JPH10189383A

JPH10189383A - 積層セラミックコンデンサ

Info

Publication number: JPH10189383A
Application number: JP34392396A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Fujioka; 芳博藤岡; Kenichi Iwasaki; 健一岩崎; Shinichi Osawa; 真一大沢
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-12-24
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 1998-07-21
Anticipated expiration: 2016-12-24
Also published as: JP3305605B2

Abstract

(57)【要約】【課題】有効電極面積を大きくして静電容量を向上でき
るとともに、誘電体層を薄層化、高積層化しても、マー
ジン部がないために厚み差によるひずみが発生しない積
層セラミックコンデンサを提供する。【解決手段】誘電体層１１と内部電極層１３とが交互に
積層されたコンデンサ本体１５の両端に、内部電極層１
３の一端部と電気的に接続する外部電極１６をそれぞれ
設けてなる積層セラミックコンデンサであって、内部電
極層１３の全外周部がコンデンサ本体１５の外面に露出
しており、かつ、外部電極１６と電気的に接続される部
分を除き内部電極層１３の外周部が酸化され、絶縁され
ているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサに関し、特に、外部電極と電気的に接続される
部分を除き、内部電極の外周部が内部電極を構成する金
属の酸化物によって電気的に絶縁された積層セラミック
コンデンサに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、積層セラミックコンデンサとして
は、誘電体層と、１種類の内部電極層とを交互に積層
し、内部電極層の一部分を交互に積層体表面の異なる場
所に露出させ、露出部分に端子電極を形成した構造とな
っていた。

【０００３】このような積層セラミックコンデンサの一
般的な製造方法は、例えば、誘電体セラミック粉末を有
機バインダーに分散させたセラミックスラリーをシート
状に成形してセラミックグリーンシートを作製し、スク
リーン印刷法などにより、このセラミックグリーンシー
トの上に導電ペーストで内部電極パターンを印刷する。
そして、この内部電極パターンが印刷されたセラミック
グリーンシートを積層し、さらにその両側に内部電極パ
ターンが印刷されていないセラミックグリーンシートを
複数枚積み重ねる。

【０００４】こうして得られた積層体を内部電極が端面
に露出するようにしてチップ状に切断し、これを焼成す
る。そして、この焼結された積層体を研磨することで、
その端面に内部電極を露出させ、この端面に導電ペース
トを塗布し、これを焼き付けて外部電極を形成すること
により、積層チップコンデンサが作製されていた。

【０００５】また、他の積層セラミックコンデンサの製
造方法として、セラミックの積層体を焼成する前に、そ
の端部に予め導電ペーストを焼き付けるという製造方法
もある。さらに、積層体を得る方法も、セラミックグリ
ーンシートを使用する、いわゆるシート法の他に、セラ
ミックペーストと導電ペーストとを交互に印刷してい
く、いわゆる印刷法も採用されている。

【０００６】このような積層コンデンサは、近年におい
ては小型化と共に大容量化が要求されている。この要求
に応えるため誘電体セラミック層を薄層化することによ
り高積層化を可能にしている。しかし、積層数が多くな
ると、内部電極の厚みにより、積層体内部でセラミック
層を介して内部電極が重なり合っている部分と、それ以
外のマージン部分との積層厚みの差が大きくなる。大き
な容量を得るためにサイドマージンを狭めた場合には内
部電極の上下に位置するセラミックス同士の接着が損な
われ、デラミネーションと呼ばれる層剥離が生じがちで
あった。

【０００７】この問題点を解決する手段として、特開平
３−８２００５号公報には、内部電極の側端部が酸化さ
れた積層セラミックコンデンサが提案されている。この
積層セラミックコンデンサの断面図を図５に示す。これ
によれば、内部電極１の側端部が酸化されて酸化物２が
形成されているため、内部電極１と誘電体層の結合が強
く、デラミネーションが抑制され、高容量コンデンサが
得られる。尚、符号６は外部電極であり、符号８はエン
ドマージン領域である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】積層セラミックコンデ
ンサでは、内部電極の一端は外部電極と接続されてお
り、他端は外部電極と絶縁されているが、上記特開平３
−８２００５号公報に開示された積層セラミックコンデ
ンサでは、内部電極１の他端が外部電極６と接続しない
ように、内部電極形成面積を印刷パターンによって制御
し、いわゆるエンドマージン領域８を形成していたた
め、印刷精度による短絡及びデラミネーションを防止す
るために、大きなエンドマージン領域８を形成する必要
があり、従って有効電極面積を大きくするには限界があ
った。

