TWI486983B - 低背型積層陶瓷電容器 - Google Patents

低背型積層陶瓷電容器 Download PDF

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Description

低背型積層陶瓷電容器
本發明係關於一種高度尺寸小於寬度尺寸之低背型積層陶瓷電容器。
低背型積層陶瓷電容器(參照下述專利文獻1)由於高度尺寸小於寬度尺寸，因此，大致而言與高度尺寸為寬度尺寸以上之積層陶瓷電容器相比，撓曲強度較低。
進而，一般而言係於基板之一面焊接低背型積層陶瓷電容器後，用楔支撐該基板之一面之狀態下，利用夾具以固定速度向下側按壓另一面上相當於電容器焊接部位之部位使其變形，用該變形過程中低背型積層陶瓷電容器產生特定比例(%)以上之電容下降時之夾具之壓入量(單位mm)來表示上述撓曲強度。
該低背型積層陶瓷電容器對於安裝有該低背型積層陶瓷電容器之電路基板之薄型化、以及組入該電路基板之行動電話或智慧型手機等移動機器之薄型化有用。然而，如上所述低背型積層陶瓷電容器之撓曲強度較低，因此，當由於熱衝擊等導致電路基板產生撓曲時有可能會產生電容下降等功能故障。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2012-028458號公報
本發明之目的在於提供一種撓曲強度優異之低背型積層陶瓷電容器。
為了達成上述目的，本發明係一種低背型積層陶瓷電容器，其於大致長方體形狀之介電體晶片之長度方向端部分別具備外部電極，且高度尺寸小於寬度尺寸，上述介電體晶片具有隔著電容形成用介電層在高度方向積層之複數個內部電極層、及設為分別覆蓋高度方向兩側之內部電極層之保護用介電層，上述外部電極分別具有覆蓋上述介電體晶片之長度方向端面之端面部、及與該端面部連續而覆蓋上述介電體晶片之至少高度方向兩面之一部分之回折部，上述複數個內部電極層之一部分之端連接於上述外部電極之其中一個端面部，且其他部分之端連接於上述外部電極之另一個端面部，將上述介電體晶片之保護用介電層各自之厚度尺寸設為t11c、將上述外部電極各自之回折部之厚度尺寸設為t12b時，該t11c及t12b滿足t11c<t12b之條件。
根據本發明，可提供一種撓曲強度優異之低背型積層陶瓷電容器。
本發明之上述目的及其他目的、各目的相應之特徵及效果，可藉由以下說明及隨附圖式而明瞭。
10、10'‧‧‧低背型積層陶瓷電容器
11‧‧‧介電體晶片
11a‧‧‧內部電極層
11b‧‧‧電容形成用介電層
11c‧‧‧保護用介電層
12、12'‧‧‧外部電極
12a‧‧‧端面部
12b‧‧‧迴繞回折部
L10‧‧‧低背型積層陶瓷電容器之長度尺寸
L12b‧‧‧迴繞回折部之長度尺寸
t11c‧‧‧保護用介電層之厚度尺寸
t12b‧‧‧迴繞回折部之厚度尺寸
圖1係應用本發明之低背型積層陶瓷電容器之俯視圖。
圖2係圖1之A-A線剖面圖。
圖3係圖2之B部放大圖。
圖4係表示各樣品1A~1D之規格及撓曲強度之圖。
圖5係表示各樣品2A~2D之規格及撓曲強度之圖。
圖6係表示圖1~圖3所示之低背型積層陶瓷電容器之變化例之低背型積層陶瓷電容器之寬度方向側視圖。
首先，引用圖1~圖3，說明應用本發明之低背型積層陶瓷電容器10(以下僅稱為低背型電容器10)之結構。
圖1~圖3所示之低背型電容器10於大致長方體形狀之介電體晶片11之長度方向端部分別具備外部電極12，高度尺寸H10小於寬度尺寸W10，且長度尺寸L10大於寬度尺寸W10。
介電體晶片11具有隔著電容形成用介電層11b而於高度方向積層之複數個(圖2中為10個)內部電極層11a、及設為分別覆蓋高度方向兩側之內部電極層11a之保護用介電層11c。於圖2中，為了便於圖示，將內部電極層11a之總數設為10，但例如高度尺寸H10為150μm以下之低背型電容器10中內部電極層11a之實際總數為15以上。
介電體晶片11之除了各內部電極層11a以外之部分、即各電容形成用介電層11b及各保護用介電層11c之材料係使用介電陶瓷，較佳使用ε>1000或等級2(高介電常數系)之介電陶瓷，各電容形成用介電層11b之厚度尺寸大致相同，各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c(參照圖3)亦大致相同。作為用於各電容形成用介電層11b及各保護用介電層11c之介電陶瓷之具體例，列舉鈦酸鋇、鈦酸鍶、鈦酸鈣、鈦酸鎂、鋯酸鈣、鈦酸鋯酸鈣、鋯酸鋇、或氧化鈦。又，介電體晶片11之各內部電極層11a之材料係使用金屬，各內部電極層11a之厚度尺寸與俯視形狀(大致矩形)大致上相同。作為用於各內部電極層11a之金屬之具體例，列舉鎳、銅、鈀、鉑、銀、金、或其等之合金。
另一方面，各外部電極12具有覆蓋介電體晶片11之長度方向端面之端面部12a、及與該端面部12a連續而覆蓋介電體晶片11之高度方向 兩面之一部分及寬度方向兩面之一部分之回折部12b。如圖2所示，介電體晶片11之複數個內部電極層11a之一部分(圖2從上往下第奇數個)之端連接於外部電極12之其中一個(圖2之左側)端面部12a，且其他部分(圖2從上往下第偶數個)端連接於外部電極12之另一個(圖2之右側)端面部12a。
各外部電極12之材料係使用金屬，端面部12a之厚度尺寸與回折部12b之厚度尺寸t12b(參照圖3)大致上相同。雖省略圖示，但實際之各外部電極12具有密接於介電體晶片11之底層、及密接於該底層之表面層之2層結構、或者於底層與表面層之間至少具有一個中間層之多層結構。作為用於底層之金屬之具體例，列舉鎳、銅、鈀、鉑、銀、金、或其等之合金，作為用於表面層之金屬之具體例，列舉錫、鈀、金、或鋅，作為用於中間層之金屬之具體例，列舉鉑、鈀、金、銅、或鎳。
如圖3所示，介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c、與各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b滿足[介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c]<[各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b]之條件。關於該條件將於下文詳細敍述。
又，如圖1所示，各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b(沿著低背型電容器10之長度方向之長度尺寸)、與低背型電容器10之長度尺寸L10滿足{[各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b]/[低背型電容器10之長度尺寸L10]}<0.24之條件。關於該條件將於下文詳細敍述。
