贯通型层叠陶瓷电容器的制作方法

文档序号:18172917发布日期:2019-07-13 09:56阅读:137来源:国知局
贯通型层叠陶瓷电容器的制作方法

本发明涉及贯通型层叠陶瓷电容器。



背景技术:

关于上述贯通型层叠陶瓷电容器,在后述专利文献1中公开有图1所示那样的贯通型层叠陶瓷电容器100(以下简称为贯通型电容器100)。

该贯通型电容器100形成为长度l11>宽度w11>高度h11的条件的大致长方体形状,具有:由比上述长度l11、宽度w11、高度h11稍小的长度、宽度和高度规定的大致长方体形状的电容器主体101;设置在电容器主体101的长度方向一端部的第一外部电极102;设置在电容器主体101的长度方向另一端部的第二外部电极103;设置在电容器主体101的宽度方向一端部的大致中央的第三外部电极104;和设置在电容器主体101的宽度方向另一端部的大致中央的第四外部电极105。

此外,在电容器主体101内,设置有多个第一内部电极层(省略图示)和多个第二内部电极层(省略图示)隔着电介质层(省略图示)在高度方向上交替地层叠而形成的电容部。多个第一内部电极层的一端部与第一外部电极102连接,且另一端部与第二外部电极103连接,多个第二内部电极层的一端部与第三外部电极104连接,且另一端部与第四外部电极105连接。

但是,对这种贯通型层叠陶瓷电容器仍然要求其小型化和薄型化,尤其是薄型化,在搭载于电路基板时的强度令人担心。以下使用图1对此进行说明。

图1所示的现有的贯通型电容器100一般在部件供给场所中通过吸附嘴吸附高度方向的一个面或另一个面的中心(参照图1(a)的+标记)或其附近之后被输送,输送后搭载在电路基板、例如能够进行表面安装的电路基板(部件安装基板)或能够进行表面安装和内部安装的电路基板(部件内置基板)等。

但是,图1所示的现有的贯通型电容器100属于在上述搭载时从吸附嘴直接对电容器主体101施加负荷的结构,因此存在由于该负荷而在电容器主体101产生龟裂的问题。该龟裂无论大小均会容许水分进入电容器主体101内,因此由于进入的水分而第一内部电极层和第二内部电极层受到腐蚀,性能降低的可能性变高,并且第一内部电极层和第二内部电极层短路而产生功能障碍的可能性变高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-294298号公报



技术实现要素:

发明所要解决的问题

本发明的课题在于提供实现搭载在电路基板时的强度提高的贯通型层叠陶瓷电容器。

用于解决问题的方式

为了解决上述课题,本发明的贯通型层叠陶瓷电容器,在由长度、宽度和高度规定的大致长方体形状的电容器主体内设置有多个第一内部电极层和多个第二内部电极层隔着电介质层在高度方向上交替地层叠的电容部,该贯通型层叠陶瓷电容器的特征在于,包括:(1)第一外部电极,其在上述电容器主体的长度方向一端部以连续地覆盖该电容器主体的长度方向一个面、高度方向两个面的一部分和宽度方向两个面的一部分的方式设置,连接有上述多个第一内部电极层的长度方向一端部;(2)第二外部电极,其在上述电容器主体的长度方向另一端部以连续地覆盖该电容器主体的长度方向另一个面、高度方向两个面的一部分和宽度方向两个面的一部分的方式设置,连接有上述多个第一内部电极层的长度方向另一端部;和(3)四角筒形的第三外部电极,其在上述电容器主体的长度方向中央部、以与上述第一外部电极和上述第二外部电极不接触且连续地覆盖该电容器主体的高度方向两个面的一部分和宽度方向两个面的一部分的方式设置,上述多个第二电极层的宽度方向一端部连接在覆盖上述宽度方向两个面的一部分的部分的一侧,且上述多个第二电极层的宽度方向另一端部连接在覆盖上述宽度方向两个面的一部分的部分的另一侧,(4)在从高度方向看上述贯通型层叠陶瓷电容器时,设上述第一外部电极的沿着上述电容器主体的长度的尺寸为e1、设上述第二外部电极的沿着上述电容器主体的长度的尺寸为e2、设上述第三外部电极的沿着上述电容器主体的长度的尺寸为e3时,上述尺寸e1和上述尺寸e3满足e1<e3的条件,且上述尺寸e2和上述尺寸e3满足e2<e3的条件。

发明的效果

根据本发明,能够提供实现搭载在电路基板时的强度提高的贯通型层叠陶瓷电容器。

附图说明

图1(a)是表示现有的贯通型层叠陶瓷电容器的高度方向一个面的图,图1(b)表示其宽度方向一个面的图。

图2(a)是表示本发明的第一实施方式的贯通型层叠陶瓷电容器的高度方向一个面的图,图2(b)是表示其宽度方向一个面的图。

图3(a)是表示内置于电容器主体的第一内部电极层的形状的图,图3(b)是表示内置于电容器主体的第二内部电极层的形状的图。

图4是沿图2(a)的s1-s1线的放大截面图。

图5是沿图2(b)的s2-s2线的放大截面图。

图6是沿图2(b)的s3-s3线的放大截面图。

图7是图2(a)的放大图。

图8(a)是表示本发明的第二实施方式的贯通型层叠陶瓷电容器的高度方向一个面的图,图8(b)是表示其宽度方向一个面的图。

图9(a)是表示内置于电容器主体的第一内部电极层的形状的图,图9(b)是表示内置于电容器主体的第二内部电极层的形状的图。

图10是表示电容器主体的高度方向一个面的图。

图11是沿图8(b)的s4-s4线的放大截面图。

图12(a)是表示图9(a)所示的第一内部电极层的形状变形例的图,图12(b)是表示代替图9(a)所示的第一内部电极层使用图12(a)所示的第一内部电极层时的电容器主体的高度方向一个面的图10对应图。

