JP2020068227A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】耐湿信頼性が高い積層セラミック電子部品を提供する。【解決手段】積層セラミックコンデンサは、積層体１０と、端面に設けられた第１の外部電極と、第２の外部電極とを備える。積層体は、内部電極層２１、２２が誘電体セラミック層２０を介して対向している内層部と、内層部を積層方向に挟むように配設される外層部と、内層部及び外層部を幅方向に挟むように配設されるサイドマージン部４１とを備える。サイドマージン部は、幅方向に積層された複数のセラミック層から構成され、積層体の最も内側に配置されるインナー層４１ａと、積層体の最も外側に配置されるアウター層４１ｂとを含む。積層体のＷＴ断面を見たとき、少なくとも一方の側面側において、第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面が誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置し、積層方向に隣接する第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間にインナー層が入り込んでいる。【選択図】図５

Description

本発明は、積層セラミック電子部品に関する。

積層セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサが挙げられる。積層セラミックコンデンサは、例えば、誘電体セラミック層と内部電極層とが交互に積層され、さらに、その上面と下面に誘電体セラミック層が積層された積層体と、該積層体の両端面に形成された外部電極とを備えている。このような積層セラミックコンデンサには、積層体の側面において内部電極層が外部電極に接続してしまうことを防止するため、側面上にサイドマージン部と呼ばれるセラミック層が形成されたものがある。

例えば、特許文献１には、第１平均粒径を有する第１セラミックスを主成分とし、第１の方向に積層された複数のセラミック層と、上記複数のセラミック層の間に配置された内部電極と、を有する未焼成の積層チップを用意し、上記第１の方向に直交する第２の方向を向いた上記積層チップの側面に、第２平均粒径を有する第２セラミックスを主成分とするサイドマージン部を、上記第１及び第２平均粒径よりも小さい第３平均粒径を有する第３セラミックスを主成分とする接合部を介して設けることにより素体を作製し、上記素体を焼成する積層セラミックコンデンサの製造方法が開示されている。

特開２０１７−１４７４２９号公報

特許文献１に記載された積層セラミックコンデンサの製造方法では、両側面に内部電極が露出した積層チップを用意し、この積層チップの両側面に接合部及びサイドマージン部を設けることにより、未焼成の素体を作製している。特許文献１には、接合部及びサイドマージン部を形成する方法として、シート状のサイドマージン部及び接合部を積層チップの側面に貼り付ける方法、塗布やディッピングによりサイドマージン部及び接合部で積層チップの側面をコーティングする方法、これらを組み合わせた方法が記載されている。

このようにして作製した素体を焼成する際、内部電極を構成する金属粉の液状化によって、内部電極の玉化と呼ばれる現象が生じる。玉化が生じた部分では、積層チップの側面側における内部電極の端面がセラミック層の端面に対して内側に入り込み、内部電極の端面と接合部との間に空隙が生じるおそれがある。この空隙から水分やめっき液が内部電極側に浸入することで、積層セラミックコンデンサの耐湿信頼性が低下することが懸念される。

なお、上記の問題は、積層セラミックコンデンサに限らず、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品に共通する問題である。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、耐湿信頼性が高い積層セラミック電子部品を提供することを目的とする。

本発明の積層セラミック電子部品は、積層方向に積層された複数の誘電体セラミック層と複数対の第１の内部電極層及び第２の内部電極層とを含み、上記積層方向において相対する第１の主面及び第２の主面と、上記積層方向に直交する幅方向において相対する第１の側面及び第２の側面と、上記積層方向及び上記幅方向に直交する長さ方向において相対する第１の端面及び第２の端面とを有する積層体と、上記積層体の上記第１の端面に設けられ、上記第１の端面において上記第１の内部電極層に接続されている第１の外部電極と、上記積層体の上記第２の端面に設けられ、上記第２の端面において上記第２の内部電極層に接続されている第２の外部電極とを備える。上記積層体は、上記第１の内部電極層及び上記第２の内部電極層が上記誘電体セラミック層を介して対向している内層部と、上記内層部を上記積層方向に挟むように配設される外層部と、上記内層部及び上記外層部を上記幅方向に挟むように配設されるサイドマージン部とを備える。上記サイドマージン部は、上記幅方向に積層された複数のセラミック層から構成され、該セラミック層として、上記積層体の最も内側に配置されるインナー層と、上記積層体の最も外側に配置されるアウター層とを含む。上記積層体の上記幅方向及び上記積層方向の断面であるＷＴ断面を見たとき、少なくとも一方の側面側において、上記第１の内部電極層及び上記第２の内部電極層の端面が上記誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置し、上記積層方向に隣接する上記第１の内部電極層及び上記第２の内部電極層の間に上記インナー層が入り込んでいる。

本発明によれば、耐湿信頼性が高い積層セラミック電子部品を提供することができる。

図１は、本発明の積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示す積層セラミックコンデンサを構成する積層体の一例を模式的に示す斜視図である。 図３は、図１に示す積層セラミックコンデンサのＡ−Ａ線断面図である。 図４は、図１に示す積層セラミックコンデンサのＢ−Ｂ線断面図である。 図５は、図４に示す積層セラミックコンデンサのＣ部拡大図である。 図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、セラミックグリーンシートの一例を模式的に示す平面図である。 図７は、マザーブロックの一例を模式的に示す分解斜視図である。 図８は、グリーンチップの一例を模式的に示す斜視図である。 図９は、未焼成のサイドマージン部が形成されたグリーンチップの一例を模式的に示す拡大断面図である。 図１０は、未焼成のサイドマージン部が形成されたグリーンチップの別の一例を模式的に示す拡大断面図である。

