JP6457628B2 - 電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、電子部品に関するものである。

コンデンサ、圧電素子、ヒーター、電池などの電子部品は、種々の電子機器に用いられており、その多くは、セラミックスなどの誘電体層と金属の内部電極（導体）層とが積層された積層構造を有している。このような電子部品は、例えば誘電体層となるセラミックグリーンシート上に導電性ペーストを塗布することによって、内部電極層となる導電性ペースト膜を形成し、この導電性ペースト膜をセラミックグリーンシートとともに焼成することによって作製されるのが一般的である。

また、特許文献１では、個別に焼成した厚さ２０〜２００μｍのセラミック薄板に導体層を設け、ガラス材料ペーストで接着した積層セラミックコンデンサが開示されている。

特開平０１−０８６５１０号公報

本開示の電子部品は、セラミック誘電体板、および該セラミック誘電体板の表面に配された少なくとも一対の導体層を有する本体と、該本体に設けられた少なくとも一対の外部電極と、を備え、前記導体層は、前記一対の外部電極のうちいずれか一方とそれぞれ電気的に接続されるとともに、当該導体層と電気的に接続されていない前記外部電極との間に、樹脂またはガラスからなる絶縁材が介在しており、前記セラミック誘電体板と、前記導体層との間に、無機化合物からなる誘電体粒子および有機樹脂を含む介在層を有する。

電子部品の第１実施形態を模式的に示した断面図である。 積層型電子部品を模式的に示したものであり、（ａ）は積層型電子部品全体の断面図、（ｂ）は第２実施形態における（ａ）の破線で囲んだ部分を拡大した断面図、（ｃ）は第３実施形態における（ａ）の破線で囲んだ部分を拡大した断面図である。 樹脂またはガラスの被覆層を有する積層型電子部品を示し、（ａ）は図２（ａ）に相当する断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 図３（ｂ）の破線で囲んだ部分を示したものであり、（ａ）は被覆層を有さない場合の一例を示す拡大断面図、（ｂ）は被覆層を有する場合の一例を示す拡大断面図である。 （ａ）は、図１の破線で囲んだ部分を拡大した断面図、（ｂ）は図２（ｂ）の破線で囲んだ部分を拡大した断面図である。

電子部品の具体的な実施形態について、図を参照しつつ詳細に説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態の電子部品１は、図１に示すように、セラミック誘電体板２、および一対の導体層３ａ、３ｂを有する本体４と、一対の外部電極５ａ、５ｂと、を備えている。本体４は、対向する一対の面６と、一対の面６をつなぐ側面７とを有している。

一対の導体層３ａ、３ｂは、セラミック誘電体板２の表面に配置され、本体４の対向する一対の面６を構成している。一対の外部電極５ａ、５ｂは、本体４の側面７に配置されている。導体層３ａは、外部電極５ａと電気的に接続され、導体層３ｂは、外部電極５ｂと電気的に接続されている。

そして、本実施形態においては、導体層３ａと外部電極５ｂとの間、および導体層３ｂと外部電極５ａとの間に、樹脂またはガラスからなる絶縁材８が介在している。

＜第２実施形態＞
本実施形態の電子部品１は、図２（ａ）に示すように、複数のセラミック誘電体板２と複数の導体層３ａ、３ｂが交互に積層された本体４（以下、積層体４という場合もある）と、本体４の外表面に設けられた一対の外部電極５ａ、５ｂと、を備えている。積層体４は、積層方向に位置する一対の面６と、一対の面６をつなぐ側面７とを有している。導体層３ａは外部電極５ａと電気的に接続され、導体層３ｂは外部電極５ｂと電気的に接続されている。

そして、本実施形態においては、図２（ｂ）に示すように、導体層３ａと外部電極５ｂとの間、および導体層３ｂと外部電極５ａとの間に、樹脂またはガラスからなる絶縁材８が介在している。

また、セラミック誘電体板２は外部電極５ａ、５ｂの両方と接している。絶縁材８は、導体層３ａと外部電極５ｂとの絶縁性、および導体層３ｂと外部電極５ａとの絶縁性を良好に保持するとともに、絶縁材８を挟むセラミック誘電体板２同士を接着し、積層体４の形状を維持している。

＜第３実施形態＞
本実施形態の電子部品１において、第２実施形態と異なるのは、図２（ｃ）に示すように、セラミック誘電体層２と一方の外部電極５ａまたは５ｂとの間に絶縁材８が介在することである。すなわち、セラミック誘電体板２ａは外部電極５ａに接するとともに、外部電極５ｂとの間には絶縁材８が介在し、セラミック誘電体層２ｂは外部電極５ｂに接するとともに、外部電極５ａとの間には絶縁材８が介在している。本実施形態では、絶縁材８は、絶縁材８を挟むセラミック誘電体板２ａと導体層３ａ、またはセラミック誘電体板２ｂと導体層３ｂとを接着し、積層体４の形状を維持している。

