JP2009170706A - 積層電子部品 - Google Patents

積層電子部品 Download PDF

Info

Publication number
JP2009170706A
JP2009170706A JP2008008069A JP2008008069A JP2009170706A JP 2009170706 A JP2009170706 A JP 2009170706A JP 2008008069 A JP2008008069 A JP 2008008069A JP 2008008069 A JP2008008069 A JP 2008008069A JP 2009170706 A JP2009170706 A JP 2009170706A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electronic component
metal layer
internal electrode
internal electrodes
base body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008008069A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Nakamura
智彰 中村
Masami Kurabayashi
正美 倉林
Mikio Tawara
幹夫 田原
Jun Nishikawa
潤 西川
Kenji Saito
賢二 斉藤
Shoji Shibazaki
正二 柴崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taiyo Yuden Co Ltd filed Critical Taiyo Yuden Co Ltd
Priority to JP2008008069A priority Critical patent/JP2009170706A/ja
Publication of JP2009170706A publication Critical patent/JP2009170706A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

【課題】配線基板と電子部品素体との熱膨張の差による応力を緩和して、外部電極と内部電極との接合が切れることによる積層電子部品の静電容量の低下を防止する。
【解決手段】 積層セラミックコンデンサ1は、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック誘電体3を介して内部電極4が交互に積み重ねられている電子部品素体2を有しており、内部電極4の引出端部4aが露出している表面に外部電極5が形成された構造を有する。この外部電極5は、電子部品素体2に密着し引出端部4aと電気的に接続する下地金属層5aと、該下地金属層5aを保護する第一のメッキ金属層5bと半田濡れ性を向上させる第二のメッキ金属層5cとを有する。また、電子部品素体2の引出端部4a付近に、内部電極4に対して垂直方向に延びておりかつ内部電極4と接する溝6が形成されている。
【選択図】 図1

