JP2017147398A - キャパシタ - Google Patents

Abstract

【課題】耐湿性に優れ、かつ、静電容量の向上を図ることができるキャパシタ及びその製造方法を提供すること。【解決手段】キャパシタ１は、固体電解質を含む複数の固体電解質層３１と複数の内部電極４０とが交互に積層されてなる基体２と、基体２に設けられた複数の外部電極５０と、を備えている。複数の内部電極４０は、固体電解質層３１を介して対向するように配置された第１内部電極４１及び第２内部電極４２を含んでいる。複数の外部電極５０は、第１内部電極４１と電気的に接続された第１外部電極５１と、第２内部電極４２と電気的に接続された第２外部電極５２と、を含んでいる。第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、固体電解質と金属とを含んでおり、かつ、固体電解質層３１に接するように配置された複合層５１２、５２２と、複合層５１２、５２２を被覆するように配置された金属層５１１、５２１と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、キャパシタに関する。

従来、電解質材料を用いた、電荷を蓄えたり放出したりするキャパシタが知られている。例えば、特許文献１には、イオン伝導性を有する固体電解質を含む複数の固体電解質層と複数の内部電極とが交互に積層されてなる基体と、基体の側面に設けられた一対の外部電極とを備えたキャパシタが開示されている。

特開２０１５−１３０４８１号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されたキャパシタは、基体と外部電極との界面、具合的には固体電解質層（固体電解質）と外部電極（金属）との界面に生じる微小なクラックを介して、外部から基体内部に水分が侵入することがある。固体電解質層は耐湿性が低いため、水分の侵入によって特性劣化（静電容量の低下）を招くおそれがある。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、耐湿性に優れ、かつ、静電容量の向上を図ることができるキャパシタ及びその製造方法を提供する。

本発明の一の態様であるキャパシタは、固体電解質を含む複数の固体電解質層と複数の内部電極とが交互に積層されてなる基体と、基体に設けられた複数の外部電極と、を備えたキャパシタであって、複数の内部電極は、固体電解質層を介して対向するように配置された第１内部電極及び第２内部電極を含んでおり、複数の外部電極は、第１内部電極と電気的に接続された第１外部電極と、第２内部電極と電気的に接続されると共に基体を介して第１外部電極と対向するように配置された第２外部電極と、を含んでおり、第１外部電極及び第２外部電極の少なくとも一方は、固体電解質と金属とを含んでおり、かつ、固体電解質層に接するように配置された複合層と、複合層を被覆するように配置された金属層と、を有する。

上記キャパシタは、外部電極（第１外部電極及び第２外部電極の少なくとも一方）に、固体電解質と金属とを含む複合材料により構成され、基体の固体電解質層に接するように配置された複合層が設けられている。そのため、基体の固体電解質層と外部電極の複合層との間は、固体電解質と金属との界面が入り組んだ構造となる。

これにより、水分が外部から固体電解質と金属との界面を伝って基体内部（具体的には、電荷を蓄えたり放出したりするキャパシタ機能を発揮する部分）に侵入することを抑制できる。よって、耐湿性を向上させることができると共に、水分の侵入による静電容量の低下を抑制できる。

また、外部電極は、内側（基体側）に複合層を設け、外側に複合層を被覆するように金属層を設けている。そのため、外部からの水分の侵入を抑制しやすい構成となっており、耐湿性をより一層高めることができる。また、外部電極に設けた複合層は、静電容量として寄与するため、静電容量の向上を図ることができる。

上記キャパシタにおいて、基体は、複数の固体電解質層と複数の内部電極とが積層される積層方向の両端面である第１端面及び第２端面と、第１端面と第２端面との間に形成された側面と、を有し、基体の第１端面及び第２端面は、固体電解質層により形成され、第１外部電極は、側面の一部と第１端面の一部とを一体的に被覆しており、第２外部電極は、側面の一部と第２端面の一部とを一体的に被覆しており、第１外部電極に被覆される第１端面の一部は、第１端面の面積のうち５０％以上の面積であり、第２外部電極に被覆される第２端面の一部は、第２端面の面積のうち５０％以上の面積であってもよい。この場合には、基体の第１端面及び第２端面の一部が第１外部電極及び第２外部電極によって被覆されていることにより、耐湿性向上効果及び静電容量向上効果をさらに高めることができる。

