CN1639815A - 层叠式电子部件 - Google Patents
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Abstract
一种层叠式电子部件(1),它至少具有:作为构成材料包含介电体的介电体部(2);和分别以紧密相接状态配置在所述介电体部(2)上,通过该介电体部(2)相向配置的一对的第一外部电极(31)和第二外部电极(32)。介电体部(2)具有:层叠的介电体层(21a~21f);和在介电体层(21a~21f)中的每相邻的层之间配置1个的、而且与第一外部电极(31)和第二外部电极(32)中的任何一个电连接的二个以上的内部电极(23a~23e)。内部电极(23a~23e)中至少一个与第一外部电极(31)电连接,内部电极(23a~23e)中的至少一个与第二外部电极(32)电连接;第一外部电极(31)和第二外部电极(32)具有由以热固性树脂和导电性颗粒作为主要成分的导电性树脂制成的树脂电极层(31a和32a);配置在树脂电极层(31a)和介电体部(2)之间的金属电极层(31b);配置在树脂电极层(32a)和介电体部(2)之间的金属电极层(32b)。导电性树脂中的导电性颗粒的含有率为70~75质量%;作为主要成分,导电性颗粒含有长边方向的平均长度为30~70μm、纵横尺寸比为1.5~3.3的针状颗粒(71)。
Description
技术领域
本发明涉及层叠式电子部件,更详细地说,涉及层叠式陶瓷电容等的层叠式电子部件。
背景技术
现在,电子机器的电源大多采用开关电源或直流-直流转换器。作为这些电源中使用的电容器有电源支路用的电容器。
这种电源支路用的电容器,根据电源容量和开关频率,使用的平滑线圈等的电路参数,采用高容量的铝电解电容器或钽电解电容器或低容量的层叠式陶瓷电容器。
上述电解电容器作为电源支路用(平滑用)电容器具有容易得到大容量等好的优点,但也有一些问题即:尺寸大;低温特性差;会产生短路事故;由于内部阻抗比较高,由等价串联电阻(以下称为“ESR”)引起的感应正切(tanδ)大经常产生损失;具有由此引起的发热和不能得到充分的频率特性、平滑性不充分等问题。
另一方面,近年来由于技术革新,随着在介电体层和内部电极中薄层化技术的进展和层叠化技术的进展,层叠式陶瓷电容器的静电容量正接近电解电容器的静电容量。因此,研究试图将电解电容器置换为层叠式陶瓷电容器。
在电源支路用的电容器中,为了得到充分的平滑作用,减少脉动噪声很重要。为了抑制这种脉动噪声,可通过减少电容器的ESR来抑制。
因此,在电源的支路电路中,优选使用ESR低的电容器,正在研究在电源电路中使用ESR低的层叠式陶瓷电容器。
然而,在电源电路中使用ESR低的层叠式陶瓷电容器(例如,ESR小于10mΩ的层叠式陶瓷电容器)的情况下,在具有成为电源的反馈电路的DC-DC转换器或开关电源等二次侧电路中,平滑电路的ESR对反馈电路的相位特性影响大,特别是会产生ESR极低的问题。不能得到充分的可靠性。
即:在使用ESR低的层叠式陶瓷电容器作为电源电路的支路用(平滑用)电容器的情况下,二次侧平滑电路只由L和C成分等价地构成,电路内存在的相位成分只为±90°和0°,没有相位余量,因此容易产生振动。这种振荡现象,即使在使用三端子调节器的电源电路中,在负荷移动时也会发生。
为了解决上述问题,研究了在ESR低的层叠式陶瓷电容器上附加可充分防止上述振荡现象水平的电阻成分,例如提出了所谓的CR复合电子部件。在特开平8-45784号公报中,提出了使用碳化物和还原剂,使层叠式陶瓷电容器的端部成为半导体的部件作为电子部件。
又例如在特开昭59-225509号公报中,提出了在层叠式陶瓷电容器上层叠氧化钌等电阻体膏,同时将它烧结,作成电阻体的部件。
在特许第2578264号公报中,还提出了在外部电极的表面上设置金属氧化膜,得到所希望的ESR的CR复合部件。
还提出了使用导电性树脂作为外部电极的构成材料的层叠式陶瓷电容器。在这种情况下,在导电性树脂中含有由银等金属构成的球状颗粒或磷片状颗粒。这种形式的平滑电容器(层叠芯片式电容器)的ESR一般较低在10mΩ以下。因此,为了充分防止上述的振荡现象,将外部电极的ESR调整为40mΩ以上,就必需研究极力减小导电性材料的含有率。
发明内容
然而,以上述各种电子部件为首的现有的电子部件,在所有电源支路电路中使用的情况下,要充分防止发振现象的发生极其困难,要得到充分的平滑作用极其困难,得不到充分的可靠性。另外,上述的电子部件,含有不能批量生产的结构。
