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KR102502060B1 - 적층 세라믹 전자 부품 - Google Patents

적층 세라믹 전자 부품 Download PDF

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KR102502060B1
KR102502060B1 KR1020170165214A KR20170165214A KR102502060B1 KR 102502060 B1 KR102502060 B1 KR 102502060B1 KR 1020170165214 A KR1020170165214 A KR 1020170165214A KR 20170165214 A KR20170165214 A KR 20170165214A KR 102502060 B1 KR102502060 B1 KR 102502060B1
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고따로 미즈노
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다이요 유덴 가부시키가이샤
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Abstract

방열성이 우수한 적층 세라믹 전자 부품을 제공한다. 적층 세라믹 콘덴서(10)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 외부 전극(12)을 구비하고 있다. 또한, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면 및 일면 각각에는, 금속 입자군(13)이 형성되어 있다. 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면에 형성된 금속 입자군(13)의 제1 방향의 양단부 각각은, 각 외부 전극(12)의 제2 부분(12c)에 의해 덮여 있고, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면에 형성된 금속 입자군(13)의 제1 방향의 양단부 각각은, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)에 의해 덮여 있다.

Description

적층 세라믹 전자 부품{MULTILAYER CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT}
본 발명은 적층 세라믹 콘덴서나 적층 세라믹 인덕터 등의 적층 세라믹 전자 부품에 관한 것이다.
적층 세라믹 콘덴서나 적층 세라믹 인덕터 등의 적층 세라믹 전자 부품, 예를 들어 적층 세라믹 콘덴서는, 일반적으로, 복수의 내부 전극층이 유전체층을 개재하여 적층된 용량부를 갖는 대략 직육면체 형상의 콘덴서 본체와, 콘덴서 본체에 형성된 1쌍의 외부 전극을 구비하고 있다. 외부 전극의 한쪽에는 복수의 내부 전극층의 일부가 접속되고, 외부 전극의 다른 쪽에는 복수의 내부 전극층의 잔부가 접속되어 있다.
그런데, 상술한 적층 세라믹 콘덴서는 저항 성분(ESR)을 갖기 때문에, 리플 전류나 노이즈 전류 등의 교류 전류가 흐르면 이 저항 성분에 기초하여 자기 발열한다. 이 열은 콘덴서 본체의 표면이나 각 외부 전극의 표면으로부터 외부로 방출되지만, 특히 사이즈가 작은 적층 세라믹 콘덴서에서는 충분한 방열을 기대할 수 없기 때문에, 정전 용량이 저하되는 등의 기능 장해가 발생할 우려가 있다.
특허문헌 1에는, 콘덴서 본체 내에 형성한 방열용 내부 전극을 외부 전극에 접속한 적층 세라믹 콘덴서가 개시되어 있다. 그러나, 이 적층 세라믹 콘덴서는, 방열용 내부 전극의 치수를 크게 하면 용량이 감소되는 구조이기 때문에, 특히 사이즈가 작은 적층 세라믹 콘덴서에서는 방열용 내부 전극의 치수를 크게 취하는 것은 어렵다. 즉, 이 적층 세라믹 콘덴서에 의해, 상기 우려를 불식할 수 있는 방열 작용을 얻는 것은 현실적으로 어렵다.
또한, 앞서 설명한 충분한 방열을 기대할 수 없는 것에 의한 기능 장해는, 적층 세라믹 콘덴서에 한하지 않고, 내부 도체층을 갖는 대략 직육면체 형상의 부품 본체와 이 부품 본체에 형성되며, 또한, 내부 도체층에 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비한 적층 세라믹 인덕터 등의 다른 적층 세라믹 전자 부품, 특히 사이즈가 작은 적층 세라믹 전자 부품에 있어서도 마찬가지로 발생할 수 있다.
일본 특허 공개 제2005-251940호 공보
본 발명의 과제는, 방열성이 우수한 적층 세라믹 전자 부품을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 적층 세라믹 전자 부품은, 내부 도체층을 갖는 대략 직육면체 형상의 부품 본체와, 상기 부품 본체에 형성되며, 또한, 상기 내부 도체층에 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비한 적층 세라믹 전자 부품으로서, 상기 부품 본체의 6개의 면 중, 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제1 방향, 다른 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제2 방향, 나머지의 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제3 방향이라 하였을 때, 상기 외부 전극 각각은, 상기 부품 본체의 제1 방향의 면에 존재하는 기초 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면과 제3 방향의 타면과 제2 방향의 일면과 제2 방향의 타면 중 적어도 제3 방향의 일면에 존재하는 제1 부분을 연속하여 갖고 있고, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면과 제3 방향의 타면 중 적어도 제3 방향의 타면에는, 상기 부품 본체의 제1 방향에 걸쳐 금속 입자군이 형성되어 있다.
본 발명에 따른 적층 세라믹 전자 부품에 의하면, 우수한 방열성을 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 평면도.
도 2는 도 1에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 측면도.
도 3은 도 2에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 부분 확대 단면도.
도 4는 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 5는 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 6은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 7은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제1 변형예를 도시하는 도 1 대응도.
도 8은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제2 변형예를 도시하는 도 1 대응도.
도 9는 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제3 변형예를 도시하는 도 1 대응도.
도 10은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제4 변형예를 도시하는 도 2 대응도.
도 11은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제5 변형예를 도시하는 도 3 대응도.
도 12는 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제6 변형예를 도시하는 도 2 대응도.
도 13은 도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제7 변형예를 도시하는 도 2 대응도.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서의 평면도.
도 15는 도 14에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 측면도.
도 16은 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 17은 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 18은 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제조 방법예의 설명도.
도 19는 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제1 변형예를 도시하는 도 14 대응도.
도 20은 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제2 변형예를 도시하는 도 15 대응도.
도 21은 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제4 변형예를 도시하는 도 15 대응도.
도 22는 도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서의 제5 변형예를 도시하는 도 15 대응도.
《제1 실시 형태》
이 제1 실시 형태는, 본 발명을 적층 세라믹 콘덴서에 적용한 것이다. 먼저, 도 1∼도 3을 사용하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(10)의 구조에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상, 후술하는 대략 직육면체 형상의 콘덴서 본체(11)의 6개의 면 중, 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 1의 좌우 방향에 상당)을 제1 방향, 다른 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 1의 상하 방향에 상당)을 제2 방향, 나머지의 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 2의 상하 방향에 상당)을 제3 방향으로 표기함과 함께, 각 방향을 따르는 치수를 제1 방향의 치수와 제2 방향의 치수와 제3 방향의 치수로 표기한다. 또한, 이하의 설명 중의 「기준 치수」의 용어는, 치수 공차를 포함하지 않는 설계상의 기준 치수를 의미한다.
