JP2005108890A - Laminated ceramic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は積層セラミックコンデンサに関するものである。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor.
従来の積層セラミックコンデンサ10は図3に示すように、導電性の内部電極層2、3を被着形成した矩形状誘電体層を内部電極層2、3取出し部が相対向するよう複数枚交互に積層して一体化した積層セラミック素子に、相対向する内部電極層2、3取出面に外部電極端子8、9を設けた構造を有している。
As shown in FIG. 3, a conventional multilayer
しかしながら、この従来の積層セラミックコンデンサ10は、熱圧着前の積層方向の厚さにおいて内部電極層2、3が全ての層にわたって対向する領域と、対向領域から外部電極端子8、9までの領域とは、存在する内部電極層2、3の数が異なるため、積層体を熱圧着する時に積層方向に密度むらが生じ、また、焼成後にデラミネーションが生じるのを回避することが困難であった。
However, this conventional multilayer
これに関しては、導電性の内部電極層2、3を被着形成した矩形状誘電体層を内部電極層2、3取出し部が相対向するよう複数枚交互に積層してなる容量形成部12に対し、さらにその両主面に何も被着形成をされていない矩形状誘電体層をマージン部11、13として積層して一体化した積層セラミックコンデンサ10において、マージン部11、13を構成する誘電体層間に、前記外部電極端子8、9が形成された端部から中央部に延びる緩衝導体層4、5を配置することにより、コンデンサ内部の密度を全体として概ね均一にする技術が開示されている。(特許文献1参照)
しかしながら、特許文献1に記載の積層セラミックコンデンサ10では、コンデンサ全体として内部密度を概ね均一にすることができるものの、容量を形成する一対の内部電極層2、3の単位においては依然として密度むらが発生しており、また、容量形成部12の上下両主面に積層緩衝材4、5が配設されたマージン部11、13を積層した後、熱圧着する際に両者の間に空孔が生じることから、積層体を焼成した後に依然としてデラミネーションやクラックが生じるという問題点があった。
However, in the multilayer
本発明は以上のような課題に鑑みて案出されたものであり、その目的は、コンデンサ内部の密度を十分均一にし、熱圧着時の空孔の発生や焼成後のデラミネーションの発生を有効に抑制できる積層セラミックコンデンサを提供することにある。 The present invention has been devised in view of the problems as described above, and its purpose is to make the internal density of the capacitor sufficiently uniform and to effectively generate voids during thermocompression bonding and delamination after firing. It is an object of the present invention to provide a monolithic ceramic capacitor that can be suppressed.
本発明の積層セラミックコンデンサは、矩形状をなす多数の誘電体層を積層して積層体を形成し、該積層体の内部で上下に隣り合う誘電体層間に、第1内部電極層と第2内部電極層とを両内部電極層が一部対向するようにして前記誘電体層の積層方向に交互に配設するとともに、前記積層体の一端面に前記第1内部電極層に接続される第1外部電極端子を、前記積層体の他端面に前記第2内部電極層に接続される第2外部電極端子を形成してなるとともに、前記第1内部電極層と第2内部電極層との間に位置する前記誘電体層の内部で、
両内部電極層の対向領域よりも外部電極端子側に、少なくとも一方の内部電極層と非接触に保持された緩衝導体層を配設したことを特徴とするものである。
The multilayer ceramic capacitor of the present invention is formed by laminating a large number of rectangular dielectric layers to form a multilayer body, and between the first and second internal electrode layers and the second dielectric layer adjacent to each other vertically inside the multilayer body. The internal electrode layers are alternately arranged in the laminating direction of the dielectric layers so that both internal electrode layers are partially opposed to each other, and one end surface of the laminated body is connected to the first internal electrode layer. A first external electrode terminal is formed on the other end surface of the laminate, and a second external electrode terminal connected to the second internal electrode layer is formed, and between the first internal electrode layer and the second internal electrode layer Inside the dielectric layer located at
A buffer conductor layer held in a non-contact manner with at least one of the internal electrode layers is disposed closer to the external electrode terminal than the opposing region of both internal electrode layers.
