DE10044429A1 - Elektronische Keramikkomponente - Google Patents

Abstract

Eine elektronische Keramikkomponente umfaßt zumindest einen Komponentenkörper, der zwei einander gegenüberliegende Endflächen und Seitenflächen, die die Endflächen verbinden, aufweist, und Anschlußelektroden, die an bzw. auf dem Komponentenkörper ausgebildet sind. Jede der Anschlußelektroden erstreckt sich von jeder Endflächen zu Kantenabschnitten jeder Seitenfläche des Komponentenkörpers. Jede der Anschlußelektroden umfaßt eine Metallschicht, die an zumindest jeder Endfläche des Komponentenkörpers ausgebildet ist, eine leitfähige Harzschicht zum Bedecken von zumindest Abschnitten der Seitenflächen des Komponentenkörpers, und einen Metallüberzugsfilm, der die äußere Oberfläche der Anschlußelektrode bedeckt. Die leitfähige Harzschicht erstreckt sich von der Metallschicht einschließlich der Kante bzw. des Randes der Metallschicht zu den Abschnitten der Seitenflächen und umfaßt ein leitfähiges Harz, das ein Metallpulver und ein Harz enthält. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht über den Seitenflächen beträgt zumindest ungefähr 10 mum.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektronische Ke­ ramikkomponenten. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf die Struktur eines Anschlußabschnitts und eine Verbesserung bezüglich des Materials einer elektronischen Ke­ ramikkomponente, wie beispielsweise eines monolithischen Ke­ ramikkondensators, die einen elektronischen Keramikkomponen­ tenkörper (im folgenden als ein Komponentenkörper bezeichnet) aufweist und oberflächenmontiert ist.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht einer oberflächenmon­ tierten elektronischen Keramikkomponente 1, die eine Kompo­ nente von Interesse bei der vorliegenden Erfindung ist. Die elektronische Keramikkomponente 1 umfaßt einen Komponenten­ körper 2 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds, der zwei einander gegenüberliegende Endflächen 3 und 4 und vier Sei­ tenflächen 5 aufweist, die die Endflächen 3 und 4 verbinden.

Anschlußelektroden 6 und 7 sind jeweils an den Endflächen 3 und 4 ausgebildet. Die Anschlußelektroden 6 und 7 sind bei­ spielsweise durch Beschichten und Brennen einer leitfähigen Paste hergestellt und erstrecken sich über Kantenabschnitte der Seitenflächen 5.

Der Komponentenkörper 2 ist ein Hauptbestandteil eines mono­ lithischen Keramikkondensators und umfaßt eine Mehrzahl von inneren Elektroden 8 und 9, die in dessen Innerem abwechselnd angeordnet sind. Die inneren Elektroden 8 sind mit der An­ schlußelektrode 6 elektrisch verbunden, wohingegen die inne­ ren Elektroden 9 mit der Anschlußelektrode 7 elektrisch ver­ bunden sind.

Eine Montageplatte 10 zum Montieren bzw. Anbringen der elek­ tronischen Keramikkomponente 1 hat leitfähige Anschlußflächen 11 und 12 in Übereinstimmung mit den Anschlußelektroden 6 bzw. 7. Bei der Oberflächenmontage der elektronischen Ke­ ramikkomponente 1 auf der Montageplatte 10 werden die An­ schlußelektroden 6 und 7 bezüglich der leitfähigen Anschluß­ flächen 11 bzw. 12 ausgerichtet, und die Anschlußelektroden 6 und 7 werden an die leitfähigen Anschlußflächen 11 bzw. 12 beispielsweise durch ein Lötmittelaufschmelzverfahren ("sol­ der reflow process") gelötet. In der Zeichnung bezeichnen die Bezugszeichen 13 und 14 ein Lötmittel bzw. Lötmetall, das durch das Lötmittelaufschmelzverfahren vorgesehen wird. Das Lötmittel 13 und 14 ist an den Endflächen 3 bzw. 4 vorgese­ hen, einschließlich der Fortsätze bzw. Ausdehnungen, die sich über die Kantenabschnitte der Seitenflächen 5 erstrecken.

Bei der oben erwähnten Oberflächenmontage der elektronischen Keramikkomponente 1 bewirken eine Verzerrung der Montage­ platte 10 und Wärmestoßzyklen, die ein wiederholtes Ansteigen und Fallen der Temperatur umfassen, eine relativ große Bela­ stungen bzw. Spannungen in den Anschlußelektroden 6 und 7 und dem Komponentenkörper 2. Als Folge davon bilden sich Sprünge bzw. Risse 15 in dem Komponentenkörper 2, wie es in Fig. 1 gezeigt ist.

Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, gibt es ferner einen Fall, bei dem Lötmittel 13 und 14 nicht nur an den Endflächen 3 und 4 der Anschlußelektroden 6 und 7 vorgesehen sind, sondern auch an einer Seitenfläche 5a. In einem derartigen Fall kann ein Riß 15 an der Seite der Seitenfläche 5a vorgesehen sein.

Da die Belastungen, die die Risse 15 bewirken, insbesondere auf dem Komponentenkörper 2 bei den Fortsätzen bzw. Ausdeh­ nungen der Anschlußelektroden 6 und 7 über den Seitenflächen 5, 5a einwirken, bilden sich die Risse 15 leicht bzw. schnell in der Nähe der Kanten bzw. Ränder 16 und 17 der Anschluße­ lektroden 6 bzw. 7. Ferner verstärken die Lötmittel 13 und 14, die an den Fortsätzen der Anschlußelektroden 6 und 7 über den Seitenflächen 5, 5a vorgesehen sind, die Belastung.

