KR20160020354A - 적층 세라믹 콘덴서, 이것을 포함하는 적층 세라믹 콘덴서 시리즈, 및 적층 세라믹 콘덴서의 실장체 - Google Patents
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Abstract
(과제) 정전 용량을 확보하면서 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 크랙이 발생하는 것을 억제한다.
(해결 수단) 적층체(11)는 적층 방향에 있어서 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 도전체층(13)으로부터 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 도전체층(13)까지를 포함하는 내층부(11m)와, 내층부(11m)를 서로의 사이에 끼우는 제 1 외층부(12b1) 및 제 2 외층부(12b2)를 포함한다. 상기 적층 방향에 있어서의 적층체(11)의 두께의 치수(T0)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향에 있어서의 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 상기 적층 방향에 있어서의 내층부(11m)의 두께(T1)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향에 있어서 복수의 도전체층(13)이 위치하는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작다. 제 1 외층부(12b1)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함한다. 제 2 외층부(12b2)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함하고, 제 1 외층부(12b1)보다 두껍다. 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)와 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)의 합은 내층부(11m)의 두께(T1)보다 작다.
(해결 수단) 적층체(11)는 적층 방향에 있어서 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 도전체층(13)으로부터 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 도전체층(13)까지를 포함하는 내층부(11m)와, 내층부(11m)를 서로의 사이에 끼우는 제 1 외층부(12b1) 및 제 2 외층부(12b2)를 포함한다. 상기 적층 방향에 있어서의 적층체(11)의 두께의 치수(T0)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향에 있어서의 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 상기 적층 방향에 있어서의 내층부(11m)의 두께(T1)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향에 있어서 복수의 도전체층(13)이 위치하는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작다. 제 1 외층부(12b1)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함한다. 제 2 외층부(12b2)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함하고, 제 1 외층부(12b1)보다 두껍다. 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)와 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)의 합은 내층부(11m)의 두께(T1)보다 작다.
Description
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서, 이것을 포함하는 적층 세라믹 콘덴서 시리즈, 및 적층 세라믹 콘덴서의 실장체에 관한 것이다.
크랙의 발생을 억제하는 것을 도모한 적층 세라믹 콘덴서를 개시한 선행문헌으로서 일본 특허공개 2012-248581호 공보(특허문헌 1)가 있다. 특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서에 있어서는 소체는 유전체를 통해 대향하는 제 1 내부 전극 및 제 2 내부 전극이 적층된 내부 전극 적층체(내층부)와, 내부 전극 적층체(내층부)를 적층 방향의 양측으로부터 끼우는 제 1 유전체 적층체(외층부) 및 제 2 유전체 적층체(외층부)를 포함하고, 제 1 소체 주면을 포함하는 제 1 유전체 적층체(외층부)가 제 2 소체 주면을 포함하는 제 2 유전체 적층체(외층부)보다 적층 방향으로 두껍게 형성되어 있다.
크랙의 발생 형태로서는 적층 세라믹 콘덴서를 실장한 기판이 외력을 받아서 휘었을 때에 발생하는 외부 응력이 적층 세라믹 콘덴서의 유전체층에 작용해서 크랙이 발생하는 형태가 있다. 본 발명자들은 다른 크랙의 발생 형태로서 적층 세라믹 콘덴서의 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력이 내층부와 외층부의 경계에 작용해서 크랙(층간 박리)이 발생하는 형태를 발견했다. 이 크랙의 발생 형태는 적층 세라믹 콘덴서의 정전 용량을 크게 하기 위해서 적층수를 늘려서 내층부를 두껍게 했을 경우에 현저해지는 것을 알 수 있었다.
특허문헌 1에 기재된 적층 세라믹 콘덴서는 외부 응력에 의해 발생하는 크랙의 억제를 도모하고 있지만, 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 발생하는 크랙의 억제에 대해서는 고려되어 있지 않다.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서 정전 용량을 확보하면서 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있는 적층 세라믹 콘덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제 1 국면에 의거하는 적층 세라믹 콘덴서는 적층된 복수의 유전체층 및 복수의 도전체층을 포함하고, 적층 방향에 있어서 상대하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 적층체와, 적층체의 표면의 일부에 형성되어 복수의 도전체층 중 적어도 일부의 도전체층과 전기적으로 접속된 적어도 2개의 외부 전극을 구비한다. 적층체는 제 1 주면과 제 2 주면을 연결해서 상대하는 제 1 단면 및 제 2 단면, 제 1 주면과 제 2 주면을 연결함과 아울러 제 1 단면과 제 2 단면을 연결해서 상대하는 제 1 측면 및 제 2 측면을 더 가지며, 또한 상기 적층 방향에 있어서 복수의 도전체층 중 가장 제 1 주면측에 위치하는 도전체층으로부터 복수의 도전체층 중 가장 제 2 주면측에 위치하는 도전체층까지를 포함하는 내층부와, 내층부를 서로의 사이에 끼우는 제 1 외층부 및 제 2 외층부를 포함한다. 상기 적층 방향에 있어서의 적층체의 두께는 제 1 측면과 제 2 측면을 최단으로 연결하는 방향에 있어서의 적층체의 폭보다 작다. 상기 적층 방향에 있어서의 내층부의 두께는 제 1 측면과 제 2 측면을 최단으로 연결하는 방향에 있어서 내층부 중 상기 복수의 도전체층이 적층된 부분의 폭보다 작다. 제 2 외층부는 제 1 외층부보다 두껍다. 제 1 외층부의 두께와 제 2 외층부의 두께의 합은 내층부의 두께보다 작다.
본 발명의 일형태에 있어서는 적층체의 폭이 0.9㎜보다 크며, 또한 적층체의 두께가 0.9㎜보다 작다.
본 발명의 일형태에 있어서는 제 2 외층부의 두께는 90㎛ 이상이며, 또한 내층부의 두께의 1/4 이하이다.
본 발명의 일형태에 있어서는 제 2 외층부는 제 2 주면을 포함하는 외측 외층부 및 외측 외층부와 상기 내층부 사이에 위치하는 내측 외층부를 포함한다. 외측 외층부에 포함되는 유전체층의 Ti에 대한 Si의 조성비는 내층부에 포함되는 일부의 유전체층 및 내측 외층부를 구성하는 유전체층의 각각의 Ti에 대한 Si의 조성비보다 높다.
본 발명의 일형태에 있어서는 외측 외층부의 두께는 상기 적층 방향에 있어서 내측 외층부의 두께 이상이다.
본 발명의 일형태에 있어서는 상기 제 2 외층부는 외측 외층부와 내측 외층부 사이에 Si가 모인 경계부를 더 포함한다.
본 발명의 일형태에 있어서는 제 2 외층부의 두께와 제 1 외층부의 두께의 차가 10㎛ 이상이다.
본 발명의 일형태에 있어서는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면을 연결하는 방향으로부터 보아 상기 경계부는 상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 가까워짐에 따라서 상기 적층체의 폭 방향의 중심을 향해서 구부러져 있는 부분을 포함한다.
본 발명의 일형태에 있어서는 상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 희토류 원소의 조성비는 상기 내측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 희토류 원소의 조성비보다 높다.
본 발명의 일형태에 있어서는 상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Dy의 조성비는 상기 내측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Dy의 조성비보다 높다.
본 발명의 일형태에 있어서는 상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Mn의 조성비는 상기 제 1 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Mn의 조성비보다 높다.
본 발명의 제 2 국면에 의거하는 적층 세라믹 콘덴서 시리즈는 상기 중 어느 하나에 기재된 복수의 적층 세라믹 콘덴서와, 복수의 적층 세라믹 콘덴서를 각각 수납하는 복수의 오목부가 간격을 두고 형성된 장척 형상의 캐리어 테이프 및 캐리어 테이프에 부착되어서 복수의 오목부를 막는 커버 테이프를 포함하는 포장체를 구비한다. 복수의 적층 세라믹 콘덴서는 제 2 주면이 복수의 오목부의 바닥측에 위치한 상태에서 복수의 오목부 내에 각각 수납되어 있다.
본 발명의 제 3 국면에 의거하는 적층 세라믹 콘덴서의 실장체는 상기 중 어느 하나에 기재된 적층 세라믹 콘덴서와, 적층 세라믹 콘덴서가 실장되는 피실장체를 구비한다. 적층 세라믹 콘덴서는 제 2 주면이 피실장체측에 위치한 상태에서 피실장체에 실장되어 있다.
본 발명의 일형태에 있어서는 피실장체는 적층 세라믹 콘덴서의 1쌍의 외부 전극과 각각 전기적으로 접속되는 1쌍의 랜드를 표면에 갖는다. 적층체의 폭 방향에 있어서 1쌍의 랜드의 각각의 폭은 적층체의 폭보다 작다.
본 발명의 일형태에 있어서는 적층체의 폭 방향에 있어서 1쌍의 랜드의 각각의 폭은 내층부의 폭보다 작다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면 적층 세라믹 콘덴서에 있어서 정전 용량을 확보하면서 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅱ-Ⅱ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅴ-Ⅴ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서 시리즈의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 적층 세라믹 콘덴서 시리즈를 Ⅸ-Ⅸ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 적층 세라믹 콘덴서를 XI-XI선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 12는 도 10의 적층 세라믹 콘덴서를 XII-XII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 13은 도 11의 적층 세라믹 콘덴서를 XIII-XIII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 14는 도 11의 적층 세라믹 콘덴서를 XIV-XIV선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 16은 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 외측 외층이 형성되기 전의 일부 적층체를 구성하는 단위 시트군의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17은 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18은 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 3에 의한 적층 세라믹 콘덴서를 구성하는 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 21은 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트를 압착하고 있는 도중의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 22는 마더 적층체가 분단된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은 적층 세라믹 콘덴서의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 확대상의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅱ-Ⅱ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 3은 도 1의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 4는 도 2의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 5는 도 2의 적층 세라믹 콘덴서를 Ⅴ-Ⅴ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 의한 적층 세라믹 콘덴서 시리즈의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 9는 도 8의 적층 세라믹 콘덴서 시리즈를 Ⅸ-Ⅸ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 11은 도 10의 적층 세라믹 콘덴서를 XI-XI선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 12는 도 10의 적층 세라믹 콘덴서를 XII-XII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 13은 도 11의 적층 세라믹 콘덴서를 XIII-XIII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 14는 도 11의 적층 세라믹 콘덴서를 XIV-XIV선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 16은 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 외측 외층이 형성되기 전의 일부 적층체를 구성하는 단위 시트군의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 17은 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 18은 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 19는 본 발명의 실시형태 2에 의한 적층 세라믹 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 20은 본 발명의 실시형태 3에 의한 적층 세라믹 콘덴서를 구성하는 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다.
도 21은 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트를 압착하고 있는 도중의 상태를 나타내는 단면도이다.
