CN114388263A - 电子部件 - Google Patents
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Abstract
电子部件具备:素体,其具有相互相邻的侧面和端面;以及外部电极,其配置于侧面和端面。外部电极具有金属层、导电性树脂层、及镀层。金属层配置于侧面上和端面上,由铜烧结体构成。导电性树脂层以使金属层的一部分区域露出的方式配置于金属层上,包含多个铜颗粒和树脂。镀层配置于金属层的一部分区域上和导电性树脂层上。导电性树脂层具有位于侧面上的第一部分。镀层具有位于侧面上的第二部分。第一部分的厚度比第二部分的厚度小。
Description
技术领域
本发明涉及一种电子部件。
背景技术
已知的电子部件具备具有相互相邻的侧面和端面的素体、配置于侧面和端面的外部电极(例如,参照日本特开2010-226017号公报)。外部电极具有金属层、导电性树脂层、及镀层。金属层配置于侧面上和端面上。导电性树脂层以使金属层的一部分区域露出的方式配置于金属层上。镀层配置于金属层的一部分区域上和导电性树脂层上。
发明内容
本发明一个方式的目的在于,提供一种抑制挠曲裂纹(Deflection crack)及迁移(migration)的产生,且实现电阻的降低的电子部件。
一个方式的电子部件具备:素体,其具有相互相邻的侧面和端面;外部电极,其配置于侧面和端面。外部电极具有金属层、导电性树脂层、及镀层。金属层配置于侧面上和端面上,由铜烧结体构成。导电性树脂层以使金属层的一部分区域露出的方式配置于金属层上,包含多个铜颗粒和树脂。镀层配置于金属层的一部分区域上和导电性树脂层上。导电性树脂层具有位于侧面上的第一部分。镀层具有位于侧面上的第二部分。第一部分的厚度比第二部分的厚度小。
在电子部件焊接安装于电子设备的状态下,在电子设备挠曲的情况下,应力(挠曲应力)有时从电子设备作用于电子部件。在该情况下,在素体上有可能产生裂纹。该裂纹被称为挠曲裂纹。应力例如具有作用于素体的侧面的趋势。电子设备例如包含电路基板或电子部件。
在上述一个方式中,外部电极具备具有第一部分的导电性树脂层。因此,从电子设备作用于电子部件的应力不易作用于素体。其结果,上述一个方式可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
导电性树脂层包含树脂。因此,导电性树脂层的电阻比金属层及镀层的电阻高。
在上述一个方式中,镀层配置于从导电性树脂层露出的金属层的一部分区域上。因此,在镀层和金属层之间形成有未通过导电性树脂层的电流路径。其结果,上述一个方式抑制电阻的增加。
在上述一个方式中,导电性树脂层的第一部分的厚度比镀层的第二部分的厚度小。因此,在导电性树脂层内由铜颗粒形成的电流路径极短。其结果,上述一个方式即使在外部电极具有导电性树脂层的情况下,也能够实现电阻的降低。
在形成镀层时所产生的应力有可能作用于导电性树脂层的第一部分。在该应力作用于导电性树脂层的第一部分的情况下,导电性树脂层的第一部分有可能从素体剥离。导电性树脂层的第一部分的厚度越小,第一部分越容易从素体剥离。在该情况下,存在产生导电性树脂层中所含的金属颗粒导致的迁移的趋势。
在上述一个方式中,导电性树脂层含有铜颗粒作为金属颗粒。因此,在上述一个方式中,与导电性树脂层含有银颗粒作为金属颗粒的结构相比,不易产生迁移。
在上述一个方式中,金属层也可以具有位于侧面上的第三部分。第三部分的厚度也可以比第一部分的厚度小。
从电子设备作用于电子部件的应力从金属层作用于素体。金属层的厚度越大,作用于素体的应力越大。在金属层的第三部分的厚度比导电性树脂层的第一部分的厚度小的结构中,作用于素体的应力小。因此,本结构进一步可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
在上述一个方式中,多个铜颗粒的平均长径比(Average aspect ratio)也可以为1.1以上。
在多个铜颗粒的平均长径比小于1.1的结构中,铜颗粒的表面容易氧化。在该情况下,导电性树脂层的电阻有可能增加。与之相对,在多个铜颗粒的平均长径比为1.1以上的结构中,导电性树脂层的电阻不易增加。
在上述一个方式中,素体也可以在侧面和端面之间具有棱线部。金属层的一部分区域也可以包含位于棱线部上的第四部分。
导电性树脂层缓和作用在形成于外部电极的焊料圆角的应力,抑制焊接裂纹的产生。作用于焊料圆角的应力具有集中在形成于外部电极的位于端面上及侧面上的部分的焊料圆角上的趋势。与之相对,应力不易作用于形成于外部电极的位于侧面和端面之间的棱线部上的部分的焊料圆角。
如上述那样,从电子设备作用于电子部件的应力具有作用于侧面的趋势,但不易作用于侧面和端面之间的棱线部。
在金属层的一部分区域包含第四部分的结构中,第四部分从导电性树脂层露出,并且与镀层连接。因此,本结构不仅抑制挠曲裂纹,还抑制焊接裂纹的产生,且实现电阻的降低。
在上述一个方式中,在上述棱线部和第四部分之间也可以存在有玻璃。
在电子部件中,通常,素体包含氧化物。铜与镍或铝等金属相比,不易被氧化。在该情况下,由铜烧结体构成的金属层和包含氧化物的素体不易化学地连接。