【０００９】また、この技術を用いて誘電体層を薄層
化、高積層化した場合、内部電極１が重なり合っている
部分とそれ以外のエンドマージン領域８との積層厚みの
差が大きくなり、未だ厚み差によるひずみが大きいとい
う問題があった。

【００１０】本発明は、有効電極面積を大きくして静電
容量を向上できるとともに、誘電体層を薄層化、高積層
化しても、マージン部がないために厚み差によるひずみ
が発生しない積層セラミックコンデンサを提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
について鋭意検討した結果、積層セラミックコンデンサ
の内部電極を、異なる金属を主成分とする２種類の内部
電極層ペーストを用いて全面に形成し、内部電極層の外
部電極に接する部分を一層おきに内部電極を構成する金
属の酸化物によって電気的に絶縁すると、有効電極面積
を大きくすることができると同時に、全面に内部電極が
形成されるためにコンデンサの場所による厚み差が生じ
ないことを知見し、本発明に至った。

【００１２】即ち、本発明の積層セラミックコンデンサ
は、誘電体層と内部電極層とが交互に積層されたコンデ
ンサ本体の両端部に、前記内部電極層の一端部と電気的
に接続する外部電極をそれぞれ設けてなる積層セラミッ
クコンデンサであって、前記内部電極層の全外周部が前
記コンデンサ本体の外面に露出しており、かつ、前記外
部電極と電気的に接続される部分を除き前記内部電極層
の外周部が酸化されているものである。ここで、内部電
極層が、外部電極と電気的に接続される側に形成された
貴金属を主成分とする貴金属部と、その他の卑金属を主
成分とする卑金属部とから構成されていることが望まし
い。さらに、貴金属部がパラジウムを主成分とし、卑金
属部がニッケルを主成分とすることが望ましい。

【００１３】

【作用】本発明の積層セラミックコンデンサは、内部電
極層が誘電体層の全面に形成され、かつ、外部電極と電
気的に接続される内部電極層の一端部分を除き、内部電
極層の外周部が酸化され、酸化物が形成されているた
め、外部と電気的に絶縁できるとともに、内部電極の他
端と外部電極との間の絶縁するための距離を最小にする
ことができ、これにより有効電極面積を大きくすること
ができ、静電容量を大きくすることができる。

【００１４】即ち、上記した特開平３−８２００５号公
報に開示された積層セラミックコンデンサでは、内部電
極の他端が外部電極と接続しないように、内部電極形成
面積を印刷パターンによって制御していたため、大きな
エンドマージン領域を形成せざるを得なかったが、本発
明では、内部電極層を形成するための印刷パターンを制
御することなく、内部電極層の端部を酸化することによ
り外部電極と絶縁できるため、有効電極面積を大きくす
ることができるのである。

【００１５】また、誘電体層の間に形成される内部電極
層の面積は、誘電体層と同じ面積であるため、コンデン
サの場所による厚み差が生じることはない。これによ
り、厚み差に起因する内部応力からデラミネーションが
発生することを防止できる。

【００１６】さらに、内部電極層が、外部電極と電気的
に接続される側に形成されたパラジウムを主成分とする
領域と、その他のニッケルを主成分とする領域から構成
することにより、コンデンサ本体を作製する際におい
て、内部電極層の一端部に、外部電極と電気的に接続で
きるようにパラジウム主成分の領域が形成され、その他
の部分にニッケルを主成分とする領域が形成される。

【００１７】従って、コンデンサ本体を酸化処理するこ
とにより、ニッケルを主成分とする領域の外周部が酸化
され、酸化ニッケルが形成され、コンデンサ本体に外部
電極を形成した時、内部電極層の一端部と外部電極とが
電気的に接続されるとともに、内部電極層の他端部と外
部電極とが絶縁され、さらに、内部電極層の側面部が酸
化されるために外部と絶縁されることになる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の積層セラミック
コンデンサの一例を示すもので、この図１によれば、積
層セラミックコンデンサは、誘電体層１１と内部電極層
１３とが交互に積層されたコンデンサ本体１５の両端
に、内部電極層１３の一端部と電気的に接続する外部電
極１６をそれぞれ設けてなるものである。

