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JP2019117901A - Electronic component and multilayer ceramic capacitor - Google Patents

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JP2019117901A JP2017252202A JP2017252202A JP2019117901A JP 2019117901 A JP2019117901 A JP 2019117901A JP 2017252202 A JP2017252202 A JP 2017252202A JP 2017252202 A JP2017252202 A JP 2017252202A JP 2019117901 A JP2019117901 A JP 2019117901A
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Abstract

【課題】熱衝撃試験における不良が発生し難い電子部品を提供すること。【解決手段】内部電極層を有するセラミック素体と、セラミック素体の端面に形成された外部電極と、を有する電子部品であって、外部電極は、内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続するようにセラミック素体の端面に直接に形成された第1電極層と、第1電極層の外面に形成された第2電極層と、を有し、第1電極層はCuを含み、第2電極層は主成分としてAg、PdおよびCuを含み、第2電極層は副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、第2電極層の副成分は、第2電極層の主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%含まれる電子部品。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electronic component in which a defect is less likely to occur in a thermal shock test. An electronic component having a ceramic element body having an internal electrode layer and an external electrode formed on an end surface of the ceramic element body, wherein the external electrode is electrically connected to at least a part of the internal electrode layer. A first electrode layer formed directly on the end surface of the ceramic body so as to be connected, and a second electrode layer formed on the outer surface of the first electrode layer, the first electrode layer containing Cu; The second electrode layer contains Ag, Pd and Cu as main components, and the second electrode layer contains at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as subcomponents. An electronic component in which the sub-component is contained in an amount of 0.5 to 5.0 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、外部電極が形成された電子部品に関し、例えば積層セラミックコンデンサに関する。   The present invention relates to an electronic component in which an external electrode is formed, for example, to a multilayer ceramic capacitor.

近年、電子機器内部に搭載された配線基板上に、セラミック電子部品などの電子部品が多数実装されている。   In recent years, many electronic components such as ceramic electronic components are mounted on a wiring substrate mounted inside an electronic device.

これらの電子部品の配線基板への実装には、Pbフリーはんだが使用されているが、Pbフリーはんだの融点は比較的高いため、はんだ付け時に高温での処理が必要である。   Although Pb-free solder is used for mounting these electronic components on a wiring board, since the melting point of Pb-free solder is relatively high, processing at a high temperature is required at the time of soldering.

その結果、セラミック電子部品のセラミック素体と外部電極との熱膨張係数差により、セラミック素体においてクラックが発生し易く、絶縁不良の原因となっていた。   As a result, due to the difference in thermal expansion coefficient between the ceramic element of the ceramic electronic component and the external electrode, a crack is easily generated in the ceramic element, which causes insulation failure.

また、近年、自動車の電子化が進み、併せて車内の居住空間の拡大のため、エンジンルームが縮小する中、自動車のECU(Electronic Control Unit)がエンジンやトランスミッションなどのより近傍に設置されるようになってきている。   Also, in recent years, while the engine room has shrunk due to the progress of computerization of the car and the expansion of the living space in the car, the ECU (Electronic Control Unit) of the car is installed closer to the engine, transmission, etc. It has become

このため、より高温環境下で電子部品が用いられるようになっており、このような環境下での温度変化による外部電極やはんだの膨張収縮の変位量から機械的なストレスが発生し、はんだ自体にクラックが生じることがある。   Therefore, electronic components are used under higher temperature environment, and mechanical stress is generated from displacement amount of expansion and contraction of external electrodes and solder due to temperature change under such environment, and solder itself is generated. May crack.

そこで、はんだに代えて、エポキシ系熱硬化性樹脂にAgのフィラーを含有した導電性接着剤が注目されている。この種の用途に用いられる導電性接着剤の熱硬化温度は、Pbフリーはんだの融点に比べて低い。したがって、セラミック電子部品の実装に導電性接着剤を用いた場合、セラミック素体に加わる熱応力を低減することができる。   Then, it replaces with solder and the conductive adhesive which contained the filler of Ag in epoxy-type thermosetting resin attracts attention. The heat curing temperature of the conductive adhesive used for this type of application is lower than the melting point of the Pb free solder. Therefore, when a conductive adhesive is used to mount the ceramic electronic component, the thermal stress applied to the ceramic body can be reduced.

また、導電性接着剤は弾性に富む樹脂を含むため、接合材自体へのクラックの問題を解消できる。   In addition, since the conductive adhesive contains a highly elastic resin, the problem of cracks in the bonding material itself can be eliminated.

このような導電性接着剤による実装に対応し得るセラミック電子部品の一例が、下記の特許文献1に開示されている。   An example of a ceramic electronic component that can correspond to such mounting with a conductive adhesive is disclosed in Patent Document 1 below.

