WO2024062980A1 - 積層セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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WO2024062980A1
WO2024062980A1 PCT/JP2023/033293 JP2023033293W WO2024062980A1 WO 2024062980 A1 WO2024062980 A1 WO 2024062980A1 JP 2023033293 W JP2023033293 W JP 2023033293W WO 2024062980 A1 WO2024062980 A1 WO 2024062980A1
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WO
WIPO (PCT)
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side margin
lamination
electronic component
ceramic electronic
cover layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/033293
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
島崎恭輔
西川潤
齋藤正貴
Original Assignee
太陽誘電株式会社
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Publication date
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Publication of WO2024062980A1 publication Critical patent/WO2024062980A1/ja

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof.
  • a multilayer ceramic capacitor includes a laminated portion in which internal electrodes and dielectric layers are alternately laminated, and a side margin portion that covers both sides of the laminated portion (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
  • the side margin portion is sometimes formed after the formation of the laminated portion in order to improve capacitance without requiring a design margin that takes into account printing accuracy of internal electrodes, lamination accuracy, etc.
  • a method of forming the side margin portion for example, there is a method of pressing the side surface of the laminated portion against the green sheet and separating a portion of the green sheet stuck to the side surface from the other portion as the side margin portion.
  • the side margin portion when the side margin portion is formed as described above, there is a risk that the side margin portion may peel off from the laminated portion due to stress caused by a difference in thermal contraction rate between the side margin portion and the laminated portion during the firing process of a multilayer ceramic capacitor, for example. If the side margin portion peels off, moisture may enter through the gap created by the peeling, and the characteristics of the multilayer ceramic capacitor may deteriorate.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a multilayer ceramic electronic component that can suppress peeling of the side margin portion, and a method for manufacturing the same.
  • the multilayer ceramic electronic component of the present invention includes a plurality of internal electrode layers and a plurality of dielectric layers that are alternately laminated, and a cover provided on the outside in the lamination direction of the plurality of internal electrode layers and the plurality of dielectric layers.
  • a substantially rectangular parallelepiped-shaped laminated portion including a layer; a side margin portion provided on a side facing in a first direction substantially perpendicular to the lamination direction among the six surfaces of the laminated portion; an external electrode provided on an end face facing a second direction substantially orthogonal to the first direction and the lamination direction, and connected to the internal electrode layer;
  • a cross section of the laminated portion along one direction is viewed, in at least one corner of the laminated portion, a first end of the side margin portion in the lamination direction is a portion of the cover layer in the first direction. It is characterized by being in contact with the second end from the stacking direction.
  • the at least one corner may have a curved surface that is convex outward, and the first end may contact the curved surface provided at the second end from the stacking direction.
  • the ratio of the distance between the tip of the first end portion and the side surface in the first direction of the side margin portion to the thickness of the cover layer in the lamination direction is 0.2. It may be more than that.
  • the ratio of the distance between the tip of the first end portion and the side surface in the first direction of the side margin portion to the thickness of the cover layer in the lamination direction is 0.5. It may be more than that.
  • the ratio of the distance between the tip of the first end of the side margin portion in the first direction and the side surface to the thickness of the cover layer in the stacking direction may be 2.8 or less.
  • the ratio of the distance between the tip of the first end portion and the side surface in the first direction of the side margin portion to the thickness of the cover layer in the lamination direction is 1.0. It may be the following.
  • the distance between the tip of the first end and the side surface in the first direction is 2.1 to 240.2 ⁇ m
  • the thickness of the cover layer in the lamination direction is: It may be 11.2 to 85.2 ⁇ m.
  • the distance between the tip of the first end portion and the side surface in the first direction is 5.0 to 200.0 ⁇ m
  • the thickness of the cover layer in the lamination direction is: It may be 10.0 to 90.0 ⁇ m.
  • the distance between the tip of the first end portion and the side surface in the first direction is 10.0 to 90.0 ⁇ m
  • the thickness of the cover layer in the lamination direction is: It may be 20.0 to 55.0 ⁇ m.
  • the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component of the present invention includes a plurality of internal electrode layers and a plurality of dielectric layers that are alternately laminated, and a plurality of internal electrode layers and a plurality of dielectric layers that are provided on the outside in the lamination direction of the plurality of internal electrode layers and the plurality of dielectric layers.
  • polishing a substantially rectangular parallelepiped-shaped laminated portion including a covered cover layer, and forming a side margin portion on a side facing in a first direction substantially perpendicular to the lamination direction among six surfaces of the laminated portion; a step of forming an external electrode connected to the internal electrode layer on an end surface of the six surfaces of the laminated portion facing in a second direction substantially perpendicular to the first direction and the lamination direction; and the step of forming the side margin portion includes forming the side margin portion in at least one corner of the laminated portion when a cross section of the laminated portion along the lamination direction and the first direction is viewed.
  • a first end of the cover layer in the stacking direction is formed so as to be in contact with a second end of the cover layer in the first direction from the stacking direction.
  • the step of polishing the laminated portion forms an outwardly convex curved surface on the at least one corner
  • the step of forming the side margin portion includes It may be formed so as to be in contact with the curved surface provided at the second end from the stacking direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment.
  • 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor taken along line AA in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor taken along line BB in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a comparative multilayer ceramic capacitor taken along line BB in FIG. 1.
  • FIG. It is a flow chart showing an example of a manufacturing process of a multilayer ceramic capacitor. It is a sectional view showing an example of a lamination process. It is a side view of 2 s of laminated parts which shows an example of a polishing process.
  • FIG. 7 is a side view (part 2) showing an example of the side margin forming step when the end face of the laminated portion is viewed from the front.
  • FIG. 7 is a side view (part 3) showing an example of the side margin forming step when the end face of the laminated portion is viewed from the front.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of a multilayer ceramic capacitor 1 according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor 1 taken along line AA in FIG.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor 1 taken along the line BB in FIG.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 is an example of a multilayer ceramic electronic component.
  • the multilayer ceramic capacitor 1 includes a multilayer chip 2 having a substantially rectangular parallelepiped shape, and external electrodes 3a and 3b provided on a pair of end faces 2A and 2B facing each other in the longitudinal direction of the multilayer chip 2.
  • FIG. 2, FIG. 3A, and FIG. 3B show an X direction, a Y direction, and a Z direction that are orthogonal to each other.
  • the X direction is the length (L) direction of the multilayer ceramic capacitor 1, and corresponds to the direction in which the pair of end faces of the multilayer chip 2 face each other.
  • the Y direction is the width (W) direction of the multilayer ceramic capacitor 1, and corresponds to the direction in which the pair of side surfaces of the multilayer chip 2 face each other.
  • the Z direction is the height (H) direction of the multilayer ceramic capacitor 1 and coincides with the stacking direction of the multilayer ceramic capacitor 1. Note that the width direction is an example of the first direction, and the length direction is an example of the second direction.
  • the multilayer chip 2 covers a substantially rectangular parallelepiped-shaped multilayer portion 2s having a multilayer structure and a pair of side surfaces 2E and 2F of the multilayer ceramic capacitor 1, which face each other in the width direction. It has a pair of side margin parts 40 and 41.
  • dielectric layers 22 containing a ceramic material functioning as a dielectric and internal electrode layers 23 are alternately laminated, and the dielectric layers 22 and internal electrode layers 23 are sandwiched from both sides in the lamination direction.
  • a pair of cover layers 20 and 21 are stacked on top of each other.
  • the side margin portions 40 and 41 are arranged adjacent to both ends of each internal electrode layer 23 that is drawn out and exposed to the pair of side surfaces 2E and 2F of the laminated portion 2s. Thereby, the cover layers 20 and 21 and the side margin parts 40 and 41 protect the internal electrode layer 23.
  • the internal electrode layer 23 is mainly composed of base metals such as Ni (nickel), Cu (copper), and Sn (tin).
  • the internal electrode layer 23 may contain noble metals such as Pt (platinum), Pd (palladium), Ag (silver), and Au (gold), or Sn, and an alloy containing these may be used as the main component of the internal electrode layer 23. It's okay.
