JP2002367850A - Mold type ceramic electronic component - Google Patents

Mold type ceramic electronic component

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JP2002367850A
JP2002367850A JP2001178105A JP2001178105A JP2002367850A JP 2002367850 A JP2002367850 A JP 2002367850A JP 2001178105 A JP2001178105 A JP 2001178105A JP 2001178105 A JP2001178105 A JP 2001178105A JP 2002367850 A JP2002367850 A JP 2002367850A
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JP
Japan
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ceramic
electronic component
phase
dielectric element
molded
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JP2001178105A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuaki Nagai
伸明 永井
Yuichi Murano
雄一 村野
Kumao Kanayama
熊夫 金山
Masuhiro Yamamoto
益裕 山本
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a mold type ceramic electronic component represented by a mold type ceramic capacitor that does not have any variation in electric characteristics before and after resin molding, has improved characteristic stability in a load life test, and further improved reliability as a safe standard product. SOLUTION: The mold type ceramic electronic component is a mold type ceramic electronic component where a ceramic dielectric element has been buried by an exterior finish material. In the ceramic dielectric element, the crystal phase of the main constituent is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチング電源
の1次、2次スナバー回路、液晶バックライトインバー
タのバラスト回路、その他面実装対応の高電圧回路、及
び通信用モデムの対サージ回路等に広く使用されるモー
ルド型セラミックコンデンサに代表されるモールド型セ
ラミック電子部品に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is widely applied to primary and secondary snubber circuits for switching power supplies, ballast circuits for LCD backlight inverters, other high voltage circuits for surface mounting, and surge circuits for communication modems. The present invention relates to a molded ceramic electronic component represented by a molded ceramic capacitor to be used.

【0002】[0002]

【従来の技術】欧州において通信用モデムの対サージ回
路において、高度な信頼性を有する中高圧用セラミック
コンデンサ(安全規格品)の使用が義務づけられた。こ
れは世界的な規格となりつつある。
2. Description of the Related Art In Europe, it has been required to use a ceramic capacitor (safety standard product) for medium and high voltage having a high reliability in a surge circuit for a communication modem in a surge circuit. This is becoming a global standard.

【0003】このような面実装化と高信頼性の流れの中
で、樹脂モールドを有するセラミックコンデンサが検討
されている。この樹脂モールドを有するセラミックコン
デンサは、セラミック誘電体素子を樹脂中に埋め込むこ
とにより、高電圧下での沿面放電や湿度による特性劣化
を抑制し、更に、チップ型のセラミックコンデンサに比
べ、たわみ強度に対して優位性を有するものである。そ
して、例えば、樹脂モールドを有する積層セラミックコ
ンデンサとしては、特開平05−226177号公報に
開示されている。
Under such a trend of surface mounting and high reliability, a ceramic capacitor having a resin mold has been studied. By embedding the ceramic dielectric element in the resin, the ceramic capacitor with this resin mold suppresses the creeping discharge under high voltage and the deterioration of characteristics due to humidity. It has an advantage over it. For example, a multilayer ceramic capacitor having a resin mold is disclosed in JP-A-05-226177.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
樹脂モールド型のセラミックコンデンサは、樹脂モール
ド前後の電気特性的な変動や、樹脂で埋め込むことによ
る信頼性への悪影響等を考慮して設計されたものである
とは言い難かった。即ち、従来の樹脂モールド型のセラ
ミックコンデンサは、セラミック誘電体素子を樹脂でモ
ールドする前後で電気特性の変動が生じ、モールド後の
負荷寿命試験において静電容量の低下が著しいと言う問
題を有していた。
However, conventional resin-molded ceramic capacitors have been designed in consideration of fluctuations in electric characteristics before and after resin molding and adverse effects on reliability due to embedding with resin. It was hard to say. That is, the conventional resin-molded ceramic capacitor has a problem that the electric characteristics fluctuate before and after the ceramic dielectric element is molded with the resin, and the capacitance is remarkably lowered in a load life test after the molding. I was

【0005】例えば、樹脂でモールドされるセラミック
誘電体素子の主成分を構成している結晶相中に自発分極
が存在し強誘電性を帯びている場合、その圧電効果のた
めに樹脂モールド前後で電気特性が大きく変動し、また
その変動の度合いも一定でなく量産ベースにおいて調整
できるものではなかった。さらに、電界を印加した状態
での信頼性試験、いわゆる負荷寿命において静電容量の
低下が著しく、ユーザに対して信頼性を保証できるもの
ではなかった。
For example, when spontaneous polarization exists in a crystal phase constituting a main component of a ceramic dielectric element molded with a resin and has ferroelectricity, the piezoelectric effect causes the crystal phase before and after the resin molding. The electrical characteristics fluctuated greatly, and the degree of the fluctuation was not constant and could not be adjusted on a mass production basis. Further, the capacitance is significantly reduced in a reliability test in a state where an electric field is applied, that is, in a so-called load life, and the reliability cannot be guaranteed for a user.

【0006】そこで本発明は以上の様な課題を解決する
ものであり、樹脂モールド前後における電気特性の変動
がなく、負荷寿命試験において優れた特性的安定性を有
し、さらに安全規格品として優れた信頼性を有するモー
ルド型セラミックコンデンサに代表されるモールド型セ
ラミック電子部品を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and there is no change in electrical characteristics before and after resin molding, has excellent characteristic stability in a load life test, and is excellent as a safety standard product. It is an object of the present invention to provide a molded ceramic electronic component represented by a molded ceramic capacitor having high reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明のモールド型セラミック電子部品は、セラミッ
ク誘電体素子を外装材で埋設したモールド型セラミック
電子部品であって、セラミック誘電体素子はその主成分
の結晶相が常誘電体相、または、反強誘電体相である構
成としたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve this problem, a molded ceramic electronic component of the present invention is a molded ceramic electronic component in which a ceramic dielectric element is embedded with an exterior material. The crystal phase of the main component is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase.

【0008】これにより、樹脂モールド前後における電
気特性の変動がなく、また負荷寿命試験において優れた
特性的安定性を有するモールド型セラミックコンデンサ
が得られる。
As a result, a molded ceramic capacitor having no change in electrical characteristics before and after the resin molding and having excellent characteristic stability in a load life test can be obtained.

【0009】また、モールドされるセラミック誘電体素
子の微細構造をコア−シェル構造にすることにより、主
成分の結晶相中に強誘電性的な箇所が存在しても樹脂モ
ールド前後及び負荷寿命試験において優れた安定性を有
するモールド型セラミックコンデンサが得られる。
[0009] Further, by making the fine structure of the ceramic dielectric element to be molded into a core-shell structure, even if a ferroelectric portion exists in the crystal phase of the main component, before and after the resin molding and a load life test. Thus, a molded ceramic capacitor having excellent stability can be obtained.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、セラミック誘電体素子を外装材で埋設したモールド
型セラミック電子部品であって、セラミック誘電体素子
はその主成分の結晶相が常誘電体相、または、反強誘電
体相であることを特徴とするモールド型セラミック電子
部品であり、セラミック誘電体素子をモールドした後の
電気的特性とモールドする前の電気特性との相違がな
く、また負荷寿命試験において優れた特性的安定性を有
する為、量産性に優れ、高信頼性を保証できるモールド
型セラミックコンデンサに代表されるモールド型セラミ
ック電子部品を実現できるという作用を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is a mold-type ceramic electronic component in which a ceramic dielectric element is embedded with an exterior material. A molded ceramic electronic component characterized by being a paraelectric phase or an antiferroelectric phase, wherein a difference between an electrical characteristic after molding the ceramic dielectric element and an electrical characteristic before molding is obtained. In addition, since it has excellent characteristic stability in a load life test, it has an effect of realizing a molded ceramic electronic component typified by a molded ceramic capacitor which is excellent in mass productivity and can guarantee high reliability.

