WO2011071146A1 - 積層型セラミックコンデンサ - Google Patents

積層型セラミックコンデンサ Download PDF

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ceramic sintered
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大樹 福永
健一 岡島
泰治 山下
直人 村西
秀明 田中
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株式会社村田製作所
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    • H01G4/06—Solid dielectrics
    • H01G4/08—Inorganic dielectrics
    • H01G4/12—Ceramic dielectrics

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer ceramic capacitor.
  • the present invention is a laminate comprising a ceramic sintered body and a plurality of first and second internal electrodes provided alternately inside the ceramic sintered body so as to face each other via a ceramic layer.
  • Type ceramic capacitor is a laminate comprising a ceramic sintered body and a plurality of first and second internal electrodes provided alternately inside the ceramic sintered body so as to face each other via a ceramic layer.
  • multilayer ceramic capacitors are frequently used in electronic devices such as mobile phones and laptop computers.
  • the capacitance of a multilayer ceramic capacitor is proportional to the relative dielectric constant of the dielectric layer, the opposing area of the internal electrodes, the number of stacked internal electrodes, and inversely proportional to the thickness of the dielectric layer. For this reason, in order to obtain a large capacitance within the determined dimensions, it is necessary to increase the number of laminated internal electrodes and reduce the thickness of the dielectric layer, but structural defects such as cracks and delamination during firing are required. There is a problem that it is easy to invite. In response to this, for example, the following Patent Document 1 proposes various means that can prevent structural defects such as cracks and delamination during firing even if the ceramic green sheet and internal electrodes are made thin and highly laminated. .
  • a multilayer ceramic capacitor having a thin ceramic layer and a large number of stacked layers has a problem that cracks are likely to occur due to thermal shock applied during soldering.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor that is small in size and large in capacity and is less susceptible to cracking due to thermal shock.
  • the multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes a rectangular parallelepiped ceramic sintered body and first and second internal electrodes.
  • the ceramic sintered body includes a plurality of laminated ceramic layers.
  • the ceramic sintered body includes first and second main surfaces extending along a length direction and a width direction perpendicular to the length direction, a thickness direction perpendicular to both the length and width directions, and the length direction. And first and second side surfaces extending along the width and thickness directions.
  • the first and second internal electrodes are alternately provided inside the ceramic sintered body so as to face each other in the third direction via the ceramic layer.
  • the number of ceramic layers provided between the first internal electrode and the second internal electrode is 232 or more.
  • the ceramic sintered body is located on both sides of the inner layer portion where the first and second internal electrodes face each other and the inner layer portion in the thickness direction when viewed from the thickness direction, and the first and second internal electrodes. These include an outer layer portion in which none of these are provided, and a side gap portion that is located on both sides of the inner layer portion in the width direction and in which neither of the first and second inner electrodes is provided.
  • the volume ratio occupied by the first and second internal electrodes in the ceramic sintered body is 0.37 or more.
  • the dimension of the side gap in the width direction is 40 ⁇ m or less.
  • the number N of ceramic layers provided between the first internal electrode and the second internal electrode is 232 or more.
  • the multilayer ceramic capacitor according to the present invention has a high number of ceramic layers and is small in size and high in performance.
  • the volume ratio occupied by the first and second internal electrodes in the ceramic sintered body is 0.37 or more.
  • the dimension of the side gap part in the width direction is 40 micrometers or less. For this reason, cracks are unlikely to occur in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic plan view of a ceramic green sheet on which a conductor pattern is printed.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view of a ceramic member.
  • FIG. 7 is a schematic perspective view showing a process of forming a ceramic layer on both side surfaces.
  • a ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1 will be described as another example of a preferred embodiment of the present invention.
  • the ceramic capacitor of the present invention is not limited to the ceramic capacitor 1 at all.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along line II-II in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
  • the ceramic capacitor 1 of the present embodiment includes a rectangular parallelepiped ceramic sintered body 10.
  • the ceramic sintered body 10 includes first and second main surfaces 10a and 10b, first and second side surfaces 10c and 10d, and first and second end surfaces 10e and 10f.
  • the first and second main surfaces 10a and 10b extend along the length direction L and the width direction W.
  • the first and second side surfaces 10c and 10d extend along the length direction L and the thickness direction T.
  • the first and second end faces 10e, 10f extend along the width direction W and the thickness direction T.
  • the “cuboid” includes those in which at least a part of a corner portion or a ridge line portion is chamfered or rounded.
  • the ceramic sintered body 10 includes a plurality of ceramic layers 15.
  • the number N of ceramic layers provided between the first internal electrode 11 and the second internal electrode 12 is 232 or more.
