JP2001185437A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

積層セラミックコンデンサ

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JP2001185437A JP36688299A JP36688299A JP2001185437A JP 2001185437 A JP2001185437 A JP 2001185437A JP 36688299 A JP36688299 A JP 36688299A JP 36688299 A JP36688299 A JP 36688299A JP 2001185437 A JP2001185437 A JP 2001185437A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低廉なコストで小型且つ大容量化を実現でき
る積層セラミックコンデンサを提供する。 【解決手段】 導体層３とセラミック誘電体層２とを交
互に積層してなる積層セラミックコンデンサ１におい
て、前記導体層３を積層方向に湾曲し且つ厚みが不均一
になるように形成した。これにより、導体層３間の対向
面積が大きくなるので大容量化を図ることができる。ま
た、導体層３の厚みを均一に形成する必要がないので導
体層３の薄層化が容易である。これにより、積層セラミ
ックコンデンサの小型化及び積層数の増加による大容量
化を図ることができる。また、導体層の薄層化によりコ
ストを低下させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサに関し、特にその内部電極の構造に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサについ
て図５を参照して説明する。図５は従来の積層セラミッ
クコンデンサの一部切り欠き斜視図である。この積層セ
ラミックコンデンサ１００は、図５に示すように、セラ
ミック誘電体層１０１と導体層１０２とを交互に積層し
た積層体１０３と、積層体１０３の両端部に形成され前
記導体層１０２と接続する外部電極１０４とを備えてい
る。ここで、導体層１０２は、両端の外部電極１０４に
対して交互に接続している。すなわち、一方の外部電極
１０４は導体層１０２と一層おきに接続し、他方の外部
電極１０４は前記一方の外部電極１０４と接続していな
い導体層１０２と接続している。セラミック誘電体層１
０１及び導体層１０２の各層は表面が平面となってい
る。また、導体層１０２は、各層の厚みが均一に形成さ
れている。このような積層セラミックコンデンサ１００
は、外部電極１０４間に電圧を印加すると、導体層１０
２に電荷を蓄え、対向する導体層１０２間に電界を形成
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで近年、積層セ
ラミックコンデンサの小型化及び大容量化が課題として
あった。しかしながら、前記積層セラミックコンデンサ
１００では、この課題を解決するのが困難であった。そ
こで、図６に示す積層セラミックコンデンサが提案され
ている。図６は従来の他の積層セラミックコンデンサの
一部切り欠き斜視図である。この積層セラミックコンデ
ンサ１００ａが前述した積層セラミックコンデンサ１０
０と相違する点は、導体層１０２ａが積層方向に湾曲し
ている点である。これにより、導体層１０２ａの対向面
積が大きくなるので、静電容量の増加が可能となる。
【０００４】しかしながら、従来の積層セラミックコン
デンサ１０１ａは、このような構造のまま導体層１０２
ａを薄層化するのは困難であった。したがって、導体層
１０２ａ積層数増加による小型化及び大容量化には限界
があった。また、従来の積層セラミックコンデンサ１０
１ａは、従来のものと比較して導体層１０２ａを形成す
るための導電性ペーストの使用量が増加する。一般に、
積層セラミックコンデンサのコストは導体層の占める割
合が大きい。したがって、コストが高くなるという問題
があった。
【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、低廉なコストで小型且つ大容量化を実現できる
積層セラミックコンデンサを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の発明では、導体層と誘電体層とを交互に
積層してなる積層セラミックコンデンサにおいて、前記
