JPH10312933A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents

積層セラミック電子部品

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JPH10312933A
JPH10312933A JP9135823A JP13582397A JPH10312933A JP H10312933 A JPH10312933 A JP H10312933A JP 9135823 A JP9135823 A JP 9135823A JP 13582397 A JP13582397 A JP 13582397A JP H10312933 A JPH10312933 A JP H10312933A
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JP
Japan
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thickness
ceramic
volume
internal electrode
ceramic layer
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Yasushi Ueno
靖司 上野
Giichi Takagi
義一 高木
Kazuaki Kawabata
和昭 川端
Nagato Omori
長門 大森
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部電極の積み数を多くし、セラミック層の
厚みを小さくした場合にも、焼結過程においてデラミネ
ーションやクラックが発生することを抑制することが可
能で、しかも、耐熱衝撃性に優れた信頼性の高い積層セ
ラミック電子部品を提供する。 【解決手段】 セラミック層1aの厚みが10μm以
下、内部電極2の積み枚数が200枚以上、セラミック
層1aの厚みに対する内部電極2の厚みの比(内部電極
の厚み/セラミック層の厚み)が0.10〜0.40、
セラミック素子3の体積に対する内部電極2の体積の比
(内部電極の体積/セラミック素子の体積)が0.10
〜0.30の要件を満たすように構成する。

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電子
部品に関し、詳しくは、電子部品を構成するセラミック
素子中に、複数の内部電極がセラミック層を介して重な
り合うように配設された構造を有する積層セラミックコ
ンデンサや積層バリスタなどの積層セラミック電子部品
に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】代表的
な積層セラミック電子部品の一つである表面実装型の積
層セラミックコンデンサは、例えば、図2に示すよう
に、誘電体であるセラミック21中に、複数の内部電極
22,22…がセラミック層21aを介して互いに対向
するように配設されているとともに、内部電極22,2
2…の一端側が交互に逆側に引き出された構造を有する
セラミック素子(コンデンサ素子)23の両端側に、内
部電極22,22…と導通する外部電極24a,24b
を配設することにより形成されており、小型で大きな容
量を得ることができるという特徴を有している。
【0003】ところで、積層型電子部品の小型、大容量
化にともなって、積層セラミックコンデンサなどの積層
セラミック電子部品内部の、セラミック層21aの薄層
化、積層枚数の増加が急速に進んでおり、内部電極22
に挟まれたセラミック層21aの厚み(素子有効厚み)
が5μm、積み枚数が100枚を越えるような構造を持
つものが商品化されるに至っている。
【0004】このような積層セラミック電子部品におい
ては、セラミック層21aの厚みが内部電極22の厚み
と大きな差がないほど薄くなっており、セラミック素子
(チップ)の厚みに対する各内部電極の厚みの合計の割
合(内部電極の厚み(合計)/セラミック層の厚み)が
0.30を越えるものまで提供されるようになってい
る。
【0005】そのため、製品である積層セラミック電子
部品の焼結特性が、焼成過程における内部電極材料の焼
結特性に大きな影響を受けることになる。その結果、セ
ラミック素子に対する内部電極材料の割合が大きくなる
と、焼成過程でデラミネーションやクラックの発生率が
増大して、製品の不良率が高くなり、信頼性が低下する
という問題点がある。また、このような積層セラミック
電子部品には、熱衝撃を受けた場合にクラックが発生し
やすいという問題点がある。
【0006】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、内部電極の積み数を多くし、セラミック層の厚みを