＜他の構成＞
第１〜第３実施形態における他の構成について説明する。セラミック誘電体板２は、１５０ＭＰａ以上の抗折強度を有していてもよい。１５０ＭＰａ以上の抗折強度を有するセラミック誘電体板２は、例えば厚さ３μｍの薄板としても自立性があり、容易にハンドリングできる。また、セラミック誘電体板２は、１０００以上の比誘電率を有していてもよい。このようなセラミック誘電体板２として、厚さ３〜２０μｍの薄板を用いることで、実用的な電子部品１を形成できる。このように高強度で比誘電率の高いセラミック誘電体板２の具体例については後述する。

セラミック誘電体板２の抗折強度は、例えば、セラミック誘電体板２を５×１０ｍｍの形状に加工して３点曲げ強度を測定し、ＪＩＳ Ｒ １６０１の３点曲げ強度に換算することで確認できる。

導体層３としては、例えば、銅、銀、パラジウム、金、白金、ニッケル、アルミニウム、タンタル等の金属箔、またこれらのうちいずれか２種類以上の合金箔や、蒸着膜、スパッタ膜を用いることができる。導体層３として、金属箔、セラミック誘電体板２上に形成した蒸着膜またはスパッタ膜を用いることで、通常の導電性ペーストを印刷して焼成する電極形成法に対し、製造工程を簡略化し効率的に製造することができる。

従来の導電性ペーストを印刷して焼成する電極形成法のように、セラミックスと金属という異種材料を同時焼成すると、熱膨張及び収縮挙動の差異から、クラックやデラミネーション（層間剥離）等の欠陥が生じたり、残留応力が生じていた。また、異種材料間の反応や、界面近傍の元素拡散などにより所望の特性が得られない場合もあった。また、特許文献１に開示された発明では、極性の異なる内部電極層に挟まれた、静電容量を発現する有効部に比誘電率の低いガラス層が存在するため、積層セラミックコンデンサの誘電特性が低下するという問題があった。

本実施形態では、焼成したセラミック誘電体板２に、導体層３として金属箔、蒸着膜、またはスパッタ膜を用いるため、上述のようなクラックやデラミネーション等の欠陥や、残留応力の発生が抑制される。

また、例えばセラミックを焼成するような高温での熱処理を行うことなく、セラミック誘電体板２と導体層３との接着や積層体４の形成が可能なため、高温での熱処理に起因する異種材料間の反応や、界面近傍の元素拡散などが発生しにくく、所望の特性を実現しやすい。

導体層３の厚さは、電子部品１を小型化するという観点から、０．１〜３．０μｍとすればよい。特に金属箔を用いる場合は、厚さを０．５〜３．０μｍとすればよい。

第１〜第３実施形態では、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本体４の外表面である面６および側面７が、絶縁性の樹脂またはガラスからなる被覆層９で被覆されていてもよい。ただし、導体層３ａ、３ｂのいずれか一方が露出した本体４の面６または側面７（以下、導出面という場合もある）は、被覆層９により被覆されていなくてもよい。

第２、第３実施形態では、導出面以外の側面７には、導体層３ａ、３ｂは通常露出せず、これらの側面７と導体層３ａ、３ｂとの間には、図４（ａ）に示すように絶縁材８が存在している。一方、積層体４の外表面が、樹脂またはガラスからなる被覆層９で被覆されている場合は、導体層３ａ、３ｂは、図４（ｂ）に示すように導出面以外の側面７に露出していてもよい。導出面以外の外表面では、積層体４を被覆した絶縁性の被覆層９により、導体層３ａと３ｂとを電気的に絶縁することができるためである。このような構造は、例えば、導出面および他の側面７に導体層３ａ、３ｂが露出した積層体４の外表面全体に被覆層９を形成したのち、導出面を被覆する被覆層９を除去し、その被覆層９を除去した導出面に外部電極５ａ、５ｂを形成すればよい。

絶縁性の樹脂としては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。絶縁性のガラスとしては、例えばホウ珪酸塩系ガラス、リン酸塩系ガラス、バナジウム系ガラスなどが挙げられる。絶縁材８、被覆層９に用いる材料は、電気抵抗率が１×１０^１０Ωｃｍ以上であってもよい。また、耐湿性を有する材料であってもよい。

＜介在層＞
これらの実施形態では、セラミック誘電体板２と導体層３ａ、３ｂとの接着性を確保するなどの目的で、セラミック誘電体板２と導体層３ａ、３ｂとの界面に樹脂やガラスを介在させてもよい。セラミック誘電体板２と導体層３ａ、３ｂとの界面、特に有効部の界面に低誘電率の樹脂やガラスが存在すると、誘電特性の低下を招く懸念があるが、樹脂やガラスに比誘電率の高いセラミック粒子を混在させることにより、誘電特性の低下を抑制することができる。なお、セラミック誘電体板２と導体層３ａ、３ｂとの間には、樹脂やガラス等の低誘電率の材料を実質的に含まなくてもよい。

