JP6720660B2 - 積層セラミックコンデンサ - Google Patents
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Description
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について説明する。図1は積層セラミックコンデンサ1の外観斜視図である。図2は図1のA−A断面図であり、積層セラミックコンデンサ1の長さ方向Lの断面および積層方向Tの断面(以下、LT断面という)を示す。
セラミック積層体2は、第1内部電極7が表面に設けられた複数のセラミック誘電体層10と、第2内部電極8が表面に設けられた複数のセラミック誘電体層10と、内部電極が設けられていない第1外層用セラミック誘電体層12および第2外層用セラミック誘電体層13とを積層して構成されている。セラミック積層体2は、直方体形状であり、積層方向Tに相対する第1主面20および第2主面21と、積層方向Tに直交する幅方向Wに相対する第1側面22および第2側面23と、積層方向Tおよび幅方向Wに直交する長さ方向Lに相対する第1端面24および第2端面25とを有する。
セラミック積層体2を構成するセラミック誘電体層は、セラミック積層体2の積層方向Tに積層された複数のセラミック誘電体層10と、積層された複数のセラミック誘電体層10を間に挟むようにその上に配置された第1外層用セラミック誘電体層12およびその下に配置された第2外層用セラミック誘電体層13とを含む。
第1内部電極7は略矩形状であり、第2内部電極8に対向する対向電極部70と、対向電極部70からセラミック積層体2の第1端面24に引き出された引出電極部72とを有している。第2内部電極層8は略矩形状であり、第1内部電極7に対向する対向電極部80と、対向電極部80からセラミック積層体2の第2端面25に引き出された引出電極部82とを有している。
第1外部電極4は、セラミック積層体2の一方の端面24の表面上に形成され、その端部はセラミック積層体2の第1主面20および第2主面21および第1側面22および第2側面23に延在している。第2外部電極5は、セラミック積層体2の他方の端面25の表面上に形成され、その端部はセラミック積層体2の第1主面20および第2主面21および第1側面22および第2側面23に延在している。第1外部電極4は、セラミック積層体2の第1端面24に露出している内部電極7の引出電極部72の端面に接合している。第2外部電極5は、セラミック積層体2の第2端面25に露出している内部電極8の引出電極部82の端面に接合している。
第1下地電極層40は、セラミック積層体2の一方の端面24の表面上に形成され、その端部はセラミック積層体2の第1主面20および第2主面21および第1側面22および第2側面23に延在して形成されていることが好ましい。ただし、第1下地電極層40は、セラミック積層体2の一方の端面24の表面上のみに形成されていてもよい。第2下地電極層50は、セラミック積層体2の他方の端面25の表面上に形成され、その端部はセラミック積層体2の第1主面20および第2主面21および第1側面22および第2側面23に延在して形成されていることが好ましい。ただし、第2下地電極層50は、セラミック積層体2の他方の端面25の表面上のみに形成されていてもよい。
第1導電性樹脂層42はセラミック積層体2の一方の第1端面24側に形成され、第2導電性樹脂層52はセラミック積層体2の他方の第2端面25側に形成されている。
これにより、第1外部電極4は、第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24d全てにおいて、抵抗率の高い第1導電性樹脂層42を介在させないで、後で詳述する第1めっき層44を第1下地電極層40上に直接接触した状態で形成することができる。第2外部電極5は、第2端面25側の4つの角部25aおよび角部25bおよび角部25cおよび角部25d全てにおいて、抵抗率の高い第2導電性樹脂層52を介在させないで、後で詳述する第2めっき層54を第2下地電極層50上に直接接触した状態で形成することができる。そのため、第1外部電極4および第2外部電極5は全体として、顕著に等価直列抵抗(ESR)を低く抑えることができる。
これにより、第1外部電極4は、第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24dの全ておよび4つの稜線部24eおよび稜線部24fおよび稜線部24gおよび稜線部24hの全てにおいて、抵抗率の高い第1導電性樹脂層42を介在させないで、後で詳述する第1めっき層44を第1下地電極層40上に直接接触した状態で形成することができる。第2外部電極5は、第2端面25側の4つの角部25aおよび角部25bおよび角部25cおよび角部25dの全ておよび4つの稜線部25eおよび稜線部25fおよび稜線部25gおよび稜線部25hの全てにおいて、抵抗率の高い第2導電性樹脂層52を介在させないで、後で詳述する第2めっき層54を第2下地電極層50上に直接接触した状態で形成することができる。そのため、第1外部電極4および第2外部電極5は全体として、より顕著に等価直列抵抗(ESR)を低く抑えることができる。
