JP2019004097A - Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層セラミックコンデンサ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same.
一般的に、積層セラミックコンデンサは、交流電流を通電すると、等価直列抵抗ESR(ESR=電極抵抗r+誘電損失による抵抗tanδ/ωC)に比例した発熱ΔT(ΔT
∝ESR×I2)が起こる。この発熱により積層セラミックコンデンサは温度が上昇し、特に中央部で温度が高くなり、高温負荷信頼性を低減させる原因となっている。
In general, when an alternating current is applied to a multilayer ceramic capacitor, heat generation ΔT (ΔT) proportional to an equivalent series resistance ESR (ESR = electrode resistance r + resistance tan δ / ωC due to dielectric loss).
∝ ESR × I 2 ) occurs. Due to this heat generation, the temperature of the multilayer ceramic capacitor rises, and in particular, the temperature rises at the center, which causes a reduction in high temperature load reliability.
また、積層セラミックコンデンサから他の電子部品へ熱が伝わり、他の電子部品に悪影響を与えるということもあり、積層セラミックコンデンサの発熱を低減させる手段が望まれる。 In addition, since heat is transferred from the multilayer ceramic capacitor to other electronic components and adversely affects other electronic components, a means for reducing the heat generation of the multilayer ceramic capacitor is desired.
図13に示すように、一般に、積層セラミックコンデンサ100は、積層体114と、第1の外部電極124aおよび第2の外部電極124bとにより構成される。積層体114は、積層された複数の誘電体層116と複数の内部電極118とを有している。複数の内部電極118は、複数の第1の内部電極118aおよび複数の第2の内部電極118aを含む。また、複数の誘電体層116は、外層部116aと内層部116bとを含む。
As shown in FIG. 13, generally, the multilayer
積層体114は、誘電体層116上に第1の内部電極118aが配置されたものと、誘電体層116上に第2の内部電極118bが配置されたものと、を交互に積層された内層部116bと、その上下両側において、内部電極を有さない複数の誘電体層116aがそれぞれ積層された外層部116aからなる構造を有している。
The
そして、従来の積層セラミックコンデンサ100は、通常、複数の内部電極118の厚みが、それぞれ全面に亘って略均一であった。
In the conventional multilayer
このような構造の積層セラミックコンデンサ100において、交流電流を通電すると、積層セラミックコンデンサ100の内部で発生した熱の大部分は、内部電極118を経由して外層部116aに放散される。従って、外層部116aの表面温度は、内部電極118の放熱特性に左右されることになる。
In the multilayer
特に、近年では、積層セラミックコンデンサの小型化および大容量化の要求によって、誘電体層116および内部電極118の薄層化が進んでおり、内部電極118の放熱特性の向上が問題になっている。
In particular, in recent years, the
そこで、例えば、特許文献1のように、誘電損失に着目して誘電体セラミック組成物を工夫し、発熱を小さくする技術や、特許文献2のように、内部電極を複数組み合わせることにより、放熱特性を向上させる技術が提案されている。 Therefore, for example, as disclosed in Patent Document 1, a dielectric ceramic composition is devised by paying attention to dielectric loss, and heat dissipation is reduced by combining a plurality of internal electrodes as disclosed in Patent Document 2 or a technique for reducing heat generation. Techniques for improving the quality have been proposed.
しかしながら、特許文献1の積層セラミックコンデンサは、誘電体セラミック組成物により用途が限定されてしまうため、設計の自由度が低くなるという問題をあった。 However, the multilayer ceramic capacitor of Patent Document 1 has a problem that the degree of freedom in design is low because the application is limited by the dielectric ceramic composition.
また、特許文献2の積層セラミックコンデンサは、放熱性は向上するものの、内部電極の厚みが厚くなるため、積層枚数が制限されることになり、静電容量の設計の自由度が低くなるという問題があった。さらに、内部電極の材料の使用量が増加することによって、製造コストがアップするという問題もあった。 In addition, although the multilayer ceramic capacitor of Patent Document 2 has improved heat dissipation, the thickness of the internal electrode is increased, so that the number of stacked layers is limited and the degree of freedom in designing the capacitance is reduced. was there. Furthermore, there is a problem that the manufacturing cost increases due to an increase in the amount of the material used for the internal electrode.
それゆえに、本発明の主たる目的は、設計の自由度と放熱性の向上との両立を図ることのできる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法を提供することである。 Therefore, a main object of the present invention is to provide a multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same that can achieve both a degree of freedom in design and an improvement in heat dissipation.
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層された複数の誘電体層を含み、積層方向に相対する第1の主面および第2の主面と、積層方向に直交する幅方向に相対する第1の側面および第2の側面と、積層方向および幅方向に直交する長さ方向に相対する第1の端面および第2の端面と、を含む積層体と、複数の誘電体層上に配置され、第1の端面に第1の引出電極部が露出する第1の内部電極と、複数の誘電体層上に配置され、第2の端面に第2の引出電極部が露出する第2の内部電極と、第1の内部電極に接続されて第1の端面上に配置された第1の外部電極と、第2の内部電極に接続されて第2の端面上に配置された第2の外部電極と、を有する積層セラミックコンデンサであって、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が存在すること、を特徴とする、積層セラミックコンデンサである。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部の中心に近付くにつれて、第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が厚くなることが好ましい。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が厚くなることが好ましい。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が、徐々に厚みを厚くした円滑ドーム形状からなることが好ましい。
あるいは、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が、階段状に厚みを厚くした階段ドーム形状からなることが好ましい。
本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、前述のいずれかに記載の積層セラミックコンデンサの製造方法であって、第1の内部電極および第2の内部電極は、インクジェット印刷法により印刷し、厚みが厚い部分の厚みを制御すること、を特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法である。
また、本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法は、厚みが厚い部分の厚みは、一回塗りによって、厚みを制御することが好ましい。
The multilayer ceramic capacitor according to the present invention includes a plurality of stacked dielectric layers, and a first main surface and a second main surface facing the stacking direction, and a first facing the width direction orthogonal to the stacking direction. A stacked body including a side surface and a second side surface of the first side surface, a first end surface and a second end surface facing in the length direction orthogonal to the stacking direction and the width direction, and disposed on the plurality of dielectric layers, A first internal electrode in which the first lead electrode portion is exposed on the first end face, and a second internal electrode that is disposed on the plurality of dielectric layers and in which the second lead electrode portion is exposed on the second end face A first external electrode connected to the first internal electrode and disposed on the first end face; and a second external electrode connected to the second internal electrode and disposed on the second end face A multilayer ceramic capacitor having a product connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body In the counter electrode portion where the first internal electrode and the second internal electrode face each other in the central portion in the direction, there are portions where the first internal electrode and the second internal electrode are thick. A multilayer ceramic capacitor.
In addition, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention has the first internal electrode and the second internal electrode as they approach the center of the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. It is preferable that the thick part is thick.
Moreover, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode may become thicker as they approach the center of the counter electrode portion. preferable.
Moreover, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode gradually become thicker as they approach the center of the counter electrode portion. It is preferable to have a smooth dome shape in which the thickness is increased.
Alternatively, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode are stepped as they approach the center of the counter electrode portion. It is preferable to have a stepped dome shape with an increased thickness.
A method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to any one of the foregoing, wherein the first internal electrode and the second internal electrode are printed by an ink jet printing method and have a thickness. A method for producing a multilayer ceramic capacitor, characterized in that the thickness of a thick portion is controlled.
In the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the thickness of the thick portion is preferably controlled by a single coating.