また、基体の第１端面を形成する固体電解質層を介して第１外部電極の一部と第２内部電極とが対向するように配置されていると共に、基体の第２端面を形成する固体電解質層を介して第２外部電極の一部と第１内部電極とが対向するように配置されていてもよい。この場合には、基体の第１端面及び第２端面を形成する固体電解質層の領域でもキャパシタ機能を発揮し、静電容量が発現するため、静電容量の向上を図ることができる。

また、基体は、複数の固体電解質層と複数の内部電極とが積層される積層方向の両端面である第１端面及び第２端面と、第１端面と第２端面との間に形成された側面と、を有し、基体の第１端面及び第２端面は、共に１００μｍ以上の厚みを有する固体電解質層により形成されていてもよい。この場合には、基体の第１端面及び第２端面を形成する固体電解質層によって基体内部（具体的にはキャパシタ機能を発揮する部分）への水分の侵入を抑制できる。これにより、耐湿性を向上させることができ、水分の侵入による静電容量の低下を抑制できる。

また、固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する金属酸化物を含んでおり、複合層に含まれる金属及び金属層は、ニッケルを含んでいてもよい。この場合には、製造工程における焼成時に、固体電解質（例えばリチウムイオン伝導性酸化物）と金属（ニッケル）との反応を抑制できる。これにより、キャパシタの一部又は全部を同時焼成により作製することが容易となる。

また、外部電極（第１外部電極、第２外部電極）の複合層における金属の含有量は、２０体積％以上であることが好ましく、３０体積％以上であることがより好ましい。この場合には、耐湿性向上効果及び静電容量向上効果を十分に得ることができる。一方、複合層における金属の含有量が５０体積％を超える場合には、固体電解質よりも比重が大きい金属の含有量が多くなることによるキャパシタの重量増加のおそれ、それに伴う静電容量の低下（単位重量当たりの静電容量）を招くおそれがある。したがって、複合層における金属の含有量は、５０体積％以下であることが好ましい。

本発明の他の態様であるキャパシタの製造方法は、上記キャパシタの製造方法であって、固体電解質層となる固体電解質シートと内部電極となる内部電極ペースト層とが交互に積層された、基体となる積層体を準備する工程と、積層体に固体電解質と金属とを含む複合ペーストを塗布して複合層となる複合ペースト層を形成し、複合ペースト層の表面に金属ペーストを塗布して金属層となる金属ペースト層を形成する工程と、複合ペースト層及び金属ペースト層を形成した積層体を焼成する工程と、を有する。

上記キャパシタの製造方法によれば、上述したキャパシタ、すなわち耐湿性に優れ、かつ、静電容量の向上を図ることができるキャパシタを容易に製造することができる。

実施形態１のキャパシタを示す斜視図である。 実施形態１のキャパシタの積層方向に沿った断面を示す断面図である。 実施形態２のキャパシタの積層方向に沿った断面を示す断面図である。 （Ａ）は比較例１のキャパシタの積層方向に沿った断面を示す断面図であり、（Ｂ）は比較例２のキャパシタの積層方向に沿った断面を示す断面図であり、（Ｃ）は比較例２のキャパシタの積層方向に沿った断面を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（実施形態１）
図１、図２に示すように、本実施形態のキャパシタ１は、固体電解質を含む複数の固体電解質層３１と複数の内部電極４０とが交互に積層されてなる基体２と、基体２に設けられた複数の外部電極５０と、を備えている。

複数の内部電極４０は、固体電解質層３１を介して対向するように配置された第１内部電極４１及び第２内部電極４２を含んでいる。複数の外部電極５０は、第１内部電極４１と電気的に接続された第１外部電極５１と、第２内部電極４２と電気的に接続されると共に基体２を介して第１外部電極５１と対向するように配置された第２外部電極５２と、を含んでいる。

第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、固体電解質と金属とを含んでおり、かつ、固体電解質層３１に接するように配置された複合層５１２、５２２と、複合層５１２、５２２を被覆するように配置された金属層５１１、５２１と、を有する。以下、このキャパシタ１について詳細に説明する。

なお、本実施形態では、図１のＸ方向を左右方向、Ｙ方向を前後方向、Ｚ方向を上下方向として説明をする。なお、これらの方向は、キャパシタ１の各部の相対的な位置関係の説明を容易とするために規定した方向にすぎず、実際にキャパシタ１がどのような方向に向けて配置されるかは任意である。

