JP2018041904A - Electronic component device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子部品と金属端子とを備えている電子部品装置に関する。 The present invention relates to an electronic component device including an electronic component and a metal terminal.
素体と、素体に配置されている外部電極とを備えている電子部品と、外部電極に電気的に接続される金属端子と、外部電極と金属端子とを接合すると共に電気的に接続する接合部と、を備える電子部品装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。 An electronic component including an element body and an external electrode disposed on the element body, a metal terminal electrically connected to the external electrode, and the external electrode and the metal terminal are joined and electrically connected. An electronic component device including a joint is known (for example, see Patent Document 1).
本発明の一つの態様は、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度の低下が抑制される電子部品装置を提供することを目的とする。 An object of one aspect of the present invention is to provide an electronic component device in which a decrease in bonding strength through a bonding portion between an external electrode and a metal terminal is suppressed.
本発明者らは、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度の低下が抑制される電子部品装置について、調査研究を行った。その結果、本発明者らは、以下の事実を見出し、本発明を想到するに至った。 The present inventors conducted a research study on an electronic component device in which a decrease in bonding strength via a bonding portion between an external electrode and a metal terminal is suppressed. As a result, the present inventors have found the following facts and arrived at the present invention.
接合部がはんだにより形成されている場合、はんだとの相性を考慮して、外部電極及び金属端子の各最外層としてSnからなるめっき層が採用される。この場合、高温環境下(たとえば、150℃を越えるの環境下)での連続使用において、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度が低下することが判明した。 When the joining portion is formed of solder, a plating layer made of Sn is employed as the outermost layers of the external electrode and the metal terminal in consideration of compatibility with the solder. In this case, it has been found that, in continuous use in a high temperature environment (for example, an environment exceeding 150 ° C.), the bonding strength through the bonding portion between the external electrode and the metal terminal is lowered.
Snからなるめっき層は、通常、Niからなるめっき層上に形成される。Niからなるめっき層は、下地金属層上に形成される。Niからなるめっき層は、下地金属層のはんだ喰われを防いでいる。下地金属層は、たとえば、Cuなどの焼結金属層からなる。これらの構成では、外部電極と金属端子とがはんだにより接合される際の熱により、NiとSnとが合金化し、Niからなるめっき層の厚みが小さくなり、下地金属層の一部がはんだに露出するおそれがある。 The plating layer made of Sn is usually formed on the plating layer made of Ni. The plating layer made of Ni is formed on the base metal layer. The plating layer made of Ni prevents the base metal layer from being eroded by solder. The base metal layer is made of a sintered metal layer such as Cu, for example. In these structures, Ni and Sn are alloyed by heat when the external electrode and the metal terminal are joined by the solder, the thickness of the plating layer made of Ni is reduced, and a part of the base metal layer is applied to the solder. There is a risk of exposure.
下地金属層の一部がはんだに露出している場合、電子部品装置が高温環境下で連続使用された際に、下地金属層を構成している金属(たとえば、上述したCuなど)が、接合部を通って、金属端子のNiからなるめっき層に至り、Niとで化合物を形成することがある。下地金属層を構成している金属とNiとで化合物が形成される際に、金属端子のNiからなるめっき層にボイドが形成され、Niからなるめっき層が金属端子から剥がれ易くなり、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度が低下する。 When a part of the base metal layer is exposed to the solder, when the electronic component device is continuously used in a high temperature environment, the metal constituting the base metal layer (for example, Cu described above) is bonded. In some cases, a plating layer made of Ni of a metal terminal is passed through the portion, and a compound is formed with Ni. When a compound is formed by the metal constituting the base metal layer and Ni, voids are formed in the plated layer made of Ni of the metal terminal, and the plated layer made of Ni is easily peeled off from the metal terminal, and the external electrode The joint strength through the joint between the metal terminal and the metal terminal is lowered.
そして、本発明者らは、更なる調査研究を行い、以下の事実を見出した。すなわち、外部電極及び金属端子の各最外層が貴金属を含有し、かつ、接合部が、貴金属を主成分として含有していることにより、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度の低下が抑制される。貴金属は、合金反応が比較的生じ難く、合金化の観点では、たとえばCuなどよりも安定した金属である。貴金属は、たとえば、Ag、Au、Pt、Pdなどである。 And the present inventors conducted further research and found the following facts. That is, each outermost layer of the external electrode and the metal terminal contains a noble metal, and the joining portion contains the noble metal as a main component, so that the joining strength through the joining portion between the external electrode and the metal terminal is increased. Reduction is suppressed. The noble metal is a metal that is relatively less likely to cause an alloy reaction and is more stable than Cu or the like from the viewpoint of alloying. The noble metal is, for example, Ag, Au, Pt, Pd or the like.