また本発明の積層セラミックコンデンサは、前記対向領域と第2外部電極端子の間の領域に配される緩衝導体層は第1内部電極層と非接触に、前記対向領域と第1外部電極端子の間の領域に配される緩衝導体層は第2内部電極層と非接触に保たれていることを特徴とするものである。 In the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the buffer conductor layer disposed in the region between the facing region and the second external electrode terminal is not in contact with the first internal electrode layer, and the facing region and the first external electrode terminal are not in contact with each other. The buffer conductor layer disposed in the region between the two is maintained in a non-contact manner with the second internal electrode layer.
更に本発明の積層セラミックコンデンサは、前記緩衝導体層の厚みが、前記内部電極層と略同一の厚みであることを特徴とするものである。 Furthermore, the multilayer ceramic capacitor of the present invention is characterized in that the thickness of the buffer conductor layer is substantially the same as that of the internal electrode layer.
本発明によれば、矩形状をなす多数の誘電体層を積層して積層体を形成し、該積層体の内部で上下に隣り合う誘電体層間に、第1内部電極層と第2内部電極層とを両内部電極層が一部対向するようにして前記誘電体層の積層方向に交互に配設するとともに、前記積層体の一端面に前記第1内部電極層に接続される第1外部電極端子を、前記積層体の他端面に前記第2内部電極層に接続される第2外部電極端子を形成してなるとともに、前記第1内部電極層と第2内部電極層との間に位置する前記誘電体層の内部で、両内部電極層の対向領域よりも外部電極端子側に、少なくとも一方の内部電極層と非接触に保持された緩衝導体層を配設して積層セラミックコンデンサを構成したことから、積層セラミックコンデンサ全体としてのみならず容量を形成する一対の内部電極層の単位においても密度むらの発生を抑制できることから、熱圧着時に各誘電体層間に空孔が生じるのを防止し、焼成後にデラミネーションが発生するのを減少させることが可能となる。 According to the present invention, a multilayer body is formed by laminating a large number of rectangular dielectric layers, and the first internal electrode layer and the second internal electrode are disposed between the dielectric layers adjacent to each other vertically in the multilayer body. The first external electrode connected to the first internal electrode layer on one end surface of the multilayer body, and alternately arranged in the stacking direction of the dielectric layers so that both internal electrode layers are partially opposed to each other The electrode terminal is formed between the first internal electrode layer and the second internal electrode layer, and the second external electrode terminal connected to the second internal electrode layer is formed on the other end surface of the laminate. A multilayer ceramic capacitor is configured by disposing a buffer conductor layer held in non-contact with at least one of the internal electrode layers inside the dielectric layer, on the external electrode terminal side of the opposing region of both internal electrode layers As a result, the capacitance is not limited to the entire multilayer ceramic capacitor. Since it is possible to suppress the occurrence of density unevenness even in the unit of the pair of internal electrode layers to be formed, it is possible to prevent the generation of vacancies between the dielectric layers during thermocompression bonding and reduce the occurrence of delamination after firing. It becomes possible.
また本発明によれば、前記対向領域と第2外部電極端子の間の領域に配される緩衝導体層は第1内部電極層と非接触に、前記対向領域と第1外部電極端子の間の領域に配される緩衝導体層は第2内部電極層と非接触に保たれるように構成したことから、内部電極層と緩衝導体層が短絡することがなく、積層セラミックコンデンサの容量を安定に保つことができ、上記の効果をより効果的に奏することができる。 According to the invention, the buffer conductor layer disposed in the region between the counter region and the second external electrode terminal is in non-contact with the first internal electrode layer, and between the counter region and the first external electrode terminal. Since the buffer conductor layer disposed in the region is configured to be kept out of contact with the second internal electrode layer, the internal electrode layer and the buffer conductor layer are not short-circuited, and the capacitance of the multilayer ceramic capacitor can be stabilized. It is possible to maintain the above-mentioned effects more effectively.
さらに本発明によれば、前記緩衝導体層の厚みを前記内部電極層と略同一の厚みで構成したことから、コンデンサ内部の密度が概ね均一となることから、熱圧着時に各誘電体層間に空孔が発生することを防止し、焼成後にデラミネーションが発生するのをより有効に防止することが可能となる。 Furthermore, according to the present invention, since the buffer conductor layer is configured to have substantially the same thickness as the internal electrode layer, the density inside the capacitor is substantially uniform. It is possible to prevent the generation of pores and more effectively prevent the occurrence of delamination after firing.