【0011】これは、セラミック誘電体素子の主成分を
構成している結晶相が常誘電体相である場合結晶内に圧
電効果の原因である自発分極が存在せず、また結晶相が
反強誘電体相である場合自発分極は存在しているものの
方位効果により互いに打ち消し合う為全体としては自発
分極がゼロに等しい。従って、樹脂モールドすることに
よりセラミック誘電体素子に応力が印加された状態にな
っても圧電現象が発生しないため、電気特性の変動がな
く、安定した負荷寿命特性と高い信頼性が得られるもの
である。
This is because when the crystal phase constituting the main component of the ceramic dielectric element is a paraelectric phase, there is no spontaneous polarization which causes a piezoelectric effect in the crystal, and the crystal phase has an anti-strong phase. In the case of the dielectric phase, spontaneous polarization is present but cancels each other out due to the directional effect, so that the spontaneous polarization is equal to zero as a whole. Therefore, even if a stress is applied to the ceramic dielectric element by resin molding, a piezoelectric phenomenon does not occur, so that there is no change in electrical characteristics, and stable load life characteristics and high reliability can be obtained. is there.

【0012】本発明の請求項2に記載の発明は、セラミ
ック誘電体素子を外装材で埋設したモールド型セラミッ
ク電子部品であって、セラミック誘電体素子はその微細
構造がコア−シェル構造であることを特徴とするモール
ド型セラミック電子部品であり、モールド前後における
電気特性的な変動がなく、高性能で高信頼性のモールド
型セラミックコンデンサに代表されるモールド型セラミ
ック電子部品を実現できるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a molded ceramic electronic component in which a ceramic dielectric element is embedded with an exterior material, wherein the fine structure of the ceramic dielectric element is a core-shell structure. This is a molded ceramic electronic component characterized by the following characteristics, which has the effect of realizing a molded ceramic electronic component typified by a high-performance and high-reliability molded ceramic capacitor without variation in electrical characteristics before and after molding. .

【0013】詳細は後述するが、セラミック誘電体素子
の微細構造が図1に示したようなコア−シェル構造を有
する場合、結晶粒子のコア部を形成している強誘電体相
が同じく結晶粒子のシェル部を形成している常誘電体相
若しくは反強誘電体相により被覆された構造になってい
るため、強誘電体相に起因する圧電現象が発現され難く
なるものである。
Although the details will be described later, when the fine structure of the ceramic dielectric element has a core-shell structure as shown in FIG. 1, the ferroelectric phase forming the core portion of the crystal particle is the same as the crystal particle. Since the structure is covered with the paraelectric phase or the antiferroelectric phase forming the shell portion of the above, the piezoelectric phenomenon caused by the ferroelectric phase hardly occurs.

【0014】本発明の請求項3に記載の発明は、請求項
1,2に記載の発明において、セラミック誘電体素子
は、その両面に一対の電極が形成された単板型セラミッ
ク誘電体素子であることを特徴とするモールド型セラミ
ック電子部品であり、低容量に対応することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the first and second aspects, the ceramic dielectric element is a single-plate type ceramic dielectric element having a pair of electrodes formed on both surfaces thereof. A molded ceramic electronic component characterized by having a certain characteristic, and can correspond to a low capacity.

【0015】請求項4に記載の発明は、請求項1,2に
記載の発明において、セラミック誘電体素子は、セラミ
ック誘電体層と内部電極層を交互に積層し内部電極層が
露出している両端面に一対の外部電極が形成された積層
型セラミック誘電体素子であることを特徴とする請モー
ルド型セラミック電子部品であり、高容量に対応するこ
とができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first and second aspects of the present invention, in the ceramic dielectric element, the ceramic dielectric layers and the internal electrode layers are alternately laminated to expose the internal electrode layers. This is a laminated ceramic electronic component characterized by being a laminated ceramic dielectric element having a pair of external electrodes formed on both end surfaces, and can correspond to a high capacity.

【0016】そして、商品展開における公称容量値に応
じてセラミック誘電体素子を使い分けることが可能であ
り、低容量品には単板型セラミック誘電体素子を使用
し、また高容量品には積層型セラミック誘電体素子を使
用する。したがって、モールド前後における電気特性的
な変動がなく、また負荷寿命試験において優れた特性的
安定性を有するモールド型セラミックコンデンサが実現
できることは言うまでもないが、ユーザの要望に応じた
品揃えが可能である。
The ceramic dielectric element can be selectively used according to the nominal capacitance value in the product development. A single-plate type ceramic dielectric element is used for a low-capacity product, and a laminated ceramic dielectric element is used for a high-capacity product. Use ceramic dielectric elements. Therefore, it is needless to say that a molded ceramic capacitor having no variation in electrical characteristics before and after the molding and having excellent characteristic stability in a load life test can be realized, but a product lineup according to a user's request is possible. .

【0017】このような本発明のモールド型セラミック
電子部品を構成するセラミック誘電体素子について説明
する。
The ceramic dielectric element constituting such a molded ceramic electronic component of the present invention will be described.

【0018】セラミック誘電体素子は、その主成分の結
晶相が常誘電体相、若しくは反強誘電体相である。例え
ば、チタン酸ストロンチウム−チタン酸カルシウム等の
誘電体組成物を用いることができ、SrTiO3−Ca
TiO3系粉末と添加剤であるDy23、Y23、Zr
2、MgO及びMn34の中から選ばれた少なくとも
1つ以上とBaO−CaO−SiO2系焼結助剤成分を
焼成することによって得ることができるが、従来公知の
結晶相が常誘電体相、若しくは反強誘電体相である誘電
体セラミックを用いることができる。
The crystal phase of the main component of the ceramic dielectric element is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase. For example, a dielectric composition such as strontium titanate-calcium titanate can be used, and SrTiO 3 —Ca
TiO 3 -based powder and additives Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Zr
O 2, can be obtained by firing at least one or more and BaO-CaO-SiO 2 based sintering aid component selected from among MgO and Mn 3 O 4, conventionally known crystalline phase always A dielectric ceramic which is a dielectric phase or an antiferroelectric phase can be used.

【0019】或いは、本発明のモールド型セラミック電
子部品を構成するセラミック誘電体素子は、その微細構
造が、結晶粒子のコア部を形成している強誘電体相が、
同じく結晶粒子のシェル部を形成している常誘電体相若
しくは反強誘電体相により被覆された、コア−シェル構
造である。即ち、上述したセラミック誘電体素子の主成
分の結晶相が常誘電体相、若しくは反強誘電体相である
場合でなくとも、コア部を強磁性体相、シェル部を常誘
電体相若しくは反強誘電体相で構成されたコア−シェル
構造であればよい。例えば、チタン酸バリウム等の誘電
体組成物を用い、具体的には、主成分であるBaTiO
3粉末と添加剤であるDy23、MgO及びMn34
中から選ばれた少なくとも1つ以上とBaO−CaO−
SiO2系焼結助剤成分を焼成することによって得るこ
とができるが、コアに強誘電体相部分、シェルに常誘電
体相(若しくは反強誘電体相)部分からなる結晶粒子と
なる誘電体セラミックを用いることができる。
Alternatively, in the ceramic dielectric element constituting the molded ceramic electronic component of the present invention, the fine structure of the ceramic dielectric element is such that the ferroelectric phase forming the core portion of the crystal grains has:
Similarly, it has a core-shell structure covered with a paraelectric phase or an antiferroelectric phase forming a shell part of crystal grains. That is, even if the crystal phase of the main component of the ceramic dielectric element is not a paraelectric phase or an antiferroelectric phase, the core part is a ferromagnetic phase and the shell part is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase. Any core-shell structure made of a ferroelectric phase may be used. For example, a dielectric composition such as barium titanate is used, and specifically, BaTiO as a main component is used.
3 powder and at least one selected from additives Dy 2 O 3 , MgO and Mn 3 O 4 , and BaO—CaO—
It can be obtained by sintering the SiO 2 -based sintering aid component, but it is a dielectric material that becomes crystal grains composed of a ferroelectric phase part in the core and a paraelectric phase (or antiferroelectric phase) part in the shell Ceramic can be used.

【0020】このコア−シェル構造について説明する。
ここで、図1は本発明のセラミック誘電体素子における
コア−シェル構造を示す模式図であり、図1において、
11は結晶粒子、12は常誘電体相、13は強誘電体相
を示している。
The core-shell structure will be described.
Here, FIG. 1 is a schematic diagram showing a core-shell structure in the ceramic dielectric element of the present invention.
Reference numeral 11 denotes a crystal grain, 12 denotes a paraelectric phase, and 13 denotes a ferroelectric phase.

