JP4771787B2

JP4771787B2 - 積層型電子部品

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Publication number: JP4771787B2
Application number: JP2005310957A
Authority: JP
Inventors: 政浩西垣; 幸史郎杉本
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2005-10-26
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: JP2007123389A

Description

本発明は積層型電子部品に関し、特に、セラミック層および内部電極層を薄層、高積層化して得られるセラミックコンデンサ、アクチュエータ、インダクタなどの積層型電子部品に関する。

図４は、積層型電子部品の代表例であり、従来の積層セラミックコンデンサを示す断面模式図である。例示した積層セラミックコンデンサは、強誘電性を示すセラミック層１０１と内部電極層１０３とが交互に積層されて静電容量に寄与する機能部１０５と、この機能部１０５の上下面にセラミック層１０１からなる保護層１０７とから構成されたコンデンサ本体１０９が形成され、さらに、このコンデンサ本体１０９の端面に外部電極１１１が形成され構成されている。

このような積層セラミックコンデンサは、近年、小型、高容量化が要求されており、このためセラミック層および内部電極層の薄層化とそれらの多層化が図られているが、セラミック層１０１上に形成される内部電極層に起因する段差の解消（例えば、特許文献１）や容量部の上下面に形成された保護層を構成するセラミック粒子にも工夫を凝らし、特性の改善が図られている（例えば、特許文献２）
また、積層セラミックコンデンサにおける薄層化および高積層化への対応は各社目を見張るものがあるが、これに加えて各メーカーでは電子部品の規格で規定された外形寸法を満足させつつ、より高い静電容量を得るために、コンデンサ本体の上下面に積層された保護層の厚みを薄くし、逆にコンデンサ本体を構成する容量部の体積比率を高める工夫が行われている。
特開２００３−１７３５６号公報特願２００４−３５６３０５号公報

積層セラミックコンデンサなどの表面実装型の電子部品は、通常、配線基板上に半田接合により実装されて各種電子機器に搭載されている。通常、このような電子部品は製造工程の評価段階において、半田接合条件に耐えうるかどうかの評価手法として半田耐熱試験が行われている。半田耐熱試験は積層セラミックコンデンサなどの積層型電子部品を溶融した半田浴中に浸漬してクラックなどの外観的欠陥の発生の有無を調べるものである。

ここで、セラミック層や内部電極層が上述のように薄層、高積層化され、コンデンサ本体の全体積に対して保護層の体積割合が小さいような小型の積層セラミックコンデンサについて、上記のような半田耐熱試験を行うと、図４に示したように、外部電極の際から端面の方向に保護層を斜めに貫通するようにクラックＣＲが発生することがある。

積層セラミックコンデンサにこのようなクラックＣＲが発生すると、このクラックＣＲから浸入した水分などによって積層セラミックコンデンサは絶縁性が低下したり、短絡したりするという問題がある。

従って本発明は、セラミック層や内部電極層が薄層、高積層化され、電子部品本体の全体積に対して保護層の体積割合を小さくしても半田耐熱試験において保護層に発生するクラックの発生を防止できる小型の積層型電子部品を提供することを目的とする。

本発明の積層型電子部品は、
（１）セラミック層および内部電極層が交互に積層された機能部と該機能部の上下面に設けられた保護層とにより構成された電子部品本体と、
該電子部品本体の前記内部電極層が導出された端面に接続された外部電極と、
を具備する積層型電子部品において、
前記電子部品本体の積層方向の厚みｔ０を１としたときに、上下合わせた前記保護層の同方向の厚みｔ０１が０．１５以下の割合であり、
前記機能部における前記内部電極層が前記セラミック層を電圧印加時に対極的に挟持して静電容量発現に寄与する容量電極部と該容量電極部から延長され前記外部電極側に形成された引出電極部とから構成されており、
前記引出電極部が前記機能部の積層方向の最上下層側から中央部側に向けて凸状に湾曲し、かつ前記機能部における前記引出電極部側に位置する前記保護層の厚みが前記容量電極部側の前記保護層の厚みよりも厚いとともに、
前記機能部における積層方向の上面側および下面側の少なくとも一方側の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径が、前記機能部における積層方向中央部の前記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小さいことを特徴とする。