この発明にかかる積層セラミックコンデンサによれば、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が存在するので、内部電極の抵抗を低下させることができることに加え、セラミックよりも熱伝導率の高い内部電極の体積を増加させることができるため、放熱特性を向上させることができる。従って、積層セラミックコンデンサの発熱を低減することができる。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部の中心に近付くにつれて、第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が厚くなると、発熱の低減を極力温度勾配の少ない状態で実現することができる。これにより、材料組成はそのままにして、積層セラミックコンデンサの発熱量を低減することができ、設計の自由度を確保することができる。また、必要な部分においてのみ内部電極の厚みを厚くすることができるため、内部電極の材料の使用量も最適化され、製造コストアップも抑えることができる。
さらに、この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が厚くなると、積層セラミックコンデンサの最も発熱が生じやすい中心部において、発熱の低減を極力温度勾配の少ない状態で実現しやすくなり、発熱をより一層低減することができる。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が、徐々に厚みを厚くした円滑ドーム形状からなると、設計の自由度を広げると共に、積層セラミックコンデンサの最も発熱が生じやすい中心部において、より発熱を低減することができる。
さらに、この発明にかかる積層セラミックコンデンサは、積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における第1の内部電極と第2の内部電極とが対向する対向電極部において、第1の内部電極および第2の内部電極を平面視した際に、対向電極部の中心に近付くにつれて第1の内部電極および第2の内部電極の厚みが厚い部分が、階段状に厚みを厚くした階段ドーム形状からなると、中央部の最厚部が平坦となり、電界の集中を緩和する効果を得ることができる。
この発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、本発明にかかる積層セラミックコンデンサを製造するに際して、厚みの異なる内部電極パターンを形成のために、インクジェット印刷法により印刷するので、本発明にかかる積層セラミックコンデンサを効率的に製造することができる。
また、この発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、厚みを厚くした内部電極パターンを一回塗りによって、厚みを制御すると、より効率的に積層セラミックコンデンサを効率的に製造するこができる。
According to the multilayer ceramic capacitor of the present invention, the counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In this part, since the first internal electrode and the second internal electrode have thick portions, the resistance of the internal electrode can be reduced, and the volume of the internal electrode having higher thermal conductivity than ceramic can be reduced. Since it can be increased, the heat dissipation characteristics can be improved. Therefore, the heat generation of the multilayer ceramic capacitor can be reduced.
In addition, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention has the first internal electrode and the second internal electrode as they approach the center of the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. When the thick part is thick, heat generation can be reduced with as little temperature gradient as possible. As a result, the calorific value of the multilayer ceramic capacitor can be reduced while maintaining the material composition, and the degree of freedom in design can be ensured. In addition, since the thickness of the internal electrode can be increased only in a necessary portion, the amount of material used for the internal electrode is optimized, and an increase in manufacturing cost can be suppressed.
Furthermore, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode become thicker as they approach the center of the counter electrode portion. In the central part where the heat generation is most likely to occur in the ceramic capacitor, it becomes easy to realize the reduction of the heat generation with the least possible temperature gradient, and the heat generation can be further reduced.
Moreover, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode gradually become thicker as they approach the center of the counter electrode portion. When the smooth dome shape is made thicker, the degree of freedom in design can be expanded, and the heat generation can be further reduced in the central portion where the heat generation is most likely to occur in the multilayer ceramic capacitor.
Furthermore, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is a counter electrode in which the first internal electrode and the second internal electrode are opposed to each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body. In the portion, when the first internal electrode and the second internal electrode are viewed in plan, the thicker portions of the first internal electrode and the second internal electrode are stepped as they approach the center of the counter electrode portion. When the thickness of the stepped dome is increased, the thickest portion at the center becomes flat, and the effect of alleviating electric field concentration can be obtained.
According to the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, when the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is manufactured, the internal electrode patterns having different thicknesses are printed by the ink jet printing method so that the present invention is applied. A multilayer ceramic capacitor can be manufactured efficiently.
Further, according to the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, when the thickness is controlled by applying the thick internal electrode pattern once, the multilayer ceramic capacitor can be more efficiently manufactured. .
この発明によれば、設計の自由度と放熱性の向上との両立を図ることのできる積層セラミックコンデンサ及びその製造方法が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a multilayer ceramic capacitor and a method for manufacturing the same, which can achieve both a degree of freedom in design and an improvement in heat dissipation.
本発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。 The above-described object, other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent from the following description of embodiments for carrying out the invention with reference to the drawings.
1.積層セラミックコンデンサ
この発明の一実施の形態に係る積層セラミックコンデンサについて説明する。図1は、本発明に係る積層セラミックコンデンサの一実施の形態を示す外観斜視図である。図2は、図1のII−II線における断面図である。図3は、図1のIII−III線における断面図である。図4は、図1のIV−IV線における断面図である。図5は、図4に示した3層構造の内部電極を示す概略構成図である。図6は、図1のVI−VI線における断面図である。図7は、図6に示した2層構造の内部電極を示す概略構成図である。図8は、図1のVIII−VIII線における断面図である。図9は、図8に示した1層構造の内部電極を示す概略構成図である。
1. Multilayer Ceramic Capacitor A multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an external perspective view showing an embodiment of a multilayer ceramic capacitor according to the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the internal electrode having the three-layer structure shown in FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the internal electrode of the two-layer structure shown in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing the internal electrode having the single-layer structure shown in FIG.
