JP2021005665A - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体層を構成する誘電体粒子の異常な粒成長を抑制することにより、積層セラミックコンデンサの耐湿性および耐熱性の低下を抑制する。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１００であって、複数の内部電極層の各々はＮｉを含有しており、第１，２サイドマージン部Ｓ１、２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。【選択図】図３

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサに関する。

積層セラミックコンデンサの構成を開示した先行文献として、特開平１１−３１７３２２号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載された積層セラミックコンデンサにおいては、誘電体層は、ＢａＴｉＯ_３系のセラミック粒子からなり、内部電極は、Ｎｉ粉末を主成分とする導電ペーストを焼成したものからなる。

特開平１１−３１７３２２号公報

誘電体層を構成する誘電体粒子が異常な粒成長した場合、積層セラミックコンデンサの耐湿性および耐熱性が低下することがある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、誘電体層を構成する誘電体粒子の異常な粒成長が抑制されることにより、耐湿性および耐熱性の低下が抑制された積層セラミックコンデンサを提供することを目的とする。

本発明に基づく積層セラミックコンデンサは、積層体と、第１外部電極と、第２外部電極とを備える。積層体は、積層方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の内部電極層を含む。積層体は、上記積層方向において相対する第１主面および第２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側面および第２側面と、上記積層方向および上記幅方向の両方に直交する長さ方向において相対する第１端面および第２端面とを含む。第１外部電極は、第１端面に設けられている。第２外部電極は、第２端面に設けられている。複数の内部電極層は、第１外部電極と接続された第１内部電極層、および、第２外部電極と接続された第２内部電極層を含む。積層体は、内層部と、第１外層部と、第２外層部と、第１サイドマージン部と、第２サイドマージン部とを含む。内層部においては、第１内部電極層および第２内部電極層の互いに対向している対向部が上記積層方向に積層されて静電容量を有している。第１外層部は、上記積層方向において内層部の第１主面側に位置する。第２外層部は、上記積層方向において内層部の第２主面側に位置する。第１サイドマージン部は、上記幅方向において内層部の第１側面側に位置する。第２サイドマージン部は、上記幅方向において内層部の第２側面側に位置する。複数の内部電極層の各々は、Ｎｉを含有している。複数の誘電体層の各々は、Ｎｉを含有している。第１サイドマージン部および第２サイドマージン部の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層のうち内層部に位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。

本発明によれば、誘電体層を構成する誘電体粒子の異常な粒成長を抑制して、積層セラミックコンデンサの耐湿性および耐熱性の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの外観を示す斜視図である。 図１の積層セラミックコンデンサをＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図１の積層セラミックコンデンサをＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。 図２の積層セラミックコンデンサをＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。 図２の積層セラミックコンデンサをＶ−Ｖ線矢印方向から見た断面図である。 図３の積層セラミックコンデンサのＶＩ部を拡大して示す断面図である。 図３の積層セラミックコンデンサのＶＩＩ部を拡大して示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの誘電体層におけるＮｉの粒界偏析部が位置する部分を拡大して示す図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、内層用セラミックグリーンシートに導電パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを積層している状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、積層された外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを熱圧着して構造体を形成した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、マザーブロックを第１分断面に沿って切断している状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、複数の積層体ブロックを第２分断面に沿って切断している状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、積層体チップにサイド用セラミックグリーンシートを貼り付ける状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において形成された積層体の外観を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、内層用セラミックグリーンシートに導電パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、内層用セラミックグリーンシート上に誘電体パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを積層している状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、積層された外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを熱圧着して構造体を形成した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、マザーブロックをカットラインに沿って切断している状態を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサについて図を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

図１は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの外観を示す斜視図である。図２は、図１の積層セラミックコンデンサをＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図１の積層セラミックコンデンサをＩＩＩ−ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、図２の積層セラミックコンデンサをＩＶ−ＩＶ線矢印方向から見た断面図である。図５は、図２の積層セラミックコンデンサをＶ−Ｖ線矢印方向から見た断面図である。図１〜図５においては、後述する積層体の長さ方向をＬ、積層体の幅方向をＷ、積層体の積層方向をＴで示している。

図１〜図５に示すように、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００は、積層体１１０と第１外部電極１２０と第２外部電極１３０とを備える。積層体１１０は、積層方向Ｔに沿って交互に積層された複数の誘電体層１４０および複数の内部電極層１５０を含む。

