JP2012231078A

JP2012231078A - コンデンサ

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Publication number: JP2012231078A
Application number: JP2011099598A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Sato; 恒佐藤
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2011-04-27
Publication date: 2012-11-22
Anticipated expiration: 2031-04-27
Also published as: JP5769487B2

Abstract

【課題】層間剥離を抑制できるコンデンサを提供する。
【解決手段】複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層を介して互いに対向するように誘電体層間に設けられた内部電極３ａ，３ｂと、内部電極３ａ，３ｂが電気的に接続されており、積層体の端部を覆うように設けられた外部電極と、内部電極３ａ，３ｂの端部側であって、積層体の両側面のうち少なくとも一方側に、内部電極３ａ，３ｂから離間して配置されているとともに、側面及び端面から露出しており、外部電極と電気的に接続されたダミー電極６とを備え、端面における内部電極３ａ，３ｂとダミー電極６との間隙Ａは、積層方向に隣り合う内部電極３ａ，３ｂが設けられた誘電体層間において一致しているコンデンサ。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンデンサに関するものである。

従来のコンデンサにおいて、メッキ法によって積層体の端面から両側面にかけて外部電極を形成する場合には、内部電極の端部を積層体の端面から露出させていた。また、内部電極とは離間してその両側に配置された各々のダミー電極の端部を、積層体の端面から側面にかけてそれぞれ露出させていた（特許文献１を参照）。そして、この内部電極およびダミー電極の露出部分にメッキ法で外部電極を形成する。

このように、内部電極とダミー電極とを、積層体の幅方向に離間させることによって、両者が繋がっている場合における内部電極とダミー電極との接続部の近傍での、印刷マスクによる内部電極ペースト塗布時のかすれを防止できる。

特開2003−282356号公報

しかしながら、特許文献１に示すようなコンデンサの積層体の端面においては、内部電極とダミー電極との間隙が、積層方向に隣り合う内部電極が設けられた誘電体層間において一致していた。よって、メッキによって外部電極を形成する際、端面において、内部電極の露出端部と、ダミー電極の露出端部とがメッキによる外部電極で繋がりにくく、外部電極が途切れやすくなる問題点があった。

本発明のコンデンサは、複数の誘電体層が積層された積層体と、前記誘電体層を介して互いに対向するように前記誘電体層間に設けられた内部電極と、該内部電極が電気的に接続されており、前記積層体の端部を覆うように設けられた外部電極と、前記内部電極の端部側であって、前記積層体の両側面のうち少なくとも一方側に、前記内部電極から離間して配置されているとともに、前記側面及び端面から露出しており、前記外部電極と電気的に接続されたダミー電極とを備え、前記端面における内部電極とダミー電極との間隙は、積層方向に隣り合う内部電極が設けられた誘電体層間において一致していない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、複数の誘電体層が積層された積層体と、誘電体層を介して互いに対向するように誘電体層間に設けられた内部電極と、内部電極が電気的に接続されており、積層体の端部を覆うように設けられた外部電極と、内部電極の端部側であって、積層体の両側面のうち少なくとも一方側に、内部電極から離間して配置されているとともに、側面及び端面から露出しており、外部電極と電気的に接続されたダミー電極とを備え、端面における内部電極とダミー電極との間隙は、積層方向に隣り合う内部電極が設けられた誘電体層間において一致していないことから、端面における内部電極とダミー電極との間隙の上下の方向に、積層方向に隣り合う内部電極又はダミー電極が位置することとなる。よって、この内部電極又はダミー電極にメッキで形成された電極部分が、内部電極とダミー電極との間隙を覆うこととなる。従って、内部電極とダミー電極との間で外部電
極が途切れることを抑制できる。

