JP2004235376A - Ceramic electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミック電子部品に関し、特に外部電極の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
代表的なセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。
【0003】
図3は、従来の多連型コンデンサを示す図であり、(a)外観斜視図、(b)X−X線断面図である。
【0004】
図において、30は多連型コンデンサ、31は積層体であり、32は積層体31を構成する誘電体層、33、34は積層体31内に形成した内部電極であり、35、36は外部電極である。図に示すように、多連型コンデンサ30の積層体31は、誘電体層32を複数積層して形成されている。
【0005】
また、積層体31の各誘電体層32間に、例えば複数の第1及び第2の内部電極33、34が対向形成され、第1の内部電極33は積層体31の一端面に、第2の内部電極34は積層体31の他端面に延出している。
【0006】
さらに、複数の外部電極35、36は、積層体31の端面に被着し、且つ第1及び第2の内部電極33、34と接続している。また、外部電極35、36の表面には、必要に応じて、表面メッキ層(図示せず)が形成されている。
【0007】
このような多連型コンデンサ30は、一方の主面(実装面)を下にして配線基板上の配線パターンに半田や導電性接着剤などの接合材により表面実装される。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−57059号公報 (2頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
近年、多連型コンデンサ30は、携帯型電話機や携帯型コンピュータなどの携帯型電子機器への需要が増えてきている。
【0010】
しかしながら、携帯型電子機器は、使用時や携帯時において、落下などによる衝撃が機器内部の配線基板上に表面実装されている多連型コンデンサ30に加わり、図3に示すように、多連型コンデンサ30にクラック38が発生するという問題点があった。
【0011】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、耐衝撃性に優れたセラミック電子部品を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内部導体が形成されたセラミックス部材からなる直方体の部品本体と、前記内部導体に接続し、且つ該部品本体の端面と主面とに跨がるように形成された外部電極とを備えてなるセラミック電子部品において、前記部品本体の端面と主面が接する稜線部に外部電極に覆われた空隙が形成されている。
【0013】
【作用】
本発明によれば、部品本体の端面と実装面が接する稜線上及び稜線付近である稜線部に、外部電極に覆われた空隙が形成されてなるため、セラミック電子部品を接合材により配線基板上に表面実装した状態において、落下などによる衝撃がセラミック電子部品に加わっても、クラックの発生を低減できる。
【0014】
すなわち、落下などによる衝撃により、セラミック電子部品にねじり方向の応力が加わる場合が多い。そしてこのとき、部品本体の稜線部と外部電極と接合材が接している部分を起点としてクラックが発生し、部品本体の側面に進行すると考えられるが、この空隙の存在により外部電極が適度に変形するため、ねじり方向の応力が上記起点に伝わることを防ぐことができることから、クラックの発生を低減できると考えられる。
【0015】
また、空隙は外部電極に覆われているため、空隙にメッキ液が侵入することにより、信頼性が低下することがない。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のセラミック電子部品を図面に基づいて説明する。
【0017】
本発明のセラミック電子部品として、多連型コンデンサを例にとって説明する。
【0018】
図1は、本発明の多連型コンデンサを示す図であり、(a)は外観斜視図、(b)はX−X線断面図である。図2は、図1の多連型コンデンサを配線基板上に表面実装した状態を示す断面図である。
【0019】
図において、10は多連型コンデンサ(多連型セラミック電子部品)、1は誘電体セラミックからなる積層体(部品本体)、2は誘電体層、3、4は内部電極、5、6は外部電極である。
【0020】
図に示すように、多連型コンデンサ10の積層体(部品本体)1は、誘電体層2を複数積層して形成されている。
【0021】
誘電体層2は、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分とする非還元性誘電体材料、及びガラス成分を含む誘電体材料からなり、その形状は、2.0mm×1.2mmなどであり、その厚みは高容量化のために1〜5μmとしている。この誘電体層2が図上、上方向に積層して積層体1が構成される。なお、誘電体層2の形状、厚み、積層数は容量値によって任意に変更することができる。
【0022】
積層体1の各誘電体層2間に、例えば複数の内部電極3、4が対向形成され、それぞれ積層体1の両端面に延出している。内部電極3、4は、例えばNiを主成分とする材料から構成され、その厚みは1〜2μmとしている。
【0023】
外部電極5、6は、積層体1の一対の長辺側端面に被着形成され、且つ内部電極3、4にそれぞれ接続されている。外部電極5、6は、例えばCu、Ni、あるいはこれらの合金などの金属成分及びガラス成分からなり、長辺側の端面及びそれに隣接する2つの主面(一方は実装面となる)の3面にわたって形成される。さらに、外部電極5、6の表面には、表面メッキ層(図示せず)が形成されている。表面メッキ層は、例えばNiメッキ、Snメッキ、半田メッキなどが例示できる。
【0024】