図1および図2に示すように、積層セラミックコンデンサ10は、直方体状の積層体14と、外部電極24とにより構成される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the multilayer
積層体14は、積層された複数の誘電体層16と複数の内部電極18とを有する。さらに、積層体14は、積層方向xに相対する第1の主面14aおよび第2の主面14bと、積層方向xに直交する幅方向yに相対する第1の側面14cおよび第2の側面14dと、積層方向xおよび幅方向yに直交する長さ方向zに相対する第1の端面14eおよび第2の端面14fとを有する。この積層体14には、角部および稜線部に丸みがつけられていることが好ましい。なお、角部とは、積層体の隣接する3面が交わる部分のことであり、稜線部とは、積層体の隣接する2面が交わる部分のことである。
また、第1の主面14aおよび第2の主面14b、並びに、第1の側面14cおよび第2の側面14d、並びに、第1の端面14eおよび第2の端面14fの一部または全部に凹凸などが形成されていてもよい。
The
In addition, the first
誘電体層16は、外層部16aと内層部16bとを含む。外層部16aは、積層体14の第1の主面14a側および第2の主面14b側に位置し、第1の主面14aと最も第1の主面14aに近い内部電極18との間に位置する誘電体層16、および第2の主面14bと最も第2の主面14bに近い内部電極18との間に位置する誘電体層16である。そして、両外層部16aに挟まれた領域が内層部16bである。
The
誘電体層16の材料としては、たとえば、BaTiO3、CaTiO3、SrTiO3CaZrO3などの成分を含む誘電体セラミックを用いることができる。上記の誘電体材料を主成分として含む場合、所望する積層セラミックコンデンサ10の特性に応じて、たとえば、Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物などの主成分よりも含有量の少ない成分を添加したものを用いてもよい。
As a material of the
焼成後の誘電体層16の厚みは、0.5μm以上20μm以下であることが好ましい。
The thickness of the
図2に示すように、積層体14は、複数の内部電極18として、たとえば略矩形状の複数の第1の内部電極18aおよび複数の第2の内部電極18bを有する。複数の第1の内部電極18aおよび複数の第2の内部電極18bは、積層体14の積層方向xに沿って等間隔に交互に配置されるように埋設されている。
As illustrated in FIG. 2, the
第1の内部電極18aの一端側には、積層体14の第1の端面14eに引き出された第1の引出電極部20aを有する。第2の内部電極18bの一端側には、積層体14の第2の端面14fに引き出された第2の引出電極部20bを有する。具体的には、第1の内部電極18aの一端側の第1の引出電極部20aは、積層体14の第1の端面14eに露出している。また、第2の内部電極18bの一端側の第2の引出電極部20bは、積層体14の第2の端面14fに露出している。
なお、内部電極18は、実装面に対して平行になるように配置されてもよく、垂直になるように配置されてもよい。
One end side of the first
The
積層体14は、誘電体層16の内層部16bにおいて、第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが対向する対向電極部22aを含む。また、積層体14は、対向電極部22aの幅方向yの一端と第1の側面14cとの間および対向電極部22aの幅方向yの他端と第2の側面14dとの間に形成される積層体14の側部(以下、「Wギャップ」という。)22bを含む。さらに、積層体14は、第1の内部電極18aの第1の引出電極部20aとは反対側の端部と第2の端面14fとの間および第2の内部電極18bの第2の引出電極部20bとは反対側の端部と第1の端面14eとの間に形成される積層体14の端部(以下、「Lギャップ」という。)22cを含む。
The
内部電極18は、たとえば、Ni、Cu、Ag、Pd、Auなどの金属や、これらの金属の一種を含む、たとえば、Ag−Pd合金などの合金を含有している。特に、内部電極18の主成分は、Niであることが好ましい。内部電極18は、さらに誘電体層16に含まれるセラミックスと同一組成系の誘電体粒子を含んでいてもよい。
The
積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部(発熱の程度が大きいホットスポット)における、第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが対向する対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18aの厚みが局所的に厚い部分と第2の内部電極18bの厚みが局所的に厚い部分とが配設されている。
The first
具体的には、3段構造の複数の第1の内部電極18a3および複数の第2の内部電極18b3が、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部に形成されている。図4および図5に示すように、3段構造の第1の内部電極18a3は、第1層40と第2層42と第3層44とで構成され、対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42と第3層44とが配置されている部分)が存在している。
3段構造の第2の内部電極18b3は、第1層40と第2層42と第3層44とで構成され、対向電極部22aにおいて、第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42と第3層44とが配置されている部分)が存在している。
Specifically, the stacking direction x in which the plurality of first internal electrodes 18a3 and the plurality of second internal electrodes 18b3 having a three-stage structure connect the first
The second internal electrode 18b3 having a three-stage structure includes a
ベースとなる第1層40上に積み重ねられる第2層42および第3層44は、第1層40〜第3層44の総厚みが、第1層40の厚みの3倍を超えない範囲であれば、何層でも積層されてよいが、第1層40と同程度の厚みで2〜3層程度形成することが好ましい。
例えば、3段構造の第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3は、厚みが局所的に厚い部分(第2層42と第3層44とが配置されている部分)が、その他の部分(第1層40のみが配置されている部分)よりも1.2倍〜3倍程度厚みが厚いことが好ましい。具体的には、厚みが局所的に厚い部分(第2層42と第3層44とが配置されている部分)は、0.4μm以上3μm以下であることが好ましく、その他の部分(第1層40のみが配置されている部分)は、0.3μm以上1μm以下であることが好ましい。
The
For example, the first internal electrode 18a3 and the second internal electrode 18b3 having a three-stage structure have locally thick portions (portions where the
2段構造の複数の第1の内部電極18a2および複数の第2の内部電極18b2は、2つのグループから成り、積層体14の積層方向xの中央部に形成されている3段構造の第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3を間にして、両側に配置されている。図6および図7に示すように、2段構造の第1の内部電極18a2は、第1層50と第2層52とで構成され、対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)が存在している。
2段構造の第2の内部電極18b2は、第1層50と第2層52とで構成され、対向電極部22aにおいて、第2の内部電極18b2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)が存在している。
The plurality of first internal electrodes 18a2 and the plurality of second internal electrodes 18b2 having a two-stage structure are composed of two groups, and are formed in the central portion of the stacked
The second internal electrode 18b2 having a two-stage structure includes a
2段構造の第1の内部電極18a2および第2の内部電極18b2は、厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)が、その他の部分(第1層50のみが配置されている部分)よりも1.2倍〜3倍程度厚みが厚いことが好ましい。具体的には、厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)は、0.4μm以上3μm以下であることが好ましく、その他の部分(第1層50のみが配置されている部分)は、0.3μm以上1μm以下であることが好ましい。
In the first internal electrode 18a2 and the second internal electrode 18b2 having a two-stage structure, a locally thick portion (a portion where the
1段構造の複数の第1の内部電極18a1および複数の第2の内部電極18b1は、2つのグループから成り、その一方のグループは、第1の主面14aに最も近い2段構造の第1の内部電極18a2と誘電体層16の外装部16aに挟まれた領域に配置されている。他方のグループは、第2の主面14bに最も近い2段構造の第2の内部電極18b2と誘電体層16の外装部16aに挟まれた領域に配置されている。図8および図9に示すように、1段構造の第1の内部電極18a1は、第1層60で構成され、対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a1の厚みは全面が略均一の厚さであり、厚みが局所的に厚い部分は存在しない。
1段構造の第2の内部電極18b1は、第1層60で構成され、対向電極部22aにおいて、第2の内部電極18b1の厚みは全面が略均一の厚さであり、厚みが局所的に厚い部分は存在しない。
The plurality of first inner electrodes 18a1 and the plurality of second inner electrodes 18b1 having a one-stage structure are composed of two groups, one group of which is the first of the two-stage structure closest to the first
The second internal electrode 18b1 having a one-stage structure includes the
1段構造の第1の内部電極18a1および第2の内部電極18b1は、厚みが全面において略均一であり、具体的には、0.3μm以上1μm以下であることが好ましい。 The first internal electrode 18a1 and the second internal electrode 18b1 having a one-stage structure have a substantially uniform thickness over the entire surface, and specifically, it is preferably 0.3 μm or more and 1 μm or less.
