JP2015039037A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な耐性とともに良好な電気的特性を有する積層セラミック電子部品を提供する。【解決手段】積層セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１２を含む。セラミック素体１２には、内部電極１６ａ、１６ｂが埋設される。セラミック素体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。外部電極２０ａ、２０ｂは、焼結金属層２２ａ、２２ｂと、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂと、めっき層２６ａ、２６ｂとを含む。導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ中の金属粒子は、扁平状の扁平粒子の数に対する球形状の球形粒子の数の比率が３／７〜７／３である。【選択図】図２

Description

この発明は、積層セラミック電子部品に関し、特に、内部電極が埋設されたセラミック素体と内部電極に電気的に接続されるようにセラミック素体の端面に形成された外部電極とを有する、たとえば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックサーミスタ、積層セラミック圧電部品などの積層セラミック電子部品に関する。

従来の積層セラミック電子部品として、たとえば特許文献１に開示されているように、内部電極が埋設されたセラミック素体の表面において内部電極が露出したセラミック素体の両端面に、金属を主成分として含有する焼結型電極層と焼結型電極層の表面に形成された金属粒子を含有する導電性樹脂電極層と導電性樹脂電極層の表面に形成されためっき層とを有する外部電極を備えたものが知られている。この積層セラミック電子部品では、焼結型電極層およびめっき層間に導電性樹脂電極層が形成されているので、使用時の温度サイクルでセラミック素体にクラックが発生したり、基板に実装されている場合に基板のたわみに対して強度的に弱かったりするという欠点が、ある程度解消される。

特開平１０−２８４３４３号公報

しかしながら、上述の従来の積層セラミック電子部品では、焼結型電極層およびめっき層間に形成されている導電性樹脂電極層に金属粒子が含有されているが、必要とするたわみ応力に対する強度ないしは良好な耐性とともに良好な電気的特性を得ることが困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、良好な耐性とともに良好な電気的特性を有する積層セラミック電子部品を提供することである。

この発明にかかる積層セラミック電子部品は、内部電極が埋設され、第１の主面と、第１の主面に対向する第２の主面と、第１の主面および第２の主面に接続する第１の側面と、第１の側面に対向する第２の側面と、第１の主面、第２の主面、第１の側面および第２の側面に接続する第１の端面と、第１の端面に対向する第２の端面とを有するセラミック素体と、内部電極に電気的に接続されるように、セラミック素体の端面および少なくとも第１の主面または第２の主面に形成された外部電極と、を備えた積層セラミック電子部品であって、外部電極は、セラミック素体側から順に、焼結金属層、導電性樹脂層およびめっき層を備え、導電性樹脂層は、金属粒子を含み、金属粒子は、扁平状の扁平粒子と球形状の球形粒子とからなり、扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が、３／７〜７／３であることを特徴とする、積層セラミック電子部品である。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、導電性樹脂層の金属粒子は、ＣｕまたはＡｇを含むことが好ましい。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、焼結金属層は、Ｃｕを含むことが好ましい。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、めっき層は、Ｎｉめっき層を含むことが好ましい。

この発明にかかる積層セラミック電子部品では、導電性樹脂層の断面を観察し、導電性樹脂層に含まれる金属粒子において短辺に対する長辺の比率が５／１以上の金属粒子を扁平粒子とみなし、短辺に対する長辺の比率が５／１未満の金属粒子を球形粒子とみなしている。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、導電性樹脂層に含まれる金属粒子の扁平粒子は外部電極にかかる応力を緩和し、導電性樹脂層に含まれる金属粒子の球形粒子は電気的接続を担保する。
さらに、この発明にかかる積層セラミック電子部品では、導電性樹脂層の断面を観察し、その断面における扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率を、扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率とみなしている。
扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が７／３より大きい場合、扁平粒子の数が少なく、球形粒子の数が多い状態である。その場合、電気的接続は確保できるものの、応力緩和が十分に行えず、たわみ応力に対してセラミック素体にクラックが入ってしまいやすい。
一方、扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が３／７より小さい場合、扁平粒子の数が多く、球形粒子の数が少ない状態である。その場合、応力緩和が行えるものの、電気的接続が確保できず、等価直列抵抗が増大してしまう。
それに対して、この発明にかかる積層セラミック電子部品では、扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が３／７〜７／３であるので、応力の緩和と電気的接続とのバランスがとれる。
そのため、この発明にかかる積層セラミック電子部品では、良好な耐性とともに良好な電気的特性が得られる。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、導電性樹脂層の金属粒子がＣｕまたはＡｇを含む場合、導電性樹脂層において良好な導電性が確保される。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、焼結金属層がＣｕを含む場合、焼結金属層において良好な導電性が確保される。
この発明にかかる積層セラミック電子部品では、めっき層がＮｉめっき層を含む場合、Ｎｉめっき層によってめっき層よりも内部の水分などを閉じ込めることができるので、たとえばリフローによる実装時に、めっき層よりも内部の水分などがはんだとともに外部に爆ぜるはんだ爆ぜが防止される。

