JP2003229324A

JP2003229324A - 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number: JP2003229324A
Application number: JP2002026094A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Fujioka; 芳博藤岡
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-02-01
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】誘電体層および内部電極層を薄層化して高積層
化した場合にも、積層セラミックコンデンサに発生する
クラックやデラミネーション等の欠陥を防止でき、高容
量かつ高絶縁性の積層セラミックコンデンサ及びその製
造方法を提供する。【解決手段】前記内部電極層９ａ、９ｂが容量発生に寄
与する有効部１３と、容量発生に寄与しない非有効部１
５とから構成され、前記有効部１３は前記非有効部１５
端ｅ、ｇから中央部ｆ側に向け、一方、前記非有効部１
５は前記有効部１３側端ｅ、ｇから前記外部電極５側に
向け、それぞれ漸次拡幅している。

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
ンデンサおよびその製造方法に関し、特に、小型で高容
量を有する積層セラミックコンデンサおよびその製造方
法に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、電子機器の小型化、高密度化に伴
い、例えば、積層セラミックコンデンサでは小型高容量
化が求められ、このため誘電体層や内部電極層の薄層化
および多層化が進められている。

【０００３】このような積層セラミックコンデンサで
は、セラミックグリーンシートの薄層化および多層化に
伴い、セラミックグリーンシート上に形成された内部電
極パターンの厚みが大きく影響するようになり、内部電
極パターンが形成されている部分と形成されていない部
分との間で内部電極パターンの厚みによる段差が累積
し、内部電極パターンの無い周囲のセラミックグリーン
シート同士の密着が弱くなり、デラミネーションが発生
しやすくなる。このためセラミックグリーンシート上の
段差を無くす工夫が図られている。

【０００４】このような積層セラミックコンデンサの製
造方法として、例えば、特開２０００−３１１８３１号
公報に開示されるようなものが知られている。この公報
に開示された製造方法により形成される積層セラミック
コンデンサは、図７（ａ）に示すように、誘電体層１０
１と内部電極層１０３とを交互に積層してコンデンサ本
体１０５が形成され、このコンデンサ本体１０５の対向
する端面に内部電極層１０３が導出し、この部分に各々
外部電極１０７が形成されている。

【０００５】ここで、内部電極層１０３は、図７（ｂ）
に示すように、対向して形成されている外部電極１０７
の方向（以下長寸方向という）の一方の端面付近から他
方の端面に渡ってほぼ同一の幅で形成されており、対向
する内部電極層１０３同士の短絡を防止するとともに、
電位の異なる他方の外部電極１０７との絶縁を確保する
ために、誘電体層１０１の、外部電極１０７側以外の３
方向の縁部には内部電極層１０３の形成されていないマ
ージン部１０９が設けられている。

【０００６】このような積層セラミックコンデンサは一
般に図８に示すような方法により製造される。

【０００７】（ａ）先ず、誘電体セラミック粉末及び有
機バインダを含むセラミックスラリーをキャリアフィル
ム１２０上に塗布してシート状に成形し、セラミックグ
リーンシート１２１が形成される。

【０００８】（ｂ）次に、得られたセラミックグリーン
シート１２１にスクリーン印刷機などにより金属含有ペ
ーストを用いて複数の内部電極パターン１２３が形成さ
れる。

【０００９】（ｃ）次に、セラミックグリーンシート１
２１上に形成された内部電極パターン１２３間の全周囲
に、セラミックペーストによりセラミックパターン１２
４が形成される。なお、この内部電極パターン１２３と
セラミックパターン１２４とは実質的に同一厚みになる
ように形成されている。

【００１０】（ｄ）次に、複数の内部電極パターン１２
３とセラミックパターン１２４とが形成されたセラミッ
クグリーンシート１２１を、内部電極パターン１２３
の、外部電極１０７と接続される方向の中央に、前記セ
ラミックパターン１２４が重畳されるように複数積層し
て仮積層体１２５が形成される。

【００１１】次に、この仮積層体１２５を加圧加熱して
セラミックグリーンシート１２１と内部電極パターン１
２３とが密着された積層体１２７が形成される。

【００１２】次に、積層体１２７を、切断線Ｓに沿って
切断する。即ち、積層体１２７中に形成されたセラミッ
クパターン１２４の略中央を、内部電極パターン１２３
の長寸方向に対して垂直方向（ｅ）、および（ｆ）に示
すように、内部電極パターンの長寸方向に切断して、内
部電極パターン１２３の一方の端がそれぞれ露出したコ
ンデンサ本体成形体が形成される。この後、所定の温度
と雰囲気において焼成を行い、コンデンサ本体１０５が
形成され、最後に、このコンデンサ本体１０５の対向す
る端面に外部電極１０７を形成することにより積層セラ
ミックコンデンサが形成される。

