積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
【課題】実装する基板に対し、内部電極が水平となるように実装した場合にも、垂直となるように実装した場合にも、電界の集中を防止し、マイグレーションの発生を防止することができ、かつ内部電極の配置設計が容易な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。
【解決手段】セラミック素子１の内部に、容量形成部Ｍを囲むように、一方および他方の外部電極２、３のぞれぞれに接続された、面内方向が内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極７、８と、面内方向が内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極９、１０とを形成するようにした。
【解決手段】セラミック素子１の内部に、容量形成部Ｍを囲むように、一方および他方の外部電極２、３のぞれぞれに接続された、面内方向が内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極７、８と、面内方向が内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極９、１０とを形成するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電装市場において、ECU（電子制御ユニット）をエンジンルームに設置する等の理由から、高温での使用が保障された電子部品およびその実装方法が求められている。
【０００３】
しかしながら、１５０℃以上での使用に耐える半田が存在しないため、エンジンルーム内に設置される電子部品の実装には、高温での使用に耐える導電性接着剤が用いられている。そして、現在、使用されている導電性接着剤に含有されている導電性粉末の主成分には、Agが用いられることが多い。
【０００４】
また、電子部品の外部電極の主成分にも、経時的な酸化を抑制することを考慮して、Agが用いられることがある。特に、導電性粉末の主成分にAgを使用した導電性接着剤を用いて実装する場合には、電子部品の外部電極の主成分をAgにすれば、外部電極と導電性接着剤との接続抵抗を小さくできるという効果もある。
【０００５】
しかしながら、電子部品の外部電極の端部と、その外部電極と異なる極性を有する内部電極の端部との間には高い電界強度が発生するため、Agを主成分とする導電性粉末を含有する導電性接着剤を用いて電子部品を基板等に実装した場合、すなわち、Agを主成分とする導電性粉末を含有する導電性接着剤を用いて電子部品の外部電極を基板等の電極パターンに接合した場合、導電性接着剤中のAgが電子部品のセラミック素子を通過して前記内部電極の端部にまで達するマイグレーションが生じ絶縁抵抗が低下するという問題があった。また、電子部品の外部電極がAgを主成分としている場合には、そのAgがマイグレーションの原因になることもあった。そして、これらのマイグレーションにより、セラミック素子にクラックが生じることもあった。
【０００６】
これらのマイグレーションへの対策を講じた積層セラミック電子部品として、特許文献１に開示された積層セラミックコンデンサがある。図１１から図１３は、この積層セラミックコンデンサを示す。なお、図１１は、この積層セラミックコンデンサを側面方向から見た断面図であり、図１２は図１１におけるＡ−Ａ'部分を矢印方向に見た断面図であり、図１３は図１１におけるＢ−Ｂ'部分を矢印方向に見た断面図である。
【０００７】
図１１から図１３に示すように、特許文献１の積層セラミックコンデンサは、セラミック素子１０１の両端に一対の外部電極１０２、１０３が形成されるとともに、セラミック素子１０１の内部には、外部電極１０２に接続された複数の内部電極１０４と、外部電極１０３に接続された複数の内部電極１０５とが、セラミック層１０６を介して交互に配置されている。また、最下層の内部電極１０４のさらに下には、内部電極１０４、１０５よりも長さが短かく、内部電極１０４、１０５と平行な位置関係にあり、外部電極１０３に接続されて容量形成に寄与するとともに、外部電極１０３の端部と、最下層の内部電極１０４の端部との間の電界集中を緩和してマイグレーションの発生防止にも寄与する内部電極兼水平ダミー電極１０７が形成されている。さらに、最上層の内部電極１０４のさらに上にも、同様に、内部電極兼水平ダミー電極１０７が形成されている。
【０００８】
また、セラミック層６を介して交互に配置された内部電極１０４、１０５の側面方向の両側には、内部電極１０４、１０５と垂直な位置関係にある、外部電極１０２に接続された一対の垂直ダミー電極１０８と、外部電極１０３に接続された一対の垂直ダミー電極１０９が形成されている。
【０００９】
この特許文献１に開示された積層セラミックコンデンサは、実装する基板に対し、内部電極１０４、１０５が水平となるように実装された場合には、高い電界強度が発生する、外部電極１０３の端部と最下層の内部電極１０４の端部との間を内部電極兼水平ダミー電極１０７が遮るため、マイグレーションの発生を防止することができる。また、この積層セラミックコンデンサが、実装する基板に対し、内部電極１０４、１０５が垂直となるように実装された場合には、高い電界強度が発生する、外部電極１０２の端部と内部電極１０５の端部との間を垂直ダミー電極１０８が、外部電極１０３の端部と内部電極１０４の端部との間を垂直ダミー電極１０９が遮るため、マイグレーションの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２３５９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した先行技術にかかる積層セラミックコンデンサには、次のような問題があった。
【００１２】
すなわち、電界集中を有効に緩和するためには、積層された内部電極のうちの最下層の内部電極と、さらにこの下に設けられた内部電極兼水平ダミー電極との間、および積層された内部電極のうちの最上層の内部電極と、さらにこの上に設けられた内部電極兼水平ダミー電極との間は、常に異なった極性となるように異なった外部電極に接続しなければならず、内部電極の設計自由度に制約があり、必要な容量値を調整するのが難しかった。たとえば、図１１からわかるように、一対の内部電極兼水平ダミー電極１０７がともに外部電極１０３に接続されているため、最下層の内部電極１０４と最上層の内部電極１０４はともに外部電極１０２に接続しなければならず、内部電極の設計自由度に制約があり、必要な容量値を調整するのが難しかった。
【００１３】
また、内部電極兼水平ダミー電極１０７の長さが、内部電極１０４、１０５の長さと異なっているため、この積層セラミックコンデンサに用いられるセラミックス素子を、表面に所定形状の導電ペーストが塗布された複数のグリーンシートを積層し、その積層体を焼成して形成する場合に、内部電極１０４、１０５用のグリーンシートと、内部電極兼水平ダミー電極１０７用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシートから取り出すことができないという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上述した先行技術の問題点を解決するためになされたものであり、実装する基板に対し、内部電極が水平となるように実装した場合にも、垂直となるように実装した場合にも、電界の集中を緩和してマイグレーションの発生を防止することができ、かつ必要な容量を得るための内部電極の配置設計が容易な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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで本発明の積層セラミックコンデンサは、一対の端面とその端面を結ぶ側面とを有する略直方体状のセラミック素子の両端面および各端面から延びる側面の一部を覆うようにそれぞれ外部電極が形成されるとともに、セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された複数の内部電極と、他方の外部電極に接続された複数の内部電極とが、交互に、セラミック層を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極と、その重なった内部電極間に存在するセラミック層とで容量形成部が構成された積層セラミックコンデンサにおいて、セラミック素子の内部に、容量形成部の周囲を囲むように配置されるダミー電極として、一方および他方の外部電極のぞれぞれに接続され、その面内方向が内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極と、その面内方向が内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極とを形成し、 また、セラミック素子の側面上に形成された外部電極の先端と、その外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインにその先端が接するか、あるいは当該ラインを遮るように、平行ダミー電極または垂直ダミー電極を配置し、また、容量形成部をセラミック素子のいずれか一方の端面側から見た場合に、内部電極の幅で規定される容量形成部の幅ｗ、内部電極のうちの積層方向の最も下に位置する内部電極と、内部電極のうちの積層方向の最も上に位置する内部電極との距離で規定される容量形成部の高さｔ、平行ダミー電極の幅ｂ、および垂直ダミー電極の幅ｃを、
0.20ｗ≦ｂ
0.20ｔ≦ｃ
の関係にし、かつ、平行ダミー電極が容量形成部の幅ｗの中点を覆うとともに、垂直ダミー電極が容量形成部の高さｔの中点を覆うようにした。
【００１６】
なお、平行ダミー電極および垂直ダミー電極の寸法は、次の関係にするとさらに効果が大きくなるため、より好ましい。すなわち、 平行ダミー電極および垂直ダミー電極の長さは、外部電極のセラミック素子の側面上に形成された先端と、その外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインを遮るものであることが好ましい。また、容量形成部の幅ｗ、容量形成部の高さｔ、平行ダミー電極の幅ｂ、および垂直ダミー電極の幅ｃは、
0.30ｗ≦ｂ
0.30ｔ≦ｃ
の関係にあることが好ましい。
【００１７】
また、一方の外部電極に接続された水平ダミー電極と他方の外部電極に接続された水平ダミー電極との間隔は、次の関係にあることが好ましい。すなわち、一方の外部電極に接続された内部電極と他方の端面との間隔、および他方の外部電極に接続された内部電極と一方の端面との間隔をＧ1とし、互いに対向するように形成された一対の水平ダミー電極の先端の間隔をＧ2とした場合に、Ｇ2＝２Ｇ1の関係にあることが好ましい。
【００１８】
