CN108206091B - 层叠陶瓷电子部件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种散热性优越的层叠陶瓷电子部件。层叠陶瓷电容器(10)在电容器主体(11)的第一方向的两端部分别具有外部电极(12)。另外，在电容器主体(11)的第三方向的另一个面和一个面分别设置有金属颗粒组(13)。设置于电容器主体(11)的第三方向的另一个面的金属颗粒组(13)的第一方向的两端部分别被各外部电极(12)的第二部分(12c)覆盖，设置于电容器主体(11)的第三方向的一个面金属颗粒组(13)的第一方向的两端部分别被各外部电极(12)的第一部分(12b)覆盖。

Description

层叠陶瓷电子部件
技术领域
本发明涉及层叠陶瓷电容器和层叠陶瓷电感器等的层叠陶瓷电子部件。
背景技术
层叠陶瓷电容器和层叠陶瓷电感器等的层叠陶瓷电子部件、例如层叠陶瓷电容器中，通常包括：大致长方体形状的电容器主体，所述电容器主体具有多个内部电极层隔着电介质层层叠而成的电容部；和设置于电容器主体的一对外部电极。在一个外部电极连接多个内部电极层的一部分，在另一个外部电极连接多个内部电极层的其余的部分。
然而，上述的层叠陶瓷电容器具有电阻成分(ESR)，因此当纹波电流或者噪声电流等交流电流流过时，基于该阻抗成分而自行发热。该热量从电容器主体的表面或者各外部电极的表面向外部释放，但是特别是在尺寸小的层叠陶瓷电容器中无法期望充分地散热，因此可能产生静电容降低等的功能障碍。
在专利文献1中公开了一种将设置于电容器主体内的散热用内部电极与外部电极连接的层叠陶瓷电容器。但是，该层叠陶瓷电容器为增大散热用内部电极的尺寸时电容减少的结构，因此特别是在尺寸小的层叠陶瓷电容器中，不容易增大散热用内部电极的尺寸。即，通过该层叠陶瓷电容器，难以实现得到能够使上述忧虑消除的散热作用。
此外，由上文所述的不能期望充分地散热而导致的功能障碍不限于层叠陶瓷电容器，在包括：具有内部导体层的大致长方体形状的部件主体；和设置于该部件主体并且与内部导体层连接的一对外部电极的层叠陶瓷电感器等其他的层叠陶瓷电子部件中，尤其是尺寸小的层叠陶瓷电子部件中也同样地产生。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-251940号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种散热性优越的层叠陶瓷电子部件。
用于解决课题的技术手段
为解决上述课题，本发明的层叠陶瓷电子部件，其包括：具有内部导体层的大致长方体形状的部件主体；和设置于上述部件主体并且与上述内部导体层连接的一对外部电极，上述层叠陶瓷电子部件中，上述部件主体的6个面中，设相对的2个面的相对方向为第一方向，另外的相对的2个面的相对方向为第二方向，其余的相对的2个面的相对方向为第三方向时，上述外部电极各自连续地具有：存在于上述部件主体的第一方向的面的基础部分；和存在于上述部件主体的第三方向的一个面、第三方向的另一个面、第二方向的一个面和第二方向的另一个面之中的至少第三方向的一个面的第一部分，在上述部件主体的第三方向的一个面和第三方向的另一个面之中的至少第三方向的另一个面，在上述部件主体的第一方向上设置有金属颗粒组。
发明效果
根据本发明的层叠陶瓷电子部件，能够发挥优越的散热性。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的层叠陶瓷电容器的俯视图。
图2是图1所示的层叠陶瓷电容器的侧视图。
图3是图2所示的层叠陶瓷电容器的部分放大截面图。
图4是图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图5是图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图6是图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图7是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第一变形例的图1对应图。
图8是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第二变形例的图1对应图。
图9是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第三变形例的图1对应图。
图10是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第四变形例的图2对应图。
图11是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第五变形例的图3对应图。
图12是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第六变形例的图2对应图。
图13是表示图1～图3所示的层叠陶瓷电容器的第七变形例的图2对应图。
图14是本发明的第二实施方式的层叠陶瓷电容器的俯视图。
图15是图14所示的层叠陶瓷电容器的侧视图。
图16是图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图17是图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图18是图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的制造方法例的说明图。
图19是表示图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的第一变形例的图14对应图。
图20是表示图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的第二变形例的图15对应图。
