JP2005243944A - Ceramic electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セラミック電子部品に関し、特に直方体の一方の端面に複数の端子電極を有するセラミック電子部品の端子電極の構造に関するものである。 The present invention relates to a ceramic electronic component, and more particularly to a structure of a terminal electrode of a ceramic electronic component having a plurality of terminal electrodes on one end face of a rectangular parallelepiped.
代表的なセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。 As a typical ceramic electronic component, a description will be given taking a multiple capacitor as an example.
図4は、従来の多連型コンデンサを示す図であり、(a)は外観斜視図、(b)はX−X線断面図である。 4A and 4B are diagrams showing a conventional multiple capacitor, where FIG. 4A is an external perspective view, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line XX.
図に示すように、多連型コンデンサ30の積層素体31は、誘電体層32を複数積層して形成されている。
As shown in the figure, the
また、積層素体31の各誘電体層(セラミック層)32間に、例えば複数の第1及び第2の容量形成電極(内部導体)33、34が対向形成され、第1の容量形成電極33は積層素体31の一端面に、第2の容量形成電極34は積層素体31の他端面に延出している。
In addition, a plurality of first and second capacitance forming electrodes (internal conductors) 33 and 34 are formed to face each other between the dielectric layers (ceramic layers) 32 of the
さらに、複数の端子電極35、36は、積層素体31の端面及びこの端面に接する主面にまたがって形成されている。これにより、端子電極35、36の端面部分で、第1及び第2の容量形成電極33、34と接続している。また、端子電極35、36の主面部分(実装面)は、配線基板との実装が確実のものとしている。
Further, the plurality of
また、端子電極35、36の表面には、必要に応じて、表面メッキ層(図示せず)が形成されている。
Further, a surface plating layer (not shown) is formed on the surfaces of the
このような多連型コンデンサ30は、一方の主面(実装面)を下にして配線基板11上の配線パターン12に半田13などの接合材により表面実装される。
Such a
ここで、近年、多連型コンデンサ30は、携帯型電話機や携帯型コンピュータなどの携帯型電子機器への需要が増えてきている。 Here, in recent years, demand for portable electronic devices such as portable telephones and portable computers has been increasing.
しかしながら、携帯型電子機器は、使用時や携帯時において、落下などによる衝撃が、機器内部の配線基板に実装されている多連型コンデンサ30に加わり、図4に示すように、多連型コンデンサ30にクラック38が発生するという問題点があった。
However, when the portable electronic device is used or carried, impact due to dropping or the like is applied to the
そこで、図5に示すように、複数積層された誘電体層42間に容量形成電極(内部導体)43、44が形成された直方体の積層素体41と、積層素体41の端面から主面にまたがるように形成されるとともに、容量形成電極43、44に接続し、且つ金属成分及びガラス成分を含む導電性ペーストを焼き付けた下地導体層45a、46aと、下地導体層45a、46aの主面部及び積層素体41主面にまたがるように形成された導電性樹脂層45b、46bとからなる端子電極45、46とを備えた多連型コンデンサ40が特開2003−7567号公報に開示されている(特許文献1参照)。
しかしながら、近年、発明者の調査によれば、積層素体41の端面と主面との面取り部、端子電極45、46及び接合材13が接している部分を起点としてクラック38が発生し、積層素体41の側面に進行することがわかってきている。すなわち、図5に示す多連型コンデンサ40では、積層素体41の端面と主面との面取り部には下地導体層45a、46aのみが形成されているため、積層素体41の端面と主面との面取り部に生じる応力を緩和するには限界があり、落下などによる衝撃が厳しくなった場合、クラック38の発生を防止するには限界があった。
However, recently, according to the inventor's investigation, the
また、下地導体層45a、46aは、ガラス成分を含むため、このガラス成分を起点としてクラック38が発生しやすくなっていた。
In addition, since the
さらに、下地導体層45a、46aは、導電性ペーストを焼き付けて形成されるため、積層素体41の主面に形成される下地導体層45a、46aの厚みを精度良く制御することが困難であり、多連型コンデンサ40のT方向の寸法バラツキの原因となっていた。また、導電性樹脂層45b、46bは、積層素体41の主面において下地導体層45a、46aにのり上げるように形成されるため、多連型コンデンサ40のT方向の寸法が大きくなり、小型化が困難であるという問題点があった。
Furthermore, since the
本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、耐衝撃性に優れているとともに、寸法精度が良好であり、小型化が可能であるセラミック電子部品を提供することにある。 The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a ceramic electronic component that has excellent impact resistance, good dimensional accuracy, and can be miniaturized. There is to do.
