JP2005217126A - コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】積層体の側面に導電性樹脂を高い接合状態にて被着させた高信頼性のコンデンサを提供する。
【解決手段】本発明のコンデンサは、複数の誘電体層１を間に内部電極２を介して積層した直方体状の積層体５を形成し、内部電極２の一端部を積層体５の外周部まで延在させて該延在部に積層体５の側面より外方へ突出する金属製の突条２ａを取着させるとともに、積層体５の側面に突条２ａを被覆するヤング率０．１〜１５ＧＰａの導電性樹脂３を被着させ、導電性樹脂３の表面に更に金属メッキ膜から成る外部端子４を被着させてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、側面に外部端子を被着したコンデンサに関するものである。

従来から、側面に外部端子を形成したコンデンサが、種々の電気回路装置に幅広く用いられている。

従来のコンデンサとしては、例えば、複数の誘電体層を間に内部電極を介して積層した直方体状の積層体を形成し、前記内部電極の一端部を前記積層体の外周部まで延在させ、該延在部と電気的に接続する下地電極を形成するとともに下地電極の表面に導電性樹脂を被着させ、導電性樹脂の表面に更に金属メッキ膜から成る外部端子を上記積層体の側面に被着した構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。尚、従来のコンデンサに被着される外部端子は、Ｎｉ及びＳｎ等の金属メッキ膜とからなる。

かかる従来のコンデンサの製作は、例えば、従来周知のグリーンシート法により積層体を得る工程と、前記積層体の表面にＣｕ粉末及びガラス粉末を含む導体ペーストを塗布し焼き付けて上述した内部導体膜に電気的に接続される下地電極を形成する工程と、前記下地電極の表面に、樹脂中に金属微粒子を含有してなる樹脂ペーストを塗布・熱硬化して導電性樹脂を形成する工程と、前記導電性樹脂の表面に湿式メッキ法等によりＮｉ及びＳｎの金属メッキ膜を形成する工程とによって行われる。
特開平８−２０３７７１号公報

しかしながら、上述した従来のコンデンサによれば、コンデンサをマザーボード上の部品パッド電極に搭載した場合、リフロー等により加熱・昇温した後の降温時に、固化した半田とマザーボードの収縮によって外部端子が積層体から剥がされようとする応力が働き、導電性樹脂と下地電極との間で剥離するという不具合があった。

また上述した不具合に対して、導電性樹脂と下地電極との接合強度を高めるために導電性樹脂の硬度を高めるといった対策を施した場合には、導電性樹脂が上述した応力を緩和することができなくなり、セラミックからなる積層体にクラックが発生するという問題がある。

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、積層体の側面に導電性樹脂を高い接合状態にて被着させた高信頼性のコンデンサを提供することにある。

本発明のコンデンサは、複数の誘電体層を間に内部電極を介して積層した直方体状の積層体を形成し、前記内部電極の一端部を前記積層体の外周部まで延在させて該延在部に前記積層体の側面より外方へ突出する金属製の突条を取着させるとともに、前記積層体の側面に前記突条を被覆するヤング率０．１〜１５ＧＰａの導電性樹脂を被着させ、該導電性樹脂の表面に更に金属メッキ膜から成る外部端子を被着させてなるものである。

また本発明のコンデンサは、前記突条の幅（ｗ）及び高さ（ｈ）が前記内部電極の厚み（ｔ）よりも大であることを特徴とするものである。

更に本発明のコンデンサは、前記導電性樹脂が、エポキシ樹脂中に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種から成る金属微粒子を５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％含有してなり、その比抵抗が１０×１０^-4Ωｍ以下に設定されていることを特徴とするものである。

また更に本発明のコンデンサは、前記導電性樹脂及び前記外部端子の一部が、前記積層体の上面及び下面に延在させてあることを特徴とするものである。

本発明のコンデンサによれば、前記積層体の側面にヤング率０．１〜１５ＧＰａの導電性樹脂を被着させたことによって、マザーボード上に半田等の導電性接合剤を介して搭載した際に、外部端子が積層体から剥がされようとする力が緩和されるので、積層体と外部端子との間に加わる応力が小さくなり、これに加えて、導電性樹脂が積層体の側面の突条を被覆するようにして被着しているので、導電性樹脂と金属製の突条との接触面積が大きくなることにより積層体の側面との高い接合状態を構成することになり、積層体から外部端子が剥離するという不具合が低減され、搭載した際の信頼性が高いコンデンサを得ることが可能となる。