特許文献1には、例えば、導電性接着剤を用いて実装できるセラミック電子部品として、外部電極の1層目に、Cuを含む導電性ペーストを塗布し、焼き付けることによって形成された第1の金属層と、外部電極の2層目(最外層)に、Ag−Pdを含む導電性ペーストを塗布し、焼き付けることによって形成された第2の金属層と、を有するセラミックコンデンサが開示されている。特許文献1では、この電極構造を有することにより、導電性接着剤での実装を可能にしていると記載されている。   In Patent Document 1, for example, as a ceramic electronic component mountable using a conductive adhesive, a first metal formed by applying and baking a conductive paste containing Cu on the first layer of the outer electrode A ceramic capacitor is disclosed having a layer and a second metal layer formed by applying and baking a conductive paste containing Ag-Pd to the second layer (the outermost layer) of the external electrode. Patent Document 1 describes that having this electrode structure enables mounting with a conductive adhesive.

特開2013−197186号公報JP, 2013-197186, A

しかしながら、特許文献1に記載のように、外部電極の1層目(第1の金属層)の上に、外部電極の2層目(最外層)として、第2の金属層を形成する際に、第2の金属層と第1の金属層との間で熱拡散が生じ、カーゲンダル効果によって第2の金属層に空孔が生じることがある。温度サイクル試験(−55℃〜200℃)を実施すると、この空孔が空孔成長し、接合材との接合強度が低下するという課題があった。   However, as described in Patent Document 1, when the second metal layer is formed as the second layer (the outermost layer) of the outer electrode on the first layer (the first metal layer) of the outer electrode. Thermal diffusion may occur between the second metal layer and the first metal layer, and voids may be generated in the second metal layer due to the Kargendal effect. When a temperature cycle test (−55 ° C. to 200 ° C.) is carried out, there is a problem that the holes grow as holes and the bonding strength with the bonding material decreases.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、熱衝撃試験における不良が発生し難い電子部品を提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an electronic component in which a defect in a thermal shock test is less likely to occur.

上記の目的を達成するために鋭意検討を行い、本発明を完成させるに至った。   The present inventors diligently studied to achieve the above object, and completed the present invention.

すなわち、本発明に係る電子部品は、
内部電極層を有するセラミック素体と、
前記セラミック素体の端面に形成された外部電極と、を有する電子部品であって、
前記外部電極は、
前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続するように前記セラミック素体の端面に直接に形成された第1電極層と、
前記第1電極層の外面に形成された第2電極層と、を有し、
前記第1電極層はCuを含み、
前記第2電極層は主成分としてAg、PdおよびCuを含み、
前記第2電極層は副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2電極層の前記副成分は、前記第2電極層の前記主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%含まれる。
That is, the electronic component according to the present invention is
A ceramic body having an internal electrode layer,
And an external electrode formed on an end face of the ceramic body.
The external electrode is
A first electrode layer formed directly on an end face of the ceramic body so as to be electrically connected to at least a part of the internal electrode layer;
And a second electrode layer formed on the outer surface of the first electrode layer,
The first electrode layer contains Cu,
The second electrode layer contains Ag, Pd and Cu as main components,
The second electrode layer contains at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as a minor component,
The subcomponent of the second electrode layer is contained in an amount of 0.5 to 5.0 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer.

上記の特徴を有することで、熱拡散による外部電極の欠陥が形成されず、耐湿性を向上させることができる。その結果、自動車のECU等に対して導電性接着剤を用いて好適に実装することを可能としつつ、熱衝撃試験における不良が発生し難い電子部品を提供できる。   By having the above features, defects of the external electrode due to thermal diffusion are not formed, and the moisture resistance can be improved. As a result, it is possible to provide an electronic component in which a defect in a thermal shock test is less likely to occur, while enabling suitable mounting using a conductive adhesive on an ECU or the like of a car.

また、本発明に係る積層セラミックコンデンサは、
セラミック層と内部電極層とが交互に積層されたセラミック素体と、
前記セラミック素体の端面に形成された外部電極と、を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記外部電極は、
前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続するように前記セラミック素体の端面に直接に形成された第1電極層と、
前記第1電極層の外面に形成された第2電極層と、を有し、
前記第1電極層はCuを含み、
前記第2電極層は主成分としてAg、PdおよびCuを含み、
前記第2電極層は副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2電極層の前記副成分は、前記第2電極層の前記主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%含まれる。
Moreover, the multilayer ceramic capacitor according to the present invention is
A ceramic body in which a ceramic layer and an internal electrode layer are alternately laminated;
And an external electrode formed on the end face of the ceramic body.
The external electrode is
A first electrode layer formed directly on an end face of the ceramic body so as to be electrically connected to at least a part of the internal electrode layer;
And a second electrode layer formed on the outer surface of the first electrode layer,
The first electrode layer contains Cu,
The second electrode layer contains Ag, Pd and Cu as main components,
The second electrode layer contains at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as a minor component,
The subcomponent of the second electrode layer is contained in an amount of 0.5 to 5.0 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer.

