JP2005340663A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー電極と外部電極とを接続する面積を増やし外部電極の接着強度を強くしたコンデンサを提供する。
【解決手段】複数個の誘電体層を積層してなる積層体１の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極層２を介在させるとともに、積層体１の側面と主面との間の角部に断面円弧状の面取り部を形成し、積層体１の側面から主面にかけて、内部電極層２の一端に接続される外部電極３を被着させたコンデンサにおいて、積層体１の主面近傍に位置する誘電体層間に、積層体１の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて外周部６を環状に露出させたダミー電極５を介在させるとともに、ダミー電極５の露出部全体にわたって外部電極３を接続した。
【選択図】図２

Description

本発明は、多連型積層セラミックコンデンサ等の高密度集積回路に用いられるコンデンサに関するものである。

従来より、高密度集積回路には多連型積層セラミックコンデンサ等のコンデンサが用いられている。

かかるコンデンサは、例えば、複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極層を介在させるとともに、前記積層体の側面と主面との間の角部に断面円弧状の面取り部を形成し、前記積層体の側面から主面にかけて、前記内部電極層の一端に接続される外部電極を被着させた構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

尚、上述した従来のコンデンサは、積層体の主面近傍に位置する誘電体層間に、前記外部電極に接続されるダミー電極を介在させ、金属同士の結合を増やすことにより、積層体と外部電極との接着強度を強めるようにしている。

また、コンデンサの外部電極を形成する方法としては、積層体の表面に導出された内部電極層の一端及びダミー電極の一端を起点として無電解メッキ膜を析出させ、無電解メッキ膜を積層体の側面に連続的に形成する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−１２９４７６号公報 特開２００４−４００８５号公報

しかしながら従来のコンデンサは、積層体の主面には内部電極層が導出していないので、積層体の主面における外部電極の接着強度が側面における接着強度に比して弱いものであった。

また、特に外部電極が無電解メッキ膜を含む場合、誘電体層と外部電極との結合を強くすることが困難であるため、積層体の主面における外部電極の接着強度は、外部電極と内部電極層との接続がないことから非常に弱くなり、回路基板上に半田等を介して搭載した場合の接着強度が不足することになる。

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、ダミー電極と外部電極とを接続する面積を増やし外部電極の接着強度を強くしたコンデンサを提供することにある。

本発明のコンデンサは、複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極層を介在させるとともに、前記積層体の側面と主面との間の角部に曲面状の面取り部を形成し、前記積層体の側面から主面にかけて、前記内部電極層の一端に接続される外部電極を被着させたコンデンサにおいて、前記積層体の主面近傍に位置する誘電体層間に、前記積層体の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて外周部を環状に露出させたダミー電極を介在させるとともに、該ダミー電極の露出部全体にわたって前記外部電極を接続したことを特徴とするものである。

また本発明のコンデンサは、前記外部電極が、前記積層体の表面に導出された内部電極層の一端及び前記ダミー電極の外周部を起点として析出された無電解メッキ膜を含んで形成されており、該無電解メッキ膜が前記積層体の側面から主面にかけて連続的に形成されていることを特徴とするものである。

更に本発明のコンデンサは、前記積層体の主面近傍において前記誘電体層と前記ダミー電極とが交互に積層されており、これらダミー電極の外周部が前記積層体の表面に年輪状をなすように露出されていることを特徴とするものである。

また更に本発明のコンデンサは、前記積層体の積層方向に係るダミー電極の厚みＴ_１と、前記積層体の面取り部に露出されるダミー電極の露出幅Ｗ_１とが“Ｗ_１＞Ｔ_１”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とするものである。

更にまた本発明のコンデンサは、前記ダミー電極の露出幅Ｗ_１と、前記積層体の側面に導出される内部電極層の導出幅Ｗ_２とが“Ｗ_１＞Ｗ_２”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とするものである。

また更に本発明のコンデンサは、前記積層体の主面近傍において前記誘電体層と前記ダミー電極とが交互に積層されており、前記積層体の縦断面において前記積層体の表面に導出された隣接するダミー電極の端部間の最短距離Ｄ_１と前記積層体の同一側面に導出された隣接する内部電極層の端部間の最短距離Ｄ_２とが“Ｄ_１＜Ｄ_２”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とするものである。

