JPH11354370A - 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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JPH11354370A
JPH11354370A JP16122098A JP16122098A JPH11354370A JP H11354370 A JPH11354370 A JP H11354370A JP 16122098 A JP16122098 A JP 16122098A JP 16122098 A JP16122098 A JP 16122098A JP H11354370 A JPH11354370 A JP H11354370A
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JP
Japan
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ceramic
layer
layers
electronic component
particles forming
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JP16122098A
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Yoichi Mizuno
洋一 水野
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 半田の固化収縮や半田フローにおける配線基
板の熱反りにより、また、自動搭載機によって配線基板
等に半田付けされる際、自動搭載機のノズルの吸着や押
圧により、積層セラミック電子部品に局部的に大きな応
力が作用し、マイクロクラックが入ったり、破損して、
耐湿性などの信頼性が低下するのを防ぐ。 【解決手段】 セラミック層と内部導体層とを複数層積
層し、一対の保護層を最外層に積層形成してなる素体1
2と、素体の両端部に形成された一対の外部電極14と
を備えた積層セラミック電子部品において、前記保護層
の表面から少なくとも50μmまでを形成するセラミッ
ク粒子の平均粒径R の、前記セラミック層を形成す
るセラミック粒子の平均粒径R に対する割合(R
/R )が0.7〜0.97の範囲にあるようにす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック層と
内部導体層とを複数層積層し、一対の保護層を最外層に
積層形成した、例えば積層セラミックコンデンサ、積層
インダクタ、複合LCチップ等の積層セラミック電子部
品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】積層セラミック電子部品は、一般に、チ
ップ状の素体と、該素体の両端部に形成された一対の外
部電極とからなる。該素体は、セラミック層と内部導体
層とを、例えば、交互に多数層積層し、更にその最外層
に一対の保護層を積層して形成した積層体からなる。一
対の外部電極は各内部導体層に各々電気的に接続されて
いる。
【0003】この積層セラミック電子部品は、一般に、
セラミックグリーンシートと導体パターンとを交互に積
層し、更に保護層用グリーンシートを積層し、これを導
体パターン毎に格子状に裁断し、得られたチップ状の積
層体を加熱して脱バインダし、その後、1200〜13
00℃程度の高温で焼成し、得られた素体の両端部に外
部電極を焼き付けることにより製造されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、積層セラミ
ック電子部品は配線基板に半田付けして使用されるが、
半田付けの際、半田の収縮による応力が積層セラミック
電子部品に局部的に作用し、素体にマイクロクラックが
入ったり、素体を破損させたりし、積層セラミック電子
部品の耐湿性などの信頼性を低下させてしまうことがあ
った。
【0005】また、積層セラミック電子部品を半田フロ
ーなどで配線基板に半田付けする場合、配線基板が熱で
反り、積層セラミック電子部品に局部的な引っ張り応力
が作用し、素体にマイクロクラックが入ったり、素体を
破損させたりし、積層セラミック電子部品の耐湿性など
の信頼性を低下させてしまうことがあった。
【0006】更に、近年の電子部品の小型化、高密度化
により積層セラミック電子部品も小型化が進められてい
る。積層セラミック電子部品が小型化されると、半田付
けを手付けで行なうことは不可能となり、自動搭載機に
よって配線基板等に半田付けされるようになっている。
【0007】そして、半田付けの際、積層セラミック電
子部品は、自動搭載機のノズルに吸着されたり、搭載位
置がずれないようにノズル先端で押圧されることがあ
り、その際、素体に局部的に大きな応力が作用し、素体
にマイクロクラックが入ったり、素体が破損し、積層セ
ラミック電子部品の耐湿性などの信頼性を低下させてし
まうことがあった。
【0008】この発明は、配線基板への実装時にマイク
ロクラックや破損等を生じさせない、抗折強度のできる
だけ大きな、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。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係る積層セラミ
ック電子部品は、セラミック層と内部導体層とを複数層
積層し、一対の保護層を最外層に積層形成してなる素体
