JP4983650B2

JP4983650B2 - 積層セラミック電子部品及びその電子部品接続構造並びにガスセンサ

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Publication number: JP4983650B2
Application number: JP2008048379A
Authority: JP
Inventors: 敦司村井
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Priority date: 2008-02-28
Filing date: 2008-02-28
Publication date: 2012-07-25
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Description

本発明は、積層セラミック電子部品及びその電子部品接続構造並びにガスセンサに関する。

従来から、図７に示すように、複数のセラミック層を積層してなるセラミック製の基体９０と、基体９０に内蔵された内部リード部９１と、基体９０の外表面９００に形成され複数の端子層９２０を積層してなる電極端子９２とを有する積層型ガスセンサ素子などの積層セラミック電子部品９が知られている（特許文献１、２参照）。
また、該セラミック電子部品９においては、電極端子９２と内部リード部９１とを電気的に導通させるためのスルーホール９３が基体９０に形成されている。

複数の端子層９２０は、例えば二層によって形成されている。そして、該二層の端子層９２０のうち外側に配設される端子層９２０（以下、外側端子層９２１という。）と、内側に配設される端子層９２０（以下、内側端子層９２２という。）とはともに、金属とセラミックとを混合してなるが、互いに材料組成が異なる。

そして、内側端子層９２２は、スルーホール９３に直接接続されている。
一方、外側端子層９２１は、図７に示すように、外部電源と電気的に接続された接点金具９４と接触される。すなわち、接点金具９４は、外側端子層９２１と内側端子層９２２とを介してスルーホール９３と電気的に接続されている。

特開２００４−２６４２６２号公報特開２００７−２２９０８号公報

ところが、従来の積層セラミック電子部品９においては、以下のような問題点がある。すなわち、接点金具９４を摺動させて外側端子層９２１の所定の位置に配設する際に、電極端子９２が接点金具９４によって押圧されることにより、電極端子９２と基体９０とが剥離してしまうおそれがある。
そしてその結果、スルーホール９３と内側端子層９２２とまでもが剥離し、両者の間で電気的導通を図ることが困難となるおそれがある。

これに対し、内側端子層９２２と基体９０との接合強度を増加させるために、内側端子層９２２における金属に対するセラミックの混合比率を増やすことが考えられる。
ところが、内側端子層９２２におけるセラミックの混合比率が多すぎると、内側端子層９２２と基体９０との接合強度が大きくなる反面、内側端子層９２２の電気的抵抗が大きくなり、積層セラミック電子部品９の表面に当接させる接点金具９４とスルーホール９３との間の電気的な導通を確保することが困難となってしまうおそれがある。
すなわち、上記構成では、内側端子層９２２と基体９０との間の接合強度の向上と、スルーホール９３と内側端子層９２２との電気的な導通の確保との両立を図ることが困難である。

かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、スルーホールと電極端子との電気的な導通の確保と、セラミック製の基体と電極端子との間の接合強度の向上との両立を図ることができる積層セラミック電子部品及びその電子部品接続構造並びにガスセンサを提供しようとするものである。

第一の発明は、複数のセラミック層と積層してなるセラミック製の基体と、該基体に内蔵された内部リード部と、上記基体の外表面に形成される電極端子と、該電極端子と上記内部リード部とを電気的に導通させるために上記基体に形成されるスルーホールとを有する積層セラミック電子部品であって、
上記電極端子は、互いに材料組成が異なると共に金属とセラミックとを混合してなる複数の端子層を積層してなり、
該複数の端子層のうち、上記基体との間に少なくとも該基体と接する端子層である内側端子層を挟み込んでいる外側端子層が、上記スルーホールと直接接続されていることを特徴とする積層セラミック電子部品にある（請求項１）。

本発明の作用効果について説明する。
本発明において、上記外側端子層が、上記スルーホールと直接接続されている。これにより、スルーホールと電極端子との電気的な導通の確保と、電極端子と基体との接合強度の向上との両立を図ることができる。

すなわち、上記構成によれば、内側端子層の導通性を十分に高くする必要は必ずしもない。そのため、内側端子層に、導電材料以外に基体との接合強度を向上させることができるような材料を多く含有させることで、電極端子と基体との接合強度を容易に向上させることができる。
一方、基体との接合強度を十分に高くする必要のない外側端子層における導電材料の含有率を高くすることで、スルーホールと電極端子との電気的な導通を容易に確保することができる。