即:在特开平8-45784号公报中所述的层叠式陶瓷电容器,用于将电阻值正确地控制在所希望的范围内的制造条件和满足该条件的制造工序非常复杂,要正确地得到所希望的电阻值困难,电路设计困难,而且制造时产品间多数有电阻值偏差,批量生产时的成品率低。
另外,特开昭59-225509号公报中所述的层叠式陶瓷电容器,由于具有使用上述的氧化钌等电阻体膏形成的电阻体的结构,另外在设置有外部电极的情况下,等价电路成为C/R或(LC)/R的并联电路,得不到串联电路。为了利用该层叠式陶瓷电容器得到串联电路,外部电极的形状复杂,制造工序复杂,生产效率低,不具有可以充分进行批量生产的结构。
然而,在特许第2578264号公报所述的CR复合部件的情况下,通过对由镍作为构成材料的端子电极进行加热处理,形成金属氧化膜,再利用滚筒研磨调整该金属氧化膜的膜厚,得到所希望的电阻值(参照实施例)。由于这样,CR复合部件要得到所希望的电阻值困难,电阻值的调整也麻烦,制造效率低,没有可充分进行批量生产的结构。
但是,在使用含有由银等金属制成的球状颗粒或磷片状颗粒的导电性树脂作为外部电极的构成材料的层叠式陶瓷电容器的情况下,导电性树脂内的上述颗粒相互接触状态急剧变成不稳定,要将ESR稳定地控制为任意值困难。虽然有使电阻与平滑电容器串联连接的方法,但成本高,不实用。
本发明是考虑上述问题而提出的,其目的是要提供即使在电源支路电路中使用的情况下,也可充分地防止振荡现象的产生,同时具有可得到充分的平滑作用的高的可靠性,具有批量生产性能好的结构的层叠式电子部件。
本发明者,重复达到上述目的潜心研究的结果显示,在具有以导电性树脂作为构成材料的外部电极的层叠式电子部件中,通过将ESR的值调节至40~150mΩ,而且将动作时得出的ESR值的偏差(标准偏差)调节至10mΩ以下,可以达到上述目的。
另外,本发明者发现,当作出以导电性树脂作为构成材料的外部电极时,作为在导电性树脂中含有的导电性颗粒含有在形状上满足特定几何学条件的颗粒,而且通过使该颗粒的含有率在特定的范围内,可以容易和可靠地使上述ESR值及其偏差(标准偏差)调节在上述范围内,达到本发明的目的。
即:本发明提供了一种层叠式电子部件,其特征在于,至少具有:
包含以介电体作为构成材料的介电体部;和
分别以紧密相接状态配置在上述介电体部上,隔着该介电体部而相向配置的一对的第一外部电极和第二外部电极,
介电体部具有与上述第一外部电极和上述第二外部电极中的任何一个电连接的二个以上的内部电极;和在由上述介电体构成且二个以上的内部电极中的每相邻电极之间配置一个的一个以上的介电体层;
上述二个以上的内部电极中至少一个与上述第一外部电极电连接,上述二个以上的内部电极中的至少一个与上述第二外部电极电连接;
第一外部电极和第二外部电极至少具有由分别以热固性树脂和导电性颗粒为主要成分的导电性树脂制成的树脂电极层;
导电性树脂中的导电性颗粒的含有率为70~75质量%;
导电性颗粒以长边方向的平均长度为30~70μm。纵横尺寸比为1.5~3.3的针状颗粒为主要成分。
根据本发明,可以容易而可靠地得到ESR值为40~150mΩ,而且动作时得出的ESR值的偏差(标准偏差)为10mΩ以下的层叠式电子部件。同时满足这二个电气特性条件的层叠式电子部件,具有可以在具有各种电路常数的开关电源电路的平滑电路等中使用的范围内的直流电阻或阻抗。
即:满足上述二个电气特性条件的层叠式电子部件即使在电源的支路电路中使用的情况下,也可以容易而可靠地得到可以充分防止振荡现象发生,同时可以得到充分的平滑作用,具有优良可靠性的层叠式电子部件。另外,由于外部电极的树脂电极层是主要成分为上述导电性颗粒和热硬化树脂,因此可以容易和再现性好地制造外部电极的树脂电极层,以满足上述二个电气特性条件。因此,本发明的层叠式电子部件批量生产性能优越。
当ESR值小于40mΩ时,容易产生振荡现象,但当ESR值超过150mΩ时,外部电极(第一外部电极和第二外部电极)的导电率显著降低,频率特性也显著降低。另外,当在电源电路中使用ESR值超过150mΩ的部件时,电流损失大,得不到所希望的电源电压和电流。
另外,如果上述ESR的值在40mΩ以上,即使在电源的支路电路中使用的情况下,也可充分地防止发生振荡现象。作为是否可以充分防止发生振荡现象的阈值的ESR值(40mΩ)为考虑几乎所有种类的开关电源的各种电路常数(静电容量、电感、阻抗)的结果算出的值。
本发明者还发现,当ESR的值的偏差(标准偏差)超过10mΩ时,不能控制电源电压和电源电流的输出,得不到上述本发明的效果。从更可靠地控制电源电流的输出的观点来看,优选ESR的值的偏差(标准偏差)在8mΩ以下。