  • the dielectric layer 22 has, for example, a ceramic material having a perovskite structure represented by the general formula ABO3 as a main phase.
  • the perovskite structure includes ABO 3- ⁇ that deviates from the stoichiometric composition.
  • the ceramic materials include BaTiO 3 (barium titanate), CaZrO 3 (calcium zirconate), CaTiO 3 (calcium titanate), SrTiO 3 (strontium titanate), MgTiO 3 (magnesium titanate), and perovskite structures. Select and use at least one of Ba 1-x-y Ca x Sry Ti 1-z Zr z O 3 (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ z ⁇ 1) to form.
  • Ba 1-x-y Ca x Sry Ti 1-z Zr z O 3 is barium strontium titanate, barium calcium titanate, barium zirconate, barium zirconate titanate, calcium zirconate titanate, and zirconate titanate. Barium calcium, etc.
  • cover layers 20 and 21 mainly contain a ceramic material.
  • the material of the cover layers 20 and 21 is the same as that of the dielectric layer 22 in that the main component is a ceramic material.
  • the cover layers 20 and 21 are provided on the outside of each dielectric layer 22 in the lamination direction, and constitute the upper surface 2C and the lower surface 2D of the lamination section 2s in the lamination direction.
  • the side margin parts 40 and 41 are mainly made of ceramic material.
  • the main components of the side margin parts 40 and 41 are the same as that of the dielectric layer 22 and the ceramic material.
  • the side margin parts 40 and 41 are formed on the side surfaces 2E and 2F after the laminated part 2s is formed.
  • the external electrodes 3a and 3b respectively cover end surfaces 2A and 2B that face each other in the longitudinal direction of the stacked portion 2s.
  • the length direction is an example of a second direction substantially orthogonal to the stacking direction and the width direction, and is the direction in which the internal electrode layer 23 is drawn out.
  • the external electrodes 3a and 3b extend to the upper surface 2C, the lower surface 2D, and the two side surfaces 2E and 2F.
  • the external electrodes 3a and 3b are spaced apart from each other on the top surface 2C, bottom surface 2D, and two side surfaces 2E and 2F.
  • the external electrodes 3a and 3b have a base metal film containing a metal such as Cu, Ni, Al (aluminum), or Zn (zinc), or an alloy of two or more of these (for example, an alloy of Cu and Ni) as a main component. , a glass component for densification of the external electrodes 3a, 3b, and a common material for controlling the sinterability of the external electrodes 3a, 3b.
  • the glass components are oxides such as Ba (barium), Sr (strontium), Ca (calcium), Zn (zinc), Al, Si (silicon), and B (boron).
  • the common material is, for example, a ceramic component whose main component is the same material as the main component of the dielectric layer 22.
  • the external electrodes 3a and 3b may include a plating layer covering the base metal film.
  • the plating layer may have a base metal such as Ni, Cu, or Sn as a main component.
  • a layer of conductive resin such as epoxy resin and urethane resin may be formed between the underlying metal film and the plating layer.
  • each internal electrode layer 23 in the length direction are divided into an end surface 2A where the external electrode 3a of the laminated chip 2 is provided and an end surface 2B where the external electrode 3b is provided. They are alternately pulled out and exposed. Thereby, each internal electrode layer 23 is alternately electrically connected to the external electrodes 3a and 3b in the stacking direction. That is, the external electrodes 3a, 3b of each end surface 2A, 2B are alternately connected to each internal electrode layer 23 along the stacking direction.
  • each end of the side margin parts 40, 41 in the stacking direction is 4e is in contact with each end 20e, 21e in the width direction of the cover layers 20, 21 from the stacking direction. Thereby, each end 20e, 21e of the cover layers 20, 21 is covered by the end 4e of the side margin parts 40, 41.
  • Each end 20e, 21e of the cover layers 20, 21 has a curved shape with rounded corners by polishing.
  • the end portions 4e of the side margin portions 40, 41 in the stacking direction are extended to cover the central region in the width direction so as to ride on this curved region.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view of the multilayer ceramic capacitor 1a for comparison along line BB in FIG. 1.
  • the comparative multilayer ceramic capacitor 1a has side margin parts 40a, 41a instead of the side margin parts 40, 41, and has cover layers 20a, 21a instead of the cover layers 20, 21.
  • the end portions 20ae, 21ae of the cover layers 20a, 21a in the width direction of the multilayer chip 2 are not curved but have substantially right angle corners. Therefore, the boundary between the end portions 4ae of the side margin portions 40a, 41a in the lamination direction and the end portions 20ae, 21ae of the cover layers 20a, 21a in the width direction is not a curve but a substantially straight line along the lamination direction. Therefore, the end portions 4ae of the side margin portions 40a, 41a are in contact with the end portions 20ae, 21ae of the cover layers 20a, 21a from the width direction, not from the stacking direction of the stacked chips 2.
  • each end 4e of the side margin parts 40, 41 in the stacking direction is connected to each end 20e, 21e of the cover layers 20, 21 in the width direction. Since the contact area between the side margin parts 40, 41 and the laminated part 2s is increased by the contact between the side margin parts 40, 41 and the laminated part 2s, the adhesion force of the side margin parts 40, 41 to the laminated part 2s is increased. Therefore, peeling of the side margin parts 40, 41 from the laminated part 2s is suppressed.
  • each end 4e of the side margin parts 40, 41 in the stacking direction of the stacked chip 2 is an example of a first end
  • each end 20e, 21e of the cover layers 20, 21 in the width direction of the stacked part 2s is This is an example of the second end.
  • Each corner 2r of the laminate 2s is formed with an outwardly convex curved surface, for example by barrel polishing.
  • the end 4e of the side margin 41 contacts the curved surface of the corner 2r provided at each end 20e, 21e of the cover layers 20, 21 from the lamination direction. For this reason, the end 4e of the side margin 40, 41 is formed to extend toward the center in the width direction along the curved surface of the corner 2r. Therefore, the contact area between the side margin 40, 41 and the laminate 2s is increased compared to when the corner 2r is formed with a flat surface rather than a curved surface, making it possible to increase the adhesion.
  • the thickness of the cover layer 20 in the lamination direction is b ⁇ m
  • the distance between the tip P of the end 4e of the side margin part 41 and the side surfaces 2E, 2F of the lamination part 2s in the width direction. is defined as a ⁇ m
  • the ratio of distance a to thickness b (a/b) is defined as a parameter R indicating the degree of bending.
  • the parameter R can be adjusted depending on the execution conditions (for example, time) of the barrel polishing of the laminated portion 2s, the density of the green sheets of the material of the cover layers 20 and 21, and the like.
  • the parameter R of the multilayer ceramic capacitor 1 of the embodiment is greater than zero.
  • the larger the parameter R is the more the adhesion between the side margin parts 40, 41 and the laminated part 2s increases, making it difficult for them to separate.
  • the larger the parameter R the longer the distance from the outside to the internal electrode layer 23 along the boundary between the side margin parts 40, 41 and the laminated part 2s. Since moisture easily enters the interior along the boundaries between the side margin parts 40, 41 and the laminated part 2s, the greater the parameter R, the longer the intrusion path becomes, and the moisture resistance of the multilayer ceramic capacitor 1 improves.
  • the parameter R is 0.2 or more, a sufficiently large adhesion force is obtained between the laminated portion 2s and the side margin portions 40, 41, so that peeling of the side margin portions 40, 41 can be suppressed more effectively. Furthermore, it is more preferable that the parameter R is 0.5 or more, since the path of moisture penetration becomes sufficiently long. Further, it is preferable that the parameter R is 2.8 or less because it facilitates the formation of the side margin portions 40 and 41. Furthermore, it is more preferable to set the parameter R to 1.0 or less, since the internal electrode layer 23 is less likely to be scraped even if the laminated portion 2s is polished, and loss of capacitance can be suppressed.
