JP2021128969A - 積層セラミック電子部品及び回路基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】積層セラミック電子部品は、セラミック素体と、第1外部電極と、第2外部電極と、を具備する。セラミック素体は、第1軸方向に積層された第1内部電極及び第2内部電極と、第1軸方向を向いた第1主面及び第2主面と、第1軸と直交する第2軸方向を向き第1内部電極が引き出された第1端面と、第2軸方向を向き第2内部電極が引き出された第2端面と、を有する。第1外部電極は、第1端面を覆い第1主面まで延出する。第2外部電極は、第2端面を覆い第1主面まで延出する。各外部電極は、錫を主成分とする第1最外層を含み、端面から第1主面まで延出する第1領域と、錫を主成分とする最外層を含まず、第1領域と端面上において第1軸方向に隣接して配置された第2領域と、を有する。
【選択図】図4
Description
上記セラミック素体は、第1軸方向に積層された第1内部電極及び第2内部電極と、上記第1軸方向を向いた第1主面及び第2主面と、上記第1軸と直交する第2軸方向を向き上記第1内部電極が引き出された第1端面と、上記第2軸方向を向き上記第2内部電極が引き出された第2端面と、を有する。
上記第1外部電極は、上記第1端面を覆い、上記第1主面まで延出する。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆い、上記第1主面まで延出する。
上記第1外部電極及び上記第2外部電極各々は、
錫を主成分とする第1最外層を含み、上記第1端面又は上記第2端面から上記第1主面まで延出する第1領域と、
錫を主成分とする最外層を含まず、上記第1領域と上記第1端面又は上記第2端面上において上記第1軸方向に隣接して配置された第2領域と、を有する。
これにより、第2最外層によってはんだとの反応を抑制でき、はんだの濡れ上がりを抑制することができる。したがって、上記構成によれば、第2主面上へはんだが到達することを抑制することができ、省スペースな実装と積層セラミック電子部品の高機能化を実現することができる。
上記第1最外層は、上記第1内層上に配置され、
上記第2最外層は、上記第1内層の少なくとも一部と連続して形成されてもよい。
これにより、第2最外層が第1内層の少なくとも一部と同一の工程により形成される。したがって、積層セラミック電子部品の生産効率を高めることができる。
上記第2領域は、
上記セラミック素体上に配置され、上記第1内層と連続して形成された第2内層と、
錫を主成分とし上記第2内層上に配置され、かつ上記第1最外層と連続して形成された錫含有層層と、をさらに含み、
上記第2最外層は、上記錫含有層上に配置されてもよい。
これにより、第1内層が第2内層と同一の工程により形成され、かつ、第1最外層が錫含有層と同一の工程により形成される。したがって、積層セラミック電子部品の生産効率を高めることができる。
これにより、第2領域が第1軸方向に濡れ上がるはんだと広い範囲において接触することができ、はんだの濡れ上がりを効果的に抑制することができる。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆い、上記第1主面及び上記第2主面まで延出し、
上記第2領域は、上記第1外部電極及び上記第2外部電極各々の上記第1軸方向における中央部に配置され、
上記第1領域は、上記第1端面又は上記第2端面から上記第1主面及び上記第2主面まで延出していてもよい。
これにより、第1主面を実装基板に対向させて実装した場合と、第2主面を実装基板に対向させて実装した場合と、のいずれも場合でも、第2領域によるはんだの濡れ上がり抑制作用を得ることができる。したがって、積層セラミック電子部品の実装姿勢の自由度を高めることができる。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆い、上記第1主面及び上記第2主面まで延出し、
上記第2領域は、上記第1端面又は上記第2端面から上記第2主面まで延出していてもよい。
これにより、第2領域を広い範囲に配置することができ、第1主面を実装基板に対向させて実装した場合に、第2主面上へのはんだの到達をより確実に防止することができる。
上記積層セラミック電子部品は、セラミック素体と、第1外部電極と、第2外部電極と、を具備する。
上記セラミック素体は、第1軸方向に積層された第1内部電極及び第2内部電極と、上記第1軸方向を向いた第1主面及び第2主面と、上記第1軸と直交する第2軸方向を向き上記第1内部電極が引き出された第1端面と、上記第2軸方向を向き上記第2内部電極が引き出された第2端面と、を有する。
上記第1外部電極は、上記第1端面を覆い、上記第1主面まで延出する。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆い、上記第1主面まで延出する。