この発明によれば、良好な耐性とともに良好な電気的特性を有する積層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図１の線ＩＩ−ＩＩにおける断面図である。 凹部が形成された焼結金属層と導電性樹脂層との界面を示す図解図である。 図１に示す積層セラミックコンデンサの幅方向における中央部分の断面を示す部分拡大図である。 Ｎｉめっき層から導電性樹脂層に向かって凸部が形成されたＮｉめっき層と導電性樹脂層との界面を示す図解図である。 図５に示す凸部の大きさを示す図解図である。 図１に示す積層セラミックコンデンサにおいて外部電極の各部分の厚みＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５を示す図解図である。

図１に示す積層セラミックコンデンサ１０は、たとえば、略直方体状のセラミック素体１２を含む。セラミック素体１２は、複数の積層されたセラミック層１４を含み、互いに対向する第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｂと、互いに対向する第１の側面１２ｃおよび第２の側面１２ｄと、互いに対向する第１の端面１２ｅおよび第２の端面１２ｆとを有する。第１の側面１２ｃおよび第２の側面１２ｄは、それぞれ、第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｂに接続する。第１の端面１２ｅおよび第２の端面１２ｆは、それぞれ、第１の主面１２ａ、第２の主面１２ｂ、第１の側面１２ｃおよび第２の側面１２ｄに接続する。このセラミック素体１２には、コーナー部および稜部に丸みがつけられている。なお、セラミック素体１２は、他の大きさや形状に形成されてもよい。

セラミック素体１２のセラミック層１４のセラミック材料としては、たとえば、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、セラミック素体１２のセラミック層１４の厚みは、たとえば、０．５μｍ〜１０μｍとすることができる。

セラミック素体１２の内部には、図２に示すように、たとえば略矩形状の複数の第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂが、セラミック素体１２の厚み方向に沿って等間隔に交互に配置されるように埋設されている。
第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂの一端部には、セラミック素体１２の第１および第２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、セラミック素体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、セラミック素体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、セラミック素体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、セラミック素体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のそれぞれの厚みは、たとえば、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のそれぞれの厚みも、特に限定されない。
第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂは、たとえば卑金属であるＮｉを導電性材料として含んでいる。なお、第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂは、たとえば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕなどの金属や、これらの金属の１種を含むたとえばＡｇ−Ｐｄ合金などの合金により構成することができる。

セラミック素体１２の第１および第２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、セラミック素体１２の第１の端面１２ｅから第１および第２の主面１２ａ、１２ｂと第１および第２の側面１２ｃ、１２ｄと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、セラミック素体１２の第２の端面１２ｆから第１および第２の主面１２ａ、１２ｂと第１および第２の側面１２ｃ、１２ｄと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。

外部電極２０ａは、セラミック素体１２側から順に、焼結金属層２２ａ、導電性樹脂層２４ａおよびめっき層２６ａを備える。同様に、外部電極２０ｂは、セラミック素体１２側から順に、焼結金属層２２ｂ、導電性樹脂層２４ｂおよびめっき層２６ｂを備える。

焼結金属層２２ａ、２２ｂは、それぞれ、卑金属であるＣｕを主成分として含有しており、セラミック素体１２の外表面に、すなわち第１および第２の端面１２ｅ、１２ｆなどの上に形成され、第１および第２の内部電極１６ａ、１６ｂと物理的かつ電気的に接続される。焼結金属層２２ａ、２２ｂは、それぞれ、Ｃｕ粉末およびガラス粉末を含有する導電性ペーストをセラミック素体１２の外表面に塗布して焼き付けることによって形成されている。焼結金属層２２ａ、２２ｂの厚みは、それぞれ、たとえば、１０μｍ〜３０μｍである。