これにより、積層セラミックコンデンサ10の発熱が生じやすい中央部において、内部電極18の抵抗を低下させることができることに加え、セラミックよりも熱伝導率の高い内部電極18の体積を増加させることができるため、放熱特性を向上させることができる。従って、積層セラミックコンデンサ10の発熱を低減することができる。
Thereby, in addition to being able to reduce the resistance of the
本実施の形態では、積層セラミックコンデンサ10の発熱が生じやすい中央部においてのみ、内部電極18の厚みを厚くすることで、発熱の低減を極力温度勾配の少ない状態で実現することができる。これにより、材料組成はそのままにして、積層セラミックコンデンサ10の発熱量を低減することができ、設計の自由度を確保することができる。また、必要な部分においてのみ内部電極18の厚みを厚くすることができるため、内部電極18の材料の使用量も最適化され、製造コストアップも抑えられる。
In the present embodiment, by reducing the thickness of the
また、本実施の形態では、図2に示すように、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部の中心に近付くにつれて、第1の内部電極18a2および第2の内部電極18bの厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)よりも、第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42および第3層44が配置されている部分)のほうが厚くなるように設計されている。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 2, as the center approaches the center of the stacking direction x connecting the first
つまり、本実施の形態では、積層セラミックコンデンサ10の発熱が生じやすい中央部の中心に近付くにつれて、内部電極18の厚みが局所的に厚い部分が、厚くなるように設計されていることで、発熱の低減を極力温度勾配の少ない状態で実現することができる。これにより、材料組成はそのままにして、積層セラミックコンデンサ10の発熱量を低減することができ、設計の自由度を確保することができる。また、必要な部分においてのみ内部電極18の厚みを厚くすることができるため、内部電極18の材料の使用量も最適化され、製造コストアップも抑えられる。
In other words, in the present embodiment, the multilayer
また、本実施の形態では、図2、図4および図6に示すように、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部における、第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが対向する対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a2、第1の内部電極18a3、第2の内部電極18b2および第2の内部電極18b3を平面視した際に、対向電極部22aの中心に近付くにつれて第1の内部電極18a2および第2の内部電極18b2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)と、第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42および第3層44が配置されている部分)が厚くなるように設計されている。
Moreover, in this Embodiment, as shown in FIG.2, FIG4 and FIG.6, in the center part of the lamination direction x which ties the 1st
これにより、積層セラミックコンデンサ10の最も発熱が生じやすい中心部において、発熱の低減を極力温度勾配の少ない状態で実現し易くなり、発熱をより一層低減することができる。
As a result, in the central part where the heat generation is most likely to occur in the multilayer
また、第1の内部電極18a2および第2の内部電極18b2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)と、第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42および第3層44が配置されている部分)とは、内部電極18を平面視した際に、形状がドーム形状を有するように設計されることが好ましい。この設計により、設計の自由度を広げると共に、積層セラミックコンデンサ10の最も発熱が生じやすい中心部において、より発熱を低減することができる。なお、ドーム形状に関しては、特に形状は限定されないが、矩形状や円形状に隆起していることが好ましい。
The first internal electrode 18a2 and the second internal electrode 18b2 are locally thick (the portion where the
例えば、本実施の形態のドーム形状の場合は、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部における第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが対向する対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a2、第1の内部電極18a3、第2の内部電極18b2および第2の内部電極18b3を平面視した際に、対向電極部22aの中心に近付くにつれて、第1の内部電極18a2および第2の内部電極18b2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)と、第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42および第3層44が配置されている部分)とが、階段状に厚みを厚くした階段ドーム形状からなるように設計されている(図10参照)。
For example, in the case of the dome shape of the present embodiment, the first
あるいは、図11に示すドーム形状は、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bを結ぶ積層方向xの中央部における第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが対向する対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18a2、第1の内部電極18a3、第2の内部電極18b2および第2の内部電極18b3を平面視した際に、対向電極部22aの中心に近付くにつれて、第1の内部電極18a2および第2の内部電極18b2の厚みが局所的に厚い部分(第2層52が配置されている部分)と、第1の内部電極18a3および第2の内部電極18b3の厚みが局所的に厚い部分(第2層42および第3層44が配置されている部分)とが、徐々に厚みを厚くした円滑ドーム形状からなるように設計されている。
Alternatively, the dome shape shown in FIG. 11 includes the first
そして、階段状に厚みを厚くした階段ドーム形状の方が、徐々に厚みを厚くした円滑ドーム形状より好ましい。徐々に厚みを厚くした円滑ドーム形状の場合には、図11に示すように、中央部の最厚部が急峻となり、電界E2の集中が大きくなり易く、電界E2による劣化を引き起こすという不具合が発生し易い。一方、階段状に厚みを厚くした階段ドーム形状の場合は、中央部の最厚部が平坦となり電界E1の集中を緩和する効果を得ることができる。なお、階段形状は、特に限定されないが、矩形状や円形状に段差が構成されていることが好ましい。 Then, the staircase dome shape in which the thickness is increased stepwise is more preferable than the smooth dome shape in which the thickness is gradually increased. In the case of a smooth dome shape in which the thickness is gradually increased, as shown in FIG. 11, the thickest portion at the center becomes steep, the concentration of the electric field E2 tends to increase, and there is a problem of causing deterioration due to the electric field E2. Easy to do. On the other hand, in the case of a staircase dome shape that is thicker in a staircase shape, the thickest part at the center is flat, and the effect of relaxing the concentration of the electric field E1 can be obtained. In addition, although the staircase shape is not particularly limited, it is preferable that the step is formed in a rectangular shape or a circular shape.
積層体14の内部において、第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの厚みが局所的に厚い部分が配設される領域は、図12に示すように設計される。すなわち、積層体14の相対する第1の端面14eと第2の端面14fとにおいて、第1の端面14e側の4つの角部と第2の端面14f側の4つの角部とを結ぶ4つの(最も長い)対角線の交点を中心点Cとする。
A region in which the first
具体的には、第1の端面14eの角部80aと第2の端面14fの角部82cとを結ぶ対角線(図12において、2点鎖線にて表示する。以下、同様。)をL1とし、第1の端面14eの角部80bと第2の端面14fの角部82dとを結ぶ対角線をL2とし、第1の端面14eの角部80cと第2の端面14fの角部82aとを結ぶ対角線をL3とし、第1の端面14eの角部80dと第2の端面14fの角部82bとを結ぶ対角線をL4としたとき、対角線L1と対角線L2と対角線L3と対角線L4との交点を中心点Cとする。
Specifically, a diagonal line (indicated by a two-dot chain line in FIG. 12) connecting the
そして、中心点Cから角部80aに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点92aとし、中心点Cから角部80bに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点92bとし、中心点Cから角部80cに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点92cとし、中心点Cから角部80dに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点92dとすると共に、中心点Cから角部82aに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点94aとし、中心点Cから角部82bに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点94bとし、中心点Cから角部82cに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点94cとし、中心点Cから角部82dに向かうまでの距離の20%以上80%以下の位置の点を頂点94dとする。
そして、これらの8つの頂点92a、頂点92b、頂点92c、頂点92d、頂点94a、頂点94b、頂点94cおよび頂点92dを結んで形成される直方体90内に、第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの厚みが局所的に厚い部分が配設される。なお、中心点Cから各角部80a〜82dに向かうまでの距離を20%未満に設定すると、直方体90のサイズが小さくなり過ぎて、内部電極18の体積の増加量が少なくなり、放熱特性の向上効果が認められなくなる。一方、中心点Cから各角部80a〜82dに向かうまでの距離を80%超に設定すると、内部電極18の材料の使用量が増加して、製造コストがアップする。内部電極18の端部は、丸みを付けた形状とすることが好ましい。
A point at a position of 20% or more and 80% or less of the distance from the center point C toward the
The first
積層体14の第1の端面14e側および第2の端面14f側には、外部電極24が配置される。外部電極24は、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを有する。
第1の外部電極24aは、積層体14の第1の端面14eの表面に配置され、第1の端面14eから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。この場合、第1の外部電極24aは、第1の内部電極18aの第1の引出電極20aと電気的に接続される。
第2の外部電極24bは、積層体14の第2の端面14fの表面に配置され、第2の端面14fから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。この場合、第2の外部電極24bは、第2の内部電極18bの第2の引出電極20bと電気的に接続される。
The first
The second
積層体14内においては、各対向電極部22aで第1の内部電極18aと第2の内部電極18bとが誘電体層16を介して対向することにより、静電容量が形成されている。そのため、第1の内部電極18aが接続された第1の外部電極24aと第2の内部電極18bが接続された第2の外部電極24bとの間に、静電容量を得ることができる。
In the
第1の外部電極24aは、図2に示すように、積層体14側から順に、第1の下地電極層28aと第1の下地電極層28aの表面に配置された第1のめっき層30aとを有する。同様に、第2の外部電極24bは、積層体14側から順に、第2の下地電極層28bと第2の下地電極層28bの表面に配置された第2のめっき層30bとを有する。
As shown in FIG. 2, the first
第1の下地電極層28aは、積層体14の第1の端面14eの表面に配置され、第1の端面14eから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。もっとも、第1の下地電極層28aは、積層体14の第1の端面14eの表面上にのみ配置されていてもよい。
また、第2の下地電極層28bは、積層体14の第2の端面14fの表面に配置され、第2の端面14fから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。もっとも、第2の下地電極層28bは、積層体14の第2の端面14fの表面上にのみ配置されていてもよい。
The first
Further, the second
第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bは、それぞれ、焼付け層や樹脂層や薄膜層などから選ばれる少なくとも1つを含むが、ここでは焼付け層で形成された第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bについて説明する。
焼付け層は、ガラスと金属とを含む。焼付け層の金属としては、たとえば、Cu、Ni、Ag、Pb、Ag−Pb合金、Au等から選ばれる少なくとも1つを含む。また、焼付け層のガラスとしては、B、Si、Ba、Mg、Al、Li等から選ばれる少なくとも1つを含む。焼付け層は、複数層であってもよい。焼付け層は、ガラスおよび金属を含む導電性ペーストを積層体14に塗布して焼き付けたものであり、誘電体層16および内部電極18と同時に焼成したものでもよく、誘電体層16および内部電極18を焼成した後に焼き付けたものでもよい。焼付け層のうちの最も厚い部分の厚みは、10μm以上50μm以下であることが好ましい。
Each of the first
The baking layer includes glass and metal. Examples of the metal of the baking layer include at least one selected from Cu, Ni, Ag, Pb, an Ag—Pb alloy, Au, and the like. Moreover, as a glass of a baking layer, at least 1 chosen from B, Si, Ba, Mg, Al, Li etc. is included. The baking layer may be a plurality of layers. The baking layer is obtained by applying a conductive paste containing glass and metal to the
焼付け層の表面に、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む樹脂層が形成されてもよい。なお、樹脂層は、焼付け層を形成せずに積層体14上に直接形成してもよい。また、樹脂層は、複数層であってもよい。樹脂層のうちの最も厚い部分の厚みは、10μm以上150μm以下であることが好ましい。
また、薄膜層は、スパッタ法または蒸着法等の薄膜形成法により形成され、金属粒子が堆積された1μm以下の層である。
A resin layer containing conductive particles and a thermosetting resin may be formed on the surface of the baking layer. The resin layer may be directly formed on the laminate 14 without forming a baking layer. The resin layer may be a plurality of layers. The thickness of the thickest portion of the resin layer is preferably 10 μm or more and 150 μm or less.