このように、本発明によれば、スルーホールと電極端子との電気的な導通の確保と、セラミック製の基体と電極端子との接合強度の向上との両立を図ることができる積層セラミック電子部品を提供することができる。

第二の発明は、請求項５〜７のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品を用いた電子部品接続構造であって、上記電極端子は、該電極端子に接触する接点金具と電気的に接続され、該接点金具は、上記複数の端子層の積層方向における上記スルーホールの上記外側端子層への投影面以外の部分を摺動させて上記電極端子と接触させることを特徴とする電子部品接続構造にある（請求項９）。

上記電極端子は、上記接点金具と電気的に接続され、該接点金具は、上記スルーホールの上記外側端子層への投影面以外の部分を摺動させて上記電極端子と接触させる。これにより、スルーホールと外側端子との接合部分が変形することを防ぐことができる。
すなわち、スルーホールと外側端子層とは金属を多く含むため、両者の接合部分において接点金具を摺動させると、かかる接合部分が変形しやすい。それゆえ、電極端子におけるスルーホールと外側端子層との接合部分以外の部分において接点金具を摺動させることにより、スルーホールと外側端子との接合部分が変形することを防ぐことができる。

このように、本発明によれば、スルーホールと電極端子との剥離を防ぐことができる電子部品接続構造を提供することができる。

第三の発明は、請求項８に記載の上記ガスセンサ素子を備えることを特徴とするガスセンサにある（請求項１１）。
本発明によれば、電気的導通を十分に確保することができるとともに、電極の剥離の生じにくいガスセンサ素子、すなわち信頼性に優れたガスセンサ素子を内蔵したガスセンサを得ることができる。このため、信頼性に優れたガスセンサを得ることができる。

このように、本発明によれば、信頼性に優れたガスセンサを提供することができる。

第一の発明（請求項１）及び第二の発明（請求項９）において、上記電極端子は、金属とセラミックとを混合して形成する。
そのため、スルーホールと電極端子との電気的導通を十分に確保しつつ、セラミック製の基体と電極端子との間の接合強度を十分に増大させることができる。

第一の発明（請求項１）において、上記複数の端子層のうち最も外側に積層される端子層が、上記外側端子層であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、スルーホールと電極端子との導通を容易に確保することができる。すなわち、外側端子層が接点金具と直接接続される。そして、かかる外側端子層とスルーホールとがさらに直接接続されるため、スルーホールと接点金具との電気的導通を容易に確保することができる。

また、上記内側端子層は、他の端子層と比べてセラミックの含有率が大きいことが好ましい（請求項３）。
この場合には、内側端子層と基体との間の接合強度を一層増大させることができる。すなわち、電極端子と基体との接合強度を一層向上させることができる。

また、上記電極端子は、Ｐｔ（白金）と、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）及びＺｒＯ₂（ジルコニア）のいずれか一方又は双方とを混合して形成することもできる（請求項４）。
この場合においても、本発明の作用効果を十分に発揮することができる積層型セラミック電子部品を得ることができる。

また、上記電極端子は、上記内側端子層と上記外側端子層との二層からなり、該外側端子層が上記電極端子の最外層となることが好ましい（請求項５）。
この場合には、電極端子の構成を単純なものとすることができるため、本発明の積層型セラミック電子部品を容易に作製することができる。

また、上記外側端子層と上記内側端子層とにおいて、金属とセラミックとを含有してなり、金属に対するセラミックの混合比率は、上記外側端子層においては９〜２５重量％であり、上記内側端子層においては４０重量％以下であることが好ましい（請求項６）。
この場合には、本発明の作用効果を一層効果的に発揮することができる。
なお、内側端子層における上記セラミック混合比率は、外側端子層における上記セラミック混合比率よりも大きいことが好ましい。

一方、外側端子層におけるセラミック混合比率が９重量％未満の場合には、接点金具２の摺動により外側端子層と内側端子層とが剥離してしまうおそれがある。
また、外側端子層におけるセラミック混合比率が２５重量％を超える場合には、スルーホールと外側端子層との導通を確保することが困難となるおそれがある。また、内側端子層におけるセラミック混合比率が４０重量％を超える場合には、接点金具の摺動により外側端子層と内側端子層との密着強度が低下してしまうおそれがある。

