JPH09260198A - 積層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部構造欠陥のない積層コンデンサを提供す
る。 【解決手段】 各内部電極２３，２３ａ〜２３ｄのそれ
ぞれにその平面を貫く複数の小さな開口部２５を形成す
ると共に、これらの開口部２５に誘電体層を形成する誘
電体材料を充填し、この内部電極と誘電体層を積層して
積層コンデンサを形成する。これにより、内部電極を挟
む誘電体層の密着強度が開口部内の誘電体材料によって
強化されるため、内部電極の局部的な累積による内部歪
みを回避できるので、Ｐｄ等からなる内部電極の酸化膨
張による構造欠陥（デラミネーション、クラック等）の
発生率を大幅に低減することができ、信頼性の高い積層
コンデンサを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、積層コンデンサに
関し、特に信頼性の改善を図った積層コンデンサに関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】図２乃至図４に従来例の積層コンデンサ
を示す。図２は分解斜視図、図３は平面図、図４は図３
のＡ−Ａ線矢視方向断面図である。

【０００３】図において、１０は積層コンデンサで、誘
電体層１１と内部電極１２とを交互に積層してなる素体
１３と、素体１３の両端部において内部電極を交互に並
列に接続している一対の外部電極１４とから構成されて
いる。

【０００４】内部電極１２は、誘電体層１１の中央領域
付近に設けられた内部電極片１２ａと、外部電極１４に
沿って外部電極１４に接続した状態で設けられた内部電
極引出部１２ｂとから成り、内部電極片１２ａは内部電
極引出部１２ｂを介して外部電極１４に接続されてい
る。

【０００５】誘電体層１１は矩形のシート上のセラミッ
ク焼結体からなり、セラミック焼結体は、例えばチタン
酸バリウム等を主成分とする誘電体磁器材料から形成さ
れている。内部電極１２は金属ペーストを焼結させた金
属薄膜からなり、金属ペーストとしては、例えばＰｄや
Ａｇ−Ｐｄのような貴金属材料を主成分とするものが使
用されている。外部電極１４もない部電極１２と同様の
材料により形成され、表面には半田濡れ性をよくするた
めに半田メッキが施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、大容
量化へ移行してきており、この種の積層コンデンサで
は、構造欠陥（デラミネーション、クラック等）の発生
率が大きくなってしまう。

【０００７】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、内部
構造欠陥のない積層コンデンサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、所定面積を有する平板状の内部電極と誘
電体層とを交互に積層してなる素体と、該素体の両端部
において前記内部電極を交互に並列に接続している一対
の外部電極とを有する積層コンデンサにおいて、前記内
部電極はその平面を貫く少なくとも一の開口部を有し、
該開口部には誘電体材料が充填されている積層コンデン
サを提案する。

【０００９】該積層コンデンサによれば、前記内部電極
の開口部において該内部電極の上下層にある誘電体層が
前記開口部内に充填されている誘電体材料によって密着
される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図１は本実施形態における積層コ
ンデンサの外観図、図５は要部分解斜視図、図６は側面
断面図である。図１において、２０は積層コンデンサ
で、誘電体層及び内部電極を積層してなる素体２１と、
この素体２１の両端部において内部電極２３に接続する
ように設けられた一対の外部電極２２ａ，２２ｂから構
成されている。

【００１１】また、素体２１は図５及び図６に示すよう
に、その内部に例えば第１乃至第５の誘電体層２１Ａ〜
２１Ｅを有し、第２の誘電体層２１Ｂの上下面のそれぞ
れには内部電極２３ａ，２３ｂが形成され、１つの電極
群２４ａが構成されている。

【００１２】これらの内部電極２３ａ，２３ｂは同一形
状をなし、誘電体層２１Ｂの長手方向一端において一方
の外部電極２２ａに接続され、この一端から他端側に向
けて所定長延ばして形成されている。

【００１３】同様にして、第４の誘電体層２１Ｄの上下
面のそれぞれには内部電極２３ｃ，２３ｄが形成され、
１つの電極群２４ｂが構成されている。これらの内部電
極２３ｃ，２３ｄも前述と同様に同一形状をなし、誘電
体層２１Ｄの長手方向他端において他方の外部電極２２
ｂに接続され、ここから一端側に向けて所定長延ばして
形成されている。

