JP7319133B2 - 積層セラミック電子部品及び電子部品実装基板 - Google Patents

Description

本発明は、金属端子を備えた積層セラミック電子部品及び電子部品実装基板に関する。

積層セラミックコンデンサは、複数の内部電極が配置されたセラミック素体と、当該素体の表面に形成され内部電極に接続された外部電極とを備え、例えば、ハンダ等によって外部電極を実装基板に接合することで実装基板に実装される。

積層セラミックコンデンサが大型の場合や、セラミック素体に強誘電体材料を用いた場合では、セラミック素体の機械的歪みが実装基板に伝達されて振動音が発生したり、実装基板との接合部等にクラックが生じることがある。
そこで、基板実装後の信頼性を向上させるため、外部電極に基板実装用の金属端子が取り付けられた積層セラミックコンデンサが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。

特開２０１４－２２９８６７号公報 特開２０１５－６２２１５号公報

しかしながら、上記構成の積層セラミックコンデンサであっても、基板実装時及び実装後の温度変化等によって、外部電極とセラミック素体との間や、外部電極と金属端子との間のハンダに、クラックや剥がれなどの欠陥が生じることがあった。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、信頼性の高い積層セラミック電子部品及び電子部品実装基板を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、外部電極と、金属端子と、を具備する。
上記セラミック素体は、第１方向に積層された内部電極と、上記内部電極が引き出され上記第１方向と直交する第２方向に向いた端面と、を有する。
上記外部電極は、上記第１方向及び上記第２方向に直交する第３方向と上記第１方向とにおける中央部と、上記中央部の周縁に位置し上記中央部から上記第２方向外方に突出する周縁部と、を有し、上記端面に形成される。
上記金属端子は、上記中央部に接合される。

この構成では、外部電極が中央部よりも厚い周縁部を有する。これにより、外部電極の周縁部の強度を高めることができ、外部電極の周縁部におけるクラックや剥がれなどの欠陥を防止できる。また、セラミックスを含むセラミック素体と金属からなる外部電極との熱膨張係数は異なるが、外部電極の中央部を薄くすることで、中央部の熱応力を緩和でき、当該熱応力に起因するクラック等の欠陥も防止できる。さらに、金属端子が熱応力の影響の少ない中央部に配置されることで、金属端子を安定的に接合させることができる。
したがって、この構成により、外部電極及びその周囲のクラックや剥がれといった欠陥を抑制でき、信頼性の高い積層セラミック電子部品を得ることができる。

上記積層セラミック電子部品は、上記外部電極と上記金属端子とを接合する合金接合部をさらに具備し、
上記端面は、上記内部電極が露出する引き出し領域を含み、
上記合金接合部は、上記第２方向から見た平面視において、上記引き出し領域内に配置されてもよい。
この構成では、合金接合部が引き出し領域上に配置される。引き出し領域は内部電極を含むため、引き出し領域の熱膨張係数は、セラミック材料からなる領域と比較して合金接合部により近くなる。したがって、熱衝撃時において合金接合部とセラミック素体との間の熱応力を緩和することができ、積層セラミック電子部品の信頼性をより高めることができる。

上記周縁部は、上記第２方向において、上記中央部の１．１倍以上の厚み寸法を有していてもよい。
これにより、周縁部の強度を十分に確保することができ、外部電極の周縁部におけるクラックや剥がれなどの欠損をより確実に防止できる。

本発明の他の実施形態に係る電子部品実装基板は、セラミック電子部品と、上記セラミック電子部品が実装された回路基板と、を具備する。
上記セラミック電子部品は、
第１方向に積層された内部電極と、上記内部電極が引き出され上記第１方向と直交する第２方向に向いた端面と、を有するセラミック素体と、
上記第１方向及び上記第２方向に直交する第３方向と上記第１方向とにおける中央部と、上記中央部の周縁に位置し上記中央部から上記第２方向外方に突出する周縁部と、を有し、上記端面に形成された外部電極と、
上記中央部に接合された金属端子と、
を有する。