さらに本発明は、積層セラミックコンデンサの製造方法にも向けられる。本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法においては、セラミック素子を、表面に内部電極を形成するための導電ペーストが塗布された内部電極用グリーンシートと、表面に水平ダミー電極を形成するための導電ペーストが塗布された水平ダミー電極用グリーンシートと、表面に導電ペーストが塗布されていない保護層用グリーンシートとを、所望の順番に所望の枚数積層して積層体を形成し、その積層体を焼成して形成するにあたり、内部電極用グリーンシートと水平ダミー電極用グリーンシートとを、同一のマザーグリーンシートあるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の積層セラミックコンデンサは、上述のとおり、セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された一対の平行ダミー電極と一対の垂直ダミー電極と、他方の外部電極に接続された一対の平行ダミー電極と一対の垂直ダミー電極とを形成し、これらのダミー電極で容量形成部の周囲を囲むようにし、かつ平行ダミー電極および垂直ダミー電極の寸法を所定の値としたため、基板に対し、内部電極が水平となるように実装された場合にも、垂直となるように実装された場合にも、平行ダミー電極または垂直ダミー電極のいずれかで、高い電界強度が発生する外部電極の端部と、その外部電極と異なる極性を有する内部電極との間でマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【００２０】
また、一対の外部電極の両側から平行ダミー電極が延出されているため、内部電極の配置設計の自由度が高く、最下層の内部電極と最上層の内部電極とを同一の外部電極に接続するようにしても良いし、最下層の内部電極と最上層の内部電極とを異なる外部電極に接続するようにしても良い。この結果、所望の容量を調整するための内部電極の配置設計が非常に容易である。
【００２１】
また、一方の外部電極に接続される水平ダミー電極と他方の外部電極に接続される水平ダミー電極との間隔を、上述した好ましい関係にした場合には、水平ダミー電極用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すことができる。すなわち、積層セラミックコンデンサの製造方法の１つとして、大きなマザーグリーンシートに複数枚分のグリーンシートを一括して形成しておき、これを予め各グリーンシートにカットし、あるいは各グリーンシートにカットしながら、グリーンシートを積層する方法があるが、この方法を採用した場合に、カット位置を変えるだけで、水平ダミー用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すことができる。マザーグリーンシートを兼用できることは、積層セラミックコンデンサの生産性向上に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１のＣ−Ｃ’部分を示したものである。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１のＤ−Ｄ’部分を示したものである。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる保護層用のグリーンシートを示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる水平ダミー電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いるグリーンシートを複数含んだマザーグリーンシートを示す側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサにおけるセラミックグリーンシートの積層方法を示す説明図である。
【図１１】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図１２】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１１のＡ−Ａ’部分を示したものである。
【図１３】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１１のＢ−Ｂ’部分を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
図１〜３は、本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す。なお、図１はこの積層セラミックコンデンサを側面方向から見た断面図、図２は図１のＣ−Ｃ'部分の断面図、図３は図１のＤ−Ｄ'部分の断面図である。
【００２５】
この積層セラミックコンデンサにおいて、１はセラミック素子であり、チタン酸バリウムを主成分にする誘電体セラミックからなり、長さＬを有する直方体状からなる。なお、誘電体セラミックの主成分の種類は任意であり、チタン酸バリウムには限定されない。
【００２６】
セラミック素子１の両端には、Agを主成分とする一対の外部電極２、３が形成されている。外部電極２、３は、回り込み長さｓをもって、その先端２ａ、３ａがセラミック素子１の側面に回り込んでいる。本実施形態においては、外部電極２、３の回り込み長さｓをセラミック素子１の長さＬの0.15倍、すなわち、ｓ＝0.15Ｌとした。なお、外部電極２、３の主成分は任意であり、Agには限定されない。また、異なる材料を用いて多層に形成しても良い。
【００２７】
セラミック素子１の内部には、Niを主成分とする、外部電極２に接続された複数の内部電極４と、外部電極３に接続された複数の内部電極５とが、交互に、セラミック層６を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極４、５と、その間に存在するセラミック層６とで容量形成部Ｍを構成している。なお、内部電極４、５の主成分は任意であり、Niには限定されない。
【００２８】
本実施形態においては、内部電極４、５の長さｘは、セラミック素子１の長さＬの0.85倍、すなわちｘ＝0.85Ｌとした。この結果、内部電極４の先端と外部電極３との間、および内部電極５の先端と外部電極２との間の間隔Ｇ1は、セラミック素子１の長さＬの0.15倍、すなわち、Ｇ1＝0.15Ｌとなる。
【００２９】
容量形成部Ｍは、図３に示すように、外部電極２、３のいずれか一方側から見た場合に、内部電極４、５の幅で規定される幅ｗと、最下層の内部電極５の下面と、最上層の内部電極４の上面との距離で規定される高さｔとを有している。
【００３０】
また、セラミック素子１の内部には、容量形成部Ｍの最下層の内部電極５のさらに下に、外部電極２に接続された水平ダミー電極７と、外部電極３に接続された水平ダミー電極８が形成されている。また、容量形成部Ｍの最上層の内部電極４のさらに上に、外部電極２に接続された水平ダミー電極７と、外部電極３に接続された水平ダミー電極８が形成されている。水平ダミー電極７、８は、いずれもNiを主成分としている。ただし、水平ダミー電極７、８の主成分は任意であり、Ni には限定されない。
【００３１】
水平ダミー電極７、８はいずれも長さａ、幅ｂからなり、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間には、間隔Ｇ2が設けられている。なお、本実施形態においては、水平ダミー電極７、８の長さａはセラミック素子１の長さＬの0.20倍、すなわちａ＝0.20Ｌとし、幅ｂは容量形成部Ｍの幅ｗと同じ、すなわちｂ＝1.00ｗとした。また、ａ＝0.20Ｌとしたため、間隔Ｇ2＝0.60Ｌとなっている。
【００３２】
水平ダミー電極７、８は、基本的には電界の集中を防止し、マイグレーションの発生を防止するためのものであるが、異なる極性を有する内部電極４または５との間、たとえば本実施形態では、外部電極３に接続された最下層の内部電極５と、さらにその下に形成された水平ダミー電極７との間、および外部電極２に接続された最上層の内部電極４と、さらにその上に形成された水平ダミー電極８との間では、容量を形成する機能もはたしている。
【００３３】
さらに、セラミック素子１の内部には、容量形成部Ｍの側面方向の両側に、外部電極２に接続された一対の垂直ダミー電極９と、外部電極３に接続された一対の垂直ダミー電極１０とがそれぞれ形成されている。垂直ダミー電極９、１０は、いずれもNiを主成分としている。ただし、垂直ダミー電極９、１０の主成分は任意であり、Ni には限定されない。
【００３４】
垂直ダミー電極９、１０はいずれも、長さａ、幅ｃからなり、垂直ダミー電極９と垂直ダミー電極１０との間には、間隔Ｇ3が設けられている。なお、本実施形態においては、垂直ダミー電極９、１０の長さａは水平ダミー電極７、８と同じ長さとし（符号も同じａを使用）、セラミック素子１の長さＬの0.20倍、すなわちａ＝0.20Ｌとした。この結果、垂直ダミー電極９と１０の間隔Ｇ3も、水平ダミー電極７と８の間隔Ｇ2と同じ0.60Ｌとなり、間隔Ｇ2＝間隔Ｇ3＝0.60Ｌとなっている。一方、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃは、容量形成部Ｍの高さｔと同じ、すなわちｃ＝1.00ｔとした。
【００３５】
本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサにおいては、図１に示すように、最上層の内部電極４の先端４ａと、その直近の、外部電極３の先端３ａとの間を結ぶラインLinを、水平ダミー電極８が遮っている。同様に、最下層の内部電極５の先端５ａと、その直近の、外部電極２の先端２ａとの間を結ぶラインLinを、水平ダミー電極７が遮っている。すなわち、内部電極４と外部電極３との間および内部電極５と外部電極２との間の間隔Ｇ1＝0.15Ｌ、外部電極２、３のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓ＝0.15Ｌ、水平ダミー電極７、８の長さａ＝2.0Ｌであるため、ラインLinを水平ダミー電極７または８が遮っている。この結果、ラインLin部分に発生する高い電界強度を、水平ダミー電極７または８によって緩和することができる。なお、後の実験例で明らかにするが、少なくとも水平ダミー電極７、８の先端がラインLinに接していれば、電界強度緩和の効果がある。
【００３６】
また、本実施形態においては、図２に示すように、内部電極４の角部４ｂと、その直近の、外部電極３の先端３ａとの間を結ぶラインLinを、垂直ダミー電極１０が遮っている。図示しないが、同様に、内部電極５の角部５ｂと、その直近の、外部電極２の先端２ａとの間を結ぶラインLinを、垂直ダミー電極９が遮っている。すなわち、内部電極４と外部電極３との間および内部電極５と外部電極２との間の間隔Ｇ1＝0.15Ｌ、外部電極２、３のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓ＝0.15Ｌ、垂直ダミー電極９、１０の長さａ＝2.0Ｌであるため、ラインLinを垂直ダミー電極９または１０が遮っている。この結果、ラインLin部分に発生する高い電界強度を、垂直ダミー電極９または１０によって緩和することができる。なお、後の実験例で明らかにするが、少なくとも垂直ダミー電極９、１０の先端がラインLinに接していれば、電界強度緩和の効果がある。
【００３７】
また、本実施形態においては、図３に示すように、水平ダミー電極７（８）の幅ｂは容量形成部Ｍの幅ｗと同じになっており、ｂ＝1.00ｗとなっている。また、水平ダミー電極７（８）が、容量形成部Ｍの幅ｗの中点を覆っている。この結果、水平ダミー電極７（８）による電界強度緩和の効果は十分なものになっている。なお、後の実験例で明らかにするが、水平ダミー電極７、８の幅ｂが容量形成部Ｍの幅ｗに対し、少なくとも0.20ｗ≦ｂの関係にあれば電界強度緩和の効果があり、さらに0.30ｗ≦ｂの関係にあればより大きな電界強度緩和の効果がある。なお、水平ダミー電極７、８が容量形成部Ｍの幅ｗの中点を覆うようにしたのは、水平ダミー電極７、８が所定の幅を備えていたとしても、容量形成部Ｍからずれた位置に形成されていた場合、最も電界の強い中心部分を遮ることができず、十分に効果を奏することができないからである。
