JP2020065043A - 電子部品 - Google Patents

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Abstract

【課題】積層体の側面に外部電極を有する電子部品において、内部電極が積層方向おいて重なる領域である有効領域を拡大する。【解決手段】電子部品(積層セラミックコンデンサ10)は、内部電極13a、13bと誘電体層とが交互に複数積層された積層体11と、内部電極13bと電気的に接続された外部電極2とを備える。積層体11は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面と、積層方向と直交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面と、積層方向および幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面とを有する。外部電極2は、積層体11の第1の側面17bおよび第2の側面17bのうちの少なくとも一方の側面に設けられて、少なくとも一方の側面より積層体11の内部側で内部電極13bと直接接続されている。【選択図】図6

Description

本発明は、電子部品に関する。
従来、内部電極と誘電体層とが交互に複数積層された積層体と、内部電極と電気的に接続され、積層体の表面に形成された外部電極とを備えた電子部品が知られている。
そのような電子部品の1つとして、特許文献1には、積層体の両端面に外部電極を設けるとともに、両側面に外部端子を設けた積層セラミックコンデンサが記載されている。この積層セラミックコンデンサでは、積層体の両端面に引き出された信号用内部電極と、積層体の両側面に引き出された接地用内部電極とが誘電体層を介して交互に積層されている。そして、積層体の両端面に、信号用内部電極と電気的に接続される外部電極が設けられ、積層体の両側面に、接地用内部電極と電気的に接続される接地用外部端子が設けられている。
特開2016−86118号公報
しかしながら、特許文献1に記載の積層セラミックコンデンサでは、接地用内部電極は、積層体の両側面に引き出される部分を有するので、信号用内部電極と接地用内部電極とが積層方向において重なる領域である有効領域が小さくなり、その分、静電容量が小さくなるという問題がある。
本発明は、上記課題を解決するものであり、積層体の側面に外部電極を有する電子部品であって、内部電極が積層方向おいて重なる領域である有効領域を拡大することができる電子部品を提供することを目的とする。
本発明の電子部品は、
内部電極と誘電体層とが交互に複数積層された積層体と、
前記内部電極と電気的に接続された複数の外部電極と、
を備え、
前記積層体は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向と直交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面とを有し、
複数の前記外部電極のうちの少なくとも1つは、前記積層体の前記第1の側面および前記第2の側面のうちの少なくとも一方の側面に設けられて、前記少なくとも一方の側面より前記積層体の内部側で前記内部電極と直接接続されていることを特徴とする。
前記積層体は、前記積層体の前記長さ方向および前記幅方向を含む断面を前記積層方向から見たときに、複数の前記内部電極が存在しない領域であるマージン部を備え、
前記外部電極は、前記マージン部を貫通する貫通部を備え、前記貫通部によって前記内部電極に直接接続されていてもよい。
前記積層体は、前記積層体の前記幅方向および前記積層方向を含む断面を前記長さ方向から見たときに、前記マージン部以外に、複数の前記内部電極が存在しない領域である外層部を備え、
前記外部電極は、前記積層方向において前記外層部が設けられている高さの位置にも、前記貫通部を有していてもよい。
前記外部電極は、前記第1の側面および前記第2の側面のうちの一方の側面に複数設けられていてもよい。
前記内部電極は、第1の内部電極と第2の内部電極とを含み、
複数の前記外部電極は、前記積層体の前記第1の端面および前記第2の端面のうちの少なくとも一方に設けられ、前記第1の内部電極と接続された第1の外部電極と、前記積層体の前記第1の側面および前記第2の側面のうちの少なくとも一方に設けられ、前記第2の内部電極と接続された第2の外部電極とが含まれ、
前記第2の内部電極は、前記積層体の前記第1の端面および前記第2の端面のうち、前記第1の外部電極が設けられている端面とは接触しない形状を有し、
前記第1の内部電極は、前記第2の内部電極と前記第2の外部電極との接続位置と前記積層方向において重なる位置に、切り欠き部を有していてもよい。
前記マージン部の前記幅方向における寸法は、5μm以上30μm以下であってもよい。
前記マージン部は、前記幅方向に積層された複数のマージン層を備えていてもよい。
前記第2の内部電極は、SiおよびTiを含んでおり、
前記第2の内部電極に含まれるTiに対するSiのモル比は、前記第2の内部電極の前記幅方向における中央部と比べて、前記幅方向における端部の方が大きくてもよい。
前記外部電極と前記内部電極は共に誘電体材料からなる共材を含み、前記外部電極に含まれる共材の量は、前記内部電極に含まれる共材の量に比べて多くてもよい。
複数の前記内部電極に挟まれた前記誘電体層に含まれる誘電体粒子の平均粒径は、前記マージン部に含まれる誘電体粒子の平均粒径より大きくてもよい。
複数の前記内部電極のうち、前記積層方向の中央部に位置する内部電極の前記幅方向の寸法は、前記積層方向の外側に位置する内部電極の前記幅方向の寸法よりも大きくてもよい。
本発明の電子部品によれば、外部電極は、積層体の第1の側面および第2の側面のうちの少なくとも一方の側面に設けられて、その少なくとも一方の側面より積層体の内部側で内部電極と直接接続されている。すなわち、内部電極は、幅方向に突出して外部電極と接続するための引き出し部を有する必要がないので、積層方向において複数の内部電極が重なる領域である有効領域を拡大することができ、電子部品の特性を向上させることができる。