以下、本発明の積層セラミック電子部品について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

本発明の積層セラミック電子部品の一実施形態として、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。なお、本発明は、積層セラミックコンデンサ以外の積層セラミック電子部品にも適用することができる。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、インダクタ、圧電素子、サーミスタ等が挙げられる。

［積層セラミックコンデンサ］
図１は、本発明の積層セラミックコンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す積層セラミックコンデンサを構成する積層体の一例を模式的に示す斜視図である。図３は、図１に示す積層セラミックコンデンサのＡ−Ａ線断面図である。図４は、図１に示す積層セラミックコンデンサのＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図４に示す積層セラミックコンデンサのＣ部拡大図である。

本明細書においては、積層セラミックコンデンサ及び積層体の積層方向、幅方向、長さ方向を、図１に示す積層セラミックコンデンサ１及び図２に示す積層体１０において、それぞれ矢印Ｔ、Ｗ、Ｌで定める方向とする。ここで、積層（Ｔ）方向と幅（Ｗ）方向と長さ（Ｌ）方向とは互いに直交する。積層（Ｔ）方向は、複数の誘電体セラミック層２０と複数対の第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２とが積み上げられていく方向である。

図１に示す積層セラミックコンデンサ１は、積層体１０と、積層体１０の両端面にそれぞれ設けられた第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２とを備えている。

積層セラミックコンデンサ１の大きさは、長さ（Ｌ）方向の寸法×幅（Ｗ）方向の寸法×積層（Ｔ）方向の寸法で表したとき、例えば、１．６ｍｍ×０．８ｍｍ×０．８ｍｍ、１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ、０．４ｍｍ×０．２ｍｍ×０．２ｍｍ、０．２ｍｍ×０．１ｍｍ×０．１ｍｍ等の大きさが挙げられる。

図２に示すように、積層体１０は、直方体状又は略直方体状をなしており、積層（Ｔ）方向において相対する第１の主面１１及び第２の主面１２と、積層（Ｔ）方向に直交する幅（Ｗ）方向において相対する第１の側面１３及び第２の側面１４と、積層（Ｔ）方向及び幅（Ｗ）方向に直交する長さ（Ｌ）方向において相対する第１の端面１５及び第２の端面１６とを有している。

本明細書においては、第１の端面１５及び第２の端面１６に直交し、かつ、積層（Ｔ）方向と平行な積層セラミックコンデンサ１又は積層体１０の断面を、長さ（Ｌ）方向及び積層（Ｔ）方向の断面であるＬＴ断面という。また、第１の側面１３及び第２の側面１４に直交し、かつ、積層（Ｔ）方向と平行な積層セラミックコンデンサ１又は積層体１０の断面を、幅（Ｗ）方向及び積層（Ｔ）方向の断面であるＷＴ断面という。また、第１の側面１３、第２の側面１４、第１の端面１５及び第２の端面１６に直交し、かつ、積層（Ｔ）方向に直交する積層セラミックコンデンサ１又は積層体１０の断面を、長さ（Ｌ）方向及び幅（Ｗ）方向の断面であるＬＷ断面という。したがって、図３は、積層セラミックコンデンサ１のＬＴ断面であり、図４は、積層セラミックコンデンサ１のＷＴ断面である。

積層体１０は、角部及び稜線部に丸みが付けられていることが好ましい。角部は、積層体の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体の２面が交わる部分である。

図２、図３及び図４に示すように、積層体１０は、積層（Ｔ）方向に積層された複数の誘電体セラミック層２０と、誘電体セラミック層２０間の界面に沿って形成された複数対の第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２とを含む積層構造を有している。誘電体セラミック層２０は、幅（Ｗ）方向及び長さ（Ｌ）方向に沿って延びており、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２のそれぞれは、誘電体セラミック層２０に沿って平板状に延びている。

第１の内部電極層２１は、積層体１０の第１の端面１５に引き出されている。一方、第２の内部電極層２２は、積層体１０の第２の端面１６に引き出されている。

第１の内部電極層２１と第２の内部電極層２２とは、積層（Ｔ）方向において、誘電体セラミック層２０を介して対向している。第１の内部電極層２１と第２の内部電極層２２とが誘電体セラミック層２０を介して対向している部分により、静電容量が発生する。

第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２のそれぞれは、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ等の金属を含むことが好ましい。第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２のそれぞれは、上記金属に加えて、誘電体セラミック層２０と同じ誘電体セラミック材料を含んでもよい。

第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２のそれぞれの厚みは、０．３μｍ以上、２．０μｍ以下であることが好ましい。

第１の外部電極５１は、積層体１０の第１の端面１５に設けられており、図１では、第１の主面１１、第２の主面１２、第１の側面１３及び第２の側面１４の各一部にまで回り込んだ部分を有している。第１の外部電極５１は、第１の端面１５において、第１の内部電極層２１に接続されている。