【００３８】
同様に、垂直ダミー電極９（１０）の幅ｃは容量形成部Ｍの高さｔと同じになっており、ｃ＝1.00ｔとなっている。また、垂直ダミー電極９（１０）が、容量形成部Ｍの高さｔの中点を覆っている。この結果、垂直ダミー電極９（１０）による電界強度緩和の効果は十分なものになっている。なお、後の実験例で明らかにするが、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが容量形成部Ｍの高さｔに対し、少なくとも0.20ｔ≦ｃの関係にあれば電界強度緩和の効果があり、さらに0.30ｔ≦ｃの関係にあればより大きな電界強度緩和の効果がある。なお、垂直ダミー電極９、１０が容量形成部Ｍの高さｔの中点を覆うようにしたのは、垂直ダミー電極９、１０が所定の幅を備えていたとしても、容量形成部Ｍからずれた位置に形成されていた場合、最も電界の強い中心部分を遮ることができず、十分に効果を奏することができないからである。
【００３９】
以上のように、本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、容量形成部Ｍの上下両側に、所定の寸法を備えた二対の水平ダミー電極７、８が形成され、容量形成部Ｍの左右両側に、同じく所定の寸法を備えた二対の垂直ダミー電極９、１０が形成され、合計８枚のダミー電極で容量形成部Ｍを取り囲んでいる。
【００４０】
本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、実装される基板に対し内部電極４、５が水平となるように実装された場合には、水平ダミー電極７、８により、実装される基板に対し内部電極４、５が垂直となるように実装された場合には、垂直ダミー電極９、１０により、極性が異なり高い電界強度が発生する、外部電極の端部と内部電極の端部の間の電界強度を緩和することができ、マイグレーションの発生を防止することができる。すなわち、どの側面を用いて実装されても、上記機能を十分に発揮することができる。
【００４１】
また、本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、一対の外部電極２、３の両側から平行ダミー電極７、８が延出されているため、内部電極４、５の配置設計の自由度が高い。すなわち、図１からわかるように、本実施形態では、最下層の内部電極として外部電極３に接続された内部電極５、最上層の内部電極として外部電極２に接続された内部電極４を配置しているが、最下層および最上層ともに外部電極３に接続された内部電極５としても良いし、あるいは最下層および最上層ともに外部電極２に接続された内部電極４としても良い。内部電極の配置設計の自由度が高いことは、必要な容量を調整する上で非常に有利である。
【００４２】
以下に、図４〜７を用いて、本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法の一例を示す。なお、図７はこの積層セラミックコンデンサに用いる保護層用のグリーンシートを示す平面図、図５は水平ダミー電極用のグリーンシートを示す平面図、図６、７は内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【００４３】
まず、所定のグリーンシートを、所定の枚数、所定の順番で積層して、未焼成セラミック積層体を形成する。
【００４４】
最初に、図４に示す、保護層用のグリーンシート２１ａを、所定の枚数用意し、積層する。グリーンシート２１ａは、長方形状で、表面には何も形成されていない。グリーンシート２１ａは、主成分であるセラミック粉末を有機バインダーに分散させたものであり、この後説明するグリーンシート２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと共通の材質が用いられている。
【００４５】
次に、最も上に積層された保護層用のグリーンシート２１ａの上に、図５に示す、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂを積層する。グリーンシート２１ｂの表面には、水平ダミー電極７、８を形成するための一対の導電ペースト２７、２８がそれぞれ矩形に塗布されている。
【００４６】
次に、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂの上に、図６に示す、内部電極用のグリーンシート２１ｃを積層する。グリーンシート２１ｃの表面には、内部電極５を形成するための導電ペースト２５が矩形に塗布されている。また、グリーンシート２１ｃは、導電ペースト２５の周囲に４つの貫通溝が形成され、それらの貫通溝の中に、垂直ダミー電極９を形成するための導電ペースト２９、および垂直ダミー電極１０を形成するための導電ペースト３０が充填されている。なお、グリーンシート２１ｃへの、導電ペースト２５の塗布と、貫通溝の形成と、貫通溝への導電ペースト２９、３０の充填との順番は任意である。たとえば、先にグリーンシート２１ｃへ導電ペースト２５を塗布しておき、次に貫通溝を形成し、最後に貫通溝へ導電ペースト２９、３０を充填しても良い。あるいは、先にグリーンシート２１ｃへ貫通溝を形成しておき、次に貫通溝へ導電ペースト２９、３０を充填し、最後に導電ペースト２５を塗布しても良い。あるいは、先にグリーンシート２１ｃへ貫通溝を形成しておき、その後、導電ペースト２５の塗布と、貫通溝への導電ペースト２９、３０の充填とを同時におこなっても良い。
【００４７】
次に、内部電極用のグリーンシート２１ｃの上に、図７に示す、内部電極用のグリーンシート２１ｄを積層する。グリーンシート２１ｄの表面には、内部電極４を形成するための導電ペースト２４が矩形に塗布されている。また、グリーンシート２１ｄは、導電ペースト２４の周囲に４つの貫通溝が形成され、それらの貫通溝の中に、垂直ダミー電極９を形成するための導電ペースト２９、および垂直ダミー電極１０を形成するための導電ペースト３０が充填されている。
【００４８】
次に、内部電極用のグリーンシート２１ｄの上に、図６に示す内部電極用のグリーンシート２１ｃと、図７に示す内部電極用のグリーンシート２１ｄとを、交互に所定の枚数積層し、さらにその上に、図５に示す水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂを積層する。
【００４９】
そして、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂの上に、図４に示す保護層用のグリーンシート２１ｃを、所定の枚数、積層する。
【００５０】
以上のように、グリーンシート２１ａ（複数枚）、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｃ・・・・・２１ｄ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｂ、２１ａ（複数枚）を順に積層し、未焼成セラミック積層体が形成される。
【００５１】
次に、未焼成セラミック積層体に圧力を加え、全体を一体化する。なお、加圧は、グリーンシート２１ａ（複数枚）、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｃ・・・・・２１ｄ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｂ、２１ａ（複数枚）を積層する度に、逐次、おこなっても良い。
【００５２】
次に、一体化された未焼成セラミック積層体を、所定のプロファイルで焼成する。未焼成セラミック積層体は、焼成されることにより、図１から図３に示すような、内部に、内部電極４、５、水平ダミー電極７、８、垂直ダミー電極９、１０を備えたセラミック素子１となる。
【００５３】
次に、セラミック素子１の両端面に、外部電極用の導電ペーストを塗布し、焼付けて外部電極２、３を形成することにより、本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサは完成する。
【００５４】
（実験例）
本発明の技術的範囲に含まれる実施例として、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａ、水平ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃを変化させて、複数種類の積層セラミックコンデンサを作成した。また、比較例として、水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない積層セラミックコンデンサを作成した。
【００５５】
以下、図１から図３を適宜参照しながら説明する。
【００５６】
実施例において、セラミック素子１の幅Ｗ、高さＴ、長さＬは、Ｗ＝1.00mm、Ｔ＝1.00mm、Ｌ＝2.00mmとした。また、比較例のセラミック素子の大きさも同様とした。
【００５７】
また、実施例において、内部電極４、５の長さｘは、ｘ＝1.70ｍｍ＝0.85Ｌとした。この結果、内部電極４の先端とセラミック素子１の一方の端面との間、および内部電極５の先端とセラミック素子１の他方の端面との間の間隔Ｇ1は、Ｇ1＝0.15Ｌとなった。
【００５８】
また、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔは、ｗ＝ｔ＝0.60mmとした。比較例の容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔも同様とした。
【００５９】
また、実施例において、外部電極５、６の先端５ａ、６ａがセラミック素子１の側面への回り込み長さｓは、ｓ＝0.30mm＝0.15Ｌとした。比較例の回り込み長さｓも同様にした。
【００６０】
さらに、実施例において、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａは、セラミック素子１の長さＬとの比において、ａ=0.15Ｌ（外部電極５、６のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓと同じ場合）、ａ=0.20Ｌ、ａ=0.25Ｌ、ａ=0.30Ｌ、ａ=0.35Ｌ、ａ=0.40Ｌ、ａ=0.45Ｌの7種類とした。また、水平ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃは、ｂ＝ｃとし、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔとの比において、ｂ=0.20ｗ（ｃ=0.20ｔ）、ｂ=0.30ｗ（ｃ=0.30ｔ）、ｂ=0.40ｗ（ｃ=0.40ｔ）、ｂ=0.50ｗ（ｃ=0.50ｔ）、ｂ=0.60ｗ（ｃ=0.60ｔ）、ｂ=0.70ｗ（ｃ=0.70ｔ）、ｂ=0.80ｗ（ｃ=0.80ｔ）、ｂ=0.90ｗ（ｃ=0.90ｔ）、ｂ=1.00ｗ（ｃ=1.00ｔ）の9種類とした。なお、比較例は水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さないため、ａ=0.00Ｌ、ｂ＝0.00ｗ（ｃ＝0.00ｔ）となる。
【００６１】