特に、導体層３として、金属箔を用いる場合、セラミック誘電体板２と導体層３ａ、３ｂとの間（界面）に、樹脂やガラスに比誘電率の高いセラミック粒子を含む介在層を設けるのがよい。

図５（ａ）は、図１の破線で囲んだ部分を拡大した断面図であり、図５（ｂ）は、図２（ｂ）の破線で囲んだ部分を拡大した断面図である。この場合、第１実施形態、第２実施形態の電子部品１は、例えば、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、セラミック誘電体板２と導体層３ａとの間に無機化合物からなる誘電体粒子１０ａおよび有機樹脂１０ｂを含む介在層１０を有する。

なお、図示はしないが、セラミック誘電体板２と導体層３ｂとの間にも、同様に無機化合物からなる誘電体粒子１０ａおよび有機樹脂１０ｂを含む介在層１０を有する。また、図示はしないが、図２（ｃ）に示す第３実施形態においても、セラミック誘電体板２ａ、２ｂと、導体層３ａ、３ｂとの間に、無機化合物からなる誘電体粒子１０ａおよび有機樹脂１０ｂを含む介在層１０を有していてもよい。以下、セラミック誘電体板２ａ、２ｂを総じてセラミック誘電体板２と称し、導体層３ａ、３ｂを総じて導体層３と称する場合がある。

この場合、セラミック誘電体板２と導体層３とは、介在層１０に含まれる有機樹脂１０ｂにより接着されている。セラミック誘電体板２と導体層３との界面に有機樹脂１０ｂが存在すると、誘電特性の低下を招く懸念があるが、介在層１０には有機樹脂１０ｂよりも比較的比誘電率の大きい無機化合物からなる誘電体粒子１０ａが存在するため、有機樹脂１０ｂによる誘電特性の低下を抑制することができる。誘電特性の低下を抑制するという点から、介在層１０の厚さは３μｍ以下としてもよい。また、介在層１０を所定の厚さにするという点から、介在層１０に含まれる誘電体粒子１０ａの平均粒径は、介在層１０の厚さの１／２以下としてもよい。

介在層１０に含まれる有機樹脂１０ｂは、誘電特性の低下を抑制するという点から、介在層１０中における体積比を０．４以下としてもよい。すなわち、介在層１０に含まれる誘電体粒子１０ａの体積をＶａ、有機樹脂１０ｂの体積をＶｂとしたとき、誘電体粒子１０ａと有機樹脂１０ｂとを合わせた体積に対する有機樹脂１０ｂの体積比であるＶｂ／（Ｖｂ＋Ｖａ）を、０．４以下としてもよい。また、セラミック誘電体板２と導体層３とを接着するという点から、Ｖｂ／（Ｖｂ＋Ｖａ）は０．２以上としてもよい。

同様に、介在層１０の厚さ方向において、誘電体粒子１０ａが少なくとも１個以上存在するのがよい。換言すれば、介在層１０の厚さ方向において、セラミック誘電体板２と導体層３との間に、有機樹脂１０ｂだけが存在する部位がないのがよい。すなわち、セラミック誘電体板２と導体層３との間の厚さ方向に、誘電体粒子１０ａが少なくとも１個以上存在し、この方向において有機樹脂１０ｂが連続していないことにより、有機樹脂１０ｂによる誘電特性の低下を効果的に抑制することができる。

セラミック誘電体板２と導体層３との間に、無機化合物からなる誘電体粒子１０ａと有機樹脂１０ｂを含む介在層１０が存在するか否かは、セラミック誘電体板２と導体層３との界面部分を、例えばエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）などの局所元素分析により確認すればよい。また、介在層１０におけるＶｂ／（Ｖｂ＋Ｖａ）は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によりセラミック誘電体板２と導体層３との界面部分において介在層１０を特定し、介在層１０のＳＥＭ写真を画像解析するなどして算出すればよい。介在層１０の厚さ方向に存在する誘電体粒子１０ａの個数や、有機樹脂１０ｂが介在層１０の厚さ方向において連続しているか否かは、介在層１０の厚さ方向に沿う断面のＳＥＭ写真を用いて、例えば厚さ方向に任意の線を複数、例えば１０本描き、その線上に存在する誘電体粒子１０ａの個数を確認すればよい。

誘電体粒子１０ａは、セラミック誘電体板２とは異なる組成を有していてもよいが、セラミック誘電体板２と同一の組成を有していてもよい。誘電体粒子１０ａが、セラミック誘電体板２と同一の組成を有することにより、安定した誘電特性の電子部品１とすることができる。

