CN107210131B - 电容器以及模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够抑制脱层的产生的电容器以及使用了该电容器的可靠性高的模块。电容器具备电介质部(9)和在该电介质部(9)的周围设置的覆盖部(11),电介质部(9)通过陶瓷层(5)与内部电极层(7)交替层叠而成,覆盖部(11)具有气孔(12),并且将覆盖部(11)中的位于相对于陶瓷层(5)与内部电极层(7)的层叠方向而垂直的方向上的部位设为侧面覆盖部(11A),在将该侧面覆盖部(11A)沿着宽度方向三等分为电介质部侧区域(11Aa)、中央区域(11Ab)以及表面侧区域(11Ac)时,电介质部侧区域(11Aa)的气孔(12)的数量比中央区域(11Ab)以及表面侧区域(11Ac)的气孔(12)的数量多。
Description
技术领域
本发明涉及电容器以及安装有该电容器的模块。
背景技术
电容器具有对电子电路中的电流以及电压进行控制的功能或者作为蓄电池的功能,因此被用于多数的电子设备。
作为电容器的例子,可举出层叠陶瓷电容器、薄膜电容器、铝电解电容器以及钽电容器。
在上述的电容器中,与其他电容器相比,层叠陶瓷电容器维持高的静电电容并同时推进小型化,向便携电话等小型电子设备应用的需要日趋增加。
图9的(a)是示意性地表示通常的层叠陶瓷电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
层叠陶瓷电容器100包括电容器主体101和在电容器主体101的两端部设置的外部电极103。以下,将层叠陶瓷电容器记作电容器。
电容器主体101具备通过陶瓷层105与内部电极层107交替层叠而成的电介质部109、以及设置于电介质部109的周围的覆盖部111。
电容器当被施加电压时产生电介质部109沿着层叠方向延伸的电致伸缩效应,但此时设置于电介质部109的周围的覆盖部111不产生电致伸缩效应,因此在电介质部109与覆盖部111之间产生变形,有时会在覆盖部111内的变形集中的部分产生脱层(例如参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2002-289456号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于,提供能够抑制脱层的产生的电容器以及使用该电容器的可靠性高的模块。
用于解决课题的方案
本发明的电容器具备电介质部和在该电介质部的周围设置的覆盖部,所述电介质部通过陶瓷层与内部电极层交替层叠而成。
在该电容器中,所述覆盖部具有气孔,并且将所述覆盖部中的位于相对于所述陶瓷层与所述内部电极层的层叠方向而垂直的方向上的部位设为侧面覆盖部。
另外,在该电容器中,在将所述侧面覆盖部沿着宽度方向三等分为电介质部侧区域、中央区域以及表面侧区域时,所述电介质部侧区域的气孔的数量比所述中央区域以及所述表面侧区域的气孔的数量多。
本发明的模块通过在布线基板的表面上安装电容器而成,所述模块的特征在于,所述电容器是上述的电容器。
发明效果
根据本发明的电容器以及模块,能够得到不容易产生脱层的电容器和由此可靠性高的模块。
附图说明
图1的(a)是示意性地表示本发明的电容器的第一实施方式的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图,(d)是将(b)中的覆盖部附近(A部)放大后的简要剖视图。
图2的(a)是示意性地表示第二实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图3的(a)是示意性地表示在布线基板的表面上作为电子部件的示例而安装有电容器的模块的一部分的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图4的(a)是示意性地表示第三实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图5的(a)是示意性地表示第四实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图6的(a)是示意性地表示第五实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图7的(a)是示意性地表示第六实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图8是表示本实施方式的电容器的制造方法的示意图。