図１、図２に示すように、キャパシタ１は、積層セラミックチップコンデンサである。キャパシタ１は、平板形状（直方体形状）の基体２を備えている。基体２は、上下方向Ｚの両端面である上端面２０１及び下端面２０２と、上端面２０１と下端面２０２との間に形成された左側面２０３及び右側面２０４を含む４つの側面とを有する。

基体２は、複数の固体電解質層３１、複数の内部電極４０（第１内部電極４１、第２内部電極４２）を積層して構成されている。基体２は、複数のキャパシタ部２１を備えている。各キャパシタ部２１は、１つの固体電解質層３１、１つの第１内部電極４１及び１つの第２内部電極４２を有する。

キャパシタ部２１において、固体電解質層３１の厚み方向（上下方向Ｚ）の一方側主面である第１主面３１１には、第１主面３１１のうち基体２の右側面２０４側の一部を除いて、第１内部電極４１が設けられている。第１内部電極４１は、固体電解質層３１の第１主面３１１に接するように配置されている。第１内部電極４１は、基体２の左側面２０３に露出するように設けられている。

キャパシタ部２１において、固体電解質層３１の厚み方向（上下方向Ｚ）の他方側主面である第２主面３１２には、第２主面３１２のうち基体２の左側面２０３側の一部を除いて、第２内部電極４２が設けられている。第２内部電極４２は、固体電解質層３１の第２主面３１２に接するように配置されている。第２内部電極４２は、基体２の右側面２０４に露出するように設けられている。

キャパシタ部２１において、第１内部電極４１と第２内部電極とは、固体電解質層３１を介して、上下方向Ｚに対向するように配置されている。すなわち、第１内部電極４１と第２内部電極４２との間には、固体電解質層３１が配置されている。

複数のキャパシタ部２１は、上下方向Ｚにおいて積層されている。なお、本実施形態では、隣接するキャパシタ部２１同士は、１つの第１内部電極４１又は第２内部電極４２を共有している。すなわち、隣接するキャパシタ部２１の一部同士が重なり合った状態で、複数のキャパシタ部２１が積層されている。

基体２の上端部及び下端部、すなわち複数のキャパシタ部２１が積層された部分の積層方向の両側には、それぞれ１つのカバー層３２が配置されている。２つのカバー層３２は、それぞれ基体２の上端面２０１と下端面２０２とを形成している。

基体２において、固体電解質層３１及びカバー層３２は、固体電解質により構成されている。固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する金属酸化物であるＬｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（以下、適宜、ＬＬＺという）である。カバー層３２は、固体電解質層３１と同様に、ＬＬＺにより構成されている。第１内部電極４１及び第２内部電極４２は、ニッケルにより構成されている。

基体２には、第１外部電極５１及び第２外部電極５２が設けられている。第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、それぞれ基体２の左側面２０３及び右側面２０４において、基体２を介して左右方向Ｘに対向するように配置されている。

第１外部電極５１は、固体電解質層３１に接するように配置された複合層５１２と、複合層５１２を被覆するように配置された金属層５１１と、を有する。複合層５１２は、基体２の左側面２０３全体を被覆している。金属層５１１は、複合層５１２上において、その複合層５１２全体を被覆している。第１外部電極５１は、基体２の左側面２０３に露出している複数の第１内部電極４１と電気的に接続されている。

第２外部電極５２は、固体電解質層３１に接するように配置された複合層５２２と、複合層５２２を被覆するように配置された金属層５２１と、を有する。複合層５２２は、基体２の右側面２０４全体を被覆している。金属層５２１は、複合層５２２上において、その複合層５２２全体を被覆している。第２外部電極５２は、基体２の右側面２０４に露出している複数の第２内部電極４２と電気的に接続されている。

第１外部電極５１の金属層５１１及び第２外部電極５２の金属層５２１は、ニッケルにより構成されている。第１外部電極５１の複合層５１２及び第２外部電極５２の複合層５２２は、固体電解質と金属とを含む複合材料により構成されている。本実施形態では、ＬＬＺとニッケルとの複合材料により構成されている。複合層５１２、５２２における金属（ニッケル）の含有量は、２０体積％以上５０体積％以下である。