도 22는 마더 적층체가 분단된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 23은 적층 세라믹 콘덴서의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 확대상의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 각 실시형태에 의한 적층 세라믹 콘덴서, 이것을 포함하는 적층 세라믹 콘덴서 시리즈, 및 적층 세라믹 콘덴서의 실장체에 대해서 도면을 참조해서 설명한다. 이하의 실시형태의 설명에 있어서는 도면 중의 동일 또는 상당 부분에는 동일 부호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다. 또한, 적층 세라믹 콘덴서를 단순히 콘덴서로 칭하기로 한다.
(실시형태 1)
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 콘덴서를 Ⅱ-Ⅱ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 3은 도 1의 콘덴서를 Ⅲ-Ⅲ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 4는 도 2의 콘덴서를 Ⅳ-Ⅳ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 5는 도 2의 콘덴서를 Ⅴ-Ⅴ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 1~도 5에 있어서는 후술하는 적층체의 길이 방향을 L, 적층체의 폭 방향을 W, 적층체의 두께 방향을 T로 나타내고 있다.
도 1~도 5에 나타내는 바와 같이 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서(10)는 적층체(11)와 2개의 외부 전극(14)을 구비한다. 적층체(11)는 적층된 복수의 유전체층(12) 및 복수의 도전체층(13)을 포함하고, 적층 방향에 있어서 상대하는 제 1 주면(111) 및 제 2 주면(112)을 갖는다. 2개의 외부 전극(14)은 적층체(11)의 표면의 일부에 형성되어 어느 하나의 도전체층(13)과 전기적으로 접속되어 있다.
유전체층(12)과 도전체층(13)의 적층 방향은 적층체(11)의 길이 방향(L) 및 적층체(11)의 폭 방향(W)에 대해서 직교하고 있다. 즉, 유전체층(12)과 도전체층(13)의 적층 방향은 적층체(11)의 두께 방향(T)과 평행이다.
적층체(11)는 제 1 주면(111)과 제 2 주면(112)을 연결하여 서로 적층체(11)의 반대측에 위치하는 제 1 단면(113) 및 제 2 단면(114), 제 1 주면(111)과 제 2 주면(112)을 연결함과 아울러 제 1 단면(113)과 제 2 단면(114)을 연결해서 서로 적층체(11)의 반대측에 위치하는 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)을 더 갖고 있다. 적층체(11)는 직방체상의 외형을 갖지만, 모서리부 및 능선부 중 적어도 한쪽에 둥근 부분을 갖고 있어도 좋다.
제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)의 최단 거리는 제 1 단면(113)과 제 2 단면(114)의 최단 거리 미만이다. 즉, 적층체(11)의 폭 방향(W)의 치수(W0)는 적층체(11)의 길이 방향(L)의 치수(L0)보다 작다. 적층체(11)의 적층 방향에 있어서의 적층체(11)의 두께(T0)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향에 있어서의 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 후술하는 바와 같이 적층체(11)의 두께(T0)는 적층체(11)의 길이 방향(L)의 치수(L0)의 1/3보다 크며, 또한 적층체(11)의 길이 방향(L)의 치수(L0)의 1/2보다 작은 것이 바람직하다. 적층체(11)의 두께(T0)는 후술하는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은 것이 바람직하다. 적층체(11)의 폭(W0)이 0.9㎜보다 크며, 또한 적층체(11)의 두께(T0)가 0.9㎜보다 작은 것이 바람직하다.
적층체(11)는 적층체(11)의 적층 방향에 있어서 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 도전체층(13)으로부터 복수의 도전체층(13) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 도전체층(13)까지를 포함하는 내층부(11m)와, 내층부(11m)를 끼우는 제 1 외층부(12b1) 및 제 2 외층부(12b2)를 포함한다.
제 1 외층부(12b1)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함한다. 제 2 외층부(12b2)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 유전체층(12)을 포함한다.
내층부(11m)에 있어서는 유전체층(12)과 도전체층(13)이 교대로 적층된 상태로 복수의 유전체층(12) 중 일부의 유전체층(12)과 모든 도전체층(13)이 적층되어 있다. 즉, 내층부(11m)는 모든 도전체층(13)을 포함하고 있다. 모든 도전체층(13)의 각각은 평면에서 보았을 때 대략 직사각형상이다.
본 실시형태에 있어서는 모든 도전체층(13)은 어느 하나의 외부 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 복수의 도전체층(13) 중 적어도 일부의 도전체층(13)이 어느 하나의 외부 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있으면 좋다. 즉, 복수의 도전체층(13) 중에 어느 외부 전극(14)에 전기적으로 접속되지 않는 도전체층(13)이 포함되어 있어도 좋다.
2개의 외부 전극(14)은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 양측에 형성되어 있다. 구체적으로는 2개의 외부 전극(14) 중 한쪽은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 제 1 단면(113)측에 형성되고, 2개의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 제 2 단면(114)측에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 2개의 외부 전극(14) 중 한쪽은 제 1 단면(113)으로부터 제 1 주면(111), 제 2 주면(112), 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각에 연속해서 형성되어 있다. 2개의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 제 2 단면(114)으로부터 제 1 주면(111), 제 2 주면(112), 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각에 연속해서 형성되어 있다. 단, 1쌍의 외부 전극(14)의 배치는 상기에 한정되지 않고, 복수의 도전체층(13)의 각각과 전기적으로 접속 가능하며, 또한 콘덴서(10)가 실장 가능해지도록 적층체(11)의 표면의 일부에 형성되어 있으면 좋다.
2개의 외부 전극(14) 중 한쪽은 복수의 도전체층(13) 중 일부의 도전체층(13)과, 제 1 단면(113)에서 접속되어 있다. 1쌍의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 복수의 도전체층(13) 중 잔부의 도전체층(13)과, 제 2 단면(114)에서 접속되어 있다. 일부의 도전체층(13)과 잔부의 도전체층(13)은 내층부(11m)에 있어서 유전체층(12)을 사이에 두고 서로 대향하도록 1층씩 교대로 적층되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이 적층체(11)의 적층 방향에 있어서의 내층부(11m)의 두께(T1)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향인 적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 복수의 도전체층(13)이 위치하는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작다.
제 2 외층부(12b2)는 제 1 외층부(12b1)보다 두껍다. 즉, 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)는 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 크다. 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)와 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)의 합은 내층부(11m)의 두께(T1)보다 작다. 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)와 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)의 차가 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)는 90㎛ 이상이며, 또한 내층부(11m)의 두께(T1)의 1/4 이하인 것이 바람직하다.
적층체(11)의 적층 방향에 있어서의 적층체(11)의 두께(T0)는 내층부(11m)의 두께(T1), 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1) 및 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)를 모두 합한 치수이다.
후술하는 바와 같이 적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각과 내층부(11m) 사이의 간격인 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 보다 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 크며, 또한 90㎛ 미만인 것이 더 바람직하다.
이하, 콘덴서(10)의 각각의 구성에 대해서 상세하게 설명한다.
복수의 유전체층(12)의 각각은 ABO3(A는 Ba을 포함하고, B는 Ti을 포함하고, O는 산소)로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물을 주성분으로 한다. 즉, 복수의 유전체층(12)의 각각은 주성분으로서 티탄산 바륨인 BaTiO3를 포함한다.
또한, 복수의 유전체층(12)의 각각은 부성분으로서 Si를 포함한다. 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 유리 또는 SiO2 등의 Si 화합물이 첨가됨으로써 Si이 부성분으로서 포함된다. 그 밖에도 Mn 화합물, Mg 화합물, Co 화합물, Ni 화합물 또는 희토류 화합물 등이 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 첨가되어 있어도 좋다.
복수의 도전체층(13)의 각각을 구성하는 재료로서는 Ni, Cu, Ag, Pd, Au 등의 금속 또는 이들 금속 중 적어도 1종을 포함하는 합금, 예를 들면 Ag과 Pd의 합금 등을 사용할 수 있다. 복수의 도전체층(13)의 각각의 두께는 소성 후에 있어서 0.4㎛ 이상 0.9㎛ 이하인 것이 바람직하다. 복수의 도전체층(13)의 각각의 두께가 0.4㎛ 보다 얇을 경우, 도전체층(13)의 커버리지를 확보하는 것이 어려워진다. 복수의 도전체층(13)의 각각의 두께가 0.9㎛보다 두꺼울 경우 콘덴서(10)의 단위 체적당의 정전 용량을 확보하는 것이 어려워진다.
1쌍의 외부 전극(14)의 각각은 적층체(11)의 양단부를 덮도록 형성된 하지층과, 이 하지층을 덮도록 형성된 도금층을 포함한다. 하지층을 구성하는 재료로서는 Ni, Cu, Ag, Pd, Au 등의 금속 또는 이들 금속 중 적어도 1종을 포함하는 합금, 예를 들면 Ag과 Pd의 합금 등을 사용할 수 있다. 하지층의 두께는 10.0㎛ 이상 50.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
하지층의 형성 방법으로서는 소성 후의 적층체(11)의 양단부에 도포한 도전성 페이스트를 베이킹하거나, 또는 소성 전의 적층체(11)의 양단부에 도포한 도전성 페이스트를 도전체층(13)과 동시에 소성해도 좋다. 그 이외에도 하지층의 형성 방법으로서는 적층체(11)의 양단부에 도금하거나, 또는 적층체(11)의 양단부에 도포한 열경화성 수지를 포함하는 도전성 수지를 경화시켜도 좋다.
하지층을 도전성 수지로 형성했을 경우에는 콘덴서(10)를 실장한 피실장체가 외력을 받아서 휘었을 때에 발생하는 외부 응력에 의한 적층체(11)로의 부하를 저감하여 적층체(11)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 제 2 외층부(12b2)를 두껍게 한 후 도전성 수지를 포함하는 1쌍의 외부 전극(14)을 형성함으로써 적층체(11)에 크랙이 발생하는 것을 한층 더 억제할 수 있다.
도금층을 구성하는 재료로서는 Sn, Ni, Cu, Ag, Pd, Au 등의 금속, 또는 이들 금속 중 적어도 1종을 포함하는 합금, 예를 들면 Ag과 Pd의 합금 등을 사용할 수 있다.
도금층은 복수의 층으로 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 도금층으로서는 Ni 도금층 위에 Sn 도금층이 형성된 2층 구조인 것이 바람직하다. Ni 도금층은 땜납 배리어층으로서 기능한다. Sn 도금층은 땜납과의 젖음성이 양호하다. 1층당 도금층의 두께는 1.0㎛ 이상 10.0㎛ 이하인 것이 바람직하다.
이하, 본 실시형태에 의한 콘덴서(10)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 6은 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 이하에 나타내는 콘덴서의 제조 방법은 제조 과정의 도중 단계까지 일괄적으로 가공 처리를 행함으로써 마더 적층체를 제작하고, 그 후에 마더 적층체를 분단해서 개편화하고, 개편화 후의 연질 적층체에 가공 처리를 더 실시함으로써 복수의 콘덴서(10)를 동시에 대량으로 생산하는 방법이다.
