CN115148453A

CN115148453A - 层叠电子部件

Info

Publication number: CN115148453A
Application number: CN202210309283.2A
Authority: CN
Inventors: 斋藤则之; 佐藤义宪; 吉田亨; 须田昭; 中村晃
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2021-03-31
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2022-10-04
Also published as: US20220319767A1; JP2022156588A

Abstract

本发明涉及一种层叠电子部件，该层叠电子部件具备：素体，其通过层叠绝缘层而形成，并且具有设为安装面的底面、及以相对于底面交叉的方式延伸的侧面；和底面电极，其形成于素体的底面，底面电极具备第一电极层和形成于比第一电极层更靠素体侧的第二电极层，第一电极层是以覆盖第二电极层的方式层叠的树脂电极，并且具有沿侧面延伸的延伸部，延伸部的宽度尺寸比底面中的第一电极层的宽度尺寸小。

Description

层叠电子部件

技术领域

本公开的一方面涉及一种层叠电子部件。

背景技术

在日本特开2020-61409号公报中记载有一种层叠电子部件，该层叠电子部件具备：素体，其通过层叠绝缘层而形成，且具有设为安装面的底面；和底面电极，其形成于素体的底面。底面电极具备第一电极层和形成于比第一电极层更靠素体侧的第二电极层。在该结构中，第二电极层的缘部被作为素体的一部分的外敷层覆盖，第一电极层相对于与素体同时烧成的第二电极层进行烧接。

发明内容

在上述的层叠电子部件中，通过将底面电极设为由第一电极层及第二电极层构成的双层结构，抑制了素体的裂纹的产生。与之相对，有时通过利用树脂电极覆盖第二电极层，进行底面电极的应力的缓和。但是，树脂电极的镀敷性低，因此，需要确保电极面积。相反地，如果过于增大底面以外的场所中的电极面积，则底面侧的焊锡的量会变少。在该情况下，产生在安装时应力容易作用于底面电极的问题。

本公开的一方面提供一种可以确保底面电极的镀敷性，并且抑制素体中的裂纹的产生的层叠电子部件。

本公开的一方面所涉及的层叠电子部件具备：素体，其通过层叠绝缘层而形成，并且具有设为安装面的底面、及以相对于底面交叉的方式延伸的侧面；以及底面电极，其形成于素体的底面，底面电极具备第一电极层和形成于比第一电极层更靠素体侧的第二电极层，第一电极层是以覆盖第二电极层的方式层叠的树脂电极，并且具有沿侧面延伸的延伸部，延伸部的宽度尺寸比底面中的第一电极层的宽度尺寸小。

在层叠电子部件中，底面电极具备第一电极层和形成于比第一电极层更靠素体侧的第二电极层。在此，第一电极层是以覆盖第二电极层的方式层叠的树脂电极。这样，通过使用树脂电极作为底面电极，能够缓和相对于底面电极的应力。第一电极层具有沿侧面延伸的延伸部。因此，通过增大树脂电极的电极面积，能够提高镀敷性。另外，延伸部的宽度尺寸比底面中的第一电极层的宽度尺寸小。即，需要焊锡的底面中的第一电极层的宽度尺寸比侧面的延伸部的宽度尺寸大。因此，能够抑制底面的焊锡被吸引到侧面的延伸部侧，因此，能够抑制底面中的焊锡量的减少。因此，能够通过焊锡的厚度确保底面电极和安装基板的距离，因此，能够抑制从安装基板向底面电极的应力。根据以上，可以确保底面电极的镀敷性，并且抑制素体中的裂纹的产生。

也可以是，延伸部配置于侧面中从与底面相对的上表面分离的位置。在该情况下，延伸部成为未到达至上表面而中断的状态，因此，能够进一步缩小延伸部的面积。因此，能够进一步降低被延伸部吸引至侧面侧的焊锡的量。

