JP2014143392A - セラミック電子部品の製造方法及びセラミック電子部品 - Google Patents

セラミック電子部品の製造方法及びセラミック電子部品 Download PDF

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Abstract

【課題】内部電極間の短絡が発生し難いセラミック電子部品の製造方法を提供する。
【解決手段】生のセラミック素体23の第1及び第2の側面24c、24dのそれぞれの上に、セラミック粒子を含み、且つ、セラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種の総量がセラミック部よりも多い生のセラミック層29a、29bを形成する。生のセラミック層29a、29bが設けられた生のセラミック素体23を焼成することにより、生のセラミック層29a、29bが設けられた生のセラミック素体23が焼成されてなる電子部品本体10を有するセラミック電子部品1を得る。
【選択図】図11

Description

本発明は、セラミック電子部品の製造方法及びセラミック電子部品に関する。

近年、携帯電話や携帯音楽プレイヤーなどの電子機器の小型化が進むにつれて、電子機器に搭載される積層セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品の大容量化および小型化が急速に進んできている。

積層セラミックコンデンサを大容量化するためには、内部電極の対向部の面積を大きくすることが有効である。しかし、内部電極の対向部の面積を極大化すれば、それにともなって積層セラミックコンデンサの寸法が大きくなってしまう。従って、小型化と大容量化を両立させるには、内部電極の対向部の面積を極大化し、それ以外の面積を極小化する必要がある。このように内部電極の対向部の面積を極大化し、それ以外の部分を極小化する積層セラミックコンデンサを製造し得る方法として、例えば特許文献1には、第1及び第2の内部電極のそれぞれが第1及び第2の側面に露出したセラミック素体を作製した後に、そのセラミック素体の各側面の上に、セラミック層を形成する方法が記載されている。

特開昭61−248413号公報

しかし、特許文献1に記載の方法では、側面に露出した内部電極間の短絡が発生しやすいという問題がある。

本発明の主な目的は、内部電極間の短絡が発生し難いセラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品を提供することにある。

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法では、長さ方向及び幅方向に沿って延びる第1及び第2の主面と、長さ方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の側面と、幅方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の端面とを有し、第1の端面並びに第1及び第2の側面に露出した第1の内部電極と、セラミック粒子及びセラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種である成分を含むセラミック部を介して第1の内部電極と厚み方向において対向しており、第2の端面並びに第1及び第2の側面に露出した第2の内部電極とを有する生のセラミック素体を用意する。生のセラミック素体の第1及び第2の側面のそれぞれの上に、セラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の成分の総量が上記セラミック部中よりも多い生のセラミック層を形成する。生のセラミック層が設けられた生のセラミック素体を焼成することにより、生のセラミック層が設けられた生のセラミック素体が焼成されてなる電子部品本体を有するセラミック電子部品を得る。

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法のある特定の局面では、上記セラミック粒子間に存在する上記成分が、希土類である。

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法の別の特定の局面では、セラミック粒子間に存在する成分は、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物及び希土類元素を含有する化合物の内の少なくとも一種からなる。

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法の他の特定の局面では、セラミックグリーンシートを貼付することにより、生のセラミック層を形成する。

本発明に係るセラミック電子部品の製造方法のさらに他の特定の局面では、セラミックペーストを塗布することにより、生のセラミック層を形成する。

本発明に係るセラミック電子部品は、長さ方向及び幅方向に沿って延びる第1及び第2の主面と、長さ方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の側面と、幅方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の端面とを有し、セラミック粒子と、セラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種である成分とを含むセラミック素体と、セラミック素体内において、長さ方向及び幅方向に沿って延びるように設けられており、第1の端面に露出した第1の内部電極と、セラミック素体内において、長さ方向及び幅方向に沿って延び、厚み方向においてセラミック部を介して第1の内部電極と対向するように設けられており、第2の端面に露出した第2の内部電極とを備える。第1の内部電極と第2の内部電極との間に位置するセラミック部の幅方向の端部に存在するセラミック粒子間に存在する成分に含まれるBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、セラミック素体の幅方向の中央部におけるセラミック粒子間に存在する化合物に含まれるBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量よりも多い。

本発明に係るセラミック電子部品のある特定の局面では、Ba,Mg,Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量がセラミック層の外側からセラミック素体の中央側に向かって漸減している。