【００１３】このような積層セラミックコンデンサで
は、セラミックグリーンシート１２１上の内部電極パタ
ーン１２３の全周囲にセラミックパターン１２４が充填
されているために、内部電極パターン１２３の厚みによ
る段差が解消され、積層時の加圧加熱においても、内部
電極パターン１２３の拡幅や変形が抑制されることか
ら、誘電体層１０１のマージン部１０９をより狭くして
内部電極層１０３の有効面積が、より大きくなるように
形成されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た積層セラミックコンデンサでは、誘電体層１０１を介
して内部電極層１０３同士が重なり合った部分（有効部
１１１）と重なり合っていない部分（非有効部１１３）
との境界部分Ｂｏに内部応力が発生することが知られて
いるが、マージン部１０９を小さくした場合には、内部
電極層１０３の有効面積が大きくなることから、積層セ
ラミックコンデンサの静電容量が高まるものの、外部電
極１０７付近の絶縁低下が起こりやすくなるとともに、
上記境界部分Ｂｏにおけるマージン部１０９の強度が低
下することから、実装時の熱応力や電圧印加時の電歪等
による内部応力の増加によりマージン部１０９にクラッ
クやデラミネーションが発生しやすくなるという問題が
あった。

【００１５】一方、マージン部１０９を広くした場合に
は、マージン部１０９の強度を高め、内部応力の増加に
よるクラックやデラミネーションを防止することができ
るものの、内部電極層１０３の有効面積が小さくなるこ
とから、折角、内部電極層１０３の段差を解消する工夫
をしても積層セラミックコンデンサの静電容量が低く抑
えられてしまうという問題があった。

【００１６】従って、本発明は、誘電体層および内部電
極層を薄層化して高積層化した場合にも、積層セラミッ
クコンデンサに発生するクラックやデラミネーション等
の欠陥を防止でき、高容量かつ高絶縁性の積層セラミッ
クコンデンサおよびその製造方法を提供することを目的
とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明の積層セラミック
コンデンサは、複数の誘電体層と複数の内部電極層とを
交互に積層してなるコンデンサ本体の端部に、前記内部
電極層が交互に接続される一対の外部電極を形成してな
る積層セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極層
が、容量発生に寄与する有効部と容量発生に寄与しない
非有効部とから構成されるとともに、前記有効部は前記
非有効部側端端から中央側に向け、一方、前記非有効部
は前記有効部側端から前記外部電極側に向け、それぞれ
漸次拡幅していることを特徴とする。

【００１８】このような構成によれば、対向する外部電
極側から内部電極層の中央に向かって内部電極層の幅を
大きくし、かつ、内部電極層の有効部と非有効部との境
界部分の位置のマージン部の幅を大きくできることか
ら、対向する内部電極層と外部電極との絶縁を充分確保
できるとともに、サイドマージン部の強度を高め、クラ
ックの発生を防止できる。また、有効部では、誘電体層
の面積に対して内部電極層の有効面積を高めることがで
き、積層セラミックコンデンサの静電容量をたかめるこ
とができる。

【００１９】上記積層セラミックコンデンサでは、内部
電極層を構成する有効部の最大幅をＷ_max、有効部と非
有効部との境界部分の幅をＷ_minとしたときに、Ｗ_max／
Ｗ_min≧１．０５であることが望ましい。このように内
部電極層を構成する有効部の最大幅Ｗ_maxと、有効部と
非有効部との境界部分の幅Ｗ_minとの比を大きくするこ
とにより、内部電極層の有効面積を大きくできるととも
に、有効部と非有効部との境界部分の幅Ｗ_minを小さく
することにより、境界部分の位置のサイドマージン部の
幅を大きくできることから、この境界部分の位置のサイ
ドマージン部の強度を向上でき、実装時の熱応力や電圧
印加時の電歪等によるクラックをさらに抑制できる。

【００２０】上記積層セラミックコンデンサでは、誘電
体層の厚みが４μｍ以下でかつ内部電極層の厚みが１．
５μｍ以下であることが望ましい。本発明の積層セラミ
ックコンデンサは、誘電体層および内部電極層の厚みが
上記のように薄くなっても内部電極層の形状を維持で
き、さらに、内部電極層の幅を変更することにより、高
容量化および高信頼性を得ることができる。

【００２１】上記積層セラミックコンデンサでは、積層
数が１００層以上であることが望ましい。また、本発明
の積層セラミックコンデンサは、内部電極層による段差
を解消できるものであることから、１００層以上であっ
ても小型、高容量および高信頼性を維持できる。

【００２２】本発明の積層セラミックコンデンサの製造
方法は、セラミックグリーンシートを形成する工程と、
該セラミックグリーンシートの主面上に金属含有ペース
トを印刷して、内部電極パターンを複数形成する工程
と、該内部電極パターンの外部電極と接続される側の前
記内部電極パターン間に、前記内部電極パターンに離間
して、少なくともセラミック粉末を含有するセラミック
ペーストを塗布し、前記内部電極パターンとの間に隙間
を形成するようにセラミックパターンを形成する工程
と、前記内部電極パターンおよび前記セラミックパター
ンが形成された前記セラミックグリーンシートを、前記
内部電極パターンの外部電極と接続される方向の中央
に、前記セラミックパターンが重畳されるように複数積
層して、前記内部電極パターンと前記セラミックパター
ンとの間に隙間が形成された仮積層体を形成する工程
と、該仮積層体を加圧加熱して前記隙間を解消するとと
もに、前記内部電極パターンを変形させる工程と、該積
層体中に形成されたセラミックパターンの略中央および
前記内部電極パターンの列間を切断してコンデンサ本体
成形体を形成する工程と、該コンデンサ本体成形体を焼
成する工程とを具備することを特徴とする。

