JP2015035589A - セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】ブリスタの発生を抑制することができるセラミック電子部品を提供する。
【解決手段】積層セラミックコンデンサ１０のセラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆ側には、内部電極１６ａ、１６ｂの露出部１８ａ、１８ｂと電気的に接続される外部電極２０ａ、２０ｂが形成される。セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂ同士を結んだ方向における長さが、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の長さであってセラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆ同士を結んだ方向における長さよりも短く形成される。外部電極２０ａ、２０ｂには、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂ側において、窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２が形成される。外部電極２０ａ、２０ｂは、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂ側において、断面形状が２つの山なり形状を有する。
【選択図】図３

Description

この発明は、セラミック電子部品に関し、特に、例えば積層セラミックコンデンサや積層セラミックインダクタなどのセラミック電子部品に関する。

従来のセラミック電子部品として積層セラミックコンデンサの一例が、例えば特開２０１１−１６５９３５公報（特許文献１）に記載されている。このような積層セラミックコンデンサでは、複数の内部電極がセラミック層を介して重なり合うようにセラミック本体（セラミック焼結体）内に配置され、内部電極と導通する外部電極がセラミック本体の両端面側においてセラミック本体の端面、両主面および両側面に形成されている。このような積層セラミックコンデンサにおいて、通常、外部電極の断面形状は、セラミック本体の個々の面において、外部電極を構成する導電性ペーストの表面張力によって、外側に膨らんだ１つの山なり形状を有している。なお、この山なり形状は、外部電極の面積が大きくなるほど生じやすい。

特開２０１１−１６５９３５公報

このような従来の積層セラミックコンデンサでは、外部電極が１つの山なり形状を有しているので、外部電極を構成する導電性ペースト中に含まれる樹脂や溶剤が外部電極中に留まりやすいという問題がある。
すなわち、外部電極の焼成の際の脱脂工程において、樹脂や溶剤を構成する有機物が炭化した後に酸素と結合して炭酸ガスが発生する。この炭酸ガスは、通常、外部電極の端部の膜厚が薄い部分から外部電極の外に排出されることになるが、外部電極が１つの山なり形状で形成されている場合、その中央部の膜厚が一番厚い部分においては、炭酸ガスが上手く外部電極の外に排出されず、外部電極の膨れ、つまりブリスタという問題が発生することがある。
このようにブリスタが発生する問題は、上述の積層セラミックコンデンサだけでなく、そのような積層セラミックコンデンサの外部電極と同様な構造の外部電極を有する積層セラミックインダクタなどの他のセラミック電子部品においても発生することがある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、ブリスタの発生を抑制することができるセラミック電子部品を提供することである。

この発明にかかるセラミック電子部品は、互いに対向する一対の主面、互いに対向する一対の側面および互いに対向する一対の端面を有するセラミック本体と、セラミック本体の内部に配置され、セラミック本体の端面に露出した露出部を有する内部電極と、内部電極の露出部と電気的に接続されるようにして、セラミック本体の一対の端面側において端面から少なくとも一対の主面にわたって形成される一対の外部電極と、外部電極上に形成されるめっき膜と、を有するセラミック電子部品であって、セラミック本体の一対の主面同士を結んだ方向における長さが、セラミック本体の主面に形成される外部電極の長さであってセラミック本体の一対の端面同士を結んだ方向における長さよりも短く形成され、セラミック本体の主面に形成される外部電極の中央部に窪みを有していることを特徴とする、セラミック電子部品である。
この発明にかかるセラミック電子部品では、例えば、セラミック本体の主面に形成される外部電極において、最も厚い部分に対する窪んだ部分の厚みが１２％以上である。
また、この発明にかかるセラミック電子部品では、例えば、セラミック本体の主面に形成される外部電極の断面形状は、外部電極の中央部で窪んでおり、２つの山なり形状を有している。

この発明にかかるセラミック電子部品では、セラミック本体の一対の主面同士を結んだ方向における長さが、セラミック本体の主面に形成される外部電極の長さであってセラミック本体の一対の端面同士を結んだ方向における長さよりも短く形成され、セラミック本体の主面に形成される外部電極の中央部に窪みを有しているため、外部電極を焼き付ける際の脱脂工程において、外部電極を構成する導電性ペースト中の樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスを排出しやすくなり、ブリスタの発生を抑制することができる。

この発明におけるブリスタ抑制メカニズムとしては、セラミック本体の主面に形成される外部電極において、外部電極の中央部を窪ませることで、樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスの逃げ道を、外部電極の端部における膜厚が一番薄くなる部分のみではなく、外部電極の中央部にも設けることにより、外部電極を焼き付ける際の脱脂工程において、炭酸ガスが外部電極の外に排出されやすくなる。したがって、外部電極を構成する導電性ペースト中に含まれる樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスを十分に外部電極の外に排出することができる。そして、脱脂後の外部電極の焼結時に外部電極の外に排出される炭酸ガスが存在しないため、ブリスタの発生を抑制することができる。