【００１９】そして、図２に示すように、コンデンサ本
体１５の内部電極層１３の全外周部が外面に露出してお
り、外部電極１６と電気的に接続される部分を除き、内
部電極層１３の外周部が酸化されているものである。

【００２０】即ち、内部電極層１３の外周部は、外部電
極１６側の端部を除いて、酸化され酸化物１７が形成さ
れている。

【００２１】また、内部電極層１３が、外部電極１６と
電気的に接続される側に形成された貴金属を主成分とす
る貴金属部２１と、その他の卑金属を主成分とする卑金
属部２３とから構成されている。貴金属としてはＡｕ、
Ａｇ、Ｐｄ，Ｐｔ等があり、卑金属としては、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等があるが、安価という理由から、貴金
属としてはパラジウムが、卑金属としてニッケルが望ま
しい。

【００２２】内部電極層は金属を主成分とするものであ
れば良く、金属の他に金属の酸化物やガラス等を含有し
ていても良いが、金属のみからなる場合が最も望まし
い。

【００２３】本発明の積層セラミックコンデンサは、例
えば、先ず、誘電体層となるグリーンシートを作製する
ことにより得られる。グリーンシートは、例えば、チタ
ン酸バリウムを主成分とし、酸化イットリウム、炭酸マ
ンガン及び酸化マグネシウムを加えた誘電体粉末に、水
及び分散剤を加え、ボールミルにて混合粉砕した後、有
機バインダーを混合し、得られたスラリーを所定厚みの
テープ状に成形することにより得られる。

【００２４】誘電体層の材料としては、チタン酸バリウ
ムを主成分とし、この主成分１００モル部に対して、酸
化マグネシウムを０．５〜８モル部、炭酸マンガンを
０．０５〜０．５モル部、酸化イットリウムを０．３〜
４モル部添加含有したものを用いることが誘電率などの
特性を向上するという点から望ましい。

【００２５】導体ペーストは、例えば、ニッケル粉末に
有機可塑剤を加えたペースト、及びパラジウム粉末に有
機可塑剤を加えたペーストを作製する。

【００２６】そして、図３に示すように、上記誘電体層
のグリーンシート３１の上面に、例えば、スクリーン印
刷法によりニッケルの導体ペースト及びパラジウムの導
体ペーストを塗布し、ニッケル内部電極領域３３とパラ
ジウム内部電極領域３５が交互に並ぶように、導体ペー
ストを塗布したグリーンシート３１を積層する。

【００２７】そして、得られた積層成形体を所定寸法に
切断したのち、例えば、酸素分圧３×１０^-8〜３×１０
^-3Ｐａ、温度１１５０〜１３００℃で０．５〜３時間焼
成し、この後、大気中において温度８００〜１１５０℃
で３０分〜５時間熱処理することにより焼結体表面に露
出したニッケルを酸化させ、コンデンサ本体を作製す
る。このコンデンサ本体を図４に示す。

【００２８】次に、銅粉末に有機可塑剤を加えたペース
トを作製し、このペーストを、前記内部電極層と交互に
電気的に接続するようにコンデンサ本体の両端に焼き付
けて積層セラミックコンデンサを作製する。

【００２９】尚、上記例では、ニッケルとパラジウムの
組み合わせからなる内部電極を形成したが、本発明は上
記例に限定されるものではない。さらに、例えばスパッ
タ法等の薄膜形成手法を用いて、外部電極を前記内部電
極層と交互に電気的に接続するように焼結体に形成すれ
ば有効電極面積を更に大きくすることができる。

【００３０】

【実施例】先ず、チタン酸バリウムを主成分とし、この
主成分１００モル部に対して、酸化イットリウムを１モ
ル部、酸化マグネシウムを２モル部、酸化マンガンを
０．１モル部添加した誘電体粉末に、水及び分散剤を加
え、ＺｒＯ₂ボールを用いたボールミルにて混合粉砕し
た後、有機バインダーを混合し、得られたスラリーを厚
み８μｍのテープ状に成形した。