導電性樹脂層２４ａ、２４ｂは、それぞれ、金属粒子を導電性材料として含む。導電性樹脂層２４ａ、２４ｂは、それぞれ、焼結金属層２２ａ、２２ｂ上に、焼結金属層２２ａ、２２ｂを覆うように形成されており、金属粒子となるＣｕまたはＡｇの第１の金属粉末と、所定の平均粒径を有する第２の金属粉末と、熱硬化性樹脂との混合物を加熱して硬化した層である。

焼結金属層２２ａ、２２ｂは、セラミック素体１２の端面に導電ペーストを塗布して焼き付けることにより形成されるが、このとき、図３に示すように、焼結金属層２２ａ、２２ｂの表面には複数の凹部２５が形成される。焼結金属層２２ａ、２２ｂ上に導電性樹脂層２４ａ、２４ｂを形成した場合、焼結金属層２２ａ、２２ｂの表面の凹部２５に導電性樹脂層２４ａ、２４ｂを構成する導電性樹脂が入り込む場合と入り込まない場合がある。つまり、凹部２５は、導電性樹脂が入り込んだ凹部２５ａと導電性樹脂が入り込んでいない空隙凹部２５ｂとを含む。焼結金属層２２ａ、２２ｂの凹部２５に導電性樹脂が入り込むと、アンカー効果により焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの固着強度を強くすることができる。したがって、焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの剥離を防止するためには、導電性樹脂が入り込んでいない空隙凹部２５ｂを少なくすることが好ましい。

焼結金属層２２ａ、２２ｂの表面の凹部２５の観察は、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分の断面、つまり積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向および厚み方向からなる面であって、幅方向の中央部まで研磨することで露出させた断面が用いられる。このとき、研磨ダレなどが生じないように表面処理が行われ、ＳＥＭを用いて、倍率１０００倍で焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの界面が観察される。凹部２５は、焼結金属層側に設けられており、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ側に開口している。ここで凹部２５とは、凹部内部の内径寸法は、凹部の入口の開口寸法より大きい状態をさす。また、その内部には導電性樹脂が入り込んでいる。そして、焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの間に強い固着強度を得るためには、界面の長さ７０μｍの範囲における導電性樹脂が入り込んだ凹部２５ａの数が２個以下であることが好ましい。このとき、空隙凹部２５ｂの口径は、焼結金属層２２ａ、２２ｂの断面でみて、１μｍ〜３μｍであることが好ましい。

なお、凹部２５の大きさとしては、前記界面方向に沿って、口径と深さとで定義される。ここで、凹部２５の深さとしては、３μｍ〜５μｍの範囲にあることが好ましい。この数値以外では、アンカー効果を得ることが難しい。

導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子は、扁平状の扁平粒子と球形状の球形粒子とを含む。金属粒子が扁平状であるか球形状であるかについては、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分の断面であって導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの断面を観察し、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子において短辺に対する長辺の比率が５／１以上の金属粒子を扁平粒子とみなし、短辺に対する長辺の比率が５／１未満の金属粒子を球形粒子とみなしている。導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子の扁平粒子は外部電極２０ａ、２０ｂにかかる応力を緩和し、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子の球形粒子は電気的接続を担保する。

さらに、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率は、３／７〜７／３である。その比率については、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分の断面であって導電性樹脂層２４ａ、２４ｂを含む断面を観察し、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの断面における扁平粒子の数に対する球状粒子の数の比率を、扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率とみなしている。

上述のように観察される積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分の断面は、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向および厚み方向からなる面であり、積層セラミックコンデンサ１０を樹脂で固め、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分まで内部電極１６ａ，１６ｂおよび外部電極２０ａ、２０ｂを含む部分で研磨することによって露出させた断面を用いる。また、研磨ダレなどが生じないように、断面に表面処理を行い、ＳＥＭを用いて、たとえば倍率１０００倍で導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの断面を観察する。図４は、その断面を示す部分拡大図である。

導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率を３／７〜７／３とするのは、その比率が７／３より大きい場合、扁平粒子の数が少なく、球形粒子の数が多い状態であり、電気的接続は確保できるものの、応力緩和が十分に行えず、たわみ応力に対してセラミック素体にクラックが入ってしまいやすいからである。一方、その比率が３／７より小さい場合、扁平粒子の数が多く、球形粒子の数が少ない状態であり、応力緩和が行えるものの、電気的接続が確保できず、等価直列抵抗が増大してしまうからである。