图9的(a)是示意性地表示以往的层叠陶瓷电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
具体实施方式
图1的(a)是示意性地表示本发明的电容器的第一实施方式的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图,(d)是将(b)中的覆盖部附近(A部)放大后的简要剖视图。
电容器具有电容器主体1和在电容器主体1的对置的两端部设置的外部电极3。
电容器主体1具有电介质部9和在该电介质部9的周围设置的覆盖部11。
电介质部9是通过陶瓷层5与内部电极层7交替层叠而成的电介质部。
在此,电介质部9是有助于静电电容的显现的部位。覆盖部11是不显现静电电容的部位。覆盖部11由包含与陶瓷层5同样的主成分的陶瓷形成,但只要电容器满足所期望的介电特性以及机械特性即可,也可以是与陶瓷层5不同的组成。
在此,以下将覆盖部11中的位于相对于陶瓷层5与内部电极层7的层叠方向而垂直的方向上的侧面侧的覆盖部11A设为侧面覆盖部11A。
另一方面,将在电介质部9的上表面侧以及下表面侧设置的覆盖部11设为外层覆盖部11B。
在构成电容器主体1的覆盖部11存在气孔12。气孔12定义为直径为0.1μm以上的孔。在该情况下,气孔12的直径在覆盖部11的截面上成为气孔12的开口径。
气孔12例如在通过电子显微镜观察图1的(d)所示那样的区域时呈现与覆盖部11的陶瓷不同的色彩,因此能够确认到。通过电子显微镜进行的观察例如以倍率2000~5000倍进行。
在表示电容器的特征部分的情况下,如图1的(b)、(d)所示,采用将侧面覆盖部11A沿着宽度方向三等分的方法。
在此,侧面覆盖部11A的宽度WA如图1的(d)所示,是指从电介质部9与侧面覆盖部11A的分界B到侧面覆盖部11A的外表面11a为止的间隔。
将侧面覆盖部11A沿着宽度WA的方向三等分而得到的各区域从电介质部9侧起是电介质部侧区域11Aa、中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac。
电介质部侧区域11Aa、中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac各自的宽度以附图标记Wa、Wb以及Wc表示。
在该电容器中,电介质部侧区域11Aa的气孔12的数量比中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac的气孔12的数量多。
在此,气孔12的数量具有差异是指,电介质部侧区域11Aa中的气孔12的数量在与中央区域11Ab的气孔12的数量以及表面侧区域11Ac的气孔12的数量分别比较时为1.2倍以上的情况。
在以往的电容器中,陶瓷层105以及内部电极层107进一步薄层化,在内部电极层107的面积比率以及层叠数量增大的电容器中,还有时在覆盖部111产生脱层。
与此相对,根据第一实施方式的电容器,电介质部侧区域11Aa中的气孔12的数量比中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac各自中的气孔12的数量多,因此在侧面覆盖部11A中,与电介质部9接近的区域的刚性低。
由此,即使在向电容器施加电压而使电介质部9因电致伸缩效应沿着层叠方向延伸了的情况下,也能够减少在电介质部9与侧面覆盖部11A之间产生的变形。
其结果是,能够抑制在侧面覆盖部11A产生脱层。
在该情况下,在上述电容器中,若形成为气孔12的数量随着从表面侧区域11Ac朝向电介质部侧区域11Aa而逐渐增多的构造,则能够进一步提高可利用侧面覆盖部11A整体来缓和侧面覆盖部11A从电介质部9受到的变形的影响这样的效果。
需要说明的是,由于该电容器的侧面覆盖部11A的表面侧区域11Ac致密,因此电容器的耐湿性高。
气孔12的数量通过利用扫描型电子显微镜观察电容器的截面,并对拍摄出的照片进行解析来求出。
