JP2011233840A

JP2011233840A - 電子部品

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Publication number: JP2011233840A
Application number: JP2010105604A
Authority: JP
Inventors: Takehisa Sasabayashi; 武久笹林; Takumi Taniguchi; 拓巳谷口
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-04-30
Filing date: 2010-04-30
Publication date: 2011-11-17
Also published as: CN102290238A; US8593785B2; US20110267736A1; CN102290238B

Abstract

【課題】ＥＳＲを低減しつつ、デラミネーションの発生を抑制できる電子部品を提供することである。
【解決手段】積層体１２は、複数の絶縁体層１６が積層されて構成されている。コンデンサ導体１８ａは、積層体１２に内蔵され、かつ、積層体１２の表面において、絶縁体層１６間から露出している露出部２６ａを有している。コンデンサ導体１８ｂは、積層体１２に内蔵され、かつ、積層体１２の表面において、絶縁体層１６間から露出している露出部２６ｂを有している。コンデンサ導体１８ａ，１８ｂは、コンデンサＣを構成している。外部電極はそれぞれ、露出部２６ａ，２６ｂを覆うように積層体１２の表面に直接めっきにより形成されている。ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さはそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さの３５％以上４５％以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子部品に関し、より特定的には、複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体を備えている電子部品に関する。

従来の電子部品としては、例えば、特許文献１に記載の積層セラミックコンデンサが知られている。特許文献１に記載の積層セラミックコンデンサは、複数の誘電体層、複数の電極及びターミネーションを備えている。複数の誘電体層及び複数の電極は、交互に積層されている。ターミネーションは、複数の誘電体層からなる積層体の底面に設けられている外部電極である。以上のような積層セラミックコンデンサでは、積層体の底面において誘電体層間から電極を露出させ、電極が露出している部分にめっきを施すことによりターミネーションを形成している。

ところで、前記積層セラミックコンデンサでは、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減したいという要望がある。ＥＳＲを低減する方法としては、例えば、電極が積層体の底面から露出している部分の面積を大きくすることが挙げられる。これにより、電極とターミネーションとが接続されている部分の面積が大きくなり、ＥＳＲが低減される。

しかしながら、電極が積層体の底面から露出している面積が大きくなると、誘電体層同士が剥離するデラミネーションが発生しやすくなる。より詳細には、電極と誘電体層とは異なる材料により作製されている。そのため、電極と誘電体層との密着力は、誘電体層同士の密着力に比べて弱い。そして、電極が積層体の底面から大きく露出する積層体にマザー積層体がカットされる場合には、カット時に積層体に加わる力によって、密着力が弱い電極と誘電体層との間にデラミネーションが発生するおそれがある。

特開２００７−１２９２２４号公報

そこで、本発明の目的は、ＥＳＲを低減しつつ、デラミネーションの発生を抑制できる電子部品を提供することである。

本発明の一形態に係る電子部品は、複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の表面において、前記絶縁体層間から露出している第１の露出部を有している第１のコンデンサ導体と、前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の表面において、前記絶縁体層間から露出している第２の露出部を有している第２のコンデンサ導体であって、前記第１のコンデンサ導体と共にコンデンサを構成している第２のコンデンサ導体と、前記第１の露出部を覆うように前記表面に直接めっきにより形成された第１の外部電極と、前記第２の露出部を覆うように前記表面に直接めっきにより形成された第２の外部電極と、を備えており、積層方向から平面視したときに、前記第１の露出部及び前記第２の露出部の長さはそれぞれ、前記絶縁体層の外縁の長さの３５％以上４５％以下であること、を特徴とする。

本発明によれば、ＥＳＲを低減しつつ、デラミネーションの発生を抑制できる。

電子部品の外観斜視図である。電子部品の積層体の分解斜視図である。絶縁体層及びコンデンサ導体を平面視した図である。その他の実施形態に係る電子部品の外観斜視図である。

以下に、本発明の実施形態に係る電子部品について図面を参照しながら説明する。

（電子部品の構成）
まず、電子部品の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、電子部品１０の外観斜視図である。図２は、電子部品１０の積層体１２の分解斜視図である。以下では、積層体１２の積層方向をｙ軸方向と定義する。積層体１２をｙ軸方向から平面視したときの積層体１２の短辺方向をｘ軸方向と定義する。積層体１２をｙ軸方向から平面視したときの積層体１２の長辺方向をｚ軸方向と定義する。