以下、本発明の積層セラミックコンデンサを図面に基づいて詳説する。 Hereinafter, the multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の積層セラミックコンデンサの断面図であり、図2は、本発明の積層セラミックコンデンサのコンデンサ本体の分解斜視図である。尚、従来技術と同一部分は同一符号を付して説明する。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor of the present invention, and FIG. 2 is an exploded perspective view of the capacitor body of the multilayer ceramic capacitor of the present invention. In addition, the same part as a prior art attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol.
図1に示すように、本発明の積層セラミックコンデンサ10は、コンデンサ本体1の長手方向の両端部に第1外部電極端子8、第2外部電極端子9が形成されて構成されている。
As shown in FIG. 1, the multilayer
コンデンサ本体1は、上側マージン部11、容量形成部12、下側マージン部13から構成され、上側マージン部11は、誘電体層11a〜11nから構成されており、下側マージン部13は、誘電体層13a〜13nから構成されている。
The capacitor body 1 includes an
ここで、各誘電体層は、焼結挙動が同一になるように、同一誘電体材料を用いることが望ましく、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、鉛系を含有するペロブスカイト結晶構造を有する誘電体材料から構成されている。 Here, it is desirable to use the same dielectric material for each dielectric layer so that the sintering behavior is the same, for example, a dielectric having a perovskite crystal structure containing barium titanate, strontium titanate, and lead. Consists of body materials.
また、容量形成部12を構成する誘電体層11n、12a、12b・・・12n間に第1内部電極層2及び第2内部電極層3が交互に配置されている。例えば、矩形状誘電体層12b、12d・・・上に矩形状の第1内部電極層2が配置され、矩形状誘電体層12a、12c・・・上に第2内部電極層3が配置されている。誘電体層12b上には、第1内部電極層2の先端部側に、コンデンサ本体1の一端面までの領域として、第1エンドマージン部2Eが形成され、同様に、誘電体層12a上には、第2内部電極層3の先端部側に、コンデンサ本体1の他端面までの領域として、第2エンドマージン部3Eが形成されている。ここで、第1内部電極層2、第2内部電極層3は、例えば、Pd、Cu、Niなどを主成分とする金属導体膜とから構成されている。
Further, the first
容量形成部12には、隣接する一対の第1内部電極層2及び第2内部電極層3の間に、さらに誘電体層14a、14b、・・・14nが配置され、それらの誘電体層14a〜14n間の各素子領域の両端部には第1エンドマージン部2E、第2エンドマージン部3Eに相当する位置に、緩衝導体層4、5がそれぞれ第1内部電極層2及び第2内部電極層3と非接触の状態で形成されている。これにより、積層セラミックコンデンサ10全体としてのみならず容量を形成する一対の内部電極層の単位においても密度むらの発生を減少することができることから、熱圧着時に各誘電体層間に空孔が生じるのを防止し、焼成後にデラミネーションが発生するのを減少させることが可能となる。
In the
緩衝導体層4、5の材料としては、導電性のものであれば良く、コンデンサの内部密度を均一にする観点から、上述の内部電極層2、3と同一材料を用いることが好ましい。
The material of the buffer conductor layers 4 and 5 may be any material as long as it is conductive. From the viewpoint of making the internal density of the capacitor uniform, it is preferable to use the same material as that of the
また緩衝導体層4、5の厚みは、内部電極層2、3と略同一の厚み、具体的には、内部電極層2、3の厚みに対し、±15%の範囲内とすることが好ましい。これにより、積層セラミックコンデンサ10内部の密度が概ね均一となることから、熱圧着時に各誘電体層間に空孔が発生することを防止し、焼成後にデラミネーションが発生するのをより有効に防止することが可能となる。
The thickness of the buffer conductor layers 4 and 5 is preferably substantially the same as that of the
そして、このようなコンデンサ本体1の長手方向の一対の端部には、第1外部電極端子8、第2外部電極端子9が被着・形成されている。第1外部電極端子8、第2外部電極端子9は、AgやCuを主成分とする金属を含む厚膜下地導体、Niメッキ層や半田メッキ層などの表面メッキ層から構成され、コンデンサ本体1の両端部、即ち、その端部の端面、上下面、両側面に渡って形成されている。
A first
上述の第1内部電極層2は、誘電体層12a、12c・・・の長手方向の一方方向(図では左側)の端面に延在し、これにより、第1外部電極端子8に接続されている。また、第2内部電極層3は、誘電体層12b、12d・・・の長手方向の他方方向(図では右側)の端面に延在し、これにより、第2外部電極端子9に接続されている。従って、誘電体層12a上には、第1内部電極層2の先端部側に、第2外部電極端子9に短絡しないように第1のエンドマージン部2Eが形成され、同様に、誘電体層12b上には、第2内部電極層3の先端部側に、第1外部電極端子8に短絡しないように第2のエンドマージン部3Eが形成されている。
The first
次に、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法を説明する。尚、緩衝導体層4、5として、内部電極層2、3と同一材料で形成した、図1に示す積層セラミックコンデンサ10を用いて説明する。
Next, a method for manufacturing the multilayer ceramic capacitor of the present invention will be described. The buffer conductor layers 4 and 5 will be described using a multilayer
まず、複数の素子が抽出できる誘電体層11a〜14nとなる誘電体グリーンシートを作成する。 First, the dielectric green sheet used as the dielectric layers 11a-14n which can extract a some element is produced.