在玻璃存在于上述棱线部和第四部分之间的结构中,素体和金属层在上述棱线部牢固地连接。因此,素体和外部电极牢固地连接。
通过以下给出的详细描述和附图将更全面地理解本发明,因此不应被视为限制本发明。
根据下文给出的详细描述,本发明的进一步的适用范围将变得显而易见。然而,应当理解,在指示本发明的实施例的同时,详细描述和具体示例仅作为示例给出,对于本领域技术人员而言,本发明的要旨和范围内的各种变更和修改将从该详细描述变得显而易见。
附图说明
图1是一个实施方式的层叠电容器的立体图。
图2是表示本实施方式的层叠电容器的截面结构的图。
图3是表示本实施方式的层叠电容器的截面结构的图。
图4是表示外部电极的截面结构的图。
图5是表示外部电极的截面结构的图。
图6是表示外部电极的截面结构的图。
图7是表示外部电极的截面结构的示意图。
图8是表示外部电极的截面结构的示意图。
图9是表示各试样中的挠曲裂纹的产生状况及等效串联电阻(ESR)的图表。
图10是表示各试样中的ESR的图表。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本发明的实施例。在下面的描述中,相同的元件或具有相同功能的元件由相同的符号表示,并且省略重叠的说明。
参照图1~图8,对本实施方式的层叠电容器C1的结构进行说明。图1是本实施方式的层叠电容器的立体图。图2及图3是表示本实施方式的层叠电容器的截面结构的图。图4~图6是表示外部电极的截面结构的图。图7及图8是表示外部电极的截面结构的示意图。图4~图8中,省略了表示截面的阴影。本实施方式中,电子部件例如为层叠电容器C1。
如图1所示,层叠电容器C1具备呈长方体形状的素体3和多个外部电极5。在本实施方式中,层叠电容器C1具备一对外部电极5。一对外部电极5配置于素体3的外表面。一对外部电极5相互分开。长方体形状包含角部及棱线部被倒角的长方体的形状、及角部及棱线部被倒圆的长方体的形状。
素体3具有相互相对的一对侧面3a、相互相对的一对侧面3c以及相互相对的一对端面3e。一对侧面3a、一对侧面3c、及一对端面3e呈长方形状。一对侧面3a相对的方向为第一方向D1。一对侧面3c相对的方向为第二方向D2。一对端面3e相对的方向为第三方向D3。层叠电容器C1焊接安装于电子设备。电子设备例如包含电路基板或电子部件。在层叠电容器C1中,一个侧面3a与电子设备相对。一个侧面3a以构成安装面的方式配置。一个侧面3a为安装面。一对侧面3c中的一个侧面3c也可以以构成安装面的方式配置。
第一方向D1为与各侧面3a正交的方向,且与第二方向D2正交。第三方向D3为与各侧面3a和各侧面3c平行的方向,且与第一方向D1和第二方向D2正交。第二方向D2为与各侧面3c正交的方向,第三方向D3为与各端面3e正交的方向。在本实施方式中,素体3的第三方向D3上的长度比素体3的第一方向D1上的长度大且比素体3的第二方向D2上的长度大。第三方向D3为素体3的长边方向。素体3的第一方向D1上的长度和素体3的第二方向D2上的长度也可以相互相等。素体3的第一方向D1上的长度和素体3的第二方向D2上的长度也可以相互不同。
素体3的第一方向D1上的长度为素体3的高度。素体3的第二方向D2上的长度为素体3的宽度。素体3的第三方向D3上的长度为素体3的长度。在本实施方式中,素体3的高度为0.1~2.5mm,素体3的宽度为0.1~5.0mm,素体3的长度为0.2~5.7mm。例如,素体3的高度为1.6mm,素体3的宽度为1.6mm,素体3的长度为3.2mm。
一对侧面3c以连结一对侧面3a的方式沿第一方向D1延伸。一对侧面3c也沿第三方向D3延伸。一对端面3e以连结一对侧面3a的方式沿第一方向D1延伸。一对端面3e也沿第二方向D2延伸。
素体3具有四个棱线部3g、四个棱线部3i以及四个棱线部3j。棱线部3g位于端面3e和侧面3a之间。棱线部3i位于端面3e和侧面3c之间。棱线部3j位于侧面3a和侧面3c之间。在本实施方式中,各棱线部3g、3i、3j以弯曲的方式被倒圆。对素体3实施了所谓的R倒角加工。端面3e和侧面3a经由棱线部3g间接地相邻。端面3e和侧面3c经由棱线部3i间接地相邻。侧面3a和侧面3c经由棱线部3j间接地相邻。
素体3在第一方向D1上层叠多个电介质层而构成。素体3具有层叠的多个电介质层。素体3中,多个电介质层的层叠方向与第一方向D1一致。各电介质层例如由包含电介质材料的陶瓷生片的烧结体构成。电介质材料例如包含电介质陶瓷。电介质陶瓷例如包含BaTiO3系、Ba(Ti、Zr)O3系、或(Ba、Ca)TiO3系的电介质陶瓷。在实际的素体3中,各电介质层以不能辨识各电介质层之间的边界的程度一体化。在素体3中,多个电介质层的层叠方向也可以与第二方向D2一致。在本实施方式中,素体3包含氧化物。
如图2及图3所示,层叠电容器C1具备多个内部电极7和多个内部电极9。各内部电极7、9为配置于素体3内的内部导体。各内部电极7、9由通常作为层叠型电子部件的内部导体所使用的导电性材料构成。导电性材料例如包含贱金属。导电性材料例如包含Ni或Cu。内部电极7、9作为包含上述导电性材料的导电性膏体的烧结体而构成。在本实施方式中,内部电极7、9由Ni构成。