Further, the thin film layer is a layer of 1 μm or less formed by a thin film forming method such as a sputtering method or a vapor deposition method and deposited with metal particles.
第1のめっき層30aは、第1の下地電極層28aを覆うように配置される。具体的には、第1のめっき層30aは、第1の下地電極層28aの表面の第1の端面14eに配置され、第1の下地電極層28aの表面の第1の主面14aおよび第2の主面14bならびに第1の側面14cおよび第2の側面14dにも至るように設けられていることが好ましい。なお、第1の下地電極層28aが、積層体14の第1の端面14eの表面上にのみ配置される場合には、第1のめっき層30aは、第1の下地電極層28aの表面のみを覆うように設けられていればよい。
同様に、第2のめっき層30bは、第2の下地電極層28bを覆うように配置される。具体的には、第2のめっき層30bは、第2の下地電極層28bの表面の第2の端面14fに配置され、第2の下地電極層28bの表面の第1の主面14aおよび第2の主面14bならびに第1の側面14cおよび第2の側面14dにも至るように設けられていることが好ましい。なお、第2の下地電極層28bが、積層体14の第2の端面14fの表面上にのみ配置される場合には、第2のめっき層30bは、第2の下地電極層28bの表面のみを覆うように設けられていればよい。
The
Similarly, the
また、第1のめっき層30aおよび第2のめっき層30b(以下、単にめっき層ともいう)としては、たとえば、Cu、Ni、Sn、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Au等から選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金が用いられる。
めっき層は、複数層によって形成されてもよい。この場合、めっき層は、Niめっき層とSnめっき層の2層構造であることが好ましい。Niめっき層が、下地電極層の表面を覆うように設けられることで、下地電極層が積層セラミックコンデンサ10を回路基板に実装する際のはんだによって侵食されることを防止できる。また、Niめっき層の表面に、Snめっき層を設けることにより、積層セラミックコンデンサを実装する際に、実装に用いられるはんだの濡れ性を向上させ、容易に実装することができる。
Further, as the
The plating layer may be formed of a plurality of layers. In this case, the plating layer preferably has a two-layer structure of a Ni plating layer and a Sn plating layer. By providing the Ni plating layer so as to cover the surface of the base electrode layer, the base electrode layer can be prevented from being eroded by the solder when the multilayer
めっき層一層あたりの厚みは、1μm以上15μm以下であることが好ましい。また、めっき層は、ガラスを含まないことが好ましい。さらに、めっき層は、単位体積あたりの金属割合が99体積%以上であることが好ましい。 The thickness per plating layer is preferably 1 μm or more and 15 μm or less. Moreover, it is preferable that a plating layer does not contain glass. Further, the plating layer preferably has a metal ratio per unit volume of 99% by volume or more.
次に、第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bがめっき電極からなる場合について説明する。第1の下地電極層28aは、内部電極18と直接接続されるめっき層から構成され、積層体14の第1の端面14eの表面に直接に配置され、第1の端面14eから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。
また、第2の下地電極層28bは、内部電極18と直接接続されるめっき層から構成され、積層体14の第2の端面14fの表面に直接に配置され、第2の端面14fから延伸して第1の主面14a、第2の主面14b、第1の側面14cおよび第2の側面14dのそれぞれの一部分を覆うように形成される。
ただし、第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bがめっき層から構成されるためには、前処理として積層体14上に触媒が設けられる。
Next, a case where the first
The second
However, in order for the first
めっき層からなる第1の下地電極層28aは、前記第1のめっき層30aにて覆うことが好ましい。同様に、めっき層からなる第2の下地電極層28bは、前記第2のめっき層30bにて覆うことが好ましい。
The first
第1の下地電極層28a、第2の下地電極層28b、第1のめっき層30aおよび第2のめっき層は、例えば、Cu、Ni、Sn、Pb、Au、Ag、Pd、Bi、Zn等から選ばれる少なくとも1種の金属または当該金属を含む合金のめっきを含むことが好ましい。
例えば、内部電極18としてNiを用いた場合、第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bとしては、Niと接合性のよいCuを用いることが好ましい。
また、第1のめっき層30aおよび第2のめっき層30bとしては、はんだ濡れ性のよいSnやAuを用いることが好ましく、第1の下地電極層28aおよび第2の下地電極層28bとしては、はんだバリア性能を有するNiを用いることが好ましい。
The first
For example, when Ni is used as the
Moreover, it is preferable to use Sn or Au with good solder wettability as the
第1のめっき層30aおよび第2のめっき層30bは必要に応じて形成されるものであり、第1の外部電極24aは第1の下地電極層28aのみから構成され、第2の外部電極24bは第2の下地電極層28bのみから構成されたものであってもよい。また、第1のめっき層30aおよび第2のめっき層30bを、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bの最外層として設けてもよく、第1のめっき層30aまたは第2のめっき層30b上に他のめっき層を設けてもよい。
The
めっき層一層あたりの厚みは、1μm以上15μm以下であることが好ましい。また、めっき層は、ガラスを含まないことが好ましい。さらに、めっき層は、単位体積あたりの金属割合が99体積%以上であることが好ましい。 The thickness per plating layer is preferably 1 μm or more and 15 μm or less. Moreover, it is preferable that a plating layer does not contain glass. Further, the plating layer preferably has a metal ratio per unit volume of 99% by volume or more.