本発明のコンデンサによれば、積層体の主面近傍に位置する誘電体層間に、積層体の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて外周部を環状に露出させたダミー電極を介在させるとともに、ダミー電極の露出部全体にわたって外部電極を接続したことから、環状に露出したダミー電極がダミー電極と外部電極とを接続する面積を増やすので、外部電極の接着強度を強くすることができる。

また本発明のコンデンサによれば、外部電極が、積層体の表面に導出された内部電極層の一端及びダミー電極の外周部を起点として析出された無電解メッキ膜を含んで形成されており、無電解メッキ膜が積層体の側面から主面にかけて連続的に形成されていることから、外部電極を精度良く形成できるとともに、外部電極が被着される部分の金属同士の結合が増え、外部電極の接着強度を強くすることができる。

更に本発明のコンデンサによれば、積層体の主面近傍において誘電体層とダミー電極とが交互に積層されており、これらダミー電極の外周部が前記積層体の表面に年輪状をなすように露出されていることから、ダミー電極の外周部と外部電極とが接続する面積が効率的に増えるので、外部電極の接着強度をより強くすることができる。

また更に本発明のコンデンサによれば、積層体の積層方向に係るダミー電極の厚みＴ_１と、積層体の面取り部に露出されるダミー電極の露出幅Ｗ_１とが“Ｗ_１＞Ｔ_１”の関係式を満たすように設定されていることから、ダミー電極と外部電極とを接続する面積が増えるので、外部電極の接着強度を高くすることができる。

更にまた本発明のコンデンサは、ダミー電極の露出幅Ｗ_１と、積層体の側面に導出される内部電極層の導出幅Ｗ_２とが“Ｗ_１＞Ｗ_２”の関係式を満たすように設定されていることから、積層体の主面近傍でダミー電極と外部電極とを接続する面積が増えるので、回路基板上に半田等を介して搭載した場合の接着強度を高くすることになる。

また更に本発明のコンデンサは、積層体の主面近傍において誘電体層とダミー電極とが交互に積層されており、積層体の縦断面において積層体の表面に導出された隣接するダミー電極の端部間の最短距離Ｄ_１と積層体の同一側面に導出された隣接する内部電極層の端部間の最短距離Ｄ_２とが“Ｄ_１＜Ｄ_２”の関係式を満たすように設定されていることから、積層体の主面近傍でダミー電極と外部電極とを接続する面積が増えるので、回路基板上に半田等を介して搭載した場合の接着強度を高くすることになる。

以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。

は本発明の一実施形態にかかるコンデンサを上方からみた平面図であり、図２はその断面図である。同図に示すコンデンサは、複数個の誘電体層を積層してなる積層体１の内部に内部電極層２が介在され、積層体１の側面から主面にかけては外部電極３が被着された構造を有している。

積層体１を構成する誘電体層は、材質としては例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３等を主成分とする高誘電率の誘電体材料が用いられ、その厚みは例えば１層あたり１μm〜３μmに設定される。また積層体１における誘電体層の積層数は、例えば２０層〜２０００層に設定される。

また積層体１の側面と主面との間の角部には、カケ等の不具合が発生しないように、断面円弧状の面取り部が形成される。面取り部の円弧の半径は例えば３０〜８０μｍに設定される。

内部電極層２は、積層体１の内部で隣接する誘電体層間に介在され、材質としては例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属を主成分とする導体材料が用いられ、その厚みは例えば０．５μm〜２μmに設定される。誘電体層を介して対向する一対の内部電極層２は、対向する領域で静電容量が形成され、その一端はそれぞれ積層体１の異なる側面に導出される。尚、本実施形態のコンデンサにおいて、誘電体層を介して対向する一対の内部電極層２はそれぞれ対向する側面に導出される。

積層体１の側面から主面にかけて被着される外部電極３は、材質としては例えば、導電率が低く半田に浸食されにくいＣｕ等の導体材料が用いられ、その厚みは例えば５〜１０μｍ設定される。また外部電極３は、側面に導出した内部電極層２の一端に接続され、積層体１の内部で形成される静電容量と電気的に接続される。尚、本実施形態のコンデンサにおいて、外部電極３の表面には、回路基板に半田で搭載される場合に半田が塗れやすくするために、半田、Ｓｎ等のロウ材層４（図１では図示せず）が被覆形成される。ロウ材層４は、例えば、４〜５μｍの厚みに設定される。

