JP3363369B2 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
積層セラミックコンデンサInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、コンデンサ磁器
素体の端部に、焼き付け導体である第１導体層、導電性
樹脂の硬化による第２導体層、メッキ処理により形成し
た第３導体層を有する外部電極を形成した積層セラミッ
クコンデンサに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサは、例
えばチタン酸バリウムなどの誘電体セラミック材料から
なる誘電体層と、銀または銀−パラジウム合金などの貴
金属材料あるいはニッケルや銅などの卑金属材料からな
る内部電極層とが互いに積層された直方体形状の磁器素
体の対向する端部、即ち、端面及びその外周面に外部電
極が形成されて構成されていた。磁器素体に配置された
積層方向に互いに隣接しあう内部電極層は、磁器素体の
異なる端面に導出されており、この導出部分で外部電極
と接続していた。 【０００３】磁器素体の両端部に形成した外部電極は、
例えば、磁器素体側からＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｃｕ、
Ｎｉからなる導電ペーストの焼き付けによって形成され
た厚膜導体層、該厚膜導体層の表面を被覆し、半田食わ
れが生じ難い材料からなるニッケルメッキ層、該ニッケ
ルメッキ層８の表面を被覆するにスズ（Ｓｎ）または半
田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）からなる電極層から構成されてい
た（厚膜導体−メッキ型外部電極という）。 【０００４】また、別の構造の外部電極として、例え
ば、特公昭５８−４０１６１号公報に示すように、磁器
素体の端部に、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金からなる導電ペー
ストの焼き付けによって厚膜下地導体膜を形成し、該厚
膜下地導体膜上に、Ａｇ粉末を含有するレジン系の導電
性樹脂ペーストの硬化によって第２導体層を被着してい
た（厚膜導体−樹脂硬化型外部電極という）。これによ
り、磁器素体と厚膜下地導体膜との密着強度を高め、部
品の交換可能回数を向上させていた。 【０００５】さらに、別の構造の外部電極として、例え
ば、特開平４−２５７２１１号公報に示すように、磁器
素体の端部に厚膜下地導体膜を形成し、この厚膜下地導
体膜上にＡｇ粉末を含有するエポキシ／フェノール系の
熱硬化性樹脂ペーストの硬化して緩衝材層を被着し、さ
らに緩衝材層にメッキ層を被着していた（厚膜導体膜−
樹脂−メッキ型外部電極という）。 【０００６】これのような構造により、特に、緩衝材層
で機械的および熱的なストレスを吸収していた。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、厚膜導
体−メッキ型外部電極を有する積層セラミックコンデン
サでは、厚膜導体膜が外部電極の主体となる導体とな
り、充分な厚みを有していた。このため、厚膜導体膜と
磁器素体との間に、特に磁器素体の端部の外周部分に、
厚膜導体膜の焼き付け時に金属粉末の焼結収縮、誘電体
セラミック層へのガラス成分の拡散によってストレスが
生じてしまう。このような積層セラミックコンデンサを
プリント配線基板上に半田を用いて接合し、温度サイク
ル試験や熱衝撃試験のような急激な熱変化する厳しい環
境にさらすと、外部電極、半田、プリント配線基板の各
々の熱膨張係数差による応力の吸収が不十分となり、上
述のストレスの残存する磁器素体にクラックが発生して
しまうという問題点があった。 【０００８】その結果、積層セラミックコンデンサとし
て全く機能しなくなってしまう。 【０００９】また、厚膜導体−樹脂硬化型外部電極や厚
膜導体膜−樹脂−メッキ型外部電極を有する積層セラミ
ックコンデンサでは、外部電極に対し、磁器素体側から
外側に働く応力が加わると、導電性樹脂層に部分的な剥
離が生じやすくなる。このような導電性樹脂層に剥離が
発生した積層セラミックコンデンサをプリント配線基板
に半田接合性すると固着力の低下により、積層セラミッ
クコンデンサ自体がプリント配線基板から脱落してしま
う。 【００１０】また、許容量以上の急激な熱応力や外部応
力が外部電極にかかると、外部電極内に破壊が発生し、
磁器素体にクラックが入ることもある。これは、磁器素
体と厚膜下地導体層との接合強度、厚膜下地導体層と導
電性樹脂層との接合強度のバラランスが不良であると考
えられる。 【００１１】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は過激な温度環境の変化によっ
て応力が生じても、外部電極内の欠陥が乗じにくい高信
頼性の積層セラミックコンデンサを提供することにあ
る。さらに、磁器素体にクラックが発生しない高信頼性
の積層セラミックコンデンサを提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体層と内
部電極層とを交互に積層してなる磁器素体の両端面に、
磁器素体側から金属成分とガラス成分を含有する第１導
体層、金属成分と樹脂成分を含有する第２導体層、メッ
キ金属から成る第３導体層からなる外部電極を形成した
積層セラミックコンデンサにおいて、前記第１導電層
は、金属成分に対してガラス成分が５〜２０重量％含有
し、第２導電層は金属成分に対して樹脂成分が１０〜４
０重量％含有するとともに、前記磁器素体と第１導体層
との接合強度をＦ1、第１導体層と第２導体層との接合
強度Ｆ2とした時、 Ｆ1 ≧２．０ｋｇｆ、 Ｆ2 ≧１．０ｋｇｆ、 Ｆ1＞Ｆ2 を満足している。 【００１３】また、前記磁器素体の両端面に形成した第
１導体層、第２導体層、第３導体層からなる外部電極の
一部が、磁器素体の下面に延在しており、且つ前記第２
導体層の延在長さが、第１導体層の延在長さよりも０．
０５ｍｍ以上長くすることが望ましい。 【００１４】 【作用】本発明では、磁器素体の端面と外部電極の第１
導体層との第１の接合界面の接合強度Ｆ1 と前記第１導
体層と第２導体層との第２の接合界面の接合強度Ｆ2 と
の関係を特定したものである。 【００１５】上述の磁器素体の端面と外部電極の第１導
体層との第１の接合界面の接合強度Ｆ1 は、第１導体層
を形成する際に用いる導電性ペーストのガラス成分の組
成によって制御が可能である。また、前記第１導体層と
第２導体層との第２の接合界面の接合強度Ｆ2 は、第２
導体層を形成する導電性樹脂ペーストの例えばエポキシ
系熱硬化性樹脂の重量比率によって制御することができ
る。 【００１６】たとえば磁器素体の長手方向に外部電極を
引っ張った時、１６０８型（サイズ：長さ×幅×厚み＝
１．６×０．８×０．８ｍｍ）では磁器素体と第１導体
層との第１の接合界面の接着の接合強度Ｆ1 が２．０ｋ
ｇｆ以上、第１導体層と第２導体層との第２の接合界面
の接着の接合強度Ｆ2 が１．５〜２．０ｋｇｆとなるよ
うにする。また、２０１２型（サイズ：２．０×１．２
５×０．６〜１．２５ｍｍ）では接合強度Ｆ1 が２．５
ｋｇｆ以上、接合強度Ｆ2 が１．５〜２．５ｋｇｆとな
るようにする。３２１６型（サイズ：３．２×１．６×
０．６〜１．６ｍｍ）では接合強度Ｆ1 が３．０ｋｇｆ
以上、接合強度Ｆ2 が１．５〜３．０ｋｇｆとなるよう
にする。 【００１７】このような接合強度Ｆ1 、Ｆ2 との組み合
わせた２層の導体層上に、Ｎｉメッキ層とＳｎメッキ層
が被着された外部電極は、その引っ張り固着強度が、第
１導体層と第２導体層間の接合強度Ｆ2 で律速されるこ
とになる。この場合、接合強度Ｆ2 は、実用的な要求接
合強度である１ｋｇｆ以上であるため、プリント配線基
板に積層セラミックコンデンサを半田接合しても、十分
な接合強度が達成される。 【００１８】また、許容以上の外力により破壊される時
には、まず第１導体層と第２導体層間の剥離が発生する
ので、磁器素体と第１導体層との接合界面には悪影響な
く、従来のような素体磁器にクラックなどの破壊が発生
することがない。 【００１９】また、磁器素体の端部の外周部において、
第２導体層は第１導体層を完全被覆して、さらに、第１
導体層の先端から０．０５ｍｍ以上延在して磁器素体の