内部电极7和内部电极9在第一方向D1上配置于不同的位置(层)。内部电极7和内部电极9在素体3内以在第一方向D1上具有间隔而相对的方式交替地配置。内部电极7和内部电极9的极性互不相同。在多个电介质层的层叠方向为第二方向D2的情况下,内部电极7和内部电极9在第二方向D2上配置于不同的位置(层)。内部电极7、9的一端在对应的端面3e上露出。内部电极7、9具有在对应的端面3e上露出的一端。
多个内部电极7和多个内部电极9在第一方向D1上交替排列。各内部电极7、9位于与侧面3a大致平行的面内。内部电极7和内部电极9在第一方向D1上相互相对。内部电极7和内部电极9相对的方向(第一方向D1)与和侧面3a平行的方向(第二方向D2及第三方向D3)正交。在多个电介质层的层叠方向为第二方向D2的情况下,多个内部电极7和多个内部电极9在第二方向D2上交替排列。在该情况下,各内部电极7、9位于与侧面3a大致正交的面内。内部电极7和内部电极9在第二方向D2上相互相对。
如图1所示,外部电极5分别配置于素体3的第三方向D3上的两端部。各外部电极5配置于素体3中的对应的端面3e侧。在本实施方式中,各外部电极5配置于一对侧面3a、一对侧面3c、及一个端面3e。如图2及图3所示,外部电极5具有多个电极部5a、5c、5e、5g、5i。各电极部5a配置于对应的侧面3a上。各电极部5c配置于对应的侧面3c上。电极部5e配置于端面3e上。各电极部5g配置于对应的棱线部3g上。各电极部5i配置于对应的棱线部3i上。外部电极5还具有配置于棱线部3j上的电极部。
外部电极5形成于一对侧面3a、一个端面3e、及一对侧面3c这五个面、以及棱线部3g、3i、3j。相互相邻的电极部5a、5c、5e、5g、5i被连接,并电连接。电极部5e将对应的内部电极7、9的一端完全覆盖。电极部5e与对应的内部电极7、9直接地连接。外部电极5与对应的内部电极7、9电连接。外部电极5具有第一电极层E1、第二电极层E2、及镀层PL。镀层PL具有第三电极层E3和第四电极层E4。第四电极层E4构成外部电极5的最外层。在本实施方式中,各电极部5a、5c、5e具有第一电极层E1、第二电极层E2、第三电极层E3、及第四电极层E4,电极部5g、5i具有第一电极层E1、第三电极层E3、及第四电极层E4。
如图4所示,电极部5a的第一电极层E1配置于侧面3a上。电极部5a的第一电极层E1以覆盖侧面3a的一部分的方式形成。电极部5aの的第一电极层E1与侧面3a的一部分相接。侧面3a在上述一部分被第一电极层E1覆盖,在除上述一部分的余部从第一电极层E1露出。侧面3a的上述一部分为侧面3a的靠端面3e的一部分区域。电极部5a的第一电极层E1位于侧面3a上。
电极部5a的第二电极层E2配置于第一电极层E1上。在电极部5a,第二电极层E2以覆盖第一电极层E1和侧面3a的一部分的方式形成。在电极部5a,第二电极层E2与第一电极层E1和侧面3a直接相接。电极部5a的第二电极层E2以覆盖电极部5a的第一电极层E1的整体的方式形成。在电极部5a,第二电极层E2以第一电极层E1位于第二电极层E2和侧面3a之间的方式间接地覆盖侧面3a。电极部5a的第二电极层E2位于侧面3a上。
电极部5a的第三电极层E3配置于第二电极层E2上。在电极部5a,第三电极层E3覆盖第二电极层E2的整体。在电极部5a,第三电极层E3与第二电极层E2的整体相接。即,在电极部5a,第三电极层E3与第二电极层E2直接相接。在电极部5a,第三电极层E3未与第一电极层E1直接相接。电极部5a的第三电极层E3位于侧面3a上。
电极部5a的第四电极层E4配置于第三电极层E3上。在电极部5a,第四电极层E4覆盖第三电极层E3的整体。在电极部5a,第四电极层E4与第三电极层E3的整体相接。即,在电极部5a,第四电极层E4与第三电极层E3直接相接。电极部5a的第四电极层E4位于侧面3a上。
电极部5a具有四层结构。
如图5所示,电极部5c的第一电极层E1配置于侧面3c上。电极部5c的第一电极层E1以覆盖侧面3c的一部分的方式形成。电极部5c的第一电极层E1与侧面3c的一部分相接。侧面3c在上述一部分被第一电极层E1覆盖,在除上述一部分的余部从第一电极层E1露出。侧面3c的上述一部分为侧面3c的靠端面3e的一部分区域。电极部5c的第一电极层E1位于侧面3c上。
电极部5c的第二电极层E2配置于第一电极层E1上。在电极部5c,第二电极层E2以覆盖第一电极层E1和侧面3c的一部分的方式形成。在电极部5c,第二电极层E2与第一电极层E1和侧面3c直接相接。电极部5c的第二电极层E2以覆盖电极部5c的第一电极层E1的整体的方式形成。在电极部5c,第二电极层E2以使第一电极层E1位于第二电极层E2和侧面3c之间的方式,间接地覆盖侧面3c。电极部5c的第二电极层E2位于侧面3c上。
电极部5c的第三电极层E3配置于第二电极层E2上。在电极部5c,第三电极层E3覆盖第二电极层E2的整体。在电极部5c,第三电极层E3与第二电极层E2的整体相接。即,在电极部5c,第三电极层E3与第二电极层E2直接相接。在电极部5c,第三电极层E3未与第一电极层E1直接相接。电极部5c的第三电极层E3位于侧面3c上。