上記はんだは、上記第1外部電極及び上記第2外部電極と上記実装基板とを接続する。
上記第1外部電極及び上記第2外部電極各々は、
錫を主成分とする第1最外層を含み、上記第1端面又は上記第2端面から上記第1主面まで延出する第1領域と、
錫を主成分とする最外層を含まず、上記第1端面又は上記第2端面上において、上記第1領域と上記第1軸方向に隣接して配置された第2領域と、を有する。
図面には、適宜相互に直交するX軸、Y軸、及びZ軸が示されている。X軸、Y軸、及びZ軸は全図において共通である。
[積層セラミックコンデンサの全体構成]
図1〜3は、本発明の第1実施形態に係る積層セラミックコンデンサ10を示す図である。図1は、積層セラミックコンデンサ10の斜視図である。図2は、積層セラミックコンデンサ10の図1のA−A'線に沿った断面図である。図3は、積層セラミックコンデンサ10の図1のB−B'線に沿った断面図である。
図2に示すように、第1外部電極14は、第1端面11aを覆い、少なくとも第1主面11eまで延出している。本実施形態において、第1外部電極14は、第1端面11aを覆い、両主面11e,11f及び両側面11c,11dまで延出している。第2外部電極15は、第2端面11bを覆い、少なくとも第1主面11eまで延出している。本実施形態において、第2外部電極15は、第2端面11bを覆い、両主面11e,11f及び両側面11c,11dまで延出している。
図5は、積層セラミックコンデンサ10の製造方法を示すフローチャートである。図6は、積層セラミックコンデンサ10の製造過程を示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ10の製造方法について、図5に沿って、図6を適宜参照しながら説明する。
ステップS11では、容量形成部111を形成するための第1セラミックシートS1及び第2セラミックシートS2と、カバー部112を形成するための第3セラミックシートS3と、を準備する。そして、図6に示すように、これらのセラミックシートS1,S2,S3を積層して焼成し、セラミック素体11を作製する。
第1セラミックシートS1には第1内部電極12に対応する未焼成の第1内部電極12uが形成され、第2セラミックシートS2には第2内部電極13に対応する未焼成の第2内部電極13uが形成されている。セラミックシートS1,S2において、内部電極12u,13uのY軸方向周縁には、内部電極12u,13uが形成されていない、サイドマージン部113に対応する領域が設けられている。第3セラミックシートS3には内部電極が形成されていない。
ステップS12では、第1領域17及び第2領域18を有する外部電極14,15を形成する。本実施形態の外部電極14,15は、第1領域17及び第2領域18に共通する層を形成した後、第1領域17の第1最外層172を形成する。
さらに、積層セラミックコンデンサ10は、外部電極14,15がはんだ付けされることによって基板に実装される。
図7は、本実施形態の回路基板100を示す図であり、図2に対応する断面図である。
本実施形態では、図4に示すように、第1稜部11gを覆うように配置された第1領域17が、錫を主成分とする第1最外層172を含む。実装時には、はんだペーストが、第1稜部11gから第2稜部11hに向かって第1最外層172上を濡れ上がる。第1最外層172は、錫を主成分とするため、はんだペーストと反応して溶融し、はんだHが固化した際にはんだHと十分に接合される。したがって、第1最外層172を含む第1領域17により、はんだHとの接合信頼性を十分に確保することができる。
図8に示すように、積層セラミックコンデンサ20は、第2領域を有さない外部電極24,25を備える。つまり、外部電極24,25全体が、本実施形態の第1領域17と同様に構成され、錫を主成分とする第1最外層272と、第1内層271とを含む。
積層セラミックコンデンサ20では、実装時に、第1稜部11gから第2稜部11hに向かってはんだペーストが濡れ上がり、はんだペーストが外部電極24,25の第2主面11f上の面まで到達し得る。特に、積層セラミックコンデンサ20が低背型の場合、Z軸方向における高さ寸法が小さいため、はんだペーストが第2主面11f上の面まで容易に到達する。
図10に示すように、積層セラミックコンデンサ10のZ軸方向における高さ寸法を、部品高さ寸法t1とする。はんだHのZ軸方向における高さ寸法を、はんだ高さ寸法t2とする。本実施形態では、第2領域18によるはんだの濡れ上がり抑制作用によって、はんだHが第2主面11f上の面まで到達しない。このため、はんだ高さ寸法t2が、部品高さ寸法t1よりも小さくなる。つまり、はんだHによって実装された場合でも、積層セラミックコンデンサ10の実質的な高さ寸法は、実際の部品高さ寸法t1に一致する。