以上のように、本発明によれば、信頼性の高い積層セラミック電子部品及び電子部品実装基板を提供することができる。

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斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサの図１のＡ－Ａ'線に沿った断面図である。 上記積層セラミックコンデンサの図１のＢ－Ｂ'線に沿った断面図である。 上記積層セラミックコンデンサをＸ軸方向（第２方向）から見た側面図である。 上記積層セラミックコンデンサを備えた電子部品実装基板を示す断面図である。 上記積層セラミックコンデンサの製造方法を示すフローチャートである。 上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図面には、適宜相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は全図において共通である。

［積層セラミックコンデンサ１０の基本構成］
図１～４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１０を示す図である。図１は、積層セラミックコンデンサ１０の斜視図である。図２は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＡ－Ａ'線に沿った断面図である。図３は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＢ－Ｂ'線に沿った断面図である。図４は、積層セラミックコンデンサ１０をＸ軸方向から見た側面図である。

積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１と、焼結金属膜１４と、金属端子１５と、合金接合部１６とを具備する。積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１の表面に焼結金属膜１４が形成され、焼結金属膜１４の表面に合金接合部１６を介して金属端子１５がそれぞれ接合された構成を有する。焼結金属膜１４は、積層セラミックコンデンサ１０の外部電極として機能する。

セラミック素体１１は、Ｘ軸方向を向いた２つの端面１１ａと、Ｙ軸方向を向いた２つの側面１１ｂと、Ｚ軸方向を向いた２つの主面１１ｃとを有する。端面１１ａには、焼結金属膜１４が形成される。セラミック素体１１の各面を接続する稜部は面取りされていてもよい。セラミック素体１１は、例えば、Ｘ軸方向に沿った長さが３ｍｍ以上、Ｙ軸方向に沿った長さが２ｍｍ以上で構成される。
なお、セラミック素体１１は、図１～４に示すような直方体形状でなくてもよい。例えば、セラミック素体１１の各面は曲面であってもよく、セラミック素体１１は全体として丸みを帯びた形状であってもよい。

セラミック素体１１は、容量形成部１７と、保護部１８と、を有する。容量形成部１７は、第１内部電極１２及び第２内部電極１３がセラミック層１９を介して交互にＺ軸方向に積層された構成を有する。保護部１８は、容量形成部１７のＺ軸方向を向いた両主面の全領域と、Ｙ軸方向を向いた両側面の全領域とをそれぞれ覆っている。

第１内部電極１２は、一方の端面１１ａに引き出され、他方の端面１１ａから離間している。第２内部電極１３は、一方の端面１１ａから離間しており、他方の端面１１ａに引き出されている。各端面１１ａにおいて内部電極１２，１３が引き出された領域を、引き出し領域Ｌとする（図４参照）。

内部電極１２，１３は、典型的にはニッケル（Ｎｉ）を主成分として構成され、積層セラミックコンデンサ１０の内部電極として機能する。なお、内部電極１２，１３は、ニッケル以外に、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１つを主成分としていてもよい。

セラミック層１９は、誘電体セラミックスによって形成されている。セラミック層１９は、容量形成部１７における容量を大きくするために、高誘電率の誘電体セラミックスで形成される。上記高誘電率の誘電体セラミックスとして、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系材料の多結晶体、つまりバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）を含むペロブスカイト構造の多結晶体が用いられる。これにより、大容量の積層セラミックコンデンサ１０が得られる。

なお、セラミック層１９は、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ_３）系、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ_３）系、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ_３）系、チタン酸ジルコン酸カルシウム（Ｃａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）系、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ_３）系、酸化チタン（ＴｉＯ_２）系などで形成されてもよい。

