JPH0897071A - 積層型磁器コンデンサ - Google Patents

積層型磁器コンデンサ

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JPH0897071A
JPH0897071A JP6235452A JP23545294A JPH0897071A JP H0897071 A JPH0897071 A JP H0897071A JP 6235452 A JP6235452 A JP 6235452A JP 23545294 A JP23545294 A JP 23545294A JP H0897071 A JPH0897071 A JP H0897071A
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JP
Japan
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capacitor
electrode
internal
internal electrode
conductive film
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JP6235452A
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Yoshio Yokoe
宣雄 横江
Takashi Atsuji
孝 厚地
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Kyocera Corp
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Kyocera Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 誘電体磁器層12と内部電極13とを交互に積層
して焼結されたコンデンサ本体と、そのコンデンサ本体
の対向する主面上に形成され、内部電極13に接続される
一対の端子電極とからなる積層型磁器コンデンサにおい
て、内部電極13が、幅が0.19〜0.45mmの接続線14でも
って端子電極に接続されている。 【効果】 コンデンサ本体の端面において、接続線の電
極膜に途切れや孔が生じることがなくなるので、耐熱衝
撃性が向上した大容量の積層型磁器コンデンサが得られ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は積層型磁器コンデンサに
関し、特に耐熱衝撃性に優れた積層型磁器コンデンサに
関するものである。
【0002】
【従来の技術】積層型磁器(セラミック)コンデンサ
は、通常、誘電体磁器層と内部電極とが交互に積層さ
れ、その積層体の内部電極が引き出された対向する主面
すなわち端面に一対の端子電極が形成された構造を有し
ている。
【0003】そのような従来の積層型磁器コンデンサに
おける誘電体磁器層と内部電極との積層構造を図2に示
す。図2(a)および(b)は内部電極の平面図であ
り、(c)は誘電体磁器層と内部電極との積層体の断面
図であり、(d)はその積層体の端面を示す側面図であ
る。
【0004】図2(a)および(b)に示すように、焼
成後に誘電体磁器層となる誘電体セラミックグリーンシ
ート1の上には、同じく焼成後にそれぞれ一方の端部に
引き出される内部電極となる導電膜パターン2aおよび
他方の端部に引き出される内部電極となる導電膜パター
ン2bが印刷されている。そしてこれらを交互に積層
し、熱プレスで圧着した後、焼結することにより、同図
(c)に断面図で示すように、誘電体磁器層3を介して
内部電極4a、4bが交互に積層されたコンデンサ本体
5が形成される。このコンデンサ本体5の両端面には、
同図(d)に示すように内部電極4aもしくは4bの端
部が引き出されており、この上に端子電極(図示せず)
を形成することによって、積層型磁器コンデンサが製造
される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
して製造される積層型磁器コンデンサでは、そのコンデ