도 6에 나타내는 바와 같이 콘덴서(10)를 제조할 때에는, 우선 세라믹 슬러리의 조제가 행해진다(공정 S11). 구체적으로는 세라믹스 분말, 바인더 및 용제 등이 소정의 배합 비율로 혼합되고, 이것에 의해 세라믹 슬러리가 형성된다.
이어서, 세라믹 그린 시트가 형성된다(공정 S12). 구체적으로는 세라믹 슬러리가 캐리어 필름 상에 있어서 다이 코터, 그라비어 코터, 또는 마이크로 그라비어 코터 등을 사용해서 시트상으로 성형됨으로써 세라믹 그린 시트가 제작된다.
이어서, 마더 시트가 형성된다(공정 S13). 구체적으로는 세라믹 그린 시트에 도전성 페이스트가 소정의 패턴을 갖도록 스크린 인쇄법 또는 그라비어 인쇄법 등을 사용해서 인쇄됨으로써 세라믹 그린 시트 상에 소정의 도전 패턴이 형성된 마더 시트가 형성된다.
이어서, 마더 시트가 적층된다(공정 S14). 복수의 마더 시트가 소정의 룰에 따라서 적층됨으로써 마더 시트군이 구성된다. 본 실시형태에 있어서는 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 복수의 마더 시트, 내층부(11m)를 구성하는 복수의 마더 시트 및 제 2 외층부(12b2)를 구성하는 복수의 마더 시트가 이 순서로 적층되어서 마더 시트군이 구성되어 있다.
이어서, 마더 시트군이 압착된다(공정 S15). 도시하지 않은 베이스 상에 적재된 마더 시트군은 제 2 외층부(12b2)를 구성하는 마더 시트측으로부터 도시하지 않은 평판 금형이 마더 시트군의 적층 방향을 따라 압박됨으로써 가압되어서 압착된다. 이것에 의해 마더 적층체가 제작된다.
이어서, 마더 적층체가 분단된다(공정 S16). 구체적으로는 압축 절단 또는 다이싱에 의해 마더 적층체가 행렬상으로 분단되고, 이것에 의해 연질 적층체의 잘라내기가 행해진다.
이어서, 연질 적층체의 소성이 행해진다(공정 S17). 구체적으로는 잘라내진 연질 적층체가 소정의 온도로 가열되고, 이것에 의해 세라믹 유전체 재료 및 도전체 재료가 소성된다. 소성 온도는 세라믹 유전체 재료 및 도전체 재료의 종류에 따라서 적당히 설정되고, 예를 들면 900℃ 이상 1300℃ 이하의 범위 내로 설정된다.
이어서, 연질 적층체의 배럴 연마가 행해진다(공정 S18). 구체적으로는 소성 후의 연질 적층체가 배럴이라고 칭해지는 작은 상자 내에 세라믹 재료보다 경도가 높은 미디어 볼과 함께 봉입되고, 상기 배럴을 회전시킴으로써 연질 적층체의 연마가 행해진다. 이것에 의해 연질 적층체의 외표면(특히 모서리부 및 능선부)에 곡면상의 둥근 부분을 갖게 되고, 적층체(11)가 형성된다.
이어서, 외부 전극이 형성된다(공정 S19). 구체적으로는 적층체(11)의 제 1 단면(113)을 포함하는 부분의 단부 및 제 2 단면(114)을 포함하는 부분의 단부에 도전성 페이스트가 도포됨으로써 금속막이 형성되고, 금속막이 소성된 후에 상기 금속막에 Ni 도금, Sn 도금이 순차적으로 실시됨으로써 적층체(11)의 외표면 상에 1쌍의 외부 전극(14)이 형성된다.
상기 일련의 공정을 거침으로써 도 1~도 5에 나타낸 구조를 갖는 콘덴서(10)가 제조된다.
본 실시형태에 의한 콘덴서(10)에 있어서는 적층체(11)의 두께(T0)는 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 또한, 내층부(11m)의 두께(T1)는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작다. 즉, 내층부(11m)에 있어서의 적층수의 증가를 억제하면서 사이드 갭(12c)의 크기를 유지한 상태로 도전체층(13)의 폭을 크게 함으로써 콘덴서(10)의 정전 용량을 확보하고 있다. 또한, 적층체(11)의 두께(T0)가 적층체(11)의 폭(W0)보다 작음으로써 적층체(11)의 외형 형상으로부터 적층체(11)의 주면과 측면을 식별할 수 있다.
만약, 정전 용량을 확보하기 위해서 내층부(11m)에 있어서의 적층수를 증가시켜서 내층부(11m)의 두께(T1)를 크게 했을 경우, 콘덴서(10)의 소성시의 유전체층(12) 및 도전체층(13)의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력이 커짐과 아울러 마더 시트군의 압착시에 사이드 갭(12c)에 위치하는 복수의 유전체층(12)에 압력을 부하시키기 어려워짐으로써 사이드 갭(12c)에 위치하는 유전체층(12) 상호간의 밀착성이 저하된다. 이 경우, 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하기 쉬워진다.
내층부(11m)의 폭(W1)을 크게 해도 소성시의 유전체층(12) 및 도전체층(13)의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력은 그다지 커지지 않는다. 따라서, 내층부(11m)의 두께(T1)를 유지하면서 사이드 갭(12c)의 크기를 유지한 상태로 내층부(11m)의 폭(W1)을 크게 함으로써 콘덴서(10)의 정전 용량을 확보하면서 유전체층(12) 및 도전체층(13)의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)와 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)의 합이 내층부(11m)의 두께(T1)보다 작음으로써 콘덴서(10)의 단위 체적당 정전 용량을 확보할 수 있다.
상기한 바와 같이 제 2 외층부(12b2)는 제 1 외층부(12b1)보다 두껍게 함으로써 콘덴서(10)를 실장한 피실장체가 외력을 받아서 휘었을 때에 발생하는 외부 응력에 의해 콘덴서(10)의 유전체층(12)에 발생한 크랙이 도전체층(13)에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)와 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)의 차가 10㎛ 이상이다. 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)가 90㎛ 이상임으로써 상기 크랙이 도전체층(13)에 도달하는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다.
단, 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)가 지나치게 크면 소성시의 유전체층(12) 및 도전체층(13)의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력이 증가됨과 아울러 콘덴서(10)의 단위 체적당 정전 용량이 저하되기 때문에 바람직하지 않다. 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)가 내층부(11m)의 두께(T1)의 1/4 이하임으로써 소성시의 유전체층(12) 및 도전체층(13)의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력의 증가 및 콘덴서(10)의 단위 체적당의 정전 용량의 저하를 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 적층체(11)의 두께(T0)는 적층체(11)의 길이 방향(L)의 치수(L0)의 1/3보다 크며, 또한 적층체(11)의 길이 방향(L)의 치수(L0)의 1/2보다 작은 것이 바람직하다. 이것에 의해 적층체(11)의 두께를 얇게 하면서 콘덴서(10)에 외력이 부하되었을 경우에 콘덴서(10)가 지나치게 얇아서 강도 부족에 의해 갈라지는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 적층체(11)의 두께(T0)는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은것이 바람직하다. 이것에 의해 적층체(11) 중의 도전체층(13)의 점적률이 증가해서 적층체(11)의 영률이 높아지기 때문에 콘덴서(10)에 외력이 부하되었을 경우에 콘덴서(10)가 강도 부족에 의해 갈라지는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 적층체(11)의 폭(W0)이 0.9㎜보다 크며, 또한 적층체(11)의 두께(T0)가 0.9㎜보다 작은 것이 바람직하다. 이것에 의해 콘덴서(10)를 박형의 전자기기에 적합하게 사용할 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 바람직하다. 제 1 외층부(12b1)를 얇게 했을 경우에는 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 내층부(11m)와 제 1 외층부(12b1)의 경계에 작용하는 내부 응력이 완화되기 때문에 내층부(11m)와 제 1 외층부(12b1)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 사이드 갭(12c)의 최대 치수를 크게 했을 경우에는 마더 시트군의 압착시에 사이드 갭(12c)에 위치하는 복수의 유전체층(12)에 압력을 부하시키기 쉬워져 사이드 갭(12c)에 위치하는 유전체층(12) 상호간의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과 사이드 갭(12c)에 위치하는 유전체층(12)에 있어서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 보다 바람직하다. 마더 적층체의 분단에 의해 서로 이웃하도록 분할된 2개의 적층체에 있어서 서로 인접하고 있는 사이드 갭(12c)끼리의 합의 반분이 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)에 상당한다. 따라서, 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 경우, 마더 시트군의 압착시에 사이드 갭(12c)에 위치하는 복수의 유전체층(12)에 압력을 부하시키기 쉬워져 사이드 갭(12c)에 위치하는 유전체층(12) 상호간의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 사이드 갭(12c)에 위치하는 유전체층(12)에 있어서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 제 1 측면(115)측의 사이드 갭(12c)의 치수와, 제 2 측면(116)측의 사이드 갭(12c)의 치수에 차가 있었을 경우에도 상기 크랙(층간 박리)의 발생의 억제의 효과를 보다 안정적으로 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 크며, 또한 90㎛ 미만인 것이 더 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 큼으로써 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 안정적으로 억제할 수 있다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 90㎛ 이상인 경우에는 콘덴서(10)의 정전 용량이 지나치게 작아지기 때문에 바람직하지 않다. 즉, 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 90㎛ 미만임으로써 콘덴서(10)의 정전 용량을 확보할 수 있다.
이하, 본 실시형태에 의한 콘덴서(10)를 피실장체에 실장한 콘덴서의 실장체에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 7에 나타내는 바와 같이 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서의 실장체(10x)는 콘덴서(10)와, 콘덴서(10)가 실장되는 회로 기판 등의 피실장체(1)를 구비한다. 콘덴서(10)는 제 2 주면(112)이 피실장체(1)측에 위치한 상태에서 피실장체(1)에 실장되어 있다.
구체적으로는 피실장체(1)는 서로 간격을 두고 위치하는 1쌍의 랜드(20)를 표면에 갖는다. 콘덴서(10)의 1쌍의 외부 전극(14)과 1쌍의 랜드(20)는 접합제인 땜납(30)에 의해 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접합제는 땜납에 한정되지 않고, 1쌍의 외부 전극(14)과 1쌍의 랜드(20)를 기계적 및 전기적으로 접합할 수 있는 재료이면 좋다.
1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)은 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)은 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은 것이 바람직하다. 1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)이 적층체(11)의 폭(W0)보다 작음으로써 1쌍의 외부 전극(14)의 각각은 적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 땜납(30)으로부터 압축 응력을 받게 된다. 1쌍의 외부 전극(14)에 작용한 압축 응력은 제 2 외층부(12b2)에도 작용하기 때문에 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력이 완화되어 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)이 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은 경우에는 제 2 외층부(12b2)에 작용하는 압축 응력이 커지고, 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력이 더 완화되어 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다.