第２の外部電極５２は、積層体１０の第２の端面１６に設けられており、図１では、第１の主面１１、第２の主面１２、第１の側面１３及び第２の側面１４の各一部にまで回り込んだ部分を有している。第２の外部電極５２は、第２の端面１６において、第２の内部電極層２２に接続されている。

第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２のそれぞれは、例えば、積層体１０の端面側から、焼付けにより形成されるＣｕを含むベース電極層と、該ベース電極層の表面に形成される第１のめっき層と、該第１のめっき層の表面に形成される第２のめっき層とを含む３層構造である。

図３及び図４に示すように、積層体１０は、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２が誘電体セラミック層２０を介して対向している内層部３０と、内層部３０を積層（Ｔ）方向に挟むように配設される外層部３１及び３２と、内層部３０、外層部３１及び外層部３２を幅（Ｗ）方向に挟むように配設されるサイドマージン部４１及び４２とを備えている。図３及び図４では、内層部３０は、積層（Ｔ）方向に沿って、第１の主面１１に最も近い第１の内部電極層２１と、第２の主面１２に最も近い第１の内部電極層２１に挟まれた領域である。図示されていないが、外層部３１及び外層部３２のそれぞれは、積層（Ｔ）方向に積層された複数の誘電体セラミック層２０から構成されることが好ましい。

内層部３０を構成する誘電体セラミック層２０は、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料から構成される。内層部３０を構成する誘電体セラミック層２０には、後述する焼結助剤元素がさらに含有されていてもよい。

内層部３０を構成する誘電体セラミック層２０の厚みは、０．２μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。

外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０は、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料から構成される。外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０には、後述する焼結助剤元素がさらに含有されていてもよい。
外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０は、内層部３０を構成する誘電体セラミック層２０と同じ誘電体セラミック材料から構成されることが好ましいが、内層部３０を構成する誘電体セラミック層２０と異なる誘電体セラミック材料から構成されてもよい。

外層部３１及び３２のそれぞれの厚みは、１５μｍ以上、４０μｍ以下であることが好ましい。なお、外層部３１及び３２のそれぞれは、複層構造ではなく単層構造であってもよい。

サイドマージン部４１及びサイドマージン部４２のそれぞれは、幅（Ｗ）方向に積層された複数のセラミック層から構成される。図４では、サイドマージン部４１は、該セラミック層として、積層体１０の最も内側に配置されるインナー層４１ａと、積層体１０の最も外側に配置されるアウター層４１ｂとを含む２層構造である。同様に、サイドマージン部４２は、該セラミック層として、積層体１０の最も内側に配置されるインナー層４２ａと、積層体１０の最も外側に配置されるアウター層４２ｂとを含む２層構造である。なお、サイドマージン部は、セラミック層としてインナー層及びアウター層を含む２層構造に限定されず、インナー層及びアウター層の間に他のセラミック層を含む３層以上の構造であってもよい。また、積層体の第１の側面側のサイドマージン部と第２の側面側のサイドマージン部とで、セラミック層の層数が異なっていてもよい。

サイドマージン部がインナー層及びアウター層を含む２層構造である場合、インナー層及びアウター層における焼結性の違いから、光学顕微鏡又は電子顕微鏡等を用いて観察することにより、２層構造であることを確認することができる。サイドマージン部が３層以上の構造である場合も同様である。

図５に示すように、積層体１０の第１の側面１３側において、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面が誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置し、積層（Ｔ）方向に隣接する第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間にインナー層４１ａが入り込んでいる。
これにより、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面とインナー層４１ａとの間から水分やめっき液が浸入することを防止することができる。その結果、積層セラミックコンデンサの耐湿信頼性が高くなる。

図５では、全ての第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面が誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置しているが、誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置していない端面を有する第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２が存在してもよい。

図示はしていないが、積層体１０の第２の側面１４側においても、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面が誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置し、積層（Ｔ）方向に隣接する第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間にインナー層４２ａが入り込んでいることが好ましい。
この場合、誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置していない端面を有する第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２が存在してもよい。

以下においては、両方の側面側において、第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面が誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置し、積層方向に隣接する第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間にインナー層が入り込んでいる場合について説明する。
しかし、いずれか一方の側面側において、第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面が誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置し、積層方向に隣接する第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間にインナー層が入り込んでいれば、他方の側面側においては、第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面が誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置していなくてもよい。

幅（Ｗ）方向において、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面からアウター層４１ｂ又は４２ｂまでの距離（図５中、Ｄ_１で示す長さ）は、１５μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以下であることがより好ましい。また、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面からアウター層４１ｂ又は４２ｂまでの距離は、１μｍ以上であることが好ましい。
図５では、全ての第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面からアウター層４１ｂまでの距離が同じであるが、それぞれ異なっていてもよい。

幅（Ｗ）方向において、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面から誘電体セラミック層２０の端面までの距離（図５中、Ｄ_２で示す長さ）は、５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以下であることがさらに好ましい。
図５では、全ての第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面から誘電体セラミック層２０の端面までの距離が同じであるが、それぞれ異なっていてもよい。

