JP2013258230A

JP2013258230A - セラミック電子部品

Info

Publication number: JP2013258230A
Application number: JP2012132725A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hiramatsu; 隆平松; Kunihiko Hamada; 邦彦浜田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-26
Also published as: US20130329338A1; US9105400B2

Abstract

【課題】セラミック電子部品の高性能化を図る。
【解決手段】第１の引き出し部１１ｂの第１の端面１０ｅ側の部分は、第１の厚肉部１１ｂ１を構成している。第１の厚肉部１１ｂ１は、第１の対向部１１ａの一の方向における中央部である第１の中央部の厚みの１．５倍上の厚みを有する。第１の厚肉部１１ｂ１の一の方向に沿った長さＬ１が、第２の対向部１２ａの第１の端面１０ｅ側の先端から第１の端面１０ｅまでの一の方向に沿った距離Ｌ２の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある。
【選択図】図２

Description

本発明は、セラミック電子部品に関する。

従来、セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品が種々の用途に使用されている。例えば特許文献１には、その一例として、内部電極の電極取り出し部の厚みが容量発生部の厚みよりも厚い積層セラミックコンデンサが記載されている。特許文献１に記載の積層セラミックコンデンサでは、相対的に厚い電極取り出し部の一部が、相対的に薄い容量発生部と長さ方向において重なっている。

特開２００６−３３２６０１号公報

近年、セラミック電子部品の性能をさらに改善したいという要望がある。

本発明は、セラミック電子部品の高性能化を図ることを主な目的とする。

本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、第１の内部電極と、第２の内部電極とを備える。セラミック素体は、第１及び第２の主面、第１及び第２の側面並びに第１及び第２の端面を有する。第１の内部電極は、セラミック素体内に配されている。第１の内部電極は、第１の端面から一の方向に沿って延びている。第２の内部電極は、第１の内部電極とセラミック層を介して対向するようにセラミック素体内に配されている。第２の内部電極は、第２の端面から一の方向に沿って延びている。第１の内部電極は、第１の対向部と、第１の引き出し部とを有する。第１の対向部は、第２の内部電極とセラミック層を介して対向している。第１の引き出し部は、第２の内部電極とセラミック層を介して対向していない。第１の引き出し部は、第１の対向部よりも第１の端面側に位置している。第２の内部電極は、第２の対向部と、第２の引き出し部とを有する。第２の対向部は、第１の対向部とセラミック層を介して対向している。第２の引き出し部は、第１の内部電極とセラミック層を介して対向していない。第２の引き出し部は、第２の対向部よりも第２の端面側に位置している。第１の引き出し部の第１の端面側の部分は、第１の厚肉部を構成している。第１の厚肉部は、第１の対向部の一の方向における中央部である第１の中央部の厚みの１．５倍上の厚みを有する。第１の厚肉部の一の方向に沿った長さが、第２の対向部の第１の端面側の先端から第１の端面までの一の方向に沿った距離の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある。

本発明に係るセラミック電子部品のある特定の局面では、第１の厚肉部の一の方向に沿った長さが、第２の対向部の第１の端面側の先端から第１の端面までの一の方向に沿った距離の３／８倍〜５／８倍の範囲内にある。

本発明に係るセラミック電子部品の別の特定の局面では、第２の引き出し部の第２の端面側の部分は、第２の厚肉部を構成している。第２の厚肉部は、第２の対向部の一の方向における中央部である第２の中央部の厚みの１．５倍上の厚みを有する。第２の厚肉部の一の方向に沿った長さが、第１の対向部の第２の端面側の先端から第２の端面までの一の
方向に沿った距離の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある。

本発明に係るセラミック電子部品の他の特定の局面では、セラミック電子部品は、第１の外部電極と、第２の外部電極とをさらに備える。第１の外部電極は、第１の端面の上に配されている。第１の外部電極は、第１の厚肉部に接続されている。第２の外部電極は、第２の端面の上に配されている。第２の外部電極は、第２の厚肉部に電気的に接続されている。

本発明によれば、セラミック電子部品の高性能化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。図１の線ＩＩ−ＩＩ部分の略図的断面図である。図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩ部分の略図的断面図である。本発明の一実施形態におけるセラミック電子部品の製造方法を説明するための略図的断面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

また、実施形態等において参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものである。図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率等が異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率等は、以下の説明を参酌して判断されるべきである。

図１は、本実施形態に係るセラミック電子部品１の略図的斜視図である。図２は、図１の線ＩＩ−ＩＩ部分の略図的断面図である。図３は、図１の線ＩＩＩ−ＩＩＩ部分の略図的断面図である。

