JP2015207749A - 積層セラミックキャパシタ - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性が向上した積層セラミックキャパシタを提供する。
【解決手段】複数の誘電体層１１１が積層されたセラミック本体１１０と、セラミック本体１１０の両端部に異なる極性の電圧が印加される第１及び第２外部電極１２１，１２２と、誘電体層１１１を介して上下に重なるように配置された本体部１２１ａ〜１２４ａ、及び誘電体層１１１の積層方向に沿って第１及び第２外部電極１２１，１２２と交互に接続されるように、本体部１２１ａ〜１２４ａから延長形成されたリード部１２１ｂ〜１２４ｂを備える内部電極１２１〜１２４と、を含む。内部電極１２１〜１２４は、同一極性の電圧が印加されるリード部１２１ｂ〜１２４ｂが重ならないように配置される。
【選択図】図３

Description

本発明は、積層セラミックキャパシタに関する。

セラミック材料を用いる電子部品としてキャパシタやインダクタ、圧電素子、バリスタ、サーミスタなどがある。

このようなセラミック電子部品のうち積層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ、Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒｅｄ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）は、小型でありながら、高容量が保障され、実装が容易であるという長所により、多様な電子装置に用いられることができる。

上記積層セラミックキャパシタは、コンピュータ、個人携帯用端末機（ＰＤＡ、ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、または携帯電話などの多様な電子製品の基板に装着されて、電気を充填または放電させる役割をする。

積層セラミックキャパシタは、誘電体層上に上記誘電体層の面積より小さい面積を有するように、一定厚さの内部電極を配置してから積層されるため、内部電極が配置された活性領域と内部電極が配置されていないマージン領域との段差が発生する。

また、積層セラミックキャパシタの製造工程において、複数の誘電体層と内部電極を積層した後、一定の圧力で圧着する。このとき、段差があるマージン領域は、圧力によって収縮しながら曲がるため、上記活性領域に比べてセラミック本体の厚さ方向に高い密度を有する。

このとき、セラミック本体の長さ方向のマージン領域には、セラミック本体の幅方向のマージン領域とは異なって、内部電極のリード部が２層ごとに存在する。

したがって、上記複数の誘電体層と内部電極を積層してから圧着するとき、上記リード部が圧力を支持する役割をすることにより、上記セラミック本体の長さ方向のマージン領域の曲がり具合が上記幅方向のマージン領域に比べて小さいため密度も相対的に低い。

韓国登録特許第５８７００６号公報

本発明の目的は、信頼性が向上した積層セラミックキャパシタを提供することにある。

本発明の一態様は、複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、上記セラミック本体において異なる極性の電圧が印加されるように配置された第１及び第２外部電極と、複数の内部電極と、を含み、上記内部電極は、上記セラミック本体内において上記誘電体層を介して上下に重なるように配置された複数の本体部、及び上記誘電体層の積層方向に沿って上記第１及び第２外部電極と交互に接続されるように上記それぞれの本体部から延長形成された複数のリード部を含み、上記内部電極は、上下に隣接して配置された同一極性のリード部が重ならないように配置される積層セラミックキャパシタを提供する。

本発明の一実施形態によると、機械的強度を改善することにより、積層セラミックキャパシタの信頼性を向上させる効果を奏する。

本発明の多様でありながらも有益な長所及び効果は、上述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程によってさらに容易に理解されることができる。

本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを概略的に示した斜視図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタにおいて外部電極を分離し、誘電体層、内部電極及び誘電体カバー層を概略的に示した分解斜視図である。 図１のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。 本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの内部電極を横方向に並べて示した平面図である。 本発明のさらに他の実施形態による積層セラミックキャパシタの内部電極を横方向に並べて示した平面図である。

以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを概略的に示した斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図であり、図３は、本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタにおいて外部電極を分離し、誘電体層、内部電極及び誘電体カバー層を概略的に示した分解斜視図である。