이하, 본 실시형태에 의한 복수의 콘덴서(10)를 포함하는 콘덴서 시리즈에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서 시리즈의 구성을 나타내는 평면도이다. 도 9는 도 8의 콘덴서 시리즈를 Ⅸ-Ⅸ선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다.
도 8, 도 9에 나타내는 바와 같이 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서 시리즈(10s)는 복수의 콘덴서(10)와, 복수의 콘덴서(10)를 각각 수납하는 복수의 오목부(5h)가 간격을 두고 형성된 장척 형상의 캐리어 테이프(5) 및 캐리어 테이프(5)에 부착되어서 복수의 오목부(5h)를 막는 커버 테이프(6)를 포함하는 포장체(4)를 구비한다. 복수의 콘덴서(10)는 제 2 주면(112)이 복수의 오목부(5h)의 바닥(5b)측에 위치한 상태로 복수의 오목부(5h) 내에 각각 수납되어 있다.
콘덴서 시리즈(10s)에 포함되는 복수의 콘덴서(10)는 포장체(4)로부터 1개씩 인출되어서 피실장체(1)에 실장된다. 구체적으로는 캐리어 테이프(5)로부터 커버 테이프(6)를 벗긴 상태에서 콘덴서(10)의 제 1 주면(111)측을 흡착해서 유지함으로써 콘덴서(10)를 캐리어 테이프(5)로부터 1개씩 인출해서 피실장체(1)에 실장한다. 그 결과, 콘덴서(10)의 제 2 주면(112)이 피실장체(1)측에 위치한 상태로 콘덴서(10)가 피실장체(1)에 실장된다.
즉, 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서 시리즈(10s)를 사용함으로써 본 발명의 실시형태 1에 의한 콘덴서의 실장체(10x)를 용이하게 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서 및 콘덴서의 실장체에 대해서 도를 참조해서 설명한다. 또한, 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서 및 콘덴서의 실장체는 제 2 외층부의 구성이 주로 실시형태 1에 의한 콘덴서 및 콘덴서의 실장체와 각각 다르기 때문에 다른 구성에 대해서 설명을 반복하지 않는다.
(실시형태 2) 도 10은 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서의 외관을 나타내는 사시도이다. 도 11은 도 10의 콘덴서를 XI-XI선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 12는 도 10의 콘덴서를 XII-XII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도13은 도 11의 콘덴서를 XIII-XIII선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 14는 도 11의 콘덴서를 XIV-XIV선 화살표 방향으로부터 본 단면도이다. 도 10~도 14에 있어서는 적층체의 길이 방향을 L, 적층체의 폭 방향을 W, 적층체의 두께 방향을 T로 나타내고 있다.
도 10~도 14에 나타내는 바와 같이 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서(10a)는 적층체(11)와 1쌍의 외부 전극(14)을 구비한다. 적층체(11)는 적층된 복수의 유전체층(12) 및 복수의 도전체층(13)을 포함하고, 적층 방향에 있어서 상대하는 제 1 주면(111) 및 제 2 주면(112)을 갖는다. 1쌍의 외부 전극(14)은 적층체(11)의 표면의 일부에 형성되고, 모든 도전체층(13)과 전기적으로 접속되어 있다.
복수의 유전체층(12)은 후술하는 바와 같이 서로 함유 성분이 다른 세라믹 그린 시트로 형성된 복수의 제 1 유전체층(12x) 및 제 2 유전체층(12y)을 포함하고 있다.
제 1 외층부(12b1)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 제 1 유전체층(12x)을 포함한다. 제 2 외층부(12b2)는 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 제 2 유전체층(12y)으로 이루어지는 외측 외층부(12b22) 및 외측 외층부(12b22)의 제 1 주면(111)측에 인접해서 위치하는 제 1 유전체층(12x)으로 이루어지는 내측 외층부(12b21)를 포함한다. 단, 제 1 외층부(12b1)의 구성은 상기에 한정되지 않고, 제 1 외층부(12b1)가 복수의 유전체층(12) 중 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 제 2 유전체층(12y)으로 이루어지는 외측 외층부 및 외측 외층부의 제 2 주면(112)측에 인접해서 위치하는 제 1 유전체층(12x)으로 이루어지는 내측 외층부를 포함하고 있어도 좋다.
내층부(11m)에 있어서는 제 1 유전체층(12x)과 도전체층(13)이 교대로 적층된 상태에서 복수의 유전체층(12) 중 일부의 제 1 유전체층(12x)과 모든 도전체층(13)이 적층되어 있다. 즉, 내층부(11m)는 모든 도전체층(13)을 포함하고 있다. 모든 도전체층(13)의 각각은 평면에서 보았을 때 대략 직사각형상이다.
본 실시형태에 있어서는 모든 도전체층(13)은 1쌍의 외부 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있지만, 이것에 한정되지 않고, 복수의 도전체층(13) 중 적어도 일부의 도전체층(13)이 1쌍의 외부 전극(14)과 전기적으로 접속되어 있으면 좋다. 즉, 복수의 도전체층(13) 중에 1쌍의 외부 전극(14)에 전기적으로 접속되지 않는 도전체층(13)이 포함되어 있어도 좋다.
1쌍의 외부 전극(14)은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 양측에 형성되어 있다. 구체적으로는 1쌍의 외부 전극(14) 중 한쪽은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 제 1 단면(113)측에 형성되고, 1쌍의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 적층체(11)의 길이 방향(L)의 제 2 단면(114)측에 형성되어 있다. 본 실시형태에 있어서는 1쌍의 외부 전극(14) 중 한쪽은 제 1 단면(113)으로부터 제 1 주면(111), 제 2 주면(112), 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각에 걸쳐서 형성되어 있다. 1쌍의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 제 2 단면(114)으로부터 제 1 주면(111), 제 2 주면(112), 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각에 걸쳐서 형성되어 있다. 단, 1쌍의 외부 전극(14)의 배치는 상기에 한정되지 않고, 복수의 도전체층(13)의 각각과 전기적으로 접속 가능하며, 또한 콘덴서(10a)가 실장 가능해지도록 적층체(11)의 표면의 일부에 형성되어 있으면 좋다.
1쌍의 외부 전극(14) 중 한쪽은 복수의 도전체층(13) 중 일부의 도전체층(13)과, 제 1 단면(113)에서 접속되어 있다. 1쌍의 외부 전극(14) 중 다른 쪽은 복수의 도전체층(13) 중 잔부의 도전체층(13)과, 제 2 단면(114)에서 접속되어 있다. 일부의 도전체층(13)과 잔부의 도전체층(13)은 내층부(11m)에 있어서 제 1 유전체층(12x)을 사이에 두고 서로 대향하도록 1층씩 교대로 적층되어 있다.
도 12에 나타내는 바와 같이 적층체(11)의 적층 방향에 있어서의 내층부(11m)의 두께(T1)는 제 1 측면(115)과 제 2 측면(116)을 최단으로 연결하는 방향인 적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 복수의 도전체층(13)이 위치하는 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작다.
외측 외층부(12b22)의 두께(h22)는 내측 외층부(12b21)의 두께(h21) 이상이다. 외측 외층부(12b22)의 두께(h22)는 후술하는 바와 같이 30㎛ 이상인 것이 바람직하다. 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)는 후술하는 바와 같이 20㎛ 이상인 것이 바람직하다.
제 2 외층부(12b2)는 제 1 외층부(12b1)보다 두껍다. 즉, 제 2 외층부(12b2)의 두께(h2)는 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 크다. 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)는 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1) 이하이어도 좋다.
적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 제 1 측면(115) 및 제 2 측면(116)의 각각과 내층부(11m) 사이의 간격인 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 보다 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 크며, 또한 90㎛ 미만인 것이 더 바람직하다. 또한, 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)보다 큰 것이 바람직하다.
이하, 콘덴서(10a)의 각각의 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 복수의 유전체층(12)의 각각은 ABO3(A는 Ba을 포함하고, B는 Ti을 포함하고, O는 산소)로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물을 주성분으로 한다. 즉, 복수의 제 1 유전체층(12x) 및 제 2 유전체층(12y)의 각각은 모두 주성분으로서 티탄산 바륨인 BaTiO3를 포함한다.
또한, 복수의 유전체층(12)의 각각은 부성분으로서 Si을 포함한다. 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 유리 또는 SiO2 등의 Si 화합물이 첨가됨으로써 Si이 부성분으로서 포함된다. 그 밖에도 Mn 화합물, Mg 화합물, Co 화합물, Ni 화합물 또는 희토류 화합물 등이 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 첨가되어 있어도 좋다.
외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분은 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x), 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분과 비교해서 Ti에 대한 Si의 조성비가 높다. 조성비는 Si에 한정되지 않고, 몰비로서 나타낼 수 있다. 이하의 설명에 있어서는 조성비를 몰비로 기재한다. 복수의 유전체층(12)의 각각에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비는 파장 분산형 X선 분석 장치: WDX(wavelength-dispersive X-ray spectrometer)를 사용해서 측정할 수 있다.
외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비는 1.3㏖% 이상 3.0㏖% 이하인 것이 바람직하다. 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비가 1.3㏖% 미만인 경우 또는 3.0㏖%보다 높은 경우에는 외측 외층부(12b22)의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.
외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비는 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비보다 0.4㏖% 이상 높은 것이 바람직하고, 0.8㏖% 이상 높은 것이 더 바람직하다.
외측 외층부(12b22)에 있어서의 내측 외층부(12b21)의 경계부(12z)는 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유율이 높다. 또한, 외측 외층부(12b22)에 있어서의 제 2 주면(112)측의 표층부(12s)는 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유율이 높다. 또한, 외측 외층부(12b22)에 있어서 Si의 함유율이 높은 경계부(12z) 및 표층부(12s)의 각각은 전계 방출형 파장 분산 X선 분광기: FE-WDX(field emission wavelength-dispersive X-ray spectrometer)를 사용해서 작성한 원소 매핑에 의해 확인할 수 있다.
이하, 본 실시형태에 의한 콘덴서(10a)의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 15는 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서의 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. 또한, 이하에 나타내는 콘덴서의 제조 방법은 제조 과정의 도중 단계까지 일괄적으로 가공 처리를 행함으로써 마더 적층체를 제작하고, 그 후에 마더 적층체를 분단해서 개편화하고, 개편화 후의 연질 적층체에 가공 처리를 더 행함으로써 복수의 콘덴서(10a)를 동시에 대량으로 생산하는 방법이다.
도 15에 나타내는 바와 같이 콘덴서(10a)를 제조할 때에는, 우선 제 1 세라믹 슬러리의 조제가 행해진다(공정 S11). 구체적으로는 세라믹스 분말, 바인더 및 용제 등이 소정의 배합 비율로 혼합되고, 이것에 의해 제 1 세라믹 슬러리가 형성된다.