具体而言,在如图1的(b)所示的截面那样加工了电容器之后,拍摄图1的(d)所示那样的规定区域的照片。接着,从该照片将侧面覆盖部11A沿着宽度WA的方向三等分而确定电介质部侧区域11Aa、中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac,通过计数而求出各区域的气孔12的数量。此时,对气孔12进行计数的区域设为在层叠方向上相同的高度方向的位置。在图1的(d)中是作为间隔t而示出的位置。在该情况下,不对位于为了区分各区域而绘出的线上的气孔12进行计数。
另外,在该电容器中,在电介质部侧区域11Aa中的气孔12的平均直径D1比表面侧区域11Ac中的气孔12的平均直径D2大时,能够进一步降低在电容器产生脱层的概率。
本发明的电容器可以向上述的第一实施方式的结构还添加以下的结构。
图2的(a)是示意性地表示第二实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
图3的(a)是示意性地表示在布线基板的表面上安装有电容器的模块的一部分的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
在第二实施方式的电容器中,如图2的(b)、(c)所示,构成电容器主体1的侧面覆盖部11A的气孔率在将电介质部9沿着层叠方向二等分时的上层侧与下层侧不同。
即,在第二实施方式的电容器中,存在于侧面覆盖部11A的内部的气孔12的数量在沿着层叠方向观察电介质部9时向一侧偏倚。
若在构成电容器主体1的侧面覆盖部11A中,除了具有上述的第一实施方式的构造以外,而且气孔12的数量在层叠方向上也成为不同的状态,则借助存在于侧面覆盖部11A的内部的气孔12,能够在电容器的层叠方向的一侧被约束而在电容器的内部产生应力这样的情况下缓和该应力。
例如,在电容器20如图3的(a)、(b)、(c)所示那样通过焊料等接合构件23而固接在布线基板21的表面上的情况下,电容器20被接合构件23约束。就该约束力而言,在电容器20的层叠方向上,在布线基板21侧与其相反侧之间,布线基板21侧的约束力大。
在这样的情况下,在电容器20产生大的应力,根据情况的不同,有时在电容器20产生裂纹。
在第二实施方式的电容器20中,存在于侧面覆盖部11A的气孔12的数量偏倚。在将电容器20安装于布线基板21时,以气孔12的数量多的一侧与布线基板21的表面接近的方式安装。
即,在电容器20如图3的(a)、(b)、(c)所示那样安装在布线基板21的表面上时,能够通过存在于侧面覆盖部11A的布线基板21侧的内部的气孔12来对产生于电容器20的应力进行缓和。
其结果是,能够抑制在电容器20产生裂纹。
以下所示的第三实施方式的电容器30、第四实施方式的电容器40在上述的第一实施方式的结构或第二实施方式的结构的基础上分别还添加了以下的结构。
图4的(a)是示意性地表示第三实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
第三实施方式的电容器30是以第一实施方式的结构为基础的电容器。电容器30在如图3的(b)、(c)所示那样将覆盖部11中的位于电介质部9的层叠方向的上表面侧以及下表面侧的两个覆盖部分别设为外层覆盖部11Ba、11Bb时,气孔12的数量或气孔率在两个外层覆盖部11Ba、11Bb之间不同。以下,有时仅用气孔12的数量表示。
若如电容器30那样除了具有上述的第一实施方式的构造以外,而且设计为构成电容器主体1的外层覆盖部11B的气孔12的数量或气孔率在电介质部9的上表面侧与下表面侧不同这样的状态,则通过将外层覆盖部11Ba、11Bb中的气孔率高或气孔12的数量多的外层覆盖部11Ba、Bb配置于布线基板21侧,从而即使在电容器的层叠方向的一侧被约束而在电容器30的内部产生应力的情况下,也能够减小该应力。由此,能够抑制在电容器30产生裂纹。
图5的(a)是示意性地表示第四实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
第四实施方式的电容器40是以第二实施方式的结构为基础的电容器。关于图5的(b)、(c)所示的电容器20,位于电介质部9的层叠方向的上表面侧以及下表面侧的外层覆盖部11Ba、11Bb也是与上述的第三实施方式的外层覆盖部11Ba、11Bb同样的结构。