電子部品１０は、チップコンデンサであり、図１及び図２に示すように、積層体１２、外部電極１４（１４ａ，１４ｂ）及びコンデンサＣ（図１には図示せず）を備えている。積層体１２は、直方体状をなしている。ただし、積層体１２は、面取りが施されることにより角及び稜線において丸みを帯びた形状をなしている。積層体１２の表面は、側面Ｓ１，Ｓ２、端面Ｓ３，Ｓ４、上面Ｓ５及び下面Ｓ６により構成されている。以下では、積層体１２において、ｙ軸方向の正方向側の面を側面Ｓ１とし、ｙ軸方向の負方向側の面を側面Ｓ２とする。また、ｘ軸方向の負方向側の面を端面Ｓ３とし、ｘ軸方向の正方向側の面を端面Ｓ４とする。また、ｚ軸方向の正方向側の面を上面Ｓ５とし、ｚ軸方向の負方向側の面を下面Ｓ６とする。

積層体１２は、図２に示すように、複数の絶縁体層１６が積層されることにより構成されている。絶縁体層１６は、長方形状をなしており、誘電体セラミックにより作製されている。誘電体セラミックの例としては、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＣａＺｒＯ₃等が挙げられる。また、これらの材料が主成分とされ、Ｍｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物等が副成分とされていてもよい。絶縁体層１６の厚みは、０．４μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。以下では、絶縁体層１６のｙ軸方向の正方向側の主面を表面と称し、絶縁体層１６のｙ軸方向の負方向側の主面を裏面と称す。

積層体１２の側面Ｓ１は、ｙ軸方向の最も正方向側に設けられている絶縁体層１６の表面により構成されている。積層体１２の側面Ｓ２は、ｙ軸方向の最も負方向側に設けられている絶縁体層１６の裏面により構成されている。また、端面Ｓ３は、複数の絶縁体層１６のｘ軸方向の負方向側の短辺が連なることによって構成されている。端面Ｓ４は、複数の絶縁体層１６のｘ軸方向の正方向側の短辺が連なることによって構成されている。上面Ｓ５は、複数の絶縁体層１６のｚ軸方向の正方向側の長辺が連なることによって構成されている。下面Ｓ６は、複数の絶縁体層１６のｚ軸方向の負方向側の長辺が連なることによって構成されている。

コンデンサＣは、図２に示すように、積層体１２に内蔵されているコンデンサ導体１８（１８ａ，１８ｂ）により構成されている。コンデンサ導体１８は、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ａｕ等の導電性材料により作製されており、０．３μｍ以上２．０μｍ以下の厚さを有していることが好ましい。

コンデンサ導体１８ａは、絶縁体層１６の表面上に設けられており、容量部２０ａ及び引き出し部２２ａを有している。容量部２０ａは、長方形状をなしており、絶縁体層１６の外縁に接していない。引き出し部２２ａは、容量部２０ａに接続されており、絶縁体層１６の長辺及び短辺に引き出されている。より詳細には、引き出し部２２ａは、絶縁体層１６のｘ軸方向の負方向側の短辺全体、絶縁体層１６のｚ軸方向の正方向側の長辺の一部、及び、絶縁体層１６のｚ軸方向の負方向側の長辺の一部に引き出されている。これにより、引き出し部２２ａは、積層体１２の端面Ｓ３、上面Ｓ５及び下面Ｓ６において、隣り合う２層の絶縁体層１６間から露出しているコ字状の露出部２６ａを有している。露出部２６ａは、図２に示すように、連続しており、途中で分断されていない。

コンデンサ導体１８ｂは、コンデンサ導体１８ａと共にコンデンサＣを構成し、かつ、絶縁体層１６の表面上に設けられており、容量部２０ｂ及び引き出し部２２ｂを有している。容量部２０ｂは、長方形状をなしており、絶縁体層１６の外縁に接していない。引き出し部２２ｂは、容量部２０ｂに接続されており、絶縁体層１６の長辺及び短辺に引き出されている。より詳細には、引き出し部２２ｂは、絶縁体層１６のｘ軸方向の正方向側の短辺全体、絶縁体層１６のｚ軸方向の正方向側の長辺の一部、及び、絶縁体層１６のｚ軸方向の負方向側の長辺の一部に引き出されている。これにより、引き出し部２２ｂは、積層体１２の端面Ｓ４、上面Ｓ５及び下面Ｓ６において、隣り合う２層の絶縁体層１６間から露出しているコ字状の露出部２６ｂを有している。露出部２６ｂは、図２に示すように、連続しており、途中で分断されていない。