【0021】図1に示したように、コア−シェル構造を
有する場合、結晶粒子11のコア部を形成している強誘
電体相13が、同じく結晶粒子11のシェル部を形成し
ている常誘電体相12(若しくは反強誘電体相)により
被覆された構造になっており、強誘電体相13に起因す
る圧電現象が発現され難くなるものである。
As shown in FIG. 1, in the case of having a core-shell structure, the ferroelectric phase 13 forming the core of the crystal grain 11 always forms the shell of the crystal grain 11. The structure is covered with the dielectric phase 12 (or antiferroelectric phase), so that the piezoelectric phenomenon caused by the ferroelectric phase 13 is hardly developed.

【0022】以下、本発明のモールド型セラミック電子
部品について、図面を参照しながら詳しく説明する。
Hereinafter, the molded ceramic electronic component of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0023】(実施の形態1)図2は本発明の実施の形
態1におけるモールド型セラミック電子部品を示す断面
図である。図2において、20はモールド型セラミック
電子部品であり、21はセラミック誘電体素子、22
a,22b,22cは内部電極層、23はセラミック誘
電体層、24は下層外部電極、25は上層外部電極、2
6は外装材、27は端子である。
(Embodiment 1) FIG. 2 is a sectional view showing a molded ceramic electronic component according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 20 denotes a molded ceramic electronic component, 21 denotes a ceramic dielectric element, 22
Reference numerals a, 22b, and 22c denote internal electrode layers; 23, a ceramic dielectric layer; 24, a lower external electrode; 25, an upper external electrode;
6 is an exterior material, and 27 is a terminal.

【0024】図2に示すように、モールド型セラミック
電子部品20は、セラミック誘電体層23と内部電極層
22a,22b,22cとを交互に積層して形成された
静電容量取得層となる有効層の上下に無効層としてセラ
ミック誘電体層23が積層されて、更に、内部電極層2
2c,22bが露出している両端面に内部電極層22
b,22cと電気的に接合された下層外部電極24が設
けられ、その下層外部電極24上に上層外部電極25が
設けられ、セラミック誘電体素子21が形成されてい
る。そして、熱硬化性樹脂で構成される外装材26に埋
込まれたセラミック誘電体素子21の両端部から導電性
の端子27が引出され、端子27を介して回路基板に表
面実装できるように構成される。
As shown in FIG. 2, the molded ceramic electronic component 20 is an effective capacitance acquisition layer formed by alternately stacking ceramic dielectric layers 23 and internal electrode layers 22a, 22b, 22c. A ceramic dielectric layer 23 is laminated as an ineffective layer above and below the layers, and furthermore, an internal electrode layer 2 is formed.
Internal electrode layers 22 are provided on both end surfaces where 2c and 22b are exposed.
A lower external electrode 24 electrically connected to the upper and lower electrodes 22b and 22c is provided. An upper external electrode 25 is provided on the lower external electrode 24, and the ceramic dielectric element 21 is formed. Then, conductive terminals 27 are drawn out from both ends of the ceramic dielectric element 21 embedded in the exterior material 26 made of a thermosetting resin, and can be surface-mounted on a circuit board via the terminals 27. Is done.

【0025】セラミック誘電体層23は、上述したよう
に、主成分の結晶相が常誘電体相、または、反強誘電体
相であるか、或いは、コア部を強磁性体相、シェル部を
常誘電体相若しくは反強誘電体相で構成されたコア−シ
ェル構造である誘電体セラミックが用いられる。
As described above, the ceramic dielectric layer 23 has a crystal phase of a main component being a paraelectric phase or an antiferroelectric phase, or has a core portion made of a ferromagnetic phase and a shell portion made of a ferromagnetic phase. A dielectric ceramic having a core-shell structure composed of a paraelectric phase or an antiferroelectric phase is used.

【0026】内部電極層22a,22b,22cは、A
g、Pd等の貴金属、或いは、卑金属を用いることがで
きる。卑金属として、Cu、Ni等を用いることがで
き、NiまたはNi合金であることが好ましい。
The internal electrode layers 22a, 22b, 22c
Precious metals such as g and Pd, or base metals can be used. Cu, Ni, or the like can be used as the base metal, and Ni or a Ni alloy is preferable.

【0027】また、下層外部電極24もNiまたはNi
合金であることが好ましい。
The lower external electrode 24 is also made of Ni or Ni.
Preferably, it is an alloy.

【0028】上層外部電極25はAgが好ましく、更
に、この上層外部電極25の上に、Ni、Snを順次鍍
金して積層してもよい。
The upper external electrode 25 is preferably made of Ag, and Ni and Sn may be sequentially plated and laminated on the upper external electrode 25.

【0029】また、外装材26としては、絶縁性を有す
る材料を用いられ、ガラス、絶縁性樹脂等を用いること
ができる。この中でも、絶縁性樹脂が加工適正、低価格
であり好ましく、熱硬化性樹脂が加工適正に優れより好
ましく、更に、熱硬化型のエポキシ樹脂が強度、耐湿性
に優れているので特に好ましい。そして、オプトクレゾ
ールノボラック系,ビフェニール系,ペンタジエン系等
のエポキシ樹脂があげられる。
As the exterior material 26, a material having an insulating property is used, and glass, an insulating resin, or the like can be used. Among these, an insulating resin is preferable because it is suitable for processing and inexpensive, and a thermosetting resin is more preferable because it is suitable for processing, and a thermosetting epoxy resin is particularly preferable because it is excellent in strength and moisture resistance. Epoxy resins such as optocresol novolak, biphenyl, pentadiene and the like can be used.

【0030】端子27としては、導電材料を用いること
ができるが、Fe,Cu,Niの少なくとも一つから選
ばれるものが好適に選択される金属材料が好適に用いら
れ、電気的特性や加工性の面で有利である。
As the terminal 27, a conductive material can be used, but a metal material that is preferably selected from at least one of Fe, Cu, and Ni is preferably used. It is advantageous in terms of.

【0031】(実施の形態2)図3は本発明の実施の形
態2におけるモールド型セラミック電子部品を示す断面
図であり、図3において、30はモールド型セラミック
電子部品であり、31はセラミック誘電体素子、32は
電極、33は外装材、34は端子である。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a sectional view showing a molded ceramic electronic component according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 30 denotes a molded ceramic electronic component, and reference numeral 31 denotes a ceramic dielectric component. A body element, 32 is an electrode, 33 is an exterior material, and 34 is a terminal.

【0032】図3に示すように、セラミック誘電体素子
31の両主表面に電極32が形成されている。そして、
外装材33に埋込まれたセラミック誘電体素子21の両
主表面に形成された電極32から導電性の端子34が引
出され、端子34を介して回路基板に表面実装できるよ
うに構成される。
As shown in FIG. 3, electrodes 32 are formed on both main surfaces of the ceramic dielectric element 31. And
Conductive terminals 34 are drawn out from electrodes 32 formed on both main surfaces of the ceramic dielectric element 21 embedded in the exterior material 33, and are configured to be surface-mounted on a circuit board via the terminals 34.

【0033】セラミック誘電体素子31は、上述したよ
うに、主成分の結晶相が常誘電体相、若しくは反強誘電
体相であるか、或いは、コア部を強磁性体相、シェル部
を常誘電体相若しくは反強誘電体相で構成されたコア−
シェル構造である誘電体セラミックが用いられる。
As described above, in the ceramic dielectric element 31, the crystal phase of the main component is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase, or the core is a ferromagnetic phase and the shell is a ferromagnetic phase. Core composed of dielectric or antiferroelectric phase
A dielectric ceramic having a shell structure is used.

【0034】また、電極32としては、例えば、Ag,
Cu,Ni,Znの中から選ばれる少なくとも1種以上
の金属を用いることができ、これらの金属の複層構造で
あってもよい。
As the electrode 32, for example, Ag,
At least one metal selected from Cu, Ni, and Zn can be used, and a multilayer structure of these metals may be used.