  • the ceramic layer 15 is made of a ceramic material.
  • the ceramic material includes a firing aid such as Si or a glass component in addition to the ceramic.
  • a firing aid such as Si or a glass component in addition to the ceramic.
  • the glass component as the firing aid include silicate glass, borate glass, borosilicate glass, and phosphate glass containing an alkali metal component and an alkaline earth metal component.
  • the ceramic material mainly contained in the ceramic material include dielectric ceramics.
  • the dielectric ceramic include BaTiO 3 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , and CaZrO 3 .
  • subcomponents such as a Mn compound, a Fe compound, a Mg compound, a Co compound, a Ni compound, and a rare earth compound may be appropriately added to the dielectric ceramic.
  • a plurality of first and second internal electrodes 11 and 12 are provided inside the ceramic sintered body 10.
  • the plurality of first and second internal electrodes 11 and 12 are alternately arranged so as to face each other with the ceramic layer 15 in the thickness direction T.
  • Each of the first and second internal electrodes 11 and 12 is provided in parallel to the first and second main surfaces 10a and 10b.
  • the planar shape of each of the first and second internal electrodes 11 and 12 is a rectangle.
  • the first internal electrode 11 is exposed at the first end face 10e, while the second end face 10f, the first and second side faces 10c, 10d, and the first and second main faces 10a, 10b Not exposed.
  • the second inner electrode 12 is exposed at the second end face 10f, while the first end face 10f, the first and second side faces 10c, 10d, and the first and second main faces 10a, 10b. Is not exposed.
  • the first external electrode 13 is provided on the first end face 10e.
  • the first external electrode 13 is connected to the first internal electrode 11.
  • a second external electrode 14 is provided on the second end face 10f.
  • the second external electrode 14 is connected to the second internal electrode 12.
  • the material for forming the first and second internal electrodes 11 and 12 and the first and second external electrodes 13 and 14 is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • the first and second internal electrodes 11 and 12 and the first and second external electrodes 13 and 14 are made of, for example, metals such as Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Cr, and Cu, It can form with the alloy containing 1 or more types of these.
  • the first and second internal electrodes 11 and 12 and the first and second external electrodes 13 and 14 may be formed of a laminate of a plurality of conductive films.
  • the ceramic sintered body 10 includes first and second outer layer portions 10A and 10B, first and second side gap portions 10C and 10D, and an inner layer portion 10E. Is provided.
  • the first and second outer layer portions 10 ⁇ / b> A and 10 ⁇ / b> B are provided at both end portions in the thickness direction T of the ceramic sintered body 10.
  • the inner layer portion 10E is a portion excluding the first and second outer layer portions 10A and 10B and the first and second side gap portions 10C and 10D of the ceramic sintered body 10.
  • the ceramic sintered body 10 is provided in a region excluding both end portions in the width direction W and both end portions in the thickness direction T.
  • the inner layer portion 10E only the portion where the first and second internal electrodes 11, 12 are opposed to each other in the thickness direction T and the first or second internal electrodes 11, 12 when viewed from the thickness direction T. Are provided.
  • the dimensions of the side gap portions 10C and 10D in the width direction W are 40 ⁇ m or less.
  • the number N of the ceramic layers 15 provided between the first and second internal electrodes 11 and 12 is 232 or more. In such a multilayer ceramic capacitor, cracks are likely to occur due to thermal shock applied during soldering.
  • the volume ratio of the first and second internal electrodes 11 and 12 in the ceramic sintered body 10 is set to 0.37 or more. For this reason, the ratio for which the metal component (a metal and an alloy are included) in the ceramic sintered compact 10 is high. Therefore, high mechanical strength can be realized. That is, according to the present embodiment, it is possible to achieve both the small size and the high performance and the high mechanical strength such as the bending strength and the bending strength.
  • each of the outer layer portions 10A and 10B is preferably small.
  • the dimensions of the side gap portions 10C and 10D in the width direction are 40 ⁇ m or less. For this reason, cracks are unlikely to occur in the multilayer ceramic capacitor 1. The reason for this is not clear, but when a thermal shock is applied to the multilayer ceramic capacitor 1, the inner layer portion 10E in which the ratio of the internal electrodes 11 and 12 is relatively high tends to thermally expand in the thickness direction T.
  • the side gap portions 10C and 10D disposed in the upper portion of the inner gap portion 10E do not attempt to resist the thermal expansion of the inner layer portion 10E and follow flexibly. This is considered to be because the difference in distortion between the inner layer portion 10E and the side gap portions 10C and 10D is reduced.
  • the ceramic green sheet 20 shown in FIG. 5 is formed.
  • the method for forming the ceramic green sheet 20 is not particularly limited.
  • the conductor pattern 21 is for forming the first and second internal electrodes 11 and 12.
  • the method for forming the conductor pattern 21 is not particularly limited.
  • the conductor pattern 21 can be formed by, for example, a screen printing method, an ink jet method, a gravure printing method, or the like.
  • the ceramic green sheets 20 on which the conductor pattern 21 is formed are alternately shifted to one side and the other side in the x direction. Laminate multiple sheets. Further, a plurality of ceramic green sheets 20 on which the conductor pattern 21 is not formed are laminated thereon to complete the laminate.
