(57)【要約】【課題】曲げ強度及び耐湿信頼性を向上させた積層型キャパシタを提供する。【解決手段】本発明の一実施形態は、複数の誘電体層の積層構造を有し、上記誘電体層を間に挟んで積層された複数の内部電極を含む本体と、上記本体の表面のうち少なくとも一つの面に配置された応力緩和部と、上記本体外部に形成され、上記内部電極と電気的に連結された外部電極と、を含み、上記応力緩和部は、上記本体に隣接する第１樹脂層、及び上記第１樹脂層をカバーし、且つ樹脂層にフィラーが分散された形である第２樹脂層を含む積層キャパシタを提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の誘電体層の積層構造を有し、前記複数の誘電体層を間に挟んで積層された複数の内部電極を含む本体と、
前記本体の表面のうち少なくとも一つの面に配置された応力緩和部と、
前記本体の外部に形成され、前記複数の内部電極と電気的に連結された外部電極と、を含み、
前記応力緩和部は、前記本体に隣接する第１樹脂層、及び前記第１樹脂層をカバーし、且つ樹脂層にフィラーが分散された形である第２樹脂層を含む、積層型キャパシタ。
【請求項２】
前記応力緩和部は、前記本体における前記複数の誘電体層が積層された方向に対向する二つの面のうち少なくとも一つの面に配置される、請求項１に記載の積層型キャパシタ。
【請求項３】
前記応力緩和部は前記二つの面にともに配置される、請求項２に記載の積層型キャパシタ。
【請求項４】
前記応力緩和部は前記二つの面のいずれかのみに配置される、請求項２に記載の積層型キャパシタ。
【請求項５】
前記応力緩和部は、前記二つの面を連結し、且つ前記複数の内部電極が露出していない側面の少なくとも一部をカバーする、請求項２に記載の積層型キャパシタ。
【請求項６】
前記外部電極は、多層電極構造を有し、前記本体に隣接する金属層と、前記金属層をカバーする導電性樹脂層と、を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層型キャパシタ。
【請求項７】
前記導電性樹脂層は樹脂層内に金属粒子が分散された形である、請求項６に記載の積層型キャパシタ。
【請求項８】
前記金属層は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、又はこれらの合金成分を含む、請求項６又は７に記載の積層型キャパシタ。
【請求項９】
前記金属層は導電性ペーストの焼結体である、請求項８に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１０】
前記第１樹脂層は前記金属層と前記導電性樹脂層との間の領域に延長された形である、請求項６に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１１】
前記第２樹脂層は前記金属層と前記導電性樹脂層との間の領域に延長された形である、請求項６に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１２】
前記第１及び第２樹脂層は前記金属層と前記導電性樹脂層の間の領域に延長された形である、請求項６に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１３】
前記導電性樹脂層は前記第２樹脂層をカバーする形である、請求項６に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１４】
前記第１樹脂層は多層構造である、請求項１から１３のいずれか一項に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１５】
前記多層構造の第１樹脂層において前記本体に近いものであるほど弾性が高い、請求項１４に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１６】
前記第２樹脂層に含まれるフィラーは無機フィラーである、請求項１から１５のいずれか一項に記載の積層型キャパシタ。
【請求項１７】
前記無機フィラーはＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３を含む、請求項１６に記載の積層型キャパシタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型キャパシタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
積層型キャパシタは様々な電子製品に用いられている。最近では、高信頼性が要求される技術分野での多くの機能が電子化し、需要が増加するにつれて、これに符合するために、積層型キャパシタに対しても高信頼性が要求される。
【０００３】
積層型キャパシタの信頼性を向上させるためには構造的な安定性を確保する必要がある。このため、積層型キャパシタを構成するセラミック本体や内部電極などに生じる欠陥を最小限に抑えなければならない。
【０００４】
また、自動車や医療機器のような高信頼性を必要とする分野での多くの機能が電子化し、需要が増加するにつれて、これに符合するために、積層セラミックキャパシタに対しても高信頼性が要求される。かかる高信頼性で問題となる要素としては、工程時に発生するめっき液の浸透や、外部衝撃によるクラックの発生、基板実装時における反りの発生などが挙げられる。
【０００５】