保護部１８も、誘電体セラミックスで形成されている。保護部１８を形成する材料は、絶縁性セラミックスであればよいが、セラミック層１９と同様の誘電体セラミックスを用いることにより、セラミック素体１１における内部応力が抑制される。
保護部１８は、容量形成部１７におけるＸ軸方向両端面（引き出し領域Ｌ）以外の面を被覆する。保護部１８は、主に、容量形成部１７の周囲を保護し、内部電極１２，１３の絶縁性を確保する機能を有する。
以下、保護部１８の両主面１１ｃ側の領域をカバー領域、両側面１１ｂ側の領域をサイドマージン領域と称する。

焼結金属膜１４は、積層セラミックコンデンサ１０の外部電極として機能し、セラミック素体１１の両端面１１ａにそれぞれ形成される。一方の焼結金属膜１４は、一方の端面１１ａに引き出された第１内部電極１２と接続され、他方の焼結金属膜１４は、他方の端面１１ａに引き出された第２内部電極１３と接続される。

焼結金属膜１４は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属を主成分とした導電性ペーストを焼き付けた焼結膜として構成される。焼結金属膜１４は、主成分の他、導電性ペースト由来のガラス等が含まれている。なお、焼結金属膜１４は、ニッケル、銅以外に、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１つを主成分としていてもよい。

上記の構成により、積層セラミックコンデンサ１０では、金属端子１５を介して２つの焼結金属膜１４の間に電圧が印加されると、第１内部電極１２と第２内部電極１３との間の複数のセラミック層１９に電圧が加わる。これにより、積層セラミックコンデンサ１０では、２つの焼結金属膜１４間の電圧に応じた電荷が蓄えられる。

金属端子１５は、後述する回路基板５０に積層セラミックコンデンサ１０を実装するための端子であり、例えば板状のリードフレームとして構成される。金属端子１５は、焼結金属膜１４に接合され、Ｙ軸方向に沿って配列している。各金属端子１５は、焼結金属膜１４との接合部からＸ軸方向及びＺ軸方向の外方に延び、かつ端部がＸ軸方向外方に向かって折れ曲がった形状として図示されているが、回路基板５０に適切に実装できればこの構成に限定されない。また、金属端子１５は、隣接する金属端子１５と接続する接続部を含んでいてもよく、この接続部によって複数の金属端子１５が一体に構成されていてもよい。また、金属端子１５の数も図示の例に限定されない。

金属端子１５は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）等を主成分とした金属材料や、これらを含む合金で形成される。金属端子１５は、例えばメッキ処理されていなくてもよいし、メッキ処理されていてもよい。

合金接合部１６は、焼結金属膜１４と金属端子１５とを接合する。各合金接合部１６は、例えば各金属端子１５に対応して形成される。合金接合部１６の形状は特に限定されず、金属端子１５の基端部を被覆して形成されてもよいし、金属端子１５と焼結金属膜１４の間に挟まれるように形成されてもよい。

合金接合部１６は、例えば融点が２３０℃以上のハンダで形成される。このようなハンダを、高温ハンダと称する。高温ハンダとしては、具体的には、錫（Ｓｎ）を主成分とし、アンチモン（Ｓｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかを含む合金が挙げられる。このような合金の例としては、Ｓｎ－Ｓｂ系及びＳｎ－Ｃｕ－Ｎｉ系等が挙げられる。高温ハンダにより、回路基板５０へのリフロー時に合金接合部１６のハンダが溶融するといった不具合を防止することができる。
なお、合金接合部１６は高温ハンダに限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）等を主成分とする合金からなるろう材であってもよい。

以下、積層セラミックコンデンサ１０が実装された回路基板５０を含む電子部品実装基板１００の構成について説明する。

［電子部品実装基板の構成］
図５は、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１０を備えた電子部品実装基板１００を示す図であり、図２に対応するＹ軸方向から見た断面図である。
電子部品実装基板１００は、積層セラミックコンデンサ１０と、回路基板５０と、を備える。

回路基板５０は、各種回路モジュールを含み、両主面の少なくとも一方に回路が形成された基板である。回路基板５０は、積層セラミックコンデンサ１０を実装可能に構成された実装面５１を有している。