積層セラミックコンデンサ１の形状及び性能を維持する観点から、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたインナー層４１ａは、アウター層４１ｂよりも薄いことが好ましい。同様に、第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたインナー層４２ａは、アウター層４２ｂよりも薄いことが好ましい。

第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたインナー層４１ａ及び４２ａのそれぞれの厚み（図５中、Ｔ_ａで示す長さ）は、０．１μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたインナー層４１ａ及び４２ａの厚みは、互いに同じであることが好ましい。

アウター層４１ｂ及び４２ｂのそれぞれの厚み（図５中、Ｔ_ｂで示す長さ）は、５μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。アウター層４１ｂ及び４２ｂの厚みは、互いに同じであることが好ましい。

インナー層４１ａ又は４２ａが第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたサイドマージン部４１及び４２のそれぞれの厚みは、５μｍ以上、４０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以上、２０μｍ以下であることがより好ましい。インナー層４１ａ又は４２ａが第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間に入り込んだ部分を除いたサイドマージン部４１及び４２の厚みは、互いに同じであることが好ましい。

サイドマージン部の各セラミック層の厚みとは、積層（Ｔ）方向に沿ってサイドマージン部の各セラミック層の厚みを複数箇所で測定したときの平均値を意味する。

具体的には、積層セラミックコンデンサの長さ（Ｌ）方向の略中央においてＷＴ断面を露出させ、ＷＴ断面の第１及び第２の内部電極層の幅（Ｗ）方向の端部といずれか一方のサイドマージン部が同一視野に収まるように光学顕微鏡又は電子顕微鏡を用いて撮像する。撮像箇所として、積層（Ｔ）方向において、上部、中央部及び下部の３箇所をそれぞれ撮像する。上部、中央部及び下部において、第１及び第２の内部電極層の幅（Ｗ）方向の端部から積層体の側面に向かって幅（Ｗ）方向に平行な複数の線分を引き、それぞれの線分の長さを測定する。測定した線分の長さについて、上部、中央部及び下部それぞれの平均値を算出する。それぞれの平均値をさらに平均化することで、各セラミック層の厚みが得られる。

インナー層４１ａ及びインナー層４２ａは、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料から構成される。インナー層４１ａ及びインナー層４２ａには、後述する焼結助剤元素がさらに含有されていてもよい。
インナー層４１ａ及びインナー層４２ａは、内層部３０、外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０と同じ誘電体セラミック材料から構成されることが好ましいが、内層部３０、外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０と異なる誘電体セラミック材料から構成されてもよい。

アウター層４１ｂ及びアウター層４２ｂは、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料から構成される。アウター層４１ｂ及びアウター層４２ｂには、後述する焼結助剤元素がさらに含有されていることが好ましい。
アウター層４１ｂ及びアウター層４２ｂは、インナー層４１ａ及びインナー層４２ａと同じ誘電体セラミック材料から構成されることが好ましいが、インナー層４１ａ及びインナー層４２ａと異なる誘電体セラミック材料から構成されてもよい。アウター層４１ｂ及びアウター層４２ｂは、内層部３０、外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０と同じ誘電体セラミック材料から構成されることが好ましいが、内層部３０、外層部３１及び外層部３２を構成する誘電体セラミック層２０と異なる誘電体セラミック材料から構成されてもよい。

積層セラミックコンデンサ１において、アウター層４１ｂは、焼結助剤元素の含有量がインナー層４１ａよりも多いことが好ましい。また、アウター層４２ｂは、焼結助剤元素の含有量がインナー層４２ａよりも多いことが好ましい。
この場合、インナー層に比べてアウター層の焼結性を上げることができる。また、インナー層に比べてアウター層の硬度を高くすることができる。その結果、アウター層を緻密にすることができる。

焼結助剤元素としては、例えば、Ｓｉ、Ｂ、Ｌｉ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｈｏ、Ｃａ、Ｖ等が挙げられる。焼結助剤元素は１種でもよいし、２種以上であってもよい。焼結助剤元素が２種以上である場合、アウター層は、これらの元素のうち少なくとも一種の元素の含有量がインナー層より多いことが好ましい。

なお、いずれか一方の側面側のアウター層における焼結助剤元素の含有量がインナー層における焼結助剤元素の含有量よりも多い場合、他方の側面側のアウター層における焼結助剤元素の含有量は、インナー層における焼結助剤元素の含有量と同じであってもよいし、インナー層における焼結助剤元素の含有量より少なくてもよい。

各セラミック層に含まれる焼結助剤元素の種類及びその含有量については、積層セラミックコンデンサの長さ（Ｌ）方向の略中央において、ＷＴ断面を露出させた後、波長分散型Ｘ線分析（ＷＤＸ）による元素分析を行うことにより求めることができる。

サイドマージン部４１の各セラミック層を構成するセラミックの組成は、誘電体セラミック層２０を構成するセラミックの組成と異なっていてもよい。この場合、インナー層４１ａ及びアウター層４１ｂの少なくとも一方を構成するセラミックの組成が、誘電体セラミック層２０を構成するセラミックの組成と異なっていればよい。