導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる第２の金属粉末として、卑金属のＮｉまたはＳｎが用いられている。第２の金属粉末の形状は、球状、鱗片状などのいずれの形状でもよく、平均粒径が１０μｍ〜５０ｎｍ程度であり、極めて微小である。

導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる熱硬化性樹脂としては特に制限されないが、たとえば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂などを用いることができる。

外部電極２０ａにおいて、焼結金属層２２ａと導電性樹脂層２４ａとの界面を含む断面を見た場合、その界面において焼結金属層２２ａの表面にガラスが存在し、その界面に沿ったガラスの長さをＬ１とし、その界面に沿った焼結金属層２２ａのガラス以外の金属部分の長さをＬ２とした場合、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上１．５以下である。同様に、外部電極２０ｂにおいて、焼結金属層２２ｂと導電性樹脂層２４ｂとの界面を含む断面を見た場合、その界面において焼結金属層２２ｂの表面にガラスが存在し、その界面に沿ったガラスの長さをＬ１とし、その界面に沿った焼結金属層２２ｂのガラス以外の金属部分の長さをＬ２とした場合、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上１．５以下である。

このように観察される積層セラミックコンデンサ１０の断面は、上述した断面と同様に、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向および厚み方向からなる面であり、積層セラミックコンデンサ１０を樹脂で固め、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分まで内部電極１６ａ，１６ｂおよび外部電極２０ａ、２０ｂを含む部分で研磨することによって露出させた断面を用いる。また、上述の場合と同様に、研磨ダレなどが生じないように、断面に表面処理を行い、ＳＥＭを用いて、たとえば倍率１０００倍で外部電極２０ａ、２０ｂの断面を観察する。図４は、その断面を示す部分拡大図である。

外部電極２０ａ（２０ｂ）において、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）と導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）との界面を含む断面を見た場合、その界面において焼結金属層２２ａ（２２ｂ）の表面にガラスが存在し、その界面に沿ったガラスの長さをＬ１とし、その界面に沿った焼結金属層２２ａ（２２ｂ）のガラス以外の金属部分の長さをＬ２とした場合、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上１．５以下であるとするのは、Ｌ１／Ｌ２が１．５より大きい場合、その界面においてガラスが多くなり、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）および導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）間の抵抗値が大きくなってしまうからである。一方、Ｌ１／Ｌ２が０．２より小さい場合、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）中のガラスが少なくなり、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）とセラミック素体１２との固着強度が弱くなってしまうからである。

また、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）とセラミック素体１２との固着強度を上げるためには、一定量以上のガラスを焼結金属層２２ａ（２２ｂ）に含ませる必要があり、その場合、セラミック素体１２に焼結金属層２２ａ（２２ｂ）を焼き付けた際、ガラスが焼結金属層２２ａ（２２ｂ）の表面に析出する。つまり、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）と導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）との界面にガラスが析出しており、その界面に沿ったガラスの長さは、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。そのガラスの長さが１０μｍ未満の場合、十分なガラスが含まれていないということであり、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）とセラミック素体１２との間の固着強度が弱くなる。また、そのガラスの長さが３０μｍを超える場合、焼結金属層２２ａ（２２ｂ）の導体と導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）の導体との間の接触面積を確保することができないため、それらの間の抵抗値が高くなり、結果として、等価直列抵抗が高なる傾向にある。

めっき層２６ａは、Ｎｉめっき層２８ａおよびＳｎめっき層３０ａを含む。同様に、めっき層２６ｂは、Ｎｉめっき層２８ｂおよびＳｎめっき層３０ｂを含む。

Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂは、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂなどの表面をＮｉで電解めっき処理することによって形成されており、それぞれの厚みは、たとえば、１μｍ〜５μｍである。Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂは、バリア層として機能する。

ここで、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂは、焼結金属層２２ａ、２２ｂ上に導電性樹脂を塗布し、熱硬化させることにより形成される。このとき、導電性樹脂の硬化条件を調整することにより、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの表面に複数の凹部を形成することができる。また、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂを形成した後、サンドブラストなどの物理的外力を加えることにより、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの表面に凹部を形成してもよい。

