JP2021136322A - 積層セラミック電子部品 - Google Patents
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Abstract
Description
(第1の実施の形態)
この発明の第1の実施の形態に係る積層セラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサについて説明する。
図1は、この発明の第1の実施の形態に係る積層セラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサを示す外観斜視図である。図2は、この発明の第1の実施の形態に係る積層セラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサを示す他の外観斜視図である。図3は、図1の線III−IIIにおける断面図である。図4は、図3に示す積層セラミックコンデンサの断面図における外部電極の拡大断面図である。図5は、図1の線V−Vにおける断面図である。
また、積層体12に、半導体セラミックを用いた場合、積層セラミック電子部品は、サーミスタ素子として機能する。半導体セラミック材料の具体例としては、たとえば、スピネル系セラミック材料などが挙げられる。
また、積層体12に、磁性体セラミックを用いた場合、積層セラミック電子部品は、インダクタ素子として機能する。また、インダクタ素子として機能する場合は、内部電極層16は、コイル状の導体となる。磁性体セラミック材料の具体例としては、たとえば、フェライトセラミック材料などが挙げられる。
第1の外層部15bは、積層体12の第1の主面12a側に位置し、第1の主面12aと最も第1の主面12aに近い内部電極層16との間に位置する複数枚のセラミック層14の集合体である。
第2の外層部15cは、積層体12の第2の主面12b側に位置し、第2の主面12bと最も第2の主面12bに近い内部電極層16との間に位置する複数枚のセラミック層14の集合体である。
第1の外層部15bと第2の外層部15cに挟まれた領域が有効層部15aである。
なお、外層部15aの厚みは、10μm以上3000μm以下であることが好ましい。
第1の内部電極層16aの一端側には、積層体12の第1の端面12eに引き出された第1の引出電極部18aを有する。第2の内部電極層16bの一端側には、積層体12の第2の端面12fに引き出された第2の引出電極部18bを有する。具体的には、第1の内部電極層16aの一端側の第1の引出電極部18aは、積層体12の第1の端面12eに露出している。また、第2の内部電極層16bの一端側の第2の引出電極部18bは、積層体12の第2の端面12fに露出している。
樹脂層を焼き付け層の上に形成する場合、樹脂層は、たとえば導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂層であってもよい。樹脂層のうちの最も厚い部分の厚みは、0.1μm以上50μm以下であることが好ましい。
めっき層26は、複数層によって形成されてもよい。この場合、めっき層26は、下地電極層24上に形成されるNiめっきによる下層めっき層28と、下層めっき層28上に形成されるSnめっきによる上層めっき層30の2層構造であることが好ましい。
すなわち、第1のめっき層26aは、第1の下層めっき層28aと、下層めっき層28aの表面に位置する第1の上層めっき層30aとを有する。
また、第2のめっき層26bは、第2の下層めっき層28bと、第2の下層めっき層28bの表面に位置する第2の上層めっき層30bとを有する。
Niめっきによる下層めっき層28は、下地電極層24が積層セラミックコンデンサ10を実装する際の半田によって侵食されることを防止するために用いられ、Snめっきによる上層めっき層30は、積層セラミックコンデンサ10を実装する際の半田の濡れ性を向上させて、容易に実装することができるようにするために用いられる。
めっき層一層あたりの厚みは、0.1μm以上、5.0μm以下であることが好ましい。
第1の絶縁層40aは、第1の主面12a側に位置する第1の下地電極層24aの端縁部24a1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第1の絶縁層40aは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第1の下地電極層24aの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40bは、第1の主面12aに位置する第2の下地電極層24bの端縁部24b1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第2の絶縁層40bは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第2の下地電極層24bの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40bの表面の一部には、第1の主面12a側に位置する第2のめっき層26bの一部が覆うように配置される。
これにより、積層セラミックコンデンサ10を実装基板に対して安定して実装することができる。