一実施形態における積層セラミックコンデンサの一例を示す斜視図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサのII−II線に沿った断面図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサのIII−III線に沿った断面図である。 (a)は、第1の内部電極と誘電体層を示す平面図であり、(b)は、第2の内部電極と誘電体層を示す平面図である。 複数の内部電極の幅方向における端部が、積層方向の外側と比べて積層方向の中央部が外側に膨らむ位置関係の構造を有する積層セラミックコンデンサの断面図である。 (a)は、積層セラミックコンデンサを、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。 積層セラミックコンデンサを、外層部を含む平面で切断した場合の断面図である。 2つの第1の外部電極が積層体の第1の側面に設けられ、2つの第2の外部電極が第2の側面に設けられた構成の積層セラミックコンデンサの断面図であって、(a)は、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。 第1の外部電極および第2の外部電極が積層体の第1の側面および第2の側面にそれぞれ2つずつ設けられた構成の積層セラミックコンデンサの断面図であって、(a)は、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。 第1の外部電極および第2の外部電極が積層体の第1の側面、第2の側面、第1の端面、および第2の端面に交互に複数設けられた構成の積層セラミックコンデンサの断面図であって、(a)は、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。 第1の外部電極および第2の外部電極が積層体の第1の側面にのみ設けられた構成の積層セラミックコンデンサの断面図であって、(a)は、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。 第1の外部電極が積層体の第1の側面、第2の側面、第1の端面、および第2の端面に設けられ、第2の外部電極が第1の側面および第2の側面に設けられた構成の積層セラミックコンデンサの断面図であって、(a)は、第1の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極を含む平面で切断した場合の断面図である。
以下に、本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところを具体的に説明する。以下では、本発明の電子部品として、積層セラミックコンデンサを例に挙げて説明する。ただし、電子部品が積層セラミックコンデンサに限定されることはなく、例えばインダクタ、LCフィルタなど、他の電子部品であってもよい。
図1は、一実施形態における積層セラミックコンデンサ10の一例を示す斜視図である。図2は、図1に示す積層セラミックコンデンサ10のII−II線に沿った断面図である。図3は、図1に示す積層セラミックコンデンサ10のIII−III線に沿った断面図である。
図1〜図3に示すように、積層セラミックコンデンサ10は、全体として直方体形状を有し、積層体11と、積層体11の表面に設けられた外部電極1、2とを有している。
積層体11は、長さ方向Lに相対する第1の端面15aおよび第2の端面15bと、積層方向Tに相対する第1の主面16aおよび第2の主面16bと、幅方向Wに相対する第1の側面17aおよび第2の側面17bとを有する。
第1の端面15aおよび第2の端面15bは、幅方向Wおよび積層方向Tに沿って伸びている。第1の主面16aおよび第2の主面16bは、長さ方向Lおよび幅方向Wに沿って伸びている。第1の側面17aおよび第2の側面17bは、長さ方向Lおよび積層方向Tに沿って伸びている。
外部電極1、2は、第1の外部電極1と第2の外部電極2とを含む。本実施形態では、図1に示すように、互いに対向する第1の端面15aと第2の端面15bに2つの第1の外部電極1がそれぞれ設けられるとともに、互いに対向する第1の側面17aと第2の側面17bに2つの第2の外部電極2がそれぞれ設けられている。
ここでは、2つの第1の外部電極1が対向する方向を積層セラミックコンデンサ10の長さ方向Lと定義し、後述する内部電極13である第1の内部電極13aと第2の内部電極13bの積層方向を積層方向Tと定義し、長さ方向Lおよび積層方向Tのいずれの方向にも直交する方向を幅方向Wと定義する。
積層セラミックコンデンサ10の大きさは、例えば、長さ方向Lの寸法が0.2mm以上3.2mm以下であり、幅方向Wの寸法が0.1mm以上1.6mm以下であり、積層方向Tの寸法が0.1mm以上1.6mm以下である。これらの寸法は、それぞれ±10%の公差が加わってもよい。なお、積層セラミックコンデンサ10の幅方向Wの寸法、長さ方向Lの寸法、および、積層方向Tの寸法の大小関係は、本実施形態における各寸法の大小関係に依存せず、例えば、幅方向Wの寸法は、長さ方向Lの寸法より長くてもよい。
積層体11は、角部および稜線部に丸みを帯びている。ここで、角部は、積層体11の3面が交わる部分であり、稜線部は、積層体11の2面が交わる部分である。
図2および図3に示すように、積層体11は、内層部21と、外層部22と、マージン部23とを有する。
内層部21は、誘電体層12と、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bとを備える。誘電体層12、第1の内部電極13a、および第2の内部電極13bは、幅方向Wおよび長さ方向Lに沿って延びている。
誘電体層12は、第1の内部電極13aと第2の内部電極13bとに挟まれている。第1の内部電極13aと第2の内部電極13bが誘電体層12を介して交互に複数積層されることにより、内層部21が構成されている。
誘電体層12は、BaおよびTiを含有するペロブスカイト型化合物を主成分とし、ペロブスカイト構造を有する誘電体セラミック粒子からなる。これらの主成分に、Si、Mg、Mn、およびBaのうちの少なくとも一種が添加剤として含まれていてもよい。また、誘電体層12は、Dy、Y、Hoなどの希土類元素を含んでいてもよい。誘電体層12の厚みは、例えば0.3μm以上1.0μm以下である。
第1の内部電極13aと第2の内部電極13bは、積層方向Tにおいて、誘電体層12を介して対向している。この第1の内部電極13aと第2の内部電極13bとが誘電体層12を介して対向している領域により静電容量が発生する。
図4(a)は、第1の内部電極13aが形成された誘電体層12を示す平面図であり、図4(b)は、第2の内部電極13bが形成された誘電体層12を示す平面図である。
図4(a)に示すように、第1の内部電極13aは、長さ方向Lの中央部であって、幅方向Wの両端に、切り欠き部40を有する。すなわち、第1の内部電極13aは、誘電体層12に対して、切り欠き部40の分だけ小さい大きさを有する。
第1の内部電極13aは、長さ方向Lにおいて、積層体11の第1の端面15aおよび第2の端面15bにまで延伸している。第1の内部電極13aは、幅方向Wにおいて、切り欠き部40を除いて、後述するマージン部23と接する位置まで延伸している。
