特許 5694409 積層セラミックキャパシタ及び積層セラミックキャパシタの実装基板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5694409

(24)【登録日】2015年2月13日

(45)【発行日】2015年4月1日

(54)【発明の名称】積層セラミックキャパシタ及び積層セラミックキャパシタの実装基板

(51)【国際特許分類】

   H01G 4/12 20060101AFI20150312BHJP

   H01G 4/232 20060101ALI20150312BHJP

   H01G 4/30 20060101ALI20150312BHJP

【ＦＩ】

   H01G4/12 346

   H01G4/12 349

   H01G4/12 352

   H01G4/30 301A

   H01G4/30 301B

【請求項の数】8

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-49972(P2013-49972)

(22)【出願日】2013年3月13日

(65)【公開番号】特開2014-120754(P2014-120754A)

(43)【公開日】2014年6月30日

【審査請求日】2013年3月13日

(31)【優先権主張番号】10-2012-0145169

(32)【優先日】2012年12月13日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】594023722

【氏名又は名称】サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド．

(74)【代理人】

【識別番号】100088605

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 公延

(74)【代理人】

【識別番号】100166420

【弁理士】

【氏名又は名称】福川 晋矢

(72)【発明者】

【氏名】パク・サン・ス

(72)【発明者】

【氏名】パク・ミン・チョル

(72)【発明者】

【氏名】アン・ヨン・ギュ

(72)【発明者】

【氏名】イ・ビョン・ファ

【審査官】 柴垣 俊男

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０３１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１３４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−２１５９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４８５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｇ ４／１２

Ｈ０１Ｇ ４／２３２

Ｈ０１Ｇ ４／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、
前記誘電体層を介して前記セラミック本体の両端面から交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、
前記アクティブ層の上部に形成された上部カバー層と、
前記アクティブ層の下部に形成され、前記上部カバー層より厚い下部カバー層と、
前記セラミック本体の両端面を覆うように形成された第１及び第２外部電極とを含み、 前記セラミック本体の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さの平均をＩ、前記第１外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さと前記第２外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さとを全て加算した値の平均をＢＷと規定するとき、
ＢＷ／Ｉが、０．１０５≦ＢＷ／Ｉ≦１．０４９の範囲を満たし、
前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定するとき、
前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが、１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たし、
前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記アクティブ層の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂが、０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタ。

【請求項2】

前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記上部カバー層の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが、０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たす、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項3】

前記セラミック本体の厚さの１／２（Ａ）に対する前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａが、０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たす、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項4】

電圧印加時における前記アクティブ層の中心部の変形率と前記下部カバー層の変形率との差により、前記セラミック本体の両端面に形成される変曲点が前記セラミック本体の厚さの中心部以下に形成される、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。

【請求項5】

上部に第１及び第２電極パッドを有するプリント基板と、
前記プリント基板上に設けられた積層セラミックキャパシタとを含み、
前記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、前記誘電体層を介して前記セラミック本体の両端面から交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、前記アクティブ層の上部に形成された上部カバー層と、前記アクティブ層の下部に形成され、前記上部カバー層より厚い下部カバー層と、前記セラミック本体の両端面を覆うように形成され、前記第１及び第２電極パッドに半田により接続される第１及び第２外部電極とを含み、前記セラミック本体の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さの平均をＩ、前記第１外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さと前記第２外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さとを全て加算した値の平均をＢＷと規定するとき、ＢＷ／Ｉが、０．１０５≦ＢＷ／Ｉ≦１．０４９の範囲を満たし、
前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定するとき、
前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが、１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たし、
前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記アクティブ層の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂが、０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタの実装基板。

【請求項6】

前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記上部カバー層の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが、０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たす、請求項５に記載の積層セラミックキャパシタの実装基板。

【請求項7】

前記セラミック本体の厚さの１／２（Ａ）に対する前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａが、０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たす、請求項５に記載の積層セラミックキャパシタの実装基板。

【請求項8】

電圧印加時における前記アクティブ層の中心部の変形率と前記下部カバー層の変形率との差により、前記セラミック本体の両端面に形成される変曲点が前記半田の高さ以下に形成される、請求項５に記載の積層セラミックキャパシタの実装基板。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層セラミックキャパシタ及び積層セラミックキャパシタの実装基板に関する。