図１から図３を参照すると、本実施形態による積層セラミックキャパシタ１００は、セラミック本体１１０と、第１及び第２外部電極１３１、１３２と、第１から第４内部電極１２１〜１２４と、を含む。

セラミック本体１１０は、複数の誘電体層１１１を厚さ方向Ｔに積層してから焼成したものである。

このとき、セラミック本体１１０において隣接するそれぞれの誘電体層１１１間の境界は、確認できないほど一体化することができる。

また、セラミック本体１１０は、六面体形状を有することができるが、本発明はこれに限定されない。

本実施形態では、説明の便宜上、セラミック本体１１０の誘電体層１１１が積層された厚さ方向Ｔの相対する面を上下面１、２、これら上下面１、２を連結するセラミック本体１１０の長さ方向Ｌの面を第１及び第２側面３、４、これら第１及び第２側面３、４と垂直に交差し、相対する幅方向Ｗの面を幅方向の第３及び第４側面５、６と定義する。

一方、セラミック本体１１０は、最上部の内部電極の上部に所定厚さの上部誘電体カバー層１１２が形成され、最下部の内部電極の下部に下部誘電体カバー層１１３を形成することができる。

このとき、誘電体カバー層１１２、１１３は、誘電体層１１１と同一組成からなることができ、内部電極を含まない誘電体層を、セラミック本体１１０の上下面に少なくとも一つ以上積層して形成される。

誘電体層１１１は、高誘電率のセラミック材料を含むことができる。例えば、ＢａＴｉＯ_３系セラミック粉末などを含むことができるが、本発明はこれに限定されない。

上記ＢａＴｉＯ_３系セラミック粉末は、これに限定されないが、例えば、ＢａＴｉＯ_３にＣａ、Ｚｒなどが一部固溶された（Ｂａ_１−ｘＣａ_ｘ）ＴｉＯ_３、Ｂａ（Ｔｉ_１−ｙＣａ_ｙ）Ｏ_３、（Ｂａ_１−ｘＣａ_ｘ）（Ｔｉ_１−ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３またはＢａ（Ｔｉ_１−ｙＺｒ_ｙ）Ｏ_３などがある。

また、誘電体層１１１には、セラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、及び分散剤のうち、少なくとも一つ以上をさらに含むことができる。

上記セラミック添加剤としては、例えば、遷移金属酸化物または炭化物、希土類元素、マグネシウム（Ｍｇ）またはアルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。

第１及び第２外部電極１３１、１３２は、セラミック本体１１０の両端部にそれぞれ配置され、必要に応じて、セラミック本体１１０の第１及び第２側面３、４からセラミック本体１１０の上下面１、２の一部、または第３及び第４側面５、６の一部まで、それぞれ延長されるように形成できる。

このとき、第１及び第２外部電極１３１、１３２は、セラミック本体１１０の両端部に、導電性金属を含む導電性ペーストを塗布して焼成することで形成することができる。

上記導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、またはこれらの合金とすることができる。

一方、第１及び第２外部電極１３１、１３２上には、必要に応じて、表面をめっき処理しためっき層を形成することができる。

上記めっき層は、第１及び第２外部電極１３１、１３２上にニッケル（Ｎｉ）をめっきして形成されたニッケルめっき層と、このニッケルめっき層上にすず（Ｓｎ）をめっきして形成されたすずめっき層と、を含むことができる。

第１から第４内部電極１２１〜１２４は、それぞれの誘電体層１１１を介して、セラミック本体１１０の厚さ方向に沿って順に一つずつ配置される。

このとき、第１から第４内部電極１２１〜１２４は、その間に配置された誘電体層１１１によって電気的に絶縁されることができる。

このとき、第１から第４内部電極１２１〜１２４は、誘電体層１１１を形成するそれぞれのセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷法やグラビア印刷法などを用いて導電性金属を含む導電性ペーストで、それぞれの内部電極パターンを印刷した後、上記内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを、第１から第４内部電極の順に積層してから焼成することにより形成することができる。

上記導電性金属は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または、これらの合金とすることができるが、本発明はこれに限定されない。