电极部5c的第四电极层E4配置于第三电极层E3上。在电极部5c,第四电极层E4覆盖第三电极层E3的整体。在电极部5c,第四电极层E4与第三电极层E3的整体相接。即,在电极部5c,第四电极层E4与第三电极层E3直接相接。电极部5c的第四电极层E4位于侧面3c上。
电极部5c具有四层结构。
如图4及5所示,电极部5e的第一电极层E1配置于端面3e上。端面3e的整体被第一电极层E1覆盖。电极部5e的第一电极层E1与端面3e的整体相接。在电极部5e,第一电极层E1以与对应的内部电极7、9的一端连接的方式形成于端面3e。电极部5e的第一电极层E1位于端面3e上。
电极部5e的第二电极层E2配置于第一电极层E1上。在电极部5e,第二电极层E2与第一电极层E1的整体相接。电极部5e的第二电极层E2以覆盖端面3e的整体的方式形成。电极部5e的第二电极层E2以使第一电极层E1位于第二电极层E2和端面3e之间的方式,间接地覆盖端面3e的整体。电极部5e的第二电极层E2直接覆盖第一电极层E1的整体。电极部5e的第二电极层E2位于端面3e上。
电极部5e的第三电极层E3配置于第二电极层E2上。在电极部5e,第三电极层E3覆盖第二电极层E2的整体。在电极部5e,第三电极层E3与第二电极层E2的整体相接。即,在电极部5e,第三电极层E3与第二电极层E2直接相接。在电极部5e,第三电极层E3未与第一电极层E1直接相接。电极部5e的第三电极层E3位于端面3e上。
电极部5e的第四电极层E4配置于第三电极层E3上。在电极部5e,第四电极层E4覆盖第三电极层E3的整体。在电极部5e,第四电极层E4与第三电极层E3的整体相接。即,在电极部5e,第四电极层E4与第三电极层E3直接相接。电极部5e的第四电极层E4位于端面3e上。
电极部5e具有四层结构。
如图4所示,电极部5g的第一电极层E1配置于棱线部3g上。电极部5g的第一电极层E1以覆盖棱线部3g的整体的方式形成。电极部5g的第一电极层E1与棱线部3g的整体相接。电极部5g的第一电极层E1位于棱线部3g上。
电极部5g的第三电极层E3配置于第一电极层E1上。在电极部5g,第三电极层E3覆盖第一电极层E1的整体。在电极部5g,第三电极层E3与第一电极层E1的整体相接。即,在电极部5g,第三电极层E3与第一电极层E1直接相接。电极部5g的第三电极层E3位于棱线部3g上。
电极部5g的第四电极层E4配置于第三电极层E3上。在电极部5g,第四电极层E4覆盖第三电极层E3的整体。在电极部5g,第四电极层E4与第三电极层E3的整体相接。即,在电极部5g,第四电极层E4与第三电极层E3直接相接。电极部5g的第四电极层E4位于棱线部3g上。
电极部5g具有三层结构。
如图5所示,电极部5i的第一电极层E1配置于棱线部3i上。电极部5i的第一电极层E1以覆盖棱线部3i的整体的方式形成。电极部5i的第一电极层E1与棱线部3i的整体相接。电极部5i的第一电极层E1位于棱线部3i上。
电极部5i的第三电极层E3配置于第一电极层E1上。在电极部5i,第三电极层E3覆盖第一电极层E1的整体。在电极部5i,第三电极层E3与第一电极层E1的整体相接。即,在电极部5i,第三电极层E3与第一电极层E1直接相接。电极部5i的第三电极层E3位于棱线部3i上。
电极部5i的第四电极层E4配置于第三电极层E3上。在电极部5i,第四电极层E4覆盖第三电极层E3的整体。在电极部5i,第四电极层E4与第三电极层E3的整体相接。即,在电极部5i,第四电极层E4与第三电极层E3直接相接。电极部5i的第四电极层E4位于棱线部3i上。
电极部5i具有三层结构。
配置于棱线部3j上的电极部与电极部5a、5c、5e同样,具有四层结构。配置于棱线部3j上的电极部与电极部5g、5i同样,也可以具有三层结构。
如上述那样,外部电极5具有第一电极层E1、第二电极层E2、第三电极层E3、及第四电极层E4。第一电极层E1配置于一对侧面3a上、一对侧面3c上、及端面3e上。第二电极层E2以使第一电极层E1的一部分区域露出的方式,配置于第一电极层E1上。第三电极层E3以覆盖第二电极层E2和从第二电极层E2露出的第一电极层E1的上述一部分区域的方式,配置于第一电极层E1上及第二电极层E2上。第四电极层E4以覆盖第三电极层E3的整体的方式,配置于第三电极层E3上。即,镀层PL以覆盖第二电极层E2和从第二电极层E2露出的第一电极层E1的上述一部分区域的方式,配置于第一电极层E1上及第二电极层E2上。
例如,在电极部5a具有的第二电极层E2构成第一部分的情况下,电极部5a具有的镀层PL(第三电极层E3及第四电极层E4)构成第二部分,电极部5a具有的第一电极层E1构成第三部分,电极部5g具有的第一电极层E1构成第四部分。例如,在电极部5c具有的第二电极层E2构成第一部分的情况下,电极部5c具有的镀层PL(第三电极层E3及第四电极层E4)构成第二部分,电极部5c具有的第一电极层E1构成第三部分,电极部5i具有的第一电极层E1构成第四部分。