本発明の特徴的なことは、積層体1の端面と主面が接する稜線部に、外部電極5、6に覆われた空隙7が形成されていることである。
【0025】
以下、本発明の多連型コンデンサの製造方法について説明する。なお、各符号は焼成の前後で区別しないものとする。
【0026】
まず、誘電体層となるセラミックグリーンシート2上に、導電ペーストをスクリーン印刷で形成し、内部電極となる導体膜3、4を形成する。
【0027】
そして、このようなセラミックグリーンシート2を、導体膜3、4が互いに対向し、且つ導体膜3、4が互いに異なる端面に延出するように所定の積層枚数重ねた後、切断して各コンデンサユニットNを含む未焼成状態の積層体1とし、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成する。これにより、積層体1の一対の端面には、各コンデンサユニットN毎に内部電極3、4が露出している。
【0028】
その後、各コンデンサユニットNを外部と電気的に接続するために、外部電極となる導体膜5、6を積層体1の端面及びそれに隣接する主面に、スクリーン印刷法、ローラからの転写法などにより塗布する。このとき、あらかじめ積層体1の稜線付近に、空隙7となるカーボンペーストを塗布しておく。
【0029】
そして、導電膜5、6は、250℃〜400℃の大気中でバインダ成分を除いた後、800〜900℃で中性または還元性雰囲気で焼き付けによって、外部電極5、6が形成される。またこのとき、カーボンペーストが燃焼分解することにより、空隙7が形成される。
【0030】
その後、外部電極5、6は、電解メッキや無電解メッキによって表面メッキ層(図示せず)が形成される。
【0031】
このようにして、本発明の多連型コンデンサ10が得られる。
【0032】
かくして本発明によれば、積層体1の端面と主面が接する稜線部に、外部電極5、6に覆われた空隙7が形成されてなるため、多連型コンデンサ10を半田13により配線基板11上の配線パターン12に表面実装した状態において、落下などによる衝撃が多連型コンデンサ10に加わっても、クラック38の発生を低減できる。
【0033】
すなわち、落下などによる衝撃により、多連型コンデンサ10にねじり方向の応力が加わる場合が多い。そしてこのとき、積層体1の稜線と外部電極5、6と半田12が接している部分を起点としてクラック38が発生し、積層体1の側面に進行すると考えられるが、空隙7の存在により外部電極5、6が適度に変形するため、ねじり方向の応力が上記起点に伝わることを防ぐことができることから、クラック38の発生を低減できると考えられる。
【0034】
また、空隙7は外部電極5、6に覆われているため、空隙7にメッキ液が侵入することにより、信頼性が低下することがない。
【0035】
さらに、空隙7は外部電極5、6と内部電極3、4が夫々接合する部分に存在しないため、これらの電気的接続が良好になる。
【0036】
ここで、図1(b)に示すように、積層体1のトップマージンをmt、空隙7のT方向の寸法をmaとした場合、0<ma/mt<1、好ましくは0.2≦ma/mt≦0.8の範囲にあることが望ましい。すなわち、ma/mt比が1以上である場合、内部電極3、4と外部電極5、6の電気的接続が低下する。また、積層体1端面から外部電極5、6が積層体1の主面に乗り上げた部分との間の距離をnt、空隙7のW方向の寸法をnaとした場合、0<na/nt<0.9、好ましくは0.2≦na/nt≦0.7の範囲にあることが望ましい。すなわち、na/nt比が0.9以上である場合、外部電極5、6と積層体1主面が接触する面積が小さくなるため、積層体1に対する外部電極5、6の固着力が弱くなる。
【0037】
なお、本発明は上記の実施の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【0038】
例えば、上記実施の形態では多連型セラミック電子部品として多連型コンデンサを用いて説明したが、積層セラミックコンデンサやの回路基板、ノイズフィルタ部品などセラミック電子部品にも広く適用できる。
【0039】
【実施例】
本発明者は、上記方法により、積層体1の稜線部に、外部電極5、6に覆われた空隙7が形成された多連型コンデンサ10を作製した。このとき、カーボンペーストの塗布量などを変化させることにより、ma/mt比、na/nt比を変化させた(試料番号3〜7、9〜12)。また、ma、mt、na、ntは、試料10の破断面のSEM像から確認した。
【0040】
比較例として、空隙7を形成しなかった多連型コンデンサ10(試料番号1)、積層体1の主面のみに空隙7を形成した多連型コンデンサ10(試料番号2)、積層体の端面のみに空隙7を形成した多連型コンデンサ10(試料番号8)も作製した。
【0041】
得られた試料について、落下試験、外部電極固着力(せん断強度)試験、等価直列抵抗(ESR)の測定を行った。
【0042】
落下試験方法は、図2に示すように、試料100個を1.6mm厚のガラスエポキシ基板(配線基板)11上の配線パターン12に、半田13付けにより表面実装した。そして、基板11を樹脂ケースの中にセットし、2mの高さよりコンクリート板上に落下させ、金属顕微鏡によりクラック38の発生率を求めた。
【0043】
外部電極固着力(せん断強度)試験は、図2に示すように、試料22個を1.6mm厚のガラスエポキシ基板(配線基板)11上の配線パターン12に、半田13付けにより表面実装し、固着ピンで強度を加え、試料がガラスエポキシ基板11から剥離したときの強度を求めた。
【0044】
等価直列抵抗(ESR)は、試料5個について測定し、最も大きい値とした。
【0045】
判定基準として、落下試験におけるクラック38の発生率が5%以下である場合を良品として丸印とした。また良品の内、クラック38の発生率が0%であるとともに、外部電極固着力が1.5kg以上であり、且つ等価直列抵抗(ESR)が300mΩ以下である場合を二重丸印とした。一方、クラック38の発生率が5%を超える場合を不良品としてバツ印とした。