凹部が形成された導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの上に、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂが形成される。このとき、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの表面に凹部が形成されているため、図５に示すように、凹部内にＮｉめっき層２８ａ、２８ｂが入り込み、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂから導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ側に延びる凸部２９が形成される。このとき、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの表面のＮｉめっき層２８ａ、２８ｂから導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの凹部内に突出する凸部２９の深さは、１．０μｍ〜７．０μｍの範囲内にあることが好ましい。凸部２９の深さが１．０μｍ未満の場合、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂの導電性樹脂層２４ａ、２４ｂへの食い込みが足りず、十分なアンカー効果を得ることができない。また、凸部２９の深さが７．０μｍを超える場合、Ｎｉめっきが導電性樹脂層２４ａ、２４ｂにとられてしまい、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂの表面が凹んで、積層セラミックコンデンサ１０の基板への実装性が悪くなる。このような凹みを解消するためには、Ｎｉめっきを十分に厚くすることが考えられるが、めっき厚を厚くするためにはめっき時間を長くする必要があり、生産効率上好ましくない。

なお、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂから導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ側に延びる凸部２９は、積層セラミックコンデンサ１０の断面で観察される。断面は、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向および厚み方向からなる面であり、幅方向中央部まで研磨することで露出させた断面が用いられる。また、研磨ダレなどが生じないように、表面処理を行い、ＳＥＭを用いて、倍率１０００倍で導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとＮｉめっき層２８ａ、２８ｂとの界面が観察される。ここで、凸部２９の大きさは、図６に示すように、凸部２９の両側のＮｉめっき層面から測定した凸部２９の深さのうちの大きい方の値とする。

さらに、Ｓｎめっき層３０ａ、３０ｂは、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂの表面をＳｎで電解めっき処理することによって形成されており、それぞれの厚みは、たとえば、１μｍ〜５μｍである。Ｓｎめっき層３０ａ、３０ｂは、はんだ付け性を向上させるように機能する。

外部電極２０ａにおいて、導電性樹脂層２４ａとめっき層２６ａとの界面を含む断面を見た場合、導電性樹脂層２４ａから金属粒子が露出している数は、導電性樹脂層２４ａとめっき層２６ａとの界面の長さ１ｍｍあたりに５０個〜２５０個である。同様に、外部電極２０ｂにおいて、導電性樹脂層２４ｂとめっき層２６ｂとの界面を含む断面を見た場合、導電性樹脂層２４ｂから金属粒子が露出している数は、導電性樹脂層２４ｂとめっき層２６ｂとの界面の長さ１ｍｍあたりに５０個〜２５０個である。

このように観察される積層セラミックコンデンサ１０の断面は、上述した断面と同様に、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向および厚み方向からなる面であり、積層セラミックコンデンサ１０を樹脂で固め、積層セラミックコンデンサ１０の幅方向における中央部分まで内部電極１６ａ、１６ｂおよび外部電極２０ａ、２０ｂを含む部分で研磨することによって露出させた断面を用いる。また、上述の場合と同様に、研磨ダレなどが生じないように、断面に表面処理を行い、ＳＥＭを用いて、たとえば倍率１０００倍で導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの断面を観察する。図４は、その断面を示す部分拡大図である。

外部電極２０ａ（２０ｂ）において、導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）とめっき層２６ａ（２６ｂ）との界面を含む断面を見た場合、導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）から金属粒子が露出している数を、導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）とめっき層２６ａ（２６ｂ）との界面の長さ１ｍｍあたりに５０個〜２５０個とするのは、その数が５０個より少ない場合、露出している少ない金属粒子に電解集中が発生し、水が電気分解され、水素が発生し、この水素によりめっき層２６ａ（２６ｂ）に欠損が生じてしまう場合があるからである。一方、その数が２５０個より多い場合、導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）中の樹脂の量が少なくなり、積層セラミックコンデンサ１０が基板に実装されている場合に基板のたわみに対して積層セラミックコンデンサ１０が強度的に弱くなってしまう場合があるからである。