また、この発明にかかるセラミック電子部品では、内部電極の露出部を有するセラミック本体の端面においては、セラミック本体の一対の主面間を小さくすることにより、すなわちセラミック本体の厚み寸法を薄くすることにより、セラミック本体の厚み寸法が厚い場合よりも外部電極の中央部の膜厚の厚い部分から外部電極の端部の膜厚が薄い部分までの距離が短くなるため、外部電極の中央部の外部電極内で発生する炭酸ガスを外部電極の外に排出しやすくなる。したがって、外部電極内の炭酸ガスを十分に外部電極の外に排出することができるため、脱脂後の外部電極の焼結時に外部電極の外に排出される炭酸ガスが存在せず、ブリスタの発生を抑制することができる。

さらに、この発明にかかるセラミック電子部品では、セラミック本体の側面において、外部電極を形成しても、セラミック本体の端面の外部電極と同様に、セラミック本体の厚み寸法が薄くなることにより、セラミック本体の厚み寸法が厚い場合よりも外部電極の中央部の膜厚の厚い部分から外部電極の端部の膜厚が薄い部分までの距離が短くなるため、外部電極の中央部の外部電極内の炭酸ガスを外部電極の外に排出しやすくなる。

また、この発明では、外部電極の複数の山なり形状をセラミック本体の端面において採用しないことにより、耐湿信頼性を維持することができる。
すなわち、内部電極の露出部を有するセラミック本体の端面においても、セラミック本体の主面における外部電極と同様に、外部電極の断面形状を複数の山なり形状として、炭酸ガスの逃げ道を増やす方策を取ることが考えられる。
しかしながら、セラミック本体の端面において、外部電極を複数の山なり形状にすると、外部電極の中央部において外部電極の厚みが薄くなるため、その部分からめっき液や大気中の水分が内部電極側に侵入しやすくなり、耐湿性の低下が懸念される。
そこで、この発明では、上記のような設計を取り、耐湿信頼性を維持しながらブリスタの発生を抑制する。そのため、この発明では、耐湿信頼性を維持しつつ、ブリスタの発生を抑制することができる。

この発明によれば、ブリスタの発生を抑制することができるセラミック電子部品が得られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

この発明にかかる積層セラミックコンデンサの一例を示す斜視図である。 図１に示す積層セラミックコンデンサの側面図である。 図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面図である。

図１に示す積層セラミックコンデンサ１０は、例えば直方体状の薄型のセラミック本体１２を含む。セラミック本体１２は、複数の積層されたセラミック層１４からなり、互いに対向する一対の主面１２ａ、１２ｂと、互いに対向する一対の側面１２ｃ、１２ｄと、互いに対向する一対の端面１２ｅ、１２ｆとを有する。
なお、この実施の形態の積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック本体１２が直方体状に形成されているが、セラミック本体１２の形状は特に限定されない。
また、セラミック本体１２は、コーナー部および稜部に丸みがつけられていることが好ましい。

セラミック本体１２は、セラミック本体１２の一対の主面１２ａ、１２ｂ同士を結んだ方向における長さ（厚み寸法ＤＴ：図１参照）が、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される後述の外部電極２０ａ（２０ｂ）の長さであってセラミック本体１２の一対の端面１２ｅ、１２ｆ同士を結んだ方向における長さ（電極部分寸法ＤＥ１（電極部分寸法ＤＥ２）：図３参照）よりも短く形成されている。
セラミック本体１２の寸法は、特に限定されないが、セラミック本体１２は、図１に示すように、セラミック本体１２の厚み寸法をＤＴ、長さ寸法をＤＬ、幅寸法をＤＷとしたときに、ＤＴ＜ＤＷ＜ＤＬ、（１／５）ＤＷ≦ＤＴ≦（１／２）ＤＷ、または、ＤＴ＜０．３ｍｍが満たされるような薄型のものであってもよい。特に、ＤＴ＜ＤＷ＜ＤＬの場合、セラミック本体１２の幅に比べて、セラミック本体１２の厚みが薄く、セラミック本体１２の長さが長い。また、（１／５）ＤＷ≦ＤＴ≦（１／２）ＤＷの場合、セラミック本体１２の厚みがセラミック本体１２の幅の１／５〜１／２と薄い。具体的には、０．０５ｍｍ≦ＤＴ＜０．３ｍｍ、０．４ｍｍ≦ＤＬ≦１ｍｍ、０．３ｍｍ≦ＤＷ≦０．５ｍｍであってもよい。

セラミック本体１２のセラミック層１４のセラミック材料としては、例えば、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＣａＺｒＯ₃などの主成分からなる誘電体セラミックを用いることができる。また、これらの主成分にＭｎ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｒ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物などの副成分を添加したものを用いてもよい。
また、セラミック本体１２のセラミック層１４の厚みは、０．５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。