第1導電性樹脂層42を形成した後に、バレル研磨を実行して、角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24d、並びに、4つの稜線部24eおよび稜線部24fおよび稜線部24gおよび稜線部24hの第1導電性樹脂層42を除去する。または、第1導電性樹脂層42を形成した後に、めっき加工時に回転バレル研磨を用いて、バレル回転数を高くするなどして、第1導電性樹脂層42に導電メディアとの衝突衝撃を与えて、めっき加工初期段階に角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24d、並びに、4つの稜線部24eおよび稜線部24fおよび稜線部24gおよび稜線部24hの第1導電性樹脂層42を研磨除去する。
第1めっき層44はセラミック積層体2の一方の第1端面24側に形成され、第2めっき層54はセラミック積層体2の他方の第2端面25側に形成されている。
次に、本発明に係る積層セラミックコンデンサの製造方法の一実施形態について説明する。なお、以下は前記積層セラミックコンデンサ1を量産する場合を例にして説明する。量産する場合には、複数のセラミック積層体2を含むマザーセラミック積層体として製造される。
内層のセラミック誘電体層10の原料であるセラミック誘電体粉末を含むセラミックペーストが、例えばスクリーン印刷法などによりシート状に塗布されて、乾燥されることにより、マザーセラミック誘電体グリーンシートが作製される。第1外層用セラミック誘電体層12の原料であるセラミック誘電体粉末を含むセラミックペーストが、例えばスクリーン印刷法などによりシート状に塗布されて、乾燥されることにより、第1外層用マザーセラミック誘電体グリーンシートが作製され、第2外層用セラミック誘電体層13の原料であるセラミック誘電体粉末を含むセラミックペーストが、例えばスクリーン印刷法などによりシート状に塗布されて、乾燥されることにより、第2外層用マザーセラミック誘電体グリーンシートが作製される。
第1内部電極7が表面に形成された複数のマザーセラミック誘電体グリーンシートと第2内部電極8が表面に形成された複数のマザーセラミック誘電体グリーンシートとは、交互に積層される。さらに、積層された複数のマザーセラミック誘電体グリーンシートを間に挟むようにして、複数の第1外層用マザーセラミック誘電体グリーンシートがその上に積層され、複数の第2外層用マザーセラミック誘電体グリーンシートがその下に積層される。この積層体は、静水圧プレスなどにより圧着されて、マザーセラミック積層体が作製される。
マザーセラミック積層体は、所定の形状寸法に切断され、生のセラミック積層体2が複数作製される。なお、このとき、生のセラミック積層体2に対してバレル研磨等を施し、稜線部や角部を丸めてもよい。
次に、生のセラミック積層体2が焼成される。こうして、内部に第1内部電7および第2内部電極8が配設されたセラミック積層体2が形成される。第1内部電7の引出電極部72は、セラミック積層体2の第1端面24に引き出され、第2内部電極8の引出電極部82は、セラミック積層体2の第2端面25に引き出されている。なお、生のセラミック積層体2の焼成温度は、用いたセラミック材料や導電性材料に応じて適宜設定することができる。生のセラミック積層体2の焼成温度は、例えば、900℃以上1300℃以下程度とする。
次に、セラミック積層体2の第1端面24に導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第1外部電極4の第1下地電極層40が形成され、第2端面25に導電性ペーストが塗布・焼き付けられて、第2外部電極5の第2下地電極層50が形成される。焼き付け温度は、700以上900℃以下であることが好ましい。
(実験例)
積層セラミックコンデンサが、前述の製造方法を使用して、以下の仕様に基づいて作製された。
(1)実施例1
・積層セラミックコンデンサ1の寸法(設計寸法):L×W×T=1.6mm×0.8mm×0.8mm
・セラミック誘電体材料:BaTiO3
・静電容量(設計値):0.1μF
・定格電圧(設計値):50V
・第1外部電極4および第2外部電極5の構造
第1下地電極層40および第2下地電極層50:導電性金属(Cu)とガラス成分を含む電極であり、厚みは中央部で50μm、縁部で5μmである。