この積層セラミックコンデンサ１０は、たとえば、長さＬが１ｍｍ、幅Ｗが０．５ｍｍ、厚みＴが０．１５ｍｍの略直方体状に形成されている。

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は、層状であり、セラミック素体１２の主面１２ａ、１２ｂ同士を結ぶ方向に積層されている。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ、２０ｂを、セラミック素体１２の最も主面１２ａ、１２ｂ側に配置された内部電極１６ａ、１６ｂの位置で、内部電極１６ａ、１６ｂの積層方向においてセラミック素体１２の第１の主面１２ａ側から順に第１の領域、第２の領域および第３の領域の３つの領域に分割した場合、図７に示すように、第１の領域および第３の領域において、セラミック素体１２の主面１２ａ、１２ｂの位置の外部電極２０ａ、２０ｂの厚みをＴ０とし、セラミック素体１２の最も主面１２ａ、１２ｂ側に配置された内部電極１６ａ、１６ｂの位置の焼結金属層２２ａ、２２ｂの厚みをＴ１とし、セラミック素体１２の最も主面１２ａ、１２ｂ側に配置された内部電極１６ａ、１６ｂの位置の外部電極２０ａ、２０ｂの厚みをＴ２とし、第２の領域において、外部電極２０ａ、２０ｂの最も厚い厚みをＴ３とし、焼結金属層２２ａ、２２ｂの最も厚い厚みをＴ４とし、セラミック素体１２の第１の主面１２ａまたは第２の主面１２ｂに形成された部分の厚みをＴ５とする。そして、厚みＴ０と厚みＴ２との差をｔ１とし、厚みＴ０と厚みＴ３との差をｔ２とすると、ｔ１＞ｔ２であり、ｔ１およびｔ２は、それぞれ、１０μｍ以上４０μｍ以下の関係を満たす。さらに、厚みＴ５は、厚みＴ３より厚い。なお、外部電極２０ａ、２０ｂなどの厚みＴ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、それぞれ、積層セラミックコンデンサ１０の長さ方向における厚みであり、外部電極２０ａ、２０ｂの厚みＴ５は、積層セラミックコンデンサ１０の厚み方向における厚みである。

この積層セラミックコンデンサ１０では、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が３／７〜７／３であるので、応力の緩和と電気的接続とのバランスがとれる。そのため、この積層セラミックコンデンサ１０では、良好な耐性とともに良好な電気的特性が得られる。

さらに、この積層セラミックコンデンンサ１０では、積層セラミックコンデンサ１０の断面における焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの界面において、界面の長さ７０μｍの範囲における導電性樹脂が入り込んだ凹部２５ａの数を２個以下とすることにより、焼結金属層２２ａ、２２ｂと導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとの間の密着性を大きくすることができる。

この積層セラミックコンデンサ１０では、Ｌ１／Ｌ２が０．２以上１．５以下であるので、焼結金属層２４ａ、２４ｂおよび導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ間の抵抗値を低く抑えることができるとともに、焼結金属層２４ａ、２４ｂとセラミック素体１２との固着強度が十分である。そのため、この積層セラミックコンデンサ１０では、等価直列抵抗を低く抑えることができる。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）とめっき層２６ａ（２６ｂ）との界面を含む断面を見た場合、その界面の導電性樹脂層２４ａ（２４ｂ）上に、その界面の長さ１ｍｍあたりに金属粒子が５０個〜２５０個存在しているので、金属粒子に電解集中が起きないため、水素の発生を抑制することができ、めっき層２６ａ（２６ｂ）の欠損を防止することができ、しかも、基板に実装されている場合に基板のたわみに対して強度的に十分である。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０では、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂから導電性樹脂層２４ａ、２４ｂ側に向かって凸部が形成されているため、アンカー効果により、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂとＮｉめっき層２８ａ、２８ｂとの間において剥離が生じにくい。そのため、積層セラミックコンデンサ１０を基板に実装するためにリフローはんだ付けを行っても、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂに含まれる水分が噴出せず、はんだ爆ぜを防止することができる。

この積層セラミックコンデンサ１０では、ｔ１＞ｔ２であり、ｔ１およびｔ２は、それぞれ、１０μｍ以上４０μｍ以下の関係を満たす。
そのため、この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ、２０ｂは、中央部に向かって厚く膨らむ形状になっているが、中央部での膨らみ量は、外層付近の膨らみ量に比べて緩くなっている。
したがって、この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ、２０ｂを薄く平坦に形成することができるため、等価直列抵抗を低く抑えることができる。
なお、積層セラミックコンデンサ１０において、外部電極２０ａ、２０ｂの膨らみ量が多くなりすぎると、外部電極２０ａ、２０ｂが厚くなり、等価直列抵抗が上昇してしまう。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、積層セラミックコンデンサ１０が実装基板に実装された際に、引っ張り応力がセラミック素体１２の両端の外部電極２０ａ、２０ｂにかかるが、外部電極２０ａ、２０ｂが中央部に向かって膨らんでいるので、応力を緩和しやすい。
なお、積層セラミックコンデンサ１０において、外部電極２０ａ、２０ｂが完全な平坦である場合、応力を緩和しにくい。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂの金属粒子がＣｕまたはＡｇを含むので、導電性樹脂層２４ａ、２４ｂにおいて良好な導電性が確保される。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０では、焼結金属層２２ａ、２２ｂがＣｕを含むので、焼結金属層２２ａ、２２ｂにおいて良好な導電性が確保される。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、めっき層２６ａ、２６ｂがＮｉめっき層２８ａ、２８ｂを含むので、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂによってめっき層２６ａ、２６ｂよりも内部の水分などを閉じ込めることができ、たとえばリフローによる実装時に、めっき層２６ａ、２６ｂよりも内部の水分などがはんだとともに外部に爆ぜるはんだ爆ぜが防止される。