第一电极层E1通过烧附对素体3的表面赋予的导电性膏体而形成。在本实施方式中,第一电极层E1以连续地覆盖一对侧面3a、一对侧面3c、及一个端面3e的方式形成。第一电极层E1通过烧结导电性膏体中所含的金属成分(金属粉末)而形成。第一电极层E1为金属层。第一电极层E1为形成于素体3的金属层。在本实施方式中,第一电极层E1为由铜构成的烧结金属层。即,第一电极层E1为铜烧结体。导电性膏体例如包含由铜构成的粉末、玻璃成分、有机粘合剂、及有机溶剂。各电极部5a、5c、5e、5g、5i具有的第一电极层E1一体地形成。
如图6所示,在各棱线部3g、3i和位于各棱线部3g、3i上的第一电极层E1之间存在玻璃GL。在本实施方式中,第一电极层E1配置于玻璃GL上。玻璃GL例如由导电性膏体中所含的玻璃成分构成。玻璃GL也可以覆盖各棱线部3g、3i的整体。玻璃GL也可以仅覆盖各棱线部3g、3i的一部分。即,各棱线部3g、3i也可以具有从玻璃GL露出的部分。在该情况下,各棱线部3g、3i也可以在从玻璃GL露出的部分与第一电极层E1相接。
第二电极层E2通过使赋予在第一电极层E1上的导电性树脂膏体固化而形成。第二电极层E2形成于第一电极层E1上。在本实施方式中,第二电极层E2形成于包含各电极部5a、5c、5e的第一电极层E1上。第一电极层E1为用于形成第二电极层E2的基底金属层。第二电极层E2为覆盖第一电极层E1的导电性树脂层。导电性树脂膏体例如包含具有电绝缘性的树脂、导电性填料、及有机溶剂。树脂例如为热固性树脂。导电性填料为铜颗粒。热固性树脂例如为酚醛树脂、丙烯酸树脂、硅酮树脂、环氧树脂、或聚酰亚胺树脂。各电极部5a、5c、5e具有的第二电极层E2也可以一体地形成。
如图7所示,第二电极层E2包含多个铜颗粒CP和具有电绝缘性的树脂R。多个铜颗粒CP在第二电极层E2内形成多个导电路径。多个铜颗粒CP中的一部分的铜颗粒CP与第一电极层E1直接相接。多个铜颗粒CP中的另外一部分的铜颗粒CP在第二电极层E2的表面露出。在第二电极层E2的表面露出的铜颗粒CP与第三电极层E3直接相接。多个铜颗粒CP将第一电极层E1和第三电极层E3电连接。铜颗粒CP的颗粒形状没有特别限制。铜颗粒CP例如呈大致球状、大致针状、或片状。
多个铜颗粒CP的平均长径比例如为1.1以上。在本实施方式中,多个铜颗粒CP的平均长径比为1.39。
多个铜颗粒CP的平均长径比例如能够如下求出。
获取包含第二电极层E2的位置的外部电极5的截面照片。截面照片是拍摄将外部电极5在与端面3e正交的平面上切断时的截面的照片。截面照片例如是拍摄在与相互相对的一对面(例如,一对侧面3c)平行且位于距该一对面等距离的平面上切断时的外部电极5的截面的照片。通过软件对获取到的截面照片进行图像处理。通过该图像处理识别铜颗粒CP的边界,测定铜颗粒CP的长轴长和短轴长。在本实施方式中,长轴长及短轴长如下规定。长轴长为以与铜颗粒CP的轮廓(边界)相接的方式从各种角度引出的两根平行线间的距离中的最大值。即,长轴长为费雷特直径的最大值。短轴长为与铜颗粒CP的长轴正交的方向上的铜颗粒CP的长度中的最大值。
也可以计算截面照片内中所含的全部的铜颗粒CP的长轴长及短轴长。也可以计算截面照片内所含的铜颗粒CP中的任意数量的铜颗粒CP的长轴长及短轴长。任意的数量例如为100。计算得到的铜颗粒CP的长轴长及短轴长的各平均值。基于算出的平均长轴长及平均短轴长计算平均长径比(平均长轴长/平均短轴长)。
第三电极层E3通过镀覆法形成于第二电极层E2上。在本实施方式中,第三电极层E3通过镀镍形成于第二电极层E2上。第三电极层E3为镀镍层。第三电极层E3也可以为镀锡层、镀铜层、或镀金层。第三电极层E3包含镍、锡、铜、或金。镀镍层与第二电极层E2中所含的金属相比,耐焊接腐蚀性优异。第三电极层E3覆盖第二电极层E2。
第四电极层E4通过镀覆法形成于第三电极层E3上。第四电极层E4为焊接镀层。在本实施方式中,第四电极层E4通过镀锡形成于第三电极层E3上。第四电极层E4为镀锡层。第四电极层E4也可以为Sn-Ag合金镀层、Sn-Bi合金镀层、或Sn-Cu合金镀层。第四电极层E4包含锡、Sn-Ag合金、Sn-Bi合金、或Sn-Cu合金。
第三电极层E3和第四电极层E4构成形成于第二电极层E2的镀层PL。在本实施方式中,镀层PL具有双层结构。镀层PL覆盖第二电极层E2。第三电极层E3为位于第四电极层E4和第二电极层E2之间的中间镀层。各电极部5a、5c、5e、5g、5i具有的第三电极层E3一体地形成。各电极部5a、5c、5e、5g、5i具有的第四电极层E4一体地形成。
参照图8,对侧面3a上的外部电极5的结构进行说明。如上述那样,在侧面3a上,外部电极5具有第一电极层E1、第二电极层E2以及镀层PL(第三电极层E3及第四电极层E4)。
在侧面3a上,第二电极层E2的厚度TE2比镀层PL的厚度TPL小。在本实施方式中,第一电极层E1的厚度TE1比厚度TE2小。厚度TE2例如为2μm以上10μm以下。在本实施方式中,厚度TE2为8μm。厚度TPL例如为9μm以上13μm以下。在本实施方式中,厚度TPL为10μm。厚度TE1例如为1μm以上11μm以下。在本实施方式中,厚度TE1为3μm。
例如,厚度TE2以电极部5a具有的第二电极层E2的最大厚度来规定,厚度TPL以电极部5a具有的镀层PL的最大厚度来规定。厚度TE1例如以电极部5a具有的第一电极层E1的最大厚度来规定。