Wenn die Montageplatte 10 eine Metallkern-Montageplatte ist, wie beispielsweise eine Aluminiumplatte, die aus einer Alu­ miniumbasis besteht, welche mit einer isolierenden Beschich­ tung bedeckt ist, bewirkt ein großer Unterschied bezüglich der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen der Monta­ geplatte 10 und dem Komponentenkörper 2 eine große Belastung bzw. Spannung ("stress") während der Wärmestoßzyklen, und so­ mit bilden sich schnell bzw. leicht Risse 15.

Wenn der Komponentenkörper 2 ein monolithischer Keramikkon­ densator mit hoher Kapazität ist, der aus einem dielektri­ schen Keramikmaterial auf Pb-Basis besteht, hat der Kompo­ nentenkörper 2 eine relativ geringe Biegefestigkeit. Somit bilden sich leichter bzw. schneller die Risse 15.

Die Risse 15 bewirken eine Verringerung bezüglich der Naßbe­ ständigkeit bzw. des Feuchtigkeitswiderstands und eine Ver­ ringerung bezüglich der Wärmestoßbeständigkeit der elektro­ nischen Keramikkomponente 1. Ferner bewirken die Risse 15 verringerte elektrische Charakteristika bzw. Eigenschaften, wie beispielsweise einen Isolationswiderstand. Als Folge da­ von ist die elektronische Keramikkomponente 1 weniger ver­ läßlich.

Um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wird ein leitfä­ higes Harz, das aus einem Harz und einem Metallpulver be­ steht, zur Ausbildung der Anschlußelektroden 6 und 7 verwen­ det, so daß das verformbare leitfähige Harz die Belastung bzw. die Spannung lockern bzw. ausgleichen ("relax") kann. Jedoch verringert sich die Haftfestigkeit des leitfähigen Harzes der Anschlußelektroden 6 und 7 an dem Komponentenkör­ per 2, nachdem die elektronische Keramikkomponente 1 in einer Hochtemperatur-Atmosphäre, wie beispielsweise von ungefähr 150°C, für eine lange Periode oder in einer Umgebung mit ho­ her Temperatur und hoher Feuchtigkeit, wie beispielsweise bei ungefähr 85°C und 86%-Feuchtigkeit, angeordnet wird. Als Fol­ ge davon lösen sich die Anschlußelektroden 6 und 7 leicht von dem Komponentenkörper 2.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht einer weiteren elek­ tronischen Keramikkomponente 1a, die eine Komponente von In­ teresse bei der vorliegenden Erfindung ist. In Fig. 2 werden Elemente, die in Fig. 1 gezeigten Elementen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es wird eine wie­ derholte Beschreibung weggelassen. Die elektronische Keramik­ komponente 1a wird bereitgestellt, um die oben beschriebenen Probleme bezüglich der Risse 15 zu lösen. Bei der elektroni­ schen Keramikkomponente 1a ist eine Harzbeschichtung 18 über den Fortsätzen der Anschlußelektroden 6 und 7 und den Seiten­ flächen 5 aufgebracht. Somit ist das Lötmittel 13 und 14 nur an den Endflächen 3 und 4 der Anschlußelektroden bzw. 7 vor­ gesehen.

Wenn die elektronische Keramikkomponete 1a auf der Montage­ platte 10 montiert bzw. angebracht ist, ist das Lötmittel 13 und 14 nicht an den Fortsätzen der Anschlußelektroden 6 und 7 an den Seitenflächen 5 vorgesehen. Somit trägt die Harzbe­ schichtung 18 zu einer verringerten Belastung bzw. Spannung bei und verhindert die Bildung der Risse 15.

Die Oberflächenmontage der elektronischen Keramikkomponente 1a, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, verhindert jedoch einen direkten Kontakt der Anschlußelektroden 6 und 7 mit den leit­ fähigen Anschlußflächen 11 bzw. 12, und bewirkt einen verrin­ gerten Kontaktbereich der Anschlußelektroden 6 und 7 mit dem Lötmittel 13 bzw. 14. Somit ist die Haftfestigkeit bzw. Bin­ dungsstärke, insbesondere die Scherfestigkeit, der elektroni­ schen Keramikkomponente 1a an der Montageplatte 10 nicht so hoch. Als Folge davon kann die elektronische Ke­ ramikkomponente 1a sich von der Montageplatte 10 lösen.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Keramikkomponente zu schaffen, die keine Bil­ dung von Rissen und keine verringerte Scherfestigkeit be­ wirkt.

Diese Aufgabe wird durch eine elektronische Keramikkomponente gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Keramikkomponente, die zumindest aufweist: einen Kompo­ nentenkörper mit zwei einander gegenüberliegenden Endflächen und Seitenflächen, die die zwei Endflächen verbinden; und An­ schlußelektroden, die an bzw. auf dem Komponentenkörper aus­ gebildet sind, wobei sich jede Anschlußelektrode von jeder Endfläche zu Kantenabschnitten von jeder Seitenfläche des Komponentenkörpers erstreckt. Die Anschlußelektrode ist wie folgt gekennzeichnet, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen.

Jede der Anschlußelektroden weist auf: eine Metallschicht, die an zumindest jeder Endfläche des Komponentenkörpers aus­ gebildet ist; und eine leitfähige Harzschicht zum Bedecken von zumindest Abschnitten der Seitenflächen des Komponenten­ körpers, wobei sich die leitfähige Harzschicht von der Me­ tallschicht einschließlich der Kante bzw. des Rands der Me­ tallschicht zu den Abschnitten der Seitenflächen erstreckt, und wobei das leitfähige Harz ein Metallpulver und Harz ent­ hält. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht über den Seiten­ flächen beträgt zumindest ungefähr 10 µm. Ein Metallüber­ zugsfilm bzw. Metallplattierungsfilm bedeckt die äußere Ober­ fläche der Anschlußelektrode.