この積層セラミックコンデンサ１０では、外部電極２０ａ、２０ｂにおいて、セラミック素体１２の第１の主面１２ａまたは第２の主面１２ｂに形成された部分の厚みＴ５がセラミック素体１２の端面１２ｅ、１２ｆに形成された部分の厚みＴ３より厚いので、積層セラミックコンデンサ１０が実装基板に実装された際に、実装基板側の外部電極２０ａ、２０ｂの厚みが厚くなるため、積層セラミックコンデンサ１０にかかる応力を緩和しやすい。

また、この積層セラミック電子部品１０では、めっき層２６ａ、２６ｂがＮｉめっき層２８ａ、２８ｂを含み、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂの厚みが１μｍ〜５μｍであるので、外部電極２０ａ、２０ｂがある程度平坦であるが、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂが厚いため、Ｎｉめっき層２８ａ、２８ｂによってめっき層２６ａ、２６ｂよりも内部の水分などを閉じ込めることができるので、たとえばリフローによる実装時に、めっき層２６ａ、２６ｂよりも内部の水分などがはんだとともに外部に爆ぜるはんだ爆ぜが防止される。

さらに、この積層セラミックコンデンサ１０は、外部電極２０ａ、２０ｂがセラミック素体１２の第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｂに形成されているので、第１の主面１２ａおよび第２の主面１２ｂのどちらの主面を実装面としても実装しやすい。

また、この積層セラミックコンデンサ１０では、セラミック素体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。

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、セラミック素体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、たとえば、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、公知のバ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、たとえば、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（セラミック素体）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たとえば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焼結金属層を形成する。このとき、焼結金属層を得るための焼付温度を変えることにより、焼結金属層の表面に形成される凹部の数を変更することができる。そして、焼結金属層の表面の凹部の口径および深さを調整することにより、凹部内に入り込む導電性樹脂を調整することができ、焼結金属層と導電性樹脂層の間に大きい密着性を得ることができる。

そして、焼結金属層上に、導電性樹脂層の金属粒子となるＣｕまたはＡｇの第１の金属粉末と、所定の平均粒径を有する第２の金属粉末と、熱硬化性樹脂との混合物を加熱して硬化することによって、導電性樹脂層を形成する。
この場合、導電性樹脂層に含まれる金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率を３／７〜７／３とするためには、たとえば、導電性樹脂層の材料において扁平粒子および球形粒子となる材料の割合を調整したり導電性樹脂層の材料となる混合物の加熱温度などの導電性樹脂層形成条件を調整したりすることによって可能である。
また、この場合、導電性樹脂層とめっき層との界面を含む断面を見た場合、導電性樹脂層から金属粒子が露出している数を、導電性樹脂層とめっき層との界面の長さ１ｍｍあたりに５０個〜２５０個とするためには、たとえば、導電性樹脂層の材料において第１の金属粉末、第２の金属粉末および熱硬化性樹脂の割合を調整したり導電性樹脂層の材料となる混合物の加熱温度などの導電性樹脂層形成条件を調整したりすることによって可能である。
同様に、導電性樹脂層の形成条件を調整することにより、導電性樹脂層の表面に凹部を形成することができる。また、サンドブラストなどの物理的外力によっても、導電性樹脂層の表面に凹部を形成することができる。

それから、導電性樹脂層上に電解めっきによりめっき層（Ｎｉめっき層およびＳｎめっき層）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。なお、導電性樹脂層の表面に凹部を形成することにより、凹部内にＮｉめっきが入り込み、Ｎｉめっき層から導電性樹脂層側に向かって凸部を形成することができる。