ンサ本体5の端面に引き出された内部電極4aおよび4
bの電極膜が、一様な連続した膜にならず、ところどこ
ろが途切れた膜になることが多い。
【0006】図3はそのような内部電極4aまたは4b
の端面の様子を示すコンデンサ本体5の側面図である。
同図によれば、コンデンサ本体5の対向する主面である
端面において、内部電極4aまたは4bは誘電体磁器層
3を介して平行に形成されているが、それらの電極膜6
の間には、ところどころに途切れた部分としての孔7が
存在しているのが一般的である。
【0007】コンデンサ本体5の端面で内部電極4a、
4bがこのような構造になっていると、特に大型で積層
数が多いすなわち大容量の積層型磁器コンデンサでは、
端面での孔7の総面積が大きくなってしまう。すると、
この上にAg焼成膜などにより端子電極を形成してさら
にメッキ処理を施す場合、そのメッキ工程においてメッ
キ浴の液体がAg焼成膜を通過して、端面の孔7からコ
ンデンサ本体5の内部に浸入してしまい、その結果、コ
ンデンサの耐熱衝撃性を低下させてしまうという問題点
があった。
【0008】上記のような孔7が発生する原因について
本発明者らが鋭意研究した結果、それらは内部電極とな
る導電膜パターン2aおよび2bの断面形状に起因する
ことが判明した。このことを図4に基づいて説明する。
【0009】図4(a)および(b)は、セラミックグ
リーンシート上にスクリーン印刷によって形成した導電
膜パターン2aの、図2(a)にA−A切断線で示した
断面図を示す。なお、以下の説明は、導電膜パターン2
bについても同様である。
【0010】スクリーン印刷による導電膜パターン2a
の断面形状は、印刷の特性から、そのパターンの幅Wに
応じて2種類に大別できる。図4(a)は、導電膜パタ
ーン2aの幅Wが大きい場合であり、この場合は導電膜
パターン2aの中央部の厚みH1 が両端部の厚みH2
りも薄くなる。また、図4(b)は、導電膜パターン2
aの幅Wが小さい場合であり、この場合は導電膜パター
ン2aの中央部の厚みH3 が最も厚くなる。本発明者ら
の研究結果によれば、積層型磁器コンデンサの内部電極
においては、図4(a)は0.45mm<Wの場合に相当
し、図4(b)は0.19mm≦W≦0.45mmの場合に相当
することが判明した。
【0011】図4(a)に示した形状の導電膜パターン
2aを用いてコンデンサ本体5を形成すると、焼成時の
収縮によって、厚みが薄い内部電極4aの中央部におい
て電極膜6の材料が不足して途切れた状態となるため
に、孔7を生じてしまうことになる。一方、図4(b)
に示した形状であれば、焼成時にも内部電極4aの中央
部は途切れることはなく、孔7を生じることはなくなっ
て、連続した電極膜6を形成することができる。
【0012】しかし、内部電極4a、4bの幅を0.19m
m≦W≦0.45mmとすると、コンデンサの大容量化に対
応できないという問題点があった。
【0013】これに対して、特開平5-326317号には、図
5に分解斜視図で示すような構成のセラミックコンデン
サ(積層型磁器コンデンサ)8が開示されている。この
セラミックコンデンサ8においては、誘電体磁器層9に
第1の内部電極10aと第2の内部電極10bとが交互に形
成されていて、各内部電極10a、10bには、その有効電
極部分より幅が狭い引出部11a、11b(同公報中の実施
例では有効電極部分の幅 1.0mmに対して幅 0.5mm)
が対向する端面に向かって形成されている。そして、こ
れらを積層してコンデンサ本体が形成されており、引出
部11a、11bはそれぞれの端部で端子電極(図示せず)
に接続されている。このような構成とすることにより、
電気的特性等を変えずに内部電極材料の使用を減らすこ
とが可能になってコストを抑えることができるものであ
る。
【0014】しかしながら、このセラミックコンデンサ
8は、上記構成によって内部電極材料の使用量を減らす
ことのみを目的としたものであって、コンデンサ本体の
端面において上記引出部11a、11bの電極膜が途切れて
孔を生じること、そしてそのためにコンデンサの耐熱衝
撃性が低下することについては全く考慮されていなかっ
た。従って、通常の積層型磁器コンデンサと同様に、耐