図1は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る積層セラミックコンデンサの外部電極の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the external electrode of the multilayer ceramic capacitor according to one embodiment of the present invention.

まず、本発明の一実施形態として、積層セラミックコンデンサについて説明する。図1に、一般的な積層セラミックコンデンサ1の断面図を示す。   First, a multilayer ceramic capacitor will be described as an embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a cross-sectional view of a general laminated ceramic capacitor 1.

積層セラミックコンデンサ1は、X軸およびY軸を含む平面に実質的に平行なセラミック層2と内部電極層3とを有し、セラミック層2と内部電極層3がZ軸の方向に沿って交互に積層されたセラミック素体10を有する。   Multilayer ceramic capacitor 1 has ceramic layer 2 and internal electrode layer 3 substantially parallel to a plane including X axis and Y axis, and ceramic layer 2 and internal electrode layer 3 alternate along the direction of Z axis. The ceramic body 10 is laminated on the

ここで、「実質的に平行」とは、ほとんどの部分が平行であるが、多少平行でない部分を有していてもよいことを意味し、セラミック層2と内部電極層3は、多少、凹凸があったり傾いていたりしてもよいという趣旨である。   Here, "substantially parallel" means that most of the portions are parallel but may have portions that are not parallel, and the ceramic layer 2 and the internal electrode layer 3 have some unevenness The idea is that they may or may be inclined.

セラミック素体10の形状に特に制限はないが、外形寸法(L、W、T寸法)が、3.2mm×1.6mm×1.6mm形状より大きいことが好ましい。   The shape of the ceramic body 10 is not particularly limited, but the external dimensions (L, W, T dimensions) are preferably larger than 3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm.

内部電極層3は、各端部がセラミック素体10の対向する2端面の表面に交互に露出するように積層してある。一対の外部電極4は、セラミック素体10の両端面10aに形成され、交互に配置された内部電極層3の露出端に接続されて、コンデンサ回路を構成する。   The internal electrode layers 3 are laminated so that each end is alternately exposed on the surfaces of the two opposing end faces of the ceramic body 10. The pair of external electrodes 4 are formed on both end faces 10a of the ceramic body 10 and connected to the exposed ends of the alternately arranged internal electrode layers 3 to constitute a capacitor circuit.

セラミック層2の厚みは、特に限定されないが、一層あたり100μm以下であることが好ましく、より好ましくは30μm以下である。厚みの下限は、特に限定されないが、たとえば0.5μm程度である。   The thickness of the ceramic layer 2 is not particularly limited, but is preferably 100 μm or less, more preferably 30 μm or less per layer. The lower limit of the thickness is not particularly limited, and is, for example, about 0.5 μm.

セラミック層2の積層数は、特に限定されないが、好ましくは20以上であり、より好ましくは50以上である。   The number of laminated layers of the ceramic layer 2 is not particularly limited, but is preferably 20 or more, and more preferably 50 or more.

セラミック層2の材料としては、例えば、BaTiO、CaTiO、SrTiO、CaZrO、(K1−xNa)SrNb15、BaTiNb15などの主成分からなる誘電体セラミックを用いることができる。また、これらの主成分にMn化合物、Mg化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物、希土類元素、Si化合物、Li化合物などの副成分を添加したものを用いてもよい。そのほか、PZT系セラミックなどの圧電体セラミック、スピネル系セラミックなどの半導体セラミック、フェライトなどの磁性体セラミックなどを用いることもできる The material of the ceramic layer 2 is, for example, a dielectric comprising a main component such as BaTiO 3 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , CaZrO 3 , (K 1-x Na x ) Sr 2 Nb 5 O 15 , Ba 3 TiNb 4 O 15 or the like. Body ceramic can be used. Moreover, you may use what added secondary components, such as Mn compound, Mg compound, Cr compound, Co compound, Ni compound, rare earth elements, Si compound, Li compound, etc. to these main components. In addition, piezoelectric ceramic such as PZT ceramic, semiconductor ceramic such as spinel ceramic, magnetic ceramic such as ferrite, etc. can also be used.

内部電極層3に含有される導電材は特に限定されないが、Ni、Ni系合金、CuまたはCu系合金が好ましい。なお、Ni、Ni系合金、CuまたはCu系合金中には、P等の各種微量成分が0.1質量%程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層3は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層3の厚みは用途等に応じて適宜決定すればよい。   The conductive material contained in the internal electrode layer 3 is not particularly limited, but is preferably Ni, a Ni-based alloy, Cu or a Cu-based alloy. In addition, about 0.1 mass% or less of various trace components, such as P, may be contained in Ni, a Ni-type alloy, Cu, or a Cu-type alloy. Alternatively, the internal electrode layer 3 may be formed using a commercially available electrode paste. The thickness of the internal electrode layer 3 may be appropriately determined according to the application and the like.