また、上記外側端子層は、厚みが１２μｍ以上であり、上記内側端子層は、厚みが８μｍ以上であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、接点金具を外側端子層上で摺動させても、スルーホールと外側端子層、及び外側端子層と内側端子層とが剥離することを十分に抑制することができる。すなわち、外側端子層の厚みが１２μｍ以上である場合には、接点金具を外側端子層上で摺動させてもスルーホールと外側端子層とが剥離することを十分に抑制することができる。また、内側端子層の厚みが８μｍ以上である場合には、接点金具を外側端子層上で摺動させても外側端子層と内側端子層とが剥離することを十分に抑制することができる。

また、上記積層セラミック電子部品は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子であることが好ましい（請求項８）。
この場合には、本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。すなわち、近年の環境規制の強化に伴い、高精度のガスセンサ素子が求められるようになってきている。そのため、ガスセンサ素子において接点金具と電極端子との電気的導通の確保と、電極端子と基体との接合強度の向上との両立を図ることが重要となる。したがって、ガスセンサ素子に本発明を適用することで、本発明の作用効果を効果的に発揮することができるガスセンサ素子を得ることができる。

第二の発明（請求項９）において、上記接点金具は、上記スルーホールの端縁から上記複数の端子層の積層方向に直交する方向に０．３５ｍｍ以上離れ、かつ、上記内側端子層における上記スルーホールに最も近い端部から上記複数の端子層の積層方向に直交する方向に０．６ｍｍ以上離れた部分において上記電極端子と接触させることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、本発明の効果をより確実に発揮することができる。

一方、接点金具が、スルーホールの上記端縁からの距離が上記積層方向に直交する方向に０．３５ｍｍ未満の位置で摺動する場合、及び内側端子層における上記端部からの距離が上記積層方向に直交する方向に０．６ｍｍ未満の位置で摺動する場合には、外側端子層と基体との剥離を十分に防ぐことが困難となるおそれがある。

（実施例１）
本発明の実施例に係る積層セラミック電子部品１について、図１〜図５を用いて説明する。
本例の積層セラミック電子部品１は、図１、図３に示すように、複数のセラミック層を積層してなるセラミック製の基体１０と、基体１０に内蔵された内部リード部１１と、基体１０の外表面１００に形成される電極端子１２と、電極端子１２と内部リード部１１とを電気的に導通させるために基体１０に形成されるスルーホール１３とを有する。

電極端子１２は、互いに材料組成の異なる複数の端子層１２０を積層してなる。
複数の端子層１２０のうち、基体１０との間に少なくとも基体１０と接する端子層１２０である内側端子層１２２を挟み込んでいる外側端子層１２１が、スルーホール１３と直接接続されている。

積層セラミック電子部品１について詳細に説明する。
本例において、積層セラミック電子部品１は、図２に示すような例えば自動車等の内燃機関の排気系等に配置され、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出する積層型ガスセンサ素子である。以下、積層セラミック電子部品１を、適宜、積層型ガスセンサ素子１４という。

該ガスセンサ素子１４は、上述したように複数のセラミック層を積層してなるセラミック製の基体１０を有する積層型のガスセンサ素子である。
該基体１０の内部には、内部リード部１１が配設されている。該内部リード部１１は、その先端部において、例えばガスセンサ素子１４を加熱するヒータ、あるいは特定ガス濃度を検知する測定電極（図示略）等と接続されている。

また、図２に示すように、複数のセラミック層の積層方向における基体１０の両側の外表面１００には、上記電極端子１２が配設されている。
本例において、電極端子１２は、図１に示すように、二つの端子層１２０を積層してなる。
以下では、二つの端子層１２０のうち外側に積層される端子層１２０を外側端子層１２１と、該外側端子層１２１の内側に積層される端子層１２０を内側端子層１２２という。