本発明に係るセラミック電子部品の他の特定の局面では、上記セラミック粒子間に存在する上記成分が、希土類である。

本発明に係るセラミック電子部品の別の特定の局面では、第1の内部電極の幅方向における端部の位置と、第2の内部電極の幅方向における端部の位置とが、幅方向においてそろっている。

本発明に係るセラミック電子部品の他の特定の局面では、セラミック部およびセラミック層のセラミック粒子が、BaとTiを含むペロブスカイト型化合物または、Ba、Ti、Caを含むペロブスカイト型化合物である。

本発明に係るセラミック電子部品のさらに他の特定の局面では、セラミック粒子間に存在する上記成分は、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物及び希土類元素を含有する化合物の内の少なくとも一種からなる。

本発明に係るセラミック電子部品のさらに別の特定の局面では、第1の側面と、第1及び第2の内部電極が設けられている領域の幅方向における第1の側面側端部との間の距離が2μm〜30μmの範囲内にあり、第2の側面と、第1及び第2の内部電極が設けられている領域の幅方向における第2の側面側端部との間の距離が2μm〜30μmの範囲内にある。

本発明に係るセラミック電子部品のさらに別の特定の局面では、セラミック部の厚みが0.4μm〜0.8μmの範囲内にある。

本発明によれば、内部電極間の短絡が発生し難いセラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品を提供することができる。

第1の実施形態における積層セラミック電子部品の略図的斜視図である。 図1におけるII−II線で切り出した部分の略図的断面図である。 図1におけるIII−III線で切り出した部分の略図的断面図である。 図3におけるIV−IV線で切り出した部分の略図的断面図である。 図3におけるV−V線で切り出した部分の略図的断面図である。 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の模式的平面図である。 セラミックグリーンシート積層体の模式的分解側面図である。 生のセラミック素体23の模式的斜視図である。 生のセラミック素体23の略図的断面図である。 生のセラミック素体23の略図的断面図である。 生のセラミック素体23の模式的斜視図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

(第1の実施形態)
(積層セラミック電子部品1の構成)
図1は、第1の実施形態における積層セラミック電子部品の略図的斜視図である。図2は、図1におけるII−II線で切り出した部分の略図的断面図である。図3は、図1におけるIII−III線で切り出した部分の略図的断面図である。図4は、図3におけるIV−IV線で切り出した部分の略図的断面図である。図5は、図3におけるV−V線で切り出した部分の略図的断面図である。

まず、図1〜図5を参照しながら、本実施形態において製造する積層セラミック電子部品1の構成について説明する。

図1〜3に示すように、積層セラミック電子部品1は、直方体状のセラミック素体10を備えている。セラミック素体10は、第1及び第2の主面10a、10bと、第1及び第2の側面10c、10d(図3及び図4を参照)と、第1及び第2の端面10e、10f(図2、図4及び図5を参照)とを有する。第1及び第2の主面10a、10bは、長さ方向L及び幅方向Wに沿って延びている。第1及び第2の側面10c、10dは、厚み方向T及び長さ方向Lに沿って延びている。第1及び第2の端面10e、10fは、厚み方向T及び幅方向Wに沿って延びている。

なお、本発明において、「直方体状」には、角部や稜線部が丸められた直方体が含まれるものとする。すなわち、「直方体状」の部材とは、第1及び第2の主面、第1及び第2の側面並びに第1及び第2の端面とを有する部材全般を意味する。また、主面、側面、端面の一部または全部に凹凸などが形成されていてもよい。

セラミック素体10の寸法は、特に限定されないが、例えば、セラミック素体10の高さ寸法は、0.2mm〜0.5mmであることが好ましく、長さ寸法は、0.4mm〜1.0mmであることが好ましく、幅寸法は、0.2mm〜0.5mmであることが好ましい。

セラミック素体10は、セラミック粒子と、セラミック粒子間に存在し、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種である成分とを含む。好ましくはセラミック粒子として、コアシェル型セラミック粒子が用いられる。その場合には、粒成長抑制効果をより一層高めることができる。

なお、上記Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種である成分は、セラミック粒子間に主として存在するが、セラミック粒子側に固溶していてもよい。

なお、上記希土類としては、特に限定されないが、例えば、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、YbまたはYなどを挙げることができる。