本発明は、複数のセラミック層を間に内部導体を介して積層することにより直方体状の積層素体を形成するとともに、該積層素体の側面より主面にかけて前記内部導体に電気的に接続される端子電極を形成してなるセラミック電子部品において、前記端子電極が、前記積層素体の側面に被着される金属メッキ層と、前記積層素体の主面より前記金属メッキ層の端部上にかけて被着される導電性樹脂層とで形成されていることを特徴とするものである。 The present invention forms a rectangular parallelepiped multilayer body by laminating a plurality of ceramic layers with an internal conductor interposed therebetween, and is electrically connected to the internal conductor from the side surface to the main surface of the multilayer body. In the ceramic electronic component formed by forming the terminal electrode, the terminal electrode is attached to a side surface of the multilayer body, and the end of the metal plating layer is above the main surface of the multilayer body. It is characterized by being formed with a conductive resin layer to be applied over.
また、前記積層素体の側面と主面との間の角部に曲面状の面取りが施されており、該面取り部上で前記金属メッキ層と導電性樹脂層とが重畳されていることを特徴とするものである。 Further, a curved chamfer is applied to a corner portion between the side surface and the main surface of the multilayer body, and the metal plating layer and the conductive resin layer are superimposed on the chamfered portion. It is a feature.
さらに、前記導電性樹脂層が内方より外方に向かって漸次厚く形成されていることを特徴とするものである。 Furthermore, the conductive resin layer is formed so as to be gradually thicker from the inside toward the outside.
そして、前記導電性樹脂層のヤング率が0.1〜15GPaであることを特徴とするものである。 And the Young's modulus of the said conductive resin layer is 0.1-15GPa, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、端子電極が、積層素体の側面に被着される金属メッキ層と、積層素体の主面より金属メッキ層の端部上にかけて被着される導電性樹脂層とで形成されている。すなわち、ヤング率が小さい導電性樹脂層の存在により、応力を吸収できるとともに、金属メッキ層はガラス成分を含まないため、落下などによる衝撃が厳しくなった場合も、クラックをより効果的に低減できる。 According to the present invention, the terminal electrode includes the metal plating layer that is deposited on the side surface of the multilayer body, and the conductive resin layer that is deposited from the main surface of the multilayer body to the end of the metal plating layer. Is formed. That is, the presence of the conductive resin layer having a low Young's modulus can absorb stress, and the metal plating layer does not contain a glass component, so that even when the impact due to dropping becomes severe, cracks can be reduced more effectively. .
また、積層素体の側面と主面との間の角部に曲面状の面取りが施されており、面取り部上で金属メッキ層と導電性樹脂層とが重畳されている。すなわち、積層素体の面取り部に形成される端子電極の内、ヤング率が小さい導電性樹脂層の体積が占める割合を大きくすることができることから、このことによっても、落下などの衝撃によるクラックをより効果的に低減できる。 In addition, a curved chamfer is applied to the corner between the side surface and the main surface of the multilayer body, and the metal plating layer and the conductive resin layer are superimposed on the chamfer. That is, the proportion of the volume of the conductive resin layer having a small Young's modulus among the terminal electrodes formed on the chamfered portion of the multilayer body can be increased. It can reduce more effectively.
さらに、金属メッキ層は、積層素体の主面に形成されないことから、T方向の寸法バラツキを低減できるため、寸法精度が良好になる。また、T方向の寸法を小さくできることにより、小型化が可能である。 Furthermore, since the metal plating layer is not formed on the main surface of the multilayer body, the dimensional variation in the T direction can be reduced, so that the dimensional accuracy is improved. Further, since the dimension in the T direction can be reduced, the size can be reduced.