  • the distance a between the tip P and the side surfaces 2E and 2F shown in FIG. 3A is 2.1 to 240.2 ⁇ m, and the thickness b of the cover layer is 11.2 to 85.2 ⁇ m.
  • the ranges of distance a and thickness b in this way, a sufficiently wide area is secured for the side margin parts 40 and 41 to exhibit adhesion to the laminated part 2s, thereby suppressing separation of the side margin parts 40 and 41. can.
  • the distance a is set to 5.0 to 200.0 ⁇ m and the thickness b is set to 10.0 to 90.0 ⁇ m, the path for moisture to enter the laminated chip 2 from the outside becomes sufficiently long.
  • the distance a may be set to 10.0 to 90.0 ⁇ m
  • the thickness b may be set to 20.0 to 55.0 ⁇ m.
  • the distance a is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 90 ⁇ m or less. Further, since a sufficiently large adhesion force can be obtained between the laminated portion 2s and the side margin portions 40, 41, the distance a is preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the distance b is preferably 90 ⁇ m or less, more preferably 55 ⁇ m or less. Furthermore, the longer the distance b, the stronger the multilayer ceramic capacitor 1 becomes against external shocks, and the longer the path for moisture to enter. Therefore, the distance b is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1. This manufacturing process is an example of a method for manufacturing a laminated ceramic electronic component.
  • a green sheet forming step St1 is performed.
  • a dielectric material obtained by adding various additive compounds (sintering aids, etc.) to ceramic powder is mixed with a binder such as polyvinyl butyral (PVB) resin and an organic solvent such as ethanol or toluene. , plasticizer and wet-mix.
  • a dielectric green sheet is coated on a base material by, for example, a die coater method or a doctor blade method, and then dried.
  • the base material is, for example, a PET (polyethylene terephthalate) film.
  • the additive compounds of the ceramic powder include Mg (magnesium), Mn (manganese), V (vanadium), Cr (chromium), rare earth elements (Y (yttrium), Sm (samarium), Eu (europium), Gd ( oxides of gadolinium), Tb (terbium), Dy (dysprosium), Ho (holmium), Er (erbium), Tm (thulium) and Yb (ytterbium)), as well as Co (cobalt), Ni, Li (lithium) , B (boron), Na (sodium), K (potassium), and Si (silicon) or glass.
  • an internal electrode printing step St2 is performed.
  • a plurality of internal electrode patterns corresponding to the internal electrode layer 23 are separated from each other by printing a metal conductive paste for forming internal electrodes containing an organic binder on a dielectric green sheet on a base material by gravure printing. to form a film.
  • Ceramic particles are added to the metal conductive paste as a co-material.
  • the main component of the ceramic particles is not particularly limited, it is preferably the same as the main component ceramic of the dielectric layer 22.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the lamination step St3.
  • a laminated sheet 5S is formed by laminating dielectric green sheets 5 on which internal electrode patterns 6, which will become internal electrode layers 23, are printed.
  • Dielectric green sheets 5a and 5b corresponding to the cover layers 20 and 21 are laminated on both end faces of the laminated sheet 5S in the lamination direction, respectively.
  • a crimping step St4 is performed.
  • the plurality of dielectric green sheets 5, 5a, and 5b are bonded together by applying pressure to the laminated sheet 5S.
  • the compression means include, but are not limited to, a hydrostatic press.
  • a cutting step St5 is performed.
  • a plurality of laminated portions 2s are obtained by cutting the laminated sheet 5S in the lamination direction along a predetermined cut line LW using a cutting blade.
  • polishing process Next, a polishing step St6 is performed. This will be explained below with reference to FIG.
  • FIG. 6 is a side view of the laminated portion 2s showing an example of the polishing step St6.
  • FIG. 6 shows an end surface 2A of the laminated portion 2s before firing.
  • the laminated portion 2s is polished by a technique such as barrel polishing.
  • the corner portion 2r of the laminated portion 2s is rounded.
  • the parameter R can be adjusted within the above range by appropriately setting the execution conditions (for example, time) for barrel polishing the laminated portion 2s.
  • the distance a shown in FIG. 3A increases.
  • FIG. 7 to 9 are side views showing an example of the side margin forming step St7 when the end surface 2A of the laminated portion 2s is viewed from the front.
  • the process of forming the side margin part 41 on one side surface 2F is described, but the process of forming the side margin part 40 on the other side surface 2E is also similar.
  • a dielectric green sheet 91 is placed on the surface of a flat elastic body 92. Further, one side surface 2E of the laminated portion 2s is fixed with tape 90, and the laminated portion 2s is arranged above the other side surface 2F so as to face the surface of the dielectric green sheet 91.
  • the tape 90 is moved downward by a pressing device (not shown). As a result, the laminated portion 2s moves toward the dielectric green sheet 91 as indicated by the symbol D.
  • the side surface 2F of the laminated portion 2s is pressed against the surface of the dielectric green sheet 91, as shown in FIG.
  • the pressed portion of the dielectric green sheet 91 is depressed by the pressure from the laminated portion 2s, and the elastic body 92 below it is also depressed.
  • the corresponding portion of the dielectric green sheet 91 is pressed against the side surface 2F of the laminated portion 2s by the restoring force from the elastic body 92.
  • a portion of the dielectric green sheet 91 sticks to the side surface 2F.
  • the dielectric green sheets 91 are stuck along the corners 2r of the stacked portion 2s at both ends of the side surface 2F in the stacking direction. Thereafter, when the pressing force of the laminated portion 2s increases, a shearing force is generated between the portion where the dielectric green sheet 91 is stuck and the other portion, so that both portions are separated from each other.
  • the tape 90 is moved upward by a pressing device (not shown).
  • the laminated portion 2s moves away from the elastic body 92 as indicated by the symbol U.
  • the separated portion of the dielectric green sheet 91 sticks to the side surface 2F of the laminated portion 2s, and is formed as the side margin portion 41.
  • the side margin parts 41 and 40 are formed on the side surfaces 2F and 2E of the laminated part 2s, respectively, and the laminated part 2s before firing is produced.
  • the parameter R of the degree of bending of the corner portion 2r is too large, sufficient shearing force cannot be obtained when pressing the laminated portion 2s, so that the side margin portion 41 may not be formed normally. From this point of view, it is preferable to select the elastic body 92 that deforms more than the size of the corner 2r under a predetermined pressing force.
  • a repolishing step St8 is performed.
  • the laminated portion 2s on which the side margin portions 40 and 41 are formed is polished again by a technique such as barrel polishing. As a result, the corners of the side margin portions 40 and 41 are rounded.
  • an external electrode forming step St9 is performed. This process covers the pair of end faces 2A, 2B of the stacked chip 2 including the side margin parts 40, 41, respectively, and forms the base of the pair of external electrodes 3a, 3b alternately connected to the internal electrode layers 23 along the stacking direction.
  • a process of forming a metal film In this step, a conductive paste containing, for example, metal powder, glass frit, binder, and solvent is applied to each end surface 2A, 2B, upper surface 2C, lower surface 2D, and each side surface 2E, 2F of the laminated chip 2.
  • the base metal film of the external electrodes 3a and 3b is formed by baking. Note that the binder and solvent are evaporated by baking.
  • An example of a method for applying the conductive paste is a dipping method. Further, the base metal film of such external electrodes 3a, 3b may be formed by sputtering method.
  • a firing step St10 is performed.
  • the laminated chip 2 on which the external electrodes 3a and 3b are formed is subjected to binder removal treatment in an N2 atmosphere at 250 to 500°C, and then baked at 1300 to 1400°C for about 1 hour in a reducing atmosphere. , each particle in the laminated chip 2 is sintered. In this manner, the manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor 1 is performed.
  • a plurality of layers of metal such as Cu, Ni, and Sn may be coated on the base metal film of each external electrode 3a, 3b by plating.
  • the external electrodes 3a and 3b may be formed by forming a Cu plating layer, a Ni plating layer, and a Sn plating layer on a base metal film mainly composed of Ni. Further, the external electrodes 3a and 3b may be formed by forming a Ni plating layer and a Sn plating layer on a base metal film containing Cu as a main component.