次に、本実施形態のキャパシタ１の製造方法について説明する。
本実施形態のキャパシタ１の製造方法は、固体電解質層３１となる固体電解質シートと内部電極４０（第１内部電極４１、第２内部電極４２）となる内部電極ペースト層とが交互に積層された、基体２となる積層体を準備する工程と、積層体に固体電解質と金属とを含む複合ペーストを塗布して複合層５１２、５２２となる複合ペースト層を形成し、複合ペースト層の表面に金属ペーストを塗布して金属層５１１、５２１となる金属ペースト層を形成する工程と、複合ペースト層及び金属ペースト層を形成した積層体を焼成する工程と、を有する。以下、このキャパシタ１の製造方法について詳細に説明する。

キャパシタ１を製造するに当たっては、固体電解質層３１及びカバー層３２となるＬＬＺグリーンシート（固体電解質シート）を作製した。また、第１内部電極４１、第２内部電極４２、第１外部電極５１の金属層５１１及び第２外部電極５２の金属層５２１となるＮｉペースト（金属ペースト）を作製した。また、第１外部電極５１の複合層５１２及び第２外部電極５２の複合層５２２となるＬＬＺ／Ｎｉペースト（複合ペースト）を作製した。

ＬＬＺグリーンシートの作製においては、まず、炭酸リチウム、水酸化ランタン及び酸化ジルコニウムをＬＬＺの組成となるように所定量秤量し、所定量のエチルアルコールと共に、ナイロンポット及びジルコニア球石を用いて混合・粉砕し、乾燥させて混合粉末を得た。そして、アルミナ坩堝に入れた混合粉末を、大気雰囲気下、最高温度１０００℃、１０時間保持の条件で仮焼し、ＬＬＺ仮焼粉末を得た。

このＬＬＺ仮焼粉末を、メチルエチルケトン／トルエン混合溶剤と共に、ナイロンポット及びジルコニア球石を用いて混合・粉砕し、乾燥させてＬＬＺ粉末を得た。このＬＬＺ粉末を、分散剤、可塑剤、バインダ、有機溶剤等と共に混合し、ＬＬＺスラリーを得た。そして、ＬＬＺスラリーを用いてドクターブレード法により、ＬＬＺグリーンシートを得た。ＬＬＺグリーンシートは、所定の形状となるように切断した。これにより、ＬＬＺグリーンシートを作製した。

Ｎｉペーストの作製においては、Ｎｉ粉末を、可塑剤、バインダ、有機溶剤等と共に混合することにより、Ｎｉペーストを作製した。
ＬＬＺ／Ｎｉペーストの作製においては、上述したＬＬＺ仮焼粉末とＮｉ粉末とを所定の比率となるように秤量し、所定量のメチルエチルケトン／トルエン混合溶剤と共に、ナイロンポット及びジルコニア球石を用いて混合・粉砕し、乾燥させて複合粉末を得た。この複合粉末を、可塑剤、バインダ、有機溶剤等と共に混合することにより、ＬＬＺ／Ｎｉペーストを作製した。

次いで、固体電解質層３１となるＬＬＺグリーンシートを所定の形状に切断した後、ＬＬＺグリーンシート上に、内部電極４０（第１内部電極４１、第２内部電極４２）となるＮｉペーストを所定のパターンでスクリーン印刷し、内部電極ペースト層を形成した。

次いで、内部電極ペースト層を形成したＬＬＺグリーンシート及びカバー層３２となる内部電極ペースト層を形成していないＬＬＺグリーンシートを所定の順序で所定の枚数積層し、ＬＬＺグリーンシートと内部電極ペースト層とが交互に積層された、基体２となる積層体を作製した。そして、積層体を、ＷＩＰ（Ｗａｒｍ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓ）により高圧プレスした。その後、未焼成の積層体を平板形状（直方体形状）となるように切断した。

次いで、積層体の側面に、第１外部電極５１の複合層５１２及び第２外部電極５２の複合層５２２となる上述のＬＬＺ／Ｎｉペーストを塗布し、複合ペースト層を形成した。さらに、複合ペースト上に、第１外部電極５１の金属層５１１及び第２外部電極５２の金属層５２１となる上述のＮｉペーストを塗布し、金属ペースト層を形成した。そして、積層体を脱脂した後、０．１３体積％の水素を含む窒素雰囲気下、最高温度１２００℃、２時間保持の条件で焼成した。以上により、図１、図２に示すキャパシタ１を得た。

次に、本実施形態のキャパシタ１及びその製造方法の作用効果について説明する。
本実施形態のキャパシタ１は、外部電極５０（第１外部電極５１、第２外部電極５２）に、固体電解質と金属とを含む複合材料により構成され、基体２の固体電解質層３１に接するように配置された複合層５１２、５２２が設けられている。そのため、基体２の固体電解質層３１と第１外部電極５１の複合層５１２及び第２外部電極５２の複合層５２２との間は、固体電解質と金属との界面が入り組んだ構造となる。