即,在电容器40中,气孔率或气孔12的数量在位于电介质部9的层叠方向的上表面侧以及下表面侧的外层覆盖部11Ba、11Bb之间不同。
该电容器40也能够得到与第三实施方式的电容器30同样的效果。
以下所示的第五实施方式的电容器50在上述的第四实施方式的结构的基础上还添加以下的结构。
图6的(a)是示意性地表示第五实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
第五实施方式的电容器50在电介质部9内具有厚度td与其他陶瓷层5的厚度不同的陶瓷层5。在图6的(b)、(c)中,厚度td厚的陶瓷层由附图标记5a表示,厚度薄的陶瓷层由附图标记5u表示。
在图6的(a)、(b)、(c)中,厚度td厚的陶瓷层5a配置在气孔12的数量多或气孔率高的外层覆盖部11侧。厚度td薄的陶瓷层5u配置在气孔12的数量少或气孔率低的外层覆盖部11侧。
陶瓷层5以及内部电极层7的厚度越薄,层叠数越多,则在电介质部9与覆盖部11之间因热膨胀系数等物理性质而引起的机械特性的差异变大。
对陶瓷层5的厚度td进行了增厚的部位能够与陶瓷层5的厚度td的增厚相应地使电介质部9的热膨胀系数接近覆盖部11的热膨胀系数。由此,能够缓和在电容器主体1的覆盖部11与电介质部9之间局部地产生的应力。其结果是,能够减小在电容器50产生裂纹的可能性。
另外,在上述的第二~第五实施方式的电容器中,在沿着层叠方向观察电介质部9时,当气孔12的数量多的侧面覆盖部11A以及气孔12的数量多的外层覆盖部11B侧的内部电极层7与位于其相反侧的气孔12的数量少的侧面覆盖部11A以及气孔12的数量少的外层覆盖部11B侧的内部电极层7相比连续性低时,能够与内部电极层7的稀疏相应地使电介质部9的热膨胀系数接近覆盖部11的热膨胀系数。在这样的情况下,也能够缓和在电容器主体1的覆盖部11与电介质部9之间局部地产生的应力。其结果是,能够进一步减小在电容器50产生裂纹的可能性。
在此,内部电极层7的连续性是指内部电极层7的有效面积是否高。在内部电极层7的有效面积高的情况下,内部电极层7的连续性高。内部电极层7的连续性例如通过求出如下比例来判定,所述比例是在观察图1的(b)所示那样的电介质部9的截面时,在该截面露出的内部电极层7在每单位长度占据的金属部分的长度的比例。
图7的(a)是示意性地表示第六实施方式的电容器的立体图,(b)是(a)的A-A线剖视图,(c)是(a)的B-B线剖视图。
第六实施方式的电容器60是在上述的第四实施方式的结构的基础上还添加以下的结构而得到的电容器。
在第六实施方式的电容器60中,气孔的数量多或气孔率高的外层覆盖部11Bb的尺寸W2比相对于该外层覆盖部11Bb位于层叠方向的相反侧的外层覆盖部11Ba的尺寸W1大。
在该情况下,就外层覆盖部11B的长度而言,希望的是,图7的(b)、(c)所示的配置一对外部电极3的方向以及与配置一对外部电极3的方向垂直的方向中的至少一个方向上的长度大。
例如,如图7的(b)、(c)所示那样,在配置于电介质部9的上表面侧以及下表面侧的外层覆盖部11Ba、11Bb中,在气孔率高或气孔12的数量多的外层覆盖部11Bb的长度比其相反侧的外层覆盖部11Ba大时,即使在与外层覆盖部11Bb的体积增大相应地在外层覆盖部11Bb产生了裂纹的情况下,也能够减轻该裂纹所引起的故障的程度。由此,能够降低故障所引起的不良的产生率。
在该情况下,就外层覆盖部11B的长度而言,希望的是,如图7的(b)、(c)所示的配置一对外部电极3的方向以及与配置一对外部电极3的方向垂直的方向这两个方向上的长度均大。
需要说明的是,关于第三~第六实施方式的电容器30、40、50、60,也与第二实施方式的电容器20同样,在电容器30、40、50、60通过焊料等接合构件23安装在布线基板21的表面上的情况下具有同样的效果。
作为构成这些电容器的陶瓷层5以及覆盖部11的材料,优选从钛酸钡、锆钛酸钡、锆钛酸铅以及二氧化钛等中选择的至少一种的金属氧化物或复合氧化物。作为这些材料的热膨胀系数,优选为9×10-6~11×10-6/℃。
另外,作为内部电极层7的材料,优选应用从镍、铜、钯以及银中选择的一种金属或它们的合金。作为这些金属的热膨胀系数,希望为10×10-6~20×10-6/℃。