本発明の一つの態様に係る電子部品装置は、素体と、素体に配置されている外部電極とを備えている電子部品と、外部電極に電気的に接続される金属端子と、外部電極と金属端子とを接合すると共に電気的に接続する接合部と、を備え、外部電極の最外層が、貴金属を含有する層であり、金属端子の最外層が、貴金属を含有する層であり、接合部が、貴金属を主成分として含有している。 An electronic component device according to one aspect of the present invention includes an electronic component including an element body and an external electrode disposed on the element body, a metal terminal electrically connected to the external electrode, and the external electrode And a joint part that joins and electrically connects the metal terminal, and the outermost layer of the external electrode is a layer containing a noble metal, and the outermost layer of the metal terminal is a layer containing a noble metal, The joint contains a precious metal as a main component.
本発明の上記一つの態様に係る電子部品装置では、接合部が、貴金属を主成分として含有していると共に、外部電極及び金属端子の各最外層が貴金属を含有している。これにより、本態様に係る電子部品装置では、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度の低下が抑制される。 In the electronic component device according to one aspect of the present invention, the joint portion contains a noble metal as a main component, and each outermost layer of the external electrode and the metal terminal contains a noble metal. Thereby, in the electronic component device according to this aspect, a decrease in bonding strength via the bonding portion between the external electrode and the metal terminal is suppressed.
本発明の上記一つの態様によれば、外部電極と金属端子との接合部を介した接合強度の低下が抑制される電子部品装置を提供することができる。 According to the one aspect of the present invention, it is possible to provide an electronic component device in which a decrease in bonding strength via a bonding portion between an external electrode and a metal terminal is suppressed.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.
図1及び図2を参照して、本実施形態に係る電子部品装置ED1の構成を説明する。図1は、本実施形態に係る電子部品装置を示す斜視図である。図2は、本実施形態に係る電子部品装置の断面構成を説明するための図である。 With reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of electronic component apparatus ED1 which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view showing an electronic component device according to this embodiment. FIG. 2 is a view for explaining a cross-sectional configuration of the electronic component device according to the present embodiment.
電子部品装置ED1は、図1及び図2に示されるように、積層コンデンサ1と、一対の金属端子20と、接合部30とを備えている。電子部品装置ED1は、電子部品として、積層コンデンサ1を備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the electronic component device ED <b> 1 includes the multilayer capacitor 1, a pair of
積層コンデンサ1は、直方体形状を呈している素体3と、素体3の外表面に配置されている一対の外部電極5と、を有している。一対の外部電極5は、互いに離間している。直方体形状には、角部及び稜部が面取りされている直方体の形状、及び、角部及び稜部が丸められている直方体の形状が含まれる。