本発明のコンデンサの実施の形態の一例を示す斜視図である。（ａ）は、本発明のコンデンサにおける、一方の第1内部電極の上面図であり、（ｂ）は、他方の第1内部電極の上面図である。本発明のコンデンサの積層体の端面図である。（ａ）は、本発明のコンデンサの一例における積層体の端面の拡大図であり、（ｂ）および（ｃ）は、本発明のコンデンサの他の例における積層体の端面の拡大図である。本発明のコンデンサの横断面図である。（ａ）は、本発明のコンデンサにおける、一方の第1内部電極の他の例の上面図であり、（ｂ）は、他方の第1内部電極の他の例の上面図である。（ａ）は、本発明のコンデンサにおける、一方の第1内部電極の他の例の上面図であり、（ｂ）は、他方の第1内部電極の他の例の上面図である。（ａ）は、本発明のコンデンサにおける、一方の第1内部電極の他の例の上面図であり、（ｂ）は、他方の第1内部電極の他の例の上面図である。（ａ）は、本発明のコンデンサにおける、一方の第1内部電極の他の例の上面図であり、（ｂ）は、他方の第1内部電極の他の例の上面図である。

以下に、本発明のコンデンサの実施の形態の一例について図面を参照しつつ詳細に説明する。図１〜図５に示すコンデンサ１は、基本的な構成として、積層体２と、内部電極３と、外部電極４とを具備している。

積層体２は、複数の誘電体層５が積層されて成る。この積層体２は、１層当たり例えば１〜２μｍの厚みに形成された矩形状の複数の誘電体層５を、例えば20〜2000層積層して成る直方体状の誘電体ブロックである。積層体２は、図１〜３、図５に示すように、互いに対向する第１の主面２ａ（上面）及び第２の主面（下面）２ｂと、互いに対向する第１の側面２ｃ及び第２の側面２ｄと、互いに対向する第１の端面２ｅ及び第２の端面２ｆとを有する略直方体状に形成されている。また、積層体２の寸法は、積層体２の長辺の長さを、例えば0.4〜3.2ｍｍとし、積層体２の短辺の長さを、例えば0.2〜1.6ｍｍとする。

誘電体層５の材料としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３またはＣａＺｒＯ_３等が挙げられる。なお、他の例としては、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３またはＣａＺｒＯ_３などを主成分とし、Ｍｎ化合物、Ｆｅ化合物、Ｃｒ化合物、Ｃｏ化合物、Ｎｉ化合物等が添加されたものであってもよい。

第１外部電極４ａおよび第２外部電極４ｂは、図５に示すように、第１内部電極３ａ、３ｂおよび第２内部電極３ｃにそれぞれ接続される。この第１外部電極４ａおよび第２外部電極４ｂは、積層体２の表面に設けられる。以下の説明では、単に「外部電極４」と表記した場合には、第１外部電極４ａおよび第２外部電極４ｂの双方を意味するものとする。

図５に示す例では、第１外部電極４ａおよび第２外部電極４ｂは、積層体２の端部に設けられている。また、この外部電極４は、厚みが５〜50μｍで形成されている。外部電極４は、配線基板上の電極パッドに電気的に接続されて、配線基板との電気的な導通を確保する役割を果たす。

図５に示すように、第１外部電極４ａは、第２の端面２ｆ上に形成されている。図１に
示すように、第１外部電極４ａの端部は、第１及び第２の側面２ｃ、２ｄにまで至っている。図５に示すように、第１外部電極４ａは、第２の端面２ｆに引き出される複数の第１内部電極３ａ、３ｂのそれぞれに電気的に接続されている。

図５に示すように、第２外部電極４ｂは、第１の端面２ｅ上に形成されている。図１に示すように、第２外部電極４ｂの端部は、第１及び第２の側面２ｃ、２ｄにまで至っている。図５に示すように、第２外部電極４ｂは、第１の端面２ｅに引き出される複数の第２内部電極３ｃのそれぞれに電気的に接続されている。

