JP5786751B2 - 積層電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、積層コンデンサなどの積層電子部品に関する。

従来の積層電子部品として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。例えば、特許文献１に記載のコンデンサは、誘電体層を介在させて複数の内部電極が積層された積層体と、積層体の両端面側に配置された外部電極とを備えている。この積層電子部品では、積層体の端面及び端面を連結する４つの側面に亘って外部電極が形成されている。

特開２００２−２９８６４３号公報

ところで、近年では積層電子部品の小型化が進んでおり、これに伴い積層電子部品の強度を確保し難くなっているため、積層電子部品のハンドリング時や実装時に割れや欠けなどといった構造欠陥が発生する懼れがあった。また、積層電子部品は、例えば撓み応力などが与えられると、素体にクラックが発生するといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、構造欠陥を抑制できると共に、クラックの発生を低減できる積層電子部品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る積層電子部品は、互いに対向する一対の端面と、一対の端面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の主面と、一対の主面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の側面とを有する、複数の誘電体層と複数の内部電極とが一対の主面の対向方向に積層された素体と、素体の各端面側に配置されると共に対応する内部電極に接続された一対の外部電極と、を備え、各外部電極は、各主面に位置する第１部分と、第１部分に連続し且つ各側面に位置する第２部分と、第１及び第２部分に連続し且つ各端面に位置する第３部分とを有し、第１部分は、一対の主面の対向方向から見て、一対の端面の対向方向での内側の縁が円弧状を呈しており、第２部分は、一対の側面の対向方向から見て、一対の端面の対向方向での内側の縁が円弧状を呈しており、第１部分の縁の曲率半径Ｒ１、第２部分の縁の曲率半径Ｒ２、第１部分の外表面の間の寸法Ｔ、及び第２部分の外表面の間の寸法Ｗが、
Ｗ＞Ｒ１
Ｔ＞Ｒ２
Ｗ／Ｒ１＜Ｔ／Ｒ２
の関係を満たしていることを特徴とする。

この積層電子部品では、第１部分の縁の曲率半径Ｒ１、第２部分の縁の曲率半径Ｒ２、第１部分の外表面の間の寸法Ｔ、及び第２部分の外表面の間の寸法Ｗが、Ｗ＞Ｒ１、Ｔ＞Ｒ２、Ｗ／Ｒ１＜Ｔ／Ｒ２の関係を満たしている。このように、第１部分の縁の曲率半径Ｒ１が小さく設定されているため、第１部分において応力の分散を図ることができる。これにより、素体に加わる応力を第１部分にて分散でき、素体のクラックの発生を抑制できる。また、幅寸法Ｗに対する曲率半径Ｒ１の差が小さいことにより、各主面に配置される第１部分の面積を確保でき、第１部分が各主面を広く覆う。これにより、割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。

第１部分の縁の曲率半径Ｒ１は、０．２０ｍｍ〜０．４５ｍｍであることが好ましい。このように、縁の曲率半径Ｒ１を０．２０ｍｍ以上とすることにより、第１部分の面積を良好に確保できるため、割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。また、縁の曲率半径Ｒ１を０．４５ｍｍ以下とすることにより、縁が曲率の大きい円弧状となるため、応力をより効果的に分散でき、クラックの発生をより低減できる。

第１部分の縁の曲率半径Ｒ１は、第１部分の外表面の間の寸法Ｔよりも大きいことが好ましい。このような構成によれば、第１部分が各主面を覆う面積を良好に確保できるため、割れや欠けなどといった構造欠陥をより抑制できる。

第１部分の外表面の間の寸法Ｔは、第２部分の外表面の間の寸法Ｗ及び第３部分の外表面の間の寸法よりも小さいことが好ましい。このように、高さ寸法が幅寸法及び長さ寸法よりも小さい構造、すなわち強度の乏しい低背型の構造には上記の構成が特に有効であり、低背型の積層電子部品において構造欠陥を抑制できる。