各厚度TE2、TPL、TE1例如能够如下求出。
获取包含电极部5a的位置的外部电极5的截面照片。截面照片例如是拍摄在与相互相对的一对侧面3c平行且位于距一对侧面3c等距离的平面上切断时的外部电极5的截面的照片。获取到的截面照片通过软件进行图像处理。通过该图像处理,识别第一电极层E1、第二电极层E2、及镀层PL的各边界,求出第一电极层E1、第二电极层E2、及镀层PL的各最大厚度。
也可以求出第一电极层E1、第二电极层E2、及镀层PL的各平均厚度代替求出最大厚度。在该情况下,厚度TE2以电极部5a具有的第二电极层E2的平均厚度来规定,厚度TPL以电极部5a具有的镀层PL的平均厚度来规定。厚度TE1以电极部5a具有的第一电极层E1的平均厚度来规定。
省略图示,但在本实施方式中,即使在侧面3c上,第二电极层E2的厚度也比镀层PL的厚度小,第一电极层E1的厚度比第二电极层E2的厚度小。电极部5c具有的第二电极层E2的厚度例如与厚度TE2相等。电极部5c具有的镀层PL的厚度例如与厚度TPL相等。电极部5c具有的第一电极层E1的厚度例如与厚度TE1相等。
例如,电极部5c具有的第二电极层E2的厚度以该第二电极层E2的最大厚度来规定,电极部5c具有的镀层PL的厚度以该镀层PL的最大厚度来规定。电极部5c具有的第一电极层E1的厚度以该第一电极层E1的最大厚度来规定。电极部5c具有的第二电极层E2、镀层PL、及第一电极层E1的各厚度与各厚度TE2、TPL、TE1相同,也可以以平均厚度来规定。
接着,对各厚度TE2、TPL、TE1的关系进行详细的说明。
本发明人等为了弄清各厚度TE2、TPL、TE1的关系,进行了以下的试验。即,本发明人等准备各厚度TE2、TPL、TE1不同的试样S1~S3,确认了各试样S1~S3中的挠曲裂纹的产生状况及等效串联电阻(ESR)。图9表示其结果。图9是表示各试样中的挠曲裂纹的产生状况及ESR的图表。
各试样S1~S3为包含多个标本的批次。各试样S1~S3的标本为除各厚度TE2、TPL、TE1不同的点外,具有相同的结构的层叠电容器。在试样S1~S3的各标本中,素体3的高度为1.6mm,素体3的宽度为1.6mm,素体3的长度为3.2mm。各标本的静电电容为2.2μF。
在试样S1的各标本中,厚度TE2为8μm,厚度TPL为10μm,厚度TE1为3μm。在试样S1的各标本中,各厚度TE2、TPL、TE1具有由“厚度TPL>厚度TE2>厚度TE1”所示的关系。
在试样S2的各标本中,厚度TE2为12μm,厚度TPL为8μm,厚度TE1为3μm。在试样S1的各标本中,各厚度TE2、TPL、TE1具有由“厚度TE2>厚度TPL>厚度TE1”所示的关系。
在试样S3的各标本中,厚度TE2为4μm,厚度TPL为11μm,厚度TE1为9μm。在试样S1的各标本中,各厚度TE2、TPL、TE1具有由“厚度TPL>厚度TE1>厚度TE2”所示的关系。
挠曲裂纹的产生状况如下来确认。
对每个试样S1~S3选10个标本,并对各标本进行挠曲强度试验。在挠曲强度试验中,首先,将标本焊接安装于基板(玻璃环氧基板)的中央部。基板的大小为100mm×40mm,基板的厚度为1.6mm。接着,在具有90mm的间隔且平行地配置的两根棒上载置基板。基板以安装标本的面向下的方式载置。然后,从安装有标本的面的背面对基板的中央部施加挠曲应力,以使基板的挠曲量成为期望的值。在本试验中,基板的挠曲量为10mm。
在挠曲强度试验后,将焊接安装于基板的状态下的标本嵌入树脂,并将嵌入于树脂的状态的标本与焊接及基板一起进行抛光。使用光学显微镜确认在标本的素体中在抛光面上是否裂纹。
ESR如下求出。
对每个试样S1~S3选5个标本,在各标本焊接安装于基板后,测定自谐振频率中的ESR(mΩ)。ESR通过阻抗分析仪(安捷伦科技公司制4294A)来测定。测试装置使用安捷伦科技公司制16044A。对每个试样S1~S3求出5个标本的平均值。当考虑实际的使用时,ESR需要小于10mΩ。当ESR小于8mΩ时,特性进一步提高。
上述的试验的结果是,如图9所示,在试样S1及S2中,没有确认到挠曲裂纹的产生。与之相对,在试样S3中,在1个标本中确认到挠曲裂纹的产生。
在试样S1及S3中,ESR小于8mΩ。在试样S2中,ESR为10mΩ以上。
接着,对多个铜颗粒CP的平均长径比进行详细的说明。
本发明人等为了弄清多个铜颗粒CP的平均长径比的范围,进行了如下的试验。即,本发明人等准备多个铜颗粒CP的平均长径比不同的试样S4~S6,确认各试样S4~S6中的ESR。图10表示其结果。图10是表示各试样中的ESR的图表。
各试样S4~S6为包含多个标本的批次。各试样S4~S6的标本为除多个铜颗粒CP的平均长径比不同这一点外,具有相同结构的层叠电容器。在试样S4~S6的各标本中,素体3的高度为1.6mm,素体3的宽度为1.6mm,素体3的长度为3.2mm。各标本的静电电容为2.2μF。厚度TE2为8μm,厚度TPL为10μm,厚度TE1为3μm。
在试样S4的各标本中,多个铜颗粒CP的平均长径比为1.12。