图21是表示图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的第四变形例的图15对应图。
图22是表示图14和图15所示的层叠陶瓷电容器的第五变形例的图15对应图。
附图标记说明
10、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、20、20-1、20-2、20-3、20-4…层叠陶瓷电容器，11…电容器主体，11a…电容部，11a1…内部电极层，11a2…电介质层，11b…电介质边缘部，12、12-1、12-2…外部电极，12a…基础部分，12b…第一部分，12c…第二部分，12d…第三部分，12e…第四部分，13…金属颗粒组，13a、13b…金属颗粒，14…金属颗粒组，14a…金属颗粒。
具体实施方式
第一实施方式
该第一实施方式为将本发明应用于层叠陶瓷电容器的实施方式。首先，使用图1～图3，对本发明的第一实施方式的层叠陶瓷电容器10的结构进行说明。此外，在以下的说明中，为了方便，在后述的大致长方体形状的电容器主体11的6个面中，将相对的2个面的相对方向(对应于图1的左右方向)记作第一方向，将另外的相对的2个面的相对方向(对应于图1的上下方向)记作第二方向，将其余的相对的2个面的相对方向(对应于图2的上下方向)记作第三方向，并且将沿各方向的尺寸记作第一方向的尺寸、第二方向的尺寸和第三方向的尺寸。另外，在以下的说明中的“标准尺寸”意为不包含尺寸公差的设计上的标准尺寸。
图1～图3所示的层叠陶瓷电容器10的尺寸通过第一方向的标准尺寸L、第二方向的标准尺寸W和第三方向的标准尺寸H来规定。仅作为参考，作为图1～图3的基础的试制品的L、W和H分别为1000μm、500μm和200μm。当然，层叠陶瓷电容器10的L、W和H的关系除L＞W＞H之外，也可以为L＞W＝H、L＞H＞W、W＞L＞H、W＞L＝H、W＞H＞L等。该层叠陶瓷电容器10包括：电容器主体11；分别设置于电容器主体11的第一方向的两端部的外部电极12；和分别设置于电容器主体11的第三方向的两面的金属颗粒组13。
电容器主体11为具有第一方向的标准尺寸L1、第二方向的标准尺寸W1、第三方向的标准尺寸H1的大致长方体形状。该电容器主体11具有：多个内部电极层11a1隔着电介质层11a2层叠而成的电容部11a；和设置于电容部11a的第三方向的两侧的电介质边缘部11b。此外，图2和图3中，为了方便图示，绘制了共计8个内部电极层11a1，但是内部电极层11a1的数量没有特别的限制。
多个内部电极层11a1的一部分(从图2的上方起第奇数个)与外部电极12的一侧(图1和图2的左侧)的基础部分12a连接。另外，多个内部电极层11a1的其余部分(从图2的上方起第偶数个)与外部电极12的另一侧(图1和图2的右侧)的基础部分12a连接。
各内部电极层11a1具有大致矩形形状的外形。各内部电极层11a1的第一方向的标准尺寸(省略符号)比电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1小，第二方向的标准尺寸(省略符号)比电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1小。另外，各内部电极层11a1的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如被设定在0.3～3μm的范围内。
各电介质层11a2具有大致矩形形状的外形。各电介质层11a2的第一方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，第二方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，各电介质层11a2的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如被设定在0.3～3μm的范围内。
各电介质边缘部11b具有大致矩形形状的外形。各电介质边缘部11b的第一方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，第二方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，各电介质边缘部11b的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如被设定在5～30μm的范围内。
各内部电极层11a1的主成分例如为镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等的金属材料。各电介质层11a2的主成分和各电介质边缘部11b的主成分、即电容器主体11的除内部电极层11a1的部分之外的主成分可以为例如钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、锆酸钙、钛酸锆酸钙、锆酸钡、氧化钛等电介质材料(电介质陶瓷材料)。此外，各电介质层11a2的主成分与各电介质边缘部11b的主成分可以是相同的，也可以是不同的。
外部电极12的一侧(图1和图2的左侧)连续地具有：存在于电容器主体11的第一方向的一个面(图1和图2的左面)的基础部分12a；存在于电容器主体11的第三方向的一个面(图2的下面)的第一部分12b；存在于电容器主体11的第三方向的另一个面(图2的上面)的第二部分12c；存在于电容器主体11的第二方向的一个面(图1的下面)的第三部分12d；和存在于电容器主体11的第二方向的另一个面(图1的上面)的第四部分12e。