【００２３】本発明の積層セラミックコンデンサの製造
方法では、セラミックパターンを、内部電極パターンの
長寸方向のパターン間に離間して形成し、内部電極パタ
ーンおよびセラミックパターンが形成されたセラミック
グリーンシートを積層した場合において離間部分に空隙
が形成されるものであるが、このような製造方法によれ
ば、空隙の積層方向の上下に形成された内部電極パター
ンは、積層体を形成する際の加圧加熱によっても積層時
の圧力が印加されにくいことから横方向への伸びが抑制
される。

【００２４】一方、上下の内部電極パターンが重畳する
部分は積層体の加圧に対し拡幅する。

【００２５】即ち、空隙の垂直方向に存在する内部電極
パターンの部分が、焼成後に形成される内部電極層の有
効部と非有効部との境界部分となることから、有効部で
は長寸方向の両端から中央側に向け、一方、非有効部で
は有効部側端から外部電極側に向け、それぞれ漸次拡幅
された形状を有する内部電極層を容易に形成することが
できる。

【００２６】上記積層セラミックコンデンサの製造方法
では、内部電極パターンが長方形状であることが望まし
い。本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、
積層時の加圧加熱により、内部電極パターンの幅を変え
ることにより小型高容量および高信頼性を図るものであ
るが、加圧加熱前の内部電極パターンの形状は焼成後に
形成される誘電体層の形状に対して、相似形である方が
内部電極パターンに均一な圧力の印加ができ、内部電極
パターン形状の均一化を図ることができ、静電容量の公
差を低減できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（構造）本発明の積層セラミック
コンデンサについて詳細に説明する。

【００２８】図１は積層セラミックコンデンサの縦断面
図である。積層セラミックコンデンサ１は、図１に示す
ように、コンデンサ本体３の両端部に外部電極５を形成
して構成されている。

【００２９】コンデンサ本体３は、平面視長方形の複数
の誘電体層７と複数の内部電極層９ａ、９ｂとが交互に
積層されている。

【００３０】内部電極層９ａ、９ｂの一端はコンデンサ
本体３の長寸方向の両端面のいずれかに導出されて一方
の外部電極５に接続され、他端は他方の外部電極５と絶
縁を保つようにコンデンサ本体３の端面と所定のエンド
マージン１１により隔てられている。

【００３１】また、誘電体層７を介して交互に積層され
ている内部電極層９ａ、９ｂは積層方向に重なり合った
有効部１３とその有効部１３の端部に形成されコンデン
サ本体３に端面に導出された非有効部１５により構成さ
れている。

【００３２】図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図、
即ち、横断面図である。図２に示すように、このコンデ
ンサ本体３の各稜線部分１０は所望により丸く面取りさ
れている。

【００３３】図３は図１のＢ−Ｂ断面図である。有効部
１３は、図３に示すように、非有効部１５との境界部分
である端ｅから長寸方向中央部ｆに向け徐々に幅ｗ₁が
広くなり、中央部ｆを過ぎると他方端ｇに向け徐々に幅
ｗ₁が狭くなっている。

【００３４】一方、非有効部１５は有効部１３側の端ｅ
又はｇから外部電極５側に向かって幅ｗ₂が徐々に広く
なっている。こうして誘電体層７の長辺と内部電極層９
ａ、９ｂとの間に幅の異なるサイドマージン部１７が形
成されている。

【００３５】そして、同一面内で内部電極層９ａ、９ｂ
を構成する有効部１３の幅ｗ₁および非有効部１５の幅
ｗ₂を変化させることにより、内部電極層９ａ、９ｂを
構成する有効部１３の端ｅ、ｇと外部電極５との間のサ
イドマージン部１７を広くできることから、このサイド
マージン部１７での短絡を防止できる。また、内部電極
層９ａ、９ｂの辺と誘電体層７の辺との間に必要以上に
余分なサイドマージン部１７を減らすことができ、この
ため内部電極層９ａ、９ｂの有効面積が増し、静電容量
を高めることができる。

【００３６】さらには、コンデンサ本体３の稜線部分１
０を面取りしたとしても、この稜線部分１０において、
内部電極層９ａ、９ｂの露出を防止するという理由か
ら、内部電極層９ａ、９ｂの外縁側には所定のサイドマ
ージン部１７を設けておくことが望ましく、このような
趣旨から、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有効部１３
の最大幅を持つ中央部ｆの幅ｗ_maxに対する誘電体層７
の幅ｗ_Dの比は、１．０２〜１．２７が望ましい。