また上記積層型電子部品では、（２）前記引出電極部側の前記保護層の厚みをｔ１、前記容量電極部側の前記保護層の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．５の関係を満足すること、
（３）前記機能部における積層方向中央部の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径の平均粒径をａ、前記機能部における積層方向の上面側および下面側の少なくとも一方側の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径をｂとしたとき、１．３＜ａ／ｂ＜２．７の範囲にあること、
（４）前記機能部における前記積層方向中央部から上面側および下面側へ向けて、前記セラミック粒子の平均粒径を漸次小さくしたことが望ましい。

上述した本発明の積層型電子部品の構成によれば、セラミック層や内部電極層が薄層、高積層化され、電子部品本体の全体積に対して保護層の体積割合を小さくしても半田耐熱試験において保護層に発生するクラックの発生を防止できる。

また、本発明の積層型電子部品では、電子部品本体を構成する一部のセラミック層についてそのセラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径を小さくすることによりセラミック層の強度が高まり耐熱衝撃性をさらに高めることができるとともに、セラミック層中のセラミック粒子の平均粒径を小さくしたことにより薄層化しても高い絶縁性を確保でき高温負荷寿命を向上でき、静電容量の温度特性を平坦化できる。

本発明の積層型電子部品に関し積層セラミックコンデンサを例として説明する。図１は本発明の積層型電子部品の断面模式図である。

本発明の積層型電子部品は電子部品本体１の端面に外部電極３が形成されている。電子部品本体１はセラミック層５および内部電極層７が交互に積層された機能部９と該機能部９の上下面に設けられたセラミック層５からなる保護層１１により構成されている。外部電極３は電子部品本体１の前記内部電極層が導出された端面に接続されている。

ここで、本発明の電子部品本体１においては、その積層方向の厚みｔ０を１としたときに、上下合わせた保護層１１の同方向の厚みｔ０１（＝ｔ２＋ｔ２‘）が０．１５以下の割合であることが重要である。つまり本発明は保護層１１の厚みが薄くなり、耐熱衝撃試験に対して弱くなるような構造になる場合に耐熱衝撃試験に効果がある。保護層１１の厚みの割合が高い場合には耐熱衝撃試験に対して強化される構造となるからである。

この機能部９において、それを構成する内部電極層７はセラミック層５を挟持し、電圧印加時に対極的にて静電容量発現に寄与する容量電極部７ａと、この容量電極部７ａから延長され外部電極３側に形成された引出電極部７ｂとから構成されている。

本発明では、引出電極部７ｂを機能部９の積層方向の最上下層１３ａから中央部（積層中層）１３ｂに向けて凸状に湾曲（ｗ）させて、機能部９における引出電極部７ｂ側に位置する保護層１１の厚みｔ１を容量電極部７ａの上下面に設けられた保護層１１の厚みｔ２よりも厚くしたことが重要である。

本発明の形態によると、機能部９内における引出電極部７ｂが積層方向の中央側に湾曲して、この引出電極部７ｂのある保護層１１の厚みｔ１が、他の容量電極部７ａ側に位置する保護層１１の厚みｔ２よりも厚くなることから、例えば、半田耐熱試験などの耐熱衝撃試験において、前述の図４に示したように、外部電極の際から端面に向けてクラックが発生しても、保護層１１の厚みｔ１の許容厚みのおかげで、クラックの発生により容量電極部７ａや引出電極部７ｂを寸断することが防止されるという利点がある。

特に本発明では、容量電極部７ａや引出電極部７ｂを寸断するクラックを防止できるという点で、機能部９における引出電極部７ｂ側に位置する保護層１１の厚みｔ１および容量電極部の上下面に設けられた前記保護層１１の厚みｔ２に関し、ｔ１／ｔ２≧１．５の関係を満足することが望ましい。またｔ１／ｔ２比は１．９以下が好ましい。

また本発明の積層型電子部品はセラミック層５や内部電極層７が薄層化され多層化されるような高積層型の電子部品に好適であり、この場合、積層数は内部電極層７による電子部品本体１への応力が高まり、耐熱衝撃試験においてクラックが発生しやすいとされる１００層以上が望ましい。また、セラミック層の厚みは絶縁性の確保および高容量化という点で０．５μｍ以上３μｍ以下が望ましい。