外部电极12的另一侧(图1和图2的右侧)连续地具有：存在于电容器主体11的第一方向的另一个面(图1和图2的右面)的基础部分12a；存在于电容器主体11的第三方向的一个面(图2的下面)的第一部分12b；存在于电容器主体11的第三方向的另一个面(图2的上面)的第二部分12c；存在于电容器主体11的第二方向的一个面(图1的下面)的第三部分12d；和存在于电容器主体11的第二方向的另一个面(图1的上面)的第四部分12e。
各外部电极12的基础部分12a的第一方向的标准尺寸(省略符号)、第一部分12b和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)、第三部分12d和第四部分12e的第二方向的标准尺寸(省略符号)分别被设定在例如5～30μm的范围内。另外，各外部电极12的第一部分12b～第四部分12e的第一方向的标准尺寸L2，例如设定在层叠陶瓷电容器10的第一方向的标准尺寸L的1/5～2/5的范围内。
根据图3可知，各外部电极12由基底导体膜FI1和紧贴(密接)于基底导体膜FI1的表面的表面导体膜FI2构成，上述基底导体膜FI1紧贴于电容器主体11的第一方向的面(指图1和图2的左面和右面的各面)、第三方向的一个面(图2的下面)、第三方向的另一个面(图2的上面)、第二方向的一个面(图1的下面)和第二方向的另一个面(图1的上面)。
各基底导体膜FI1的主成分例如为镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等的金属材料。另外，各表面导体膜FI2的主成分例如为铜、镍、锡、钯、金、锌、它们的合金等的金属材料。此外，在图3中，为了方便图示，作为各外部电极12绘制了由基底导体膜FI1和表面导体膜FI2构成的结构，但是在外部电极12也可以采用如下结构：使在基底导体膜FI1和表面导体膜FI2之间设置有主成分不同的1个以上的中间导体膜。
各金属颗粒组13由外形大致均匀并且规则地排列的多个金属颗粒13a构成，分别在电容器主体11的第三方向的两面在电容器主体11的第一方向上设置。具体而言，多个金属颗粒13a的外形为圆形，其排列为矩阵状。另外，构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a原则上是相邻的金属颗粒13a之间存在间隙的状态，因此即使金属颗粒13a其本身具有导电性，在各金属颗粒组13也没有电流流动。换言之，隔着各金属颗粒组13的外部电极12间的绝缘电阻值为5.0×105Ω以上(施加额定电压并且充电时间为120秒来进行测定)。
在电容器主体11的第三方向的两面的各自中，设置有各金属颗粒组13的区域的第一方向的标准尺寸L3与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，该区域的第二方向的标准尺寸W3与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，从第三方向外侧看构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a时的最大尺寸(颗粒的最大的方向的尺寸)优选设定在1～300μm的范围内。进而，构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a的第三方向的标准尺寸(省略符号)优选设定在0.3～3μm的范围内。即，构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a的第三方向的标准尺寸(省略符号)比各外部电极12的第一部分12b和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)更小。
关于设置于电容器主体11的第三方向的一个面(图2的下面)的金属颗粒组13，其在第一方向上的两端部分别被各外部电极12的第一部分12b覆盖，而露出除在第一方向上的两端部之外的部分。另外，关于设置于电容器主体11的第三方向的另一个面(图2的上面)的金属颗粒组13，在第一方向的两端部分别被各外部电极12的第二部分12c覆盖，露出除第一方向的两端部之外的部分。
接着，使用图4～图6，并且引用在图1～图3中所标记的附图标记，对上述层叠陶瓷电容器10的制造方法例进行说明，具体而言，上述制造方法例为，电容器主体11的除了内部电极层11a1的部分的主成分为钛酸钡，各内部电极层11a1的主成分、各外部电极12的基底导体膜FI1的主成分和各金属颗粒组13的主成分均为镍，各外部电极12的表面导体膜FI2由以锡为主成分的一个膜形成时的制造方法例。在此说明的制造方法仅是一个例子，上述层叠陶瓷电容器10的制造方法不限于此。
在制造时，首先，准备含有钛酸钡粉末、有机溶剂、有机粘合剂和分散剂等的陶瓷浆料，和含有镍粉末、有机溶剂、有机粘合剂和分散剂等的电极膏。
接着，如图4所示，通过在载体膜的表面涂覆上述陶瓷浆料进行干燥，来制作第一片(生片)S11。另外，通过在第一片S11的表面印刷上述电极膏进行干燥，来制作在第一片S11的表面形成有矩阵排列或交错排列的未烧制的内部电极层图案P12的组的第二片S12。接着，通过在第一片S11的表面印刷上述电极膏进行干燥，来制作在第一片S11的表面按矩阵排列地形成有多个未烧制的金属颗粒图案P13的组的第三片S13。此外，在图4中，为了方便图示，作为第一片S11、第二片S12和第三片S13绘制了与一个上述层叠陶瓷电容器10对应的情况，但是实际的各片S11、S12和S13具有与多个上述层叠陶瓷电容器10对应的尺寸。