より好ましくは、内部電極層3に含有される導電材は、セラミック層2の構成材料が耐還元性を有するため、NiまたはNi系合金である。このNiまたはNi系合金を主成分とし、これにAl、Si、Li、Cr、Feから選択された1種類以上の内部電極用副成分を含有していることがさらに好ましい。   More preferably, the conductive material contained in the internal electrode layer 3 is Ni or a Ni-based alloy because the constituent material of the ceramic layer 2 has reduction resistance. It is more preferable to use this Ni or Ni-based alloy as a main component and to this one or more kinds of internal electrode subcomponents selected from Al, Si, Li, Cr, and Fe.

内部電極層3の主成分であるNiまたはNi系合金にAl、Si、Li、Cr、Feから選択された1種類以上の内部電極用副成分を含有させることで、Niが大気中の酸素と反応しNiOになる前に、内部電極用副成分と酸素が反応し、Niの表面に内部電極用副成分の酸化膜を形成する。すなわち、外気中の酸素が内部電極用副成分の酸化膜を通過しないとNiと反応できなくなるため、Niが酸化され難くなる。その結果、250℃の高温下で連続使用しても、Niを主成分とする内部電極層3の酸化による連続性の劣化が起り難くなるとともに、導電性の劣化が起り難くなる。   By incorporating one or more types of internal electrode subcomponents selected from Al, Si, Li, Cr, and Fe into the Ni or Ni-based alloy that is the main component of the internal electrode layer 3, Ni becomes oxygen in the atmosphere and Before reacting to NiO, the subcomponent for internal electrode and oxygen react to form an oxide film of the subcomponent for internal electrode on the surface of Ni. That is, since it becomes impossible to react with Ni if oxygen in the outside air does not pass through the oxide film of the subcomponent of the internal electrode, Ni becomes difficult to oxidize. As a result, even when continuously used at a high temperature of 250 ° C., the deterioration of the continuity due to the oxidation of the internal electrode layer 3 containing Ni as a main component is unlikely to occur and the conductivity is not likely to occur.

図2に示すように、本実施形態の外部電極4は、セラミック素体10のX軸方向の両端面10aに形成される外部電極端面部4aと、セラミック素体10のY軸方向の両側面のX軸方向の両端部およびセラミック素体10のZ軸方向の両主面のX軸方向の両端部を覆う外部電極延長部4bと、を一体的に有することが好ましい。   As shown in FIG. 2, in the external electrode 4 of the present embodiment, the external electrode end face portions 4 a formed on both end surfaces 10 a in the X axis direction of the ceramic element body 10 and both side surfaces in the Y axis direction of the ceramic element body 10 It is preferable to integrally have an external electrode extension 4b that covers both end portions in the X-axis direction and both end portions in the X-axis direction of both main surfaces of the ceramic body 10 in the Z-axis direction.

本実施形態の外部電極4は、内部電極層3の少なくとも一部と電気的に接続するようにセラミック素体10の端面10aに直接に形成された第1電極層401と、第1電極層401の外面に形成された第2電極層402と、を有する。   The external electrode 4 of the present embodiment has a first electrode layer 401 formed directly on the end face 10 a of the ceramic body 10 so as to be electrically connected to at least a part of the internal electrode layer 3, and a first electrode layer 401. And a second electrode layer 402 formed on the outer surface of the

なお、第2電極層402の外面には、最外層として上層電極層403が形成されていてもよい。   An upper electrode layer 403 may be formed on the outer surface of the second electrode layer 402 as the outermost layer.

図2では、一方の外部電極4について示してあるが、他方の外部電極においても、同様の構成を有している。   Although one external electrode 4 is shown in FIG. 2, the other external electrode also has a similar configuration.

第1電極層401は、Cuを含み、この他、ガラス成分や他の金属を含んでもよい。第1電極層401に用いられる他の金属としては、例えば、Ag,Pd,Ag−Pd合金,Auなどを用いることができる。   The first electrode layer 401 contains Cu, and may further contain a glass component and other metals. As another metal used for the 1st electrode layer 401, Ag, Pd, an Ag-Pd alloy, Au etc. can be used, for example.

第1電極層401の厚みは、実装時の下面側(たとえば、セラミック素体10の主面側)において、5μm〜25μmであることが好ましい。   It is preferable that the thickness of the 1st electrode layer 401 is 5 micrometers-25 micrometers in the lower surface side (for example, main surface side of the ceramic element body 10) at the time of mounting.

第2電極層402は、主成分としてAg、PdおよびCuを含み、副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む。これにより、熱衝撃試験における不良が発生し難くなる。   The second electrode layer 402 contains Ag, Pd and Cu as main components, and at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as auxiliary components. As a result, defects in the thermal shock test are less likely to occur.

なお、熱衝撃試験とは、−55℃〜200℃の間の熱衝撃サイクル試験をいう。   In addition, a thermal shock test means the thermal shock cycle test between -55 degreeC-200 degreeC.