導体層は積層方向に湾曲し且つ厚みが不均一に形成され
ていることを特徴とするものを提案する。
【０００７】本発明によれば、導体層が積層方向に湾曲
し且つ厚みが不均一に形成されているので、導体層間の
対向面積が大きくなる。これにより、積層セラミックコ
ンデンサの大容量化を図ることができる。また、導体層
の厚みを均一に形成する必要がないので導体層の薄層化
が容易である。これにより、積層セラミックコンデンサ
の小型化及び積層数増加による大容量化を図ることがで
きる。また、導体層の薄層化によりコストを低下させる
ことができる。
【０００８】また、請求項２の発明では、請求項１記載
の積層セラミックコンデンサにおいて、前記導体層は厚
みがゼロである非形成部を有することを特徴とするもの
を提案する。
【０００９】本発明によれば、導体層間に形成される電
界が、導体層表面間だけでなく、非形成部の縁部から回
り込んで形成される。すなわち、導体層間の対向面積が
さらに増大したのと同様の効果を得ることができる。こ
れにより、積層セラミックコンデンサの大容量化を図る
ことができる。
【００１０】さらに、請求項３の発明では、請求項２記
載の積層セラミックコンデンサにおいて、前記導体層は
前記非形成部の縁部が対向する導体層方向に湾曲してい
ることを特徴とするものを提案する。
【００１１】本発明によれば、導体層の前記非形成部の
縁部が対向する導体層方向に湾曲しているので、該縁部
から回り込んで生じる電界を確実に形成することができ
る。これにより、積層セラミックコンデンサの大容量化
を確実に図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態にかかる積
層セラミックコンデンサについて図面を参照して説明す
る。図１は積層セラミックコンデンサの一部切り欠き斜
視図、図２は積層セラミックコンデンサの拡大断面図で
ある。
【００１３】図１に示すように、この積層セラミックコ
ンデンサ１は、セラミック誘電体層２と導体層３とを交
互に積層した略直方体形状の積層体４と、積層体４の両
端部に形成され前記導体層３と接続する外部電極５とを
備えている。ここで、導体層３は、両端の外部電極５に
対して交互に接続している。すなわち、一方の外部電極
５は導体層３と一層おきに接続し、他方の外部電極５は
前記一方の外部電極５と接続していない導体層３と接続
している。
【００１４】セラミック誘電体層２は、例えばＢａＴｉ
Ｏ3系の強誘電性を有するセラミック焼結体からなる。
また、導体層３は、例えばＰｄ，Ｎｉ，Ａｇなどの金属
材料からなる。積層体４は、導電性ペーストを印刷した
セラミックグリーンシートを複数積層し、これを焼結し
て形成される。これにより、セラミックグリーンシート
が焼結してセラミック誘電体２が形成され、導電性ペー
ストが焼結して導体層３が形成される。外部電極５は、
例えばＮｉ，Ａｇなどの金属材料からなる。
【００１５】図２に示すように、導体層３は積層方向
（図２では紙面上下方向）に湾曲して形成されている。
換言すれば、積層体４は波状又は凹凸状の導体層３及び
セラミック誘電体層２が積層した構造となっている。ま
た、導体層３は、厚みが不均一となっており、特に厚み
がゼロである非形成部２ａを有している。さらに、この
導体層３の非形成部３ａにおける縁部は対向する上下何
れかの導体層３方向に湾曲している。
【００１６】この導体層３の湾曲及び厚みの不均一によ
り、導体層３が平板状に形成されている場合と比較し
て、導体層３の表面積が増大するので、導体層３間の対
向面積が増大する。したがって、導体層３間の静電容量
が大きなものとなる。また、導体層３の前記非形成部３
ａにおける縁部からは対向する導体層３に向けて電界が
回り込むように形成される（図２の点線矢印参照）。こ
れにより、導体層３間の静電容量がさらに大きなものと
なる。さらに、導体層３の前記非形成部３ａにおける縁
部が導体層３方向に湾曲しているので、この縁部から導
体層３に回り込む電界が確実に形成される（図２の点線
矢印参照）。
【００１７】次に、この積層セラミックコンデンサの製
造方法の一例について説明する。まず、例えばＢａＴｉ
Ｏ3などを主原料とする誘電体セラミック材料、有機バ
インダ並びに有機溶剤又は水を所定量混合・撹拌してセ
ラミックスラリーを得る。次に、このセラミックスラリ
ーをドクターブレード法等のテープ成型法によりセラミ
ックグリーンシートを形成する。
【００１８】次に、このセラミックグリーンシート上