外側端子層１２１は、図１、図３に示すように、スルーホール１３と直接接続されている。具体的には、外側端子層１２１は、内側端子層１２２においてスルーホール１３と外側端子層１２１とを接続するために設けられる貫通部１２３内にも形成されており、かかる部分においてスルーホール１３と接続されている。
なお、本例においては、内側端子層１２２の厚み方向に貫通してなる貫通部１２３とスルーホール１３とは同等の径を有するものとしたが、図４、図５に示すように、内側端子層１２２の貫通部１２３の内径とスルーホール１３の内径とが異なるよう構成することもできる。

また、外側端子層１２１及び内側端子層１２２はともに、金属とセラミックとを混合してなる。具体的には、外側端子層１２１及び内側端子層１２２において、金属として例えばＰｔ（白金）を用いることができ、セラミックとして例えばＡｌ₂Ｏ₃（アルミナ）及びＺｒＯ₂（ジルコニア）のいずれか一方又は双方を用いることができる。

また、内側端子層１２２は、金属に対するセラミックの混合比率を外側端子層１２１と比べて大きくしてある。具体的には、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率は、例えば９〜２５重量％とし、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率は、例えば４０重量％以下とする。
なお、各端子層１２０は、金属とセラミックとの混合物にそれ以外の材料を混合して形成することもできるし、金属とセラミックと不可避的不純物とからなるよう構成することもできる。

また、外側端子層１２１は、厚みｔ１が１２μｍ以上であり、内側端子層１２２は、厚みｔ２が８μｍ以上である。なお、上記厚みｔ１、ｔ２とは、図３に示すように、各端子層１２０における積層方向における平均的な厚みをいう。
なお、スルーホール１３は、例えば外側端子層１２１と同一の材料を用いて形成することができる。

次に、本例の積層型ガスセンサ素子１４の製造方法の一例について説明する。
まず、複数のセラミック層を積層して基体１０を作製する。このとき、基体１０の内部に、例えばヒータや測定電極等に接続される内部リード部１１を形成しておくとともに、該内部リード部１１に接続されるスルーホール１３を基体１０に形成しておく。

次いで、スルーホール１３に、例えば外側端子層１２１と同一の材料を充填する。
次いで、スルーホール１３を覆うことのないようにして内側端子層１２２を基体１０の外表面１００に形成する。
次いで、内側端子層１２２の外側に外側端子層１２１を積層して本例のガスセンサ素子１４が形成される。

次に、本例の積層型ガスセンサ素子１４における電極端子１２と接点金具２との接触方法について説明する。
電極端子１２は、図２に示すように、複数のセラミック層の積層方向における基体１０の両側の外表面１００において形成されており、その両側から積層方向に挟みこまれるようにして接点金具２と接続される。

そして、接点金具２は、図１における矢印Ａに示されるように、基体１０の軸方向における電極端子１２が形成されている側の端部１０１から、電極端子１２に向かって摺動して電極端子１２の所定の位置に配設される。また、接点金具２は、上記端部１０１から、複数の端子層１２０の積層方向におけるスルーホール１３の外側端子層１２１への投影面以外の部分までの範囲の領域を摺動させて電極端子１２と接触させられる。

具体的には、図３〜図５に示すように、接点金具２は、スルーホール１３の端縁１３０から複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向に０．３５ｍｍ以上離れ、かつ、内側端子層１２２におけるスルーホール１３に最も近い端部、すなわち貫通部１２３の端縁１２４から複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向に０．６ｍｍ以上離れた部分において電極端子１２と接触させられる。

つまり、図３〜図５に示すスルーホール１３の端縁１３０から接点金具２の摺動位置までの距離Ｘが０．３５ｍｍ以上、かつ、図３〜５に示す貫通部１２３の端縁１２４から接点金具２の摺動位置までの距離Ｙが０．６ｍｍ以上となる位置において接点金具２を摺動させる。
本例においては、距離Ｙが０．６ｍｍ以上となる位置において接点金具２を摺動させる必要がある。すなわち、図３に示すように、内側端子層１２２に設けた貫通部１２３の内径と、スルーホール１３の内径とは、略同等の大きさであるため、距離Ｙが０．６ｍｍ以上であれば、必然的に距離Ｘは０．３５ｍｍ以上となるからである。