另外,在本发明中,当构成树脂电极层的导电性树脂中的导电性颗粒的含有率小于70质量%时,第一外部电极和第二外部电极的电阻过分增大,得不到作为电子部件的电极起作用的充分的导电性。当构成树脂电极层的导电性树脂中的导电性颗粒的含有率超过75质量%时,第一外部电极和第二外部电极的导电率过分增大,ESR的值小于40mΩ。从以上观点来看,构成树脂电极层的导电性树脂中的导电性颗粒的含有率为70~75质量%。
另外,在本发明中,如上所述,作为导电性颗粒的主要成分的针状颗粒的形状的几何学条件如下,即:长边方向的平均产长度为30----70μm,纵横尺寸比为1.5~3.3。通过以同时满足上述二个几何学条件的针状颗粒作为导电性颗粒的主要成分,容易构成满足上述ESR的二个电气特性条件的层叠式电子部件。
所谓“长边方向的平均长度”表示作为具有非各向同性形状的颗粒的针状颗粒的长径的平均值;更详细地说,它表示利用SEM(扫描式电子显微镜)观察作为测量样件的外部电极(第一外部电极或第二外部电极)的截面,随机地抽出排列在作为观察对象的截面上的30个针状颗粒时,得出的各个颗粒长径的相加和平均值。另外,“短方向的平均长度”也与上述同样,表示利用SEM观察作为测量样件的外部电极(第一外部电极式第二外部电极)的截面,随机地抽出排列在作为观察对象的截面上的30个针状颗粒时得出的各个颗粒长径的相加和平均值。
当针状颗粒长边方向的平均长度小于30μm时,ESR的值低,ESR值的偏差(标准偏差)大,得不到上述的本发明的效果。另外,当针状颗粒的长边方向的平均长度超过70μm时,ESR值的偏差(标准偏差)大,也得不到上述的本发明的效果。
另外,所谓“纵横尺寸比”表示长边方向的平均长度/短边向的平均长度。
当纵横尺寸比小于1.5时,ESR值低,得不到上述的本发明的效果。当纵横尺寸比超过3.3时,ESR值的偏差(标准偏差)大,也得不到上述的本发明的效果。
作为导电性颗粒主要成分的针状颗粒在导电性颗粒中的含有率在40质量%以上,优选为40---75质量%。当针状颗粒在导电性颗粒中的含有率小于40质量%时,第一外部电极和第二外部电极的电阻过分增大,得不到作为电子部件的电极起作用的充分的导电性,达不到上述的本发明的效果。另外,当针状颗粒在导电性颗粒中的含有率超过75质量%时,第一外部电极和第二外部电极的导电率过分增大,ESR值小于40mΩ的倾向增大。
在本发明中,针状颗粒优选为由Ag构成的颗粒(Ag填料)。本发明者发现,通过使用该颗粒可以更可靠地达到本发明的上述效果。
在本发明中,优选,导电性颗粒中还含有平均颗粒直径为3~20μm的球状颗粒,导电性颗粒中的针状颗粒的含有率为40~75质量%,而且导电性颗粒中的球状颗粒的含有率为15~35质量%。
本发明者发现,在与针状颗粒一起使用球状颗粒的情况下,在同时满足上述三个数值范围的条件的情况下,可以更可靠地达到上述的本发明的效果。
当球状颗粒的平均粒径超过20μm时,球状颗粒彼此的接触电阻增加,第一外部电极和第二外部电极的电阻(第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层的电阻)过分增大,得不到作为电子部件电极起作用的充分导电性的倾向增大。但当球状颗粒的平均粒径小于3μm时,包含形成各个树脂电极层用的球状颗粒的膏的粘度增大,电极形成困难的倾向增大。
在本发明中,所谓“球状颗粒”是表示平均粒径为3~20μm,其纵横尺寸比为1.0~1.2的颗粒。另外,所谓球状颗粒的“平均颗粒直径”是表示当用SEM观察包含作为测量样件的球状颗粒的外部电极(第一外部电极和第二外部电极)的截面,随机地抽出排列在作为观察对象的截面上的30个球状颗粒时得出的各个颗粒的最大粒径的相加平均值。
在与针状颗粒一起使用球状颗粒的情况下,当球状颗粒在导电性颗粒中的含有率小于15质量%时,第一外部电极和第二外部电极的电阻(第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层的电阻)过分增大,得不到作为电子部件电极起作用的充分的导电性的倾向增大。另外,当球状颗粒在导电性颗粒中的含有率超过35质量%时,第一外部电极和第二外部电极的导电率(第一和第二外部电极的各个树脂电极层的导电率)过分增大,ESR值小于40mΩ的倾向增大。
另外,在与针状颗粒一起使用球状颗粒的情况下,当针状颗粒在等电性颗粒中的含有率小于40质量%时,第一外部电极和第二外部电极的电阻(第一和第二外部电极的各个树脂电极层的电阻)过分增大,得不到作为电子部件电极起作的充分的导电性的倾向增大。但当针状颗粒在导电性颗粒中的含有率超过75质量%时,第一外部电极和第二外部电极的导电率(第一和第二外部电极的各个树脂电极层的导电率)过分增大,ESR值小于40mΩ的倾向增大。