セラミック電子部品１は、セラミック素体１０を備えている。セラミック素体１０は、互いに平行な第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆ（図２を参照）を有する。具体的には、セラミック素体１０は、略直方体状である。セラミック素体１０は、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂと、第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄと、第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆとを有する。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂは、それぞれ、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って延びている。第１の主面１０ａと第２の主面１０ｂとは、互いに平行である。第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄは、それぞれ、長さ方向Ｌ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。第１の側面１０ｃと第２の側面１０ｄとは、互いに平行である。第１及び第２の端面１０ｅ、１０ｆは、それぞれ、幅方向Ｗ及び厚み方向Ｔに沿って延びている。第１の端面１０ｅと第２の端面１０ｆとは互いに平行である。

なお、「略直方体」には、角部や稜線部が面取りされた直方体や、角部や稜線部が丸められた直方体が含まれるものとする。

セラミック素体１０は、適宜のセラミック材料により構成することができる。セラミック素体１０を構成するセラミック材料は、セラミック電子部品１の特性などにより適宜選択される。

例えば、セラミック電子部品１がセラミックコンデンサである場合は、セラミック素体１０を、誘電体セラミックを主成分とする材料により構成することができる。誘電体セラミックの具体例としては、例えば、ＢａＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＣａＺｒＯ_３などが挙げられる。セラミック素体１０には、例えば、Ｍｎ化合物、Ｃｏ化合物、希土類化合物、Ｓｉ化合物などの副成分を適宜添加されていてもよい。

図２及び図３に示されるように、セラミック素体１０の内部には、第１及び第２の内部電極１１，１２が設けられている。第１及び第２の内部電極１１，１２は、それぞれ、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿って設けられている。第１及び第２の内部電極１１，１２は、厚み方向Ｔにおいてセラミック層１０ｇを介して対向している。

第１の内部電極１１は、第１の端面１０ｅに引き出されている。第１の内部電極１１は、第１の端面１０ｅから長さ方向Ｌに沿って延びている。第１の内部電極１１は、第２の端面１０ｆ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄには引き出されていない。

第２の内部電極１２は、第２の端面１０ｆに引き出されている。第２の内部電極１２は、第２の端面１０ｆから長さ方向Ｌに沿って延びている。第２の内部電極１２は、第１の端面１０ｅ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄには引き出されていない。このため、セラミック素体１０の長さ方向Ｌにおける両端部には、第１及び第２の内部電極１１，１２のうちの一方のみが設けられた領域が存在している。

第１の内部電極１１は、図１及び図２に示される第１の外部電極１３に接続されている。第１の外部電極１３は、第１の端面１０ｅの上に設けられている。本実施形態では、第１の外部電極１３は、第１の端面１０ｅの上のみならず、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄの上にも設けられている。

第２の内部電極１２は、第２の外部電極１４に接続されている。第２の外部電極１４は、第２の端面１０ｆの上に設けられている。本実施形態では、第２の外部電極１４は、第２の端面１０ｆの上のみならず、第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂ並びに第１及び第２の側面１０ｃ、１０ｄの上にも設けられている。

第１及び第２の内部電極１１，１２並びに第１及び第２の外部電極１３，１４は、それぞれ、適宜の導電材料により構成することができる。具体的には、第１及び第２の内部電極１１，１２並びに第１及び第２の外部電極１３，１４は、それぞれ、Ｎｉ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ，Ｓｎなどの少なくとも一種により構成することができる。第１及び第２の外部電極１３，１４のそれぞれは、例えば、複数の導電層の積層体により構成されていてもよい。

図２に示されるように、第１の内部電極１１は、第１の対向部１１ａと、第１の引き出し部１１ｂとを有する。第１の引き出し部１１ｂは、第１の対向部１１ａよりも第１の端面１０ｅ側（Ｌ１側）に位置している。第１の内部電極１１は、第１の引き出し部１１ｂにおいて第１の外部電極１３と電気的に接続されている。

第２の内部電極１２は、第２の対向部１２ａと、第２の引き出し部１２ｂとを有する。第２の引き出し部１２ｂは、第２の対向部１２ａよりも第２の端面１０ｆ側（Ｌ２側）に位置している。第２の内部電極１２は、第２の引き出し部１２ｂにおいて第２の外部電極１４と電気的に接続されている。