【0035】また、外装材33としては、絶縁性を有す
る材料を用いられ、ガラス、絶縁性樹脂等を用いること
ができる。この中でも、絶縁性樹脂が加工適正、低価格
であり好ましく、熱硬化性樹脂が加工適正に優れより好
ましく、更に、熱硬化型のエポキシ樹脂が強度、耐湿性
に優れているので特に好ましい。そして、オプトクレゾ
ールノボラック系,ビフェニール系,ペンタジエン系等
のエポキシ樹脂があげられる。
As the exterior material 33, a material having an insulating property is used, and glass, an insulating resin, or the like can be used. Among these, an insulating resin is preferable because it is suitable for processing and inexpensive, and a thermosetting resin is more preferable because it is suitable for processing, and a thermosetting epoxy resin is particularly preferable because it is excellent in strength and moisture resistance. Epoxy resins such as optocresol novolak, biphenyl, pentadiene and the like can be used.

【0036】端子34としては、導電材料を用いること
ができるが、Fe,Cu,Niの少なくとも一つから選
ばれるものが好適に選択される金属材料が好適に用いら
れ、電気的特性や加工性の面で有利である。
As the terminal 34, a conductive material can be used, but a metal material that is preferably selected from at least one of Fe, Cu, and Ni is suitably used, and the electrical characteristics and workability are preferably used. It is advantageous in terms of.

【0037】[0037]

【実施例】次に、実施例により本発明を詳細に説明す
る。なお、本発明は以下の実施例等により、なんら限定
されるものではない。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples. The present invention is not limited at all by the following examples and the like.

【0038】(実施例1)実施例1において、モールド
型セラミック電子部品の代表例である積層型セラミック
誘電体素子を樹脂中に埋め込んだモールド型セラミック
コンデンサを作製し評価を行った。また、そのモールド
型セラミックコンデンサの製造方法、及び、モールド前
後の電気特性の変動及び負荷寿命試験の結果について、
セラミック誘電体素子の主成分を構成している結晶相と
関連付けて説明する。
Example 1 In Example 1, a molded ceramic capacitor in which a laminated ceramic dielectric element, which is a typical example of a molded ceramic electronic component, was embedded in a resin was manufactured and evaluated. In addition, regarding the manufacturing method of the molded ceramic capacitor, and the variation of the electrical characteristics before and after the molding and the result of the load life test,
The description will be made in connection with the crystal phase constituting the main component of the ceramic dielectric element.

【0039】まず、主成分であるSrTiO3−CaT
iO3系粉末と添加剤であるDy23、Y23、Zr
2、MgO及びMn34の中から選ばれた少なくとも
1つ以上とBaO−CaO−SiO2系焼結助剤成分と
の所定量を電子天秤で秤量し、5mmφのZrO2質ボ
ールが入ったモノマロン製ポットミル中に投入した。次
に、100rpmの回転速度で20時間混合した後、混
合物を150メッシュのシルクスクリーンで濾過して、
テフロン(登録商標)シートを敷いたステンレスバット
中に投入し、120℃の温度で乾燥した。乾燥した塊状
物はアルミナ乳鉢中で解砕した後、32メッシュのナイ
ロン篩を通過させてスラリー用粉末とした。
First, the main component SrTiO 3 —CaT
iO 3 -based powder and additives Dy 2 O 3 , Y 2 O 3 , Zr
A predetermined amount of at least one or more selected from O 2 , MgO and Mn 3 O 4 and a BaO—CaO—SiO 2 sintering aid component is weighed by an electronic balance, and a 5 mmφ ZrO 2 ball is obtained. It was thrown into the contained monomalon pot mill. Next, after mixing at a rotation speed of 100 rpm for 20 hours, the mixture was filtered through a 150 mesh silk screen,
It was put into a stainless steel vat covered with a Teflon (registered trademark) sheet and dried at a temperature of 120 ° C. The dried mass was pulverized in an alumina mortar and then passed through a 32 mesh nylon sieve to obtain a slurry powder.

【0040】次に、スラリー用粉末の所定量を溶剤及び
可塑剤と共に混合することにより湿潤した。湿潤後、ポ
リビニルブチラール樹脂より成るビヒクルを混合してシ
ート成形用スラリーを作製した。
Next, a predetermined amount of the slurry powder was wetted by mixing with a solvent and a plasticizer. After wetting, a vehicle made of polyvinyl butyral resin was mixed to prepare a sheet forming slurry.

【0041】次に、該スラリーを150メッシュのシル
クスクリーンで濾過した後、所定の厚みに成膜してセラ
ミック生シートを得た。そして、該セラミック生シート
と、Niペーストより作製した内部電極シートを用いて
転写工法により所定の積層仕様に基ずいて積層した後、
切断してグリーンチップを得た。
Next, the slurry was filtered through a 150-mesh silk screen and then formed into a film having a predetermined thickness to obtain a ceramic green sheet. Then, after the ceramic raw sheet and the internal electrode sheet manufactured from the Ni paste are laminated based on a predetermined lamination specification by a transfer method,
It was cut to obtain a green chip.

【0042】次に、得られたグリーンチップを面取りし
た後、その両端面にNiペーストを塗布し乾燥した後、
脱脂した。そして、回転式雰囲気炉により還元雰囲気焼
成を実施した。焼成は、グリーンガス、CO2及びN2
より調整したNiの平衡酸素分圧よりも2桁程度低い酸
素分圧雰囲気中で1275℃の温度で2時間保持した。
そして、焼成したチップの両端面に上層外部電極となる
Agペーストを塗布して大気中で焼き付けた後、Ni鍍
金及びその上にCu鍍金を施してセラミック誘電体素子
を完成させた。次に、セラミック誘電体素子の両端面に
金属端子を半田付けした後、前記セラミック誘電体素子
と金属端子の主要部分をエポキシ系の熱硬化性樹脂中に
埋め込み、端子加工を施して本実施例のモールド型セラ
ミックコンデンサを完成させた。なお、完成させたモー
ルド型セラミックコンデンサは形状が4532サイズの
規格値を満足するものであり、定格電圧は2KVDCで
公称静電容量値は47PFである。
Next, after chamfering the obtained green chip, a Ni paste is applied to both end surfaces and dried,
Defatted. Then, firing in a reducing atmosphere was performed using a rotary atmosphere furnace. The calcination was maintained at a temperature of 1275 ° C. for 2 hours in an oxygen partial pressure atmosphere lower than the equilibrium oxygen partial pressure of Ni adjusted by green gas, CO 2 and N 2 by about two orders of magnitude.
Then, an Ag paste serving as an upper layer external electrode was applied to both end surfaces of the fired chip, baked in the air, and then Ni plating and Cu plating were applied thereon to complete a ceramic dielectric element. Next, after soldering metal terminals to both end surfaces of the ceramic dielectric element, the main parts of the ceramic dielectric element and the metal terminals are embedded in an epoxy-based thermosetting resin, and the terminal processing is performed. Completed a molded ceramic capacitor. The completed molded ceramic capacitor satisfies the standard value of 4532 size, the rated voltage is 2 KVDC, and the nominal capacitance value is 47 PF.

【0043】作製した実施例1のモールド型セラミック
コンデンサは、図2に示したようにセラミック誘電体層
23とNiを含む内部電極層22a,22b,22cと
を交互に積層して形成された静電容量取得層となる有効
層の上下に無効層としてセラミック誘電体層23が積層
されており、内部電極層22C,22bが露出している
両端面に内部電極層22b,22cと電気的に接合され
たNi質の下層外部電極24が設けられ、その上にAg
質の上層外部電極25が設けられ、セラミック誘電体素
子21が形成されていた。そして、熱硬化性樹脂26に
埋込まれたセラミック誘電体素子21の両端部から導電
性の金属端子27が引出され、金属端子27を介して回
路基板に表面実装できるように構成されている。
As shown in FIG. 2, the molded ceramic capacitor of Example 1 was formed by alternately laminating ceramic dielectric layers 23 and internal electrode layers 22a, 22b and 22c containing Ni. A ceramic dielectric layer 23 is laminated as an ineffective layer above and below an effective layer serving as a capacitance acquisition layer, and is electrically connected to the internal electrode layers 22b, 22c at both end surfaces where the internal electrode layers 22C, 22b are exposed. Is provided with a lower layer external electrode 24 made of Ni.
And a ceramic dielectric element 21 was formed. Then, conductive metal terminals 27 are drawn out from both ends of the ceramic dielectric element 21 embedded in the thermosetting resin 26, and are configured to be surface-mounted on a circuit board via the metal terminals 27.