  • the end portions 4e of the side margin portions 40, 41 in the lamination direction extend in the width direction so as to cover the ends of the cover layers 20, 21 in the width direction.
  • this configuration only needs to be formed at at least one corner 2r.
  • the effect of suppressing peeling of the side margin portions 40 and 41 improves.
  • Table 1 shows sample No. 1 of multilayer ceramic capacitor 1a, 1.
  • the distance a from 1 to 9, the thickness b, the parameter R, the presence or absence of manufacturing defects, the number of pieces whose side margin parts 40 and 41 have peeled off, and the number of pieces whose moisture resistance is defective are shown.
  • Sample No. 1 to 9 were manufactured in 1000 pieces each according to the above manufacturing process and evaluated.
  • the distance a and the thickness b are 1000 samples No. It was calculated as the average value of 20 values extracted from 1 to 9.
  • the sizes of samples 1 to 9 are 1.0 mm in length, 0.5 mm in width, and 0.5 mm in height.
  • the rated voltage of 1 to 9 was 10V.
  • Each sample No. The distance a, thickness b, and parameter R of 1 to 9 are different.
  • the distance a, the thickness b, and the parameter R were adjusted in the polishing step St6 described above.
  • Sample No. 2 to 9 are multilayer ceramic capacitors 1 of the embodiment shown in FIG. 3A.
  • Sample No. All corner portions 2r of the laminated portions 2 to 9 were formed with curved surfaces.
  • the ends 20e and 21e of the cover layers 20 and 21 were covered with the ends 4e of the side margin parts 40 and 41 at all corner parts 2r.
  • sample No. 1 is a comparative multilayer ceramic capacitor 1a shown in FIG. 3B. Sample No. No curved surface was formed at each corner of the laminated portion 2s of No. 1. The evaluation results are described below.
  • each sample No. It was confirmed whether the side margin parts 40 and 41 of Nos. 1 to 9 were formed normally. Sample No. with the largest parameter R. Only the side margin portions 40 and 41 of No. 9 were not formed properly, and the manufacturing defect was determined to be "present.” Other sample no. Side margin portions 40a, 41a, 40, and 41 of Nos. 1 to 8 were formed normally. Note that the number of confirmed samples is based on sample No. There were 1000 pieces for each of Nos. 1 to 8.
  • the parameter R is preferably 2.8 or less. Furthermore, it is more preferable to set the parameter R to 1.0 or less because the internal electrode layer 23 is less likely to be scraped in the polishing step St6 and loss of capacitance can be suppressed. In addition, sample No. Sample No. 9 was not evaluated for peeling and moisture resistance because the side margin portions 40 and 41 could not be formed properly.
  • each sample No. After applying a rated voltage of 10 V to 200 samples No. 1 to No. 8 under conditions of a temperature of 45° C. and a humidity of 95% and holding it for a predetermined time, each sample No. The electrical resistance of 1 to 7 was measured. A multilayer ceramic capacitor having an electrical resistance of 10 M ⁇ or more was determined to be “good”, and a multilayer ceramic capacitor having an electrical resistance of less than 10 M ⁇ was determined to be “bad”.
  • sample No. 1 whose parameter R is 0. Regarding No. 1, one out of 200 items was determined to be "defective.” On the other hand, other sample No. For items 2 to 8, all 200 items were judged to be "good.”
  • the smaller the parameter R the smaller the degree of bending of the corner 2r of the laminated portion 2s, and therefore the shorter the distance from the outside to the internal electrode layer 23 along the boundary between the side margin portions 40, 41 and the laminated portion 2s. Therefore, peeling of the side margin portions 40 and 41 causes moisture to enter the interior, which tends to affect the characteristics of the multilayer ceramic capacitor 1.
  • the parameter R is preferably 0.2 or more.
  • the parameter R is set to 0.3 or more because it is possible to obtain greater adhesion between the laminated portion 2s and the side margin portions 40 and 41.
  • the parameter R is 0.5 or more, since the path of moisture penetration becomes sufficiently long.