【背景技術】

【0002】

積層チップ電子部品の１つである積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ：Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）などの映像機器、コンピュータ、個人用の携帯情報端末（ＰＤＡ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、携帯電話などの様々な電子装置のプリント基板に取り付けられて充放電を行う役割を果たすチップ型コンデンサである。

【0003】

このような積層セラミックキャパシタは、小型ながらも高容量が保証されて実装が容易であるという利点により、様々な電子装置の部品として用いられている。

【0004】

前記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層間に異なる極性の内部電極が交互に積層された構造を有する。

【0005】

前記誘電体層が圧電性及び電歪性を有するため、前記積層セラミックキャパシタに直流又は交流電圧が印加される際に、前記内部電極間に圧電現象が生じて振動が発生することがある。

【0006】

その振動は前記積層セラミックキャパシタの外部電極を介して前記積層セラミックキャパシタが実装されたプリント基板に伝達され、前記プリント基板全体が音響反射面となって雑音となる振動音を発生する。

【0007】

前記振動音の周波数は人に不快感を与える２０〜２００００Ｈｚの可聴周波数であり得る。このように人に不快感を与える振動音をアコースティックノイズ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｎｏｉｓｅ）といい、このようなアコースティックノイズを低減するための研究が必要となっている。

【0008】

また、従来の積層セラミックキャパシタは、プリント基板への実装時の固着強度が高くないため、前記積層セラミックキャパシタが前記プリント基板から突然分離されてしまうことがあるという問題があった。

【0009】

下記特許文献１は、下部カバー層が上部カバー層より厚く形成された積層セラミックキャパシタを開示しているが、外部電極とセラミック本体の長さの比に関する内容は開示していない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開平６−２１５９７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

当該技術分野においては、圧電現象による振動により発生する騒音を低減すると共に、プリント基板への実装時の固着強度を高めることでプリント基板から突然分離されることを防止することができる、積層セラミックキャパシタの新しい工夫が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の一態様は、複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、前記誘電体層を介して前記セラミック本体の両端面から交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、前記アクティブ層の上部に形成された上部カバー層と、前記アクティブ層の下部に形成され、前記上部カバー層より厚い下部カバー層と、前記セラミック本体の両端面を覆うように形成された第１及び第２外部電極とを含み、前記セラミック本体の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さの平均をＩ、前記第１外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さと前記第２外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さとを全て加算した値の平均をＢＷと規定するとき、ＢＷ／Ｉが、０．１０５≦ＢＷ／Ｉ≦１．０４９の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタを提供する。

【0013】

本発明の一実施形態においては、前記セラミック本体の全体厚さの１／２をＡ、前記下部カバー層の厚さをＢ、前記アクティブ層の全体厚さの１／２をＣ、前記上部カバー層の厚さをＤと規定するとき、前記アクティブ層の中心部が前記セラミック本体の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが、１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たすようにしてもよい。

【0014】

本発明の一実施形態においては、前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記上部カバー層の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが、０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たすようにしてもよい。

【0015】

本発明の一実施形態においては、前記セラミック本体の厚さの１／２（Ａ）に対する前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａが、０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たすようにしてもよい。

【0016】

本発明の一実施形態においては、前記下部カバー層の厚さ（Ｂ）に対する前記アクティブ層の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂが、０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たすようにしてもよい。

【0017】

本発明の一実施形態においては、電圧印加時における前記アクティブ層の中心部の変形率と前記下部カバー層の変形率との差により、前記セラミック本体の両端面に形成される変曲点が前記セラミック本体の厚さの中心部以下に形成されるようにしてもよい。

【0018】

本発明の他の態様は、上部に第１及び第２電極パッドを有するプリント基板と、前記プリント基板上に設けられた積層セラミックキャパシタとを含み、前記積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、前記誘電体層を介して前記セラミック本体の両端面から交互に露出するように形成された複数の第１及び第２内部電極を含んで容量が形成されるアクティブ層と、前記アクティブ層の上部に形成された上部カバー層と、前記アクティブ層の下部に形成され、前記上部カバー層より厚い下部カバー層と、前記セラミック本体の両端面を覆うように形成され、前記第１及び第２電極パッドに半田により接続される第１及び第２外部電極とを含み、前記セラミック本体の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さの平均をＩ、前記第１外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さと前記第２外部電極の上部長さ、中間部長さ、及び下部長さとを全て加算した値の平均をＢＷと規定するとき、ＢＷ／Ｉが、０．１０５≦ＢＷ／Ｉ≦１．０４９の範囲を満たす、積層セラミックキャパシタの実装基板を提供する。