第2の内部電極13bは、第1の外部電極1が設けられている第1の端面15aおよび第2の端面15bとは接触しない形状を有する。すなわち、図4(b)に示すように、第2の内部電極13bは、幅方向Wにおいて、後述するマージン部23と接する位置まで延伸しているが、長さ方向Lにおいて、積層体11の第1の端面15aおよび第2の端面15bにまでは延伸していない。したがって、誘電体層12の大きさを基準とすると、第2の内部電極13bの長さ方向Lにおける端部は、長さ方向Lにおいて、第1の端面15aおよび第2の端面15bからそれぞれ所定の距離だけ内側に位置している。
後述するように、第2の内部電極13bは、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられた第2の外部電極2と接続されているが、図4(b)に示すように、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。図4(a)、(b)に示すように、第2の内部電極13bの幅方向Wにおける最大寸法は、第1の内部電極13aの幅方向Wにおける最大寸法と略同一である。
第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bは、例えばNiを含む。なお、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bは、Ni以外に、例えば、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、Auなどの金属を含んでいてもよい。また、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bは、共材として、誘電体層12に含まれる誘電体セラミックと同じ誘電体材料を含むことが好ましい。
第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bは、SiおよびTiを含んでいる。幅方向Wにおける寸法が均一である第2の内部電極13bに含まれるTiに対するSiのモル比は、第2の内部電極13bの幅方向Wにおける中央部と比べて、幅方向Wにおける端部の方が大きい。すなわち、第2の内部電極13bの幅方向Wにおける端部には、Siが偏析している。同様に、第1の内部電極13aの幅方向Wにおける端部にも、Siが偏析している。
なお、第2の内部電極13bに含まれるTiとSiの量は、例えば、積層セラミックコンデンサ10を研磨して、第2の内部電極13bを露出させた後、波長分散型X線分析装置(WDX)を用いて求めることができる。
第1の内部電極13aと第2の内部電極13bとを含む内部電極13の積層枚数は、例えば20枚以上500枚以下である。また、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bの厚みは、例えば0.1μm以上0.8μm以下である。
本実施形態では、積層セラミックコンデンサ10の幅方向Wと積層方向Tを含む断面を長さ方向Lから見たときに、図3に示すように、内部電極13の端部の位置は積層方向に揃っている。すなわち、複数の内部電極13の幅方向Wにおける寸法は略同じである。
ただし、複数の内部電極13の幅方向Wにおける端部の位置は、図5に示すように、積層方向Tの外側と比べて積層方向Tの中央部が外側に膨らむような位置関係であってもよい。換言すると、積層方向Tの外側に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法は、積層方向Tの中央部に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法と比べて小さい。積層方向Tの外側に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法を小さくすることで、稜線部から内部電極までの距離を長くすることでき、稜線部から進入する水分に対して耐湿性を向上させることができる。
内部電極13の幅方向Wの寸法は、例えば、以下の方法により測定することができる。まず、積層セラミックコンデンサ10の幅方向Wと積層方向Tを含む面を露出させる。以下、幅方向Wと積層方向Tを含む面をWT断面という。次に、WT断面を光学顕微鏡により撮像し、積層方向Tの中央部に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法と、積層方向Tの外側に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法とを測定する。積層方向Tの中央部に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法と、積層方向Tの外側に位置する内部電極13の幅方向Wの寸法との各々は、積層セラミックコンデンサ10の長さ方向Lにおける中央部、中央部よりも第1の端面15a側、および、中央部よりも第2の端面15b側の3箇所で測定を行い、3箇所での測定値の平均値を算出することにより求められる。
外層部22は、内層部21の積層方向Tの両外側に設けられている。すなわち、積層方向Tの両外側に設けられている2つの外層部22によって、内層部21が挟まれている。外層部22は、積層体11の積層方向Tおよび幅方向Wを含む任意の断面を長さ方向Lから見たときに、後述するマージン部23を除いて、第1の内部電極13aと第2の内部電極13bのいずれも存在しない領域である。
外層部22は、例えば、誘電体層12と同じ材料からなる誘電体で構成されている。なお、異なる材料からなる誘電体で構成されていてもよい。外層部22の積層方向Tにおける寸法は、例えば10μm以上である。
マージン部23は、積層体11の長さ方向Lおよび幅方向Wを含む任意の断面を積層方向Tから見たときに、第1の内部電極13aと第2の内部電極13bのいずれも存在しない領域である。図3に示すように、マージン部23は、幅方向Wの両外側に位置する。すなわち、内層部21および外層部22を幅方向Wの両外側から挟むように、2つのマージン部23が設けられている。本実施形態において、マージン部23は幅方向Wの両外側に位置しているが、長さ方向Lの両外側、すなわち、第1の端面15aおよび第2の端面15b側に配置されていてもよい。
本実施形態では、マージン部23は、幅方向Wに積層された複数のマージン層を備える。具体的には、マージン部23は、外側マージン層23aと、内側マージン層23bとを備える。外側マージン層23aは、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17b側に位置する。また、内側マージン層23bは、内層部21側、すなわち、外側マージン層23aよりも幅方向Wの内側に位置する。