以上のように構成されたコンデンサ導体１８ａ，１８ｂは、ｙ軸方向に交互に並ぶように複数の絶縁体層１６上に設けられている。これにより、コンデンサＣは、容量部２０ａと容量部２０ｂとが絶縁体層１６を介して対向する部分において構成されている。そして、コンデンサ導体１８が設けられている複数の絶縁体層１６が積層されている領域を、内層領域と称す。また、内層領域のｙ軸方向の正方向側には、コンデンサ導体１８が設けられていない複数の絶縁体層１６が積層されている。同様に、内層領域のｙ軸方向の負方向側には、コンデンサ導体１８が設けられていない複数の絶縁体層１６が積層されている。以下では、これらのコンデンサ導体１８が設けられていない複数の絶縁体層１６が積層されている２つの領域を外層領域と称す。

外部電極１４ａは、露出部２６ａを覆うように、積層体１２の端面Ｓ３、上面Ｓ５及び下面Ｓ６上に直接めっきにより形成されている。より詳細には、外部電極１４ａは、端面Ｓ３の略全面を覆っている。更に、外部電極１４ａは、端面Ｓ３から上面Ｓ５及び下面Ｓ６に対して折り返されている。また、外部電極１４ｂは、露出部２６ｂを覆うように、積層体１２の端面Ｓ４、上面Ｓ５及び下面Ｓ６上に直接めっきにより形成されている。より詳細には、外部電極１４ｂは、端面Ｓ４の略全面を覆っている。更に、外部電極１４ｂは、端面Ｓ４から上面Ｓ５及び下面Ｓ６に対して折り返されている。以上のように外部電極１４が設けられることにより、外部電極１４ａと外部電極１４ｂとの間にコンデンサＣが接続されている。外部電極１４の材料としては、例えば、Ｃｕが挙げられる。

ところで、電子部品１０は、ＥＳＲを低減しつつ、デラミネーションの発生を抑制できる構成を有している。ＥＳＲを低減するためには、ｙ軸方向から平面視したときにおける露出部２６ａ，２６ｂの長さを長くすることが望ましい。一方、デラミネーションの発生を抑制するためには、ｙ軸方向から平面視したときにおける露出部２６ａ，２６ｂの長さを短くすることが望ましい。そこで、本願発明者は、以下に説明する実験を行って、ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２がそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上４５％以下であることが望ましいことを特定した。以下に、本願発明者が行った実験について説明する。

（実験）
本願発明者は、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品を作製した。実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品はそれぞれ、コンデンサ導体の構造が異なっていることにより、Ｌ２／Ｌ１が異なっている。以下に、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品の構造について説明する。

まず、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品に共通の構造を以下に示す。
寸法：０．８ｍｍ×０．５ｍｍ×１．６ｍｍ
絶縁体層の材料：ＢａＴｉＯ₃
絶縁体層の層数：４２０層
内層領域の絶縁体層の層数：３３０層
外層領域の絶縁体層の層数：各４５層
絶縁体層の厚み：３μｍ
コンデンサ導体の材料：Ｎｉ
コンデンサ導体の厚み：１μｍ
コンデンサの容量：０．４７μＦ
外部電極の材料：Ｃｕめっき／Ｎｉめっき／Ｓｎめっき（３層構造）

次に、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品のコンデンサ導体の構造について説明する。図３は、絶縁体層及びコンデンサ導体を平面視した図である。表１は、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品における絶縁体層及びコンデンサ導体の図３に示す各部（ａ〜ｆ）の寸法及びＬ２／Ｌ１を示した表である。なお、ａ〜ｆは、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品をカットし、断面を研磨した後、測長顕微鏡によりコンデンサ導体及び絶縁体層の各部位を計測することにより測定した。なお、Ｌ１は、２ａ＋２ｆであり、Ｌ２は、ｂ＋２ｃ＋２ｄである。

以上のような実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品の共振点におけるＥＳＲを、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー株式会社製Ｅ５０７１Ｂ）を用いて測定した。また、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品をＣ−ＳＡＭ（ソニックス株式会社製ＩＮＳＩＧＨＴ−２００）を用いて検査を行って、デラミネーションの発生率を調べた。表２は、実験結果を示したグラフである。