【0044】次に、試作したモールド型セラミックコン
デンサの電気特性をモールドする前の誘電体セラミック
素子の状態での電気特性と比較しながら評価した。静電
容量(Cap)と誘電体品質係数(Q値)はYHP製L
CRメータ4284Aを使用して1V/1MHzの信号
電圧下で測定した。絶縁抵抗値(IR)はアドバンテス
ト社製絶縁抵抗計R8340Aを使用して500VDC
を1分間印加して測定した。絶縁破壊電圧(BDV)は
菊水電子製耐圧計を使用してシリコーン油中で直流破壊
電圧を測定した。静電容量の温度変化率(Cap−T
C)は恒温槽にYHP製LCRメータ4284Aを接続
して+10〜+125℃の範囲内で測定した。静電容量
と誘電体損失は各々20個測定に供し、絶縁抵抗値と絶
縁破壊電圧は各々10個、温度変化率は2個測定し、平
均値を算出してそれらの結果を(表1)に示した。ま
た、図4には静電容量の温度変化率(Cap−TC)を
示した。なお、図4は本発明の実施例1におけるモール
ド型セラミック電子部品の静電容量の温度変化率曲線を
示すグラフである。
Next, the electrical characteristics of the prototyped molded ceramic capacitor were evaluated in comparison with the electrical characteristics of the dielectric ceramic element before molding. Capacitance (Cap) and dielectric quality factor (Q value) are L made by YHP
The measurement was performed under a signal voltage of 1 V / 1 MHz using a CR meter 4284A. Insulation resistance (IR) is 500VDC using Advantest insulation resistance meter R8340A.
For 1 minute. The dielectric breakdown voltage (BDV) was obtained by measuring the DC breakdown voltage in silicone oil using a Kikusui Electronics pressure gauge. Temperature change rate of capacitance (Cap-T
C) was measured within the range of +10 to + 125 ° C. by connecting a YHP LCR meter 4284A to the thermostat. Capacitance and dielectric loss were each measured for 20 pieces, insulation resistance value and insulation breakdown voltage were each 10 pieces, and temperature change rate was measured for 2 pieces. It was shown to. FIG. 4 shows the temperature change rate of the capacitance (Cap-TC). FIG. 4 is a graph showing a temperature change rate curve of the capacitance of the molded ceramic electronic component in Example 1 of the present invention.

【0045】[0045]

【表1】 (表1)より明らかなように、本実施例1のモールド型
セラミックコンデンサはモールドの前後において電気特
性の変動がなく非常に安定したものであった。
[Table 1] As is clear from Table 1, the molded ceramic capacitor of Example 1 was very stable with no change in electrical characteristics before and after the molding.

【0046】また図4より明らかなように、モールドの
前後において静電容量の温度変化率曲線の形が殆ど変動
せず、強誘電体相に起因している圧電現象が発現してい
ないことが判明した。さらに、主成分を構成している結
晶相がSrTiO3−CaTiO3系であること、及び静
電容量の温度変化率が温度の上昇に対してほぼストレー
トにマイナス側に増加していくことから、実施例1のモ
ールド型セラミックコンデンサのセラミック誘電体素子
はその主成分を構成している結晶相が常誘電体相か若し
くは反強誘電体相である。
As is clear from FIG. 4, the shape of the temperature change rate curve of the capacitance hardly fluctuates before and after the mold, and the piezoelectric phenomenon caused by the ferroelectric phase does not appear. found. Furthermore, since the crystal phase constituting the main component is a SrTiO 3 —CaTiO 3 system, and the temperature change rate of the capacitance increases to the minus side almost straight with the rise in temperature, In the ceramic dielectric element of the molded ceramic capacitor of Example 1, the crystal phase constituting the main component is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase.

【0047】さらに、本実施例1のモールド型セラミッ
クコンデンサに2KVDCの電圧を印加した状態で12
5℃で放置する負荷寿命試験を実施したところ、静電容
量値と絶縁抵抗値の各々の初期値に対する1000時間
経過後の変化率は各々±5%以内であり完璧な信頼性を
有していた。
Further, when a voltage of 2 KVDC is applied to the molded ceramic capacitor of the first embodiment,
When a load life test was performed in which the capacitor was left at 5 ° C., the rate of change after 1000 hours from the initial value of each of the capacitance value and the insulation resistance value was within ± 5%, indicating perfect reliability. Was.

【0048】以上の様に、本発明によればセラミック誘
電体素子をモールドした後の電気的特性とモールドする
前の電気特性との相違がなく、また負荷寿命試験におい
て優れた特性的安定性を有し、高信頼性を保証できるモ
ールド型セラミックコンデンサに代表されるモールド型
セラミック電子部品を実現することができる。
As described above, according to the present invention, there is no difference between the electric characteristics after molding the ceramic dielectric element and the electric characteristics before molding, and excellent characteristic stability in the load life test. Thus, a molded ceramic electronic component typified by a molded ceramic capacitor that can guarantee high reliability can be realized.

【0049】(実施例2)実施例2においても、実施例
1と同様に、モールド型セラミック電子部品の代表例で
ある積層型セラミック誘電体素子を樹脂中に埋め込んだ
モールド型セラミックコンデンサを作製し評価を行っ
た。
Example 2 In Example 2, as in Example 1, a molded ceramic capacitor in which a laminated ceramic dielectric element, which is a typical example of a molded ceramic electronic component, was embedded in a resin was manufactured. An evaluation was performed.

【0050】主成分であるBaTiO3粉末と添加剤で
あるDy23、MgO及びMn34の中から選ばれた少
なくとも1つ以上とBaO−CaO−SiO2系焼結助
剤成分との所定量を電子天秤で秤量し、5mmφのZr
2質ボールが入ったモノマロン製ポットミル中に投入
した。次に、100rpmの回転速度で20時間混合し
た後、混合物を150メッシュのシルクスクリーンで濾
過して、テフロンシートを敷いたステンレスバット中に
投入し、120℃の温度で乾燥した。乾燥した塊状物は
アルミナ乳鉢中で解砕した後、32メッシュのナイロン
篩を通過させてスラリー用粉末とした。
A BaTiO 3 powder as a main component, at least one selected from Dy 2 O 3 , MgO and Mn 3 O 4 as additives and a BaO—CaO—SiO 2 sintering aid component Is weighed by an electronic balance, and a 5 mmφ Zr
It was thrown into a monomalon pot mill containing O 2 quality balls. Next, after mixing at a rotation speed of 100 rpm for 20 hours, the mixture was filtered through a 150-mesh silk screen, put into a stainless steel vat covered with a Teflon sheet, and dried at a temperature of 120 ° C. The dried mass was pulverized in an alumina mortar and then passed through a 32 mesh nylon sieve to obtain a slurry powder.

【0051】次に、スラリー用粉末の所定量を溶剤及び
可塑剤と共に混合することにより湿潤した。湿潤後、ポ
リビニルブチラール樹脂より成るビヒクルを混合してシ
ート成形用スラリーを作製した。
Next, a predetermined amount of the slurry powder was wetted by mixing with a solvent and a plasticizer. After wetting, a vehicle made of polyvinyl butyral resin was mixed to prepare a sheet forming slurry.

【0052】次に、該スラリーを150メッシュのシル
クスクリーンで濾過した後、所定の厚みに成膜してセラ
ミック生シートを得た。そして、該セラミック生シート
と、Niペーストより作製した内部電極シートを用いて
転写工法により所定の積層仕様に基ずいて積層した後、
切断してグリーンチップを得た。
Next, the slurry was filtered through a 150-mesh silk screen, and then formed into a film having a predetermined thickness to obtain a ceramic green sheet. Then, after the ceramic raw sheet and the internal electrode sheet manufactured from the Ni paste are laminated based on a predetermined lamination specification by a transfer method,
It was cut to obtain a green chip.