优选的是,陶瓷层5的平均厚度为0.5~3μm,内部电极层7的平均厚度为0.2~2μm。
另外,电介质部9中的内部电极层7的层叠数为100层以上,覆盖部11的厚度在将电介质部9的层叠方向上的厚度设为1时为0.01~0.1为好。
图8是表示本实施方式的电容器的制造方法的示意图。
在此,图8的(a)、(b)是交替层叠的图案片27a、27b的俯视图。图8的(c)是示意性地表示层叠图案片27a、27b而形成的母体层叠体31的俯视图。在图8的(c)中,为了清楚内部电极图案23以及陶瓷图案25的存在位置而示出了透视的状态。图8的(d)示意性地表示层叠图案片27a、27b而形成的母体层叠体31的剖视图。
在制造本实施方式的电容器的情况下,首先,如图8的(a)、(b)所示,例如在包含以钛酸钡为主成分的电介质粉末的陶瓷生片21的主面上形成矩形形状的内部电极图案23、在该内部电极图案23的周围形成陶瓷图案25来制作图案片27a、27b。
接着,重叠多层图案片27a、27b而形成芯部层叠体。接下来,在该芯部层叠体的上表面侧以及下表面侧重叠规定张数的未形成导体图案的陶瓷生片21,进行加压加热处理而形成具有多个成为电容器主体1的层叠体29的母体层叠体31。
接着,通过将该母体层叠体31沿着图8的(c)、(d)所示的切断线C切断而形成层叠体29。
此时,层叠体29的切断使用激光加工机。通过激光加工机向陶瓷图案25施加热量来进行切断。由此,能够在切断线C附近即陶瓷图案25的周缘部25a与远离此处的内部电极图案23的周缘部23a之间使陶瓷图案25所包含的有机树脂的含有量变化。
此时,构成陶瓷图案25的陶瓷粒子稍微烧结。由此,能够在陶瓷图案25的周缘部25a(覆盖部11的表面11a)与远离此处的内部电极图案23的周缘部23a(电介质部9)之间使气孔12的数量变化。
需要说明的是,在使侧面覆盖部11A中的电介质部侧区域11Aa的气孔12的数量比中央区域11Ab以及表面侧区域11Ac的气孔12的数量多的情况、形成为从侧面覆盖部11A的表面侧区域11Ac到电介质部侧区域11Aa而使气孔12的数量变多的状态的情况、以及使电介质部侧区域11Aa中的气孔12的平均直径比表面侧区域11Ac中的气孔12的平均直径大的情况等使在侧面覆盖部11A形成气孔12的状态变化的情况下,变更激光加工机的输出。
在将电介质部9沿着层叠方向进行了二等分而使侧面覆盖部11A中的气孔12的数量在上层侧与下层侧不同的情况下,在利用激光加工机切断母体层叠体31时,以从厚度方向的正中央附近起逐渐降低激光加工机的输出的方式进行切断。
在位于电介质部9的层叠方向的上表面侧以及下表面侧的外层覆盖部11Ba、11Bb之间使气孔12的数量不同的情况下,在利用激光加工机切断母体层叠体31时,从母体层叠体31的上表面侧呈雾状喷淋水并切断。
若呈雾状向母体层叠体31喷淋水并切断,则陶瓷生片21所包含的钡(Ba)成分溶出,因此陶瓷生片21的表面附近、切断部位附近局部地富含钛(Ti)。富含钛的部位与钡成分的比例比其多的部位相比难以烧结,气孔12在外层覆盖部11B内变多。
接着,通过以规定条件对所制作的层叠体29进行烧成来制作电容器主体1。需要说明的是,在使外层覆盖部11B的平面方向上的长度在电介质部9的上表面侧与下表面侧变化的情况下,使对层叠体29进行烧成时的最高温度变化,所述层叠体29通过呈雾状向母体层叠体31喷淋水并切断的上述那样的方法而得到。此时内部电极层7的连续性也同时变化。
接着,在包括通过烧成而得到的电容器主体1的内部电极层7所露出的端面在内的端部形成外部电极3,根据需要而形成镀镍膜以及镀锡膜。这样,能够得到第一~第六实施方式的电容器。
实施例
以下,具体制作层叠陶瓷电容器并确认了本发明效果。首先,作为陶瓷层用以及覆盖部用的材料而调制出了以下的电介质粉末。作为电介质粉末的原料粉末,准备了钛酸钡粉末、MgO粉末、Y2O3粉末以及MnCO3粉末。在将钛酸钡粉末量设为100摩尔时,添加2摩尔的MgO粉末,添加0.5摩尔的Y2O3粉末,添加0.5摩尔的MnCO3粉末,还相对于100质量份的钛酸钡粉末添加1质量份的玻璃粉末(SiO2=55,BaO=20,CaO=15,Li2O=10(摩尔%)),从而调制出电介质粉末。