図３に本実施形態のコンデンサから外部電極３を除いた平面図を示す。積層体１の主面近傍に位置する誘電体層間には、静電容量の形成に対する関与が少ないダミー電極５が複数個形成され、積層体１の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて外周部６を環状に露出させたダミー電極５が介在され、ダミー電極５の露出部全体にわたって外部電極３が接続される。環状に露出したダミー電極５の外周部６がダミー電極５と外部電極３とを接続する面積を増やすので、回路基板上に半田等を介して搭載した場合の外部電極３の接着強度を強くすることができる。

また本実施形態のコンデンサにおいては、図３に示されるように、積層体１の主面近傍において誘電体層とダミー電極５とが交互に積層されており、これらダミー電極５の外周部６が積層体１の表面に年輪状をなすように露出される。ダミー電極５の外周部６と外部電極３とが接続する面積が効率的に増えるので、外部電極３の接着強度をより強くすることができる。

図４に図２の部分拡大図を示す。図４に示すように、積層体１の積層方向に係るダミー電極５の厚みＴ_１と、積層体１の面取り部に露出されるダミー電極３の露出幅Ｗ_１とが“Ｗ_１＞Ｔ_１”の関係式を満たすように設定される。本実施形態のコンデンサにおいては、例えば、積層体１の積層方向に係るダミー電極５の厚みＴ_１が１．２μｍのとき、積層体１の面取り部に露出されるダミー電極３の露出幅Ｗ_１は、１．５〜３μｍになるようにした。これにより、ダミー電極５と外部電極３とを接続する面積が増えるので、外部電極３の接着強度をより高くすることができる。更に本実施形態のコンデンサにおいては、露出部Ｗ_１が積層体１の主面側に近づくにつれて広くなるようにした。

一方、ダミー電極５の露出幅Ｗ_１と、積層体１の側面に導出される内部電極層２の導出幅Ｗ_２とは、“Ｗ_１＞Ｗ_２”の関係式を満たすように設定される。本実施形態のコンデンサにおいては、例えば、積層体１の側面に導出される内部電極層２の導出幅Ｗ_２は、上記内部電極層２の厚みと略同一の１．２μｍに設定し、このとき、ダミー電極３の露出幅Ｗ_１は、１．５〜３μｍになるようにした。このことによっても、積層体１の主面近傍でダミー電極５と外部電極３とを接続する面積が増えるので、接着強度をより強くすることになる。

更に、積層体１の主面近傍において誘電体層とダミー電極５とが交互に積層されており、積層体１の縦断面において積層体１の表面に導出された隣接するダミー電極５の端部間の最短距離Ｄ_１と積層体１の同一側面に導出された隣接する内部電極層２の端部間の最短距離Ｄ_２とが“Ｄ_１＜Ｄ_２”の関係式を満たすように設定される。このことによっても、積層体１の主面近傍でダミー電極５と外部電極３とを接続する面積が増えるので、回路基板上に半田等を介して搭載した場合の接着強度を強めることになる。本実施形態のコンデンサにおいては、ダミー電極５の端部間には誘電体層が１層分介在しているのに対して内部電極層２の端部間には誘電体層が２層分介在されるようにした。

本実施形態のコンデンサは、以下の製造方法により製作される。

先ず、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３等を主成分とする誘電体材料の粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状のセラミックスラリを作製し、得られたセラミックスラリを従来周知のドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みの誘電体層となるセラミックグリーンシートを形成し、得られたセラミックグリーンシートの主面に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｕ−Ｎｉ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属材料の粉末に適当な有機溶剤、有機バインダ等を添加・混合して得た導体ペーストを従来周知のスクリーン印刷等によって所定パターンに塗布し、容量形成電極となる導体パターン及びダミー導体となる導体パターンを形成する。なお、上記導体パターンは、所定パターンのメッキ等の電鋳法を用いて形成した膜を被着・転写させておくことにより形成するようにしても良い。

次に、導体パターンが形成されたセラミックグリーンシートを所定の枚数だけ支持台上に積層し、積層された導体パターン及びセラミックグリーンシートを加圧加熱することにより、大型積層体を形成し、大型積層体を所定の寸法で切断することにより、未焼成積層ブロックを形成する。

