JP2000182879A - セラミック電子部品 - Google Patents

セラミック電子部品

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JP2000182879A
JP2000182879A JP10354920A JP35492098A JP2000182879A JP 2000182879 A JP2000182879 A JP 2000182879A JP 10354920 A JP10354920 A JP 10354920A JP 35492098 A JP35492098 A JP 35492098A JP 2000182879 A JP2000182879 A JP 2000182879A
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徹 渡辺
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Yasunobu Yoneda
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/228Terminals
    • H01G4/232Terminals electrically connecting two or more layers of a stacked or rolled capacitor
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリント回路基板などに実装された際のプリ
ント回路基板のたわみ等に起因する外力を効果的に吸収
することができ、セラミック素体の割れや欠けが生じ難
い、信頼性に優れたセラミック電子部品を得る。 【解決手段】 端子電極7,8が、第1の電極層7a,
8aと、導電性樹脂よりなる第2の電極層7b,8bと
を積層した構造を有し、セラミック素体2のコーナー部
分が曲率半径Rの曲面状となるように丸められており、
第1の電極層7a,8aの被り部の相手方の端子電極側
端部8a1 と、第1の電極層8aが形成されている端面
2bとの間の長さ寸法をA、セラミック素体の長さ寸法
をBとしたときに、A≦0.1B、かつR≧Aとされて
おり、第2の電極層7b,8bの被り部の先端が、第1
の電極層7a,8aの被り部の先端よりも相手方端子電
極に向かって50μm以上延ばされている、セラミック
電子部品1。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばセラミック
コンデンサのようなセラミック電子部品に関し、より詳
細には、セラミック素体の端面に形成された端子電極の
構造が改良されたセラミック電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子機器の小型化に伴い、プリン
ト回路基板などに表面実装可能なセラミック電子部品が
広く用いられている。この種のセラミック電子部品を基
板上に実装した状態を図4に示す。
【0003】セラミック電子部品51は、セラミック素
体52の両端面に端子電極53,54を形成した構造を
有する。端子電極53,54が半田55,56によりプ
リント回路基板57上の電極(図示せず)に電気的に接
続されるとともに、セラミック電子部品51がプリント
回路基板57に固定されている。
【0004】ところで、半田55,56による半田付け
を行ったプリント回路基板57が、図4の破線Xで示す
ようにたわむことがある。プリント回路基板57がたわ
むと、実装されているセラミック電子部品51に外力が
加わり、セラミック素体52においてクラックが発生し
たり、セラミック電子部品51とプリント回路基板57
との接合部分が部分的に破壊したり、電気的特性が劣化
したりすることがある。
【0005】そこで、上記のようなプリント回路基板5
7のたわみなどに起因する外力を吸収し得るセラミック
電子部品が提案されている。例えば、特開平5−144
665号公報などには、熱硬化性樹脂に金属粉末を混合
してなる電極層を設けることにより、上記外力の吸収を
図り得る構成が示されている。図5を参照して、この従