也可以是，第二电极层的缘部被作为素体的一部分的外敷层覆盖。由此，在底面电极的端部附近应力集中的情况下，应力经由第一电极层和外敷层的边界部向外敷层分散。

根据本公开的一方面，能够提供一种可以确保底面电极的镀敷性，并且抑制素体中的裂纹的产生的层叠电子部件。

附图说明

图1是本公开的实施方式的层叠电子部件的立体图。

图2是将沿着图1所示的II-II线的剖视图中的底面电极附近进行了放大的放大剖视图。

图3表示素体的内部的内部电极及通孔导体的结构的一例。

图4是第一电极层的概略立体图。

图5是表示形成外敷层时的底面电极附近的结构的放大剖视图。

图6的(a)、图6的(b)是表示延伸部的变化的示意图。

图7的(a)、图7的(b)是表示延伸部的变化的示意图。

图8的(a)、图8的(b)是表示延伸部的变化的示意图。

图9是表示层叠电子部件的制造方法的工序图。

图10的(a)、图10的(b)及图10的(c)是表示层叠电子部件的制造方法的各阶段的情形的示意图。

图11的(a)、图11的(b)及图11的(c)是表示层叠电子部件的制造方法的各阶段的情形的示意图。

图12是表示试验结果的表。

符号的说明：

1…层叠电子部件，2…素体，3…底面电极，5…外敷层，11…第一电极层，12…第二电极层，25…延伸部。

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式进行详细地说明。在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素使用相同符号，并省略重复的说明。

图1是本公开的实施方式的层叠电子部件1的立体图。图2是将沿着图1所示的II-II线的剖视图中的底面电极3附近进行了放大的放大剖视图。如图1所示，层叠电子部件1具备素体2和多个底面电极3。

如后所述，素体2通过层叠多个绝缘层而成。素体2呈现长方体形状。在长方体形状中包含将角部及棱线部进行倒角的长方体的形状、及将角部及棱线部弄圆的长方体的形状。素体2具有上表面2A、设为安装面的底面2B以及4个侧面2C、2D、2E、2F作为其外表面。上表面2A及底面2B相互相对。侧面2C、2D相互相对。侧面2E、2F相互相对。侧面2C～2F沿上表面2A及底面2B的层叠方向(层叠绝缘层的方向)延伸，并与上表面2A及底面2B邻接。在素体2中，上表面2A及底面2B位于层叠方向的两端。素体2的材料(绝缘层的材料)没有特别限定，例如，可以采用Al₂O₃、SiO₂、2MgO·SiO₂、xBaO·yNdO·zTiO₂、(Ca,Sr)TiO₂等。此外，本说明书中“上”“底”之类的词是为了便于说明而使用的词，不限定使用层叠电子部件1时的姿势。例如，层叠电子部件1可以以上表面2A朝向横侧的方式安装，也可以以朝向下侧的方式安装。

底面电极3是设置于素体2的底面2B的电极。从层叠方向观察，底面电极3呈矩形形状。在图1所示的例子中，形成有六个底面电极3。这些底面电极3呈现相互相同的形状。三个底面电极3在靠沿长边方向延伸的一个侧面2C的位置，沿着该侧面2C在长边方向上平行地排列。其它三个底面电极3在靠沿长边方向延伸的另一个侧面2D的位置，沿着该侧面2D在长边方向上平行地排列。此外，底面电极3的数量可以根据层叠电子部件1的用途适当变更。后面叙述底面电极3的形状及数量的另一例。

如图2所示，素体2通过层叠多个绝缘层4而构成。另外，在素体2的内部形成多个内部电极6、及通孔导体7。素体2通过将在表面上形成有内部电极6的导体图案的绝缘层4的片材层叠并烧成而形成。通孔导体7是贯通每一张绝缘层4，且将形成于另一绝缘层4的内部电极6彼此连接的导体。另外，通孔导体7将内部电极6和底面电极3连接。此外，绝缘层4彼此的边界部被一体化成不能目视的程度。

图3表示素体2内部的内部电极6及通孔导体7的结构的一例。如图3所示，通过在素体2的内部三维地组合多个内部电极6、及多个通孔导体7，形成发挥规定功能的电路8。在图3中，作为一例示出定向耦合器的电路8。多个底面电极3分别与该电路8电连接。由此，通过底面电极3与外部的安装基板连接，电路8和外部的安装基板经由底面电极3连接。