セラミック素体10を構成するセラミックスの種類は、所望する積層セラミック電子部品1の特性に応じて適宜選択することができる。

例えば、積層セラミック電子部品1が、コンデンサである場合は、セラミック素体10を誘電体セラミックにより形成することができる。誘電体セラミックの具体例としては、例えば、Ba及びTiを含むペロブスカイト型化合物またはBa及びTi、Caを含むペロブスカイト型化合物等が挙げられる。

セラミック素体10に含まれるセラミック粒子の粒成長を抑制する成分は、特に限定されないが、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物及び希土類元素を含有する化合物の内の少なくとも一種であることが好ましい。

なお、上記Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種は、セラミック粒子の粒成長を抑制するように作用する。すなわち、Ba、Mg、Mn及び希土類は、粒子内に固溶して粒子を成長させるよりも、粒子間に存在した場合の方が粒子間のエネルギーを低め、セラミックスを安定化させる。従って、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種は、粒子間に存在すると、粒成長を抑制するように作用する。もっとも、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種は粒子間に主として存在しておればよく、相対的に少量のこれらの成分が粒子内に固溶していてもよい。

図2及び図3に示すように、セラミック素体10の内部には、複数の第1の内部電極11と、複数の第2の内部電極12とが設けられている。

第1の内部電極11は、矩形状である。第1の内部電極11は、第1及び第2の主面10a、10bと平行に設けられている。すなわち、第1の内部電極11は、長さ方向L及び幅方向Wに沿って設けられている。第1の内部電極11は、第1の端面10eに露出しており、第1及び第2の主面10a、10b、第1及び第2の側面10c、10d並びに第2の端面10fには露出していない。

第2の内部電極12は、矩形状である。第2の内部電極12は、第1及び第2の主面10a、10bと平行に設けられている。すなわち、第2の内部電極12は、長さ方向L及び幅方向Wに沿って設けられている。よって、第2の内部電極12と第1の内部電極11とは、互いに平行である。第2の内部電極12は、第2の端面10fに露出しており、第1及び第2の主面10a、10b、第1及び第2の側面10c、10d並びに第1の端面10eには露出していない。

第1及び第2の内部電極11,12は、厚み方向Tに沿って交互に設けられている。厚み方向Tにおいて隣り合う第1の内部電極11と第2の内部電極12とは、セラミック部10gを介して対向している。セラミック部10gの厚みは、0.4μm〜0.8μm程度とすることができ、0.3μm〜0.5μmであることがより好ましい。なお、セラミック電子部品1がコンデンサである場合に、セラミック電子部品1の容量を増大させる観点からは、セラミック部10gが薄い方が好ましい。

図3に示すように、セラミック電子部品1において、第1の内部電極11の幅方向Wにおける端部の位置と、第2の内部電極12の幅方向Wにおける端部の位置とは、幅方向Wにおいてそろっている。第1及び第2の内部電極11,12の幅方向Wにおける端部は、側面10c、10dよりも幅方向Wにおける中央側に存在している。このため、セラミック素体10の幅方向Wの両側部分には、第1及び第2の内部電極11,12が設けられていない保護部10hが設けられている。この保護部10hは、積層セラミック電子部品1の機能発現に寄与しない。このため、積層セラミック電子部品1の高性能化を図る観点からは、保護部10hは、薄いほど好ましい。例えば積層セラミック電子部品1がセラミックコンデンサである場合は、保護部10hが薄いほど、内部電極同士の対向面積を極大化することができ、静電容量を大きくできる。但し、保護部10hが薄すぎたり保護部10hを設けなかったりすると、第1の内部電極11と第2の内部電極12との間に大気中から水分が侵入して耐湿性が低下するため、好ましくない。

保護部10hの幅方向Wに沿った寸法は、例えば、2μm〜30μmであることがより好ましい。

第1及び第2の内部電極11,12は、適宜の導電材料により構成することができる。第1及び第2の内部電極11,12は、例えば、Ni,Cu,Ag,Pd及びAuからなる群から選ばれた金属またはNi,Cu,Ag,Pd及びAuからなる群から選ばれた一種以上の金属を含む合金、例えば、Ag−Pd合金などにより構成することができる。

図1、図2、図4及び図5に示すように、積層セラミック電子部品1は、第1及び第2の外部電極13,14を備えている。第1の外部電極13は、図2及び図4に示すように、第1の端面10eにおいて第1の内部電極11に電気的に接続されている。一方、第2の外部電極14は、図2及び図5に示すように、第2の端面10fにおいて第2の内部電極12に電気的に接続されている。