（実験例）
まず、実施例として、上述の実施の形態に則した積層セラミックコンデンサ１０を２０個作成した。
また、比較例として、実施例と比べて導電性樹脂層中の金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が３／７より小さい積層セラミックコンデンサ（試料１）を２０個作成し、さらに、実施例と比べて導電性樹脂層中の金属粒子の扁平粒子の数に対する球形粒子の数の比率が７／３より大きい積層セラミックコンデンサ（試料２）を２０個作成した。
そして、実施例および比較例の積層セラミックコンデンサについて、等価直列抵抗を測定した。その結果、比較例の試料１では、等価直列抵抗が２０個の平均として２１６ｍΩであり、実施例では、等価直列抵抗が２０個の平均として１４ｍΩであった。そのため、試料１では、実施例と比べて、等価直列抵抗が高くなることがわかる。
また、実施例および比較例の積層セラミックコンデンサについて、基板に実装後に基板を５ｍｍたわませた場合に、セラミック素体にクラックが入るかどうかを調べた。その結果、比較例の試料２では、２０個中１４個のセラミック素体にクラックが入ってしまったが、実施例では、いずれのセラミック素体にもクラックが入らなかった。
したがって、この発明にかかる実施例の積層セラミックコンデンサでは、比較例の積層セラミックコンデンサ（試料１、試料２）と比べて、良好な耐性とともに良好な電気的特性を有することがわかる。

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素体の側面にも形成されているが、外部電極は、セラミック素体の側面には形成されなくてもよい。外部電極は、セラミック素体の端面および少なくとも第１の主面または第２の主面に形成されていればよい。このように積層セラミック電子部品の外部電極を形成すれば、外部電極を形成した第１の主面または第２の主面を実装面として積層セラミック電子部品を実装しやすい。

また、上述の実施の形態および実施例では、めっき層がＮｉめっき層およびＳｎめっき層で構成されているが、めっき層は、１層のめっき層または３層以上のめっき層で構成されてもよい。

上述の実施の形態および実施例では、セラミック素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、積層セラミック電子部品の種類によっては、セラミック素体の材料として、フェライトなどの磁性体セラミック、スピネル系セラミックなどの半導体セラミック、ＰＺＴ系セラミックなどの圧電体セラミックを用いることもできる。
積層セラミック電子部品は、セラミック素体として、磁性体セラミックを用いた場合は積層セラミックインダクタとして機能し、半導体セラミックを用いた場合は積層セラミックサーミスタとして機能し、圧電体セラミックを用いた場合は積層セラミック圧電部品として機能する。ただし、積層セラミック電子部品を積層セラミック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。

上述の実施の形態および実施例では、特定の構成を有する積層セラミックコンデンサを例にして説明したが、この発明にかかる積層セラミックコンデンサの構成は、特許請求の範囲によって規定される構成の範囲内で任意に変更されてもよい。

この発明にかかるセラミック電子部品は、特にたとえば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックサーミスタ、積層セラミック圧電部品など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 セラミック素体
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
２２ａ、２２ｂ 焼結金属層
２４ａ、２４ｂ 導電性樹脂層
２５ 凹部
２６ａ、２６ｂ めっき層
２８ａ、２８ｂ Ｎｉめっき層
２９ 凸部
３０ａ、３０ｂ Ｓｎめっき層

Claims (4)

1. 内部電極が埋設され、第１の主面と、前記第１の主面に対向する第２の主面と、前記第１の主面および前記第２の主面に接続する第１の側面と、前記第１の側面に対向する第２の側面と、前記第１の主面、前記第２の主面、前記第１の側面および前記第２の側面に接続する第１の端面と、前記第１の端面に対向する第２の端面とを有するセラミック素体と、
   前記内部電極に電気的に接続されるように、前記セラミック素体の端面および少なくとも前記第１の主面または前記第２の主面に形成された外部電極と、を備えた積層セラミック電子部品であって、
   前記外部電極は、前記セラミック素体側から順に、焼結金属層、導電性樹脂層およびめっき層を備え、
   前記導電性樹脂層は、金属粒子を含み、
   前記金属粒子は、扁平状の扁平粒子と球形状の球形粒子とからなり、
   前記扁平粒子の数に対する前記球形粒子の数の比率が、３／７〜７／３であることを特徴とする、積層セラミック電子部品。
2. 前記導電性樹脂層の前記金属粒子は、ＣｕまたはＡｇを含むことを特徴とする、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
3. 前記焼結金属層は、Ｃｕを含むことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の積層セラミック電子部品。
4. 前記めっき層は、Ｎｉめっき層を含むことを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。