Die Metallschicht gewährleistet eine hohe Haftfestigkeit bzw. Bindungsstärke an dem Komponentenkörper und der Überzugsfilm erleichtert ein Löten der Anschlußelektroden der elektroni­ schen Keramikkomponente.

Die leitfähige Harzschicht lockert bzw. entspannt die Bela­ stung aufgrund der Verzerrung einer Montageplatte und von Wärmestößen, so daß sich Risse nicht in dem Komponentenkörper bilden. Somit weist die elektronische Keramikkomponente in hohem Maße verläßliche elektrische Charakteristika bzw. Ei­ genschaften auf.

Vorzugsweise liegt die Dicke der leitfähigen Harzschicht über den Seitenflächen in einem Bereich von ungefähr 20 bis 70 µm.

Wenn die Dicke der leitfähigen Harzschicht über den Seiten­ flächen zumindest ungefähr 20 µm beträgt, ist die Belastung wirksamer gelockert bzw. ausgeglichen. Auf der anderen Seite bewirkt eine Dicke von nicht mehr als ungefähr 70 µm keine bedeutende Verringerung bezüglich der Scherfestigkeit und keine bedeutende Erhöhung bezüglich des ESR (ESR = equivalent series resistance: äquivalenter Serienwiderstand) aufgrund der unterdrückten Beeinträchtigung der leitfähigen Harz­ schicht.

Vorzugsweise erstreckt sich die leitfähige Harzschicht über jede Endfläche des Komponentenkörpers, und die Dicke der leitfähigen Harzschicht über jeder Endfläche beträgt nicht mehr als ungefähr 5 µm.

Bei einer derartigen Ausführung bzw. Konfiguration ist die Belastung effektiver gelockert. Wenn die Dicke der leitfähi­ gen Harzschicht über jeder Endfläche nicht mehr als ungefähr 5 µm beträgt, verringert sich die Scherfestigkeit nicht be­ deutend und erhöht sich der ESR nicht bedeutend.

Bei der vorliegenden Erfindung kann die Metallschicht durch Beschichten und Brennen einer leitfähigen Paste ausgebildet werden, die beispielsweise Ag, Ag-Pd, Ni oder Cu enthält.

Diese Metallschicht verstärkt die Haftfestigkeit bzw. Bin­ dungsstärke zwischen der Metallschicht und dem Komponenten­ körper, und die Haftfestigkeit ist widerstandsfähig gegen ei­ ne große Belastung bzw. Spannung aufgrund eines Wärmestoßes, sogar wenn die Metallschicht dick ist.

Vorzugsweise weist der Metallüberzugsfilm einen darunterlie­ genden bzw. unten liegenden Metallfilm, der eine Diffusion eines Lötmittels in die leitfähige Harzschicht verhindert, und einen Oberflächenmetallfilm auf, der eine gute bzw. hohe Lötbarkeit aufweist.

Eine derartige Doppelschichtüberzugsfilmausführung verhindert eine Beeinträchtigung der leitfähigen Harzschicht aufgrund einer Diffusion des Lötmittels und stellt eine Lötbarkeit an die Anschlußelektrode sicher.

Bei der vorliegenden Erfindung kann der Komponentenkörper ei­ ne Mehrzahl von Keramikkörpern sein, und die Keramikkörper sind derart geschichtet bzw. gestapelt, daß die Anschluße­ lektroden in den gleichen Richtungen ausgerichtet sind.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es wünschenswert, daß der Komponentenkörper ein Bestandteil eines monolithischen Kera­ mikkondensators ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wer­ den nachfolgend bezugnehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittansicht einer herkömmlichen ober­ flächenmontierten elektronischen Keramikkomponente;

Fig. 2 eine Querschnittansicht einer weiteren herkömmlichen elektronischen Keramikkomponente;

Fig. 3 eine geschnittene Teilansicht einer elektronischen Keramikkomponente in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4A bis 4E schematische Querschnittansichten, die ein Verfahren zum Herstellen einer leitfähigen Harz­ schicht der elektronischen Keramikkomponente, die in Fig. 1 gezeigt ist, darstellt;

Fig. 5 eine Vorderansicht einer elektronischen Keramikkom­ ponente in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 eine geschnittene Teilansicht einer elektronischen Keramikkomponente in Übereinstimmung mit einer drit­ ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 eine geschnittene Teilansicht einer elektronischen Keramikkomponente in Übereinstimmung mit einer vier­ ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 8 eine Querschnittansicht einer weiteren herkömmlichen elektronischen Keramikkomponente.

Fig. 3 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer elektroni­ schen Keramikkomponente 21 in Übereinstimmung mit einer er­ sten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 3 sind nur ein Ende eines Komponentenkörpers 22 der elektroni­ schen Keramikkomponente 21 und eine Anschlußelektrode 23 dar­ gestellt. Da das andere Ende und die andere Anschlußelektrode des Komponentenkörpers 22 im wesentlichen die gleichen Konfi­ gurationen bzw. Ausführungen wie dieses Ende und diese An­ schlußelektrode 23 haben, basiert die Beschreibung auf einem Ende und der Anschlußelektrode 23.

Der Komponentenkörper 22 ist ein rechteckiger Parallelepiped, hat zwei einander gegenüberliegende Endflächen, von denen ei­ ne Endfläche 24 in der Zeichnung dargestellt ist, und hat vier Seitenflächen 25, die diese zwei Endflächen verbinden. Die Anschlußelektrode 23 ist an der Endfläche 24 ausgebildet.