【0019】

本発明の一実施形態においては、電圧印加時における前記アクティブ層の中心部の変形率と前記下部カバー層の変形率との差により、前記セラミック本体の両端面に形成される変曲点が前記半田の高さ以下に形成されるようにしてもよい。

【発明の効果】

【0020】

本発明の一実施形態によれば、積層セラミックキャパシタに発生する振動を低減することでプリント基板から発生するアコースティックノイズを低減すると共に、プリント基板との固着強度を高めることで実装後に積層セラミックキャパシタがプリント基板から突然分離されることを防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタの一部を切開して概略的に示す斜視図である。

【図2】図１の積層セラミックキャパシタを長手方向に切断して示す断面図である。

【図3】積層セラミックキャパシタのセラミック本体の長さと外部電極の長さの関係を説明するために図１の積層セラミックキャパシタを長手方向に切断して概略的に示す断面図である。

【図4】積層セラミックキャパシタに含まれる構成要素の寸法関係を説明するために図１の積層セラミックキャパシタを長手方向に切断して概略的に示す断面図である。

【図5】図１の積層セラミックキャパシタがプリント基板に実装された様子を示す斜視図である。

【図6】図５の積層セラミックキャパシタ及びプリント基板を長手方向に切断して示す断面図である。

【図7】図４の積層セラミックキャパシタがプリント基板に実装された状態で電圧が印加されて積層セラミックキャパシタが変形した様子を概略的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を説明する。

【0023】

しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形することができ、本発明の範囲が後述する実施形態に限定されるものではない。

【0024】

また、本発明の実施形態は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。

【0025】

図面において、構成要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張することもある。

【0026】

なお、各実施形態の図面に示される同一の思想の範囲内における機能が同一の構成要素については、同一の符号を付して説明する。

【0027】

本発明の実施形態を明確に説明するために六面体の方向を定義すると、図面に示すＬ、Ｗ、及びＴは、それぞれ長手方向、幅方向、及び厚さ方向を示す。ここで、厚さ方向とは、誘電体層の積層方向と同じ概念で用いられる。

【0028】

また、本発明の実施形態を説明するにあたっては、説明の便宜上、セラミック本体の長手方向に第１及び第２外部電極が形成される面を左右両端面に設定し、これと直交する面を左右側面に設定して説明する。

【0029】

積層セラミックキャパシタ

【0030】

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタ１００は、セラミック本体１１０と、第１及び第２内部電極１２１、１２２を有するアクティブ層１１５と、上部及び下部カバー層１１２、１１３と、セラミック本体１１０の両端面を覆うように形成された第１及び第２外部電極１３１、１３２とを含む。

【0031】

セラミック本体１１０は、複数の誘電体層１１１を積層した後に焼成して形成したものであり、セラミック本体１１０の形状、寸法、及び誘電体層１１１の積層数が本実施形態のものに限定されるものではない。

【0032】

また、セラミック本体１１０を形成する複数の誘電体層１１１は、焼結した状態であり、隣接する誘電体層１１１同士の境界は走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いなければ確認できない程度に一体化されている。

【0033】

このようなセラミック本体１１０は、キャパシタの容量形成に寄与する部分としてのアクティブ層１１５と、上下マージン部としてアクティブ層１１５の上下部にそれぞれ形成された上部及び下部カバー層１１２、１１３とから構成されてもよい。

【0034】

アクティブ層１１５は、誘電体層１１１を介して複数の第１及び第２内部電極１２１、１２２を繰り返し積層して形成してもよい。

【0035】

ここで、誘電体層１１１の厚さは、積層セラミックキャパシタ１００の容量設計に応じて適宜変更することができ、１層の厚さが焼成後に０．０１〜１．００μｍとなるようにすることが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0036】

また、誘電体層１１１は、高誘電率を有するセラミック粉末、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系粉末又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系粉末を含んでもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0037】