【００１４】これにより、一方の電極群２４ａと他方の
電極群２４ｂは、第３の誘電体層２１Ｃを介してそのほ
ぼ中央部分において所定の面積で重なり合い、それぞれ
の平面が対向して高周波用の小さな静電容量が得られる
ようになっている。

【００１５】さらに、各内部電極２３，２３ａ〜２３ｄ
のそれぞれにはその平面を貫く複数の小さな開口部２５
が形成され、これらの開口部２５には誘電体層を形成す
る誘電体材料が充填されている。充填された誘電体材料
はＬｉ−Ｓｉ、Ｂ−Ｓｉ等のアルカリ土類ガラス又はＭ
ｎ、Ｓｉ、Ｂａ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、又はＨｏ、Ｙ等の
酸化物の焼成助材であって、主成分（ＢａＴｉＯ₃等）
より融点の低いものが望ましい。

【００１６】開口部２５は、内部電極面積当たり２０乃
至４０％が望ましく、均一に分布していることが望まし
い。また、その大きさは２μｍ〜１５μｍが望ましく、
開口部の形成は誘電体の主成分の粒子が成長することに
より添加物がにじみ出ることにより形成される。この形
成は、焼成条件、添加量を適宜制御することにより得る
ことができる。

【００１７】前述の誘電体層は、矩形のシート状のセラ
ミック焼結体からなり、焼結体は例えばＳｉ、Ｍｎ、Ｂ
ａ、Ｔｉ、Ｃａ、Ｚｒ、又はＨｏ、Ｙ等の希土類元素を
含んだチタン酸バリウムを主成分とするグリーンシート
を焼成して形成した誘電体磁器材料からなる。

【００１８】また、内部電極２３は導電性ペーストの薄
膜を焼結させた金属薄膜からなり、導電性ペーストとし
ては、例えばニッケル、銀、パラジウム粉末を主成分と
するものが使用されている。外部電極２２も内部電極２
３と同様の材料により形成され、表面には半田濡れ性を
よくするために半田メッキが施されている。

【００１９】この積層コンデンサは次のようにして製造
した。まず、誘電体の原料粉末に有機バインダーを１５
重量％添加し、さらに水を５０重量％加え、これらをボ
ールミルに入れて十分に混合し、誘電体磁器原料のスラ
リーを作成した。

【００２０】次に、このスラリーを真空脱泡器に入れて
脱泡した後、リバースロールコーターに入れ、ポリエス
テルフィルム上にこのスラリーからなる薄膜を形成し、
この薄膜をポリエステルフィルム上で１００℃に加熱し
て乾燥させ、これを打ち抜いて、１０ｃｍ角、厚さ約２
０μｍのグリーンシートを得た。

【００２１】一方、平均粒径が１．５μｍのパラジウム
粉末１０ｇと、エチルセルロース０．９ｇをブチルカル
ビトール９．１ｇに溶解させたものとを攪拌器に入れ、
１０時間攪拌することにより内部電極用の導電性ペース
トを得た。

【００２２】この後、上述した内部電極のパターンを５
０個有する各スクリーンを用いて、上記グリーンシート
の片面にこの導電性ペーストからなる内部電極のパター
ンを各々印刷し、これを乾燥させた。

【００２３】次に、上記印刷面を上にしてグリーンシー
トを複数枚積層し、さらにこの積層物の上下両面に印刷
の施されていないグリーンシートを積層した。次いで、
この積層物を約５０℃の温度で厚さ方向に約４０トンの
圧力を加えて圧着させた。この後、この積層物を格子状
に裁断し、約５０個の積層チップを得た。

【００２４】次に、この積層チップを雰囲気焼成可能な
炉に入れ、大気中で６００℃まで加熱して、有機バイン
ダーを焼成させ、その後、炉の雰囲気を大気中雰囲気と
し、積層体チップの加熱温度を６００℃から焼成温度の
１１５０℃（最高温度）を３時間保持した。この後、１
００℃／ｈｒの速度で６００℃まで降温し、室温まで冷
却して、焼結体チップを得た。