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサ、積層コンデンサアレイまたは積層LCR複合部品等の積層電子部品に関するもので、応力に対する耐性が良好な積層電子部品に関するものである。
積層セラミックコンデンサをはじめとする積層セラミック電子部品は、略直方体形状の電子部品素体と、前記電子部品素体内部に埋め込まれかつ前記電子部品素体の表面に露出する引出端部を有する内部電極と、前記電子部品素体の前記引出端部が露出している表面に形成されかつ前記内部電極と電気的に接続する少なくとも一対の外部電極とを有しており、外部電極は内部電極と接続する下地金属層のほか、下地金属層の保護や半田濡れ性を向上するためのメッキ金属層など、複数の導電層で構成されている。
このような積層電子部品は、半田付けによって配線基板上に実装され、電子回路を構成する。配線基板上に実装された積層電子部品は、様々な応力を受ける。例えば半田付け時にはリフロー炉等の熱による熱応力が積層電子部品にかかる。また、積層電子部品を配線基板上に実装した後には、配線基板のたわみ等による機械的な応力がかかる。このような応力は、特に外部電極にかかるので、外部電極と内部電極との接合が切れてしまうことがあった。そのため、積層電子部品の静電容量の低下が発生することがあった。
このような問題を解決する手段の一つとして、特開2002−203737号公報に開示されている手段が挙げられる。この方法では、ガラス含有率の高い緻密な第一電極層と、ガラス含有率の低いポーラスな第二電極層を備えることにより、配線基板のたわみ等による機械的な応力に対する耐久性を向上させるものである。
特開2002−203737号公報
しかしながら、上記特許文献1の手段では、熱応力に対しては耐久性の向上が困難であった。配線基板のたわみ等による機械的な応力は主に外部電極にかかる応力であるため、外部電極に応力を緩和する構造を持たせる上記手段は有効である。しかし、熱応力は配線基板と電子部品素体との熱膨張の差によって発生する応力であるため、熱応力を緩和するには配線基板と電子部品素体との熱膨張の差を緩和する必要がある。上記特許文献1の手段には、このような配線基板と電子部品素体との熱膨張の差を緩和する手段が開示されていない。
本発明は、配線基板と電子部品素体との熱膨張の差による応力を緩和して、外部電極と内部電極との接合が切れることによる積層電子部品の静電容量の低下を防止するものである。
本発明では、略直方体形状の電子部品素体と、前記電子部品素体内部に埋め込まれかつ前記電子部品素体の表面に露出する引出端部を有する内部電極と、前記電子部品素体の前記引出端部が露出している表面に形成されかつ前記内部電極と電気的に接続する外部電極と、を有する積層電子部品において、前記外部電極は、導電性金属とガラス成分を含む下地金属層を有しており、前記電子部品素体の前記引出端部付近に、前記内部電極に対して垂直方向に延びておりかつ前記内部電極と接する溝が形成されており、前記溝にはガラス成分が充填されている積層電子部品を提案する。
ガラス成分のヤング率は電子部品素体に用いられるチタン酸バリウムのヤング率よりも低いので、上記の解決手段の構造であれば、ガラス成分が充填された溝によって配線基板と電子部品素体との熱膨張の差による応力を緩和することができる。
本発明によれば、配線基板と電子部品素体との熱膨張の差による応力を緩和して、外部電極と内部電極との接合が切れることによる積層電子部品の静電容量の低下を防止することができる。
本発明に係る積層電子部品の実施形態を、積層セラミックコンデンサを例にとって説明する。なお、本発明は積層セラミックコンデンサの他、積層コンデンサアレイや積層LCフィルタ等の、積層型の複合電子部品に適用可能である。
図1は、本発明に係る積層セラミックコンデンサを示す模式的な縦断面図である。この積層セラミックコンデンサ1は、チタン酸バリウムを主成分とするセラミック誘電体3を介して内部電極4が交互に積み重ねられている電子部品素体2を有しており、内部電極4の引出端部4aが露出している表面に外部電極5が形成された構造を有する。この外部電極5は、電子部品素体2に密着し引出端部4aと電気的に接続する下地金属層5aと、該下地金属層5aを保護する第一のメッキ金属層5bと半田濡れ性を向上させる第二のメッキ金属層5cとを有する。また、電子部品素体2の引出端部4a付近に、内部電極4に対して垂直方向に延びておりかつ内部電極4と接する溝6が形成されている。
下地金属層5aは、内部電極4の引出端部4aと電気的に接続する役目を持っている。この下地導電層5aは、焼成後の電子部品素体2に導電ペーストを塗布して焼きつける方法で形成される。下地金属層5aに用いられる導電ペーストは、導電材料となる導電性金属と、電子部品素体2に密着させるための結合助剤となるガラス成分とを含んでいる。導電材料としては、Ni、Cu、Ag等が挙げられる。ガラス成分としては、Li−Si系ガラス、B−Si系ガラス等が用いられる。
第一のメッキ金属層5bは、下地金属層5a全体を覆い、下地金属層5aを保護する役目を持っている。この第一のメッキ金属層5bに用いられる金属としては、Ni、Cu等が挙げられる。また、第二のメッキ金属層5cは、第一のメッキ金属層5b全体を覆い、半田濡れ性を向上させる役目を持っている。第二のメッキ金属層5cに用いられる金属としては、SnまたはSn合金が挙げられる。
内部電極4は、電子部品素体2に埋め込まれており、セラミック誘電体3を介して対向する内部電極4は、各々の一方の端が互いに電子部品素体2の異なる表面に露出している。この露出している部分が引出端部4aとなる。内部電極4を構成する金属としては、Ni、Cu等の卑金属やAg、Pd等の貴金属が挙げられる。近年は大容量化により内部電極の枚数が増えているので、コストの面からNi、Cu等の卑金属が多く用いられる。