さらに、内部電極層７はセラミック層５上における段差を低減し、高積層を可能としつつ有効面積を確保するという点で０．３μｍ以上１．５μｍ以下が望ましい。

また、上記保護層１１における引出電極部７ｂに湾曲（ｗ）を有する本発明の積層型電子部品は積層中層よりも最上下層側のセラミック層５を構成するセラミック粒子を微粒化する。

このようにセラミック層５を構成するセラミック粒子の大きさに変化のある積層型電子部品では以下の対策を施すことによって、保護層１１におけるクラック発生を抑制できることに加え、セラミック層５を薄層化しても絶縁性を確保し、高温負荷寿命試験での信頼性を高めることができる。それは機能部９の積層方向の上面側および下面側の少なくとも一方側のセラミック層５を構成するセラミック粒子５ｂの平均粒径を前記機能部９の積層方向中央部のセラミック層５を構成するセラミック粒子５ａの平均粒径よりも小さくする。

この場合、機能部９における積層中層におけるセラミック粒子５ａの平均粒径をＤａ、最上下層におけるセラミック粒子５ｂの平均粒径をＤｂとしたとき、１．３＜Ｄａ／Ｄｂ＜２．７の範囲にあることがより望ましい。

そして本発明では、機能部９の積層中層から最上下層へ向かって、セラミック粒子５ａ、５ｂの平均粒径が漸次小さくすることがより望ましい。

このように積層中層のセラミック粒子５ａに対して最上下層のセラミック層５を構成するセラミック粒子５ｂを小さくすると積層セラミックコンデンサにおいては粒径の小さい方が静電容量の温度特性（温度依存性）を小さくできるという利点がある。

ここで、本発明に係るセラミック粒子の平均粒径は比誘電率を高めつつ絶縁性を確保するという理由から０．１μｍ以上０．４μｍ以下であることが望ましい。

本発明に係るセラミック粒子５ａ、５ｂはチタン酸バリウムを主成分とし、Ｃａ、Ｍｇ、希土類元素、Ｍｎなどの添加物を含んでいることが絶縁性、耐還元性、温度特性、比誘電率向上の点で好ましく、さらには、チタン酸バリウム系の誘電体として、Ｂａ、ＳｒおよびＣａなどアルカリ土類元素の合計量をＡモルとし、ＴｉをＢモルとしたときに、Ａ／Ｂ比が１．００３以上であると粒成長を抑制して高強度を得ることができ、耐熱衝撃性を高めることができる。このような理由からＡ／Ｂ比が１．００３以上のセラミック粒子によってセラミック層５が形成されていることが好ましい。また、上記Ａ／Ｂ比を変えることに加えて、粒成長抑制剤として微粒のＢａＣＯ_３を添加することがさらに好ましい。

本発明において、上記構成のセラミック層を用いると耐熱衝撃性に加えて高温負荷寿命を向上できるのは、セラミック粒子が小さいと、焼結後においては微粒なセラミック粒子を有するセラミック層が積層方向の最上下層側に配置されているために、その微粒のセラミック粒子による高い焼結性のために高強度となり、引出電極部７ｂの位置にある保護層１１に発生するクラックをさらに防止できるとともに、セラミック粒子の微粒化のために高い絶縁性となり、このため高温負荷寿命を向上できる。

また、保護層に近い方の最上下層のセラミック層のセラミック粒子の平均粒径を小さくすると静電容量の温度特性を平坦化できる。

本発明において、機能部９の積層方向中央部および最上下層の各セラミック粒子の平均粒径を指すのはコンデンサ本体１内で電位的に対極の内部電極層７が交互に積層されている容量電極部７ａの範囲内である。

内部電極層７は低コスト化という点でＮｉやＣｕまたはこれらの合金が好ましいが、セラミック層５にチタン酸バリウム系の誘電体材料を用い、それとの同時焼成を可能とする点でＮｉを主成分とするものがより好ましい。

次に、本発明の積層型電子部品の製法について説明する。図２は、本発明の積層型電子部品を製造するための工程を示す模式図である。本発明の積層型電子部品は以下の工程を具備することを特徴とする。まず（ａ）工程として、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含む複数のセラミックグリーンシート３１を形成する。次に、（ｂ）工程として、複数のセラミックグリーンシート３１のそれぞれの一方主面に複数の内部電極パターン３３を形成する。