さらに、導電性樹脂層が内方より外方に向かって漸次厚く形成されているため、T方向の寸法を増大させることなく、積層素体の面取り部に形成される端子電極の内、ヤング率が小さい導電性樹脂層の体積が占める割合を大きくすることができることから、このことによっても、落下などの衝撃によるクラックをより効果的に低減できるとともに、寸法精度が良好であり、且つ小型化が可能である。 Furthermore, since the conductive resin layer is formed to be gradually thicker from the inside to the outside, the Young's modulus among the terminal electrodes formed on the chamfered portion of the multilayer body without increasing the dimension in the T direction. Since the proportion of the volume of the small conductive resin layer can be increased, this can also reduce cracks due to impacts such as dropping more effectively, with good dimensional accuracy, and miniaturization. Is possible.
そして、導電性樹脂層のヤング率が0.1〜15GPaである。すなわち、導電性樹脂層のヤング率が15GPaより大きい場合、落下などの衝撃によるクラックを低減できなくなる。一方、導電性樹脂層のヤング率が0.1GPa未満である場合、外部応力により変形しやすくなる。 And the Young's modulus of a conductive resin layer is 0.1-15GPa. That is, when the Young's modulus of the conductive resin layer is greater than 15 GPa, cracks due to impact such as dropping cannot be reduced. On the other hand, when the Young's modulus of the conductive resin layer is less than 0.1 GPa, the conductive resin layer is easily deformed by external stress.
以下、本発明のセラミック電子部品を図面に基づいて説明する。 The ceramic electronic component of the present invention will be described below with reference to the drawings.
代表的なセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。 As a typical ceramic electronic component, a description will be given taking a multiple capacitor as an example.
図1は、本発明の多連型コンデンサを示す断面図である。図2は、図1の多連型コンデンサを配線基板上に表面実装した状態を示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multiple capacitor of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the multiple capacitor of FIG. 1 is surface-mounted on a wiring board.
図において、10は多連型コンデンサ(セラミック電子部品)、1は積層素体、2は誘電体層(セラミック層)、3、4は内部導体、5、6は端子電極である。また、11は配線基板、12は配線パターン、13は半田(接合材)である。 In the figure, 10 is a multiple capacitor (ceramic electronic component), 1 is a multilayer body, 2 is a dielectric layer (ceramic layer), 3 and 4 are internal conductors, and 5 and 6 are terminal electrodes. Further, 11 is a wiring board, 12 is a wiring pattern, and 13 is solder (bonding material).
図1に示すように、多連型コンデンサ10の積層素体1は、誘電体層2を複数積層して形成されている。
As shown in FIG. 1, the
誘電体層2は、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分とする非還元性誘電体材料、及びガラス成分を含む誘電体材料からなり、その形状は、2.0mm×1.2mmなどであり、その厚みは高容量化のために1〜5μmとしている。この誘電体層2が図上、上方向に積層して積層素体1が構成される。なお、誘電体層2の形状、厚み、積層数は容量値によって任意に変更することができる。
The