この実施の形態においては、セラミック本体１２の各有効部では後述の内部電極１６ａ、１６ｂが誘電体セラミックからなるセラミック層１４を介して対向することにより静電容量が形成されている。これにより、この実施の形態は、コンデンサとして機能する。

セラミック本体１２の内部には、略矩形状の複数の第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂが、セラミック本体１２の厚み方向に沿って等間隔に交互に配置されている。
第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂの一端部には、セラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆに露出した露出部１８ａ、１８ｂを有する。具体的には、第１の内部電極１６ａの一端部の露出部１８ａは、セラミック本体１２の第１の端面１２ｅに露出している。また、第２の内部電極１６ｂの一端部の露出部１８ｂは、セラミック本体１２の第２の端面１２ｆに露出している。
さらに、第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂのそれぞれは、セラミック本体１２の第１および第２の主面１２ａ、１２ｂと平行である。また、第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂは、セラミック本体１２の厚み方向において、セラミック層１４を介して、互いに対向している。
第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂのそれぞれの厚さは、例えば、０．２μｍ〜２μｍとすることができる。しかしながら、第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂのそれぞれの厚さも、特に限定されない。
第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂは、適宜の導電材料により構成することができる。第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂは、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕなどの金属や、これらの金属の１種を含む例えばＡｇ−Ｐｄ合金などの合金により構成することができる。

セラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆ側には、第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂがそれぞれ形成されている。
第１の外部電極２０ａは、セラミック本体１２の第１の端面１２ｅから一対の主面１２ａ、１２ｂおよび一対の側面１２ｃ、１２ｄにわたって形成されている。この場合、第１の外部電極２０ａは、第１の内部電極１６ａの露出部１８ａと電気的に接続される。
また、第２の外部電極２０ｂは、セラミック本体１２の第２の端面１２ｆから一対の主面１２ａ、１２ｂおよび一対の側面１２ｃ、１２ｄにわたって形成されている。この場合、第２の外部電極２０ｂは、第２の内部電極１６ｂの露出部１８ｂと電気的に接続される。

セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の長さであってセラミック本体１２の一対の端面１２ｅ、１２ｆ同士を結んだ方向における長さ寸法ＤＥ（電極部分寸法ＤＥ１（電極部分寸法ＤＥ２））は、セラミック本体１２の厚み寸法ＤＴよりも長い。
セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の長さ寸法ＤＥ（電極部分寸法ＤＥ１（電極部分寸法ＤＥ２））と、セラミック本体１２の一対の主面１２ａ、１２ｂ同士を結んだ方向における長さ寸法すなわちセラミック本体１２の厚み寸法ＤＴとについては、ＤＥ／ＤＴの値が、１．５〜３．５であることが好ましい。これは、ＤＥ／ＤＴが１．５より小さいと外部電極２０ａ（２０ｂ）の端面でブリスタが発生しやすくなり、ＤＥ／ＤＴが３．５を超えると、セラミック本体１２と外部電極２０ａ（２０ｂ）との間でマイグレーションが発生しやすくなるからである。

さらに、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される第１の外部電極２０ａの中央部には、耐湿信頼性を維持しながらブリスタの発生を抑制するために、窪み部２２ａ１、２２ａ２がそれぞれ形成されている。それによって、セラミック本体１２の主面１２ａ（１２ｂ）に形成される第１の外部電極２０ａの断面形状が、外部電極２０ａの中央部で窪んでおり、全体で見たときに２つの山なり形状を有している。
同様に、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される第２の外部電極２０ｂの中央部にも、耐湿信頼性を維持しながらブリスタの発生を抑制するために、窪み部２２ｂ１、２２ｂ２がそれぞれ形成されている。それによって、セラミック本体１２の主面１２ａ（１２ｂ）に形成される第２の外部電極２０ｂの断面形状が、外部電極２０ｂの中央部で窪んでおり、全体で見たときに２つの山なり形状を有している。

セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の断面形状において、山なり形状を有する部分の一番高い部分の厚みに対する窪んだ部分の深さの割合は、１２％以上であることが好ましい。すなわち、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）において、最も厚い部分に対する窪んだ部分の厚みが１２％以上であることが好ましい。これは、その割合が１２％より小さいと、外部電極２０ａ（２０ｂ）の窪み部２２ａ１、２２ａ２（２２ｂ１、２２ｂ２）の深さが浅すぎて、ブリスタを抑制する効果が得られにくくなるからである。