接着，通过重复将第一片S11层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与第三方向的一侧的电介质边缘部11b对应的部位。然后，通过重复将第二片S12(包含未烧制的内部电极层图案P12的组)层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与电容部11a对应的部位。然后，通过重复将第一片S11层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与第三方向的另一侧的电介质边缘部11b对应的部位。然后，在其第三方向的两面分别将第三片S13(包含未烧制的金属颗粒图案P13的组)以未烧制的金属颗粒图案P13的组朝向外侧的方式层叠并热压接。最后，通过对整体进行热压接，来制作如图5所示的未烧制的层叠片LS。此外，在图5中，为了方便图示，作为未烧制的层叠片LS绘制了与一个上述层叠陶瓷电容器10对应的情况，但是实际的未烧制的层叠片LS具有与取得多个上述层叠陶瓷电容器10对应的尺寸。
接着，通过按格子状切断具有与取得多个上述层叠陶瓷电容器10对应的尺寸的未烧制的层叠片LS，来制作与一个上述层叠陶瓷电容器10对应的未烧制的电容器主体LC(参照图5)。该未烧制的电容器主体LC在内部具有多个未烧制的内部电极层图案P12，第三方向的两面各自具有未烧制的金属颗粒图案P13的组。
接着，将未烧制的电容器主体LC投入烧制炉，在还原性气氛中按与钛酸钡和镍对应的温度分布曲线多个一并进行烧制处理(包含脱粘合剂处理)，来制作图6所示的电容器主体11。该电容器主体11在内部具有多个内部电极层12a1，第三方向的两面各自具有金属颗粒组13。
关于上述温度分布曲线，如果采用在烧制过程中在未烧制的金属颗粒图案P13各自产生若干收缩的温度分布曲线，那么未烧制的金属颗粒图案P13的组成为保持原样的金属颗粒组13，并且各金属颗粒13a的表面成为带圆角的表面。
接着，通过分别在电容器主体11的第一方向的两端部浸渍、涂布或者印刷上述电极膏进行干燥，在电容器主体11的第一方向的两端部分别形成未烧制的基底导体膜。然后，对该未烧制的基底导体膜在上述同样的气氛下进行烘烤(热粘)处理，由此制作各外部电极12的基底导体膜FI1(参照图3)。接着，通过湿式镀覆法或者干式镀覆法，制作覆盖各基底导体膜FI1的全部表面的表面导体膜FI2(参照图3)。如上，完成上述层叠陶瓷电容器10的制造。
此外，各外部电极12的基底导体膜FI1，也可以通过在图5所示的未烧制的电容器主体LC的第一方向的两端部分别形成未烧制的基底导体膜，然后对其进行烧制处理来制作。
下面，对通过上述层叠陶瓷电容器10得到的效果进行说明。
上述层叠陶瓷电容器10分别在电容器主体11的第三方向的两面在电容器主体11的第一方向上，设置有金属颗粒组13。即，即使在上述层叠陶瓷电容器10自行发热时，也能够使电容器主体11的热高效地传递到金属颗粒组13，该热能够从金属颗粒组13高效地向外部释放。尤其是，在上述层叠陶瓷电容器10安装于电路板的状态下其周围有空气流时，通过构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a而能够产生紊流，因此，利用该紊流，能够使传导到各金属颗粒组13的热量更有效地向外部释放。关于该散热，金属颗粒13a的数量越多越容易产生紊流，因此，多个金属颗粒13a的数量优选3个以上，进一步优选为10个以上。另外，由于电流没有流过分别设置于电容器主体11的第三方向的两面的金属颗粒组13，换言之，由于隔着各金属颗粒组13的外部电极12间的绝缘电阻为5.0×105Ω以上，即使各金属颗粒组13的第一方向的两端部以与各外部电极12的第一部分12b和第二部分12c相接触的状态被覆盖，也不会在上述层叠陶瓷电容器10产生功能障碍。
在此，对验证上述效果(提高散热性)的结果进行说明。验证时，准备对应于上述层叠陶瓷电容器10、并且按照上述制造方法例所制作的试制品A1，和具有从试制品A1去除了各金属颗粒组13的构成的比较用的试制品A2。顺便，在试制品A1，在电容器主体11的第三方向的两面各自中，形成有在除去外部电极12的面积中金属颗粒13a的组占据的面积比例为50％的金属颗粒组13。然后，一边对各试制品A1和A2在室温25℃的条件下以500MHz施加50V的交流电压，一边根据红外线温度测定仪(日本AVIONICS制造，R300SR)的红外线图像来确认各试制品的温度上升和稳定状态温度(温度上升停止而稳定了的状态的温度)。确认的结果为，试制品A1的稳定状态温度为51℃，而试制品A2的稳定状态温度为74℃。即，能够证实试制品A1的散热性比试制品A2的散热性格外优越。此外，对于上述试制品A1，将上述面积比例分阶段地缩小的试制品也同样地进行验证时，上述面积比例在10％以上的试制品中能够证实比上述试制品A2更优越的散热性，但是上述面积比例不足10％的试制品中不能证实有比试制品A2更优越的散热性。
接着，适当地使用图7～图10，对上述层叠陶瓷电容器10的变形例进行说明。此外，也可以将下述变形例进行适当的组合来采用。
<第一变形例>
图7所示的层叠陶瓷电容器10-1为：构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13a的排列变为交错状的层叠陶瓷电容器。当然，金属颗粒13a的排列也可以为交错状以外的规则的排列。
<第二变形例>
图8所示的层叠陶瓷电容器10-2为：构成各金属颗粒组13的多个金属颗粒13b的外形变为矩形的层叠陶瓷电容器。当然，金属颗粒13b的外形也可以为矩形以外的形状，例如也可以为椭圆形或者三角形。
<第三变形例>
图9所示的层叠陶瓷电容器10-3为：设置有各金属颗粒组13的区域的第二方向的标准尺寸W3比电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1小的层叠陶瓷电容器。作为使第二方向的标准尺寸W3比第二方向的标准尺寸W1小的标准，能够举出使第二方向的标准尺寸W3对应于内部电极层11a1的第二方向的标准尺寸(省略符号)的方法。
<第四变形例>
图10所示的层叠陶瓷电容器10-4为：将金属颗粒组13仅设置于电容器主体11的第三方向的另一个面(图10的上面)的层叠陶瓷电容器。在将该层叠陶瓷电容器10-4安装于电路板时，如果使金属颗粒组13朝向与电路板相反一侧，则能够期待与上述相同的散热效果。