積層素体1の各誘電体層2間に、例えばNiを主成分とする内部導体3、4が形成され、その厚みは1〜2μmであり、内部導体3、4の端部が積層素体1の両端面あるいは端面と主面の面取り部に夫々延出している。また、内部導体3、4は、誘電体層2を挟んで対向形成される容量形成電極3a、4aと、積層素体1の積層方向の上下側且つ端面付近に形成されるとともに、互いに対向しないダミー電極3b、4bとからなる。ここで、図中では、積層素体1の端面に容量形成電極3a、4aの端部が延出するとともに、積層素体1の端面と主面の面取り部にダミー電極3bb、4bの端部が延出しているが、積層素体1の端面にダミー電極3b、4の一部の端部が延出するようにしても良く、また積層素体1の端面と主面の面取り部に容量形成電極3a、4aの一部の端部が延出するようにしても良い。
Between each
端子電極5、6は、積層素体1の一対の長辺側端面に被着形成され、且つ内部導体3、4にそれぞれ接続されている。
The
本発明の特徴的なことは、端子電極5、6が、積層素体1の側面に被着される金属メッキ層5a、6aと、積層素体1の主面より金属メッキ層5a、6aの端部上にかけて被着される導電性樹脂層5b、6bとで形成されていることである。
The characteristic feature of the present invention is that the
また、積層素体1の側面と主面との間の角部に曲面状の面取りが施されており、面取り部上で金属メッキ層5a、6aと導電性樹脂層5b、6bとが重畳されている。
Further, a curved chamfer is applied to the corner between the side surface and the main surface of the
さらに、導電性樹脂層5b、6bが内方より外方に向かって漸次厚く形成されている。
Further, the
そして、導電性樹脂層5b、6bのヤング率が0.1〜15GPaである。
The Young's modulus of the
導電性樹脂層5b、6bは、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹脂に、Cu、Ni、Agなどの導電性粉末が含有させて構成されている。
The
金属メッキ層5a、6aは、Niメッキ層の他、Ag、Au、Pd、Ptなどの酸化しにくい金属メッキ層が挙げられる。
Examples of the
また、金属メッキ層5a、6aの厚みをt1、内部導体3、4(容量形成電極3a、4a及び/またはダミー電極3b、4b)の端部が積層素体1の端面に露出する間隔の最大値をt2とした場合、t1/t2≧1.5の範囲にあることが望ましい。このことにより、メッキ工程において、金属メッキ層5a、6aが複数の内部導体3、4間に存在する誘電体層2を越えて、複数の内部導体(容量形成電極3a、4a及び/またはダミー電極3b、4b)の端部にまたがるように、十分に成長させることができる。
Further, the thickness of the
さらに、多連型コンデンサ10のT方向の寸法をT、積層素体1の端面及び端面と主面との面取り部の曲率半径をRとした場合、0.02≦R/T≦0.2、好ましくは0.05≦R/T≦0.1の範囲にあることが望ましい。すなわち、R/T<0.02の範囲にある場合、積層素体1の端面と主面との面取り部において、金属メッキ層及び導電性樹脂層(5a−5b、6a−6b)が十分接続するための面積を確保できない。一方、R/T>0.2の範囲にある場合、異なる極の容量形成電極と金属メッキ層(3a−6a、3b−5a)間の導通が発生しないようにするために、エンドマージンを大きくしたり、容量形成電極3a、4aの積層数を小さくする必要があるため、多連型コンデンサ10の大容量化が困難になる。
Further, when the dimension in the T direction of the
以下、本発明の多連型コンデンサ10の製造方法について説明する。なお、各符号は焼成の前後で区別しないものとする。
Hereinafter, a method for manufacturing the
まず、誘電体層となるセラミックグリーンシート2上に、導電ペーストをスクリーン印刷で形成し、容量形成電極3a、4a及びダミー導体3b、4bを形成する。
First, a conductive paste is formed by screen printing on the ceramic
次に、このようなセラミックグリーンシート2を、容量形成電極3a、4aが互いに対向し、且つ容量形成電極3a、4aが互いに異なる端面に延出するとともに、ダミー導体3b、4bが互いに異なる端面に延出するように所定の積層枚数重ねた後、切断して各コンデンサユニットNを含む未焼成状態の積層素体1とし、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成する。これにより、積層素体1の一対の端面には、各コンデンサユニットN毎に容量形成電極3a、4a及びダミー導体3b、4bが露出している。
Next, such a ceramic
次に、上記容量形成電極3a、4a及びダミー導体3b、4bの延出領域を被覆するように、通常の無電解メッキ法を用いて金属メッキ層5a、6aを形成する。
Next,
まず、容量形成電極3a、4a及びダミー導体3b、4bの延出している部分にメッキ被膜が形成される。そして、メッキ処理の時間の経過とともにメッキ被膜が成長し、隣接しあう容量形成電極3a、4a及びダミー導体3b、4b同士間のメッキ被膜が互いに架橋して結果として、延出領域の複数の容量形成電極3a−3a間、ダミー導体3b−3b間の電気的な接続、及び別の延出領域の複数の容量形成電極4a−4a間、ダミー導体4b−4b間の電気的な接続が達成され、延出領域全面にわたって金属メッキ層5a、6aが形成される。なおこのとき、例えば金属メッキ層5a、6aがNiメッキ層、Snメッキ層の2層構造である場合、通常の電気メッキ法あるいは無電解メッキ法を用いて、まずNiメッキ層を形成した後、Snメッキ層を形成する。