第1領域17及び第2領域18の各層は、上述の例の他にも、種々の構成を採り得る。
[積層セラミックコンデンサの構成]
図12は、本発明の第2実施形態に係る積層セラミックコンデンサ30を示す斜視図である。図13は、図12のC−C'線に沿った断面図である。なお、図3に対応するY−Z平面に平行に切断した断面については、第1実施形態と同様であるため、図示を省略する。
また、以下の説明において、上述の第1実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図15は、本実施形態の回路基板300を示す図であり、図13に対応する断面図である。
本実施形態においても、外部電極34,35が第2領域38を有するため、外部電極34,35上におけるはんだの濡れ上がりが規制される。これにより、はんだ高さ寸法を低減でき、回路基板300における積層セラミックコンデンサ30の実質的な高さ寸法を規制できる。したがって、積層セラミックコンデンサ30の実装スペースを削減できるとともに、回路基板300及びそれが実装される電子機器の小型化に貢献できる。また、各積層セラミックコンデンサ30の実質的な高さ寸法を規制できるため、回路基板300における、積層セラミックコンデンサ30と他の構造物との接触を抑制でき、積層セラミックコンデンサ30の損傷を防止できる。さらに、セラミック素体11の高さ寸法を十分に確保できることから、積層セラミックコンデンサ30の高容量化やバイアス特性の向上に寄与できるとともに、積層セラミックコンデンサ30の機械的強度を十分に確保することができる。
[積層セラミックコンデンサの構成]
図16は、本発明の第3実施形態に係る積層セラミックコンデンサ40を示す斜視図である。図17は、図16のD−D'線に沿った断面図である。
図19は、積層セラミックコンデンサ40の製造方法の一例を示すフローチャートである。図20は、積層セラミックコンデンサ40の製造過程を示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ40の製造方法について、図19に沿って、図20を適宜参照しながら説明する。
ステップS31では、第1容量形成領域411aを形成するための第1セラミックシートS1及び第2セラミックシートS2と、カバー部412及び中間セラミック層46cの一部を形成するための第3セラミックシートS3と、を準備する。そして、図20Aに示すように、これらのセラミックシートS1,S2,S3を積層して、未焼成の第1セラミック素体41uaを作製する。各セラミックシートS1,S2,S3は、第1実施形態と同様の構成を有する。なお、セラミックシートS1,S2,S3の枚数は図20Aに示す例に限定されない。
ステップS32では、第2容量形成領域411bを形成するための第1セラミックシートS1及び第2セラミックシートS2と、カバー部412及び中間セラミック層46cの一部を形成するための第3セラミックシートS3と、を準備する。そして、図20Bに示すように、これらのセラミックシートS1,S2,S3を積層して、未焼成の第2セラミック素体41ubを作製する。各セラミックシートS1,S2,S3は、第1実施形態と同様の構成を有する。なお、セラミックシートS1,S2,S3の枚数は図20Bに示す例に限定されない。
ステップS33では、未焼成の第1セラミック素体41uaのX軸方向における端面を覆い、Z軸方向上面及びY軸方向における両側面まで延出するように、メッキ下地膜となる導電性ペーストを塗布する。同様に、未焼成の第2セラミック素体41ubのX軸方向における端面を覆い、Z軸方向下面及びY軸方向における両側面まで延出するように、メッキ下地膜となる導電性ペーストを塗布する。このとき、未焼成の第1セラミック素体41uaのZ軸方向下面及び未焼成の第2セラミック素体41ubのZ軸方向上面には、導電性ペーストを塗布しないようにする。
ステップS34では、未焼成の第1セラミック素体41uaと未焼成の第2セラミック素体41ubとをZ軸方向に接合する。例えば、未焼成の第1セラミック素体41uaのZ軸方向下面にセラミックペーストを塗布し、当該セラミックペーストを未焼成の第2セラミック素体41ubのZ軸方向上面に接触させる。これにより、第1セラミック素体41uaのZ軸方向下面が、このセラミックペーストを介して未焼成の第2セラミック素体41ubのZ軸方向上面と接合される。
ステップS35では、接合された未焼成の第1セラミック素体41ua及び未焼成の第2セラミック素体41ubを焼成し、セラミック素体41を作製する。これにより、第1セラミック素体41uaに対応する領域に、第1容量形成領域411aが形成される。第2セラミック素体41ubに対応する領域に、第2容量形成領域411bが形成される。また、導電性ペーストも焼成され、メッキ下地膜が形成される。