이어서, 제 1 세라믹 그린 시트가 형성된다(공정 S12). 구체적으로는 제 1 세라믹 슬러리가 캐리어 필름 상에 있어서 다이 코터, 그라비어 코터 또는 마이크로 그라비어 코터 등을 사용해서 시트상으로 성형됨으로써 제 1 세라믹 그린 시트가 제작된다.
이어서, 마더 시트가 형성된다(공정 S13). 구체적으로는 제 1 세라믹 그린 시트에 도전성 페이스트가 소정의 패턴을 갖도록 스크린 인쇄법 또는 그라비어 인쇄법 등을 사용해서 인쇄됨으로써 제 1 세라믹 그린 시트 상에 소정의 도전 패턴이 형성된 마더 시트가 형성된다.
여기에서 제작되는 마더 시트에 대해서 설명한다. 도 16은 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서의 외측 외층이 형성되기 전의 일부 적층체를 구성하는 단위 시트군의 적층 구조를 나타내는 분해 사시도이다.
도 16에 나타내는 바와 같이 일부 적층체(11p)는 구성이 다른 복수의 단위 시트(120a, 130a, 130b)로 이루어지는 단위 시트군을 재료로 해서 제작되고, 보다 상세하게는 이들 구성이 다른 복수의 단위 시트(120a, 130a, 130b)가 소정의 순서로 적층되어서 압착 및 소성됨으로써 제작된다.
단위 시트(120a)는 그 표면에 도전 패턴이 형성되어 있지 않은 세라믹 기재(12xr)만으로 이루어지는 것이다. 단위 시트(120a)는 소성 후에 있어서 제 1 외층부(12b1) 또는 내측 외층부(12b21)의 제 1 유전체층(12x)을 구성하는 부분이 된다.
단위 시트(130a, 130b)는 세라믹 기재(12xr)의 표면에 소정의 형상의 도전 패턴(13r)이 형성된 것이다. 단위 시트(130a, 130b) 중 도전 패턴(13r)은 소성 후에 있어서 내층부(11m)의 도전체층(13)을 구성하는 부분이 된다. 또한, 단위 시트(130a, 130b) 중 세라믹 기재(12xr)는 소성 후에 있어서 내층부(11m)의 제 1 유전체층(12x)을 구성하는 부분이 된다.
마더 시트는 도 16에 있어서 나타낸 단위 시트(130a, 130b)의 각각에 대해서 그 각각의 단위 시트를 단위 유닛으로서 동일 형상의 단위 시트가 평면적으로 매트릭스 형상으로 배열되도록 복수 배치된 레이아웃을 갖는 것이다.
또한, 단위 시트(130a)와 단위 시트(130b)는 동일 형상이기 때문에 이들을 포함하는 마더 시트로서는 동일한 도전 패턴을 갖는 것을 사용할 수 있고, 후술하는 마더 시트의 적층 공정에 있어서 동일한 도전 패턴을 갖는 마더 시트를 반 피치씩 어긋나게 해서 적층함으로써 도 16에 있어서 나타낸 단위 시트(130a, 130b)의 적층 구조를 얻을 수 있다.
또한, 마더 시트로서는 도전 패턴(13r)을 갖는 마더 시트 이외에 상기 공정 S13을 거치는 일 없이 제작된 제 1 세라믹 그린 시트도 준비된다.
이어서, 마더 시트가 적층된다(공정 S14). 구체적으로는 복수의 마더 시트가 소정의 룰에 따라서 적층됨으로써 적층 후의 마더 시트군의 내부에 있어서 상기 단위 유닛이 각각 적층 방향에 있어서 도 16에 있어서 나타낸 적층 구조를 갖도록 배치된다.
이어서, 마더 시트군이 압착된다(공정 S15). 도 17은 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 도 17에 있어서는 1개의 일부 적층체(11p)에 상당하는 부분만을 도시하고 있다. 도 17에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 복수의 마더 시트, 내층부(11m)를 구성하는 복수의 마더 시트 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 복수의 마더 시트가 이 순서로 적층되어서 마더 시트군이 구성되어 있다.
베이스(90) 상에 적재된 마더 시트군은 내측 외층부(12b21)를 구성하는 마더 시트측으로부터 평판 금형(91)이 화살표(92)로 나타내는 바와 같이 마더 시트군의 적층 방향을 따라 압박됨으로써 가압되어서 압착된다.
이어서, 제 2 세라믹 슬러리의 조제가 행해진다(공정 S21). 구체적으로는 세라믹스 분말, 바인더 및 용제 등이 소정의 배합 비율로 혼합되고, 이것에 의해 제 2 세라믹 슬러리가 형성된다. 제 2 세라믹 슬러리는 제 1 세라믹 슬러리에 비교해서 Si이 많이 첨가되어 있다.
이어서, 제 2 세라믹 그린 시트가 형성된다(공정 S22). 구체적으로는 제 2 세라믹 슬러리가 캐리어 필름 상에 있어서 다이 코터, 그라비어 코터 또는 마이크로 그라비어 코터 등을 사용해서 시트상으로 성형됨으로써 제 2 세라믹 그린 시트가 제작된다.
이어서, 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군에 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 적층된다(공정 S23). 구체적으로는 내측 외층부(12b21)를 구성하는 마더 시트 상에 외측 외층부(12b22)의 제 2 유전체층(12y)을 구성하는 세라믹 기재(12yr)만으로 이루어지는 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 적층된다. 또한, 세라믹 기재(12yr)만으로 이루어지는 복수의 제 2 세라믹 그린 시트를 적층하는 대신에 제 2 세라믹 슬러리를 포함하는 페이스트를 내측 외층부(12b21)를 구성하는 마더 시트 상에 도포해도 좋다.
이어서, 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 압착된다(공정 S24). 도 18은 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트가 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 도 18에 있어서는 1개의 연질 적층체(11q)에 상당하는 부분만을 도시하고 있다. 도 18에 나타내는 바와 같이 공정 S15에 있어서 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트는 외측 외층부(12b22)를 구성하는 마더 시트측으로부터 평판 금형(91)이 화살표(92)로 나타내는 바와 같이 마더 시트군의 적층 방향을 따라 압박됨으로써 가압되어서 압착된다. 이것에 의해 마더 적층체가 제작된다.
이어서, 마더 적층체가 분단된다(공정 S25). 구체적으로는 압축 절단 또는 다이싱에 의해 마더 적층체가 행렬상으로 분단되고, 이것에 의해 연질 적층체(11q)의 잘라내기가 행해진다.
이어서, 연질 적층체(11q)의 소성이 행해진다(공정 S26). 구체적으로는 잘라내진 연질 적층체(11q)가 소정의 온도로 가열되고, 이것에 의해 세라믹 유전체 재료 및 도전체 재료가 소성된다. 소성 온도는 세라믹 유전체 재료 및 도전체 재료의 종류에 따라 적당히 설정되고, 예를 들면 900℃ 이상 1300℃ 이하의 범위 내로 설정된다.
이어서, 연질 적층체(11q)의 배럴 연마가 행해진다(공정 S27). 구체적으로는 소성 후의 연질 적층체(11q)가 배럴이라고 칭해지는 작은 상자 내에 세라믹 재료보다 경도가 높은 미디어 볼과 함께 봉입되고, 상기 배럴을 회전시킴으로써 연질 적층체(11q)의 연마가 행해진다. 이것에 의해 연질 적층체(11q)의 외표면(특히 모서리부 및 능선부)에 곡면상의 둥근 부분을 갖게 되고, 적층체(11)가 형성된다.
이어서, 외부 전극이 형성된다(공정 S28). 구체적으로는 적층체(11)의 제 1 단면(113)을 포함하는 부분의 단부 및 제 2 단면(114)을 포함하는 부분의 단부에 도전성 페이스트가 도포됨으로써 금속막이 형성되고, 금속막이 소성된 후에 상기 금속막에 Ni 도금, Sn 도금이 순차적으로 실시됨으로써 적층체(11)의 외표면 상에 1쌍의 외부 전극(14)이 형성된다.
상기 일련의 공정을 거침으로써 도 10~도 14에 나타낸 구조를 갖는 콘덴서(10a)가 제조된다.
본 실시형태에 의한 콘덴서(10a)에 있어서는 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분이 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분과 비교해서 Ti에 대한 Si의 몰비가 높다. 즉, 외측 외층부(12b22)가 내측 외층부(12b21)보다 Si를 많이 포함하고 있다. Si의 함유율이 높은 유전체층 쪽이 소성시의 열수축률이 크다. 그 때문에 소성시의 열수축률은 외측 외층부(12b22) 쪽이 내측 외층부(12b21)보다 커진다. 그 결과, 외측 외층부(12b22)의 열수축률은 내층부(11m)의 도전체층(13)의 열수축률에 가까워진다.
따라서, 콘덴서(10a)에 있어서는 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력이 완화되기 때문에 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비가 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Si의 몰비보다 0.4㏖% 이상 높음으로써 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 효과적으로 억제할 수 있고, 0.8㏖% 이상 높음으로써 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 더 효과적으로 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 외측 외층부(12b22)의 두께가 내측 외층부(12b21)의 두께 이상임으로써 외측 외층부(12b22)의 열수축에 의한 응력 완화 효과를 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 미치게 하기 쉽게 할 수 있다.
외측 외층부(12b22)의 두께(h22)가 30㎛ 이상임으로써 외측 외층부(12b22)의 열수축에 의해 내측 외층부(12b21)에 작용하는 수축력을 필요값 이상 확보할 수 있다.