第2電極層402の副成分は、第2電極層402の主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%である。これにより、熱衝撃試験における不良が発生し難くなる。上記の観点から、第2電極層402の副成分は、第2電極層402の主成分100wt%に対して、好ましくは1.0wt%〜2.5wt%である。   The minor component of the second electrode layer 402 is 0.5 to 5.0 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer 402. As a result, defects in the thermal shock test are less likely to occur. From the above viewpoint, the accessory component of the second electrode layer 402 is preferably 1.0 wt% to 2.5 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer 402.

第2電極層402の主成分の全量を100wt%としたとき、Agは好ましくは80wt%〜90wt%であり、Pdは好ましくは1wt%〜10wt%であり、Cuは好ましくは1wt%〜10wt%である。   Ag is preferably 80 wt% to 90 wt%, Pd is preferably 1 wt% to 10 wt%, and Cu is preferably 1 wt% to 10 wt% when the total amount of the main components of the second electrode layer 402 is 100 wt%. It is.

第2電極層402の副成分は、NiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む。これにより、第1電極層401のCuが第2電極層402に熱拡散することを抑制できる。このため、外部電極4の欠陥を抑制でき、耐湿性を向上させることができる。なお、第2電極層402には、副成分として、P、B等が含まれても良い。   The subcomponents of the second electrode layer 402 include at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN, and TiN. This can suppress the thermal diffusion of Cu of the first electrode layer 401 into the second electrode layer 402. Therefore, defects in the external electrode 4 can be suppressed, and the moisture resistance can be improved. Note that P, B, and the like may be contained in the second electrode layer 402 as auxiliary components.

図2に示すように、外部電極延長部4bの第2電極層402bは、X軸方向に沿って、外部電極延長部4bの中央部の端まで途切れずに連続している。   As shown in FIG. 2, the second electrode layer 402 b of the external electrode extension 4 b is continuously connected to the end of the central portion of the external electrode extension 4 b along the X-axis direction.

外部電極端面部4aに形成される第2電極層402aの厚みは、5μm〜20μmであることが好ましい。また、外部電極延長部4bに形成される第2電極層402bの厚みは、3μm〜15μmであることが好ましい。   The thickness of the second electrode layer 402a formed on the external electrode end face portion 4a is preferably 5 μm to 20 μm. Moreover, it is preferable that the thickness of the 2nd electrode layer 402b formed in the external electrode extension part 4b is 3 micrometers-15 micrometers.

上層電極層403は、Pdめっき、Auめっき、Au−Pd−Ni合金またはAu−Pd合金膜によって形成されてもよい。上層電極層403が外部電極4の最外層であり、なおかつ、配線基板に実装するためにAu系のはんだ材を用いる場合、外部電極4の最外層をPdめっき、Auめっき、Au−Pd−Ni合金またはAu−Pd合金膜で形成することにより、はんだ材と電気的接合の信頼性を確保することができる。   The upper electrode layer 403 may be formed of Pd plating, Au plating, Au-Pd-Ni alloy or Au-Pd alloy film. When the upper electrode layer 403 is the outermost layer of the external electrode 4 and an Au-based solder material is used for mounting on the wiring substrate, the outermost layer of the external electrode 4 is plated with Pd, Au, Au-Pd-Ni By forming an alloy or an Au-Pd alloy film, it is possible to ensure the reliability of the solder material and the electrical connection.

上層電極層403の厚みは、0.5μm〜5.0μmであることが好ましい。   The thickness of the upper electrode layer 403 is preferably 0.5 μm to 5.0 μm.

本実施形態の積層セラミックコンデンサは、熱拡散による外部電極の欠陥が形成されず、耐湿性を向上させることができる。その結果、自動車のECU等に対して導電性接着剤を用いて好適に実装することを可能としつつ、熱衝撃試験における不良が発生し難い電子部品を提供できる。   The multilayer ceramic capacitor of the present embodiment can improve the moisture resistance without forming a defect of the external electrode due to thermal diffusion. As a result, it is possible to provide an electronic component in which a defect in a thermal shock test is less likely to occur, while enabling suitable mounting using a conductive adhesive on an ECU or the like of a car.

次に、図1示す積層セラミックコンデンサ1の製造方法の一例を説明する。   Next, an example of a method of manufacturing the multilayer ceramic capacitor 1 shown in FIG. 1 will be described.

図1に示すような積層セラミックコンデンサ1を製造するために、セラミック層2を構成するためのセラミック材料を含むセラミックグリーンシートが準備される。   In order to manufacture the multilayer ceramic capacitor 1 as shown in FIG. 1, a ceramic green sheet containing a ceramic material for forming the ceramic layer 2 is prepared.