これにより、水分が外部から固体電解質と金属との界面を伝って基体２内部（具体的には、電荷を蓄えたり放出したりするキャパシタ機能を発揮する部分）に侵入することを抑制できる。よって、耐湿性を向上させることができると共に、水分の侵入による静電容量の低下を抑制できる。

さらに、第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、内側（基体２側）に複合層５１２、５２２を設け、外側に複合層５１２、５２２を被覆するように金属層５１１、５２１を設けている。そのため、外部からの水分の侵入を抑制しやすい構成となっており、耐湿性をより一層高めることができる。また、第１外部電極５１及び第２外部電極５２に設けた複合層５１２、５２２は、静電容量として寄与するため、静電容量の向上を図ることができる。

また、本実施形態のキャパシタ１において、基体２の下端面（第１端面）２０２及び上端面（第２端面）２０１は、共に１００μｍ以上の厚みを有するカバー層（固体電解質層）３２により形成されている。そのため、カバー層３２によって基体２内部（具体的にはキャパシタ機能を発揮する部分）への水分の侵入を抑制できる。これにより、耐湿性を向上させることができ、水分の侵入による静電容量の低下を抑制できる。

また、固体電解質層３１、カバー層３２及び複合層５１２、５２２に含まれる固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する金属酸化物（本実施形態ではＬＬＺ）を含んでいる。また、複合層５１２、５２２に含まれる金属及び金属層５１１、５２１は、ニッケルを含んでいる。そのため、製造工程における焼成時に、固体電解質（ＬＬＺ）と金属（ニッケル）との反応を抑制できる。これにより、キャパシタ１の一部又は全部を同時焼成により作製することが容易となる。

（実施形態２）
本実施形態は、図３に示すように、キャパシタ１の第１外部電極５１及び第２外部電極５２の構成を変更した例である。なお、上述した実施形態１と同様の構成及び作用効果については説明を省略する。

第１外部電極５１は、基体２の側面の一部に当たる左側面２０３全体と下端面（第１端面）２０２の一部とを一体的に被覆している。第１外部電極５１に被覆される下端面２０２の一部は、下端面２０２の面積のうち５０％以上の面積である。これにより、基体２の下端面２０２を形成するカバー層（固体電解質層）３２を介して、第１外部電極５１の一部と第２内部電極４２とが上下方向Ｘにおいて対向するように配置される。

第２外部電極５２は、基体２の側面の一部に当たる右側面２０４全体と上端面（第２端面）２０１の一部とを一体的に被覆している。第２外部電極５２に被覆される上端面２０１の一部は、上端面２０１の面積のうち５０％以上の面積である。これにより、基体２の上端面２０１を形成するカバー層（固体電解質層）３２を介して、第２外部電極５２の一部と第１内部電極４１とが上下方向Ｘにおいて対向するように配置される。

本実施形態では、基体２の下端面２０２の一部が第１外部電極５１によって被覆され、基体２の上端面２０１の一部が第２外部電極５２によって被覆されている。そのため、キャパシタ１の耐湿性向上効果及び静電容量向上効果をさらに高めることができる。

また、カバー層３２を介して第１外部電極５１の一部と第２内部電極４２とが上下方向Ｘに対向するように配置され、カバー層３２を介して第２外部電極５２の一部と第１内部電極４１とが上下方向Ｘに対向するように配置されている。そのため、基体２の上端面２０１及び下端面２０２を形成するカバー層３２の領域でもキャパシタ機能を発揮し、静電容量が発現するため、静電容量の向上を図ることができる。

（実施例）
以下、本発明のキャパシタの実施例を比較例と対比しながら説明し、本発明の効果を実証する。以下に示す実施例は、本発明の一実施態様を示すものであり、本発明は何らこれらに限定されるものではない。

ここでは、表１に示すように、構造の異なる複数のキャパシタ（実施例１〜４、比較例１〜３）を作製し、これらについて性能評価を行った。以下、実施例及び比較例のキャパシタの構造、作製方法及び評価方法について説明する。

＜キャパシタの構造＞
実施例１のキャパシタは、基本的な構成が上述した実施形態１のキャパシタ１（図２参照）と同様である。基体２の固体電解質層３１は９層、上下のカバー層３２の厚さは共に２００μｍである。基体２の上端面２０１及び下端面２０２における第１外部電極５１及び第２外部電極５２の被覆率は０％である。