接着，对底面电极3的结构进行详细地说明。如图2所示，底面电极3具备第一电极层11和第二电极层12。第一电极层11是被形成为从底面2B向外部露出的层。第一电极层11通过在素体2烧成后，相对于素体2(及第二电极层12)，例如通过热处理使在热固化性的树脂中分散有导电粉的导电性的树脂材料进行固化而形成。后面叙述树脂材料的具体例子。第一电极层11是经由焊锡16与外部的安装基板电连接的层。因此，在第一电极层11的外表面上形成有用于提高焊锡的润湿性的镀层14。第二电极层12是形成于比第一电极层11更靠素体2侧的层。第二电极层12以扎入素体2的内部那样的方式形成，通过与素体2同时烧成而形成。

此外，在以后的说明中，以图5所示的截面来看，有时将底面电极3扩展的方向设为第一方向D1、将沿着底面电极3的厚度的方向设为第二方向D2进行说明。

第二电极层12在素体2内沿着第一方向D1扩展。第二电极层12配置于第一方向上从侧面2D分离的位置。对第二电极层12的材料进行说明。第二电极层12由包含玻璃及烧结金属的导电性的材料构成。作为烧结金属，可以举出Ag、Cu、Au、Pt、Pd及它们的合金等。另外，第二电极层12可以含有微量金属氧化物作为其它无机成分。第二电极层12的玻璃软化点为810～860℃。第二电极层12的玻璃含量为3.8～10.0wt％。这样，通过提高第二电极层12的软化点，且减少玻璃的添加量，能够获取与素体2的烧结匹配。烧结匹配是兼顾素体2的弯曲的抑制效果和电极的高致密性(产品的电特性、抑止电镀液的侵入等)。

第一电极层11是以覆盖第二电极层12的方式层叠的树脂电极。树脂电极是在树脂中含有(分散)导电粉的电极。作为树脂电极的树脂材料，例如采用酚醛树脂、丙烯酸树脂、硅树脂、环氧树脂或聚酰亚胺树脂等。作为树脂电极的导电粉的材料，采用Ag、Cu等。第一电极层11具有形成于底面2B的底面部24和沿侧面2C延伸的延伸部25。底面部24是从底侧覆盖第二电极层12，并且在底面2B沿第一方向D1扩展的部分。底面部24到达至侧面2C与底面2B之间的角部2G。延伸部25是与底面部24电连接，从底面2B朝向上方且沿着侧面2C延伸的部分。延伸部25通过角部2G与底面部24连接。

参照图4对第一电极进行更详细地说明。此外，在以后的说明中，以从侧面2C观察时的状态为基准，使用“宽度”之类的词。底面部24构成与底面2B的各边平行那样的具有四边的四边形状(也参照图1)。延伸部25构成与侧面2C的各边平行那样的具有四边的四边形状(也参照图1)。底面部24具有宽度尺寸W1，且具有从侧面2C朝向素体2内部的长度尺寸L1。延伸部25具有宽度尺寸W2，且具有距底面2B的高度尺寸H。此外，在侧面2C附近的长度尺寸L2的区域形成有具有宽度尺寸W2的宽度狭窄部26。

延伸部25的宽度尺寸W2比底面2B中的第一电极层11的宽度尺寸W1小。具体而言，宽度尺寸W1设定为0.1～1.0mm的范围。与之相对，宽度尺寸W2优选设定成相对于宽度尺寸W1的30％以上，更优选设定成40％以上。宽度尺寸W2优选设定成相对于宽度尺寸W1的90％以下，更优选设定成70％以下。延伸部25相对于底面部24配置于宽度尺寸W1内的范围内的中央位置，但也可以配置于任何地方。底面部24的长度尺寸L1设定成0.15～0.50mm的范围。宽度狭窄部26的长度尺寸L2设定成0.01～0.20mm的范围。

延伸部25配置于侧面2C(2D)中从与底面2B相对的上表面2A分离的位置(参照图1)。即，延伸部25的上端部25a未到达至上表面2A，延伸部25在侧面2C的中途断开。延伸部25的高度尺寸H没有特别限定，从提高镀敷性的观点来看，相对于素体2的层叠方向上的尺寸优选为30％以上，更优选为40％以上。此外，高度尺寸H的上限没有特别限定，可以相对于素体2的层叠方向上的尺寸为100％以下。此外，从抑制高度尺寸H且缩小延伸部25的面积的观点来看，延伸部25的高度尺寸H相对于素体2的层叠方向上的尺寸优选为100％以下，更优选为70％以下。底面部24及延伸部25的厚度设定成5～50μm。底面部24的厚度和延伸部25的厚度可以相同，也可以相互不同。