【0053】次に、得られたグリーンチップを面取りし
た後、その両端面にNiペーストを塗布し乾燥した後、
脱脂した。そして、回転式雰囲気炉により還元雰囲気焼
成を実施した。焼成は、グリーンガス、CO2及びN2
より調整したNiの平衡酸素分圧よりも2桁程度低い酸
素分圧雰囲気中で1250℃の温度で2時間保持した。
そして、焼成したチップの両端面に上層外部電極となる
Agペ−ストを塗布して大気中で焼き付けた後、Ni鍍
金及びその上にCu鍍金を施してセラミック誘電体素子
を完成させた。次に、セラミック誘電体素子の両端面に
金属端子を半田付けした後、前記セラミック誘電体素子
と金属端子の主要部分をエポキシ系の熱硬化性樹脂中に
埋め込み、端子加工を施して本実施例のモールド型セラ
ミックコンデンサを完成させた。なお、完成させたモー
ルド型セラミックコンデンサは形状が5750サイズの
規格値を満足するものであり、定格電圧は250VAC
で公称静電容量値は1500PFである。
Next, after chamfering the obtained green chip, Ni paste was applied to both end surfaces and dried,
Defatted. Then, firing in a reducing atmosphere was performed using a rotary atmosphere furnace. The firing was maintained at a temperature of 1250 ° C. for 2 hours in an oxygen partial pressure atmosphere lower by about two orders of magnitude than the equilibrium oxygen partial pressure of Ni adjusted by the green gas, CO 2 and N 2 .
Then, an Ag paste serving as an upper layer external electrode was applied to both end surfaces of the fired chip, baked in the air, and then Ni plating and Cu plating were applied thereon to complete a ceramic dielectric element. Next, after soldering metal terminals to both end surfaces of the ceramic dielectric element, the main parts of the ceramic dielectric element and the metal terminals are embedded in an epoxy-based thermosetting resin, and the terminal processing is performed. Completed a molded ceramic capacitor. The completed molded ceramic capacitor has a shape satisfying the standard value of 5750 size, and the rated voltage is 250 VAC.
And the nominal capacitance value is 1500 PF.

【0054】作製した本実施例2のモールド型セラミッ
クコンデンサは、実施例1と同様に、図2に示したもの
と同様の構造である。
The fabricated molded ceramic capacitor of the second embodiment has the same structure as that shown in FIG. 2 as in the first embodiment.

【0055】本実施例2のモールド型セラミックコンデ
ンサの電気特性をモールドする前の誘電体セラミック素
子の状態での特性と比較しながら評価した。静電容量
(Cap)と誘電体損失係数(tanδ)はYHP製L
CRメータ4284Aを使用して1V/1kHzの信号
電圧下で測定した。絶縁抵抗値(IR)はアドバンテス
ト社製絶縁抵抗計R8340Aを使用して500VDC
を1分間印加して測定した。絶縁破壊電圧(BDV)は
菊水電子製耐圧計を使用してシリコーン油中で直流破壊
電圧を測定した。静電容量の温度変化率(Cap−T
C)は恒温槽にYHP製LCRメータ4284Aを接続
して−55〜+125℃の範囲内で測定した。静電容量
と誘電体損失は各々20個測定に供し、絶縁抵抗値と絶
縁破壊電圧は各々10個、温度変化率は2個測定し、平
均値を算出してそれらの結果を表2に示した。また、図
5には静電容量の温度変化率(Cap−TC)を示し
た。なお、図5は本発明の実施例2におけるモールド型
セラミック電子部品の静電容量の温度変化率曲線を示す
グラフである。
The electrical characteristics of the molded ceramic capacitor of Example 2 were evaluated in comparison with the characteristics of the dielectric ceramic element before molding. The capacitance (Cap) and the dielectric loss coefficient (tan δ) are L
The measurement was performed under a signal voltage of 1 V / 1 kHz using a CR meter 4284A. Insulation resistance (IR) is 500VDC using Advantest insulation resistance meter R8340A.
For 1 minute. The dielectric breakdown voltage (BDV) was obtained by measuring the DC breakdown voltage in silicone oil using a Kikusui Electronics pressure gauge. Temperature change rate of capacitance (Cap-T
C) was measured in the range of -55 to + 125 ° C by connecting a YHP LCR meter 4284A to the thermostat. Capacitance and dielectric loss were each measured for 20 pieces, insulation resistance value and insulation breakdown voltage were each 10 pieces, temperature change rate was measured for 2 pieces, average value was calculated and the results are shown in Table 2. Was. FIG. 5 shows the temperature change rate (Cap-TC) of the capacitance. FIG. 5 is a graph showing a temperature change rate curve of the capacitance of the molded ceramic electronic component in Example 2 of the present invention.

【0056】[0056]

【表2】 (表2)より明らかなように、実施例2のモールド型セ
ラミックコンデンサはモールドの前後において電気特性
の変動がなく非常に安定したものであった。
[Table 2] As is clear from Table 2, the molded ceramic capacitor of Example 2 was very stable with no change in electrical characteristics before and after the molding.

【0057】また、図5より明らかなように、モールド
の前後における静電容量の温度変化率曲線は双方共に典
型的なコア−シェル構造を裏付ける挙動を示しており、
モールドの前後において曲線の形が殆ど変化せず、強誘
電体相のコア部が常誘電体相のシェル部により覆われた
微細構造のため、強誘電体相に起因する圧電現象が発現
していないことが判明した。静電容量の温度変化率曲線
の挙動に関して、もし主成分の結晶相が強誘電体相であ
るコア部のみにより構成された場合は図5のような挙動
は示さず、125℃付近に相転移に伴う鋭いピークが出
現する。一方、主成分の結晶相が常誘電体相であるシェ
ル部のみにより構成された場合は、図5におけるような
125℃付近の微少なピークは出現しない。したがっ
て、本実施例のモールド型セラミックコンデンサのセラ
ミック誘電体素子の微細構造は、コア−シェル構造を有
していることが明らかである。
Further, as is apparent from FIG. 5, both the temperature change rate curves of the capacitance before and after the mold show the behavior supporting the typical core-shell structure.
The shape of the curve hardly changes before and after the mold, and the ferroelectric phase core is covered by the paraelectric phase shell. Turned out not to be. Regarding the behavior of the temperature change rate curve of the capacitance, if the crystal phase of the main component is constituted only by the core portion which is a ferroelectric phase, the behavior as shown in FIG. , A sharp peak appears. On the other hand, when the crystal phase of the main component is constituted only by the shell portion which is a paraelectric phase, a fine peak around 125 ° C. as shown in FIG. 5 does not appear. Therefore, it is clear that the fine structure of the ceramic dielectric element of the molded ceramic capacitor of this example has a core-shell structure.

【0058】さらに、本実施例2のモールド型セラミッ
クコンデンサに250VACの電圧を印加した状態で1
25℃で放置する負荷寿命試験を実施したところ、静電
容量値と絶縁抵抗値の各々の初期値に対する1000時
間経過後の変化率は各々±6%以内であり完璧な信頼性
を有していた。
Further, when a voltage of 250 VAC is applied to the molded ceramic capacitor of the second embodiment,
When a load life test was performed in which the capacitor was left at 25 ° C., the rate of change after 1000 hours from the initial value of each of the capacitance value and the insulation resistance value was within ± 6%, indicating perfect reliability. Was.

【0059】以上の様に、本発明によればセラミック誘
電体素子をモールドした後の電気的特性とモールドする
前の電気特性との相違がなく、またAC印加時の負荷寿
命試験において優れた特性的安定性を有するため、高電
圧用の安全規格品として高度な信頼性を保証できるモー
ルド型セラミックコンデンサに代表されるモールド型セ
ラミック電子部品を実現することができる。
As described above, according to the present invention, there is no difference between the electric characteristics after molding the ceramic dielectric element and the electric characteristics before molding, and the characteristics are excellent in the load life test when AC is applied. Therefore, a molded ceramic electronic component represented by a molded ceramic capacitor that can guarantee a high degree of reliability as a safety standard product for a high voltage can be realized.

【0060】(比較例1)比較例1においても、実施例
1,2と同様に、モールド型セラミック電子部品の代表
例である積層型セラミック誘電体素子を樹脂中に埋め込
んだモールド型セラミックコンデンサを作製し評価を行
った。
Comparative Example 1 In Comparative Example 1, similarly to Examples 1 and 2, a molded ceramic capacitor in which a laminated ceramic dielectric element, which is a typical example of a molded ceramic electronic component, was embedded in a resin was used. It was fabricated and evaluated.