実施例２〜４のキャパシタは、基本的な構成が上述した実施形態２のキャパシタ１（図３参照）と同様である。基体２の固体電解質層３１は９層、上下のカバー層３２の厚さは共に２００μｍである。ただし、基体２の上端面２０１及び下端面２０２における第１外部電極５１及び第２外部電極５２の被覆率が異なる。被覆率は、実施例２が２４％、実施例３が５０％、実施例４が７３％である。

比較例１のキャパシタ９１Ａは、図４（Ａ）に示すように、基本的な構成が上述した実施形態１のキャパシタ１（図２参照）と同様である。基体２の固体電解質層３１は９層、上下のカバー層３２の厚さは共に２００μｍである。ただし、第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、Ｎｉからなる金属層５１１、５１２のみで構成されている。

比較例２のキャパシタ９１Ｂは、図４（Ｂ）に示すように、基本的な構成が上述した実施形態２のキャパシタ１（図３参照）と同様である。基体２の固体電解質層３１は９層、上下のカバー層３２の厚さは共に２００μｍである。ただし、第１外部電極５１及び第２外部電極５２は、ニッケル（Ｎｉ）からなる金属層５１１、５１２のみで構成されている。基体２の上端面２０１及び下端面２０２における第１外部電極５１及び第２外部電極５２の被覆率は７３％である。

比較例３のキャパシタ９１Ｃは、図４（Ｃ）に示すように、基本的な構成が上述した実施形態２のキャパシタ１（図３参照）と同様である。基体２の固体電解質層３１は９層、上下のカバー層３２の厚さは共に２００μｍである。ただし、基体２のカバー層３２は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３：ＢＴ）により構成されており、第１外部電極５１の複合層５１２及び第２外部電極５２の複合層５２２は、チタン酸バリウム（ＢＴ）とニッケル（Ｎｉ）との複合材料により構成されている。基体２の上端面２０１及び下端面２０２における第１外部電極５１及び第２外部電極５２の被覆率は７３％である。

＜キャパシタの作製方法＞
実施例１〜４及び比較例１、２のキャパシタは、基本的に上述した実施形態１のキャパシタの製造方法と同様の方法で作製した。なお、基体の各カバー層は、ＬＬＺグリーンシートを１０枚積層して作製した。キャパシタの大きさは、４ｍｍ×４ｍｍ×厚さ０．６ｍｍとした。

比較例３のキャパシタは、基本的に上述した実施形態１のキャパシタの製造方法と同様の方法で作製した。なお、カバー層となるＬＬＺグリーンシートの代わりにＢＴグリーンシートを用い、複合層となるＬＬＺ／Ｎｉペーストの代わりにＢＴ／Ｎｉペーストを用いた。基体の各カバー層は、ＢＴグリーンシートを１０枚積層して作製した。キャパシタの大きさは、４ｍｍ×４ｍｍ×厚さ０．６ｍｍとした。

ここで、ＢＴグリーンシートの作製においては、まず、強誘電体粉末としてＢａＴｉＯ３を主成分とした市販のＢＴ粉末を準備した。このＢＴ粉末を、分散剤、可塑剤、バインダ、有機溶剤等と共に混合し、ＢＴスラリーを得た。そして、ＢＴスラリーを用いてドクターブレード法により、ＢＴグリーンシートを得る。ＢＴグリーンシートは、所定の形状となるように切断した。これにより、ＢＴグリーンシートを作製した。

また、ＢＴ／Ｎｉペーストの作製においては、上述したＢＴ粉末とＮｉ粉末とを所定の比率となるように秤量し、混合した複合粉末を、可塑剤、バインダ、有機溶剤等と共に混合することにより、ＢＴ／Ｎｉペーストを作製した。

＜性能評価方法＞
実施例及び比較例のキャパシタの性能評価として、定電流法（ＪＩＳ規格：Ｃ５１６０−１）によって静電容量を測定した（ｎ＝３）。具体的には、２５℃で湿度を一定（４０％又は８０％）にした恒温槽内で、充電電圧１Ｖとして１時間充電し、放電電流１μＡで放電し、静電容量を測定した。

耐湿性の評価は、湿度４０％での静電容量値に対する湿度８０％での静電容量値の低下率を求め、低下率が５％未満を◎（合格）、５％以上１０％未満を○（合格）、１０％以上を×（不合格）とした。