次に、（ｃ）工程として、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックグリーンシート３１の内部電極パターン３３の周囲に、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックパターン３５ａを形成した基準のパターンシートＳＭＭを形成するとともに、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックグリーンシート３１の内部電極パターン３３の周囲に、平均粒径ＤＭよりも平均粒径の大きい平均粒径ＤＬのセラミック粉末を含むセラミックパターン３５ｂを形成したパターンシートＳＭＬを形成する。

次に、（ｄ）工程として、パターンシートＳＭＭを積層方向の中央部に、パターンシートＳＭＬを積層方向の最上下層側に積層し、この上下面に平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックグリーンシート３１を複数積層し、加圧加熱して積層体を形成する。図２（ｄ）はサイドマージン方向の状態である。

次に、（ｅ）工程として、この積層体を焼成して端面に内部電極パターン３３が露出した電子部品本体３７を形成する。図の（ｅ）はサイドマージン方向とエンドマージン方向の状態を示す。

次に、（ｆ）工程として、前記電子部品本体３７の端面に外部電極３９を形成する工程を経て製造される。

ここで、セラミック粉末の平均粒径ＤＭは、セラミック粉末の比誘電率の確保および粒成長の抑制ならびにより薄層化した高密度のセラミックグリーンシートを形成できるという点で０．１μｍ以上０．５μｍ以下が望ましい。

セラミックパターンに用いられる平均粒径ＤＭよりも平均粒径の大きいセラミック粉末の平均粒径ＤＬは０．２μｍ以上０．７μｍ以下が好ましい。

平均粒径の大きいセラミック粉末を用いて形成されたセラミックグリーンシートは同じバインダを用いた場合、加圧加熱の変形能は平均粒径の小さいセラミック粉末の場合よりも大きくなる。本発明では、内部電極パターンの周囲に形成するセラミックパターンに平均粒径の大きいセラミック粉末を用いることでセラミックパターンのある領域の変形を助長するものであるが、セラミック粉末の粒径を制限することにより高温負荷試験等での信頼性を向上できる。

即ち本発明では、セラミックパターンが形成されたセラミックグリーンシートの部分の変形を内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートの部分よりも高い変形能を持たせることで、上述した引出電極部７ｂ側の部分だけを湾曲させた積層型電子部品を形成できるのである。

なお、セラミックグリーンシートの厚みは上述のセラミック層５における理由から１μｍ以上４μｍ以下が好ましい。

本発明の製法における加圧加熱はセラミックグリーンシートに用いているバインダの量を適正化しセラミックグリーンシートが接着力を有する程度の添加量を加え、そのバインダのガラス転移点よりも高い温度の条件で行うことで達成される。

焼成温度は用いるセラミック粉末の平均粒径や、添加剤の組成および量によって条件を適正化することによって高密度の焼結体を得ることができる。

次に、耐熱衝撃試験に加えて高温負荷寿命の特性に優れた積層型電子部品は以下の製法により得られる。高温負荷寿命試験に優れた積層型電子部品にするために、本発明では、上述したように電子部品本体１を構成する機能部９の積層中層に位置するセラミック層５に用いるセラミックグリーンシートのセラミック粉末に比較して、積層方向の最上下層側のセラミック層５を形成するセラミックグリーンシートに用いるセラミック粉末を小さい粒径とすることにより、焼結後は積層方向の最上下層側のセラミック粒子の高い焼結性のために内部電極層が接合したセラミック層を高強度にでき、このため引出電極部７ｂの位置にある保護層１１に発生するクラックの進展をさらに防止できるとともに、セラミック粒子の微粒化のために高い絶縁性となり、このため高温負荷寿命（ＨＡＬＴ試験）を向上できる。

即ち本発明の積層型電子部品の製法は、以下の工程を具備することを特徴とする。図３は、本発明の別の製法を示すための工程図である。先ず、（ａ）工程として、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を基準としたセラミックグリーンシート３１とともに、ここでは平均粒径ＤＭよりも平均粒径の小さい平均粒径ＤＳのセラミック粉末を用いて、セラミック粉末の平均粒径がＤＳと異なるように形成された複数のセラミックグリーンシート３２を形成する。