第１の対向部１１ａと第２の対向部１２ａとは、セラミック層１０ｇを介して対向している。第１の引き出し部１１ｂは、第２の内部電極１２の第１の端面１０ｅ側（Ｌ１側）
の先端よりもＬ１側に位置している。このため、第１の引き出し部１１ｂは、第２の内部電極１２とは対向していない。第２の引き出し部１２ｂは、第１の内部電極１１の第２の端面１０ｆ側（Ｌ２側）の先端よりもＬ２側に位置している。このため、第２の引き出し部１２ｂは、第１の内部電極１１とは対向していない。

第１の引き出し部１１ｂは、第１の厚肉部１１ｂ１を有する。第１の厚肉部１１ｂ１は、第１の引き出し部１１ｂの第１の端面１０ｅ側（Ｌ１側）の部分に設けられている。すなわち、第１の引き出し部１１ｂの第１の端面１０ｅ側の部分は、第１の厚肉部１１ｂ１を構成している。このため、第１の内部電極１１は、相対的に厚い第１の厚肉部１１ｂ１において第１の外部電極１３と接続されている。従って、第１の外部電極１３と第１の内部電極１１との電気的接続の信頼性を高めることができる。

第１の厚肉部１１ｂ１は、第１の対向部１１ａの長さ方向Ｌにおける中央部（第１の中央部）の厚みの１．５倍以上の厚みを有する。なお、第１の厚肉部１１ｂ１の最大厚みは、第１の対向部１１ａの長さ方向Ｌにおける中央部の厚みの１．８〜２．２倍であることが好ましく、２．０倍であることがより好ましい。但し、第１の厚肉部１１ｂ１の厚みが厚すぎると、デラミネーションが発生する場合がある。従って、第１の厚肉部１１ｂ１の最大厚みは、第１の対向部１１ａの長さ方向Ｌにおける中央部の厚みの２．５倍以下であることが好ましい。

なお、第１の厚肉部１１ｂ１が、第１の端面１０ｅから第１の対向部１１ａの方向に向かうに従って、いったん第１の対向部１１ａの長さ方向Ｌにおける中央部（第１の中央部）の厚みの１．５倍未満になった後に、再び１．５倍以上になる場合があるが、この場合には、１．５倍未満になった部分および再び１．５倍以上となった部分も、第１の厚肉部１１ｂ１に含めるものとする。

第２の引き出し部１２ｂは、第２の厚肉部１２ｂ１を有する。第２の厚肉部１２ｂ１は、第２の引き出し部１２ｂの第２の端面１０ｆ側（Ｌ２側）の部分に設けられている。すなわち、第２の引き出し部１２ｂの第２の端面１０ｆ側の部分は、第２の厚肉部１２ｂ１を構成している。このため、第２の内部電極１２は、相対的に厚い第２の厚肉部１２ｂ１において第２の外部電極１４と接続されている。従って、第２の外部電極１４と第２の内部電極１２との電気的接続の信頼性を高めることができる。

第２の厚肉部１２ｂ１は、第２の対向部１２ａの長さ方向Ｌにおける中央部（第２の中央部）の厚みの１．５倍以上の厚みを有する。なお、第２の厚肉部１２ｂ１の最大厚みは、第２の対向部１２ａの長さ方向Ｌにおける中央部の厚みの１．８倍〜２．２倍であることが好ましく、２．０倍であることがより好ましい。但し、第２の厚肉部１２ｂ１の厚みが厚すぎると、デラミネーションが発生する場合がある。従って、第２の厚肉部１２ｂ１の最大厚みは、第２の対向部１２ａの長さ方向Ｌにおける中央部の厚みの２．５倍以下であることが好ましい。

なお、第２の厚肉部１２ｂ１が、第２の端面１０ｆから第２の対向部１２ａの方向に向かうに従って、いったん第２の対向部１２ａの長さ方向Ｌにおける中央部（第１の中央部）の厚みの１．５倍未満になった後に、再び１．５倍以上になる場合があるが、この場合には、１．５倍未満になった部分および再び１．５倍以上となった部分も、第２の厚肉部１２ｂ１に含めるものとする。

なお、セラミック電子部品１の製造方法は、特に限定されない。セラミック電子部品１は、例えば、以下の要領で製造することができる。

まず、セラミックグリーンシート２０（図４を参照）を用意する。セラミックグリーンシート２０は、例えば、セラミックペーストをスクリーン印刷法などの印刷法により印刷することにより作製することができる。

次に、セラミックグリーンシート２０の上に導電性ペーストをスクリーン印刷法などの印刷法により塗布することにより、第１または第２の内部電極１１，１２を構成するための導電性ペースト層２１，２２を形成する。