積層体１１０は、積層方向Ｔにおいて相対する第１主面１１１および第２主面１１２と、積層方向Ｔに直交する幅方向Ｗにおいて相対する第１側面１１３および第２側面１１４と、積層方向Ｔおよび幅方向Ｗの両方に直交する長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面１１５および第２端面１１６とを含む。第１外部電極１２０は、第１端面１１５に設けられている。第２外部電極１３０は、第２端面１１６に設けられている。

複数の内部電極層１５０は、第１外部電極１２０に接続された複数の第１内部電極層１５１、および、第２外部電極１３０に接続された複数の第２内部電極層１５２を含む。なお、図２および図３においては、第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々が５枚ずつ設けられている例を示しているが、第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々の枚数は５枚に限定されない。

図４に示すように、第１内部電極層１５１は、第２内部電極層１５２と対向している対向部１５１Ｃ、および、第１端面１１５に引き出されている引出部１５１Ｘを含む。図５に示すように、第２内部電極層１５２は、第１内部電極層１５１と対向している対向部１５２Ｃ、および、第２端面１１６に引き出されている引出部１５２Ｘを含む。

図２〜図５に示すように、積層体１１０は、内層部Ｃと第１外層部Ｘ１と第２外層部Ｘ２と第１サイドマージン部Ｓ１と第２サイドマージン部Ｓ２と第１エンドマージン部Ｅ１と第２エンドマージン部Ｅ２とに区画される。

内層部Ｃは、第１内部電極層１５１の対向部１５１Ｃおよび第２内部電極層１５２の対向部１５２Ｃが積層方向Ｔに積層されていることにより静電容量を有している。第１外層部Ｘ１は、積層方向Ｔにおいて内層部Ｃの第１主面１１１側に位置する。第２外層部Ｘ２は、積層方向Ｔにおいて内層部Ｃの第２主面１１２側に位置する。

第１サイドマージン部Ｓ１は、幅方向Ｗにおいて内層部Ｃの第１側面１１３側に位置する。第２サイドマージン部Ｓ２は、幅方向Ｗにおいて内層部Ｃの第２側面１１４側に位置する。第１エンドマージン部Ｅ１は、長さ方向Ｌにおいて内層部Ｃの第１端面１１５側に位置する。第２エンドマージン部Ｅ２は、長さ方向Ｌにおいて内層部Ｃの第２端面１１６側に位置する。

積層体１１０の長さ方向Ｌの寸法をＬ０、積層体１１０の幅方向Ｗの寸法をＷ０、積層体１１０の積層方向Ｔの寸法をＴ０、第１外層部Ｘ１の積層方向Ｔの寸法をＴ１、第２外層部Ｘ２の積層方向Ｔの寸法をＴ２、第１サイドマージン部Ｓ１の幅方向Ｗの寸法をＷ１、第２サイドマージン部Ｓ２の幅方向Ｗの寸法をＷ２、第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法をＬ１、および、第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法をＬ２、内層部Ｃの長さ方向Ｌの寸法をＬＣ、内層部Ｃの幅方向Ｗの寸法をＷＣ、内層部Ｃの積層方向Ｔの寸法をＴＣと規定する。

本実施形態においては、積層体１１０の長さ方向Ｌの寸法Ｌ０は１．２ｍｍ以上、幅方向Ｗの寸法Ｗ０は０．６ｍｍ以上、積層方向Ｔの寸法Ｔ０は０．６ｍｍ以上である。積層体１１０の長さ方向Ｌの寸法Ｌ０および幅方向Ｗの寸法Ｗ０は、積層体１１０の積層方向Ｔの中央部における寸法であり、積層方向Ｔの寸法Ｔ０は、積層体１１０の長さ方向Ｌの中央部における寸法である。積層体１１０の寸法は、マイクロメータまたは光学顕微鏡で測定することができる。

積層体１１０は、角部および稜線部に丸みを帯びていることが好ましい。ここで、角部は、積層体１１０の３面が交わる部分であり、稜線部は、積層体１１０の２面が交わる部分である。

内層部Ｃに位置する誘電体層１４０の厚みは３μｍ以上である。また、第１外層部Ｘ１の寸法Ｔ１および第２外層部Ｘ２の寸法Ｔ２の各々は、１００μｍ以上２００μｍ以下である。内層部Ｃに位置する誘電体層１４０の厚み、第１外層部Ｘ１の寸法Ｔ１および第２外層部Ｘ２の寸法Ｔ２の各々は、積層体１１０の幅方向Ｗの中央部の位置における寸法である。