また、第１から第４内部電極１２１〜１２４は、誘電体層を介して、上下に重なるように配置された第１から第４本体部１２１ａ〜１２４ａと、第１から第４本体部１２１ａ〜１２４ａにおいて、セラミック本体１１０の一面に露出するようにそれぞれ延長して形成された第１から第４リード部１２１ｂ〜１２４ｂと、を含む。

このとき、第１から第４内部電極１２１〜１２４は、異なる極性の電圧が印加される内部電極が、誘電体層１１１の積層方向に沿ってセラミック本体１１０の第１及び第２側面３、４に交互に露出し、第１または第２外部電極１３１、１３２と接続されるように構成される。

本実施形態において、第１内部電極１２１は、第１本体部１２１ａと、第１本体部１２１ａにおいて、第１外部電極１３１と接続されるようにセラミック本体１１０の第１側面３に向かって延長形成された第１リード部１２１ｂと、を含む。

また、第２内部電極１２２は、第１内部電極とは異なる極性の電圧が印加され、セラミック本体１１０内において第１本体部１２１ａと上下に重なるように配置された第２本体部１２２ａと、第２本体部１２２ａにおいて第２外部電極１３２と接続されるようにセラミック本体１１０の第２側面４に向かって延長形成された第２リード部１２２ｂと、を含む。

さらに、第３内部電極１２３は、第１内部電極１２１と同一極性の電圧が印加され、セラミック本体１１０内において第２本体部１２２ａと上下に重なるように配置された第３本体部１２３ａと、第３本体部１２３ａにおいて第１外部電極１３１と接続されるようにセラミック本体１１０の第１側面３に向かって延長形成され、第１リード部１２１ｂと上下に重ならないように配置された第３リード部１２３ｂと、を含む。

さらにまた、第４内部電極１２４は、第２内部電極１２２と同一極性の電圧が印加され、セラミック本体１１０内において第３本体部１２３ａと上下に重なるように配置された第４本体部１２４ａと、第４本体部１２４ａにおいて第２外部電極１３２と接続されるようにセラミック本体１１０の第２側面４に向かって延長形成され、第２リード部１２２ｂと上下に重ならないように配置された第４リード部１２４ｂと、を含む。

上記のような構成により、第１及び第２外部電極１３１、１３２に電圧が印加されると、対向する第１から第４内部電極１２１〜１２４の間に電荷が蓄積される。

このとき、積層セラミックキャパシタ１００の静電容量は、第１から第４内部電極１２１〜１２４の積層方向に沿って重なる第１から第４本体部１２１ａ〜１２４ａの面積と比例する。

本実施形態において、第１内部電極１２１の第１リード部１２１ｂは、セラミック本体１１０の第３側面５側の角部１２１ｃが段差を有するように形成され、第３内部電極１２３の第３リード部１２３ｂは、セラミック本体１１０の第４側面６側の角部１２３ｃが段差を有するように形成される。このとき、第１及び第３リード部１２１ｂ、１２３ｂの最大幅は、第１及び第３本体部１２１ａ、１２３ａの幅の１／２未満で形成される。

図４を参照すると、第１リード部１２１ｂの場合、図面上の左側に偏って配置され、第３リード部１２３ｂの場合、図面上の右側に偏って配置される。

したがって、第１及び第３内部電極１２１、１２３は、同一極性が印加されるが、上下に隣接して配置された第１及び第３リード部１２１ｂ、１２３ｂが重ならないように配置されるため、セラミック本体１１０の長さ方向のマージン領域を、従来の積層セラミックキャパシタ構造に比べて２倍程度増やすことができる。

一方、第２及び第４内部電極１２２、１２４の場合、第２及び第４リード部１２２ｂ、１２４ｂがセラミック本体１１０の第２側面４に露出することを除いては、上述した第１及び第３内部電極１２１、１２３と類似する構造を有するため、重複される説明は省略する。ここで、図面符号１２２ｃ及び１２４ｃは第２及び第４内部電極１２２、１２４の角部をそれぞれ示す。