熱衝撃性が低下してしまうという問題点があった。
【0015】本発明は、上記事情に鑑みて本発明者等が
さらに研究を進めた結果完成されたもので、その目的
は、コンデンサ本体の端面において内部電極に電極膜の
途切れによる孔を生じさせず、それにより耐熱衝撃性を
向上させた積層型磁器コンデンサを提供することにあ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の積層型磁器コン
デンサは、誘電体磁器層と内部電極とを交互に積層して
焼結されたコンデンサ本体と、そのコンデンサ本体の対
向する主面上に形成され、前記内部電極に接続される一
対の端子電極とからなる積層型磁器コンデンサにおい
て、前記内部電極が、幅0.19〜0.45mmの接続線で上記
端子電極に接続されていることを特徴とするものであ
る。
【0017】
【作用】本発明の積層型磁器コンデンサは、内部電極と
端子電極との接続を、幅が0.19〜0.45mmの、内部電極
よりも幅の狭い接続線でもって行なうようにしたので、
コンデンサの電気的特性を決める内部電極の有効面積は
何ら変える必要がない。従って、電気的特性を悪化させ
ることはなく、大容量のコンデンサとすることができ
る。
【0018】そして、本発明者らの研究結果に基づいて
接続線の幅を0.19〜0.45mmに設定したので、その接続
線を導電膜パターンの印刷によって形成する場合、膜の
中央部の厚みが最も厚くなるため、焼成後に電極膜が途
切れてその端面に孔を生じることがなくなる。従って、
端子電極形成後のメッキ処理においてメッキ浴の液体が
端子電極膜を通過して、端面の孔からコンデンサ本体の
内部に浸入してコンデンサの耐熱衝撃性を低下させてし
まうという問題点がなくなり、耐熱衝撃性を向上させた
積層型磁器コンデンサを提供することができる。
【0019】また、本発明の積層型磁器コンデンサは、
グリーンシートに印刷する内部電極のパターンを、その
一部を延設して接続線を形成するように変更するだけで
作製することができるので、製造上および経済的にも優
れたものである。
【0020】さらに、内部電極の有効電極部分には何ら
制約を与えることがないので、種々の静電容量や電気的
特性にも適切な設計により容易に対応でき、多様な特性
の積層型磁器コンデンサを提供することができる。
【0021】なお、通常、積層型磁器コンデンサの製造
において内部電極となる導電膜パターンは、1つの印刷
パターンが、隣合う2つのコンデンサの内部電極パター
ンに対応するようにひと続きのパターンとして印刷さ
れ、積層・圧着後に、そのパターンの中央部にコンデン
サ本体の端面がくるように切断される。従って、従来の
0.45mm<Wの一様な幅の導電膜パターンでは、その切
断部が最も薄い部分となり、これによっても内部電極の
端面に焼成後の孔を生じやすくなる。これに対して、本
発明の内部電極によれば、隣合う2つのコンデンサの内
部電極パターンがひと続きに印刷される場合、幅の狭い
接続線の中央部で切断されることになるため、コンデン
サ本体の端面における内部電極が厚くなるので、端面に
おける焼成後の孔を生じることはない。
【0022】
【実施例】以下、本発明の積層型磁器コンデンサを実施
例に基づいて詳述する。図1(a)〜(c)は本発明の
積層型磁器コンデンサにおける内部電極パターンの例を
示す平面図である。
【0023】図1(a)は、誘電体磁器層12上に形成さ
れた内部電極13の端部に、0.19〜0.45mm幅の接続線14
を1つ形成した例を示している。このように誘電体磁器
層12上に接続線14を設けた内部電極13を形成するには、
前述のように、焼成後に誘電体磁器層12となるセラミッ
クグリーンシートの上に、同じく焼成後に内部電極13お
よび接続線14となる同形状の導電膜パターンを印刷し、
焼成することによって得られる。このような導電膜パタ
ーンが印刷されたグリーンシートを、接続線14が対向す
る主面である端面に交互に配置されるように積層し、熱
プレスで圧着した後、焼結することにより、両端面に外
部電極と接続する接続線14が引き出されたコンデンサ本
体が得られる。
【0024】なお、この導電膜パターンの印刷において