複数の誘電体層１４０の各々は、たとえば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３またはＳｒＴｉＯ_３など、少なくともＴｉを含有するペロブスカイト構造の誘電体粒子を主成分として含む。複数の誘電体層１４０の各々は、Ｎｉを含有している。Ｎｉは、単体、および、ＮｉＯなどの化合物の少なくともいずれかの状態で誘電体層１４０に含有されている。さらに、上述した主成分に、Ｍｇ化合物、Ｍｎ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｅ化合物およびＣｏ化合物の少なくともいずれかの、主成分よりも含有量の少ない副成分が含まれていてもよい。なお、Ｍｇ化合物の含有量は、０．２５％ｍｏｌ以下である。Ｍｇ化合物の含有量を０．２５％ｍｏｌ以下にすることにより、誘電体層１４０の誘電率が低下することを抑制することができる。

第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々は、Ｎｉを含有している。第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々は、誘電体層１４０に含まれるセラミックと同一組成系の誘電体粒子をさらに含んでいてもよい。

第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々の厚みは、１μｍ以上である。また、第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２を含む内部電極層１５０の枚数は、たとえば３５０枚である。

ここで、誘電体層１４０、第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々の厚みは、以下の方法により測定することができる。

まず、積層体１１０の積層方向Ｔおよび幅方向Ｗにより規定される面、すなわち積層体１１０の長さ方向Ｌと直交する面を、研削によって露出させ、露出させた断面を走査型電子顕微鏡にて観察する。次に、露出させた断面の中心を通る積層方向Ｔに沿った中心線、および、この中心線から両側に等間隔に２本ずつ引いた線の合計５本の線上において、誘電体層１４０の厚みを測定する。この５つの測定値の平均値を、誘電体層１４０の厚みとする。

第１内部電極層１５１および第２内部電極層１５２の各々の厚みについても、誘電体層１４０の厚みを測定する方法に準じる方法で、誘電体層１４０の厚みを測定した断面と同じ断面について、走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。

第１外部電極１２０は、積層体１１０の第１端面１１５の全体に形成されているとともに、第１端面１１５から、第１主面１１１、第２主面１１２、第１側面１１３および第２側面１１４に回り込むように形成されている。第１外部電極１２０は、第１内部電極層１５１と電気的に接続されている。

第２外部電極１３０は、積層体１１０の第２端面１１６の全体に形成されているとともに、第２端面１１６から、第１主面１１１、第２主面１１２、第１側面１１３および第２側面１１４に回り込むように形成されている。第２外部電極１３０は、第２内部電極層１５２と電気的に接続されている。

第１外部電極１２０および第２外部電極１３０は、たとえば、下地電極層と、下地電極層上に配置されためっき層とを備える。下地電極層は、焼付け電極層、樹脂電極層および薄膜電極層などの層のうち、少なくとも１つの層を含む。

焼付け電極層は、ガラスと金属とを含む層であり、１層であってもよいし、複数層であってもよい。焼付け電極層は、たとえば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｄおよびＡｕからなる群より選ばれる１種の金属、または、この金属を含む合金で構成されており、たとえばＡｇとＰｄとの合金などを含む。

焼付け電極層は、ガラスおよび金属を含む導電ペーストを積層体１１０に塗布して焼き付けることによって形成される。焼き付けは、積層体１１０の焼成と同時に行なわれてもよいし、積層体１１０の焼成後に行なわれてもよい。

樹脂電極層は、たとえば、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む層として形成することができる。樹脂電極層を形成する場合には、焼付け電極層を形成せずに、積層体上に樹脂電極層を直接形成するようにしてもよい。樹脂電極層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。

薄膜電極層は、たとえば、金属粒子が堆積した１μｍ以下の層であり、スパッタ法または蒸着法などの既知の薄膜形成法により形成することができる。

下地電極層上に配置されるめっき層は、たとえば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｄおよびＡｕからなる群より選ばれる１種の金属、または、この金属を含む合金で構成されており、たとえばＡｇとＰｄとの合金などを含む。めっき層は、１層であってもよいし、複数層であってもよい。ただし、めっき層は、Ｎｉめっき層の上にＳｎめっき層が形成された２層構造であることが好ましい。Ｎｉめっき層は、下地電極層が積層セラミックコンデンサ１００を実装する際のはんだによって侵食されるのを防止する機能を有する。Ｓｎめっき層は、積層セラミックコンデンサ１００を実装する際のはんだの濡れ性を向上させる機能を有する。