さらに、本実施形態の電子部品実装基板１００は、積層セラミックコンデンサ１０と回路基板５０とを接合する合金実装部５２を備える。合金実装部５２は、例えば融点が２３０℃未満の合金で構成され、典型的にはハンダで構成される。このような合金の例としては、Ｓｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ組成のハンダが挙げられる。

回路基板５０に積層セラミックコンデンサ１０を実装する際には、例えば回路基板５０の実装面５１に形成されたランド（図示せず）上にハンダを塗布する。続いて、回路基板５０上に積層セラミックコンデンサ１０を配置する。この際、積層セラミックコンデンサ１０の金属端子１５をハンダが塗布されたランド上に配置する。そして、リフロー炉等で当該ハンダを溶融させる。その後、回路基板５０を冷却することで当該ハンダが凝固し、合金実装部５２が形成される。

このとき、合金実装部５２となるハンダの融点が合金接合部１６の融点よりも低いことで、当該ハンダの溶融時に合金接合部１６が溶融することを防止できる。

積層セラミックコンデンサ１０は、リフロー時の高温環境や、実装後のヒートサイクルなどの熱衝撃に曝されることがある。このため、大きな熱衝撃に対しても信頼性の高い積層セラミックコンデンサ１０が求められる。以下、高い信頼性を得るための積層セラミックコンデンサ１０の詳細な構成について説明する。

［積層セラミックコンデンサ１０の詳細な構成］
図１、図２及び図４に示すように、本実施形態の焼結金属膜１４は、Ｙ軸方向及びＺ軸方向における中央部１４１と、中央部１４１の周縁に位置する周縁部１４２と、を有する。周縁部１４２は、中央部１４１からＸ軸方向外方に突出した領域である。

中央部１４１は、図４において略矩形の領域として図示しているが、平面形状はこれに限定されない。中央部１４１のＸ軸方向における厚み寸法Ｄ１は、後述する周縁部１４２のＸ軸方向における厚み寸法Ｄ２よりも小さい。中央部１４１の厚み寸法Ｄ１は、中央部１４１のＹ軸方向及びＺ軸方向における中心点の、Ｘ軸方向における厚み寸法とする。

周縁部１４２は、例えば中央部１４１の周縁を環状に囲むように構成される。周縁部１４２は、中央部１４１の周縁に沿って形成された頂部１４２ａを含む。頂部１４２ａは、Ｘ－Ｙ平面及びＺ－Ｘ平面に平行な周縁部１４２の各断面において、Ｘ軸方向に最も突出した稜線状の部分である。頂部１４２ａの立体形状は特に限定されず、凸面に近い形状でもよいし、Ｘ軸方向に鋭く突出した形状でもよい。

周縁部１４２のＸ軸方向における厚み寸法Ｄ２は、例えば中央部１４１の厚み寸法Ｄ１の１．１倍以上であり、例えば５μｍ以上５０μｍ以下である。周縁部１４２の厚み寸法Ｄ２は、焼結金属膜１４をＹ軸方向に２等分する仮想線上又は焼結金属膜１４をＺ軸方向に２等分する仮想線上における頂部１４２ａのＸ軸方向における厚み寸法のうち、最も大きい寸法とする。このように、焼結金属膜１４は、厚い周縁部１４２と、薄い中央部１４１とを有している。

ここで、焼結金属膜１４の熱膨張係数は、セラミックスを含むセラミック素体１１と異なる。このため、積層セラミックコンデンサ１０が実装時や実装後に熱衝撃を受けた場合に、焼結金属膜１４とセラミック素体１１との間に熱応力が発生する。焼結金属膜１４が厚いほど熱応力の影響が大きくなるが、中央部１４１を薄く構成することで、この熱応力を中央部１４１において緩和することができる。したがって、当該熱応力に起因する焼結金属膜１４とセラミック素体１１との間のクラック等の欠陥を抑制することができる。