ここで、誘電体粒子１０ａの組成と、セラミック誘電体板２の組成とが同一であるとは、例えばいずれも酸化物材料からなる場合、誘電体粒子１０ａを構成する酸化物の金属元素の組成と、セラミック誘電体板２を構成する酸化物の金属元素の組成とが、例えばエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）などの元素分析において、測定誤差の範囲内で一致することをいう。

なお、誘電体粒子１０ａの材料として、セラミック誘電体板２とは異なる組成の材料を用いる場合は、例えば高周波用途であれば、誘電体粒子１０ａの材料として、セラミック誘電体板２の材料よりも高周波数帯側で比誘電率が大きく、誘電損失が小さい材料を選択すればよい。高温用途であれば、誘電体粒子１０ａの材料として、高温での温度特性がセラミック誘電体板２よりも優れた材料を選択すればよい。このように誘電体粒子１０ａの材料を選択することにより、目的に応じた特性の電子部品１とすることができる。

有機樹脂１０ｂの材料は、セラミック誘電体板２と導体層３とを接着するという点から、ポリビニルアルコール系、ポリビニルブチラール系、アクリル系などのいわゆるバインダを用いればよい。なお、介在層１０は、有機樹脂１０ｂが絶縁性を有するとともに、導体層３ａと外部電極５ｂとの間、または導体層３ｂと外部電極５ａとの間に位置する場合、絶縁材８としても機能する。

＜セラミック誘電体板＞
これらの実施形態において、セラミック誘電体板２の材料は、酸化チタンを主成分とし、ルチル型の結晶構造を有する常誘電体材料を用いるのがよい。なお、Ｔｉ以外の金属元素として、２価の元素、３価の元素、４価の元素および５価の元素のうち少なくともいずれかを含んでもよい。このような組成を有する材料は、高い比誘電率と高い抗折強度を有しており、薄板でも容易にハンドリングができる。また、誘電特性の周波数依存性が小さい常誘電体であることから、特に高周波対応として実用的な電子部品１、たとえば積層セラミックコンデンサなどを形成できる。

特に、ＭｇおよびＮｉのうち少なくともいずれか一種であるＭ１と、ＮｂおよびＴａのうち少なくともいずれか一種であるＭ２とを含み、Ｔｉ、Ｍ１およびＭ２の総量に対して、Ｍ１のモル比率が０．００５〜０．０２５、Ｍ２のモル比率が０．０１〜０．０５０である材料を用いるのがよい。このような組成を有する材料は、非常に高い比誘電率を示す。セラミック誘電体板２の組成は、例えばエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）、およびＸ線光電子分光（ＸＰＳ）などの元素分析により確認すればよい。結晶構造は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）測定により確認すればよい。

セラミック誘電体板２は、気孔率が５％以下の緻密なセラミックスであってもよい。気孔率を５％以下とすることで、特に上述の酸化チタンを主成分とする材料では抗折強度が１５０ＭＰａ以上となる。このようなセラミック誘電体２は、３μｍ程度の薄板でも自立性があり、容易にハンドリングできるものとなる。セラミック誘電体板２の気孔率は、断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を画像解析することにより確認すればよい。ＳＥＭ写真の倍率は、例えば１０００〜５０００倍とすればよい。

また、セラミック誘電体板２は、ヤング率が２００〜３００ＧＰａの範囲であってもよい。セラミック誘電体板２のヤング率がこのような範囲であり、適度な弾性を備えることにより、セラミック誘電体板２は、薄板であっても破損しにくく、３μｍ程度の薄板であっても割れずに容易にハンドリングできるものとなる。なお、セラミック誘電体板２のヤング率は、ナノインデンテーション法により測定すればよい。

上述の各実施形態のセラミック誘電体板２は、例えば、上述の酸化チタンを主成分とする材料を用いる場合、次のようにして作製すればよい。

酸化チタンの粉末に、ＭｇおよびＮｉのうち少なくともいずれか一種の酸化物や炭酸塩（たとえばＭｇＯ、ＭｇＣＯ_３、ＮｉＯ、ＮｉＣＯ_３）の粉末、およびＮｂおよびＴａのうち少なくともいずれか一種の酸化物（Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｔａ_２Ｏ_５）の粉末を、溶媒、分散剤とともに、一定時間ボールミルを用いて混合・粉砕する。溶媒としては、例えばエタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などのアルコール類およびトルエンなどの有機溶剤を用いればよい。

次に、バインダを加えてさらに所定の時間混合し、成形用の混合溶液を得る。得られた混合溶液を、ドクターブレード、コータなど周知のシート成形法によりシート状に成形して成形体を得る。バインダとしては、例えばポリビニルアルコール系、ポリビニルブチラール系、アクリル系などの有機樹脂を用いればよい。