また、図４においては、距離Ｙが０．６ｍｍ以上となる位置において接点金具２を摺動させる必要がある。すなわち、この場合にも、図３の場合と同様、距離Ｙが０．６ｍｍ以上であれば、必然的に距離Ｘが０．３５ｍｍ以上となるからである。
また、図５においては、距離Ｘが０．３５ｍｍ以上、かつ距離Ｙが０．６ｍｍ以上である位置において接点金具２を摺動させる必要がある。

以下に、本例の作用効果について説明する。
本例において、外側端子層１２１が、スルーホール１３と直接接続されている。これにより、スルーホール１３と電極端子１２との電気的な導通の確保と、電極端子１２と基体１０との接合強度の向上との両立を図ることができる。

すなわち、上記構成によれば、内側端子層１２２の導通性を十分に高くする必要は必ずしもない。そのため、内側端子層１２２に、導電材料以外に、基体１０との接合強度を向上させることができるような材料を多く含有させることで、電極端子１２と基体１０との接合強度を容易に向上させることができる。
一方、基体１０との接合強度を十分に高くする必要のない外側端子層１２１における導電材料の含有率を高くすることで、スルーホール１３と電極端子１２との電気的な導通を容易に確保することができる。

また、電極端子１２は、外側端子層１２１と内側端子層１２２との二つの端子層１２０からなるため、電極端子１２の構成を単純なものとすることができる。
その結果、本発明の積層型セラミック電子部品１を容易に作製することができる。

また、外側端子層１２１と内側端子層１２２とは、金属とセラミックとを混合してなるため、スルーホール１３と電極端子との電気的導通を十分に確保しつつ、セラミック製の基体と電極端子との間の接合強度を十分に増大させることができる。
特に、外側端子層と内側端子層とは、金属に対するセラミックの混合比率は、外側端子層においては９〜２５重量％であり、内側端子層においては４０重量％以下であることため、本発明の作用効果を一層効果的に発揮することができる。

また、上記のとおり、内側端子層１２２は、外側端子層１２１と比べてセラミックの含有率が大きいため、内側端子層１２２と基体１０との間の接合強度を一層増大させることができる。すなわち、電極端子１２と基体１０との接合強度を一層向上させることができる。
また、電極端子１２は、Ｐｔ（白金）と、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）及びＺｒＯ₂（ジルコニア）のいずれか一方又は双方とを混合して形成してあるため、本発明の作用効果を効果的に発揮することができる。

また、外側端子層１２１は、厚みｔ１が１２μｍ以上であり、内側端子層１２２は、厚みｔ２が８μｍ以上であるため、接点金具２を外側端子層１２１上で摺動させても、スルーホール１３と外側端子層１２１、及び外側端子層１２１と内側端子層１２とが剥離することを十分に抑制することができる。すなわち、外側端子層１２１の厚みｔ１が１２μｍ以上である場合には、接点金具２を外側端子層１２１上で摺動させてもスルーホール１３と外側端子層１２１とが剥離することを十分に抑制することができる。また、内側端子層１２２の厚みｔ２が８μｍ以上である場合には、接点金具２を外側端子層１２１上で摺動させても外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離することを十分に抑制することができる。

また、積層セラミック電子部品１は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子１４であるため、本発明の作用効果を効果的に発揮することができるガスセンサ素子を得ることができる。すなわち、近年の環境規制の強化に伴い、高精度のガスセンサ素子が求められるようになってきている。そのため、ガスセンサ素子において接点金具２と電極端子１２との電気的導通の確保と、電極端子２と基体１０との接合強度の向上との両立を図ることが重要となる。したがって、ガスセンサ素子に本発明を適用することで、本発明の作用効果を効果的に発揮することができるガスセンサ素子１４を得ることができる。

電極端子１２は、接点金具２と電気的に接続され、該接点金具２は、スルーホール１３の外側端子層１２１への投影面以外の部分を摺動させて電極端子１２と接触させる。これにより、スルーホール１３と外側端子層１２１との接合部分が変形することを防ぐことができる。
すなわち、スルーホール１３と外側端子層１２１とは金属を多く含むため、両者の接合部分において接点金具を摺動させると、かかる接合部分が変形しやすい。それゆえ、電極端子１２におけるスルーホール１３と外側端子層１２１との接合部分以外の部分において接点金具２を摺動させることにより、スルーホール１３と外側端子層１２１との剥離を防ぐことができる。