如图5所示，第二电极层12的缘部22可以被作为素体2的一部分的外敷层5覆盖。具体而言，第二电极层12具有主体部21和在第一方向D1上形成于外周侧的缘部22。第二电极层12的缘部22被作为素体2的一部分的外敷层5覆盖。第二方向D2上的缘部22的上侧的面22a与素体2的绝缘层4接触。第二方向D2上的缘部22的底侧的面22b与素体2的外敷层5接触。这样，缘部22以被绝缘层4和外敷层5夹持那样的方式扎入素体2的内部。缘部22以随着从主体部21朝向第一方向D1上的外周侧，向第二方向D2上的上侧倾斜，并且前端变细的方式形成。因此，缘部22的底侧的面22b随着在第一方向D1上远离主体部21，从底面2B向上侧分离。

通过上述那样的结构，随着从主体部21朝向第一方向D1上的外周侧，与缘部22的面22b接触的外敷层5的厚度变大。这样，外敷层5具有扎入缘部22的底侧并支承面22a的区域。该区域构成覆盖缘部22的包覆部23。包覆部23随着在第二方向D2上朝向主体部21侧而成为前端变细。第二电极层12的主体部21被构成为从包覆部23露出。此外，上侧的面22a和底侧的面22b在第二电极层12的第一方向D1上的端部12a的位置相互交叉。

第一电极层11的底面部24在夹持外敷层5的状态下层叠于第二电极层12上。如上所述，外敷层5在包覆部23覆盖第二电极层12的缘部22。第一电极层11被形成为从底侧覆盖第二电极层12的主体部21、及外敷层5的外表面(即底面2B)。因此，在第二电极层12的缘部22的底侧的面22b与第一电极层11之间，以夹持外敷层5的包覆部23的方式配置。此外，即使在素体2上形成外敷层5的情况下，第一电极层11也与图2同样地，具有延伸部25。

底面2B中的底面电极3的形状、大小、及配置没有特别限定，例如，也可以采用如图6～图8所示那样的结构。另外，各底面电极3的延伸部25的结构也可以适当变更。此外，在图6～图8中，在中央示出表示底面2B的仰视图，在仰视图的下侧示出表示沿长边方向延伸的侧面2D的侧视图，在仰视图的右侧示出表示沿短边方向延伸的侧面2E的侧视图。此外，侧面2F的情形与侧面2E相同，侧面2C的情形与侧面2D相同。如图6～图8所示，在侧面2C、2D附近形成小型的底面电极3C、3D。在侧面2E、2F附近形成大型的底面电极3E、3F。

图6的(a)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D未到达至上表面2A的延伸部25。在侧面2E、2F形成从底面电极3E、3F未到达至上表面2A的宽度扩大的延伸部25。在图6的(b)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D未到达至上表面2A的延伸部25。在侧面2E、2F形成有从底面电极3E、3F到达至上表面2A的宽度狭窄的延伸部25。

在图7的(a)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D到达至上表面2A的延伸部25。在侧面2E、2F形成从底面电极3E、3F未到达至上表面2A的宽度扩大的延伸部25。在图7的(b)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D到达至上表面2A的延伸部25。在侧面2E、2F形成从底面电极3E、3F到达至上表面2A的宽度扩大的延伸部25。

在图8的(a)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D未到达至上表面2A的延伸部25。在侧面2E、2F形成从底面电极3E、3F到达至上表面2A的分割成两个的宽度狭窄的延伸部25。在图8的(b)所示的例子中，在侧面2C、2D形成从底面电极3C、3D未到达至上表面2A的分割成两个的延伸部25。在侧面2E、2F形成从底面电极3E、3F到达至上表面2A的分割成两个的宽度狭窄的延伸部25。