また本発明のコンデンサによれば、前記突条の幅（ｗ）及び高さ（ｈ）が前記内部電極の厚み（ｔ）よりも大であることから、内部電極と導電性樹脂との接続部は、接触面積がより広くなるので抵抗値が低くなり、電力損失が少ないコンデンサを提供することが可能となる。

また更に本発明のコンデンサによれば、導電性樹脂及び外部端子の一部を積層体の上面及び下面に延在させたことにより、導電性樹脂を介した外部端子と積層体との接合強度が補強されるので、外部端子の接合強度を更に高めることができる。

以下、本発明のコンデンサを図面に基づいて詳説する。

図１は本発明のコンデンサの断面図であり、同図に示すコンデンサ１０は、内部電極２と誘電体層１とから成る積層体５の表面に導電性樹脂３が形成され、その表面に更に外部端子４を設けた構造となっている。

積層体５は、複数の誘電体層１を間に内部電極２を介して積層した直方体状の形状を成している。誘電体層１は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等を主成分とする誘電体材料からなり、その厚みは例えば２〜５μｍに設定され、その積層数は例えば５０〜３００層に設定される。

積層体５の内部に形成される内部電極膜２は、Ｎｉ、Ｃｕあるいはこれらの合金を主成分とする金属材料からなり、その厚みは例えば１〜５μｍに設定される。

積層体５の側面に形成される導電性樹脂３は、エポキシ樹脂中に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種から成る金属微粒子を５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％含有したものである。本実施形態における導電性樹脂３は、内部導体２と電気的に接続しており、積層体５で構成される回路素子を外部の回路と電気的に接続させる機能を有する。また、その比抵抗は１０×１０^-4Ωｍ以下に設定されている。

導電性樹脂３の表面に被着される金属メッキ膜４は、その材料としてはＳｎメッキ膜４ｂを用いて実装時に半田と接合されやすくしており、更に、Ｎｉメッキ膜４ａを中間に形成して半田耐性を高めている。Ｎｉメッキ膜４ａの厚みは、例えば１〜５μｍに設定されており、Ｓｎメッキ膜４ｂの厚みは、例えば０．１〜３μｍに設定されている。

そして、本実施形態のコンデンサ１０は、内部電極２の一端部を積層体５の外周部まで延在させて該延在部に積層体５の側面より外方へ突出する金属製の突条２ａを取着させており、積層体５の側面に突条２ａを被覆する導電性樹脂３のヤング率は、外力の印加に伴う応力の緩和に必要な弾性と適度な接着強度とを付与するために、０．１〜１５ＧＰａの範囲に設定されている。

このように積層体５の側面に導電性樹脂３を被着させたことによって、マザーボード上に半田等の導電性接合剤を介して搭載した際に、外部端子４が積層体５から剥がされようとする力が緩和されるので、積層体５と外部端子５との間に加わる応力が小さくなり、これに加えて、導電性樹脂３が積層体５の側面の突条２ａを被覆するようにして被着しているので、導電性樹脂３と金属製の突条２ａとの接触面積が大きくなることにより積層体５の側面との高い接合状態を構成することになり、積層体５から外部端子４が剥離するという不具合が低減され、搭載した際の信頼性が高いコンデンサを得ることが可能となる。

また図２に示すように、突条２ａの幅（ｗ）（図示せず）及び高さ（ｈ）が内部電極２の厚み（ｔ）よりも大きく設定されていることから、内部電極２と導電性樹脂３との接続部は、接触面積がより広くなって抵抗値が低くなり、電力損失が少ないコンデンサを提供することが可能となる。

そして本実施形態のコンデンサは、導電性樹脂３及び外部端子４の一部を積層体５の上面及び下面に延在させたことにより、導電性樹脂３を介した外部端子４と積層体５との接合強度が補強されるので、外部端子の接合強度を更に高めることができる。

次に、上述したコンデンサ１０の製造方法について説明する。

先ず、誘電体材料の粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートを得る。また、Ｎｉの粉末に、ガラスフリットと、有機バインダと溶剤とからなるビヒクルとを混合して得た導体ペーストを、各セラミックグリーンシートの一主面に従来周知のスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布する。