静電容量の評価は、比較例１の湿度４０％での静電容量値に対する、湿度４０％での静電容量値の増加率（表１中の容量増加率）を求め、この静電容量値の増加率によって静電容量向上効果を評価した。

実施例及び比較例のキャパシタの評価結果を表１に示す。
実施例１のキャパシタは、外部電極（第１外部電極、第２外部電極）を複合層と金属層とで構成したことにより、耐湿性が良好であり（○で合格）、静電容量の増加率も２５％で静電容量向上効果が認められた。

実施例２〜４のキャパシタは、さらに、基体の上端面及び下端面を外部電極（第１外部電極、第２外部電極）が被覆していることにより、また被覆率が高くなることにより、耐湿性がさらに高くなり（○又は◎で合格）、静電容量の増加率も７３％以上とさらに高い静電容量向上効果が認められた。

一方、比較例１、２のキャパシタは、外部電極（第１外部電極、第２外部電極）に複合層を設けていないため、耐湿性が不十分となった（×で不合格）。また、比較例２のキャパシタの静電容量の増加率も１４％と小さいものとなった。

また、比較例３のキャパシタは、外部電極（第１外部電極、第２外部電極）の複合層を強誘電体であるＢＴとニッケル（Ｎｉ）との複合材料により構成されているため、耐湿性が良好であったものの（◎で合格）、静電容量の増加率が１％とほとんど静電容量向上効果が認められなかった。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、上述の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明を逸脱しない範囲において種々の態様で実施しうることはいうまでもない。

（１）固体電解質層に含まれる固体電解質としては、上述の実施形態１、２、実施例のように、Ｌｉ_７Ｌａ_３Ｚｒ_２Ｏ_１２（ＬＬＺ）を用いることができるが、Ｌｉ_３ｘＬａ_{２／３−ｘ}ＴｉＯ_３（但し、Ｘは０．０４以上０．１６以下）（ＬＬＴ）を用いることもできる。

また、固体電解質層に含まれる固体電解質としては、上記以外にも、例えば、Ｌｉ_１＋ｘＡｌ_ｘＧｅ_２−ｘ（ＰＯ_４）_３、Ｌｉ_１．３Ａｌ_０．３Ｔｉ_１．７（ＰＯ_４）_３（ＬＡＴＰ）、Ｌｉ_ｘＺｒ_ｙＮｂ_ｚ（ＰＯ_４）_３（ＬＺＮＰ）、Ｌｉ_１．２Ｚｒ_１．９Ｃａ_０．１（ＰＯ_４）_３（ＬＺＣＰ）、Ｌｉ_７−ｘＬａ_３Ｚｒ_２−ｘＮｂ_ｘＯ_１２（ＬＬＺＮ）、Ｌｉ_７−ｘＬａ_３Ｚｒ_２−ｘＴａ_ｘＯ_１２（ＬＬＺＴ）、Ｌｉ_６ＢａＬａ_２Ｔａ_２Ｏ_１２（ＬＢＬＴ）、Ｌｉ_３ＢＯ_３、Ｌｉ_３ＰＯ_４−ｘＮ_ｘ（ＬｉＰＯＮ）、ＬｉＳ−Ｐ_２Ｓ_５（ＬＰＳ）、Ｌｉ_１０ＧｅＰ_２Ｓ_１２（ＬＧＰＳ）等のリチウムイオン伝導体を採用することができる（一般式中のＸ、Ｙ及びＺは任意の数）。

（２）固体電解質層は、上述の実施形態１、２、実施例のように、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質のみで構成されていてもよいし、固体電解質層に固体電解質以外の材料が所定量（例えば５０体積％未満の範囲）含まれていてもよい。すなわち、固体電解質層は、固体電解質が主成分として含まれ、さらに固体電解質以外の材料が含まれていてもよい。

固体電解質層に含まれる固体電解質以外の材料としては、例えば、チタン酸バリウム（ＢＴ）等の電気絶縁性（すなわち電子伝導性及びイオン伝導性に関する電気絶縁性）を有する材料を採用することができる。電気絶縁性を有する材料としては、例えば、チタン酸ストロンチウム、アルミナ、ジルコニア、シリカ等の金属酸化物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ、アクリル、エポキシ、ポリイミド等の樹脂等が挙げられる。