積層体14、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを含む積層セラミックコンデンサ10の長さ方向zの寸法をL寸法とし、積層体14、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを含む積層セラミックコンデンサ10の積層方向xの寸法をT寸法とし、積層体14、第1の外部電極24aおよび第2の外部電極24bを含む積層セラミックコンデンサ10の幅方向yの寸法をW寸法とする。
積層セラミックコンデンサ10の寸法は、特に限定されないが、長さ方向zのL寸法が3.2mm以上5.7mm以下、幅方向yのW寸法が1.6mm以上5.0mm以下、積層方向xのT寸法が0.8mm以上3.0mm以下である。なお、長さ方向zのL寸法は、幅方向yのW寸法よりも必ずしも長いとは限らない。また、積層セラミックコンデンサ10の寸法は、マイクロスコープにより測定することができる。
The multilayer
The dimension of the multilayer
以上の構造からなる積層セラミックコンデンサ10は、積層体14の発熱が生じやすい中央部において、内部電極厚みを厚く調整し、積層体14の中央部における第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの対向電極部22aにおいて、第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの厚みが厚い部分を設けている。これにより、第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの抵抗を低下させることができることに加え、セラミックよりも熱伝導率の高い第1の内部電極18aおよび第2の内部電極18bの体積を増加させることができるため、放熱特性を向上させることできる。よって、積層セラミックコンデンサ10の発熱を低減することができる。
In the multilayer
また、本発明では、積層セラミックコンデンサ10の発熱が生じやすい中央部においてのみ、内部電極18の厚みを厚くすることで、中央部の温度上昇が低減し、中央部から縁部に向かう温度勾配を極力少なくすることができ、発熱の低減を温度勾配の少ない状態で実現することができる。これにより、材料組成はそのままにして、積層セラミックコンデンサ10の発熱量を低減することができ、設計の自由度を確保することができる。また、必要な部分においてのみ内部電極18の厚みを厚くすることができるため、内部電極18の使用量も最適化され、コストアップの問題も免れることができる。
Further, in the present invention, by increasing the thickness of the
2.積層セラミックコンデンサの製造方法
次に、以上の構成からなる積層セラミックコンデンサ10の製造方法の一実施の形態について説明する。
2. Next, an embodiment of a method for manufacturing a multilayer
まず、誘電体グリーンシート、内部電極18を形成するための内部電極用導電性ペーストおよび外部電極24を形成するための外部電極用導電性ペーストが準備される。なお、誘電体グリーンシート、内部電極用導電性ペーストおよび外部電極用導電性ペーストには、有機バインダおよび溶剤が含まれるが、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。
First, a dielectric green sheet, an internal electrode conductive paste for forming the
そして、誘電体グリーンシート上に、インクジェット印刷法により、所定のパターンで内部電極用導電性ペーストが印刷され、誘電体グリーンシートに、内部電極18のパターンが形成される。なお、内部電極18のパターンの厚みの厚い部分に関しては、インクジェット印刷の複数回塗りによって形成される。または、インクの量をコントロールして、インクジェット印刷の一回塗りによって形成される。本実施の形態では、複数回塗りによって内部電極18のパターンの厚みの厚い部分を形成した。
Then, the internal electrode conductive paste is printed in a predetermined pattern on the dielectric green sheet by an ink jet printing method, and the pattern of the
具体的には、図4および図5に示すように、3層構造の第1の内部電極18a3のパターンおよび第2の内部電極18b3のパターンは、インクジェット印刷の3回塗りによって形成される。第1の内部電極18a3のパターンおよび第2の内部電極18b3のパターンのそれぞれの第1層40の塗布厚みは、0.3μm以上1.0μm以下が好ましい。第1の内部電極18a3のパターンおよび第2の内部電極18b3のパターンのそれぞれの第2層42の塗布厚みは、0.3μm以上1.0μm以下が好ましい。第1の内部電極18a3のパターンおよび第2の内部電極18b3のパターンのそれぞれの第3層44の塗布厚みは、0.3μm以上1.0μm以下が好ましい。
Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the pattern of the first internal electrode 18a3 and the pattern of the second internal electrode 18b3 having a three-layer structure are formed by three times of ink jet printing. The coating thickness of each
また、図6および図7に示すように、2層構造の第1の内部電極18a2のパターンおよび第2の内部電極18b2のパターンは、インクジェット印刷の2回塗りによって形成される。第1の内部電極18a2のパターンおよび第2の内部電極18b2のパターンのそれぞれの第1層50の塗布厚みは、0.5μm以上1.0μm以下が好ましい。第1の内部電極18a2のパターンおよび第2の内部電極18b2のパターンのそれぞれの第2層52の塗布厚みは、0.5μm以上1.0μm以下が好ましい。
Also, as shown in FIGS. 6 and 7, the pattern of the first internal electrode 18a2 and the pattern of the second internal electrode 18b2 having a two-layer structure are formed by two-time application of ink jet printing. The coating thickness of each
また、図8および図9に示すように、1層構造の第1の内部電極18a1のパターンおよび第2の内部電極18b1のパターンは、インクジェット印刷の1回塗りによって形成される。第1の内部電極18a1のパターンおよび第2の内部電極18b1のパターンのそれぞれの第1層60の塗布厚みは、0.5μm以上1.0μm以下が好ましい。
Further, as shown in FIGS. 8 and 9, the pattern of the first internal electrode 18a1 and the pattern of the second internal electrode 18b1 having a single-layer structure are formed by a single application of ink jet printing. The coating thickness of each
次に、内部電極パターンが印刷されていない外層用誘電体グリーンシートが所定枚数積層され、その上に、内部電極パターンが印刷された誘電体グリーンシートが順次積層され、その上に、外層用誘電体グリーンシートが所定枚数積層され、積層体シートが作製される。 Next, a predetermined number of dielectric green sheets for outer layers on which no internal electrode patterns are printed are laminated, and dielectric green sheets on which internal electrode patterns are printed are sequentially laminated on the dielectric green sheets for outer layers. A predetermined number of green body sheets are laminated to produce a laminated sheet.
具体的には、先ず、内部電極パターンが印刷されていない外層用誘電体グリーンシートを所定枚数積層する。次に、図8および図9に示す1層構造の第1の内部電極18a1のパターンが形成された誘電体グリーンシートと第2の内部電極18b1のパターンが形成された誘電体グリーンシートが交互に所定枚数積層される。
次に、図6および図7に示す2層構造の第1の内部電極18a2のパターンが形成された誘電体グリーンシートと第2の内部電極18b2のパターンが形成された誘電体グリーンシートが交互に所定枚数積層される。
次に、図4および図5に示す3層構造の第1の内部電極18a3のパターンが形成された誘電体グリーンシートと第2の内部電極18b3のパターンが形成された誘電体グリーンシートが交互に所定枚数積層される。
次に、再度、図6および図7に示す2層構造の第1の内部電極18a2のパターンが形成された誘電体グリーンシートと第2の内部電極18b2のパターンが形成された誘電体グリーンシートが交互に所定枚数積層される。
次に、再度、図8および図9に示す3層構造の第1の内部電極18a3のパターンが形成された誘電体グリーンシートと第2の内部電極18b3のパターンが形成された誘電体グリーンシートが交互に所定枚数積層される。
そして、最後に、内部電極パターンが印刷されていない外層用誘電体グリーンシートが所定枚数積層され、誘電体シートを作製することができる。
Specifically, first, a predetermined number of outer-layer dielectric green sheets on which no internal electrode pattern is printed are stacked. Next, the dielectric green sheet on which the pattern of the first internal electrode 18a1 having the single-layer structure shown in FIGS. 8 and 9 is formed and the dielectric green sheet on which the pattern of the second internal electrode 18b1 is formed are alternately arranged. A predetermined number of sheets are stacked.
Next, the dielectric green sheet on which the pattern of the first internal electrode 18a2 having the two-layer structure shown in FIGS. 6 and 7 is formed and the dielectric green sheet on which the pattern of the second internal electrode 18b2 is formed are alternately arranged. A predetermined number of sheets are stacked.