来のセラミック電子部品を説明する。
【0006】図5に示すセラミック電子部品61では、
セラミック焼結体よりなるセラミック素体62内に、内
部電極63a〜63dがセラミック層を介して重なり合
うように配置されている。セラミック素体62の対向端
面62a,62bに、それぞれ、端子電極64,65が
形成されている。
【0007】端子電極64,65は、それぞれ、第1の
電極層64a,65a、第2の電極層64b,65b及
び第3の電極層64c,65cを積層した構造を有す
る。第1の電極層64a,65aは、導電ペーストの塗
布・焼付けにより形成されている。第2の電極層64
b,65bは、金属粉末にバインダとして熱硬化性樹脂
を添加してなる材料を塗工し、硬化させることにより形
成されている。第3の電極層64c,65cは、半田付
け性を高めるために形成されており、第2の電極層64
b,65b上にSnや半田等をめっきすることにより形
成されている。
【0008】第2の電極層64b,65bが、上記のよ
うに金属粉末に熱硬化性樹脂を添加してなる材料により
構成されているので、該熱硬化性樹脂によりプリント回
路基板のたわみ等に起因する外力が吸収される。また、
上記熱硬化性樹脂をマトリクスとするため、第2の電極
層64b,65bは無孔性であり、加工中またはセラミ
ック電子部品61の駆動中における外部からの水分の侵
入を遮断することができ、それによって電気的特性の安
定化を図ることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たセラミック電子部品61においても、プリント回路基
板に実装された後に、プリント回路基板が大きくたわん
だ場合には、加わる外力を十分に吸収することができな
いことがあった。すなわち、第2の電極層64b,65
bにより外力が一応吸収されるものの、電極層64b,
65bによる外力の吸収には限度があった。
【0010】特に、第2の電極層64b,65bの導電
性を高めるべく、金属粉末の含有割合を高めた場合に
は、外力吸収効果がかなり低下しがちであった。本発明
の目的は、プリント回路基板などに実装された際にプリ
ント回路基板のたわみ等に起因する外力が加わったとし
ても、そのような外力を効果的に吸収することができ、
セラミック素体の割れやクラックが生じ難く、かつ電気
的特性の劣化も生じ難い、信頼性に優れたセラミック電
子部品を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、対向し合う一
対の端面と、一対の端面を結ぶ上面、下面及び一対の側
面とを有するセラミック素体の各端面に端面だけでな
く、上面、下面及び一対の側面に至る被り部を有するよ
うに端子電極が形成されているセラミック電子部品にお
いて、前記端子電極が、金属ペーストの焼き付けまたは
めっきにより形成された第1の電極層と、第1の電極層
上に形成されており、導電性樹脂よりなる第2の電極層
とを有し、前記セラミック素体の端面と、上面、下面及
び一対の側面とのなす端縁が曲率半径Rの曲面状となる
ように丸められており、前記端子電極の第1の電極層の
被り部の相手方の端子電極側端部と、該第1の電極層が
形成されている端面との間の長さ寸法をA、前記対向し
合う一対の端面を結ぶセラミック素体の長さ寸法をBと
したときに、A≦0.1Bであり、かつR≧Aとされて
おり、第2の電極層の被り部の相手方の端子電極側端部
が、第1の電極層の相手方の端子電極側端部よりも相手
方端子電極に向かって少なくとも50μm以上延ばされ
ていることを特徴とする。
【0012】本発明に係るセラミック電子部品では、第
2の電極層上に、さらに第3の電極層が形成されていて
もよく、第3の電極層としては、半田付け性を高めるた
めに、SnまたはSn合金のめっき膜を含むものが好適
に用いられる。
【0013】また、本発明に係るセラミック電子部品
は、外部電極を有する積層セラミック電子部品であって
もよく、その場合には、セラミック素体内に複数の内部
電極が配置されており、複数の内部電極が一対の端面の
何れかに引き出されて端子電極に電気的に接続されるこ
とになる。もっとも、本発明は、積層セラミック電子部
品だけでなく、内部電極を有しない形式のセラミック電