得られた成形体を、ジルコニアなどのセッター上に配置し、匣鉢に収納した状態で、バインダ除去処理および仮焼処理を行う。処理条件は、大気雰囲気中にて８００〜１０００℃で３〜１０時間とすればよい。次いで、大気雰囲気中において１２００〜１４００℃で４〜１０時間焼成することで、酸化チタンを主成分とするセラミック誘電体板２が得られる。匣鉢の材質としては、例えばアルミナ、マグネシア、ムライトなどを用いればよい。

なお、平坦なセラミック誘電体板２を得るために、焼成の際、バインダ除去処理後の成形体上に反応性の低い基板、例えばジルコニア基板等を載せて焼成してもよい。

セラミック誘電体板２は、ハンドリング上の制約および特性の関係から、研削・研磨加工を施さずに用いてもよい。すなわち、セラミック誘電体板２は表面が焼き肌の状態であってもよい。セラミック誘電体板２の厚さは、３〜１５μｍとすればよい。

＜電子部品の作製方法＞
これらの実施形態の電子部品１は、以下のようにして作製すればよい。導体層３ａ、３ｂとして金属箔を用いる場合、セラミック誘電体板２の面積が最も大きい面である面６に、一対の金属箔を重ね合わせることで第１実施形態の本体４を作製する。

得られた本体４の、所定の箇所に絶縁性の樹脂またはガラスを塗布して絶縁材８を形成した後、さらに外部電極５ａ、５ｂを形成する。このとき、導体層３ａが、外部電極５ａと電気的に接続するとともに、外部電極５ｂとの間に絶縁材８が介在し、導体層３ｂが、外部電極５ｂと電気的に接続するとともに、外部電極５ａとの間に絶縁材８が介在するように、外部電極５ａ、５ｂを配置する。

第２実施形態の本体（積層体）４は、複数のセラミック誘電体板２と、複数の金属箔とを交互に積層して作製する。積層する際、導体層３ａとなる金属箔と、導体層３ｂとなる金属箔とは、積層面の一方向においてそれぞれずらした状態で積層する。すなわち、導体層３ａと３ｂとの、図２（ａ）に示す左右の位置をずらして積層することで、図２（ａ）に示すように、導体層３ａが積層体４の右側の側面７に露出し、導体層３ｂが積層体４の左側の側面７に露出したものとなる。

このように、所望の数のセラミック誘電体板２と金属箔（導体層３ａ、３ｂ）とを交互に積層した後、積層方向に加圧することで第２実施形態に係る積層体４が得られる。なお、加圧を真空中で行うことで、セラミック誘電体板２と金属箔（導体層３ａ、３ｂ）の密着性を高めることができる。

なお、セラミック誘電体板２および金属箔は、所定の形状に加工した後に積層してもよいし、セラミック誘電体板２と複数の導体層３ａ、３ｂのパターンをなす金属箔とを積層して積層母体を作製した後、レーザーカッターなどを用いて所定の形状に加工して積層体４としてもよい。

第３実施形態に係る本体（積層体）４は、以下のように作製する。セラミック誘電体板２の一方の面に、セラミック誘電体板２と同じ大きさの金属箔を重ねて密着させた金属箔付きセラミック誘電体板２を作製する。金属箔付きセラミック誘電体板２を所定の形状に加工し、積層面の一方向において一層毎にずらした状態で積層することで、第３実施形態の積層体４が得られる。

このようにして得られた第２、第３実施形態の積層体４の導出面である側面７に、絶縁性の樹脂またはガラスを塗布することで、樹脂またはガラスが導体層３ａ、３ｂ（第２実施形態においてはさらにセラミック誘電体板２ａ、２ｂ）のない隙間に侵入し、絶縁材８が形成される。

その後、積層体４の導出面の余剰の樹脂またはガラスを除去して導体層３ａ、３ｂを露出させ、その導体層３ａ、３ｂが露出した側面７に、外部電極５ａ、５ｂをそれぞれ形成すればよい。

外部電極５ａ、５ｂは、例えば多くの積層セラミックコンデンサの外部電極として用いられている、Ｃｕからなる下地電極にＮｉおよびＳｎめっきを施したものを用いればよい。また、ＡｇやＣｕなどの導電性フィラーを含む導電性樹脂を用いて外部電極５ａ、５ｂを形成してもよい。

導体層３ａ、３ｂとして金属の蒸着膜やスパッタ膜を用いる場合は、セラミック誘電体板２の表面に導体層３ａ、３ｂのパターン形成用のマスク等を重ねてその上から蒸着やスパッタを行い、所定のパターンの導体層３ａ、３ｂを形成して、導体層付きセラミック誘電体板２を得る。得られた導体層付きセラミック誘電体板２を、導体層３ａ、３ｂが積層面の一方向においてずれるように積層した後、積層方向に加圧することで、図２（ａ）に示すような第２実施形態に係る積層体４が得られる。なお、加圧を真空中で行うことで、導体層付きセラミック誘電体板２同士の密着性を高めることができる。