同様に、サイドマージン部４２の各セラミック層を構成するセラミックの組成は、誘電体セラミック層２０を構成するセラミックの組成と異なっていてもよい。この場合、インナー層４２ａ及びアウター層４２ｂの少なくとも一方を構成するセラミックの組成が、誘電体セラミック層２０を構成するセラミックの組成と異なっていればよい。

サイドマージン部４１がインナー層４１ａ及びアウター層４１ｂの２層から構成される場合、インナー層４１ａを構成するセラミック粒子の平均粒径は、アウター層４１ｂを構成するセラミック粒子の平均粒径、及び、誘電体セラミック層２０を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きいことが好ましい。アウター層４１ｂを構成するセラミック粒子の平均粒径は、誘電体セラミック層２０を構成するセラミック粒子の平均粒径と同程度であってもよいし、異なっていてもよい。

同様に、サイドマージン部４２がインナー層４２ａ及びアウター層４２ｂの２層から構成される場合、インナー層４２ａを構成するセラミック粒子の平均粒径は、アウター層４２ｂを構成するセラミック粒子の平均粒径、及び、誘電体セラミック層２０を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きいことが好ましい。アウター層４２ｂを構成するセラミック粒子の平均粒径は、誘電体セラミック層２０を構成するセラミック粒子の平均粒径と同程度であってもよいし、異なっていてもよい。

インナー層を構成するセラミック粒子の平均粒径が、アウター層を構成するセラミック粒子の平均粒径、及び、誘電体セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きい場合、インナー層の両界面において、アウター層及び誘電体セラミック層に接するセラミック粒子の数が減少する。つまり、インナー層の両界面には、クラックや、アウター層及び誘電体セラミック層の剥離が発生する際の起点になりやすいセラミック粒子の粒界が減少する。したがって、インナー層を介してアウター層と誘電体セラミック層との良好な接合状態が維持される。

なお、各セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径は、積層セラミックコンデンサのＷＴ断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって所定の倍率で撮像することにより得られた画像から、任意の大きさのセラミック粒子を数個選択して粒径を測定し、その平均値を算出したものである。

具体的には、積層セラミックコンデンサの長さ（Ｌ）方向の略中央においてＷＴ断面を露出させ、積層（Ｔ）方向の略中央における誘電体セラミック層、インナー層及びアウター層を１００００倍の倍率でそれぞれ３箇所撮像することにより得られた画像から、セラミック粒子を１５個以上選択する。選択したセラミック粒子の粒径を画像解析により計測し、平均値を算出することによって平均粒径が得られる。

［積層セラミックコンデンサの製造方法］
本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法は、好ましくは、
未焼成の状態にある複数の誘電体セラミック層と複数対の第１の内部電極層及び第２の内部電極層とをもって構成された積層構造を有し、積層方向に直交する幅方向において相対する第１の側面及び第２の側面に前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層が露出した、グリーンチップを準備する工程と、
前記グリーンチップの前記第１の側面及び前記第２の側面に、未焼成のサイドマージン部を形成することにより、未焼成の積層体を作製する工程と、
前記未焼成の積層体を焼成する工程と、を備え、
前記未焼成の積層体を作製する工程では、前記第１の側面及び前記第２の側面に、インナー層用セラミックスラリーを塗布し、乾燥させて未焼成のインナー層を形成した後、最も外側に未焼成のアウター層を形成することにより、前記未焼成のサイドマージン部が形成される。前記未焼成のアウター層は、アウター層用セラミックグリーンシートを貼り付けて形成されることが好ましい。

以下、図１に示す積層セラミックコンデンサ１の製造方法の一例について説明する。

まず、誘電体セラミック層２０となるべきセラミックグリーンシートを準備する。セラミックグリーンシートには、上述した誘電体セラミック材料を含むセラミック原料の他、バインダ及び溶剤等が含まれる。セラミックグリーンシートは、例えば、キャリアフィルム上で、ダイコータ、グラビアコータ、マイクログラビアコータ等を用いて成形される。

図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃは、セラミックグリーンシートの一例を模式的に示す平面図である。
図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃには、それぞれ、内層部３０を形成するための第１のセラミックグリーンシート１０１、内層部３０を形成するための第２のセラミックグリーンシート１０２、及び、外層部３１又は３２を形成するための第３のセラミックグリーンシート１０３を示している。

図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃでは、第１のセラミックグリーンシート１０１、第２のセラミックグリーンシート１０２及び第３のセラミックグリーンシート１０３は積層セラミックコンデンサ１ごとに切り分けられていない。図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃには、積層セラミックコンデンサ１ごとに切り分ける際の切断線Ｘ及びＹが示されている。切断線Ｘは長さ（Ｌ）方向に平行であり、切断線Ｙは幅（Ｗ）方向に平行である。

図６Ａに示すように、第１のセラミックグリーンシート１０１には、第１の内部電極層２１に対応する未焼成の第１の内部電極層１２１が形成されている。図６Ｂに示すように、第２のセラミックグリーンシート１０２には、第２の内部電極層２２に対応する未焼成の第２の内部電極層１２２が形成されている。図６Ｃに示すように、外層部３１又は３２に対応する第３のセラミックグリーンシート１０３には、未焼成の内部電極層１２１又は１２２は形成されていない。

第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２は、任意の導電性ペーストを用いて形成することができる。導電性ペーストによる第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２の形成には、例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の方法を用いることができる。