次に、（ｂ）工程として、前記セラミック粉末の平均粒径がＤＭ、ＤＳと異なるように形成された複数のセラミックグリーンシート３１、３２のそれぞれの一方主面に複数の内部電極パターン３３を形成する。

次に、（ｃ）工程として、平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックグリーンシート３１の前記内部電極パターン３３の周囲に、前記平均粒径ＤＭのセラミック粉末を含むセラミックパターン３５ａを形成した基準のパターンシートＳＭＭを形成する。それとともに、前記平均粒径ＤＳのセラミック粉末を含むセラミックグリーンシート上に平均粒径ＤＭよりも平均粒径の大きい平均粒径ＤＬのセラミック粉末を含むようにセラミックパターン３５ｂを形成したパターンシートＳＳＬを形成する。

次に、（ｄ）工程として、パターンシートＳＭＭを積層方向の中央部に、パターンシートＳＳＬを積層方向の最上下層側に積層し加圧加熱して積層体を形成する。

次に、（ｅ）工程として、この積層体を焼成して端面に内部電極パターン３３が露出した電子部品本体３７を形成する。

次に、（ｆ）工程として、電子部品本体３７の端面に外部電極３９を形成する工程を経て得られる。

ここで、平均粒径ＤＭよりも平均粒径の大きい平均粒径ＤＬのセラミック粉末の平均粒径ＤＬは、過度の変形を抑制しつつ焼結性を高めて耐熱衝撃試験に対して高い強度が得られるという点で０．５〜０．７μｍであることが望ましい。

平均粒径ＤＭよりも平均粒径の小さい平均粒径ＤＳのセラミック粉末の平均粒径ＤＳは異常粒成長を抑制し、高い絶縁性および高強度が得られるという点で０．１５〜０．３μｍであることが望ましい。この場合も積層条件、焼成条件は上述した電子部品本体３７の場合と同じである。

本発明に係る積層セラミックコンデンサを以下のようにして作製した。ここではチタン酸バリウム系粉末としてＢＴ（チタン酸バリウム）およびＢＣＴ（チタン酸バリウムカルシウム、Ｂａ_０．９５Ｃａ_０．０５ＴｉＯ_３）粉末を等モルずつ混合して、そのＡ／Ｂモル比は１および１．００３とした。

添加物は平均粒径がともに０．５μｍのＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｎＯを用いた。これらの添加量はチタン酸バリウム粉末１００モルに対して、ともに０．５モルとした。その他に、ＳｉＯ_２５０モル％、Ｌｉ_２Ｏ１０モル％、ＢａＯ２０モル％、ＣａＯ２０モル％で構成されたガラス粉末をチタン酸バリウム系粉末１００質量部に対して１．２質量部添加した。ガラス粉末の平均粒径も０．５μｍとした。また、粒径制御剤として平均粒径０．１μｍのＢａＣＯ_３を用いた。

用いたセラミック粉末について平均粒径ＤＭを０．４μｍとし、平均粒径ＤＬは０．５μｍ、０．６μｍ、０．７μｍの３種類のチタン酸バリウム系粉末とした。

平均粒径ＤＳは０．１５、０．２、０．２６μｍの３種類のチタン酸バリウム粉末とした。

上記各ＤＭ、ＤＳのチタン酸バリウム系粉末に対して、上記ＭｇＯ、Ｙ_２Ｏ_３、ＭｎＯ（ＭｎＣＯ_３として添加）を加えた混合粉末を直径５ｍｍのジルコニアボールを用いて、溶媒としてトルエンとアルコールとの混合溶媒を添加し湿式混合した。

次に、湿式混合した粉末にポリビニルブチラール樹脂およびトルエン・アルコールの混合溶媒を添加し、同じく直径５ｍｍのジルコニアボールを用いて湿式混合しセラミックスラリを調製し、ドクターブレード法により厚み３μｍのセラミックグリーンシートを作製した。

