JP7518594B2 - 積層セラミック電子部品、積層セラミック電子部品の製造方法及び回路基板 - Google Patents
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Description
上記セラミック素体は、第1軸方向に向いた第1端面及び第2端面と、上記第1軸に直交する第2軸方向に積層され上記第1端面又は上記第2端面から引き出された複数の内部電極と、を有する。
上記第1外部電極は、上記第1端面を覆うように配置される。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆うように配置される。
上記第1外部電極及び上記第2外部電極は、それぞれ、上記第1軸方向に向いた電極端面を有する。
上記電極端面は、
上記第2軸方向における周縁に位置し、上記第1軸及び上記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
上記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、上記第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有する。
上記積層セラミック電子部品を上記第3軸の方向に2等分する断面において、上記一対の第1周縁領域各々と上記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、上記線分から上記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、上記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である。
上記第2軸方向における周縁に位置する一対の第2周縁領域と、
上記一対の第2周縁領域の間に位置し上記一対の第2周縁領域から上記第1軸方向内方に陥凹した第2凹状領域と、を有し、
上記一対の第1周縁領域は、上記一対の第2周縁領域をそれぞれ覆い、
上記第1凹状領域は、上記第2凹状領域を覆ってもよい。
これにより、第1凹状領域において第1外部電極及び第2外部電極の厚みが薄くなることを防止でき、第1端面及び第2端面を第1外部電極及び第2外部電極によって確実に覆うことができる。さらに、b/aが0.025以下の条件を満たすことで、第2凹状領域と第2周縁領域との境界部の形状を緩やかにすることができ、当該境界部近傍におけるクラック等の構造欠陥を抑制することができる。
上記複数の内部電極と、複数のセラミック層とが交互に積層された積層部と、
上記積層部の上記第2軸方向外側に配置された一対のカバー部と、を含む。
例えば、上記一対の第2周縁領域は、上記一対のカバー部の上記第1軸方向における表面に配置されてもよい。
このようなセラミック素体では、実装時に特にバランスを崩しやすく、マンハッタン現象が起きやすい。このようなセラミック素体を備えた積層セラミックコンデンサの電極端面に上記第1凹状領域を設けることで、マンハッタン現象を効果的に抑制することができる。
上記第1端面を覆うように配置された第1外部電極と、上記第2端面を覆うように配置された第2外部電極と、が形成される。
上記第1外部電極及び上記第2外部電極は、それぞれ、上記第1軸方向に向いた電極端面を有する。
上記電極端面は、
上記第2軸方向における周縁に位置し、上記第1軸及び上記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
上記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、上記第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有する。
上記積層セラミック電子部品を上記第3軸の方向に2等分する断面において、上記一対の第1周縁領域各々と上記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、上記線分から上記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、上記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である。
未焼成の内部電極が形成され第1の密度を有する複数の第1セラミックシートと、上記第1の密度より大きい第2の密度を有する複数の第2セラミックシートと、を準備する工程と、
上記複数の第1セラミックシートを上記第2軸方向に積層した積層体の上記第2軸方向外側に、上記複数の第2セラミックシートを上記第2軸方向に積層する工程と、
上記複数の第1セラミックシート及び上記複数の第2セラミックシートの積層体を焼成する工程と、を含み、
上記第1の密度をc、上記第2の密度をdとした場合に、
0.050≦(d-c)/d≦0.150
を満たしていてもよい。
(d-c)/d≦0.150とすることにより、セラミック素体の焼成時において、第1セラミックシートの収縮量を適度に抑制することができる。これにより、b/aが0.025以下となる第1凹状領域を形成することができ、上述のように、セラミック素体のクラックを抑制することができる。さらに、(d-c)/d≦0.150とすることにより、第1セラミックシートの積層体により形成された積層部と、第2セラミックシートの積層体により形成されたカバー部との境界近傍におけるデラミネーションを抑制することができる。したがって、セラミック素体の構造欠陥を効果的に抑制することができる。
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、を有する。
上記セラミック素体は、第1軸方向に向いた第1端面及び第2端面と、上記第1軸に直交する第2軸方向に向いた第1主面及び第2主面と、上記第2軸方向に積層され上記第1端面又は上記第2端面から引き出された複数の内部電極と、を有する。
上記第1外部電極は、上記第1端面を覆うように配置される。
上記第2外部電極は、上記第2端面を覆うように配置される。
上記積層セラミック電子部品は、上記第1主面又は上記第2主面が上記実装基板と対向するように配置される。
上記第1はんだ及び上記第2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それぞれ接続する。
上記第1外部電極及び上記第2外部電極は、それぞれ、上記第1軸方向に向いた電極端面を有する。
上記電極端面は、
上記第2軸方向における周縁に位置し、上記第1軸及び上記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