接着，参照图9～图11对层叠电子部件1的制造方法进行说明。图9是表示层叠电子部件1的制造方法的工序图。图10及图11是表示层叠电子部件1的制造方法的各阶段的情形的示意图。此外，在图10及图11中表示底面电极3为四个的情况的例子。图10的(a)(b)(c)的上层侧的图表示俯视图，下层侧的图表示侧视图。图11的(c)表示与图6～图8同样的表现的图。此外，图9～图11说明如与图5对应的形成外敷层5时的制造方法。

如图9所示，首先，实行形成绝缘层4的片材的工序(步骤S10)。在该工序中，通过在PET膜等的基材片材30上涂布构成绝缘层4的膏而形成片材(参照图10的(a))。接着，实行通过对绝缘层4的片材进行丝网印刷而形成底面电极3的第二电极层12的工序(步骤S20)。在该工序中，在绝缘层4的外表面上，通过丝网印刷将膏印刷成与第二电极层12对应的形状(参照图10的(b))。此外，在该时机，对其它的绝缘层4的片材进行内部电极6的印刷。接着，实行通过对绝缘层4的外表面进行丝网印刷而形成外敷层5的工序(步骤S30)。在该工序中，在绝缘层4的外表面上，通过丝网印刷将膏印刷成与外敷层5对应的形状(参照图10的(c))。此时，外敷层5以覆盖第二电极层12的缘部的方式印刷，且在印刷后被按压。

接着，实行通过层叠印刷后的绝缘层4的片材而制作作为烧结前的素体2的片材层叠基板40的工序(步骤S40)。片材层叠基板40以外敷层5成为最外层的方式层叠各绝缘层4(参照图11的(a))。接着，实行将片材层叠基板40切割机切断或刀切断成规定的大小，并且通过绿滚筒进行倒角处理的工序(步骤S50)。接着，实行烧结片材层叠基板40而制作素体2，并且进行烧成后的滚筒研磨处理的工序(步骤S60)。通过这些工序，形成形成有角R的素体2(参照图11的(b))。

接着，为了进行对底面2B的丝网印刷，实行将素体2整齐排列的工序(步骤S70)。然后，实行通过对素体2的底面2B进行树脂电极的丝网印刷而形成第一电极层11的底面部24的工序(步骤S80)。在该工序中，为了覆盖第二电极层12，实行通过丝网印刷在底面2B上形成第一电极层11的底面部24的工序(参照图11的(c)的“A1”)。接着，为了进行对侧面2C、2D的丝网印刷，实行将素体2整齐排列的工序(步骤S90)。然后，实行通过对素体2的侧面2C、2D进行树脂电极的丝网印刷而形成第一电极层11的延伸部25的工序(步骤S100)。在该工序中，实行通过丝网印刷在侧面2C、2D上形成第一电极层11的延伸部25的工序(参照图11的(c)的“A2”)。接着，为了进行对侧面2E、2F的丝网印刷，实行将素体2整齐排列的工序(步骤S110)。然后，实行通过对素体2的侧面2E、2F进行树脂电极的丝网印刷而形成第一电极层11的延伸部25的工序(步骤S120)。在该工序中，实行通过丝网印刷在侧面2E、2F上形成第一电极层11的延伸部25的工序(参照图11的(c)的“A3”)。第一电极层11通过热处理使导电性的树脂材料固化而形成。接着，实行通过对第一电极层11的外表面实施镀敷处理而形成镀敷层14的工序(步骤S130)。

此外，在制造不具有外敷层5的层叠电子部件1的情况下，省略步骤S30的工序。由此，在图10的(b)所示的状态下按压第二电极层，由此，进入绝缘层4的内部。

接着，对本实施方式的层叠电子部件1的作用·效果进行说明。

在层叠电子部件1中，底面电极3具备第一电极层11和形成于比第一电极层11更靠素体2侧的第二电极层12。在此，第一电极层11是以覆盖第二电极层12的方式层叠的树脂电极。这样，通过使用树脂电极作为底面电极3，能够缓和相对于底面电极3的应力。第一电极层11具有沿侧面2C、2D、2E、2F延伸的延伸部25。因此，通过增大树脂电极的电极面积，能够提高镀敷性。具体而言，在进行电镀时，在滚筒的溶液中，层叠电子部件1的电极经由金属介质与阴极接触而通电。即，介质与电极的接触概率越高，通电的频率越高，成为镀敷效率越高的状态。在使用了树脂电极的情况下，非金属(树脂)在电极表面所占的比例变大，因此，镀敷效率趋于降低，但在本实施方式中，利用延伸部25能够增大电极面积，因此，能够提高镀敷效率。

