JP6866678B2 - Electronic components - Google Patents
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Description
本発明は、電子部品に関する。 The present invention relates to electronic components.
長手方向の長さ及び幅方向での長さに比して高さ方向での長さが小さく、かつ、高さ方向で互いに対向する一対の主面と、長手方向で互いに対向する一対の端面と、主面と端面とを接続する曲面形状の角部と、を有している素体と、各端面上に配置されており、長手方向で互いに対向する一対の外部電極と、外部電極に接続されている内部導体と、を備えている電子部品が知られている(たとえば、特許文献1)。 A pair of main surfaces that are smaller in the height direction than the length in the longitudinal direction and the length in the width direction and that face each other in the height direction, and a pair of end faces that face each other in the longitudinal direction. A pair of external electrodes arranged on each end surface and having curved corners connecting the main surface and the end surface, and a pair of external electrodes facing each other in the longitudinal direction, and an external electrode. Electronic components are known to include an internal conductor that is connected (eg, Patent Document 1).
本発明は、素体に構造欠陥が発生し難い電子部品を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electronic component in which structural defects are unlikely to occur in an element body.
本発明者らは、素体に、構造欠陥、特に、欠け及びクラックが発生し難い電子部品について、調査研究を行った。 The present inventors have conducted research on electronic components that are unlikely to have structural defects, particularly chips and cracks, in the element body.
素体には、たとえば、製造過程において、欠けが発生するおそれがある。素体同士が衝突する、又は、素体が素体以外の製造設備などと衝突することにより、素体に衝撃が加わる。隣り合う二つの面を接続する角部(稜線部)は、比較的強度が低いため、角部に衝撃が加わると、角部に欠けが発生する可能性が高い。 The element body may be chipped, for example, in the manufacturing process. An impact is applied to the elements when the elements collide with each other or when the elements collide with manufacturing equipment other than the elements. Since the corner portion (ridge portion) connecting two adjacent surfaces has relatively low strength, there is a high possibility that the corner portion will be chipped when an impact is applied to the corner portion.
高温高湿環境下で電子部品を使用した場合、素体にクラックが発生するおそれがある。本発明者らの考察によると、クラックの原因は、素体内に浸入する水分であると考えられる。すなわち、高温高湿環境において電子部品が使用されると、外部電極の外側と内側との圧力差により、水分は、外部電極を通り、外部電極と素体との界面に浸入する。内部導体は、外部電極と接続されるために、その端部は、素体の表面に露出している。このため、外部電極と素体との界面まで浸入した水分は、内部導体の端部又は内部導体と素体との界面を通り、素体内に浸入し、クラックを発生させる。 When electronic components are used in a high temperature and high humidity environment, cracks may occur in the element body. According to the consideration of the present inventors, the cause of the crack is considered to be the water that invades the body. That is, when an electronic component is used in a high temperature and high humidity environment, moisture passes through the external electrode and penetrates into the interface between the external electrode and the element body due to the pressure difference between the outside and the inside of the external electrode. Since the inner conductor is connected to the outer electrode, its end is exposed on the surface of the element body. Therefore, the water that has infiltrated to the interface between the external electrode and the element body passes through the end of the inner conductor or the interface between the inner conductor and the element body and invades into the element body to generate a crack.
そして、本発明者らは、更なる調査研究を行い、以下の事実を新たに見出した。すなわち、本発明者らは、角部の曲率半径、素体の高さ方向での長さ、及び外部電極の厚みが、欠け及びクラックの発生と関係していること見出し、本発明を想到するに至った。 Then, the present inventors conducted further research and found the following facts. That is, the present inventors have found that the radius of curvature of the corner portion, the length of the element body in the height direction, and the thickness of the external electrode are related to the occurrence of chipping and cracking, and conceived the present invention. It came to.