なお、金属の蒸着やスパッタによる導体層付きセラミック誘電体板２は、所定の形状に加工した後に積層してもよいし、複数の導体層３ａ、３ｂのパターンを有する導体層付きセラミック誘電体板２を積層して積層母体を作製した後、レーザーカッターなどを用いて所定の形状に加工し、積層体４としてもよい。

第３実施形態に係る積層体４は、セラミック誘電体板２の一方の面の全面に金属の蒸着膜やスパッタ膜を形成した導体層付きセラミック誘電体板２を所定形状に加工し、積層面の一方向において一層毎にずらした状態で積層すればよい。

得られた積層体４には、上述の金属箔を用いた場合と同様な方法で、絶縁材８の形成、外部電極５ａ、５ｂの形成を行えばよい。

なお、導体層３ａ、３ｂとして金属箔を用いた場合、および金属の蒸着膜、スパッタ膜を用いた場合のいずれにおいても、複数の導体層３ａ、３ｂのパターンを有する導体層付きセラミック誘電体板２を積層した積層母体に、絶縁材８を形成した後、所定の形状に加工してもよい。

積層体４の面６および導出面以外の側面７を、絶縁性の樹脂やガラスからなる被覆層９で被覆する場合は、例えば以下のように行えばよい。積層体４の外表面全体を被覆層９で被覆した後、導出面を導体層３ａ、３ｂが露出するように研磨する。その導出面に下地電極を形成してさらにＮｉおよびＳｎめっきを施せばよい。

このように、本実施形態では、例えばセラミックを焼成するような高温での熱処理を行うことなく、セラミック誘電体板２と導体層３との接着や積層体４の形成が可能なため、高温での熱処理に起因する異種材料間の反応や、界面近傍の元素拡散などが発生しにくく、所望の特性を実現しやすい。

以下、本開示の電子部品について、実施例に基づき詳細に説明する。

セラミック誘電体板の原料として、酸化チタン、炭酸マグネシウム、五酸化タンタルの粉末を準備した。これらを、金属元素（Ｔｉ、Ｍｇ、Ｔａ）の総量に対するモル比率にして、Ｍｇが０．０１、Ｔａが０．０２、残部がＴｉとなるように各粉末を配合した。

配合した原料粉末１００質量％に対し、トルエン１５質量％、エタノール１５質量％、およびアリルエーテルコポリマー系分散剤３．２質量％を添加し、ボールミルにより約４８時間の湿式混合を行い、スラリーを作製した。

また、トルエンおよびエタノールの混合溶液にブチラール樹脂系のバインダを溶解したバインダ溶液を準備した。このバインダ溶液を、作製したスラリーに添加、混合し、混合溶液を作製した。混合溶液は、原料粉末１００質量％に対し、バインダを１２質量％含有するものとした。

作製した混合溶液を、マルチコーターにてシート成形し、厚さ１８μｍのグリーンシートを得た。得られたグリーンシートを矩形にカットした後、ジルコニア製の基板上に配置し、大気雰囲気中にて９００℃でバインダ除去処理および仮焼を行い、仮焼シートとした。その後、仮焼シートにジルコニア製の基板を載せることで、ジルコニア製の基板で挟んだ状態とし、大気雰囲気中にて１３００℃で６時間焼成し、厚さ１４μｍ、１８×２０ｍｍおよび１０×２０ｍｍの矩形のセラミック板を得た。

得られたセラミック板の気孔率を、断面の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を画像解析することにより確認した。ＳＥＭ写真の倍率は２０００倍とした。測定の結果、気孔率は２％であった。

得られたセラミック板の抗折強度を測定した。セラミック板を５×１５ｍｍの寸法に加工し、試験片とした。測定装置は万能試験機Ａｕｔｏｇｒａｐｈ ＡＧ−ＩＳ（島津製作所製）を用い、スパン１０ｍｍでの３点曲げ強度を測定した。その結果を、ＪＩＳ Ｒ １６０１の３点曲げ強度に換算すると、抗折強度は２０９ＭＰａであった。

得られたセラミック板のヤング率を、ナノインデンテーション法により確認した。ヤング率は２７５ＧＰａであった。

＜実施例１＞
得られた１８×２０ｍｍのセラミック板の一方の表面に、７×９ｍｍの矩形状の開口部を有するマスクを用いて金をスパッタし、厚さ０．２μｍ、７×９ｍｍの矩形状をなす金のスパッタ膜を形成して、導体層付きセラミック板（Ａ）および（Ｂ）を得た。なお、（Ａ）と（Ｂ）のスパッタ膜は、その配置がスパッタ膜の長辺の方向にのみ互いに１ｍｍずれるように形成した。