に、スクリーン印刷法、凹版印刷法、凸版印刷法などに
より所定形状で導電性ペーストを印刷する。ここで導電
性ペーストは、印刷膜厚が３μｍ以下、好ましくは１μ
ｍ以下となるように塗布する。これにより、後述する焼
成工程において導電性ペーストの焼結が進むと金属粒子
同士が凝縮して膜厚が不均一となり、所々に非形成部が
生じる。
【００１９】次いで、導電性ペーストが印刷されたセラ
ミックグリーンシートをプレス装置を用いて積層及び圧
着してセラミック積層体を得る。具体的には、図３に示
すように、プレス装置の支持台２０にセラミックグリー
ンシート１０を載置し、金型２１をシートの厚み方向に
所定圧力で加圧し、セラミック積層体を得る。
【００２０】ここで、金型２１の押圧面２２は所定の表
面粗さを有している。すなわち、金型２１の押圧面２２
には凹凸が形成されている。この凹凸は、例えば滑らか
な表面を有する金属や樹脂部材等からなる金型２１の表
面に、溝の形成加工、研磨加工、研削加工、エンボス加
工、サンドブラスト加工、エッチング加工、メッキ加
工、コーティング加工等を施すことにより形成されてい
る。また、この凹凸の深さは、セラミックグリーンシー
ト１０の１０〜３０％程度が好ましい。このような金型
２１を用いることにより、セラミック積層体はプレスに
よる積層方向に湾曲して形成される。
【００２１】次に、セラミック積層体を部品単位あたり
の大きさに裁断して積層チップを得る。次に、この積層
チップを、所定の温度条件及び雰囲気条件で焼成して焼
結体を得る。最後に、焼結体の両端部にディップ法など
で外部電極を形成して積層セラミックコンデンサを得
る。
【００２２】このような積層セラミックコンデンサ１で
は、導体層３が積層方向に湾曲し且つ厚みが不均一に形
成されているので、導体層３間の対向面積が大きくな
る。また、導体層３は厚みがゼロである非形成部３ａを
有しているので、導体層３間に形成される電界が、導体
層３の表面間だけでなく、非形成部３ａの縁部から回り
込んで形成される。すなわち、導体層３間の対向面積が
さらに増大したのと同様の効果を得ることができる。こ
こで、導体層３の前記非形成部３ａの縁部が対向する導
体層３方向に湾曲しているので、該縁部から回り込んで
生じる電界を確実に形成することができる。以上によ
り、積層セラミックコンデンサの大容量化を図ることが
できる。
【００２３】また、この積層セラミックコンデンサ１で
は、導体層３の厚みを均一に形成する必要がないので導
体層３の薄層化が容易である。これにより、積層セラミ
ックコンデンサの小型化及び積層枚数の増加による大容
量化を図ることができる。
【００２４】このような積層セラミックコンデンサ１に
ついて、１個あたりの導電性ペースト使用量と静電容量
の関係について測定した結果を図４のグラフに示す。図
４は導電性ペースト使用量と静電容量の関係を表すグラ
フである。図４において、実線は本実施の形態にかかる
積層セラミックコンデンサ１、点線は前記従来の積層セ
ラミックコンデンサ１００、一点鎖線は前記従来の積層
セラミックコンデンサ１０１ａについてである。
【００２５】図４に示すように、一般に、積層セラミッ
クコンデンサには、導電性ペーストを減少させていく
と、ある点で急激に静電容量が低下するという特性があ
る。また、一般に、積層セラミックコンデンサでは小型
且つ大容量のものを得たいという課題がある。一方、製
造コストという観点からは、積層セラミックコンデンサ
では全体のコストのうち導電性ペーストのコストが占め
る割合が大きいことから、導電性ペースト使用量を削減
したいという課題がある。
【００２６】導体層を湾曲させた従来の積層セラミック
コンデンサ１０１ａは、図４に示すように、大容量化と
いう課題は解決できたが、導電性ペーストの使用量が多
いためコスト削減という課題は解決できなかった。一
方、本実施の形態にかかる積層セラミックコンデンサ１
では、図４に示すように、大容量化及びコスト削減を実
現できた。
【００２７】なお、上記実施の形態では、導体層３の厚
みを不均一に形成する方法として、導電性ペーストの薄
膜を形成し、後の工程である焼成工程において導電性ペ
ーストの金属粒子同士を凝縮させることにより行ってい
たが、本発明はこれに限定されるものではない。他の方
法としては、例えば、導電性ペーストに添加する共材の
量を従来のものと比較して多くする方法が挙げられる。
ここで、共材とは、セラミック誘電体と同組成の粉末を
意味する。例えば、導電性ペーストとして、導電性粉末
１００重量部に対して共材を３０〜５０重量部添加した