少なくとも下面と直接被着することになる。 【００２０】これにより、外部電極に外部から過度の応
力が加わった時に、外部電極と磁器素体との際に集中し
た応力を、第２導体層で吸収させることができるため、
磁器素体の端部の外周で発生するクラックなどの破損を
有効に防止できる。 【００２１】特に、第２導体層が第１導体層の先端から
０．０５ｍｍ以上延在していると、その効果は高く、逆
に、０．０５ｍｍ未満では、従来の厚膜導体−メッキ型
のように磁器素体の端部の外周で発生するクラックなど
の破損が顕著となる。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の積層セラミックコ
ンデンサを図面に基づいて詳説する。 【００２３】図１は本発明の積層セラミックコンデンサ
の外観斜視図であり、図２は縦断面を示す構造である。 【００２４】図において、積層セラミックコンデンサ１
０は、チタン酸バリウムなどの誘電体磁器材料となる誘
電体層２と内部電極３、４とが交互に積層されて磁器素
体１と、該磁器素体１の両端部に形成された外部電極
５、５とから構成されている。 【００２５】内部電極３、４は、ＰｄまたはＡｇ−Ｐｄ
合金などの貴金属材料あるいはニッケル（Ｎｉ）などの
卑金属材料からなり、内部電極３の一方端部は磁器素体
１の一方の端面に延出し、一方の外部電極５に接続され
ている。また、内部電極４の他方端部は磁器素体１の他
方の端面に延出し、他方の外部電極５に接続されてい
る。 【００２６】外部電極５、５は、磁器素体の両端部、即
ち、端面及びその周囲の外周面に形成されており、磁器
素体側から、ＡｇまたはＡｇ合金などからなる導電ペー
ストの焼き付けにより形成された第１導体層１１、前記
第１導体層表面にＡｇ粉末をエポキシ系熱硬化性樹脂に
混合した導電性樹脂の硬化により形成された第２導体層
１２、第２導体層１２の表面に半田食われが発生しにく
い材料のニッケルなどのメッキ形成した第３導体層１３
を被着する。尚、必要応じて、第３導体層１３上にスズ
（Ｓｎ）または半田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）などの材料から
なるスズまたは半田のメッキ層を形成する。 【００２７】ここで、第２導体層１２は、第１導体層１
１を完全に覆うように形成されており、その結果、磁器
素体１の端面部分は勿論のこと、端面の周囲の外周部、
即ち磁器素体の上面、下面及び両側面部分の端部に延在
して被着されている。しかも、第２導体層１２の延在部
１２ａの長さは、第１導体層１１の延在部１１ａの長さ
よりも、０．０５ｍｍ以上長くなっている。この延在長
さの差を延在変位量としてΔｘと記載する。 【００２８】次に、上述の構造の積層セラミックコンデ
ンサの製造方法を説明する。 【００２９】まず、誘電体層２となり、複数の素子が抽
出できる形状のセラミックグリーンシートを周知のテー
プ成型により形成する。次に、各素子領域に内部電極３
または４となる導体膜を金属粉末のペーストを用いて印
刷・乾燥により形成する。この導体膜はセラミックグリ
ーンシート上に多数の長方形が規則的に並ぶように配列
されることになる。 【００３０】次にこのように印刷されたセラミックグリ
ーンシートを磁器素体の積層数に応じた枚数を積層し、
熱圧着を行い、各素子ごとに所定形状に寸法に切断して
積層チップ体を形成する。この時、積層チップ体の一対
の端面から内部電極３、４となる導体膜が露出するよう
にする。 【００３１】次に裁断した積層チップ体を所定の雰囲
気、温度で焼成して、磁器素体１を形成する。 【００３２】次に、磁器素体１の両端部に外部電極５、
５を形成する。まず、外部電極５、５の第１導体層１１
は、磁器素体１の両端部を、ＡｇまたはＡｇ合金、Ｃｕ
などの卑金属などからなる導電ペーストに浸漬し、乾燥
して塗布膜を形成した後、この塗布膜を所定の雰囲気お
よび温度で焼き付けることにより形成する。焼成された
第１導体層１１の厚みは、例えば２０〜３０μｍであ
る。具体的には、１６０８型が２０μｍ、２０１２型が
３０μｍ、３２１６型が３０μｍである。ここで、第１
導体層１１は浸漬により形成されるため、端面から浸漬
した量に相当して磁器素体１の端面のみならず、端面の
周囲の外周部にも第１導体膜が形成されることになる。 【００３３】その後、第１導体層１１の表面に導電性エ
ポキシ系熱硬化性樹脂からなる第２導体層１２を形成す
る。具体的には、ＡｇまたはＡｇ合金などからなる金属
粉末にエポキシ系熱硬化性樹脂に混合された導電性樹脂
ペーストに、第１導体層１１が被着形成された磁器素体
１の端部を浸漬し、乾燥してのち、塗布膜を約１５０〜
２５０℃で硬化させて形成する。硬化された第２導体層
１２の厚みは、例えば２５〜７０μｍである。具体的に
は、１６０８型が２５μｍ、２０１２型が６０μｍ、３
２１６型が７０μｍである。ここで、第２導体層１２を
浸漬により形成すれば、磁器素体１の端面から浸漬した
量に相当して磁器素体１の端面周囲の外周部にも第２導
体膜１２を形成することができる。即ち、端面外周部に
おいて、第１導体層１１の先端部から延在変位量Δｘと
して０．０５ｍｍ以上延在されて第２導体層を形成する
ことから、第２導体層を樹脂ペーストの浸漬形成するに
あたり、浸漬量を、第１導体層を形成するために導電性
ペーストに浸漬した浸漬量に比較して、さらに、０．０
５ｍｍ以上深く浸漬させればよい。 【００３４】尚、第２導体層１２は、上述のように、樹
脂ペーストの浸漬、乾燥、硬化で形成するだけでなく、
例えば、樹脂ペーストの所定位置への印刷、乾燥、硬化
で形成しても構わない。 【００３５】次に、第２導体層１２上に、外部電極５，
５の半田食われを防止するために、例えば、ニッケルメ
ッキなどの第３導体層を形成する。さらに、外部電極
５、５に半田付着を容易にするために、例えばスズ（Ｓ
ｎ）または半田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）などの材料からなる
スズまたは半田のメッキ層を形成する。このようなメッ
キは電解メッキなどで形成できる。 【００３６】これにより、図１に示す積層セラミックコ
ンデンサが完成する。 【００３７】尚、外部電極４、５の形成にあたり、上述
のように積層素体１の両端部を、導電性ペーストや導電
性樹脂ペーストに浸漬するために、積層素体１の端部の
外周部に第１導体層１１、第２導体層１２が夫々延在す
るが、例えば、プリント配線基板への半田接合を考慮し
て、磁器素体１の端部の下面側のみに外部電極４、５の
延在部分を形成しても構わない。 【００３８】上述の第１導体層１１を形成するために用
いる導電性ペーストは、ＡｇやＡｇ合金などの金属粉
末、低融点ガラスフリット、分散材、バインダー、溶剤
との混合組成物、またはこれにアルミナやシリカなどの
セラミック粉体を入れた混合組成物で構成される。金属
粉末に対するガラスフリットの重量比を５〜２０重量％
とすることが重要である。このガラスフリットの添加量
によって、磁器素体と第１導体層１１との接合強度Ｆ1
を制御できるためである。上述の量比でガラスフリット
を添加することにより、磁器素体の端面の面積が小さい
例えば、１６０８型（端面の面積：０．８×０．８ｍ
ｍ）であっても、接合強度Ｆ1 を２ｋｇｆ以上にするこ
とができ、外部電極５、５の引っ張り強度が使用上問題
のないレベルである１ｋｇ以上とすることができる。 【００３９】上述のガラスフリットの比率が５重量％未
満であると、磁器素体１と第１導体層１１の強度Ｆ1 は
低下してしまい、接合強度Ｆ1 を１ｋｇｆ以上とできて
も、第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度Ｆ2
よりも大きくすることが困難となる。 【００４０】上述のガラスフリットの比率が２０重量％
を越えると磁器素体１と第１導体層１１の強度Ｆ1 は増
加するものの、逆に第１導体層１１の表面にガラス成分
が析出されてしまい、第２導体層１２との電気的導通の
劣化や接合強度を劣化させることになる。 【００４１】上記金属粉末は、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、及びそれらの合金が用いられ、ガラスフリットは、
Ｚｎ、Ｐｂ、Ｂｉなどのホウケイ酸塩などの混合物が用
いられ、バインダーには炭化水素系、アクリル系、アル
キド系、アミノ系のポリエステルやロジン誘導体などが
用いられ、溶剤は炭化水素系、アルコール系、エーテル