また、第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の高低差は、それぞれ、１．５μｍ以上であることが好ましい。これは、外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の高低差が１．５μｍよりも小さい場合には、十分に局所的に薄い部分を形成することができず、外部電極２０ａ、２０ｂ中から発生する炭酸ガスが十分に外部電極２０ａ、２０ｂ中から排出することができず、ブリスタの抑制効果が得られないことがあるからである。また、外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の高低差の上限の値は、セラミック本体１２の表面が露出しない範囲であればよい。

さらに、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の位置は、それぞれ、幅方向および長さ方向において中央部に形成されていることが好ましい。これは、外部電極２０ａ（２０ｂ）を構成する導電性ペースト中にセラミック本体１２の端部を浸漬するディッピングによって、セラミック本体１２の端部に導電性ペーストを塗布した場合、導電性ペーストの表面張力により外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部の塗布厚が一番厚くなるためであり、その中央部に窪み部があることでより顕著な効果を発揮することができるからである。

また、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の大きさは、それぞれ、直径１０μｍ〜１００μｍであることが好ましい。これは、窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の直径が１０ｍｍより小さい場合、局所的に十分に薄い部分を形成することができず、外部電極２０ａ、２０ｂ中の炭酸ガスが十分に外部電極２０ａ、２０ｂ中から排出することができず、ブリスタの抑制効果が得られないことがあるからである。また、窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の直径が１００ｍｍより大きい場合、窪みの直径が大きくなるに伴って、窪みの深さも深くなるため、セラミック本体１２の表面が露出し、外部電極２０ａ、２０ｂ上に形成するめっき膜２４ａ、２４ｂのめっき付き不良が発生する場合があるからである。
なお、外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２の直径は、外部電極２０ａ、２０ｂの表面について、表面粗さ測定機で２次元の凹凸像を示し、高低差が１．５μｍ以上のものを窪み部として判断し、その直径を１次元化したデータから測定した。

第１、第２の外部電極２０ａ、２０ｂは、ガラス成分と金属成分とを含む。
第１、第２の外部電極２０ａ、２０ｂの金属としては、例えば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕなどを用いることができる。
第１、第２の外部電極２０ａ、２０ｂの金属成分を構成する金属粉の粒子径は、１μｍ〜２．５μｍであることが好ましい。なお、本願において、金属粉の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径をいう。

この発明にかかる実施の形態においては、外部電極２０ａ、２０ｂ中の金属粉の平均粒子径を１μｍ〜２．５μｍとし、外部電極ペースト中の樹脂の含有量を４０〜５５ｖｏｌ％とすることで、外部電極ペーストを塗布した後に乾燥する際の溶剤、樹脂の乾燥および流動に伴う金属粉の流動が起こりやすくし、この発明にかかる実施の形態の特徴である外部電極２０ａ、２０ｂの中央部が窪んでおり、全体で見たときに２つの山なり形状を実現している。具体的には、外部電極２０ａ（２０ｂ）を形成する外部電極ペーストを乾燥する際、外部電極ペースト中の溶剤や樹脂は、塗布膜厚の薄い箇所の方が外部電極ペースト中の溶剤や樹脂が乾燥しやすく、膜厚の厚い箇所から薄い箇所へ溶剤や樹脂が流動する。その際に、下地電極（外部電極）を構成する金属粉の平均粒子径が小さくされていることにより、その溶剤や樹脂の流動と共に金属粉の流動も起こりやすくなる。よって、金属粉も膜厚の厚い中央部から膜厚の薄い外部電極２０ａ（２０ｂ）の端部に金属粉が移動し、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部は窪んだ形状になる。
なお、この実施の形態では、セラミック本体１２の厚みが薄いため、セラミック本体１２の側面および端面では、外部電極２０ａ、２０ｂに窪み部ができない。

また、第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂの金属成分を構成する金属粉は、アスペクト比が８〜１５であることが好ましい。これは、アスペクト比が８〜１５の扁平粉を使用することにより、外部電極ペースト中の空隙率を上げることが可能になるため、外部電極２０ａ、２０ｂの焼成時の脱脂の工程において樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスを外部電極の外に排出しやすくするためである。このように扁平粉にするとペースト中の空隙率を上げることで外部電極２０ａ、２０ｂの脱脂工程の際に炭酸ガスが抜けやすくなる。