第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２は、切断線Ｙによって仕切られた長さ（Ｌ）方向に隣接する２つの領域にわたって配置され、幅（Ｗ）方向に帯状に延びている。第１の内部電極層１２１と第２の内部電極層１２２とでは、切断線Ｙによって仕切られた領域１列ずつ長さ（Ｌ）方向にずらされている。つまり、第１の内部電極層１２１の中央を通る切断線Ｙが第２の内部電極層１２２の間の領域を通り、第２の内部電極層１２２の中央を通る切断線Ｙが第１の内部電極層１２１の間の領域を通っている。

その後、第１のセラミックグリーンシート１０１、第２のセラミックグリーンシート１０２及び第３のセラミックグリーンシート１０３を積層することにより、マザーブロックを作製する。

図７は、マザーブロックの一例を模式的に示す分解斜視図である。
図７では、説明の便宜上、第１のセラミックグリーンシート１０１、第２のセラミックグリーンシート１０２及び第３のセラミックグリーンシート１０３を分解して示している。実際のマザーブロック１０４では、第１のセラミックグリーンシート１０１、第２のセラミックグリーンシート１０２及び第３のセラミックグリーンシート１０３が静水圧プレス等の手段により圧着されて一体化されている。

図７に示すマザーブロック１０４では、内層部３０に対応する第１のセラミックグリーンシート１０１及び第２のセラミックグリーンシート１０２が積層（Ｔ）方向に交互に積層されている。さらに、交互に積層された第１のセラミックグリーンシート１０１及び第２のセラミックグリーンシート１０２の積層（Ｔ）方向の上下面に、外層部３１及び３２に対応する第３のセラミックグリーンシート１０３が積層されている。なお、図７では、第３のセラミックグリーンシート１０３がそれぞれ３枚ずつ積層されているが、第３のセラミックグリーンシート１０３の枚数は適宜変更可能である。

得られたマザーブロック１０４を切断線Ｘ及びＹ（図６Ａ、図６Ｂ及び図６Ｃ参照）に沿って切断することにより、複数のグリーンチップを作製する。この切断には、例えば、ダイシング、押切り、レーザカット等の方法が適用される。

図８は、グリーンチップの一例を模式的に示す斜視図である。
図８に示すグリーンチップ１１０は、未焼成の状態にある複数の誘電体セラミック層１２０と複数対の第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２とをもって構成された積層構造を有している。グリーンチップ１１０の第１の側面１１３及び第２の側面１１４は切断線Ｘに沿う切断によって現れた面であり、第１の端面１１５及び第２の端面１１６は切断線Ｙに沿う切断によって現れた面である。第１の側面１１３及び第２の側面１１４には、第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２が露出している。また、第１の端面１１５には、第１の内部電極層１２１のみが露出し、第２の端面１１６には、第２の内部電極層１２２のみが露出している。

得られたグリーンチップ１１０の第１の側面１１３及び第２の側面１１４に、未焼成のサイドマージン部を形成することにより、未焼成の積層体を作製する。例えば、サイドマージン部がインナー層及びアウター層の２層から構成される場合、未焼成のサイドマージン部は、グリーンチップの第１の側面及び第２の側面に、インナー層用セラミックスラリーを塗布し、乾燥させて未焼成のインナー層を形成した後、該インナー層の表面に、アウター層用セラミックグリーンシートを貼り付けて未焼成のアウター層を形成することにより形成される。

例えば、サイドマージン部がインナー層及びアウター層の２層から構成される場合、まず、ＢａＴｉＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料を含むセラミック原料の他、バインダ及び溶剤等を含むセラミックスラリーを作製する。インナー層用セラミックスラリーには、焼結助剤が添加されてもよい。インナー層は、グリーンチップ１１０と接着するための役割を有する。

焼成時、積層方向に隣接する第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間にインナー層が入り込みやすくするため、インナー層用セラミックスラリーには、ガラスが添加されることが好ましい。また、スラリーの状態で第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間に入りやすくするため、インナー層用セラミックスラリーには、界面活性剤が添加されることが好ましい。

次に、アウター層用セラミックグリーンシートを作製するため、ＢａＴｉＯ_３等を主成分とする誘電体セラミック材料を含むセラミック原料の他、バインダ及び溶剤等を含むセラミックスラリーを作製する。アウター層用セラミックスラリーには、焼結助剤が添加されることが好ましい。

樹脂フィルムの表面に、アウター層用セラミックスラリーを塗布し、乾燥することにより、アウター層用セラミックグリーンシートが形成される。
その後、樹脂フィルムから、アウター層用セラミックグリーンシートを剥離する。

続いて、グリーンチップ１１０の第１の端面１１５及び第２の端面１１６を樹脂等でマスクした上で、このグリーンチップを丸ごとインナー層用セラミックスラリー内にディッピングし、乾燥させる。これにより、グリーンチップ１１０の第１の側面１１３及び第２の側面にインナー層が形成される。この場合、外層部上にもインナー層が形成される。その後、アウター層用セラミックグリーンシートとグリーンチップ１１０の第１の側面１１３側のインナー層を対向させ、押し付けて打ち抜くことにより、インナー層の表面にアウター層が形成された未焼成のサイドマージン部４１が形成される。さらに、グリーンチップ１１０の第２の側面１１４側のインナー層についても、アウター層用セラミックグリーンシートを対向させ、押し付けて打ち抜くことにより、インナー層の表面にアウター層が形成された未焼成のサイドマージン部４２が形成される。このとき、乾燥後のインナー層の表面には、予め、接着剤となる有機溶剤を塗布しておくことが好ましい。