【0061】主成分であるBaTiO3粉末と添加剤で
あるCaO,ZrO2及びMnO2とBaO−CaO−S
iO2系焼結助剤成分との所定量を電子天秤で秤量し、
5mmφのZrO2質ボールが入ったモノマロン製ポッ
トミル中に投入した。次に、100rpmの回転速度で
20時間混合した後、混合物を150メッシュのシルク
スクリーンで濾過して、テフロンシートを敷いたステン
レスバット中に投入し、120℃の温度で乾燥した。乾
燥した塊状物はアルミナ乳鉢中で解砕した後、32メッ
シュのナイロン篩を通過させてスラリー用粉末とした。
BaTiO 3 powder as a main component, CaO, ZrO 2 and MnO 2 as additives and BaO—CaO—S
A predetermined amount of the iO 2 -based sintering aid component is weighed with an electronic balance,
It was thrown into a monomalon pot mill containing 5 mmφ ZrO 2 quality balls. Next, after mixing at a rotation speed of 100 rpm for 20 hours, the mixture was filtered through a 150-mesh silk screen, put into a stainless steel vat covered with a Teflon sheet, and dried at a temperature of 120 ° C. The dried mass was pulverized in an alumina mortar and then passed through a 32 mesh nylon sieve to obtain a slurry powder.

【0062】次に、スラリー用粉末の所定量を溶剤及び
可塑剤と共に混合することにより湿潤した。湿潤後、ポ
リビニルブチラール樹脂より成るビヒクルを混合してシ
ート成形用スラリーを作製した。
Next, a predetermined amount of the slurry powder was wetted by mixing with a solvent and a plasticizer. After wetting, a vehicle made of polyvinyl butyral resin was mixed to prepare a sheet forming slurry.

【0063】次に、該スラリーを150メッシュのシル
クスクリーンで濾過した後、所定の厚みに成膜してセラ
ミック生シートを得た。そして、該セラミック生シート
と、Niペーストより作製した内部電極シートを用いて
転写工法により所定の積層仕様に基ずいて積層した後、
切断してグリーンチップを得た。
Next, the slurry was filtered through a 150-mesh silk screen and then formed into a film having a predetermined thickness to obtain a ceramic green sheet. Then, after the ceramic raw sheet and the internal electrode sheet manufactured from the Ni paste are laminated based on a predetermined lamination specification by a transfer method,
It was cut to obtain a green chip.

【0064】次に、得られたグリーンチップを面取りし
た後、その両端面にNiペーストを塗布し乾燥した後、
脱脂した。そして、回転式雰囲気炉により還元雰囲気焼
成を実施した。焼成は、グリーンガス、CO2及びN2
より調整したNiの平衡酸素分圧よりも2桁程度低い酸
素分圧雰囲気中で1300℃の温度で2時間保持した。
そして、焼成したチップの両端面に上層外部電極となる
Agペーストを塗布して大気中で焼き付けた後、Ni鍍
金及びその上にCu鍍金を施してセラミック誘電体素子
を完成させた。次に、セラミック誘電体素子の両端面に
金属端子を半田付けした後、前記セラミック誘電体素子
と金属端子の主要部分をエポキシ系の熱硬化性樹脂中に
埋め込み、端子加工を施して本実施例のモールド型セラ
ミックコンデンサを完成させた。なお、完成させたモー
ルド型セラミックコンデンサは形状が5750サイズの
規格値を満足するものであり、定格電圧は50VDCで
公称静電容量値は10000PFである。
Next, after the obtained green chip was chamfered, Ni paste was applied to both end surfaces and dried,
Defatted. Then, firing in a reducing atmosphere was performed using a rotary atmosphere furnace. Firing, green gas, and held for 2 hours at a temperature of 1300 ° C. in about two orders of magnitude lower oxygen partial pressure atmosphere than the equilibrium oxygen partial pressure of Ni adjusted by CO 2 and N 2.
Then, an Ag paste serving as an upper layer external electrode was applied to both end surfaces of the fired chip, baked in the air, and then Ni plating and Cu plating were applied thereon to complete a ceramic dielectric element. Next, after soldering metal terminals to both end surfaces of the ceramic dielectric element, the main parts of the ceramic dielectric element and the metal terminals are embedded in an epoxy-based thermosetting resin, and the terminal processing is performed. Completed a molded ceramic capacitor. The completed molded ceramic capacitor satisfies the standard value of 5750 size, the rated voltage is 50 VDC, and the nominal capacitance value is 10,000 PF.

【0065】作製した比較例1のモールド型セラミック
コンデンサは、実施例1,2と同様に、図2に示したも
のと同様の構造である。
The manufactured molded ceramic capacitor of Comparative Example 1 has the same structure as that shown in FIG.

【0066】比較例1のモールド型セラミックコンデン
サの電気特性をモールドする前の誘電体セラミック素子
の状態での特性と比較しながら評価した。静電容量の温
度変化率(Cap−TC)は恒温槽にYHP製LCRメ
ータ4284Aを接続して−55〜+125℃の範囲内
で測定した。図6には静電容量の温度変化率(Cap−
TC)を示した。なお、図6は本発明の比較例1におけ
るモールド型セラミック電子部品の静電容量の温度変化
率曲線を示すグラフである。
The electrical characteristics of the molded ceramic capacitor of Comparative Example 1 were evaluated in comparison with the characteristics of the dielectric ceramic element before molding. The temperature change rate of the capacitance (Cap-TC) was measured in the range of −55 to + 125 ° C. by connecting a YHP LCR meter 4284A to the thermostat. FIG. 6 shows the temperature change rate of the capacitance (Cap−
TC). FIG. 6 is a graph showing a temperature change rate curve of the capacitance of the molded ceramic electronic component in Comparative Example 1 of the present invention.

【0067】図6より明らかなように、実施例1,2に
比べて、モールドの前後において静電容量の温度変化率
曲線の形が変動しており、強誘電体相に起因している圧
電現象も発現している。
As is clear from FIG. 6, the shape of the temperature change rate curve of the capacitance before and after the mold fluctuates as compared with Examples 1 and 2, and the piezoelectricity caused by the ferroelectric phase. A phenomenon has also been manifested.

【0068】(実施例3)実施例3においては、モール
ド型セラミック電子部品の代表例である円板型セラミッ
ク誘電体素子を樹脂中に埋め込んだモールド型セラミッ
クコンデンサを作製し評価を行った。
Example 3 In Example 3, a molded ceramic capacitor in which a disc-shaped ceramic dielectric element, which is a typical example of a molded ceramic electronic component, was embedded in a resin was manufactured and evaluated.

【0069】主成分としてSrTiO3を含む粉末によ
り円板型の成形体を作製し、該成形体を所定の温度によ
り焼成した後、該焼成体の両面に電極を付与して円板型
のセラミック誘電体素子を得た。次に、セラミック誘電
体素子の両端面に金属端子を付与した後、前記セラミッ
ク誘電体素子と金属端子の主要部分をエポキシ系の熱硬
化性樹脂中に埋め込み、端子加工を施して本実施例のモ
ールド型セラミックコンデンサを完成させた。なお、完
成させたモールド型セラミックコンデンサは、定格電圧
が3KVDCで公称静電容量値が22PFである。
A disk-shaped compact was prepared from a powder containing SrTiO 3 as a main component, and the compact was fired at a predetermined temperature. Electrodes were applied to both surfaces of the fired body to form a disc-shaped ceramic. A dielectric element was obtained. Next, after metal terminals are provided on both end surfaces of the ceramic dielectric element, the main parts of the ceramic dielectric element and the metal terminals are embedded in an epoxy-based thermosetting resin, and terminal processing is performed. A molded ceramic capacitor was completed. The completed molded ceramic capacitor has a rated voltage of 3 KVDC and a nominal capacitance of 22 PF.

【0070】作製した本実施例のモールド型セラミック
コンデンサは、図3に示したように外装材33に埋込ま
れたセラミック誘電体素子31の両端部に設けられた電
極32から導電性の金属端子34が引出され、金属端子
34を介して回路基板に表面実装できるように構成され
ている。
As shown in FIG. 3, the molded ceramic capacitor according to the present embodiment has a structure in which conductive metal terminals are connected to electrodes 32 provided at both ends of a ceramic dielectric element 31 embedded in an exterior material 33. 34 is drawn out, and is configured to be surface-mounted on a circuit board via the metal terminal 34.