図1,図2,図4及び図5に示すように、第1の外部電極13は、第1の端面10eから、第1及び第2の主面10a、10b並びに第1及び第2の側面10c、10dに至るように形成されている。第2の外部電極14は、第2の端面10fから、第1及び第2の主面10a、10b並びに第1及び第2の側面10c、10dに至るように形成されている。

第1及び第2の外部電極13,14は、適宜の導電材料により構成することができる。また、第1及び第2の外部電極13,14は、複数層の導電膜で構成されていてもよい。

本実施形態では、具体的には、第1及び第2の外部電極13,14のそれぞれは、第1,第2の端面10e、10f上に形成されている1または複数の導電膜からなる下地層と、下地層の上に形成されている1または複数のめっき層とを有する。

下地層は、例えば、焼結金属層や、めっき層、熱硬化性樹脂または光硬化性樹脂に導電性フィラーを添加した導電性樹脂からなる導電性樹脂層により構成することができる。焼結金属層は、第1及び第2の内部電極11,12と同時焼成したコファイアによるものであってもよいし、導電性ペーストを塗布して焼き付けたポストファイアによるものであってもよい。

下地層に含ませる導電材料は、特に限定されないが、下地層に含ませる導電材料の具体例としては、例えば、Cu,Ni,Ag,Pd,Auなどの金属、Ag−Pdなどの上記金属の1種以上を含む合金などが挙げられる。

下地層の最大厚みは、例えば、20μm〜100μmとすることができる。

めっき層は、例えば、Cu,Ni,Sn,Ag,Pd,Auなどの金属、Ag−Pdなどの上記金属の1種以上を含む合金などにより形成することができる。

めっき層1層あたりの最大厚みは、例えば、1μm〜10μmとすることができる。

なお、下地層とめっき層との間に、応力緩和用の樹脂層を配置してもよい。

(積層セラミック電子部品1の製造方法)
図6は、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の模式的平面図である。図7は、セラミックグリーンシート積層体の模式的分解側面図である。図8は、生のセラミック素体23の模式的斜視図である。図9は、生のセラミック素体23の略図的断面図である。図10は、生のセラミック素体23の略図的断面図である。図11は、生のセラミック素体23の模式的斜視図である。

次に、主として図6〜図11を参照しながら、本実施形態における積層セラミック電子部品1の製造方法について説明する。

まず、純度99重量%以上のBaCo、TiO2、CaCOの各粉末を準備した。これらの粉末を大気中で、1100〜1300℃で2時間仮焼し、Ba、Ti、Caを含むペロブスカイト型化合物を合成した。合成後、解砕することでセラミックグリーンシートを構成する主要な成分である主成分粉末となるセラミック粉末を得た。この主成分粉末の製造方法に特別の制約はなく、固相法、水熱法、その他の公知の種々の方法を用いることが可能である。なお、BaCo、TiOの各粉末を用いて、Ba、Tiを含むペロブスカイト型化合物としてもよい。素材にも特に制約はなく、炭酸塩、酸化物、水酸化物、塩化物など種々の形態のものを用いることが可能である。また、HfOなどの不可避不純物を含有していて−も良い。次に、添加物素材として、ガラスまたはSiの粉末と、Ba、Mg、Mnもしくは希土類の内の少なくとも一種の成分となる各粉末とを準備し、主成分粉末と混合した。保護部10hとなるセラミック粉末には、セラミック部24gとなるセラミック粉末よりも、ペロブスカイト化合物を構成するTiに対するモル比で見て、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の成分の総量のモル比が大きくなるよう添加物素材を混合し、誘電体原料粉末を得た。なお、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の上記成分は、添加物素材としてではなく、予めガラスまたはSiやその他成分と化合物を形成してから、セラミック粉末と混合しても良い。

また、上記セラミック粉末としては、コアシェル型セラミック粉末を用いることが望ましい。その場合には、粒成長をより一層効果的に抑制することができる。

次に、セラミック素体10を形成するためのセラミックグリーンシート20(図6を参照)を複数作製する。セラミックグリーンシート20は、例えば以下の要領で作製することができる。まず、誘電体原料粉末と、分散媒と、必要に応じてバインダー等を含むセラミックペーストを準備する。このセラミックペーストを樹脂フィルム等のフィルム状にシート状に印刷し、乾燥させることによりセラミックグリーンシート20を作製することができる。なお、セラミックペーストの印刷は、例えばダイコーター法、グラビアコーター法、マイクログラビアコーター法等により行うことができる。