具体实施方式

(第一实施方式)

首先,使用图2~图7,对本发明的第一实施方式的贯通型层叠陶瓷电容器10-1(以下简称为贯通型电容器10-1)的结构和效果等进行说明。此外,在图4和图6中后述第一内部电极层15描画5层且后述第二内部电极层16描画5层,这只是为了图示的方便,并不限定后述第一内部电极层15的层数和后述第二内部电极层16的层数。

如图2(a)和图2(b)所示,贯通型电容器10-1形成为满足长度l1>宽度w1>高度h1的条件的大致长方体形状,具有:由比这些长度l1、宽度w1和高度h1稍小的长度、宽度和高度规定的大致长方体形状的电容器主体11;设置在电容器主体11的长度方向一端部(图2(a)和图2(b)的左端部)的第一外部电极12;设置在电容器主体11的长度方向另一端部(图2(a)和图2(b)的右端部)的第二外部电极13;和在电容器主体11的长度方向中央部(图2(a)和图2(b)的左右中央部)、以与第一外部电极12和第二外部电极13不接触的方式设置的四角筒形的第三外部电极14。此外,电容器主体11的高度方向两面和宽度方向两面中、第一外部电极12与第三外部电极14之间的部分11a和第二外部电极13与第三外部电极14之间的部分11b分别露出(以下称为露出部分11a和露出部分11b)。

如图4所示,电容器主体11具有电介质制的第一保护部pp1、多个第一内部电极层15与多个第二内部电极层16隔着电介质层17在高度方向上交替地层叠而得到的电容部cp和电介质制的第二保护部pp2,该第一保护部pp1、电容部cp和第二保护部pp2按该顺序在高度方向上层状地排列。各第一内部电极层15形成为图3(a)所示那样的大致矩形,在长度方向一端部(图3(a)的左端部)和长度方向另一端部(图3(a)的右端部)分别一体地具有在长度方向上延伸的窄幅的引出部15a。另一方面,各第二内部电极层16形成为图3(b)所示那样的大致矩形,在宽度方向一端部(图3(b)的下端部)和宽度方向另一端部(图3(b)的上端部)分别一体地具有在宽度方向上延伸的窄幅的引出部16a。

由图4~图6可知,各第一内部电极层15的长度方向一端部、具体而言图3(a)的左侧引出部15a的左端边缘与第一外部电极12的后述部分12a电连接,各第一内部电极层的长度方向另一端部、具体而言图3(a)的右侧引出部15a的右端边缘与第二外部电极13的后述部分13a电连接。另一方面,各第二内部电极层16的宽度方向一端部、具体而言图3(b)的下侧引出部16a的下端边缘与第三外部电极14的后述部分14c电连接,各第二内部电极层16的宽度方向另一端部、具体而言图3(b)的上侧引出部16a的上端边缘与第三外部电极14的后述部分14d电连接。

另外,第一保护部pp1、各电介质层17和第二保护部pp2由组成大致相同、介电常数也大致相同的电介质陶瓷构成,各电介质层17的厚度大致相同。该电介质陶瓷能够优选使用以钛酸钡、钛酸锶、钛酸钙、钛酸镁、锆酸钙、锆钛酸钙、锆酸钡、氧化钛等为主要成分的电介质陶瓷,更优选ε>1000或2类(class2)(高介电常数类)的电介质陶瓷。关于此处的“组成大致相同、介电常数也大致相同的电介质陶瓷”,其意思是除了组成和介电常数完全相同的情况以外,还包括因为烧结程度等的关系而组成和介电常数的至少一方在容许范围内有若干不同的情况,关于“厚度大致相同”,其意思是除了厚度完全相同的情况以外,还包括因为层叠时的压缩程度等的关系而厚度在容许范围内/制造公差内有若干不同的情况。

此外,各第一内部电极层15和各第二内部电极层16由组成大致相同的良导体构成,各第一内部电极层15和各第二内部电极层16的厚度大致相同。在该良导体,能够优选使用以镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等为主要成分的良导体。这里的“组成大致相同的良导体”的意思是除了组成完全相同的情况以外,还包括因为烧结(烧制)程度等的关系而组成在容许范围内有若干不同的情况,“厚度大致相同”的意思是除了厚度完全相同的情况以外,还包括因为层叠时的压缩程度等的关系而厚度在容许范围内/制造公差内有若干不同的情况。

如图4~图6所示,第一外部电极12连续地具有覆盖电容器主体11的长度方向一个面(图4和图5的左表面)的部分12a、覆盖电容器主体11的高度方向一个面(图4的上表面)的一部分的部分12b、覆盖电容器主体11的高度方向另一个面(图4的下表面)的一部分的部分12c、覆盖电容器主体11的宽度方向一个面(图5的下表面)的一部分的部分12d和覆盖电容器主体11的宽度方向另一个面(图5的上表面)的一部分的部分12e。此外,第一外部电极12的靠近电容器主体11的长度方向一个面(图4和图5的左表面)的棱线(指四个棱线)的部分12f的厚度比部分12b~12e的厚度厚(以下称为较厚部分12f)。

部分12b~12e的沿电容器主体11的长度的尺寸在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。此外,部分12b~12e的厚度在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。