  • the distance a when the distance a is set to 2.1 to 240.2 ⁇ m and the thickness b of the cover layer is set to 11.2 to 85.2 ⁇ m, it is sufficient to exhibit the adhesion force of the side margin parts 40 and 41 to the laminated part 2s. Since a wide area is ensured, peeling of the side margin parts 40 and 41 can be suppressed. In this case, the moisture intrusion path becomes sufficiently long, so that the moisture resistance is further improved. Furthermore, if the distance a is set to 5.0 to 200.0 ⁇ m and the thickness b is set to 10.0 to 90.0 ⁇ m, the path for moisture to enter the laminated chip 2 from the outside becomes sufficiently long. Preferably, and more preferably, the distance a may be set to 10.0 to 90.0 ⁇ m, and the thickness b may be set to 20.0 to 55.0 ⁇ m.
  • the distance a is preferably 200 ⁇ m or less, more preferably 90 ⁇ m or less. Further, since a sufficiently large adhesion force can be obtained between the laminated portion 2s and the side margin portions 40 and 41, the distance a is preferably 5 ⁇ m or more, and more preferably 10 ⁇ m or more.
  • the distance b is preferably 90 ⁇ m or less, and more preferably 55 ⁇ m or less. Furthermore, the longer the distance b, the stronger the multilayer ceramic capacitor 1 is against external shocks, and the shorter the path for moisture intrusion. For this reason, the distance b is preferably 10 ⁇ m or more, and more preferably 20 ⁇ m or more.

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Abstract

積層セラミック電子部品は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層と、前記複数の内部電極層及び前記複数の誘電体層の積層方向の外側に設けられたカバー層とを含む略直方体形状の積層部と、前記積層部の6つの面のうち、前記積層方向に略直交する第1方向に向いた側面に設けられたサイドマージン部と、前記積層部の6つの面のうち、前記第1方向及び前記積層方向に対し略直交する第2方向に向いた端面に設けられ、前記内部電極層に接続された外部電極とを有し、前記積層方向及び前記第1方向に沿った前記積層部の断面を視たとき、前記積層部の少なくとも1つの角部において、前記サイドマージン部の前記積層方向における第1端部が、前記カバー層の前記第1方向における第2端部に前記積層方向から接している。

Description

積層セラミック電子部品及びその製造方法
 本発明は、積層セラミック電子部品及びその製造方法に関する。
 積層セラミックコンデンサは、内部電極及び誘電体層が交互に積層された積層部と、積層部の両側面を覆うサイドマージン部とを備える(例えば特許文献1~3参照)。サイドマージン部は、内部電極の印刷精度や積層等の精度を見込んだ設計マージンを不要として静電容量を向上させるため、積層部の形成後に後付けで形成されることがある。サイドマージン部の形成手法としては、例えば、積層部の側面をグリーンシートに押し付けることにより側面に貼り付いたグリーンシートの一部をサイドマージン部として他部分から切り離す手法がある。
特開2020-113575号公報 特開2021-108398号公報 特開2022-27939号公報
 しかし、サイドマージン部は、上記のように形成された場合、例えば積層セラミックコンデンサの焼成工程における積層部との間の熱収縮率の差に起因する応力により積層部から剥離するおそれがある。サイドマージン部が剥離すると、例えば剥離で生じた隙間から水分が侵入して積層セラミックコンデンサの特性が劣化するおそれがある。
 そこで本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、サイドマージン部の剥離を抑制することができる積層セラミック電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の積層セラミック電子部品は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層と、前記複数の内部電極層及び前記複数の誘電体層の積層方向の外側に設けられたカバー層とを含む略直方体形状の積層部と、前記積層部の6つの面のうち、前記積層方向に略直交する第1方向に向いた側面に設けられたサイドマージン部と、前記積層部の6つの面のうち、前記第1方向及び前記積層方向に対し略直交する第2方向に向いた端面に設けられ、前記内部電極層に接続された外部電極とを有し、前記積層方向及び前記第1方向に沿った前記積層部の断面を視たとき、前記積層部の少なくとも1つの角部において、前記サイドマージン部の前記積層方向における第1端部が、前記カバー層の前記第1方向における第2端部に前記積層方向から接していることを特徴とする
 上記の積層セラミック電子部品において、前記少なくとも1つの角部は、外側に凸となる曲面を有し、前記第1端部は、前記第2端部に設けられた前記曲面に前記積層方向から接してもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、0.2以上であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、0.5以上であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、2.8以下であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、1.0以下であってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、2.1~240.2μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、11.2~85.2μmであってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、5.0~200.0μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、10.0~90.0μmであってもよい。
 上記の積層セラミック電子部品において、前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、10.0~90.0μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、20.0~55.0μmであってもよい。
 本発明の積層セラミック電子部品の製造方法は、交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層と、前記複数の内部電極層及び前記複数の誘電体層の積層方向の外側に設けられたカバー層とを含む略直方体形状の積層部を研磨する工程と、前記積層部の6つの面のうち、前記積層方向に略直交する第1方向に向いた側面にサイドマージン部を形成する工程と、前記積層部の6つの面のうち、前記第1方向及び前記積層方向に対し略直交する第2方向に向いた端面に、前記内部電極層に接続された外部電極を形成する工程とを有し、前記サイドマージン部を形成する工程は、前記積層方向及び前記第1方向に沿った前記積層部の断面を視たとき、前記積層部の少なくとも1つの角部において、前記サイドマージン部の前記積層方向における第1端部が、前記カバー層の前記第1方向における第2端部に前記積層方向から接するように形成することを特徴とする。
 上記の製造方法において、前記積層部を研磨する工程は、前記少なくとも1つの角部に、外側に凸となる曲面を形成し、前記サイドマージン部を形成する工程は、前記第1端部は、前記第2端部に設けられた前記曲面に前記積層方向から接するように形成してもよい。
 本発明によると、サイドマージン部の剥離を抑制することができる。
実施形態の積層セラミックコンデンサの一例を示す斜視図である。 図1のA-A線に沿った積層セラミックコンデンサの断面図である。 図1のB-B線に沿った積層セラミックコンデンサの断面図である。 図1のB-B線に沿った比較対象の積層セラミックコンデンサの断面図である。 積層セラミックコンデンサの製造工程の一例を示すフローチャートである。 積層工程の一例を示す断面図である。 研磨工程の一例を示す積層部2sの側面図である。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その1)。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その2)。 積層部の端面を正面視した場合のサイドマージン形成工程の一例を示す側面図である(その3)。
 図1は、実施形態の積層セラミックコンデンサ1の一例を示す斜視図である。図2は、図1のA-A線に沿った積層セラミックコンデンサ1の断面図である。図3Aは、図1のB-B線に沿った積層セラミックコンデンサ1の断面図である。
 積層セラミックコンデンサ1は積層セラミック電子部品の一例である。積層セラミックコンデンサ1は、略直方体形状を有する積層チップ2と、積層チップ2の長さ方向において互いに対向する一対の端面2A,2Bに設けられた外部電極3a,3bとを有する。