내측 외층부(12b21)의 두께(h21)가 20㎛ 이상임으로써 외측 외층부(12b22)가 함유하는 Si이 내층부(11m) 내에 확산되는 것을 억제할 수 있다. 내층부(11m)의 Si 함유율이 지나치게 높아지면 내층부(11m)에 포함되는 제 1 유전체층(12x)에서 소성시에 세라믹 입자의 입자 성장이 지나치게 진행되어 제 1 유전체층(12x)의 내전압성이 저하된다. 그 결과, 내층부(11m)에서 단락이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)가 20㎛ 이상임으로써 내층부(11m)에 포함되는 제 1 유전체층(12x)의 내전압성을 유지해서 단락의 발생을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1) 이하이어도 좋다. 내측 외층부(12b21)가 얇아도 내측 외층부(12b21)의 외측에 외측 외층부(12b22)가 위치하고 있기 때문에 수분이 내측 외층부(12b21)를 통과해서 내층부(11m)에 침입함으로써 내층부(11m)에서 단락이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 바람직하다. 제 1 외층부(12b1)를 얇게 한 경우에는 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 내층부(11m)와 제 1 외층부(12b1)의 경계에 작용하는 내부 응력이 완화되기 때문에 내층부(11m)와 제 1 외층부(12b1)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
한편, 사이드 갭(12c)의 최대 치수를 크게 한 경우에는 마더 시트군의 압착시에 사이드 갭(12c)에 위치하는 복수의 제 1 유전체층(12x)에 압력을 부하시키기 쉬워져 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)끼리의 밀착성을 향상할 수 있다. 그 결과, 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)에 있어서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 것이 보다 바람직하다. 마더 적층체의 분단에 의해 서로 이웃하도록 분할된 2개의 적층체에 있어서 서로 인접하고 있는 사이드 갭(12c)끼리의 합의 반분이 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)에 상당한다. 따라서, 사이드 갭(12c)의 평균 치수((W0-W1)/2)가 제 1 외층부(12b1)의 두께(h1)보다 큰 경우 마더 시트군의 압착시에 사이드 갭(12c)에 위치하는 복수의 제 1 유전체층(12x)에 압력을 부하시키기 쉬워져 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)끼리의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)에 있어서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 제 1 측면(115)측의 사이드 갭(12c)의 치수와, 제 2 측면(116)측의 사이드 갭(12c)의 치수에 차가 있었을 경우에도 상기 크랙(층간 박리)의 발생의 억제 및 내층부(11m)에 있어서의 단락의 발생의 억제의 양쪽의 효과를 보다 안정적으로 얻을 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 최대 치수가 내측 외층부(12b21)의 두께(h21)보다 큰 것이 바람직하다. 내측 외층부(12b21)를 얇게 한 경우에는 외측 외층부(12b22)의 열수축에 의한 수축력을 내측 외층부(12b21)에 작용시키기 쉽게 할 수 있기 때문에 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 내층부(11m)와 내측 외층부(12b21)의 경계에 작용하는 내부 응력을 효과적으로 완화해서 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 크며, 또한 90㎛ 미만인 것이 더 바람직하다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 30㎛보다 큼으로써 내층부(11m)와 내측 외층부(12b21)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 안정적으로 억제할 수 있다. 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 90㎛ 이상인 경우에는 콘덴서(10a)의 정전 용량이 지나치게 작아지기 때문에 바람직하지 않다. 즉, 사이드 갭(12c)의 최대 치수 또는 평균 치수((W0-W1)/2)가 90㎛ 미만임으로써 콘덴서(10a)의 정전 용량을 확보할 수 있다.
상기한 바와 같이 복수의 제 1 유전체층(12x) 및 제 2 유전체층(12y)의 각각은 모두 주성분으로서 티탄산 바륨을 포함하기 때문에 내측 외층부(12b21)와 외측 외층부(12b22)의 계면에 있어서의 화학 결합을 조밀하게 해서 내측 외층부(12b21)와 외측 외층부(12b22)의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 내측 외층부(12b21)와 외측 외층부(12b22)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
상기한 바와 같이 외측 외층부(12b22)에 있어서의 내측 외층부(12b21)와의 경계부(12z)는 외측 외층부(12b22) 또는 내측 외층부(12b21)로부터 Si가 모여 있어 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유율이 높다. 또한, 외측 외층부(12b22)에 있어서의 제 2 주면(112)측의 표층부(12s)는 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유율이 높다.
여기에서, 외측 외층부(12b22)의 경계부(12z) 및 표층부(12s)의 각각에 있어서 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)보다 Si의 함유율을 높게 하는 방법에 대해서 설명한다. 콘덴서(10a)의 소성시에 세라믹 입자의 입계로부터 Si이 편석하는 온도 및 기체 분위기로 함으로써 Si 함유율이 높은 외측 외층부(12b22)에 있어서는 세라믹 입자의 입자 성장이 진행되고, 조대화된 세라믹 입자의 입계로부터 Si가 편석한다. 편석한 Si는 세라믹 입자의 입계를 따라 이동해서 외측 외층부(12b22)의 경계부(12z) 및 표층부(12s)의 각각에 모인다. 그 결과, 외측 외층부(12b22)의 경계부(12z) 및 표층부(12s)의 각각에 있어서 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)보다 Si의 함유율이 높아진다.
외측 외층부(12b22)에 있어서의 내측 외층부(12b21)와의 경계부(12z)가 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유율이 높음으로써 외측 외층부(12b22)와 내측 외층부(12b21)의 밀착력을 향상시킬 수 있다. 그 이유는 상기한 바와 같이 세라믹 입자의 입계를 따라 이동한 Si이 외측 외층부(12b22)와 내측 외층부(12b21)의 계면에 다수 존재하는 미소한 간극을 메워서 외측 외층부(12b22)와 내측 외층부(12b21)를 결합시키기 때문이라고 여겨진다. 따라서, 내측 외층부(12b21)의 형성과 외측 외층부(12b22)의 형성을 따로따로 행함으로써 내측 외층부(12b21)와 외측 외층부(12b22)의 계면에 미소한 간극을 발생시킴으로써 편석한 Si의 경계부(12z)에서의 농축을 촉진할 수 있고, 반대로 외측 외층부(12b22)와 내측 외층부(12b21)의 밀착력의 향상을 도모할 수 있다고 여겨진다.
외측 외층부(12b22)에 있어서의 제 2 주면(112)측의 표층부(12s)가 외측 외층부(12b22)의 중앙부(12m)에 비교해서 Si의 함유량이 많음으로써 외부 전극(14)의 형성시에 적층체(11)의 기계적 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다. 그 이유는 이하와 같다. 외부 전극(14)의 형성시에 외부 전극(14)에 포함되는 유리 성분이 적층체(11)의 세라믹 유전체 재료와 반응했을 경우, 적층체(11)의 기계적 강도가 저하된다. 이 경우, 콘덴서(10a)를 실장시 또는 실장 후에 외력을 받았을 때에 적층체(11)의 중앙측에 있어서의 외부 전극(14)과의 접촉부의 단부를 기점으로 해서 적층체(11)에 크랙이 발생하기 쉬워진다. 외측 외층부(12b22)의 Si 함유량이 많은 경우 외부 전극(14)에 포함되는 유리 성분과 적층체(11)의 세라믹 유전체 재료가 반응하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 외부 전극(14)의 형성시에 적층체(11)의 기계적 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.
복수의 유전체층(12)의 각각에 있어서 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 희토류 화합물이 첨가되어 있을 경우, 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분은 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분과 비교해서 Ti에 대한 희토류 원소의 몰비가 높은 것이 바람직하다. 즉, 내층부(11m) 및 내측 외층부(12b21)가 외측 외층부(12b22)보다 희토류 원소를 많이 포함하고 있는 것이 바람직하다.
희토류 원소로서는 Dy, Gd, Y 또는 La 등이 콘덴서(10a)의 기능을 높이기 위해서 첨가된다. 구체적으로는 희토류 원소를 첨가함으로써 콘덴서(10a)에 있어서 용량 온도 특성의 안정화 및 고온 부하에 있어서의 절연 저항값을 유지해서 콘덴서의 수명을 장기화하는 것을 도모할 수 있다.
그러나, 희토류 원소는 세라믹 입자의 입계 또는 편석층에 농축하기 쉬운 경향을 갖고, 수용성 플럭스에 용출되기 쉬운 특성을 갖는다. 그 때문에 콘덴서(10a)의 실장시에 납땜에 사용되는 수용성 플럭스에 포함되는 아디프산 등의 유기산에 희토류 원소를 포함하는 세라믹 성분이 용출되는 경우가 있다. 이 경우, 세라믹 성분이 용출되어서 취화된 적층체의 외층부에 크랙이 발생하는 경우가 있다.
그 때문에, 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 희토류 원소의 몰비는 0.3㏖% 이상, 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 희토류 원소의 몰비는 0.3㏖% 미만인 것이 바람직하다.
내층부(11m)에 포함되는 제 1 유전체층(12x)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 희토류 원소의 몰비가 0.3㏖% 이상임으로써 콘덴서(10a)에 있어서 용량 온도 특성의 안정화 및 절연 저항의 고온 부하 수명의 장기화를 도모할 수 있다.
외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 희토류 원소의 몰비가 0.3㏖% 미만임으로써 외측 외층부(12b22)로부터 세라믹 성분이 용출되어서 외측 외층부(12b22)가 취화됨으로써 외측 외층부(12b22)에 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이들 특징 및 그 효과는 희토류 원소로서 Dy의 함유율을 여러 가지 변경해서 행한 실험에 의해 확인되어 있고, Dy 대신에 Gd, Y 또는 La을 사용한 경우의 효과도 마찬가지로 확인할 수 있다.
복수의 유전체층(12)의 각각에 있어서 주성분인 상기 ABO3로 나타내어지는 페로브스카이트형 화합물에 Mn 화합물이 첨가되어 있는 경우 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x), 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분은 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분과 비교해서 Ti에 대한 Mn의 몰비가 높은 것이 바람직하다. 즉, 내층부(11m) 및 내측 외층부(12b21)가 외측 외층부(12b22)보다 Mn을 많이 포함하고 있는 것이 바람직하다.
Mn의 함유율이 적은 유전체층 쪽이 색채가 밝아진다. 그 때문에 내층부(11m), 제 1 외층부(12b1) 및 내측 외층부(12b21)의 각각이 외측 외층부(12b22)보다 Mn을 많이 포함하고 있음으로써 외측 외층부(12b22)의 색채가 내층부(11m), 제 1 외층부(12b1) 및 내측 외층부(12b21)의 각각의 색채에 비교해서 밝아진다. 이것에 의해 콘덴서(10a)의 제 1 주면(111)과 제 2 주면(112)을 시각적으로 용이하게 판별하는 것이 가능해진다.
따라서, 촬상 카메라 등에 의해 콘덴서(10a)를 관찰함으로써 콘덴서(10a)에 있어서의 제 1 주면(111)과 제 2 주면(112)의 서로의 방향을 식별할 수 있기 때문에 콘덴서(10a)의 실장시에 제 2 주면(112)이 실장면이 되도록 콘덴서(10a)의 방향을 자동적으로 일치시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 내층부(11m)에 포함되는 일부의 제 1 유전체층(12x), 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 제 1 유전체층(12x) 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 제 1 유전체층(12x)의 각각의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Mn의 몰비는 0.08㏖% 이상, 외측 외층부(12b22)를 구성하는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분에 있어서의 Ti에 대한 Mn의 몰비는 0.08㏖% 미만인 것이 바람직하다. 이들의 특징 및 그 효과는 Mn의 함유율을 여러 가지로 변경해서 행한 실험에 의해 확인되어 있다.
이하, 본 실시형태에 의한 콘덴서(10a)를 피실장체에 실장한 콘덴서의 실장체에 대해서 도면을 참조해서 설명한다.
도 19는 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서의 실장체의 구성을 나타내는 단면도이다. 도 19에 나타내는 바와 같이 본 발명의 실시형태 2에 의한 콘덴서의 실장체(10ax)는 콘덴서(10a)와, 콘덴서(10a)가 실장되는 회로 기판 등의 피실장체(1)를 구비한다. 콘덴서(10a)는 제 2 주면(112)이 피실장체(1)측에 위치한 상태로 피실장체(1)에 실장되어 있다.