如图4~图6所示,第二外部电极13连续地具有覆盖电容器主体11的长度方向另一个面(图4和图5的右表面)的部分13a、覆盖电容器主体11的高度方向一个面(图4的上表面)的一部分的部分13b、覆盖电容器主体11的高度方向另一个面(图4的下表面)的一部分的部分13c、覆盖电容器主体11的宽度方向一个面(图5的下表面)的一部分的部分13d和覆盖电容器主体11的宽度方向另一个面(图5的上表面)的一部分的部分13e。此外,第二外部电极13的靠近电容器主体11的长度方向另一个面(图4和图5的右表面)的棱线(指四个棱线)的部分13f的厚度比部分13b~13e的厚度厚(以下称为较厚部分13f)。

部分13b~13e的沿电容器主体11的长度的尺寸在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。此外,部分13b~13e的厚度在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。

如图4~图6所示,第三外部电极14连续地具有覆盖电容器主体11的高度方向一个面(图4和图6的上表面)的一部分的部分14a、覆盖电容器主体11的高度方向另一个面(图4和图6的下表面)的一部分的部分14b、覆盖电容器主体11的宽度方向一个面(图5的下表面、图6的左表面)的一部分的部分14c和覆盖电容器主体11的宽度方向另一个面(图5的上表面、图6的右表面)的一部分的部分14d。此外,第三外部电极14的靠近电容器主体11的高度方向一个面(图4和图6的上表面)的棱线(指两个棱线)的部分14e的厚度和靠近电容器主体11的高度方向另一个面(图4和图6的下表面)的棱线(指两个棱线)的部分14e的厚度,比部分14a~14d的厚度厚(以下称为较厚部分14e)。

部分14a~14d的沿电容器主体11的长度的尺寸在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。此外,部分14a~14d的厚度在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中相同。

另外,第一外部电极12、第二外部电极13和第三外部电极14具有与电容器主体11的外表面紧贴的基底膜和与该基底膜的外表面紧贴的表面膜的二层结构,或者具有在基底膜与表面膜之间具有至少一个中间膜的多层结构。基底膜例如由烤膜(印制膜、烤印膜)构成,该烤膜中能够优选使用以镍、铜、钯、铂、银、金、它们的合金等为主要成分的良导体。表面膜例如由镀膜构成,在该镀膜能够优选使用以铜、锡、钯、金、锌、它们的合金等为主要成分的良导体。中间膜例如由镀膜构成,在该镀膜能够优选使用以铂、钯、金、铜、镍、它们的合金等为主要成分的良导体。

上述贯通型电容器10-1如图2(a)所示,在从高度方向看贯通型电容器10-1时,令第一外部电极12的沿着电容器主体11的长度的尺寸为e1、令第二外部电极13的沿着电容器主体11的长度的尺寸为e2、令第三外部电极14的沿着电容器主体11的长度的尺寸为e3时,尺寸e1和尺寸e3满足e1<e3的条件,且尺寸e2和尺寸e3满足e2<e3的条件。此外,尺寸e1和尺寸e2在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中既可以相同也可以稍有不同。

上述的e1<e3的条件和e2<e3的条件对“搭载时的强度提高”而言有效,因此以下对其有效性(效果)进行说明。

上述的贯通型电容器10-1在部件供给场所中,通过吸附嘴吸附该贯通型电容器10-1的高度方向一个面或另一个面的中心(参照图2(a)的+标记)或其附近之后被输送,输送后搭载在电路基板、例如能够进行表面安装的电路基板(部件安装基板)或能够进行表面安装和内部安装的电路基板(部件内置基板)等。

图1所示的现有的贯通型电容器100属于在上述搭载时从吸附嘴直接对电容器主体101施加负荷的结构,因此存在由于该负荷而在电容器主体101产生龟裂的问题。相对于此,上述的贯通型电容器10-1在电容器主体11的长度方向中央部存在四角筒形的第三外部电极14,而且满足上述的e1<e3的条件和e2<e3的条件,因此利用第三外部电极14承受上述搭载时的来自吸附嘴的负荷,而且能够将该负荷分散在四角筒形的第三外部电极14而加以缓和,由此能够防止在上述搭载时在电容器主体11产生龟裂,实现搭载时的强度提高。第三外部电极14的尺寸e3优选设计得尽量大,这样,能够更可靠地获得上述缓和作用,即使在吸附嘴相对于第三外部电极14的接触位置发生偏离的情况下也能够获得上述相同的好处。

此外,上述贯通型电容器10-1如图7所示,在从高度方向看贯通型电容器10-1时,令俯视轮廓的总面积为tar、令第一外部电极12的俯视轮廓的面积为ar1、令第二外部电极13的俯视轮廓的面积为ar2、令第三外部电极14的俯视轮廓的面积为ar3时,总面积tar、面积ar1、面积ar2和面积ar3满足0.6≤(ar1+ar2+ar3)/tar≤0.9的条件。此外,面积ar1和面积ar2在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中既可以相同也可以稍有不同。

上述的0.6≤(ar1+ar2+ar3)/tar≤0.9的条件对“连接时的可靠性提高”而言有效,因此以下对其有效性(效果)进行说明。

上述的贯通型电容器10-1在搭载在电路基板后,各外部电极12~14与导体垫等电连接。具体而言,在能够进行表面安装的电路基板(部件安装基板),各外部电极12~14使用焊料(焊锡)与导体垫电连接,此外,在能够进行表面安装和内部安装的电路基板(部件内置基板),各外部电极12~14使用焊料与导体垫电连接,此外,在各外部电极12~14用于与导体通孔(via)电连接。