なお、外部電極４の表面には、外部電極４の保護、及び実装性の向上等のために、例えば、Ｎｉめっき膜やＳｎめっき膜などの１または複数のめっき膜が形成されていることが好ましい。例えば、外部電極４の表面に、Ｎｉめっき膜とＳｎめっき膜との積層体を形成してもよい。

外部電極４を配線基板に接合する方法は、特に限定されない。例えば、Ｓｎ−Ｓｂ系高温半田などの高温半田、Ｓｂ−Ｐｂ共晶半田、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系Ｐｂフリー半田、Ｓｎ−Ｃｕ系Ｐｂフリー半田、導電性微粒子を含む樹脂などの適宜の接合部材を用いて外部電極４と配線基板とを接合することができる。

第１内部電極３ａ、３ｂおよび第２内部電極３ｃは、誘電体層５を介して対向するように誘電体層５間に設けられている。以下の説明では、単に「内部電極３」と表記した場合には、第１内部電極３ａ、３ｂおよび第２内部電極３ｃの双方を意味するものとする。

図５に示す例では、積層体２の誘電体層５間に、複数の第１内部電極３ａ、３ｂと、複数の第２内部電極３ｃとが、交互に配置されている。

図２（ａ）に示すように、複数の第１内部電極３ａ、３ｂの一方の端部は、第２の端面２ｆに引き出されている。第１内部電極３ａ、３ｂは、第１及び第２の側面２ｃ、２ｄには至っていない。

図５に示すように、複数の第２内部電極３ｃの一方の端部は、第１の端面２ｅに引き出されている。第２内部電極３ｃも、第１及び第２の側面２ｃ、２ｄには至っていない。

内部電極３は、積層体２の誘電体層５間に20〜2000層形成されている。この内部電極３の材料としては、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ等の金属、またはこれらの金属の一種以上を含む、Ａｇ−Ｐｄ合金などの合金などが挙げられる。全ての内部電極３は、同一の金属または合金により形成されていることが好ましい。

内部電極３の全体の寸法は、図２（ａ）における積層体２の長辺方向に例えば0.39〜3.1ｍｍであり、積層体２の短辺方向に例えば0.19〜1.5ｍｍである。内部電極３の厚さは、特に限定されない。内部電極３の厚さは、例えば、0.3〜２μｍ程度である。

図２および図３に示す例において、一方の側面２ｃに偏在して配置されている一方の第1内部電極３ａと、これと同一の外部電極４ａに接続され、かつ、他方の側面２ｄに偏在
して配置されている他方の第1内部電極３ｂとが、積層方向に交互に配置されている。

ダミー電極６は、内部電極３の端部側であって、積層体２の両側面２ｃ、２ｄのうち少なくとも一方側に、内部電極３から離間して配置されているとともに、側面及び端面から露出しており、外部電極４と電気的に接続されている。図２（ａ）および（ｂ）に示す例においては、各誘電体層５間において、第1内部電極３ａが偏在する方とは反対側の側面
側にダミー電極６が配置されている。

ダミー電極６の寸法は、図２（ａ）、（ｂ）における積層体２の長辺方向に例えば0.1
〜１ｍｍであり、積層体２の短辺方向に例えば0.05〜0.5ｍｍである。ダミー電極６の厚
さは、特に限定されない。ダミー電極６の厚さは、例えば、0.3〜２μｍ程度であっても
よい。

図２（ａ）に示す例においては、ダミー電極６は、積層体２の側面２ｄの方に、第1内
部電極３ａとは離間して配置されており、側面２ｄ及び端面２ｆから露出しており、外部電極４ａと電気的に接続されている。また、図２（ｂ）に示す例においては、ダミー電極６は、積層体２の側面２ｃの方に、第1内部電極３ａとは離間して配置されており、側面
２ｃ及び端面２ｆから露出しており、外部電極４ａと電気的に接続されている。