【００３７】また、本発明の積層セラミックコンデンサ
では、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有効部１３の最
大幅をＷ_max、有効部１３と非有効部１５との境界部分
である有効部１３の端ｅ、ｇの幅をＷ_minとしたとき
に、Ｗ_max／Ｗ_min≧１．０５であることが望ましく、特
に、サイドマージン部１７の強度を高め、外部電極５と
の間の短絡を防止するとともに、焼成後および実装時
に、この有効部１３と非有効部１５との境界部分である
端ｅ、ｇに発生する内部応力をさらに抑制するという理
由から、このＷ_max／Ｗ_minの比は、１．１〜１．４であ
ることがより望ましい。

【００３８】本発明の積層セラミックコンデンサ１を構
成する内部電極層９ａ、９ｂの形状は、上記したよう
に、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有効部１３が長寸
方向の端ｅ、ｇから中央部ｆに向かって漸次拡幅されて
いる形状であれば、中央部ｆが湾曲していてもよいし、
中央部ｆで角状となっていても良い。特には、内部電極
層９ａ、９ｂの有効面積を増すために中央部ｆが湾曲し
て形成されている方が望ましい。

【００３９】また、本発明の積層セラミックコンデンサ
１では、誘電体層７の厚みは４μｍ以下であることが望
ましく、特に、積層セラミックコンデンサの静電容量お
よび絶縁性を高めるという理由から、１〜３μｍである
ことがより望ましい。

【００４０】さらに、内部電極層９ａ、９ｂの厚みは、
１．５μｍ以下であることが望ましく、多層化におい
て、積層体の薄型化および低コスト化とともに静電容量
の確保を図る上で、０．５〜１．５μｍであることがよ
り望ましい。また、本発明の内部電極層９ａ、９ｂで
は、有効部端ｅ、ｇ側が、有効部１３の中央部ｆ側より
も厚いことが望ましい。

【００４１】そして、本発明の積層セラミックコンデン
サ１では、積層数は１００層以上、特に、高容量タイプ
の積層セラミックコンデンサ１として静電容量の向上の
ために、２００層以上であることがより望ましい。

【００４２】（製造方法）本発明の積層セラミックコン
デンサ１は、例えば、図４に示すような工程を経て製造
される。

【００４３】図４（ａ）に示すように、先ず、誘電体層
７となるセラミック粉末に水および分散剤を加え、ボー
ルミルにて混合粉砕し、これに有機バインダを添加し、
得られたセラミックスラリーをキャリアフィルム２１上
に塗布してセラミックグリーンシート２３が形成され
る。セラミックグリーンシート２３の厚みは５μｍ以
下、特に、積層セラミックコンデンサ１の静電容量を向
上するとともに絶縁性を確保するという理由から、２〜
４μｍであることがより望ましい。

【００４４】ここで調製されるセラミックスラリーは、
例えば、セラミック粉末と、ポリビニルブチラール樹脂
からなる有機バインダと、この有機バインダを溶解する
溶媒として、トルエンとエチルアルコールとを混合した
ものが好適に用いられる。その他のバインダとしては、
セラミック粉末や溶媒との分散性、セラミックグリーン
シート２３の強度、脱バインダ性の点でアクリル樹脂を
用いることもできる。

【００４５】また、セラミック粉末としては、具体的に
は、ＢａＴｉＯ₃−ＭｎＯ−ＭｇＯ−Ｙ₂Ｏ₃等のセラミ
ック粉末が耐還元性を有するという理由から使用可能で
ある。また、磁器の焼結性を高めるという理由からガラ
ス粉末を加えることが望ましい。

【００４６】次に、図４（ｂ）に示すように、このセラ
ミックグリーンシート２３の表面に金属含有ペーストを
用いてスクリーン印刷法により複数の内部電極パターン
２５が形成される。ここで形成される内部電極パターン
２５の形状は、焼成後に形成される誘電体層７の形状に
対して相似形であることが望ましく、特に、小型、高容
量の積層セラミックコンデンサ１では、誘電体層７上の
エンドマージン１１を形成し、外部電極５との絶縁性を
確保するために長方形状であることがより望ましい。

【００４７】ここで用いられる金属含有ペーストは、導
体粉末、セラミック粉、有機粘結剤および有機溶剤を含
有し、薄層化され均質でパターン精度の高い内部電極パ
ターン２５を形成するために適正な粘度調製が行われ
る。

【００４８】また、金属含有ペーストに含まれる導体粉
末およびセラミック粉の平均粒径は、内部電極パターン
２５、およびこれが焼成されて形成される内部電極層９
ａ、９ｂを緻密にしかつ表面が平滑な金属膜を形成する
という理由から、０．１５〜０．５μｍの範囲であるこ
とが望ましい。

【００４９】また、金属含有ペースト中に含まれる導体
粉末としては、Ｎｉ、Ｃｕ等の卑金属が用いられ、金属
の焼成温度が一般の絶縁体の焼成温度と一致する点、お
よびコストが安いという点からＮｉが望ましい。