图1所示的现有的贯通型电容器100不具有上述的贯通型电容器10-1那样的第三外部电极14,而且相对于从高度方向看贯通型电容器100时的俯视轮廓的面积的、第一外部电极102~第四外部电极105的俯视轮廓的面积和的占有比例为50%左右,因此存在在电路基板的搭载位置仅稍有偏离,则与导体垫/导体通孔的电连接的可靠性就会降低的问题。相对于此,上述的贯通型电容器10-1在电容器主体11的长度方向中央部存在四角筒形的第三外部电极14,而且在从高度方向看贯通型电容器10-1时,相对于其俯视轮廓的面积的、第一外部电极12~第三外部电极14的俯视轮廓的面积和的占有比例为60%以上,满足上述的0.6≤(ar1+ar2+ar3)/tar≤0.9的条件,因此即使在电路基板的搭载位置稍有偏离也能够可靠地进行所期望的电连接,实现连接时的可靠性提高。

另外,上述的0.6≤(ar1+ar2+ar3)/tar≤0.9的条件中的0.6是考虑到满足上述的e1<e3的条件和e2<e3的条件能够实现上述“搭载时的强度提高”的下限值。此外,该条件中的0.9是考虑到避免将各外部电极12~14与导体垫或导体通孔电连接时的、第一外部电极12与第三外部电极14的短路以及第二外部电极13与第三外部电极14的短路的上限值。

进一步,上述的贯通型电容器10-1的第一外部电极12的表面粗糙度、第二外部电极13的表面粗糙度和第三外部电极14的表面粗糙度比电容器主体11的露出部分11a和11b的表面粗糙度大(粗糙)。而且,第一外部电极12的表面粗糙度和第二外部电极13的表面粗糙度在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中既可以相同也可以稍有不同。

上述的粗糙度关系对“密封树脂的剥离防止”而言有效,因此以下对其有效性(效果)进行说明。

上述的贯通型电容器10-1存在在与电路基板的导体垫等电连接之后利用合成树脂被密封的情况。特别是在能够进行表面安装和内部安装的电路基板(部件内置基板),利用合成树脂密封内部安装的贯通型电容器10-1的几乎整体来确保气密性。

图1所示的现有的贯通型电容器100不具有上述的贯通型电容器10-1那样的粗糙度关系,因此当利用合成树脂对连接后的贯通型电容器100进行密封时,与密封树脂与电容器主体101的紧贴力相比,密封树脂与各外部电极102~105的紧贴力较弱,因此存在密封树脂从各外部电极102~105剥离而成为腐蚀等产生的原因的问题。与此相对,上述的贯通型电容器10-1的各外部电极12~14的表面粗糙度比电容器主体11的露出部分11a和11b的表面粗糙度大(粗糙),因此能够提高密封树脂与各外部电极12~14的紧贴力,实现密封树脂的剥离防止。

进一步,上述的贯通型电容器10-1的第一外部电极12的靠近电容器主体11的长度方向一个面的棱线的部分(较厚部分12f)的厚度比部分12b~12d的厚度厚,第二外部电极13的靠近电容器主体11的长度方向另一个面的棱线的部分的厚度(较厚部分13f)比部分13b~13d的厚度厚,第三外部电极14的靠近电容器主体11的高度方向一个面的棱线的部分(较厚部分14e)的厚度和靠近电容器主体11的高度方向另一个面的棱线的部分(较厚部分14e)的厚度比部分14a~14d的厚度厚。

上述的厚度关系对“连接不良的防止”而言有效,因此以下对其有效性(效果)进行说明。

上述的贯通型电容器10-1存在被具有部件收纳凹部的带状包装材料包装而供使用的情况。被带状包装材料包装的贯通型电容器10-1在将覆盖带从带主体剥离后,通过吸附嘴从部件收纳凹部被取出,进行在之前说明的那样的电路基板的搭载。

图1所示的现有的贯通型电容器100不具有上述贯通型电容器10-1那样的厚度关系(较厚部分12f、13f和14e),因此存在如下问题:在包装于带状包装材料时,各外部电极102~105的表面、特别是用于电连接的高度方向两侧的表面与带状包装材料的部件收纳凹部的底面/覆盖带的凹部闭塞面接触,在各个表面产生摩擦引起的变质和污染等,由于这些原因而在各外部电极102~105的电连接中产生不良。与此不同,上述的贯通型电容器10-1在各外部电极12~14的靠近电容器主体11的棱线的部分设置有较厚部分12f、13f和14e,因此即使包装于带状包装材料,也能够抑制各外部电极12~14的表面、特别是用于电连接的高度方向两侧的表面(部分12b、12c、13b、13c、14a和14b的表面)与带状包装材料的部件收纳凹部的底面或覆盖带的凹部闭塞面接触,防止在各个表面产生摩擦而引起的变质和污染等,由此,能够防止各外部电极12~14与导体垫或导体通孔电连接时的连接不良。

接着,适当使用各图中标记了的附图标记对于为了确认上述的有效性(效果)而准备的、

·与图2~图7所示的贯通型电容器10-1对应的评价用试样1;

·与图1所示的现有的贯通型电容器100对应的评价用试样2的规格进行说明。而且,后述尺寸值均为不包括制造公差的设计上的标准尺寸。

评价用试样1的规格如下。

·整体长度l为1000μm,宽度w为600μm,厚度h为220μm;