以上のような第1内部電極３ａ、３ｂおよびダミー電極６の構成によって、積層体２の
端面２ｆにおいては、図３に示す例のように、積層体２の端面２ｆにおいて、一方の側面側に偏在する第1内部電極３ａと、他方の側面側に偏在する第1内部電極３ｂとが、積層方向に交互に配置されており、第1内部電極３ａ、３ｂが偏在する方とは反対側の側面側に
ダミー電極６が配置されている構成となる。

よって、端面２ｆにおける第1内部電極３ａ、３ｂとダミー電極６との間隙Ａは、積層
方向に隣り合う第1内部電極極３ａ、３ｂが設けられた誘電体層５間において一致してい
ないこととなる。

このような構成によって、図４（ａ）に示すように、端面２ｆにおける第1内部電極３
ａ、３ｂとダミー電極６との間隙Ａの上下少なくとも一方に、第1内部電極３ａが存在す
ることとなる。よって、この間隙Ａの上下少なくとも一方に存在する第1内部電極３ａに
メッキ法で形成された第1外部電極４ａが、間隙Ａを覆うこととなる。従って、内部電極
３の端部とダミー電極６の端部との間隙Ａで外部電極４ａが途切れることを抑制できる。

図３に示す例で、端面２ｆの中央部において、積層方向に隣り合う第1内部電極３ａ、
３ｂ間には、第2内部電極３ｂおよび２層分の誘電体層５の厚みに相当する間隔が存在す
る。一方、積層方向に隣り合うダミー電極６間には、４層分の誘電体層５、第1内部電極
３ａおよび２層分の第2内部電極３ｂの厚みに相当する間隔が存在するので、積層方向の
電極間隔が広くなるが、誘電体層５および内部電極３の厚みは、１層当たり例えば0.3〜
２μｍに過ぎない。よって、メッキ法によって外部電極４を形成する際は、上下のダミー電極６間で途切れることなく外部電極４ａを形成することができる。

図３に示す例においては、図４（ａ）に示すように、第1内部電極３ａの右側端部と、
ダミー電極６の左側端部とが、積層方向で一致している。しかし、図４（ｂ）に示すように、第1内部電極３ａの右側端部と、ダミー電極６の左側端部とは、積層方向で必ずしも
一致している必要はない。このような場合であっても、第1内部電極３ａの右側端部と、
ダミー電極６の左側端部との間隔が、１０μｍ以下であれば、第1内部電極３ａおよびダ
ミー電極６間の外部電極４ａの途切れを抑制する効果を奏する。

また、図４（ｃ）に示す例のように、第1内部電極３ａの端部と、ダミー電極６の端部
とが、積層方向において、間隔Ｃだけ重なっていても良い。このように間隔Ｃが存在する場合にも、図４（ａ）に示す例と同様、第1内部電極３ａの端部にメッキで付着した外部
電極４ａが、間隙Ａを十分覆うことができる。よって、当然、第1内部電極３ａおよびダ
ミー電極６間の外部電極４ａの途切れを抑制する効果を奏する。

以上で説明した図４（a）〜（ｃ）のいずれの例においても、端面２ｆにおける第1内部電極３ａ、３ｂとダミー電極６との間隙Ａは、積層方向に隣り合う第1内部電極極３ａ、
３ｂが設けられた誘電体層５間において一致していない。ここで、「一致していない」とは、間隙Ａの全部又は一部と、第1内部電極３ａ（３ｂ）とが、積層方向において重なっ
ていることを意味する。

また、間隙Ａは、0.07ｍｍ以上であることが好ましい。このように十分に間隙Ａを確保することによって、製造工程において、誘電体層となるグリーンシート上に、内部電極３及びダミー電極６となる電極ペーストを印刷マスクを使用して塗布し、マスクを離した後に、両電極のペーストが流動して繋がることを防止できる。

以上のような構成のコンデンサ１は、以下に示すようなセラミックグリーンシート積層法によって作製される。

具体的には、誘電体層５となる複数のグリーンシートを用意する。この工程において、セラミックグリーンシートは、セラミック原料粉末および有機バインダに適当な有機溶剤等を添加し混合することによって泥漿状のセラミックスラリーを作製し、これをドクターブレード法等によって成形することによって得られる。