実施例として、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａと、水平ダミー電極７、８の幅ｂと、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃ（ただしｂ＝ｃ）とを変更した６３種類の積層セラミックコンデンサを各２００個ずつ作成した。また、比較例として、水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない積層セラミックコンデンサを２００個作成した。
【００６２】
各実施例および比較例の積層セラミックコンデンサ、それぞれ１００個を、Agを主成分とする導電性接着剤を用いてガラスエポキシ基板に形成されたAu電極パターンに実装し、１４０℃のオーブンで３０分間加熱して導電性接着剤を硬化させた。なお、実施例および比較例のいずれにおいても、内部電極４、５が実装する基板に対して水平に実装された個数と、垂直に実装された個数は、ほぼ５０％：５０％であると推定される。
【００６３】
その後、７０℃／９５Ｒ.Ｈ／１ＷＶの条件で１０００時間放置し、信頼性を評価した。信頼性の評価は、実装された積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、１０8Ω以上の場合を良品、１０8Ωに満たない場合を不良品として、その良品率をみた。
【００６４】
表１に、信頼性試験（１０００時間）の結果を示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない比較例の積層セラミックコンデンサの良品率は８１％であった。ここれに対し、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０を有する実施例の良品率は全て１００％であった。
【００６７】
このことより、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインに、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０の先端が接しているか（ａ=0.15Ｌの場合）、あるいは当該ラインを平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており（ａ＝0.20Ｌ、0.25Ｌ、0.30Ｌ、0.35Ｌ、0.40Ｌ、0.45Ｌの場合）、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.20ｗ≦ｂ、0.20ｔ≦ｃの関係にあれば、平行ダミー電極および垂直ダミー電極を備えない比較例に比べて良品率が改善することがわかった。
【００６８】
次に、試験時間を１０００時間から２０００時間に延ばして信頼性試験をおこなった。
【００６９】
上述した１０００時間の信頼性試験と同様に、各実施例および比較例の積層セラミックコンデンサ、それぞれ１００個を、Agを主成分とする導電性接着剤を用いてガラスエポキシ基板に形成されたAu電極パターンに実装し、１４０℃のオーブンで３０分間加熱して導電性接着剤を硬化させた。
【００７０】
その後、７０℃／９５Ｒ.Ｈ／１ＷＶの条件で２０００時間放置し、信頼性を評価した。（１０００時間の信頼性試験と同様に、１０8Ω以上の場合を良品、１０8Ωに満たない場合を不良品とした。）
表２に、信頼性試験（２０００時間）の結果を示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない比較例の積層セラミックコンデンサの良品率は８１％であった。
【００７３】
外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインに、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０の先端が接している場合、すなわちａ=0.15Ｌの場合は、良品率は８５〜９９％であった。
【００７４】
また、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔとの比較において、0.20ｗ＝ｂ、0.20ｔ＝ｃの場合は、良品率は８５〜９９％であった。
【００７５】
これに対し、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインを、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており（ａ＝0.20Ｌ、0.25Ｌ、0.30Ｌ、0.35Ｌ、0.40Ｌ、0.45Ｌの場合）、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.30ｗ≦ｂ、0.30ｔ≦ｃの場合は、良品率は全て１００％であった。
【００７６】
このことより、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインを、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.30ｗ≦ｂ、0.30ｔ≦ｃの関係にあれば、長時間の信頼性試験においても不良品が発生することがなく、より好ましいことがわかった。
【００７７】
〔第２の実施形態〕
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【００７８】
この積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極４と外部電極３との間隔、および内部電極５と外部電極２との間隔であるＧ1と、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間隔であるＧ2とを、Ｇ2＝２Ｇ1の関係にしたことを特徴としている。その他の構成については、基本的には、第１の実施形態と同様にした。
【００７９】
この積層セラミックコンデンサにおいては、水平ダミー電極用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートをカットして、取り出すことができる。
【００８０】
すなわち、図９に示すように、マザーグリーンシート２００に、Ｇ2の間隔を間欠的にあけて導電ペースト３００を塗布しておき、内部電極用のグリーンシート２１ｃとグリーンシート２１ｄとを、それぞれＧ1の導電ペースト非塗布部分を設けて交互に取り出してゆき、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂが必要な場合には、中央にＧ2の間隔を有するグリーンシート２１ｂを取り出すことができる。
【００８１】
図１０に、未焼成セラミック積層体を形成する際の、各グリーンシートの積層位置を示す。なお、最下層および最上層に積層されるべき、保護層用のグリーンシート２１ａは図示を省略している。また、内部電極用のグリーンシート２１ｃおよび２１ｄは、各３枚を積層する場合を示している、実際の製品においては、必要に応じて増減される。（通常、内部電極は、数十枚から数百枚積層されることが多い。）
以上のように、内部電極４と外部電極３との間隔、および内部電極５と外部電極２との間隔であるＧ1と、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間隔であるＧ2とを、Ｇ2＝２Ｇ1の関係に積層セラミックコンデンサを設計しておけば、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ａと、内部電極用のグリーンシート２１ｂ、２１ｃとを、同一のマザーグリーンシートから取り切り出すことができる。マザーグリーンシートを兼用できることは、積層セラミックコンデンサの生産性向上に大きく貢献する。
【符号の説明】
【００８２】
１：セラミック素子
２、３：外部電極
４、５：内部電極
６：セラミック層
７、８：水平ダミー電極
９、１０：垂直ダミー電極
Ｍ：容量形成部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ：セラミックグリーンシート
２００：マザーグリーンシート
３００：導電ペースト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミックコンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電装市場において、ECU（電子制御ユニット）をエンジンルームに設置する等の理由から、高温での使用が保障された電子部品およびその実装方法が求められている。
【０００３】
しかしながら、１５０℃以上での使用に耐える半田が存在しないため、エンジンルーム内に設置される電子部品の実装には、高温での使用に耐える導電性接着剤が用いられている。そして、現在、使用されている導電性接着剤に含有されている導電性粉末の主成分には、Agが用いられることが多い。
【０００４】
また、電子部品の外部電極の主成分にも、経時的な酸化を抑制することを考慮して、Agが用いられることがある。特に、導電性粉末の主成分にAgを使用した導電性接着剤を用いて実装する場合には、電子部品の外部電極の主成分をAgにすれば、外部電極と導電性接着剤との接続抵抗を小さくできるという効果もある。
【０００５】
しかしながら、電子部品の外部電極の端部と、その外部電極と異なる極性を有する内部電極の端部との間には高い電界強度が発生するため、Agを主成分とする導電性粉末を含有する導電性接着剤を用いて電子部品を基板等に実装した場合、すなわち、Agを主成分とする導電性粉末を含有する導電性接着剤を用いて電子部品の外部電極を基板等の電極パターンに接合した場合、導電性接着剤中のAgが電子部品のセラミック素子を通過して前記内部電極の端部にまで達するマイグレーションが生じ絶縁抵抗が低下するという問題があった。また、電子部品の外部電極がAgを主成分としている場合には、そのAgがマイグレーションの原因になることもあった。そして、これらのマイグレーションにより、セラミック素子にクラックが生じることもあった。
【０００６】
これらのマイグレーションへの対策を講じた積層セラミック電子部品として、特許文献１に開示された積層セラミックコンデンサがある。図１１から図１３は、この積層セラミックコンデンサを示す。なお、図１１は、この積層セラミックコンデンサを側面方向から見た断面図であり、図１２は図１１におけるＡ−Ａ'部分を矢印方向に見た断面図であり、図１３は図１１におけるＢ−Ｂ'部分を矢印方向に見た断面図である。
【０００７】
図１１から図１３に示すように、特許文献１の積層セラミックコンデンサは、セラミック素子１０１の両端に一対の外部電極１０２、１０３が形成されるとともに、セラミック素子１０１の内部には、外部電極１０２に接続された複数の内部電極１０４と、外部電極１０３に接続された複数の内部電極１０５とが、セラミック層１０６を介して交互に配置されている。また、最下層の内部電極１０４のさらに下には、内部電極１０４、１０５よりも長さが短かく、内部電極１０４、１０５と平行な位置関係にあり、外部電極１０３に接続されて容量形成に寄与するとともに、外部電極１０３の端部と、最下層の内部電極１０４の端部との間の電界集中を緩和してマイグレーションの発生防止にも寄与する内部電極兼水平ダミー電極１０７が形成されている。さらに、最上層の内部電極１０４のさらに上にも、同様に、内部電極兼水平ダミー電極１０７が形成されている。
【０００８】
また、セラミック層６を介して交互に配置された内部電極１０４、１０５の側面方向の両側には、内部電極１０４、１０５と垂直な位置関係にある、外部電極１０２に接続された一対の垂直ダミー電極１０８と、外部電極１０３に接続された一対の垂直ダミー電極１０９が形成されている。