Next, the dielectric green sheet on which the pattern of the first internal electrode 18a3 having the three-layer structure shown in FIGS. 4 and 5 is formed and the dielectric green sheet on which the pattern of the second internal electrode 18b3 is formed are alternately arranged. A predetermined number of sheets are stacked.
Next, again, the dielectric green sheet on which the pattern of the first internal electrode 18a2 having the two-layer structure shown in FIGS. 6 and 7 is formed and the dielectric green sheet on which the pattern of the second internal electrode 18b2 is formed are shown. A predetermined number of sheets are alternately stacked.
Next, again, the dielectric green sheet on which the pattern of the first internal electrode 18a3 having the three-layer structure shown in FIGS. 8 and 9 is formed and the dielectric green sheet on which the pattern of the second internal electrode 18b3 is formed are shown. A predetermined number of sheets are alternately stacked.
Finally, a predetermined number of outer-layer dielectric green sheets on which no internal electrode pattern is printed are laminated to produce a dielectric sheet.
続いて、この積層体シートは、静水圧プレスなどの手段により積層方向xに圧着させて、積層体ブロックを作製する。 Subsequently, the laminate sheet is pressed in the lamination direction x by means such as an isostatic press to produce a laminate block.
その後、積層体ブロックが所定の形状寸法に切断され、生の積層体チップが切り出される。このとき、バレル研磨などにより生の積層体の角部や稜部に丸みをつけてもよい。続いて、切り出された生の積層体チップが焼成され、積層体14が生成される。なお、生の積層体チップの焼成温度は、セラミックの材料や内部電極用導電性ペーストの材料に依存するが、900℃以上1300℃以下であることが好ましい。 Thereafter, the laminated body block is cut into a predetermined shape and a raw laminated body chip is cut out. At this time, the corners and ridges of the raw laminate may be rounded by barrel polishing or the like. Subsequently, the cut raw laminate chip is fired to produce a laminate 14. The firing temperature of the raw laminate chip depends on the ceramic material and the material of the internal electrode conductive paste, but is preferably 900 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower.
次に、外部電極24aの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体14の表面に第1の端面14eから露出している第1の内部電極18aの第1の引出電極部20aの露出部分に外部電極用導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、また、同様に、外部電極24bの焼付け層を形成するために、たとえば、積層体14の第2の端面14fから露出している第2の内部電極18bの第2の引出電極部20bの露出部分に外部電極用導電性ペーストが塗布されて焼き付けられ、焼付け層が形成される。このとき、焼き付け温度は、700℃以上900℃以下であることが好ましい。なお、必要に応じて、焼付け層の表面に1層以上のめっき層が形成され、外部電極24が形成され、積層セラミックコンデンサ10が製造される。
Next, in order to form the baking layer of the
また、外部電極24として、焼付け層を形成する代わりに、積層体14の表面の第1の端面14e側の部分にめっき処理を施し、第1の端面14eから露出している第1の内部電極18aの第1の引出電極部20aの露出部分に下地めっき膜を形成し、同様に、また、積層体14の表面の第2の端面14f側の部分にめっき処理を施し、第2の端面14fから露出している第2の内部電極18bの第2の引出電極部20bの露出部分に下地めっき膜を形成してもよい。
In addition, instead of forming a baking layer as the
めっき処理は、電解めっき又は無電解めっきのどちらを採用してもよいけれども、無電解めっきはめっき析出速度を向上させるために、触媒などによる前処理が必要となり、工程が複雑化するというデメリットがある。従って、通常は、電解めっきを採用することが好ましい。めっき工法としては、バレルめっきを用いることが好ましい。 The plating process may be either electrolytic plating or electroless plating. However, electroless plating requires a pretreatment with a catalyst or the like in order to improve the plating deposition rate, and has the disadvantage that the process becomes complicated. is there. Therefore, it is usually preferable to employ electrolytic plating. As the plating method, barrel plating is preferably used.
なお、積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bの表面に外部電極24の一部の導体を形成する場合は、予め最外層の誘電体グリーンシート上に表面導体パターンを印刷して、積層体14と同時焼成してもよく、あるいは、焼成後の積層体14の第1の主面14aおよび第2の主面14bに表面導体を印刷してから焼き付けてもよい。さらに、必要に応じて、下地めっき膜の表面に上層めっき層を形成する。
こうして、積層体14の第1の端面14eおよび第2の端面14fに直接にめっき電極が形成される。
In addition, when forming a part of conductor of the
In this way, the plating electrode is formed directly on the
上述のようにして、図1に示す積層セラミックコンデンサ10が製造される。
As described above, the multilayer
本発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、本発明にかかる積層セラミックコンデンサ10を製造するに際して、厚みの異なる内部電極パターンの形成のために、インクジェット印刷法により印刷するので、積層セラミックコンデンサ10を効率的に製造することができる。
According to the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, when the multilayer
また、本発明にかかる積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、厚みを厚くした内部電極パターンを一回塗りにより行うと、より効率的に積層セラミックコンデンサ10を効率的に製造するこができる。
In addition, according to the method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the multilayer
3.実験例
次に、積層セラミックコンデンサを作製して表面発熱分布の評価を行った。
実施例と比較例との設計は以下の通りである。
3. Experimental Example Next, a multilayer ceramic capacitor was produced and the surface heat generation distribution was evaluated.
The design of the example and the comparative example is as follows.
(a)実施例
実施例では、図1ないし図9に示す本実施の形態の積層セラミックコンデンサ10を作製して評価を行った。
・長さ×幅×高さのサイズ(設計値):5.7mm×5.0mm×2.0mm
・誘電体(セラミック)材料:BaTiO3
・静電容量:180nF
・定格電圧:630V
・外部電極24の構造
下地電極層:導電性金属(Cu)とガラスを含む焼付け電極
めっき層:Niめっき層とSnめっき層の2層構造
・内部電極18の構造
金属:Ni
3層構造の第1の内部電極18a3または第2の内部電極18b3が形成された誘電体シートの積層枚数:5枚
2層構造の第1の内部電極18a2または第2の内部電極18b2が形成された誘電体シートの積層枚数:第1の主面14a側で5枚、第2の主面14b側で5枚
1層構造の第1の内部電極18a1または第2の内部電極18b1が形成された誘電体シートの積層枚数:第1の主面14a側で5枚、第2の主面14b側で5枚
・内部電極18の厚み
3層構造の内部電極:第1層40は0.9μm、第2層42は0.9μm、第3層44は0.9μm
2層構造の内部電極:第1層50は0.9μm、第2層52は0.9μm
1層構造の内部電極:第1層60は0.9μm
(A) Example In the example, the multilayer
-Length x width x height size (design value): 5.7 mm x 5.0 mm x 2.0 mm
-Dielectric (ceramic) material: BaTiO 3
・ Capacitance: 180 nF
・ Rated voltage: 630V
Structure of
The number of laminated dielectric sheets on which the first internal electrode 18a3 or the second internal electrode 18b3 having the three-layer structure is formed: 5 The first internal electrode 18a2 or the second internal electrode 18b2 having the two-layer structure is formed. The number of dielectric sheets stacked: 5 on the first
Two-layer internal electrode: the
Single-layer internal electrode: the
(b)比較例
比較例では、図13に示す従来の積層セラミックコンデンサ100を作製して評価を行った。
・長さ×幅×高さのサイズ(設計値):5.7mm×5.0mm×2.0mm
・誘電体(セラミック)材料:BaTiO3
・静電容量:180nF
・定格電圧:630V
・外部電極124の構造
下地電極層:導電性金属(Cu)とガラスを含む焼付け電極
めっき層:Niめっき層とSnめっき層の2層構造
・内部電極118の構造
金属:Ni
1層構造の第1の内部電極118aまたは第2の内部電極118bが形成された誘電体シートの積層枚数:25枚
・内部電極118の厚み:0.9μm
(B) Comparative Example In the comparative example, the conventional multilayer
-Length x width x height size (design value): 5.7 mm x 5.0 mm x 2.0 mm
-Dielectric (ceramic) material: BaTiO 3
・ Capacitance: 180 nF
・ Rated voltage: 630V
Structure of
The number of laminated dielectric sheets on which the first
(c)試験方法およびその結果
放熱性試験は、以下のようにして行った。
作製された積層セラミックコンデンサを実装した基板をリード線で高周波電源に接続し、25℃無風状態にて正弦波電流を300kHzで6Arms印加し、温度が安定した状態における表面温度分布をサーモビューワーにて測定した。
(C) Test method and results The heat dissipation test was performed as follows.