도 1∼도 3에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10)의 사이즈는, 제1 방향의 기준 치수 L과 제2 방향의 기준 치수 W와 제3 방향의 기준 치수 H에 의해 규정되어 있다. 참고로, 도 1∼도 3의 기초로 되어 있는 시작품의 L과 W와 H는 각각 1000㎛와 500㎛와 200㎛이다. 물론, 적층 세라믹 콘덴서(10)의 L과 W와 H의 관계는, L＞W＞H 외에, L＞W=H, L＞H＞W, W＞L＞H, W＞L=H, W＞H＞L 등이어도 된다. 이 적층 세라믹 콘덴서(10)는 콘덴서 본체(11)와, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 형성된 외부 전극(12)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 형성된 금속 입자군(13)을 구비하고 있다.
콘덴서 본체(11)는 제1 방향의 기준 치수 L1과 제2 방향의 기준 치수 W1과 제3 방향의 기준 치수 H1을 갖는 대략 직육면체 형상이다. 이 콘덴서 본체(11)는 복수의 내부 전극층(11a1)이 유전체층(11a2)을 개재하여 적층된 용량부(11a)와, 용량부(11a)의 제3 방향의 양측에 형성된 유전체 마진부(11b)를 갖고 있다. 또한, 도 2 및 도 3에는, 도시의 편의상, 합계 8개의 내부 전극층(11a1)을 도시하고 있지만, 내부 전극층(11a1)의 수에 특별한 제한은 없다.
복수의 내부 전극층(11a1)의 일부(도 2의 위로부터 홀수번째)는 외부 전극(12)의 한쪽(도 1 및 도 2의 좌측)의 기초 부분(12a)에 접속되어 있다. 또한, 복수의 내부 전극층(11a1)의 잔부(도 2의 위로부터 짝수번째)는 외부 전극(12)의 다른 쪽(도 1 및 도 2의 우측)의 기초 부분(12a)에 접속되어 있다.
각 내부 전극층(11a1)은, 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 내부 전극층(11a1)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1보다도 작고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작다. 또한, 각 내부 전극층(11a1)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 유전체층(11a2)은, 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 유전체층(11a2)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 유전체층(11a2)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 유전체 마진부(11b)는, 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 유전체 마진부(11b)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 유전체 마진부(11b)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 5∼30㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 내부 전극층(11a1)의 주성분은, 예를 들어 니켈, 구리, 팔라듐, 백금, 은, 금, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 각 유전체층(11a2)의 주성분과 각 유전체 마진부(11b)의 주성분, 즉, 콘덴서 본체(11)의 내부 전극층(11a1)을 제외한 부분의 주성분은, 예를 들어 티타늄산바륨, 티타늄산스트론튬, 티타늄산칼슘, 티타늄산마그네슘, 지르콘산칼슘, 티타늄산지르콘산칼슘, 지르콘산바륨, 산화티타늄 등의 유전체 재료(유전체 세라믹 재료)이다. 또한, 각 유전체층(11a2)의 주성분과 각 유전체 마진부(11b)의 주성분은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
외부 전극(12)의 한쪽(도 1 및 도 2의 좌측)은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 일면(도 1 및 도 2의 좌측 면)에 존재하는 기초 부분(12a)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 2의 하면)에 존재하는 제1 부분(12b)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 2의 상면)에 존재하는 제2 부분(12c)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 일면(도 1의 하면)에 존재하는 제3 부분(12d)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 타면(도 1의 상면)에 존재하는 제4 부분(12e)을 연속하여 갖고 있다.
외부 전극(12)의 다른 쪽(도 1 및 도 2의 우측)은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 타면(도 1 및 도 2의 우측 면)에 존재하는 기초 부분(12a)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 2의 하면)에 존재하는 제1 부분(12b)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 2의 상면)에 존재하는 제2 부분(12c)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 일면(도 1의 하면)에 존재하는 제3 부분(12d)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 타면(도 1의 상면)에 존재하는 제4 부분(12e)을 연속하여 갖고 있다.
각 외부 전극(12)의 기초 부분(12a)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)와, 제1 부분(12b) 및 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)와, 제3 부분(12d) 및 제4 부분(12e)의 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)의 각각은, 예를 들어 5∼30㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 또한, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)∼제4 부분(12e)의 제1 방향의 기준 치수 L2는, 예를 들어 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제1 방향의 기준 치수 L의 1/5∼2/5의 범위 내에서 설정되어 있다.
도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 각 외부 전극(12)은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 면(도 1 및 도 2의 좌측 면과 우측 면의 각각을 가리킴)과 제3 방향의 일면(도 2의 하면)과 제3 방향의 타면(도 2의 상면)과 제2 방향의 일면(도 1의 하면)과 제2 방향의 타면(도 1의 상면)에 밀착된 하지 도체막 FI1과, 하지 도체막 FI1의 표면에 밀착된 표면 도체막 FI2를 포함하고 있다.
각 하지 도체막 FI1의 주성분은, 예를 들어 니켈, 구리, 팔라듐, 백금, 은, 금, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 또한, 각 표면 도체막 FI2의 주성분은, 예를 들어 구리, 니켈, 주석, 팔라듐, 금, 아연, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 또한, 도 3에는, 도시의 편의상, 각 외부 전극(12)으로서 하지 도체막 FI1과 표면 도체막 FI2를 포함한 것을 도시하였지만, 각 외부 전극(12)에는, 하지 도체막 FI1과 표면 도체막 FI2 사이에 주성분이 상이한 1 이상의 중간 도체막을 개재시킨 구성을 채용해도 된다.
각 금속 입자군(13)은 외형이 대략 균일하고, 또한, 규칙적으로 배열된 복수의 금속 입자(13a)를 포함하고 있고, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 콘덴서 본체(11)의 제1 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 구체적으로는, 복수의 금속 입자(13a)의 외형은 원형이며, 그 배열은 매트릭스 형상이다. 또한, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)는 원칙적으로 인접하는 금속 입자(13a)간에 간극이 있는 형태이기 때문에, 금속 입자(13a) 그 자체가 도전성을 갖고 있어도, 각 금속 입자군(13)에는 전류는 흐르지 않는다. 바꾸어 말하면, 각 금속 입자군(13)을 사이에 두는 외부 전극(12)간의 절연 저항값은 5.0×105Ω 이상(정격 전압을 인가하고 충전 시간을 120초로 하여 측정)이다.
콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 있어서, 각 금속 입자군(13)이 형성된 영역의 제1 방향의 기준 치수 L3은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 동 영역의 제2 방향의 기준 치수 W3은 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)를 제3 방향 외측으로부터 보았을 때의 최대 치수(입자의 가장 큰 방향의 치수)는 바람직하게는 1∼300㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 또한, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 바람직하게는 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 즉, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b) 및 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)보다도 작다.
콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 2의 하면)에 형성된 금속 입자군(13)은 제1 방향의 양단부 각각이 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)에 의해 덮여 있고, 제1 방향의 양단부를 제외한 부분이 노출되어 있다. 또한, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 2의 상면)에 형성된 금속 입자군(13)은, 제1 방향의 양단부 각각이 각 외부 전극(12)의 제2 부분(12c)에 의해 덮여 있고, 제1 방향의 양단부를 제외한 부분이 노출되어 있다.
다음에, 도 4∼도 6을 사용하고, 또한, 도 1∼도 3에 기재한 부호를 인용하여, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 방법예, 구체적으로는 콘덴서 본체(11)의 내부 전극층(11a1)을 제외한 부분의 주성분이 티타늄산바륨, 각 내부 전극층(11a1)의 주성분과 각 외부 전극(12)의 하지 도체막 FI1의 주성분과 각 금속 입자군(13)의 주성분이 모두 니켈, 각 외부 전극(12)의 표면 도체막 FI2가 주석을 주성분으로 하는 1개의 막을 포함하는 경우의 제조 방법예에 대하여 설명한다. 여기서 설명하는 제조 방법은 어디까지나 일례이며, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조 방법을 제한하는 것은 아니다.
제조 시에는, 먼저, 티타늄산바륨 분말과 유기 용제와 유기 바인더와 분산제 등을 함유한 세라믹 슬러리와, 니켈 분말과 유기 용제와 유기 바인더와 분산제 등을 함유한 전극 페이스트를 준비한다.
계속해서, 도 4에 도시한 바와 같이, 캐리어 필름의 표면에 상기 세라믹 슬러리를 도공하여 건조함으로써, 제1 시트(그린 시트) S11을 제작한다. 또한, 제1 시트 S11의 표면에 상기 전극 페이스트를 인쇄하여 건조함으로써, 제1 시트 S11의 표면에 매트릭스 배열 또는 지그재그 배열의 미소성의 내부 전극층 패턴 P12의 군이 형성된 제2 시트 S12를 제작한다. 또한, 제1 시트 S11의 표면에 상기 전극 페이스트를 인쇄하여 건조함으로써, 제1 시트 S11의 표면에 복수의 미소성의 금속 입자 패턴 P13의 군이 매트릭스 배열로 형성된 제3 시트 S13을 제작한다. 또한, 도 4에는, 도시의 편의상, 제1 시트 S11, 제2 시트 S12 및 제3 시트 S13으로서 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 1개에 대응한 것을 도시하고 있지만, 실제의 각 시트 S11, S12 및 S13은 다수개에 대응한 사이즈를 갖고 있다.
계속해서, 제1 시트 S11을 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 제3 방향의 한쪽의 유전체 마진부(11b)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 제2 시트 S12(미소성의 내부 전극층 패턴 P12의 군을 포함함)를 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 용량부(11a)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 제1 시트 S11을 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 제3 방향의 다른 쪽의 유전체 마진부(11b)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 그 제3 방향의 양면 각각에, 제3 시트 S13(미소성의 금속 입자 패턴 P13의 군을 포함함)을 미소성의 금속 입자 패턴 P13의 군이 외측을 향하도록 적층하여 열압착한다. 마지막으로, 전체에 대하여 열압착을 실시함으로써, 도 5에 도시한 미소성의 적층 시트 LS를 제작한다. 또한, 도 5에는, 도시의 편의상, 미소성의 적층 시트 LS로서 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 1개에 대응한 것을 도시하고 있지만, 실제의 미소성 적층 시트 LS는 다수개에 대응한 사이즈를 갖고 있다.
계속해서, 다수개에 대응한 사이즈를 갖는 미소성의 적층 시트 LS를 격자 형상으로 절단함으로써, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 1개에 대응한 미소성의 콘덴서 본체 LC를 제작한다(도 5를 참조). 이 미소성의 콘덴서 본체 LC는, 복수의 미소성의 내부 전극층 패턴 P12를 내부에 갖고, 제3 방향의 양면 각각에 미소성의 금속 입자 패턴 P13의 군을 갖고 있다.
계속해서, 미소성의 콘덴서 본체 LC를 소성로에 투입하고, 환원 분위기에 있어서 티타늄산바륨과 니켈에 따른 온도 프로파일에 의해 다수개 일괄로 소성 처리(탈바인더 처리를 포함함)를 실시함으로써, 도 6에 도시한 콘덴서 본체(11)를 제작한다. 이 콘덴서 본체(11)는 복수의 내부 전극층(12a1)을 내부에 갖고, 제3 방향의 양면 각각에 금속 입자군(13)을 갖고 있다.
상기 온도 프로파일로서, 소성 과정에서 미소성의 금속 입자 패턴 P13 각각에 약간의 수축이 발생하는 것을 채용하면, 미소성의 금속 입자 패턴 P13의 군이 그대로 금속 입자군(13)으로 되고, 또한, 각 금속 입자(13a)의 표면이 둥그스름하게 된 것으로 마무리된다.
계속해서, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 상기 전극 페이스트를 딥, 도포 또는 인쇄하여 건조함으로써, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 미소성의 하지 도체막을 형성한다. 그리고, 이들 미소성의 하지 도체막에 상기 마찬가지의 분위기 하에서 베이킹 처리를 실시함으로써, 각 외부 전극(12)의 하지 도체막 FI1을 제작한다(도 3을 참조). 계속해서, 습식 도금법 또는 건식 도금법에 의해, 각 하지 도체막 FI1의 표면 전체를 덮는 표면 도체막 FI2를 제작한다(도 3을 참조). 이상으로, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제조가 완료된다.
또한, 각 외부 전극(12)의 하지 도체막 FI1은, 도 5에 도시한 미소성의 콘덴서 본체 LC의 제1 방향의 양단부 각각에 미소성의 하지 도체막을 형성하고 나서, 이것에 소성 처리를 실시함으로써 제작해도 된다.