ステップS36では、メッキ下地膜上に1又は複数のメッキ膜を形成することで、外部電極44,45を形成する。各メッキ膜は、錫以外の、銅、ニッケル、白金、パラジウム、銀、金などを主成分とし、例えば電解メッキ法により形成される。メッキ下地膜及び1又は複数のメッキ膜は、第1内層471を構成する。続いて、1又は複数のメッキ膜上に、錫を主成分とする錫メッキ膜を形成する。この錫メッキ膜は、第1最外層472を構成する。
図21は、本実施形態の回路基板400を示す図であり、図17に対応する断面図である。
はんだHは、積層セラミックコンデンサ40の外部電極44,45の第1領域47から第2領域48に達するまで形成される。
図17及び図21に示すように、積層セラミックコンデンサ40では、外部電極44,45の第2領域48が電極層を含まない。これにより、はんだの濡れ上がりが第2領域48でより確実に抑制される。この結果、はんだ高さ寸法を低減でき、回路基板400における積層セラミックコンデンサ40の実質的な高さ寸法を規制できる。したがって、積層セラミックコンデンサ40の実装スペースを削減できるとともに、回路基板400及びそれが実装される電子機器の小型化に貢献できる。また、各積層セラミックコンデンサ40の実質的な高さ寸法を規制できるため、回路基板400における、積層セラミックコンデンサ40と他の構造物との接触を抑制でき、積層セラミックコンデンサ40の損傷を防止できる。さらに、セラミック素体41の高さ寸法を十分に確保できることから、積層セラミックコンデンサ40の高容量化やバイアス特性の向上に寄与できるとともに、積層セラミックコンデンサ40の機械的強度を十分に確保することができる。
図22は、本発明の第4実施形態に係る積層セラミックコンデンサ50を示す斜視図である。図23は、図22のE−E'線に沿った断面図である。
各外部電極54,55は、第1稜部11gを覆う第1領域57と、第1領域57とZ軸方向に隣接して配置された第2領域58と、を有する。本実施形態では、第2領域58が第1領域57よりも薄く構成される。
図25に示すように、外部電極54,55が第2領域58を有するため、外部電極54,55上におけるはんだの濡れ上がりが規制される。これにより、はんだ高さ寸法を低減でき、回路基板500における積層セラミックコンデンサ50の実質的な高さ寸法を規制できる。したがって、積層セラミックコンデンサ50の実装スペースを削減できるとともに、回路基板500及びそれが実装される電子機器の小型化に貢献できる。また、各積層セラミックコンデンサ50の実質的な高さ寸法を規制できるため、回路基板500における、積層セラミックコンデンサ50と他の構造物との接触を抑制でき、積層セラミックコンデンサ50の損傷を防止できる。さらに、セラミック素体11の高さ寸法を十分に確保できることから、積層セラミックコンデンサ50の高容量化やバイアス特性の向上に寄与できるとともに、積層セラミックコンデンサ50の機械的強度を十分に確保することができる。
図26は、本発明の第5実施形態に係る積層セラミックコンデンサ60をX軸方向から見た側面図である。本実施形態では、第2領域の配置例について説明する。
あるいは、図26B及び図26Cに示すように、第2領域68は、Y軸方向に離間して複数配置されていてもよい。この場合、第2領域68は、図26Bに示すように、Y軸方向に延びる帯状に構成されてもよいし、図26Cに示すように、ドット状等の平面形状を有していてもよい。
[回路基板の構成]
図27は、本発明の第6実施形態に係る回路基板700を示す断面図である。本実施形態の回路基板700は、第1基板101及び第2基板702の間に、さらに枠状のコア基板を有する。
本実施形態においても、外部電極14,15が第2領域18を有するため、外部電極14,15上におけるはんだの濡れ上がりが規制される。これにより、はんだ高さ寸法を低減でき、回路基板700における積層セラミックコンデンサ10の実質的な高さ寸法を規制できる。したがって、積層セラミックコンデンサ10の実装スペースを削減できるとともに、回路基板700及びそれが実装される電子機器の小型化に貢献できる。また、各積層セラミックコンデンサ10の実質的な高さ寸法を規制できるため、2つの積層セラミックコンデンサ10同士や、これらと他の構造物との接触を抑制でき、積層セラミックコンデンサ10の損傷を防止できる。さらに、セラミック素体11の高さ寸法を十分に確保できることから、積層セラミックコンデンサ10の高容量化やバイアス特性の向上に寄与できるとともに、積層セラミックコンデンサ10の機械的強度を十分に確保することができる。
11,41…セラミック素体
11a,41a…第1端面
11b,41b…第2端面
11e,41e…第1主面
11f,41f…第2主面
12…第1内部電極
13…第2内部電極
14,34,44,54,64…第1外部電極