Wenn der Komponentenkörper 22 einen monolithischen Keramik­ kondensator darstellt, sind eine Mehrzahl von inneren Elek­ troden 26 und 27 abwechselnd bzw. wechselweise ausgebildet und sind darin einander zugewandt. Die inneren Elektroden 26 sind mit der Anschlußelektrode 23 elektrisch verbunden, wo­ hingegen die inneren Elektroden 27 mit der anderen An­ schlußelektrode elektrisch verbunden sind, die in der Zeich­ nung nicht dargestellt ist.

Die Anschlußelektrode 23 besteht aus einer darunterliegenden bzw. unten liegenden Metallschicht 28, einer leitfähigen Harzschicht 29, die auf der unten liegenden Metallschicht 28 ausgebildet ist, und aus einem Überzugsfilm 30, der auf der leitfähigen Harzschicht 29 ausgebildet ist. Die unten lie­ gende Metallschicht 28 ist beispielsweise durch Beschichten und Brennen ("coating and baking") einer leitfähigen Paste ausgebildet, die Ag, Ag-Pd, Ni oder Cu enthält. Alternativ dazu kann die unten liegende Metallschicht 28 durch ein stromloses Überzugsverfahren, ein Vakuumabscheidungsverfahren oder ein Spritzbeschichtungsverfahren ausgebildet werden.

Die unten liegende Metallschicht 28 ist zumindest an der End­ fläche 24 des Komponentenkörpers 22 ausgebildet. Bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die unten liegende Me­ tallschicht 28 über die Endfläche 24 und über Endabschnitte der Seitenflächen 25 des Komponentenkörpers 22.

Die leitfähige Harzschicht 29 besteht aus einem leitfähigen Harz, das ein Metallpulver und ein Harz enthält. Ein typi­ sches Beispiel für das Metallpulver ist ein Aluminiumpulver. Beispiele für Harze umfassen hitzehärtbare Harze, wie bei­ spielsweise Epoxidharz, Polyimidharz und Silikonharz, und thermoplastische Harze mit hohem Schmelzpunkt, wie beispiels­ weise Polyesterharz und Polyethersulfonharz, und Gemische daraus.

Die leitfähige Harzschicht 29 bedeckt die unten liegende Me­ tallschicht 28 und zumindest die Endabschnitte der Seiten­ flächen 25 des Komponentenkörpers 22 in der Nähe der Kanten bzw. Ränder 31 der unten liegenden Metallschicht 28. Bei die­ ser Ausführungsform hat die leitfähige Harzschicht 29 Seiten­ flächenabschnitte 32, die über den Seitenflächen 25 ausgebil­ det sind, und hat einen Endflächenabschnitt 33, der über der Endfläche 24 ausgebildet ist.

Das Gemisch bzw. die Mischung des thermoplastischen Harzes mit hohem Schmelzpunkt und des hitzehärtbaren Harzes ist wirksam gegen die Bildung bzw. Erzeugung von Rissen bei hoher Temperatur, da die Mischung beide guten Eigenschaften bzw. Charakteristika von diesen aufweist.

Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch die Dicke der leitfähigen Harzschicht 29. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht 29 beträgt zumindest ungefähr 10 µm bei den Sei­ tenflächenabschnitten 32, und liegt vorzugsweise in einem Be­ reich von ungefähr 20 bis 70 µm. Wenn die leitfähige Harz­ schicht 29 den Endflächenabschnitt 33 aufweist, beträgt die Dicke des Endflächenabschnittes 33 nicht mehr als ungefähr 5 µm.

Der Überzugsfilm 30 wird durch Aufbringen eines gewünschten Metalls ausgebildet. Es wird bevorzugt, daß der Überzugsfilm 30 eine überragende Lötbarkeit zeigt und eine Diffusion eines Lötmittels in die leitfähige Harzschicht 29 verhindert, wenn die Anschlußelektrode 23 mit einer leitfähigen Anschlußfläche auf einer Montageplatte (nicht dargestellt in der Zeichnung) durch das Lötmittel verbunden wird. Ein derartiger Überzugs­ film 30 kann eine Beeinträchtigung der leitfähigen Harz­ schicht 29 verhindern.

Somit umfaßt der Überzugsfilm 30 bei dieser Ausführungsform vorzugsweise zumindest zwei Schichten, d. h., einen unten lie­ genden Metallfilm 34 zum Verhindern einer Diffusion des Löt­ mittels in die leitfähige Harzschicht 29 und einen Ober­ flächenmetallfilm 35, der eine überragende Lötbarkeit auf­ weist. Der darunterliegende bzw. unten liegende Metallfilm 34 besteht vorzugsweise aus beispielsweise Ni, und der Oberflä­ chenfilm 35 besteht vorzugsweise aus beispielsweise Cu, Sn, Pb-Sn, Ag oder Pd.

Wenn die elektronische Keramikkomponente 21 auf der Montage­ platte angebracht bzw. montiert wird, breitet sich das Löt­ mittel zum Verbinden einer leitfähigen Anschlußfläche auf der Montageplatte mit der Anschlußelektrode 23 an der An­ schlußelektrode 23 über die Endfläche 24 und die Endab­ schnitte der Seitenflächen 25 aus. Ein derartiger ausreichend großer gelöteter bzw. mit Lot versehener Bereich verstärkt die Haftfestigkeit bzw. Bindungsstärke, insbesondere die Scherfestigkeit, der montierten elektronischen Keramik­ komponente 21.