なお、本実施形態においては、セラミックグリーンシート20の厚みは、1.5μm以下である。このようにすることにより、セラミック部10gを薄くすることができる。従って、積層セラミックコンデンサを高容量化することができる。

次に、セラミックグリーンシート20の上に、内部電極11,12を形成するための導電膜21を形成する。具体的には、複数の導電膜21をx方向に相互に間隔をおいてストライプ状に印刷する。導電膜21の印刷は、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット印刷法、グラビア印刷法等により行うことができる。導電膜21の厚みは、例えば1.5μm以下とすることができる。

次に、図7に示すように、導電膜21が印刷されていないセラミックグリーンシート20を複数積層した後に、導電膜21が印刷されたセラミックグリーンシート20を、導電膜21の延びる方向yと垂直な方向xに交互にずらして複数積層する。次に、さらにその上から、導電膜21が印刷されていないセラミックグリーンシート20を複数積層する。これにより、セラミックグリーンシート積層体22を完成させる。必要に応じて、セラミックグリーンシート積層体22を厚み方向zに静水圧プレスしてもよい。

このセラミックグリーンシート積層体22を、複数に分割することにより、図8〜図10に示す生のセラミック素体23を作製する。以上の要領で、生のセラミック素体23を用意する用意工程を行う。

生のセラミック素体23は、直方体状のセラミック素体本体24を有する。セラミック素体本体24は、第1及び第2の主面24a、24bと、第1及び第2の側面24c、24dと、第1及び第2の端面24e、24fとを有する。第1及び第2の主面24a、24bは、長さ方向L及び幅方向Wに沿って延びている。第1及び第2の側面24c、24dは、長さ方向L及び厚み方向Tに沿って延びている。第1及び第2の端面24e、24fは、幅方向W及び厚み方向Tに沿って延びている。

セラミック素体本体24は、セラミック粒子と、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物の内の少なくとも一種からなる成分とを含む。

セラミック素体本体24の内部には、導電膜21から形成された第1及び第2の内部電極11,12が形成されている。第1の内部電極11は、第1及び第2の主面24a、24bと平行である。第1の内部電極11は、第1の端面24e並びに第1及び第2の側面24c、24dに露出している。第1の内部電極11は、第2の端面24fには露出していない。

第2の内部電極12は、第1及び第2の主面24a、24bと平行である。第2の内部電極12は、第2の端面24f並びに第1及び第2の側面24c、24dに露出している。第2の内部電極12は、第1の端面24eには露出していない。第1の内部電極11と第2の内部電極12とは、セラミック部24gを介して厚み方向Tに対向している。

次に、図11に示すように、第1の側面24cの上にセラミック層29aを設けると共に、第2の側面24dの上にセラミック層29bを設ける。これにより、生のセラミック素体本体24とセラミック層29a、29bとを有する生のセラミック素体23を作製する。

セラミック層29a、29bは、保護部10hを構成するための部分である。セラミック層29a、29bは、セラミック粒子を含み、且つ、セラミック粒子間に存在する上記成分を、セラミック素体本体24(セラミック部24g)よりも多く含んでいる。

セラミック素体本体24に含まれ、セラミック粒子間に存在する前述の成分は、例えば、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種である。

なお、セラミック層29a、29bの形成方法は特に限定されない。例えば、セラミックグリーンシートを側面24c、24dの上に貼付することによりセラミック層29a、29bを形成してもよい。また、セラミック粒子を含むセラミックペーストを塗布することによりセラミック層29a、29bを形成してもよい。

次に、生のセラミック素体23を焼成することにより、生のセラミック素体23が焼成されてなるセラミック素体10と、第1及び第2の内部電極11,12とを有する電子部品本体9を完成させることができる。なお、保護部10hは、セラミック層29a、29bが焼成されてなるセラミック層により構成される。焼成の際、添加物素材であるBa、Mg、Mn、希土類は、ガラスやその他の成分と、セラミック粒子間で化合物を合成する。

生のセラミック素体23の焼成温度は、例えば、1000℃〜1300℃程度とすることができる。

最後に、第1及び第2の外部電極13,14を形成することにより、積層セラミック電子部品1を完成させることができる。第1及び第2の外部電極13,14の形成は、例えば導電性ペーストを塗布し、焼き付けることによって形成してもよいし、めっき法により形成してもよい。