なお、グリーンチップ１１０の第１の側面１１３及び第２の側面１１４に、インナー層用セラミックスラリーをそれぞれ塗布し、乾燥させた後、インナー層の表面にアウター層用セラミックグリーンシートを貼り付けてもよい。

図９は、未焼成のサイドマージン部が形成されたグリーンチップの一例を模式的に示す拡大断面図である。
図９では、グリーンチップ１１０の第１の側面１１３に未焼成のインナー層１４１ａが形成され、未焼成のインナー層１４１ａの表面に未焼成のアウター層１４１ｂが形成されることにより、サイドマージン部４１となる未焼成のサイドマージン部１４１が形成されている。図９では、グリーンチップ１１０の第１の側面１１３側において、第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２の端面の位置は、誘電体セラミック層１２０の端面の位置と同じである。

この場合、グリーンチップ１１０の第２の側面１１４にも未焼成のインナー層が形成され、未焼成のインナー層の表面に未焼成のアウター層が形成されることにより、サイドマージン部４２となる未焼成のサイドマージン部１４２が形成されている。グリーンチップ１１０の第２の側面１１４側において、第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２の端面の位置は、誘電体セラミック層１２０の端面の位置と同じである。

図１０は、未焼成のサイドマージン部が形成されたグリーンチップの別の一例を模式的に示す拡大断面図である。
図１０では、図９と同様、グリーンチップ１１０ａの第１の側面１１３に未焼成のインナー層１４１ａが形成され、未焼成のインナー層１４１ａの表面に未焼成のアウター層１４１ｂが形成されることにより、サイドマージン部４１となる未焼成のサイドマージン部１４１が形成されている。図１０では、グリーンチップ１１０ａの第１の側面１１３側において、第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２の端面は、誘電体セラミック層１２０の端面に対して内側に位置している。

この場合、グリーンチップ１１０ａの第２の側面１１４にも未焼成のインナー層が形成され、未焼成のインナー層の表面に未焼成のアウター層が形成されることにより、サイドマージン部４２となる未焼成のサイドマージン部１４２が形成されている。グリーンチップ１１０ａの第２の側面１１４側において、第１の内部電極層１２１及び第２の内部電極層１２２の端面は、誘電体セラミック層１２０の端面に対して内側に位置している。

図１０に示すように、未焼成の状態で第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面が誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置している場合であっても、グリーンチップの側面にインナー層用セラミックスラリーを塗布することにより、積層方向に隣接する第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間にインナー層用セラミックスラリーを入り込ませることができる。その結果、焼成後の第１の内部電極層又は第２の内部電極層とインナー層との間に空隙が生じにくくなり、耐湿信頼性をさらに高くすることができる。

未焼成のサイドマージン部４１及び４２が形成されたグリーンチップ１１０は、例えば、窒素雰囲気中、所定の条件で脱脂処理された後、窒素−水素−水蒸気混合雰囲気中で、所定の温度で焼成される。これにより、焼結した積層体１０（図２参照）が得られる。

上述したように、焼成時、第１の内部電極層及び第２の内部電極層の玉化が生じると、焼成後の第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の端面が誘電体セラミック層２０の端面に対して内側に位置する。しかし、インナー層用セラミックペーストが追従して、積層方向に隣接する第１の内部電極層２１及び第２の内部電極層２２の間にインナー層４１ａ及び４２ａが入り込む。その結果、図５に示す構造が得られる。

得られた積層体１０の第１の端面１５及び第２の端面１６のそれぞれに、Ｃｕを主成分とする外部電極ペーストを塗布して焼き付けし、第１の内部電極層２１に接続されたベース電極層と、第２の内部電極層２２に接続されたベース電極層を形成する。さらに、それぞれのベース電極層の表面に、Ｎｉめっきによる第１のめっき層を形成し、第１のめっき層の表面にＳｎめっきによる第２のめっき層を形成する。これにより、第１の外部電極５１及び第２の外部電極５２が形成される。

以上のようにして、図１に示す積層セラミックコンデンサ１が製造される。

なお、未焼成のアウター層は、未焼成のインナー層の表面に、アウター層用セラミックグリーンシートを貼り付けることによって形成してもよいし、アウター層用セラミックスラリーを塗布することによって形成してもよい。

アウター層用セラミックスラリーを塗布することにより未焼成のアウター層を形成する場合、未焼成のインナー層の表面に、アウター層用セラミックスラリーが塗布され、乾燥される。

また、未焼成のアウター層は、グリーンチップの両端面を樹脂等でマスクした上で、このグリーンチップを丸ごとアウター層用セラミックスラリー内にディッピングし、乾燥させることで形成してもよい。この場合、外層部上にもアウター層が形成される。