15,35,45,55,65…第2外部電極
17,37,47,57,67…第1領域
172,372,472,572…第1最外層
18,38,48,58,68…第2領域
182,383,582…第2最外層
100,300,400,500,700…回路基板
Claims (8)
- 第1軸方向に積層された第1内部電極及び第2内部電極と、前記第1軸方向を向いた第1主面及び第2主面と、前記第1軸と直交する第2軸方向を向き前記第1内部電極が引き出された第1端面と、前記第2軸方向を向き前記第2内部電極が引き出された第2端面と、を有するセラミック素体と、
前記第1端面を覆い、前記第1主面まで延出する第1外部電極と、
前記第2端面を覆い、前記第1主面まで延出する第2外部電極と、
を具備し、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極各々は、
錫を主成分とする第1最外層を含み、前記第1端面又は前記第2端面から前記第1主面まで延出する第1領域と、
錫を主成分とする最外層を含まず、前記第1領域と前記第1端面又は前記第2端面上において前記第1軸方向に隣接して配置された第2領域と、を有する
積層セラミック電子部品。 - 請求項1に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第2領域は、錫を主成分としない第2最外層を含む
積層セラミック電子部品。 - 請求項2に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第1領域は、前記セラミック素体上に配置された第1内層をさらに含み、
前記第1最外層は、前記第1内層上に配置され、
前記第2最外層は、前記第1内層の少なくとも一部と連続して形成される
積層セラミック電子部品。 - 請求項2に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第1領域は、前記セラミック素体上に配置された第1内層をさらに含み、
前記第2領域は、
前記セラミック素体上に配置され、前記第1内層と連続して形成された第2内層と、
錫を主成分とし前記第2内層上に配置され、かつ前記第1最外層と連続して形成された錫含有層層と、をさらに含み、
前記第2最外層は、前記錫含有層上に配置される
積層セラミック電子部品。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第2領域は、前記第1端面又は前記第2端面上において前記第1軸及び前記第2軸と直交する第3軸方向に沿って延びる
積層セラミック電子部品。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第1外部電極は、前記第1端面を覆い、前記第1主面及び前記第2主面まで延出し、
前記第2外部電極は、前記第2端面を覆い、前記第1主面及び前記第2主面まで延出し、
前記第2領域は、前記第1外部電極及び前記第2外部電極各々の前記第1軸方向における中央部に配置され、
前記第1領域は、前記第1端面又は前記第2端面から前記第1主面及び前記第2主面まで延出する
積層セラミック電子部品。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記第1外部電極は、前記第1端面を覆い、前記第1主面及び前記第2主面まで延出し、
前記第2外部電極は、前記第2端面を覆い、前記第1主面及び前記第2主面まで延出し、
前記第2領域は、前記第1端面又は前記第2端面から前記第2主面まで延出する
積層セラミック電子部品。 - 実装基板と、
第1軸方向に積層された第1内部電極及び第2内部電極と前記第1軸方向を向いた第1主面及び第2主面と前記第1軸と直交する第2軸方向を向き前記第1内部電極が引き出された第1端面と前記第2軸方向を向き前記第2内部電極が引き出された第2端面とを有するセラミック素体と、前記第1端面を覆い、前記第1主面まで延出する第1外部電極と、前記第2端面を覆い、前記第1主面まで延出する第2外部電極と、を有する積層セラミック電子部品と、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極と前記実装基板とを接続するはんだと、
を具備し、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極各々は、
錫を主成分とする第1最外層を含み、前記第1端面又は前記第2端面から前記第1主面まで延出する第1領域と、
錫を主成分とする最外層を含まず、前記第1端面又は前記第2端面上において、前記第1領域と前記第1軸方向に隣接して配置された第2領域と、を有する
回路基板。
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