【0046】
結果を表1に示す。
【0047】
【表1】
【0048】
表に示すように、積層体1の稜線上及び稜線付近に、外部電極5、6に覆われた空隙7が形成された本実施例(試料番号3〜7、9〜12)は、2mの高さよりコンクリート板上に落下させた場合もクラック38の発生率が5%以下となった。特に、0.2≦ma/mt≦0.8且つ0.2≦na/nt≦0.7の範囲にある場合(試料番号4〜6、10〜11)、クラック38の発生率が0%、外部電極固着力が1.5kg以上、等価直列抵抗(ESR)が300mΩ以下となった。
【0049】
これに対し、空隙7を形成しなかった比較例(試料番号1)、積層体の主面のみに空隙7を形成した比較例(試料番号2)、積層体の端面のみに空隙7を形成した比較例(試料番号7)は、2mの高さよりコンクリート板上に落下させた場合、クラック38の発生率が5%より大きくなった。
【0050】
これらの結果から、本発明の多連型コンデンサ10は、積層体1の端面と主面が接する稜線上及び稜線付近に、外部電極5、6に覆われた空隙7が形成されてなるため、多連型コンデンサ10を半田13により配線基板11上の配線パターン12に表面実装した状態において、落下などによる衝撃が多連型コンデンサ10に加わっても、クラック38の発生を低減できることがわかった。
【0051】
【発明の効果】
本発明のセラミック電子部品によれば、部品本体の端面と実装面が接する稜線部に、外部電極に覆われた空隙が形成されてなるため、耐衝撃性に優れている。
【0052】
また、空隙は外部電極に覆われているため、空隙にメッキ液が侵入することにより、信頼性が低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の多連型コンデンサを示す図であり、(a)は外観斜視図、(b)はX−X線断面図である。
【図2】本発明の多連型コンデンサを配線基板上に表面実装した状態を示す断面図である。
【図3】従来の多連型コンデンサを示す図であり、(a)は一部透視状態の外観斜視図、(b)はX−X線断面図である。
【符号の説明】
10 多連型コンデンサ(セラミック電子部品)
1 積層体(部品本体)
2 誘電体層
3、4 誘電体層
5、6 外部電極
7 空隙[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a ceramic electronic component, and more particularly, to a structure of an external electrode.
[0002]
[Prior art]
A description will be given of a multiple capacitor as an example of a typical ceramic electronic component.
[0003]
FIG. 3 is a diagram showing a conventional multiple capacitor, in which (a) is an external perspective view and (b) is a cross-sectional view taken along line XX.
[0004]
In the figure, 30 is a multiple capacitor, 31 is a laminated body, 32 is a dielectric layer constituting the laminated
[0005]
Further, for example, a plurality of first and second
[0006]
Further, the plurality of
[0007]
Such a
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-57059 (
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the demand for the
[0010]
However, in a portable electronic device, when used or carried, an impact due to a drop or the like is applied to a
[0011]
The present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a ceramic electronic component having excellent impact resistance.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention provides a rectangular parallelepiped component body made of a ceramic member having an internal conductor formed thereon, and an external electrode connected to the internal conductor and formed so as to straddle an end surface and a main surface of the component body. In the ceramic electronic component provided, a gap covered with an external electrode is formed at a ridge portion where an end surface of the component main body is in contact with a main surface.