以上説明したように、本実施形態では、セラミック層29a、29bは、セラミック粒子を含み、且つ、セラミック素体本体24に含まれるセラミック粒子間に存在するBa系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物の内の少なくとも一種である成分を、セラミック素体本体24(セラミック部24g)よりも多く含んでいる。このため、例えば、セラミック層とセラミック部とで、上記成分の濃度が同じである場合と比較して、第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の短絡を抑制することができる。

第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の短絡は以下の理由によると考えられる。生のセラミック素体を焼成すると、生のセラミック素体を構成するセラミック粒子は液相焼結される。この液相焼結工程において、熱は、生のセラミック素体の表層から内側に向かって伝わっていく。従って、生のセラミック素体の表面に近い部分は、中央部よりも高温である時間が長くなる。生のセラミック素体の中央部も好適に焼結させるためには、生のセラミック素体の中央部が焼結に適した温度である時間を十分に長く確保する必要がある。このため、生のセラミック素体の表面に近い部分は、過焼結になりやすい。過焼結になると、セラミック粒子が過度に粒成長し、粒子径の大きなセラミック粒子が多くなる。セラミック粒子が過度に粒成長すると、隣り合うセラミック粒子間の中心間距離が大きくなる。このため、セラミック粒子上に形成されている内部電極がセラミック粒子の粒成長時に引っ張られ、内部電極が分断され、内部電極の連続性が低下する。焼成工程においては内部電極が融液となっているため、内部電極が分断化すると、融液の表面エネルギーが低下するように、融液が球状に近い形に変形する。これにより、分断化された内部電極の厚みが増加する。

分断化された内部電極の厚みが増加した状態で冷却されると、厚い内部電極が形成されることとなる。他方、セラミック素体全体の厚みは規制されているため、内部電極の厚みが増加すると、セラミック部の厚みが低下することとなる。そのため、第1の内部電極と第2の内部電極との間の絶縁性が低下する。また、セラミック粒子が粒成長することにより、セラミック部の厚みばらつきが大きくなる。その結果、セラミック部の薄い部分で、第1の内部電極及び第2の内部電極の絶縁性が低下する。これらの結果、第1の内部電極と第2の内部電極とが短絡するものと考えられる。

これに対して、本実施形態では、セラミック層29a、29bには、セラミック素体本体24に含まれるセラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種である成分が、セラミック素体本体24(セラミック部24g)中よりも多く含まれている。このセラミック粒子間に存在する当該成分は、セラミック素体本体24の表層にも拡散する。その結果、セラミック部24gの幅方向Wにおける端部において、上記成分の濃度が高くなる。換言すると、セラミック部24gの幅方向Wにおける端部において、セラミック粒子の液相温度が高くなる。つまり、セラミック粒子の緻密化温度を高くすることができる。このため、セラミック素部24の幅方向Wにおける端部において、セラミック粒子の焼結速度、セラミック粒子の粒成長速度が遅くなる。よって、セラミック部24gの幅方向Wにおける端部に位置するセラミック粒子の粒子径の増大を抑制することができるため、それにともなう内部電極11,12の分断と、内部電極11,12の厚み方向Tの寸法増大を抑制することができ、セラミック粒子を緻密な状態に保てる。その結果、第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の短絡を効果的に抑制することができるものと考えられる。

第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の短絡をより効果的に抑制する観点からは、セラミック部24gにおいてセラミック粒子間に存在する上記成分の総量よりも、セラミック層29a,29b中の該成分の総量が多いことが好ましい。

本実施形態において製造されたセラミック電子部品1においては、第1の内部電極11と第2の内部電極12との間に位置するセラミック部24gの幅方向Wの端部におけるセラミック粒子間に存在する成分であるBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、セラミック素体10の中央部(セラミック部10gの幅方向Wの中央部)におけるセラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種の含有量の総量よりも多い。セラミック層29a、29bにおけるセラミック粒子間に存在する成分Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、第1の内部電極11と第2の内部電極12との間に位置するセラミック部24gの幅方向Wの端部におけるセラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種の含有量の総量よりも多い。より詳細には、セラミック素体10の第1及び第2の内部電極11,12よりも幅方向Wの外側に位置する部分と、第1及び第2の内部電極11,12の幅方向Wの端部が位置する部分とにおいて、セラミック粒子間に存在する成分Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、セラミック素体10の幅方向Wの外側から中央側に向かって漸減している。このような積層セラミック電子部品1は、製造時において、第1及び第2の内部電極11,12間の短絡不良の発生率が低い。