（Ａ）と（Ｂ）とを、（Ａ）の一方の表面（蒸着面）と（Ｂ）の他方の表面（セラミックが露出した面）とを対向させ、セラミック板の全面が重なるように積層し、さらに（Ｂ）の一方の面に導体層を有していないセラミック板を積層した。

得られた積層母体を真空中で積層方向に加圧した後、バナジウム系の低融点ガラスペーストに浸漬して、０．０１ＭＰａの真空下に５分間放置した。積層母体をガラスペーストから取り出し、最高温度３５０〜４００℃で１０〜６０分間の熱処理によりガラスを溶融・固化させ、積層母体の空隙にガラスを充填して絶縁材とするとともに、積層母体の外表面にガラスの被覆層を形成した。この積層母体を、レーザーカッターで導体層が中央に配置されるように９×１０ｍｍの大きさにカットし、第１実施形態に係る積層体を得た。得られた積層体は、（Ｂ）を厚さ１４μｍのセラミック誘電体板とし、７×８ｍｍの有効部を有するものである。

得られた積層体の、導体層が露出した側面を被覆したガラスを除去したのち、当該側面に銀ペーストを塗布して焼き付け、外部電極を形成して試料とした。

得られた試料のインピーダンス特性を、インピーダンス測定器（Ｓｏｌａｒｔｒｏｎ社製 Ｓ１ １２６０）を用い、ＤＣバイアス０Ｖ、ＡＣ０．５Ｖ、測定周波数１Ｈｚ〜１ＭＨｚにて評価した。その結果、１０ｋＨｚにおける静電容量Ｃｐは０．１９μＦ、誘電正接（ｔａｎδ）は０．０６、比誘電率（εｒ）は５３４０であった。

＜実施例２＞
得られたセラミック板の一方の表面に、厚さ２μｍの矩形の銅箔を重ね、レーザーカッターを用いて８×１０ｍｍの大きさの導体層付きセラミック板を作製した。なお、この導体層付きセラミック板は、セラミック板の一方の表面の全面に銅箔が重なったものである。

４枚の導体層付きセラミック板（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）をこの順に積層して積層体を作製した。（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、互いの一方の表面（銅箔を有する表面）と、他方の表面（セラミックが露出した面）とが対向するように積層し、（Ｆ）はその一方の表面が（Ｅ）の一方の表面と対向するようにした。すなわち、（Ｃ）の他方の面と（Ｆ）の他方の面が積層体の積層方向の外表面となるようにした。なお、（Ｄ）のみが他の導体層付きセラミック板と長辺方向に２ｍｍずれるように配置した。

得られた積層体を真空中で積層方向に加圧した後、バナジウム系の低融点ガラスペーストに浸漬して、０．０１ＭＰａの真空下に５分間放置した。積層体をガラスペーストから取り出し、最高温度３５０〜４００℃で１０〜６０分間の熱処理によりガラスを溶融・固化させ、積層体の空隙にガラスを充填して絶縁材とするとともに、積層体の外表面にガラスの被覆層を形成し、第２実施形態に係る積層体を得た。

得られた積層体は、（Ｄ）および（Ｅ）をそれぞれ厚さ１４μｍのセラミック誘電体板とし、８×８ｍｍの有効部（有効面積１２８ｍｍ^２）を有するものである。

得られた積層体の導体層が露出した側面を被覆したガラスを除去したのち、当該側面に銀ペーストを塗布して焼き付け、外部電極を形成して試料とした。

得られた試料のインピーダンス特性を、実施例１と同様に評価した。その結果、１０ｋＨｚにおける静電容量Ｃｐは０．４３μＦ、誘電正接（ｔａｎδ）は０．０６、比誘電率（εｒ）は５３４０の値を得た。

＜実施例３＞
得られたセラミック板の一方の表面に、上述の成形に用いた混合溶液を少量塗布し、１０×２０ｍｍ、厚さ２μｍの矩形の銅箔を重ねた。これらを、１枚目のセラミック板および銅箔とする。なお、銅箔をセラミック板に重ねる際、セラミック板と銅箔とを長辺方向に２ｍｍずらして重ねた。重ねた銅箔の表面に、さらに混合溶液を少量塗布し、他のセラミック板を１枚目のセラミック板と全面が重なるように重ねた。重ねたセラミック板の表面に、さらに少量の混合溶液を塗布し、他の銅箔を１枚目の銅箔とは逆向きにずらして重ねた。他のセラミック板および銅箔を２枚目のセラミック板および銅箔とする。２枚目の銅箔の表面に、さらに少量の混合溶液を塗布して、３枚目のセラミック板を１枚目および２枚目のセラミック板と全面が重なるように重ねた。