ここで、表２において、ＥＳＲ低下率は、比較例１に係る電子部品のＥＳＲに対する他の電子部品のＥＳＲの低下率を示している。比較例１に係る電子部品では、表１に示すように、ｃ及びｄが０ｍｍである。これは、コンデンサ導体が、長方形状をなしており、積層体の端面にのみ引き出されていることを意味している。

表２によれば、Ｌ２／Ｌ１が０．３５以上である実施例１ないし実施例３及び比較例４に係る電子部品では、ＥＳＲ低下率が１０％以上となっている。一方、Ｌ２／Ｌ１が０．３５より小さい比較例１ないし比較例３に係る電子部品では、ＥＳＲ低下率が１０％より小さくなっている。したがって、ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２がそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上であれば、ＥＳＲを効果的に低減できることがわかる。

一方、Ｌ２／Ｌ１が０．４５以下である比較例１ないし比較例３及び実施例１ないし実施例３に係る電子部品では、デラミネーションが発生していない。一方、Ｌ２／Ｌ１が０．４５より大きい比較例４に係る電子部品では、デラミネーションが発生している。したがって、ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２がそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の４５％以下であれば、デラミネーションの発生を抑制できることがわかる。

以上の実験より、ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２をそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上４５％以下とすることにより、ＥＳＲを低減でき、かつ、デラミネーションの発生を抑制できることがわかる。

次に、本願発明者は、以下に説明する実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品を作製した。そして、本願発明者は、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品を用いて、実施例１ないし実施例３及び比較例１ないし比較例４に係る電子部品と同じ実験を行った。以下に、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品の構造について説明する。

まず、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品に共通の構造を以下に示す。
寸法：０．５ｍｍ×０．３ｍｍ×１．０ｍｍ
絶縁体層の材料：ＢａＴｉＯ₃
絶縁体層の層数：２７０層
内層領域の絶縁体層の層数：１８０層
外層領域の絶縁体層の層数：各４５層
絶縁体層の厚み：３μｍ
コンデンサ導体の材料：Ｎｉ
コンデンサ導体の厚み：１μｍ
コンデンサの容量：０．１０μＦ
外部電極の材料：Ｃｕめっき／Ｎｉめっき／Ｓｎめっき（３層構造）

次に、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品のコンデンサ導体の構造について説明する。絶縁体層及びコンデンサ導体の各部の寸法は、図３に示したものを援用する。表３は、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品における絶縁体層及びコンデンサ導体の図３に示す各部（ａ〜ｆ）の寸法及びＬ２／Ｌ１を示した表である。

以上のような実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品の共振点におけるＥＳＲを、ネットワークアナライザを用いて測定した。また、実施例４ないし実施例６及び比較例５ないし比較例８に係る電子部品をＣ−ＳＡＭを用いて検査を行って、デラミネーションの発生率を調べた。表４は、実験結果を示したグラフである。

表４によれば、表２と同様に、ｙ軸方向から平面視したときに、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２をそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上４５％以下とすることにより、ＥＳＲを低減でき、かつ、デラミネーションの発生を抑制できることがわかる。したがって、電子部品１０の絶縁体層１６のサイズやコンデンサ導体１８のサイズを変更しても、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２をそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上４５％以下とすることにより、ＥＳＲを低減でき、かつ、デラミネーションの発生を抑制できることがわかる。

（電子部品の製造方法）
次に、電子部品１０の製造方法について説明する。なお、図面は、図１及び図２を援用する。

まず、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃、ＣａＺｒＯ₃等の主成分と、Ｍｎ化合物、Ｍｇ化合物、Ｓｉ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物、希土類化合物等の副成分とを所定の比率で秤量してボールミルに投入し、湿式調合を行う。得られた混合物を乾燥してから粉砕し、得られた粉末を仮焼する。得られた仮焼粉末をボールミルにて湿式粉砕した後、乾燥してから解砕して、誘電体セラミック粉末を得る。

この誘電体セラミック粉末に対して、有機バインダ及び有機溶剤を加えてボールミルで混合を行う。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法により、キャリアシート上にシート状に形成して乾燥させ、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートを作製する。

次に、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシート上に、導電性材料からなるペーストをスクリーン印刷法やフォトリソグラフィ法などの方法で塗布することにより、コンデンサ導体１８ａ，１８ｂを形成する。導電性材料からなるペーストは、例えば、金属粉末に、有機バインダ及び有機溶剤が加えられたものである。