次に、この発明の第1の実施の形態の第1の変形例に係る積層セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサについて説明する。なお、本実施の形態では、積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサ10Aについて説明するが、積層セラミックコンデンサに限定されない。
本発明の変形例である積層セラミックコンデンサ10Aは、絶縁層40Aの配置が、下地電極層24を覆うと共に複数の層により形成されるめっき層26の間に配置される点を除いて、積層セラミックコンデンサ10の構成と同様のものである。従って、積層セラミックコンデンサ10と同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。
すなわち、第1のめっき層26aは、第1の下層めっき層28aと、下層めっき層28aの表面に位置する第1の上層めっき層30aとを有する。
また、第2のめっき層26bは、第2の下層めっき層28bと、第2の下層めっき層28bの表面に位置する第2の上層めっき層30bとを有する。
第1の絶縁層40Aaは、第1の主面12a側に位置する第1の下層めっき層28aの端縁部28a1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第1の絶縁層40Aaは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第1の下層めっき層28aの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40Abは、第1の主面12aに位置する第2の下層めっき層28bの端縁部28b1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第2の絶縁層40Abは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第2の下層めっき層28bの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40Abの表面の一部には、第1の主面12a側に位置する第2のめっき層26bの一部が覆うように配置される。より具体的には、第2の絶縁層40Abの表面の一部には、第1の主面12a側に位置する第2の上層めっき層30bの一部が覆うように配置される。
これにより、積層セラミックコンデンサ10を実装基板に対して安定して実装することができる。
この発明の第1の実施の形態の第2の変形例に係る積層セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサについて説明する。なお、本実施の形態では、積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサ10Bについて説明するが、積層セラミックコンデンサに限定されない。
第1の実施の形態の第2の変形例に係る積層セラミックコンデンサ10Bは、積層体12の第1の主面12a側に位置するめっき層26が、絶縁層40Bを覆っていない点を除き、図1に示した第1の実施の形態の積層セラミックコンデンサ10の構造と同様のものである。従って、積層セラミックコンデンサ10と同一の部分には同一の符号を付してその説明は省略する。
第1の絶縁層40Baは、第1の主面12a側に位置する第1の下地電極層24aの端縁部24a1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第1の絶縁層40Baは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第1の下地電極層24aの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40Bbは、第1の主面12aに位置する第2の下地電極層24bの端縁部24b1の全体のみを覆うように配置される。より具体的には、第2の絶縁層40Bbは、積層体12の第1の主面12aのセラミック層14の表面から第1の主面12a側に位置する第2の下地電極層24bの表面にかけて連続して配置される。
第2の絶縁層40Bbの表面には、第1の主面12a側に位置する第2のめっき層26bは覆われない。
これにより、積層セラミックコンデンサ10を実装基板に対して安定して実装することができる。
この発明の第2の実施の形態に係る積層セラミック電子部品の一例として、積層セラミックコンデンサについて説明する。なお、本実施の形態では、積層セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサ10Cについて説明するが、積層セラミックコンデンサに限定されない。
第2の実施の形態に係る積層セラミックコンデンサ10Cは、絶縁層40Cが、積層セラミックコンデンサ10Cの第1の主面12b側の全体を覆っており、外部電極22がその最外部に最外電極50をさらに含む点を除いて、積層セラミックコンデンサ10の構成と同様のものである。従って、積層セラミックコンデンサ10と同一の部分には、同一の符号を付してその説明は省略する。
このように、積層体12の第1の主面12a側に露出する第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bを含む、第1の主面12a全面に絶縁層40Cが形成されることで、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22bの間におけるイオンマイグレーションによるショートを抑制することができる。