구체적으로는 피실장체(1)는 서로 간격을 두고 위치하는 1쌍의 랜드(20)를 표면에 갖는다. 콘덴서(10a)의 1쌍의 외부 전극(14)과 1쌍의 랜드(20)는 접합제인 땜납(30)에 의해 각각 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 접합제는 땜납에 한정되지 않고, 1쌍의 외부 전극(14)과 1쌍의 랜드(20)를 기계적 및 전기적으로 접합할 수 있는 재료이면 좋다.
1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)은 적층체(11)의 폭(W0)보다 작다. 1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)은 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은 것이 바람직하다. 1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)이 적층체(11)의 폭(W0)보다 작음으로써 1쌍의 외부 전극(14)의 각각은 적층체(11)의 폭 방향(W)에 있어서 땜납(30)으로부터 압축 응력을 받게 된다. 1쌍의 외부 전극(14)에 작용한 압축 응력은 외측 외층부(12b22)를 통해서 내측 외층부(12b21)에도 작용하기 때문에 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력이 완화되어 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
1쌍의 랜드(20)의 각각의 폭(WL)이 내층부(11m)의 폭(W1)보다 작은 경우에는 외측 외층부(12b22)를 통해서 내측 외층부(12b21)에 작용하는 압축 응력이 높아지고, 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력이 더 완화되어 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시형태 3에 의한 콘덴서에 대해서 설명한다. 또한, 본 발명의 실시형태 3에 의한 콘덴서는 적층체의 외측 외층부에 있어서의 내측 외층부와의 경계부의 형상만이 실시형태 2에 의한 콘덴서와는 다르기 때문에 다른 구성에 대해서는 설명을 반복하지 않는다.
(실시형태 3) 본 발명의 실시형태 3에 의한 콘덴서의 적층체의 외측 외층부에 있어서의 내측 외층부와의 경계부의 형상은 마더 시트군의 압착 방법에 의해 초래되는 형상이기 때문에 우선 본 실시형태에 의한 마더 시트군의 압착 방법에 대해서 설명한다.
도 20은 본 발명의 실시형태 3에 의한 콘덴서를 구성하는 마더 시트군이 압착되어 있는 상태를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 20에 있어서는 도 17과 동일한 단면에서 보았을 때로 도시하고 있다. 도 20에 있어서는 2개의 일부 적층체(11p)에 상당하는 부분만을 도시하고 있다.
도 20에 나타내는 바와 같이 본 실시형태에 있어서는 제 1 외층부(12b1)를 구성하는 복수의 마더 시트, 내층부(11m)를 구성하는 복수의 마더 시트 및 내측 외층부(12b21)를 구성하는 복수의 마더 시트가 이 순서로 적층되어서 마더 시트군이 구성되어 있다.
베이스(90) 상에 적재된 마더 시트군은 내측 외층부(12b21)를 구성하는 마더 시트측으로부터 평판 금형(91) 및 평판 금형(91)의 하면에 부착된 러버(93)가 화살표(92)로 나타내는 바와 같이 마더 시트군의 적층 방향을 따라 압박됨으로써 가압되어서 압착된다.
마더 시트군에 있어서는 내층부(11m)에 상당하는 위치의 적층 밀도가 사이드 갭(12c)에 상당하는 위치의 적층 밀도보다 조밀하다. 그 때문에 마더 시트군에 압박된 러버(93)는 도 20 중에서 나타내는 바와 같이 내층부(11m)에 대응하는 위치로부터 사이드 갭(12c)에 대응하는 위치를 향해서 유동 변형해서 하측에 볼록 형상으로 팽출되고, 마더 시트군의 사이드 갭(12c)에 상당하는 위치의 마더 시트끼리를 압착해서 밀착시킨다.
도 21은 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트를 압착하고 있는 도중의 상태를 나타내는 단면도이다. 도 21에 있어서는 2개의 연질 적층체(11q)에 상당하는 부분만을 도시하고 있다. 도 21에 나타내는 바와 같이 압착된 마더 시트군과 복수의 제 2 세라믹 그린 시트는 외측 외층부(12b22)를 구성하는 마더 시트측으로부터 평판 금형(91)을 화살표(92)로 나타내는 바와 같이 마더 시트군의 적층 방향을 따라 압박됨으로써 가압되어서 압착된다. 이것에 의해 마더 적층체가 제작된다.
도 22는 마더 적층체가 분단된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 22에 있어서는 2개의 연질 적층체(11q)에 상당하는 부분만을 도시하고 있다. 도 22에 나타내는 바와 같이 복수의 제 2 세라믹 그린 시트는 압착된 마더 시트군의 상면의 형상에 따라서 내층부(11m)에 대응하는 위치로부터 사이드 갭(12c)에 대응하는 위치를 향해서 유동 변형되고, 사이드 갭(12c)에 대응하는 위치에 있어서 연질 적층체(11q)의 적층 방향의 중앙을 향해서 볼록 형상으로 팽출되어 있다.
그 때문에, 사이드 갭(12c)에 위치하는 경계부(12z)는 연질 적층체(11q)의 적층 방향의 중앙을 향해서 만곡하는 만곡부(12zw)를 갖는다.
마더 적층체가 커트 라인(CL)에 의해 분단됨으로써 복수의 연질 적층체(11q)가 잘라내진다. 이 이후의 공정은 실시형태 2에 의한 콘덴서(10a)의 제조 방법과 마찬가지이다.
본 실시형태에 의한 콘덴서에 있어서는 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)끼리의 밀착성을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 사이드 갭(12c)에 위치하는 제 1 유전체층(12x)에 있어서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
또한, 사이드 갭(12c)에 위치하는 경계부(12z)가 만곡부(12zw)를 가짐으로써 외측 외층부(12b22)가 1쌍의 만곡부(12zw)에 의해 내측 외층부(12b21)를 협지하기 때문에 외측 외층부(12b22)의 열수축에 의한 수축력을 내측 외층부(12b21)에 효과적으로 작용시킬 수 있다. 그 결과, 소성시의 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에 작용하는 내부 응력을 효과적으로 완화할 수 있기 때문에 내층부(11m)와 제 2 외층부(12b2)의 경계에서 크랙(층간 박리)이 발생하는 것을 보다 억제할 수 있다.
이하, 적층체의 두께, 적층체의 폭, 내층부의 두께 및 내층부의 폭의 각 치수가 콘덴서의 소성시의 크랙의 발생에 미치는 영향에 대해서 평가한 실험예에 대해서 설명한다.
(실험예) 본 실험예에 있어서는 비교예 1~비교예 3 및 실시예 1의 4종류의 콘덴서를 제작했다. 우선, 4종류의 콘덴서에 공통의 조건(설계값)에 대해서 설명한다.
적층체의 외형 형상으로부터 적층체의 주면과 측면을 식별 가능하게 하기 위해서 적층체의 두께와 적층체의 폭을 20% 이상 다르게 했다. 적층체의 길이를 1.65㎜, 서로 대향하고 있는 도전체층의 대향 길이(내층부의 길이)를 1.47㎜로 했다.
비교예 1~비교예 3 및 실시예 1의 4종류의 콘덴서의 각각에 있어서의 각 조건을 하기의 표 1에 나타내는 치수로 했다.
콘덴서의 소성시의 크랙의 발생의 평가에 있어서는 4종류의 콘덴서를 각각 10개 제작하고, 10개 중 1개라도 크랙의 발생이 확인된 콘덴서가 있었을 경우에는 bad, 10개 모든 콘덴서에 있어서 크랙의 발생이 확인되지 않았을 경우에는 good으로 평가했다. 크랙의 발생의 유무는 적층체의 중심을 통하는 WT 단면을 연마에 의해 노출시키고, 노출 단면을 광학 현미경으로 관찰함으로써 확인했다.
표 1은 본 실험예에 있어서의 평가 결과를 정리한 표이다. 표 1에 나타내는 바와 같이 적층체의 두께가 적층체의 폭보다 작고, 실시예 1및 비교예 1에 의한 콘덴서 각각에 있어서 콘덴서의 소성시의 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있었다. 단, 비교예 1에 의한 콘덴서는 내층부의 두께가 내층부의 폭보다 크기 때문에 실시예 1에 의한 콘덴서에 비교해서 정전 용량이 낮게 되어 있다. 따라서, 실시예 1에 의한 콘덴서만이 정전 용량을 확보하면서 유전체층 및 도전체층의 열수축률의 차에 의해 발생하는 내부 응력에 의해 크랙이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 발명은 제 2 외층부(12b2)의 두께가 50㎛ 이상, 정전 용량이 10㎌ 이상, 적층체(11)의 길이가 2.0㎜ 이하이며, 또한 도전체층(13)의 적층수가 250매 이상인 소형의 콘덴서에 특히 효과적으로 적용할 수 있다.
이하, 콘덴서의 유전체층 및 도전체층의 두께의 측정 방법에 대해서 설명한다. 도 23은 콘덴서의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 확대상의 일례를 나타내는 도면이다. 도 23에 있어서는 콘덴서에서 매입 수지(9)와 접하고 있는 제 2 주면(112)측의 일부를 도시하고 있다.
콘덴서의 유전체층 및 도전체층의 두께를 측정할 때에는, 우선 도 23에 나타내는 바와 같이 콘덴서의 단면을 주사형 전자 현미경으로 관찰한 확대상에 있어서 적층체의 적층 방향으로 연장되며 또한 적층체의 중심을 통하는 직선(Lc)을 긋는다. 이어서, 직선(Lc)과 평행인 복수의 직선을 등간격[피치(S)]으로 긋는다. 피치(S)는 측정하려고 하는 유전체층 또는 도전체층의 두께의 5배~10배 정도로 결정하면 좋고, 예를 들면 두께가 1㎛인 유전체층을 측정하는 경우에는 피치(S)=5㎛로 한다. 또한, 직선(Lc)의 양측에 같은 개수의 직선을 긋는다. 즉, 직선(Lc)을 맞춰서 홀수개의 직선을 긋는다. 도 23에 있어서는 직선(La)~직선(Le)까지의 5개의 직선을 도시하고 있다.
이어서, 직선(La)~직선(Le)의 각 직선 상에 있어서 유전체층 및 도전체층의 두께를 측정한다. 단, 직선(La)~직선(Le)의 각 직선 상에 있어서 도전체층이 결손해서 이 도전체층을 사이에 두는 유전체층끼리가 연결되어 있는 경우 또는 측정 위치의 확대상이 불명료한 경우에는 직선(Lc)으로부터 벗어난 직선 상에 있어서 두께 또는 거리를 더 측정한다.
예를 들면, 유전체층(12)의 두께를 측정할 때에는 도 23에 나타내는 바와 같이 직선(La) 상의 두께(D1), 직선(Lb) 상의 두께(D2), 직선(Lc) 상의 두께(D3), 직선(Ld) 상의 두께(D4) 및 직선(Le) 상의 두께(D5)를 측정하고, 이들의 평균값을 유전체층(12)의 두께로 한다.