其次，引用圖4及圖5，說明樣品1A~1D與樣品2A~2D之規格及撓曲強度。
圖4所示之樣品1A~1D、及圖5所示之樣品2A~2D均為具有與圖1~圖3所示之低背型電容器10同等結構之低背型電容器。若引用圖1 ~圖3所示之符號而言明，則各樣品1A~1D及2A~2D之長度尺寸L10為1000μm，寬度尺寸W10為500μm，高度尺寸H10為150μm。又，各樣品1A~1D及2A~2D之介電體晶片11中除了各內部電極層11a以外之部分、即各電容形成用介電層11b及各保護用介電層11c之材料係使用鈦酸鋇，各內部電極層11a之材料係使用鎳，各電容形成用介電層11b之厚度大致為5μm，各內部電極層11a之厚度大致為1μm，內部電極層11a之總數為15。進而，各樣品1A~1D及2A~2D之外部電極12具有使用鎳形成之底層、使用銅形成之中間層及使用錫形成之表面層而成之3層結構。
進而，各樣品1A~1D及2A~2D之製作方法如下：將塗覆含有鈦酸鋇粉末之漿料並乾燥所得之第1生片重疊複數片，於其上將對第1生片印刷含有鎳粉末之糊料並乾燥所得之第2生片重疊複數片，於其上重疊複數片第1生片並壓接，將所得物切割成特定大小，獲得對應介電體晶片11之未煅燒晶片，然後，於該未煅燒晶片之長度方向端部分別塗佈含有鎳粉末之糊料並與未煅燒晶片同時煅燒，獲得具底層之煅燒晶片，最後於上述具底層之煅燒晶片之底層上利用電解電鍍依序形成銅膜及錫膜(中間層及表面層)。
如圖4所示，樣品1A~1D中介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c均為16μm，各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b為12μm、14μm、18μm、20μm此4種，各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b均為160μm。即，樣品1A~1D僅各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b為不同值。
又，如圖5所示，樣品2A~2D中介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c均為16μm，各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b均為18μm，各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b為160μm、240μm、250μm、320μm此4種。即，樣品2A~2D滿足[介電體 晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c]<[各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b]之條件，且僅各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b為不同值。
進而，將樣品(指各樣品1A~1D及2A~2D)焊接於依據JIS-C-6484之玻璃環氧基板之一面後，於用楔支撐該玻璃環氧基板之一面上距樣品焊接部位45mm之兩側部位之狀態下，利用夾具(按壓部包含曲率半徑230mm之曲面)以0.5mm/sec之固定速度向下側按壓另一面上相當於樣品焊接部位之部位使其變形，用在該變形過程中樣品產生12.5%以上之電容下降時之夾具之壓入量(單位mm)來表示圖4及圖5所示之「撓曲強度(mm)」。
對於如各樣品1A~1D及2A~2D般之尺寸、即長度尺寸L10為1000μm、寬度尺寸W10為500μm且高度尺寸H10為150μm之低背型電容器而言，一般只要具有2.5mm以上之撓曲強度便能用於實用。
樣品1A~1D中，樣品1C及1D之撓曲強度為2.5mm以上，該樣品1C及1D均滿足[介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c]<[各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b]之條件。總之，可以說只要圖1~圖3所示之低背型電容器10滿足[介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c]<[各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b]之條件，即便係低背型、尤其係高度尺寸H10為150μm以下之低背型亦能確保優異之撓曲強度。
另一方面，樣品2A~2D中，樣品2A及2B之撓曲強度為2.5mm以上，該樣品2A及2B均除了滿足上述條件外，還滿足{[各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b]/[低背型電容器10之長度尺寸L10]}<0.24之條件。總之，可以說只要圖1~圖3所示之低背型電容器10除了滿足上述條件外還滿足{[各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b]/[低背型電容器10之長度尺寸L10]}<0.24之條件，則即便係低 背型、尤其係高度尺寸H10為150μm以下之低背型亦能確保優異之撓曲強度。
上述[介電體晶片11之各保護用介電層11c之厚度尺寸t11c]<[各外部電極12之回折部12b之厚度尺寸t12b]之條件中，若考慮各保護用介電層11c作為保護層發揮作用，厚度尺寸t11c實際上係設定為5~20μm之範圍內，又，若考慮與積層型電容器10之高度尺寸H10直接關聯，厚度尺寸t12b實際上係設定為8~25μm之範圍內。
另一方面，上述{[各外部電極12之回折部12b之長度尺寸L12b]/[低背型電容器10之長度尺寸L10]}<0.24之條件中，若考慮適當地進行各外部電極12之焊接，則L12b/L10之下限值實際上係設為0.10以上。
再者，圖1~圖3中，各外部電極12具有覆蓋介電體晶片11之長度方向端面之端面部12a、及與該端面部12a連續而覆蓋介電體晶片11之高度方向兩面之一部分及寬度方向兩面之一部分之回折部12b，但如圖6所示之低背型電容器10'般，各外部電極12'可具有覆蓋介電體晶片11之長度方向端面之端面部12a、及與該端面部12a連續而僅覆蓋介電體晶片11之高度方向兩面之一部分之縱截面大致字形之回折部12b，只要滿足上述條件便可獲得與上述相同之效果。
11‧‧‧介電體晶片
11a‧‧‧內部電極層
11b‧‧‧電容形成用介電層
11c‧‧‧保護用介電層
12‧‧‧外部電極
12a‧‧‧端面部
12b‧‧‧回折部
t11c‧‧‧保護用介電層之厚度尺寸
t12b‧‧‧回折部之厚度尺寸