  • the ceramic green sheet 20 that is laminated at the beginning and at the end and on which the conductor pattern 21 is not formed is for forming the first and second outer layer portions 10A and 10B.
  • the obtained laminate is pressed in the lamination direction z by a hydrostatic pressure press method or the like.
  • a plurality of rectangular parallelepiped ceramic members 23 shown in FIG. 6 are formed by cutting the pressed laminate along a virtual cut line L shown in FIG. Note that the laminated body can be cut by dicing or pressing. Moreover, you may cut
  • ceramic layers 24 and 25 are formed on the end faces 23e and 23f of the ceramic member 23 so as to cover the end faces 23e and 23f.
  • the ceramic layers 24 and 25 are for forming the first and second side gap portions 10C and 10D.
  • the formation method of the ceramic layers 24 and 25 is not particularly limited, and can be performed by a printing method such as a screen printing method, a coating method such as an inkjet method or a gravure coating method, a spraying method, or the like.
  • the ceramic member 23 on which the ceramic layers 24 and 25 are formed is sintered. Thereby, the ceramic sintered body 10 is completed.
  • first and second external electrodes 13 and 14 are formed to complete the ceramic capacitor 1 shown in FIGS.
  • the formation method of the 1st and 2nd external electrodes 13 and 14 is not specifically limited.
  • the first and second external electrodes 13 and 14 may be formed, for example, by baking after applying a conductive paste. In that case, a conductive paste may be applied before firing the ceramic member 23, and the first and second external electrodes 13, 14 may be formed simultaneously with firing.
  • the first and second inner electrodes 11, 12 are parallel to the first and second side surfaces 10c, 10d, and the first inner electrode 11 is drawn out to the first main surface 10a.
  • the example in which the second internal electrode 12 is drawn out to the second main surface 10b has been described.
  • the arrangement of the first and second internal electrodes is not particularly limited as long as the gap layer is formed in the ceramic sintered body.
  • first and second internal electrodes may be formed in parallel to the first and second main surfaces or the first and second end surfaces.
  • the length, width, and thickness of the ceramic sintered body were measured with an optical microscope (MEASURESCOPE MM-10 manufactured by Nikon Corporation) with a magnification of 50 times and an accuracy of ⁇ 0.00. Measured at 01 mm.
  • the thickness of the ceramic layer and the thickness of the internal electrode were measured with a scanning electron microscope (JSM-5800, manufactured by JEOL Ltd.) with an acceleration voltage of 20 kV, a magnification of 15000 times, and an accuracy of ⁇ 0.01 ⁇ m.
  • Other dimensions were measured with an optical microscope at a magnification of 500 times and an accuracy of ⁇ 0.001 mm.
  • the distance from the tip of the internal electrode to the external electrode was measured at the center in the width direction of the capacitor.
  • the dimension of the side gap part was measured at the central part in the length direction.
  • the thickness of the outer layer portion, the thickness of the ceramic layer, and the thickness of the internal electrode were measured at the center in plan view.
  • the internal electrode coverage was measured as follows. That is, the capacitor was polished to leave only the portion of the inner layer portion where the first and second internal electrodes face each other in the thickness direction T. The portion was polished until the thickness was halved to expose the internal electrode. Next, the internal electrode was peeled off by dipping in an aqueous potassium hydroxide solution. Next, the central part of the peeled internal electrode was photographed using an optical microscope and binarized to obtain the coverage by obtaining the ratio of the part with the electrode.
  • the volume occupied by the internal electrode in the ceramic sintered body is (the length of the ceramic sintered body ⁇ the length of the end gap portion) ⁇ (the width of the ceramic sintered body ⁇ the width of the side gap portion ⁇ 2) ⁇ the thickness of the internal electrode.
  • X number of laminated ceramic layers + 1) x Coverage of internal electrodes.
  • the end gap portion is a portion of the inner layer portion where the first and second internal electrodes are not opposed in the thickness direction.
  • the length of the end gap portion is a dimension along the length direction of the end gap portion.
  • the width of the side gap part is a dimension in the width direction of the side gap part.
  • the volume of the ceramic sintered body is the length of the ceramic sintered body ⁇ (the width of the ceramic sintered body ⁇ the width of the side gap portion ⁇ 2) ⁇ the number of laminated ceramic layers + the length of the ceramic sintered body ⁇ the ceramic sintered body.
  • the width of the body ⁇ the thickness of the outer layer portion ⁇ 2 + the width of the side gap portion ⁇ (the thickness of the ceramic sintered body ⁇ the thickness of the outer layer portion ⁇ 2) ⁇ 2.
  • the volume ratio occupied by the first and second internal electrodes 11 and 12 in the ceramic sintered body 10 is 0.37 or more, and the dimensions of the side gap portions 10C and 10D are 40 ⁇ m or less. When it is, it turns out that a crack is hard to produce and heat shock tolerance is high.
  • Ceramic capacitor 10 Ceramic sintered body 10A, 10B ... outer layer 10C, 10D ... Gap 10E ... inner layer 10G ... 1st part 10a ... 1st main surface 10b ... 2nd main surface 10c ... 1st side 10d ... 2nd side 10e ... first end face 10f ... second end face 11: First internal electrode 12 ... Second internal electrode 13: First external electrode 14 ... Second external electrode 20 ... Ceramic green sheet 21 ... Conductor pattern 22 ... Laminate 23. Ceramic member 23e, 23f ... End face of the ceramic member 24, 25 ... Ceramic layer