·电容器主体11的长度为960μm,宽度为560μm,高度为180μm;

·电容器主体11的第一保护部pp1的厚度和第二保护部pp2的厚度为30μm,电容部cp的厚度为120μm;

·电容部cp中所包含的第一内部电极层15的厚度和第二内部电极层16的厚度为0.7μm,电介质层17的厚度为0.8μm,第一内部电极层15的层数为40层,第二内部电极层16的层数为40层;

·第一保护部pp1、各电介质层17和第二保护部pp2为以钛酸钡为主要成分的电介质陶瓷,各第一内部电极层15和各第二内部电极层16为以镍为主要成分的良导体;

·第一外部电极12的部分12b~12e的厚度、第二外部电极13的部分13b~13e的厚度和第三外部电极14的部分14a~14d的厚度为15μm,第一外部电极12的部分12a的厚度和第二外部电极13的部分13a的厚度为20μm,各外部电极12~14的较厚部分12f、13f和14e的厚度为20μm;

·第一外部电极12、第二外部电极13和第三外部电极14为以镍为主要成分的基底膜和以铜为主要成分的表面膜的二层结构;

·第一外部电极12的尺寸e1和第二外部电极13的尺寸e2为200μm,第三外部电极14的尺寸e3为350μm;

·第一外部电极12的表面粗糙度ra、第二外部电极13的表面粗糙度ra和第三外部电极14的表面粗糙度ra为0.31μm以上,电容器主体11的露出部分11a和11b的表面粗糙度ra为0.08μm以下。

此处,对评价用试样1的制法进行简单介绍。在制造时,首先,准备含有钛酸钡粉末、乙醇(溶剂)、聚乙烯醇缩丁醛(粘合剂)和分散剂等添加剂等的陶瓷浆料,并且准备含有镍粉末、萜品醇(溶剂)、乙基纤维素(粘合剂)和分散剂等添加剂的金属膏。

接着,使用金属型涂料机或凹版涂料机等涂敷装置和干燥装置,在载体膜的表面涂敷陶瓷浆料并进行干燥,制作第一生片。此外,使用丝网印刷机或凹版印刷机等印刷装置和干燥装置,在第一生片的表面呈矩阵状或交错状(千鸟状)地印刷金属膏并进行干燥,制作形成有第一内部电极层15用图案组的第二生片,并且在第一生片的表面呈矩阵状或交错形地印刷金属膏并进行干燥,制作形成有第二内部电极层16用图案组的第三生片。

接着,使用具有冲裁刃和加热器的可动式吸附头等的层叠装置,将从第一生片冲裁得到的单位片层叠(堆叠)至规定个数并进行热压接,制作与第二保护部pp2对应的部位。接着,使用上述相同的层叠装置、反复进行在从第三生片冲裁得到的单位片(包含第二内部电极层16用图案组)上层叠从第二生片冲裁得到的单位片(包含第一内部电极层15用图案组)并进行热压接的工作,制作与电容部cp对应的部位。接着,使用上述相同的层叠装置将从第一生片冲裁得到的单位片层叠至规定个数并进行热压接,制作与第一保护部pp1对应的部位。接着,使用热气静水压机或机械式或液压式压力机等正式压接装置,对层叠有上述各部位的材料进行正式热压接,制作未烧制层叠片。

接着,使用刀片切割机或激光切割机等切割装置,将未烧制层叠片切割成格子状,制作与电容器主体11对应的未烧制芯片。接着,使用隧道型烧制炉或箱型烧制炉等烧制装置,在还原性气氛下或低氧分压气氛下对大量未烧制芯片按与钛酸钡和镍相应的温度曲线进行烧制(包括脱粘合剂处理和焙烧处理),制作电容器主体11。

接着,使用辊式涂布机或浸涂机等涂布装置和干燥装置在电容器主体11的长度方向两端部涂布金属膏(使用上述的金属膏)并进行干燥,在上述相同的气氛下进行烤印处理,形成基底膜,之后通过电镀等镀膜处理形成覆盖基底膜的表面膜,制作第一外部电极12和第二外部电极13。此外,使用上述相同的涂布装置和干燥装置,在电容器主体11的长度方向中央部分涂布金属膏(使用上述的金属膏)并进行干燥,在上述相同的气氛下进行烤印处理,形成基底膜,之后通过电镀等镀膜处理形成覆盖基底膜的表面膜,制作第三外部电极14。接着,在第一外部电极12的表面、第二外部电极13的表面和第三外部电极14的表面实施化学蚀刻处理,使各自的表面粗糙。

另一方面,评价用试样2的规格仅在以下方面与评价用试样1的规格不同。而且,评价用试样2的制法除了最后的化学蚀刻处理以外与评价用试样1的制法相同。

·第一外部电极102的厚度、第二外部电极103的厚度、第三外部电极104的厚度和第四外部电极105的厚度为20μm;

·第三外部电极104的尺寸e13和第四外部电极105的尺寸e14为350μm,第三外部电极104的尺寸e15和第四外部电极105的尺寸e16为150μm(尺寸e13~e16参照图1(a));

·第一外部电极102的表面粗糙度ra、第二外部电极103的表面粗糙度ra、第三外部电极104的表面粗糙度ra和第四外部电极105的表面粗糙度ra为0.06μm以下,电容器主体101的露出部分的表面粗糙度ra为0.08μm以下。