固体電解質層に含まれる固体電解質以外の材料には、固体電解質を構成する元素の酸化物も採用することができる。固体電解質を構成する元素の酸化物材料としては、例えば、ＡｌＰＯ_４、ＴｉＯ_２、ＬａＴｉＯ_３等が挙げられる。

（３）外部電極（第１外部電極、第２外部電極）の金属層、内部電極（第１内部電極、第２内部電極）の材料としては、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等、周知の各種の金属（導電材料）を採用することができる。また、外部電極の金属層と内部電極とは、同じ金属で構成されていてもよいし、別々の金属で構成されていてもよい。

（４）外部電極（第１外部電極、第２外部電極）の複合層の材料としては、上述した固体電解質層に含まれる固体電解質と金属とを含む複合材料を採用することができる。複合材料中の金属としては、例えば、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｕ等、周知の各種の金属（導電材料）を採用することができる。

（５）上述の実施形態１、２では、第１外部電極及び第２外部電極の両方が、複合層と金属層とにより構成されているが、例えば、第１外部電極及び第２外部電極の一方が、複合層と金属層とにより構成されていてもよい。

１…キャパシタ
２…基体
３１…固体電解質層
４０…内部電極
４１…第１内部電極
４２…第２内部電極
５０…外部電極
５１…第１外部電極
５１１…金属層
５１２…複合層
５２…第２外部電極
５２１…金属層
５２２…複合層

Claims (6)

1. 固体電解質を含む複数の固体電解質層と複数の内部電極とが交互に積層されてなる基体と、該基体に設けられた複数の外部電極と、を備えたキャパシタであって、
   前記複数の内部電極は、前記固体電解質層を介して対向するように配置された第１内部電極及び第２内部電極を含んでおり、
   前記複数の外部電極は、前記第１内部電極と電気的に接続された第１外部電極と、前記第２内部電極と電気的に接続されると共に前記基体を介して前記第１外部電極と対向するように配置された第２外部電極と、を含んでおり、
   前記第１外部電極及び前記第２外部電極の少なくとも一方は、前記固体電解質と金属とを含んでおり、かつ、前記固体電解質層に接するように配置された複合層と、該複合層を被覆するように配置された金属層と、を有する、キャパシタ。
2. 前記基体は、前記複数の固体電解質層と前記複数の内部電極とが積層される積層方向の両端面である第１端面及び第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に形成された側面と、を有し、
   前記基体の第１端面及び第２端面は、前記固体電解質層により形成され、
   前記第１外部電極は、前記側面の一部と前記第１端面の一部とを一体的に被覆しており、
   前記第２外部電極は、前記側面の一部と前記第２端面の一部とを一体的に被覆しており、
   前記第１外部電極に被覆される前記第１端面の一部は、該第１端面の面積のうち５０％以上の面積であり、
   前記第２外部電極に被覆される前記第２端面の一部は、該第２端面の面積のうち５０％以上の面積である、請求項１に記載のキャパシタ。
3. 前記基体の前記第１端面を形成する前記固体電解質層を介して前記第１外部電極の一部と前記第２内部電極とが対向するように配置されていると共に、前記基体の前記第２端面を形成する前記固体電解質層を介して前記第２外部電極の一部と前記第１内部電極とが対向するように配置されている、請求項２に記載のキャパシタ。
4. 前記基体は、前記複数の固体電解質層と前記複数の内部電極とが積層される積層方向の両端面である第１端面及び第２端面と、前記第１端面と前記第２端面との間に形成された側面と、を有し、
   前記基体の前記第１端面及び前記第２端面は、共に１００μｍ以上の厚みを有する前記固体電解質層により形成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のキャパシタ。
5. 前記固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有する金属酸化物を含んでおり、前記複合層に含まれる金属及び前記金属層は、ニッケルを含んでいる、請求項１〜４のいずれか１項に記載のキャパシタ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のキャパシタの製造方法であって、
   前記固体電解質層となる固体電解質シートと前記内部電極となる内部電極ペースト層とが交互に積層された、前記基体となる積層体を準備する工程と、
   前記積層体に前記固体電解質と金属とを含む複合ペーストを塗布して前記複合層となる複合ペースト層を形成し、該複合ペースト層の表面に金属ペーストを塗布して前記金属層となる金属ペースト層を形成する工程と、
   前記複合ペースト層及び前記金属ペースト層を形成した前記積層体を焼成する工程と、を有する、キャパシタの製造方法。