また、第1の最外電極50aの下端は、積層体12aの第1の端面12eの下端からさらに下方に離れるように延びて形成されるので、絶縁層40Cの端部42aと第1の最外電極50aとの接触箇所が限定され、第2の最外電極50bの下端は、積層体12aの第2の端面12fの下端から下方に離れるように延びて形成されるので、絶縁層40Cの端部42bと第2の最外電極50bとの接触箇所が限定される。
これにより、積層セラミックコンデンサ10を実装基板に対して安定して実装することができる。
すなわち、図10に示す積層セラミックコンデンサ10Cによれば、第1の外部電極22aの表面の内、積層体12の第1の主面12a側の表面と、第1の外部電極22aおよび第2の外部電極22b間に位置する第1の主面12aのセラミック層14の表面と、第2の外部電極22bの表面の内、積層体12の第1の主面12a側の表面とに亘って形成されていることから、積層セラミックコンデンサ10Cを実装基板に実装する際に、絶縁層40Cにより半田のフィレットの高さが抑制され、積層セラミックコンデンサ10の振動が低減するので、鳴きを低減させることができるとともに、実装基板に対するたわみに起因する積層セラミックコンデンサ10への応力に対する機械的ストレスを緩和させることができる。
次に、この積層セラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサの製造方法の一例について、説明する。
(2)次に、誘電体シート上に、たとえば、スクリーン印刷やグラビア印刷などにより、所定のパターンで内部電極用の導電性ペーストが印刷され、それにより内部電極パターンが形成される。
(3)さらに、内部電極パターンが形成されていない外層用の誘電体シートが所定枚数積層され、その上に内部電極が形成された誘電体シートが順次積層され、その上に外層用の誘電体シートが所定枚数積層されて、積層シートが作製される。
(5)次に、積層ブロックが所定のサイズにカットされ、積層チップが切り出される。このとき、バレル研磨などにより、積層チップの角部および稜線部に丸みがつけられてもよい。
(6)さらに、積層チップを焼成することにより、積層体12が作製される。このときの焼成温度は、誘電体や内部電極の材料にもよるが、900℃以上1300℃以下であることが好ましい。
(7)すなわち、得られた積層体12の両端面にめっき処理を施し、内部電極の露出部の上に、下地めっき膜を形成する。めっき処理を行うにあたっては、電解めっき、無電解めっきのどちらを採用してもよいが、無電解めっきはめっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するというデメリットがある。したがって、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。
なお、表面導体を形成する場合は、あらかじめ最外層のセラミックグリーンシート上に表面導体パターンを印刷して、セラミック素体と同時焼成してもよく、また、焼成後のセラミック素体の主面上に表面導体を印刷してから焼き付けてもよい。
それから、上記絶縁材料の物性に応じて、熱硬化もしくは乾燥させることによって、絶縁層40が積層セラミックコンデンサに固着される。
(9)さらに、必要に応じて、外部電極用の導電性ペーストの焼付け層の表面に、めっきが施される。
次に、上記した積層セラミック電子部品の一例である積層セラミックコンデンサの実装構造100について、特に、たとえば図15および図16を参照しながら、詳細に説明する。図15は、この発明の第1の実施の形態に係る積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサの実装構造体の一例を示す要部斜視図である。図16は、図15に示す積層セラミックコンデンサの実装構造体の線XVI−XVIにおける断面図である。
すなわち、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施の形態に対し、機序、形状、材質、数量、位置又は配置等に関して、様々の変更を加えることができるものであり、それらは、本発明に含まれるものである。
12 積層体
12a 第1の主面
12b 第2の主面
12c 第1の側面
12d 第2の側面
12e 第1の端面
12f 第2の端面
14 セラミック層
15a 有効層部
15b 第1の外層部
15c 第2の外層部
16 内部電極層
16a 第1の内部電極層
16b 第2の内部電極層
18a 第1の引出電極部
18b 第2の引出電極部
20a 対向電極部
20b Wギャップ
20c Lギャップ
22 外部電極
22a 第1の外部電極
22b 第2の外部電極
24 下地電極層
24a 第1の下地電極層
24b 第2の下地電極層
26 めっき層
26a 第1のめっき層
26b 第2のめっき層
28 下層めっき層
28a 第1の下層めっき層
28b 第2の下層めっき層
30 上層めっき層
30a 第1の上層めっき層
30b 第2の上層めっき層
40、40A、40B、40C 絶縁層
40a、40Aa、40Ba 第1の絶縁層
40b、40Ab、40Bb 第2の絶縁層
50 最外電極
50a 第1の最外電極