なお、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０の各々は、下地電極層を備えず、積層体１１０上に直接配置されるめっき層により構成されていてもよい。この場合、めっき層が直接、第１内部電極層１５１または第２内部電極層１５２と接続される。以下では、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０の各々が下地電極層を備えず、積層体１１０上に直接形成されるめっき層を備える構成である場合のめっき層の詳細について説明する。

めっき層は、積層体１１０上に形成された第１めっき層と、第１めっき層上に形成された第２めっき層とを含むことが好ましい。ただし、無電解めっき法によりめっき層を形成する場合には、積層体１１０上に触媒を設けるようにしてもよい。

第１めっき層および第２めっき層の各々は、たとえば、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｂｉ、および、Ｚｎからなる群より選ばれる１種の金属、または当該金属を含む合金を含むことが好ましい。

本実施形態のように、内部電極層としてＮｉを用いた場合、第１めっき層としては、Ｎｉと接合性のよいＣｕを用いることが好ましい。また、第２めっき層としては、はんだ濡れ性のよいＳｎまたはＡｕを用いることが好ましい。また、第１めっき層として、はんだバリア性能を有するＮｉを用いるようにしてもよい。

第２めっき層は必要に応じて形成すればよい。したがって、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０の各々は、第１めっき層だけを備える構成であってもよい。また、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０の各々は、第１めっき層および第２めっき層に加えて、第２めっき層上に形成される別のめっき層をさらに備える構成であってもよい。

めっき層の単位体積あたりの金属の割合は、９９体積％以上であることが好ましい。また、めっき層は、ガラスを含まないことが好ましい。

以下、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００の複数の誘電体層１４０におけるＮｉの粒界偏析の分布について説明する。

図６は、図３の積層セラミックコンデンサのＶＩ部を拡大して示す断面図である。図７は、図３の積層セラミックコンデンサのＶＩＩ部を拡大して示す断面図である。図８は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの誘電体層におけるＮｉの粒界偏析部が位置する部分を拡大して示す図である。

図６〜図８に示すように、複数の誘電体層１４０の各々は、誘電体粒子１４１とＮｉの粒界偏析部１４２とを含む。図８に示すように、Ｎｉの粒界偏析部１４２は、主に、多結晶構造における結晶粒界の三重点に位置している。

図６に示すように、第２サイドマージン部Ｓ２におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。第１サイドマージン部Ｓ１においても同様に、第１サイドマージン部Ｓ１におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。

好ましくは、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い。

図７に示すように、第１外層部Ｘ１におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。第２外層部Ｘ２においても同様に、第２外層部Ｘ２におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。

好ましくは、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い。

ここで、Ｎｉの平均粒界偏析量の測定方法について説明する。
まず、積層体１１０の積層方向Ｔおよび幅方向Ｗにより規定される面、すなわち積層体１１０の長さ方向Ｌと直交する面を、研削によって露出させ、露出させた断面を波長分散型Ｘ線分析装置(ＷＤＸ)にてマッピングして、誘電体粒子１４１とＮｉの粒界偏析部１４２との面積比を測定する。１回の測定範囲は、１辺の長さが３０μｍ以上５０μｍ以下である正方形内の範囲である。測定範囲内に位置する誘電体層１４０におけるＮｉの粒界偏析部１４２の面積占有率(％)を、Ｎｉの平均粒界偏析量とする。

以下、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００を製造するための、第１製造方法および第２製造方法について説明する。

まず、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００を製造するための第１製造方法について説明する。

積層セラミックコンデンサ１００の第１製造方法においては、まず、セラミックス粉末、バインダおよび溶剤を含むセラミックスラリーが準備される。このセラミックスラリーがキャリアフィルム上において、ダイコータ、グラビアコータまたはマイクログラビアコータなどを用いてシート状に成形されることで、後述する、内層用セラミックグリーンシート２３、外層用セラミックグリーンシート２６およびサイド用セラミックグリーンシート２５が製作される。