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Abstract

　小型大容量でありつつ、熱衝撃によるクラックが起きにくい積層型セラミックコンデンサを提供する。　積層型セラミックコンデンサ１は、積層された複数のセラミック層１５を含むセラミック焼結体１０と、セラミック焼結体１０の内部に、セラミック層１５を介して、積層方向において互いに対向するように交互に設けられている第１及び第２の内部電極１１，１２とを備えている。セラミック層１５のうち、第１の内部電極と第２の内部電極との間に設けられているセラミック層の層数は、２３２以上である。セラミック焼結体１０における第１及び第２の内部電極１１，１２の占める体積割合は、０．３７以上である。サイドサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄの寸法は、４０μｍ以下である。

Description

積層型セラミックコンデンサ
　本発明は、積層型セラミックコンデンサに関する。特に、本発明は、セラミック焼結体と、セラミック焼結体の内部に、セラミック層を介して互いに対向するように交互に設けられている複数の第１及び第２の内部電極とを備える積層型セラミックコンデンサに関する。
　従来、携帯電話やノート型パソコンなどの電子機器において、例えば積層セラミックコンデンサが多用されている。
　近年、積層型セラミックコンデンサが搭載されている電子機器の小型化及び高機能化が進んできており、積層型セラミックコンデンサに対する小型化及び大容量化が進められている。例えば、従来１０～１００μＦの大容量コンデンサとしては、アルミ電解コンデンサやタンタルコンデンサが主流であったが、積層型セラミックコンデンサが使用されるようになってきている。
　一般的に、積層型セラミックコンデンサの静電容量は、誘電体層の比誘電率、内部電極の対向面積、内部電極の積層枚数に比例し、誘電体層の厚みに反比例する。このため、決められた寸法内で大きな静電容量を得るためには、内部電極の積層枚数を多く、誘電体層の厚みを薄くする必要があるが、焼成時にクラックやデラミネーション等の構造欠陥を招きやすくなるという問題がある。これを受けて、例えば、下記の特許文献１などにおいて、セラミックグリーンシートおよび内部電極を薄層化し高積層化しても焼成時にクラックやデラミネーション等の構造欠陥を防止できる手段が種々提案されている。
特開２００３－３１８０６０号公報
　しかしながら、セラミック層が薄く、積層数が多い積層型セラミックコンデンサは、はんだ付け時などに加えられる熱衝撃により、クラックが生じやすいという問題があった。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型大容量でありつつ、熱衝撃によるクラックが起きにくい積層型セラミックコンデンサを提供することにある。
　本発明に係る積層型セラミックコンデンサは、直方体状のセラミック焼結体と、第１及び第２の内部電極とを備えている。セラミック焼結体は、積層された複数のセラミック層を含む。セラミック焼結体は、長さ方向と長さ方向に垂直な幅方向とに沿って延びる第１及び第２の主面と、長さ及び幅方向の両方に垂直な厚み方向と前記長さ方向とに沿って延びる第１及び第２の側面と、幅及び厚み方向に沿って延びる第１及び第２の端面とを有する。第１及び第２の内部電極は、セラミック焼結体の内部に、セラミック層を介して、第３の方向において互いに対向するように交互に設けられている。セラミック層のうち、第１の内部電極と第２の内部電極との間に設けられているセラミック層の層数は、２３２以上である。セラミック焼結体は、厚み方向から視た際に、第１及び第２の内部電極が対向している内層部と、厚み方向における内層部の両側に位置し、第１及び第２の内部電極のいずれもが設けられていない外層部と、幅方向における内層部の両側に位置し、第１及び第２の内部電極のいずれもが設けられていないサイドギャップ部とを含む。セラミック焼結体における第１及び第２の内部電極の占める体積割合は、０．３７以上である。幅方向におけるサイドギャップの寸法は、４０μｍ以下である。
　本発明では、セラミック層のうち、第１の内部電極と第２の内部電極との間に設けられているセラミック層の層数Ｎが２３２以上である。このため、本発明に係る積層型セラミックコンデンサは、セラミック層の積層数が多く、小型でありつつ、高性能である。また、セラミック焼結体における第１及び第２の内部電極の占める体積割合が、０．３７以上である。また、幅方向におけるサイドギャップ部の寸法が４０μｍ以下である。このため、本発明に係る積層型セラミックコンデンサには、クラックが生じにくい。
図１は、本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的斜視図である。 図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩにおける略図的断面図である。 図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。 図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶにおける略図的断面図である。 図５は、導体パターンが印刷されたセラミックグリーンシートの略図的平面図である。 図６は、セラミック部材の略図的斜視図である。 図７は、両側面上にセラミック層を形成する工程を表す略図的斜視図である。
　以下、本発明を実施した好ましい形態の他の例として、図１に示すセラミックコンデンサ１について説明する。但し、本発明のセラミックコンデンサは、セラミックコンデンサ１に何ら限定されるものではない。
　図１は、本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの略図的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ－ＩＩにおける略図的断面図である。図３は、図２の線ＩＩＩ－ＩＩＩにおける略図的断面図である。図４は、図２の線ＩＶ－ＩＶにおける略図的断面図である。