接着,将湿式混合后的电介质粉末放入溶解有聚乙烯醇缩丁醛树脂的甲苯以及乙醇的混合溶剂中,使用直径1mm的氧化锆球进行湿式混合而调制陶瓷浆,采用刮板法而制作了平均厚度为1μm的陶瓷生片。另外,作为试样编号8的电容器用还制作了厚度为1.2μm的陶瓷生片。
接着,在该陶瓷生片的上表面形成矩形形状的内部电极图案,接下来,在内部电极图案的周围形成陶瓷图案而制作了图案片。用于形成内部电极图案的导体糊剂使用了如下糊剂:针对45质量%的Ni粉末,作为共用材料而通过三根辊混炼了20重量%的钛酸钡粉末和30质量%的由5质量%的乙基纤维素以及95质量%的辛醇构成的有机载体而成的糊剂。陶瓷图案用的陶瓷糊剂应用了陶瓷生片所使用的电介质粉末。
接着,重叠330层所制作的图案片,接下来,在该层叠体的上下表面分别重叠未形成内部电极图案的陶瓷生片,进行加压加热处理而形成了母体层叠体。关于试样编号8,没有雾状喷射水的最初重叠的10层使用利用厚度为1.2μm的陶瓷生片而制作出的图案片。
然后,使用激光加工机将该母体层叠体切断为规定尺寸而形成了层叠体。
表1的试样编号1在切断中使用了切割刀。试样编号2~4使用了激光加工机。试样编号3以试样编号2的0.9倍的输出进行了切断,试样编号4以试样编号2的0.7倍的输出进行了切断。试样编号5~9以试样编号2的条件为基础制作。关于试样编号6~9,呈雾状向母体层叠体的表面喷淋水而进行了切断。试样编号5、7以及8在以试样编号6的条件切断到厚度方向的中间处时使激光加工机的输出逐渐降低到0.1倍而进行了切断。
接着,在大气中对制作出的层叠体进行了脱脂后,在氢-氮的混合气体气氛下在氧分压为10-8Pa的条件下,将最高温度设定为1280℃而进行2小时的烧成,制作了电容器主体。需要说明的是,试样编号9通过将烧成温度设定为比其他试样高20℃的温度(1300℃)而进行了制作。在该试样中,内部电极层的连续性在电介质部的层叠方向上发生了变化。气孔的数量多的一侧的外层覆盖部侧的内部电极层的连续性比其相反侧的气孔的数量少的一侧的外层覆盖部侧的内部电极层的连续性低。
制作出的电容器主体的尺寸是与1005型相当的尺寸,该尺寸大约为0.95mm×0.48mm×0.48mm。另外,陶瓷层的平均厚度为0.7μm,电介质部的内部电极层的一层的平均厚度为0.6μm。侧面覆盖部的平均宽度以及外层覆盖部的平均厚度为20μm。
对于该陶瓷层以及内部电极层的一层的平均厚度,测定构成层叠陶瓷电容器的电介质部的截面的层叠方向的上层、中层以及下层中的内部电极层的两端部(与端部相距1μm左右的内侧)以及中央部(共计9个部位),根据平均值求出了该平均厚度。
接着,向制作出的电容器主体的内部电极层露出的端部涂布铜糊剂,以约800℃条件加热而形成了外部电极。
接着,在该外部电极的表面依次通过电解镀法形成镀Ni膜以及镀Sn膜而制作了层叠陶瓷电容器。
接着,对制作出的层叠陶瓷电容器进行了以下的评价。
存在于电介质部以及覆盖部的气孔的数量以及气孔的平均直径根据由扫描型电子显微镜拍摄出的截面照片(5000倍)来求出。此时,观察区域如图1的(d)所示,将侧面覆盖部沿着宽度方向三等分,设定了电介质部侧区域、中央区域以及表面侧区域。各区域的面积分别设为100μm2。对存在于划分各区域的线上的气孔不予计数。对于气孔的平均直径,在各区域的中央部绘出使30个左右的气孔进入的圆,通过图像解析求出各气孔的面积,使根据各面积求出的直径与气孔的平均直径相对应。
脱层的产生率通过在加温至350℃的焊料槽中浸渍层叠陶瓷电容器的试样约1秒钟之后评价外观来求出。试样数设为300个。
耐湿负荷试验通过在65℃、65%RH、施加电压6.3V的条件下放置100小时后测定绝缘电阻来求出。关于试样编号5~8的试样,在将温度设定为85℃的条件下进行了耐湿负荷试验。试样数如表1所示那样设为300个,将绝缘电阻为106Ω以下的试样设为不良。
绝缘破坏电压使用绝缘电阻计进行了测定。试样数设为100个。
外层覆盖部的宽度之比(W1/W2、W3/W4)根据使用能够对图7的(b)、(c)所示的方向进行比例尺显示的数字显微镜测定出的值而求出。制作出的试样的W1/W2比与W3/W4比相同。
另外,制作将电容器安装在布线基板的表面上的试样,进行了耐热冲击试验。
作为布线基板,使用了在FR-4制的基板的表面形成有布线图案的布线基板。布线图案通过对铜箔图案的表面实施了焊料镀敷而成。电容器通过焊料而安装在布线图案上。