子部品にも適用することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施例を説明することにより、本発明をより具体的に
説明する。
【0015】図1(a)は、本発明の一実施例に係るセ
ラミック電子部品としての積層コンデンサを示す断面図
である。積層コンデンサ1は、略直方体状のセラミック
焼結体からなるセラミック素体2を有する。セラミック
素体2は、対向し合っている一対の端面2a,2bと、
端面2a,2bを結ぶ上面2c,2d及び両側面(図示
されず)とを有する。セラミック素体2内には、セラミ
ック層を介して重なり合うように内部電極3〜6が形成
されている。内部電極3,5は、端面2aに引き出され
ており、内部電極4,6は、端面2bに引き出されてい
る。
【0016】また、セラミック素体2においては、コー
ナー部が丸められている。すなわち、端面2a,2b
と、上面2c,下面2d及び両側面とのなす端縁が曲率
半径Rの曲面状となるように丸められている(図1
(b)参照)。
【0017】上記セラミック素体2は、周知の積層セラ
ミック電子部品の製造方法に従って得られる。すなわ
ち、内部電極3〜6が印刷されたセラミックグリーンシ
ートを積層し、上下に無地のセラミックグリーンシート
を適宜の枚数積層し、厚み方向に加圧することにより積
層体を得る。この積層体を焼成し、セラミック焼結体を
得る。得られたセラミック焼結体を、バレル研磨などに
より研磨し、上記端面2a,2bと、上面2c,下面2
d及び両側面とをなす端縁を丸めることにより、セラミ
ック素体2が得られる。
【0018】セラミック素体2の端面2a,2bを覆う
ように、端子電極7,8が形成されている。端子電極
7,8は、それぞれ、第1の電極層7a,8a、第2の
電極層7b,8b及び第3の電極層7c,8cを順に積
層した構造を有する。
【0019】第1の電極層7a,8aは、セラミック素
体2の端面2a,2b上にAgペーストなどの金属ペー
ストを塗布し、焼き付けることにより形成されている。
もっとも、第1の電極層7a,8aは、導電ペーストの
塗布・焼付けではなく、いわゆる金属の乾式めっきによ
り形成されてもよい。
【0020】第1の電極層7a,8a上に形成されてい
る第2の電極層7b,8bは、例えばエポキシ樹脂にフ
ィラーとしてAgを含ませた導電性樹脂により構成され
ている。すなわち、導電性樹脂を第1の電極層7a,8
a上に塗布し、硬化させることにより第2の電極層7
b,8bが形成されている。
【0021】第3の電極層7c,8cは、第2の電極層
7b,8b上にNiめっき膜及び/またはSnやSn合
金めっき膜を形成することにより構成されており、それ
によって端子電極7,8の半田付け性が高められてい
る。
【0022】本実施例のセラミック電子部品1において
は、端子電極7,8の第1の電極層7a,8aの被り部
の相手方の端子電極側端部と該第1の電極層7a,8a
が形成されている端面2a,2bとの間の長さ寸法を
A、セラミック素体の長さ寸法をBとしたときに、A≦
0.1Bとされている。
【0023】上記長さ寸法Aを、図1(a)を参照して
端子電極8を例に取り説明する。端子電極8の第1の電
極層8aは、端面2bだけでなく、上面2c、下面2d
及び両側面にも至るように、すなわち被り部を有するよ
うに形成されている。ここで、第1の電極層8aの被り
部の相手方の端子電極側端部8a1 とは、第1の電極層
8aの被り部の内、端子電極7側の端部8a1 をいうも
のとする。この被り部の相手方の端子電極側端部8a1
と、第1の電極層8aが形成されている端面2bとの間
のセラミック素体2の長さ方向に沿う距離をAとする。
【0024】また、セラミック素体の長さ寸法Bは、一
対の端面2a,2bを結ぶ方向に沿うセラミック素体の
外形寸法をいうものとする。また、本実施例では、セラ
ミック素体2の端面2a,2bと、上面2c、下面2d
及び一対の側面とのなす端縁が曲率半径Rの曲面状とな
るように丸められており、かつR≧Aとされている。
【0025】さらに、第2の電極層7b,8bの被り部
の相手方端子電極側端部は、第1の電極層の被り部の相