系、ケトン系、脂肪族系などが用いられる。 【００４２】第２導体層１２を形成する導電性樹脂ペー
ストは、金属粉末と熱硬化性エポキシ系樹脂と硬化剤と
の混合組成物に有機媒体を入れた混合組成物によって形
成される。 【００４３】熱硬化性エポキシ系樹脂の分子量あるいは
金属粉末と熱硬化性エポキシ系樹脂重量比で第１導体層
に対する接合強度を制御することができる。 【００４４】熱硬化性エポキシ系樹脂の分子量は、比較
的低いことが望ましく、例えば、千数百以下が望まし
い。 【００４５】また、金属粉末に対する熱硬化性樹脂組成
分の重量比が１０〜４０重量％の程度が望ましい。 【００４６】比較的低い分子量のエポキシ系樹脂を上述
の範囲で用いることにより、磁器素体の端面の面積が小
さい１６０８型（端面の面積：０．８×０．８ｍｍ）で
あっても、外部電極の引っ張り強度を使用上問題ないレ
ベルである１ｋｇｆ以上が達成できる。しかも、この導
電性樹脂ペーストによって形成した第２導体層１２と第
１導体層１１との接合強度Ｆ2 を、磁器素体１と第１導
体層１１との接合強度Ｆ1 未満に容易に制御することが
できる。 【００４７】尚、上記熱硬化性エポキシ樹脂の分子量が
非常に低い場合、例えば３００以下では過剰な反応性と
なってしまい、接合強度Ｆ2 を接合強度Ｆ1 未満にする
ことが困難となる。また、分子量が高い場合、例えば１
２００を超えると、接合強度Ｆ2 自身が得られなくな
る。 【００４８】また、エポキシ樹脂と金属粉末との重量比
率において、樹脂比率が多いほど固着強度が増加する。
そして、エポキシ樹脂の金属粉末に対する比率が４０重
量％を越えるでは、硬化した第２導体層１２の表面に樹
脂が偏在してしまい、第３導体層１３であるメッキ層の
被覆が不可能となってしまう。 【００４９】また、エポキシ樹脂の比率が１０重量％未
満では、第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度
Ｆ2 を１．０ｋｇｆ以上とすることが困難となる。 【００５０】上記金属粉末は金、銀、白金、パラジウ
ム、ロジウム、ニッケル、銅を単独でまた、それらの合
金などからなる。 【００５１】また、エポキシ系樹脂は分子中に２個また
はそれ以上のエポキシ基を有する化合物からなり、硬化
剤または触媒の作用で硬化する。そして、このエポキシ
系樹脂はビスフェノールＡ型エポキシ系樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ系樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポ
キシ系樹脂の液状エポキシ樹脂より選択する。 【００５２】硬化剤にはポリアミト硬化剤、脂肪族ポリ
アミン硬化剤、環状脂肪族ポリアミン硬化剤、芳香族ポ
リアミン硬化剤、ジシアンジアミド等を使用する。上記
有機媒体として、各種の脂肪族アルコールとそのエステ
ル、カルビトール系溶媒、ケトン系溶媒、または炭化水
素系溶媒などが挙げられる。 【００５３】第２導体層１２は、上述したように、導電
性樹脂ペーストをスクリーン印刷、浸漬などによって塗
布膜を形成し、８０〜１４０℃の温度にて仮乾燥させ、
その後、導電性樹脂ペースト中の溶媒成分を完全に除去
するために６０〜１２０℃の温度雰囲気で１５〜９０分
間脱溶剤を行い、しかる後に、１５０〜２５０℃の温度
にて３０〜１２０分間加熱することで、硬化されて形成
される。 【００５４】以上のように、本発明のの積層セラミック
コンデンサによれば、磁器素体２と第１導体層１１との
接続強度Ｆ1 及び第１導体層１１と第２導体層１２との
接続強度Ｆ2 との関係を、上述のようにして制御して、
各々の接続１．０ｋｇｆ以上として、且つ両接合強度Ｆ
1 及びＦ2 の関係が、Ｆ1 ＞Ｆ2 となるように設定し
た。 【００５５】これにより、外部電極５、５を剥離しよう
とする通常の外部からの応力がかかっても、磁器素体１
と第１導体層１１との接合界面及び第１導体層１１と第
２導体層１２との接合界面で剥離発生がない。しかも、
急激な熱変化や過度の外力による衝撃を受けても、第２
導体層１２である導電性を有するエポキシ系熱硬化性樹
脂層でその急激な衝撃を吸収するために、磁器素体１に
クラックや破損を発生させることがない。 【００５６】仮に、許容衝撃を超える外力などが印加さ
れたときには、磁器素体１の誘電体磁器層２にクラック
が発生せず、接合強度Ｆ1 とＦ2 との差により、外部電
極５、５の第１導体層１１と第２導体層１２との界面で
剥離が発生するだけであり、コンデンサ磁器素体にクラ
ックが入るという最も致命的な内部電極３、４間の電気
的短絡故障を回避することができる。 【００５７】また、本願発明は同時に、磁器素体１の両
端部の外周部、即ち、磁器素体１の両端部の両主面及び
両側面に、第２導体層１２が、第１導体層１１の端縁よ
りも中央部寄りに延在変位量Δｘとして０．０５ｍｍ以
上延在して被覆している。尚、第１導体層の延在部を符
号１１ａで、第２導体層１２の延在部を符号１２ａで示
す。 【００５８】従って、上述したように、外部電極５、５
に外部から衝撃等の応力が加わっても、第１導体層１１
にその応力が加わる前に、第２導体層１２全体で吸収し
ている。この第１及び第２導体層１１、１２の延在部１
１ａ、１２ａにおいても、同様に、第１導体層１１の延
在部１１ａから磁器素体１の表面にかかる応力を、第１
導体層１１の延在部１１ａに印加される前に、第２導体
層１２の延在部１２ａで吸収することになる。 【００５９】従って、第１及び第２導体層１１、１２の
延在部１１ａ及び１２ａと磁器素体１との接合部分で磁
器中にクラックの発生を有効に抑えられることになる。 【００６０】これに対して、第２導体層１２の延在部１
２ａが、第１導体層１１の延在部１１ａよりも中央寄り
に延出していない場合や、仮に延出していても、０. ０
５ｍｍ未満であると、第１導体層１１の延在部１１ａと
磁器素体１との接合界面部分で応力集中してしまい、そ
の結果、磁器にクラックなどが発生してしまう。 【００６１】 【実施例】（例１）本発明の２０１２型（２．０×１．
２５×０．８５ｍｍ）の積層セラミックコンデンサの磁
器素体１を用いて、磁器素体１の対向する端部に厚み３
０μｍの第１導体層１１を形成した。第１導体層１１を
形成する導電性ペーストは、Ａｇを主成分とし、ガラス
フリットにホウケイ酸亜鉛系のものとホウケイ酸鉛系の
２種類用い、Ａｇ粉末に対してガラスフリットの添加量
を重量にして５〜２０％の範囲で変化させた。尚、あら
かじめ、異質な塗布形状とならないようにペースト粘度
を溶剤量で調整した。また、焼き付け時の電極割れが起
こらないように銀粉末を微粉タイプとフレーク状の粗粒
タイプとの混合比率を変えて調整した。 【００６２】そして、第１導体層１１のみを形成した
後、磁器素体と第１導体層との接合強度を測定可能とす
るために、ニッケル及びスズメッキを施して、リード線
を端面中央に垂直に半田接合し、ロードセル試験器で、
引っ張り強度試験を行った。その際に５０個の試料につ
いて調べた。 【００６３】その結果、磁器素体１と第１導体層１１と
の間の接合強度Ｆ1 は、図３の特性図に示す結果となっ
た。尚、縦軸は強度、横軸は金属成分を１００とした時
のガラス重量比率である。 【００６４】Ａｇに対してガラスフリットの添加量を多
くするにつれて固着強度が向上してきている。また、ガ
ラスフリット量が多くなるにつれて焼き付け電極表面に
ガラスがにじみ出てくる現象が強くなり、ガラスフリッ
ト量が２０重量％を超えると、その後にアルミナ研磨粉
と水を入れたポットで回転バレルをかけても表面浮きガ
ラス層がきれいにとれなかった。この表面ガラス層は電
気的導電性ばかりでなく、この後の熱硬化性樹脂への接
合強度も低下させる。 【００６５】（例２）上述の例１にて作成した積層セラ
ミックコンデンサの試料の第１導体層１１を形成した試
料を用いて、第１導体層１１上に第２導体層１２を熱硬
化型導電性ペースト形成し、第１導体層１１と第２導体
層との接合強度について測定した。尚、第１導体層１１
である焼き付けＡｇ導体膜上にＡｇ系導電性粉末をエポ
キシ系樹脂に分散した導電性樹脂ペーストを第１導体層
１１を完全に覆うように６０μｍの厚みで塗布し、さら
に乾燥し、ついで８０〜１２０℃の温度にて脱溶剤し、
その後、１５０〜２００℃の温度で硬化させ、これによ
ってエポキシ系熱硬化性樹脂からなる第２導体層１２を
形成した。そして、ニッケルメッキ層１３を電解メッキ