第１部分の外表面の間の寸法Ｔは、第２部分の外表面の間の寸法Ｗの３／４未満であることが好ましい。このように、高さ寸法が幅寸法よりも小さい構造、すなわち強度の乏しい低背型の構造には上記の構成が特に有効であり、低背型の積層電子部品において構造欠陥を抑制できる。

第１部分の縁の曲率半径Ｒ１は、
１／２Ｗ＜Ｒ１＜Ｗ
の関係を満たし、第２部分の縁の曲率半径Ｒ２は、
１／２Ｔ＜Ｒ２＜Ｔ
の関係を満たしていることが好ましい。このような構成によれば、第１部分及び第２部分の縁は、その全部分が円弧状となる。したがって、外部電極が第１及び第２主面、及び第１及び第２の側面を広く覆うため、第１部分及び第２部分の面積を良好に確保でき、構造欠陥をより一層抑制できる。

本発明によれば、構造欠陥を抑制できると共に、クラックの発生を低減できる。

一実施形態に係る積層電子部品を示す斜視図である。 図１に示す積層電子部品を主面側から見た図である。 図１に示す積層電子部品を側面側から見た図である。 図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面構成を説明する図である。 図１に示す積層電子部品の分解斜視図である。 積層電子部品の実装構造を示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係る積層電子部品を示す斜視図である。図２は、図１に示す積層電子部品を主面側から見た図である。図３は、図１に示す積層電子部品を側面側から見た図である。図４は、図１におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面構成を説明する図である。図５は、図１に示す積層電子部品の分解斜視図である。

図１〜図４に示すように、積層電子部品１は、例えば積層コンデンサであり、複数の板状のセラミックグリーンシートを積層して一体化することによって略直方体形状に構成された素体２と、素体２の両端面側に形成された外部電極３，４とを備えて構成される。積層電子部品１は、例えば、長さが０．９５ｍｍ〜１．０５ｍｍ程度に設定され、幅が０．４５ｍｍ〜０．５５ｍｍ程度に設定され、高さが０．１０ｍｍ〜０．３３ｍｍ程度に設定されている。

素体２は、素体２の長手方向に向かい合って互いに平行をなす第１及び第２端面２ａ，２ｂと、第１及び第２端面２ａ，２ｂ間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２主面２ｃ，２ｄと、第１及び第２主面２ｃ，２ｄを連結するように伸び且つ互いに対向する一対の第１及び第２側面２ｅ，２ｆと、を有する。第１及び第２端面２ａ，２ｂ、第１及び第２主面２ｃ，２ｄ、及び、第１及び第２側面２ｅ，２ｆは、略長方形状を呈している。

素体２は、図５に示すように、複数の長方形板状の誘電体層６と、複数の内部電極７及び内部電極８とが積層された積層体として構成されている。内部電極７と内部電極８とは、素体２内において誘電体層６の積層方向、すなわち第１及び第２主面２ｃ，２ｄの対向方向に沿ってそれぞれ一層ずつ配置されている。内部電極７と内部電極８とは、少なくとも一層の誘電体層６を挟むように対向配置されている。実際の積層電子部品１では、複数の誘電体層６は、互いの間の境界が視認できない程度に一体化されている。

内部電極７，８は、例えばＮｉやＣｕなどの導電材を含んでいる。内部電極７，８の厚みは、例えば１μｍ〜５μｍ程度である。内部電極７，８は、積層方向から見て互いに重なり合う領域を有するような形状であれば、特に形状は限定されず、図５に示すように、例えば矩形状などの形状を呈している。内部電極７，８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る。内部電極７は外部電極３と電気的に接続されており、内部電極８は外部電極４と電気的に接続されている。

外部電極３は、第１端面２ａ及び第１端面２ａと直交する第１及び第２主面２ｃ，２ｄ、及び、第１及び第２側面２ｅ，２ｆの各縁部の一部を覆うように形成されている。すなわち、外部電極３は、第１端面２ａ、第１及び第２主面２ｃ，２ｄ、及び、第１及び第２側面２ｅ，２ｆに亘って配置されている。外部電極４は、第２端面２ｂ及び第２端面２ｂと直交する第１及び第２主面２ｃ，２ｄ、及び、第１及び第２側面２ｅ，２ｆの各縁部の一部を覆うように形成されている。すなわち、外部電極４は、第２端面２ｂ、第１及び第２主面２ｃ，２ｄ、及び、第１及び第２側面２ｅ，２ｆに亘って配置されている。