另外，延伸部25的宽度尺寸W2比底面2B中的第一电极层11的宽度尺寸W1小。即，需要焊锡16的底面2B中的第一电极层11的宽度尺寸W1比侧面2C、2D、2E、2F的延伸部25的宽度尺寸W2大。因此，能够抑制底面2B的焊锡16被吸引至侧面2C、2D、2E、2F的延伸部25侧，因此，能够抑制底面2B中的焊锡量的减少。因此，能够通过焊锡16的厚度确保底面电极3和安装基板的距离，因此，能够抑制从安装基板向底面电极3的应力。根据以上，可以确保底面电极3的镀敷性，并且抑制素体2中的裂纹的产生。

延伸部25可以配置于侧面2C、2D、2E、2F中从与底面2B相对的上表面2A分离的位置。在该情况下，延伸部25成为未到达至上表面2A而中断的状态，因此，能够进一步缩小延伸部25的面积。因此，能够利用延伸部25进一步降低被吸引至侧面2C、2D、2E、2F侧的焊锡16的量。

第二电极层12的缘部22可以被作为素体2的一部分的外敷层5覆盖。由此，在底面电极3的端部附近应力集中的情况下，应力经由第一电极层11和外敷层5的边界部向外敷层5分散。

接着，参照图12说明相对于实施例及比较例的层叠电子部件的热冲击试验。作为比较例的层叠电子部件，准备省略了第一电极层11的电子部件。因此，在比较例中未形成延伸部25。另外，实施例中，如图5所示，得到了树脂电极的第一电极层11的底面部24和第二电极层12夹持外敷层5的一部分那样的结构。另外，如图2所示那样的延伸部25在侧面延伸。将这些层叠电子部件经由焊锡与基板连接，以-40℃～125℃反复进行升温和降温。此时，以各温度保持30分钟。在这样的条件下实施热冲击试验。对于8个底面电极观察基体裂纹(素体2的裂纹)、端子破坏(镀层的自底面电极的剥落等)、焊锡裂纹的产生。对8个中的几个底面电极产生了不良情况进行计数。将试验结果在图12中示出。

如图12所示，在比较例中确认了各循环数下的基体裂纹、及端子破坏。此外，作为基体裂纹，观察到从底面电极和绝缘层的角部的应力集中部向上方延伸且绝缘层被破坏那样的裂纹、及从应力集中部沿着底面电极和绝缘层的边界部延伸那样的裂纹。作为端子破坏，确认到电极-镀敷间的剥落。另外，在比较例中，确认了比实施例多的焊锡裂纹的产生。作为焊锡裂纹，确认有焊锡的内部被破坏那样的裂纹。与之相对，在实施例中确认了即使是高的循环数，也能够防止基体裂纹及端子破坏。另外，确认了在低的循环数中，能够抑制焊锡裂纹的产生。

Claims

1.一种层叠电子部件，其中，

具备：

素体，其通过层叠绝缘层而形成，并且具有设为安装面的底面、及以相对于所述底面交叉的方式延伸的侧面；以及

底面电极，其形成于所述素体的所述底面，

所述底面电极具备第一电极层和形成于比所述第一电极层更靠所述素体侧的第二电极层，

所述第一电极层是以覆盖所述第二电极层的方式层叠的树脂电极，并且具有沿所述侧面延伸的延伸部，

所述延伸部的宽度尺寸比所述底面中的所述第一电极层的宽度尺寸小。

2.根据权利要求1所述的层叠电子部件，其中，

所述延伸部配置于所述侧面中从与所述底面相对的上表面分离的位置。

3.根据权利要求1或2所述的层叠电子部件，其中，

所述第二电极层的缘部被作为所述素体的一部分的外敷层覆盖。