【００５０】また、この金属含有ペーストは、導体粉末
やセラミック粉と、脂肪族炭化水素と高級アルコールと
の混合物からなる有機溶剤と、この有機溶剤に対して可
溶性のエチルセルロースからなる有機粘結剤とを含有す
るものであり、金属含有ペーストの印刷性を容易に制御
でき、内部電極パターン２５の途切れを防止し均質性を
高めるために、有機粘結剤は導体粉末とセラミック粉と
の混合物１００質量部に対して１〜１０質量部、有機溶
剤量が８０〜１２０質量部含有することが望ましい。

【００５１】また、このような導体粉末とセラミック粉
により構成される金属含有ペーストの粘度特性は、印刷
後の内部電極パターン２５の保形性を保つために降伏値
を有するとともに、高せん断での印刷においても内部電
極パターン２５の広がりを抑制するという理由からチク
ソトロピー性であることが望ましい。また、内部電極ペ
ーストの粘度はこのペースト中の導体粉末、有機粘結
剤、有機溶剤の各量と、場合によっては分散剤の添加に
より制御できる。

【００５２】また、内部電極パターン２５の厚みは２μ
ｍ以下であることが望ましく、特に、多層化において積
層体の薄型化および低コスト化とともに静電容量の確保
を図る上で０．５〜１．５μｍであることが望ましい。

【００５３】次に、図４（ｃ）に示すように、セラミッ
クグリーンシート２３の表面に形成された長方形状の内
部電極パターン２５の、長寸方向のパターン間（即ち、
エンドマージン１１方向）に、離間させて、セラミック
ペーストを印刷して、内部電極パターン２５とともに、
矩形状のセラミックパターン２９が形成される。このよ
うにして形成された内部電極パターン２５とセラミック
パターン２９とは厚みがほぼ同じであり実質的に内部電
極パターン２５の段差を無くすように形成されているこ
とが望ましい。

【００５４】ここで用いるセラミックペーストは、粘結
剤が、内部電極パターン２５を形成した金属含有ペース
トと同組成もしくは異なる組成の両方を適用できるが、
特に、導体ペーストの印刷と同じ条件を採用できること
およびセラミックグリーンシート２３の表面からの粘結
剤の揮発速度を一致させるという理由から、セラミック
ペーストは金属含有ペーストと同組成の粘結剤で構成さ
れることが望ましい。

【００５５】図５はセラミックグリーンシート２３上に
内部電極パターン２５およびセラミックパターン２９が
形成された状態を示す平面図である。内部電極パターン
２５は、図５に示すように、長方形状であればよく、通
常は、内部電極パターン２５の中央５３と端部５５とは
ほぼ同一の幅ｗで形成されていることが、内部電極パタ
ーン２５の寸法精度公差を高める上で望ましい。

【００５６】なお、この内部電極パターン２５は、同じ
く長方形状のマスクパターンを用いて形成される。マス
クパターンは上記のような長方形状に限定されるもので
はなく、積層時の加圧加熱後および焼成後に形成される
内部電極層９ａ、９ｂの有効部１３と非有効部１５が連
結されたような長寸方向に幅の異なるマスクパターンの
形状であってもよい。

【００５７】次に、内部電極パターン２５およびセラミ
ックパターン２９が形成されたセラミックグリーンシー
ト２３を、図４（ｄ）に示すように、所定枚数積層し、
その最上面に印刷されていないセラミックグリーンシー
ト２３を重ねて仮積層体３１が形成される（本図には示
していない）。この場合、セラミックグリーンシート２
３の表面に形成された内部電極パターン２５の長寸方向
のセラミックパターン２９との間には空隙３３が形成さ
れている。

【００５８】次に、この仮積層体３１を加熱加圧するこ
とにより積層体３５が形成される。この積層体３５は、
図４（ｅ）に示すように、仮積層体３１のときに内部電
極パターン２５とセラミックパターン２９との間に形成
されていた隙間３３はセラミックグリーンシート２３の
可塑変形による充填に伴って無くなり、セラミックグリ
ーンシート２３とその上下に形成された内部電極パター
ン２５およびセラミックパターン２９とは隙間無く密着
されている。

【００５９】図６は積層体３５の平面方向の断面図であ
る。即ち、この積層体３５では、図６に示すように、仮
積層体３１を加圧加熱した際に、積層されたセラミック
グリーンシート２３上に形成された内部電極パターン２
５が部分的に横方向に伸びた状態となる。即ち、仮積層
体３１のときに、内部電極パターン２５の、積層方向の
直上および直下に隙間３３の在った部分は隙間３３の無
かった部分に対して横方向の伸びが小さくなっている。

【００６０】このような積層体３５を形成する条件とし
ては、セラミックグリーンシート２３上に形成された内
部電極パターン２５は変形するが、セラミックグリーン
シート２３およびその表面に形成されたセラミックパタ
ーン２９は変形しない条件が望ましい。

【００６１】この場合、加圧加熱する条件として、温度
は５０〜１００℃、圧力は４０〜１５０ＭＰａ、時間は
１〜２０分の範囲がより望ましく、特に、内部電極パタ
ーン２５の最大幅と最小幅を微小範囲で制御する方法と
しては、加圧加熱の時間を変更する方法が好適に用いら
れる。