【０００９】
この特許文献１に開示された積層セラミックコンデンサは、実装する基板に対し、内部電極１０４、１０５が水平となるように実装された場合には、高い電界強度が発生する、外部電極１０３の端部と最下層の内部電極１０４の端部との間を内部電極兼水平ダミー電極１０７が遮るため、マイグレーションの発生を防止することができる。また、この積層セラミックコンデンサが、実装する基板に対し、内部電極１０４、１０５が垂直となるように実装された場合には、高い電界強度が発生する、外部電極１０２の端部と内部電極１０５の端部との間を垂直ダミー電極１０８が、外部電極１０３の端部と内部電極１０４の端部との間を垂直ダミー電極１０９が遮るため、マイグレーションの発生を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−２３５９７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上述した先行技術にかかる積層セラミックコンデンサには、次のような問題があった。
【００１２】
すなわち、電界集中を有効に緩和するためには、積層された内部電極のうちの最下層の内部電極と、さらにこの下に設けられた内部電極兼水平ダミー電極との間、および積層された内部電極のうちの最上層の内部電極と、さらにこの上に設けられた内部電極兼水平ダミー電極との間は、常に異なった極性となるように異なった外部電極に接続しなければならず、内部電極の設計自由度に制約があり、必要な容量値を調整するのが難しかった。たとえば、図１１からわかるように、一対の内部電極兼水平ダミー電極１０７がともに外部電極１０３に接続されているため、最下層の内部電極１０４と最上層の内部電極１０４はともに外部電極１０２に接続しなければならず、内部電極の設計自由度に制約があり、必要な容量値を調整するのが難しかった。
【００１３】
また、内部電極兼水平ダミー電極１０７の長さが、内部電極１０４、１０５の長さと異なっているため、この積層セラミックコンデンサに用いられるセラミックス素子を、表面に所定形状の導電ペーストが塗布された複数のグリーンシートを積層し、その積層体を焼成して形成する場合に、内部電極１０４、１０５用のグリーンシートと、内部電極兼水平ダミー電極１０７用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシートから取り出すことができないという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上述した先行技術の問題点を解決するためになされたものであり、実装する基板に対し、内部電極が水平となるように実装した場合にも、垂直となるように実装した場合にも、電界の集中を緩和してマイグレーションの発生を防止することができ、かつ必要な容量を得るための内部電極の配置設計が容易な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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで本発明の積層セラミックコンデンサは、一対の端面とその端面を結ぶ側面とを有する略直方体状のセラミック素子の両端面および各端面から延びる側面の一部を覆うようにそれぞれ外部電極が形成されるとともに、セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された複数の内部電極と、他方の外部電極に接続された複数の内部電極とが、交互に、セラミック層を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極と、その重なった内部電極間に存在するセラミック層とで容量形成部が構成された積層セラミックコンデンサにおいて、セラミック素子の内部に、容量形成部の周囲を囲むように配置されるダミー電極として、一方および他方の外部電極のぞれぞれに接続され、その面内方向が内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極と、その面内方向が内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極とを形成し、 また、セラミック素子の側面上に形成された外部電極の先端と、その外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインにその先端が接するか、あるいは当該ラインを遮るように、平行ダミー電極または垂直ダミー電極を配置し、また、容量形成部をセラミック素子のいずれか一方の端面側から見た場合に、内部電極の幅で規定される容量形成部の幅ｗ、内部電極のうちの積層方向の最も下に位置する内部電極と、内部電極のうちの積層方向の最も上に位置する内部電極との距離で規定される容量形成部の高さｔ、平行ダミー電極の幅ｂ、および垂直ダミー電極の幅ｃを、
0.20ｗ≦ｂ
0.20ｔ≦ｃ
の関係にし、かつ、平行ダミー電極が容量形成部の幅ｗの中点を覆うとともに、垂直ダミー電極が容量形成部の高さｔの中点を覆うようにした。
【００１６】
なお、平行ダミー電極および垂直ダミー電極の寸法は、次の関係にするとさらに効果が大きくなるため、より好ましい。すなわち、 平行ダミー電極および垂直ダミー電極の長さは、外部電極のセラミック素子の側面上に形成された先端と、その外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインを遮るものであることが好ましい。また、容量形成部の幅ｗ、容量形成部の高さｔ、平行ダミー電極の幅ｂ、および垂直ダミー電極の幅ｃは、
0.30ｗ≦ｂ
0.30ｔ≦ｃ
の関係にあることが好ましい。
【００１７】
また、一方の外部電極に接続された水平ダミー電極と他方の外部電極に接続された水平ダミー電極との間隔は、次の関係にあることが好ましい。すなわち、一方の外部電極に接続された内部電極と他方の端面との間隔、および他方の外部電極に接続された内部電極と一方の端面との間隔をＧ1とし、互いに対向するように形成された一対の水平ダミー電極の先端の間隔をＧ2とした場合に、Ｇ2＝２Ｇ1の関係にあることが好ましい。
【００１８】
さらに本発明は、積層セラミックコンデンサの製造方法にも向けられる。本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法においては、セラミック素子を、表面に内部電極を形成するための導電ペーストが塗布された内部電極用グリーンシートと、表面に水平ダミー電極を形成するための導電ペーストが塗布された水平ダミー電極用グリーンシートと、表面に導電ペーストが塗布されていない保護層用グリーンシートとを、所望の順番に所望の枚数積層して積層体を形成し、その積層体を焼成して形成するにあたり、内部電極用グリーンシートと水平ダミー電極用グリーンシートとを、同一のマザーグリーンシートあるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すようにした。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の積層セラミックコンデンサは、上述のとおり、セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された一対の平行ダミー電極と一対の垂直ダミー電極と、他方の外部電極に接続された一対の平行ダミー電極と一対の垂直ダミー電極とを形成し、これらのダミー電極で容量形成部の周囲を囲むようにし、かつ平行ダミー電極および垂直ダミー電極の寸法を所定の値としたため、基板に対し、内部電極が水平となるように実装された場合にも、垂直となるように実装された場合にも、平行ダミー電極または垂直ダミー電極のいずれかで、高い電界強度が発生する外部電極の端部と、その外部電極と異なる極性を有する内部電極との間でマイグレーションが発生するのを防止することができる。
【００２０】
また、一対の外部電極の両側から平行ダミー電極が延出されているため、内部電極の配置設計の自由度が高く、最下層の内部電極と最上層の内部電極とを同一の外部電極に接続するようにしても良いし、最下層の内部電極と最上層の内部電極とを異なる外部電極に接続するようにしても良い。この結果、所望の容量を調整するための内部電極の配置設計が非常に容易である。
【００２１】
また、一方の外部電極に接続される水平ダミー電極と他方の外部電極に接続される水平ダミー電極との間隔を、上述した好ましい関係にした場合には、水平ダミー電極用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すことができる。すなわち、積層セラミックコンデンサの製造方法の１つとして、大きなマザーグリーンシートに複数枚分のグリーンシートを一括して形成しておき、これを予め各グリーンシートにカットし、あるいは各グリーンシートにカットしながら、グリーンシートを積層する方法があるが、この方法を採用した場合に、カット位置を変えるだけで、水平ダミー用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出すことができる。マザーグリーンシートを兼用できることは、積層セラミックコンデンサの生産性向上に大きく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１のＣ−Ｃ’部分を示したものである。
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１のＤ−Ｄ’部分を示したものである。
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる保護層用のグリーンシートを示す平面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる水平ダミー電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いる内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサに用いるグリーンシートを複数含んだマザーグリーンシートを示す側面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサにおけるセラミックグリーンシートの積層方法を示す説明図である。
【図１１】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【図１２】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１１のＡ−Ａ’部分を示したものである。
【図１３】従来の積層セラミックコンデンサを示す断面図であり、図１１のＢ−Ｂ’部分を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施するための形態について説明する。
【００２４】
〔第１の実施形態〕
図１〜３は、本発明の第１の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す。なお、図１はこの積層セラミックコンデンサを側面方向から見た断面図、図２は図１のＣ−Ｃ'部分の断面図、図３は図１のＤ−Ｄ'部分の断面図である。
【００２５】
この積層セラミックコンデンサにおいて、１はセラミック素子であり、チタン酸バリウムを主成分にする誘電体セラミックからなり、長さＬを有する直方体状からなる。なお、誘電体セラミックの主成分の種類は任意であり、チタン酸バリウムには限定されない。