角部の曲率半径と、素体の高さ方向での長さとが、欠けの発生と関係している。角部の曲率半径をRとし、素体の高さ方向での長さをHとし、0.08≦R/H≦0.25を満たしている場合、素体の角部に欠けが発生し難い。角部の曲率半径と、外部電極の厚みとが、クラックの発生と関係している。各端面の中心を通る直線上における、外部電極の端面からの厚みをTとしたとき、0.71≦T/R≦1.27を満たしている場合、電子部品が高温高湿環境下で使用されても、素体にクラックが発生し難い。 The radius of curvature of the corner and the length of the element in the height direction are related to the occurrence of chipping. When the radius of curvature of the corner is R, the length of the element in the height direction is H, and 0.08 ≤ R / H ≤ 0.25 is satisfied, the corner of the element is chipped. hard. The radius of curvature of the corner and the thickness of the external electrode are related to the occurrence of cracks. When the thickness from the end face of the external electrode on the straight line passing through the center of each end face is T, if 0.71 ≦ T / R ≦ 1.27 is satisfied, the electronic component is used in a high temperature and high humidity environment. Even if it is done, cracks are unlikely to occur in the body.
本発明に係る電子部品は、長手方向での長さ及び幅方向での長さに比して高さ方向での長さが小さく、かつ、高さ方向で互いに対向する一対の主面と、長手方向で互いに対向する一対の端面と、主面と端面とを接続する曲面形状の角部と、を有している素体と、各端面上に配置されており、長手方向で互いに対向する一対の外部電極と、外部電極に接続されている内部導体と、を備え、角部の曲率半径をRとし、素体の高さ方向での長さをHとし、各端面の中心を通る直線上における、外部電極の端面からの厚みをTとしたとき、0.08≦R/H≦0.25、及び0.71≦T/R≦1.27を満たしている。 The electronic component according to the present invention has a pair of main surfaces that are smaller in the height direction than the length in the longitudinal direction and the length in the width direction and that face each other in the height direction. A body having a pair of end faces facing each other in the longitudinal direction and curved corners connecting the main face and the end faces, and a body arranged on each end face and facing each other in the longitudinal direction. It is provided with a pair of external electrodes and an internal conductor connected to the external electrodes, the radius of curvature of the corner is R, the length of the element in the height direction is H, and a straight line passing through the center of each end face. When the thickness from the end face of the external electrode in the above is T, 0.08 ≦ R / H ≦ 0.25 and 0.71 ≦ T / R ≦ 1.27 are satisfied.
本発明に係る電子部品では、構造欠陥、特に、欠け及びクラックが素体に発生し難い。 In the electronic component according to the present invention, structural defects, particularly chips and cracks, are unlikely to occur in the element body.
本発明によれば、素体に構造欠陥が発生し難い電子部品を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electronic component in which structural defects are unlikely to occur in the element body.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals will be used for the same elements or elements having the same function, and duplicate description will be omitted.
まず、図1〜図3を参照して、本実施形態に係る積層コンデンサの構成について説明する。図1は、本実施形態に係る積層コンデンサを示す概略斜視図である。図2は、積層コンデンサの平面図である。図3は、積層コンデンサを長手方向に切断した断面図である。本実施形態では、電子部品として積層コンデンサ1を例に説明する。