另外,在本发明中使用上述球状颗粒的情况下,球状颗粒优选为由Ag构成的颗粒(Ag填料)。本发明者发现,通过使用该颗粒可以更可靠地达到本发明的上述效果。
另外,在本发明中,优选分别在第一外部电极和第二外部电极上,再设置有配置在树脂电极层和介电体部之间的、由金属构成的金属电极层。
与将树脂电极层直接在介电体部表面上形成的情况比较,通过隔着金属电极层使树脂电极层和介电体部连接,可使树脂电极层和介电体部内的内部电极的电接触状态良好,容易而可靠地充分减小在将树脂电极层直接形成在介电体部表面时产生的二者的电接触电阻。另外,通过金属电极层,可以用物理的方法,相对介电体部将树脂电极层牢固地固定。
在设置金属电极层的情况下,从充分减小上述电阻的观点和制造效率的观点来看,金属电极层优选通过烧结以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一种金属为主要成分的膏形成。
另外,在本发明中优选在树脂电极层的外表面上还配置有利用电镀法形成的由Ni构成的Ni电镀层。这样,在将层叠式电子部件设置在布线基板等的情况下,可以更充分地得到此时焊接工序中的耐热性。作为这种情况下的电镀法,可以采用电解电镀法。
另外,在本发明中,优选在Ni电镀层的外表面进一步配置有利用电镀法形成的由Sn构成的Sn电镀层。这样,在将层叠式电子部件设置在布线基板等的情况的焊接工序中,可以更充分地得到焊接工序的焊锡与层叠式电子部件的电气紧密相接性和物理紧密相接性。在这种情况下,作为电镀法,可以采用电解电镀法。
另外,在本发明中,优选将二个以上的内部电极分别配置在介电体部中,以便隔着一个介电体层而使相邻的二个内部电极中的一个与第一外部电极电连接、另一个与第二外部电极电连接。这样,容易得到结构紧凑、具有优良的充放电效率的层叠式电子部件。
附图说明
图1为表示本发明的层叠式电子部件的一个优选实施方式(层叠式陶瓷电容器)的基本结构的概略截面图。
图2为示意地表示图1所示的第一外部电极和第二外部电极的内部结构的部分放大截面图。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
图1为表示本发明的层叠式电子部件的一个优选实施方式(层叠式陶瓷电容器)的基本结构的概略截面图。图2为示意性地表示图1所示的第一外部电极和第二外部电极的内部结构的部分放大截面图。
图1所示的层叠式陶瓷电容器1具有包含介电体作为构成材料的介电体部2;分别与介电体部2成紧密相接状态配置,隔着该介电体部2相对配置的一对的第一外部电极31和第二外部电极32。
另外,介电体部2具有与第一外部电极31和第二外部电极32中的任何一个电连接的二个以上的内部电极(后述的电极板23a-电极板23e);和由介电体制成且在上述二个以上的内部电极中的每相邻的电极之间配置一个的一个以上的介电体层。
另外,二个以上的内部电极中的至少一个与第一外部电极电连接;而二个以上的内部电极中的至少一个与第二外部电极电连接。
更具体地说,在图1所示的层叠式陶瓷电容器1的情况下,由介电体制成的介电体部2由6个介电体层21a-21f和5个矩形状的电极板23a-23e构成。介电体层21a-21f中的介电体层21a配置在大致为长方体形的介电体部2的一个底面上;依次是介电体层21b配置在介电体层21a上;介电体层21c配置在介电体层21b上;介电体层21d配置在介电体层21c上,介电体层21f配置在介电体层21d上。
另外以被夹持且相对二个介电体层而紧密相接的状态分别在介电体层21a和介电体层21b之间配置有作为内部电极的电极板23a,介电体层21b和介电体层21c之间配置有作为内部电极的电极板23b,介电体层21c和介电体层21d之间配置有作为内部电极的电极板23c,介电体层21d和介电体层21e之间配置有作为内部电极的电极板23d,和介电体层21e和介电体层21f之间配置有作为内部电极的电极板23e。
电极板23a、23c和23e电气上与第一外部电极31连接,电极板23b和23d与第二外部电极32连接。即:在介电体部2中,分别配置二个以上的内部电极的各个,使隔着一个介电体层而相邻的二个内部电极中的一个与第一外部电极3 1电连接、而另一个与第二外部电极32电连接。这种层叠式陶瓷电容器1起在各个内部电极之间生成静电容量成分的被动元件的作用。
其次,说明第一外部电极31和第二外部电极32。为了得到上述的本发明的效果,第一外部电极31和第二外部电极32可具有以下的任意结构。