上部及び下部カバー層１１２、１１３は、内部電極を含まないことを除いては、誘電体層１１１と同じ材質及び構成を有するようにしてもよい。

【0038】

上部及び下部カバー層１１２、１１３は、単一の誘電体層又は２つ以上の誘電体層をアクティブ層１１５の上下面にそれぞれ上下方向に積層して形成してもよく、基本的に物理的又は化学的ストレスによる第１及び第２内部電極１２１、１２２の損傷を防止する役割を果たす。

【0039】

また、下部カバー層１１３は、上部カバー層１１２よりも誘電体層の積層数を増加させることで上部カバー層１１２より厚く形成してもよい。

【0040】

第１及び第２内部電極１２１、１２２は、異なる極性を有する一対の電極であって、誘電体層１１１上に導電性金属を含む導電性ペーストを所定の厚さで印刷して誘電体層１１１の積層方向に沿って両端面から交互に露出するように形成し、中間に配置された誘電体層１１１により互いに電気的に絶縁されるようにしてもよい。

【0041】

つまり、第１及び第２内部電極１２１、１２２は、セラミック本体１１０の両端面から交互に露出する部分により、第１及び第２外部電極１３１、１３２とそれぞれ電気的に接続されるようにしてもよい。

【0042】

従って、第１及び第２外部電極１３１、１３２に電圧を印加すると、対向する第１及び第２内部電極１２１、１２２間に電荷が蓄積され、このとき、積層セラミックキャパシタ１００の静電容量は第１及び第２内部電極１２１、１２２の重なる領域の面積に比例する。

【0043】

このような第１及び第２内部電極１２１、１２２の厚さは、用途に応じて決定され、例えば、セラミック本体１１０の大きさを考慮して０．２〜１．０μｍの範囲内で決定されるが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0044】

また、第１及び第２内部電極１２１、１２２を形成する導電性ペーストに含まれる導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、又はこれらの合金であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0045】

また、前記導電性ペーストの印刷方法としては、スクリーン印刷法又はグラビア印刷法などを用いてもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0046】

第１及び第２外部電極１３１、１３２は、導電性金属を含む導電性ペーストにより形成されてもよく、前記導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、又はこれらの合金であってもよいが、本発明はこれに限定されるものではない。

【0047】

このような第１及び第２外部電極１３１、１３２は、プリント基板への実装時に所定レベル以上の固着強度を有するようにすることにより、積層セラミックキャパシタ１００がプリント基板から突然分離されることを防止する必要がある。

【0048】

図３を参照すると、セラミック本体の上部長さをＩ１、セラミック本体の中間部長さをＩ２、セラミック本体の下部長さをＩ３と規定し、これらの３つの部分の長さの平均値、すなわち（Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）／３をＩと規定する。これは、セラミック本体の上部、中間部、及び下部の長さが同一でなく、誤差範囲内で異なる値を有することがあるからである。

【0049】

また、第１外部電極の上部長さをＥ１、第１外部電極の中間部長さをＥ２、第１外部電極の下部長さをＥ３と規定し、第２外部電極の上部長さをＦ１、第２外部電極の中間部長さをＦ２、第２外部電極の下部長さをＦ３と規定し、これらの６つの部分の長さの平均値、すなわち（Ｅ１＋Ｅ２＋Ｅ３＋Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３）／６をＢＷ（ＢａｎｄＷｉｄｔｈ）と規定する。これは、外部電極の上部、中間部、及び下部の長さが同一でなく、誤差範囲内で異なる値を有することがあるからである。

【0050】

ここで、第１及び第２外部電極１３１、１３２がプリント基板への実装時に所定レベル以上の固着強度を有するようにして積層セラミックキャパシタ１００がプリント基板から突然分離されることを防止すると共に、実装不良が発生しないようにするために、ＢＷ／Ｉは、０．１０５≦ＢＷ／Ｉ≦１．０４９の範囲を満たすようにしてもよい。

【0051】

以下、本実施形態による積層セラミックキャパシタに含まれる構成要素の寸法とアコースティックノイズの関係を説明する。

【0052】

図４を参照すると、セラミック本体１１０の全体厚さの１／２をＡ、下部カバー層１１３の厚さをＢ、アクティブ層１１５の全体厚さの１／２をＣ、上部カバー層１１２の厚さをＤ, と規定する。

【0053】

ここで、セラミック本体１１０の全体厚さとは、セラミック本体１１０の上面Ｓ_Ｔから下面Ｓ_Ｂまでの距離を意味し、アクティブ層１１５の全体厚さとは、アクティブ層１１５の最上部に形成された第１内部電極１２１の上面からアクティブ層１１５の最下部に形成された第２内部電極１２２の下面までの距離を意味する。