なお、マージン部23が複数のマージン層23a、23bを備えることは、外側マージン層23aと内側マージン層23bにおける焼結性の違いにより、光学顕微鏡を用いて観察することで容易に境界を確認することができる。すなわち、外側マージン層23aと内側マージン層23bとの間には、境界が存在する。
マージン部23の幅方向Wの寸法は、例えば5μm以上100μm以下である。本実施形態では、外側マージン層23aの幅方向Wの寸法は、内側マージン層23bの幅方向Wの寸法よりも大きい。
なお、マージン部23の幅方向Wの寸法とは、積層方向Tに沿って、マージン部23の寸法を複数箇所で測定し、複数箇所における測定値に基づいて算出された平均寸法を意味する。マージン部23の幅方向Wの寸法の測定方法は次の通りである。
まず、積層セラミックコンデンサ10の幅方向Wと積層方向Tを含むWT断面を露出させる。次に、WT断面の第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bの幅方向Wの端部と、幅方向Wの両外側に位置する2つのマージン部23のうちのいずれか一方のマージン部23とが同一視野に収まるように光学顕微鏡により撮像する。撮像箇所は、積層方向Tにおいて、上部、中央部、および下部の3箇所である。そして、上部、中央部、および下部において、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bの幅方向Wの端部から、第1の側面17aまたは第2の側面17bに向かって幅方向Wに平行な複数の線分をそれぞれ引き、それぞれの線分の長さを測定する。このように測定した線分の長さについて、上部、中央部、および下部それぞれの平均値を算出する。そして、それぞれの平均値をさらに平均化することにより、マージン部23の幅方向Wの寸法を得る。
マージン部23は、例えば、BaTiO3などの主成分からなるペロブスカイト構造を有する誘電体セラミック材料からなる誘電体で構成されている。これらの主成分に、Siが添加剤として含まれている。
第1の内部電極13aと第2の内部電極13bに挟まれている誘電体層12に含まれる誘電体粒子の平均粒径は、マージン部23に含まれる誘電体粒子の平均粒径より大きい。ここで誘電体粒子の平均粒径は、長さ方向Lの中央部まで積層体11を研磨し、積層体11の幅方向Wおよび積層方向Tの中央部における誘電体粒子の平均粒径と、マージン部23の幅方向Wおよび積層方向Tの中央部における誘電体粒子の平均粒径とを対比している。誘電体粒子の平均粒径は、SEMを倍率5000倍、加速電圧15kV、視野30μm×30μmの設定で、露出した断面を撮像し、画像処理ソフトを用いて全ての誘電体粒子の縁を認識して面積を算出し、この面積を円の面積とみなして、直径を算出する。欠けて撮像されている誘電体粒子を除く、撮像した範囲内に含まれる全ての誘電体粒子の直径を測定し、その平均値を誘電体粒子の平均粒径とする。
外側マージン層23aは、内側マージン層23bと比べて、Siの含有量が多い。すなわち、外側マージン層23aのTiに対するSiのモル比は、内側マージン層23bのTiに対するSiのモル比よりも高い。例えば、外側マージン層23aのTiに対するSiのモル比は3.5以上6.0以下であり、内側マージン層のTiに対するSiのモル比は0.02以上3.5以下である。なお、各モル比は、WDX分析もしくはTEMにより測定できる。
Siは焼結助剤として働くため、積層セラミックコンデンサ10の製造時の焼成により得られる外側マージン層23aは、内側マージン層23bよりも緻密な構造となる。これにより、マージン部23の強度を向上させることができるので、マージン部23に亀裂や欠けが生じ難くなり、内部への水分の侵入を抑制することができる。
なお、マージン部23は、例えば、焼成後に内層部21および外層部22となる積層体チップを作製した後、積層体チップの両側面にセラミックグリーンシートを貼り付けて焼成することにより形成することができる。なお、両側面にセラミックグリーンシートとなるセラミックスラリーを塗布してもよい。
第1の外部電極1は、積層体11の第1の端面15aおよび第2の端面15bに設けられている。第1の端面15a側に設けられている第1の外部電極1は、第1の端面15aの全体に設けられているとともに、第1の端面15aから、第1の主面16a、第2の主面16b、第1の側面17a、および第2の側面17bに回り込むように設けられている。また、第2の端面15b側に設けられている第1の外部電極1は、第2の端面15bの全体に設けられているとともに、第2の端面15bから、第1の主面16a、第2の主面16b、第1の側面17a、および第2の側面17bに回り込むように設けられている。
図6(a)は、積層セラミックコンデンサ10を、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、図6(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。
図6(a)に示すように、第1の外部電極1は、積層体11の第1の端面15aおよび第2の端面15bにおいて、第1の内部電極13aと直接接続されることによって、第1の内部電極13aと電気的に接続されている。一方、図6(b)に示すように、第1の外部電極1は、第2の内部電極13bとは電気的に接続されていない。
なお、本明細書において、外部電極と内部電極とが直接接続されているとは、外部電極と内部電極とが互いに直接接した状態で接続されている状態を指す。
第1の外部電極1は、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、またはAuなどの金属を含有している。第1の外部電極1は、共材として、誘電体層12に含まれる誘電体セラミックと同じ誘電体材料を含むことが好ましい。共材を含むことで、第1の外部電極1の焼成時の収縮挙動を積層体11の収縮挙動に近づけることができ、第1の外部電極1が積層体11から剥離するのを防止することができる。
第2の外部電極2は、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている。第1の側面17a側に設けられている第2の外部電極2は、第1の側面17aの長さ方向Lの中央部に設けられており、第1の側面17aから第1の主面16aおよび第2の主面16bに回り込むように設けられている。また、第2の側面17b側に設けられている第2の外部電極2は、第2の側面17bの長さ方向Lの中央部に設けられており、第2の側面17bから第1の主面16aおよび第2の主面16bに回り込むように設けられている。
ただし、第1の側面17aおよび第2の側面17bにおいて、第2の外部電極2が設けられる位置が長さ方向Lの中央部に限定されることはない。