<第五变形例>
图11所示的层叠陶瓷电容器10-5为：将各外部电极12的基底导体膜FI1’仅形成在电容器主体11的第一方向的面(指图1和图2的左面和右面的各面)的层叠陶瓷电容器。如此，能够缩小各外部电极12的第一部分12b的第三方向的标准尺寸(省略符号)和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)，从而缩小层叠陶瓷电容器10-5的第三方向的标准尺寸(对应于图2的H)。
<第六变形例>
图12所示的层叠陶瓷电容器10-6为：各外部电极12-1连续地具有基础部分12a、第一部分12b和第二部分12c，并且去除了第三部分12d和第四部分12e的层叠陶瓷电容器。由此，通过去除第三部分12d和第四部分12e，能够缩小层叠陶瓷电容器10-6的第二方向的标准尺寸(对应于图1的W)。
<第七变形例>
图13所示的层叠陶瓷电容器10-7为：各外部电极12-1连续地具有基础部分12a和第一部分12b，并且去除了第二部分12c、第三部分12d和第四部分12e的层叠陶瓷电容器。由此，通过去除第二部分12c，能够缩小层叠陶瓷电容器10-7的第三方向的标准尺寸(对应于图2的H)，并且通过去除第三部分12d和第四部分12e，能够缩小层叠陶瓷电容器10-7的第二方向的标准尺寸(对应于图1的W)。
<在其他的层叠陶瓷电子部件的应用>
在上述第一实施方式(包括第一变形例～第七变形例)中，对将本发明应用于层叠陶瓷电容器的情形的结构进行了说明，但是本发明不限于应用于层叠陶瓷电容器，也能够应用于层叠陶瓷电感器等其他的层叠陶瓷电子部件，上述层叠陶瓷电感器包括：具有内部导体层的大致长方体形状的部件主体；和设置于该部件主体并且与内部导体层连接的一对外部电极。
《第二实施方式》
该第二实施方式是将本发明应用于层叠陶瓷电容器的实施方式。首先，使用图14和图15，对本发明的第二实施方式的层叠陶瓷电容器20的结构进行说明。此外，在以下的说明中，为了方便，对于与上述第一实施方式的层叠陶瓷电容器10结构相同的部分使用相同的附图标记。另外，在以下的说明中，为了方便，在后述的大致长方体形状的电容器主体11的6个面中，将相对的2个面的相对方向(对应于图1的左右方向)记作第一方向，将另外的相对的2个面的相对方向(对应于图1的上下方向)记作第二方向，将其余的相对的2个面的相对方向(对应于图2的上下方向)记作第三方向，并且将沿各方向的尺寸记作第一方向的尺寸、第二方向的尺寸和第三方向的尺寸。另外，在以下的说明中的“标准尺寸”意为不包含尺寸公差的设计上的标准尺寸。
图14和图15所示的层叠陶瓷电容器20的尺寸通过第一方向的标准尺寸L、第二方向的标准尺寸W和第三方向的标准尺寸H来规定。仅作为参考，作为图14和图15的基础的试制品的L、W和H分别为1000μm、500μm和200μm。当然，层叠陶瓷电容器20的L、W和H的关系，除L＞W＞H之外，也可以为L＞W＝H、L＞H＞W、W＞L＞H、W＞L＝H、W＞H＞L等。该层叠陶瓷电容器20包括电容器主体11、分别设置于电容器主体11的第一方向的两端部的外部电极12和分别设置于电容器主体11的第三方向的两面的金属颗粒组14。
电容器主体11为具有第一方向的标准尺寸L1、第二方向的标准尺寸W1和第三方向的标准尺寸H1的大致长方体形状。该电容器主体11具有：多个内部电极层11a1隔着电介质层11a2层叠而成的电容部11a；和设置于电容部11a的第三方向的两侧的电介质边缘部11b。此外，在图15中，为了方便图示，绘制了共计8个内部电极层11a1，但是内部电极层11a1的数量没有特别的限制。
多个内部电极层11a1的一部分(从图15的上方起第奇数个)与外部电极12的一侧(图15的左侧)的基础部分12a连接。另外，多个内部电极层11a1的其余部分(从图15的上方起第偶数个)与外部电极12的另一侧(图15的右侧)的基础部分12a连接。
各内部电极层11a1具有大致矩形形状的外形。各内部电极层11a1的第一方向的标准尺寸(省略符号)比电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1小，第二方向的标准尺寸(省略符号)比电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1小。另外，将各内部电极层11a1的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如设定在0.3～3μm的范围内。
各电介质层11a2具有大致矩形形状的外形。各电介质层11a2的第一方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，第二方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，将各电介质层11a2的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如设定在0.3～3μm的范围内。
各电介质边缘部11b具有大致矩形形状的外形。各电介质边缘部11b的第一方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，第二方向的标准尺寸(省略符号)与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，将各电介质边缘部11b的第三方向的标准尺寸(省略符号)例如设定在5～30μm的范围内。
各内部电极层11a1的主成分为例如镍、铜、钯、铂、银、金、他们的合金等的金属材料。各电介质层11a2的主成分和各电介质边缘部11b的主成分，即，电容器主体11的除内部电极层11a1之外的部分的主成分可以为例如钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、锆酸钙、钛酸锆酸钙、锆酸钡、氧化钛等电介质材料(电介质陶瓷材料)。此外，各电介质层11a2的主成分和各电介质边缘部11b的主成分可以是相同的，也可以是不同的。