上記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、上記第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有する。
上記積層セラミック電子部品を上記第3軸の方向に2等分する断面において、上記一対の第1周縁領域各々と上記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、上記線分から上記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、上記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である。
図面には、相互に直交するX軸、Y軸、及びZ軸が適宜示されている。X軸、Y軸、及びZ軸は全図において共通である。
図1~3は、本発明の一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4は、図2の一部を示す拡大図である。本実施形態において、第1端面11a及び第2端面11bは、X軸方向に直交する面に関してほぼ面対称に構成されるため、図4では第1端面11a側の図示を省略する。
例えば、第1端面11a及び第2端面11bは、それぞれ、一対の第2周縁領域20と、第2凹状領域21と、を有する。
図2に示すように、第1外部電極14は、X軸方向に向いた電極端面14aと、Z軸方向に向いた第1電極主面14e及び第2電極主面14fと、Y軸方向に向いた第1電極側面及び第2電極側面(図示せず)と、を有する。同様に、第2外部電極15は、X軸方向に向いた電極端面15aと、Z軸方向に向いた第1電極主面15e及び第2電極主面15fと、Y軸方向に向いた第1電極側面及び第2電極側面(図示せず)と、を有する。
図5は、本実施形態の回路基板100を示す断面図である。
回路基板100は、実装基板Sと、積層セラミックコンデンサ10と、第1はんだH11及び第2はんだH12と、を備える。
図6は、本実施形態の比較例に係る回路基板300を示す断面図である。なお、以下の説明において、上述の回路基板100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7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8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7に沿って、図8を適宜参照しながら説明する。
図8を参照し、ステップS01では、積層部16を形成するための第1積層部用セラミックシート101及び第2積層部用セラミックシート102と、カバー部17を形成するためのカバー部用セラミックシート103と、を準備する。本実施形態において、第1積層部用セラミックシート101及び第2積層部用セラミックシート102は、「第1セラミックシート」を構成する。カバー部用セラミックシート103は、「第2セラミックシート」を構成する。
0.050≦(d-c)/d≦0.150 …(1)
これにより、後述するように、第2凹状領域21を形成できるとともに、焼成後におけるセラミック素体11の構造欠陥を抑制することができる。
ステップS02では、セラミックシート101,102,103を図8に示すように積層し、未焼成のセラミック素体111を作製する。具体的には、第1積層部用セラミックシート101及び第2積層部用セラミックシート102を交互に積層した積層体のZ軸方向外側に、カバー部用セラミックシート103をZ軸方向に積層する。セラミックシート101,102,103の枚数は、図8に示す例に限定されない。
ステップS03では、未焼成のセラミック素体111を焼結させる。これにより、図1~3に示すセラミック素体11が作製される。焼成温度は、セラミック素体111の焼結温度に基づいて決定可能である。例えば、誘電体セラミックスとしてチタン酸バリウム系材料を用いる場合には、焼成温度を1000~1300℃程度とすることができる。また、焼成は、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において行うことができる。
ステップS04では、ステップS03で得られたセラミック素体11のX軸方向両端部に外部電極14,15を形成する。一例として、まず、導電性ペーストをセラミック素体11のX軸方向両端部に塗布し、この導電性ペーストを焼き付けて下地膜を形成する。次に、下地膜が形成されたセラミック素体11をメッキ液に浸漬させて電解メッキを行うことで、1又は複数のメッキ膜を形成する。
これにより、図1~3に示すような積層セラミックコンデンサ10が形成される。
本実施形態の実施例として、上述の製造方法に従って積層セラミックコンデンサ10のサンプル(実施例1~5及び比較例1~4)を作製した。これらのサンプルのX軸方向における寸法は1.0mm、Y軸方向における寸法は0.5mm、Z軸方向における寸法は0.22mmであった。
11…セラミック素体
12,13…内部電極
14…第1外部電極
15…第2外部電極
14a,15a…電極端面
14e,15e…第1電極主面
14f,15f…第2電極主面
20…第2周縁領域
21…第2凹状領域
22…第1周縁領域
23…第1凹状領域
100…回路基板
S…実装基板
H11…第1はんだ
H12…第2はんだ
Claims (12)
- 第1軸方向に向いた第1端面及び第2端面と、前記第1軸に直交する第2軸方向に積層され前記第1端面又は前記第2端面から引き出された複数の内部電極と、を有するセラミック素体と、
前記第1端面を覆うように配置された第1外部電極と、
前記第2端面を覆うように配置された第2外部電極と、
を具備する積層セラミック電子部品であって、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、それぞれ、前記第1軸方向に向いた電極端面を有し、
前記電極端面は、
前記第2軸方向における周縁に位置し、前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
前記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、前記一対の第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有し、