接着,对使用上述评价用试样1和2确认上述的有效性(效果)的结果等进行说明。

评价用试样1的第一外部电极12的尺寸e1和第二外部电极13的尺寸e2均为200μm,第三外部电极14的尺寸e3为350μm,因此满足e1<e3的条件和e2<e3的条件。另一方面,评价用试样2不具有评价用试样1那样的四角筒形的第三外部电极14,因此不满足上述两个条件。关于搭载时的强度提高,对共计5个评价用试样1的抗折强度和共计5个评价用试样2的抗折强度进行了测定,结果评价用试样1的抗折强度为180gf以上,评价用试样2的抗折强度为110gf以下。因此,可以说与图2~图7所示的贯通型电容器10-1对应的评价用试样1和与图1所示的现有贯通型电容器100对应的评价用试样2相比,在上述“搭载时的强度提高”方面有效。

此外,评价用试样1的从高度方向看评价用试样1时的(第一外部电极12的俯视轮廓的面积ar1+第二外部电极13的俯视轮廓的面积ar2+第三外部电极14的俯视轮廓的面积ar3)/评价用试样1的俯视轮廓的总面积tar)的计算值(共计5个的平均值)为0.77,因此满足0.6≤(ar1+ar2+ar3)/tar≤0.9的条件。另一方面,评价用试样2的从高度方向看评价用试样2时的(第一外部电极102的俯视轮廓的面积+第二外部电极103的俯视轮廓的面积+第三外部电极104的俯视轮廓的面积+第四外部电极105的俯视轮廓的面积)/评价用试样2的俯视轮廓的总面积)的计算值(共计5个的平均值)为0.50,因此不满足上述条件。因此,可以说与图2~图7所示的贯通型电容器10-1对应的评价用试样1和与图1所示的现有贯通型电容器100对应的评价用试样2相比,在上述“连接时的可靠性提高”方面有效。

进一步,评价用试样1的第一外部电极12的表面粗糙度ra、第二外部电极13的表面粗糙度ra和第三外部电极14的表面粗糙度ra为0.31μm以上,电容器主体11的露出部分11a和11b的表面粗糙度ra为0.08μm以下,因此满足第一外部电极12、第二外部电极13和第三外部电极14各自的表面粗糙度比电容器主体11的露出部分的表面粗糙度大(粗糙)的粗糙度关系。另一方面,评价用试样2的第一外部电极102的表面粗糙度ra、第二外部电极103的表面粗糙度ra、第三外部电极104的表面粗糙度ra和第四外部电极105的表面粗糙度ra为0.06μm以下,电容器主体101的露出部分的表面粗糙度ra为0.08μm以下,因此不满足上述粗糙度关系。因此,可以说与图2~图7所示的贯通型电容器10-1对应的评价用试样1相比于与图1所示的现有贯通型电容器100对应的评价用试样2,在上述“密封树脂的剥离防止”方面有效。

进一步,评价用试样1的第一外部电极12的部分12b~12e的厚度、第二外部电极13的部分13b~13e的厚度和第三外部电极14的部分14a~14d的厚度为15μm,各外部电极12~14的较厚部分12f、13f和14e的厚度为20μm,在两者之间存在5μm的间隙。即,即使将评价用试样1包装于具有部件收纳凹部的带状包装材料中,各外部电极102~105的表面、特别是用于电连接的高度方向两侧的表面也难以与带状包装材料的部件收纳凹部的底面和覆盖带的凹部闭塞面接触。另一方面评价用试样2不存在评价用试样1那样的间隙。因此,当将评价用试样2包装于具有部件收纳凹部的带状包装材料时,各外部电极102~105的表面、特别是用于焊接连接/通孔连接的高度方向两侧面的表面与带状包装材料的部件收纳凹部的内表面或覆盖带的凹部闭塞面接触,容易在各个表面产生摩擦引起的变质和污染等。因此,可以说与图2~图7所示的贯通型电容器10-1对应的评价用试样1相比于与图1所示的现有贯通型电容器100对应的评价用试样2,在上述“连接不良的防止”方面有效。

(第一实施方式的变形例)

(1)作为上述贯通型电容器10-1(包括评价用试样1),说明了第一外部电极12的高度方向两个面部分的最大厚度(较厚部分12f的厚度)、第二外部电极13的高度方向两个面部分的最大厚度(较厚部分13f的厚度)和第三外部电极14的高度方向两个面部分的最大厚度(较厚部分14e的厚度)大致相同的结构,其实只要使第三外部电极14的高度方向两个面部分的最大厚度比第一外部电极12的高度方向两个面部分的最大厚度以及第二外部电极13的高度方向两个面部分的最大厚度薄,在将贯通型电容器10-1搭载在电路基板后的“稳定性的提高”方面就有效。

即,在上述的贯通型电容器10-1,如果第三外部电极14的高度方向两个面部分的最大厚度比第一外部电极12的高度方向两个面部分的最大厚度以及第二外部电极13的高度方向两个面部分的最大厚度厚,则存在在搭载在电路基板的贯通型电容器10-1产生倾斜、或在第一外部电极12或第二外部电极13产生分离而在之后的电连接产生障碍的问题。虽然如此,但是只要在令第一外部电极12的高度方向两个面部分的最大厚度为t1max、令第二外部电极13的高度方向两个面部分的最大厚度为t2max、令第三外部电极14的高度方向两个面部分的最大厚度为t3max时,最大厚度t1max和最大厚度t3max满足t1max>t3max的条件,且最大厚度t2max和最大厚度t3max满足t2max>t3max的条件,就能够防止上述的倾斜和漂浮,实现上述“稳定性的提高”。