Claims (3)

  1. 一種低背型積層陶瓷電容器，其特徵在於：於長方體形狀之介電體晶片之長度方向端部分別具備外部電極，且高度尺寸小於寬度尺寸，上述介電體晶片具有隔著電容形成用介電層而於高度方向積層之複數個內部電極層、及設為分別覆蓋高度方向兩側之內部電極層之保護用介電層，上述外部電極分別具有覆蓋上述介電體晶片之長度方向端面之端面部、及與該端面部連續而覆蓋上述介電體晶片之至少高度方向兩面之一部分之回折部，上述複數個內部電極層之一部分之端連接於上述外部電極之其中一個端面部，且其他部分之端連接於上述外部電極之另一個端面部，將上述介電體晶片之保護用介電層各自之厚度尺寸設為t11c，將上述外部電極各自之回折部之厚度尺寸設為t12b時，該t11c及t12b滿足t11c<t12b之條件。
  2. 如請求項1之低背型積層陶瓷電容器，其中上述外部電極各自之回折部與上述端面部連續而覆蓋上述介電體晶片之高度方向兩面之一部分及寬度方向兩面之一部分。
  3. 如請求項1或2之低背型積層陶瓷電容器，其中上述低背型積層陶瓷電容器之高度尺寸為150μm以下。
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