は、前述のように、2つの隣合うコンデンサに対応した
導電膜パターンを、接続線14を間にして内部電極13が配
置されたパターンとして、積層・圧着後に接続線14の中
央部で切断するようにしてもよい。
【0025】また、図1(b)は誘電体磁器層12上に形
成された内部電極13の端部に接続線14を2つ形成した例
を示しており、同図(c)は接続線14を3つ形成した例
を示している。
【0026】このように、接続線14は必要とする電気的
特性、例えば等価直列抵抗などに応じて複数形成しても
よく、それらの配置も、内部電極13の辺に対して対称で
あっても非対称であってもよい。また、それぞれの接続
線14の幅を、0.19〜0.45mmの範囲で異なるように形成
してもよい。なお、接続線14を複数形成する場合、それ
らの間は0.15mm以上の間隔をとることが、印刷に用い
るスクリーン印刷製版の耐久性の点から好ましい。
【0027】なお、内部電極13の有効電極部分の面積
は、所望のコンデンサ特性に応じて適宜設定すればよ
い。望ましくは、幅の狭い接続線14が、印刷ずれによっ
て上下の層の幅の広い内部電極13に対向して、層間の有
効面積のバラツキを生じることがないように設定する。
【0028】接続線14の幅は、前述したように、本発明
者らの研究結果に基づけば、0.19〜0.45mmの範囲に設
定する。この幅が0.19mm未満の場合は、印刷時の導電
膜の膜厚が均一性をなくし、一様な電極膜が得られなく
なる傾向がある。他方、0.45mmを越える場合は、印刷
時の導電膜の膜厚が中央部で薄くなり、焼成後の端面の
電極膜が途切れた状態になって孔が生じるようになる傾
向がある。また、接続線14の長さは、切断の位置精度お
よび印刷の繰り返し位置精度、ならびにコンデンサ本体
端部のマージンの設定に応じて決めるとよいが、通常は
0.5〜0.9 mmの範囲とすることが好ましい。
【0029】さらに、接続線14における印刷時の導電膜
パターンの厚みは、端面での膜の途切れを完全になくす
ために、その中央部において 2.2〜3.0 μmの範囲とす
ることが好ましい。
【0030】内部電極13および接続線14を形成する電極
材料としては、例えばAg、Pd、Pt、Ni、Cu、
Pbおよびそれらの合金が挙げられる。中でも、Agと
Pdとの合金を用いると、大気中で焼成できる安価な材
料であるという点で好ましい。
【0031】内部電極13および接続線14の形成に当たっ
ては、このような電極材料の粉末をバインダーと混合粉
砕してペースト状にした導電性ペーストを用いる。この
導電性ペーストをスクリーン印刷法などによってセラミ
ックグリーンシート上に導電膜パターンとして印刷し
て、積層・圧着・切断・焼成することにより、所望の内
部電極13および接続線14を形成する。
【0032】本発明の積層型磁器コンデンサを構成する
誘電体磁器層12には、種々の誘電体材料を用いることが
でき、例えばBaTiO3 、LaTiO3 、CaTiO
3 、NdTiO3 、MgTiO3 、SrTiO3 、Ca
ZrO3 、SrSnO3 、BaTiO3 にNb2 5
Ta2 5 、ZnO、CoO等を添加した組成物、Ba
TiO3 の構成原子であるBaをCaで、TiをZrや
Snで部分的に置換した固溶体等のチタン酸バリウム系
材料や、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 、Pb(Fe,
Nd,Nb)O3 系ペロブスカイト型構造化合物、Pb
(Mg1/3 Nb2/3 )O3 −PbTiO3 等の2成分系
組成物、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3−PbTiO3
−Pb(Mg1/2 1/2 )O3 、Pb(Mg1/3 Nb
2/3 )O3−Pb(Zn1/3 Nb2/3 )O3 −PbTi
3 、Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 −Pb(Zn1/3
Nb2/3 )O3 −Pb(Sm1/2 Nb1/2 )O3 等の3
成分系組成物、あるいはそれらにMnO、MnO2 、C