即,如图2所示第一外部电极31和第二外部电极32具有由分别以热固性树脂6和导电性颗粒7作为主要成分的导电性树脂制成的树脂电极层31a和32a;配置在树脂电极层31a和介电体部2之间的金属电极层31b;配置在树脂电极层32a和介电体部2之间的金属电极层32b。通过使树脂电极层31a和介电体部2以及树脂电极层32a和介电体部2分别经金属电极层31b、32b连接,与使树脂电极层31a和32a直接在介电体部2的表面上形成的情况比较,树脂电极层31a和32a与介电体部2内的各个内部电极(电极板23a-电极板23e)电接触状态良好,可以容易而可靠地充分减小在介电体部2的表面上直接形成树脂电极层31a和32a情况下产生的二者的电接触电阻。另外,通过金属电极层31b、32b,可以用物理的方法,牢固地将树脂电极层31a和32a相对介电体部2而固定。
从充分减少上述电阻抗的观点和制造效率的观点来看,优选通过对以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一种金属为主要成分的膏加以烧制来形成金属电极层31b和32b,更优选通过对以Cu为主要成分的膏加以烧制来形成。
如上所述,导电性颗粒在树脂电极层31a和32a的导电性树脂中的含有率为70-75质量%。
导电性颗粒7以长边方向的平均长度为30-70μm、纵横尺寸比为1.5-3.3的针状颗粒71,和平均颗粒直径为3-20μm的球状颗粒72为主要成分。另外,导电性颗粒中的针状颗粒71的含有率为40-75质量%,导电性颗粒中的球状颗粒72的含有率为15-35质量%。
在该第一外部电极31和第二外部电极32的情况下,针状颗粒71和球状颗粒72都为由Ag构成的颗粒。
作为热固性树脂6可举出环氧树脂、酚醛树脂等。从耐热性和高频特性的观点来看,这些热固性树脂中,特别优选的树脂为环氧树脂。
电极板23a-电极板23e只要具有可以在层叠式陶瓷电容器中使用的电子传导性即可,没有特别的限制,可以使用与装在众所周知的层叠式陶瓷电容器中的内部电极相同的构成材料制成。例如,可以使用Cu、Ni或Ag-Pd合金等。
由于具有以上所述的结构,该层叠式陶瓷电容器1的ESR值为40-150mΩ,而且动作时得出的ESR的偏差(标准偏差)在10mΩ以下。因此,该层叠式陶瓷电容器1具有可在有各种电路常数的开关电源电路的平滑电路等中使用的范围的直流电阻或阻抗。即:即使在电源的支路电路中使用该层叠式陶瓷电容器1的情况下,也可具有可以充分防止振荡现象发生,同时可以得到充分的平滑作用的优良可靠性。
该层叠式陶瓷电容器1除了将第一外部电极31和第二外部电极32中的含有成分及其组成调节成上述条件以外,还可利用与制造众所周知的层叠式陶瓷电容器时同样的薄膜制造技术制造。
以上,详细地说明了本发明的优选实施方式。但本发明不是仅限于上述实施方式。例如,在上述实施方式中,构成也可为在树脂电极层31a和32a的外表面上,进一步配置有利用电镀法形成的由Ni构成的Ni电镀层。另外,在这种情况下,结构也可为在树脂电极层31a和32a的各个Ni电镀层的外表面上,进一步配置利用电镀法形成的由Sn构成的Sn电镀层。
另外,例如,结构也可为在介电体部2的外表面(介电体层21a的外表面和介电体层21f的外表面)上,分别进一步配置有由与介电体层21a和介电体层21f相同的构成材料k形成的保护层(例如,厚度为50-100μm)。
实施例
以下举出实施例和比较例,更详细地说明本发明的层叠式电子部件,但本发明不是仅限于这些实施例。
(实施例1)
按以下的顺序,制造图1和图2所示的层叠式陶瓷电容器。
即:首先,利用公知的制造技术制造由110层的介电体层构成的层叠体(生片材:green sheet)。该层叠体具有这样的结构:使用110层具有长方体形状的介电体层(作为构成材料的介电体为以BaTiO3为主要成分的介电体,厚度为2-10μm),和在这些介电体层中每相邻的二个层之间配置一个的、矩形平板状的由Ni构成的内部电极(厚度为1-2μm);将该内部电极配置在各个介电体层之间。
更详细地说,调制含有介电体材料的膏,利用刮片法制成各个介电体层。另外,调制以Ni为主要成分的Ni膏,用印刷工艺法将该膏印刷在各个介电体层上,制成由Ni制成的各个内部电极。
再将由具有将内部电极配置在各个介电体层之间的结构的110层介电体层构成的层叠体(生片材)切成长方体形状,得到具有长方体形状的未烧结(未烧制)的介电体部(纵向3.2mm×横向1.6mm×厚度1.6mm)。
其次,在空气中,在400-600℃的温度条件下热处理上述介电体部,除去介电体部中所含的粘合剂成分。再将得出的介电体部,进一步在空气中在1250-1360℃的温度条件下烧结(烧制)。