内部電極4の金属と、下地金属層5aの金属の組み合わせはセラミック誘電体3の材質等によって決定されるが、特に内部電極4をNi、下地金属層5aをCuとするのが好ましい。この組み合わせでは、内部電極4のNiと下地金属層5aのCuとの間で固相拡散が起こり、Ni−Cu合金を生成して、良好な接合状態を得ることができる。
溝6は、電子部品素体2の引出端部4a付近に、内部電極4に対して垂直方向に延びており、さらに内部電極4と接するように形成されている。この溝6にはガラス成分が充填されている。溝6に充填されているガラス成分は、下地金属層5aを形成するための導電ペーストに含まれているガラス成分と略同じである。また、溝6にはガラス成分の他、内部電極4の金属の一部が入り込んでいることもある。
溝6は、内部電極4から伸びる楔状になって電子部品素体2に食い込んでいる状態になっている。また、溝6に充填されているガラス成分は下地金属層5aを構成する導電ペーストから拡散してきたものなので、下地金属層5aと電子部品素体2とを強固に接合する。また、溝6に充填されているガラス成分は、例えばホウケイ酸亜鉛系ガラスでヤング率が6〜8GPa程度で、電子部品素体に用いられるチタン酸バリウムのヤング率40GPaよりも低い。これにより、積層セラミックコンデンサ1を配線基板上に実装したときに、配線基板と電子部品素体との熱膨張の差によって応力が発生しても、ヤング率の低いガラス成分によって応力が緩和される。この応力緩和の作用により、熱応力に対する耐久性を向上させることができる。
なお、ここで引出端部付近とは、図1に示すように、引出端部4aが露出している表面から溝6までの深さDに相当する。この深さDについては、特に制限はないが、8μm以上であれば内部電極4と下地金属層5aとの接合がより良好になる。
次に本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。まず下地導電層5aを形成する前の、焼成済みの電子部品素体2を用意する。
この電子部品素体2は次のようにして得られる。まずチタン酸バリウムを主成分とする耐還元性を有するセラミック粉末を有機バインダーと混練してスラリーを形成し、これをドクターブレード等でシート状に形成してセラミックグリーンシートを得る。このセラミックグリーンシートにスクリーン印刷によってNi導電ペーストを所定のパターンで塗布して内部電極パターンを形成する。内部電極パターンを形成したセラミックグリーンシートを所定の形状に打ち抜いて、この打ち抜いたセラミックグリーンシートを、静電容量を形成できるように所定枚数積み重ねて熱圧着して積層体を得る。この積層体を、所定の個別チップサイズ(例えば4.0mm×2.0mm)に切断分割して電子部品素体2の未焼成体を得る。この未焼成体を1100〜1300℃の窒素−水素雰囲気で焼成して、所定サイズ(例えば3.2mm×1.6mmサイズ)の電子部品素体2が得られる。
続いて、得られた電子部品素体2の、引出端部4aが露出している表面に、導電ペーストをディップ法により塗布する。この導電ペーストは、導電性金属としてCu、ガラス成分としてホウケイ酸亜鉛系ガラスを含んでいる。この導電ペーストを塗布した電子部品素体2を窒素雰囲気中で加熱して、下地金属層5aを形成する。このときの加熱温度は、用いる導電ペーストのガラス成分の軟化点よりも高い温度に設定する。例えば、ホウケイ酸亜鉛系ガラスの通常の焼付け温度が軟化点の約600℃よりも100〜300℃高い温度である場合、さらに20〜60℃高い温度で焼付けを行う。これにより導電ペースト中のガラス成分が電子部品素体2中に拡散する。
電子部品素体2中にガラス成分が拡散すると、ガラスが拡散している部分とガラスが拡散していない部分との境目に溝6が形成される。このメカニズムについては不明であるが、ガラス成分が拡散する深さによって溝6が形成される深さが決定される。なお、ガラスの拡散する深さは、導電ペーストの焼付け温度の他、セラミック誘電体3の材質や導電ペーストの導電性金属の種類によって調整が可能である。そして形成された溝6に、拡散したガラス成分の一部が充填される。
続いて、下地金属層5a上に、電解メッキ法によってメッキ金属層を形成する。メッキ金属層は一層でも良いが、下地の保護を目的としたCu、Ni等で構成される第一のメッキ金属層5b及び半田ぬれ性の向上を目的としたSn等で構成される第二のメッキ金属層5cの複数層のメッキ金属を形成しても良い。
次に、このようにして得られた積層セラミックコンデンサ1について、ヒートサイクル試験を行い、本発明の効果を検証する。焼付け温度を変えて溝6の深さを0μm(比較例)、3μm及び8μmにした試料を各々100個ずつ用意した。各試料をガラス−エポキシ樹脂基板に半田付けし、初期の静電容量を測定した。次いで1時間で−55℃〜+125℃の温度変化を1サイクルとして、各試料をヒートサイクル試験に投入した。初期の静電容量の10%以下になったものを静電容量NGとし、その個数を発生率とした。なお、溝6の深さDは、各試料5個ずつ抜き取り、側面から研磨して、下地金属層5aと電子部品素体2との境目から、溝6と内部電極4との接触部分までの距離を測定して、1個につき5箇所、計25点の平均値から求めた。その結果を図2のグラフに示す。
図2に示すように、溝6が形成されていない比較例すなわち0μmでは、100サイクルで40%以上の静電容量NGが発生している。しかし、溝6が形成されているものでは、500サイクルでも20%以下であり、特に深さDが8μmのものでは500サイクルでも静電容量NGが発生していないことがわかった。
上記の結果より、本発明によれば、配線基板と電子部品素体との熱膨張の差による応力を緩和して、外部電極と内部電極との接合が切れることによる積層電子部品の静電容量の低下を防止することができる。
本発明の積層セラミックコンデンサを模式的に示す部分断面図である。 ヒートサイクル試験の結果を示すグラフである。
符号の説明
1 積層セラミックコンデンサ
2 電子部品素体
3 セラミック誘電体
4 内部電極
4a 引出端部
5 外部電極
5a 下地導電層
5b 第一のメッキ金属層
5c 第ニのメッキ金属層
6 溝