예를 들면, 내층부(11m)의 복수의 유전체층(12)의 평균 두께를 산출할 때에는 내층부(11m)의 두께 방향(T)의 대략 중앙에 위치하는 유전체층(12)과 그 양측에 각각 위치하는 2층씩의 유전체층(12)을 합한 5층의 유전체층(12)의 각각에 대해서 상기 방법에 의해 두께를 측정하고, 그 평균값을 내층부(11m)의 복수의 유전체층(12)의 평균 두께로 한다.
또한, 유전체층(12)의 적층수가 5층 미만인 경우에는 모든 유전체층(12)에 대해서 상기 방법에 의해 두께를 측정하고, 그 평균값을 복수의 유전체층(12)의 평균 두께로 한다.
사이드 갭(12c)의 길이의 측정 방법으로서는 적층체(11)의 중심을 통하는 WT 단면을 연마에 의해 노출시키고, 노출 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 가장 긴 사이드 갭(12c)의 길이를 측정한다.
내층부(11m)의 폭(W1)의 측정 방법으로서는 적층체(11)의 중심을 통하는 WT 단면을 연마에 의해 노출시키고, 노출 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 도전체층(13), 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 도전체층(13) 및 내층부(11m)의 적층 방향의 중앙의 가장 가까이에 위치하는 도전체층(13)의 각각의 폭을 측정하여 3개의 측정값의 평균값을 산출해서 구한다.
내층부(11m)의 두께(T1)의 측정 방법으로서는 적층체(11)의 중심을 통하는 WT 단면을 연마에 의해 노출시키고, 노출 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 적층체(11)의 중심을 통하며, 또한 가장 제 1 주면(111)측에 위치하는 도전체층(13)과 가장 제 2 주면(112)측에 위치하는 도전체층(13)을 최단 거리로 연결하는 선분의 길이를 측정해서 구한다.
제 1 외층부(12b1) 또는 제 2 외층부(12b2)의 두께의 측정 방법으로서는 적층체(11)의 중심을 통하는 WT 단면을 연마에 의해 노출시키고, 노출 단면을 광학 현미경으로 관찰하여 적층체(11)의 폭 방향(W)의 중앙에 있어서 제 1 외층부(12b1) 또는 제 2 외층부(12b2)의 두께를 측정한다.
제 1 유전체층(12x) 또는 제 2 유전체층(12y)의 함유 성분의 조성 분석은 ICP(Inductively coupled plasma) 발광 분광 분석 또는 파장 분산형 X선 분석 장치(WDX)에 의해 행할 수 있다. ICP 발광 분광 분석에 의해 원소 분석하는 경우에는 분석 시료를 분말 형상으로 한 후, 산에 의해 용해하고, 용해액을 ICP 발광 분광 분석함으로써 조성을 특정한다. WDX에 의해 원소 분석하는 경우에는 수지 메움한 적층체를 연마함으로써 WT 단면을 노출시키고, 주사형 전자 현미경(SEM)에 부설된 WDX를 사용해서 조성을 특정한다.
외측 외층부에 있어서 Si의 함유율이 높은 내측 외층부와의 경계부는 수지 메움한 적층체를 연마함으로써 WT 단면을 노출시키고, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해 노출 단면의 반사 전자상을 촬상해서 관찰함으로써 확인할 수 있다. 또는 주사형 전자 현미경(SEM)에 부설된 파장 분산형 X선 분석 장치(WDX)를 사용해서 노출 단면의 원소 매핑을 작성하고, Si의 함유율이 높은 부분을 특정함으로써 경계부를 확인할 수 있다.
이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시이며 제한적인 것이 아닌 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 설명이 아니라 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
1 : 피실장체 4 : 포장체
5 : 캐리어 테이프 5b : 바닥
5h : 오목부 6 : 커버 테이프
9 : 수지
10, 10a : 적층 세라믹 콘덴서
10ax, 10x : 적층 세라믹 콘덴서의 실장체
10s : 적층 세라믹 콘덴서 시리즈
11 : 적층체 11m : 내층부
11p : 일부 적층체 11q : 연질 적층체
12 : 유전체층 12b21 : 내측 외층부
12b22 : 외측 외층부 12b1 : 제 1 외층부
12b2 : 제 2 외층부 12c : 사이드 갭
12m : 중앙부 12s : 표층부
12x : 제 1 유전체층 12xr : 세라믹 기재
12y : 제 2 유전체층 12z : 경계부
12zw : 만곡부 13 : 도전체층
13r : 도전 패턴 14 : 외부 전극
20 : 랜드 30 : 땜납
90 : 베이스 91 : 평판 금형
93 : 러버 111 : 제 1 주면
112 : 제 2 주면 113 : 제 1 단면
114 : 제 2 단면 115 : 제 1 측면
116 : 제 2 측면
120a, 130a, 130b : 단위 시트 CL : 커트 라인
L : 길이 방향 T : 두께 방향
W : 폭 방향
5 : 캐리어 테이프 5b : 바닥
5h : 오목부 6 : 커버 테이프
9 : 수지
10, 10a : 적층 세라믹 콘덴서
10ax, 10x : 적층 세라믹 콘덴서의 실장체
10s : 적층 세라믹 콘덴서 시리즈
11 : 적층체 11m : 내층부
11p : 일부 적층체 11q : 연질 적층체
12 : 유전체층 12b21 : 내측 외층부
12b22 : 외측 외층부 12b1 : 제 1 외층부
12b2 : 제 2 외층부 12c : 사이드 갭
12m : 중앙부 12s : 표층부
12x : 제 1 유전체층 12xr : 세라믹 기재
12y : 제 2 유전체층 12z : 경계부
12zw : 만곡부 13 : 도전체층
13r : 도전 패턴 14 : 외부 전극
20 : 랜드 30 : 땜납
90 : 베이스 91 : 평판 금형
93 : 러버 111 : 제 1 주면
112 : 제 2 주면 113 : 제 1 단면
114 : 제 2 단면 115 : 제 1 측면
116 : 제 2 측면
120a, 130a, 130b : 단위 시트 CL : 커트 라인
L : 길이 방향 T : 두께 방향
W : 폭 방향
Claims (15)
- 적층된 복수의 유전체층 및 복수의 도전체층을 포함하고, 적층 방향에 있어서 상대하는 제 1 주면 및 제 2 주면을 갖는 적층체와,
상기 적층체의 표면의 일부에 형성되고, 상기 복수의 도전체층 중 적어도 일부의 도전체층과 전기적으로 접속된 적어도 2개의 외부 전극을 구비하고,
상기 적층체는 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면을 연결하여 상대하는 제 1 단면 및 제 2 단면, 상기 제 1 주면과 상기 제 2 주면을 연결함과 아울러 상기 제 1 단면과 상기 제 2 단면을 연결해서 상대하는 제 1 측면 및 제 2 측면을 더 가지며, 또한 상기 적층 방향에 있어서 상기 복수의 도전체층 중 가장 제 1 주면측에 위치하는 도전체층으로부터 상기 복수의 도전체층 중 가장 제 2 주면측에 위치하는 도전체층까지를 포함하는 내층부와, 그 내층부를 끼우는 제 1 외층부 및 제 2 외층부를 포함하고,
상기 적층 방향에 있어서의 상기 적층체의 두께는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면을 최단으로 연결하는 방향에 있어서의 상기 적층체의 폭보다 작고,
상기 적층 방향에 있어서의 상기 내층부의 두께는 상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면을 최단으로 연결하는 방향에 있어서 상기 내층부 중 상기 복수의 도전체층이 적층된 부분의 폭보다 작고,
상기 제 2 외층부는 상기 제 1 외층부보다 두껍고,
상기 적층 방향에 있어서 상기 제 1 외층부의 두께와 상기 제 2 외층부의 두께의 합은 상기 내층부의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 1 항에 있어서,
상기 적층체의 폭이 0.9㎜보다 크며, 또한 상기 적층체의 두께가 0.9㎜보다 작은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 외층부의 두께는 90㎛ 이상이며, 또한 상기 내층부의 두께의 1/4이하인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 외층부는 제 2 주면을 포함하는 외측 외층부 및 그 외측 외층부와 상기 내층부 사이에 위치하는 내측 외층부를 포함하고,
상기 외측 외층부에 포함되는 유전체층의 Ti에 대한 Si의 조성비는 상기 내층부에 포함되는 상기 복수의 유전체층 중 일부의 유전체층 및 상기 내측 외층부를 구성하는 유전체층의 각각의 Ti에 대한 Si의 조성비보다 높은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 4 항에 있어서,
상기 외측 외층부의 두께는 상기 적층 방향에 있어서 상기 내측 외층부의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 2 외층부는 상기 외측 외층부와 상기 내측 외층부 사이에 Si가 모인 경계부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 외층부의 두께와 상기 제 1 외층부의 두께의 차가 10㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 6 항에 있어서,
상기 제 1 측면과 상기 제 2 측면을 연결하는 방향으로부터 보아 상기 경계부는 상기 제 1 단면 및 상기 제 2 단면에 근접함에 따라서 상기 적층체의 폭 방향의 중심을 향해서 구부러져 있는 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 4 항에 있어서,
상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 희토류 원소의 조성비는 상기 내측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 희토류 원소의 조성비보다 낮은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 4 항에 있어서,
상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Dy의 조성비는 상기 내측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Dy의 조성비보다 낮은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 9 항에 있어서,
상기 외측 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Mn의 조성비는 상기 제 1 외층부에 포함되는 상기 유전체층의 Ti에 대한 Mn의 조성비보다 낮은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 복수의 적층 세라믹 콘덴서와,
상기 복수의 적층 세라믹 콘덴서를 각각 수납하는 복수의 오목부가 간격을 두고 형성된 장척 형상의 캐리어 테이프 및 그 캐리어 테이프에 부착되어서 상기 복수의 오목부를 막는 커버 테이프를 포함하는 포장체를 구비하고,
상기 복수의 적층 세라믹 콘덴서는 상기 제 2 주면이 상기 복수의 오목부의 바닥측에 위치한 상태에서 상기 복수의 오목부 내에 각각 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서 시리즈. - 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 적층 세라믹 콘덴서와,
상기 적층 세라믹 콘덴서가 실장되는 피실장체를 구비하고,
상기 제 2 주면이 상기 피실장체로 서로 향하고 있는 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 실장체. - 제 13 항에 있어서,
상기 피실장체는 상기 적층 세라믹 콘덴서의 상기 외부 전극과 각각 전기적으로 접속되는 랜드를 표면에 갖고,
상기 적층체의 폭 방향에 있어서 상기 랜드의 각각의 폭은 상기 적층체의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 실장체. - 제 14 항에 있어서,
상기 적층체의 폭 방향에 있어서 상기 랜드의 각각의 폭은 상기 내층부의 폭보다 작은 것을 특징으로 하는 적층 세라믹 콘덴서의 실장체.
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