JP2011129917A - 積層セラミックキャパシタ - Google Patents

積層セラミックキャパシタ Download PDF

Info

Publication number
JP2011129917A
JP2011129917A JP2010277799A JP2010277799A JP2011129917A JP 2011129917 A JP2011129917 A JP 2011129917A JP 2010277799 A JP2010277799 A JP 2010277799A JP 2010277799 A JP2010277799 A JP 2010277799A JP 2011129917 A JP2011129917 A JP 2011129917A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
multilayer ceramic
ceramic capacitor
layer
outer portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010277799A
Other languages
English (en)
Inventor
Dong Ik Chang
チャン・ドン・イク
Jin Hyung Lim
リム・ジン・ヒュン
Ji Hun Jeong
ジョン・ジ・フン
Doo Young Kim
キム・ド・ヨン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electro Mechanics Co Ltd filed Critical Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Publication of JP2011129917A publication Critical patent/JP2011129917A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/33Thin- or thick-film capacitors 
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/005Electrodes
    • H01G4/012Form of non-self-supporting electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Abstract

【課題】静電容量を安定的に確保しながら、熱衝撃によるセラミック積層体のクラック及び絶縁破壊を効果的に防止することができる積層セラミックキャパシタを提供する。
【解決手段】内部電極4及び誘電体層6が交互に積層された有効層20と、この有効層20の上面及び下面に誘電体層6が積層されて形成された保護層10とを含む。有効層20は積層方向において外側部、内側部及び外側部の順で構成され、外側部の内部電極の厚さは内側部の内部電極の厚さより薄く形成され、外側部の厚さは保護層10の厚さの0.1から0.5倍である。
【選択図】図2