(2)作为上述贯通型电容器10-1(包括评价用试样1),说明了对电容器主体11的露出部分11a和11b没有特别地设置长度限制的结构,其实只要根据第三外部电极14的高度方向两个面部分的平均厚度确定这些露出部分11a和11b的长度,对起因于离子迁移(ionicmigration)的“短路的防止”而言就有效。

即,在上述的贯通型电容器10-1,因为第三外部电极14形成为四角筒形高度方向的两个面部分的面积较宽广,因此如果该高度方向两个面部分的平均厚度变厚,则由于浓度梯度而产生金属离子从第三外部电极14经电容器主体11向第一外部电极12和第二外部电极13移动的现象(离子迁移),存在在第三外部电极14与第一外部电极12和第二外部电极13产生短路的问题。虽然如此,但是,只要在令第三外部电极14的高度方向两个面部分的平均厚度为t3ave、令电容器主体11的露出部分11a的长度为i1、令电容器主体11的露出部分11b的长度为i2时(i1和i2参照图2(a)),平均厚度t3ave和长度i1满足t3ave≤i1/2的条件,且平均厚度t3ave和长度i2满足t3ave≤i2/2的条件,就能够抑制上述的离子迁移,实现上述“短路的防止”。

为了确认关系到该“短路的防止”的有效性(效果),准备增加上述评价用试样1的第三外部电极14的尺寸e1并令长度i1和长度i2两者为40μm、且令第三外部电极14的高度方向两个面部分的平均厚度t3ave与上述评价用试样1相配合为17.5μm的试样a1、令试样a1的第三外部电极14的高度方向两个面部分的平均厚度t3ave为20μm的试样a2和令试样a1的第三外部电极14的高度方向两个面部分的平均厚度t3ave为22.5μm的试样a3。之后,将各100个试样a1~a3在温度85℃、湿度85%的气氛下放置500小时,之后利用高阻计(安捷伦公司制,4329a),对第三外部电极14与第一外部电极12的短路发生率以及第三外部电极14与第二外部电极13的短路发生率进行查验,结果试样a1的短路发生率为0%,试样a2的短路发生率为0%,试样a3的短路发生率为5%。即,能够确认满足上述的t3ave≤i1/2的条件和t3ave≤i2/2的条件的试样a1和a2相比于不满足该条件的试样a3对上述“短路的防止”而言有效。

(3)作为上述贯通型电容器10-1(包括评价用试样1),说明了对电容器主体11的露出部分11a和11b没有特别设置长度限制的结构,其实只要根据贯通型电容器10-1的长度l1确定这些露出部分11a和11b的长度,对“esl(等效串联电感)的降低)就有效。

即,在上述的贯通型电容器10-1,如果第一外部电极12与第二外部电极13的实质的电流距离变长则esl增加。虽然如此,但是只要在令贯通型电容器10-1的长度为l1、令电容器主体11的露出部分11a的长度为i1、令露出部分11b的长度为i2时(l1、i1和i2参照图2(a)),长度i1和长度l1满足i1≤0.15×l1的条件,且长度i2和长度l1满足i2≤0.15×l1的条件,就能够实现上述“esl的降低”。而且,长度i1和长度i2在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中既可以相同也可以稍有不同。

为了确认关系到该“esl的降低”的有效性(效果),准备与上述评价用试样1(长度l1为1000μm、长度i1和i2两者为125μm)相同的试样b1、减少试样b1的第三外部电极14的尺寸e1并令长度i1和长度i2两者为150μm的试样b2和减少试样b1的第三外部电极14的尺寸e1并令长度i1和长度i2两者为175μm的试样b3。之后,利用网络分析仪(安捷伦公司制,8753d)对各100个的试样b1~b3的esl值进行查验,结果试样b1的esl值(平均值)为15pf,试样b2的esl值(平均值)为18pf,试样b3的esl值(平均值)为20pf。即,能够确认满足上述的i1≤0.15×l1的条件和i2≤0.15×l1的条件的试样b1和b2相比于不满足该条件的试样b3,对上述“esl的降低”而言更有效。

(第二实施方式)

首先,使用图8~图11,对本发明的第二实施方式的贯通型层叠陶瓷电容器10-2(以下简称为贯通型电容器10-2)的结构和效果等进行说明。

该贯通型电容器10-2在结构上与上述贯通型电容器10-1的差异之处在于,代替图3(a)所示的第一内部电极层15而使用与其形状不同的第一内部电极层18(参照图9(a))。该差异点以外的结构与上述的贯通型电容器10-1相同,基于该差异点获得的效果以外的效果与通过上述贯通型电容器10-1获得的效果相同,因此省略各说明。

各第一内部电极层18形成为图9(a)所示那样的i字形,在长度方向一端部(图9(a)的左端部)的宽度方向两侧(图9(a)的上下侧)和长度方向另一端部(图9(a)的右端部)的宽度方向两侧(图9(a)的上下侧)分别一体地具有在宽度方向上延伸的窄幅的引出部18a。各第一内部电极层18的引出部18a与第二内部电极层16的引出部16a同样地在宽度方向上延伸,因此,从图10可知,当将第一内部电极层18和第二内部电极层16平行投影于电容器主体11的高度方向一个面时,在图10的左下方的引出部18a与中央下方的引出部16a之间以及左上方的引出部18a与中央上方的引出部16a之间形成间隔i3,在图10的右下方的引出部18a与中央下方的引出部16a之间以及右下方的引出部18a与中央下方的引出部16a之间形成间隔i4。