外部电极12的一侧(图14和图15的左侧)连续地具有：存在于电容器主体11的第一方向的一个面(图14和图15的左面)的基础部分12a；存在于电容器主体11的第三方向的一个面(图15的下面)的第一部分12b；存在于电容器主体11的第三方向的另一个面(图15的上面)的第二部分12c；存在于电容器主体11的第二方向的一个面(图14的下面)的第三部分12d；和存在于电容器主体11的第二方向的另一个面(图14的上面)的第四部分12e。
外部电极12的另一侧(图14和图15的右侧)连续地具有：存在于电容器主体11的第一方向的另一个面(图14和图15的右面)的基础部分12a；存在于电容器主体11的第三方向的一个面(图15的下面)的第一部分12b；存在于电容器主体11的第三方向的另一个面(图15的上面)的第二部分12c；存在于电容器主体11的第二方向的一个面(图14的下面)的第三部分12d；和存在于电容器主体11的第二方向的另一个面(图14的上面)的第四部分12e。
各外部电极12的基础部分12a的第一方向的标准尺寸(省略符号)、第一部分12b和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)、和第三部分12d和第四部分12e的第二方向的标准尺寸(省略符号)的分别被设定在例如5～30μm的范围内。另外，各外部电极12的第一部分12b～第四部分12e的第一方向的标准尺寸L2被设定在例如层叠陶瓷电容器20的第一方向的标准尺寸L的1/5～2/5的范围内。
虽然省略了图示，但是各外部电极12与上述层叠陶瓷电容器10的各外部电极12同样(参照图3)由基底导体膜和紧贴于基底导体膜的表面的表面导体膜构成，上述基底导体膜紧贴于电容器主体11的第一方向的面(指图14和图15的左面和右面的各面)、第三方向的一个面(图15的下面)、第三方向的另一个面(图15的上面)、第二方向的一个面(图14的下面)和第二方向的另一个面(图14的上面)。
各基底导体膜的主成分为例如镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等的金属材料。另外，各表面导体膜的主成分为例如铜、镍、锡、钯、金、锌、它们的合金等的金属材料。此外，各外部电极12与上述层叠陶瓷电容器10的各外部电极12同样也可以采用如下结构：使在基底导体膜与表面导体膜之间设置有主成分不同的1个以上的中间导体膜。
各金属颗粒组14由外形不均匀并且不规则地排列的多个金属颗粒14a构成，在电容器主体11的第三方向的两面的各面在电容器主体11的第一方向上设置。具体而言，多个金属颗粒14a的各种外形例如是圆形、椭圆形、矩形等的外形混合存在，并且其排列没有规则性。另外，构成各金属颗粒组14的多个金属颗粒14a原则上是相邻的金属颗粒14a之间存在间隙的形态，因此即使金属颗粒14a其本身具有导电性，但在各金属颗粒组14也没有电流流动。换言之，隔着各金属颗粒组14的外部电极12之间的绝缘电阻值为5.0×105Ω以上(施加额定电压使充电时间为120秒来测定)。
在电容器主体11的第三方向的两面中分别设置有各金属颗粒组14的区域的第一方向的标准尺寸L3与电容器主体11的第一方向的标准尺寸L1相同，该区域的第二方向的标准尺寸W3与电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1相同。另外，从第三方向外侧看构成各金属颗粒组14的多个金属颗粒14a时的最大尺寸(颗粒的最大的方向的尺寸)优选设定在1～300μm的范围内。并且，构成各金属颗粒组14的多个金属颗粒14a的第三方向的标准尺寸(省略符号)优选设定在0.3～3μm的范围内。即，构成各金属颗粒组14的多个金属颗粒14a的第三方向的标准尺寸(省略符号)比各外部电极12的第一部分12b和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)小。
设置于电容器主体11的第三方向的一个面(图15的下面)的金属颗粒组14，其在第一方向上的两端部分别被各外部电极12的第一部分12b覆盖，而露出除在第一方向上的两端部之外的部分。另外，设置于电容器主体11的第三方向的另一个面(图15的上面)的金属颗粒组14，其在第一方向上的两端部分别被各外部电极12的第二部分12c覆盖，而露出除在第一方向上的两端部之外的部分。
接着，使用图16～图18，并且引用在图14～图15中所标记的符号，对上述层叠陶瓷电容器20的制造方法例进行说明，具体而言，上述制造方法例为电容器主体11的除了内部电极层11a1之外的部分的主成分为钛酸钡，各内部电极层11a1的主成分、各外部电极12的基底导体膜的主成分和各金属颗粒组13的主成分均为镍，各外部电极12的表面导体膜由以锡为主成分的一个膜形成时的制造方法例。在此说明的制造方法仅是一个例子，上述层叠陶瓷电容器20的制造方法不限于此。
在制造时，首先，准备：含有钛酸钡粉末、有机溶剂、有机粘合剂和分散剂等的陶瓷浆料；含有镍粉末、有机溶剂、有机粘合剂和分散剂等的第一电极膏；和相比于第一电极膏有机粘合剂的含量较多的第二电极膏。
接着，如图16所示，通过在载体膜的表面涂覆上述陶瓷浆料进行干燥，来制作第一片(生片)S11。另外，通过在第一片S11的表面印刷上述第一电极膏进行干燥，来制作在第一片S11的表面形成有矩阵排列或交错排列的未烧制的内部电极层图案P12的组的第二片S12。进而，通过在第一片S11的表面印刷上述第二电极膏进行干燥，来制作在第一片S11的表面形成有覆盖该表面整体的未烧制的金属图案P14的第三片S14。此外，在图16中，为了方便图示，作为第一片S11、第二片S12和第三片S14绘制了与一个上述层叠陶瓷电容器20对应的情况，但是实际的各片S11、S12和S14具有与多个上述层叠陶瓷电容器20对应的尺寸。