First, the configuration of the multilayer capacitor according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a multilayer capacitor according to the present embodiment. FIG. 2 is a plan view of the multilayer capacitor. FIG. 3 is a cross-sectional view of the multilayer capacitor cut in the longitudinal direction. In this embodiment, the
積層コンデンサ1は、図1に示されているように、素体2と、素体2の外表面に配置された一対の外部電極5,6と、素体2の内部に配置された複数の内部電極11と、素体2の内部に配置された複数の内部電極13と、を備えている。本実施形態において積層コンデンサ1は、図3に示されているように、電子機器(たとえば、回路基板又は他の電子部品など)20にはんだ実装される。外部電極5,6と電子機器20のパッド電極(不図示)との間には、はんだフィレット22が形成される。
As shown in FIG. 1, the
素体2は、長手方向D1及び幅方向D2の長さに比して、高さ方向D3の長さが小さい直方体形状を呈している。素体2の長手方向D1の長さLは0.6〜1.6mmであり、幅方向D2の長さWは0.3〜0.8mmであり、高さ方向D3の長さHは0.1〜0.7mmである。
The
素体2は、その外表面として、一対の主面2aと、一対の端面2b,2cと、一対の側面2dと、隣り合う二つの面を接続する角部(稜線部)2eと、を有している。一対の主面2aは、高さ方向D3で互いに対向している。一対の端面2b,2cは、長手方向D1で互いに対向している。一対の側面2dは、幅方向D2で互いに対向している。積層コンデンサ1では、一方の主面2aが、電子機器20に対向する実装面である。
The
各角部2eは、湾曲するように丸められている。すなわち、各角部2eは、曲面形状を有している。角部2eは、隣り合う二つの面の間に位置している。各角部2eの曲率半径Rは、素体2の高さ方向D3の長さHとの関係で、0.08≦R/H≦0.25を満たす。直方体形状には、角部が丸められている直方体の形状が含まれる。
Each
素体2は、一対の主面2aが対向している高さ方向D3に複数の誘電体層が積層されて構成されている。素体2では、複数の誘電体層の積層方向が、高さ方向D3と一致する。各誘電体層は、たとえば誘電体材料(BaTiO3系、Ba(Ti,Zr)O3系、又は(Ba,Ca)TiO3系などの誘電体セラミック)を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の素体2では、各誘電体層は、各誘電体層の間の境界が視認できない程度に一体化されている。
The
一対の外部電極5,6は、図1に示されているように、素体2の長手方向での両端に配置されている。一対の外部電極5,6は、互いに離間しており、長手方向D1で互いに対向している。各外部電極5,6は、主面2a上に配置されている一対の導体部5a,6aと、端面2b,2c上に配置されている導体部5b,6bと、側面2d上に配置されている一対の導体部5c,6cと、角部2e上に配置されている導体部5d,6dと、を有している。外部電極5において、導体部5a,5b,5cは、導体部5dによってそれぞれ互いに連結されている。外部電極6において、導体部6a,6b,6cは、導体部6dによってそれぞれ互いに連結されている。
As shown in FIG. 1, the pair of
それぞれ複数の内部電極11と内部電極13とは、素体2の高さ方向において異なる位置(層)に配置されている。すなわち、内部電極11と内部電極13とは、素体2内において、高さ方向D3に間隔を有して対向するように交互に配置されている。内部電極11及び内部電極13は、積層型の電気素子の内部導体として通常用いられる導電性材料(たとえば、Ni又はCuなど)から構成されている。内部電極11及び内部電極13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。
The plurality of
各内部電極11は、長手方向D1が長辺方向であると共に幅方向D2が短辺方向である矩形形状を呈している。各内部電極11は、端面2bで露出し、端面2c、一対の主面2a、及び、一対の側面2dでは露出していない。各内部電極11は、端面2bにおいて、外部電極5に接続されている。内部電極11は、外部電極5に接続されている内部導体である。
Each
各内部電極13は、高さ方向D3で素体2の一部(誘電体層)を介して、内部電極11と対向している。各内部電極13は、長手方向D1が長辺方向であると共に幅方向D2が短辺方向である矩形形状を呈している。各内部電極13は、端面2cで露出し、端面2b、一対の主面2a、及び、一対の側面2dでは露出していない。各内部電極13は、端面2cにおいて、外部電極6に接続されている。内部電極13は、外部電極6に接続されている内部導体である。
Each
次に、図4を参照して、外部電極5の詳細な構成について説明する。図4は、図3に示す積層コンデンサ1の部分拡大図である。外部電極6は、外部電極5と同様の構成を有しているため、図示を省略する。
Next, a detailed configuration of the
外部電極5,6は、電極層23と、第一めっき層25と、第二めっき層27とを有している。具体的には、外部電極5,6では、めっき処理(たとえば、電気めっき処理など)により、電極層23上に第一めっき層25が形成され、第一めっき層25上に第二めっき層27が形成されている。導体部5a,5b,5c,5d,6a,6b,6c,6dは、電極層23と、第一めっき層25と、第二めっき層27とを含んでいる。
The
電極層23は、導電性ペーストを素体2の表面に付与して焼き付けることにより形成されている。電極層23は、導電性ペーストに含まれる金属成分(金属粉末)が焼結して形成された焼結金属層である。本実施形態では、電極層23は、Cuからなる焼結金属層である。電極層23は、Niからなる焼結金属層であってもよい。導電性ペーストには、Cu又はNiからなる粉末に、ガラス成分、有機バインダ、及び有機溶剤を混合したものが用いられている。
The
本実施形態では、第一めっき層25は、Niめっきにより形成されたNiめっき層である。第一めっき層25は、Snめっき層、Cuめっき層、又はAuめっき層であってもよい。第二めっき層27は、Snめっきにより形成されたSnめっき層である。第二めっき層27は、Cuめっき層又はAuめっき層であってもよい。
In the present embodiment, the