次に、グリーンシート上に、内部電極３およびダミー電極６を形成する。この工程においては、得られたセラミックグリーンシートにスクリーン印刷法等によって、内部電極３およびダミー電極６のパターンとなる導体材料を形成する。なお、１枚のグリーンシートから多数個のコンデンサが得られるように、この１枚のグリーンシートに複数の内部電極３およびダミー電極６のパターンを印刷する。

次に、複数のセラミックグリーンシートを積層しかつプレスした後に、多数個分が一体となった生の積層体を作製する。この積層体をカットして、単体分の積層体として、コンデンサ１本体の生の状態のものを得る。

次に、生の状態のコンデンサ１本体を焼成して積層体２を得る。この工程においては、例えば800〜1050℃で焼成することによって積層体２を得る。この工程によって、グリー
ンシートは誘電体層５となり、導体材料は、内部電極３となる。

次に、メッキによって内部電極３及びダミー電極６における積層体２からの露出部に、外部電極４を形成する。

このようにして得られる外部電極４の材料は、銅以外に銀，ニッケル，パラジウムまたはこれらの合金等の金属材料であってもよい。

次に、得られた外部電極４の表面に、必要に応じてニッケル（Ｎｉ）メッキ層，金（Ａｕ）メッキ層，スズ（Ｓｎ）メッキ層あるいは半田メッキ層等のメッキ層を形成して、コンデンサ１を得る。

なお、本発明は上述した実施の形態の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において種々の変更，改良等が可能である。

例えば、バレル研磨等によって積層体２に面取りを施し、丸み部を形成してもよい。この工程によって、得られた積層体２の丸み部に、マイクロクラックの除去および欠けが発生することを防止することができる。さらにバレル研磨は金属粒子の表面酸化膜を削り取り金属表面を露出させてメッキ付着性を向上させる効果がある。

また、例えば、図６（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第1内部電極３ａは、誘電
体層５を介して第2内部電極３ｂと対向する容量形成部31と、容量形成部31から端面２ｆ
に引き出されている引出し部32とを有しており、引出し部32は、一方の側面２ｃ、２ｄ側に偏在して配置されており、ダミー電極３は、他方の側面２ｄ、２ｃ側に配置されていることが好ましい。

この場合には、引出し部32のみをいずれかの側面側に偏在させつつ、容量形成部31は、一般的なコンデンサと同様、誘電体層５間の中央部に配置させることができる。よって、誘電体層５を介して対向する第2内部電極３ｂが、誘電体層５間の中央部に配置されてい
る場合、第1内部電極３ａおよび第2内部電極３ｂの位置が平面視した際にずれてしまい、両者の対向面積が減少することを防止できる。

また、容量形成部31は、一般的なコンデンサと同様、誘電体層５間の中央部に配置されることで、いずれか一方の側面に容量形成部31が近接することを防止し、絶縁性が低下することを抑制することができる。

また、例えば、図７（ａ）および（ｂ）に示す例のように、第1内部電極３ａにおいて
、引出し部32が、側面２ｃ、２ｄに対して斜めに延びるように端面２ｆに引き出されていることが好ましい。一般的に、内部電極３は、外部電極４の配列方向に沿ってスキージを移動させることによって、印刷マスクの開口部に内部電極ペーストを充填して、形成される。その際、内部電極３の形状を、図７のようにすることで、内部電極ペーストが、マスクの開口部において滑らかに充填されていくこととなる。よって、電極のかすれが生じることを抑制することができる。第1内部電極３ａにおける、第2内部電極３ｂとの対向部分において、電極のかすれを防止することにより、コンデンサ１の容量を所望の値に精度良く設定することができる。