在试样S5的各标本中,多个铜颗粒CP的平均长径比为1.39。
在试样S6的各标本中,多个铜颗粒CP的平均长径比为1.63。
ESR如下求出。
对每个试样S4~S6选5个标本,在各标本焊接安装于基板后,测定自谐振频率中的ESR(mΩ)。在此,ESR通过阻抗分析仪(安捷伦科技公司制4294A)来测定。测试装置使用安捷伦科技公司制16044A。对每个试样S4~S6求出5个标本的平均值。当考虑实际的使用时,ESR需要小于10mΩ。当ESR为8mΩ时,特性进一步提高。
上述的试验的结果是,如图10所示,在试样S4~S6中,ESR小于10mΩ。进而,在试样S5及S6中,ESR小于8mΩ。
在层叠电容器C1焊接安装于电子设备的状态下,在电子设备挠曲的情况下,有时挠曲应力从电子设备作用于层叠电容器C1。在该情况下,在素体3中有可能产生挠曲裂纹。应力例如具有作用于素体3的侧面3a、3c的趋势。应力例如具有作用于构成安装面的侧面3a的趋势。
外部电极5的电极部5a具有第二电极层E2。因此,从电子设备作用于层叠电容器C1的应力不易作用于素体3(侧面3a)。其结果,层叠电容器C1可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
外部电极5的电极部5c也具有第二电极层E2。因此,从电子设备作用于层叠电容器C1的应力也不易作用于素体3(侧面3c)。其结果,层叠电容器C1更可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
第二电极层E2包含树脂R。因此,第二电极层E2的电阻比第一电极层E1及镀层PL的电阻高。
第二电极层E2以使第一电极层E1的一部分区域露出的方式,配置于第一电极层E1上。例如,在本实施方式中,电极部5g、5i具有的第一电极层E1从第二电极层E2露出。第三电极层E3,以覆盖第二电极层E2和从第二电极层E2露出的第一电极层E1的上述一部分区域的方式,配置于第一电极层E1上及第二电极层E2上。例如,在本实施方式中,镀层PL配置于电极部5g、5i具有的第一电极层E1上。因此,在镀层PL和第一电极层E1之间形成未通过第二电极层E2的电流路径。其结果,层叠电容器C1抑制电阻的增加。
在层叠电容器C1中,厚度TE2比厚度TPL小。因此,在第二电极层E2内由铜颗粒CP形成的电流路径极短。其结果,即使在外部电极5具有第二电极层E2的情况下,层叠电容器C1也实现电阻的降低。
在层叠电容器C1中,电极部5c具有的第二电极层E2的厚度也比电极部5c具有的镀层PL的厚度小。因此,层叠电容器C1实现电阻的进一步的降低。
在形成镀层PL时产生的应力有可能作用于电极部5a、5c具有的第二电极层E2。在该应力作用于第二电极层E2的情况下,电极部5a、5c具有的第二电极层E2有可能从素体3剥离。电极部5a、5c具有的第二电极层E2的厚度(厚度TE2)越小,第二电极层E2越容易剥离。在该情况下,具有产生第二电极层E2中所含的金属颗粒导致的迁移的趋势。
第二电极层E2包含铜颗粒CP作为金属颗粒。因此,在层叠电容器C1中,与第二电极层E2包含银颗粒作为金属颗粒的结构相比,不易产生迁移。其结果,在层叠电容器C1中,不易产生外部电极5之间的短路。
厚度TE2比厚度TPL小的结构与厚度TE2为厚度TPL以上的结构相比,能够容易实现层叠电容器C1的薄型化。
在层叠电容器C1中,厚度TE1比厚度TE2小。
从电子设备作用于层叠电容器C1的应力从第一电极层E1作用于素体3(侧面3a)。厚度TE1越大,作用于素体3的应力越大。在厚度TE1比厚度TE2小的结构中,作用于素体3(侧面3a)的应力小。因此,层叠电容器C1更可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
电极部5c具有的第一电极层E1的厚度也比电极部5c具有的第二电极层E2的厚度小。
从电子设备作用于层叠电容器C1的应力有可能从第一电极层E1作用于侧面3c。在该情况下,电极部5c具有的第一电极层E1的厚度越大,作用于素体3的应力越大。在电极部5c具有的第一电极层E1的厚度比电极部5c具有的第二电极层E2的厚度小的结构中,作用于侧面3c的应力也小。因此,层叠电容器C1更可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
在层叠电容器C1中,多个铜颗粒CP的平均长径比为1.1以上。
在多个铜颗粒CP的平均长径比小于1.1的结构中,铜颗粒CP的表面容易氧化。在该情况下,第二电极层E2的电阻有可能增加。与之相对,在多个铜颗粒CP的平均长径比为1.1以上的结构中,第二电极层E2的电阻不易增加。
在层叠电容器C1中,电极部5g、5i具有的第一电极层E1从第二电极层E2露出。
第二电极层E2缓和作用在形成于外部电极5的焊料圆角上的应力,并抑制焊接裂纹的产生。作用于焊料圆角的应力具有集中在形成于电极部5a、5c、5e的焊料圆角上的趋势。与之相对,应力不易作用于形成于电极部5g、5i的焊料圆角。