手方端子電極側端部よりも相手方の端子電極に向かって
少なくとも50μm以上延ばされている。これを、図1
(b)を参照して端子電極8を例に取り説明する。第2
の電極層8bの被り部の相手方の端子電極側端部8b 1
と、第1の電極層8aの被り部の相手方端子電極側端部
8a1 との間の距離Cが、少なくとも50μm以上とさ
れている。
【0026】本実施例では、上記のように、A≦0.1
Bであり、R≧Aであり、距離Cが50μm以上とされ
ており、さらに第2の電極層7b,8bが導電性樹脂に
より構成されているので、後述の実験例から明らかなよ
うに、プリント回路基板に表面実装された際にプリント
回路基板が大きくたわんだとしても、該たわみに起因す
る外力を効果的に吸収することができ、それによってて
セラミック素体2の欠けや割れを効果的に抑制すること
ができる。
【0027】次に、具体的な実験例につき説明する。リ
ラクサ系セラミックスを用い、80層の内部電極3〜6
が形成されている、2.0mm×1.2mmの外形寸法
のセラミック焼結体を用意した。このセラミック焼結体
の端面2a,2bと、上面2c、下面2d及び一対の側
面とがなす端縁をバレル研磨により研磨し、該端縁部分
を丸めた。このようにして、該端縁部分が丸められて構
成された曲面の曲率半径Rが120μmであるセラミッ
ク素体2を得た。
【0028】このセラミック素体2に、Agペーストを
塗布し、焼き付けることにより、30μmの厚みの第1
の電極層7a,8aを形成した。次に、第1の電極層7
a,8a上に、導電性エポキシ樹脂を塗工し、厚み12
0μmの導電性樹脂よりなる第2の電極層7b,8bを
形成した。さらに、第2の電極層7b,8b上に、Ni
めっき層及び半田めっき層を順に形成し、2層構造の第
3の電極層7c,8cを形成した。
【0029】上記のようにして積層コンデンサを得るに
あたり、第1の電極層7a,8aの被り部の相手方の端
子電極側端部と該端子電極7,8が形成されている端面
7a,8aとの間の長さ寸法Aを種々異ならせ、長さ寸
法Aが0.04B、0.07B、0.14B、0.21
Bの各積層コンデンサを得た。
【0030】また、曲率半径がR=170μm、R=2
00μmと異なるセラミック素体を用いて、各々長さ寸
法AをA=0.05B〜0.30B、A=0.06B〜
0.35Bとした種々の積層コンデンサを得た。
【0031】上記のようにして得られた各積層コンデン
サを、図2(a)に示すように、2mmの厚みのガラス
エポキシ基板11上に、半田を用いて表面実装した。し
かる後、ガラスエポキシ基板11の上面を、図2(b)
に示すように、積層コンデンサ1が実装されている面が
突出するようにたわませた。この場合、端面2a,2b
を結ぶ方向の中心において、ガラスエポキシ基板11の
上面が上方に5mm突出するようにガラスエポキシ基板
11をたわませた。
【0032】上記のようにしてガラスエポキシ基板11
をたわませた場合のセラミック素体2におけるクラック
や割れの発生を目視により観察した。結果を下記の表1
〜3に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】表1〜3から明らかなように、長さ寸法A
がセラミック素体2の長さ寸法Bの10%以下であり、
かつ研磨により曲面とされた部分の曲率半径R以下とな
るように長さ寸法Aを設定することにより、セラミック
電子部品1におけるセラミック素体2の欠けや割れを防
止し得ることがわかる。
【0037】これに対して、長さ寸法Aがセラミック素
体2の長さ寸法Bの10%を超えると、長さ寸法Aとコ
ーナー部分の曲面の曲率半径Rとの関係の如何に関わら
ず、セラミック素体2のクラックや割れがかなりの割合
で発生した。また、長さ寸法Aを長さ寸法Bの10%以
下とした場合であっても、被り部の上記長さ寸法Aをコ
ーナー部分の曲率半径Rよりも大きくした場合には、や
はりセラミック素体2の欠けや割れがかなりの割合で発
生した。
【0038】上記のように、A≦0.1Bであり、かつ
R≧Aとすることにより、セラミック素体2の割れや欠
けを抑制し得るのは、以下の理由によると考えられる。
すなわち、ガラスエポキシ基板11がたわんだ場合、該