第1導電性樹脂層42および第2導電性樹脂層52:金属フィラーはAgであり、樹脂はエポキシ系熱硬化性樹脂で熱硬化温度は200℃である。厚みは中央部で50μm、縁部で0μmである。第1導電性樹脂層42は、セラミック積層体2の一方の第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24dにおいて、第1下地電極層40が露出するように設けられた。第2導電性樹脂層52は、セラミック積層体2の他方の第2端面25側の4つの角部25aおよび角部25bおよび角部25cおよび角部25dにおいて、第2下地電極層50が露出するように設けられた。バレル回転数は20rpmである。
第1めっき層44および第2めっき層54:厚みが3μmのNiめっき層と厚みが3μmのSnめっき層との2層構造である。
(2)実施例2
第1導電性樹脂層42は、セラミック積層体2の一方の第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24d、並びに、4つの稜線部24eおよび稜線部24fおよび稜線部24gおよび稜線部24hにおいて、第1下地電極層40が環状に露出するように設けられた。第2導電性樹脂層52は、セラミック積層体2の他方の第2端面25側の4つの角部25aおよび角部25bおよび角部25cおよび角部25d、並びに、4つの稜線部25eおよび稜線部25fおよび稜線部25gおよび稜線部25hにおいて、第2下地電極層50が環状に露出するように設けられた。
第1下地電極層および第2下地電極層が環状に露出するように設けた以外、実施例1と同様の構造の積層セラミックコンデンサが作製された。バレル回転数は30rpmである。
第1導電性樹脂層42および第2導電性樹脂層52を有さない積層セラミックコンデンサが作製された。具体的には、第1下地電極層40上に直接に第1めっき層44が形成され、第2下地電極層50上に直接に第2めっき層54が形成された。第1導電性樹脂層42および第2導電性樹脂層52を設けない以外は、実施例1と同様の条件で作製された。
(4)比較例2
セラミック積層体2の一方の第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24dのうち1つも第1下地電極層40が露出しないように、第1導電性樹脂層42が第1下地電極40全体を覆うように設けられ、かつ、他方の第2端面25側の4つの角部25aおよび角部25bおよび角部25cおよび角部25dのうち1つも第2下地電極層50が露出しないように、第2導電性樹脂層52が第1下地電極50全体を覆うように設けられた積層セラミックコンデンサが作製された。第1導電性樹脂層42および第2導電性樹脂層52が第1下地電極40および第2下地電極層50全体を覆うように設けた以外は、実施例1と同様の条件で作製された。
作製された積層セラミックコンデンサの等価直列抵抗(ESR)の変化が測定された。等価直列抵抗は、プレシジョンLCRメーター(Agilent社製:E4980A)を用いて、測定周波数が1MHzで、測定電圧が500mVの条件で測定した。
表1に示すように、セラミック積層体2の一方の第1端面24側の4つの角部24aおよび角部24bおよび角部24cおよび角部24dのうち少なくとも一つの角部において、第1下地電極層40が露出するように、第1導電性樹脂層42が第1下地電極層40上に設けられ、第1導電性樹脂層42から露出した第1下地電極層40と直接接触するように第1めっき層44が設けられることによって、第1外部電極4の角部において、抵抗率の高い第1導電性樹脂層42を介在させないで第1めっき層44を設けることができる。
2 セラミック積層体
4 第1外部電極
5 第2外部電極
7 第1内部電極
7a 幅方向の第1内部電極の一方の端部
7b 幅方向の第1内部電極の他方の端部
8 第2内部電極
8a 幅方向の第2内部電極の一方の端部
8b 幅方向の第2内部電極の他方の端部
10 セラミック誘電体層
12,13 外層用セラミック誘電体層
20 第1主面
21 第2主面
22 第1側面
23 第2側面
24 第1端面
24a,24b,24c,24d 第1端面の角部
24e,24f,24g,24h 第1端面の稜線部
25 第2端面
25a,25b,25c,25d 第2端面の角部
25e,25f,25g,25h 第2端面の稜線部
40 第1下地電極層
42 第1導電性樹脂層
44 第1めっき層
44a,54a Niめっき層
44b,54b Snめっき層
50 第2下地電極層
52 第2導電性樹脂層
54 第2めっき層
70,80 対向電極部
72,82 引出電極部
L 長さ方向
T 積層方向
W 幅方向
Claims (3)