また、サイドマージン部が３層以上の構造を有する場合、インナー層とアウター層との間のセラミック層は、セラミック層用セラミックグリーンシートを貼り付けることによって形成してもよいし、セラミック層用セラミックスラリーを塗布することによって形成してもよい。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、積層セラミックコンデンサをはじめとする積層セラミック電子部品の構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

上述した実施形態では、マザーブロック１０４を切断線Ｘ及びＹに切断して複数のグリーンチップを得てから、グリーンチップの両側面に未焼成のサイドマージン部を形成していたが、以下のように変更することも可能である。

すなわち、マザーブロックを切断線Ｘのみに沿って切断することによって、切断線Ｘに沿う切断によって現れた側面に第１の内部電極層及び第２の内部電極層が露出した、複数の棒状のグリーンブロック体を得てから、グリーンブロック体の両側面に未焼成のサイドマージン部を形成した後、切断線Ｙに切断して複数の未焼成の積層体を得て、その後、未焼成の積層体を焼成してもよい。焼成後は、前述の実施形態と同様の工程を行うことによって、積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品を製造することができる。

１ 積層セラミックコンデンサ
１０ 積層体
１１ 積層体の第１の主面
１２ 積層体の第２の主面
１３ 積層体の第１の側面
１４ 積層体の第２の側面
１５ 積層体の第１の端面
１６ 積層体の第２の端面
２０ 誘電体セラミック層
２１ 第１の内部電極層
２２ 第２の内部電極層
３０ 内層部
３１，３２ 外層部
４１，４２ サイドマージン部
４１ａ，４２ａ インナー層
４１ｂ，４２ｂ アウター層
５１ 第１の外部電極
５２ 第２の外部電極
１０１ 第１のセラミックグリーンシート
１０２ 第２のセラミックグリーンシート
１０３ 第３のセラミックグリーンシート
１０４ マザーブロック
１１０，１１０ａ グリーンチップ
１１３ グリーンチップの第１の側面
１１４ グリーンチップの第２の側面
１１５ グリーンチップの第１の端面
１１６ グリーンチップの第２の端面
１２０ 未焼成の誘電体セラミック層
１２１ 未焼成の第１の内部電極層
１２２ 未焼成の第２の内部電極層
１４１ 未焼成のサイドマージン部
１４１ａ 未焼成のインナー層
１４１ｂ 未焼成のアウター層
Ｄ_１ 第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面からアウター層までの距離
Ｄ_２ 第１の内部電極層及び第２の内部電極層の端面から誘電体セラミック層の端面までの距離
Ｔ_ａ 第１の内部電極層及び第２の内部電極層の間に入り込んだ部分を除いたインナー層の厚み
Ｔ_ｂ アウター層の厚み
Ｘ，Ｙ 切断線

Claims (7)

1. 積層方向に積層された複数の誘電体セラミック層と複数対の第１の内部電極層及び第２の内部電極層とを含み、前記積層方向において相対する第１の主面及び第２の主面と、前記積層方向に直交する幅方向において相対する第１の側面及び第２の側面と、前記積層方向及び前記幅方向に直交する長さ方向において相対する第１の端面及び第２の端面とを有する積層体と、
   前記積層体の前記第１の端面に設けられ、前記第１の端面において前記第１の内部電極層に接続されている第１の外部電極と、
   前記積層体の前記第２の端面に設けられ、前記第２の端面において前記第２の内部電極層に接続されている第２の外部電極とを備える積層セラミック電子部品であって、
   前記積層体は、前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層が前記誘電体セラミック層を介して対向している内層部と、前記内層部を前記積層方向に挟むように配設される外層部と、前記内層部及び前記外層部を前記幅方向に挟むように配設されるサイドマージン部とを備え、
   前記サイドマージン部は、前記幅方向に積層された複数のセラミック層から構成され、該セラミック層として、前記積層体の最も内側に配置されるインナー層と、前記積層体の最も外側に配置されるアウター層とを含み、
   前記積層体の前記幅方向及び前記積層方向の断面であるＷＴ断面を見たとき、少なくとも一方の側面側において、前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層の端面が前記誘電体セラミック層の端面に対して内側に位置し、前記積層方向に隣接する前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層の間に前記インナー層が入り込んでいる、積層セラミック電子部品。
2. 前記幅方向において、前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層の端面から前記アウター層までの距離は、１５μｍ以下である、請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
3. 前記幅方向において、前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層の端面から前記誘電体セラミック層の端面までの距離は、５μｍ以下である、請求項２に記載の積層セラミック電子部品。
4. 前記第１の内部電極層及び前記第２の内部電極層の間に入り込んだ部分を除いた前記インナー層は、前記アウター層よりも薄い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層セラミック電子部品。
5. 前記アウター層は、焼結助剤元素の含有量が前記インナー層よりも多い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層セラミック電子部品。
6. 前記サイドマージン部の各セラミック層を構成するセラミックの組成は、前記誘電体セラミック層を構成するセラミックの組成と異なる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層セラミック電子部品。
7. 前記サイドマージン部は、前記インナー層及び前記アウター層の２層から構成され、
   前記インナー層を構成するセラミック粒子の平均粒径は、前記アウター層を構成するセラミック粒子の平均粒径、及び、前記誘電体セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径よりも大きい、請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層セラミック電子部品。

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