Claims (1)

  1. 略直方体形状の電子部品素体と、前記電子部品素体内部に埋め込まれかつ前記電子部品素体の表面に露出する引出端部を有する内部電極と、前記電子部品素体の前記引出端部が露出している表面に形成されかつ前記内部電極と電気的に接続する外部電極と、を有する積層電子部品において、
    前記外部電極は、導電性金属とガラス成分を含む下地金属層を有しており、
    前記電子部品素体の前記引出端部付近に、前記内部電極に対して垂直方向に延びておりかつ前記内部電極と接する溝が形成されており、
    前記溝にはガラス成分が充填されている
    ことを特徴とする積層電子部品。


JP2008008069A 2008-01-17 2008-01-17 積層電子部品 Withdrawn JP2009170706A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008008069A JP2009170706A (ja) 2008-01-17 2008-01-17 積層電子部品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008008069A JP2009170706A (ja) 2008-01-17 2008-01-17 積層電子部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009170706A true JP2009170706A (ja) 2009-07-30

Family

ID=40971552

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008008069A Withdrawn JP2009170706A (ja) 2008-01-17 2008-01-17 積層電子部品

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009170706A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013161983A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Tdk Corp 積層電子部品
KR101528431B1 (ko) * 2014-11-12 2015-06-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층 세라믹 콘덴서
KR101535752B1 (ko) * 2014-11-11 2015-07-09 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층 세라믹 콘덴서
JP2017022365A (ja) * 2015-07-14 2017-01-26 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP2017059633A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059630A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
KR20190116130A (ko) * 2019-07-08 2019-10-14 삼성전기주식회사 커패시터 부품

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005217128A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Kyocera Corp セラミック電子部品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005217128A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Kyocera Corp セラミック電子部品

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013161983A (ja) * 2012-02-06 2013-08-19 Tdk Corp 積層電子部品
KR101535752B1 (ko) * 2014-11-11 2015-07-09 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층 세라믹 콘덴서
KR101528431B1 (ko) * 2014-11-12 2015-06-11 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 적층 세라믹 콘덴서
JP2017022365A (ja) * 2015-07-14 2017-01-26 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ
JP2017059633A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
JP2017059630A (ja) * 2015-09-15 2017-03-23 Tdk株式会社 積層電子部品
KR20190116130A (ko) * 2019-07-08 2019-10-14 삼성전기주식회사 커패시터 부품
KR102333093B1 (ko) * 2019-07-08 2021-12-01 삼성전기주식회사 커패시터 부품
US11264170B2 (en) 2019-07-08 2022-03-01 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Capacitor component
US11651899B2 (en) 2019-07-08 2023-05-16 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Capacitor component
US11935701B2 (en) 2019-07-08 2024-03-19 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Capacitor component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102076145B1 (ko) 적층 세라믹 전자 부품 및 그 실장 기판과 제조 방법
KR101053329B1 (ko) 세라믹 전자부품
KR101659209B1 (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 이를 구비한 기판
KR101079382B1 (ko) 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법
KR101927731B1 (ko) 적층 세라믹 콘덴서
JP5532581B2 (ja) セラミック電子部品
JP2009170706A (ja) 積層電子部品
KR102292798B1 (ko) 적층 세라믹 커패시터 및 그 제조방법
JP4492158B2 (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP5220837B2 (ja) 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
JP2012227197A (ja) 積層セラミックコンデンサ
JP4463045B2 (ja) セラミック電子部品及びコンデンサ
JP2012151175A (ja) セラミック電子部品、セラミック電子部品の実装構造、およびセラミック電子部品の製造方法
KR20120064865A (ko) 적층 세라믹 캐패시터 및 그 제조 방법
JP6911754B2 (ja) 電子部品および積層セラミックコンデンサ
JP5668429B2 (ja) 積層セラミック電子部品
JP2005243944A (ja) セラミック電子部品
JP4953989B2 (ja) 積層コンデンサおよびコンデンサ実装基板
KR20140046301A (ko) 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법
KR20210085449A (ko) 전자 부품
KR101496816B1 (ko) 적층 세라믹 전자 부품 및 그 실장 기판
JP2001015371A (ja) チップ型セラミック電子部品及びその製造方法
KR20230079891A (ko) 세라믹 전자부품
JP4463046B2 (ja) セラミック電子部品及びコンデンサ
JP3909285B2 (ja) 配線基板

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110111

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120423

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120501

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120620

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20121121

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20130220