接着,在按以下次序得出的烧结(烧制)后的介电体部的表面上形成第一外部电极和第二外部电极,第一外部电极和第二外部电极是,在作为长方体形的介电体部的互相相对的面且垂直于各个介电体层的接触面的平行面上形成。首先,调制以Cu为主要成分的膏,将该膏分别涂在上述介电体部的相互相对的面上,在该介电体部相互相对的面上分别形成由以Cu为主要成分的膏制成的涂膜。其次,使该涂膜干燥,接着,在空气中,在700-800℃的温度条件下热处理,得到由Cu构成的金属电极层(厚度为10-25μm)。
其次,利用由作为热固性树脂的环氧树脂和作为导电性颗粒的针状颗粒(由Ag构成的颗粒)构成的导电性树脂制成第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层。首先利用三辊机或研磨搅拌机混合作为热固性树脂的环氧树脂和针状颗粒(由Ag构成的颗粒),调制成混合膏。其次在溶剂(稀薄剂—(甲苯,丙酮和甲醇的混合液))中稀释该混合膏,进行粘度调整,将混合膏分别涂在上述介电体部的相对的一对侧面上。接着,使涂膜干燥,再进行涂膜中的热固性树脂的硬化反应,形成分别具有矩形平板形状的第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层(厚度为70-150μm)。
另外,按表1所示的值调节第一外部电极和第二外部电极中的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率。针状颗粒(由Ag构成的颗粒)的纵横尺寸比,长边方向的平均长度采用表1所示的值。
由于第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层由只以上述导电性树脂作为构成材料制成,因此“第一外部电极中的导电性颗粒的含有率”与“第一外部电极中含有的导电性树脂中的导电性颗粒的含有率”相等,“第二外部电极中的导电性颗粒的含有率与“第二外部电极所含的导电性树脂中的导电性颗粒的含有率”相等。
(实施例2)-(实施例3)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,除了使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒),除此以外的条件按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(实施例4)-(实施例15)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒),另外,使用具有表1所示的平均颗粒直径的颗粒作为球状颗粒(由Ag构成的颗粒),除此以外的条件按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(比较例1)和(比较例2)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒),另外,使用具有表1所示的平均颗粒直径的颗粒作为球状颗粒(由Ag构成的颗粒),除此以外的条件,按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(比较例3)和(比较例4)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,除了使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒)以外的条件,按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(比较例5)和(比较例6)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒),另外,使用具有表1所示的平均颗粒直径的颗粒作为球状颗粒(由Ag构成的颗粒),除此以外的条件,按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(比较例7)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,除了使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒)以外的条件,按与实施例1同样的顺序和条件,制造各层叠式陶瓷电容器。
(比较例8)