外層用セラミックグリーンシート２６およびサイド用セラミックグリーンシート２５の各々は、Ｎｉ単体またはＮｉＯなどのＮｉ化合物を含有する点のみ、内層用セラミックグリーンシート２３とは異なる。具体的には、外層用セラミックグリーンシート２６およびサイド用セラミックグリーンシート２５の各々を作製する際には、セラミックス粉末、ＮｉＯ粉末、バインダおよび溶剤を含むセラミックスラリーを用いる。

次に、内層用セラミックグリーンシート２３に導電ペーストが帯状のパターンを有するようにスクリーン印刷、インクジェット印刷またはグラビア印刷などによって印刷されることにより、導電パターンが形成される。導電ペーストは、Ｎｉ粉、有機溶剤およびバインダなどを含む。

図９は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、内層用セラミックグリーンシートに導電パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。

図９に示すように、内層部Ｃに位置する誘電体層１４０となる内層用セラミックグリーンシート２３の表面に内部電極層１５０となる導電パターン２４が印刷された素材シートが準備される。

図１０は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを積層している状態を示す図である。

図１０に示すように、複数の素材シートおよび外層用セラミックグリーンシート２６が積層される。具体的には、内層用セラミックグリーンシート２３上に形成された帯状の導電パターン２４が同一の方向を向いた状態となるとともに、その帯状の導電パターン２４が隣り合う素材シート間において幅方向において半ピッチずつずれた状態となるように、複数の素材シートが積み重ねられる。積み重ねられた複数の素材シートの積層方向の両側に、複数の外層用セラミックグリーンシート２６が積層される。

図１１は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、積層された外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを熱圧着して構造体を形成した状態を示す図である。

図１１に示すように、積層された外層用セラミックグリーンシート２６および素材シートが熱圧着されることにより、構造体が形成され、形成された構造体の外周部が図中に示す切断線Ａに沿って切断されて除去されることにより、マザーブロック２０が製作される。

これにより、マザーブロック２０は、扁平な略直方体形状の外形を成すことになり、誘電体層１４０となる複数の内層用セラミックグリーンシート２３および複数の外層用セラミックグリーンシート２６、並びに、内部電極層１５０となる複数の導電パターン２４が積層された構造を有することになる。マザーブロック２０の４つの周端面の各々において、導電パターン２４の一部が露出している。

図１２は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、マザーブロックを第１分断面に沿って切断している状態を示す斜視図である。

図１２に示すように、第１分断工程として、マザーブロック２０が、帯状の複数の導電パターン２４が並ぶ方向(図中に示すＹ軸方向)と平行で、かつ、複数の導電パターン２４の積層方向(図中に示すＺ軸方向)と平行な、第１分断面Ｐ１(ＹＺ平面)に沿って行状に分断される。当該分断には、押切刃を用いた押し切り若しくは切削刃を用いたダイシング、または、レーザーカットなどが利用できるが、図１２には押切刃３２を用いた押し切りを行なう場合を例示している。

より詳細には、上記分断に際しては、帯状の複数の導電パターン２４が並ぶ方向(図中に示すＹ軸方向)に沿って押切刃３２が配置され、第１分断面Ｐ１(ＹＺ平面)に沿って複数の導電パターン２４の積層方向(図中に示すＺ軸方向)と平行な方向(図中に示す矢印Ｂ方向)に向けて押切刃３２がマザーブロック２０に進入させられることにより、マザーブロック２０から１つの積層体ブロック２１が切り出される。

上記分断に際しては、押切刃３２が一定のピッチで帯状の導電パターン２４の延在方向(図中に示すＸ軸方向)に沿って相対的に移動され、その度毎に押し切りが行なわれることにより、マザーブロック２０が複数の積層体ブロック２１に個片化される。

これにより、複数の積層体ブロック２１の各々は、略直方体形状の外形を成すことになり、帯状の複数の導電パターン２４が並ぶ方向(図中に示すＹ軸方向)と平行でかつ複数の導電パターン２４の積層方向(図中に示すＺ軸方向)と平行な一対の第１切断面をその外表面の一部として含むことになる。

図１３は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、複数の積層体ブロックを第２分断面に沿って切断している状態を示す斜視図である。

図１３に示すように、第２分断工程として、複数の積層体ブロック２１の各々が、複数の導電パターン２４の延在方向(図中に示すＸ軸方向)と平行で、かつ、上記一対の第１切断面と直交する方向(図中に示すＺ軸方向)と平行な、第２分断面Ｐ２(ＹＺ平面)に沿って列状に一括して分断される。当該分断には、押切刃３２を用いた押し切りが用いられる。