【0054】

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）とは、アクティブ層１１５の厚さ方向の最下部に形成された第２内部電極１２２の下面からセラミック本体１１０の下面Ｓ_Ｂまでの距離を意味し、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）とは、アクティブ層１１５の厚さ方向の最上部に形成された第１内部電極１２１の上面からセラミック本体１１０の上面Ｓ_Ｔまでの距離を意味する。

【0055】

積層セラミックキャパシタ１００の両端部に形成された第１及び第２外部電極１３１、１３２に極性が異なる電圧が印加されると、セラミック本体１１０は、誘電体層１１１の逆圧電効果（ｉｎｖｅｒｓｅ ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ｅｆｆｅｃｔ）により厚さ方向に膨張と収縮をし、第１及び第２外部電極１３１、１３２の両端部は、ポアソン効果（ｐｏｉｓｓｏｎ ｅｆｆｅｃｔ）によりセラミック本体１１０の厚さ方向の膨張と収縮とは逆に収縮と膨張をする。

【0056】

ここで、アクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａは、第１及び第２外部電極１３１、１３２の長手方向の両端部において最大に膨張と収縮をする部分であり、アコースティックノイズ発生の原因となる。

【0057】

つまり、本実施形態においては、アコースティックノイズを低減するために、電圧印加時におけるアクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａの変形率と下部カバー層１１３の変形率との差により、セラミック本体１１０の両端面に形成される変曲点（ＰＩ：Ｐｏｉｎｔ ｏｆ Ｉｎｆｌｅｃｔｉｏｎ）がセラミック本体１１０の厚さの中心部ＣＬ_Ｃ以下に形成されるようにしてもよい。

【0058】

ここで、アコースティックノイズをさらに低減するために、アクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａがセラミック本体１１０の中心部ＣＬ_Ｃから外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａは、１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たすことが好ましい。

【0059】

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対する上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂは、０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たすようにしてもよい。

【0060】

また、セラミック本体１１０の厚さの１／２（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａは、０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たすようにしてもよい。

【0061】

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂは、０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たすようにしてもよい。

【0062】

実験例

【0063】

本発明の実施例と比較例による積層セラミックキャパシタは次のように製造された。

【0064】

まず、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）粉末などを含むスラリーをキャリアフィルム上に塗布及び乾燥して１．８μｍの厚さに製造された複数のセラミックグリーンシートを用意する。

【0065】

次に、前記セラミックグリーンシート上にスクリーンを用いてニッケル内部電極用導電性ペーストを塗布して内部電極を形成した。

【0066】

次に、前記セラミックグリーンシートを約３７０層積層し、内部電極が形成されていないセラミックグリーンシートを内部電極が形成されたセラミックグリーンシートの上部よりも下部に多く積層した。このセラミック積層体を８５℃で１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力条件で等静圧圧縮成形（ｉｓｏｓｔａｔｉｃ ｐｒｅｓｓｉｎｇ）した。

【0067】

次に、圧着が完了したセラミック積層体を個別のチップ状に切断し、切断された積層チップは大気雰囲気で２３０℃、６０時間保持して脱バインダーを行った。

【0068】

その後、１２００℃で内部電極が酸化しないように、Ｎｉ／ＮｉＯ平衡酸素分圧よりも低い１０^−１１〜１０^−１０ａｔｍの酸素分圧下の還元雰囲気で焼成した。焼成後の積層チップキャパシタのチップサイズは、長さ×幅（Ｌ×Ｗ）が約１．６４ｍｍ×０．８８ｍｍ（Ｌ×Ｗ，１６０８サイズ）であった。ここで、製造公差は長さ×幅（Ｌ×Ｗ）が±０．１ｍｍ以内の範囲にし、これを満たすものを対象として実験を行い、アコースティックノイズの測定を実施した。

【0069】

次に、外部電極形成、めっきなどの工程を経て積層セラミックキャパシタを製造した。

【0070】

【表1】

＊は比較例，ＡＮ：アコースティックノイズ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ Ｎｏｉｓｅ）

【0071】

上記表１のデータは、図４のように積層セラミックキャパシタ１００のセラミック本体１１０の幅方向（Ｗ）の中心部から長手方向（Ｌ）及び厚さ方向（Ｔ）に切開した断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真を基準としてそれぞれの寸法を測定したものである。