- 第1内部電極が表面に設けられたセラミック誘電体層と第2内部電極が表面に設けられたセラミック誘電体層と内部電極が設けられていないセラミック誘電体層とを複数積層して、積層方向に相対する第1主面および第2主面と、前記積層方向に直交する幅方向に相対する第1側面および第2側面と、前記積層方向および前記幅方向に直交する長さ方向に相対する第1端面および第2端面とを有するセラミック積層体と、
前記第1内部電極が露出した前記セラミック積層体の前記第1端面の上に設けられ、端部が前記セラミック積層体の前記第1主面および前記第2主面、並びに、前記第1側面および前記第2側面に延在している第1外部電極と、
前記第2内部電極が露出した前記セラミック積層体の前記第2端面の上に設けられ、端部が前記セラミック積層体の前記第1主面および前記第2主面、並びに、前記第1側面および前記第2側面に延在している第2外部電極とを備え、
前記第1外部電極は、
前記セラミック積層体の前記第1端面の表面上に形成され、その端部は前記セラミック積層体の前記第1主面および前記第2主面および前記第1側面および前記第2側面に延在して形成される、導電性金属およびガラス成分を含む第1下地電極層と、
前記セラミック積層体の前記第1端面側の少なくとも1つの角部において前記第1下地電極層が露出するように、前記第1下地電極層の少なくとも1つの角部を除いた、前記第1端面上に位置する前記第1下地電極層上、並びに、前記少なくとも1つの角部を除いた、前記第1主面上および前記第2主面上および前記第1側面上および前記第2側面上に位置する前記第1下地電極層上に配置される、熱硬化性樹脂および金属成分を含む第1導電性樹脂層と、
前記第1導電性樹脂層の上および前記第1導電性樹脂層から露出した前記第1下地電極の上に配置される第1めっき層とを有し、
前記セラミック積層体の前記第1端面側の少なくとも1つの角部において、前記第1導電性樹脂層から露出した前記第1下地電極と前記第1めっき層とが直接接触し、
前記第2外部電極は、
前記セラミック積層体の前記第2端面の表面上に形成され、その端部は前記セラミック積層体の前記第1主面および前記第2主面および前記第1側面および前記第2側面に延在して形成される、導電性金属およびガラス成分を含む第2下地電極層と、
前記セラミック積層体の前記第2端面側の少なくとも1つの角部において前記第2下地電極層が露出するように、前記第2下地電極層の少なくとも1つの角部を除いた、前記第2端面上に位置する前記第2下地電極層上、並びに、前記少なくとも1つの角部を除いた、前記第1主面上および前記第2主面上および前記第1側面上および前記第2側面上に位置する前記第2下地電極層上に配置される、熱硬化性樹脂および金属成分を含む第2導電性樹脂層と、
前記第2導電性樹脂層の上および前記第2導電性樹脂層から露出した前記第2下地電極の上に配置される第2めっき層とを有し、
前記セラミック積層体の前記第2端面側の少なくとも1つの角部において、前記第2導電性樹脂層から露出した前記第2下地電極と前記第2めっき層とが直接接触しており、
前記第1下地電極層と前記第1めっき層とが直接接触する部分は、前記セラミック積層体の前記第1端面の中央部に向かって延在し、前記第2下地電極層と前記第2めっき層とが直接接触する部分は、前記セラミック積層体の前記第2端面の中央部に向かって延在しており、
前記第1下地電極層と前記第1めっき層とが直接接触する部分は、前記セラミック積層体の前記第1端面の中央部には存在しないで、前記第2下地電極層と前記第2めっき層とが直接接触する部分は、前記セラミック積層体の前記第2端面の中央部には存在しないこと、
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。 - 前記第1下地電極は、前記セラミック積層体の前記第1端面側の4つの角部において、前記第1導電性樹脂層から露出して、前記第1めっき層に直接接触し、前記第2下地電極は、前記セラミック積層体の前記第2端面側の4つの角部において、前記第2導電性樹脂層から露出して、前記第2めっき層に直接接触していること、を特徴とする請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
- 前記第1下地電極は、前記セラミック積層体の前記第1端面側の4つの角部および4つの稜線部において、前記第1導電性樹脂層から露出して、前記第1めっき層に直接接触し、前記第2下地電極は、前記セラミック積層体の前記第2端面側の4つの角部および4つの稜線部において、前記第2導電性樹脂層から露出して、前記第2めっき層に直接接触していること、を特徴とする請求項1に記載の積層セラミックコンデンサ。
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