【0071】実施例3のモールド型セラミックコンデン
サはモールドの前後において電気特性の変動がなく非常
に安定したものであった。また、モールドの前後におい
て静電容量の温度変化率曲線の形が殆ど変動せず、強誘
電体相に起因している圧電現象が発現していないことが
判明した。さらに、主成分を構成している結晶相がSr
TiO3系であること、及び静電容量の温度変化率が温
度の上昇に対してほぼストレートにマイナス側に増加し
ていくことから、本実施例のモールド型セラミックコン
デンサのセラミック誘電体素子はその主成分を構成して
いる結晶相が常誘電体相か若しくは反強誘電体相であ
る。
The molded ceramic capacitor of Example 3 was very stable with no change in electrical characteristics before and after the molding. In addition, it was found that the shape of the temperature change rate curve of the capacitance hardly fluctuated before and after the mold, and that the piezoelectric phenomenon caused by the ferroelectric phase did not appear. Further, the crystal phase constituting the main component is Sr
The ceramic dielectric element of the molded ceramic capacitor according to the present embodiment is a TiO 3 -based material, and the rate of temperature change of the capacitance increases to the minus side almost directly with the rise in temperature. The crystal phase constituting the main component is a paraelectric phase or an antiferroelectric phase.

【0072】さらに、実施例3のモールド型セラミック
コンデンサに3KVDCの電圧を印加した状態で125
℃で放置する負荷寿命試験を実施したところ、静電容量
値と絶縁抵抗値の各々の初期値に対する1000時間経
過後の変化率は各々±5%以内であり完璧な信頼性を有
していた。
Further, with the voltage of 3 KVDC applied to the molded ceramic capacitor of the third embodiment, 125
When a load life test was performed in which the capacitor was left at ℃, the rate of change after 1000 hours from the initial value of each of the capacitance value and the insulation resistance value was within ± 5%, indicating perfect reliability. .

【0073】以上の様に、本発明によれば円板型のセラ
ミック誘電体素子をモールドした後の電気的特性とモー
ルドする前の電気特性との相違がなく、また負荷寿命試
験において優れた特性的安定性を有し、高信頼性を保証
できるモールド型セラミックコンデンサに代表されるモ
ールド型セラミック電子部品を実現することができる。
As described above, according to the present invention, there is no difference between the electric characteristics after molding the disk-shaped ceramic dielectric element and the electric characteristics before molding, and the characteristics are excellent in the load life test. It is possible to realize a molded ceramic electronic component represented by a molded ceramic capacitor having stable stability and high reliability.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上の様に本発明によれば、主成分の結
晶相が常誘電体相、若しくは反強誘電体相で構成された
セラミック誘電体素子を樹脂中にモールドすることによ
り、圧電現象の発生がなく、モールド前後における電気
特性の変動がなく、また高絶縁破壊電圧を有し、負荷寿
命試験において優れた特性的安定性を有する為、高電圧
回路、サージ対策回路等に低発熱の安全規格品として適
用される高信頼性のモールド型セラミックコンデンサに
代表されるモールド型セラミック電子部品を実現できる
という効果が得られる。
As described above, according to the present invention, a ceramic dielectric element whose main component is composed of a paraelectric phase or an anti-ferroelectric phase is molded in a resin, thereby obtaining a piezoelectric element. No phenomena occur, no fluctuations in electrical characteristics before and after molding, high breakdown voltage, and excellent characteristic stability in load life tests, so low heat generation in high voltage circuits, surge suppression circuits, etc. Thus, an effect is obtained that a molded ceramic electronic component represented by a highly reliable molded ceramic capacitor applied as a safety standard product can be realized.

【0075】また、微細構造がコア−シェル構造である
セラミック誘電体素子を樹脂中にモールドすることによ
り、コア部の強誘電体相に起因する圧電現象が発現され
難くなり、モールド前後及び負荷寿命試験において優れ
た安定性を有する為、高電圧回路、サージ対策回路等に
ノイズ吸収用の安全規格品として適用される高信頼性の
モールド型セラミックコンデンサに代表されるモールド
型セラミック電子部品を実現できるという効果が得られ
る。
Further, by molding a ceramic dielectric element having a core-shell structure in a resin into a resin, a piezoelectric phenomenon caused by a ferroelectric phase in a core portion is less likely to be exhibited, and before and after the molding and a load life. Because it has excellent stability in tests, it is possible to realize molded ceramic electronic components typified by highly reliable molded ceramic capacitors that are applied as safety standard products for noise absorption in high voltage circuits, surge suppression circuits, etc. The effect is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のコア−シェル構造を示す模式図FIG. 1 is a schematic view showing a core-shell structure of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態1におけるモールド型セラ
ミック電子部品を示す断面図
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a molded ceramic electronic component according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態2におけるモールド型セラ
ミック電子部品を示す断面図
FIG. 3 is a sectional view showing a molded ceramic electronic component according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例1におけるモールド型セラミッ
ク電子部品の静電容量の温度変化率曲線を示すグラフ
FIG. 4 is a graph showing a temperature change rate curve of the capacitance of the molded ceramic electronic component in Example 1 of the present invention.

【図5】本発明の実施例2におけるモールド型セラミッ
ク電子部品の静電容量の温度変化率曲線を示すグラフ
FIG. 5 is a graph showing a temperature change rate curve of the capacitance of the molded ceramic electronic component in Example 2 of the present invention.

【図6】本発明の比較例1におけるモールド型セラミッ
ク電子部品の静電容量の温度変化率曲線を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing a temperature change rate curve of capacitance of a molded ceramic electronic component in Comparative Example 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 結晶粒子 12 常誘電体相 13 強誘電体相 21 セラミック誘電体素子 22a,22b,22c 内部電極層 23 セラミック誘電体層 24 下層外部電極 25 上層外部電極 26 外装材 27 端子 31 セラミック誘電体素子 32 電極 33 外装材 34 端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Crystal particle 12 Paraelectric phase 13 Ferroelectric phase 21 Ceramic dielectric element 22a, 22b, 22c Internal electrode layer 23 Ceramic dielectric layer 24 Lower external electrode 25 Upper external electrode 26 Exterior material 27 Terminal 31 Ceramic dielectric element 32 Electrode 33 Exterior material 34 Terminal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金山 熊夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山本 益裕 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 5E001 AB01 AB03 AD00 AF06 AG01 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Kumayama Kaneyama, Inventor 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Masuhiro Yamamoto 1006 Odaka Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. F term (reference) 5E001 AB01 AB03 AD00 AF06 AG01

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミック誘電体素子を外装材で埋設した
モールド型セラミック電子部品であって、前記セラミッ
ク誘電体素子はその主成分の結晶相が常誘電体相、また
は、反強誘電体相であることを特徴とするモールド型セ
ラミック電子部品。
1. A molded ceramic electronic component in which a ceramic dielectric element is embedded with an exterior material, wherein the ceramic dielectric element has a main component crystal phase of a paraelectric phase or an antiferroelectric phase. A molded ceramic electronic component, characterized in that:
【請求項2】セラミック誘電体素子を外装材で埋設した
モールド型セラミック電子部品であって、前記セラミッ
ク誘電体素子はその微細構造がコア−シェル構造である
ことを特徴とするモールド型セラミック電子部品。
2. A molded ceramic electronic component in which a ceramic dielectric element is embedded with an exterior material, wherein the fine structure of the ceramic dielectric element is a core-shell structure. .
【請求項3】前記セラミック誘電体素子は、その両面に
一対の電極が形成された単板型セラミック誘電体素子で
あることを特徴とする請求項1,2いずれか1記載のモ
ールド型セラミック電子部品。
3. A molded ceramic electronic device according to claim 1, wherein said ceramic dielectric device is a single-plate ceramic dielectric device having a pair of electrodes formed on both surfaces thereof. parts.
【請求項4】前記セラミック誘電体素子は、セラミック
誘電体層と内部電極層を交互に積層し前記内部電極層が
露出している両端面に一対の外部電極が形成された積層
型セラミック誘電体素子であることを特徴とする請求項
1,2いずれか1記載のモールド型セラミック電子部
品。
4. The ceramic dielectric element according to claim 1, wherein a ceramic dielectric layer and an internal electrode layer are alternately laminated, and a pair of external electrodes are formed on both end surfaces where the internal electrode layer is exposed. The molded ceramic electronic component according to claim 1, wherein the molded ceramic electronic component is an element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7064994B2 (en) 2013-03-07 2022-05-11 ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフト Capacitor structure

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