で形成し、このニッケルメッキ層１３の上にスズ系層を
電解メッキで形成した。このような積層セラミックコン
デンサを作製するに当たって、導電性樹脂ペーストの金
属成分１００に対して樹脂固形分比率を１０〜４０重量
％変化させて測定した。 【００６６】その結果、第１導体層１１と第２導体層１
２との間の接合強度Ｆ2 は、図４の特性図に示す結果と
なった。 【００６７】その結果、図４に示すように、接合強度Ｆ
2 は、図４の特性図において、尚、線ａ、線ｂともに横
軸は固形成分に対するガラスフリットの重量比率を示
す。 【００６８】尚、エポキシ樹脂の重量比率が、４０重量
％を越えると、第２導体層１２の表面に樹脂成分が析出
されて、安定してニッケルメッキ層１３を形成すること
ができなくなる。 【００６９】また、温度サイクル耐久性テストは、−５
５℃の雰囲気に３０分間保持し、そして、１５０℃の雰
囲気に３０分間保持し、その冷却／加熱サイクルを１０
００回おこなって、容量の低下状況を調べた。その際に
５０個の試料について、磁器素体のクラックの発生頻度
と外部電極の剥離を測定した。 【００７０】温度サイクルテストの結果、固形分比率が
銀粉末に対して１０〜４０ｗｔ％の試料は初期の固着強
度が高く、さらに温度サイクル耐久性テストをおこなっ
ても、ほとんど低下しなった。また、コンデンサ本体に
クラックが発生せず、外部電極の剥離もなった。 【００７１】（例３）図３、図４に示す２つの接合強度
Ｆ1 、Ｆ2 との関係をＦ1 ＞Ｆ2 とすることが重要であ
る。従って、例えば、第１導体層１１を形成する導電性
ペーストのガラス重量比率が１０重量％で、第２導体層
１２を形成する導電性樹脂ペーストの樹脂重量比率が２
０重量％以上では、強度のバラツキなどにより、Ｆ1 ＞
Ｆ2 とならない場合がある。従って、各々の接合強度Ｆ
1 、Ｆ2 を測定し、Ｆ1 ＞Ｆ2が満足するように制御し
なくてはならない。 【００７２】そこで、本発明者らは、１６０８型、２０
１２型、３２１６型の積層セラミックコンデンサの外部
電極を構成する第１導体層１１の導電性ペーストのガラ
ス重量比率を１０重量％に設定し、第２導体層１３の導
電性樹脂ペーストのエポキシ樹脂の２０重量％に設定し
た。そして、磁器素体１と第１導体層１１との接合強度
Ｆ1 と第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度Ｆ
2 を図５で合成した。 【００７３】尚、試料の形式による第１導体層の１１、
第２導体層１２の厚みは、夫々先の具体例に示す値とし
た。また、図５において、横軸は、各形式、縦軸は接合
強度を示している。 【００７４】図５から理解できるように、この組み合わ
せでは、各々の接合強度Ｆ1 、Ｆ2にばらつきが生じて
も、接合強度Ｆ1 、Ｆ2 を各々１．０ｋｇｆ以上とし
て、しかも、Ｆ1 ＞Ｆ2 となっている。 【００７５】また、この例で、第１導体層１１のガラス
重量比率が１０重量％であるが、図３の結果を参酌すれ
ば、第２導体層１２のエポキシ樹脂の重量比率を変えず
に、ガラス重量比率を１０重量％以上に設定しても、な
んら支障のないことがわかる。 【００７６】（例４）（例２）の積層セラミックコンデ
ンサ試料の中で良好な結果を得た条件で、第２導体層１
２を第１導体層１１の表面を完全に覆い、しかも、磁器
素体１の端部の外周面で、第１導体層１１の延在部１１
ａの先端部から延在する距離Δｘを種々変えた試料を作
成した。 【００７７】そして、上述した温度サイクル耐久性テス
トを行い、磁器素体１の内部に発生する内部クラック観
察を併用した。 【００７８】その結果、磁器素体１の端部の外周部に延
在する第１導体層１１の延在部よりも、第２導体層１２
の延在部１２ａが、磁器素体の中央部側に少なくとも
０. ０５ｍｍ以上延在すると、密着強度テスト、さらに
温度サイクル耐久性テストのいずれにも良好な結果が得
られた。これに対し、第２導体層１２の延在部１２ａが
第１導体層１１の延在部１１ａからさらに延在する延在
変位量Δｘが０．０５ｍｍ未満の場合には、クラックの
発生が観察された。 【００７９】このことは、プリント配線基板に試料を半
田接合した後、プリント配線基板を強制的にたわませ
て、試料に機械的応力を与えたのみ試験に検証された。
例えば、９０ｍｍのスパンで１０ｍｍたわませる加速た
わみ試験で図６に示すように、延在変位量Δｘが０．０
５ｍｍ以上では、全数の試料でクラックは発生しない。 【００８０】以上の結果より磁器素体１の端部の外周部
に、第２導体層１２の延在部１２ａを第１導体層１１の
延在部１１ａよりも磁器素体中央寄りに少なくとも０.
０５ｍｍ以上延ばさなければならないとが判明した。 【００８１】尚、上述の実験例では、２０１２型サイズ
の磁器素体を用いて実験を行ったが、端面の面積が比較
的小さな１６０８型サイズ、端面の面積が比較的大きな
３２１６型サイズであっても同様な結果が得られた。 【００８２】 【発明の効果】以上のとおり、本発明のによれば、回路
基板に実装し、その後、温度サイクルや熱衝撃によって
応力が発生したとしても、磁器素体にクラックが発生す
ることがなく、さらに外部電極が剥離しなくなり、しか
も、実装基板との固着強度にも優れ、その結果、高品質
かつ長期信頼性の積層セラミックコンデンサとなる。
素体の端部に、焼き付け導体である第１導体層、導電性
樹脂の硬化による第２導体層、メッキ処理により形成し
た第３導体層を有する外部電極を形成した積層セラミッ
クコンデンサに関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサは、例
えばチタン酸バリウムなどの誘電体セラミック材料から
なる誘電体層と、銀または銀−パラジウム合金などの貴
金属材料あるいはニッケルや銅などの卑金属材料からな
る内部電極層とが互いに積層された直方体形状の磁器素
体の対向する端部、即ち、端面及びその外周面に外部電
極が形成されて構成されていた。磁器素体に配置された
積層方向に互いに隣接しあう内部電極層は、磁器素体の
異なる端面に導出されており、この導出部分で外部電極
と接続していた。 【０００３】磁器素体の両端部に形成した外部電極は、
例えば、磁器素体側からＡｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｃｕ、
Ｎｉからなる導電ペーストの焼き付けによって形成され
た厚膜導体層、該厚膜導体層の表面を被覆し、半田食わ
れが生じ難い材料からなるニッケルメッキ層、該ニッケ
ルメッキ層８の表面を被覆するにスズ（Ｓｎ）または半
田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）からなる電極層から構成されてい
た（厚膜導体−メッキ型外部電極という）。 【０００４】また、別の構造の外部電極として、例え
ば、特公昭５８−４０１６１号公報に示すように、磁器
素体の端部に、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ合金からなる導電ペー
ストの焼き付けによって厚膜下地導体膜を形成し、該厚
膜下地導体膜上に、Ａｇ粉末を含有するレジン系の導電
性樹脂ペーストの硬化によって第２導体層を被着してい
た（厚膜導体−樹脂硬化型外部電極という）。これによ
り、磁器素体と厚膜下地導体膜との密着強度を高め、部
品の交換可能回数を向上させていた。 【０００５】さらに、別の構造の外部電極として、例え
ば、特開平４−２５７２１１号公報に示すように、磁器
素体の端部に厚膜下地導体膜を形成し、この厚膜下地導
体膜上にＡｇ粉末を含有するエポキシ／フェノール系の
熱硬化性樹脂ペーストの硬化して緩衝材層を被着し、さ
らに緩衝材層にメッキ層を被着していた（厚膜導体膜−
樹脂−メッキ型外部電極という）。 【０００６】これのような構造により、特に、緩衝材層
で機械的および熱的なストレスを吸収していた。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、厚膜導
体−メッキ型外部電極を有する積層セラミックコンデン
サでは、厚膜導体膜が外部電極の主体となる導体とな
り、充分な厚みを有していた。このため、厚膜導体膜と
磁器素体との間に、特に磁器素体の端部の外周部分に、
厚膜導体膜の焼き付け時に金属粉末の焼結収縮、誘電体
セラミック層へのガラス成分の拡散によってストレスが
生じてしまう。このような積層セラミックコンデンサを