ものを用いる。このような導電性ペーストを用いれば、
導電体密度が小さくなるので、焼成工程において所々共
材が焼結する部分が生じる。これにより、導体層の厚み
が不均一となり、所々に非形成部が生じることになる。
【００２８】
【実施例】（実施例１）次に本発明にかかる積層セラミ
ックコンデンサの具体的な製造方法について説明する。
まず、例えばＢａＴｉＯ3などを主原料とする誘電体セ
ラミック材料をブチラール系有機バインダ、有機溶剤及
び種々の添加物と混合分散してセラミックスラリーを作
成する。このセラミックスラリーを、ロールコータによ
ってＰＥＴフィルム上に塗布し、厚さ１０μｍのセラミ
ックグリーンシートを得る。このセラミックグリーンシ
ートにスクリーン印刷法を用いて、金属粉末１００重量
部に対して共材量が２０重量部の導電性ペーストを塗布
し、内部電極パターンを形成する。ここで、導電性ペー
ストの平均膜厚は１μｍとした。
【００２９】次に、導電性ペーストを塗布したセラミッ
クグリーンシートを所定寸法の矩形に打ち抜き、これを
順次積み重ねてセラミック積層体を得る。このとき、セ
ラミックグリーンシートのプレスに用いる金型は、表面
に表面粗さ計で３μｍの凹凸が形成されているものを用
いる。
【００３０】次に、セラミック積層体を、ダイサーと呼
ばれる裁断機で５ｍｍ×３ｍｍのチップ状に裁断する。
そして、このチップ状の積層体を１２００℃前後の温度
で焼成し、焼結体を得る。最後に、このチップ状の積層
体の両端部に導電性ペーストを焼き付けて外部電極を形
成する。以上により本発明にかかる積層セラミックコン
デンサが得られる。
【００３１】（実施例２）本発明にかかる積層セラミッ
クコンデンサの他の具体的な製造方法について説明す
る。まず、例えばＢａＴｉＯ3などを主原料とする誘電
体セラミック材料をブチラール系有機バインダ、有機溶
剤及び種々の添加物と混合分散してセラミックスラリー
を作成する。このセラミックスラリーを、ロールコータ
によってＰＥＴフィルム上に塗布し、厚さ１０μｍのセ
ラミックグリーンシートを得る。このセラミックグリー
ンシートにスクリーン印刷法を用いて、金属粉末１００
重量部に対して共材量が４０重量部の導電性ペーストを
塗布し、内部電極パターンを形成する。ここで、導電性
ペーストの平均膜厚は２μｍとした。以降の工程につい
ては前記実施例１と同様にして行えば、本発明にかかる
積層セラミックコンデンサが得られる。
【００３２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
導体層が積層方向に湾曲し、且つ、厚みが不均一に形成
されているので、導体層間の対向面積が大きくなる。こ
れにより、積層セラミックコンデンサの大容量化を図る
ことができる。また、導体層の厚みを均一に形成する必
要がないので導体層の薄層化が容易である。これによ
り、積層セラミックコンデンサの小型化及び積層数増加
による大容量化を図ることができる。また、導体層の薄
層化によりコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】積層セラミックコンデンサの一部切り欠き斜視
図
【図２】積層セラミックコンデンサの拡大断面図
【図３】セラミックグリーンシートの積層工程を説明す
る図
【図４】導電性ペースト使用量と静電容量の関係を表す
グラフ
【図５】従来の積層セラミックコンデンサの一部切り欠
き斜視図
【図６】従来の他の積層セラミックコンデンサの一部切
り欠き斜視図
【符号の説明】
１…積層セラミックコンデンサ、２…セラミック誘電体
層、３…導体層、３ａ…非形成部、４…積層体、５…外
部電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導体層と誘電体層とを交互に積層してな
    る積層セラミックコンデンサにおいて、 前記導体層は積層方向に湾曲し且つ厚みが不均一に形成
    されていることを特徴とする積層セラミックコンデン
    サ。
  2. 【請求項２】 前記導体層は厚みがゼロである非形成部
    を有することを特徴とする請求項１記載の積層セラミッ
    クコンデンサ。
  3. 【請求項３】 前記導体層は前記非形成部の縁部が対向
    する導体層方向に湾曲していることを特徴とする請求項
    ２記載の積層セラミックコンデンサ。
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