第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂ上には、第１および第２のめっき膜２４ａ、２４ｂがそれぞれ形成されている。この場合、第１および第２の外部電極２０ａ、２０ｂは、第１および第２のめっき膜２４ａ、２４ｂによって被覆されている。第１および第２のめっき膜２４ａ、２４ｂは、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｔ、ＢｉおよびＺｎからなる群から選ばれる少なくとも１種の金属、またはこれら金属のうち少なくとも１種の金属を含む合金により構成されていることが好ましい。
また、第１および第２のめっき膜２４ａ、２４ｂは、それぞれ１層のめっき膜のみにより構成されていてもよいし、２層以上のめっき膜により構成されていてもよい。めっき膜２４ａ（２４ｂ）は、好ましくは、Ｎｉめっき膜およびＳｎめっき膜の２層構造であるとよい。この場合、Ｎｉめっき膜はバリア層として機能し、Ｓｎめっき膜ははんだ付け性を向上させるように機能する。
第１および第２のめっき膜２４ａ、２４ｂを構成するめっき層１層あたりの厚みは、例えば１μｍ〜１５μｍ程度であることが好ましい。
なお、めっき膜２４ａ、２４ｂには、外部電極２０ａ、２０ｂの窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２に対応して、同様な窪み部２６ａ１、２６ａ２、２６ｂ１、２６ｂ２が形成される。しかしながら、めっき膜２４ａ、２４ｂには、窪み部は形成されなくてもよい。

次に、上述の積層セラミックコンデンサ１０を製造する方法の一例について説明する。

まず、セラミック本体１２（セラミック層１４）を構成するためのセラミック材料を含むセラミックグリーンシートを用意する。

次に、そのセラミックグリーンシートの上に、導電性ペーストを塗布することによって、導電パターンを形成する。なお、導電性ペーストの塗布は、例えば、スクリーン印刷法などの各種印刷法によって行うことができる。導電性ペーストは、導電性微粒子の他に、公知のパインダーや溶剤を含んでいてもよい。

そして、導電パターンが形成されていない複数枚のセラミックグリーンシートと、第１または第２の内部電極に対応した形状の導電パターンが形成されているセラミックグリーンシートと、導電パターンが形成されていない複数枚のセラミックグリーンシートとをこの順番で積層し、積層方向にプレスすることによって、マザー積層体を作製する。

それから、マザー積層体の上の仮想のカットラインに沿ってマザー積層体をカッティングすることによって、マザー積層体から複数の生のセラミック積層体を作製する。なお、マザー積層体のカッティングは、ダイシングや押切によって行うことができる。生のセラミック積層体に対しては、バレル研磨などを施し、稜線部や角部を丸めてもよい。

そして、生のセラミック積層体の焼成を行う。この焼成工程において、第１および第２の内部電極が焼成される。焼成温度は、使用するセラミック材料や導電性ペーストの種類により適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、９００℃〜１３００℃とすることができる。

それから、ディッピングなどの方法によって、焼成後のセラミック積層体（セラミック本体）の両端部に導電性ペーストを塗布する。

次に、セラミック積層体に塗布した導電性ペーストを例えば６０℃〜１８０℃の中で１０分間熱風乾燥する。

その後、乾燥した導電性ペーストを焼き付けて外部電極を形成する。外部電極の焼付けは、外部電極ペースト中の樹脂成分を脱脂する脱脂工程と、金属粉を液晶焼結させる焼結工程とを有している。上述の実施の形態の特徴は、特に脱脂工程において効果を発揮する。

外部電極の形成に用いる導電性ペーストは、ガラス粉、金属粉、バインダー、溶剤などを含んでいる。導電性ペースト中の金属粉のアスペクト比は、８〜１５であることが好ましい。これにより、外部電極の乾燥過程において、外部電極ペースト中の空隙率を上げることが可能になるため、外部電極の焼成時の脱脂工程において樹脂や溶剤の成分を炭酸ガスとして外に排出しやすくしている。また、内部電極と外部電極との接続性も向上する。熱処理温度は、例えば、７８０℃〜８７０℃とすることが好ましい。熱処理温度が７８０℃よりも低くなる場合、外部電極の金属Ｃｕが十分に焼結されず緻密性が低下するため、耐湿信頼性が低下する場合があるからである。一方、熱処理温度が８７０℃を超える場合、外部電極中のガラスの流動が顕著になり、外部電極の表面にガラスが浮き出ることがあるため、その後もめっき膜のめっき付き性が低下する場合があるからである。
なお、外部電極の焼成時の昇温速度は、１５０〜２５０℃／分であることが好ましい。

そして、外部電極上にめっき膜を施すことによって、積層セラミックコンデンサ１０を製造することができる。

この積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック本体１２は、セラミック本体１２の一対の主面１２ａ、１２ｂ同士を結んだ方向における長さ（厚み寸法ＤＴ）が、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の長さであってセラミック本体１２の一対の端面１２ｅ、１２ｆ同士を結んだ方向における長さ（電極部分寸法ＤＥ１（電極部分寸法ＤＥ２））よりも短く形成され、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）の断面形状が、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部で窪んでおり、全体で見たときに２つの山なり形状を有しているため、外部電極２０ａ（２０ｂ）を焼き付ける際の脱脂工程において、外部電極２０ａ（２０ｂ）を構成する導電性ペースト中の樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスを排出しやすくなり、ブリスタの発生を抑制することができる。