また、熱応力の小さい中央部１４１に合金接合部１６及び金属端子１５を設けることで、金属端子１５を焼結金属膜１４に安定して接合させることができる。これにより、合金接合部１６の剥がれやクラック等も防止でき、金属端子１５と焼結金属膜１４の接続信頼性も高めることができる。

一方で、全体が薄い焼結金属膜に熱衝撃が付加された場合、セラミック素体との密着性の低い焼結金属膜の周縁部に特に負荷がかかりやすく、剥がれやクラック等が発生しやすくなる。そこで、本実施形態では、焼結金属膜１４の周縁部１４２の厚みを厚くすることで、周縁部１４２の強度を高め、剥がれやクラック等の欠陥を防止することができる。したがって、焼結金属膜１４全体としての熱応力は緩和しつつ、特に欠陥の起こりやすい周縁部１４２の強度を補強することができ、信頼性の高い構成を得ることができる。

また、焼結金属膜１４の周縁部１４２が厚いことで、合金接合部１６の形成時に、合金接合部１６を構成するハンダが焼結金属膜１４の外部へ流出することを防止できる。したがって、当該ハンダがセラミック素体１１まで濡れ広がるような不具合を防止することができる。

周縁部１４２のＸ軸方向から見た平面形状は、例えば以下のように規定できる。
焼結金属膜１４のＹ軸方向における寸法に対して、周縁部１４２のＹ軸方向における寸法の占める割合は、５％以上２５％以下とすることができる。なお、焼結金属膜１４のＹ軸方向における寸法は、焼結金属膜１４をＺ軸方向に２等分する位置における焼結金属膜１４のＹ軸方向に沿った寸法とする。周縁部１４２のＹ軸方向における寸法は、焼結金属膜１４をＺ軸方向に２等分する位置における周縁部１４２のＹ軸方向に沿った寸法であり、周縁部１４２が中央部１４１によって分断される場合には、分断された各領域の寸法の合計とする。

同様に、焼結金属膜１４のＺ軸方向における寸法に対して、周縁部１４２のＺ軸方向における寸法の占める割合は、５％以上２５％以下とすることができる。なお、焼結金属膜１４のＺ軸方向における寸法は、焼結金属膜１４をＹ軸方向に２等分する位置における焼結金属膜１４のＺ軸方向に沿った寸法とする。同様に、周縁部１４２のＺ軸方向における寸法は、焼結金属膜１４をＹ軸方向に２等分する位置における周縁部１４２のＺ軸方向に沿った寸法であり、周縁部１４２が中央部１４１によって分断される場合には、分断された各領域の寸法の合計とする。

周縁部１４２の寸法を上記のように規定することにより、周縁部１４２の幅を十分に確保することができる。したがって、周縁部１４２の強度を十分に確保できるとともに、合金接合部１６を構成するハンダの流出もより確実に抑制できる。

さらに、合金接合部１６は、本実施形態において、Ｘ軸方向から見た平面視において、内部電極１２，１３が露出する端面１１ａの引き出し領域Ｌ内に配置される。引き出し領域Ｌは、端面１１ａのＹ軸方向及びＺ軸方向における中央部に位置する略矩形の領域であって、容量形成部１７のＸ軸方向端面に相当する領域である。一方の端面１１ａの引き出し領域Ｌからは、第１内部電極１２とセラミック層１９とがＺ軸方向に沿って交互に露出する。他方の端面１１ａの引き出し領域Ｌからは、第２内部電極１３とセラミック層１９とがＺ軸方向に沿って交互に露出する。

引き出し領域Ｌの熱膨張係数は、金属からなる内部電極１２，１３の存在により、セラミック材料で形成される保護部１８と比較して、合金接合部１６の熱膨張係数により近い。つまり、合金接合部１６を引き出し領域Ｌと重なるように配置することで、合金接合部１６とセラミック素体１１との間の熱応力を緩和することができる。したがって、合金接合部１６の剥がれやクラックをより確実に抑制でき、金属端子１５の接続信頼性をさらに高めることができる。