特に本例においては、接点金具２は、スルーホール１３の端縁１３０から複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向に０．３５ｍｍ以上離れ、かつ、内側端子層１２２におけるスルーホール１３に最も近い端部１２４から複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向に０．６ｍｍ以上離れた部分において電極端子１２と接触させる。そのため、本発明の作用効果をより確実に発揮することができる。

このように、本例によれば、スルーホールと電極端子との電気的な導通の確保と、セラミック製の基体と電極端子との接合強度の向上との両立を図ることができる積層セラミック電子部品及びその電子部品接続構造を提供することができる。

（実施例２）
本例は、図６に示すように、実施例１において示したガスセンサ素子１４の別形態の例である。
すなわち、本例においては、内側端子層１２２には、スルーホール１３と外側端子層１２１とを接続させるための貫通部（図１における符号１２３参照）が形成されていない。そして、外側端子層１２１は、内側端子層１２２における接点金具２の摺動方向（図６における矢印Ａの方向）の端縁１２５を覆うように内側端子層１２２の外側に積層されるとともに、スルーホール１３と直接接続されている。
その他は、実施例１と同様の構成及び作用効果を有する。

（実施例３）
本例は、外側端子層１２１の厚みｔ１と内側端子層１２２の厚みｔ２とを種々変更して作製した積層セラミック電子部品の外側端子層１２１上において接点金具２を摺動させて、各積層セラミック電子部品に不具合が生じるかを調べた例である。
なお、本例において使用した符号は、図３において使用した符号に準ずる。

まず、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率を１７％、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率を３０％、内側端子層１２２の厚みｔ２を１５μｍで一定とするとともに、外側端子層１２１の厚みｔ１を４〜３９μｍの範囲で変更して作製した各積層セラミック電子部品１において、外側端子層１２１上で接点金具２を摺動させて不具合が生じるかを調べた。
なお、曲率半径が０．１ｍｍの接点部を有する接点金具２によって外側端子層１２１を１０Ｎの力で押圧しつつ、接点金具２を外側端子層１２１上で摺動させることにより、各積層セラミック電子部品に不具合が生じるか否かの判定を行った。

測定結果を表１に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品において内側端子層１２２と基体１０とが剥離するという不具合が生じたことを示す。
なお、電極端子１２の下の基体１０の外表面１００が露出したか否かによって剥離の有無を判断した。

表１からわかるように、外側端子層１２１の厚みｔ１が１２μｍ以上である場合には、積層セラミック電子部品において不具合を防ぐことができる。
一方、外側端子層１２１の厚みｔ１が１２μｍ未満である場合には、内側端子層１２２と外側端子層１２１とが剥離するという不具合が生じた。

次に、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率を１７％、第二端子１２２層における金属に対するセラミックの混合比率を３０％、外側端子層１２１の厚みｔ１を２５μｍで一定とするとともに、内側端子層１２２の厚みｔ２を４〜４８μｍの範囲で変更して作製した各セラミック電子部品１において、外側端子層１２１上で接点金具２を摺動させて不具合が生じるかを調べた。

測定結果を表２に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品において外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離するという不具合が生じたことを示す。
なお、剥離の判定基準は上記と同様である。

表２からわかるように、内側端子層１２２の厚みｔ２が８μｍ以上である場合には、積層セラミック電子部品における不具合を防ぐことができる。
一方、内側端子層１２２の厚みｔ２が８μｍ未満である場合には、基体１０と内側端子層１２２とが剥離するという不具合が生じた。

表１、表２からわかるように、外側端子層１２１の厚みは１２μｍ以上、かつ、内側端子層１２２の厚みは８μｍ以上であれば、積層セラミック電子部品において不具合が生じるのを防ぐことができる。

（実施例４）
本例は、外側端子層１２１のセラミックの混合比率と内側端子層の１２２セラミックの混合比率とを種々変更して作製した積層セラミック電子部品の外側端子層１２１上において接点金具２を摺動させて、上記積層セラミック電子部品に不具合が生じるかを調べた例である。
なお、本例において使用した符号は、図３において使用した符号に準ずる。