 図1、図2、図3A、及び図3Bには、互いに直交するX方向、Y方向、及びZ方向が示されている。X方向は、積層セラミックコンデンサ1の長さ(L)方向であり、積層チップ2の一対の端面が対向する方向に一致する。Y方向は、積層セラミックコンデンサ1の幅(W)方向であり、積層チップ2の一対の側面が対向する方向に一致する。Z方向は、積層セラミックコンデンサ1の高さ(H)方向であり、積層セラミックコンデンサ1の積層方向に一致する。なお、幅方向は第1方向の一例であり、長さ方向は第2方向の一例である。
 図3Aに示されるように、積層チップ2は、積層構造を有する略直方体形状の積層部2s、及び、積層セラミックコンデンサ1の幅方向において互いに対向する積層部2sの一対の側面2E,2Fを覆う一対のサイドマージン部40,41を有する。積層部2sは、誘電体として機能するセラミック材料を含む誘電体層22と、内部電極層23とが、交互に積層され、さらに誘電体層22及び内部電極層23を積層方向の両側から挟むように積層された一対のカバー層20,21とを含む。サイドマージン部40,41は、積層部2sの一対の側面2E,2Fに引き出されて露出した各内部電極層23の両端にそれぞれ隣接するように配置される。これによりカバー層20,21及びサイドマージン部40,41は内部電極層23を保護する。
 内部電極層23は、Ni(ニッケル),Cu(銅),Sn(スズ)等の卑金属を主成分とする。内部電極層23として、Pt(白金)、Pd(パラジウム)、Ag(銀)、Au(金)などの貴金属やSnを含んでもよく、内部電極層23の主成分に、これらを含む合金を用いてもよい。
 誘電体層22は、例えば、一般式ABOで表されるペロブスカイト構造を有するセラミック材料を主相とする。なお、当該ペロブスカイト構造は、化学量論組成から外れたABO3-αを含む。例えば、当該セラミック材料として、BaTiO(チタン酸バリウム),CaZrO(ジルコン酸カルシウム),CaTiO(チタン酸カルシウム),SrTiO(チタン酸ストロンチウム),MgTiO(チタン酸マグネシウム),ペロブスカイト構造を形成するBa1-x-yCaSrTi1-zZr(0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1)等のうち少なくとも1つから選択して用いることができる。Ba1-x-yCaSrTi1-zZrは、チタン酸バリウムストロンチウム、チタン酸バリウムカルシウム、ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸バリウム、チタン酸ジルコン酸カルシウムおよびチタン酸ジルコン酸バリウムカルシウムなどである。
 また、カバー層20,21は、セラミック材料を主成分とする。例えば、カバー層20,21の材料は、誘電体層22とセラミック材料の主成分が同じである。カバー層20,21は、各誘電体層22の積層方向の外側に設けられ、積層方向における積層部2sの上面2C及び下面2Dを構成する。
 また、サイドマージン部40,41は、セラミック材料を主成分とする。例えば、サイドマージン部40,41の材料は、誘電体層22とセラミック材料の主成分が同じである。サイドマージン部40,41は、積層部2sの形成後、その側面2E,2F上に形成される。
 外部電極3a,3bは、積層部2sの長さ方向で互いに対向する端面2A,2Bをそれぞれ覆う。ここで長さ方向は、積層方向及び幅方向に略直交する第2方向の一例であり、内部電極層23が引き出される方向である。また、外部電極3a,3bは、上面2C、下面2Dおよび2つの側面2E,2Fに延在している。ただし、外部電極3a,3bは、上面2C、下面2Dおよび2側面2E,2Fにおいて互いに離間している。
 外部電極3a,3bは、下地金属膜として、Cu,Ni,Al(アルミニウム),Zn(亜鉛)などの金属、またはこれらの2以上の合金(例えば、CuとNiとの合金)を主成分とし、外部電極3a,3bの緻密化のためのガラス成分、外部電極3a,3bの焼結性を制御するための共材、などのセラミックを含んでいる。ガラス成分は、Ba(バリウム),Sr(ストロンチウム),Ca(カルシウム),Zn(亜鉛),Al,Si(ケイ素),B(ホウ素)等の酸化物である。共材は、例えば、誘電体層22の主成分と同じ材料を主成分とするセラミック成分である。
 また、外部電極3a,3bは、下地金属膜を覆うメッキ層を含んでもよい。メッキ層は、例えばNi,Cu,Sn等の卑金属を主成分としてもよい。さらに、エポキシ樹脂及びウレタン樹脂などの導電性樹脂の層を下地金属膜とメッキ層の間に形成してもよい。
 図2から理解されるように、長さ方向における各内部電極層23の端縁は、積層チップ2の外部電極3aが設けられた端面2Aと、外部電極3bが設けられた端面2Bとに、交互に引き出されて露出している。これにより、各内部電極層23は、積層方向において外部電極3aと外部電極3bとに、交互に導通している。つまり、各端面2A,2Bの外部電極3a,3bは、積層方向に沿って各内部電極層23と交互に接続されている。
 また、図3Aから理解されるように、積層方向及び幅方向に沿った積層チップ2の断面では、積層部2sの4つの角部2rにおいて、サイドマージン部40,41の積層方向の各端部4eが、カバー層20,21の幅方向における各端部20e,21eに積層方向から接している。これにより、カバー層20,21の各端部20e,21eは、サイドマージン部40,41の端部4eにより覆われている。
 カバー層20,21の各端部20e,21eは、研磨により角が丸められた曲面形状を有する。この曲面形状の領域に乗り上げるように、サイドマージン部40,41の積層方向の端部4eは幅方向の中央側の領域に被さるように延設されている。
 また、図3Bは、図1のB-B線に沿った比較対象の積層セラミックコンデンサ1aの断面図である。図3Bにおいて、図3Aと共通する構成には同一の符号を付し、その説明は省略する。比較対象の積層セラミックコンデンサ1aは、サイドマージン部40,41に代えてサイドマージン部40a,41aを有し、カバー層20,21に代えてカバー層20a,21aを有する。
 実施形態の積層セラミックコンデンサ1とは異なり、積層チップ2の幅方向におけるカバー層20a,21aの端部20ae,21aeは、曲面形状ではなく、略直角の角を有している。このため、サイドマージン部40a,41aの積層方向における端部4aeとカバー層20a,21aの幅方向における端部20ae,21aeの境界は、曲線ではなく、積層方向に沿った略直線状となる。したがって、サイドマージン部40a,41aの端部4aeは、積層チップ2の積層方向ではなく、幅方向からカバー層20a,21aの端部20ae,21aeに接している。
 一方、図3Aから理解されるように積層セラミックコンデンサ1では、サイドマージン部40,41の積層方向の各端部4eが、カバー層20,21の幅方向における各端部20e,21eに積層方向から接していることで、サイドマージン部40,41と積層部2sの接触面積が増加するため、積層部2sに対するサイドマージン部40,41の密着力が増加する。したがって、積層部2sからのサイドマージン部40,41の剥離が抑制される。
 サイドマージン部40,41の剥離は端部4eを起点として進行することが多いため、上記の構造によってサイドマージン部40,41の端部4eの密着力を高めることは剥離対策として有効である。サイドマージン部41の端部4eの先端Pは、段差を生ずることなくカバー層20の表面に接続されるのが好ましいが、例えば10μm以下の段差があっても剥離の抑制に問題はない。なお、積層チップ2の積層方向におけるサイドマージン部40,41の各端部4eは第1端部の一例であり、積層部2sの幅方向におけるカバー層20,21の各端部20e,21eは第2端部の一例である。
 積層部2sの各角部2rには、例えばバレル研磨により外側に凸の曲面が形成されている。サイドマージン部41の端部4eは、カバー層20,21の各端部20e,21eに設けられた角部2rの曲面に積層方向から接する。このため、サイドマージン部40,41の端部4eは、角部2rの曲面に沿って幅方向の中央側に延びるように形成される。したがって、角部2rに曲面ではなく平坦面を形成した場合よりサイドマージン部40,41と積層部2sの接触面積が増加するため、密着力を高めることが可能である。
 角部2rの曲面の曲げの程度が大きいほど、サイドマージン部40,41と積層部2sの接触面積は増加する。ここで、図3Aに示されるように、積層方向におけるカバー層20の厚みをbμmとし、幅方向におけるサイドマージン部41の端部4eの先端Pと積層部2sの側面2E,2Fの間の距離をaμmとして、厚みbに対する距離aの比(a/b)を曲げの程度を示すパラメータRとして定義する。パラメータRは、積層部2sのバレル研磨の実行条件(例えば時間など)やカバー層20,21の材料のグリーンシートの密度などにより調整することができる。
 実施形態の積層セラミックコンデンサ1のパラメータRは0より大きい。パラメータRが大きいほど、サイドマージン部40,41と積層部2sの間の密着力が増加して剥離しにくくなる。また、パラメータRが大きいほど、サイドマージン部40,41と積層部2sの境界に沿って外部から内部電極層23に至るまでの距離が延びる。水分は、サイドマージン部40,41と積層部2sの境界に沿って内部に侵入しやすいため、パラメータRが大きいほど、その侵入経路が長くなり、積層セラミックコンデンサ1の耐湿性が向上する。
 パラメータRが0.2以上である場合、積層部2s及びサイドマージン部40,41の間に十分に大きな密着力が得られため、サイドマージン部40,41の剥離をより効果的に抑制できる。さらにパラメータRが0.5以上である場合、水分の侵入経路が十分に長くなるため、より好ましい。また、パラメータRが2.8以下である場合、サイドマージン部40,41の形成が容易となるため、好ましい。さらにパラメータRは1.0以下とすると、積層部2sを研磨しても内部電極層23が削られにくく、静電容量の損失を抑えられるため、より好ましい。
 また、図3Aに示される先端Pと側面2E,2Fの間の距離aは、2.1~240.2μmであり、カバー層の厚みbは、11.2~85.2μmである。このように距離a及び厚みbの範囲を設定すると、積層部2sに対するサイドマージン部40,41の密着力を発揮する十分に広い領域が確保されるため、サイドマージン部40,41の剥離を抑制できる。さらに、距離aを5.0~200.0μmに設定し、厚みbを10.0~90.0μmと設定すると、外部から積層チップ2への水分の侵入経路が十分に長くなるであるため、好ましく、さらに好ましくは、距離aを10.0~90.0μmに設定し、厚みbを20.0~55.0μmと設定してもよい。