【0072】

前述したように、セラミック本体１１０の全体厚さの１／２をＡ、下部カバー層１１３の厚さをＢ、アクティブ層１１５の全体厚さの１／２をＣ、上部カバー層１１２の厚さをＤと規定する。

【0073】

アコースティックノイズを測定するために、アコースティックノイズ測定用基板当たり１つの試料（積層チップキャパシタ）を上下方向に区分してプリント基板に実装した後、その基板を測定治具に装着した。

【0074】

また、ＤＣパワーサプライ（ｐｏｗｅｒ ｓｕｐｐｌｙ）及び信号発生器（ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いて、測定治具に装着された試料の両端子にＤＣ電圧及び電圧変動を印加した。前記プリント基板の直上に設けられたマイクを用いてアコースティックノイズを測定した。

【0075】

上記表１において、サンプル１〜３は、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）と上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）が略同一であるカバー対称構造を有する比較例であり、サンプル４〜１３は、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）が下部カバー層の厚さ（Ｂ）より厚い構造を有する比較例である。

【0076】

また、サンプル１４、１５及び３５〜３７は、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）が上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）より厚い構造を有する比較例であり、サンプル１６〜３４は、本発明の実施形態による実施例である。

【0077】

ここで、（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が略１であると、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から大きく外れていないことを意味する。下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）と上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）が略同一であるカバー対称構造を有する比較例であるサンプル１〜３の（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が略１である。

【0078】

（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が１より大きいと、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から上部方向に外れたことを意味し、（Ｂ＋Ｃ）／Ａの値が１より小さいと、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から下部方向に外れたことを意味する。

【0079】

上記表１を参照すると、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３≦（Ｂ＋Ｃ）／Ａ≦１．７４５の範囲を満たす実施例であるサンプル１６〜３４においては、アコースティックノイズが２０ｄＢ未満に著しく減少したことが分かる。

【0080】

また、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３未満のサンプル１〜１５は、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部からほとんど外れていないか、又はアクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から下部方向に外れた構造を有する。

【0081】

前記（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．０６３未満のサンプル１〜１５は、アコースティックノイズが２５〜３２．５ｄＢであり、本発明による実施例に比べてアコースティックノイズ低減効果がないことが分かる。

【0082】

また、アクティブ層１１５の中心部がセラミック本体１１０の中心部から外れた割合（Ｂ＋Ｃ）／Ａが１．７４５を超えるサンプル３５〜３７は、目標容量に対する静電容量が小さいため、容量不良が発生した。

【0083】

上記表１において、容量実現率（すなわち、目標容量に対する静電容量比）が「ＮＧ」であると、目標容量値を１００％とするとき、目標容量に対する静電容量値が８０％未満であることを意味する。

【0084】

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対する上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが０．０２１≦Ｄ／Ｂ≦０．４２２の範囲を満たす実施例においては、アコースティックノイズが著しく減少したことが分かる。

【0085】

それに対して、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対する上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが０．４２２を超える比較例は、アコースティックノイズ低減効果がないことが分かる。

【0086】

また、下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対する上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）の比Ｄ／Ｂが０．０２１未満の比較例は、上部カバー層１１２の厚さ（Ｄ）に比べて下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）が大きすぎるため、クラックやデラミネーションが発生することがあり、目標容量に対する静電容量が小さいため、容量不良が発生することがある。

【0087】

実施例のうち、セラミック本体１１０の厚さの１／２（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａが０．３２９≦Ｂ／Ａ≦１．５２２の範囲を満たし、かつ下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂが０．１４６≦Ｃ／Ｂ≦２．４５８の範囲を満たす実施例であるサンプル１９〜３４においては、アコースティックノイズが１８ｄＢ未満にさらに減少したことが分かる。

【0088】

それに対して、セラミック本体１１０の厚さの１／２（Ａ）に対する下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）の比Ｂ／Ａが１．５２２を超え、かつ下部カバー層１１３の厚さ（Ｂ）に対するアクティブ層１１５の厚さの１／２（Ｃ）の比Ｃ／Ｂが０．１４６未満のサンプル３５〜３７は、目標容量に対する静電容量が小さいため、容量不良が発生することがあるという問題があった。