また、例えば、図８（ａ）および（ｂ）に示す例のように、引出部32における、ダミー電極６が存在しない側の辺は、積層体６の側面と平行であることが好ましい。これにより、内部電極３は、積層体の側面から一定の間隔を確保できることとなる。よって、より確実な絶縁性を確保できる。

このような図８（ｂ）に示す第1内部電極３ｂおよび誘電体層５の寸法を以下に示す。
誘電体層５の幅Ｗが0.5ｍｍであり、誘電体層５の長さＬが１ｍｍである場合、例えば、
ダミー電極６の幅Ｄは0.08ｍｍであり、第1内部電極３ｂの積層体から露出された部分の
幅Ｅは0.26ｍｍであり、第1内部電極３ｂとダミー電極６との間隙Ａは、0.08ｍｍである
。また、誘電体層５の幅Ｗが0.3ｍｍであり、誘電体層５の長さＬが0.6ｍｍである場合、例えば、ダミー電極６の幅Ｄは0.07ｍｍであり、第1内部電極３ｂの積層体から露出され
た部分の幅Ｅは0.09ｍｍであり、第1内部電極３ｂとダミー電極６との間隙Ａは、0.07ｍ
ｍである。

また、以上の説明では、主に第1内部電極３ａ、３ｂについての説明を行ったが、第2内部電極３ｃも、第1内部電極３ａ、３ｂと同様の構成であってよいことは言うまでもない
。

また、例えば、図９（ａ）および（ｂ）に示す例のように、ダミー電極６は、第1内部
電極３ａの両側に配置されていてもよい。この場合には、積層体２の端面２ｆ及び側面２ｃ、２ｄにおいて、積層方向におけるダミー電極６間の間隔が小さくなる。よって、メッキによって、第1外部電極４ａを形成する際に、さらに途切れにくい第1外部電極４ａを形成することができる。

また、以上の説明では、図３に示すように、側面２ｃから露出させるダミー電極６は、第1内部電極３ａ、３ｂが設けられた誘電体層間について、積層方向に一層飛ばしで配置
されていた。これは側面２ｄから露出させるダミー電極６も同様であった。しかし、この例に限らず、ダミー電極６は、第1内部電極３ａ、３ｂが設けられた誘電体層間について
、積層方向に二層以上飛ばして配置されていてもよい。このような場合であっても、誘電体層５等の厚みが調整され、積層方向におけるダミー電極６の間隔が10μｍ程度以下であれば、ダミー電極６間における第1外部電極４ａの途切れを抑制できる。これは、側面２
ｄから露出させるダミー電極６も同様である。また、当然、このようなダミー電極６の配置を、図６〜図９の変形例に適用してもよいものとする。

１：コンデンサ
２：積層体
３：内部電極
３ａ：一方の第1内部電極
３ｂ：他方の第1内部電極
３ｃ：第2内部電極
４：外部電極
４ａ：第1外部電極
４ｂ：第2外部電極
５：誘電体層
６：ダミー電極
Ａ：間隙

Claims

複数の誘電体層が積層された積層体と、
誘電体層を介して互いに対向するように誘電体層間に設けられた内部電極と、
該内部電極が電気的に接続されており、積層体の端部を覆うように設けられた外部電極と、
内部電極の端部側であって、積層体の両側面のうち少なくとも一方側に、内部電極から離間して配置されているとともに、側面及び端面から露出しており、外部電極と電気的に接続されたダミー電極とを備え、
端面における内部電極とダミー電極との間隙は、積層方向に隣り合う内部電極が設けられた誘電体層間において一致していないことを特徴とするコンデンサ。
前記内部電極は、前記誘電体層を介して互いに対向する容量形成部と、該容量形成部から前記端面に引き出されている引出し部とを有しており、
前記引出し部は、一方の側面側に偏在して配置されており、前記ダミー電極は、他方の側面側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
前記内部電極において、前記引出し部が、前記側面に対して斜めに延びるように前記端面に引き出されていることを特徴とする請求項２に記載のコンデンサ。