耐热冲击试验在与评价脱层的产生率的条件相同的条件下进行。试样数设置成各试样为30个。
[表1]
[表2]
在制作出的层叠陶瓷电容器的试样中的构成有效电介质部的电介质陶瓷层没有观察到气孔。
在试样编号2~9中,侧面覆盖部的电介质部侧区域的气孔的数量比中央区域以及表面侧区域的气孔的数量多。在这些试样中,脱层的产生率是300个中为1个以下。另外,存在于侧面覆盖部的气孔的平均直径比存在于中央区域以及表面侧区域的气孔的平均直径大。
另外,在试样编号2~9中,在65℃、65%RH、施加电压6.3V、100小时的耐湿负荷试验中没有出现不良。另外,这些试样中的任一个试样的绝缘破坏电压均为49V/μm以上。
而且,对于试样编号2~9,在将其安装于布线基板之后所进行的耐热冲击试验中裂纹的产生个数也为30个中为2个以下。
与此相对,在试样编号1中,脱层的产生率是300个中为12个,耐湿负荷试验下的不良产生率为300个中为4个。
附图标记说明
1······电容器主体
3······外部电极
5······电介质陶瓷层
7······内部电极层
9······电介质部
11·····覆盖部
11a····覆盖部的表面
11A····侧面覆盖部
11Aa···电介质部侧区域
11Ab···中央区域
11Ac···表面侧区域
11B····外层覆盖部
12·····气孔
20、30、40、50、60···电容器
21·····布线基板
Claims (8)
1.一种电容器,其具备电介质部和在该电介质部的周围设置的覆盖部,所述电介质部通过陶瓷层与内部电极层交替层叠而成,
所述电容器的特征在于,
所述覆盖部具有气孔,并且将所述覆盖部中的位于相对于所述陶瓷层与所述内部电极层的层叠方向而垂直的方向上的部位设为侧面覆盖部,在将该侧面覆盖部沿着宽度方向三等分为电介质部侧区域、中央区域以及表面侧区域时,所述电介质部侧区域的气孔的数量比所述中央区域以及所述表面侧区域的气孔的数量多,所述侧面覆盖部中的所述气孔的数量在将所述电介质部沿着层叠方向二等分时的上层侧与下层侧不同,
在将所述覆盖部中的位于所述电介质部的层叠方向的上表面侧以及下表面侧的两个覆盖部分别设为外层覆盖部时,两个所述外层覆盖部的所述气孔的数量不同,所述气孔的数量多的所述外层覆盖部配置在所述气孔的数量多的所述侧面覆盖部侧。
2.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
所述气孔的数量随着从所述表面侧区域朝向所述电介质部侧区域而逐渐变多。
3.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
所述电介质部侧区域的所述气孔的平均直径比所述表面侧区域的所述气孔的平均直径大。
4.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
在所述气孔的数量多的所述外层覆盖部侧配置的所述陶瓷层的厚度比在所述气孔的数量少的所述外层覆盖部侧配置的所述陶瓷层的厚度厚。
5.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
在所述气孔的数量多的所述外层覆盖部侧配置的所述内部电极层的连续性比在所述气孔的数量少的所述外层覆盖部侧配置的所述内部电极层的连续性低。
6.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
在相对于所述陶瓷层与所述内部电极层的层叠方向而垂直的方向上具有对置的一对外部电极,所述气孔的数量多的所述外层覆盖部的在所述外部电极所对置的方向上的长度比所述气孔的数量少的所述外层覆盖部的在所述外部电极所对置的方向上的长度长。
7.根据权利要求1所述的电容器,其特征在于,
在相对于所述陶瓷层与所述内部电极层的层叠方向而垂直的方向上具有对置的一对外部电极,所述气孔的数量多的所述外层覆盖部的在相对于所述外部电极所对置的方向而垂直的方向上的长度比所述气孔的数量少的所述外层覆盖部的在相对于所述外部电极所对置的方向而垂直的方向上的长度长。
8.一种模块,其通过在布线基板的表面上安装电容器而成,
所述模块的特征在于,
所述电容器是权利要求1至7中任一项所述的电容器。
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