The multilayer capacitor 1 includes an element body 3 having a rectangular parallelepiped shape and a pair of
素体3は、その外表面として、互いに対向している一対の端面3aと、互いに対向している長方形状の一対の側面3bと、互いに対向している長方形状の一対の側面3cと、を有している。一対の端面3aが対向している方向が第一方向D1であり、一対の側面3bが対向している方向が第二方向D2であり、一対の側面3cが対向している方向が第三方向D3である。第一方向D1は、第二方向D2と直交している。第三方向D3は、第一方向D1と第二方向D2とに直交している。第一方向D1が、素体3の長手方向である。
The element body 3 includes, as outer surfaces, a pair of
一対の側面3bは、一対の端面3aの間を連結するように第一方向D1に延在している。一対の側面3bは、第三方向D3にも延在している。一対の側面3cは、一対の端面3aの間を連結するように第一方向D1に延在している。一対の側面3cは、第二方向D2にも延在している。
The pair of
素体3は、一対の側面3bが対向している方向(第二方向D2)に複数の誘電体層が積層されて構成されている。素体3では、複数の誘電体層の積層方向が第二方向D2と一致する。各誘電体層は、たとえば誘電体材料(BaTiO3系、Ba(Ti,Zr)O3系、又は(Ba,Ca)TiO3系などの誘電体セラミック)を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成されている。実際の素体3では、各誘電体層は、各誘電体層の間の境界が視認できない程度に一体化されている。素体3では、複数の誘電体層の積層方向が第三方向D3と一致していてもよい。
The element body 3 is configured by laminating a plurality of dielectric layers in a direction (second direction D2) in which the pair of
積層コンデンサ1は、図2に示されるように、それぞれ複数の内部電極7,9を備えている。内部電極7,9は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料からなる。導電性材料として、卑金属(たとえば、Ni又はCuなど)が用いられる。内部電極7,9は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成されている。本実施形態では、内部電極7,9は、Niからなる。
As shown in FIG. 2, the multilayer capacitor 1 includes a plurality of
内部電極7と内部電極9とは、第二方向D2において異なる位置(層)に配置されている。すなわち、内部電極7と内部電極9とは、素体3内において、第二方向D2に間隔を有して対向するように交互に配置されている。内部電極7と内部電極9とは、互いに極性が異なる。複数の誘電体層の積層方向が第三方向D3である場合、内部電極7と内部電極9とは、第三方向D3において異なる位置(層)に配置される。
The
外部電極5は、素体3における端面3a側に、すなわち素体3の端部にそれぞれ配置されている。外部電極5は、端面3aに配置されている電極部分、一対の側面3bに配置されている電極部分、及び、一対の側面3cに配置されている電極部分を有している。すなわち、外部電極5は、一方の端面3a、一対の側面3b、及び一対の側面3cの五つの面に形成されている。互いに隣り合う電極部分同士は、素体3の稜部において接続されており、電気的に接続されている。
The
端面3aに配置されている電極部分は、対応する内部電極7,9の端面3aに露出した部分をすべて覆うように配置されており、内部電極7,9は、端面3aに配置されている電極部分に直接的に接続されている。これにより、内部電極7,9は、対応する外部電極5に電気的に接続される。
The electrode portion disposed on the
外部電極5は、図2に示されるように、第一電極層11と第二電極層13とをそれぞれ有している。すなわち、外部電極5の各電極部分が、第一電極層11と第二電極層13とを含んでいる。第二電極層13は、外部電極5の最外層を構成している。
As shown in FIG. 2, the
第一電極層11は、導電性ペーストを素体3の表面に付与して焼き付けることにより形成されている。第一電極層11は、導電性ペーストに含まれる金属成分(金属粉末)が焼結して形成された焼結金属層である。すなわち、第一電極層11は、素体3に形成された焼結金属層である。本実施形態では、第一電極層11は、Cuからなる焼結金属層である。第一電極層11は、Niからなる焼結金属層であってもよい。このように、第一電極層11は、Cu又はNiを含んでいる。導電性ペーストには、Cu又はNiからなる粉末に、ガラス成分、有機バインダ、及び有機溶剤を混合したものが用いられている。
The
第二電極層13は、第一電極層11を形成するための導電性ペーストの表面に第二電極層13を形成するための導電性ペーストを付与して、これらを同時に焼き付けることにより形成されている。第二電極層13も、導電性ペーストに含まれる金属成分(金属粉末)が焼結して形成された焼結金属層である。すなわち、第二電極層13は、第一電極層11と同時に、素体3に形成された焼結金属層である。
The
本実施形態では、第二電極層13は、AgPdCu合金からなる焼結金属層である。したがって、第二電極層13は、貴金属を含有している。本実施形態では、第二電極層13は、Agを含有している。また、第二電極層13は、Pdを含有している。第二電極層13は、Ag又はPd以外の貴金属を含んでいてもよい。