 また、積層部2sを研磨しても内部電極層23が削れないように、距離aを適度に短くするのが望ましい。このため、距離aは、200μm以下とするのが好ましく、90μm以下とすると、より好ましい。また、積層部2s及びサイドマージン部40,41の間に十分に大きな密着力を得ることができるため、距離aは、5μm以上とするのが好ましく、10μm以上とすると、より好ましい。
 一方、積層セラミックコンデンサ1の小型化の観点から、距離bは、90μm以下とするのが好ましく、55μm以下とすると、より好ましい。また、距離bが長いほど、積層セラミックコンデンサ1は外部からの衝撃に対して強くなり、また、水分の侵入経路が長くなる。このため、距離bは、10μm以上とするのが好ましく、20μm以上とすると、より好ましい。
(積層セラミックコンデンサの製造方法)
 図4は、積層セラミックコンデンサ1の製造工程の一例を示すフローチャートである。本製造工程は積層セラミック電子部品の製造方法の一例である。
 (グリーンシート成形工程)
 まずグリーンシート成形工程St1が行われる。本工程では、例えばセラミック粉末に各種の添加化合物(焼結補助剤など)を添加することで得た誘電体材料に、ポリビニルブチラール(PVB)樹脂等のバインダと、エタノール、トルエン等の有機溶剤と、可塑剤とを加えて湿式混合する。得られたスラリーを使用して、例えばダイコータ法やドクターブレード法により、基材上に誘電体グリーンシートを塗工して乾燥させる。基材は、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムである。
 なお、セラミック粉末の添加化合物としては、Mg(マグネシウム),Mn(マンガン),V(バナジウム),Cr(クロム),希土類元素(Y(イットリウム),Sm(サマリウム),Eu(ユーロピウム),Gd(ガドリニウム),Tb(テルビウム),Dy(ジスプロシウム),Ho(ホルミウム),Er(エルビウム),Tm(ツリウム)およびYb(イッテルビウム))の酸化物、並びに、Co(コバルト),Ni,Li(リチウム),B(ホウ素),Na(ナトリウム),K(カリウム)およびSi(シリコン)の酸化物もしくはガラスが用いられる。
 (内部電極印刷工程)
 次に内部電極印刷工程St2が行われる。本工程では、基材上の誘電体グリーンシートに、有機バインダを含む内部電極形成用の金属導電ペーストをグラビア印刷により印刷することで、内部電極層23に対応する複数の内部電極パターンを互いに離間させて成膜する。金属導電ペーストには、共材としてセラミック粒子を添加する。セラミック粒子の主成分は、特に限定するものではないが、誘電体層22の主成分セラミックと同じであることが好ましい。
 (積層工程)
 次に積層工程St3が行われる。以下に図5を参照して説明する。
 図5は、積層工程St3の一例を示す断面図である。本工程では、内部電極層23となる内部電極パターン6が印刷された誘電体グリーンシート5を積層することにより積層シート5Sを形成する。積層シート5Sの積層方向の両端面には、カバー層20,21に対応する誘電体グリーンシート5a,5bがそれぞれ積層される。
 (圧着工程)
 次に圧着工程St4が行われる。本工程では、積層シート5Sを加圧することにより複数の誘電体グリーンシート5,5a,5b間を圧着する。圧着手段としては、例えば静水圧プレスが挙げられるが、これに限定されない。
 (切断工程)
 次に切断工程St5が行われる。本工程では、切断ブレードにより積層シート5Sを所定のカット線LWに沿って積層方向に切断することにより複数の積層部2sが得られる。
 (研磨工程)
 次に研磨工程St6が行われる。以下に図6を参照して説明する。
 図6は、研磨工程St6の一例を示す積層部2sの側面図である。図6には、焼成前の積層部2sの端面2Aが示されている。本工程では、積層部2sを例えばバレル研磨などの手法により研磨する。これにより、積層部2sの角部2rが丸められる。このとき、積層部2sのバレル研磨の実行条件(例えば時間など)を適切に設定することによりパラメータRを上記の範囲内に調整することができる。また、バレル研磨の研磨助剤のサイズを大きくするほど、図3Aに示される距離aが長くなっていく。
 (サイドマージン形成工程)
 次にサイドマージン形成工程St7が行われる。以下に図7~図9を参照して説明する。
 図7~図9は、積層部2sの端面2Aを正面視した場合のサイドマージン形成工程St7の一例を示す側面図である。本例では、一方の側面2F上にサイドマージン部41を形成する過程を挙げるが、他方の側面2E上にサイドマージン部40を形成する過程も同様である。
 まず、図7に示されるように、平板状の弾性体92の板面上に誘電体グリーンシート91を配置する。また、積層部2sの一方の側面2Eをテープ90により固定しておき、他方の側面2Fが誘電体グリーンシート91の表面と対向するように、その上方に積層部2sを配置する。
 次に、テープ90を不図示の押圧装置により下方へ移動させる。これにより、積層部2sが符号Dで示されるように誘電体グリーンシート91に向かって移動する。
 これにより、図8に示されるように、積層部2sの側面2Fは誘電体グリーンシート91の表面に押し付けられる。このとき、誘電体グリーンシート91の押し付けられた部分は積層部2sからの押圧により凹み、その下方の弾性体92も凹む。誘電体グリーンシート91の該当部分は、弾性体92からの復元力により積層部2sの側面2Fに押し当てられる。これにより側面2Fに誘電体グリーンシート91の一部が貼り付く。
 このとき、積層方向における側面2Fの両端部では、積層部2sの角部2rに沿って誘電体グリーンシート91が貼り付く。その後、積層部2sの押圧力が増加すると、誘電体グリーンシート91の貼り付いた部分とその他の部分の間にせん断力が生ずるため、両部分は互いに切り離される。
 次に、図9に示されるように、テープ90を不図示の押圧装置により上方へ移動させる。これにより、積層部2sが符号Uで示されるように弾性体92から離れるように移動する。このとき、誘電体グリーンシート91の切り離された部分は積層部2sの側面2Fに貼り付き、サイドマージン部41として形成される。
 このようにして積層部2sの側面2F,2Eにサイドマージン部41,40がそれぞれ形成され、焼成前の積層部2sが作製される。なお、角部2rの曲げの程度のパラメータRが大きすぎると、積層部2sの押圧時に十分なせん断力が得られないため、サイドマージン部41を正常に形成することができないことがある。この観点から弾性体92は、所定の押圧力で角部2rの大きさ以上に変形するものを選択するのが良い。
 (再研磨工程)
 次に再研磨工程St8が行われる。本工程では、サイドマージン部40,41が形成された積層部2sを例えばバレル研磨などの手法により再び研磨する。これにより、サイドマージン部40,41の角部が丸められる。
 (外部電極形成工程)
 次に外部電極形成工程St9が行われる。本工程は、サイドマージン部40,41を含む積層チップ2の一対の端面2A,2Bをそれぞれ覆い、積層方向に沿って内部電極層23と交互に接続された一対の外部電極3a,3bの下地金属膜を形成する工程の一例である。本工程では、例えば金属粉末、ガラスフリット、バインダ、および溶剤を含む導電ペーストを積層チップ2の各端面2A,2B、上面2C、下面2D、及び各側面2E,2Fに塗布する。導電ペーストの塗布後、焼き付けることにより、外部電極3a,3bの下地金属膜が形成される。なお、バインダおよび溶剤は、焼き付けによって蒸発する。導電ペーストの塗布手段としては、例えばディップ法が挙げられる。また、このような外部電極3a,3bの下地金属膜はスパッタリング法で形成しても良い。
 (焼成工程)
 次に焼成工程St10が行われる。本工程では、外部電極3a,3bが形成された積層チップ2を、250~500℃のN雰囲気中で脱バインダ処理した後、還元雰囲気中で1300~1400℃で1時間程度焼成することで、積層チップ2内の各粒子が焼結する。このようにして積層セラミックコンデンサ1の製造工程は行われる。なお、焼成工程の後、各外部電極3a,3bの下地金属膜上にめっき処理によりCu,Ni,Sn等の複数層の金属コーティングが行われてもよい。例えばNiを主成分とした下地金属膜上にCuめっき層、Niめっき層、及びSnめっき層を形成することにより外部電極3a,3bが形成されても良い。また、Cuを主成分とした下地金属膜上にNiめっき層及びSnめっき層を形成することにより外部電極3a,3bが形成されても良い。
 本実施形態では、積層部2sの全ての角部2rにおいて、サイドマージン部40,41の積層方向における端部4eが、カバー層20,21の幅方向における端部に被さるように幅方向に延びているが、この構成は少なくとも1つの角部2rにおいて形成されればよい。もっとも、上記の構成を有する角部2rが多いほど、サイドマージン部40,41の剥離の抑制効果は向上する。
 次に実施例の積層セラミックコンデンサ1の評価結果を述べる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1は、積層セラミックコンデンサ1a,1のサンプルNo.1~9の距離a、厚みb、パラメータR、製造不良の有無、サイドマージン部40,41が剥離した個数、耐湿性が不良となった個数を示す。サンプルNo.1~9を上記の製造工程に従って1000個ずつ作製して評価した。距離a、厚みbは、1000個のサンプルNo.1~9からそれぞれ抜き取った20個の平均値として算出した。サンプルNo.1~9のサイズは、長さ1.0mm、幅0.5mm、及び高さ0.5mmとし、サンプルNo.1~9の定格電圧は10Vとした。
 各サンプルNo.1~9の距離a、厚みb、及びパラメータRは相違する。距離a、厚みb、及びパラメータRは上記の研磨工程St6により調整した。
 サンプルNo.2~9は、図3Aに示される実施形態の積層セラミックコンデンサ1である。サンプルNo.2~9の積層部2sの全ての角部2rに曲面を形成した。これにより、全ての角部2rにおいて、カバー層20,21の端部20e,21eをサイドマージン部40,41の端部4eで覆った。
 また、サンプルNo.1は、図3Bに示される比較対象の積層セラミックコンデンサ1aである。サンプルNo.1の積層部2sの各角部には曲面を形成しなかった。以下に評価結果を述べる。
(製造不良の有無)