また、上記と同様の手順で原料粒径の異なるセラミックグリーンシート（平均粒径ＤＳ）を作製した。

次に、平均粒径ＤＭ、ＤＳのセラミックグリーンシートの上面にＮｉを主成分とする矩形状の内部電極パターンを複数形成した。内部電極パターンを印刷したセラミックグリーンシートの内部電極パターンの周囲に平均粒径ＤＭまたはＤＬのチタン酸バリウム系粉末を含むセラミックスラリを用いてセラミックパターンを形成した。セラミックパターンは内部電極パターンと実質的に同一厚みとした。

次に、上記の平均粒径がＤＭまたはＤＳのセラミックグリーンシート上に上記の内部電極パターンおよびセラミックパターンを形成したパターンシートＳＭＭ、ＳＭＬおよびＳＳＬを表１の層構成になるように一括積層し、加圧加熱して母体の積層体を形成し、この後、母体の積層体を切断して電子部品本体成形体を作製した。機能部の積層数は１２０層、保護層はセラミック粉末の平均粒径がＤＭ、厚み３μｍのセラミックグリーンシートを上下層に各々の厚み比率になるように積層した。加圧加熱条件は温度６０℃、圧力１０^７Ｐａ、時間１０分の条件とした。

次に、電子部品本体成形体を１０℃／ｈの昇温速度で大気中で３００℃／ｈにて脱バインダ処理を行い、５００℃からの昇温速度が３００℃／ｈの昇温速度で、１１７０℃（酸素分圧１０^−６Ｐａで２時間焼成し、続いて３００℃／ｈの降温速度で１０００℃まで冷却し、窒素雰囲気中１０００℃で７．５時間再酸化処理をし、３００℃／ｈの降温速度で冷却し、コンデンサ本体を作製した。このコンデンサ本体の大きさは２×１ｍｍ^２の面積で厚みは０．７〜０．８ｍｍとした。、誘電体層の厚みは２．５μｍであった。

次に、焼成した電子部品本体をバレル研磨した後、電子部品本体の両端部にＣｕ粉末とガラスを含んだ外部電極ペーストを塗布し、８５０℃で焼き付けを行い外部電極を形成した。その後、電解バレル機を用いて、この外部電極の表面に、順にＮｉメッキ及びＳｎメッキを行い、積層セラミックコンデンサを作製した。

次に、これらの積層セラミックコンデンサについて以下の評価を行った。

電子部品本体の全厚みに対する保護層の厚み比率は得られた積層セラミックコンデンサについて積層方向の断面研磨を行い、コンデンサ本体の全厚みと、容量電極部の上下に位置する保護層の厚み（上下層の合計厚み）比を測定した。

湾曲した引出電極部部分の保護層の厚み容量電極部に挟まれた保護層の厚みの比はコンデンサ本体の機能部における保護層の引出電極部部分の湾曲した最大厚みと容量電極部に挟まれた保護層の厚みを測定しその比を求めた。

磁器粒径比の算出は下記の手法を用いて行った。まず、積層セラミックコンデンサの外部電極面を下にして樹脂に埋め、研磨紙を用いて磁器の中央部まで研磨した。次に溶液(ＨＣｌ＝０．０９％、ＨＦ＝０．０４％)を用いてケミカルエッチングを２５℃で５秒間行い、粒界を露出させた。粒界の露出した研磨面の積層中層と上層または下層を電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影し、磁器粒子断面の面積を直径に換算し、粒径比の算出に用いた。ここで積層中層は中央層±５層、上層または下層は機能部の最外層１から５層以内、６〜１０層以内、１１〜１５層の部分とし、その左右中央部分を観察した。また、粒径計算に用いた磁器の粒子数はｎ＝１００とした。

静電容量の温度特性は得られた積層セラミックコンデンサについて２５℃と８５℃における静電容量を測定し、８５℃／２５℃での比率を評価した。試料数は各３０個とした。

耐熱衝撃試験は温度３２０℃および３５０℃の半田浴を用いて、得られた積層セラミックコンデンサの試料をこの半田浴中に１分間浸漬して浸漬後の積層セラミックコンデンサに発生しているクラックを実体顕微鏡を用いて確認した。試料数は各１００個とした。

ＨＡＬＴ（高温高電圧加速信頼性）試験は、１２５℃および１４５℃で直流電圧を２２Ｖ印可した状態で行い、漏れ電流が１０ｍAを超えた時間を故障時間とした。測定終了後、DC=９．４５Vにおける換算を行い、０．３％累積故障１０００時間での判定を行った。