このブリスタ抑制メカニズムとしては、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂに形成される外部電極２０ａ（２０ｂ）において、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部を窪ませ、外部電極２０ａ（２０ｂ）の断面形状を２つの山なり形状とすることで、樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスの逃げ道を、外部電極２０ａ（２０ｂ）の端部における膜厚が一番薄くなる部分のみではなく、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部にも設けることにより、外部電極２０ａ（２０ｂ）を焼き付ける際の脱脂工程において、炭酸ガスが外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出されやすくなる。したがって、外部電極２０ａ（２０ｂ）を構成する導電性ペースト中に含まれる樹脂や溶剤の炭化に伴い発生する炭酸ガスを十分に外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出することができる。そして、脱脂後の外部電極２０ａ（２０ｂ）の焼結時に外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出される炭酸ガスが存在しないため、ブリスタの発生を抑制することができる。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、内部電極１６ａ、１６ｂの露出部１８ａ、１８ｂを有するセラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆにおいては、セラミック本体１２の一対の主面１２ａ、１２ｂ間を小さくすることにより、すなわちセラミック本体１２の厚み寸法ＤＴを薄くすることにより、セラミック本体１２の厚み寸法ＤＴが厚い場合よりも外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部の膜厚の厚い部分から外部電極２０ａ（２０ｂ）の端部の膜厚が薄い部分までの距離が短くなるため、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部の外部電極２０ａ（２０ｂ）内で発生する炭酸ガスを外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出しやすくなる。したがって、外部電極２０ａ（２０ｂ）内の炭酸ガスを十分に外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出することができるため、脱脂後の外部電極２０ａ（２０ｂ）の焼結時に外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出される炭酸ガスが存在せず、ブリスタの発生を抑制することができる。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック本体１２の側面１２ｃ、１２ｄの外部電極２０ａ（２０ｂ）においても、セラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆの外部電極２０ａ（２０ｂ）と同様に、セラミック本体１２の厚み寸法ＤＴが薄くなることにより、セラミック本体１２の厚み寸法ＤＴが厚い場合よりも外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部の膜厚の厚い部分から外部電極２０ａ（２０ｂ）の端部の膜厚が薄い部分までの距離が短くなるため、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部の外部電極２０ａ（２０ｂ）内の炭酸ガスを外部電極２０ａ（２０ｂ）の外に排出しやすくなる。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ（２０ｂ）の２つの山なり形状をセラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆにおいて採用しないことにより、耐湿信頼性を維持することができる。
すなわち、内部電極１６ａ、１６ｂの露出部１８ａ、１８ｂを有するセラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆにおいても、セラミック本体１２の主面１２ａ、１２ｂにおける外部電極２０ａ（２０ｂ）と同様に、外部電極２０ａ（２０ｂ）の断面形状を２つの山なり形状として、炭酸ガスの逃げ道を増やす方策を取ることが考えられる。
しかしながら、セラミック本体１２の端面１２ｅ、１２ｆにおいて、外部電極２０ａ（２０ｂ）を２つの山なり形状にすると、外部電極２０ａ（２０ｂ）の中央部において外部電極２０ａ（２０ｂ）の厚みが薄くなるため、その部分からめっき液や大気中の水分が外部電極２０ａ（２０ｂ）内に侵入しやすくなり、耐湿性の低下が懸念される。
そこで、この積層セラミックコンデンサ１０では、上記のような設計を取り、耐湿信頼性を維持しながらブリスタの発生を抑制する。そのため、この積層セラミックコンデンサ１０では、耐湿信頼性を維持しつつ、ブリスタの発生を抑制することができる。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック本体１２の側面１２ｃ、１２ｄにも外部電極２０ａ（２０ｂ）が形成されているので、耐湿信頼性を向上する効果がある。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ、２０ｂに窪み部２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２が形成されているので、外部電極２０ａ、２０ｂ上のめっき膜２４ａ、２４ｂが、外部電極２０ａ、２０ｂに強固に形成され、外部電極２０ａ、２０ｂから剥離されにくいという効果も奏する。

（実験例）
まず、実施例１、実施例２、実施例３として、上述の積層セラミックコンデンサ１０において以下の電子部品の仕様となり、外部電極を構成する導電性ペーストをセラミック本体の両端面に塗布・乾燥し、焼き付けた後の形状が本発明の範囲内になるものを準備した。この場合、実施例１では外部電極の窪み部の高低差を１．５μｍに狙い、実施例２では外部電極の窪み部の高低差を４μｍに狙い、実施例３では外部電極の窪み部の高低差を６μｍに狙って、実施例１〜３を準備した。