다음에, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)에 의해 얻어지는 효과에 대하여 설명한다.
상기 적층 세라믹 콘덴서(10)는 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향에 걸쳐, 금속 입자군(13)이 형성되어 있다. 즉, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)가 자기 발열한 경우에도, 콘덴서 본체(11)의 열을 각 금속 입자군(13)에 효율적으로 전달하고, 이 열을 각 금속 입자군(13)으로부터 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 특히, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)를 회로 기판에 실장한 상태에서 그 주위에 공기류가 있는 경우에는, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)에 의해 난류를 발생시킬 수 있기 때문에, 이 난류를 이용하여, 각 금속 입자군(13)에 전달된 열을 보다 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 이 방열에 관해서는, 금속 입자(13a)의 수가 많아질수록 난류가 발생하기 쉽기 때문에, 복수의 금속 입자(13a)의 수는 3 이상이 바람직하고, 10 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 형성된 금속 입자군(13)에는 전류는 흐르지 않기 때문에, 바꾸어 말하면 각 금속 입자군(13)을 사이에 두는 외부 전극(12)간의 절연 저항값은 5.0×105Ω 이상이기 때문에, 각 금속 입자군(13)의 제1 방향의 양단부가 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)과 제2 부분(12c)과 접한 상태로 덮여 있어도, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)에 기능 장해가 발생하는 일도 없다.
여기서, 상기 효과(방열성 향상)를 검증한 결과에 대하여 설명한다. 검증 시에는, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)에 대응하고, 또한, 상기 제조 방법예에 준하여 제작된 시작품 A1과, 시작품 A1로부터 각 금속 입자군(13)을 배제한 구조를 갖는 비교용의 시작품 A2를 준비하였다. 덧붙여서 말하면, 시작품 A1에는, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 있어서, 각 외부 전극(12)을 제외한 면적 중에서 금속 입자(13a)의 군이 차지하는 면적 비율을 50％로 한 금속 입자군(13)을 형성하였다. 그리고, 각 시작품 A1 및 A2에 실온 25℃의 조건 하에서 500㎒에서 50V의 교류 전압을 가하면서, 적외선 온도 측정기(니혼아비오닉스제, R300SR)의 적외선 화상에 의해 각각의 온도 상승 및 정상 상태 온도(온도 상승이 멈추어 안정된 상태의 온도)를 확인하였다. 확인의 결과, 시작품 A1의 정상 상태 온도는 51℃이었던 것에 반해, 시작품 A2의 정상 상태 온도는 74℃이었다. 즉, 시작품 A1의 방열성이, 시작품 A2의 방열성보다도 현격히 우수한 것을 실증할 수 있었다. 또한, 상기 시작품 A1에 관하여, 상기 면적 비율을 단계적으로 작게 한 것도 마찬가지로 검증한바, 상기 면적 비율이 10％ 이상인 것에서는 상기 시작품 A2보다도 우수한 방열성을 실증할 수 있었지만, 상기 면적 비율이 10％ 미만인 것에서는 상기 시작품 A2보다도 우수한 방열성은 실증할 수 없었던 것을 부기한다.
다음에, 도 7∼도 10을 적절히 사용하여, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 하기의 변형예는 적절히 조합하여 채용해도 된다.
＜제1 변형예＞
도 7에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-1)는, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13a)의 배열을 지그재그 형상으로 변화시킨 것이다. 물론, 금속 입자(13a)의 배열은, 지그재그 형상 이외의 규칙적인 배열이어도 된다.
＜제2 변형예＞
도 8에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-2)는, 각 금속 입자군(13)을 구성하는 복수의 금속 입자(13b)의 외형을 직사각형으로 변화시킨 것이다. 물론, 금속 입자(13b)의 외형은, 직사각형 이외의 형, 예를 들어 타원형이나 삼각형으로 해도 된다.
＜제3 변형예＞
도 9에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-3)는, 각 금속 입자군(13)이 형성된 영역의 제2 방향의 기준 치수 W3을 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작게 한 것이다. 제2 방향의 기준 치수 W3을 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작게 하는 기준으로서는, 제2 방향의 기준 치수 W3을 내부 전극층(11a1)의 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)에 대응시키는 방법을 들 수 있다.
＜제4 변형예＞
도 10에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-4)는, 금속 입자군(13)을 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 10의 상면만)에만 형성한 것이다. 이 적층 세라믹 콘덴서(10-4)를 회로 기판에 실장할 때에 금속 입자군(13)을 회로 기판과는 반대측을 향하도록 하면, 상기 마찬가지의 방열 효과를 기대할 수 있다.
＜제5 변형예＞
도 11에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-5)는, 각 외부 전극(12)의 하지 도체막 FI1'를 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 면(도 1 및 도 2의 좌측 면과 우측 면의 각각을 가리킴)만으로 한 것이다. 이와 같이 하면, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)와 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)를 작게 하여, 적층 세라믹 콘덴서(10-5)의 제3 방향의 기준 치수(도 2의 H에 상당)를 작게 할 수 있다.
＜제6 변형예＞
도 12에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-6)는, 각 외부 전극(12-1)을 기초 부분(12a)과 제1 부분(12b)과 제2 부분(12c)을 연속하여 갖는 것으로 하고, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)을 배제한 것이다. 이와 같이 하면, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10-6)의 제2 방향의 기준 치수(도 1의 W에 상당)를 작게 할 수 있다.
＜제7 변형예＞
도 13에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-7)는, 각 외부 전극(12-1)을 기초 부분(12a)과 제1 부분(12b)을 연속하여 갖는 것으로 하고, 제2 부분(12c)과 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)을 배제한 것이다. 이와 같이 하면, 제2 부분(12c)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10-7)의 제3 방향의 기준 치수(도 2의 H에 상당)를 작게 할 수 있음과 함께, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(10-7)의 제2 방향의 기준 치수(도 1의 W에 상당)도 작게 할 수 있다.
＜다른 적층 세라믹 전자 부품에의 적용＞
상술한 제1 실시 형태(제1 변형예∼제7 변형예를 포함함)에서는, 본 발명을 적층 세라믹 콘덴서에 적용한 경우의 구조 등에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 한하지 않고, 내부 도체층을 갖는 대략 직육면체 형상의 부품 본체와 이 부품 본체에 형성되며, 또한 내부 도체층에 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비한 적층 세라믹 인덕터 등의 다른 적층 세라믹 전자 부품에도 적용 가능하다.