小さくした場合にも、焼成過程においてデラミネーショ
ンやクラックが発生することを抑制することが可能で、
しかも、耐熱衝撃性に優れた信頼性の高い積層セラミッ
ク電子部品を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の積層セラミック電子部品は、セラミック素
子中に、複数の内部電極がセラミック層を介して重なり
合うように配設され、かつ、前記内部電極が一層おきに
互いにセラミック素子の逆側の端部に引き出された構造
を有する積層セラミック電子部品において、(a)前記セ
ラミック層の厚みが10μm以下、(b)前記内部電極の
積み枚数が200枚以上、(c)前記セラミック層の厚み
に対する前記内部電極の厚みの比(内部電極の厚み/セ
ラミック層の厚み)が0.10〜0.40、(d)セラミ
ック素子の体積(内部電極の体積とセラミックの体積の
合計量)に対する前記内部電極の体積の比(内部電極の
体積/セラミック素子の体積)が0.10〜0.30の
要件を満たすことを特徴としている。
【0008】セラミック層の厚みが10μm以下、内部
電極の積み枚数が200枚以上で、かつ、セラミック層
の厚みに対する内部電極の厚みの比(内部電極の厚み/
セラミック層の厚み)が0.10〜0.40、セラミッ
ク素子の体積に対する前記内部電極の体積の比(内部電
極の体積/セラミック素子の体積)が0.10〜0.3
0という要件を満たすことにより、内部電極の積み数を
多くし、セラミック層の厚みを小さくした場合にも、焼
成過程においてデラミネーションやクラックが発生する
ことを抑制するとともに、耐熱衝撃性を向上させること
が可能になり、信頼性の高い積層セラミック電子部品を
提供することが可能になる。
【0009】すなわち、セラミック層の厚みに対する内
部電極の厚みの比(内部電極の厚み/セラミック層の厚
み)を制御することにより、焼成過程での内部電極材料
の焼結特性の影響を抑制することが可能になり、焼成時
にデラミネーションやクラックが発生することを防止で
きるようになるとともに、セラミック素子の体積(内部
電極の体積とセラミックの体積の合計量)に対する内部
電極の体積の比(内部電極の体積/セラミック素子の体
積)を制御することにより、熱的なストレスに対する積
層セラミック電子部品の強度を向上させることが可能に
なり、信頼性の高い積層セラミック電子部品を提供する
ことが可能になる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を示し
て、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。な
お、図1は、本発明の一実施形態にかかる積層セラミッ
ク電子部品(この実施形態では積層セラミックコンデン
サ)を示す断面図である。
【0011】この積層セラミックコンデンサは、図1に
示すように、セラミック1中に複数の内部電極2,2…
が、セラミック層1aを介して互いに対向するように配
設されているとともに、内部電極2,2…の一端側が交
互に逆側に引き出された構造を有するセラミック素子
(コンデンサ素子)3の両端側に、内部電極2,2…と
導通する外部電極4a,4bを配設することにより形成
されている。
【0012】なお、この積層セラミックコンデンサを製
造するにあたり、まず、焼結後の厚みが9.8μm、
6.2μm、4.3μmとなるような3種類のグリーンシ
ートを製造した。そして、このグリーンシートの一方の
面に、内部電極用導電性ペーストを、表1に示すような
厚みとなるように印刷し、内部電極の積み枚数が200
枚となるように積層、圧着した後、所定の大きさ(長さ
L=3.2mm、幅W=1.6mm)に切断して積層体(未
焼成のセラミック素子)を得た。次に、この積層体を熱
処理して脱脂し、所定の条件で熱処理して焼結させた
後、焼成後のセラミック素子の両端側に外部電極形成用
の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、図1に示すような積層セラミック
コンデンサを得た。
【0013】それから、上記のようにして得た積層セラ
ミックコンデンサについて、取得される静電容量値、絶
縁抵抗値、デラミネーションの発生率、セラミック素子
の表面へのクラックの発生率の各特性を調べるととも
に、熱衝撃(ΔT=350℃)を加えた場合のクラック
の発生率(熱衝撃クラック発生率)を調べた。その結果
を表1に併せて示す。
【0014】
【表1】
【0015】なお、表1において、No.に*印を付したも
のは本発明の範囲外の試料(比較例)であり、その他は
本発明の範囲内の試料である。また、表1において、内
部電極厚み比は、セラミック層の厚みに対する内部電極
の厚みの比(内部電極の厚み/セラミック層の厚み)を
示し、内部電極体積比は、セラミック素子の体積(内部