実施例１〜３に用いた電子部品の仕様（個数ｎ＝２０個）
チップサイズ：ＤＬ×ＤＷ×ＤＴ＝１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．１５ｍｍ
外部電極の折り返し部分の寸法ＤＥ（セラミック本体の主面および側面上に形成される外部電極の電極部分寸法ＤＥ）：２００μｍ〜４００μｍ（狙い値は３００μｍ）
外部電極を構成する導電性ペースト中の金属：Ｃｕ
Ｃｕ（Ｃｕ粉）の平均粒子径：表１の金属粒子径を参照
Ｃｕ粉のアスペクト比：１０（上記の粒子径のＣｕ粉を叩いてこのアスペクト比にした）
外部電極を構成する導電性ペーストの乾燥条件：１００℃で１０分間の熱風乾燥
外部電極の焼成条件：昇温速度が１９６℃／分で焼成温度が８３５℃
外部電極の折り返し部分の厚み：８μｍ〜１３μｍ（最厚部）（狙いは１０μｍ）
外部電極の端面厚み：６μｍ〜１２μｍ（最厚部）（狙いは９μｍ）
めっき膜：Ｎｉめっき（狙い３μｍ）およびＳｎめっき（狙い４μｍ）の２層

さらに、比較例１として、外部電極を構成する導電性ペーストの乾燥後の形状が１つの山なり形状となるチップと、比較例２として、セラミック本体の幅寸法ＤＷと厚み寸法ＤＴとが同じである正４角柱状のチップ（外部電極の寸法は、セラミック本体の端面に形成される外部電極の部分の方がセラミック本体の主面に形成される外部電極の部分よりも長いもの）とを準備した。

なお、比較例１では、外部電極を構成する導電性ペースト中の金属粉の平均粒子径が３．５μｍであり、その金属粉のアスペクト比が１である。また、比較例２は、チップサイズを正４角柱状（セラミック本体の厚み寸法ＤＴ＝幅寸法ＤＷ＝０．５ｍｍ）とした以外は、実施例３と同様の条件とした。
また、本発明の実施例１〜３においては、金属粒子径の値を振って窪み部の高低差を振った。

そして、比較例１〜２および実施例１〜３のサンプルについて、以下のようにして、窪み部の高低差、高低差／外部電極膜厚、電極の山の数、金属粒子径、ブリスタの発生率およびＩＲの劣化率などを調べた。

窪み部の高低差について
窪み部の高低差の測定方法は、まず、サンプル（積層セラミックコンデンサ）の幅が１／２となる位置まで側面を研磨し、その研磨した断面における外部電極の２つの山の頂点を線で結ぶ。その後、その線を基準線として、基準線と平行になるように外部電極の窪み部の最下点を通る線を引く。最後に、基準線から窪み部の最下点を通る線までの距離を測定し、窪み部の高低差ないしは窪んだ部分の高低差とする。なお、測定値は、第１および第２の外部電極の４点を測った平均値とした。また、表１の窪み部の高低差の値は、各サンプル２０個の平均値とした。

高低差／外部電極膜厚について
まず、外部電極膜厚として、サンプル（積層セラミックコンデンサ）の側面を長さ方向に沿って、サンプルの幅方向における中央位置まで研磨し、その研磨した断面における外部電極の最大厚みとなる部分を光学顕微鏡によって測定した。言い換えれば、外部電極膜厚は、セラミック本体の表面から外部電極の一番遠い部分（例えば２つの山のうちの高い方）までの距離、すなわち最大に厚い部分の厚みである。そして、外部電極についての上述の窪み部の高低差を外部電極膜厚の測定値で割って、高低差／外部電極膜厚とした。表１の高低差／外部電極膜厚の値は、各サンプル２０個の平均値とした。

電極の山の数について
まず、外部電極の表面について、表面粗さ測定機で２次元の凹凸像を示し、高低差が１．５μｍ以上のものを窪み部として判断した。そして、表１の電極の山の数は、窪み部がないものを１とし、１つの窪み部があるものを２とした。

金属粒子径について
金属粒子径として、外部電極を構成する導電性ペースト中の金属粉の平均粒子径を測定した。金属粉の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒子径をいう。

ブリスタの発生率について
実体顕微鏡を用いて、積層セラミックコンデンサの両主面の外部電極を倍率１０倍で観察し、ブリスタの有無を確認した。なお、ブリスタの定義としては、直径が５μｍ以上のものをブリスタとした。サンプル数は２０個であり、それらのついてのブリスタの発生率を調べた。

ＩＲの劣化率について
次の方法で耐湿負荷試験を行って耐候性を評価した。
サンプルを、共晶はんだを用いてガラスエポキシ基板に実装した。その後、各サンプルを、８５℃、相対湿度８５％ＲＨの高温高湿槽内において、ＤＣ４Ｖ、５００時間の条件で耐湿加速試験を行い、絶縁抵抗値（ＩＲ値）がＬｏｇＩＲ＜７のものを、ＩＲないしは耐湿性が劣化したと判断した。サンプル数は２０個であり、それらのついてのＩＲの劣化率を調べた。