次に、導電性ペースト層２１，２２が形成されていないセラミックグリーンシート２０と、導電性ペースト層２１が形成されたセラミックグリーンシート２０と、導電性ペースト層２２が形成されたセラミックグリーンシート２０とを適宜積層することによりグリーンシート積層体を作製する。積層後、グリーンシート積層体にプレスを施してもよい。

次に、グリーンシート積層体を焼成することにより、内部に第１及び第２の内部電極１１，１２を有するセラミック素体１０を作製する。

第１及び第２の外部電極１３，１４は、例えば、セラミック素体１０の上に、導電性ペーストを塗布し、焼成することにより形成することもできるし、メッキにより形成することもできる。また、第１及び第２の外部電極１３，１４は、グリーンシート積層体の上に導電性ペーストを塗布しておき、グリーンシート積層体とともに導電性ペースト層を焼成することにより形成してもよい。

上述のように、本実施形態では、第１及び第２の内部電極１１，１２のそれぞれの引き出し部１１ｂ、１２ｂに、厚肉部１１ｂ１，１２ｂ１が設けられている。このため、セラミック電子部品１の第１及び第２の内部電極１１，１２の両方が設けられている部分の厚みと、第１及び第２の内部電極１１，１２の一方のみが設けられている部分の厚みとの差を小さくすることができる。

一方、例えば特許文献１に記載のように、相対的に厚い電極取り出し部の一部が、相対的に薄い容量発生部と長さ方向において重なっている場合は、電極取り出し部と容量発生部とが重なっている部分が非常に厚くなる。このため、電極取り出し部と容量発生部とが重なっている部分と電極取り出し部のみが設けられている部分とで厚み差が生じやすい。それに対してセラミック電子部品１では、厚肉部１１ｂ１，１２ｂ１は、引き出し部１１ｂ、１２ｂに設けられており、対向部１１ａ、１２ａとは厚み方向Ｔにおいて重なっていない。よって、セラミック電子部品１における相対的に厚い部分と相対的に薄い部分との厚み差を小さくすることができる。

セラミック電子部品における相対的に厚い部分と相対的に薄い部分との厚み差を小さくする観点からは、引き出し部の全体を厚肉部により構成することが考えられる。しかしながら、実際は、セラミック電子部品の製造時において、セラミックグリーンシートを積層する際に、セラミックグリーンシートの位置ズレが生じる。また、グリーンシート積層体をプレスする際に、セラミックグリーンシートの位置がずれることもある。このため、引き出し部の全体を厚肉部により構成した場合は、厚肉部が対向部と重なってしまう場合がある。厚肉部が対向部と重なると、セラミック電子部品における相対的に厚い部分と相対的に薄い部分との厚み差が大きくなる。また、厚肉部と対向部との間のセラミック層が薄くなるため、絶縁破壊電圧が低くなると共に、セラミック電子部品の特性が設計された特性と異なる。例えば、セラミック電子部品がセラミックコンデンサである場合は、得られる容量が設計容量と異なる。

ここで、セラミック電子部品１では、第１の厚肉部１１ｂ１の長さ方向Ｌに沿った長さ
Ｌ１が、第２の対向部１２ａの第１の端面１０ｅ側（Ｌ１側）の先端から第１の端面１０ｅまでの長さ方向Ｌに沿った距離Ｌ２の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある。第２の厚肉部１２ｂ１の長さ方向Ｌに沿った長さＬ３が、第１の対向部１１ａの第２の端面１０ｆ側（Ｌ２側）の先端から第２の端面１０ｆまでの長さ方向Ｌに沿った距離Ｌ４の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある。

なお、Ｌ１をＬ２の１／４以上とし、Ｌ３をＬ４の１／４以上としたのは、１／４以上であれば、セラミック電子部品１の第１及び第２の内部電極１１，１２の両方が設けられている部分の厚みと、第１及び第２の内部電極１１，１２の一方のみが設けられている部分の厚みとの差を小さくする効果、すなわち段差を吸収する効果を発揮することができるからである。なお、Ｌ１をＬ２の３／８以上とし、Ｌ３をＬ４の３／８以上とすれば、段差を吸収する効果がより確実に発揮されるのでより好ましい。

また、Ｌ１をＬ２の３／４以下とし、Ｌ３をＬ４の３／４以下としたのは、３／４以下であれば、厚肉部１１ｂ１，１２ｂ１と、対向部１２ａ、１１ａとが厚み方向Ｔにおいて重畳しにくくなり、その部分での段差の発生を抑えることができるからである。なお、Ｌ１をＬ２の５／８以下とし、Ｌ３をＬ４の５／８以下とすれば、重畳をより確実に防ぐことができるのでより好ましい。