また、周縁部１４２の頂部１４２ａは、Ｘ軸方向から見た平面視において、引き出し領域Ｌの外側、つまり保護部１８内に配置されていてもよい。これにより、焼結金属膜１４によって引き出し領域Ｌを十分に被覆することができ、引き出し領域Ｌの耐環境性を十分に確保することができる。

なお、中央部１４１と引き出し領域Ｌとの位置関係は特に限定されない。例えば、図４に示すように、Ｙ軸方向及びＺ軸方向のいずれにおいても引き出し領域Ｌが中央部１４１より大きくてもよい。あるいは、Ｙ軸方向又はＺ軸方向の少なくとも一方において、引き出し領域Ｌが中央部１４１よりも小さくてもよい。

以上の構成の積層セラミックコンデンサ１０は、以下のような製造方法により製造される。

［積層セラミックコンデンサ１０の製造方法］
図６は、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法を示すフローチャートである。図７及び８は、積層セラミックコンデンサ１０の製造過程を示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について、図６に沿って、図７及び８を適宜参照しながら説明する。

（ステップＳ０１：セラミック素体作製）
ステップＳ０１では、容量形成部１７を形成するための第１セラミックシート１０１及び第２セラミックシート１０２と、保護部１８のカバー領域を形成するための第３セラミックシート１０３と、を準備する。そして、図７に示すように、これらのセラミックシート１０１，１０２，１０３を積層し、未焼成のセラミック素体１１１を作製する。

セラミックシート１０１，１０２，１０３は、誘電体セラミックスを主成分とする未焼成の誘電体グリーンシートとして構成される。セラミックシート１０１，１０２，１０３は、例えば、ロールコーターやドクターブレードなどを用いてシート状に成形される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の厚さは適宜調整可能である。

図７に示すように、第１セラミックシート１０１には第１内部電極１２に対応する未焼成の第１内部電極１１２が形成され、第２セラミックシート１０２には第２内部電極１３に対応する未焼成の第２内部電極１１３が形成されている。なお、保護部１８のカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３には内部電極が形成されていない。

内部電極１１２，１１３は、任意の導電性ペーストをセラミックシート１０１，１０２に塗布することによって形成することができる。導電性ペーストの塗布方法は、公知の技術から任意に選択可能である。例えば、導電性ペーストの塗布には、スクリーン印刷法やグラビア印刷法を用いることができる。

図７に示す未焼成のセラミック素体１１１では、セラミックシート１０１，１０２が交互に積層され、そのＺ軸方向上下面にカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３が積層される。なお、セラミックシート１０１，１０２，１０３の枚数は図７に示す例に限定されない。

未焼成のセラミック素体１１１は、セラミックシート１０１，１０２，１０３を圧着することにより一体化される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の圧着には、例えば、静水圧加圧や一軸加圧などを用いることが好ましい。これにより、セラミック素体１１１を高密度化することが可能である。

図８は、ステップＳ０１で得られる未焼成のセラミック素体１１１の斜視図である。未焼成のセラミック素体１１１は、セラミック層１１９の間に内部電極１１２，１１３が交互に積層された容量形成部１１７を有し、Ｘ軸方向両端面１１１ａに内部電極１１２，１１３が露出している。端面１１１ａから内部電極１１２，１１３が露出する領域は、焼成後の引き出し領域Ｌとなる。未焼成のセラミック素体１１１は、容量形成部１１７の周囲に保護部１１８が形成されており、Ｙ軸方向両側面１１１ｂ及びＺ軸方向両主面１１１ｃから内部電極１１２，１１３が露出していない。

なお、以上では１つのセラミック素体１１に相当する未焼成のセラミック素体１１１について説明したが、実際には、個片化されていない大判のシートとして構成された積層シートが形成され、セラミック素体１１１ごとに個片化される。