The substrate on which the produced multilayer ceramic capacitor is mounted is connected to a high frequency power source with a lead wire, a sine wave current is applied at 6 kHz at 300 kHz in a 25 ° C. no wind state, and the surface temperature distribution in a stable temperature state is obtained with a thermo viewer. It was measured.
その結果、比較例の積層セラミックコンデンサ100は、温度の低い外周部と温度の高い中心部との差が3.5℃と大きかった。
As a result, the multilayer
一方、実施例の積層セラミックコンデンサ10は、温度の高い中心部の発熱が低くなるように内部電極の厚みを局所的に厚く設計しているため、外周部と中心部との温度差はわずか0.5℃と非常に小さくすることができた。
On the other hand, in the multilayer
以上の結果から、本発明にかかる積層セラミックコンデンサでは、発熱が生じやすい中心部において、各部位の内部電極の厚みを厚く調整し、積層体の中央部における第1の内部電極および第2の内部電極において、厚みが厚い部分を設けることで、内部電極の抵抗を低下させることができることに加え、セラミックよりも熱伝導率の高い内部電極の体積を増加させることができ、放熱特性を向上させることが確認された。従って、積層セラミックコンデンサの発熱を低減させることができることが確認された。 From the above results, in the multilayer ceramic capacitor according to the present invention, the thickness of the internal electrode in each part is adjusted to be thick in the central portion where heat generation is likely to occur, and the first internal electrode and the second internal electrode in the central portion of the multilayer body are adjusted. In addition to being able to reduce the resistance of the internal electrode by providing a thick part in the electrode, it is possible to increase the volume of the internal electrode, which has a higher thermal conductivity than ceramic, and to improve heat dissipation characteristics Was confirmed. Therefore, it was confirmed that the heat generation of the multilayer ceramic capacitor can be reduced.
なお、この発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。また、電子部品本体の誘電体層の厚み、層数、対向電極面積および外形寸法は、これに限定されるものではない。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is carried out within the range of the summary. Further, the thickness, the number of layers, the counter electrode area, and the external dimensions of the dielectric layers of the electronic component main body are not limited thereto.
10 積層セラミックコンデンサ
14 積層体
14a 第1の主面
14b 第2の主面
14c 第1の側面
14d 第2の側面
14e 第1の端面
14f 第2の端面
16 誘電体層
16a 外層部
16b 内層部
18 内部電極層
18a,18a3,18a2,18a1 第1の内部電極
18b,18b3,18b2,18b1 第2の内部電極
20a 第1の引出電極部
20b 第2の引出電極部
22a 対向電極部
22b 側部(Wギャップ)
22c 端部(Lギャップ)
24 外部電極
24a 第1の外部電極
24b 第2の外部電極
28a,28b 下地電極層
30a,30b めっき層
40,50,60 第1層
42,52 第2層
44 第3層
80a,80b,80c,80d 角部
82a,82b,82c,82d 角部
L1 角部80aと角部82cを結ぶ対角線
L2 角部80bと角部82dを結ぶ対角線
L3 角部80cと角部82aを結ぶ対角線
L4 角部80dと角部82bを結ぶ対角線
90 直方体
92a 頂点(中心点Cから角部80aまでの距離の20%〜80%の位置の点)
92b 頂点(中心点Cから角部80bまでの距離の20%〜80%の位置の点)
92c 頂点(中心点Cから角部80cまでの距離の20%〜80%の位置の点)
92d 頂点(中心点Cから角部80dまでの距離の20%〜80%の位置の点)
94a 頂点(中心点Cから角部82aまでの距離の20%〜80%の位置の点)
94b 頂点(中心点Cから角部82bまでの距離の20%〜80%の位置の点)
94c 頂点(中心点Cから角部82cまでの距離の20%〜80%の位置の点)
94d 頂点(中心点Cから角部82dまでの距離の20%〜80%の位置の点)
C 中心点(対角線L1と対角線L2と対角線L3と対角線L4との交点)
x 積層方向
y 幅方向
z 長さ方向
DESCRIPTION OF
22c End (L gap)
24
92b vertex (point at a position 20% to 80% of the distance from the center point C to the
92c vertex (point of 20% to 80% of the distance from the center point C to the
92d vertex (point at a position 20% to 80% of the distance from the center point C to the
94a vertex (point of 20% to 80% of the distance from the center point C to the
94b vertex (a point at a position 20% to 80% of the distance from the center point C to the
94c vertex (point of 20% to 80% of the distance from the center point C to the
94d vertex (point of 20% to 80% of the distance from the center point C to the
C Center point (intersection of diagonal line L1, diagonal line L2, diagonal line L3, and diagonal line L4)
x Stacking direction y Width direction z Length direction
Claims (7)
前記複数の誘電体層上に配置され、前記第1の端面に第1の引出電極部が露出する第1の内部電極と、
前記複数の誘電体層上に配置され、前記第2の端面に第2の引出電極部が露出する第2の内部電極と、
前記第1の内部電極に接続されて前記第1の端面上に配置された第1の外部電極と、前記第2の内部電極に接続されて前記第2の端面上に配置された第2の外部電極と、を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記積層体の第1の主面および第2の主面を結ぶ積層方向の中央部における前記第1の内部電極と前記第2の内部電極とが対向する対向電極部において、前記第1の内部電極および前記第2の内部電極の厚みが厚い部分が存在する、
を特徴とする、積層セラミックコンデンサ。 A plurality of dielectric layers stacked, the first main surface and the second main surface facing the stacking direction, the first side surface and the second side surface facing the width direction orthogonal to the stacking direction; A laminated body including a first end face and a second end face opposed to each other in a length direction orthogonal to the lamination direction and the width direction;
A first internal electrode disposed on the plurality of dielectric layers and exposing a first extraction electrode portion on the first end face;
A second internal electrode disposed on the plurality of dielectric layers and exposing a second lead electrode portion on the second end face;
A first external electrode connected to the first internal electrode and disposed on the first end face; and a second external electrode connected to the second internal electrode and disposed on the second end face. A multilayer ceramic capacitor having an external electrode,
In the counter electrode portion where the first internal electrode and the second internal electrode face each other in the central portion in the stacking direction connecting the first main surface and the second main surface of the multilayer body, the first internal The electrode and the second internal electrode have a thick portion;
A multilayer ceramic capacitor characterized by
前記第1の内部電極および前記第2の内部電極は、インクジェット印刷法により印刷し、前記厚みが厚い部分の厚みを制御すること、を特徴とする、積層セラミックコンデンサの製造方法。 A method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor according to any one of claims 1 to 5,
The method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor, wherein the first internal electrode and the second internal electrode are printed by an ink jet printing method, and the thickness of the thick part is controlled.
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