外部電極３，４は、素体２の外表面にＣｕやＮｉ、あるいはＡｇ、Ｐｄ等を主成分とする導電性ペーストを例えば浸漬工法などによって付着させた後に所定温度（例えば、７００℃程度）にて焼き付け、更に電気メッキを施すことにより形成される。電気メッキには、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｓｎ等を用いることができる。

外部電極３，４は、第１部分１０と、第２部分１２と、第３部分１４とを有している。第１部分１０は、素体２の第１及び第２主面２ｃ，２ｄのそれぞれに位置する部分である。第２部分１２は、第１部分１０に連続し、素体２の第１及び第２側面２ｅ，２ｆのそれぞれに位置する部分である。第３部分１４は、第１部分１０及び第２部分１２に連続し、素体２の第１又は第２端面２ａ，２ｂに位置する部分である。

続いて、積層電子部品１の構成について詳細に説明する。積層電子部品１において、第１部分１０，１０の外表面の間の高さ寸法（第１及び第２主面２ｃ，２ｄの対向方向における寸法）を「Ｔ」とし、第２部分１２，１２の外表面の間の幅寸法（第１及び第２側面２ｅ，２ｆの対向方向における寸法）を「Ｗ」とする。また、積層電子部品１において、第３部分１４，１４の外表面の間の長さ寸法（第１及び第２端面２ａ，２ｂの対向方向における寸法）を「Ｌ」とする。なお、高さ寸法Ｔは、第１部分１０，１０の厚みが最大となる位置にて規定されており、幅寸法Ｗは、第２部分１２，１２の厚みが最大となる位置にて規定されており、長さ寸法Ｌは、第３部分１４，１４の厚みが最大となる位置にて規定されている。

積層電子部品１では、高さ寸法Ｔ、幅寸法Ｗ及び長さ寸法Ｌが以下の関係を満たしている。
Ｔ＜Ｌ，Ｗ …（１）
すなわち、積層電子部品１では、高さ寸法Ｔは、幅寸法Ｗ及び長さ寸法Ｌよりも小さい。つまり、積層電子部品１は、いわゆる低背型の構造を有している。積層電子部品１の高さ寸法Ｔは、幅寸法Ｗの３／４（Ｔ＜０．７５×Ｗ）未満であり、好ましくは幅寸法Ｗの１／３（Ｔ≦０．３×Ｗ）以下である。

また、積層電子部品１において、第１部分１０は、長方形状部分と湾曲形状部分とを有しており、長方形状部分と湾曲形状部分とは、一体に形成されている。第１部分１０では、積層方向から見て、湾曲形状部分が長方形状部分よりも第１及び第２主面２ｃ，２ｄの長辺方向での内側に位置している。

第１部分１０の湾曲形状部分は、第１及び第２端面２ａ，２ｂの対向方向での内側の縁１０ａが、該第１部分１０と連続する第３部分１４が位置する端面と対向する端面側に凸の円弧状を呈している。縁１０ａは、所定の曲率半径Ｒ１を有している。曲率半径Ｒ１は、積層電子部品１の高さ寸法Ｔよりも大きく（Ｒ１＞Ｔ）、０．２０ｍｍ〜０．４５ｍｍであり、好ましくは０．２５ｍｍ〜０．３５ｍｍである。

湾曲形状部分の縁１０ａは、第１及び第２主面２ｃ，２ｄの対向方向から見て、第１及び第２主面２ｃ，２ｄと第１及び第２側面２ｅ，２ｆとの稜部が湾曲開始点、湾曲終了点となっている。具体的には、図２に示すように、主面２ｃに位置する第１部分１０の縁１０ａは、例えば、第１主面２ｃと第１側面２ｅとの稜部が湾曲開始点となり、第１主面２ｃと第２側面２ｆとの稜部が湾曲終了点となる。これにより、縁１０ａは、積層方向から見て、その全体が円弧状に形成されている。すなわち、縁１０ａの曲率半径Ｒ１は、以下の関係を満たしている。
１／２Ｗ＜Ｒ１＜Ｗ …（２）