【００６２】このように、内部電極パターン２５の外部
電極５と接続する方向のセラミックパターン２９との間
に隙間３３を形成し、加圧加熱時の圧力の印加に分布を
持たせることにより、上記したように、マスクパターン
の形状を操作することなしに、長寸方向に幅ｗ₁、ｗ₂の
異なる内部電極パターン２５を容易に形成できる。

【００６３】ここで、積層時の加圧加熱後の内部電極パ
ターン２５の大きさは、焼成後の形成される誘電体層７
の幅Ｗ_Dに対する内部電極層９ａ、９ｂの有効部１３の
幅Ｗ_m _axの比が１．０２〜１．２７になるように、そし
て、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有効部１３の最大
幅Ｗ_maxに対する有効部１３と非有効部１５との境界部
分である有効部１３の端ｅ、ｇの幅Ｗ_minとの比が１．
１〜１．４になるように調整されることが望ましい。

【００６４】次に、この積層体３５を、切断線ｈに沿っ
て、即ち、積層体３５中に形成されたセラミックパター
ン２９の略中央を、内部電極パターン２５の長寸方向に
対して垂直方向（ｅ）、および（ｆ）に示すように、内
部電極パターン２５の長寸方向に平行に切断して、内部
電極パターン２５の端部が露出するようにコンデンサ本
体成形体が形成される。一方、内部電極パターン２５の
最も幅の広い部分においては、サイドマージン部１７側
にはこの内部電極パターン２５は露出されていない状態
で形成される。

【００６５】次に、このコンデンサ本体成形体を、所定
の雰囲気下、温度条件で焼成してコンデンサ本体３が形
成され、場合によっては、このコンデンサ本体３の稜線
部分１０の面取りを行うとともに、コンデンサ本体３の
対向する端面から露出する内部電極層９ａ、９ｂを際立
たせるためにバレル研磨を施しても良い。

【００６６】次に、このコンデンサ本体３の対向する端
部に、外部電極ペーストを塗布して焼付けを行い外部電
極５が形成される。また、この外部電極５の表面には実
装性を高めるためにメッキ膜が形成される。

【００６７】このようにして形成された積層セラミック
コンデンサ１では、内部電極層９ａ、９ｂを構成する有
効部１３は外部電極５が形成される方向の中央部ｆが幅
広く、両端ｅ、ｇが幅狭くなっており、一方、非有効部
１５は有効部１３との境界部分である端部ｅが狭く、外
部電極５側が幅広くなっているために、内部電極層９
ａ、９ｂとコンデンサ本体３の側面との間のサイドマー
ジン部１７が小さくても、外部電極５の周辺では必要な
所定のサイドマージン部１７を確保することができる。

【００６８】従って、誘電体層７となるセラミック材料
と内部電極層９ａ、９ｂとなる金属材料との焼成収縮率
差、熱膨張係数差による内部応力が小さくなり、デラミ
ネーションやクラックを防止できる。

【００６９】

【実施例】（実施例）本発明の積層セラミックコンデン
サを以下のようにして作製した。

【００７０】セラミックグリーンシートは、先ず、チタ
ン酸バリウム１００モル、酸化イットリウム１モル、酸
化マグネシウム２モル及び酸化マンガン０．１モルを混
合したセラミック粉末およびガラス粉末に水及び分散剤
を加え、ボールミルにてジルコニアボールと共に混合粉
砕し、これにポリビニルブチラール樹脂およびトルエン
とエチルアルコールとを混合した溶媒を添加してセラミ
ックスラリーを調製し、ダイコータ法を用いてキャリア
フィルム上に成膜した。このセラミックグリーンシート
の平均厚みは４μｍとした。

【００７１】内部電極パターンを形成するための金属含
有ペーストは、ニッケル粉末、エチルセルロースからな
る有機粘結剤、脂肪族炭化水素と高級アルコールとの混
合物からなる有機溶剤とを３本ロールで混練して調製し
た。

【００７２】セラミックパターン用のセラミックペース
トは、上記のセラミックスラリーの一部をさらに粉砕
し、金属含有ペーストと同様の有機成分を用いて調製し
た。

【００７３】次に、得られたセラミックグリーンシート
の主面上に、スクリーン印刷装置を用いて、上記した金
属含有ペーストを長方形状のマスクパターン形状に印刷
し、乾燥させ、複数の内部電極パターンを形成した。こ
の平均厚みは１．２μｍとした。

【００７４】さらに、このセラミックグリーンシート上
に形成された内部電極パターンの、特に、その長寸方向
のエンドマージン側に、離間して、内部電極パターンを
形成したときと同じくスクリーン印刷装置を用いてセラ
ミックパターンを形成した。この場合、セラミックパタ
ーンと内部電極パターンとは実質的に同一平面となるよ
うにした。