より詳細には、上記分断に際しては、複数の積層体ブロック２１における複数の導電パターン２４の延在方向(図中に示すＸ軸方向)に沿って押切刃３２が配置され、第２分断面Ｐ２(ＸＺ平面)に沿って上記一対の第１切断面と直交する方向(図中に示すＺ軸方向)と平行な方向(図中に示す矢印Ｃ方向)に向けて押切刃３２がマザーブロック２０に進入させられることにより、複数の積層体ブロック２１の各々から１つの積層体チップ２２が切り出される。

上記分断に際しては、押切刃３２が一定のピッチで帯状の導電パターン２４が並ぶ方向と平行な方向(図中に示すＹ軸方向)に沿って相対的に移動され、その度毎に押し切りが行なわれることにより、複数の積層体ブロック２１の各々が複数の積層体チップ２２に個片化される。

図１４は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において、積層体チップにサイド用セラミックグリーンシートを貼り付ける状態を示す斜視図である。

図１４に示すように、積層体チップ２２は、積層方向Ｔにおいて相対する第１主面２２ａおよび第２主面２２ｂと、積層方向Ｔに直交する幅方向Ｗにおいて相対する第１側面２２ｃおよび第２側面２２ｄと、長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面２２ｅおよび第２端面２２ｆとを含む。

積層体チップ２２の一方の第１側面２２ｃおよび第２側面２２ｄの各々に、接着剤によってサイド用セラミックグリーンシート２５を貼り付ける。

図１５は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第１製造方法において形成された積層体の外観を示す斜視図である。サイド用セラミックグリーンシート２５を貼り付けられた積層体チップ２２が、加熱されてセラミックス材料の焼結処理を施された後、バレル研磨されることにより、図１５に示すように積層体１１０が形成される。

積層体１１０の第１端面１１５および第２端面１１６の各々に導電性ペーストが塗布されることで金属層が形成され、形成された金属層に焼き付け処理が施され、さらにその後に、焼き付けられた金属層上にＮｉめっき、Ｓｎめっきを順に施すことで、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０が形成される。

以上において説明した第１製造方法の一連の工程を経ることにより、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００を製造することができる。

次に、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００を製造するための第２製造方法について説明する。

まず、誘電体セラミックを主たる成分とする、内層用セラミックグリーンシート２３および外層用セラミックグリーンシート２６、Ｎｉ粉末を導電材料として含有する内部電極用導電性ペースト、並びに、外部電極用導電性ペーストを準備する。

図１６は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、内層用セラミックグリーンシートに導電パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。

図１６に示すように、内層部Ｃに位置する誘電体層１４０となる内層用セラミックグリーンシート２３の表面に内部電極層１５０となる導電パターン２４が印刷された素材シートが準備される。

図１７は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、内層用セラミックグリーンシート上に誘電体パターンが形成された素材シートの外観を示す平面図である。

図１７に示すように、内層用セラミックグリーンシート２３上の導電パターン２４が形成されていない部分に、セラミックペーストが印刷されて誘電体パターン２７が形成される。このセラミックペーストを構成するセラミック材料は、内層用セラミックグリーンシート２３を構成するセラミック材料とは、Ｎｉ単体またはＮｉＯなどのＮｉ化合物を含有する点のみ異なる。具体的には、上記セラミックペーストは、ＮｉＯ粉末を含む。

なお、サイドギャップ部においてＮｉを偏って分布させる場合には、たとえば、Ｎｉの含有率の異なる複数種類のセラミックペーストを準備し、隣接して順に印刷する方法などを用いることが可能である。

図１８は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを積層している状態を示す図である。

図１８に示すように、複数の素材シートおよび外層用セラミックグリーンシート２６が積層される。具体的には、図１７に示す素体シートを長さ方向に交互に所定の距離だけずらしながら積層する。積み重ねられた複数の素材シートの積層方向の両側に、複数の外層用セラミックグリーンシート２６が積層される。

図１９は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、積層された外層用セラミックグリーンシートおよび素材シートを熱圧着して構造体を形成した状態を示す図である。