　図１に示すように、本実施形態のセラミックコンデンサ１は、直方体状のセラミック焼結体１０を備えている。セラミック焼結体１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆとを備えている。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂは、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って延びている。第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、長さ方向Ｌ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆは、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。
　なお、本発明において、「直方体」には、角部や稜線部の少なくとも一部が面取りやＲ面取りされているものも含まれるものとする。
　図２に示すように、セラミック焼結体１０は、複数のセラミック層１５を含む。本実施形態において、セラミック層１５のうち、第１の内部電極１１と第２の内部電極１２との間に設けられているセラミック層の層数Ｎは、２３２以上である。
　セラミック層１５は、セラミック材料からなる。本実施形態では、セラミック材料には、セラミックの他に、Ｓｉやガラス成分などの焼成助剤などが含まれている。焼成助剤としてのガラス成分の具体例としては、アルカリ金属成分やアルカリ土類金属成分を含む珪酸塩ガラス、硼酸塩ガラス、ホウ珪酸ガラス、リン酸塩ガラス等が挙げられる。
　セラミック材料に主として含まれるセラミック材料の具体例としては、誘電体セラミックが挙げられる。誘電体セラミックの具体例としては、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＺｒＯ３などが挙げられる。誘電体セラミックには、例えば、Ｍｎ化合物、Ｆｅ化合物、Ｍｇ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物などの副成分を適宜添加してもよい。
　図２～図４に示すように、セラミック焼結体１０の内部には、複数の第１及び第２の内部電極１１，１２が設けられている。複数の第１及び第２の内部電極１１，１２は、厚み方向Ｔにおいてセラミック層１５を介して互いに対向するように、交互に配置されている。第１及び第２の内部電極１１，１２のそれぞれは、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂに対して平行に設けられている。第１及び第２の内部電極１１，１２のそれぞれの平面形状は、矩形である。
　第１の内部電極１１は、第１の端面１０ｅに露出している一方、第２の端面１０ｆ、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄ並びに第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂには露出していない。一方、第２の内部電極１２は、第２の端面１０ｆに露出している一方、第１の端面１０ｆ、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄ並びに第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂには露出していない。
　第１の端面１０ｅ上には、第１の外部電極１３が設けられている。第１の外部電極１３は、第１の内部電極１１に接続されている。一方、第２の端面１０ｆ上には、第２の外部電極１４が設けられている。第２の外部電極１４は、第２の内部電極１２に接続されている。
　なお、第１及び第２の内部電極１１，１２並びに第１及び第２の外部電極１３，１４の形成材料は、導電材料である限りにおいて特に限定されない。第１及び第２の内部電極１１，１２並びに第１及び第２の外部電極１３，１４は、例えば、Ａｇ，Ａｕ、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｃｕなどの金属や、それらの金属のうちの一種以上を含む合金により形成することができる。また、第１及び第２の内部電極１１，１２並びに第１及び第２の外部電極１３，１４は、複数の導電膜の積層体により構成されていてもよい。
　図２～図４に示すように、セラミック焼結体１０には、第１及び第２の外層部１０Ａ，１０Ｂと、第１及び第２のサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄと、内層部１０Ｅとが設けられている。
　第１及び第２の外層部１０Ａ，１０Ｂは、第１及び第２の内部電極の積層方向（＝厚み方向Ｔ）において、第１及び第２の内部電極が設けられている部分（内層部１０Ｅ）よりも外側に位置する部分である。具体的には本実施形態では、第１及び第２の外層部１０Ａ，１０Ｂは、セラミック焼結体１０の厚み方向Ｔにおける両端部に設けられている。
　第１及び第２のサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄは、積層方向（＝厚み方向Ｔ）から視た際に第１及び第２の内部電極１１，１２のいずれもが設けられていない部分である。具体的には本実施形態では、第１及び第２のサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄは、セラミック焼結体１０の幅方向Ｗにおける両端部に設けられている。