《제2 실시 형태》
이 제2 실시 형태는, 본 발명을 적층 세라믹 콘덴서에 적용한 것이다. 먼저, 도 14 및 도 15를 사용하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(20)의 구조에 대하여 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상, 전술한 제1 실시 형태에 따른 적층 세라믹 콘덴서(10)와 구성을 동일하게 한 부분에 동일 부호를 사용한다. 또한, 이하의 설명에서는, 편의상, 후술하는 대략 직육면체 형상의 콘덴서 본체(11)의 6개의 면 중, 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 1의 좌우 방향에 상당)을 제1 방향, 다른 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 1의 상하 방향에 상당)을 제2 방향, 나머지의 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향(도 2의 상하 방향에 상당)을 제3 방향으로 표기함과 함께, 각 방향을 따르는 치수를 제1 방향의 치수와 제2 방향의 치수와 제3 방향의 치수로 표기한다. 또한, 이하의 설명 중의 「기준 치수」의 용어는, 치수 공차를 포함하지 않는 설계상의 기준 치수를 의미한다.
도 14 및 도 15에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(20)의 사이즈는, 제1 방향의 기준 치수 L과 제2 방향의 기준 치수 W와 제3 방향의 기준 치수 H에 의해 규정되어 있다. 참고로, 도 14 및 도 15의 기초로 되어 있는 시작품의 L과 W와 H는 각각 1000㎛와 500㎛와 200㎛이다. 물론, 적층 세라믹 콘덴서(20)의 L과 W와 H의 관계는, L＞W＞H 외에, L＞W=H, L＞H＞W, W＞L＞H, W＞L=H, W＞H＞L 등이어도 된다. 이 적층 세라믹 콘덴서(20)는 콘덴서 본체(11)와, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 형성된 외부 전극(12)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 형성된 금속 입자군(14)을 구비하고 있다.
콘덴서 본체(11)는 제1 방향의 기준 치수 L1과 제2 방향의 기준 치수 W1과 제3 방향의 기준 치수 H1을 갖는 대략 직육면체 형상이다. 이 콘덴서 본체(11)는 복수의 내부 전극층(11a1)이 유전체층(11a2)을 개재하여 적층된 용량부(11a)와, 용량부(11a)의 제3 방향의 양측에 형성된 유전체 마진부(11b)를 갖고 있다. 또한, 도 15에는, 도시의 편의상, 합계 8개의 내부 전극층(11a1)을 도시하고 있지만, 내부 전극층(11a1)의 수에 특별한 제한은 없다.
복수의 내부 전극층(11a1)의 일부(도 15의 위로부터 홀수번째)는 외부 전극(12)의 한쪽(도 15의 좌측)의 기초 부분(12a)에 접속되어 있다. 또한, 복수의 내부 전극층(11a1)의 잔부(도 15의 위로부터 짝수번째)는 외부 전극(12)의 다른 쪽(도 15의 우측)의 기초 부분(12a)에 접속되어 있다.
각 내부 전극층(11a1)은 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 내부 전극층(11a1)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1보다도 작고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작다. 또한, 각 내부 전극층(11a1)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 유전체층(11a2)은 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 유전체층(11a2)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 유전체층(11a2)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 유전체 마진부(11b)는, 대략 직사각 형상의 외형을 갖고 있다. 각 유전체 마진부(11b)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)는 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 유전체 마진부(11b)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 예를 들어 5∼30㎛의 범위 내에서 설정되어 있다.
각 내부 전극층(11a1)의 주성분은, 예를 들어 니켈, 구리, 팔라듐, 백금, 은, 금, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 각 유전체층(11a2)의 주성분과 각 유전체 마진부(11b)의 주성분, 즉, 콘덴서 본체(11)의 내부 전극층(11a1)을 제외한 부분의 주성분은, 예를 들어 티타늄산바륨, 티타늄산스트론튬, 티타늄산칼슘, 티타늄산마그네슘, 지르콘산칼슘, 티타늄산지르콘산칼슘, 지르콘산바륨, 산화티타늄 등의 유전체 재료(유전체 세라믹 재료)이다. 또한, 각 유전체층(11a2)의 주성분과 각 유전체 마진부(11b)의 주성분은 동일해도 되고, 상이해도 된다.
외부 전극(12)의 한쪽(도 14 및 도 15의 좌측)은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 일면(도 14 및 도 15의 좌측 면)에 존재하는 기초 부분(12a)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 15의 하면)에 존재하는 제1 부분(12b)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 15의 상면)에 존재하는 제2 부분(12c)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 일면(도 14의 하면)에 존재하는 제3 부분(12d)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 타면(도 14의 상면)에 존재하는 제4 부분(12e)을 연속하여 갖고 있다.
외부 전극(12)의 다른 쪽(도 14 및 도 15의 우측)은, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 타면(도 14 및 도 15의 우측 면)에 존재하는 기초 부분(12a)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 15의 하면)에 존재하는 제1 부분(12b)과, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 15의 상면)에 존재하는 제2 부분(12c)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 일면(도 14의 하면)에 존재하는 제3 부분(12d)과, 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 타면(도 14의 상면)에 존재하는 제4 부분(12e)을 연속하여 갖고 있다.
각 외부 전극(12)의 기초 부분(12a)의 제1 방향의 기준 치수(부호 생략)와, 제1 부분(12b) 및 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)와, 제3 부분(12d) 및 제4 부분(12e)의 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)의 각각은, 예를 들어 5∼30㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 또한, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)∼제4 부분(12e)의 제1 방향의 기준 치수 L2는, 예를 들어 적층 세라믹 콘덴서(10)의 제1 방향의 기준 치수 L의 1/5∼2/5의 범위 내에서 설정되어 있다.
도시를 생략하였지만, 각 외부 전극(12)은 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 각 외부 전극(12)과 마찬가지로(도 3을 참조), 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 면(도 14 및 도 15의 좌측 면과 우측 면의 각각을 가리킴)과 제3 방향의 일면(도 15의 하면)과 제3 방향의 타면(도 15의 상면)과 제2 방향의 일면(도 14의 하면)과 제2 방향의 타면(도 14의 상면)에 밀착된 하지 도체막과, 하지 도체막의 표면에 밀착된 표면 도체막을 포함하고 있다.