【００７５】次に、その表面に内部電極パターンとセラ
ミックパターンとが形成されたセラミックグリーンシー
トを１８２層積層し、さらにその上下に、内部電極パタ
ーン、セラミックパターンが形成されていないセラミッ
クグリーンシートを各２０枚積層し、第１回目の加圧プ
レスを行い、仮積層体を形成した。

【００７６】この条件で作製した仮積層体は、セラミッ
クグリーンシートが完全に密着されていない状態であ
り、内部電極パターンのエンドマージン側のセラミック
パターンとの間に隙間が形成されていた。

【００７７】次に、この仮積層体を温度８０℃、圧力８
０ＭＰａ、時間２〜１０分の条件で第２回目の加圧加熱
を行い、内部電極パターンとセラミックパターンとを形
成したセラミックグリーンシート、およびその上下の内
部電極パターンとセラミックパターンとを形成していな
いセラミックグリーンシートとを完全に密着させて積層
体を得た。

【００７８】本発明の積層セラミックコンデンサを形成
する積層体は、内部電極パターンを形成したセラミック
グリーンシートの一方主面に、内部電極パターンととも
にセラミックパターンを形成しているため、この加圧加
熱工程においても、内部電極パターンの所定の部分にお
いて横方向への広がりはあるものの、積層方向への変形
は抑制されていた。なお、誘電体層となる面積部分のセ
ラミックグリーンシートの幅と内部電極パターンの最大
幅との比および内部電極パターンの最大幅と最小幅は加
圧加熱時の時間を調整して制御した。

【００７９】次に、この積層体を、積層体中に形成され
たセラミックパターンの略中央を、内部電極パターンの
長寸方向に対して垂直方向、および内部電極パターンの
長寸方向に平行に切断してコンデンサ本体成形体を形成
した。

【００８０】次に、このコンデンサ本体成形体を空気
中、３００℃で脱バイした後、酸素分圧１×１０^-6Ｐ
ａ、最高温度１２６０℃で２時間の条件で焼成しコンデ
ンサ本体を得た。

【００８１】次に、バレル研磨機を用いて、コンデンサ
本体の稜線部分の面取りを行った後、内部電極層が露出
したコンデンサ本体の端面に外部電極ペーストを塗布
し、８００℃で焼付けを行い外部電極が形成された積層
セラミックコンデンサを得た。こうして得られた積層セ
ラミックコンデンサを構成する誘電体層の平均厚みは
２．５μｍ、積層数が１８２層、外形寸法が１．６ｍｍ
×０．８ｍｍ×０．８ｍｍであり、その他、内部電極層
および誘電体層に関する幅比を表１に示した。

【００８２】（比較例）一方、比較例として、セラミッ
クグリーンシートに形成された内部電極パターンの全周
囲に隣設してセラミックパターンを形成した試料を作製
した。この試料の内部電極層の幅は、誘電体層の幅との
比が、本発明品の最小値と同じ比（即ち、誘電体層の幅
に対する内部電極層の幅が最大）の幅になるように設計
して作製した。この場合、加圧加熱工程において内部電
極パターンの部分的な変形が抑制され、焼成後において
も長寸方向の幅がほぼ同一の内部電極層により構成され
た積層セラミックコンデンサを作製した。

【００８３】（評価方法）上記のようにして得られた積
層セラミックコンデンサのうち各１００個について、内
部電極層に平行に研磨を行い、測定顕微鏡を用いて、誘
電体層の幅および内部電極層の有効部および非有効部の
寸法測定を行った。

【００８４】次に、実体顕微鏡を用いて外面のクラック
およびデラミネーションの観察を行い、外観を評価し外
観不良率を評価した。

【００８５】さらに各１００個ずつ、内部電極層が露出
するところまで研磨して内部のクラックやデラミネーシ
ョン等の欠陥の発生率を調べた。これを内部欠陥不良率
とした。

【００８６】次に、同個数についてＬＣＲメーター４２
８４Ａを用いて、周波数１．０ｋＨｚ、入力信号レベル
０．５Ｖｒｍｓにて、温度２５℃における静電容量を測
定した。

【００８７】次に、各２００個ずつ、３００℃の半田槽
に１秒間浸けることにより熱衝撃を加えた後、外観を検
査して、半田槽浸せき後の外観検査による不良率を評価
した。これを耐熱衝撃不良率とした。

【００８８】次に、耐圧試験を行なった。耐圧試験は、
積層セラミックコンデンサがショート状態になるまで電
圧を昇圧する試験であり、このときの絶縁破壊電圧を調
べた。また、一定電圧（１１０Ｖ、１１５Ｖ）を印加
し、３分間放置する試験を各５０個行なった。一定電圧
を印加する場合の評価は、外観および内部の欠陥の評価
である。そして、耐圧試験後、内部電極層が露出すると
ころまで研磨して内部欠陥の不良率を調べた。これを絶
縁破壊電圧の平均値及び耐圧不良率とした。上記の外観
不良率、内部欠陥不良率、耐熱衝撃不良率、絶縁破壊電
圧および耐圧不良率を表１に示した。