[0013]
[Action]
According to the present invention, a gap covered with the external electrode is formed on the ridge line where the end surface of the component body and the mounting surface are in contact with each other and on the ridge line near the ridge line. In a state where the ceramic electronic component is dropped on the surface of the electronic component, cracks can be reduced.
[0014]
That is, in many cases, a stress in the torsional direction is applied to the ceramic electronic component due to an impact due to a drop or the like. At this time, cracks are thought to occur starting from the part where the ridge line of the component body and the external electrode are in contact with the bonding material, and proceed to the side surface of the component body, but due to the presence of this void, the external electrode is appropriately deformed Therefore, it is possible to prevent the stress in the torsional direction from being transmitted to the starting point, and it is considered that the occurrence of cracks can be reduced.
[0015]
Further, since the gap is covered by the external electrode, the reliability does not decrease due to the plating solution entering the gap.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a ceramic electronic component of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
The ceramic electronic component of the present invention will be described using a multiple capacitor as an example.
[0018]
1A and 1B are views showing a multiple capacitor of the present invention, wherein FIG. 1A is an external perspective view, and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX. FIG. 2 is a sectional view showing a state in which the multiple capacitor of FIG. 1 is surface-mounted on a wiring board.
[0019]
In the drawing, 10 is a multiple capacitor (multiple ceramic electronic component), 1 is a laminated body (component body) made of dielectric ceramic, 2 is a dielectric layer, 3, 4 is an internal electrode, and 5 and 6 are external. Electrodes.
[0020]
As shown in the figure, the multilayer body (component body) 1 of the
[0021]
The
[0022]
For example, a plurality of
[0023]
The
[0024]
A characteristic of the present invention is that a
[0025]
Hereinafter, a method for manufacturing the multiple capacitor of the present invention will be described. Each code is not distinguished before and after firing.
[0026]
First, a conductive paste is formed on a ceramic
[0027]
Then, after stacking a predetermined number of such ceramic
[0028]
Thereafter, in order to electrically connect each capacitor unit N to the outside, the
[0029]
After removing the binder component from the
[0030]
Thereafter, surface plating layers (not shown) are formed on the
[0031]
Thus, the
[0032]
Thus, according to the present invention, the
[0033]
That is, in many cases, a stress in the torsional direction is applied to the
[0034]
In addition, since the
[0035]
Further, since the
[0036]
Here, as shown in FIG. 1B, when the top margin of the
[0037]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention.
[0038]
For example, in the above embodiment, the description has been made using the multiple capacitors as the multiple ceramic electronic components. However, the present invention can be widely applied to ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, circuit boards, and noise filter components.
[0039]
【Example】
The inventor manufactured the
[0040]
As comparative examples, the
[0041]
The obtained sample was subjected to a drop test, an external electrode fixing force (shear strength) test, and a measurement of an equivalent series resistance (ESR).
[0042]
In the drop test method, as shown in FIG. 2, 100 samples were surface-mounted on a
[0043]
As shown in FIG. 2, in the external electrode fixing force (shear strength) test, 22 samples were surface-mounted on a
[0044]
The equivalent series resistance (ESR) was measured for five samples, and was set to the largest value.
[0045]
As a criterion, a case where the rate of occurrence of
[0046]
Table 1 shows the results.
[0047]
[Table 1]
[0048]
As shown in the table, the present example (
[0049]
On the other hand, the comparative example in which the
[0050]
From these results, in the
[0051]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the ceramic electronic component of this invention, since the space | gap covered with the external electrode is formed in the ridgeline part which the end surface of a component main body and a mounting surface contact, it is excellent in impact resistance.
[0052]
Further, since the gap is covered by the external electrode, the reliability does not decrease due to the plating solution entering the gap.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a multiple capacitor of the present invention, wherein (a) is an external perspective view and (b) is a cross-sectional view taken along line XX.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the multiple capacitor of the present invention is surface-mounted on a wiring board.
3A and 3B are diagrams showing a conventional multiple capacitor, in which FIG. 3A is an external perspective view in a partially transparent state, and FIG. 3B is a sectional view taken along line XX.
[Explanation of symbols]
10 Multiple capacitors (ceramic electronic components)
1 laminated body (part body)
2
Claims (1)
前記部品本体の端面と主面との稜線部に、前記外部電極に覆われた空隙が形成されていることを特徴とするセラミック電子部品。A ceramic comprising: a rectangular parallelepiped component body made of a ceramic member having an internal conductor formed thereon; and external electrodes connected to the internal conductor and formed so as to extend over an end face and a main surface of the component body. In electronic components,
A ceramic electronic component, wherein a void covered by the external electrode is formed at a ridge between an end surface and a main surface of the component body.
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