Die leitfähige Harzschicht 29 lockert bzw. entspannt wirksam die Belastung, die in der Anschlußelektrode 23 und dem Kom­ ponentenkörper 22 durch die Verzerrung und die Wärmestoßzy­ klen der Montageplatte erzeugt werden, und verhindert die Bildung von Rissen in dem Komponentenkörper 22. Obwohl Risse leicht bzw. schnell in dem Komponentenkörper 22 in der Nähe der Kanten bzw. Ränder 31 der unten liegenden Metallschicht 28 gebildet werden, verstärkt die leitfähige Harzschicht 29, die über der unten liegenden Metallschicht 28 und den Endab­ schnitten der Seitenflächen 25 einschließlich der Kanten bzw. Ränder 31 der unten liegenden Metallschicht 28 ausgebildet ist, diese schwachen Abschnitte mechanisch. Bei dieser Aus­ führungsform kann der Endflächenabschnitt 33 der leitfähigen Harzschicht 29 die Belastung bzw. Spannung lockern.

Die Fig. 4A bis 4E zeigen ein Verfahren zum Ausbilden der leitfähigen Harzschicht 29.

Es sei auf Fig. 4A verwiesen, in der der Komponentenkörper 22, der die Metallschicht 28 und die Metallschicht 36 an bei­ den Enden aufweist, hergestellt wird.

Es sei auf Fig. 4B verwiesen, in der das Ende bei der Seite der unten liegenden Metallschicht 28 in ein ungehärtetes leitfähiges Harz 37 getaucht wird. Es sei auf Fig. 4C ver­ wiesen, in der der Komponentenkörper 22 von dem ungehärteten leitfähigen Harz 37 entfernt wird. Die unten liegende Me­ tallschicht 28 ist von dem ungehärteten leitfähigen Harz 37 bedeckt.

Es sei auf Fig. 4D verwiesen, in der die unten liegende Me­ tallschicht 28 auf eine Abstreifplatte bzw. Schabplatte ("scraping plate") 38 geklemmt wird. Es sei auf Fig. 4E ver­ wiesen, in der der Komponentenkörper 22 von der Schabplatte 38 entfernt wird. Das ungehärtete leitfähige Harz 37 ver­ bleibt an den Seitenflächen des Komponentenkörpers 22, wohin­ gegen der Hauptteil des ungehärteten leitfähigen Harzes 37 an der Endfläche auf die Schabplatte 38 übertragen wird und ein kleiner Teil an der Endfläche verbleibt. Somit hat das unge­ härtete leitfähige Harz 37 an dem Endflächenabschnitt 33 eine Dicke von nicht mehr als ungefähr 5 µm.

Die gleichen Schritte werden an dem anderen Ende bei der Sei­ te der Metallschicht 36 des Komponentenkörpers 22 durch­ geführt. Das leitfähige Harz 37 wird durch Wärme gehärtet, um die leitfähige Harzschicht 29 auszubilden, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht einer elektronischen Kera­ mikkomponente 41 in Übereinstimmung mit einer zweiten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 5 werden Elemente, die in Fig. 3 gezeigten Elementen entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und es wird eine wie­ derholte Beschreibung weggelassen.

Die elektronische Keramikkomponente 41 umfaßt eine Mehrzahl von Keramikkörpern 22. Diese zwei Keramikkörper 22 sind der­ art aufgeschichtet bzw. gestapelt, daß jede Anschlußelektrode 23 und jede Anschlußelektrode 42 in der gleichen Richtung ausgerichtet sind. Diese Keramikkörper 22 können unter Ver­ wendung eines Klebemittels 43 miteinander verbunden werden, falls es notwendig ist. Die Anschlußelektroden 23 und 42 wei­ sen im wesentlichen die gleiche Konfiguration bzw. Ausführung wie die der Anschlußelektrode 23 auf, welche in Fig. 3 ge­ zeigt ist.

Die elektronische Keramikkomponente 41, die in Fig. 5 gezeigt ist, kann durch Aufschichten bzw. Stapeln einer Mehrzahl von Keramikkörpern 22 ausgebildet werden, von denen jeder An­ schlußelektroden 23 und 42 aufweist, oder kann durch Stapeln einer Mehrzahl von Keramikkörpern 22 ausgebildet werden, von denen jeder nur eine Metallschicht 28 aufweist, wobei dann die leitfähigen Harzschichten 29 und die Überzugsfilme 30 ausgebildet werden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist.

Gemäß der elektronischen Keramikkomponente 41, die die Mehr­ zahl von Keramikkörpern 22 umfaßt, hat der monolithische Ke­ ramikkondensator ferner eine erhöhte bzw. gesteigerte elek­ trostatische Kapazität, wenn jeder der Keramikkörper 22 ein monolithischer Keramikkondensator ist.

Fig. 6 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer elektroni­ schen Keramikkomponente 44 gemäß einer dritten Ausführungs­ form der Erfindung. In Fig. 6 werden Elemente, die in Fig. 3 gezeigten Elementen entsprechen, mit den gleichen Bezugszei­ chen bezeichnet und es wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen.

Bei der elektronischen Keramikkomponente 44, die in Fig. 6 gezeigt ist, ist die Metallschicht 28 nur an der Endfläche 24 des Komponentenkörpers 22 ausgebildet. Die leitfähige Harz­ schicht 29 umfaßt den Endflächenabschnitt 33, der auf der un­ ten liegenden Metallschicht 28 ausgebildet ist, und die Sei­ tenflächenabschnitte 32, die über der Kante bzw. dem Rand 31 der unten liegenden Metallschicht 28 und den Endabschnitten der Seitenflächen 25 des Komponentenkörpers 22 ausgebildet sind, und die Dicke der Seitenflächenabschnitte 32 beträgt zumindest ungefähr 10 µm. Die Dicke des Endflächenabschnitts 33 beträgt nicht mehr als ungefähr 5 µm.

Ein Überzugsfilm 30 besteht aus einem unten liegenden Film 34 und einem Oberflächenfilm 35, die auf der leitfähigen Harz­ schicht 29 ausgebildet sind.