uO、BaTiO3 等を添加したもの等の鉛系リラクサ
ー材料などが挙げられる。中でも、少なくともPbO、
Nb2 5 、MgOおよびZnOからなる組成物を用い
ると、低温焼成が可能で比誘電率が高いといった点で好
ましい。そして、これらの誘電体粉末をバインダーと十
分に混合したスリップから、セラミックグリーンシート
に成形したものを使用する。
【0033】以下に、本発明の積層型磁器コンデンサの
具体例を示す。Pb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 が61.5モ
ル%、Pb(Zn1/3 Nb2/3 )O3が37.5モル%、お
よびPb(Sm1/2 Nb1/2 )O3 が 1.0モル%の組成
比からなる主成分に、MgOを0.15重量%、およびCu
Oを 0.2重量%添加して混合した粉末を、870 ℃で仮焼
して微粉砕した後、ドクターブレード法によって厚さ17
μmのセラミックグリーンシートを作製した。次いで、
このグリーンシート上に、図2(a)に示した従来の形
状の内部電極としての導電膜パターン2a、ならびに図
1(a)ならびに(c)に示した形状の内部電極13およ
び接続線14となる導電膜パターンを、Ag70%−Pd30
%の導電性ペーストを用いて、スクリーン印刷法でそれ
ぞれ印刷した。
【0034】なお、印刷に当たっては、前述したよう
に、本発明のパターンであれば隣合う2つのパターンを
接続線14を間にしてひと続きのパターンとして印刷し、
積層・圧着後にその接続線14の中央部で切断するように
した。
【0035】ここで、従来の形状および図1(a)、
(c)に示した形状の内部電極の幅は2.61mmとし、図
1(a)に示した接続線14の幅は0.45mmと0.19mmの
2種類に、図1(c)に示した接続線14の幅は各々0.31
mmになるように設定した。なお、いずれも、単位面積
当りの印刷重量が、有効数字2桁が同じになるようにし
た。
【0036】これらをそれぞれ 124層積層して熱プレス
で圧着した後、個々の素子に切断し、脱脂後に1000℃で
焼成して、それぞれのコンデンサ本体を得た。そして、
各コンデンサ本体に面取り加工を施して、内部電極4a
もしくは接続線14が引き出された端面に、Agペースト
を塗布・焼成して端子電極を形成し、さらに、Niおよ
びSn/Pbハンダの電気メッキ処理を施して、それぞ
れの形状の内部電極を有する積層型磁器コンデンサ試料
として、従来の形状の試料A、および図1(a)の形状
で接続線の幅が0.45mmの試料B、同じく接続線の幅が
0.19mmの試料C、図1(c)の形状の試料Dを作製し
た。
【0037】また、それぞれのコンデンサ試料について
耐熱衝撃性を評価するための試料として、コンデンサ本
体に端子電極を形成せずにNiおよびSn/Pbハンダ
の電気メッキ処理を施したものも作製した。
【0038】各試料についての電気的特性の測定は、以
下のように行なった。まず、基準温度25℃で周波数1k
Hz、測定電圧1.0 Vrms の信号を入力し、デジタルL
CRメータ(YHP製4274A)を用いて静電容量および
誘電損失tanδを測定した。また、絶縁抵抗計を用い
て直流電圧50Vを1分間印加した時の絶縁抵抗値を測定
した。さらに、大気中で試料の端子電極間に直流電圧を
印加し、電流をモニターしながら電圧を徐々に高めてい
き、電極間がショート状態となった時の電圧を測定し
て、破壊電圧を求めた。
【0039】そして、耐熱衝撃性は、端子電極を形成し
た試料ならびに形成しなかった試料をそれぞれ 305℃の
溶融Sn/Pbハンダ中に浸漬して、それによるクラッ
クの発生頻度を調べて評価した。
【0040】以上の測定結果を表1にまとめた。なお、
表1には、端面における内部電極もしくは接続線の、印
刷時の導電膜の中央部の厚みを測定した結果も併記し
た。
【0041】
【表1】
【0042】表1の結果より、従来の形状の内部電極を
用いた試料Aでは、耐熱衝撃性試験において、端子電極
ありと端子電極なしの両方で、特に、端子電極なしで多
数のクラックの発生が認められ、耐熱衝撃性が良くない
ことが分かる。これは、印刷時の導電膜中央部の厚みが