【００２６】
セラミック素子１の両端には、Agを主成分とする一対の外部電極２、３が形成されている。外部電極２、３は、回り込み長さｓをもって、その先端２ａ、３ａがセラミック素子１の側面に回り込んでいる。本実施形態においては、外部電極２、３の回り込み長さｓをセラミック素子１の長さＬの0.15倍、すなわち、ｓ＝0.15Ｌとした。なお、外部電極２、３の主成分は任意であり、Agには限定されない。また、異なる材料を用いて多層に形成しても良い。
【００２７】
セラミック素子１の内部には、Niを主成分とする、外部電極２に接続された複数の内部電極４と、外部電極３に接続された複数の内部電極５とが、交互に、セラミック層６を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極４、５と、その間に存在するセラミック層６とで容量形成部Ｍを構成している。なお、内部電極４、５の主成分は任意であり、Niには限定されない。
【００２８】
本実施形態においては、内部電極４、５の長さｘは、セラミック素子１の長さＬの0.85倍、すなわちｘ＝0.85Ｌとした。この結果、内部電極４の先端と外部電極３との間、および内部電極５の先端と外部電極２との間の間隔Ｇ1は、セラミック素子１の長さＬの0.15倍、すなわち、Ｇ1＝0.15Ｌとなる。
【００２９】
容量形成部Ｍは、図３に示すように、外部電極２、３のいずれか一方側から見た場合に、内部電極４、５の幅で規定される幅ｗと、最下層の内部電極５の下面と、最上層の内部電極４の上面との距離で規定される高さｔとを有している。
【００３０】
また、セラミック素子１の内部には、容量形成部Ｍの最下層の内部電極５のさらに下に、外部電極２に接続された水平ダミー電極７と、外部電極３に接続された水平ダミー電極８が形成されている。また、容量形成部Ｍの最上層の内部電極４のさらに上に、外部電極２に接続された水平ダミー電極７と、外部電極３に接続された水平ダミー電極８が形成されている。水平ダミー電極７、８は、いずれもNiを主成分としている。ただし、水平ダミー電極７、８の主成分は任意であり、Ni には限定されない。
【００３１】
水平ダミー電極７、８はいずれも長さａ、幅ｂからなり、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間には、間隔Ｇ2が設けられている。なお、本実施形態においては、水平ダミー電極７、８の長さａはセラミック素子１の長さＬの0.20倍、すなわちａ＝0.20Ｌとし、幅ｂは容量形成部Ｍの幅ｗと同じ、すなわちｂ＝1.00ｗとした。また、ａ＝0.20Ｌとしたため、間隔Ｇ2＝0.60Ｌとなっている。
【００３２】
水平ダミー電極７、８は、基本的には電界の集中を防止し、マイグレーションの発生を防止するためのものであるが、異なる極性を有する内部電極４または５との間、たとえば本実施形態では、外部電極３に接続された最下層の内部電極５と、さらにその下に形成された水平ダミー電極７との間、および外部電極２に接続された最上層の内部電極４と、さらにその上に形成された水平ダミー電極８との間では、容量を形成する機能もはたしている。
【００３３】
さらに、セラミック素子１の内部には、容量形成部Ｍの側面方向の両側に、外部電極２に接続された一対の垂直ダミー電極９と、外部電極３に接続された一対の垂直ダミー電極１０とがそれぞれ形成されている。垂直ダミー電極９、１０は、いずれもNiを主成分としている。ただし、垂直ダミー電極９、１０の主成分は任意であり、Ni には限定されない。
【００３４】
垂直ダミー電極９、１０はいずれも、長さａ、幅ｃからなり、垂直ダミー電極９と垂直ダミー電極１０との間には、間隔Ｇ3が設けられている。なお、本実施形態においては、垂直ダミー電極９、１０の長さａは水平ダミー電極７、８と同じ長さとし（符号も同じａを使用）、セラミック素子１の長さＬの0.20倍、すなわちａ＝0.20Ｌとした。この結果、垂直ダミー電極９と１０の間隔Ｇ3も、水平ダミー電極７と８の間隔Ｇ2と同じ0.60Ｌとなり、間隔Ｇ2＝間隔Ｇ3＝0.60Ｌとなっている。一方、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃは、容量形成部Ｍの高さｔと同じ、すなわちｃ＝1.00ｔとした。
【００３５】
本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサにおいては、図１に示すように、最上層の内部電極４の先端４ａと、その直近の、外部電極３の先端３ａとの間を結ぶラインLinを、水平ダミー電極８が遮っている。同様に、最下層の内部電極５の先端５ａと、その直近の、外部電極２の先端２ａとの間を結ぶラインLinを、水平ダミー電極７が遮っている。すなわち、内部電極４と外部電極３との間および内部電極５と外部電極２との間の間隔Ｇ1＝0.15Ｌ、外部電極２、３のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓ＝0.15Ｌ、水平ダミー電極７、８の長さａ＝2.0Ｌであるため、ラインLinを水平ダミー電極７または８が遮っている。この結果、ラインLin部分に発生する高い電界強度を、水平ダミー電極７または８によって緩和することができる。なお、後の実験例で明らかにするが、少なくとも水平ダミー電極７、８の先端がラインLinに接していれば、電界強度緩和の効果がある。
【００３６】
また、本実施形態においては、図２に示すように、内部電極４の角部４ｂと、その直近の、外部電極３の先端３ａとの間を結ぶラインLinを、垂直ダミー電極１０が遮っている。図示しないが、同様に、内部電極５の角部５ｂと、その直近の、外部電極２の先端２ａとの間を結ぶラインLinを、垂直ダミー電極９が遮っている。すなわち、内部電極４と外部電極３との間および内部電極５と外部電極２との間の間隔Ｇ1＝0.15Ｌ、外部電極２、３のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓ＝0.15Ｌ、垂直ダミー電極９、１０の長さａ＝2.0Ｌであるため、ラインLinを垂直ダミー電極９または１０が遮っている。この結果、ラインLin部分に発生する高い電界強度を、垂直ダミー電極９または１０によって緩和することができる。なお、後の実験例で明らかにするが、少なくとも垂直ダミー電極９、１０の先端がラインLinに接していれば、電界強度緩和の効果がある。
【００３７】
また、本実施形態においては、図３に示すように、水平ダミー電極７（８）の幅ｂは容量形成部Ｍの幅ｗと同じになっており、ｂ＝1.00ｗとなっている。また、水平ダミー電極７（８）が、容量形成部Ｍの幅ｗの中点を覆っている。この結果、水平ダミー電極７（８）による電界強度緩和の効果は十分なものになっている。なお、後の実験例で明らかにするが、水平ダミー電極７、８の幅ｂが容量形成部Ｍの幅ｗに対し、少なくとも0.20ｗ≦ｂの関係にあれば電界強度緩和の効果があり、さらに0.30ｗ≦ｂの関係にあればより大きな電界強度緩和の効果がある。なお、水平ダミー電極７、８が容量形成部Ｍの幅ｗの中点を覆うようにしたのは、水平ダミー電極７、８が所定の幅を備えていたとしても、容量形成部Ｍからずれた位置に形成されていた場合、最も電界の強い中心部分を遮ることができず、十分に効果を奏することができないからである。
【００３８】
同様に、垂直ダミー電極９（１０）の幅ｃは容量形成部Ｍの高さｔと同じになっており、ｃ＝1.00ｔとなっている。また、垂直ダミー電極９（１０）が、容量形成部Ｍの高さｔの中点を覆っている。この結果、垂直ダミー電極９（１０）による電界強度緩和の効果は十分なものになっている。なお、後の実験例で明らかにするが、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが容量形成部Ｍの高さｔに対し、少なくとも0.20ｔ≦ｃの関係にあれば電界強度緩和の効果があり、さらに0.30ｔ≦ｃの関係にあればより大きな電界強度緩和の効果がある。なお、垂直ダミー電極９、１０が容量形成部Ｍの高さｔの中点を覆うようにしたのは、垂直ダミー電極９、１０が所定の幅を備えていたとしても、容量形成部Ｍからずれた位置に形成されていた場合、最も電界の強い中心部分を遮ることができず、十分に効果を奏することができないからである。
【００３９】
以上のように、本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、容量形成部Ｍの上下両側に、所定の寸法を備えた二対の水平ダミー電極７、８が形成され、容量形成部Ｍの左右両側に、同じく所定の寸法を備えた二対の垂直ダミー電極９、１０が形成され、合計８枚のダミー電極で容量形成部Ｍを取り囲んでいる。
【００４０】
本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、実装される基板に対し内部電極４、５が水平となるように実装された場合には、水平ダミー電極７、８により、実装される基板に対し内部電極４、５が垂直となるように実装された場合には、垂直ダミー電極９、１０により、極性が異なり高い電界強度が発生する、外部電極の端部と内部電極の端部の間の電界強度を緩和することができ、マイグレーションの発生を防止することができる。すなわち、どの側面を用いて実装されても、上記機能を十分に発揮することができる。
【００４１】
また、本発明にかかる積層セラミックコンデンサは、一対の外部電極２、３の両側から平行ダミー電極７、８が延出されているため、内部電極４、５の配置設計の自由度が高い。すなわち、図１からわかるように、本実施形態では、最下層の内部電極として外部電極３に接続された内部電極５、最上層の内部電極として外部電極２に接続された内部電極４を配置しているが、最下層および最上層ともに外部電極３に接続された内部電極５としても良いし、あるいは最下層および最上層ともに外部電極２に接続された内部電極４としても良い。内部電極の配置設計の自由度が高いことは、必要な容量を調整する上で非常に有利である。
【００４２】
以下に、図４〜７を用いて、本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法の一例を示す。なお、図７はこの積層セラミックコンデンサに用いる保護層用のグリーンシートを示す平面図、図５は水平ダミー電極用のグリーンシートを示す平面図、図６、７は内部電極用のグリーンシートを示す平面図である。
【００４３】
まず、所定のグリーンシートを、所定の枚数、所定の順番で積層して、未焼成セラミック積層体を形成する。
【００４４】
最初に、図４に示す、保護層用のグリーンシート２１ａを、所定の枚数用意し、積層する。グリーンシート２１ａは、長方形状で、表面には何も形成されていない。グリーンシート２１ａは、主成分であるセラミック粉末を有機バインダーに分散させたものであり、この後説明するグリーンシート２１ｂ、２１ｃ、２１ｄと共通の材質が用いられている。
【００４５】
次に、最も上に積層された保護層用のグリーンシート２１ａの上に、図５に示す、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂを積層する。グリーンシート２１ｂの表面には、水平ダミー電極７、８を形成するための一対の導電ペースト２７、２８がそれぞれ矩形に塗布されている。
【００４６】