図6(a)、(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。貫通部2bは、図6(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bと、第2の内部電極13bの幅方向Wの端部との間の部分である。第2の外部電極2は、貫通部2bによって、第1の側面17aおよび第2の側面17bより積層体11の内部側で第2の内部電極13bと直接接続されており、これにより、第2の内部電極13bと電気的に接続されている。また、それぞれの貫通部2bは少なくとも10μm以上はあり、少なくとも各々の第2の内部電極13bに接続する各々の貫通部同士が積層方向において、対向して配置されている。
上述したように、第1の内部電極13aには、長さ方向Lの中央部であって、幅方向Wの両端に切り欠き部40が設けられている。切り欠き部40は、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接続位置と積層方向Tにおいて重なる位置に設けられている。図6(a)に示すように、切り欠き部40の長さ方向Lの両端は、第2の外部電極2の貫通部2bの長さ方向Lの両端よりも外側に位置する。そのような構造により、第2の外部電極2は、第1の内部電極13aとは電気的に接続されていない。
図7は、積層セラミックコンデンサ10を、外層部22を含む平面で切断した場合の断面図である。図7に示すように、第2の外部電極2は、積層方向Tにおいて、第2の内部電極13bが設けられている高さの位置だけでなく、第2の内部電極13bの無い外層部22が設けられている高さの位置にも、マージン部23を貫通する貫通部2bを有する。
すなわち、第2の外部電極2の貫通部2bは、積層方向Tに見たときに、積層体11の第1の主面16aから第2の主面16bに渡って、マージン部23を貫通して設けられている。
第2の外部電極2は、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、Ag−Pd合金、またはAuなどの金属を含有している。第2の外部電極2は、共材として、誘電体層12に含まれる誘電体セラミックと同じセラミック材料を含むことが好ましい。共材を含むことで、第2の外部電極2の焼成時の収縮挙動を積層体11の収縮挙動に近づけることができ、第2の外部電極2が積層体11から剥離するのを防止することができる。
第1の外部電極1および第2の外部電極2は、例えば、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bと同時焼成した、いわゆるコファイアにより形成することができる。その場合、第1の外部電極1および第2の外部電極2は、同時焼成により形成された構造を有する。
コファイアにより形成する場合、例えば、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bがNiを含み、第1の外部電極1および第2の外部電極2もNiを含むようにすることができる。コファイアによって形成することにより、第1の内部電極13aと第1の外部電極1との接合強度、および、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接合強度を向上させることができる。
第1の外部電極1および第2の外部電極2をコファイアにより形成する場合、第1の外部電極1および第2の外部電極2と積層体11との接合強度を高めるため、第1の外部電極1および第2の外部電極2に含まれる共材の量は、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bに含まれる共材の量よりも多いことが好ましい。例えば、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bに含まれる共材の量に対して、第1の外部電極1および第2の外部電極2に含まれる共材の量を、重量%で3倍以上とすることが好ましい。
第1の外部電極1および第2の外部電極2に含有される元素の種類については、透過型電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分光法(TEM−EDX)で元素分析を行うことによって確認することができる。
第1の外部電極1および第2の外部電極2をNi層として構成する場合、Ni層中のセラミック材料の含有量は、25面積%以上40面積%以下であることが好ましい。Ni層中のセラミック材料の含有量が25面積%以上であるということは、Ni層中にセラミック材料が一定量以上含まれていることを意味する。セラミック材料を一定量以上含むNi層からなる外部電極1、2は、積層体の焼成時に外部電極ペーストを同時焼成することにより形成することができる。Ni層中のセラミック材料の含有量は、40面積%以下であることがより好ましい。
Ni層中のセラミック材料の含有量は、波長分散型X線分析装置(WDX)を用いた以下の方法により測定される。まず、積層セラミックコンデンサ10の幅方向Wの中央部の断面を露出させ、積層体11の積層方向Tの中央部におけるNi層の厚さ寸法の中央部を10000倍に拡大する。拡大した領域の視野は6μm×8μmとする。そして、拡大した領域をWDXによりマッピングし、マッピングによって得られた画像から面積比率を測定する。
第1の外部電極1は、積層体11の第1の端面15a側および第2の端面15b側から順に、Ni層1dと、第1のめっき層1eと、第2のめっき層1fと、第3のめっき層1gとを含むことが好ましい。同様に、第2の外部電極2は、積層体11の第1の側面17a側および第2の側面17b側から順に、Ni層2dと、第1のめっき層2eと、第2のめっき層2fと、第3のめっき層2gとを含むことが好ましい。第1のめっき層1e、2eは、Cuめっきにより形成されることが好ましく、第2のめっき層1f、2fは、Niめっきにより形成されることが好ましく、第3のめっき層1g、2gは、Snめっきにより形成されることが好ましい。なお、第2のめっき層1f、2fと第3のめっき層1g、2gのみでもよい。第1の外部電極1は、Ni層1dと第1のめっき層1eとの間に、導電性粒子および樹脂を含有する導電性樹脂層を含んでもよい。同様に、第2の外部電極2は、Ni層2dと第1のめっき層2eとの間に、導電性粒子および樹脂を含有する導電性樹脂層を含んでもよい。導電性粒子としては、例えば、Cu粒子、Ag粒子、Ni粒子等の金属粒子が挙げられる。
第2の外部電極2がコファイアにより形成されている場合、第2の外部電極2に含まれる共材の量と、第2の内部電極13bに含まれる共材の量が異なるので、含まれる共材の量を確認することにより、第2の外部電極2と第2の内部電極13bとの境界を確認することができる。また、第2の外部電極2と第2の内部電極13bとの境界を確認することにより、第2の内部電極13bが第2の外部電極2と接続するために、幅方向Wの外側に突出しているのか、第2の外部電極2が第2の内部電極13bと接続するために、幅方向Wの内側に延伸しているのかを把握することができる。