前記積層セラミック電子部品を前記第3軸の方向に2等分する断面において、前記一対の第1周縁領域各々と前記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、前記線分から前記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、前記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である
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、
前記セラミック素体の前記第1端面及び前記第2端面は、それぞれ、
前記第2軸方向における周縁に位置する一対の第2周縁領域と、
前記一対の第2周縁領域の間に位置し前記一対の第2周縁領域から前記第1軸方向内方に陥凹した第2凹状領域と、を有し、
前記一対の第1周縁領域は、前記一対の第2周縁領域をそれぞれ覆い、
前記第1凹状領域は、前記第2凹状領域を覆う
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、
前記セラミック素体は、
前記複数の内部電極と、複数のセラミック層とが交互に積層された積層部と、
前記積層部の前記第2軸方向外側に配置された一対のカバー部と、を含み、
前記一対の第2周縁領域は、前記一対のカバー部の前記第1軸方向における表面に配置される
積層セラミック電子部品。 - 請求項1から3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、
前記セラミック素体は、前記第2軸方向における寸法が、前記第3軸方向における寸法よりも大きく構成される
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1軸方向及び前記第3軸方向における寸法が、0.2mm以上2.0mm以下である
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2軸方向における寸法が、300μm以下である
積層セラミック電子部品。 - 請求項2又は3に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記一対の第2周縁領域の前記第2軸方向における幅は、4μm以上70μm以下である
積層セラミック電子部品。 - 請求項7に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記一対の第2周縁領域の前記第2軸方向における幅は、6μm以上55μm以下である
積層セラミック電子部品。 - 請求項8に記載の積層セラミック電子部品であって、
前記一対の第2周縁領域の前記第2軸方向における幅は、11μm以上35μm以下である
積層セラミック電子部品。 - 第1軸方向に向いた第1端面及び第2端面と、前記第1軸に直交する第2軸方向に積層され前記第1端面又は前記第2端面から引き出された複数の内部電極と、を有するセラミック素体を作製し、
前記第1端面を覆うように配置された第1外部電極と、前記第2端面を覆うように配置された第2外部電極と、を形成する
積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、それぞれ、前記第1軸方向に向いた電極端面を有し、
前記電極端面は、
前記第2軸方向における周縁に位置し、前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
前記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、前記一対の第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有し、
前記積層セラミック電子部品を前記第3軸の方向に2等分する断面において、前記一対の第1周縁領域各々と前記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、前記線分から前記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、前記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である
積層セラミック電子部品の製造方法。 - 請求項10に記載の積層セラミック電子部品の製造方法であって、
前記セラミック素体を作製する工程は、
未焼成の内部電極が形成され第1の密度を有する複数の第1セラミックシートと、前記第1の密度より大きい第2の密度を有する複数の第2セラミックシートと、を準備する工程と、
前記複数の第1セラミックシートを前記第2軸方向に積層した積層体の前記第2軸方向外側に、前記複数の第2セラミックシートを前記第2軸方向に積層する工程と、
前記複数の第1セラミックシート及び前記複数の第2セラミックシートの積層体を焼成する工程と、を含み、
前記第1の密度をc、前記第2の密度をdとした場合に、
0.050≦(d-c)/d≦0.150
を満たす
積層セラミック電子部品の製造方法。 - 実装基板と、
第1軸方向に向いた第1端面及び第2端面と、前記第1軸に直交する第2軸方向に向いた第1主面及び第2主面と、前記第2軸方向に積層され前記第1端面又は前記第2端面から引き出された複数の内部電極と、を有するセラミック素体と、
前記第1端面を覆うように配置された第1外部電極と、
前記第2端面を覆うように配置された第2外部電極と、
を有し、前記第1主面又は前記第2主面が前記実装基板と対向するように配置された積層セラミック電子部品と、
前記第1外部電極と前記実装基板とをそれぞれ接続する第1はんだと、
前記第2外部電極と前記実装基板とを接続する第2はんだと、
を具備し、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、それぞれ、前記第1軸方向に向いた電極端面を有し、
前記電極端面は、
前記第2軸方向における周縁に位置し、前記第1軸及び前記第2軸に直交する第3軸の方向に沿って延びる帯状の一対の第1周縁領域と、
前記一対の第1周縁領域の間に前記第3軸の方向に沿って延び、前記一対の第1周縁領域から陥凹した第1凹状領域と、を有し、
前記積層セラミック電子部品を前記第3軸の方向に2等分する断面において、前記一対の第1周縁領域各々と前記第1凹状領域との境界の間を結ぶ仮想的な線分の長さをaとし、前記線分から前記第1凹状領域に下ろした垂線のうち、前記第1軸方向に最も長い垂線の長さをbとした場合に、b/aが0.004以上0.025以下である
回路基板。
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