プリント配線基板上に半田を用いて接合し、温度サイク
ル試験や熱衝撃試験のような急激な熱変化する厳しい環
境にさらすと、外部電極、半田、プリント配線基板の各
々の熱膨張係数差による応力の吸収が不十分となり、上
述のストレスの残存する磁器素体にクラックが発生して
しまうという問題点があった。 【０００８】その結果、積層セラミックコンデンサとし
て全く機能しなくなってしまう。 【０００９】また、厚膜導体−樹脂硬化型外部電極や厚
膜導体膜−樹脂−メッキ型外部電極を有する積層セラミ
ックコンデンサでは、外部電極に対し、磁器素体側から
外側に働く応力が加わると、導電性樹脂層に部分的な剥
離が生じやすくなる。このような導電性樹脂層に剥離が
発生した積層セラミックコンデンサをプリント配線基板
に半田接合性すると固着力の低下により、積層セラミッ
クコンデンサ自体がプリント配線基板から脱落してしま
う。 【００１０】また、許容量以上の急激な熱応力や外部応
力が外部電極にかかると、外部電極内に破壊が発生し、
磁器素体にクラックが入ることもある。これは、磁器素
体と厚膜下地導体層との接合強度、厚膜下地導体層と導
電性樹脂層との接合強度のバラランスが不良であると考
えられる。 【００１１】本発明は、上述の問題点に鑑みて案出され
たものであり、その目的は過激な温度環境の変化によっ
て応力が生じても、外部電極内の欠陥が乗じにくい高信
頼性の積層セラミックコンデンサを提供することにあ
る。さらに、磁器素体にクラックが発生しない高信頼性
の積層セラミックコンデンサを提供することにある。 【００１２】 【課題を解決するための手段】本発明は、誘電体層と内
部電極層とを交互に積層してなる磁器素体の両端面に、
磁器素体側から金属成分とガラス成分を含有する第１導
体層、金属成分と樹脂成分を含有する第２導体層、メッ
キ金属から成る第３導体層からなる外部電極を形成した
積層セラミックコンデンサにおいて、前記第１導電層
は、金属成分に対してガラス成分が５〜２０重量％含有
し、第２導電層は金属成分に対して樹脂成分が１０〜４
０重量％含有するとともに、前記磁器素体と第１導体層
との接合強度をＦ1、第１導体層と第２導体層との接合
強度Ｆ2とした時、 Ｆ1 ≧２．０ｋｇｆ、 Ｆ2 ≧１．０ｋｇｆ、 Ｆ1＞Ｆ2 を満足している。 【００１３】また、前記磁器素体の両端面に形成した第
１導体層、第２導体層、第３導体層からなる外部電極の
一部が、磁器素体の下面に延在しており、且つ前記第２
導体層の延在長さが、第１導体層の延在長さよりも０．
０５ｍｍ以上長くすることが望ましい。 【００１４】 【作用】本発明では、磁器素体の端面と外部電極の第１
導体層との第１の接合界面の接合強度Ｆ1 と前記第１導
体層と第２導体層との第２の接合界面の接合強度Ｆ2 と
の関係を特定したものである。 【００１５】上述の磁器素体の端面と外部電極の第１導
体層との第１の接合界面の接合強度Ｆ1 は、第１導体層
を形成する際に用いる導電性ペーストのガラス成分の組
成によって制御が可能である。また、前記第１導体層と
第２導体層との第２の接合界面の接合強度Ｆ2 は、第２
導体層を形成する導電性樹脂ペーストの例えばエポキシ
系熱硬化性樹脂の重量比率によって制御することができ
る。 【００１６】たとえば磁器素体の長手方向に外部電極を
引っ張った時、１６０８型（サイズ：長さ×幅×厚み＝
１．６×０．８×０．８ｍｍ）では磁器素体と第１導体
層との第１の接合界面の接着の接合強度Ｆ1 が２．０ｋ
ｇｆ以上、第１導体層と第２導体層との第２の接合界面
の接着の接合強度Ｆ2 が１．５〜２．０ｋｇｆとなるよ
うにする。また、２０１２型（サイズ：２．０×１．２
５×０．６〜１．２５ｍｍ）では接合強度Ｆ1 が２．５
ｋｇｆ以上、接合強度Ｆ2 が１．５〜２．５ｋｇｆとな
るようにする。３２１６型（サイズ：３．２×１．６×
０．６〜１．６ｍｍ）では接合強度Ｆ1 が３．０ｋｇｆ
以上、接合強度Ｆ2 が１．５〜３．０ｋｇｆとなるよう
にする。 【００１７】このような接合強度Ｆ1 、Ｆ2 との組み合
わせた２層の導体層上に、Ｎｉメッキ層とＳｎメッキ層
が被着された外部電極は、その引っ張り固着強度が、第
１導体層と第２導体層間の接合強度Ｆ2 で律速されるこ
とになる。この場合、接合強度Ｆ2 は、実用的な要求接
合強度である１ｋｇｆ以上であるため、プリント配線基
板に積層セラミックコンデンサを半田接合しても、十分
な接合強度が達成される。 【００１８】また、許容以上の外力により破壊される時
には、まず第１導体層と第２導体層間の剥離が発生する
ので、磁器素体と第１導体層との接合界面には悪影響な
く、従来のような素体磁器にクラックなどの破壊が発生
することがない。 【００１９】また、磁器素体の端部の外周部において、
第２導体層は第１導体層を完全被覆して、さらに、第１
導体層の先端から０．０５ｍｍ以上延在して磁器素体の
少なくとも下面と直接被着することになる。 【００２０】これにより、外部電極に外部から過度の応
力が加わった時に、外部電極と磁器素体との際に集中し
た応力を、第２導体層で吸収させることができるため、
磁器素体の端部の外周で発生するクラックなどの破損を
有効に防止できる。 【００２１】特に、第２導体層が第１導体層の先端から
０．０５ｍｍ以上延在していると、その効果は高く、逆
に、０．０５ｍｍ未満では、従来の厚膜導体−メッキ型
のように磁器素体の端部の外周で発生するクラックなど
の破損が顕著となる。 【００２２】 【発明の実施の形態】以下、本発明の積層セラミックコ
ンデンサを図面に基づいて詳説する。 【００２３】図１は本発明の積層セラミックコンデンサ
の外観斜視図であり、図２は縦断面を示す構造である。 【００２４】図において、積層セラミックコンデンサ１
０は、チタン酸バリウムなどの誘電体磁器材料となる誘
電体層２と内部電極３、４とが交互に積層されて磁器素
体１と、該磁器素体１の両端部に形成された外部電極
５、５とから構成されている。 【００２５】内部電極３、４は、ＰｄまたはＡｇ−Ｐｄ
合金などの貴金属材料あるいはニッケル（Ｎｉ）などの
卑金属材料からなり、内部電極３の一方端部は磁器素体
１の一方の端面に延出し、一方の外部電極５に接続され
ている。また、内部電極４の他方端部は磁器素体１の他
方の端面に延出し、他方の外部電極５に接続されてい
る。 【００２６】外部電極５、５は、磁器素体の両端部、即
ち、端面及びその周囲の外周面に形成されており、磁器
素体側から、ＡｇまたはＡｇ合金などからなる導電ペー
ストの焼き付けにより形成された第１導体層１１、前記
第１導体層表面にＡｇ粉末をエポキシ系熱硬化性樹脂に
混合した導電性樹脂の硬化により形成された第２導体層
１２、第２導体層１２の表面に半田食われが発生しにく
い材料のニッケルなどのメッキ形成した第３導体層１３
を被着する。尚、必要応じて、第３導体層１３上にスズ
（Ｓｎ）または半田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）などの材料から
なるスズまたは半田のメッキ層を形成する。 【００２７】ここで、第２導体層１２は、第１導体層１
１を完全に覆うように形成されており、その結果、磁器
素体１の端面部分は勿論のこと、端面の周囲の外周部、
即ち磁器素体の上面、下面及び両側面部分の端部に延在
して被着されている。しかも、第２導体層１２の延在部
１２ａの長さは、第１導体層１１の延在部１１ａの長さ
よりも、０．０５ｍｍ以上長くなっている。この延在長
さの差を延在変位量としてΔｘと記載する。 【００２８】次に、上述の構造の積層セラミックコンデ
ンサの製造方法を説明する。 【００２９】まず、誘電体層２となり、複数の素子が抽
出できる形状のセラミックグリーンシートを周知のテー
プ成型により形成する。次に、各素子領域に内部電極３
または４となる導体膜を金属粉末のペーストを用いて印
刷・乾燥により形成する。この導体膜はセラミックグリ
ーンシート上に多数の長方形が規則的に並ぶように配列
されることになる。 【００３０】次にこのように印刷されたセラミックグリ
ーンシートを磁器素体の積層数に応じた枚数を積層し、
熱圧着を行い、各素子ごとに所定形状に寸法に切断して
積層チップ体を形成する。この時、積層チップ体の一対
の端面から内部電極３、４となる導体膜が露出するよう
にする。 【００３１】次に裁断した積層チップ体を所定の雰囲
気、温度で焼成して、磁器素体１を形成する。 【００３２】次に、磁器素体１の両端部に外部電極５、
５を形成する。まず、外部電極５、５の第１導体層１１