接着，通过重复将第一片S11层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与第三方向的一侧的电介质边缘部11b对应的部位。然后，通过重复将第二片S12(包含未烧制的内部电极层图案P12的组)层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与电容部11a对应的部位。然后，通过重复将第一片S11层叠并热压接的操作直到达到规定的个数，形成与第三方向的另一侧的电介质边缘部11b对应的部位。然后，在该第三方向的两面分别将第三片S14(包含未烧制的金属图案P14)以未烧制的金属图案P14朝向外侧的方式层叠并热压接。最后，通过对全体实施热压接，制作如图17所示的未烧制的层叠片LS。此外，在图17中，为了方便图示，作为未烧制的层叠片LS绘制了与一个上述层叠陶瓷电容器20对应的层叠片，但是实际的未烧制的层叠片LS具有与多个层叠陶瓷电容器20对应的尺寸。
接着，通过按格子状切断具有与多个层叠陶瓷电容器20对应的尺寸的未烧制的层叠片LS，来制作与一个上述层叠陶瓷电容器20对应的未烧制的电容器主体LC(参照图17)。该未烧制的电容器主体LC在内部具有多个未烧制的内部电极层图案P12，在第三方向的两面分别具有未烧制的金属图案P14。
接着，将未烧制的电容器主体LC投入烧制炉，在还原性气氛中按照与钛酸钡和镍对应的温度分布曲线多个一并进行烧制处理(包含脱粘合剂处理)，来制作图18所示的电容器主体11。该电容器主体11在内部具有多个内部电极层12a1，在第三方向的两面分别具有金属颗粒组14。
作为上述温度分布曲线，如果采用在烧制过程中在未烧制的金属图案P14产生收缩的温度分布曲线，那么未烧制的金属图案P14变化为金属颗粒组14，并且各金属颗粒14a的表面成为带有圆角的表面。
接着，通过在电容器主体11的第一方向的两端部分布浸渍、涂布或者印刷上述电极膏进行干燥，在电容器主体11的第一方向的两端部分布形成未烧制的基底导体膜。然后，在同样的气氛下对该未烧制的基底导体膜进行烘烤(热粘)处理，由此制作各外部电极12的基底导体膜。接着，利用湿式镀覆法或者干式镀覆法，来制作覆盖各基底导体膜的全部表面的表面导体膜。如上所述，完成了上述层叠陶瓷电容器20的制造。
此外，各外部电极12的基底导体膜也可以通过在图17所示的未烧制的电容器主体LC的第一方向的两端部分别形成未烧制的基底导体膜，然后对其进行烧制处理来制作。
接着，对通过上述层叠陶瓷电容器20得到的效果进行说明。
上述层叠陶瓷电容器20，分别在电容器主体11的第三方向的两面在电容器主体11的第一方向上设置有金属颗粒组14。即，即使在上述层叠陶瓷电容器20自行发热时，电容器主体11的热量也能够有效地向金属颗粒组14传导，并且该热量从金属颗粒组14向外部有效地释放。尤其是，在上述层叠陶瓷电容器20安装于电路板的状态下，其周围存在空气流时，由于构成各金属颗粒组14的多个金属颗粒14a而能够产生紊流，因此，利用该紊流，传导到各金属颗粒组14的热量能够更加有效地向外部释放。关于该散热，因为金属颗粒14a的数量越多越容易产生紊流，因此，多个金属颗粒14a的数量优选为3个以上，进一步优选10个以上。另外，由于在分别设置于电容器主体11的第三方向的两面的金属颗粒组14中没有电流流过，换言之，隔着各金属颗粒组14的外部电极12之间的绝缘电阻值在5.0×105Ω以上，因此，即使各金属颗粒组14的第一方向的两端部以与各外部电极12的第一部分12b和第二部分12c相接触的状态被覆盖，在上述层叠陶瓷电容器20也不会产生功能障碍。
在此，对验证上述效果(散热性提高)的结果进行说明。在验证时，准备对应于上述层叠陶瓷电容器20并且按上述制造方法例为基准来制作的试制品B1，和具有从试制品B1去除了各金属颗粒组14的结构的比较用的试制品B2。顺便，在试制品B1，在电容器主体11的第三方向的两面的各面中，形成有在除了外部电极12以外的面积中金属颗粒14a的组占据的面积比例为60％的金属颗粒组14。然后，一边对各试制品B1和B2在室温25℃的条件下以500MHz施加50V的交流电压，一边根据红外线温度测定仪(日本AVIONICS制造，R300SR)的红外线图像确认各试制品的温度上升和稳定状态温度(温度上升停止并稳定了的状态的温度)。确认的结果为，试制品B1的稳定状态温度为49℃，相对于此，试制品B2的稳定状态温度为74℃。即，能够证实试制品B1的散热性比试制品B2的散热性格外优越。此外，关于上述试制品B1，对将上述面积比例分阶段地缩小的试制品也同样地进行验证时，能够证实上述面积比例在10％以上的试制品比上述试制品B2具有更优越的散热性，但是没有能够证实上述面积比例小于10％的试制品比上述试制品B2具有更优越的散热性。
接着，适当地使用图19～图22，对上述层叠陶瓷电容器20的变形例进行说明。此外，也可以将下述变形例进行适当组合以采用。
<第一变形例>
图19所示的层叠陶瓷电容器20-1形成为，设置有各金属颗粒组14的区域的第二方向的标准尺寸W3比电容器主体11的第二方向的标准尺寸W1小。作为使第二方向的标准尺寸W3比第二方向的标准尺寸W1小的标准，能够举出使第二方向的标准尺寸W3与内部电极层11a1的第二方向的标准尺寸(省略符号)对应的方法。
<第二变形例>
图20所示的层叠陶瓷电容器20-2形成为，金属颗粒组14仅设置于电容器主体11的第三方向的另一个面(仅图20的上面)。将该层叠陶瓷电容器20-2安装在电路板时，如果使金属颗粒组14朝向与电路板相反一侧，可以期望与上述同样的散热效果。
<第三变形例>
虽然省略了图示，但是该第三变形例的层叠陶瓷电容器形成为，与图11所示的层叠陶瓷电容器10-5同样地，仅在第一方向的面(指图14和图15的左面和右面的各面)形成。如此，能够缩小各外部电极12的第一部分12b的第三方向的标准尺寸(省略符号)和第二部分12c的第三方向的标准尺寸(省略符号)，从而能够缩小层叠陶瓷电容器的第三方向的标准尺寸(对应于图15的H)。