First, a plating film is formed on the extended portions of the
その後、金属メッキ層5a、6aに接続するとともに、積層素体1の主面から端面と主面との面取り部にまたがるように、夫々導電性のエポキシ系熱硬化性導電性樹脂層5b、6bを塗布、乾燥、硬化の各工程を順次経て形成する。塗布方法としては、スクリーン印刷法、ディスペンサからの滴下法などが用いられる。このとき、実装面側(あるいは反対側)の一対の導電性樹脂層5b、6bを形成した後、実装面と反対側(あるいは実装面側)の一対の導電性樹脂層5b、6bを形成する方法により、平坦な面に導電性樹脂層5b、6bを形成することになるため、精度良く形成することができる。
After that, the conductive epoxy thermosetting
このようにして、金属メッキ層5a、6a及び導電性樹脂層5b、6bとからなる端子電極5、6が形成される。必要に応じて、導電性樹脂層5b、6bを被覆するように、Niメッキ層、Snメッキ層などの表面メッキ層(図示せず)を形成するようにしても良い。
Thus, the
このようにして、本発明の多連型コンデンサ10が得られる。
In this way, the
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and improvements can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上記実施の形態ではセラミック電子部品として多連型コンデンサ10を用いて説明したが、本発明は、端子電極5、6が積層素体1の端面からそれに隣接する3面または4面にまたがるように形成された通常の積層セラミックコンデンサにも適用できる。また、端子電極5、6が、積層素体1の端面からそれに隣接する1面にのみまたがるように形成されたセラミック電子部品にも適用できる。さらに、本発明は、他の電子部品や、半導体部品などの他のセラミック電子部品にも適用できる。
For example, although the above embodiment has been described using the
図3は、本発明の多連型コンデンサの他の実施の形態を示す断面図である。同図によれば、積層素体1の積層方向の上下側且つ端面付近に形成されるダミー電極3b、4bの他、容量形成電極3a、4aと略同一平面に配置されるとともに、金属メッキ層5a、6aに夫々接続されるダミー電極3b、4bが形成されている。このことにより、隣接する内部導体(3a−3c、4a−4c)の端部が積層素体1の端面に露出する間隔をさらに小さくでき、これらの内部導体(3a−3c、4a−4c)にまたがるように金属メッキ層5a、6aを形成しやすくなる。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another embodiment of the multiple capacitor of the present invention. According to the figure, in addition to the
10・・・・多連型コンデンサ(セラミック電子部品)
1・・・・・積層素体
2・・・・・誘電体層
3、4・・・内部導体
3a、4a・容量形成電極
3b、4b・ダミー導体
5、6・・・端子電極
5a、6a・金属メッキ層
5b、6b・導電性樹脂層
11・・・・配線基板
12・・・・配線パターン
13・・・・半田
10 ... Multiple capacitors (ceramic electronic parts)
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記端子電極が、前記積層素体の側面に被着される金属メッキ層と、前記積層素体の主面より前記金属メッキ層の端部上にかけて被着される導電性樹脂層とで形成されていることを特徴とするセラミック電子部品。 A rectangular parallelepiped multilayer body is formed by laminating a plurality of ceramic layers with an internal conductor interposed therebetween, and a terminal electrode electrically connected to the internal conductor from the side surface to the main surface of the multilayer body is provided. In the formed ceramic electronic component,
The terminal electrode is formed of a metal plating layer deposited on the side surface of the multilayer body and a conductive resin layer deposited from the main surface of the multilayer body to the end of the metal plating layer. Ceramic electronic parts characterized by
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