と、該素体の両端部に形成された一対の外部電極とを備
えた積層セラミック電子部品において、前記保護層の表
面から所定の深さまでを形成するセラミック粒子を、前
記セラミック層を形成するセラミック粒子より小さくし
たものである。
【0010】ここで、前記保護層の表面から少なくとも
50μmまでを形成するセラミック粒子の平均粒径R
の、前記セラミック層を形成するセラミック粒子の平
均粒径R に対する比率(R /R )が0.7〜
0.97の範囲にあるのが好ましい。R /R
0.7〜0.97の範囲にある場合は所望の抗折強度が
得られるが、0.7未満か、又は0.97を越えると所
望の抗折強度が得られなくなるからある。
【0011】また、前記セラミック層が誘電体磁器組成
物からなり、前記内部導体層が該セラミック層を介して
対向し、対向する該内部導体層が別々の外部電極に接続
され、積層セラミック電子部品が積層セラミックコンデ
ンサを構成していてもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施の形態に
係る積層セラミックコンデンサの説明図である。同図に
おいて、10は積層セラミックコンデンサであり、積層
セラミックコンデンサ10は、素体12と、素体12の
両端部に形成された一対の外部電極14,14とからな
る。
【0013】素体12は、誘電体層(セラミック層)1
6と内部電極(内部導体層)18とを交互に積層し、最
外層に一対の保護層20,20を積層して形成されてい
る。1つの誘電体層16の両側には内部電極18,18
が少しずれた状態で対向し、対向する内部電極18,1
8は別々の外部電極14,14に電気的に接続されてい
る。
【0014】誘電体層16及び保護層20は、例えばB
aTiO を主成分とし、MgO,BaSiO 及び
CaZrO を副成分とした誘電体磁器組成物で形成
することができるが、コンデンサとして要求される特性
に従って、他の任意の組成の誘電体磁器組成物で形成す
ることができる。
【0015】内部電極18は、例えばNi等の卑金属粉
末を主成分とする導電性ペーストの焼結体で形成するこ
とができるが、Ag,Ag−Pd等の貴金属粉末を主成
分とする導電性ペーストの焼結体で形成してもよい。
【0016】保護層20の表面から50μm(破線Aで
示す深さ)までを形成しているセラミック粒子の平均粒
径R は、誘電体層16を形成しているセラミック粒
子の平均粒径R より小さい。そして、粒径比R
は0.7〜0.97の範囲が好ましい。粒径比R
/R が0.7〜0.97の範囲では所望の抗折強
度が得られるが、0.7未満か、又は97%を越えると
所望の抗折強度が得られなくなるからある。
【0017】なお、上記した発明の実施の形態の欄で
は、積層セラミックコンデンサを例に挙げて説明してい
るが、この発明は積層インダクタ、複合LCチップ、そ
の他の積層セラミック電子部品にも適用可能である。
【0018】
【実施例】まず、後述する表1の実施例1の場合につい
て説明する。平均粒径が0.5μmのBaTiO
末を用意し、このBaTiO 粉末(100mol
%)に対し、MgO(1mol%)、BaSiO
(2mol%)、CaZrO (2mol%)を添加
し、ボールミルで16時間湿式混合し、得られたスラリ
ーを乾燥して原料粉末Aを得た。
【0019】次に、原料粉末Aに有機バインダー、有機
溶剤、消泡材を添加して混合し、得られたセラミックス
ラリーを用い、ドクターブレード法で厚さ5μmと20
μmのセラミックグリーンシート22,24を形成し
た。そして、厚さ5μmのセラミックグリーンシート2
2にNi粉末を主成分とする導電ペーストを用いて導電
パターン26を印刷した。
【0020】また、平均粒径が0.4μmのBaTiO
粉末を用意し、原料粉末Aの場合と同様、このBa
TiO 粉末(100mol%)に対し、MgO(1
mol%)、BaSiO (2mol%)、CaZr
(2mol%)を添加し、ボールミルで16時間
湿式混合し、得られたスラリーを乾燥して原料粉末Bを
得た。
【0021】次に、原料粉末Bに有機バインダー、有機
溶剤、消泡材を添加して混合し、得られたセラミックス
ラリーを用い、ドクターブレード法で厚さ20μmのセ
ラミックグリーンシート28を形成した。
【0022】次に、図2に示すように、導電パターン2
6を印刷した厚さ5μmのセラミックグリーンシート2
2を11層積層し、その両外側に、導電パターンを印刷
してない厚さ20μmのセラミックグリーンシート24
を各々4層積層し、更にその外側に導電パターンを印刷
してない厚さ20μmのセラミックグリーンシート28
を各々4層積層し、全体に圧力を加えて圧着した。
【0023】次に、この積層体を導電パターン毎に格子
状に裁断して、チップ状の積層体を得た。そして、この
チップ状の積層体の両端部にNi粉末を主成分とする導
電ペーストを塗布し、1280℃の還元雰囲気中で焼成
し、積層セラミックコンデンサを得た。
【0024】次に、この積層セラミックコンデンサを研
削し、研削面を鏡面研磨し、還元雰囲気中で熱エッチン
グし、SEM観察により、内部電極間の誘電体層を形成
しているセラミック粒子の平均粒径と、保護層を形成し
ているセラミック粒子の平均粒径を求めた。結果は表1
に示す通りであった。
【0025】また、この積層セラミックコンデンサの抗
折強度を3点曲げ法にて測定した。結果は表1に示す通
りであった。
【0026】実施例2〜6及び比較例1〜4の場合も、
原料のBaTiO 粉末の平均粒径とセラミックグリ