1.8μmで両端よりも薄く、そのために電極膜が途切れ
た状態となって孔が生じたためであると分かった。
【0043】これに対して、本発明の積層型磁器コンデ
ンサである試料B、CおよびDでは、耐熱衝撃性試験に
おけるクラックの発生がなく、耐熱衝撃性が向上したこ
とが分かる。これは、印刷時の接続線の導電膜中央部の
厚みが 2.7〜2.8 μmと厚く、しかも中央部で最も厚く
なっていたために、電極膜が途切れず、端面に孔が生じ
なかったためであることが分かった。また、いずれの試
料も静電容量・誘電損失・絶縁抵抗・破壊電圧は試料A
とほぼ同等であり、良好な電気的特性を有していた。
【0044】これにより、本発明の積層型磁器コンデン
サは、良好な電気的特性を有するとともに、優れた耐熱
衝撃性も有していることが確認できた。
【0045】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の積層型磁
器コンデンサによれば、内部電極と端子電極とを、幅が
0.19〜0.45mmの接続線で接続する構成としたので、端
面の電極膜に途切れや孔を生じることがなくなり、それ
により、耐熱衝撃性を向上させた積層型磁器コンデンサ
を提供することができた。
【0046】また、本発明の積層型磁器コンデンサによ
れば、内部電極の有効面積は何ら変える必要がないの
で、コンデンサの電気的特性を悪化させることはなく、
所望の特性を得るための設計の自由度も大きいため、大
容量のコンデンサにも容易に適用できる。従って、大容
量でかつ耐熱衝撃性に優れた積層型磁器コンデンサを提
供することができる。
【0047】さらに、本発明の積層型磁器コンデンサに
よれば、その作製に当たっては、内部電極のパターンの
一部を接続線を形成するように変更するだけでよく、従
来の積層セラミックコンデンサと比べて特別な工程を必
要としないため、耐熱衝撃性に優れた積層型磁器コンデ
ンサを低コストで製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の積層型磁器コンデ
ンサにおける内部電極パターンの例を示す平面図であ
る。
【図2】(a)および(b)は、それぞれ従来の積層型
磁器コンデンサにおける内部電極の例を示す平面図であ
り、(c)はコンデンサ本体の断面図であり、(d)は
コンデンサ本体の端面を示す側面図である。
【図3】従来の積層型磁器コンデンサにおける内部電極
の端面の様子を示すコンデンサ本体の側面図である。
【図4】(a)および(b)は、セラミックグリーンシ
ート上にスクリーン印刷によって形成した導電膜パター
ンのA−A線断面図である。
【図5】従来の他の積層型磁器コンデンサの構成例を示
す分解斜視図である。
【符号の説明】
1・・・・・・・・・・・・・・・セラミックグリーン
シート 2a、2b・・・・・・・・・・・導電膜パターン 3、9、12・・・・・・・・・・・誘電体磁器層 4a、4b、10a、10b、13・・・内部電極 5・・・・・・・・・・・・・・・コンデンサ本体 6・・・・・・・・・・・・・・・電極膜 7・・・・・・・・・・・・・・・孔 14・・・・・・・・・・・・・・・接続線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体磁器層と内部電極とを交互に積層
    して焼結されたコンデンサ本体と、該コンデンサ本体の
    対向する主面上に形成され、前記内部電極に接続される
    一対の端子電極とからなる積層型磁器コンデンサにおい
    て、前記内部電極が幅0.19〜0.45mmの接続線
    で上記端子電極に接続されていることを特徴とする積層
    型磁器コンデンサ。
JP6235452A 1994-09-29 1994-09-29 積層型磁器コンデンサ Pending JPH0897071A (ja)

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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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