　内層部１０Ｅは、セラミック焼結体１０の第１及び第２の外層部１０Ａ，１０Ｂ並びに第１及び第２のサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄを除いた部分である。具体的には本実施形態では、セラミック焼結体１０の幅方向Ｗの両端部と厚み方向Ｔの両端部を除いた領域に設けられている。内層部１０Ｅには、厚み方向Ｔにおいて第１及び第２の内部電極１１，１２が互いに対向している部分と、厚み方向Ｔから視たときに第１または第２の内部電極１１，１２のみが設けられている部分とを含んでいる。
　幅方向Ｗにおけるサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄの寸法は、４０μｍ以下である。
　本実施形態の積層セラミックコンデンサ１では、第１及び第２の内部電極１１，１２の間に設けられているセラミック層１５の積層数Ｎが２３２以上である。このような積層型セラミックコンデンサにおいては、はんだ付け時などに加えられる熱衝撃により、クラックが生じやすい。
　しかしながら、本実施形態では、また、セラミック焼結体１０における第１及び第２の内部電極１１，１２の占める体積割合が、０．３７以上とされている。このため、セラミック焼結体１０における金属成分（金属と合金とを含む）の占める割合が高い。従って、高い機械的強度を実現することができる。すなわち、本実施形態によれば、小型及び高性能と、たわみ強度や抗折強度などの機械的強度が高いこととの両立を図ることができる。
　セラミック焼結体１０における第１及び第２の内部電極１１，１２の占める割合を高くする観点からは、第１及び第２の内部電極１１，１２が設けられていないサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄと外層部１０Ａ，１０Ｂとのそれぞれが小さいことが好ましい。
　具体的には、幅方向におけるサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄの寸法が４０μｍ以下である。このため、積層型セラミックコンデンサ１には、クラックが生じにくい。この理由は定かではないが、積層型セラミックコンデンサ１に熱衝撃が加えられた場合、内部電極１１，１２の割合が比較的高い内層部１０Ｅが厚み方向Ｔに熱膨張しようとする一方、その両側に配置されたサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄは内層部１０Ｅの熱膨張に抵抗しようとせず、柔軟に追従する。これにより、内層部１０Ｅとサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄとの間での歪みの差が小さくなるためであると考えられる。
　次に、本実施形態のセラミックコンデンサ１の製造方法の一例について、図５～図７を参照しながら詳細に説明する。
　まず、図５に示すセラミックグリーンシート２０を成形する。セラミックグリーンシート２０の成形方法は特に限定されない。
　次に、セラミックグリーンシート２０の上に、複数の線状の導体パターン２１を形成する。この導体パターン２１は、第１及び第２の内部電極１１，１２を形成するためのものである。導体パターン２１の形成方法は、特に限定されない。導体パターン２１は、例えば、スクリーン印刷法、インクジェット法、グラビア印刷法などにより形成することができる。
　次に、導体パターン２１を形成していないセラミックグリーンシート２０を複数枚積層した後に、導体パターン２１が形成されているセラミックグリーンシート２０を、ｘ方向の一方側と他方側とに交互にずらして複数枚積層する。さらに、その上に、導体パターン２１を形成していないセラミックグリーンシート２０を複数枚積層し積層体を完成させる。なお、最初と最後に積層する、導体パターン２１を形成していないセラミックグリーンシート２０は、第１及び第２の外層部１０Ａ，１０Ｂを形成するためのものである。
　次に、得られた積層体を静水圧プレス法などにより積層方向ｚにプレスする。
　次に、プレス後の積層体を図５に示す仮想カットラインＬに沿って切断することにより、図６に示す直方体状のセラミック部材２３を複数形成する。なお、積層体の切断は、ダイシングや押切りにより行うことができる。また、レーザーを用いて積層体を切断してもよい。
　次に、図７に示すように、セラミック部材２３の端面２３ｅ、２３ｆの上に、端面２３ｅ、２３ｆを覆うように、セラミック層２４，２５を形成する。このセラミック層２４，２５は、第１及び第２のサイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄを形成するためのものである。
　なお、セラミック層２４，２５の形成方法は特に限定されず、スクリーン印刷法等の印刷法、インクジェット法、グラビアコート法等のコート法、噴霧法等により行うことができる。
　次に、セラミック層２４，２５を形成したセラミック部材２３を焼結する。これにより、セラミック焼結体１０を完成させる。
　そして、最後に、第１及び第２の外部電極１３，１４を形成することにより、図１～図４に示すセラミックコンデンサ１を完成させる。なお、第１及び第２の外部電極１３，１４の形成方法は、特に限定されない。第１及び第２の外部電極１３，１４は、例えば、導電性ペーストを塗布した後に焼き付けることにより形成してもよい。その場合、上記セラミック部材２３の焼成前に導電性ペーストを塗布し、焼成と同時に第１及び第２の外部電極１３，１４を形成してもよい。また、第１及び第２の外部電極１３，１４は、例えば、めっき等により形成してもよい。
　上記実施形態では、第１及び第２の内部電極１１，１２が第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄに平行であり、かつ、第１の内部電極１１が第１の主面１０ａに引き出されている一方、第２の内部電極１２が第２の主面１０ｂに引き出されている例について説明した。但し、本発明では、セラミック焼結体にギャップ層が形成される限りにおいて、第１及び第２の内部電極の配置は特に限定されない。
　例えば、第１及び第２の内部電極は、第１及び第２の主面もしくは第１及び第２の端面に平行に形成されていてもよい。
　（実験例）