セラミック材料としては、BaTiO、CaTiO、SrTiO、CaZrO、(K1−xNa)SrNb15、BaTiNb15などの主成分を含むセラミック材料を用いることができる。 As the ceramic material, ceramic materials containing main components such as BaTiO 3 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , CaZrO 3 , (K 1-x Na x ) Sr 2 Nb 5 O 15 , Ba 3 TiNb 4 O 15 or the like may be used. it can.

次に、セラミックグリーンシート上に、導電性ペーストを塗布して、内部電極層に対応する導電パターンが形成される。導電性ペーストの塗布は、例えば、スクリーン印刷法などの各種印刷法により行うことができる。導電性ペーストは、導電性微粒子の他に、公知のバインダや溶剤を含んでいてもよい。導電性微粒子としては、Ni、Ni系合金、CuまたはCu系合金を使用できる。   Next, a conductive paste is applied on the ceramic green sheet to form a conductive pattern corresponding to the internal electrode layer. The application of the conductive paste can be performed by, for example, various printing methods such as screen printing. The conductive paste may contain known binders and solvents in addition to the conductive particles. As the conductive fine particles, Ni, Ni-based alloy, Cu or Cu-based alloy can be used.

導電パターンが形成されていない複数のセラミックグリーシート、導電パターンが形成されたセラミックグリーンシート、および導電パターンが形成されていない複数のセラミックグリーンシートがこの順で積層され、積層方向にプレスすることにより、マザー積層体が作製される。   A plurality of ceramic green sheets not having a conductive pattern formed thereon, a ceramic green sheet having a conductive pattern formed thereon, and a plurality of ceramic green sheets not having a conductive pattern formed thereon are laminated in this order and pressed in the laminating direction. , And a mother laminate is produced.

マザー積層体上の仮想のカットラインに沿ってマザー積層体をカットすることにより、複数のグリーンのセラミック素体が作製される。なお、マザー積層体のカッティングは、ダイシングや押切りにより行うことができる。さらに、グリーンのセラミック素体に対してバレル研磨などを施し、稜線部や角部を丸めてもよい。   A plurality of green ceramic bodies are produced by cutting the mother laminate along virtual cut lines on the mother laminate. The cutting of the mother laminate can be performed by dicing or die cutting. Furthermore, barrel grinding etc. may be performed with respect to a green ceramic body, and a ridgeline part and a corner part may be rounded.

グリーンのセラミック素体を焼成することにより、セラミック素体10が得られる。このときの焼成温度は、例えば、1100℃〜1400℃とすることができる。   By firing the green ceramic body, the ceramic body 10 is obtained. The firing temperature at this time can be, for example, 1100 ° C. to 1400 ° C.

焼成後のセラミック素体10の両端面からセラミック素体10の両主面および両側面にかかるようにして、ディッピング、印刷工法などの方法により金属ペーストを塗布し、焼き付けることにより、第1電極層401が形成される。金属ペーストの焼付け温度は、700〜900℃であることが好ましい。   The first electrode layer is applied by coating and baking a metal paste by a method such as dipping or printing method so as to cover both main surfaces and both side surfaces of ceramic body 10 from both end faces of ceramic body 10 after firing. 401 is formed. It is preferable that the baking temperature of a metal paste is 700-900 degreeC.

第1電極層401上に、第2電極層402が形成される。第2電極層402の形成方法は特に限定されず、バレルめっき等により形成される。   The second electrode layer 402 is formed on the first electrode layer 401. The method of forming the second electrode layer 402 is not particularly limited, and is formed by barrel plating or the like.

このようにして、積層セラミックコンデンサ1が作製される。   Thus, the multilayer ceramic capacitor 1 is manufactured.

本実施形態の積層セラミックコンデンサ1では、熱拡散による外部電極4の欠陥が形成されず、耐湿性を向上させることができる。その結果、自動車のECU等に対して導電性接着剤を用いて好適に実装することを可能としつつ、熱衝撃試験における不良が発生し難い電子部品を提供できる。   In the multilayer ceramic capacitor 1 of the present embodiment, the defect of the external electrode 4 due to heat diffusion is not formed, and the moisture resistance can be improved. As a result, it is possible to provide an electronic component in which a defect in a thermal shock test is less likely to occur, while enabling suitable mounting using a conductive adhesive on an ECU or the like of a car.

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等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内において種々に改変することができる。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments in any way, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

本発明の電子部品は、積層セラミックコンデンサに限らず、その他の電子部品に適用することが可能である。その他の電子部品としては、例えば、バンドパスフィルタ、インダクタ、積層三端子フィルタ、圧電素子、PTCサーミスタ、NTCサーミスタ、バリスタなどである。   The electronic component of the present invention is applicable not only to the multilayer ceramic capacitor but also to other electronic components. Other electronic components include, for example, a band pass filter, an inductor, a laminated three-terminal filter, a piezoelectric element, a PTC thermistor, an NTC thermistor, a varistor and the like.