たわみに起因する応力は、焼き付けにより形成された第
1の電極層7a,8aの相手方端子電極側端部7a1
8a1 に集中する。従って、図3(b)に略図的に示す
ように外力Fがセラミック焼結体2に部分的に集中す
る。
【0039】しかしながら、セラミック素体2の端面2
a,2bと、上面2c、下面2d及び一対の側面とのな
す端縁が丸められており、かつR≧Aの場合には、図3
(a)に示すように、この曲面部分において外F力が分
散し、それによってセラミック素体2に加わる外力の分
散によりセラミック素体2の割れや欠けが抑制されるも
のと考えられる。そして、この応力の分散程度が、上記
長さ寸法Aとセラミック素体2の長さ寸法Bとの関係、
及び上記曲面部分の曲率半径Rと第1の電極層の電極被
り部の長さ寸法Aとの関係に依存するため、A≦0.1
B、かつR≧Aとすることにより、セラミック素体2の
割れや欠けを抑制し得るものと考えられる。
【0040】次に、上記実験例と同様にして、但し、第
2の電極層7b,8bの被り部の相手方の端子電極側端
部と、第1の電極層の被り部の相手方端子電極側端部と
の間の距離Cを種々異ならせ、種々の積層コンデンサを
得た。なお、第2の実験例においては、R=120μ
m、A=0.07Bとした。上記のようにして得た種々
の積層コンデンサについて、第1の実験例と同様にたわ
み試験を行い、セラミック素体2にクラックや割れが生
じているか否かを目視により確認した。結果を下記の表
4に示す。
【0041】
【表4】
【0042】表4から明らかなように、R=120μ
m、A=0.07Bであり、かつ距離Cが50μm未満
の場合には、R≧Aであったとしても、セラミック素体
2の割れや欠けがかなりの割合で発生していることがわ
かる。これに対して、距離Cを50μm以上とした場合
には、A≦0.1B及びR≧Aを満たした場合、セラミ
ック素体2の割れや欠けを確実に抑制し得ることがわか
る。
【0043】従って、本発明のように、第1の電極層の
電極被り部における上記長さ寸法Aを、セラミック素体
の長さ寸法Bの10%以下とし、かつ上記セラミック素
体2の端縁の丸められている部分の曲率半径Rを長さA
以上とし、さらに前述した距離Cを50μm以上とする
ことにより、プリント回路基板などに実装された際のプ
リント回路基板などのたわみに起因する外力を効果的に
吸収することができ、セラミック素体2の割れや欠けを
確実に抑制し得ることがわかる。
【0044】なお、上記実施例では、第2の電極層7
b,8b上にめっき性及び半田付け性を高めるためにN
iめっき層及びSnめっき層からなる第3の電極層7
c,8cを形成したが、第3の電極層は単一のめっき膜
で形成してもよく、さらに第3の電極層は特に形成され
ずともよい。
【0045】
【発明の効果】本発明に係るセラミック電子部品では、
端子電極が金属ペーストの焼き付けまたは金属の乾式め
っきにより形成された第1の電極層と、導電性樹脂より
なる第2の電極層とを有し、セラミック素体の端面と、
上面、下面、及び一対の側面とがなす端縁が曲率半径R
の曲面となるように丸められており、上記第1の電極層
の電極被り部の相手方の端子電極側端部と該第1の電極
層が形成されている端面との間の長さ寸法Aがセラミッ
ク素体の長さ寸法Bの10%以下であり、R≧Aとされ
ており、第2の電極層の被り部の相手方の端子電極側端
部が、第1の電極層の被り部の相手方端子電極側端部よ
りも相手方端子電極に向かって少なくとも50μm以上
延ばされているので、プリント回路基板などに実装され
た際に、プリント回路基板が周囲温度の変化などにより
たわんだとしても、セラミック素体の割れや欠けを確実
に防止することができる。従って、加工時及び使用時の
セラミック素体の不良を低減することができるととも
に、電気的特性が安定であり、信頼性に優れたセラミッ
ク電子部品を提供することが可能となる。
【0046】また、第2の電極層上にSnまたはSn合
金をめっきすることにより形成されためっき膜を有する
第3の電極層を形成した場合には、プリント回路基板な
どに実装する際の半田付け性を高めることができる。
【0047】本発明においては、上記セラミック素体
は、内部電極を有しないものであってもよく、内部電極