In the present embodiment, the
本実施形態では、第二電極層13を形成するための導電性ペーストには、AgPdCu合金からなる粉末に、ガラス成分、有機バインダ、及び有機溶剤を混合したものが用いられている。
In the present embodiment, the conductive paste for forming the
金属端子20は、積層コンデンサ1(素体3)の端面3aに対向するように配置されている。金属端子20は、外部電極5と電気的に接続されている。金属端子20は、外部電極5を通して、対応する内部電極7,9と電気的に接続されている。
The
金属端子20は、接続部21と、脚部23とを備えている。接続部21は、端面3aに対向して位置している。接続部21には、外部電極5における端面3aに配置されている電極部分が電気的に接続されている。接続部21は、第二方向D2に延びており、第一方向D1から見て、矩形状を呈している。
The
脚部23は、接続部21の一端から延びている。脚部23は、第一部分23aと第二部分23bとを有している。第一部分23aは、接続部21の一端から第二方向D2に延在している。すなわち、第一部分23aは、接続部21と同じ方向(第二方向D2)に延在しており、接続部21と第一部分23aとは同一平面上に位置している。
The
第二部分23bは、第一部分23aの一端から第一方向D1に延在しており、第二方向D2から見て、矩形状を呈している。第一部分23aと第二部分23bとは、互いに交差する方向(本実施形態では、互いに直交する方向)に延びている。第二部分23bは、他の電子機器(たとえば、回路基板又は電子部品など)に接続される。
The
第一部分23aは、接続部21と第二部分23bとを連結している。すなわち、第一部分23aは、接続部21の一端と第二部分23bの一端との間を連結するように、第二方向D2に延在している。接続部21と第二部分23bとは、第二方向D2に見て、第一部分23aの長さ分離れて位置している。接続部21と脚部23(第一部分23a及び第二部分23b)とは、一体的に形成されている。
The
金属端子20は、図2に示されるように、基材25と金属層27とをそれぞれ有している。すなわち、金属端子20の接続部21及び脚部23が、基材25と金属層27とを含んでいる。金属層27は、金属端子20の最外層を構成している。
The
基材25は、金属材料からなる。本実施形態では、基材25は、Fe−Ni合金からなる。
The
金属層27は、基材25上にめっき法により形成されている。金属層27は、基材25上にAgめっきにより形成されためっき層(Agからなるめっき層)である。したがって、金属層27は、貴金属を含有している。本実施形態では、金属層27は、Agを含有している。金属層27は、Ag以外の貴金属を含有していてもよい。
The
接合部30は、外部電極5と金属端子20とを接合している。本実施形態では、外部電極5における端面3aに配置されている電極部分が含んでいる第二電極層13と、金属端子20の接続部21とが、接合部30により接合されている。接合部30は、導電性を有し、外部電極5と金属端子20とは、接合部30を通して電気的に接続されている。
The
接合部30は、導電性フィラーがAgからなる導電性接着剤により形成されている。したがって、接合部30は、貴金属を主成分として含有している。本実施形態では、接合部30は、Agを主成分として含有している。接合部30は、主成分としてAg以外の貴金属を含有していてもよい。
The
本実施形態では、接合部30は、樹脂(たとえば、熱硬化性樹脂など)と、Agからなる導電性フィラーとにより構成されている。熱硬化性樹脂としては、たとえば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、又はポリイミド樹脂などが用いられる。接合部30は、導電性樹脂層でもある。
In this embodiment, the joining
接合部30は、次のように形成できる。外部電極5における端面3aに配置されている電極部分が含んでいる第二電極層13、及び、金属端子20の接続部21の少なくとも一方に、非硬化状態の上記導電性接着剤を付与し、導電性接着剤に外部電極5(第二電極層13)と接続部21(金属層27)を接触させる。導電性接着剤を介して、外部電極5と接続部21とが対向した状態で、導電性接着剤を硬化させる。これにより、接合部30が形成されると共に、外部電極5と接続部21とが接合部30を介して物理的かつ電気的に接続される。
The joining
以上のように、本実施形態では、接合部30が、貴金属(Ag)を主成分として含有していると共に、外部電極5及び金属端子20の各最外層(第二電極層13、金属層27)が貴金属(Ag)を含有している。貴金属は、合金反応が比較的生じ難く、合金化の観点では、たとえばCuなどよりも安定した金属である。したがって、電子部品装置ED1では、高温環境下での連続使用においても、外部電極5と金属端子20との接合部30を介した接合強度の低下が抑制される。
As described above, in the present embodiment, the
外部電極5の第二電極層13、金属端子20の金属層27、及び接合部30は、不可避的な微量の不純物を含有してもよい。
The
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described, this invention is not necessarily limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary.