Fig. 7 zeigt eine geschnittene Teilansicht einer elektroni­ schen Keramikkomponente 45 in Übereinstimmung mit einer vier­ ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In Fig. 7 werden Elemente, die in Fig. 3 gezeigten Elementen entspre­ chen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird eine wiederholte Beschreibung weggelassen.

Bei der in Fig. 7 gezeigten elektronischen Keramikkomponente 45 hat die leitfähige Harzschicht 29 nur einen Seitenflä­ chenabschnitt 32 und hat keinen Endflächenabschnitt. Die lei­ tende Harzschicht 29 ist über der unten liegenden Metall­ schicht 28, der Kante bzw. dem Rand der unten liegenden Me­ tallschicht 28, und einem Teil der Seitenfläche 25 des Kom­ ponentenkörpers 22 ausgebildet, und die Dicke der leitfähigen Harzschicht 29 beträgt zumindest ungefähr 10 µm.

Der Überzugsfilm 30 umfaßt einen Abschnitt, der auf der Me­ tallschicht 28 ausgebildet ist, und einen Abschnitt, der auf der leitfähigen Harzschicht 29 ausgebildet ist, und umfaßt einen unten liegenden Film 34 und einen Oberflächenfilm 35.

Der unten liegende Film 34 verhindert eine Diffusion von Löt­ mittel, das auf die Anschlußelektrode 23 aufgebracht wird, in die leitfähige Harzschicht 29, wie es oben beschrieben worden ist. Wenn die leitfähige Harzschicht 29 nicht über der gesam­ ten Anschlußelektrode 23 ausgebildet ist, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, ist eine Diffusion von Lötmittel nicht so bedeu­ tend. Somit kann der unten liegende Film 34 bei einer derar­ tigen Konfiguration bzw. Ausführung weggelassen werden.

Beispiele zur Veranschaulichung der Vorteile der vorliegenden Erfindung werden im folgenden beschrieben werden. Bei den Beispielen wurde die Struktur der elektronischen Kera­ mikkomponente 21, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, verwendet, und Dicken der Seitenflächenabschnitte 32 und des Endflä­ chenabschnitts 33 der leitfähigen Harzschicht 29 wurden va­ riiert.

Es wurden keramische Körper 32 hergestellt. Jeder Komponen­ tenkörper 22 ist als ein monolithischer Keramikkondensator wirksam, der eine elektrostatische Kapazität von 1 µF auf­ weist und aus einem auf Bariumtitanat basierenden dielektri­ schen Keramikmaterial zusammengesetzt ist, das eine planare Größe von 5,7 mm × 5,00 mm aufweist. Eine Cu-Paste mit einer Dicke von 100 µm wurde auf jedes Ende des Komponentenkörpers 22 aufgebracht, wurde bei einer Temperatur von 150°C für 10 Minuten getrocknet und wurde bei einer Temperatur von 800°C für 5 Minuten gebrannt, um eine Metallschicht 28 auszubilden.

Wie es in Tabelle 1 gezeigt ist, wurde eine leitfähige Harz­ schicht 29 auf der Metallschicht 28 von jedem Komponenten­ körper 22 ausgebildet. Es wurden Proben, die mit leitfähigen Harzschichten 29 versehen sind, welche verschiedene Dicken bei dem Seitenflächenabschnitt 32 und dem Endflächenabschnitt 33 aufweisen, dadurch bereitgestellt. In Tabelle 1 repräsen­ tiert der Begriff "Seitenflächendicke" die Dicke des Seiten­ flächenabschnitts 32 und repräsentiert der Begriff "Endflä­ chendicke" die Dicke des Endflächenabschnitts 33.

Die leitfähige Harzschicht 23 wurde durch Aufbringen eines leitfähigen Harzes 37, das ein Ag-Pulver und ein Epoxidharz enthält, und durch Härten des leitenden Harzes 37 bei einer Temperatur von 260°C für 30 Minuten ausgebildet. Die Seiten­ flächendicke und die Endflächendicke wurden durch Einstellen der Viskosität des leitfähigen Harzes 37 vor dem Beschichten oder der Schabbedingungen der Schabplatte 38, wie es in Fig. 4D gezeigt ist, variiert.

Ein unten liegender Film 34, der aus Nickel besteht und eine Dicke von 1 µm aufweist, wurde auf der Metallschicht 28 für die Probe 1 oder auf der leitfähigen Harzschicht 29 für jede der Proben 2 bis 10 durch ein Naßplattierungsverfahren bzw. Naßüberzugsverfahren ("wet plating process") ausgebildet, und eine Oberflächenschicht 35, die aus Zinn besteht und eine Dicke von 5 µm aufweist, wurde darauf ausgebildet, um einen Überzugsfilm 30 auszubilden. Die elektronischen Keramikkompo­ nenten der Proben 1 bis 10 wurden dadurch fertiggestellt.

Jede elektronische Keramikkomponente, d. h. ein monolithischer Keramikkondensator, wurde auf einer Aluminiumplatte montiert. Die Scherfestigkeit, der äquivalente Serienwiderstand (ESR), die Ausfallrate während einem zyklischen Wärmestoßdurchlauf, und die Ausfallrate während einer Feuchtigkeitsbelastung wur­ den ausgewertet, wie es in Tabelle 1 gezeigt ist.

Die Scherfestigkeit wurde gemessen, nachdem es ermöglicht wurde, daß die Probe bei einer Temperatur von 150°C für 500 Stunden steht.

Der ESR wurde durch Beaufschlagung mit einem Wechselstrom von 1 MHZ der Probe gemessen, der es ermöglicht war, bei einer Temperatur von 150°C für 500 Stunden zu stehen.