は、磁器素体１の両端部を、ＡｇまたはＡｇ合金、Ｃｕ
などの卑金属などからなる導電ペーストに浸漬し、乾燥
して塗布膜を形成した後、この塗布膜を所定の雰囲気お
よび温度で焼き付けることにより形成する。焼成された
第１導体層１１の厚みは、例えば２０〜３０μｍであ
る。具体的には、１６０８型が２０μｍ、２０１２型が
３０μｍ、３２１６型が３０μｍである。ここで、第１
導体層１１は浸漬により形成されるため、端面から浸漬
した量に相当して磁器素体１の端面のみならず、端面の
周囲の外周部にも第１導体膜が形成されることになる。 【００３３】その後、第１導体層１１の表面に導電性エ
ポキシ系熱硬化性樹脂からなる第２導体層１２を形成す
る。具体的には、ＡｇまたはＡｇ合金などからなる金属
粉末にエポキシ系熱硬化性樹脂に混合された導電性樹脂
ペーストに、第１導体層１１が被着形成された磁器素体
１の端部を浸漬し、乾燥してのち、塗布膜を約１５０〜
２５０℃で硬化させて形成する。硬化された第２導体層
１２の厚みは、例えば２５〜７０μｍである。具体的に
は、１６０８型が２５μｍ、２０１２型が６０μｍ、３
２１６型が７０μｍである。ここで、第２導体層１２を
浸漬により形成すれば、磁器素体１の端面から浸漬した
量に相当して磁器素体１の端面周囲の外周部にも第２導
体膜１２を形成することができる。即ち、端面外周部に
おいて、第１導体層１１の先端部から延在変位量Δｘと
して０．０５ｍｍ以上延在されて第２導体層を形成する
ことから、第２導体層を樹脂ペーストの浸漬形成するに
あたり、浸漬量を、第１導体層を形成するために導電性
ペーストに浸漬した浸漬量に比較して、さらに、０．０
５ｍｍ以上深く浸漬させればよい。 【００３４】尚、第２導体層１２は、上述のように、樹
脂ペーストの浸漬、乾燥、硬化で形成するだけでなく、
例えば、樹脂ペーストの所定位置への印刷、乾燥、硬化
で形成しても構わない。 【００３５】次に、第２導体層１２上に、外部電極５，
５の半田食われを防止するために、例えば、ニッケルメ
ッキなどの第３導体層を形成する。さらに、外部電極
５、５に半田付着を容易にするために、例えばスズ（Ｓ
ｎ）または半田（Ｓｎ−Ｐｂ合金）などの材料からなる
スズまたは半田のメッキ層を形成する。このようなメッ
キは電解メッキなどで形成できる。 【００３６】これにより、図１に示す積層セラミックコ
ンデンサが完成する。 【００３７】尚、外部電極４、５の形成にあたり、上述
のように積層素体１の両端部を、導電性ペーストや導電
性樹脂ペーストに浸漬するために、積層素体１の端部の
外周部に第１導体層１１、第２導体層１２が夫々延在す
るが、例えば、プリント配線基板への半田接合を考慮し
て、磁器素体１の端部の下面側のみに外部電極４、５の
延在部分を形成しても構わない。 【００３８】上述の第１導体層１１を形成するために用
いる導電性ペーストは、ＡｇやＡｇ合金などの金属粉
末、低融点ガラスフリット、分散材、バインダー、溶剤
との混合組成物、またはこれにアルミナやシリカなどの
セラミック粉体を入れた混合組成物で構成される。金属
粉末に対するガラスフリットの重量比を５〜２０重量％
とすることが重要である。このガラスフリットの添加量
によって、磁器素体と第１導体層１１との接合強度Ｆ1
を制御できるためである。上述の量比でガラスフリット
を添加することにより、磁器素体の端面の面積が小さい
例えば、１６０８型（端面の面積：０．８×０．８ｍ
ｍ）であっても、接合強度Ｆ1 を２ｋｇｆ以上にするこ
とができ、外部電極５、５の引っ張り強度が使用上問題
のないレベルである１ｋｇ以上とすることができる。 【００３９】上述のガラスフリットの比率が５重量％未
満であると、磁器素体１と第１導体層１１の強度Ｆ1 は
低下してしまい、接合強度Ｆ1 を１ｋｇｆ以上とできて
も、第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度Ｆ2
よりも大きくすることが困難となる。 【００４０】上述のガラスフリットの比率が２０重量％
を越えると磁器素体１と第１導体層１１の強度Ｆ1 は増
加するものの、逆に第１導体層１１の表面にガラス成分
が析出されてしまい、第２導体層１２との電気的導通の
劣化や接合強度を劣化させることになる。 【００４１】上記金属粉末は、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎ
ｉ、及びそれらの合金が用いられ、ガラスフリットは、
Ｚｎ、Ｐｂ、Ｂｉなどのホウケイ酸塩などの混合物が用
いられ、バインダーには炭化水素系、アクリル系、アル
キド系、アミノ系のポリエステルやロジン誘導体などが
用いられ、溶剤は炭化水素系、アルコール系、エーテル
系、ケトン系、脂肪族系などが用いられる。 【００４２】第２導体層１２を形成する導電性樹脂ペー
ストは、金属粉末と熱硬化性エポキシ系樹脂と硬化剤と
の混合組成物に有機媒体を入れた混合組成物によって形
成される。 【００４３】熱硬化性エポキシ系樹脂の分子量あるいは
金属粉末と熱硬化性エポキシ系樹脂重量比で第１導体層
に対する接合強度を制御することができる。 【００４４】熱硬化性エポキシ系樹脂の分子量は、比較
的低いことが望ましく、例えば、千数百以下が望まし
い。 【００４５】また、金属粉末に対する熱硬化性樹脂組成
分の重量比が１０〜４０重量％の程度が望ましい。 【００４６】比較的低い分子量のエポキシ系樹脂を上述
の範囲で用いることにより、磁器素体の端面の面積が小
さい１６０８型（端面の面積：０．８×０．８ｍｍ）で
あっても、外部電極の引っ張り強度を使用上問題ないレ
ベルである１ｋｇｆ以上が達成できる。しかも、この導
電性樹脂ペーストによって形成した第２導体層１２と第
１導体層１１との接合強度Ｆ2 を、磁器素体１と第１導
体層１１との接合強度Ｆ1 未満に容易に制御することが
できる。 【００４７】尚、上記熱硬化性エポキシ樹脂の分子量が
非常に低い場合、例えば３００以下では過剰な反応性と
なってしまい、接合強度Ｆ2 を接合強度Ｆ1 未満にする
ことが困難となる。また、分子量が高い場合、例えば１
２００を超えると、接合強度Ｆ2 自身が得られなくな
る。 【００４８】また、エポキシ樹脂と金属粉末との重量比
率において、樹脂比率が多いほど固着強度が増加する。
そして、エポキシ樹脂の金属粉末に対する比率が４０重
量％を越えるでは、硬化した第２導体層１２の表面に樹
脂が偏在してしまい、第３導体層１３であるメッキ層の
被覆が不可能となってしまう。 【００４９】また、エポキシ樹脂の比率が１０重量％未
満では、第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度
Ｆ2 を１．０ｋｇｆ以上とすることが困難となる。 【００５０】上記金属粉末は金、銀、白金、パラジウ
ム、ロジウム、ニッケル、銅を単独でまた、それらの合
金などからなる。 【００５１】また、エポキシ系樹脂は分子中に２個また
はそれ以上のエポキシ基を有する化合物からなり、硬化
剤または触媒の作用で硬化する。そして、このエポキシ
系樹脂はビスフェノールＡ型エポキシ系樹脂、ビスフェ
ノールＦ型エポキシ系樹脂、ビスフェノールＡＤ型エポ
キシ系樹脂の液状エポキシ樹脂より選択する。 【００５２】硬化剤にはポリアミト硬化剤、脂肪族ポリ
アミン硬化剤、環状脂肪族ポリアミン硬化剤、芳香族ポ
リアミン硬化剤、ジシアンジアミド等を使用する。上記
有機媒体として、各種の脂肪族アルコールとそのエステ
ル、カルビトール系溶媒、ケトン系溶媒、または炭化水
素系溶媒などが挙げられる。 【００５３】第２導体層１２は、上述したように、導電
性樹脂ペーストをスクリーン印刷、浸漬などによって塗
布膜を形成し、８０〜１４０℃の温度にて仮乾燥させ、
その後、導電性樹脂ペースト中の溶媒成分を完全に除去
するために６０〜１２０℃の温度雰囲気で１５〜９０分
間脱溶剤を行い、しかる後に、１５０〜２５０℃の温度
にて３０〜１２０分間加熱することで、硬化されて形成
される。 【００５４】以上のように、本発明のの積層セラミック
コンデンサによれば、磁器素体２と第１導体層１１との
接続強度Ｆ1 及び第１導体層１１と第２導体層１２との
接続強度Ｆ2 との関係を、上述のようにして制御して、
各々の接続１．０ｋｇｆ以上として、且つ両接合強度Ｆ
1 及びＦ2 の関係が、Ｆ1 ＞Ｆ2 となるように設定し
た。 【００５５】これにより、外部電極５、５を剥離しよう
とする通常の外部からの応力がかかっても、磁器素体１