从图11可知,各第一内部电极层18的长度方向一端部、具体而言图9(a)的左下方和左上方的引出部18a的下端边缘和上端边缘与第一外部电极12的部分12d和部分12e分别电连接,各第一内部电极层18的长度方向另一端部、具体而言图9(a)的两个右侧引出部18a的下端边缘和上端边缘与第二外部电极13的部分13d和部分13e分别电连接。

上述的贯通型电容器10-2如图10所示,在令电容器主体11的长度为l2、令被平行投影于电容器主体11的高度方向一个面的第一内部电极层18的长度方向一方(一端侧)的引出部18a与第二内部电极层16的引出部16a的间隔为i3、令第一内部电极层18的长度方向另一方(另一端侧)的引出部18a与第二内部电极层16的引出部16a的间隔为i4时,间隔i3和长度l2满足i3≤0.35×l2的条件,且间隔i4和长度l2满足i4≤0.35×l2的条件。而且,间隔i3和i4在不包括制造公差的设计上的标准尺寸中既可以相同也可以稍有不同。

上述的i3≤0.35×l2的条件和i4≤0.35×l2的条件对“esl(等效串联电感)的降低”而言有效。即,在上述贯通型电容器10-2,如果第一内部电极层18与第二内部电极层16的实质的电流距离变长则esl增加。虽然如此,但是只要满足上述的i3≤0.35×l2的条件和i4≤0.35×l2的条件,就能够实现上述的“esl的降低”。

为了确认关系到该“esl的降低”的有效性(效果),准备将上述评价用试样1(长度l2为960μm)的第一内部电极层15变成图9(a)所示的第一内部电极层18且改变引出部18a的位置而使间隔i3和间隔i4为306μm的试样c1,改变试样c1的第一内部电极层18的引出部18a的位置而使间隔i3和间隔i4为336μm的试样c2,改变试样c1的第一内部电极层18的引出部18a的位置而使间隔i3和间隔i4为366μm的试样c3。而且,试样c1~c3的引出部18a和16a的宽度(沿着图10的长度l2的方向的尺寸)统一为90μm。然后,利用网络分析仪(安捷伦公司制,8753d)对各100个的试样c1~c3的esl值进行查验,结果试样c1的esl值(平均值)为13pf,试样c2的esl值(平均值)为15pf,试样c3的esl值(平均值)为17pf。即,能够确认满足上述的i3≤0.35×l2的条件和i4≤0.35×l2的条件的试样c1和c2相比于不满足该条件的试样c3,对上述“esl的降低”而言有效。

(第二实施方式的变形例)

(1)作为上述贯通型电容器10-2(包括试样c1和c2),说明了使用图9(a)所示的第一内部电极层18的结构,其实也可以代替该第一内部电极层18而使用图12(a)所示的第一内部电极层19。如图12(b)所示,该第一内部电极层19具有从电容器主体11的长度方向一端至长度方向另一端的长度,这一点与图9(a)所示的第一内部电极层18在形状上不同。从图12(b)可知,在使用该第一内部电极层19的情况下,也与使用第一内部电极层18的情况相同,当将第一内部电极层19和第二内部电极层16平行投影于电容器主体11的高度方向一个面时,在图12(b)的左下方的引出部19a与中央下方的引出部16a之间以及左上方的引出部19a与中央上方的引出部16a之间形成间隔i3,在图12(b)的右下方的引出部19a与中央下方的引出部16a之间以及右下方的引出部19a与中央下方的引出部16a之间形成间隔i4。

(2)在上述的贯通型电容器10-2(包括试样c1和c2),能够适当地采用上述<第一实施方式的变形例>的(1)~(3)中说明的条件,即“t1max>t3max的条件和t2max>t3max的条件”、“t3ave≤i1/2的条件和t3ave≤i2/2的条件”和“i1≤0.15×l1的条件和i2≤0.15×l1的条件”,通过采用这些条件,能够获得同样的效果。

附图标记的说明

10-1贯通型层叠陶瓷电容器

11电容器主体

11a、11b电容器主体的露出部分

12第一外部电极

12a第一外部电极的覆盖电容器主体的长度方向一个面的部分

12b第一外部电极的覆盖电容器主体的高度方向一个面的一部分的部分

12c第一外部电极的覆盖电容器主体的高度方向另一个面的一部分的部分

12d第一外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向一个面的一部分的部分

12e第一外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向另一个面的一部分的部分

12f第一外部电极的较厚部分

13第二外部电极

13a第二外部电极的覆盖电容器主体的长度方向另一个面的部分

13b第二外部电极的覆盖电容器主体的高度方向一个面的一部分的部分

13c第二外部电极的覆盖电容器主体的高度方向另一个面的一部分的部分

13d第二外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向一个面的一部分的部分

13e第二外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向另一个面的一部分的部分

13f第二外部电极的较厚部分

14第三外部电极

14a第三外部电极的覆盖电容器主体的高度方向一个面的一部分的部分

14b第三外部电极的覆盖电容器主体的高度方向另一个面的一部分的部分

14c第三外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向一个面的一部分的部分

14d第三外部电极的覆盖电容器主体的宽度方向另一个面的一部分的部分

14e第四外部电极的较厚部分

15第一内部电极层

15a第一内部电极层的引出部

16第二内部电极层

16a第二内部电极层的引出部

17电介质层

cp电容部

pp1第一保护部

pp2第二保护部

10-2贯通型层叠陶瓷电容器

18第一内部电极层

18a第一内部电极层的引出部

19第一内部电极层

19a第一内部电极层的引出部

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