각 하지 도체막의 주성분은, 예를 들어 니켈, 구리, 팔라듐, 백금, 은, 금, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 또한, 각 표면 도체막의 주성분은, 예를 들어 구리, 니켈, 주석, 팔라듐, 금, 아연, 이들의 합금 등의 금속 재료이다. 또한, 각 외부 전극(12)에는, 상기 적층 세라믹 콘덴서(10)의 각 외부 전극(12)과 마찬가지로, 하지 도체막과 표면 도체막 사이에 주성분이 상이한 1 이상의 중간 도체막을 개재시킨 구성을 채용해도 된다.
각 금속 입자군(14)은 외형이 불균일하고, 또한, 불규칙적으로 배열된 복수의 금속 입자(14a)에 의해 구성되어 있고, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 콘덴서 본체(11)의 제1 방향에 걸쳐 형성되어 있다. 구체적으로는, 복수의 금속 입자(14)는 다양한 외형, 예를 들어 원형이나 타원형이나 직사각형 등의 외형이 혼재되어 있고, 그 배열은 규칙성을 갖고 있지 않다. 또한, 각 금속 입자군(14)을 구성하는 복수의 금속 입자(14a)는 원칙적으로 인접하는 금속 입자(14a)간에 간극이 있는 형태이기 때문에, 금속 입자(14a) 그 자체가 도전성을 갖고 있어도, 각 금속 입자군(14)에는 전류는 흐르지 않는다. 바꾸어 말하면, 각 금속 입자군(14)을 사이에 두는 외부 전극(12)간의 절연 저항값은 5.0×105Ω 이상(정격 전압을 인가하고 충전 시간을 120초로 하여 측정)이다.
콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 있어서, 각 금속 입자군(14)이 형성된 영역의 제1 방향의 기준 치수 L3은 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 기준 치수 L1과 동일하고, 동 영역의 제2 방향의 기준 치수 W3은 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1과 동일하다. 또한, 각 금속 입자군(14)을 구성하는 복수의 금속 입자(14a)를 제3 방향 외측으로부터 보았을 때의 최대 치수(입자의 가장 큰 방향의 치수)는 바람직하게는 1∼300㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 또한, 각 금속 입자군(14)을 구성하는 복수의 금속 입자(14a)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 바람직하게는 0.3∼3㎛의 범위 내에서 설정되어 있다. 즉, 각 금속 입자군(14)을 구성하는 복수의 금속 입자(14a)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)는 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b) 및 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)보다도 작다.
콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 일면(도 15의 하면)에 형성된 금속 입자군(14)은, 제1 방향의 양단부 각각이 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)에 의해 덮여 있고, 제1 방향의 양단부를 제외한 부분이 노출되어 있다. 또한, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 15의 상면)에 형성된 금속 입자군(14)은, 제1 방향의 양단부 각각이 각 외부 전극(12)의 제2 부분(12c)에 의해 덮여 있고, 제1 방향의 양단부를 제외한 부분이 노출되어 있다.
다음에, 도 16∼도 18을 사용하고, 또한, 도 14 및 도 15에 기재한 부호를 인용하여, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 제조 방법예, 구체적으로는 콘덴서 본체(11)의 내부 전극층(11a1)을 제외한 부분의 주성분이 티타늄산바륨, 각 내부 전극층(11a1)의 주성분과 각 외부 전극(12)의 하지 도체막의 주성분과 각 금속 입자군(13)의 주성분이 모두 니켈, 각 외부 전극(12)의 표면 도체막이 주석을 주성분으로 하는 1개의 막을 포함하는 경우의 제조 방법예에 대하여 설명한다. 여기서 설명하는 제조 방법은 어디까지나 일례이며, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 제조 방법을 제한하는 것은 아니다.
제조 시에는, 먼저, 티타늄산바륨 분말과 유기 용제와 유기 바인더와 분산제 등을 함유한 세라믹 슬러리와, 니켈 분말과 유기 용제와 유기 바인더와 분산제 등을 함유한 제1 전극 페이스트와, 제1 전극 페이스트보다도 유기 바인더의 함유량이 많은 제2 전극 페이스트를 준비한다.
계속해서, 도 16에 도시한 바와 같이, 캐리어 필름의 표면에 상기 세라믹 슬러리를 도공하여 건조함으로써, 제1 시트(그린 시트) S11을 제작한다. 또한, 제1 시트 S11의 표면에 상기 제1 전극 페이스트를 인쇄하여 건조함으로써, 제1 시트 S11의 표면에 매트릭스 배열 또는 지그재그 배열의 미소성의 내부 전극층 패턴 P12의 군이 형성된 제2 시트 S12를 제작한다. 또한, 제1 시트 S11의 표면에 상기 제2 전극 페이스트를 인쇄하여 건조함으로써, 제1 시트 S11의 표면에 이 표면 전체를 덮는 미소성의 금속 패턴 P14가 형성된 제3 시트 S14를 제작한다. 또한, 도 16에는, 도시의 편의상, 제1 시트 S11, 제2 시트 S12 및 제3 시트 S14로서 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 1개에 대응한 것을 도시하고 있지만, 실제의 각 시트 S11, S12 및 S14는 다수개에 대응한 사이즈를 갖고 있다.
계속해서, 제1 시트 S11을 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 제3 방향의 한쪽의 유전체 마진부(11b)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 제2 시트 S12(미소성의 내부 전극층 패턴 P12의 군을 포함함)를 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 용량부(11a)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 제1 시트 S11을 소정 매수에 도달할 때까지 적층하여 열압착하는 작업을 반복함으로써, 제3 방향의 다른 쪽의 유전체 마진부(11b)에 대응한 부위를 형성한다. 그리고, 그 제3 방향의 양면 각각에, 제3 시트 S14(미소성의 금속 패턴 P14를 포함함)를 미소성의 금속 패턴 P14가 외측을 향하도록 적층하여 열압착한다. 마지막으로, 전체에 대하여 열압착을 실시함으로써, 도 17에 도시한 미소성의 적층 시트 LS를 제작한다. 또한, 도 17에는, 도시의 편의상, 미소성의 적층 시트 LS로서 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 1개에 대응한 것을 도시하고 있지만, 실제의 미소성 적층 시트 LS는 다수개에 대응한 사이즈를 갖고 있다.
계속해서, 다수개에 대응한 사이즈를 갖는 미소성의 적층 시트 LS를 격자 형상으로 절단함으로써, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 1개에 대응한 미소성의 콘덴서 본체 LC를 제작한다(도 17을 참조). 이 미소성의 콘덴서 본체 LC는, 복수의 미소성의 내부 전극층 패턴 P12를 내부에 갖고, 제3 방향의 양면 각각에 미소성의 금속 패턴 P14를 갖고 있다.