第２部分１２は、長方形状部分と湾曲形状部分とを有しており、長方形状部分と湾曲形状部分とは、一体に形成されている。第２部分１２では、第１及び第２側面２ｅ，２ｆの対向方向から見て、湾曲形状部分が長方形状部分よりも第１及び第２側面２ｅ，２ｆの長辺方向での内側に位置している。

第２部分１２の湾曲形状部分は、第１及び第２端面２ａ，２ｂの対向方向での内側の縁１２ａが、該第２部分１２と連続する第３部分１４が位置する端面と対向する端面側に凸の円弧状を呈している。縁１２ａは、所定の曲率半径Ｒ２を有している。

湾曲形状部分の縁１２ａは、第１及び第２側面２ｅ，２ｆの対向方向から見て、第１及び第２主面２ｃ，２ｄと第１及び第２側面２ｅ，２ｆとの稜部が湾曲開始点、湾曲終了点となっている。具体的には、図３に示すように、第２側面２ｆに位置する第２部分１２の縁１２ａは、例えば、第１主面２ｃと第２側面２ｆとの稜部が湾曲開始点となり、第２主面２ｄと第２側面２ｆとの稜部が湾曲終了点となる。これにより、縁１２ａは、第１及び第２側面２ｅ，２ｆの対向方向から見て、その全体が円弧状に形成されている。すなわち、縁１２ａの曲率半径Ｒ２は、以下の関係を満たしている。
１／２Ｔ＜Ｒ２＜Ｔ …（３）

積層電子部品１では、高さ寸法Ｔ、幅寸法Ｗ、外部電極３，４の第１部分１０の曲率半径Ｒ１、第２部分１２の曲率半径Ｒ２が以下の関係を満たしている。
Ｗ＞Ｒ１ …（４）
Ｔ＞Ｒ２ …（５）
Ｗ／Ｒ１＜Ｔ／Ｒ２ …（６）
すなわち、積層電子部品１では、幅寸法Ｗは第１部分１０の曲率半径Ｒ１よりも大きく、高さ寸法Ｔは第２部分１２の曲率半径Ｒ２よりも大きいと共に、幅寸法Ｗを曲率半径Ｒ１で除算した値は、高さ寸法Ｔを曲率半径Ｒ２で除算した値よりも小さい。

図６は、積層電子部品の実装構造を示す断面図である。図６に示すように、積層電子部品１は、基板２０に埋め込まれて実装される。基板２０は、絶縁性の複数（ここでは５層）の樹脂シート２２が積層されて構成されている。積層電子部品１は、基板２０内に配置され、樹脂２３が充填されて基板２０内に埋め込まれている。積層電子部品１は、基板２０の表面に形成された電極２４，２５とビア導体２６，２７により電気的に接続されている。

具体的には、外部電極３には、ビア導体２６が物理的且つ電気的に接続されている。このとき、外部電極３における第１部分１０の面積が確保されているため、外部電極３とビア導体２６との接続を確実に行うことができる。これにより、外部電極３と電極２４とが電気的に接続されている。外部電極４には、ビア導体２７が物理的且つ電気的に接続されている。このとき、外部電極４における第１部分１０の面積が確保されているため、外部電極４とビア導体２７との接続を確実に行うことができる。これにより、外部電極４と電極２５とが電気的に接続されている。

以上説明したように、本実施形態の積層電子部品１では、第１部分１０の縁１０ａの曲率半径Ｒ１、第２部分１２の縁１２ａの曲率半径Ｒ２、高さ寸法Ｔ、幅寸法Ｗが、
Ｗ＞Ｒ１
Ｔ＞Ｒ２
Ｗ／Ｒ１＜Ｔ／Ｒ２
の関係を満たしている。このように、第１部分１０の縁１０ａの曲率半径Ｒ１が小さく設定されているため、素体２に加わる応力の分散を図ることができる。これにより、素体２のクラックの発生を抑制できる。また、幅寸法Ｗに対する縁１０ａの曲率半径Ｒ１の差が小さいので、主面２ｃ，２ｄに配置される第１部分１０の面積を確保でき、割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。