図１９に示すように、積層された外層用セラミックグリーンシート２６および素材シートが熱圧着されることによりマザーブロックが製作される。

図２０は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの第２製造方法において、マザーブロックをカットラインに沿って切断している状態を示す斜視図である。

図２０に示すように、マザーブロックをカットラインＣＬに沿ってカットすることにより、積層体チップが切り出される。図２０においては、便宜上、１枚の素体シートにカットラインＣＬを示している。なお、必要に応じて、積層体チップをバレル研磨などの方法で研磨して、積層体チップの稜線部および角部に丸みをつけてもよい。

次に、積層体チップを焼成して積層体１１０を形成する。焼成温度は、たとえば、９００℃以上１３００℃以下である。

次に、積層体１１０の第１端面１１５および第２端面１１６の各々に導電性ペーストが塗布されることで金属層が形成され、形成された金属層に焼き付け処理が施され、さらにその後に、焼き付けられた金属層上にＮｉめっき、Ｓｎめっきを順に施すことで、第１外部電極１２０および第２外部電極１３０が形成される。

以上において説明した第２製造方法の一連の工程を経ることにより、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００を製造することができる。

本実施形態においては、誘電体層１４０に含まれる誘電体粒子の平均粒径は、１８０ｎｍ以上２２０ｎｍ以下であり、内層部Ｃに位置する誘電体層１４０に含まれる誘電体粒子の平均粒径と、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々に含まれる誘電体粒子の平均粒径との差は±１０％以下である。また、内層部Ｃに位置する誘電体層１４０に含まれる誘電体粒子の平均粒径と、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々に含まれる誘電体粒子の平均粒径との差は±１０％以下である。

なお、誘電体粒子の平均粒径は、以下の方法により測定することができる。
まず、積層体１１０の長さ方向Ｌの中央部において、幅方向Ｗおよび積層方向Ｔを含む面が露出するまで研磨して断面を露出させる。

第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々の誘電体粒子の平均粒径を測定する際には、積層体１１０の積層方向Ｔの中央部において、第１側面１１３または第２側面１１４より２０μｍ内側の部位を電子顕微鏡を使い、倍率２００００倍で撮像する。

第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々の誘電体粒子の平均粒径を測定する際には、積層体１１０の幅方向Ｗの中央部において、第１主面１１１または第２主面１１２より２０μｍ内側の部位を電子顕微鏡を使い、倍率２００００倍で撮像する。

撮像した画像内で誘電体粒子を２００個ランダムに選択し、画像処理にて誘電体粒子の断面積を測定する。この断面積から直径を算出し、２００個の平均をとることで平均粒径とする。

本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００においては、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。

これにより、積層セラミックコンデンサ１００の製造の際の焼成工程において、特定領域における誘電体粒子の粒成長、すなわち、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々の誘電体粒子の粒成長が抑制される。

仮に、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々における誘電体粒子が異常な粒成長をした場合、積層体１１０内に応力が溜まり、外部から衝撃を受けた際に生じた欠損部を起点にして、内部電極層１５０までクラックが進展することがある。この場合、積層セラミックコンデンサ１００の耐湿性が低下して、積層セラミックコンデンサ１００の絶縁抵抗が低下する。また、異常粒成長部から排出されたＳｉが積層体１５０内を移動する際に内部電極層１５０を切断し、その切断箇所を起点として内部電極層１５０と誘電体層１４０との剥離が生じることにより、積層セラミックコンデンサ１００の耐熱性が低下する。

本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００においては、誘電体粒子の異常な粒成長が抑制されているため、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々において欠損部が生じた場合においても、内部電極層１５０までクラックが進展しないようにすることができ、ひいては、積層セラミックコンデンサ１００の耐湿性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１００においては、誘電体粒子の異常な粒成長が抑制されているため、異常粒成長部からのＳｉの排出が抑制され、積層セラミックコンデンサ１００の耐熱性の低下を抑制することができる。

なお、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量が、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量と同じかそれよりも多い場合、結晶粒界に偏析したＮｉが絶縁信頼性および誘電特性などの積層セラミックコンデンサそのものの特性に影響を及ぼす。ゆえに、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量を、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量よりも多くすることで、各種電気特性を保持しつつ、耐湿性および耐熱性の低下を抑制して信頼性の高い積層セラミックコンデンサを得ることができる。