계속해서, 미소성의 콘덴서 본체 LC를 소성로에 투입하고, 환원 분위기에 있어서 티타늄산바륨과 니켈에 따른 온도 프로파일에 의해 다수개 일괄로 소성 처리(탈바인더 처리를 포함함)를 실시함으로써, 도 18에 도시한 콘덴서 본체(11)를 제작한다. 이 콘덴서 본체(11)는 복수의 내부 전극층(12a1)을 내부에 갖고, 제3 방향의 양면 각각에 금속 입자군(14)을 갖고 있다.
상기 온도 프로파일로서, 소성 과정에서 미소성의 금속 패턴 P14에 수축이 발생하는 것을 채용하면, 미소성의 금속 패턴 P14가 금속 입자군(14)으로 변화되고, 또한, 각 금속 입자(14a)의 표면이 둥그스름하게 된 것으로 마무리된다.
계속해서, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 상기 전극 페이스트를 딥, 도포 또는 인쇄하여 건조함으로써, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향의 양단부 각각에 미소성의 하지 도체막을 형성한다. 그리고, 이들 미소성의 하지 도체막에 상기 마찬가지의 분위기 하에서 베이킹 처리를 실시함으로써, 각 외부 전극(12)의 하지 도체막을 제작한다. 계속해서, 습식 도금법 또는 건식 도금법에 의해, 각 하지 도체막의 표면 전체를 덮는 표면 도체막을 제작한다. 이상으로, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 제조가 완료된다.
또한, 각 외부 전극(12)의 하지 도체막은, 도 17에 도시한 미소성의 콘덴서 본체 LC의 제1 방향의 양단부 각각에 미소성의 하지 도체막을 형성하고 나서, 이것에 소성 처리를 실시함으로써 제작해도 된다.
다음에, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)에 의해 얻어지는 효과에 대하여 설명한다.
상기 적층 세라믹 콘덴서(20)는 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에, 콘덴서 본체(11)의 제1 방향에 걸쳐, 금속 입자군(14)이 형성되어 있다. 즉, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)가 자기 발열한 경우에도, 콘덴서 본체(11)의 열을 각 금속 입자군(14)에 효율적으로 전달하고, 이 열을 각 금속 입자군(14)으로부터 외부로 효과적으로 방출할 수 있다. 특히, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)를 회로 기판에 실장한 상태에서 그 주위에 공기류가 있는 경우에는, 각 금속 입자군(14)을 구성하는 복수의 금속 입자(14a)에 의해 난류를 발생시킬 수 있기 때문에, 이 난류를 이용하여, 각 금속 입자군(14)에 전달된 열을 보다 효과적으로 외부로 방출할 수 있다. 이 방열에 관해서는, 금속 입자(14a)의 수가 많아질수록 난류가 발생하기 쉽기 때문에, 복수의 금속 입자(14a)의 수는 3 이상이 바람직하고, 10 이상이 더욱 바람직하다. 또한, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 형성된 금속 입자군(14)에는 전류는 흐르지 않기 때문에, 바꾸어 말하면 각 금속 입자군(14)을 사이에 두는 외부 전극(12)간의 절연 저항값은 5.0×105Ω 이상이기 때문에, 각 금속 입자군(14)의 제1 방향의 양단부가 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)과 제2 부분(12c)과 접한 상태로 덮여 있어도, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)에 기능 장해가 발생하는 일도 없다.
여기서, 상기 효과(방열성 향상)를 검증한 결과에 대하여 설명한다. 검증 시에는, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)에 대응하고, 또한, 상기 제조 방법예에 준하여 제작된 시작품 B1과, 시작품 B1로부터 각 금속 입자군(14)을 배제한 구조를 갖는 비교용의 시작품 B2를 준비하였다. 덧붙여서 말하면, 시작품 B1에는, 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 양면 각각에 있어서, 각 외부 전극(12)을 제외한 면적 중에서 금속 입자(14a)의 군이 차지하는 면적 비율을 60％로 한 금속 입자군(14)을 형성하였다. 그리고, 각 시작품 B1 및 B2에 실온 25℃의 조건 하에서 500㎒에서 50V의 교류 전압을 가하면서, 적외선 온도 측정기(니혼아비오닉스제, R300SR)의 적외선 화상에 의해 각각의 온도 상승 및 정상 상태 온도(온도 상승이 멈추어 안정된 상태의 온도)를 확인하였다. 확인의 결과, 시작품 B1의 정상 상태 온도는 49℃이었던 것에 반해, 시작품 B2의 정상 상태 온도는 74℃이었다. 즉, 시작품 B1의 방열성이, 시작품 B2의 방열성보다도 현격히 우수한 것을 실증할 수 있었다. 또한, 상기 시작품 B1에 관하여, 상기 면적 비율을 단계적으로 작게 한 것도 마찬가지로 검증한바, 상기 면적 비율이 10％ 이상인 것에서는 상기 시작품 B2보다도 우수한 방열성을 실증할 수 있었지만, 상기 면적 비율이 10％ 미만인 것에서는 상기 시작품 B2보다도 우수한 방열성은 실증할 수 없었던 것을 부기한다.
다음에, 도 19∼도 22를 적절히 사용하여, 상기 적층 세라믹 콘덴서(20)의 변형예에 대하여 설명한다. 또한, 하기의 변형예는 적절히 조합하여 채용해도 된다.
＜제1 변형예＞
도 19에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(20-1)는, 각 금속 입자군(14)이 형성된 영역의 제2 방향의 기준 치수 W3을 콘덴서 본체(11)의 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작게 한 것이다. 제2 방향의 기준 치수 W3을 제2 방향의 기준 치수 W1보다도 작게 하는 기준으로서는, 제2 방향의 기준 치수 W3을 내부 전극층(11a1)의 제2 방향의 기준 치수(부호 생략)에 대응시키는 방법을 들 수 있다.
＜제2 변형예＞
도 20에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(20-2)는, 금속 입자군(14)을 콘덴서 본체(11)의 제3 방향의 타면(도 20의 상면만)에만 형성한 것이다. 이 적층 세라믹 콘덴서(20-2)를 회로 기판에 실장할 때에 금속 입자군(14)을 회로 기판과는 반대측을 향하도록 하면, 상기 마찬가지의 방열 효과를 기대할 수 있다.