如上述那样,从电子设备作用于层叠电容器C1的应力具有作用于侧面3a、3c及端面3e的趋势,但不易作用于棱线部3g、3i。在电极部5g、5i具有的第一电极层E1从第二电极层E2露出的结构中,电极部5g、5i具有的第一电极层E1与镀层PL连接。因此,层叠电容器C1不仅抑制挠曲裂纹,还抑制焊接裂纹的产生,且实现电阻的降低。
在层叠电容器C1中,在棱线部3g、3i和电极部5g、5i具有的第一电极层E1之间存在玻璃GL。
如上述那样,素体3包含氧化物。铜与镍或铝等金属相比,不易氧化。在该情况下,由铜烧结体构成的第一电极层E1和包含氧化物的素体不易化学地连接。
在玻璃GL存在于棱线部3g、3i和电极部5g、5i具有的第一电极层E1之间的结构中,通过棱线部3g、3i将素体3和第一电极层E1牢固地连接。因此,素体3和外部电极5被牢固地连接。
在本说明书中,在记述为某个要素被配置于其它要素上的情况下,某个要素可以直接配置于其它要素上,也可以间接地配置于其它要素上。在某个要素间接地配置于其它要素上的情况下,介设要素存在于某个要素和其它要素之间。在某个要素直接配置于其它要素上的情况下,介设要素不存在于某个要素和其它要素之间。
在本说明书中,在记述为某个要素位于其它要素上的情况下,某个要素可以直接位于其它要素上,也可以间接地位于其它要素上。在某个要素间接地位于其它要素上的情况下,介设要素存在于某个要素和其它要素之间。在某个要素直接位于其它要素上的情况下,介设要素不存在于某个要素和其它要素之间。
在本说明书中,在记述为某个要素覆盖其它要素的情况下,某个要素可以之间覆盖其它要素,也可以间接地覆盖其它要素。在某个要素间接地覆盖其它要素的情况下,介设要素存在于某个要素和其它要素之间。在某个要素直接覆盖其它要素的情况下,介设要素不存在于某个要素和其它要素之间。
以上对本发明的实施例及变形例进行了说明,但是本发明不一定限于实施例及变形例,在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变更。
在电极部5c具有的第二电极层E2的厚度也可以为电极部5c具有的镀层PL的厚度以上。如上述那样,电极部5c具有的第二电极层E2的厚度比电极部5c具有的镀层PL的厚度小的结构实现电阻的进一步的降低。
厚度TE1也可以为厚度TE2以上。如上述那样,厚度TE1比厚度TE2小的结构更可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
电极部5c具有的第一电极层E1的厚度也可以为电极部5c具有的第二电极层E2的厚度以上。如上述那样,电极部5c具有的第一电极层E1的厚度比电极部5c具有的第二电极层E2的厚度小的结构更可靠地抑制挠曲裂纹的产生。
多个铜颗粒CP的平均长径比也可以小于1.1。在多个铜颗粒CP的平均长径比为1.1以上的结构中,如上述那样,第二电极层E2的电阻不易增加。
电极部5g、5i具有的第一电极层E1也可以不从第二电极层E2露出。在该情况下,电极部5a具有的第一电极层E1可以从第二电极层E2露出,电极部5c具有的第一电极层E1也可以从第二电极层E2露出,电极部5e具有的第一电极层E1还可以从第二电极层E2露出。在任意的情况下,第一电极层E1的一部分区域也可以从第二电极层E2露出。在电极部5g、5i具有的第一电极层E1从第二电极层E2露出的结构中,如上述那样,不仅抑制挠曲裂纹,还可以抑制焊接裂纹的产生,且实现电阻的降低。
在棱线部3g、3i和电极部5g、5i具有的第一电极层E1之间也可以存在玻璃GL。在玻璃GL存在于棱线部3g、3i和电极部5g、5i具有的第一电极层E1之间的结构中,如上述那样,素体3和外部电极5牢固地连接。
在本实施方式中,作为电子部件,以层叠电容器为例进行了说明,但可应用的电子部件不局限于层叠电容器。可应用的电子部件例如为层叠电感器、层叠变阻器、层叠压电促动器、层叠热敏电阻、或层叠复合部件等层叠电子部件、或除层叠电子部件以外的电子部件。
Claims (5)
1.一种电子部件,其中,
具备:
素体,其具有相互相邻的侧面和端面;以及
外部电极,其配置于所述侧面和所述端面,
所述外部电极具有:
金属层,其配置于所述侧面上和所述端面上,由铜烧结体构成;
导电性树脂层,其以使所述金属层的一部分区域露出的方式配置于所述金属层上,包含多个铜颗粒和树脂;以及
镀层,其配置于所述金属层的所述一部分区域上和所述导电性树脂层上,
所述导电性树脂层具有位于所述侧面上的第一部分,
所述镀层具有位于所述侧面上的第二部分,
所述第一部分的厚度比所述第二部分的厚度小。
2.根据权利要求1所述的电子部件,其中,
所述金属层具有位于所述侧面上的第三部分,
所述第三部分的厚度比所述第一部分的厚度小。
3.根据权利要求1或2所述的电子部件,其中,
所述多个铜颗粒的平均长径比为1.1以上。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的电子部件,其中,
所述素体在所述侧面和所述端面之间具有棱线部,
所述金属层的所述一部分区域包含位于所述棱线部上的第四部分。
5.根据权利要求4所述的电子部件,其中,
在所述棱线部和所述第四部分之间存在有玻璃。
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