Bei der Messung der Ausfallrate während des zyklischen Wär­ mestoßdurchlaufs wurden, nachdem ein Wärmestoß - 500 Zyklen von Temperaturänderungen zwischen -55°C und +125°C - auf die Probe angewendet wurde, der Isolationswiderstand ("insulation resistance") und die elektrostatische Kapazität gemessen. Ein Ausfall bzw. ein Versagen wurde bei einer Probe mit einem Isolationswiderstand außerhalb eines vorbestimmten Bereichs oder einer Änderung bezüglich der Kapazität von zumindest 20% definiert. In Tabelle 1 ist die Anzahl der ausgefallenen Pro­ ben von 18 getesteten Proben gezeigt.

Bei der Messung der Ausfallrate während einer Feuchtigkeits­ belastung wurden die Proben nach den oben dargestellten Wär­ mestoßzyklen einem Feuchtigkeitsbelastungstest bei einer Tem­ peratur von 85°C und einer relativen Feuchtigkeit ("relative humidity") von 85% für 500 Stunden unterzogen. Der Ausfall bzw. die Ausfallrate wurden definiert, wenn eine Probe einem Isolationswiderstand außerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufwies. In Tabelle 1 ist die Anzahl der ausgefallenen Proben von 18 getesteten Proben, die den zyklischen Wärmestoßdurch­ lauf durchlaufen haben, gezeigt.

Tabelle 1

In Tabelle 1 basieren die elektronischen Keramikkomponenten der Proben mit den Nummern 4 bis 10 auf der vorliegenden Er­ findung. Unter diesen sind die elektronischen Keramikkompo­ nenten der Proben mit den Nummern 5, 6 und 8 bevorzugter bei der vorliegenden Erfindung. Die elektronischen Keramikkompo­ nenten der Proben mit den Nummern 1 bis 3 sind außerhalb der vorliegenden Erfindung.

Die Proben mit den Nummern 4 bis 10 zeigen zufriedenstellende Ergebnisse bezüglich der Ausfallrate während dem zyklischen Wärmestoßdurchlauf und der Ausfallrate während der Feuchtig­ keitsbelastung, im Vergleich zu den Ergebnissen der Proben mit den Nummern 1 bis 3. Somit ist in den Proben mit den Num­ mern 4 bis 10 die Bildung von Rissen in den Keramikkörpern 22 unterdrückt.

Bei den Proben mit den Nummern 5, 6 und 8, von denen jede ei­ ne Seitenflächendicke von ungefähr 20 bis 70 µm und eine End­ flächendicke von nicht mehr als ungefähr 5 µm aufweist, tre­ ten keine Defekte während der Wärmestoßzyklen und während dem Feuchtigkeitsbelastungstest auf. Bei diesen Proben nimmt die Scherfestigkeit nicht ab und nimmt der ESR nicht im we­ sentlichen zu, im Vergleich zu den Proben mit den Nummern 1 bis 3.

Bei der Probe mit der Nummer 10 gemäß der vorliegenden Erfin­ dung, wurden zwei elektronische Keramikkomponenten während der Wärmestoßzyklen beschädigt. Dieses Versagen bzw. dieser Ausfall hat die Ursache in der Bildung von Rissen in der leitfähigen Harzschicht während der Wärmestoßzyklen. Das Er­ gebnis zeigt, daß eine Seitenflächendicke, die ungefähr 70 µm übersteigt, die Bildung von Rissen aufgrund der Beein­ trächtigung bzw. Verschlechterung des Harzes bewirkt.

Bei den Proben mit den Nummern 1 bis 3, die außerhalb der vorliegenden Erfindung einzuordnen sind, wurden viele Proben während der Wärmestoßzyklen und dem Feuchtigkeitsbelastungs­ test beschädigt, obwohl die Scherfestigkeit und der ESR aus­ reichend bzw. zufriedenstellend waren. Somit bilden sich in den Proben mit den Nummern 1 bis 3 Risse in den Keramikkör­ pern 22.

Offenbart ist eine elektronische Keramikkomponente, die zu­ mindest einen Komponentenkörper, der zwei einander gegenüber­ liegende Endflächen und Seitenflächen, die die Endflächen verbinden, aufweist, und Anschlußelektroden, die an bzw. auf dem Komponentenkörper ausgebildet sind, umfaßt. Jede der An­ schlußelektroden erstreckt sich von jeder Endfläche zu Kan­ tenabschnitten jeder Seitenfläche des Komponentenkörpers. Je­ de der Anschlußelektroden umfaßt eine Metallschicht, die an zumindest jeder Endfläche des Komponentenkörpers ausgebildet ist, eine leitfähige Harzschicht zum Bedecken von zumindest Abschnitten der Seitenflächen des Komponentenkörpers, und ei­ nen Metallüberzugsfilm, der die äußere Oberfläche der An­ schlußelektrode bedeckt. Die leitfähige Harzschicht erstreckt sich von der Metallschicht einschließlich der Kante bzw. des Randes der Metallschicht zu den Abschnitten der Seitenflä­ chen, und umfaßt ein leitfähiges Harz, das ein Metallpulver und ein Harz enthält. Die Dicke der leitfähigen Harzschicht über den Seitenflächen beträgt zumindest ungefähr 10 µm.