Description

本発明は積層セラミックキャパシタに関するもので、より詳細には安定的に静電容量を確保しながら、熱衝撃によるクラック及び絶縁破壊を防止することができる積層セラミックキャパシタに関する。
一般的に多層セラミックキャパシタは、複数のセラミック誘電体シートと該複数のセラミック誘電体シートとの間に挿入された内部電極を含む。このような多層セラミックキャパシタは、小型でありながらも高い静電容量を具現することができ、基板上に容易に実装することができるため、多様な電子装置の容量性部品として広く使用されている。
最近、電子製品が小型化され、多機能化されるに伴ってチップ部品も小型化及び高機能化される傾向にあり、多層セラミックキャパシタもそのサイズが小さいながらも容量の大きい、高容量の製品が求められている。従って、最近は誘電体層の厚さが2μm以下で、且つ積層数が500層以上の積層セラミックキャパシタが製造されている。
しかし、このようなセラミック誘電体層の薄膜化と高積層化により内部電極層が占める体積の割合が増加し、焼成及びリフロー半田付け等による回路基板への実装工程等で加わる熱衝撃によりセラミック積層体にクラック(crack)または絶縁破壊が発生するという問題がある。
具体的に、クラックは、セラミック層と内部電極層を形成する材料の熱膨張係数の差による応力がセラミック積層体に作用し発生するものであり、特に積層セラミックキャパシタの上部及び下部の両端に多く発生する。
また、熱変化により誘電体の最上部と最下部に応力が発生するが、このとき、電圧が印加されると誘電層の絶縁破壊が発生することがある。
本発明の目的は、静電容量を安定的に確保しながら、熱衝撃によるセラミック積層体のクラック及び絶縁破壊を効果的に防止することができる積層セラミックキャパシタを提供することである。
本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、内部電極及び誘電体層が交互に積層された有効層と、上記有効層の上面及び下面に誘電体層が積層されて形成された保護層とを含み、上記有効層は積層方向において外側部、内側部及び外側部の順で構成され、上記外側部の内部電極の厚さは上記内側部の内部電極の厚さより薄く形成され、上記外側部の厚さは上記保護層の厚さの0.1から0.5倍であることができる。
本発明の他の実施例による積層セラミックキャパシタの外側部の内部電極の厚さは、上記内側部の内部電極の厚さの0.7から0.95倍であることができる。
本発明のさらに他の実施例による積層セラミックキャパシタの有効層の誘電体層の厚さは、5μm以下であることができる。
本発明のさらに他の実施例による積層セラミックキャパシタの有効層の誘電体層の積層数は100から1000であることができる。
本発明による積層セラミックキャパシタは、誘電体層と内部電極とが交互に積層された有効層の上部及び下部の内部電極の厚さを、有効層の内部の他の内部電極より薄く形成することで、有効層の上部及び下部で生じやすいクラック及び絶縁破壊現象を防止することができる。
また、内部電極を薄く形成する有効層の内部の厚さを調節することで、安定的に静電容量を確保しながらクラック及び絶縁破壊現象を効果的に防止することができる。
本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタの斜視図である。 図1のA−A´に沿って切断した断面図である。 図1のB−B´に沿って切断した断面図である。
以下、添付の図面を参照して、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者が本発明を容易に実施できるように、好ましい実施例を詳細に説明する。但し、本発明の好ましい実施例を詳細に説明するにあたり、関る公知の機能または構成に対する具体的な説明が、本発明の要旨を不必要に不明確にすると判断される場合は、その詳細な説明を省略する。
また、類似する機能及び作用をする部分に対しては、図面全体において同じ符号を使用する。
また、ある構成要素を‘含む’とは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図1は本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタの斜視図である。
図1を参照すると、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、キャパシタ本体1及び外部電極2を含むことができる。
上記キャパシタ本体1は、その内部に複数の誘電体層が積層され、上記複数の誘電体層の間に内部電極を挿入することができる。この際、誘電体層はチタン酸バリウム(BaTiO)を利用して形成することができ、内部電極はニッケル(Ni)、タングステン(W)またはコバルト(Co)等を利用して形成することができる。
上記外部電極2は上記キャパシタ本体1の両側面に形成することができる。上記外部電極2は上記キャパシタ本体1の外表面に露出された内部電極と電気的に連結されるように形成されることで、外部端子の役割をすることができる。この際、上記外部電極2は銅(Cu)等を利用して形成することができる。
図2は図1のA−A´に沿って切断した断面図であり、図3は図1のB−B´に沿って切断した断面図である。