そして、得られた未焼成積層体を例えば１１００℃〜１４００℃の温度で焼成し、更に、得られた積層ブロックをバレル研磨等により側面と主面との角部に面取り部を形成し、得られた積層体１の表面に露出した内部電極層２及びダミー電極５の一端を起点として、Ｃｕの無電解メッキ膜を積層体１の側面から主面にかけて連続的に形成されるまで析出させることにより、外部電極３が被着・形成される。

本実施形態のコンデンサにおいては、ダミー電極５が積層体１の側面と主面との角部に介在されており、上記バレル研磨を行った際に、積層体１の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけてダミー電極５が露出される。その上、誘電体層がＢａＴｉＯ_３等からなるためにＮｉ等からなるダミー電極５よりも削られやすいので、ダミー電極３の外周部６が積層体１の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて露出される。これにより、外部電極３を形成する無電解メッキ膜がダミー電極５の外周部６を起点にして析出されるので、外部電極を精度良く形成できるとともに、外部電極３が被着される部分の金属同士の結合が増え、外部電極３の接着強度を強くすることができる。外周部６は、主面側に近いものほど上記バレル研磨によって削られる量が多く径が小さくなるので、複数個の外周部６が重なって露出する場合には、図３に示すような年輪状をなすように露出されるようになる。

また、主面近傍のダミー電極５の厚みにより、積層方向においてダミー電極５が形成された領域の内部電極層２は、積層体の中央部に向かって断面が屈曲した形状となっている。このことが更に、バレル研磨を行った際にダミー電極５の主面側を露出させやすくしている。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、本実施形態のコンデンサにおいては、図１の平面図では外部電極３が同一側面に２個形成され、一つの積層体内に２個のコンデンサ素子を有した多連型セラミックコンデンサが示されているが、外部電極３は同一側面に２個形成するに限らず、３個以上形成してもよい。

また、本実施形態においては、外部電極３の表面に直接、半田等のロウ材層を被膜・形成したが、半田の浸食をより抑えるために外部電極３とロウ材層との間にＮｉ等の中間層を形成しても良い。尚、中間層の厚みは、例えば２〜３μｍに設定される。

本発明のコンデンサの一実施形態を示す平面図である。 本発明のコンデンサの一実施形態を示す断面図である。 本発明のコンデンサの一実施形態から外部電極を除いた平面図である。 図２の部分拡大図である。

符号の説明

１・・・積層体
２・・・内部電極層
３・・・外部電極
４・・・ロウ材層
５・・・ダミー電極
６・・・外周部

Claims (6)

1. 複数個の誘電体層を積層してなる積層体の内部で、隣接する誘電体層間に内部電極層を介在させるとともに、前記積層体の側面と主面との間の角部に曲面状の面取り部を形成し、前記積層体の側面から主面にかけて、前記内部電極層の一端に接続される外部電極を被着させたコンデンサにおいて、
   前記積層体の主面近傍に位置する誘電体層間に、前記積層体の面取り部、もしくは面取り部から主面にかけて外周部を環状に露出させたダミー電極を介在させるとともに、該ダミー電極の露出部全体にわたって前記外部電極を接続したことを特徴とするコンデンサ。
2. 前記外部電極が、前記積層体の表面に導出された内部電極層の一端及び前記ダミー電極の外周部を起点として析出された無電解メッキ膜を含んで形成されており、該無電解メッキ膜が前記積層体の側面から主面にかけて連続的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のコンデンサ。
3. 前記積層体の主面近傍において前記誘電体層と前記ダミー電極とが交互に積層されており、これらダミー電極の外周部が前記積層体の表面に年輪状をなすように露出されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコンデンサ。
4. 前記積層体の積層方向に係るダミー電極の厚みＴ_１と、前記積層体の面取り部に露出されるダミー電極の露出幅Ｗ_１とが“Ｗ_１＞Ｔ_１”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のコンデンサ。
5. 前記ダミー電極の露出幅Ｗ_１と、前記積層体の側面に導出される内部電極層の導出幅Ｗ_２とが“Ｗ_１＞Ｗ_２”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のコンデンサ。
6. 前記積層体の主面近傍において前記誘電体層と前記ダミー電極とが交互に積層されており、前記積層体の縦断面において前記積層体の表面に導出された隣接するダミー電極の外周部間の最短距離Ｄ_１と前記積層体の同一側面に導出された隣接する内部電極層の端部間の最短距離Ｄ_２とが“Ｄ_１＜Ｄ_２”の関係式を満たすように設定されていることを特徴とすることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のコンデンサ。

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