　上記実施形態に係るセラミックコンデンサ１を、同一の材料で下記表１～３に示す条件で、各条件につき３００個ずつサンプルを作製した。
　なお、下記の表１～３に示す各種寸法のうち、セラミック焼結体の長さ、幅、厚みについては、光学顕微鏡（株式会社ニコン製　ＭＥＡＳＵＲＥＳＣＯＰＥ　ＭＭ－１０）により倍率５０倍、精度±０．０１ｍｍで測定した。セラミック層の厚みおよび内部電極の厚みについては、走査型電子顕微鏡（日本電子株式会社製　ＪＳＭ－５８００）により加速電圧２０ｋＶ、倍率１５０００倍、精度±０．０１μｍで測定した。その他寸法については、光学顕微鏡により倍率５００倍、精度±０．００１ｍｍで測定した。
　内部電極の先端から外部電極までの距離は、コンデンサの幅方向の中央において測定した。
　サイドギャップ部の寸法は、長さ方向の中央部において測定した。
　外層部の厚み、セラミック層の厚み、内部電極の厚みは、平面視における中心で測定した。
　内部電極のカバレッジは、以下の要領で測定した。すなわち、コンデンサを研磨し、内層部のうち、第１及び第２の内部電極が厚み方向Ｔに対向している部分だけを残した。その部分を、厚みが半分になるまで研磨し、内部電極を露出させた。次に、水酸化カリウム水溶液に浸漬することにより、内部電極を剥離した。次に、剥離した内部電極の中央部を光学顕微鏡を用いて撮影し、２値化することにより、電極がある部分の割合を求めることによりカバレッジを得た。
　セラミック焼結体における内部電極の占める体積は、（セラミック焼結体の長さ－エンドギャップ部の長さ）×（セラミック焼結体の幅－サイドギャップ部の幅×２）×内部電極の厚み×（セラミック層の積層数＋１）×内部電極のカバレッジにより求めた。なお、エンドギャップ部とは、内層部のうち、第１及び第２の内部電極が厚み方向に対向していない部分である。エンドギャップ部の長さとは、エンドギャップ部の長さ方向に沿った寸法である。サイドギャップ部の幅とは、サイドギャップ部の幅方向寸法である。
　セラミック焼結体の体積は、セラミック焼結体の長さ×（セラミック焼結体の幅－サイドギャップ部の幅×２）×セラミック層の積層数＋セラミック焼結体の長さ×セラミック焼結体の幅×外層部の厚み×２＋サイドギャップ部の幅×（セラミック焼結体の厚み－外層部の厚み×２）×２により求めた。
　次に作成したサンプルについて、以下の要領で熱衝撃試験を行った。すなわち、各サンプルについて、下記の条件ではんだ浴槽に浸漬することにより熱衝撃を加えたときのクラック不良の発生率を顕微鏡を用いて観察することにより求めた。結果を上記表１～表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　上記表１～３に示す結果から、セラミック焼結体１０における第１及び第２の内部電極１１，１２の占める体積割合が０．３７以上であり、サイドギャップ部１０Ｃ，１０Ｄの寸法が４０μｍ以下である場合は、クラックが生じにくく、熱衝撃耐性が高いことが分かる。
　（熱衝撃試験の条件）