表１、２の結果から、コンデンサ本体の最上下層側から積層中層にかけたセラミック層に、セラミックパターン用のセラミック粉末として、セラミックグリーンシート用のセラミック粉末よりも粒径の大きい粉末を用いた試料Ｎｏ．３〜１５では、保護層に引出電極部の湾曲が形成され、その部分の厚みが１．３〜２．１倍に厚くなったことにより、コンデンサ本体の積層方向の厚みに対する上下の保護層の厚みが０．１４であっても３２０℃での耐熱衝撃試験においてクラックが無かった。

これらの試料は３５０℃での耐熱衝撃試験では１００個中１〜４個の不良が見られたが、セラミックパターンに用いるセラミック粉末を大きくして湾曲を大きくして、その部分の厚みを大きくしたものでは３５０℃での耐熱衝撃試験での不良数が減少した。

また、粒径の小さいセラミック粉末によって形成されたセラミックグリーンシートを最上下層に用いた試料Ｎｏ．９〜１５では、セラミックグリーンシートに用いるセラミック粉末の粒径が同じ場合の試料（Ｎｏ．３〜８）に比較して３５０℃での耐熱衝撃試験での不良数も減少し、静電容量の温度依存性が小さくなり、特に、最上下層１〜５、６〜１０層、さらには１１〜１５層にかけて漸次、セラミック粉末の粒径を小さくしたものはＨＡＬＴ試験での不良も見られなかった。

これに対して、保護層の厚みの割合を０．１４としても、セラミックパターンとセラミックグリーンシートを同じ粒径のセラミック粉末によってセラミック層を形成した試料Ｎｏ．２では引出電極部に湾曲が形成されず耐熱衝撃試験での不良が多かった。

本発明の積層型電子部品の断面図である。本発明の積層型電子部品の製法を示す工程図である。本発明の別の積層型電子部品の製法を示す工程図である。従来の積層セラミックコンデンサを示す断面模式図である。

符号の説明

１電子部品本体
３外部電極
５セラミック層
５ａ、５ｂセラミック粒子
７内部電極層
７ａ容量電極部
７ｂ引出電極部
９機能部
１１保護層
１３ａ最上下層
１３ｂ積層中層
ｔ１、ｔ２保護層の厚み
３１セラミックグリーンシート
３３内部電極パターン
３５ａ、３５ｂセラミックパターン
３７、３７ａ電子部品本体成形体

Claims

セラミック層および内部電極層が交互に積層された機能部と該機能部の上下面に設けられた保護層とにより構成された電子部品本体と、
該電子部品本体の前記内部電極層が導出された端面に接続された外部電極と、
を具備する積層型電子部品において、
前記電子部品本体の積層方向の厚みｔ０を１としたときに、上下合わせた前記保護層の同方向の厚みｔ０１が０．１５以下の割合であり、
前記機能部における前記内部電極層が前記セラミック層を電圧印加時に対極的に挟持して静電容量発現に寄与する容量電極部と該容量電極部から延長され前記外部電極側に形成された引出電極部とから構成されており、
前記引出電極部が前記機能部の積層方向の最上下層側から中央部側に向けて凸状に湾曲し、かつ前記機能部における前記引出電極部側に位置する前記保護層の厚みが前記容量電極部側の前記保護層の厚みよりも厚いとともに、
前記機能部における積層方向の上面側および下面側の少なくとも一方側の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径が、前記機能部における積層方向中央部の前記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小さいことを特徴とする積層型電子部品。
前記引出電極部側の前記保護層の厚みをｔ１、前記容量電極部側の前記保護層の厚みをｔ２としたときに、ｔ１／ｔ２≧１．５の関係を満足する請求項１記載の積層型電子部品。
前記機能部における積層方向中央部の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径の平均粒径をａ、前記機能部における積層方向の上面側および下面側の少なくとも一方側の前記セラミック層を構成するセラミック粒子の平均粒径をｂとしたとき、１．３＜ａ／ｂ＜２．７の範囲にある請求項１に記載の積層型電子部品。
前記機能部における前記積層方向中央部から上面側および下面側へ向けて、前記セラミック粒子の平均粒径を漸次小さくした請求項３に記載の積層型電子部品。