次に、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂの上に、図６に示す、内部電極用のグリーンシート２１ｃを積層する。グリーンシート２１ｃの表面には、内部電極５を形成するための導電ペースト２５が矩形に塗布されている。また、グリーンシート２１ｃは、導電ペースト２５の周囲に４つの貫通溝が形成され、それらの貫通溝の中に、垂直ダミー電極９を形成するための導電ペースト２９、および垂直ダミー電極１０を形成するための導電ペースト３０が充填されている。なお、グリーンシート２１ｃへの、導電ペースト２５の塗布と、貫通溝の形成と、貫通溝への導電ペースト２９、３０の充填との順番は任意である。たとえば、先にグリーンシート２１ｃへ導電ペースト２５を塗布しておき、次に貫通溝を形成し、最後に貫通溝へ導電ペースト２９、３０を充填しても良い。あるいは、先にグリーンシート２１ｃへ貫通溝を形成しておき、次に貫通溝へ導電ペースト２９、３０を充填し、最後に導電ペースト２５を塗布しても良い。あるいは、先にグリーンシート２１ｃへ貫通溝を形成しておき、その後、導電ペースト２５の塗布と、貫通溝への導電ペースト２９、３０の充填とを同時におこなっても良い。
【００４７】
次に、内部電極用のグリーンシート２１ｃの上に、図７に示す、内部電極用のグリーンシート２１ｄを積層する。グリーンシート２１ｄの表面には、内部電極４を形成するための導電ペースト２４が矩形に塗布されている。また、グリーンシート２１ｄは、導電ペースト２４の周囲に４つの貫通溝が形成され、それらの貫通溝の中に、垂直ダミー電極９を形成するための導電ペースト２９、および垂直ダミー電極１０を形成するための導電ペースト３０が充填されている。
【００４８】
次に、内部電極用のグリーンシート２１ｄの上に、図６に示す内部電極用のグリーンシート２１ｃと、図７に示す内部電極用のグリーンシート２１ｄとを、交互に所定の枚数積層し、さらにその上に、図５に示す水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂを積層する。
【００４９】
そして、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂの上に、図４に示す保護層用のグリーンシート２１ｃを、所定の枚数、積層する。
【００５０】
以上のように、グリーンシート２１ａ（複数枚）、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｃ・・・・・２１ｄ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｂ、２１ａ（複数枚）を順に積層し、未焼成セラミック積層体が形成される。
【００５１】
次に、未焼成セラミック積層体に圧力を加え、全体を一体化する。なお、加圧は、グリーンシート２１ａ（複数枚）、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｃ・・・・・２１ｄ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｂ、２１ａ（複数枚）を積層する度に、逐次、おこなっても良い。
【００５２】
次に、一体化された未焼成セラミック積層体を、所定のプロファイルで焼成する。未焼成セラミック積層体は、焼成されることにより、図１から図３に示すような、内部に、内部電極４、５、水平ダミー電極７、８、垂直ダミー電極９、１０を備えたセラミック素子１となる。
【００５３】
次に、セラミック素子１の両端面に、外部電極用の導電ペーストを塗布し、焼付けて外部電極２、３を形成することにより、本実施形態にかかる積層セラミックコンデンサは完成する。
【００５４】
（実験例）
本発明の技術的範囲に含まれる実施例として、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａ、水平ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃを変化させて、複数種類の積層セラミックコンデンサを作成した。また、比較例として、水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない積層セラミックコンデンサを作成した。
【００５５】
以下、図１から図３を適宜参照しながら説明する。
【００５６】
実施例において、セラミック素子１の幅Ｗ、高さＴ、長さＬは、Ｗ＝1.00mm、Ｔ＝1.00mm、Ｌ＝2.00mmとした。また、比較例のセラミック素子の大きさも同様とした。
【００５７】
また、実施例において、内部電極４、５の長さｘは、ｘ＝1.70ｍｍ＝0.85Ｌとした。この結果、内部電極４の先端とセラミック素子１の一方の端面との間、および内部電極５の先端とセラミック素子１の他方の端面との間の間隔Ｇ1は、Ｇ1＝0.15Ｌとなった。
【００５８】
また、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔは、ｗ＝ｔ＝0.60mmとした。比較例の容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔも同様とした。
【００５９】
また、実施例において、外部電極５、６の先端５ａ、６ａがセラミック素子１の側面への回り込み長さｓは、ｓ＝0.30mm＝0.15Ｌとした。比較例の回り込み長さｓも同様にした。
【００６０】
さらに、実施例において、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａは、セラミック素子１の長さＬとの比において、ａ=0.15Ｌ（外部電極５、６のセラミック素子１の側面への回り込み長さｓと同じ場合）、ａ=0.20Ｌ、ａ=0.25Ｌ、ａ=0.30Ｌ、ａ=0.35Ｌ、ａ=0.40Ｌ、ａ=0.45Ｌの7種類とした。また、水平ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃは、ｂ＝ｃとし、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔとの比において、ｂ=0.20ｗ（ｃ=0.20ｔ）、ｂ=0.30ｗ（ｃ=0.30ｔ）、ｂ=0.40ｗ（ｃ=0.40ｔ）、ｂ=0.50ｗ（ｃ=0.50ｔ）、ｂ=0.60ｗ（ｃ=0.60ｔ）、ｂ=0.70ｗ（ｃ=0.70ｔ）、ｂ=0.80ｗ（ｃ=0.80ｔ）、ｂ=0.90ｗ（ｃ=0.90ｔ）、ｂ=1.00ｗ（ｃ=1.00ｔ）の9種類とした。なお、比較例は水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さないため、ａ=0.00Ｌ、ｂ＝0.00ｗ（ｃ＝0.00ｔ）となる。
【００６１】
実施例として、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０の長さａと、水平ダミー電極７、８の幅ｂと、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃ（ただしｂ＝ｃ）とを変更した６３種類の積層セラミックコンデンサを各２００個ずつ作成した。また、比較例として、水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない積層セラミックコンデンサを２００個作成した。
【００６２】
各実施例および比較例の積層セラミックコンデンサ、それぞれ１００個を、Agを主成分とする導電性接着剤を用いてガラスエポキシ基板に形成されたAu電極パターンに実装し、１４０℃のオーブンで３０分間加熱して導電性接着剤を硬化させた。なお、実施例および比較例のいずれにおいても、内部電極４、５が実装する基板に対して水平に実装された個数と、垂直に実装された個数は、ほぼ５０％：５０％であると推定される。
【００６３】
その後、７０℃／９５Ｒ.Ｈ／１ＷＶの条件で１０００時間放置し、信頼性を評価した。信頼性の評価は、実装された積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、１０8Ω以上の場合を良品、１０8Ωに満たない場合を不良品として、その良品率をみた。
【００６４】
表１に、信頼性試験（１０００時間）の結果を示す。
【００６５】
【表１】
【００６６】
水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない比較例の積層セラミックコンデンサの良品率は８１％であった。ここれに対し、水平ダミー電極７、８および垂直ダミー電極９、１０を有する実施例の良品率は全て１００％であった。
【００６７】
このことより、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインに、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０の先端が接しているか（ａ=0.15Ｌの場合）、あるいは当該ラインを平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており（ａ＝0.20Ｌ、0.25Ｌ、0.30Ｌ、0.35Ｌ、0.40Ｌ、0.45Ｌの場合）、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.20ｗ≦ｂ、0.20ｔ≦ｃの関係にあれば、平行ダミー電極および垂直ダミー電極を備えない比較例に比べて良品率が改善することがわかった。
【００６８】
次に、試験時間を１０００時間から２０００時間に延ばして信頼性試験をおこなった。
【００６９】
上述した１０００時間の信頼性試験と同様に、各実施例および比較例の積層セラミックコンデンサ、それぞれ１００個を、Agを主成分とする導電性接着剤を用いてガラスエポキシ基板に形成されたAu電極パターンに実装し、１４０℃のオーブンで３０分間加熱して導電性接着剤を硬化させた。
【００７０】
その後、７０℃／９５Ｒ.Ｈ／１ＷＶの条件で２０００時間放置し、信頼性を評価した。（１０００時間の信頼性試験と同様に、１０8Ω以上の場合を良品、１０8Ωに満たない場合を不良品とした。）
表２に、信頼性試験（２０００時間）の結果を示す。
【００７１】
【表２】
【００７２】
水平ダミー電極および垂直ダミー電極を有さない比較例の積層セラミックコンデンサの良品率は８１％であった。
【００７３】
外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインに、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０の先端が接している場合、すなわちａ=0.15Ｌの場合は、良品率は８５〜９９％であった。
【００７４】
また、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、容量形成部Ｍの幅ｗ、高さｔとの比較において、0.20ｗ＝ｂ、0.20ｔ＝ｃの場合は、良品率は８５〜９９％であった。
【００７５】
これに対し、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインを、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており（ａ＝0.20Ｌ、0.25Ｌ、0.30Ｌ、0.35Ｌ、0.40Ｌ、0.45Ｌの場合）、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.30ｗ≦ｂ、0.30ｔ≦ｃの場合は、良品率は全て１００％であった。
【００７６】