（ステップＳ０２：焼成）
ステップＳ０２では、ステップＳ０１で得られた未焼成のセラミック素体１１１を焼結させることにより、図１～４に示すセラミック素体１１を作製する。つまり、ステップＳ０２により、容量形成部１１７が容量形成部１７になり、保護部１１８が保護部１８になる。

ステップＳ０２における焼成温度は、セラミック素体１１１の焼結温度に基づいて決定可能である。例えば、誘電体セラミックスとしてチタン酸バリウム系材料を用いる場合には、焼成温度を１０００～１３００℃程度とすることができる。また、焼成は、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において行うことができる。

（ステップＳ０３：焼結金属膜形成）
ステップＳ０３では、ステップＳ０２で得られたセラミック素体１１の端面１１ａに焼結金属膜１４を形成する。

より詳細に、ステップＳ０３では、セラミック素体１１の両端面１１ａに、未焼成の電極材料を例えば２段階で塗布する。電極材料としては、例えばニッケル（Ｎｉ）や銅（Ｃｕ）等の金属粉とガラス粉等を含む導電性ペーストが用いられる。一例として、電極材料は、５０～８０％の銅と、１～１０％のガラス成分と、２～１５％の樹脂成分と、１０～３０％の有機溶剤成分と、を含む。ガラス成分は、ケイ素の他、ホウ素、バリウム及び亜鉛等を含んでいてもよい。

まず、端面１１ａのほぼ全面に、第１層となる電極材料を、例えばスクリーン印刷法、ロール転写法、ディップ法などにより塗布する。第１層は、中央部１４１及び周縁部１４２の基部に相当する。続いて、第１層のＹ軸方向及びＺ軸方向における周縁部に、第２層となる電極材料を、スクリーン印刷法等によって塗布する。第２層は、周縁部１４２の突出部に相当する。

塗布された未焼成の電極材料を、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において焼成する。これにより、薄い中央部１４１及び厚い周縁部１４２を有する焼結金属膜１４が形成される。
なお、焼成後、焼結金属膜１４に対してブラスト処理が行われてもよい。これにより、焼結金属膜１４の表面の凹凸を除去して平滑化することができ、合金接合部１６との接合性をより高めることができる。

（ステップＳ０４：金属端子接合）
ステップＳ０４では、複数の金属端子１５を焼結金属膜１４に接合する。
まず、複数の金属端子１５を準備する。金属端子１５は、例えば所望の形状のリードフレームである。金属端子１５の数は特に限定されない。
続いて、各金属端子１５を、端子接合用ハンダを用いて焼結金属膜１４の中央部１４１に接合する。端子接合用ハンダは、合金接合部１６となる。端子接合用ハンダは、例えば金属端子１５毎に塗布される。
ハンダとしては、例えば２３０℃以上の融点を有する高温ハンダが用いられる。これにより、金属端子１５を用いて積層セラミックコンデンサ１０を実装基板に実装する際、リフローによって合金接合部１６が溶融することを防止することができる。
以上により、図１～４に示す積層セラミックコンデンサ１０が作製される。

本実施形態では、メッキ膜を形成しない焼結金属膜１４上に金属端子１５を接合する。ここで、一般的な積層セラミックコンデンサの外部電極は、焼結金属膜である下地膜と、下地膜上に湿式メッキ等により形成された複数のメッキ膜を有する。そして、メッキ膜に金属端子が接合される。しかしながら、湿式メッキとして一般的に用いられるバレルメッキ等により、素体同士の衝突が起き、素体が損傷することがある。

一方で、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１０では、メッキ膜を形成せず、通常下地膜として用いられる焼結金属膜１４を外部電極として用いる。すなわち、焼結金属膜１４には湿式メッキ処理はされず、金属端子１５が直接接合される。これにより、湿式メッキとして一般的に用いられるバレルメッキ等によって生じる素体同士の衝突を防止することができ、セラミック素体１１へのチッピング等のダメージを防止することができる。特にセラミック素体１１が大型の場合には、衝突によるエネルギが大きくなることから、本実施形態の技術が好適に用いられる。