また、本実施形態のようにすることにより、第1及び第2の内部電極11,12が設けられた領域の幅方向Wにおける端部において、隣り合う第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の距離を長くし、セラミック部を緻密な状態にできる。

なお、セラミック粒子間に存在する成分としてのBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量は、例えば、以下の要領で測定することができる。

まず、チップを長さ方向Lの中央部まで研磨し、幅方向W及び厚み方向Tに沿った断面を露出させる。研磨後に、研磨面の表層をイオンミリング等で削いでもよい。次に、露出した断面の所望の領域の、セラミック粒子間の粒界が位置する部分、例えばセラミック部の幅方向Wの中央部、セラミック部の幅方向Wの端部、セラミック層でそれぞれ各10点に研磨面に対して垂直になるように電子線を照射して、EDX(エネルギー分散型X線分光法)分析を行うことにより、各点におけるセラミック粒子間に存在する上記成分(Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種)の含有量を測定し、平均化することにより、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量及びその総量を求めることができる。なお、電子線がセラミック粒子間の粒界にのみ照射されるよう電子線の侵入する深さを調整している。

(実施例)
第1の実施形態に係る製造方法で、第1の実施形態に係る積層セラミック電子部品1と同様の積層セラミック電子部品を、下記の条件で100個ずつ作製した。

セラミック素体本体24、セラミック層29a、29bの組成:BaTiO
セラミック素体本体24におけるBaの含有量(セラミック粒子に含まれているBaは除く):1.002
セラミック層29a、29bにおけるBaの含有量(セラミック粒子に含まれているBaは除く):1.022
内部電極の積層枚数:510枚
セラミック部の厚み(設計値):0.5μm
内部電極の材料:Ni
内部電極の厚み(設計値):0.4μm
最も第1主面側の第1の内部電極もしくは第2の内部電極と第1主面との間の距離 T方向の厚み30μm(設計値)
セラミック層の厚み:25μm(設計値)

なお、セラミック層29a、29bは、添加物素材のBaを、ペロブスカイト化合物のTiに対するモル比で、1.022としたものを試料とし、1.002としたものを比較例とした。

また、セラミック部24gは、添加物素材のBaを、ペロブスカイト化合物のTiに対するモル比で、1.002としたものを試料、比較例とも共通に用いた。

これらのモル比、1.002および1.022はともに、焼結後のモル比である。

実施例において作製したサンプルにつき、上述の方法でBaの濃度を測定した。その結果、セラミック素体10の第1及び第2の内部電極11,12よりも幅方向Wの外側に位置する部分と、第1及び第2の内部電極11,12の幅方向Wの端部が位置する部分とにおいて、セラミック粒子間に存在する成分としてのBa、Mg,Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、セラミック素体10の幅方向Wの外側から中央側に向かって漸減していることが確認された。

本実施例において、第1及び第2の内部電極11,12が設けられた領域の幅方向Wにおける端部において、隣り合う第1の内部電極11と第2の内部電極12との間の距離は、560μmであった。

(比較例)
セラミック素体本体と、セラミック層とで、組成を実質的に同じにしたこと以外は、上記実施例と同様にして、100個のサンプルを作製した。

本比較例において、第1及び第2の内部電極が設けられた領域の幅方向Wにおける端部において、隣り合う第1の内部電極と第2の内部電極との間の距離は、550μmであり、実施例よりも短かった。したがって、比較例では第1の内部電極及び第2の内部電極で挟まれるセラミック部の幅方向Wの端部において、セラミック部の厚みの低下が起きている。

(短絡不良)
実施例及び比較例のそれぞれにおいて作製した100個のサンプルに対して短絡不良の有無を検査した。その結果、実施例においては、10個のサンプルで短絡不良が発生していた。それに対して、比較例では、20個のサンプルで短絡不良が発生していた。