得られた積層体を、積層方向に圧力を掛けながら、１２０℃で１時間の熱処理を行い、混合溶液中のバインダを硬化させた。積層体の長辺方向の両端を研磨し、端部に銀ペーストを塗布し１５０℃で１時間の熱処理により固化させて外部電極を形成した。

このようにして、２枚目のセラミック板１枚を厚さ１４μｍのセラミック誘電体板とする、有効面積１０×１６ｍｍ^２の試料を得た。

介在層の厚さは、セラミック誘電体板と銅箔の界面において、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）に付属のエネルギー分散型Ｘ線分光（ＥＤＳ）を用いて有機成分と誘電体粒子の混合層の有無を確認し、有機成分の存在する層の厚さを測定した。介在層の厚さは平均１．５μｍであった。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面写真を画像解析することにより、誘電体粒子の平均粒径が０．４μｍであることを確認した。介在層におけるＶｂ／（Ｖｂ＋Ｖａ）も同様に測定し、３５％であることを確認した。

この電子部品のインピーダンス特性を、実施例１と同様に評価した。その結果、１０ｋＨｚにおける静電容量Ｃｐは０．５４μＦ、誘電正接（ｔａｎδ）は０．０６、比誘電率（εｒ）は５３４０の値を得た。

１ 電子部品
２、２ａ、２ｂ セラミック誘電体板
３、３ａ、３ｂ 導体層
４ 本体
５、５ａ、５ｂ 外部電極
６ 本体の面
７ 本体の側面
８ 絶縁材
９ 被覆層
１０ 介在層
１０ａ 誘電体粒子
１０ｂ 有機樹脂

Claims (15)

1. セラミック誘電体板、および該セラミック誘電体板の表面に配された少なくとも一対の導体層を有する本体と、
   該本体に設けられた少なくとも一対の外部電極と、を備え、
   前記導体層は、前記一対の外部電極のうちいずれか一方とそれぞれ電気的に接続されるとともに、当該導体層と電気的に接続されていない前記外部電極との間に、樹脂またはガラスからなる絶縁材が介在しており、
   前記セラミック誘電体板と、前記導体層との間に、無機化合物からなる誘電体粒子および有機樹脂を含む介在層を有する、電子部品。
2. 複数の前記セラミック誘電体板および複数の前記導体層が、それぞれ交互に積層されている、請求項１に記載の電子部品。
3. 前記複数のセラミック誘電体板が、前記一対の外部電極のうちいずれか一方の前記外部電極とそれぞれ接するとともに、
   当該セラミック誘電体板と他方の前記外部電極との間に、前記絶縁材が介在している、請求項２に記載の電子部品。
4. 前記セラミック誘電体板が、１５０ＭＰａ以上の抗折強度を有するとともに、１０００以上の比誘電率を有する、請求項１〜３のいずれかに記載の電子部品。
5. 前記セラミック誘電体板の厚さが、３〜２０μｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の電子部品。
6. 前記本体の前記外部電極が設けられていない表面が、絶縁性の樹脂またはガラスで被覆されている、請求項１〜５のいずれかに記載の電子部品。
7. 前記導体層が、金属箔である、請求項１〜６のいずれかに記載の電子部品。
8. 前記介在層の厚さが、３μｍ以下である、請求項１〜７のいずれかに記載の電子部品。
9. 前記誘電体粒子の平均粒径が、前記介在層の厚さの１／２以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の電子部品。
10. 前記介在層における前記誘電体粒子の体積をＶａ、前記有機樹脂の体積をＶｂとしたとき、前記有機樹脂の体積比率Ｖｂ／（Ｖｂ＋Ｖａ）が、０．４以下である、請求項１〜９のいずれかに記載の電子部品。
11. 前記誘電体粒子の組成が、前記セラミック誘電体板の組成と同一である、請求項１〜１０のいずれかに記載の電子部品。
12. 前記セラミック誘電体板が、酸化チタンを主成分とし、ルチル型の結晶構造を有するとともに、２価の元素、３価の元素、４価の元素および５価の元素のうち少なくともいずれかを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載の電子部品。
13. 前記セラミック誘電体板が、酸化チタンを主成分とし、ルチル型の結晶構造を有するとともに、
    ＭｇおよびＮｉのうち少なくともいずれか一種である金属元素Ｍ１と、ＮｂおよびＴａのうち少なくともいずれか一種である金属元素Ｍ２と、を含み、
    Ｔｉ、Ｍ１およびＭ２の総量に対して、Ｍ１のモル比率が０．００５〜０．０２５、Ｍ２のモル比率が０．０１〜０．０５０である、請求項１〜１１のいずれかに記載の電子部品。
14. 前記セラミック誘電体板の気孔率が、５％以下である、請求項１〜１３のいずれかに記載の電子部品。
15. 前記セラミック誘電体板のヤング率が２００〜３００ＧＰａの範囲である、請求項１〜１４のいずれかに記載の電子部品。
    

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