50b 第2の最外電極
100 積層セラミックコンデンサの実装構造体
102 実装基板
104 基板本体
106 実装面
108 ランド電極
110 半田
Claims (9)
- 積層された複数のセラミック層と複数の内部電極層とを有し、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面と、を有する積層体と、
前記第1の端面を覆い、前記第1の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置される第1の外部電極と、
前記第2の端面を覆い、前記第2の端面から延伸して前記第1の主面、前記第2の主面、前記第1の側面および前記第2の側面を覆って配置される第2の外部電極と、
を有する積層セラミック電子部品であって、
前記積層体の前記第1の主面側の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面上に位置する前記第1の外部電極の端縁部を覆うように連続して配置され、かつ前記積層体の前記第1の主面側の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面上に位置する前記第2の外部電極の端縁部を覆うように連続して配置される絶縁層を有し、
前記積層体の前記第1の主面の表面から前記絶縁層の前記第1の主面側における表面までの積層方向をt1とし、前記積層体の前記第1の主面の表面から前記第1の外部電極の前記第1の主面側における表面までの積層方向の寸法、および前記積層体の前記第1の主面の表面から前記第2の外部電極の前記第1の主面側における表面までの積層方向の寸法をt2としたとき、t2>t1である、積層セラミック電子部品。 - 前記第1の外部電極は、少なくとも第1の下地電極層と前記第1の下地電極層の表面に配置される第1のめっき層とを有し、
前記第2の外部電極は、少なくとも第2の下地電極層と前記第2の下地電極層の表面に配置される第2のめっき層とを有し、
前記絶縁層は、
前記積層体の前記第1の主面の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面側に位置する前記第1の下地電極層の端縁部を覆うように連続して配置され、前記積層体の前記第1の主面の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面側に位置する前記第2の下地電極層の端縁部を覆うように連続して配置される、請求項1に記載の積層セラミック電子部品。 - 前記第1の外部電極は、少なくとも第1の下地電極層と前記第1の下地電極層の表面に配置される第1のめっき層とを有し、
前記第2の外部電極は、少なくとも第2の下地電極層と前記第2の下地電極層の表面に配置される第2のめっき層とを有し、
前記第1のめっき層および前記第2のめっき層は、複数層に形成され、
前記積層体の前記第1の主面の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面側に位置する複数層に形成された前記第1のめっき層のうちの1つのめっき層の端縁部を覆うように連続して配置され、前記積層体の前記第1の主面の前記セラミック層から前記積層体の前記第1の主面側に位置する複数層に形成された前記第2のめっき層のうちの1つのめっき層の端縁部を覆うように連続して配置される絶縁層を有する、請求項1に記載の積層セラミック電子部品。 - 前記内部電極層は、前記第1の端面側に引き出され、前記第1の外部電極と電気的に接続される第1の内部電極層と、前記第2の端面側に引き出され、前記第2の外部電極と電気的に接続される第2の内部電極層と、を有し、
前記第1の内部電極層および前記第2の内部電極層が対抗する対向電極部よりも前記長さ方向における外側に、前記絶縁層の第1の端面側および第2の端面側に位置する端縁を有する、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。 - 前記絶縁層は、セラミックにより形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
- 前記セラミックは、Al2O3、PZT、SiC、SiO2、またはMgOにより形成されることを特徴とする、請求項5に記載の積層セラミック電子部品。
- 前記絶縁層は、樹脂により形成されることを特徴とする、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。
- 前記絶縁層は、前記積層セラミック電子部品の前記第1の主面側の全体を覆うように配置され、
前記第1の外部電極の前記第1の端面側に第1の最外電極を含み、
前記第2の外部電極の前記第2の端面側に第2の最外電極を含み、
前記第1の最外電極および前記第2の最外電極は、CuおよびNiから選ばれる少なくとも1種の高融点金属と低融点金属としてのSnとを含む金属間化合物を主成分としている、請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の積層セラミック電子部品。 - 前記金属間化合物は、SnとCu−Ni合金との反応により生成された金属間化合物である、請求項8に記載の積層セラミック電子部品。
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