第1の外部電極1および第2の外部電極2は、積層体11に導電性ペーストを塗布して焼き付けた、いわゆるポストファイアにより形成することもできる。ポストファイアにより形成される場合、第1の外部電極1および第2の外部電極2には、第1の内部電極13aおよび第2の内部電極13bと比べて、多くのガラスが含まれている。したがって、第2の外部電極2と第2の内部電極13bのそれぞれに含まれるガラスの量を確認することにより、第2の外部電極2と第2の内部電極13bとの境界を確認することができる。また、第2の外部電極2と第2の内部電極13bとの境界を確認することにより、第2の内部電極13bが第2の外部電極2と接続するために、幅方向Wの外側に突出しているのか、第2の外部電極2が第2の内部電極13bと接続するために、幅方向Wの内側に延伸しているのかを把握することができる。
なお、第1の外部電極1および第2の外部電極2を形成するための外部電極ペーストを塗工する際には、内部に空気が含まれるのを抑制するために、ローラを用いて塗工することが好ましい。
上述したように、一実施形態における積層セラミックコンデンサ10では、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第2の外部電極2は、第1の側面17aおよび第2の側面17bより積層体11の内部側で第2の内部電極13bと直接接続されている。すなわち、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有する必要がないので、積層方向Tにおいて第1の内部電極13aと第2の内部電極13bとが重なる領域である有効領域を拡大することができ、体積あたりの静電容量を大きくすることができる。
また、上記構成により、幅方向Wにおいて、有効領域を保護しているマージン部23の幅方向Wの寸法を小さくすることができるので、積層セラミックコンデンサ10のサイズを小さくすることができるとともに、積層セラミックコンデンサ10のESLを低減することができる。
特に、一実施形態における積層セラミックコンデンサ10では、第2の外部電極2は、マージン部23を貫通する貫通部2bを備え、貫通部2bによって第2の内部電極13bに直接接続されている。そのような構成により、第2の内部電極13bが、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有することなく、第2の内部電極13bと第2の外部電極2とを接続することができる。
本発明による電子部品である積層セラミックコンデンサは、複数の外部電極のうちの少なくとも1つが、積層体の第1の側面および第2の側面のうちの少なくとも一方の側面に設けられて、その少なくとも一方の側面より積層体の内部側で内部電極と直接接続されている。上述した一実施形態における積層セラミックコンデンサ10は、そのような構造を有する積層セラミックコンデンサの一例である。以下では、上述した積層セラミックコンデンサ10以外に、本発明による電子部品の構造を有する積層セラミックコンデンサの他の例について説明する。
<変形例1>
上述した一実施形態における積層セラミックコンデンサ10では、第1の外部電極1は、第1の端面15aおよび第2の端面15bに設けられ、第2の外部電極2は、第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている。しかしながら、第1の外部電極1および第2の外部電極2が設けられる位置が上述した位置に限定されることはなく、例えば、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bにだけ設けられていてもよい。
図8は、2つの第1の外部電極1が積層体11の第1の側面17aに設けられ、2つの第2の外部電極2が第2の側面17bに設けられた構成の積層セラミックコンデンサ10Aの断面図であって、(a)は、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図8では、マージン部23を1つの層として示しているが、複数のマージン層を備えた構成であってもよい。
図8(a)に示すように、第1の外部電極1は、積層体11の表面に位置する表面部1aと、マージン部23内を貫通している貫通部1bとを有する。第1の外部電極1は、貫通部1bにおいて第1の内部電極13aと接続されているが、図8(b)に示すように、第2の内部電極13bとは接続されていない。
図8(b)に示すように、第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。第2の外部電極2は、貫通部2bにおいて第2の内部電極13bと接続されているが、図8(a)に示すように、第1の内部電極13aとは接続されていない。
この場合も、第1の外部電極1は、マージン部23を貫通して、第1の側面17aより積層体11の内部側で第1の内部電極13aと直接接続され、第2の外部電極2は、マージン部23を貫通して、第2の側面17bより積層体11の内部側で第2の内部電極13bと直接接続されている。また、第1の内部電極13aは、幅方向Wに突出して第1の外部電極1と接続するための引き出し部を有しておらず、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。
<変形例2>
図9は、第1の外部電極1および第2の外部電極2が積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bにそれぞれ2つずつ設けられた構成の積層セラミックコンデンサ10Bの断面図であって、(a)は、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図9では、マージン部23を1つの層として示しているが、複数のマージン層を備えた構成であってもよい。
図9(a)、(b)に示すように、第1の外部電極1は、積層体11の表面に位置する表面部1aと、マージン部23内を貫通している貫通部1bとを有し、第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。
第1の内部電極13aは、図9(a)に示すように、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。また、第2の内部電極13bは、図9(b)に示すように、第1の内部電極13aと第1の外部電極1との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。