<第四变形例>
图21所示的层叠陶瓷电容器20-3形成为，各外部电极12-1连续地具有基础部分12a、第一部分12b、第二部分12c，并且去除了第三部分12d和第四部分12e。由此，通过去除第三部分12d和第四部分12e，能够缩小层叠陶瓷电容器20-3的第二方向的标准尺寸(对应于图14的W)。
<第五变形例>
图22所示的层叠陶瓷电容器20-4形成为，各外部电极12-1连续地具有基础部分12a和第一部分12b，并且去除了第二部分12c、第三部分12d和第四部分12e。由此，通过去除第二部分12c能够缩小层叠陶瓷电容器20-4的第三方向的标准尺寸(对应于图15的H)，并且通过去除第三部分12d和第四部分12e能够缩小层叠陶瓷电容器20-4的第二方向的标准尺寸(对应于图1的W)。
<在其他的层叠陶瓷电子部件的应用>
在上述的第二实施方式(包括第一变形例～第五变形例)中，对将本发明应用于层叠陶瓷电容器的情况的结构进行了说明，但是本发明不限于层叠陶瓷电容器，也可以应用在层叠陶瓷电感器等其他的层叠陶瓷电子部件，上述层叠陶瓷电感器包括：具有内部导体层的大致长方体形状的部件主体；和设置于该部件主体的、并且与内部导体层连接的一对外部电极。

Claims (14)

1.一种层叠陶瓷电子部件，其包括：具有内部导体层的长方体形状的部件主体；和设置于所述部件主体的、并且与所述内部导体层连接的一对外部电极，所述层叠陶瓷电子部件的特征在于：
所述部件主体的6个面中，设相对的2个面的相对方向为第一方向，另外的相对的2个面的相对方向为第二方向，其余的相对的2个面的相对方向为第三方向时，
所述外部电极各自连续地具有：存在于所述部件主体的第一方向的面的基础部分；和第一部分，所述第一部分存在于所述部件主体的第三方向的一个面、第三方向的另一个面、第二方向的一个面和第二方向的另一个面之中的至少第三方向的一个面，
在所述部件主体的第三方向的一个面和第三方向的另一个面之中的至少第三方向的另一个面，在所述部件主体的第一方向上设置有金属颗粒组。
2.如权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
设置有所述金属颗粒组的区域的第一方向的标准尺寸与所述部件主体的第一方向的标准尺寸相同，该区域的第二方向的标准尺寸与所述部件主体的第二方向的标准尺寸相同。
3.如权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
设置有所述金属颗粒组的区域的第一方向的标准尺寸与所述部件主体的第一方向的标准尺寸相同，该区域的第二方向的标准尺寸比所述部件主体的第二方向的标准尺寸小。
4.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述金属颗粒组由规则地排列的多个金属颗粒构成。
5.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述金属颗粒组由不规则地排列的多个金属颗粒构成。
6.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述金属颗粒组设置于所述部件主体的第三方向的另一个面和第三方向的一个面。
7.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述金属颗粒组仅设置于所述部件主体的第三方向的另一个面。
8.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述外部电极各自连续地具有：存在于所述部件主体的第一方向的面的基础部分；存在于所述部件主体的第三方向的一个面的第一部分；存在于所述部件主体的第三方向的另一个面的第二部分；存在于所述部件主体的第二方向的一个面的第三部分；和存在于所述部件主体的第二方向的另一个面的第四部分。
9.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述外部电极各自连续地具有：存在于所述部件主体的第一方向的面的基础部分；存在于所述部件主体的第三方向的一个面的第一部分；和存在于所述部件主体的第三方向的另一个面的第二部分。
10.如权利要求8所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
设置于所述部件主体的至少第三方向的另一个面的所述金属颗粒组，其第一方向的两端部分别被所述外部电极各自的所述第二部分覆盖，而露出除所述第一方向的两端部以外的部分。
11.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述外部电极各自连续地具有：存在于所述部件主体的第一方向的面的基础部分；和存在于所述部件主体的第三方向的一个面的第一部分。
12.如权利要求11所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
设置于所述部件主体的至少第三方向的另一个面的所述金属颗粒组全部露出。
13.如权利要求1～3中任一项所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
所述层叠陶瓷电子部件为层叠陶瓷电容器，
所述层叠陶瓷电容器包括：长方体形状的电容器主体，其具有多个内部电极层隔着电介质层层叠而成的电容部；和设置于所述电容器主体的、并且与所述多个内部电极层连接的一对外部电极。
14.如权利要求1所述的层叠陶瓷电子部件，其特征在于：
隔着所述金属颗粒组的所述外部电极间的绝缘电阻值为5.0×105Ω以上。
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