次に、各素子の上側マージン部11は、誘電体層11a〜11nとなる内部電極層を形成していない複数の誘電体グリーンシートにより形成される。
Next, the
また、各素子の容量形成部12を構成する誘電体グリーンシートのうち、誘電体層12a、12c・・・となる誘電体グリーンシートの各素子領域の一方端部寄りに、第1内部電極層2となる導体膜をPd系(Pd単体またはAg−PdなどのPd合金)またはNi系導電性ペーストの印刷により形成する。同様に、誘電体層12b、12d・・・12nとなる誘電体グリーンシートの各素子領域の他方端部寄りに、第2内部電極層3となる導体膜を導電性ペーストの印刷により形成する。
Further, among the dielectric green sheets constituting the
そして、容量形成部12を構成する誘電体層14a、14c・・・となる誘電体グリーンシートの各素子領域の両端部には、第1エンドマージン部2E、第2エンドマージン部3Eに相当する位置に、緩衝導体層4、5となる導体膜をPd系(Pd単体またはAg−PdなどのPd合金)またはNi系導電性ペーストの印刷により形成する。
.. Corresponding to the first
次に、各素子の下側マージン部13は、誘電体層13a〜13nとなる内部電極層を形成していない複数の誘電体グリーンシートからなる。
Next, the
その後、誘電体層11a〜14nとなる上述の誘電体グリーンシートを順次積層し、所定圧力を与えて熱圧着を行う。この積層された誘電体グリーンシートを、各素子の形状に応じて裁断し、所定雰囲気で焼成する。これにより、上側マージン部11、容量形成部12および下側マージン部13から成るコンデンサ本体1が形成されることになる。
Thereafter, the above-mentioned dielectric green sheets to be the dielectric layers 11a to 14n are sequentially laminated, and thermocompression bonding is performed by applying a predetermined pressure. The laminated dielectric green sheets are cut according to the shape of each element and fired in a predetermined atmosphere. As a result, the capacitor body 1 including the
以上のようにして形成された本発明のコンデンサ本体1について特性を調べたところ、各材料・厚み・総数などの構成を同一とし、緩衝導体層4、5の配設位置を図4に示すように変更してなるコンデンサにおいて、熱圧着時に20%の確率で生じていた空孔や、焼結後の0.4%発生した各層間のデラミネーションが、本発明のコンデンサ本体1においては全く生じないことが分かった。また、本発明のコンデンサ本体1では、コンデンサ本体1全体としてのみならず容量を形成する一対の内部電極層2、3の単位においても密度むらの発生を抑制できることから、熱圧着時に誘電体層が伸びて局所的に薄くなることでショート不良が生じるということが全くなかった。
When the characteristics of the capacitor body 1 of the present invention formed as described above were examined, the configuration of each material, thickness, total number, and the like was the same, and the arrangement positions of the buffer conductor layers 4 and 5 are as shown in FIG. In the capacitor made by changing to the capacitor body 1 of the present invention, the voids generated at a probability of 20% at the time of thermocompression bonding and the delamination between the respective layers generated by 0.4% after the sintering are completely generated. I found that there was no. In addition, in the capacitor body 1 of the present invention, the occurrence of density unevenness can be suppressed not only in the capacitor body 1 as a whole but also in the units of the pair of
次に、焼成されたコンデンサ本体1の一対の長手方向の端面を含む端部を、Ag、Cuを含む金属、ガラスフリットを固形成分とするペーストやAg、Cuを含む金属、樹脂成分を含む樹脂ペーストに浸漬し、付着した導体膜を焼き付けまたは熱硬化して、厚膜下地導体膜を形成する。そして、この厚膜下地導体膜上に、Niメッキやハンダメッキなどの表面メッキ層形成する。 Next, the end including the pair of longitudinal end faces of the sintered capacitor body 1 is made of a metal containing Ag and Cu, a paste containing glass frit as a solid component, a metal containing Ag and Cu, and a resin containing a resin component. The thick conductor film is formed by dipping in the paste and baking or thermosetting the attached conductor film. Then, a surface plating layer such as Ni plating or solder plating is formed on the thick base conductor film.