上述した構成により、第1の外部電極1は、図9(a)に示すように、第1の内部電極13aと接続されているが、図9(b)に示すように、第2の内部電極13bとは接続されていない。また、第2の外部電極2は、図9(b)に示すように、第2の内部電極13bと接続されているが、図9(a)に示すように、第1の外部電極1とは接続されていない。
図9(a)、(b)に示す積層セラミックコンデンサ10Bにおいても、第1の内部電極13aは、幅方向Wに突出して第1の外部電極1と接続するための引き出し部を有しておらず、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。
<変形例3>
図10は、第1の外部電極1および第2の外部電極2が積層体11の第1の側面17a、第2の側面17b、第1の端面15a、および第2の端面15bに交互に複数設けられた構成の積層セラミックコンデンサ10Cの断面図であって、(a)は、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図10では、マージン部23を1つの層として示しているが、複数のマージン層を備えた構成であってもよい。
第1の側面17aには、3つの第1の外部電極1と2つの第2の外部電極2が交互に設けられており、第2の側面17bには、3つの第2の外部電極2と2つの第1の外部電極1が交互に設けられている。また、第1の端面15aおよび第2の端面15bには、第1の外部電極1および第2の外部電極2がそれぞれ1つずつ設けられている。
図10(a)、(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第1の外部電極1は、積層体11の表面に位置する表面部1aと、マージン部23内を貫通している貫通部1bとを有する。また、図10(a)、(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。
第1の内部電極13aは、図10(a)に示すように、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。また、第2の内部電極13bは、図10(b)に示すように、第1の内部電極13aと第1の外部電極1との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。
上述した構成により、第1の外部電極1は、図10(a)に示すように、第1の内部電極13aと接続されているが、図10(b)に示すように、第2の内部電極13bとは接続されていない。また、第2の外部電極2は、図10(b)に示すように、第2の内部電極13bと接続されているが、図10(a)に示すように、第1の外部電極1とは接続されていない。
図10(a)、(b)に示す積層セラミックコンデンサ10Cにおいても、第1の内部電極13aは、幅方向Wに突出して第1の外部電極1と接続するための引き出し部を有しておらず、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。
<変形例4>
図11は、第1の外部電極1および第2の外部電極2が積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bのうちの一方の側面である第1の側面17aにのみ設けられた構成の積層セラミックコンデンサ10Dの断面図であって、(a)は、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図11では、マージン部23を1つの層として示しているが、複数のマージン層を備えた構成であってもよい。また、第1の外部電極1および第2の外部電極2は、積層体11の第2の側面17bにのみ設けられていてもよい。
第1の側面17aには、2つの第1の外部電極1と、2つの第1の外部電極1の間に位置する1つの第2の外部電極2とが設けられている。
図11(a)、(b)に示すように、第1の外部電極1は、積層体11の表面に位置する表面部1aと、マージン部23内を貫通している貫通部1bとを有し、第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。
第1の内部電極13aは、図11(a)に示すように、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。また、第2の内部電極13bは、図11(b)に示すように、第1の内部電極13aと第1の外部電極1との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。
上述した構成により、第1の外部電極1は、図11(a)に示すように、第1の内部電極13aと接続されているが、図11(b)に示すように、第2の内部電極13bとは接続されていない。また、第2の外部電極2は、図11(b)に示すように、第2の内部電極13bと接続されているが、図11(a)に示すように、第1の外部電極1とは接続されていない。
図11(a)、(b)に示す積層セラミックコンデンサ10Dにおいても、第1の内部電極13aは、幅方向Wに突出して第1の外部電極1と接続するための引き出し部を有しておらず、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。
<変形例5>
図12は、第1の外部電極1が積層体11の第1の側面17a、第2の側面17b、第1の端面15a、および第2の端面15bに設けられ、第2の外部電極2が第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられた構成の積層セラミックコンデンサ10Eの断面図であって、(a)は、第1の内部電極13aを含む平面で切断した場合の断面図であり、(b)は、第2の内部電極13bを含む平面で切断した場合の断面図である。なお、図12では、マージン部23を1つの層として示しているが、複数のマージン層を備えた構成であってもよい。
積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bには、第1の外部電極1および第2の外部電極2がそれぞれ2つずつ、交互に設けられている。また、第1の端面15aおよび第2の端面15bには、それぞれ1つの第1の外部電極1が設けられている。
図12(a)、(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第1の外部電極1は、積層体11の表面に位置する表面部1aと、マージン部23内を貫通している貫通部1bとを有する。また、図11(a)、(b)に示すように、積層体11の第1の側面17aおよび第2の側面17bに設けられている第2の外部電極2は、積層体11の表面に位置する表面部2aと、マージン部23内を貫通している貫通部2bとを有する。