【００３１】一方、内部電極として、ニッケル粉末に有
機可塑剤を加えたペースト、及びパラジウム粉末に有機
可塑剤を加えたペーストを用意し、各々上記テープ上に
図３に示すようにニッケルとパラジウムが交互に並ぶよ
うにスクリーン印刷法にて形成し、テープを積層した。

【００３２】従来の図６に示すような一般的なコンデン
サを作製するため、内部電極としてニッケルを用い、ス
クリーン印刷によりエンド及びサイドマージン領域を形
成した成形体を用意するとともに、図５に示したような
コンデンサを作製するため、内部電極としてニッケルを
使用し、スクリーン印刷によりエンドマージン部のみを
形成した成形体も用意した。尚、図６において符号１は
内部電極、符号６は外部電極、符号８はエンドマージン
領域、符号９はサイドマージン領域である。

【００３３】得られた成形体を切断したのち、酸素分圧
１×１０^-6Ｐａ、温度１２６０℃で２時間焼成し、次
に、酸素分圧１×１０¹Ｐａ、温度１０００℃で１時間
熱処理を行った。この後、焼結体に、スパッタ法を用い
て金からなる外部電極を形成し、誘電体層厚み９μｍ、
有効誘電体層数１１０層、外形寸法１．６ｍｍ×０．８
ｍｍ×０．８ｍｍ、有効電極面積１．１９（１．５６×
０．７６）ｍｍ²の積層コンデンサを得た。

【００３４】次にこれらの試料を、ＬＣＲメーター４２
８４Ａを用いて周波数１．０ｋＨｚ、入力信号レベル
１．０Ｖｒｍｓにて＋２５℃における静電容量を測定し
た。

【００３５】この結果、従来の一般的な図６のコンデン
サの場合、静電容量は５６０ｎＦであり、図５に示した
ようなコンデンサの場合７００ｎＦであったのに対し
て、内部電極としてニッケルとパラジウムを交互に並ぶ
ように形成し、内部電極層の外部電極に接する部分を一
層おきに内部電極を構成する金属の酸化物によって電気
的に絶縁した本発明の場合、静電容量は８００ｎＦであ
った。これにより静電容量の大きい積層セラミックコン
デンサを作製できることがわかる。

【００３６】

【発明の効果】本発明の積層セラミックコンデンサは、
内部電極層が誘電体層の全面に形成され、かつ、外部電
極と電気的に接続される内部電極層の一端部分を除き、
内部電極層の外周部が酸化され、酸化物が形成されてい
るため、外部と絶縁することができるとともに、内部電
極層の他端と外部電極との間の絶縁するための距離を最
小にすることができ、有効電極面積を大きくすることが
でき、静電容量を大きくすることができる。

【００３７】また、誘電体層の間に形成される内部電極
層の面積は、誘電体層と同じ面積であるため、コンデン
サの場所による厚み差が生じることはない。これによ
り、厚み差に起因する内部応力からデラミネーションが
発生することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の積層セラミックコンデンサを示す断面
図である。

【図２】図１の横断面図である。

【図３】グリーシートにニッケル内部電極ペーストとパ
ラジウム内部電極ペーストを塗布し、積層する状態を示
す説明図である。

【図４】コンデンサ本体を示す斜視図である。

【図５】従来の内部電極の側端部を酸化して形成された
積層セラミックコンデンサの断面図である。

【図６】従来の一般的な積層セラミックコンデンサの断
面図である。

【符号の説明】

１１・・・誘電体層１３・・・内部電極層１５・・・コンデンサ本体１６・・・外部電極１７・・・酸化物２１・・・貴金属部２３・・・卑金属部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘電体層と内部電極層とが交互に積層され
たコンデンサ本体の両端部に、前記内部電極層の一端部
と電気的に接続する外部電極をそれぞれ設けてなる積層
セラミックコンデンサであって、前記内部電極層の全外
周部が前記コンデンサ本体の外面に露出しており、か
つ、前記外部電極と電気的に接続される部分を除き前記
内部電極層の外周部が酸化されていることを特徴とする
積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】内部電極層が、外部電極と電気的に接続さ
れる側に形成された貴金属を主成分とする貴金属部と、
その他の卑金属を主成分とする卑金属部とから構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の積層セラミック
コンデンサ。
【請求項３】貴金属部がパラジウムを主成分とし、卑金
属部がニッケルを主成分とする請求項１または２記載の
積層セラミックコンデンサ。