このことより、外部電極２、３のセラミック素子１の側面に回り込んだ先端２ａ、３ａと、その外部電極２、３と極性が異なる直近の内部電極４、５の最も近い部分とを結ぶラインを、平行ダミー電極７、８または垂直ダミー電極９、１０が遮っており、かつ、平行ダミー電極７、８の幅ｂ、垂直ダミー電極９、１０の幅ｃが、0.30ｗ≦ｂ、0.30ｔ≦ｃの関係にあれば、長時間の信頼性試験においても不良品が発生することがなく、より好ましいことがわかった。
【００７７】
〔第２の実施形態〕
図８は、本発明の第２の実施形態にかかる積層セラミックコンデンサを示す断面図である。
【００７８】
この積層セラミックコンデンサにおいては、内部電極４と外部電極３との間隔、および内部電極５と外部電極２との間隔であるＧ1と、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間隔であるＧ2とを、Ｇ2＝２Ｇ1の関係にしたことを特徴としている。その他の構成については、基本的には、第１の実施形態と同様にした。
【００７９】
この積層セラミックコンデンサにおいては、水平ダミー電極用のグリーンシートと、一方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートと、他方の外部電極に接続される内部電極用のグリーンシートとを、同一のマザーグリーンシート、あるいは同一種類のマザーグリーンシートをカットして、取り出すことができる。
【００８０】
すなわち、図９に示すように、マザーグリーンシート２００に、Ｇ2の間隔を間欠的にあけて導電ペースト３００を塗布しておき、内部電極用のグリーンシート２１ｃとグリーンシート２１ｄとを、それぞれＧ1の導電ペースト非塗布部分を設けて交互に取り出してゆき、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ｂが必要な場合には、中央にＧ2の間隔を有するグリーンシート２１ｂを取り出すことができる。
【００８１】
図１０に、未焼成セラミック積層体を形成する際の、各グリーンシートの積層位置を示す。なお、最下層および最上層に積層されるべき、保護層用のグリーンシート２１ａは図示を省略している。また、内部電極用のグリーンシート２１ｃおよび２１ｄは、各３枚を積層する場合を示している、実際の製品においては、必要に応じて増減される。（通常、内部電極は、数十枚から数百枚積層されることが多い。）
以上のように、内部電極４と外部電極３との間隔、および内部電極５と外部電極２との間隔であるＧ1と、水平ダミー電極７と水平ダミー電極８との間隔であるＧ2とを、Ｇ2＝２Ｇ1の関係に積層セラミックコンデンサを設計しておけば、水平ダミー電極用のグリーンシート２１ａと、内部電極用のグリーンシート２１ｂ、２１ｃとを、同一のマザーグリーンシートから取り切り出すことができる。マザーグリーンシートを兼用できることは、積層セラミックコンデンサの生産性向上に大きく貢献する。
【符号の説明】
【００８２】
１：セラミック素子
２、３：外部電極
４、５：内部電極
６：セラミック層
７、８：水平ダミー電極
９、１０：垂直ダミー電極
Ｍ：容量形成部
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ：セラミックグリーンシート
２００：マザーグリーンシート
３００：導電ペースト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の端面と当該端面を結ぶ側面とを有する略直方体状のセラミック素子の両端面および各端面から延びる側面の一部を覆うようにそれぞれ外部電極が形成されるとともに、前記セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された複数の内部電極と、他方の外部電極に接続された複数の内部電極とが、交互に、セラミック層を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極と、その重なった内部電極間に存在するセラミック層とで容量形成部が構成されてなる積層セラミックコンデンサにおいて、
前記セラミック素子の内部に、前記容量形成部の周囲を囲むように配置されるダミー電極として、前記一方および他方の外部電極のぞれぞれに接続され、その面内方向が前記内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極と、その面内方向が前記内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極とが形成されており、
前記セラミック素子の側面上に形成された前記外部電極の先端と、当該外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインにその先端が接するか、あるいは当該ラインを遮るように、前記平行ダミー電極または前記垂直ダミー電極が配置され、
前記容量形成部を前記セラミック素子のいずれか一方の端面側から見た前記内部電極の幅で規定される前記容量形成部の幅ｗ、前記内部電極のうちの積層方向の最も下に位置する内部電極と、前記内部電極のうちの積層方向の最も上に位置する内部電極との距離で規定される前記容量形成部の高さｔ、前記平行ダミー電極の幅ｂ、および前記垂直ダミー電極の幅ｃが、
0.20ｗ≦ｂ
0.20ｔ≦ｃ
の関係にあり、かつ、前記平行ダミー電極が前記容量形成部の幅ｗの中点を覆うとともに、前記垂直ダミー電極が前記容量形成部の高さｔの中点を覆うことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記セラミック素子の側面上に形成された前記外部電極の先端と、当該外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインを、前記平行ダミー電極または前記垂直ダミー電極が遮っており、
前記容量形成部の幅ｗ、前記容量形成部の高さｔ、前記平行ダミー電極の幅ｂ、および前記垂直ダミー電極の幅ｃが、
0.30ｗ≦ｂ
0.30ｔ≦ｃ
の関係にあること、を特徴とする請求項１に記載された積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記一方の外部電極に接続された前記内部電極と他方の前記端面との間隔、および前記他方の外部電極に接続された前記内部電極と一方の前記端面との間隔をＧ1とし、互いに対向するように形成された前記一対の水平ダミー電極の先端の間隔をＧ2とした場合に、
Ｇ2＝２Ｇ1の関係にあることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記セラミック素子が、表面に前記内部電極を形成するための導電ペーストが塗布された内部電極用グリーンシートと、表面に前記水平ダミー電極を形成するための導電ペーストが塗布された水平ダミー電極用グリーンシートと、表面に導電ペーストが塗布されていない保護層用グリーンシートとが、所望の順番に所望の枚数積層されて積層体が形成され、当該積層体が焼成されることにより形成されるものであり、
前記内部電極用グリーンシートと前記水平ダミー電極用グリーンシートとが、同一のマザーグリーンシートあるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出されたものであることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１】
一対の端面と当該端面を結ぶ側面とを有する略直方体状のセラミック素子の両端面および各端面から延びる側面の一部を覆うようにそれぞれ外部電極が形成されるとともに、前記セラミック素子の内部に、一方の外部電極に接続された複数の内部電極と、他方の外部電極に接続された複数の内部電極とが、交互に、セラミック層を介して一定面積の重なりをもって積層され、その重なった内部電極と、その重なった内部電極間に存在するセラミック層とで容量形成部が構成されてなる積層セラミックコンデンサにおいて、
前記セラミック素子の内部に、前記容量形成部の周囲を囲むように配置されるダミー電極として、前記一方および他方の外部電極のぞれぞれに接続され、その面内方向が前記内部電極の面内方向と平行な位置関係にある一対の平行ダミー電極と、その面内方向が前記内部電極の面内方向と垂直な位置関係にある一対の垂直ダミー電極とが形成されており、
前記セラミック素子の側面上に形成された前記外部電極の先端と、当該外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインにその先端が接するか、あるいは当該ラインを遮るように、前記平行ダミー電極または前記垂直ダミー電極が配置され、
前記容量形成部を前記セラミック素子のいずれか一方の端面側から見た前記内部電極の幅で規定される前記容量形成部の幅ｗ、前記内部電極のうちの積層方向の最も下に位置する内部電極と、前記内部電極のうちの積層方向の最も上に位置する内部電極との距離で規定される前記容量形成部の高さｔ、前記平行ダミー電極の幅ｂ、および前記垂直ダミー電極の幅ｃが、
0.20ｗ≦ｂ
0.20ｔ≦ｃ
の関係にあり、かつ、前記平行ダミー電極が前記容量形成部の幅ｗの中点を覆うとともに、前記垂直ダミー電極が前記容量形成部の高さｔの中点を覆うことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記セラミック素子の側面上に形成された前記外部電極の先端と、当該外部電極と極性が異なる直近の内部電極の最も近い部分とを結ぶラインを、前記平行ダミー電極または前記垂直ダミー電極が遮っており、
前記容量形成部の幅ｗ、前記容量形成部の高さｔ、前記平行ダミー電極の幅ｂ、および前記垂直ダミー電極の幅ｃが、
0.30ｗ≦ｂ
0.30ｔ≦ｃ
の関係にあること、を特徴とする請求項１に記載された積層セラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記一方の外部電極に接続された前記内部電極と他方の前記端面との間隔、および前記他方の外部電極に接続された前記内部電極と一方の前記端面との間隔をＧ1とし、互いに対向するように形成された前記一対の水平ダミー電極の先端の間隔をＧ2とした場合に、
Ｇ2＝２Ｇ1の関係にあることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載された積層セラミックコンデンサ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の積層セラミックコンデンサの製造方法であって、
前記セラミック素子が、表面に前記内部電極を形成するための導電ペーストが塗布された内部電極用グリーンシートと、表面に前記水平ダミー電極を形成するための導電ペーストが塗布された水平ダミー電極用グリーンシートと、表面に導電ペーストが塗布されていない保護層用グリーンシートとが、所望の順番に所望の枚数積層されて積層体が形成され、当該積層体が焼成されることにより形成されるものであり、
前記内部電極用グリーンシートと前記水平ダミー電極用グリーンシートとが、同一のマザーグリーンシートあるいは同一種類のマザーグリーンシートから取り出されたものであることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１５１２２４（Ｐ２０１１−１５１２２４Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１６７９（Ｐ２０１０−１１６７９）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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