一般に、積層セラミックキャパシタは、複数の誘電体層と内部電極を積層した後、一定の圧力で圧着する積層セラミックキャパシタの製造工程において、段差があるマージン領域が、圧力によって収縮されながら圧着される方向に曲がることにより、上記マージン領域の密度が、活性領域に比べてセラミック本体の厚さ方向に増加する。

本実施形態によると、従来のセラミック本体の長さ方向のマージン領域において、２層ごとに存在する内部電極のリード部の上下に重なる面積を１／２水準に減少させることにより、上記複数の誘電体層と内部電極を積層してから圧着するとき、上記セラミック本体の長さ方向のマージン領域の曲がり具合を従来よりも増やして、上記セラミック本体の長さ方向のマージン領域の密度をさらに増加させることができる。

したがって、機械的強度を改善させることにより、積層セラミックキャパシタの信頼性を向上させる効果を奏する。

図５は、本発明の他の実施形態による積層セラミックキャパシタの内部電極を横方向に並べて示した平面図である。

ここで、上述した一実施形態と類似した部分は重複を避けるために省略し、上述した一実施形態と異なる構造を有する第１から第４リード部１２１０ａ〜１２４０ａについて具体的に説明する。また、セラミック本体の方向及び各面に関する定義は図１を参照して説明による。

図５を参照すると、本発明の他の実施形態の第１から第４内部電極１２１０〜１２４０は、第１から第４本体部１２１０ａ〜１２４０ａと、第１から第４本体部１２１０ａ〜１２４０ａからそれぞれ延長形成された第１から第４リード部１２１０ｂ〜１２４０ｂと、を含む。

また、第１内部電極１２１０の第１リード部１２１０ｂは、セラミック本体１１０の第３側面５側の角部１２１０ｃが段差を有するように形成され、第３内部電極１２３０の第３リード部１２３０ｂは、セラミック本体１１０の第４側面６側の角部１２３０ｃが段差を有するように形成される。このとき、第１及び第３リード部１２１０ｂ、１２３０ｂの最大幅は、第１及び第３本体部１２１０ａ、１２３０ａの幅の１／２未満で形成される。

ここで、第１及び第３リード部１２１０ｂ、１２３０ｂは、一側辺１２１０ｄ、１２３０ｄが傾斜して形成されることができる。

第２及び第４内部電極１２２０、１２４０の場合、第２及び第４リード部１２２０ｂ、１２４０ｂが、セラミック本体１１０の第２端面４に露出することを除いては、上述した第１及び第３内部電極１２１０、１２３０と類似する構造を有するため、重複される説明は省略する。ここで、図面符号１２２０ｃ及び１２４０ｃは、第２及び第４内部電極１２２０、１２４０の角部をそれぞれ示す。

一方、本発明の第１及び第３リード部の形状は、必要に応じて、多様に変形されることができる。

例えば、図６に示されているように、第１及び第３リード部１２１０ｂ’、１２３０ｂ’は、必要に応じて、両側辺１２１０ｄ’、１２１０ｅ’、１２３０ｄ’、１２３０ｅ’を傾斜して形成することにより、テーパ形状とすることができる。

ここで、図面符号１２１０ｃ’から１２４０ｃ’は第１から第４内部電極１２１０’、１２４０’の角部をそれぞれ示す。

このとき、第１及び第３リード部１２１０ｂ’、１２３０ｂ’は、セラミック本体の第１側面３に向かって、幅が次第に狭くなるように形成される。

第２及び第４内部電極１２２０’、１２４０’の場合、第２及び第４リード部１２２０ｂ’、１２４０ｂ’がセラミック本体の第２側面４に露出することを除いては、上述した第１及び第３内部電極１２１０’、１２３０’と類似する構造を有するため、重複する説明は省略する。ここで、図面符号１２２０ｄ’、１２２０ｅ’、１２４０ｄ’、１２４０ｅ’は、第２及び第４内部電極１２２０’、１２４０’の両側辺をそれぞれ示す。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有するものには明らかである。