図2及び図3を参照すると、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタは、内部に、誘電体層6と内部電極4とが交互に積層された有効層20を含むことができる。また、上記有効層20の上面及び下面には誘電体層が積層されて形成された保護層10を含むことができる。
上記有効層20は、その積層方向において外側部24、内側部22及び外側部24の順で構成される。
上記保護層10は、上記有効層20の上面及び下面に複数の誘電体層が連続で積層され形成されることで、上記有効層20を外部の衝撃等から保護することができる。
上記有効層20の内部電極4がニッケル(Ni)で形成されると、その熱膨張係数は約13×10−6/℃であり、セラミックで形成された誘電体層6の熱膨張係数は約8×10−6/℃となる。このような誘電体層6と内部電極4の間の熱膨張係数の差により、焼成及びリフロー半田付け等による回路基板への実装工程等で熱衝撃が加わると、誘電体層6には応力が加わる。従って、熱衝撃時に応力により誘電体層6にクラックが発生したり、応力が加わった状態で電圧が印加されると絶縁破壊現象が発生することがある。特に、上記有効層20の上部及び下部、即ち、外側部24でこのようなクラック及び絶縁破壊現象が発生する可能性が高い。
従って、図2及び図3に図示されたように、本発明の一実施例による積層セラミックキャパシタでは、有効層20における外側部24の内部電極の厚さtを内側部22の内部電極の厚さtより薄く形成することで、このようなクラック及び絶縁破壊現象を防止することができる。
一方、内部電極4の厚さを薄く形成すると、内部電極4に気孔が含まれる可能性が高く、積層セラミックキャパシタの静電容量が減少することがある。従って、内側部22の内部電極の厚さtに比べて外側部24の内部電極の厚さtを薄く形成するほど、積層セラミックキャパシタの静電容量は減少する。また、内部電極4の厚さを薄く形成する外側部24の全体の厚さが厚くなるほど、積層セラミックキャパシタの静電容量は減少する。
安定的に静電容量を確保しながら、熱衝撃によるクラック及び絶縁破壊現象も防止することが重要であるため、外側部24の内部電極の厚さtを内側部22の内部電極の厚さtに比べてどの程度薄く形成するか、または外側部24の全体の厚さを保護層10の厚さの何割で形成するかに対して実験を通じて適切な数値を設定することができる。
Figure 2011129917
表1は積層セラミックキャパシタの内部電極の厚さに対する割合(t/t)を変えながら、熱衝撃に対するクラック及び静電容量に対して実験を行った結果を示したものである。このとき、保護層に対する外側部の厚さの割合(Y/X、このとき、Xは積層方向における保護層10の厚さであり、Yは積層方向における外側部24の厚さである。)は0.3で一定に具現した。
内部電極4を形成するための導電性ペーストとして、ニッケル(Ni)粉末は粒子のサイズが0.1〜0.2μmのものを使用し、ニッケル粉末の含量は40〜50%で作製した。このように形成された積層セラミックキャパシタの外側部24の内部電極の厚さtは約0.5〜0.9μmで、内側部22の内部電極の厚さtは約0.7〜0.8μmで具現された。また、熱衝撃試験は320℃の鉛槽に2秒間浸潰させる方式で行われた。
表1を参照すると、内部電極の厚さに対する割合(t/t)が0.95以下の地点からクラックの発生数が減り、0.70未満では静電容量が減少することが確認できる。
従って、安定的に静電容量を確保すると同時にクラックの発生を防止するためには、内部電極の厚さに対する割合(t/t)を0.70から0.95とすることが適切であることが分かる。
Figure 2011129917
表2は積層セラミックキャパシタの外側部の厚さの割合(Y/X、このとき、Xは積層方向における保護層10の厚さであり、Yは積層方向における外側部24の厚さである。)を変えながら、熱衝撃に対するクラック及び静電容量に対して実験を行った結果を示したものである。このとき、内部電極の厚さに対する割合(t/t)は0.95と一定に具現した。
内部電極4を形成するめの導電性ペーストとして、ニッケル(Ni)粉末は粒子のサイズが0.1〜0.2μmのものを使用し、ニッケル粉末の含量は40〜50%で作製した。このように形成された積層セラミックキャパシタの外側部24の内部電極の厚さtは約0.5〜0.9μmで、内側部22の内部電極の厚さtは約0.7〜0.8μmで具現された。また、熱衝撃試験は320℃の鉛槽に2秒間浸潰させる方式で行われた。
表2を参照すると、保護層に対する外側部の厚さの割合(Y/X)が0.1未満であると、クラックの発生個数が増え、絶縁破壊電圧が低くなり、0.5を超えると、静電容量が減少することが確認できる。
従って、安定的に静電容量を確保すると同時に、クラックの発生を防止するためには保護層に対する外側部の厚さの割合(Y/X)を0.1から0.5とすることが適切であることが分かる。
本発明は上述の実施例及び添付の図面により限定されるものではない。本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が本発明の技術的思想から外れない範囲内で本発明による構成要素を置換、変形及び変更できることは明白である。
1 キャパシタ本体
2 外部電極
4 内部電極
6 誘電体層
10 保護層
20 有効層
22 内側部
24 外側部