［実施例］
本実施形態の実施例として、上記製造方法により製造された積層セラミックコンデンサ１０のサンプルを作成した。このサンプルでは、セラミック素体１１のＸ軸方向の寸法を１５ｍｍとし、Ｙ軸方向の寸法を１０ｍｍとし、Ｚ軸方向の寸法を５ｍｍとした。焼結金属膜１４の中央部１４１のＸ軸方向における厚み寸法は約１５μｍ、周縁部１４２のＸ軸方向における厚み寸法は約２３μｍであった。

一方で、本実施形態の比較例として、焼結金属膜の電極材料を１層しか塗布せず、突出した周縁部を有さない焼結金属膜１４を備えた積層セラミックコンデンサのサンプルを作製した。このサンプルのセラミック素体の寸法は、実施例と同様とした。焼結金属膜のＸ軸方向における厚み寸法は約１５μｍであった。

これらの実施例及び比較例のサンプルに対し、ヒートサイクル試験を行った。ヒートサイクル試験は、常温、－５５℃、常温、１２５℃及び常温の順に、各サンプルの配置された温度環境を変化させることを１サイクルとして、これを１０００サイクル繰り返して行った。－５５℃及び１２５℃の温度環境は、それぞれ５分間維持した。その後、光学顕微鏡によってサンプルを観察し、サンプルにクラックや剥がれがないか評価した。

その結果、比較例におけるサンプルは、周縁部においてクラックが発生していた。一方で、実施例におけるサンプルは、周縁部及び中央部ともクラックや剥がれは発生していなかった。これにより、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１０では、熱衝撃に対して高い耐性があり、信頼性が高いことが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上記実施形態では、焼結金属膜が外部電極として構成されると説明したが、これに限定されず、例えば外部電極は、焼結金属膜と、焼結金属膜上に形成された１又は複数のメッキ膜と、を有していてもよい。

上記実施形態では積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサ１０について説明したが、本発明は内部電極が積層されたセラミック素体を有する積層セラミック電子部品全般に適用可能である。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、チップバリスタ、チップサーミスタ、積層インダクタなどが挙げられる。

１０…積層セラミックコンデンサ（積層セラミック電子部品）
１１…セラミック素体
１１ａ…端面
１２，１３…内部電極
１４…焼結金属膜（外部電極）
１５…金属端子
１６…合金接合部
Ｌ…引き出し領域

Claims (4)

1. 第１方向に積層された内部電極と、前記内部電極が引き出され前記第１方向と直交する第２方向に向いた端面と、を有するセラミック素体と、
   前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向と前記第１方向とにおける中央部と、前記中央部の周縁に位置し前記中央部から前記第２方向外方に突出する周縁部と、を有し、前記端面に形成された外部電極と、
   前記中央部に接合された金属端子と、
   を具備する積層セラミック電子部品。
2. 請求項１に記載の積層セラミック電子部品であって、
   前記外部電極と前記金属端子とを接合する合金接合部をさらに具備し、
   前記端面は、前記内部電極が露出する引き出し領域を含み、
   前記合金接合部は、前記第２方向から見た平面視において、前記引き出し領域内に配置される
   積層セラミック電子部品。
3. 請求項１又は２に記載の積層セラミック電子部品であって、
   前記周縁部は、前記第２方向において、前記中央部の１．１倍以上の厚み寸法を有する
   積層セラミック電子部品。
4. セラミック電子部品と、
   前記セラミック電子部品が実装された回路基板と、
   を具備し、
   前記セラミック電子部品は、
   第１方向に積層された内部電極と、前記内部電極が引き出され前記第１方向と直交する第２方向に向いた端面と、を有するセラミック素体と、
   前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向と前記第１方向とにおける中央部と、前記中央部の周縁に位置し前記中央部から前記第２方向外方に突出する周縁部と、を有し、前記端面に形成された外部電極と、
   前記中央部に接合された金属端子と、を有する
   電子部品実装基板。

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