まず、外側端子層１２１の厚みｔ１を２５μｍ、内側端子層１２２の厚みｔ２を１５μｍ、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率を３０％で一定とするとともに、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率を３〜３０重量％の範囲で変動させて作製した各積層セラミック電子部品において、外側端子層上で接点金具２と摺動させて不具合が生じるかを調べた。

測定結果を表３に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品において外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離したり、スルーホール１３と外側端子層１２１との導通性が低下したりするなどの不具合が生じたことを示す。
なお、剥離の判定基準は上記実施例３の場合と同様である。
また、外側端子層１２１と内部リード部１１との導通性をテスターにより測定することにより、スルーホール１３と外側端子層１２１との導通性が低下しているか否かを判定した。

表３からわかるように、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率を９〜２５重量％とした場合には、積層セラミック電子部品において不具合が生じるのを防ぐことができる。
一方、上記混合比率を９重量％未満とした場合には、外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離するという不具合が生じた。また、上記混合比率が２５重量％を超える場合には、外側端子層１２１とスルーホール１３との導通性が低下するという不具合が生じた。

次に、外側端子層１２１の厚みｔ１を２５μｍ、内側端子層１２２の厚みｔ２を１５μｍ、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率を１７％で一定とするとともに、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率を２０〜４７重量％の範囲で変動させて作製した積層セラミック電子部品において外側端子層１２１上で摺動させて不具合が生じるかを調べた。

測定結果を表４に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品において内側端子層１２２と基体１０とが剥離したり、外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離がしたりするという不具合が生じたことを示す。
なお、剥離の判定基準は上記実施例３の場合と同様である。

表４からわかるように、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率を４０重量％以下とした場合には、積層セラミック電子部品における不具合を防ぐことができる。
一方、上記混合比率が４０重量％を超える場合には、接点金具２の摺動により外側端子層１２１と内側端子層１２２とが剥離するという不具合が生じた。

表３、表４からわかるように、外側端子層１２１における金属に対するセラミックの混合比率が９〜２５重量％、かつ、内側端子層１２２における金属に対するセラミックの混合比率が４０重量％以下である場合には、積層セラミック電子部品において不具合が生じるのを防ぐことができる。
なお、内側端子層１２２における上記セラミック混合比率は、外側端子層１２１における上記セラミック混合比率よりも大きいことが好ましい。

（実施例５）
本例は、スルーホール１３の端縁１３０から接点金具２の摺動位置までの距離（以下、距離Ｘという。）、及び貫通部１２３の端縁１２４から接点金具２の摺動位置までの距離（以下、距離Ｙという。）を種々変更して接点金具２を摺動させた場合に、積層セラミック電子部品において不具合が生じるか否かを調べた例である。
なお、本例において使用した符号は、図３において使用した符号に準ずる。

まず、距離Ｙを一定とするとともに、距離Ｘを０〜０．９ｍｍの範囲で変動させて接点金具２を摺動させた場合に、積層セラミック電子部品において不具合が生じているか否かを調べた。
測定結果を表５に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品においてスルーホール１３と外側端子層１２１との接合部分が変形するという不具合が生じたことを示す。
なお、剥離の判定基準は上記実施例３の場合と同様である。

表５からわかるように、距離Ｘが０．３５ｍｍ以上となる位置で接点金具２を摺動させた場合には、積層セラミック電子部品において不具合は生じない。
一方、距離Ｙが０．３５ｍｍ未満となる位置で接点金具２を摺動させた場合には、スルーホール１３と外側端子層１２１との接合部分が変形するという不具合が生じた。

なお、本例においては距離Ｙを固定して実験を行ったが、距離Ｙを変動させながら距離Ｘを変動させて実験を行っても同様の結果が得られるものと考えられる。

また、距離Ｘを一定とするとともに、距離Ｙを０〜１ｍｍの範囲で変動させて接点金具２を摺動させた場合に、積層セラミック電子部品において不具合が生じているか否かを調べた。
測定結果を表６に示す。同表における○は、積層セラミック電子部品において不具合が生じなかったことを示し、×は、積層セラミック電子部品において外側端子層１２１と基体１０とが剥離するという不具合が生じたことを示す。
なお、剥離の判定基準は上記実施例３の場合と同様である。
測定結果を表６に示す。