 上記のサイドマージン形成工程St7の後に各サンプルNo.1~9のサイドマージン部40,41が正常に形成されたか否かを確認した。パラメータRが最も大きいサンプルNo.9のサイドマージン部40,41だけが正常に形成されず、製造不良は「有」となった。他のサンプルNo.1~8のサイドマージン部40a,41a,40,41は正常に形成された。なお、確認した個数は、サンプルNo.1~8のそれぞれについて1000個とした。
 上述したようにパラメータRが大きいほど、積層部2sの角部2rの曲がりの程度は大きくなる。このため、図7~図9を参照して述べたように、サイドマージン形成工程St7において、積層部2sの側面2Fに貼り付いた誘電体グリーンシート91の一部を他の部分から引きはがすための十分なせん断力が得られない。このため、製造の容易性の観点からすると、パラメータRは2.8以下であることが好ましい。また、パラメータRは1.0以下とすると、研磨工程St6において内部電極層23が削られにくく、静電容量の損失を抑えられるため、さらに好ましい。なお、サンプルNo.9は、サイドマージン部40,41が正常に形成できなかったため、剥離及び耐湿性の評価を行わなかった。
(サイドマージン部の剥離の有無)
 上記の焼成工程St10の後、サンプルNo.1~8のサイドマージン部40a,41a,40,41の剥離の有無を目視にて検査した。検査個数は、サンプルNo.1~8のそれぞれについて1000個とした。
 パラメータRが0であるサンプルNo.1について、1000個中の2個のサイドマージン部40a,41aの剥がれが確認された。これに対し、他のサンプルNo.2~8については1個もサイドマージン部40,41の剥がれが確認されなかった。
 パラメータRが小さいほど、積層部2sの角部2rの曲がりの程度は小さくなる。このため、サンプルNo.1のようにパラメータRが0であると、サイドマージン部40a,41aと積層部2sの間に十分な接触面積を確保することができず、積層部2s及びサイドマージン部40a,41aの間の密着力が不十分となる。
(耐湿性の評価)
 耐湿性の評価において、各サンプルNo.1~8の200個に対し、温度45℃、湿度95%の条件下で定格電圧10Vを印加して所定時間だけ保持した後、各サンプルNo.1~7の電気抵抗を測定した。電気抵抗が10MΩ以上である積層セラミックコンデンサを「良」と判定し、電気抵抗が10MΩ未満である積層セラミックコンデンサを「不良」と判定した。
 耐湿性の評価結果として、パラメータRが0であるサンプルNo.1について、200個中の1個が「不良」と判定された。これに対し、他のサンプルNo.2~8については200個全てが「良」と判定された。パラメータRが小さいほど、積層部2sの角部2rの曲がりの程度は小さくなるため、サイドマージン部40,41と積層部2sの境界に沿って外部から内部電極層23に至るまでの距離が短くなり、サイドマージン部40,41の剥離で内部に水分が侵入して積層セラミックコンデンサ1の特性に影響しやすい。
 このように、サイドマージン部40,41の剥離、及び耐湿性の向上の観点からすると、パラメータRは0.2以上であることが好ましい。パラメータRが0.2以上である場合、積層部2s及びサイドマージン部40,41の間に十分に大きな密着力が得られため、サイドマージン部40,41の剥離をより効果的に抑制できる。また、パラメータRは0.3以上とすると、積層部2s及びサイドマージン部40,41の間により大きな密着力を得ることができるため、さらに好ましい。さらにパラメータRが0.5以上である場合、水分の侵入経路が十分に長くなるため、より好ましい。
 また、距離aは、2.1~240.2μmとし、カバー層の厚みbは、11.2~85.2μmに設定すると、積層部2sに対するサイドマージン部40,41の密着力を発揮する十分に広い領域が確保されるため、サイドマージン部40,41の剥離を抑制できる。この場合、さらに、水分の侵入経路が十分に長くなるため、耐湿性が向上する。さらに、距離aを5.0~200.0μmに設定し、厚みbを10.0~90.0μmと設定すると、外部から積層チップ2への水分の侵入経路が十分に長くなるであるため、好ましく、さらに好ましくは、距離aを10.0~90.0μmに設定し、厚みbを20.0~55.0μmと設定してもよい。
 ここで、研磨工程St6において内部電極層23が削れないように、距離aを適度に短くするのが望ましい。このため、距離aは、200μm以下とするのが好ましく、90μm以下とすると、より好ましい。また、積層部2s及びサイドマージン部40,41の間に十分に大きな密着力を得ることができるため、距離aは、5μm以上とするのが好ましく、10μm以上とすると、より好ましい。
 一方、積層セラミックコンデンサ1の小型化の観点から、距離bは、90μm以下とするのが好ましく、55μm以下とすると、より好ましい。また、距離bが長いほど、積層セラミックコンデンサ1は外部からの衝撃に対して強くなり、また、水分の侵入経路が短くなる。このため、距離bは、10μm以上とするのが好ましく、20μm以上とすると、より好ましい。
 以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
 1,1a 積層セラミックコンデンサ
 2 積層チップ
 2r 角部
 2s 積層部
 2A,2B 端面
 2C 上面
 2D 下面
 2E,2F 側面
 3a,3b 外部電極
 4e 端部
 40,41,40a,41a サイドマージン部
 5,5a,5b 誘電体グリーンシート
 20,21,20a,21a カバー層
 20e,21e 端部
 22 誘電体層
 23 内部電極層
 
 

Claims (11)

  1.  交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層と、前記複数の内部電極層及び前記複数の誘電体層の積層方向の外側に設けられたカバー層とを含む略直方体形状の積層部と、
     前記積層部の6つの面のうち、前記積層方向に略直交する第1方向に向いた側面に設けられたサイドマージン部と、
     前記積層部の6つの面のうち、前記第1方向及び前記積層方向に対し略直交する第2方向に向いた端面に設けられ、前記内部電極層に接続された外部電極とを有し、
     前記積層方向及び前記第1方向に沿った前記積層部の断面を視たとき、前記積層部の少なくとも1つの角部において、前記サイドマージン部の前記積層方向における第1端部が、前記カバー層の前記第1方向における第2端部に前記積層方向から接していることを特徴とする積層セラミック電子部品。
  2.  前記少なくとも1つの角部は、外側に凸となる曲面を有し、
     前記第1端部は、前記第2端部に設けられた前記曲面に前記積層方向から接することを特徴とする請求項1に記載の積層セラミック電子部品。
  3.  前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、0.2以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  4.  前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、0.5以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  5.  前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、2.8以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  6.  前記積層方向における前記カバー層の厚みに対する、前記サイドマージン部の前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離の比は、1.0以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  7.  前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、2.1~240.2μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、11.2~85.2μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  8.  前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、5.0~200.0μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、10.0~90.0μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  9.  前記第1方向における前記第1端部の先端と前記側面の間の距離は、10.0~90.0μmであり、前記積層方向における前記カバー層の厚みは、20.0~55.0μmであることを特徴とする請求項1または2に記載の積層セラミック電子部品。
  10.  交互に積層された複数の内部電極層及び複数の誘電体層と、前記複数の内部電極層及び前記複数の誘電体層の積層方向の外側に設けられたカバー層とを含む略直方体形状の積層部を研磨する工程と、
     前記積層部の6つの面のうち、前記積層方向に略直交する第1方向に向いた側面にサイドマージン部を形成する工程と、
     前記積層部の6つの面のうち、前記第1方向及び前記積層方向に対し略直交する第2方向に向いた端面に、前記内部電極層に接続された外部電極を形成する工程とを有し、
     前記サイドマージン部を形成する工程は、前記積層方向及び前記第1方向に沿った前記積層部の断面を視たとき、前記積層部の少なくとも1つの角部において、前記サイドマージン部の前記積層方向における第1端部が、前記カバー層の前記第1方向における第2端部に前記積層方向から接するように形成することを特徴とする積層セラミック電子部品の製造方法。
  11.  前記積層部を研磨する工程は、前記少なくとも1つの角部に、外側に凸となる曲面を形成し、
     前記サイドマージン部を形成する工程は、前記第1端部は、前記第2端部に設けられた前記曲面に前記積層方向から接するように形成することを特徴とする請求項10に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
     
     
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