以下、本発明の実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。     Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

積層セラミックコンデンサ用のセラミック素体10として、CaZrOを主成分とするセラミック層2と、Niを含む内部電極層3とを有し、チップサイズL×W×T=1.6mm×0.8mm×0.8mmのセラミック素体、チップサイズL×W×T=3.2mm×1.6mm×1.6mmのセラミック素体、チップサイズL×W×T=4.5mm×3.2mm×2.0mmのセラミック素体、チップサイズL×W×T=5.7mm×5.0mm×2.0mmのセラミック素体、の異なるチップサイズの4種の積層セラミックコンデンサ用のセラミック素体10を準備した。各コンデンサ試料のチップサイズは表1に示す通りである。 A ceramic body 10 for a multilayer ceramic capacitor includes a ceramic layer 2 mainly composed of CaZrO 3 and an internal electrode layer 3 containing Ni, and has a chip size L × W × T = 1.6 mm × 0.8 mm Ceramic element of × 0.8 mm, chip size L × W × T = 3.2 mm × 1.6 mm × 1.6 mm ceramic element, chip size L × W × T = 4.5 mm × 3.2 mm × 2 Preparation of ceramic body 10 for four kinds of multilayer ceramic capacitors of different chip sizes of .0 mm ceramic body, chip size L × W × T = 5.7 mm × 5.0 mm × 2.0 mm ceramic body did. The chip size of each capacitor sample is as shown in Table 1.

焼成後のセラミック素体10の両端面からセラミック素体10の両主面および両側面にかかるようにして、Cuを含む金属ペーストを塗布し、焼き付けることにより、第1電極層401を形成した。金属ペーストの焼き付け温度は、700℃〜900℃とした。   A metal paste containing Cu was applied and baked on both main surfaces and both side surfaces of the ceramic element 10 from both end surfaces of the ceramic element 10 after firing, to form a first electrode layer 401. The baking temperature of the metal paste was 700 ° C to 900 ° C.

次に、バレルめっきによって第2電極層402を形成し、表1に示すコンデンサ試料(積層セラミックコンデンサ1)を得た。   Next, the second electrode layer 402 was formed by barrel plating to obtain a capacitor sample (multilayer ceramic capacitor 1) shown in Table 1.

各コンデンサ試料を、Cuを含む第1、第2のランドが上面に形成されたSiからなる配線基板上に導電性接着剤を用いて実装した。 Each capacitor sample was mounted using a conductive adhesive on a wiring substrate made of Si 3 N 4 on the top of which first and second lands containing Cu were formed.

これらのコンデンサ試料について、熱衝撃試験(熱衝撃サイクル試験)を行い、クラックの確認を行った。   A thermal shock test (thermal shock cycle test) was performed on these capacitor samples to confirm cracks.

熱衝撃サイクル試験として、気槽−55℃での30分保持および気槽200℃での30分保持の繰り返しを2000サイクル実施した20個のコンデンサ試料を準備した。なお、熱衝撃サイクル試験は、コンデンサ試料を配線基板に実装した状態にて行った。   As a thermal shock cycle test, twenty capacitor samples were prepared by repeating 2000 cycles of 30 minutes of holding at -55.degree. C. and 30 minutes of holding at 200.degree. The thermal shock cycle test was conducted in a state where the capacitor sample was mounted on the wiring board.

熱衝撃サイクル試験実施後に、コンデンサ試料を基板実装面に対して垂直に、かつコンデンサ試料のY軸方向に沿って、Z−X面に平行に、コンデンサ試料のY軸方向中央部まで断面研磨した。   After the thermal shock cycle test, the capacitor sample was polished to the center of the capacitor sample in the Y-axis direction in a direction perpendicular to the substrate mounting surface and along the Y-axis direction of the capacitor sample and parallel to the ZX plane. .

次に、研磨面を金属顕微鏡100〜500倍の倍率で観察して、外部電極端面部4aと外部電極延長部4bの境界部の縁部からセラミック素体へ進展しているクラックの有無を確認した。結果を表1に示す。   Next, the polished surface is observed at a magnification of 100 to 500 times with a metallographic microscope to confirm the presence or absence of a crack extending from the edge of the boundary between the external electrode end face 4a and the external electrode extension 4b to the ceramic body did. The results are shown in Table 1.

Figure 2019117901
Figure 2019117901

表1より、第2電極層に主成分としてAg、PdおよびCuを含む場合(試料番号2〜6、8、9、11、12、14、15、17〜20、22〜24および26)は、第2電極層に主成分としてCuが含まれない場合(試料番号13および21)に比べて、熱衝撃試験の不良率が低いことが確認できた。   From Table 1, when Ag, Pd and Cu are contained as main components in the second electrode layer (sample numbers 2 to 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17 to 20, 22 to 24 and 26), It has been confirmed that the percent defective in the thermal shock test is lower than that in the case where the second electrode layer does not contain Cu as a main component (Sample Nos. 13 and 21).