と第１導体層１１との接合界面及び第１導体層１１と第
２導体層１２との接合界面で剥離発生がない。しかも、
急激な熱変化や過度の外力による衝撃を受けても、第２
導体層１２である導電性を有するエポキシ系熱硬化性樹
脂層でその急激な衝撃を吸収するために、磁器素体１に
クラックや破損を発生させることがない。 【００５６】仮に、許容衝撃を超える外力などが印加さ
れたときには、磁器素体１の誘電体磁器層２にクラック
が発生せず、接合強度Ｆ1 とＦ2 との差により、外部電
極５、５の第１導体層１１と第２導体層１２との界面で
剥離が発生するだけであり、コンデンサ磁器素体にクラ
ックが入るという最も致命的な内部電極３、４間の電気
的短絡故障を回避することができる。 【００５７】また、本願発明は同時に、磁器素体１の両
端部の外周部、即ち、磁器素体１の両端部の両主面及び
両側面に、第２導体層１２が、第１導体層１１の端縁よ
りも中央部寄りに延在変位量Δｘとして０．０５ｍｍ以
上延在して被覆している。尚、第１導体層の延在部を符
号１１ａで、第２導体層１２の延在部を符号１２ａで示
す。 【００５８】従って、上述したように、外部電極５、５
に外部から衝撃等の応力が加わっても、第１導体層１１
にその応力が加わる前に、第２導体層１２全体で吸収し
ている。この第１及び第２導体層１１、１２の延在部１
１ａ、１２ａにおいても、同様に、第１導体層１１の延
在部１１ａから磁器素体１の表面にかかる応力を、第１
導体層１１の延在部１１ａに印加される前に、第２導体
層１２の延在部１２ａで吸収することになる。 【００５９】従って、第１及び第２導体層１１、１２の
延在部１１ａ及び１２ａと磁器素体１との接合部分で磁
器中にクラックの発生を有効に抑えられることになる。 【００６０】これに対して、第２導体層１２の延在部１
２ａが、第１導体層１１の延在部１１ａよりも中央寄り
に延出していない場合や、仮に延出していても、０. ０
５ｍｍ未満であると、第１導体層１１の延在部１１ａと
磁器素体１との接合界面部分で応力集中してしまい、そ
の結果、磁器にクラックなどが発生してしまう。 【００６１】 【実施例】（例１）本発明の２０１２型（２．０×１．
２５×０．８５ｍｍ）の積層セラミックコンデンサの磁
器素体１を用いて、磁器素体１の対向する端部に厚み３
０μｍの第１導体層１１を形成した。第１導体層１１を
形成する導電性ペーストは、Ａｇを主成分とし、ガラス
フリットにホウケイ酸亜鉛系のものとホウケイ酸鉛系の
２種類用い、Ａｇ粉末に対してガラスフリットの添加量
を重量にして５〜２０％の範囲で変化させた。尚、あら
かじめ、異質な塗布形状とならないようにペースト粘度
を溶剤量で調整した。また、焼き付け時の電極割れが起
こらないように銀粉末を微粉タイプとフレーク状の粗粒
タイプとの混合比率を変えて調整した。 【００６２】そして、第１導体層１１のみを形成した
後、磁器素体と第１導体層との接合強度を測定可能とす
るために、ニッケル及びスズメッキを施して、リード線
を端面中央に垂直に半田接合し、ロードセル試験器で、
引っ張り強度試験を行った。その際に５０個の試料につ
いて調べた。 【００６３】その結果、磁器素体１と第１導体層１１と
の間の接合強度Ｆ1 は、図３の特性図に示す結果となっ
た。尚、縦軸は強度、横軸は金属成分を１００とした時
のガラス重量比率である。 【００６４】Ａｇに対してガラスフリットの添加量を多
くするにつれて固着強度が向上してきている。また、ガ
ラスフリット量が多くなるにつれて焼き付け電極表面に
ガラスがにじみ出てくる現象が強くなり、ガラスフリッ
ト量が２０重量％を超えると、その後にアルミナ研磨粉
と水を入れたポットで回転バレルをかけても表面浮きガ
ラス層がきれいにとれなかった。この表面ガラス層は電
気的導電性ばかりでなく、この後の熱硬化性樹脂への接
合強度も低下させる。 【００６５】（例２）上述の例１にて作成した積層セラ
ミックコンデンサの試料の第１導体層１１を形成した試
料を用いて、第１導体層１１上に第２導体層１２を熱硬
化型導電性ペースト形成し、第１導体層１１と第２導体
層との接合強度について測定した。尚、第１導体層１１
である焼き付けＡｇ導体膜上にＡｇ系導電性粉末をエポ
キシ系樹脂に分散した導電性樹脂ペーストを第１導体層
１１を完全に覆うように６０μｍの厚みで塗布し、さら
に乾燥し、ついで８０〜１２０℃の温度にて脱溶剤し、
その後、１５０〜２００℃の温度で硬化させ、これによ
ってエポキシ系熱硬化性樹脂からなる第２導体層１２を
形成した。そして、ニッケルメッキ層１３を電解メッキ
で形成し、このニッケルメッキ層１３の上にスズ系層を
電解メッキで形成した。このような積層セラミックコン
デンサを作製するに当たって、導電性樹脂ペーストの金
属成分１００に対して樹脂固形分比率を１０〜４０重量
％変化させて測定した。 【００６６】その結果、第１導体層１１と第２導体層１
２との間の接合強度Ｆ2 は、図４の特性図に示す結果と
なった。 【００６７】その結果、図４に示すように、接合強度Ｆ
2 は、図４の特性図において、尚、線ａ、線ｂともに横
軸は固形成分に対するガラスフリットの重量比率を示
す。 【００６８】尚、エポキシ樹脂の重量比率が、４０重量
％を越えると、第２導体層１２の表面に樹脂成分が析出
されて、安定してニッケルメッキ層１３を形成すること
ができなくなる。 【００６９】また、温度サイクル耐久性テストは、−５
５℃の雰囲気に３０分間保持し、そして、１５０℃の雰
囲気に３０分間保持し、その冷却／加熱サイクルを１０
００回おこなって、容量の低下状況を調べた。その際に
５０個の試料について、磁器素体のクラックの発生頻度
と外部電極の剥離を測定した。 【００７０】温度サイクルテストの結果、固形分比率が
銀粉末に対して１０〜４０ｗｔ％の試料は初期の固着強
度が高く、さらに温度サイクル耐久性テストをおこなっ
ても、ほとんど低下しなった。また、コンデンサ本体に
クラックが発生せず、外部電極の剥離もなった。 【００７１】（例３）図３、図４に示す２つの接合強度
Ｆ1 、Ｆ2 との関係をＦ1 ＞Ｆ2 とすることが重要であ
る。従って、例えば、第１導体層１１を形成する導電性
ペーストのガラス重量比率が１０重量％で、第２導体層
１２を形成する導電性樹脂ペーストの樹脂重量比率が２
０重量％以上では、強度のバラツキなどにより、Ｆ1 ＞
Ｆ2 とならない場合がある。従って、各々の接合強度Ｆ
1 、Ｆ2 を測定し、Ｆ1 ＞Ｆ2が満足するように制御し
なくてはならない。 【００７２】そこで、本発明者らは、１６０８型、２０
１２型、３２１６型の積層セラミックコンデンサの外部
電極を構成する第１導体層１１の導電性ペーストのガラ
ス重量比率を１０重量％に設定し、第２導体層１３の導
電性樹脂ペーストのエポキシ樹脂の２０重量％に設定し
た。そして、磁器素体１と第１導体層１１との接合強度
Ｆ1 と第１導体層１１と第２導体層１２との接合強度Ｆ
2 を図５で合成した。 【００７３】尚、試料の形式による第１導体層の１１、
第２導体層１２の厚みは、夫々先の具体例に示す値とし
た。また、図５において、横軸は、各形式、縦軸は接合
強度を示している。 【００７４】図５から理解できるように、この組み合わ
せでは、各々の接合強度Ｆ1 、Ｆ2にばらつきが生じて
も、接合強度Ｆ1 、Ｆ2 を各々１．０ｋｇｆ以上とし
て、しかも、Ｆ1 ＞Ｆ2 となっている。 【００７５】また、この例で、第１導体層１１のガラス
重量比率が１０重量％であるが、図３の結果を参酌すれ
ば、第２導体層１２のエポキシ樹脂の重量比率を変えず
に、ガラス重量比率を１０重量％以上に設定しても、な
んら支障のないことがわかる。 【００７６】（例４）（例２）の積層セラミックコンデ
ンサ試料の中で良好な結果を得た条件で、第２導体層１
２を第１導体層１１の表面を完全に覆い、しかも、磁器
素体１の端部の外周面で、第１導体層１１の延在部１１
ａの先端部から延在する距離Δｘを種々変えた試料を作
成した。 【００７７】そして、上述した温度サイクル耐久性テス
トを行い、磁器素体１の内部に発生する内部クラック観
察を併用した。 【００７８】その結果、磁器素体１の端部の外周部に延
在する第１導体層１１の延在部よりも、第２導体層１２
の延在部１２ａが、磁器素体の中央部側に少なくとも
０. ０５ｍｍ以上延在すると、密着強度テスト、さらに
温度サイクル耐久性テストのいずれにも良好な結果が得
られた。これに対し、第２導体層１２の延在部１２ａが
第１導体層１１の延在部１１ａからさらに延在する延在