Claims (4)

  1. 内部電極及び誘電体層が交互に積層された有効層と、
    前記有効層の上面及び下面に誘電体層が積層されて形成された保護層とを含み、
    前記有効層は積層方向において外側部、内側部及び外側部の順で構成され、前記外側部の内部電極の厚さは前記内側部の内部電極の厚さより薄く形成され、
    前記外側部の厚さは前記保護層の厚さの0.1から0.5倍である積層セラミックキャパシタ。
  2. 前記外側部の内部電極の厚さは、前記内側部の内部電極の厚さの0.7から0.95倍であることを特徴とする請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
  3. 前記有効層の誘電体層の厚さは、5μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
  4. 前記有効層の誘電体層の積層数は、100以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層セラミックキャパシタ。
JP2010277799A 2009-12-15 2010-12-14 積層セラミックキャパシタ Pending JP2011129917A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090125092A KR101101612B1 (ko) 2009-12-15 2009-12-15 적층 세라믹 커패시터
KR10-2009-0125092 2009-12-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2011129917A true JP2011129917A (ja) 2011-06-30

Family

ID=44142655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010277799A Pending JP2011129917A (ja) 2009-12-15 2010-12-14 積層セラミックキャパシタ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20110141659A1 (ja)
JP (1) JP2011129917A (ja)
KR (1) KR101101612B1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014146654A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Kyocera Corp 積層型電子部品
JP2020504436A (ja) * 2016-09-27 2020-02-06 パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシーズ・カナダ・インコーポレイテッドPerkinelmer Health Sciences Canada, Inc. コンデンサ及び無線周波発生器、ならびにこれらを使用する他のデバイス
WO2023189749A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102004773B1 (ko) * 2013-11-21 2019-07-29 삼성전기주식회사 적층 세라믹 전자부품 및 적층 세라믹 전자부품의 실장 기판
JP2015065455A (ja) * 2014-11-13 2015-04-09 株式会社村田製作所 3端子型コンデンサ
KR20220084657A (ko) 2020-12-14 2022-06-21 삼성전기주식회사 적층형 전자 부품

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158266A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Tdk Corp 積層型電子部品およびその製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08298227A (ja) * 1995-04-25 1996-11-12 Taiyo Yuden Co Ltd 積層コンデンサ
JP3681900B2 (ja) * 1998-06-29 2005-08-10 京セラ株式会社 積層セラミックコンデンサ
KR101108958B1 (ko) * 2003-02-25 2012-01-31 쿄세라 코포레이션 적층 세라믹 콘덴서 및 그 제조방법
JP4650007B2 (ja) * 2005-02-01 2011-03-16 株式会社村田製作所 積層コンデンサ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007158266A (ja) * 2005-12-08 2007-06-21 Tdk Corp 積層型電子部品およびその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014146654A (ja) * 2013-01-28 2014-08-14 Kyocera Corp 積層型電子部品
JP2020504436A (ja) * 2016-09-27 2020-02-06 パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシーズ・カナダ・インコーポレイテッドPerkinelmer Health Sciences Canada, Inc. コンデンサ及び無線周波発生器、ならびにこれらを使用する他のデバイス
JP7108605B2 (ja) 2016-09-27 2022-07-28 パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシーズ・カナダ・インコーポレイテッド コンデンサ及び無線周波発生器、ならびにこれらを使用する他のデバイス
WO2023189749A1 (ja) * 2022-03-28 2023-10-05 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ

Also Published As

Publication number Publication date
KR101101612B1 (ko) 2012-01-02
US20110141659A1 (en) 2011-06-16
KR20110068232A (ko) 2011-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107644735B (zh) 电容器和具有该电容器的板
JP6278595B2 (ja) 積層セラミック電子部品及びその製造方法
JP2011129863A (ja) 積層セラミックキャパシタ
JP5777179B2 (ja) 基板内蔵用積層セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品内蔵型印刷回路基板
KR101630068B1 (ko) 적층 세라믹 전자 부품 및 그 실장 기판
KR101079464B1 (ko) 적층 세라믹 커패시터
KR101659153B1 (ko) 적층 세라믹 커패시터, 적층 세라믹 커패시터의 제조방법 및 적층 세라믹 커패시터의 실장 기판
KR20160084614A (ko) 적층 세라믹 커패시터 및 적층 세라믹 커패시터의 실장 기판
US8233264B2 (en) Multilayer ceramic capacitor
US9633785B2 (en) Multilayer ceramic electronic component and board having the same
JP6376604B2 (ja) 基板内蔵用積層セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品内蔵型印刷回路基板
JP2015057810A (ja) 基板内蔵用積層セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品内蔵型印刷回路基板
JP2011135079A (ja) 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
JP6309313B2 (ja) 基板内蔵用積層セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品内蔵型印刷回路基板
US9672987B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and board having the same
JP2011129917A (ja) 積層セラミックキャパシタ
JP5220837B2 (ja) 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
KR20140032212A (ko) 도전성 수지 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 전자 부품
JP2011135035A (ja) 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
US10297386B2 (en) Multilayer ceramic capacitor and board having the same
JP5694464B2 (ja) 積層セラミック電子部品及び積層セラミック電子部品の実装基板
KR20110134866A (ko) 적층 세라믹 커패시터
JP2015204452A (ja) 積層セラミックキャパシタ及び積層セラミックキャパシタの実装基板
KR20110068230A (ko) 적층 세라믹 커패시터
KR20150080799A (ko) 적층 세라믹 전자 부품

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120124

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20120424

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20120427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120517

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120724