１００ 積層セラミックキャパシタ
１１０ セラミック本体
１１１ 誘電体層
１１２、１１３ 誘電体カバー層
１２１〜１２４、１２１０〜１２４０、１２１０’〜１２４０’ 第１から第４内部電極
１２１ａ〜１２４ａ、１２１０ａ〜１２４０ａ、１２１０ａ’〜１２４０ａ’ 第１から第４本体部
１２１ｂ〜１２４ｂ、１２１０ｂ〜１２４０ｂ、１２１０ｂ’〜１２４０ｂ’ 第１から第４リード部
１３１、１３２ 第１及び第２外部電極

Claims (12)

1. 複数の誘電体層が積層されたセラミック本体と、
   前記セラミック本体において異なる極性の電圧が印加される第１及び第２外部電極と、
   前記セラミック本体内において前記誘電体層を介して上下に重なるように配置された複数の本体部、及び前記誘電体層の積層方向に沿って前記第１及び第２外部電極と交互に接続されるように前記それぞれの本体部から延長形成された複数のリード部を含む複数の内部電極と、を含み、
   前記内部電極は、上下に隣接して配置された同一極性の電圧が印加されるリード部が重ならないように配置される、積層セラミックキャパシタ。
2. 前記リード部の一角部は、段差を有するように形成され、前記リード部の最大幅が前記本体部の幅の１／２未満である、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
3. 前記内部電極は、前記リード部の一側辺が傾斜して形成される、請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
4. 前記リード部は、テーパ形状を有するように形成される、請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
5. 前記リード部の幅は、前記セラミック本体の一面に向かって次第に狭くなるように形成される、請求項２に記載の積層セラミックキャパシタ。
6. 前記セラミック本体は、最上部の内部電極の上部及び最下部の内部電極の下部にそれぞれ誘電体カバー層が配置される、請求項１に記載の積層セラミックキャパシタ。
7. 複数の誘電体層が厚さ方向に積層されたセラミック本体と、
   前記セラミック本体の両端部にそれぞれ配置された第１及び第２外部電極と、
   前記誘電体層を介して前記セラミック本体の厚さ方向に沿って順に一つずつ配置された第１から第４内部電極と、を含み、
   前記第１内部電極は、第１本体部、及び前記第１本体部において前記第１外部電極と接続されるように延長形成された第１リード部を含み、
   前記第２内部電極は、前記第１本体部と上下に重なるように配置された第２本体部、及び前記第２本体部において前記第２外部電極と接続されるように延長形成された第２リード部を含み、
   前記第３内部電極は、前記第２本体部と上下に重なるように配置された第３本体部、及び前記第３本体部において前記第１外部電極と接続されるように延長形成され、前記第１リード部と上下に重ならないように配置された第３リード部を含み、
   前記第４内部電極は、前記第３本体部と上下に重なるように配置された第４本体部、及び前記第４本体部において前記第２外部電極と接続されるように延長形成され、前記第２リード部と上下に重ならないように配置された第４リード部を含む、積層セラミックキャパシタ。
8. 前記第１から第４リード部の一角部は段差を有するように形成され、前記第１から第４リード部の最大幅が前記第１から第４本体部の幅の１／２未満である、請求項７に記載の積層セラミックキャパシタ。
9. 前記第１から第４内部電極は、前記第１から第４リード部の一側辺が傾斜して形成される、請求項８に記載の積層セラミックキャパシタ。
10. 前記第１から第４リード部は、テーパ形状を有するように形成される、請求項８に記載の積層セラミックキャパシタ。
11. 前記第１から第４リード部の幅は、前記セラミック本体の一面に向かって次第に狭く形成される、請求項８に記載の積層セラミックキャパシタ。
12. 前記セラミック本体は、最上部の内部電極の上部及び最下部の内部電極の下部にそれぞれ誘電体カバー層が配置される、請求項７に記載の積層セラミックキャパシタ。

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