また、本実施形態では、第１部分１０の縁１０ａの曲率半径Ｒ１は、高さ寸法Ｔよりも大きく、０．２０ｍｍ〜０．４５ｍｍである。このように、曲率半径Ｒ１を０．２０ｍｍ以上とすることにより、第１部分１０の面積を良好に確保できるため、割れや欠けなどといった構造欠陥を抑制できる。また、曲率半径Ｒ１を０．４５ｍｍ以下とすることにより、縁１０ａが曲率の大きい円弧状となるため、応力をより効果的に分散でき、クラックの発生をより低減できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、積層電子部品１の高さ寸法Ｔの小さい、いわゆる低背型の積層電子部品を一例に説明したが、積層電子部品（素体２）は他の形状であってもよい。

また、上記実施形態では、積層電子部品として積層コンデンサを一例に説明したが、積層電子部品は、例えば積層コイル部品などであってもよい。

１…積層電子部品、２…素体、２ａ，２ｂ…端面（第１及び第２の端面）、２ｃ，２ｄ…主面（第１及び第２の主面）、２ｅ，２ｆ…側面（第１及び第２の側面）、３，４…外部電極、６…誘電体層、７，８…内部電極、１０…第１部分、１０ａ…縁、１２…第２部分、１２ａ…縁、１４…第３部分。

Claims (6)

1. 互いに対向する一対の端面と、一対の前記端面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の主面と、一対の前記主面間を連結するように伸び且つ互いに対向する一対の側面とを有する、複数の誘電体層と複数の内部電極とが一対の前記主面の対向方向に積層された素体と、
   前記素体の各前記端面側に配置されると共に対応する前記内部電極に接続された一対の外部電極と、を備え、
   各前記外部電極は、各前記主面に位置する第１部分と、前記第１部分に連続し且つ各前記側面に位置する第２部分と、前記第１及び第２部分に連続し且つ各前記端面に位置する第３部分とを有し、
   前記第１部分は、一対の前記主面の対向方向から見て、一対の前記端面の対向方向での内側の縁が円弧状を呈しており、
   前記第２部分は、一対の前記側面の対向方向から見て、一対の前記端面の対向方向での内側の縁が円弧状を呈しており、
   前記第１部分の前記縁の曲率半径Ｒ１、前記第２部分の前記縁の曲率半径Ｒ２、前記第１部分の外表面の間の寸法Ｔ、及び前記第２部分の外表面の間の寸法Ｗが、
   Ｗ＞Ｒ１
   Ｔ＞Ｒ２
   Ｗ／Ｒ１＜Ｔ／Ｒ２
   の関係を満たしていることを特徴とする積層電子部品。
2. 前記第１部分の前記縁の曲率半径Ｒ１は、０．２０ｍｍ〜０．４５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の積層電子部品。
3. 前記第１部分の前記縁の曲率半径Ｒ１は、前記第１部分の外表面の間の寸法Ｔよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２記載の積層電子部品。
4. 前記第１部分の外表面の間の寸法Ｔは、前記第２部分の外表面の間の寸法Ｗ及び前記第３部分の外表面の間の寸法よりも小さいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の積層電子部品。
5. 前記第１部分の外表面の間の寸法Ｔは、前記第２部分の外表面の間の寸法Ｗの３／４未満であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の積層電子部品。
6. 前記第１部分の前記縁の曲率半径Ｒ１は、
   １／２Ｗ＜Ｒ１＜Ｗ
   の関係を満たし、前記第２部分の前記縁の曲率半径Ｒ２は、
   １／２Ｔ＜Ｒ２＜Ｔ
   の関係を満たしていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項記載の積層電子部品。

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