好ましくは、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い。

複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分には、内部電極層１５０からＮｉが拡散しているため、内部電極層１５０から離れた位置にある、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量が、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多いことにより、効果的に誘電体層１４０を構成する誘電体粒子の異常な粒成長を抑制して、積層セラミックコンデンサ１００の耐湿性および耐熱性の低下を抑制することができる。

好ましくは、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い。これにより、積層セラミックコンデンサ１００の製造の際の焼成工程において、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々の誘電体粒子の粒成長が抑制される。その結果、誘電体層１４０を構成する誘電体粒子の異常な粒成長を抑制することができる。

なお、必ずしも、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量が、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多くなくてもよい。

好ましくは、第１外層部Ｘ１および第２外層部Ｘ２の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、複数の誘電体層１４０のうち内層部Ｃに位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い。

これにより、効果的に誘電体層１４０を構成する誘電体粒子の異常な粒成長を抑制して、積層セラミックコンデンサ１００の耐湿性および耐熱性の低下を抑制することができる。

上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２０ マザーブロック、２１ 積層体ブロック、２２ 積層体チップ、２２ａ，１１１ 第１主面、２２ｂ，１１２ 第２主面、２２ｃ，１１３ 第１側面、２２ｄ，１１４ 第２側面、２２ｅ，１１５ 第１端面、２２ｆ，１１６ 第２端面、２３ 内層用セラミックグリーンシート、２４ 導電パターン、２５ サイド用セラミックグリーンシート、２６ 外層用セラミックグリーンシート、２７ 誘電体パターン、３２ 押切刃、１００ 積層セラミックコンデンサ、１１０ 積層体、１２０ 第１外部電極、１３０ 第２外部電極、１４０ 誘電体層、１４１ 誘電体粒子、１４２ 粒界偏析部、１５０ 内部電極層、１５１ 第１内部電極層、１５１Ｃ，１５２Ｃ 対向部、１５１Ｘ，１５２Ｘ 引出部、１５２ 第２内部電極層、Ａ 切断線、Ｃ 内層部、ＣＬ カットライン、Ｅ１ 第１エンドマージン部、Ｅ２ 第２エンドマージン部、Ｌ 長さ方向、Ｐ１ 第１分断面、Ｐ２ 第２分断面、Ｓ１ 第１サイドマージン部、Ｓ２ 第２サイドマージン部、Ｔ 積層方向、Ｗ 幅方向、Ｘ１ 第１外層部、Ｘ２ 第２外層部。

Claims (4)

1. 積層方向に沿って交互に積層された複数の誘電体層および複数の内部電極層を含み、前記積層方向において相対する第１主面および第２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側面および第２側面と、前記積層方向および前記幅方向の両方に直交する長さ方向において相対する第１端面および第２端面とを含む積層体と、
   前記第１端面に設けられた第１外部電極と、
   前記第２端面に設けられた第２外部電極と、
   を備え、
   前記複数の内部電極層は、前記第１外部電極と接続された第１内部電極層、および、前記第２外部電極と接続された第２内部電極層を含み、
   前記積層体は、前記第１内部電極層および前記第２内部電極層の互いに対向している対向部が前記積層方向に積層されて静電容量を有している内層部と、前記積層方向において前記内層部の第１主面側に位置する第１外層部と、前記積層方向において前記内層部の第２主面側に位置する第２外層部と、前記幅方向において前記内層部の第１側面側に位置する第１サイドマージン部と、前記幅方向において前記内層部の第２側面側に位置する第２サイドマージン部とを含み、
   前記複数の内部電極層の各々は、Ｎｉを含有しており、
   前記複数の誘電体層の各々は、Ｎｉを含有しており、
   前記第１サイドマージン部および前記第２サイドマージン部の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、前記複数の誘電体層のうち前記内層部に位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い、積層セラミックコンデンサ。
2. 前記第１サイドマージン部および前記第２サイドマージン部の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、前記複数の誘電体層のうち前記内層部に位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い、請求項１に記載の積層セラミックコンデンサ。
3. 前記第１外層部および前記第２外層部の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、前記複数の誘電体層のうち前記内層部に位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より多い、請求項１または請求項２に記載の積層セラミックコンデンサ。
4. 前記第１外層部および前記第２外層部の各々におけるＮｉの平均粒界偏析量は、前記複数の誘電体層のうち前記内層部に位置する部分におけるＮｉの平均粒界偏析量より３倍以上多い、請求項３に記載の積層セラミックコンデンサ。

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