Claims (20)

1. Elektronische Keramikkomponente mit folgenden Merkmalen:
einem Komponentenkörper (22), der zwei einander gegen­ überliegende Endflächen (24) und Seitenflächen (25), die die zwei Endflächen verbinden, aufweist; und
Anschlußelektroden (23) auf dem Komponentenkörper (22) auf jeder Endfläche (24), wobei sich jede Anschlußelek­ trode zu Kantenabschnitten (31) von jeder Seitenfläche (25) des Komponentenkörpers erstreckt,
wobei jede Anschlußelektrode (23) folgende Merkmale auf­ weist:
eine erste Metallschicht (28) auf der Endfläche (24) des Komponentenkörpers (22);
eine leitfähige Harzschicht (29), die zumindest einen Abschnitt der Seitenflächen (25) des Komponentenkörpers bedeckt, wobei die leitfähige Harzschicht (29) sich er­ streckt, um die Kanten der Metallschicht (28) bei den Seitenflächen zu bedecken, und wobei die leitfähige Harzschicht (29) ein leitfähiges Harz mit einem Metall­ pulver und einem Harz aufweist, wobei die Dicke der leitfähigen Harzschicht (29) über den Seitenflächen (25) zumindest ungefähr 10 µm beträgt; und
eine zweite Metallschicht (30), die die äußerste Ober­ fläche der Anschlußelektrode umfaßt.

2. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 1, bei der die Dicke der leitfähigen Harzschicht (29) über den Sei­ tenflächen (25) in einem Bereich von ungefähr 20 bis 70 µm liegt.

3. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 2, bei der sich die leitfähige Harzschicht (29) erstreckt, um die Endfläche (24) des Komponentenkörpers (22) zu bedecken, und bei der die Dicke der leitfähigen Harzschicht (29) über der Endfläche (24) nicht größer als ungefähr 5 µm ist.

4. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 3, bei der die erste Metallschicht (28) eine gebrannte leitfähige Paste aufweist.

5. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 4, bei der die zweite Metallschicht (30) einen unten liegenden Me­ tallfilm (34), der angepaßt ist, eine Diffusion von Löt­ mittel in die leitende Harzschicht (29) zu verhindern, und einen oben liegenden Oberflächenmetallfilm (35) mit einer hohen Lötbarkeit aufweist.

6. Elektronische Keramikkomponente, die eine Mehrzahl von Komponentenkörpern (22) gemäß Anspruch 5 aufweist, die derart aufgeschichtet sind, daß die Anschlußelektroden (23, 42) in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.

7. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 6, bei der jeder Komponentenkörper (22) ein monolithischer Ke­ ramikkondensator ist.

8. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 1, bei der sich die leitfähige Harzschicht (29) erstreckt, um die Endfläche (24) des Komponentenkörpers (22) zu bedecken, und bei der die Dicke der leitfähigen Harzschicht (29) über der Endfläche (24) nicht größer als ungefähr 5 µm ist.

9. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 8, bei der die erste Metallschicht (28) eine gebrannte leitfähige Paste aufweist.

10. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 8, bei der die zweite Metallschicht (30) einen unten liegenden Film (34), der angepaßt ist, eine Diffusion eines Lötmittels in die leitfähige Harzschicht (29) zu verhindern, und einen oben liegenden Oberflächenmetallfilm (35) mit ei­ ner hohen Lötbarkeit aufweist.

11. Elektronische Keramikkomponente, die eine Mehrzahl von Komponentenkörpern (22) nach Anspruch 10 aufweist, die derart aufgeschichtet sind, daß die Anschlußelektroden (23, 42) in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.

12. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 11, bei der jeder Komponentenkörper (22) ein monolithischer Ke­ ramikkondensator ist.

13. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 1, bei der die zweite Metallschicht (30) einen unten liegenden Film (34), der angepaßt ist, eine Diffusion eines Lötmittels in die leitfähige Harzschicht (29) zu verhindern, und einen oben liegenden Oberflächenfilm (35) mit einer ho­ hen Lötbarkeit aufweist.

14. Elektronische Keramikkomponente, die eine Mehrzahl von Komponentenkörpern (22) nach Anspruch 13 aufweist, die derart aufgeschichtet sind, daß die Anschlußelektroden (23, 42) in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.

15. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 14, bei der jeder Komponentenkörper (22) ein monolithischer Ke­ ramikkondensator ist.

16. Elektronische Keramikkomponente, die eine Mehrzahl von Komponentenkörpern (22) nach Anspruch 1 aufweist, die derart aufgeschichtet sind, daß die Anschlußelektroden (23, 42) in der gleichen Richtung ausgerichtet sind.

17. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 16, bei der jeder Komponentenkörper (22) ein monolithischer Ke­ ramikkondensator ist.

18. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 16, bei der jeder Komponentenkörper (22) eine Mehrzahl von Elek­ troden in seinem Inneren aufweist, von denen einige in elektrischem Kontakt mit einer Anschlußelektrode und die anderen von diesen in elektrischem Kontakt mit der ande­ ren Anschlußelektrode stehen; bei der sich die erste Me­ tallschicht (28) erstreckt, um einen Abschnitt der Sei­ tenflächen (25) zu bedecken, wobei die leitfähige Harz­ schicht (29) die Endfläche (24) bei einer Dicke von nicht mehr als 5 µm bedeckt und fortfährt, sich bei ei­ ner Dicke von zumindest 10 µm zu erstrecken, um einen Abschnitt der benachbarten Seitenflächen (25) bis zu ei­ nem Punkt jenseits des Endes der ersten Metallschicht (28) zu bedecken.

19. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 18, bei der die zweite Metallschicht (30) einen Film (34), der angepaßt ist, eine Diffusion eines Lötmittels in die leitfähige Harzschicht zu verhindern, auf der leitfähi­ gen Harzschicht (29) und einen oben liegenden Oberflä­ chenmetallfilm (35) mit einer hohen Lötbarkeit aufweist.

20. Elektronische Keramikkomponente nach Anspruch 19, bei der die Dicke der leitfähigen Harzschicht (29), die ei­ nen benachbarten Abschnitt der Seitenflächen (25) be­ deckt, in einem Bereich von ungefähr 20 bis 70 µm liegt.