1…積層セラミック電子部品
9…電子部品本体
10…セラミック素体
10a…第1の主面
10b…第2の主面
10c…第1の側面
10d…第2の側面
10e…第1の端面
10f…第2の端面
10g…セラミック部
10h…保護部
11…第1の内部電極
12…第2の内部電極
13…第1の外部電極
14…第2の外部電極
20…セラミックグリーンシート
21…導電膜
22…セラミックグリーンシート積層体
23…セラミック素体
24…セラミック素体本体
24a…第1の主面
24b…第2の主面
24c…第1の側面
24d…第2の側面
24e…第1の端面
24f…第2の端面
24g…セラミック部
29a、29b…セラミック層

Claims (13)

  1. 長さ方向及び幅方向に沿って延びる第1及び第2の主面と、長さ方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の側面と、幅方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の端面とを有し、前記第1の端面並びに前記第1及び第2の側面に露出した第1の内部電極と、セラミック粒子、及びセラミック粒子間に存在するBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種の成分を含むセラミック部を介して前記第1の内部電極と厚み方向において対向しており、前記第2の端面並びに前記第1及び第2の側面に露出した第2の内部電極とを有する生のセラミック素体を用意する工程と、
    前記生のセラミック素体の前記第1及び第2の側面のそれぞれの上に、セラミック粒子間に存在する、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の成分の総量が前記セラミック部中よりも多い生のセラミック層を形成する工程と、
    前記生のセラミック層が設けられた前記生のセラミック素体を焼成することにより、前記生のセラミック層が設けられた前記生のセラミック素体が焼成されてなる電子部品本体を有するセラミック電子部品を得る工程とを備える、セラミック電子部品の製造方法。
  2. 前記セラミック粒子間に存在する成分が希土類である、請求項1に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  3. セラミック粒子間に存在する前記成分は、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物及び希土類元素を含む化合物の内の少なくとも一種からなる、請求項1に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  4. セラミックグリーンシートを貼付することにより、前記生のセラミック層を形成する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  5. 前記セラミックペーストを塗布することにより、前記生のセラミック層を形成する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
  6. 長さ方向及び幅方向に沿って延びる第1及び第2の主面と、長さ方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の側面と、幅方向及び厚み方向に沿って延びる第1及び第2の端面とを有し、セラミック粒子と、セラミック粒子間に存在する、Ba、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも1種の成分とを含むセラミック素体と、
    前記セラミック素体内において、長さ方向及び幅方向に沿って延びるように設けられており、前記第1の端面に露出した第1の内部電極と、
    前記セラミック素体内において、長さ方向及び幅方向に沿って延び、厚み方向においてセラミック部を介して前記第1の内部電極と対向するように設けられており、前記第2の端面に露出した第2の内部電極とを備え、
    前記第1の内部電極と前記第2の内部電極との間に位置するセラミック部の幅方向の端部に存在するセラミック粒子間に存在する成分に含まれるBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が、前記セラミック素体の幅方向の中央部におけるセラミック粒子間に存在する化合物に含まれるBa、Mg、Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量よりも多い、セラミック電子部品。
  7. 前記Ba,Mg,Mn及び希土類の内の少なくとも一種の含有量の総量が前記セラミック層の外側から前記セラミック素体の中央側に向かって漸減している、請求項6に記載のセラミック電子部品。
  8. 前記セラミック粒子間に存在する前記成分が、希土類である、請求項7に記載のセラミック電子部品。
  9. 前記第1の内部電極の幅方向における端部の位置と、前記第2の内部電極の幅方向における端部の位置とが、幅方向においてそろっている、請求項6〜8のいずれか1項に記載のセラミック電子部品。
  10. 前記セラミック部および前記セラミック層のセラミック粒子が、BaとTiを含むペロブスカイト型化合物または、Ba、Ti、Caを含むペロブスカイト型化合物である、請求項6〜9のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  11. 前記セラミック粒子間に存在する成分は、Ba系化合物、Mg系化合物、Mn系化合物及び希土類元素を含有する化合物の内の少なくとも一種からなる、請求項6〜10のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  12. 前記第1の側面と、前記第1及び第2の内部電極が設けられている領域の幅方向における前記第1の側面側端部との間の距離が2μm〜30μmの範囲内にあり、
    前記第2の側面と、前記第1及び第2の内部電極が設けられている領域の幅方向における前記第2の側面側端部との間の距離が2μm〜30μmの範囲内にある、請求項6〜11のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  13. 前記セラミック部の厚みが0.4μm〜0.8μmの範囲内にある、請求項6〜12のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
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