よって、セラミック電子部品１における相対的に厚い部分と相対的に薄い部分との厚みを小さくしつつ、絶縁破壊電圧の低下の抑制を図ることができ、かつ、セラミック電子部品１の特性を所望の設計された特性に近づけることができる。

厚肉部の長さ（Ｌ１，Ｌ３）、対向部と端面との間の距離（Ｌ２，Ｌ４）は、セラミック電子部品の側面を削ることによって、セラミック電子部品の幅方向における中央に位置する断面を露出させ、その断面において測定することができる。具体的には、その断面において、第１の主面側から２層〜２６層の合計２５層の内部電極と、第２の主面側から２層〜２６層の合計２５層の内部電極と、厚み方向の中央部に位置する２５層の内部電極とのそれぞれにおいて、厚肉部の長さ、対向部と端面との間の距離を測定し、それらの平均値を厚肉部の長さ（Ｌ１，Ｌ３）、対向部と端面との間の距離（Ｌ２，Ｌ４）とすることができる。

また、内部電極の中央部の厚みは、上記断面において、第１の主面側から２層〜２６層の合計２５層の内部電極と、第２の主面側から２層〜２６層の合計２５層の内部電極と、厚み方向の中央部に位置する２５層の内部電極とのそれぞれの、長さ方向における中央部の厚みを測定し、それらの平均値を算出することによって求めることができる。

なお、内部電極の厚み等は、走査型電子顕微鏡を用いて測定することができる。

１…セラミック電子部品
１０…セラミック素体
１０ａ…第１の主面
１０ｂ…第２の主面
１０ｃ…第１の側面
１０ｄ…第２の側面
１０ｅ…第１の端面
１０ｆ…第２の端面
１０ｇ…セラミック層
１１…第１の内部電極
１１ａ…第１の対向部
１１ｂ１…第１の厚肉部
１１ｂ…第１の引き出し部
１２…第２の内部電極
１２ａ…第２の対向部
１２ｂ…第２の引き出し部
１２ｂ１…第２の厚肉部
１３…第１の外部電極
１４…第２の外部電極
２０…セラミックグリーンシート
２１…導電性ペースト層
２２…導電性ペースト層

Claims

第１及び第２の主面、第１及び第２の側面並びに第１及び第２の端面を有するセラミック素体と、
前記セラミック素体内に配されており、前記第１の端面から一の方向に沿って延びる第１の内部電極と、
前記第１の内部電極とセラミック層を介して対向するように前記セラミック素体内に配されており、前記第２の端面から前記一の方向に沿って延びる第２の内部電極と、
を備え、
前記第１の内部電極は、
前記第２の内部電極と前記セラミック層を介して対向している第１の対向部と、
前記第２の内部電極と前記セラミック層を介して対向していない、前記第１の対向部よりも前記第１の端面側に位置している第１の引き出し部と、
を有し、
前記第２の内部電極は、
前記第１の対向部と前記セラミック層を介して対向している第２の対向部と、
前記第１の内部電極と前記セラミック層を介して対向していない、前記第２の対向部よりも前記第２の端面側に位置している第２の引き出し部と、
を有し、
前記第１の引き出し部の前記第１の端面側の部分は、前記第１の対向部の前記一の方向における中央部である第１の中央部の厚みの１．５倍以上の厚みを有する第１の厚肉部を構成しており、
前記第１の厚肉部の前記一の方向に沿った長さが、前記第２の対向部の前記第１の端面側の先端から前記第１の端面までの前記一の方向に沿った距離の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある、セラミック電子部品。
前記前記第１の厚肉部の前記一の方向に沿った長さが、前記第２の対向部の前記第１の端面側の先端から前記第１の端面までの前記一の方向に沿った距離の３／８倍〜５／８倍の範囲内にある、請求項１に記載のセラミック電子部品。
前記第２の引き出し部の前記第２の端面側の部分は、前記第２の対向部の前記一の方向における中央部である第２の中央部の厚みの１．５倍上の厚みを有する第２の厚肉部を構成しており、
前記第２の厚肉部の前記一の方向に沿った長さが、前記第１の対向部の前記第２の端面側の先端から前記第２の端面までの前記一の方向に沿った距離の１／４倍〜３／４倍の範囲内にある、請求項１または２に記載のセラミック電子部品。
前記第１の端面の上に配されており、前記第１の厚肉部に接続された第１の外部電極と、
前記第２の端面の上に配されており、前記第２の厚肉部に電気的に接続された第２の外部電極と、
をさらに備える、請求項３に記載のセラミック電子部品。