按表1所示的值,调节第一外部电极和第二外部电极的各个树脂电极层中的导电性颗粒的含有率,使用具有表1所示的纵横尺寸比和长边方向的平均长度的颗粒作为针状颗粒(由Ag组成的颗粒),另外,使用具有表1所示的平均颗粒直径的颗粒作为球状颗粒(由Ag构成的颗粒),除此以外的条件,按与实施例1同样的顺序和条件,制造层叠式陶瓷电容器。
电容器特性评价试验
将实施例1-实施例14和比较例1-比较例8的各个层叠式陶瓷电容器与阻抗分析仪(ヒユ-レツトパツカ-ド社制,商品名:4294A)的测量器的测量端子连接,分别测量各自的ESR值。ESR值的测量是在100Hz-100MHz的范围内的频率扫描一次,测量自振频率f0的值作为ESR值。在一个层叠式陶瓷电容器中,进行10次测量。算出ESR值的相加平均值和标准偏差。结果表示在表1中。
表1
第一外部电极和第二外部电极中所含的导电性颗粒 | 特性评价试验结果 | |||||||
导电性树脂中(第一外部电极或第二外部电极中)的导电性颗粒的含有率(质量%) | 针状颗粒 | 球状颗粒 | ||||||
导电性树脂中(第一外部电极或第二外部电极中)的含有率(质量%) | 长边方向的平均长度(μm) | 纵横尺寸比 | 导电性树脂中(第一外部电极或第二外部电极中)的含有率(质量%) | 平均颗粒直径(μm) | ESR值(mΩ) | ESR值标准偏差(mΩ) | ||
实施例1 | 75 | 75 | 52 | 1.5 | 0(不含有) | - | 40-70 | 4 |
实施例2 | 75 | 75 | 52 | 2.0 | 0(不含有) | - | 40-70 | 5 |
实施例3 | 75 | 75 | 52 | 3.3 | 0(不含有) | - | 40-80 | 6 |
实施例4 | 75 | 60 | 30 | 2.0 | 15 | 12 | 60-100 | 5 |
实施例5 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 12 | 70-105 | 4 |
实施例6 | 75 | 60 | 63 | 2.0 | 15 | 12 | 70-115 | 6 |
实施例7 | 75 | 60 | 70 | 2.0 | 15 | 12 | 70-120 | 6 |
实施例8 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 3 | 80-120 | 7 |
实施例9 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 5 | 60-110 | 6 |
实施例10 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 18 | 75-125 | 7 |
实施例11 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 20 | 80-120 | 8 |
实施例12 | 75 | 50 | 52 | 2.8 | 25 | 12 | 60-110 | 7 |
实施例13 | 75 | 40 | 52 | 2.0 | 35 | 12 | 75-125 | 8 |
实施例14 | 70 | 40 | 52 | 2.0 | 30 | 12 | 80-130 | 8 |
实施例15 | 75 | 60 | 48 | 2.0 | 15 | 30 | 40-150 | 8 |
比较例1 | 70 | 10 | 10 | 2.0 | 60 | 10 | 3-7 | 1 |
比较例2 | 90 | 80 | 45 | 1.3 | 10 | 10 | 10-30 | 5 |
比较例3 | 90 | 90 | 52 | 2.0 | 0(不含有) | - | 10-35 | 6 |
比较例4 | 75 | 75 | 52 | 1.2 | 0(不含有) | - | 无导电性 | - |
比较例5 | 75 | 60 | 23 | 2.0 | 15 | 12 | 70-200 | 30 |
比较例6 | 75 | 60 | 78 | 2.0 | 15 | 12 | 85-250 | 37 |
比较例7 | 75 | 75 | 52 | 4.0 | 0(不含有) | - | 40-150 | 20 |
比较例8 | 65 | 35 | 52 | 2.0 | 30 | 12 | 无导电性 | - |
从表1所示的实施例1-3的各个层叠式陶瓷电容器的结果中可以确认,即使是只含有针状颗粒的外部电极(第一外部电极和第二外部电极),也可以充分防止振荡现象发生,同时也可以得到充分的平滑作用,具有高的可靠性。