第二電極層13は、焼結金属層に限られることなく、第一電極層11上に形成されためっき層であってもよい。すなわち、第二電極層13は、第一電極層11上にめっき法により形成されていてもよい。この場合、第二電極層13は、第一電極層11上に貴金属めっきにより形成された貴金属めっき層(貴金属からなるめっき層)である。貴金属めっき層には、Agめっき層、Auめっき層、Ptめっき層、又はPdめっき層がある。
The
第二電極層13は、第一電極層11上に形成された導電性樹脂層であってもよい。すなわち、第二電極層13は、第一電極層11上に付与された導電性樹脂を硬化させることにより形成されていてもよい。この場合、第二電極層13は、第一電極層11全体を覆うように形成されている。第一電極層11は、第二電極層13を形成するための下地金属層である。導電性樹脂には、熱硬化性樹脂(たとえば、上述したエポキシ樹脂など)に導電性フィラー及び有機溶媒などを混合したものが用いられる。導電性フィラーとしては、Ag粉末、Au粉末、Pt粉末、又はPd粉末などが用いられる。
The
第二電極層13が焼結金属層又はめっき層である場合、接合部は、導電性接着剤に限られることなく、焼結された貴金属(たとえば、焼結Ag、焼結Au、焼結Pt、又は焼結Pdなど)により形成されていてもよい。この場合、接合部30は、次のように形成できる。外部電極5における端面3aに配置されている電極部分が含んでいる第二電極層13、及び、金属端子20の接続部21の少なくとも一方に、導電性ペーストを付与し、導電性ペーストに外部電極5(第二電極層13)と接続部21(金属層27)を接触させる。外部電極5と接続部21とが導電性ペーストを介して対向した状態で、導電性ペーストを焼き付ける。これにより、接合部30を介して、外部電極5と接続部21とが物理的かつ電気的に接続される。
When the
接合部30を形成するための導電性ペーストは、貴金属からなる粉末(たとえば、Agからなる粉末、Auからなる粉末、Ptからなる粉末、又はPdからなる粉末など)に、有機バインダ、及び有機溶剤を混合したものが用いられている。すなわち、接合部30は、導電性ペーストに含まれる貴金属が焼結して形成された焼結金属層でもある。
The conductive paste for forming the
金属層27は、基材25全体を覆っている必要はない。たとえば、金属層27は、接続部21における外部電極5に対向する領域のみに形成されていてもよい。
The
本実施形態では、電子部品として積層コンデンサ1を例に説明したが、適用可能な電子部品は、積層コンデンサ1に限られない。適用可能な電子部品は、たとえば、積層インダクタ、積層バリスタ、積層圧電アクチュエータ、積層サーミスタ、もしくは積層複合部品などの積層電子部品、又は、積層電子部品以外の電子部品である。 In the present embodiment, the multilayer capacitor 1 is described as an example of the electronic component, but the applicable electronic component is not limited to the multilayer capacitor 1. The applicable electronic component is, for example, a multilayer electronic component such as a multilayer inductor, a multilayer varistor, a multilayer piezoelectric actuator, a multilayer thermistor, or a multilayer composite component, or an electronic component other than the multilayer electronic component.
1…積層コンデンサ、3…素体、5…外部電極、11…第一電極層、13…第二電極層、20…金属端子、21…接続部、23…脚部、25…基材、27…金属層、30…接合部、ED1…電子部品装置。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer capacitor, 3 ... Element body, 5 ... External electrode, 11 ... 1st electrode layer, 13 ... 2nd electrode layer, 20 ... Metal terminal, 21 ... Connection part, 23 ... Leg part, 25 ... Base material, 27 ... Metal layer, 30 ... Junction, ED1 ... Electronic component device.
Claims (7)
前記外部電極に電気的に接続される金属端子と、
前記外部電極と前記金属端子とを接合すると共に電気的に接続する接合部と、を備え、
前記外部電極の最外層が、貴金属を含有する層であり、
前記金属端子の最外層が、貴金属を含有する層であり、
前記接合部が、貴金属を主成分として含有している、電子部品装置。 An electronic component comprising an element body and an external electrode disposed on the element body;
A metal terminal electrically connected to the external electrode;
A joint portion that joins and electrically connects the external electrode and the metal terminal;
The outermost layer of the external electrode is a layer containing a noble metal;
The outermost layer of the metal terminal is a layer containing a noble metal;
An electronic component device in which the joint includes a precious metal as a main component.
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