変位量Δｘが０．０５ｍｍ未満の場合には、クラックの
発生が観察された。 【００７９】このことは、プリント配線基板に試料を半
田接合した後、プリント配線基板を強制的にたわませ
て、試料に機械的応力を与えたのみ試験に検証された。
例えば、９０ｍｍのスパンで１０ｍｍたわませる加速た
わみ試験で図６に示すように、延在変位量Δｘが０．０
５ｍｍ以上では、全数の試料でクラックは発生しない。 【００８０】以上の結果より磁器素体１の端部の外周部
に、第２導体層１２の延在部１２ａを第１導体層１１の
延在部１１ａよりも磁器素体中央寄りに少なくとも０.
０５ｍｍ以上延ばさなければならないとが判明した。 【００８１】尚、上述の実験例では、２０１２型サイズ
の磁器素体を用いて実験を行ったが、端面の面積が比較
的小さな１６０８型サイズ、端面の面積が比較的大きな
３２１６型サイズであっても同様な結果が得られた。 【００８２】 【発明の効果】以上のとおり、本発明のによれば、回路
基板に実装し、その後、温度サイクルや熱衝撃によって
応力が発生したとしても、磁器素体にクラックが発生す
ることがなく、さらに外部電極が剥離しなくなり、しか
も、実装基板との固着強度にも優れ、その結果、高品質
かつ長期信頼性の積層セラミックコンデンサとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層セラミックコンデンサの外観
斜視図である。 【図２】本発明の積層セラミックコンデンサの断面図で
ある。 【図３】本発明の積層セラミックコンデンサの磁器素体
と第１導体層との接合強度及び第１導体層と第２導体層
の接合強度を示す特性図である。 【図４】本発明の積層セラミックコンデンサの第１導体
層と第２導体層の接合強度を示す特性図である。 【図５】本発明の形状別の積層セラミックコンデンサの
磁器素体と第１導体層との接合強度及び第１導体層と第
２導体層の接合強度を示す特性図である。 【図６】本発明の積層セラミックコンデンサの磁器素体
表面における第２導体層延在距離Δｘによるクラック発
生率を示す特性図である。 【符号の説明】 １０・・・積層セラミックコンデンサ １・・・磁器素体 ２・・・誘電体磁器層 ３、４・・・内部電極 ５、５・・・外部電極 １１・・・第１導体層 １２・・・第２導体層
斜視図である。 【図２】本発明の積層セラミックコンデンサの断面図で
ある。 【図３】本発明の積層セラミックコンデンサの磁器素体
と第１導体層との接合強度及び第１導体層と第２導体層
の接合強度を示す特性図である。 【図４】本発明の積層セラミックコンデンサの第１導体
層と第２導体層の接合強度を示す特性図である。 【図５】本発明の形状別の積層セラミックコンデンサの
磁器素体と第１導体層との接合強度及び第１導体層と第
２導体層の接合強度を示す特性図である。 【図６】本発明の積層セラミックコンデンサの磁器素体
表面における第２導体層延在距離Δｘによるクラック発
生率を示す特性図である。 【符号の説明】 １０・・・積層セラミックコンデンサ １・・・磁器素体 ２・・・誘電体磁器層 ３、４・・・内部電極 ５、５・・・外部電極 １１・・・第１導体層 １２・・・第２導体層
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−37127（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−214715（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−205035（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−329616（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01G 4/00 - 4/42
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 誘電体層と内部電極層とを交互に積層し
てなる磁器素体の両端面に、磁器素体側から金属成分と
ガラス成分を含有する第１導体層、金属成分と樹脂成分
を含有する第２導体層、メッキ金属から成る第３導体層
からなる外部電極を形成した積層セラミックコンデンサ
において、前記第１導電層は、金属成分に対してガラス成分が５〜
２０重量％含有し、第２導電層は金属成分に対して樹脂
成分が１０〜４０重量％含有するとともに、 前記磁器素
体と第１導体層との接合強度をＦ1、第１導体層と第２
導体層との接合強度Ｆ2とした時、Ｆ 1 ≧２．０ｋｇｆ、 Ｆ 2 ≧１．０ｋｇｆ、 Ｆ 1 ＞Ｆ 2 を満足していることを特徴とする積層セラミックコンデ
ンサ。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01841098A JP3363369B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01841098A JP3363369B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 積層セラミックコンデンサ |
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| JPH11219849A JPH11219849A (ja) | 1999-08-10 |
| JP3363369B2 true JP3363369B2 (ja) | 2003-01-08 |
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ID=11970899
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01841098A Expired - Fee Related JP3363369B2 (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008001542A1 (fr) | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Composant électronique en céramique et son procédé de fabrication |
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| JP2969716B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1999-11-02 | 松下電器産業株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| JPH04329616A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-18 | Marcon Electron Co Ltd | 積層形電子部品 |
| JPH0837127A (ja) * | 1994-07-26 | 1996-02-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
| JPH09205035A (ja) * | 1996-01-26 | 1997-08-05 | Hitachi Aic Inc | 積層セラミックコンデンサ |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP01841098A patent/JP3363369B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008001542A1 (fr) | 2006-06-28 | 2008-01-03 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Composant électronique en céramique et son procédé de fabrication |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11219849A (ja) | 1999-08-10 |
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