另外,从实施例4-15的各个层叠式陶瓷电容器的结果可以确认,在含有针状颗粒和球状颗粒的外部电极(第一外部电极和第二外部电极)的情况下,也可以充分防止振荡现象发生,同时,得到充分的平滑作用。具有高的可靠性。
从以上所述可以确认,实施例1-15的各个层叠式陶瓷电容器的ESR值在40-150mΩ的大范围内,而且可以得到ESR值的标准偏差在10mΩ以下的、可充分地在电源电路的平滑电路等中使用的层叠式陶瓷电容器。
产业上利用的可能性
如上所述,根据本发明,可以容易而可靠地得到ESR值为40-150mΩ,而且动作时得出的ESR值的偏差(标准偏差)在10mΩ以下的层叠式电子部件。因此,可以提供即使在电源的支路电路中使用的情况下,也可充分地防止振荡现象发生同时可以得到充分的平滑作用的、具有优良可靠性的、并具有优越的批量生产性能的结构的层叠式电子部件。
Claims (12)
1.一种层叠式电子部件,其特征为,至少具有:
作为构成材料包含介电体的介电体部;和
分别以紧密相接状态配置在所述介电体部,经该介电体部相向配置的一对的第一外部电极和第二外部电极,
所述介电体部具有:与所述第一外部电极和所述第二外部电极中的任何一个电连接的二个以上的内部电极;和由所述介电体构成,而且在所述二个以上的内部电极中的每相邻的电极之间配置一个的一个以上的介电体层,
所述二个以上的内部电极中至少一个与所述第一外部电极电连接,所述二个以上的内部电极中的至少一个与所述第二外部电极电连接;
所述第一外部电极和所述第二外部电极分别至少具有由以热固性树脂和导电性颗粒为主要成分的导电性树脂构成的树脂电极层;
所述导电性树脂中的所述导电性颗粒的含有率为70~75质量%;
所述导电性颗粒是以长边方向的平均长度为30~70μm、纵横尺寸比为1.5~3.3的针状颗粒为主要成分。
2.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述导电性树脂中所含的所述针状颗粒的含有率为40~75质量%。
3.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述导电性颗粒中还含有平均颗粒直径为3~20μm的球状颗粒,
所述导电性颗粒中所述针状颗粒的含有率为40~75质量%,而且
所述导电性颗粒中的所述球状颗粒的含有率为15~35质量%。
4.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述针状颗粒为由Ag构成的颗粒。
5.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述球状颗粒为由Ag构成的颗粒。
6.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
在所述第一外部电极和所述第二外部电极的各个上,还分别设置有配置在所述树脂电极层和所述介电体部之间的、由金属构成的金属电极层。
7.如权利要求6所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述金属电极层通过对以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一种金属为主要成分的膏加以烧结而形成。
8.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
在所述树脂电极层的外表面上,还配置有利用电镀法形成的由Ni构成的Ni电镀层。
9.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
在Ni电镀层的外表面上还配置有利用电镀法形成的由Sn构成的Sn电镀层。
10.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述二个以上的内部电极的各个分别配置在所述介电体部中,使得每隔着一个所述介电体层而相邻的二个所述内部电极中的一个与所述第一外部电极电连接,而且另一个与所述第二外部电极电连接。
11.如权利要求1所述的层叠式电子部件,其特征为,
等价串联电阻的值为40~150mΩ,而且动作时得出的所述等价串联电阻的值的标准偏差在10mΩ以下。
12.如权利要求10所述的层叠式电子部件,其特征为,
所述等价串联电阻值的所述标准偏差在8mΩ以下。
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