このようにして得られたセラミックグリーンシートを従来周知のグリーンシート積層法等にて所定の枚数だけ積層・圧着させることによりセラミックグリーンシートの積層シートを作成する。上述した積層シートを複数個の直方体形状に切断・分割した後、例えば、１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することによって、複数の誘電体層を間に内部導体膜を介して積層された直方体状の積層体５が作成される。

尚、積層シートを切断した際には、積層体５の側面には上述した導体ペーストの断面が露出し、焼成後には積層体５の外周部まで一端部まで延在した内部電極が形成される。

次に、積層体５の側面に延在した内部電極の一端部に電解メッキ等の湿式メッキ法を用いて表面にＮｉ層を被膜形成する。被膜形成されたＮｉ層は内部電極２の延在部に積層体５の側面より外方へ突出する金属製の突条２ａとして形成され、Ｎｉは延在部からほぼ均一な厚みで被膜形成されていくので、突条２ａの幅（ｗ）及び高さ（ｈ）が内部電極２の厚み（ｔ）よりも大となる。

次に、未硬化のエポキシ樹脂中に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種から成る金属微粒子を５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％含有してなる液状の導電性樹脂を製作する。この液状の導電性樹脂を上述した積層体５の側面にディップ法やスクリーン印刷法を用いて塗布し、１３０〜１７０℃の温度で１時間加熱して硬化させ、導電性樹脂を形成する。

形成された導電性樹脂３は、液状の導電性樹脂を塗布する前に積層体５の側面に露出していた内部電極膜２に電気的に接続されることとなる。

そして最後に、導電性樹脂３の表面に、電解メッキ等の湿式メッキ法を用いて表面にＮｉメッキ膜４ａを形成し、続けて、同様のメッキ法を用いてＳｎメッキ膜４ｂを形成する。

かくしてコンデンサ１０は、携帯電話等の電子機器に用いられるマザーボード上に半田等の導電性接合剤を介して搭載され、例えば電子機器の起動時に不足する電気を瞬間的に供給するコンデンサとして機能することとなる。

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、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した実施形態では、金属製の突条２ａはＮｉを電解メッキによって形成しているが、これに限らずＣｕを形成してもよい。またＡｇ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐｔ等の金属材料を用いると導電性樹脂を硬化させるときに加熱しても酸化しにくいので突条と導電性樹脂との電気的な接続が良好となり、抵抗値が低くなるという効果も得られる。

また上述した実施形態では、金属製の突条２ａは湿式メッキ法により形成しているが、これに変えて、スクリーン印刷法を用いてもよく、蒸着法によって形成することも可能である。

更に、導電性樹脂の表面にＮｉメッキ膜を形成しているが、これに限らず、半田耐性のあるものであれば構わない。また、Ｓｎメッキ膜についても、半田と接合されやすいものであればよく、例えば、半田のメッキ膜を形成するようにしても構わない。

また本実施形態では、金属製の突条は図２で示されるようにそれぞれが独立した構成となっているが、一部が接続されていても構わず、凹凸が形成されてあれば本発明の効果は得られる。更にこのときに一側面において突条が一体化していても構わない。このような突条の形成は、上述した製造方法において、メッキを厚く形成することにより形成することができる。

本発明のコンデンサの断面図である。 図１の要部拡大図である。

符号の説明

１・・・誘電体層
２・・・内部電極
２ａ・・・突条
３・・・導電性樹脂
４・・・外部端子
４ａ・・・Ｎｉメッキ膜
４ｂ・・・Ｓｎメッキ膜
５・・・積層体
１０・・・コンデンサ

Claims (4)

1. 複数の誘電体層を間に内部電極を介して積層した直方体状の積層体を形成し、前記内部電極の一端部を前記積層体の外周部まで延在させて該延在部に前記積層体の側面より外方へ突出する金属製の突条を取着させるとともに、前記積層体の側面に前記突条を被覆するヤング率０．１〜１５ＧＰａの導電性樹脂を被着させ、該導電性樹脂の表面に更に金属メッキ膜から成る外部端子を被着させてなるコンデンサ。
2. 前記突条の幅（ｗ）及び高さ（ｈ）が前記内部電極の厚み（ｔ）よりも大であることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記導電性樹脂が、エポキシ樹脂中に、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉの少なくとも１種から成る金属微粒子を５０ｗｔ％〜８０ｗｔ％含有してなり、その比抵抗が１０×１０^-4Ωｍ以下に設定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサ。
4. 前記導電性樹脂及び前記外部端子の一部が、前記積層体の上面及び下面に延在させてあることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコンデンサ。

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