一対の外部電極5,6の各導体部5b,6bは、対応する端面2b,2cの全体を覆っている。端面2b,2cの全体とは、導体部5d,6dに囲まれた全ての領域をいう。導体部5a,6a及び導体部5c,6cは、素体2の両端において、各端面2b,2cから長手方向D1に所定長さの部分の全ての領域を覆っている。各端面2b,2cの中心を通る直線A上における、端面2b,2cからの各導体部5b,6bの厚みTは、角部2eの曲率半径Rとの関係で、0.71≦T/R≦1.27を満たす。
The
以上説明したように、積層コンデンサ1では、角部2eの曲率半径Rと、素体2の高さ方向D3での長さHと、各端面2b,2cの中心を通る直線A上における、外部電極5,6の端面2b,2cからの厚みをTとの関係が、0.08≦R/H≦0.25及び0.71≦T/R≦1.27を満たしている。このため、積層コンデンサ1は、素体2の角部2eにおける欠けも、素体2の端面2b,2cにおけるクラックも発生し難い。すなわち、積層コンデンサ1では、素体2に構造欠陥が発生し難い。
As described above, in the
ここで、上記効果を説明すべく、本発明の実施例を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。ここでは、積層コンデンサ1と同じ構成を備える積層コンデンサと、比較例としての積層コンデンサとを作成し、素体に構造欠陥が生じていないかを確認した。
Here, examples of the present invention will be described in order to explain the above effects. The present invention is not limited to the following examples. Here, a multilayer capacitor having the same configuration as that of the
実施例1〜7及び比較例1〜6毎に、1000個の素体を準備した。具体的には、素体の幅方向D2の長さW、素体の高さ方向D3の長さH、及び角部の曲率半径Rが同じ素体を1000個形成した。端子電極を形成する前に、各素体を切断し、切断面を研磨した。その後、研磨した切断面を電子顕微鏡で観察し、素体の角部に欠けが発生しているか否かを確認した。 1000 elements were prepared for each of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 6. Specifically, 1000 element bodies having the same length W in the width direction D2 of the element body, length H in the height direction D3 of the element body, and radius of curvature R at the corners were formed. Before forming the terminal electrodes, each element was cut and the cut surface was polished. After that, the polished cut surface was observed with an electron microscope to confirm whether or not the corners of the element body were chipped.
結果を、表1に示す。1000個のうち1個以上の素体で欠けが確認された場合、「欠け」の欄に「×」を記した。1000個の素体に欠けが確認されなかった場合、「欠け」の欄に「○」を記した。1000個のうち1個以上の素体で割れが発生した場合、「割れ」の欄に「×」を記した。1000個の素体に割れが発生しなかった場合、「割れ」の欄に「○」を記した。
表1に示すように、比較例1では高さ方向D3で素体が割れ、比較例2〜6では角部2eに欠けが生じた。これに対し、実施例1〜7では、高さ方向D3における割れも、角部での欠けも見られなかった。すなわち、R/Hが0.08〜0.25の範囲内の場合には、素体の割れ及び角部の欠けは生じなかった。以上のことから、0.08≦R/H≦0.25が満たされる場合には、素体の割れ及び角部の欠けの発生が抑制されることが確認された。
As shown in Table 1, in Comparative Example 1, the element body was cracked in the height direction D3, and in Comparative Examples 2 to 6, the
続いて、加速耐湿負荷試験(PCBT試験:Pressure Cooker Biased Test)を実施した。まず、実施例8〜11及び比較例7〜9毎に、1000個の素体を準備した。具体的には、素体の幅方向D2の長さW、素体の高さ方向D3の長さH、外部電極の上記厚みT、及び角部の曲率半径Rが同じ素体を1000個形成した。その後、各素体に外部電極を形成し、積層コンデンサを作製した。作製した積層コンデンサに、試験槽で温度121℃湿度95%の雰囲気下で電圧を印加した。 Subsequently, an accelerated moisture resistance load test (PCBT test: Pressure Cooker Biased Test) was carried out. First, 1000 elements were prepared for each of Examples 8 to 11 and Comparative Examples 7 to 9. Specifically, 1000 elements having the same length W in the width direction D2 of the element body, length H in the height direction D3 of the element body, the thickness T of the external electrode, and the radius of curvature R of the corners are formed. did. Then, an external electrode was formed on each element body to prepare a multilayer capacitor. A voltage was applied to the produced multilayer capacitor in an atmosphere of a temperature of 121 ° C. and a humidity of 95% in a test tank.