ーンシートの積層枚数を調整して、誘電体層を形成して
いるセラミック粒子の平均グレインサイズと保護層を形
成しているセラミック粒子の平均グレインサイズを変え
て試料を作成し、実施例1と同様にして各試料の抗折強
度を測定したところ、表1に示す通りであった。
【0027】
【表1】
【0028】実施例1〜4のように、保護層の表面から
50μmまでのグレイン径比が0.7〜0.97の範囲
内にあると、抗折強度が171〜188MPaと、比較
例1の10%増し以上になる。これに対し、比較例3の
ようにグレイン径比が0.692になると抗折強度が1
67MPaと、比較例1の10%増しにならず、比較例
1のようにグレイン径比が1.00になると抗折強度が
155MPaと不充分になる。
【0029】以上の結果から、抗折強度を比較例1の1
0%増し以上に向上させるためには、保護層の表面から
50μmまでを形成する粒子の平均粒径を、誘電体層を
形成する粒子の平均粒径の70〜97%とする必要があ
ることがわかる。
【0030】また、比較例4では、外表面30μmまで
のグレイン径比が0.918、外表面50μmまでのグ
レイン径比が0.992であり、外表面30μmまでの
グレイン径比は0.7〜0.97の範囲に入っている
が、抗折強度は159と、比較例1の10%増しの抗折
強度は得られていない。従って、50μm以上の外表面
領域でグレイン径比が0.7〜0.97の範囲に入るこ
とが必要である。
【0031】次に、上記実施例1〜6及び比較例1〜4
で得られた積層セラミックコンデンサ(チップ形状;3
216type)100個を基板に半田付けし、撓み試
験(基板曲げ寸法;1mm)を10回行った後、耐湿負
荷試験を行った。
【0032】耐湿負荷試験は85℃/25V、95%R
H(相対湿度)の条件で行なった。試験は基本的にJI
S規格に則って行った。サンプルの積層セラミックコン
デンサにDC50Vを1分間印加した後の絶縁抵抗値
(IR値)が10MΩ未満のものを不良とした。サンプ
ル100個中の不良の数は表2に示す通りであった。
【0033】
【表2】
【0034】実施例1〜6に示すように、抗折強度が改
善されたものは、耐湿負荷試験における劣化数が少ない
ことが判る。これに対し、比較例1〜4は、500hr
の耐湿負荷試験で5%以上不良が発生している。
【0035】
【発明の効果】この発明は、保護層の表面から所定の深
さまでを形成するセラミック粒子を、セラミック層を形
成するセラミック粒子より小さくしたしたので、素体に
局部的に応力が作用した場合、最初に微細な破壊が生ず
ることとなる保護層に破壊が生じ難くなり、その結果、
積層セラミック電子部品の抗折強度が向上し、マイクロ
クラックや破壊が生じ難くなるという効果がある。
【0036】特に、請求項2記載の発明は、保護層の表
面から少なくとも50μmまでを形成するセラミック粒
子の平均粒径R の、セラミック層を形成するセラミ
ック粒子の平均粒径R に対する比率(R /R
)を0.7〜0.97の範囲にしたので、積層セラ
ミック電子部品の抗折強度が10%以上、向上するとい
う効果がある。
【0037】また、この発明は、保護層の表面から所定
の深さまでを形成するセラミック粒子を、セラミック層
を形成するセラミック粒子より小さくしたしたので、素
体に局部的に応力が作用した場合、最初に微細な破壊が
生ずることとなる保護層に破壊が生じ難くなり、その結
果、積層セラミックコンデンサの耐湿性が向上するとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態に係る積層セラミック
コンデンサの説明図である。
【図2】この発明の一実施例に係る積層セラミックコン
デンサの製造方法を説明するための説明図である。
【符号の説明】
10 積層セラミックコンデンサ 12 素体 14 外部電極 16 誘電体層 18 内部電極 20 保護層 22,24,28 セラミックグリーンシート 26 導電パターン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック層と内部導体層とを複数層積
    層し、一対の保護層を最外層に積層形成してなる素体
    と、該素体の両端部に形成された一対の外部電極とを備
    えた積層セラミック電子部品において、 前記保護層の表面から所定の深さまでを形成するセラミ
    ック粒子を、前記セラミック層を形成するセラミック粒
    子より小さくしたことを特徴とする積層セラミック電子
    部品。
  2. 【請求項2】 前記保護層の表面から少なくとも50μ
    mまでを形成するセラミック粒子の平均粒径R の、
    前記セラミック層を形成するセラミック粒子の平均粒径
    に対する割合(R /R )が0.7〜0.9
    7の範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の積層
    セラミック電子部品。
  3. 【請求項3】 前記セラミック層が誘電体磁器組成物か
    らなり、前記内部導体層が該セラミック層を介して対向
    し、対向する該内部導体層が別々の外部電極に接続され
    ていることを特徴とする請求項1又は2に記載の積層セ
    ラミック電子部品。
JP16122098A 1998-06-10 1998-06-10 積層セラミック電子部品 Withdrawn JPH11354370A (ja)

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