表６からわかるように、距離Ｙが０．６ｍｍ以上である場合には、積層セラミック電子部品に不具合は生じていない。
一方、距離Ｙが０．６ｍｍ未満である場合には、外側端子層１２１と基体１０との間で剥離が生じた。

なお、本例においては、距離Ｘを固定して実験を行ったが、距離Ｘを変動させながら距離Ｙを変動させて実験を行っても同様の結果が得られるものと考えられる。

表５、表６からわかるように、スルーホール１３の端縁１３０からの、複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向における距離Ｘが０．３５ｍｍ以上、かつ、内側端子層１２２におけるスルーホール１３に最も近い端部からの、複数の端子層１２０の積層方向に直交する方向における距離Ｙが０．６ｍｍ以上である場合には、積層セラミック電子部品において不具合が生じるのを防ぐことができる。

実施例１における、積層セラミック電子部品と接点金具とが接触している状態を示す断面図。実施例１における、積層セラミック電子部品と接点金具とが接触している状態を示す側面図。実施例１における、スルーホールの内径が内側端子層に形成した貫通部の内径と同じ大きさである積層セラミック電子部品の断面図。実施例１における、スルーホールの内径が内側端子層に形成した貫通部の内径よりも小さい積層セラミック電子部品の断面図。実施例１における、スルーホールの内径が内側端子層に形成した貫通部の内径よりも大きい積層セラミック電子部品の断面図。実施例２における、積層セラミック電子部品と接点金具とが接触している状態を示す断面図。従来例における、積層セラミック電子部品と接点金具とが接触している状態を示す断面図。

符号の説明

１積層セラミック電子部品１
１０基体
１１内部リード部
１２電極端子
１２０端子層
１３スルーホール

Claims

複数のセラミック層と積層してなるセラミック製の基体と、該基体に内蔵された内部リード部と、上記基体の外表面に形成される電極端子と、該電極端子と上記内部リード部とを電気的に導通させるために上記基体に形成されるスルーホールとを有する積層セラミック電子部品であって、
上記電極端子は、互いに材料組成が異なると共に金属とセラミックとを混合してなる複数の端子層を積層してなり、
該複数の端子層のうち、上記基体との間に少なくとも該基体と接する端子層である内側端子層を挟み込んでいる外側端子層が、上記スルーホールと直接接続されていることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項１において、上記複数の端子層のうち最も外側に積層される端子層が、上記外側端子層であることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項１又は２のいずれか一項において、上記内側端子層は、他の端子層と比べてセラミックの含有率が大きいことを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項１〜３のいずれか一項において、上記電極端子は、Ｐｔと、Ａｌ₂Ｏ₃及びＺｒＯ₂のいずれか一方又は双方とを混合してなることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項１〜４のいずれか一項において、上記電極端子は、上記内側端子層と上記外側端子層との二層からなり、該外側端子層が上記電極端子の最外層となることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項５において、上記外側端子層と上記内側端子層における、金属に対するセラミックの混合比率は、上記外側端子層においては９〜２５重量％であり、上記内側端子層においては４０重量％以下であることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項５又は６において、上記外側端子層は、厚みが１２μｍ以上であり、上記内側端子層は、厚みが８μｍ以上であることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項１〜７のいずれか一項において、上記積層セラミック電子部品は、被測定ガス中の特定ガス濃度を検出するガスセンサ素子であることを特徴とする積層セラミック電子部品。
請求項５〜７のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品を用いた電子部品接続構造であって、上記電極端子は、該電極端子に接触する接点金具と電気的に接続され、該接点金具は、上記複数の端子層の積層方向における上記スルーホールの上記外側端子層への投影面以外の部分を摺動させて上記電極端子と接触させることを特徴とする電子部品接続構造。
請求項９において、上記接点金具は、上記スルーホールの端縁から上記複数の端子層の積層方向に直交する方向に０．３５ｍｍ以上離れ、かつ、上記内側端子層における上記スルーホールに最も近い端部から上記複数の端子層の積層方向に直交する方向に０．６ｍｍ以上離れた部分において上記電極端子と接触させることを特徴とする電子部品接続構造。
請求項８に記載の上記ガスセンサ素子を備えることを特徴とするガスセンサ。