加速耐湿負荷試験後の各積層コンデンサを切断し、切断面を研磨した。その後、研磨した切断面を電子顕微鏡で観察し、素体にクラックが発生しているか否かを確認した。結果を、表2に示す。1000個のうち1個以上の素体でクラックが確認された場合、「クラック」の欄に「×」を記した。1000個の素体にクラックが確認されなかった場合、「クラック」の欄に「○」を記した。
表2に示すように、比較例7〜9では、素体の端面2b,2cにクラックが生じた。これに対し、実施例8〜11では、素体の端面2b,2cにクラックは見られなかった。すなわち、T/Rが0.71〜1.27の範囲内の場合には、素体の端面2b,2cにクラックは生じなかった。以上のことから、0.71≦T/R≦1.27が満たされる場合には、素体のクラックの発生が抑制されることが確認された。 As shown in Table 2, in Comparative Examples 7 to 9, cracks were generated in the end faces 2b and 2c of the element body. On the other hand, in Examples 8 to 11, no cracks were observed in the end faces 2b and 2c of the element body. That is, when the T / R was in the range of 0.71 to 1.27, no cracks were generated in the end faces 2b and 2c of the element body. From the above, it was confirmed that the occurrence of cracks in the element body was suppressed when 0.71 ≦ T / R ≦ 1.27 was satisfied.
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist thereof.
本実施形態では、積層コンデンサを例に説明したが、本発明はこれに限られることなく、積層貫通コンデンサ、積層インダクタ、積層バリスタ、積層圧電アクチュエータ、積層サーミスタ、もしくは積層複合部品などの積層電子部品、又は、積層電子部品以外の電子部品にも適用できる。 In the present embodiment, a laminated capacitor has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this, and a laminated electronic component such as a laminated through capacitor, a laminated inductor, a laminated varistor, a laminated piezoelectric actuator, a laminated thermistor, or a laminated composite component Or, it can be applied to electronic components other than laminated electronic components.
1…積層コンデンサ、2…素体、2a…主面、2b,2c…端面、2e…角部、5,6…外部電極、11,13…内部電極、D1…素体の長手方向、D2…素体の幅方向、D3…素体の高さ方向。 1 ... Multilayer capacitor, 2 ... Element body, 2a ... Main surface, 2b, 2c ... End surface, 2e ... Corner, 5, 6 ... External electrode, 11, 13 ... Internal electrode, D1 ... Longitudinal direction of element body, D2 ... Width direction of the body, D3 ... Height direction of the body.
Claims (1)
各前記端面上に配置されており、前記長手方向で互いに対向する一対の外部電極と、
前記外部電極に接続されている内部導体と、を備え、
前記角部の曲率半径をRとし、前記素体の前記高さ方向での長さをHとし、各前記端面の中心を通る直線上における、前記外部電極の前記端面からの厚みをTとしたとき、
0.08≦R/H≦0.25
0.71≦T/R≦1.27
R≦35μm
を満たしている、電子部品。 The length in the height direction is smaller than the length in the longitudinal direction and the length in the width direction, and the pair of main surfaces facing each other in the height direction and the pair of main surfaces facing each other in the longitudinal direction face each other. A body having a pair of end faces and curved corners connecting the main face and the end faces.
A pair of external electrodes arranged on each of the end faces and facing each other in the longitudinal direction,
With an internal conductor connected to the external electrode,
The radius of curvature of the corner portion was R, the length of the element body in the height direction was H, and the thickness of the external electrode from the end face on a straight line passing through the center of each end face was T. When
0.08 ≤ R / H ≤ 0.25
0.71 ≤ T / R ≤ 1.27
R ≤ 35 μm
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