【0089】

下記表２は、セラミック本体１１０に対する外部電極の長さの比によるプリント基板への積層セラミックキャパシタの固着強度及び実装不良有無を示すものである。

【0090】

【表2】

【0091】

上記表２において、ＢＷは外部電極の平均長さを示し、Ｉはセラミック本体１１０の平均長さを示す。

【0092】

上記表２を参照すると、セラミック本体１１０の平均長さ（Ｉ）に対する外部電極の平均長さ（ＢＷ）の比ＢＷ／Ｉが０．１０５未満の比較例としてのサンプル１〜４は、セラミック本体に対する外部電極の長さが小さすぎるため、固着強度実験及び実装実験で不良が発生したことが分かる。

【0093】

また、前記ＢＷ／Ｉが１．０４９を超える比較例としてのサンプル２１〜２５は、第１及び第２外部電極間の間隔が狭すぎるため、実装実験で不良が発生したことが分かる。

【0094】

つまり、固着強度実験及び実装実験で不良が発生しない好ましい、セラミック本体１１０の平均長さ（Ｉ）に対する外部電極の平均長さ（ＢＷ）の比ＢＷ／Ｉの範囲は、０．１０５以上、１．０４９以下である。

【0095】

積層セラミックキャパシタの実装基板

【0096】

図５及び図６を参照すると、本実施形態による積層セラミックキャパシタ１００の実装基板２００は、積層セラミックキャパシタ１００が水平に実装されるプリント基板２１０と、プリント基板２１０の上面に離隔して形成された第１及び第２電極パッド２２１、２２２とを含む。

【0097】

ここで、積層セラミックキャパシタ１００は、下部カバー層１１３が下側に配置され、第１及び第２外部電極１３１、１３２がそれぞれ第１及び第２電極パッド２２１、２２２上に接触して位置する状態で、半田２３０によりプリント基板２１０に電気的に接続されるようにしてもよい。

【0098】

このように積層セラミックキャパシタ１００がプリント基板２１０に実装された状態で電圧を印加すると、アコースティックノイズが発生し得る。

【0099】

ここで、第１及び第２電極パッド２２１、２２２の大きさは、積層セラミックキャパシタ１００の第１及び第２外部電極１３１、１３２と第１及び第２電極パッド２２１、２２２とを接続する半田２３０の量を決定する目安となり、半田２３０の量によりアコースティックノイズを調節することができる。

【0100】

図７を参照すると、積層セラミックキャパシタ１００がプリント基板２１０に実装された状態で、積層セラミックキャパシタ１００の両端部に形成された第１及び第２外部電極１３１、１３２に極性が異なる電圧が印加されると、セラミック本体１１０は、誘電体層１１１の逆圧電効果により厚さ方向に膨張と収縮をし、第１及び第２外部電極１３１、１３２の両端部は、ポアソン効果によりセラミック本体１１０の厚さ方向の膨張と収縮とは逆に収縮と膨張をする。

【0101】

ここで、アクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａは、第１及び第２外部電極１３１、１３２の長手方向の両端部において最大に膨張と収縮をする部分であり、アコースティックノイズ発生の原因となる。

【0102】

積層セラミックキャパシタ１００の長手方向の両端面が最大に膨張すると、半田２３０の上部には、膨張により外部に押し出される力（(1)）が加わり、半田２３０の下部には、膨張により外部に押し出される力により外部電極を押す、収縮する力（(2)）が加わる。

【0103】

従って、本実施形態のように、電圧印加時におけるアクティブ層１１５の中心部ＣＬ_Ａの変形率と下部カバー層１１３の変形率との差により、セラミック本体１１０の両端面に形成される変曲点が半田２３０の高さ以下に形成された場合、アコースティックノイズをさらに低減することができる。

【0104】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で様々な修正及び変形が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者にとって自明である。

【符号の説明】

【0105】

１００ 積層セラミックキャパシタ
１１０ セラミック本体
１１１ 誘電体層
１１２ 上部カバー層
１１３ 下部カバー層
１１５ アクティブ層
１２１ 第１内部電極
１２２ 第２内部電極
１３１ 第１外部電極
１３２ 第２外部電極
２００ 実装基板
２１０ プリント基板
２２１ 第１電極パッド
２２２ 第２電極パッド
２３０ 半田

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】