を有するものであってもよい。内部電極を有する場合、
複数の内部電極は一対の端面に引き出されて端子電極に
電気的に接続されるが、このような内部電極を有するセ
ラミック素体を用いることにより、従来から周知の積層
コンデンサなどに本発明を好適に用いることができ、信
頼性に優れた積層セラミック電子部品を提供することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は、本発明の一実施例に係る
セラミック電子部品を説明するための縦断面図及び上部
を拡大して示す部分切欠縦断面図。
【図2】(a)及び(b)は、本発明の一実施例に係る
セラミック電子部品をガラスエポキシ基板に実装した状
態及びガラスエポキシ基板をたわませた状態を説明する
ための各略図的側面図。
【図3】(a)及び(b)は、基板がたわんだ際にセラ
ミック素体に加わる応力を説明するための図であり、
(a)は従来のセラミック電子部品に応力が加わった状
態を説明するための部分切欠断面図、(b)は本発明の
一実施例に係るセラミック電子部品における応力が加わ
った状態を説明するための部分切欠断面図。
【図4】従来のセラミック電子部品を説明するための側
面図。
【図5】従来のセラミック電子部品の一例を説明するた
めの縦断面図。
【符号の説明】
1…セラミック電子部品 2…セラミック素体 2a,2b…端面 2c…上面 2d…下面 3〜6…内部電極 7,8…端子電極 7a,8a…第1の電極層 7b,8b…第2の電極層 7c,8c…第3の電極層 8a1 …第1の電極層の電極層被り部の相手方端子電極
側端部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Fターム(参考) 5E001 AB03 AC03 AD03 AE00 AF00 AF06 AH01 AH06 AH07 AH08 AJ03 5E082 AA01 AB03 BC33 BC38 EE04 EE35 EE42 FG06 FG26 FG52 FG54 GG10 GG11 GG26 GG28 HH43 HH51 JJ03 JJ05 JJ12 JJ21 JJ23 LL02 MM22 MM24 PP09

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対向し合う一対の端面と、一対の端面を
    結ぶ上面、下面及び一対の側面とを有するセラミック素
    体の各端面に端面だけでなく、上面、下面及び一対の側
    面に至る被り部を有するように端子電極が形成されてい
    るセラミック電子部品において、 前記端子電極が、金属ペーストの焼き付けまたはめっき
    により形成された第1の電極層と、第1の電極層上に形
    成されており、導電性樹脂よりなる第2の電極層とを有
    し、 前記セラミック素体の端面と、上面、下面及び一対の側
    面とのなす端縁が曲率半径Rの曲面状となるように丸め
    られており、 前記端子電極の第1の電極層の被り部の相手方の端子電
    極側端部と、該第1の電極層が形成されている端面との
    間の長さ寸法をA、前記対向し合う一対の端面を結ぶ方
    向に沿うセラミック素体の長さ寸法をBとしたときに、
    A≦0.1Bであり、かつR≧Aとされており、 前記第2の電極層の被り部の相手方の端子電極側端部
    が、第1の電極層の被り部の相手方の端子電極側端部よ
    りも相手方の端子電極に向かって少なくとも50μm以
    上延ばされていることを特徴とする、セラミック電子部
    品。
  2. 【請求項2】 前記第2の電極層上に形成されており、
    かつSnまたはSn合金めっき膜を含む第3の電極層を
    さらに備えることを特徴とする、請求項1に記載のセラ
    ミック電子部品。
  3. 【請求項3】 前記セラミック素体内に配置された複数
    の内部電極を有し、複数の内部電極が一対の端面の何れ
    かに引き出されて前記端子電極に電気的に接続されてい
    る、請求項1または2に記載のセラミック電子部品。
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