以上の測定結果を表１に示した。

表１の結果より、比較例１においては、ブリスタが発生する。その理由は、比較例１においては、外部電極の断面形状が１つの山なり形状を有するので、外部電極を構成する導電性ペースト中の樹脂や溶剤が炭化した後に酸素と結合して発生する炭酸ガスが外部電極の外に十分に排出することができず、ブリスタを引き起こすからである。

また、比較例２においては、ＩＲの劣化が発生する。その理由は、比較例２においては、正４角柱状のセラミック本体の厚み寸法ＤＴが幅寸法ＤＷと同じとなるため、セラミック本体の端面の内部電極の引き出し面側においてもセラミック本体の主面側と同様に、外部電極の断面形状が２つの山なり形状となる。このように、セラミック本体の端面側においても外部電極の断面形状を２つの山なり形状にしてしまうと、外部電極の中央部において外部電極の厚みが薄くなるため、十分に内部電極の露出部をシールできなくなり、その部分からめっき液や大気中の水分が内部電極側に侵入しやすくなるためである。

それに対して、この発明にかかる実施例１〜３においては、ＩＲないしは耐湿信頼性を維持しつつ、ブリスタの発生を抑制することができる。
なお、チップサイズがＤＬ×ＤＷ×ＤＴ＝０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．１５ｍｍであって、外部電極の折り返しの寸法（セラミック本体の主面および側面上に形成される外部電極の長さ（電極部分寸法ＤＥ）が１８０μｍ〜３２０μｍ（狙い値は２５０μｍ）である、この発明の範囲内のサンプルにおいても、同様の実験を行ったが、同様な効果を得ることができた。

上述の実施の形態および実施例では、セラミック本体の材料として誘電体セラミックを用いたが、この発明では、セラミック電子部品の種類によっては、セラミック本体の材料として、ＰＺＴ系セラミックなどの圧電体セラミック、スピネル系セラミックなどの半導体セラミック、フェライトなどの磁性体セラミックを用いることもできる。
セラミック電子部品のセラミック本体として、圧電体セラミックを用いた場合は圧電部品として機能し、半導体セラミックを用いた場合はサーミスタとして機能し、磁性体セラミックを用いた場合はインダクタとして機能する。ただし、インダクタとして機能させる場合には、内部電極はコイル状の導体となる。

また、上述の実施の形態および実施例では、外部電極がセラミック本体の側面にも形成されているが、外部電極は、セラミック本体の側面には形成されなくてもよい。

さらに、上述の実施の形態および実施例では、セラミック本体の一対の主面側において、それぞれ、外部電極の中央部に１つの窪み部が形成されているが、窪み部は、外部電極の端部以外の中間部に形成されてもよく、また、２つ以上の窪み部が形成されてもよい。この場合、外部電極の断面形状は、３つ以上の山なり形状を有する場合がある。

この発明にかかるセラミック電子部品は、特に例えば積層セラミックコンデンサや積層セラミックインダクタとして好適に用いられる。

１０ 積層セラミックコンデンサ
１２ セラミック本体
１２ａ、１２ｂ 主面
１２ｃ、１２ｄ 側面
１２ｅ、１２ｆ 端面
１４ セラミック層
１６ａ、１６ｂ 内部電極
１８ａ、１８ｂ 露出部
２０ａ、２０ｂ 外部電極
２２ａ１、２２ａ２、２２ｂ１、２２ｂ２ 窪み部
２４ａ、２４ｂ めっき膜
２６ａ１、２６ａ２、２６ｂ１、２６ｂ２ 窪み部

Claims (3)

1. 互いに対向する一対の主面、互いに対向する一対の側面および互いに対向する一対の端面を有するセラミック本体と、
   前記セラミック本体の内部に配置され、前記セラミック本体の前記端面に露出した露出部を有する内部電極と、
   前記内部電極の前記露出部と電気的に接続されるようにして、前記セラミック本体の前記一対の端面側において前記端面から少なくとも前記一対の主面にわたって形成される一対の外部電極と、
   前記外部電極上に形成されるめっき膜と、を有するセラミック電子部品であって、
   前記セラミック本体の前記一対の主面同士を結んだ方向における長さが、前記セラミック本体の前記主面に形成される前記外部電極の長さであって前記セラミック本体の前記一対の端面同士を結んだ方向における長さよりも短く形成され、
   前記セラミック本体の前記主面に形成される前記外部電極の中央部に窪みを有していることを特徴とする、セラミック電子部品。
2. 前記セラミック本体の前記主面に形成される前記外部電極において、最も厚い部分に対する窪んだ部分の厚みが１２％以上であることを特徴とする、請求項１に記載のセラミック電子部品。
3. 前記セラミック本体の前記主面に形成される前記外部電極の断面形状は、前記外部電極の中央部で窪んでおり、２つの山なり形状を有していることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のセラミック電子部品。

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