表1より、第2電極層に所定の副成分が0.5〜5.0wt%含まれる場合(試料番号2〜6、8、9、11、12、14、15、17〜20、22〜24および26)は、第2電極層に副成分が含まれない場合(試料番号1および25)に比べて、熱衝撃試験の不良率が低いことが確認できた。   From Table 1, when the second electrode layer contains 0.5 to 5.0 wt% of a predetermined subcomponent (sample numbers 2 to 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17 to 20, 22 to 22) 24 and 26) were able to confirm that the defect rate of a thermal shock test was low compared with the case (A sample number 1 and 25) in which a 2nd electrode layer does not contain a subcomponent.

表1より、第2電極層に所定の副成分が0.5〜5.0wt%含まれる場合(試料番号2〜6、8、9、11、12、14、15、17〜20、22〜24および26)は、第2電極層に所定の副成分が5.0wt%以上含まれる場合(試料番号7、10および16)に比べて、熱衝撃試験の不良率が低いことが確認できた。   From Table 1, when the second electrode layer contains 0.5 to 5.0 wt% of a predetermined subcomponent (sample numbers 2 to 6, 8, 9, 11, 12, 14, 15, 17 to 20, 22 to 22) In 24 and 26), it was confirmed that the percentage defective in the thermal shock test was lower than in the case where the second electrode layer contained 5.0 wt% or more of the predetermined subcomponent (Sample Nos. 7, 10 and 16) .

1… 積層セラミックコンデンサ
2… セラミック層
3… 内部電極層
4… 外部電極
4a… 外部電極端面部
4b… 外部電極延長部
401… 第1電極層
402… 第2電極層
402a… 外部電極端面部の第1電極層
402b… 外部電極延長部の第1電極層
403… 上層電極層
10… セラミック素体
10a… セラミック素体の端面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Multilayer ceramic capacitor ......... Ceramic layer 3 ... Internal electrode layer 4 ... External electrode 4a ... External electrode end surface part 4b ... External electrode extension part 401 ... 1st electrode layer 402 ... 2nd electrode layer 402a ... 2nd of the external electrode end surface part 1 electrode layer 402b ... first electrode layer 403 of external electrode extension portion ... upper layer electrode layer 10 ... ceramic element 10a ... end face of ceramic element

Claims (2)

内部電極層を有するセラミック素体と、
前記セラミック素体の端面に形成された外部電極と、を有する電子部品であって、
前記外部電極は、
前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続するように前記セラミック素体の端面に直接に形成された第1電極層と、
前記第1電極層の外面に形成された第2電極層と、を有し、
前記第1電極層はCuを含み、
前記第2電極層は主成分としてAg、PdおよびCuを含み、
前記第2電極層は副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2電極層の前記副成分は、前記第2電極層の前記主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%含まれる電子部品。
A ceramic body having an internal electrode layer,
And an external electrode formed on an end face of the ceramic body.
The external electrode is
A first electrode layer formed directly on an end face of the ceramic body so as to be electrically connected to at least a part of the internal electrode layer;
And a second electrode layer formed on the outer surface of the first electrode layer,
The first electrode layer contains Cu,
The second electrode layer contains Ag, Pd and Cu as main components,
The second electrode layer contains at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as a minor component,
The electronic component in which 0.5 to 5.0 wt% of the subcomponent of the second electrode layer is contained with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer.
セラミック層と内部電極層とが交互に積層されたセラミック素体と、
前記セラミック素体の端面に形成された外部電極と、を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記外部電極は、
前記内部電極層の少なくとも一部と電気的に接続するように前記セラミック素体の端面に直接に形成された第1電極層と、
前記第1電極層の外面に形成された第2電極層と、を有し、
前記第1電極層はCuを含み、
前記第2電極層は主成分としてAg、PdおよびCuを含み、
前記第2電極層は副成分としてNiAl、WC、SiC、TaNおよびTiNからなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、
前記第2電極層の前記副成分は、前記第2電極層の前記主成分100wt%に対して0.5〜5.0wt%含まれる積層セラミックコンデンサ。
A ceramic body in which a ceramic layer and an internal electrode layer are alternately laminated;
And an external electrode formed on the end face of the ceramic body.
The external electrode is
A first electrode layer formed directly on an end face of the ceramic body so as to be electrically connected to at least a part of the internal electrode layer;
And a second electrode layer formed on the outer surface of the first electrode layer,
The first electrode layer contains Cu,
The second electrode layer contains Ag, Pd and Cu as main components,
The second electrode layer contains at least one selected from the group consisting of NiAl, WC, SiC, TaN and TiN as a minor component,
The multilayer ceramic capacitor, wherein the subcomponent of the second electrode layer is contained in an amount of 0.5 to 5.0 wt% with respect to 100 wt% of the main component of the second electrode layer.
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