【００２５】次いで、内部電極が露出する焼結体チップ
の側面に銀とガラスフリットとビヒクルからなる導電性
ペーストを塗布して乾燥させ、これを大気中で８００℃
の温度で１５分間焼き付け、銀電極層を形成し、さらに
この上に銅を無電解メッキで被着させ、この上に電気メ
ッキ法でＰｂ−Ｓｎ半田層を設けて、一対の外部電極を
形成した。これによって前述した積層コンデンサが得ら
れた。

【００２６】前述の構成よりなる本実施形態によれば、
内部電極２３，２３ａ〜２３ｄのそれぞれに平面を貫く
複数の開口部２５が形成され、これらの開口部内に誘電
体材料が充填されているので、内部電極２３，２３ａ〜
２３ｄを挟む誘電体層の密着強度が開口部２５内の誘電
体材料によって強化されるため、内部電極の局部的な累
積による内部歪みを回避でき、Ｐｄ等からなる内部電極
の酸化膨張によるデラミネーションやクラック等の構造
欠陥の発生率を大幅に低減することができ、信頼性の高
い積層コンデンサを得ることができる。

【００２７】また、内部電極の面積が開口部２５を形成
しない場合と同じであっても、開口部２５の大きさが所
定範囲内であれば、取得静電容量を低下させることがな
い。さらに、これによって高価な内部電極材料の使用量
を低減することができる。

【００２８】尚、本実施形態は一例でありこれに限定さ
れることはない。

【００２９】また、本実施形態では２組の電極群２４
ａ，２４ｂを積層してコンデンサを形成したが、複数組
の電極群を積層したコンデンサを形成しても同様の効果
を得ることができるし、また、図７に示すような電極群
を形成しない一般的な積層コンデンサの場合も、同様の
効果が得られる。

【００３０】また、本実施形態では２枚の内部電極によ
って１つの内部電極群を構成したが、３枚以上の内部電
極を用いて１つの内部電極群を構成しても良い。

【００３１】また、従来に示した構成を有する積層コン
デンサの内部電極に開口部２５を形成しこれに誘電体層
を形成すると同様の誘電体材料を充填しても同様の効果
を得ることができる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、内
部電極のそれぞれに開口部が形成され、これらの開口部
内に誘電体材料が充填されているので、内部電極を挟む
誘電体層の密着強度が開口部内の誘電体材料によって強
化されるため、内部電極の局部的な累積による内部歪み
を回避できるので、Ｐｄ等からなる内部電極の酸化膨張
による構造欠陥（デラミネーション、クラック等）の発
生率を大幅に低減することができ、信頼性の高い積層コ
ンデンサを得ることができる。また、内部電極の面積が
開口部を形成しない場合と同じであっても、開口部の大
きさが所定範囲内であれば、取得静電容量を低下させる
ことがない。さらに、これによって高価な内部電極材料
の使用量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における積層コンデンサを
示す外観図

【図２】従来例の積層コンデンサを示す分解斜視図

【図３】従来例の積層コンデンサを示す平断面図

【図４】図３のＡ−Ａ線矢視方向の断面図

【図５】本発明の一実施形態における積層コンデンサの
要部分解斜視図

【図６】本発明の一実施形態における積層コンデンサの
側面断面図

【図７】本発明の他の実施形態を示す側面断面図

【符号の説明】

２０…積層コンデンサ、２１…素体、２１Ａ〜２１Ｅ…
誘電体層、２２ａ，２２ｂ…外部電極、２３，２３ａ〜
２３ｄ…内部電極、２４ａ，２４ｂ…電極群、２５…開
口部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定面積を有する平板状の内部電極と誘
   電体層とを交互に積層してなる素体と、 該素体の両端部において前記内部電極を交互に並列に接
   続している一対の外部電極とを有する積層コンデンサに
   おいて、 前記内部電極はその平面を貫く少なくとも一の開口部を
   有し、 該開口部には誘電体材料が充填されていることを特徴と
   する積層コンデンサ。