＜제3 변형예＞
도시를 생략하였지만, 이 제3 변형예에 따른 적층 세라믹 콘덴서는, 도 11에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(10-5)와 마찬가지로, 제1 방향의 면(도 14 및 도 15의 좌측 면과 우측 면의 각각을 가리킴)만으로 한 것이다. 이와 같이 하면, 각 외부 전극(12)의 제1 부분(12b)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)와 제2 부분(12c)의 제3 방향의 기준 치수(부호 생략)를 작게 하여, 적층 세라믹 콘덴서의 제3 방향의 기준 치수(도 15의 H에 상당)를 작게 할 수 있다.
＜제4 변형예＞
도 21에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(20-3)는, 각 외부 전극(12-1)을 기초 부분(12a)과 제1 부분(12b)과 제2 부분(12c)을 연속하여 갖는 것으로 하고, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)을 배제한 것이다. 이와 같이 하면, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(20-3)의 제2 방향의 기준 치수(도 14의 W에 상당)를 작게 할 수 있다.
＜제5 변형예＞
도 22에 도시한 적층 세라믹 콘덴서(20-4)는, 각 외부 전극(12-2)을 기초 부분(12a)과 제1 부분(12b)을 연속하여 갖는 것으로 하고, 제2 부분(12c)과 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)을 배제한 것이다. 이와 같이 하면, 제2 부분(12c)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(20-4)의 제3 방향의 기준 치수(도 15의 H에 상당)를 작게 할 수 있음과 함께, 제3 부분(12d)과 제4 부분(12e)의 배제에 의해, 적층 세라믹 콘덴서(20-4)의 제2 방향의 기준 치수(도 1의 W에 상당)도 작게 할 수 있다.
＜다른 적층 세라믹 전자 부품에의 적용＞
상술한 제2 실시 형태(제1 변형예∼제5 변형예를 포함함)에서는, 본 발명을 적층 세라믹 콘덴서에 적용한 경우의 구조 등에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 한하지 않고, 내부 도체층을 갖는 대략 직육면체 형상의 부품 본체와 이 부품 본체에 형성되며, 또한, 내부 도체층에 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비한 적층 세라믹 인덕터 등의 다른 적층 세라믹 전자 부품에도 적용 가능하다.
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5, 10-6, 10-7, 20, 20-1, 20-2, 20-3, 20-4 : 적층 세라믹 콘덴서
11 : 콘덴서 본체
11a : 용량부
11a1 : 내부 전극층
11a2 : 유전체층
11b : 유전체 마진부
12, 12-1, 12-2 : 외부 전극
12a : 기초 부분
12b : 제1 부분
12c : 제2 부분,
12d : 제3 부분
12e : 제4 부분
13 : 금속 입자군
13a, 13b : 금속 입자
14 : 금속 입자군
14a : 금속 입자

Claims (14)

  1. 내부 도체층을 갖는 직육면체 형상의 부품 본체와, 상기 부품 본체에 형성되며, 또한, 상기 내부 도체층에 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비한 적층 세라믹 전자 부품으로서,
    상기 부품 본체의 6개의 면 중, 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제1 방향, 다른 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제2 방향, 나머지의 서로 마주보는 2개의 면의 대향 방향을 제3 방향이라 하였을 때,
    상기 외부 전극 각각은, 상기 부품 본체의 제1 방향의 면에 존재하는 기초 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면과 제3 방향의 타면과 제2 방향의 일면과 제2 방향의 타면 중 적어도 제3 방향의 일면에 존재하는 제1 부분을 연속하여 갖고 있고,
    상기 부품 본체의 제3 방향의 일면과 제3 방향의 타면 중 적어도 제3 방향의 타면에는, 상기 부품 본체의 제1 방향에 걸쳐 적어도 상기 외부 전극과 중첩하지 않는 영역에 금속 입자군이 형성되어 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 입자군이 형성된 영역의 제1 방향의 기준 치수는 상기 부품 본체의 제1 방향의 기준 치수와 동일하고, 동 영역의 제2 방향의 기준 치수는 상기 부품 본체의 제2 방향의 기준 치수와 동일한 적층 세라믹 전자 부품.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 입자군이 형성된 영역의 제1 방향의 기준 치수는 상기 부품 본체의 제1 방향의 기준 치수와 동일하고, 동 영역의 제2 방향의 기준 치수는 상기 부품 본체의 제2 방향의 기준 치수보다도 작은 적층 세라믹 전자 부품.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자군은, 규칙적으로 배열된 복수의 금속 입자를 포함하고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자군은, 불규칙적으로 배열된 복수의 금속 입자를 포함하고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자군은, 상기 부품 본체의 제3 방향의 타면과 제3 방향의 일면의 양쪽에 형성되어 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자군은, 상기 부품 본체의 제3 방향의 타면에만 형성되어 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전극 각각은, 상기 부품 본체의 제1 방향의 면에 존재하는 기초 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면에 존재하는 제1 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 타면에 존재하는 제2 부분과, 상기 부품 본체의 제2 방향의 일면에 존재하는 제3 부분과, 상기 부품 본체의 제2 방향의 타면에 존재하는 제4 부분을 연속하여 갖고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전극 각각은, 상기 부품 본체의 제1 방향의 면에 존재하는 기초 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면에 존재하는 제1 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 타면에 존재하는 제2 부분을 연속하여 갖고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 부품 본체의 적어도 제3 방향의 타면에 형성된 상기 금속 입자군은, 제1 방향의 양단부 각각이 상기 외부 전극 각각의 상기 제2 부분에 의해 덮여 있고, 상기 제1 방향의 양단부를 제외한 부분이 노출되어 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 외부 전극 각각은, 상기 부품 본체의 제1 방향의 면에 존재하는 기초 부분과, 상기 부품 본체의 제3 방향의 일면에 존재하는 제1 부분을 연속하여 갖고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 부품 본체의 적어도 제3 방향의 타면에 형성된 상기 금속 입자군은, 전체가 노출되어 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 세라믹 전자 부품은, 적층 세라믹 콘덴서이고,
    상기 적층 세라믹 콘덴서는, 복수의 내부 전극층이 유전체층을 개재하여 적층된 용량부를 갖는 직육면체 형상의 콘덴서 본체와, 상기 콘덴서 본체에 형성되며, 또한, 상기 복수의 내부 전극층이 접속된 1쌍의 외부 전극을 구비하고 있는 적층 세라믹 전자 부품.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 입자군을 사이에 두는 상기 외부 전극간의 절연 저항값은 5.0×105Ω 이상인 적층 세라믹 전자 부품.
KR1020170165214A 2016-12-16 2017-12-04 적층 세라믹 전자 부품 Active KR102502060B1 (ko)

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