　・はんだ温度：室温＋２７５℃

　・はんだへの浸漬速度：４０±５ｍｍ／秒

　・浸漬時間：３秒

　・試験サンプル数：３００個
１…セラミックコンデンサ

１０…セラミック焼結体

１０Ａ，１０Ｂ…外層部

１０Ｃ，１０Ｄ…ギャップ部

１０Ｅ…内層部

１０Ｇ…第１の部分

１０ａ…第１の主面

１０ｂ…第２の主面

１０ｃ…第１の側面

１０ｄ…第２の側面

１０ｅ…第１の端面

１０ｆ…第２の端面

１１…第１の内部電極

１２…第２の内部電極

１３…第１の外部電極

１４…第２の外部電極

２０…セラミックグリーンシート

２１…導体パターン

２２…積層体

２３…セラミック部材

２３ｅ、２３ｆ…セラミック部材の端面

２４，２５…セラミック層

Claims (1)


  1. 　積層された複数のセラミック層を含み、長さ方向と、前記長さ方向に垂直な幅方向とに沿って延びる第１及び第２の主面と、前記長さ方向及び幅方向の両方に垂直な厚み方向と前記長さ方向とに沿って延びる第１及び第２の側面と、前記幅方向及び厚み方向に沿って延びる第１及び第２の端面とを有する直方体状のセラミック焼結体と、

    　前記セラミック焼結体の内部に、前記セラミック層を介して、前記厚み方向において互いに対向するように交互に設けられている第１及び第２の内部電極とを備え、

    　前記セラミック層のうち、前記第１の内部電極と前記第２の内部電極との間に設けられているセラミック層の層数Ｎが２３２以上である積層型セラミックコンデンサであって、

    　前記セラミック焼結体は、

    　前記厚み方向から視た際に、前記第１及び第２の内部電極が対向している内層部と、

    　前記厚み方向における前記内層部の両側に位置し、前記第１及び第２の内部電極のいずれもが設けられていない外層部と、

    　前記幅方向における前記内層部の両側に位置し、前記第１及び第２の内部電極のいずれもが設けられていないサイドギャップ部とを含み、

    　前記セラミック焼結体における前記第１及び第２の内部電極の占める体積割合が、０．３７以上であり、

    　前記幅方向における各サイドギャップ部の寸法が４０μｍ以下である、積層型セラミックコンデンサ。
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