次に、絶縁体層１６となるべきセラミックグリーンシートを逐次積層して未焼成のマザー積層体を得る。セラミックグリーンシートを逐次圧着する工程では、１０ｋＮ〜５００ｋＮの圧力をセラミックグリーンシートに加える。この後、未焼成のマザー積層体に対して、静水圧プレスにて圧着を施す。

次に、未焼成のマザー積層体を所定寸法にカットして、複数の未焼成の積層体１２を得る。そして、積層体１２の表面に、バレル研磨加工を施して、積層体１２の角部及び稜線の面取りを行う。

次に、未焼成の積層体１２を焼成する。焼成温度は、例えば、９００℃〜１３００℃であることが好ましい。

最後に、直接めっきにより外部電極１４を形成する。以上の工程を経て、電子部品１０が完成する。

（効果）
以上の電子部品１０によれば、前記実験の通り、露出部２６ａ，２６ｂの長さＬ２をそれぞれ、絶縁体層１６の外縁の長さＬ１の３５％以上４５％以下とすることにより、ＥＳＲを低減でき、かつ、デラミネーションの発生を抑制できる。

（その他の実施形態）
本発明に係る電子部品１０は、前記実施形態に示したものに限らず、その要旨の範囲内において変更可能である。

電子部品１０では、図１に示すように、ｚ軸方向から平面視したときに、ｙ軸方向に長辺が延在し、ｘ軸方向に短辺が延在している。しかしながら、図４に示すその他の実施形態に係る電子部品１０ａのように、ｚ軸方向から平面視したときに、ｙ軸方向に短辺が延在し、ｘ軸方向に長辺が延在していてもよい。

なお、外部電極１４は、前記の通り１回の直接めっきにより形成されるが、２回のめっきにより形成されてもよい。具体的には、１回目の直接めっきにより、下地めっき膜を形成した後に、２回目のめっきにより、下地めっき膜上に上層めっき膜を形成する。下地めっき膜及び上層めっき膜の材料は、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｓｎ，Ｐｂ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｂｉ又はＺｎの中から選ばれる１種類の金属又は複数種類の金属からなる合金である。なお、コンデンサ導体１８の材料としてＮｉを用いた場合には、下地めっき膜の材料としてＮｉと整合性のよいＣｕを用いることが好ましい。また、上層めっき膜を第１の上層めっき膜及び第２の上層めっき膜からなる２層構造としてもよい。下地めっき膜と接する第１の上層めっき膜の材料としては、はんだにより侵食されにくいＮｉを用いることが好ましい。また、外部に露出する第２の上層めっき膜の材料としては、はんだ濡れ性の優れたＳｎやＡｕを用いることが好ましい。なお、下層めっき膜、第１の上層めっき及び第２の上層めっき膜の厚さはそれぞれ、１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましい。

以上のように、本発明は、電子部品に有用であり、特に、ＥＳＲを低減しつつ、デラミネーションの発生を抑制できる点において優れている。

Ｃコンデンサ
Ｓ１，Ｓ２側面
Ｓ３，Ｓ４端面
Ｓ５上面
Ｓ６下面
１０，１０ａ電子部品
１２積層体
１４ａ，１４ｂ外部電極
１６絶縁体層
１８ａ，１８ｂコンデンサ導体
２０ａ，２０ｂ容量部
２２ａ，２２ｂ引き出し部
２６ａ，２６ｂ露出部

Claims

複数の絶縁体層が積層されて構成されている積層体と、
前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の表面において、前記絶縁体層間から露出している第１の露出部を有している第１のコンデンサ導体と、
前記積層体に内蔵され、かつ、該積層体の表面において、前記絶縁体層間から露出している第２の露出部を有している第２のコンデンサ導体であって、前記第１のコンデンサ導体と共にコンデンサを構成している第２のコンデンサ導体と、
前記第１の露出部を覆うように前記表面に直接めっきにより形成された第１の外部電極と、
前記第２の露出部を覆うように前記表面に直接めっきにより形成された第２の外部電極と、
を備えており、
積層方向から平面視したときに、前記第１の露出部及び前記第２の露出部の長さはそれぞれ、前記絶縁体層の外縁の長さの３５％以上４５％以下であること、
を特徴とする電子部品。