電極の体積とセラミックの体積の合計量)に対する前記
内部電極の体積の比を示している。また、表1における
評価項目と評価試料数(n)の関係は以下の通りであ
る。 静電容量値,絶縁抵抗値 :n=100 デラミネーション,クラックの発生率 :n=500 熱衝撃クラック発生率 :n=500
【0016】表1に示すように、内部電極厚み比が本
発明の範囲(0.10〜0.40)を下回る試料No.1
では静電容量値が小さく、内部電極厚み比が本発明の
範囲を上回る試料No.11では絶縁抵抗値が小さく、
内部電極体積比が本発明の範囲(0.10〜0.30)
を上回る試料No.5、10,15,及び16ではデラミ
ネーション、クラック、及び熱衝撃クラックの発生率が
高くなっているのに対して、セラミック層に対する内部
電極の厚みの比(内部電極の厚み/セラミック層の厚
み)が0.10〜0.40、セラミック素子の体積に対
する前記内部電極の体積の比が(内部電極の体積/セラ
ミック素子の体積)が0.10〜0.30という要件を
満たす本発明の範囲内の試料は、静電容量値や絶縁抵抗
値に関して実用上問題のない特性が得られているととも
に、焼成過程においてデラミネーションやクラックが発
生せず、熱衝撃クラックも発生しないことが確認され
た。
【0017】なお、上記実施形態では、積層セラミック
コンデンサを例にとって説明したが、本発明は、積層セ
ラミックコンデンサに限らず、積層バリスタその他の、
セラミック素子中に複数の内部電極がセラミック層を介
して重なり合うように配設された構造を有する種々の積
層セラミック電子部品に適用することが可能である。
【0018】本発明は、さらにその他の点においても上
記実施形態に限定されるものではなく、セラミック層の
厚み、内部電極の積み枚数、内部電極の厚みとセラミッ
ク層の厚みの比、セラミック素子の体積に対する内部電
極の体積の比などに関し、発明の要旨の範囲内におい
て、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【0019】
【発明の効果】上述のように、本発明の積層セラミック
電子部品は、セラミック層の厚みが10μm以下、内部
電極の積み枚数が200枚以上、セラミック層の厚みに
対する内部電極の厚みの比が0.10〜0.40、セラ
ミック素子の体積に対する前記内部電極の体積の比が
0.10〜0.30の要件を満たすように構成されてい
るので、焼成過程における内部電極材料の焼結特性の影
響を抑制することが可能になり、焼成時にデラミネーシ
ョンやクラックが発生することを防止できるようになる
とともに、熱的なストレスに対する積層セラミック電子
部品の強度を向上させることができる。
【0020】その結果、内部電極の積み数を多くし、セ
ラミック層の厚みを小さくした場合にも、焼成過程にお
いてデラミネーションやクラックが発生することを抑制
することが可能で、しかも、耐熱衝撃性に優れた信頼性
の高い積層セラミック電子部品を提供することが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる積層セラミック電
子部品(積層セラミックコンデンサ)の構造を示す断面
図である。
【図2】従来の積層セラミック電子部品(積層セラミッ
クコンデンサ)の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1 セラミック 1a セラミック層 2 内部電極 3 セラミック素子(コンデンサ素子) 4a,4b 外部電極
フロントページの続き (72)発明者 大森 長門 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミック素子中に、複数の内部電極がセ
    ラミック層を介して重なり合うように配設され、かつ、
    前記内部電極が一層おきに互いにセラミック素子の逆側
    の端部に引き出された構造を有する積層セラミック電子
    部品において、 (a)前記セラミック層の厚みが10μm以下、 (b)前記内部電極の積み枚数が200枚以上、 (c)前記セラミック層の厚みに対する前記内部電極の厚
    みの比(内部電極の厚み/セラミック層の厚み)が0.
    10〜0.40、 (d)セラミック素子の体積(内部電極の体積とセラミッ
    クの体積の合計量)に対する前記内部電極の体積の比
    (内部電極の体積/セラミック素子の体積)が0.10
    〜0.30 の要件を満たすことを特徴とする積層セラミック電子部
    品。
JP9135823A 1997-05-09 1997-05-09 積層セラミック電子部品 Pending JPH10312933A (ja)

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