【００８９】

【表１】

【００９０】表１の結果から明らかなように、長寸方向
の幅の異なる内部電極層により構成された試料Ｎｏ．１
〜９では、静電容量が２．０７μＦ以上と大きく、外観
不良率が無く、また、内部欠陥不良率が２％以下、耐熱
衝撃不良率が２％以下、絶縁破壊電圧が１３０Ｖ以上、
耐圧不良率の１１０Ｖの場合が０％および１１５Ｖの場
合に１％以下となり、優れた特性を有する積層セラミッ
クコンデンサが得られた。

【００９１】特に、内部電極層を構成する有効部の最大
幅に対する有効部と非有効部との境界部分の最小幅の比
が１．１５〜１．３１の範囲である試料Ｎｏ．３〜９で
は、耐熱衝撃不良率が０％以下で、静電容量が２．２３
μＦ以上であった。

【００９２】一方、内部電極層の長寸方向の幅を一定と
した試料Ｎｏ．１０では、静電容量は２．４μＦと高か
ったが、外観不良率、内部欠陥不良率、耐熱衝撃不良
率、絶縁破壊電圧、耐圧不良率等の不良率が極めて大き
かった。

【００９３】

【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の積層セラ
ミックコンデンサでは、内部電極層が容量発生に寄与す
る有効部と、容量発生に寄与しない非有効部とから構成
され、この有効部は長寸方向の両端から中央側に向け、
一方、非有効部は有効部の端部から外部電極側に向け、
それぞれ漸次拡幅することにより、誘電体層の面積に対
して内部電極層の有効面積を高めることができるととも
に、内部電極層の有効部と非有効部との境界部分のサイ
ドマージン部の幅を大きくできることから、サイドマー
ジン部の強度を高めることができ、このためによるクラ
ックの発生を防止できる。また、非有効部の幅が外部電
極側から有効部端部側に向かって漸次狭く形成され、マ
ージン部が次第に広くなっていることから、対向する内
部電極層と外部電極との絶縁を充分確保できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミックコンデンサの縦断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の積層セラミックコンデンサを製造する
ための工程図である。

【図５】セラミックグリーンシート上に内部電極パター
ンおよびセラミックパターンが形成された状態を示す平
面図である。

【図６】積層体の平面方向の断面図である。

【図７】（ａ）は従来の積層セラミックコンデンサの断
面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】従来の積層セラミックコンデンサを製造するた
めの工程図である。

【符号の説明】

１積層セラミックコンデンサ３コンデンサ本体５外部電極７誘電体層９ａ、９ｂ内部電極層１３有効部１５非有効部２３セラミックグリーンシート２５内部電極パターン２９セラミックパターン３１仮積層体３３隙間３５積層体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の誘電体層と複数の内部電極層とを交
互に積層してなるコンデンサ本体の端部に、前記内部電
極層が交互に接続される一対の外部電極を形成してなる
積層セラミックコンデンサにおいて、前記内部電極層
が、容量発生に寄与する有効部と容量発生に寄与しない
非有効部とから構成されるとともに、前記有効部は前記
非有効部側端から中央側に向け、一方、前記非有効部は
前記有効部側端から前記外部電極側に向け、それぞれ漸
次拡幅していることを特徴とする積層セラミックコンデ
ンサ。
【請求項２】内部電極層を構成する有効部の最大幅をＷ
_max、有効部と非有効部との境界部分の幅をＷ_minとした
ときに、Ｗ_max／Ｗ_min≧１．０５を満足することを特徴
とする請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】誘電体層の厚みが４μm以下でかつ内部電
極層の厚みが１．５μｍ以下であることを特徴とする請
求項１または２に記載の積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】積層数が１００層以上であることを特徴と
する請求項１乃至３のうちいずれか記載の積層セラミッ
クコンデンサ。
【請求項５】セラミックグリーンシートを形成する工程
と、該セラミックグリーンシートの主面上に金属含有ペ
ーストを印刷して、内部電極パターンを複数形成する工
程と、該内部電極パターンの外部電極と接続される側の
前記内部電極パターン間に、前記内部電極パターンに離
間して、少なくともセラミック粉末を含有するセラミッ
クペーストを塗布し、前記内部電極パターンとの間に隙
間を形成するようにセラミックパターンを形成する工程
と、前記内部電極パターンおよび前記セラミックパター
ンが形成された前記セラミックグリーンシートを、前記
内部電極パターンの外部電極と接続される方向の中央
に、前記セラミックパターンが重畳されるように複数積
層して、前記内部電極パターンと前記セラミックパター
ンとの間に隙間が形成された仮積層体を形成する工程
と、該仮積層体を加圧加熱して前記隙間を解消するとと
もに、前記内部電極パターンを変形させる工程と、該積
層体中に形成されたセラミックパターンの略中央および
前記内部電極パターンの列間を切断してコンデンサ本体
成形体を形成する工程と、該コンデンサ本体成形体を焼
成する工程とを具備することを特徴とする積層セラミッ
クコンデンサの製造方法。
【請求項６】内部電極パターンが長方形状であることを
特徴とする請求項５に記載の積層セラミックコンデンサ
の製造方法。