第1の内部電極13aは、図12(a)に示すように、第2の内部電極13bと第2の外部電極2との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。また、第2の内部電極13bは、図12(b)に示すように、第1の内部電極13aと第1の外部電極1との接続位置と積層方向Tおいて重なる位置に、切り欠き部40を有する。
上述した構成により、第1の外部電極1は、図12(a)に示すように、第1の内部電極13aと接続されているが、図12(b)に示すように、第2の内部電極13bとは接続されていない。また、第2の外部電極2は、図12(b)に示すように、第2の内部電極13bと接続されているが、図12(a)に示すように、第1の内部電極13aとは接続されていない。
図12(a)、(b)に示す積層セラミックコンデンサ10Eにおいても、第1の内部電極13aは、幅方向Wに突出して第1の外部電極1と接続するための引き出し部を有しておらず、第2の内部電極13bは、幅方向Wに突出して第2の外部電極2と接続するための引き出し部を有していない。
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
例えば、上述した積層セラミックコンデンサ10において、第2の外部電極2の貫通部2bの長さ方向Lにおける寸法は、第1の側面17aおよび第2の側面17b側に比べて、内層部21側が小さくてもよい。同様に、変形例1〜5で示した構成において、外部電極の貫通部の長さ方向Lにおける寸法は、側面側に比べて、内層部21側が小さくてもよい。
上述した実施形態では、マージン部23は、幅方向Wに積層された複数のマージン層23a、23bを備えるものとして説明したが、1つの層で構成されていてもよい。
上述したように、本発明による電子部品は、外部電極が、積層体の第1の側面および第2の側面のうちの少なくとも一方の側面に設けられて、その少なくとも一方の側面より積層体の内部側で内部電極と直接接続されている構成を有している。したがって、上述した実施形態および変形例以外の電子部品であっても、上記構成を有する電子部品は、本発明の電子部品に含まれる。
1 第1の外部電極
2 第2の外部電極
10、10A、10B、10C、10D、10E 積層セラミックコンデンサ
11 積層体
12 誘電体層
13a 第1の内部電極
13b 第2の内部電極
15a 第1の端面
15b 第2の端面
16a 第1の主面
16b 第2の主面
17a 第1の側面
17b 第2の側面
21 内層部
22 外層部
23 マージン部
23a 外側マージン層
23b 内側マージン層
40 切り欠き部

Claims (11)

  1. 内部電極と誘電体層とが交互に複数積層された積層体と、
    前記内部電極と電気的に接続された複数の外部電極と、
    を備え、
    前記積層体は、積層方向において相対する第1の主面および第2の主面と、前記積層方向と直交する幅方向において相対する第1の側面および第2の側面と、前記積層方向および前記幅方向と直交する長さ方向において相対する第1の端面および第2の端面とを有し、
    複数の前記外部電極のうちの少なくとも1つは、前記積層体の前記第1の側面および前記第2の側面のうちの少なくとも一方の側面に設けられて、前記少なくとも一方の側面より前記積層体の内部側で前記内部電極と直接接続されていることを特徴とする電子部品。
  2. 前記積層体は、前記積層体の前記長さ方向および前記幅方向を含む断面を前記積層方向から見たときに、複数の前記内部電極が存在しない領域であるマージン部を備え、
    前記外部電極は、前記マージン部を貫通する貫通部を備え、前記貫通部によって前記内部電極に直接接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電子部品。
  3. 前記積層体は、前記積層体の前記幅方向および前記積層方向を含む断面を前記長さ方向から見たときに、前記マージン部以外に、複数の前記内部電極が存在しない領域である外層部を備え、
    前記外部電極は、前記積層方向において前記外層部が設けられている高さの位置にも、前記貫通部を有することを特徴とする請求項2に記載の電子部品。
  4. 前記外部電極は、前記第1の側面および前記第2の側面のうちの一方の側面に複数設けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電子部品。
  5. 前記内部電極は、第1の内部電極と第2の内部電極とを含み、
    複数の前記外部電極には、前記積層体の前記第1の端面および前記第2の端面のうちの少なくとも一方に設けられ、前記第1の内部電極と接続された第1の外部電極と、前記積層体の前記第1の側面および前記第2の側面のうちの少なくとも一方に設けられ、前記第2の内部電極と接続された第2の外部電極とが含まれ、
    前記第2の内部電極は、前記積層体の前記第1の端面および前記第2の端面のうち、前記第1の外部電極が設けられている端面とは接触しない形状を有し、
    前記第1の内部電極は、前記第2の内部電極と前記第2の外部電極との接続位置と前記積層方向において重なる位置に、切り欠き部を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電子部品。
  6. 前記マージン部の前記幅方向における寸法は、5μm以上30μm以下であることを特徴とする請求項2に記載の電子部品。
  7. 前記マージン部は、前記幅方向に積層された複数のマージン層を備えていることを特徴とする請求項2または6に記載の電子部品。
  8. 前記第2の内部電極は、SiおよびTiを含んでおり、
    前記第2の内部電極に含まれるTiに対するSiのモル比は、前記第2の内部電極の前記幅方向における中央部と比べて、前記幅方向における端部の方が大きいことを特徴とする請求項5に記載の電子部品。
  9. 前記外部電極と前記内部電極は共に誘電体材料からなる共材を含み、前記外部電極に含まれる共材の量は、前記内部電極に含まれる共材の量に比べて多いことを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の電子部品。
  10. 複数の前記内部電極に挟まれた前記誘電体層に含まれる誘電体粒子の平均粒径は、前記マージン部に含まれる誘電体粒子の平均粒径より大きいことを特徴とする請求項2、6または7に記載の電子部品。
  11. 複数の前記内部電極のうち、前記積層方向の中央部に位置する内部電極の前記幅方向の寸法は、前記積層方向の外側に位置する内部電極の前記幅方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の電子部品。
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