上述の積層セラミックコンデンサ10において、図2に示すように、容量形成部12の誘電体層14a〜14nには他方端部側の第1エンドマージン部2Eに相当する位置に緩衝導体層4が存在し、一方端部側の第2エンドマージン部3Eに相当する位置に緩衝導体層5が存在する。
In the above-described multilayer
従って、上述の誘電体グリーンシートを熱圧着する工程において、コンデンサ本体1の全体に均一な圧力が与えられることになり、コンデンサ本体1の密度のむらを有効に防止できる。これによって、裁断時または焼成時において、誘電体層11a〜14n間で剥離などが発生しにくくなる。 Accordingly, in the step of thermocompression bonding the dielectric green sheet, a uniform pressure is applied to the entire capacitor body 1, and uneven density of the capacitor body 1 can be effectively prevented. Thereby, peeling or the like hardly occurs between the dielectric layers 11a to 14n at the time of cutting or firing.
ここで、誘電体層14a〜14nの他方端部に配置された緩衝導体層4の配置数を、実質的に第1内部電極層2の第1エンドマージン部2Eの数に、一方端部に配置された緩衝導体層5の配置数を、実質的に第2内部電極層3の第2エンドマージン部3Eの数に合わせることにより、積層工程における密度分布を一定にすることができる。
Here, the number of the buffer conductor layers 4 disposed at the other end of the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、上述の実施形態では、隣接する一対の第1内部電極層2及び第2内部電極層3の間に、さらに誘電体層14a〜14nを配置し、それらの誘電体層14a〜14n間の各素子領域の両端部に、緩衝導体層4、5を形成したが、これに代えて、誘電体層14a〜14nを配置することなく、矩形状誘電体層12b、12d・・・上に配置した矩形状の第1内部電極層2の第2エンドマージン部3Eに相当する位置に直接緩衝導体層5を積層し、且つ、矩形状誘電体層12a、12c・・・上の第1エンドマージン部2Eに相当する位置に緩衝導体層4を形成した上で、緩衝導体層4の上に直接第2内部電極層3を形成する構成としても良い。この場合においても、上述の実施形態と全く同様の効果が得られると同時に、誘電体層14a〜14nを設けない構成としたことから、コンデンサ1を比較的薄く形成することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, a dielectric layer is further provided between a pair of adjacent first
1 …コンデンサ本体
2 …第1内部電極層
3 …第2内部電極層
2E…第1エンドマージン部
3E…第2エンドマージン部
4、5…緩衝導体層
10 …積層セラミックコンデンサ
11 …上側マージン部
12 …容量形成部
13 …下側マージン部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
前記第1内部電極層と第2内部電極層との間に位置する前記誘電体層の内部で、両内部電極層の対向領域よりも外部電極端子側に、少なくとも一方の内部電極層と非接触に保持された緩衝導体層を配設したことを特徴とする積層セラミックコンデンサ。 A large number of rectangular dielectric layers are stacked to form a stacked body, and the first internal electrode layer and the second internal electrode layer are connected to the internal electrodes between the adjacent dielectric layers inside the stacked body. The first external electrode terminals connected to the first internal electrode layer on one end face of the multilayer body are alternately arranged in the stacking direction of the dielectric layers so that the layers partially face each other. In a multilayer ceramic capacitor formed by forming a second external electrode terminal connected to the second internal electrode layer on the other end surface of the body,
In the dielectric layer located between the first internal electrode layer and the second internal electrode layer, at least one internal electrode layer is not in contact with the external electrode terminal side of the opposing region of the internal electrode layers A multilayer ceramic capacitor, characterized in that a buffer conductor layer held on the substrate is disposed.
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