そこで、上記問題点を解決するための手段として、外部電極の電極層とめっき層との間に導電性物質を含有する樹脂組成物を塗布することで、外部衝撃を吸収し、且つめっき液の浸透を防いで信頼性を向上させる方法が挙げられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一目的は、曲げ強度及び耐湿信頼性を向上させた積層型キャパシタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するための方法として、本発明は、一実施形態を通じて積層型キャパシタの新たな構造を提案する。具体的には、複数の誘電体層の積層構造を有し、上記誘電体層を間に挟んで積層された複数の内部電極を含む本体と、上記本体の表面のうち少なくとも一つの面に配置された応力緩和部と、上記本体の外部に形成され、上記内部電極と電気的に連結された外部電極と、を含み、上記応力緩和部は、上記本体に隣接する第１樹脂層、及び上記第１樹脂層をカバーし、且つ樹脂層にフィラーが分散された形である第２樹脂層を含む。
【０００８】
一実施形態において、上記応力緩和部は、上記本体における上記複数の誘電体層が積層された方向に対向する二つの面のうち少なくとも一つの面に配置されることができる。
【０００９】
一実施形態において、上記応力緩和部は、上記二つの面にともに配置されることができる。
【００１０】
一実施形態において、上記応力緩和部は、上記二つの面のいずれかのみに配置されることができる。
【００１１】
一実施形態において、上記応力緩和部は、上記二つの面を連結し、且つ上記内部電極が露出していない側面の少なくとも一部をカバーすることができる。
【００１２】
一実施形態において、上記外部電極は、多層電極構造を有し、上記本体に隣接する金属層と、上記金属層をカバーする導電性樹脂層と、を含むことができる。
【００１３】
一実施形態において、上記導電性樹脂層は、樹脂層内に金属粒子が分散された形であることができる。
【００１４】
一実施形態において、上記金属層は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、又はこれらの合金成分を含むことができる。
【００１５】
一実施形態において、上記金属層は、導電性ペーストの焼結体であることができる。
【００１６】
一実施形態において、上記第１樹脂層は、上記金属層と上記導電性樹脂層の間の領域に延長された形であることができる。
【００１７】
一実施形態において、上記第２樹脂層は、上記金属層と上記導電性樹脂層の間の領域に延長された形であることができる。
【００１８】
一実施形態において、上記第１及び第２樹脂層は、上記金属層と上記導電性樹脂層の間の領域に延長された形であることができる。
【００１９】
一実施形態において、上記導電性樹脂層は、上記第２樹脂層をカバーする形であることができる。
【００２０】
一実施形態において、上記第１樹脂層は、多層構造であることができる。
【００２１】
一実施形態において、上記多層構造の第１樹脂層において上記本体に近いものであるほど弾性が高くなってもよい。
【００２２】
一実施形態において、上記第２樹脂層に含まれるフィラーは、無機フィラーであることができる。
【００２３】
一実施形態において、上記無機フィラーは、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３を含むことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の一実施形態による積層型キャパシタは、基板実装時の曲げ強度特性及び耐湿信頼性を向上させることで信頼性を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態による積層型キャパシタの外観を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図３】変形例による積層型キャパシタの概略的な斜視図である。
【図４】変形例による積層型キャパシタの概略的な斜視図である。
【図５】図１の積層型キャパシタに採用することができる第２樹脂層の一例を示す断面図である。
【図６】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図７】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図８】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図９】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図１０】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【図１１】変形例による積層型キャパシタの概略的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがあり、図面上の同一の符号で示される要素は同一の要素である。
【００２７】
なお、本発明を明確に説明すべく、図面において説明と関係ない部分は省略し、様々な層及び領域を明確に表現するために厚さを拡大して示し、同一思想の範囲内において機能が同一である構成要素に対しては同一の参照符号を用いて説明する。さらに、明細書全体において、ある構成要素を「含む」というのは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができるということを意味する。
【００２８】
図１は本発明の一実施形態による積層型キャパシタの外観を概略的に示す斜視図であり、図２は図１の積層型キャパシタの概略的な断面図であり、図３及び図４は変形例による積層型キャパシタの概略的な斜視図であり、図５は図１の積層型キャパシタに採用することができる第２樹脂層の一例を示す断面図である。
【００２９】
上記図１から図５を参照すると、本発明の一実施形態による積層型キャパシタ１００は、本体１１０、応力緩和部Ｓ、及び外部電極１３１、１３２を含む。ここで、応力緩和部Ｓは、第１樹脂層１０１及び第２樹脂層１０２を含む。
【００３０】
本体１１０は、複数の誘電体層１１１の積層構造を含み、複数のグリーンシートを積層した後、焼結することで得ることができる。かかる焼結工程により、複数の誘電体層１１１は一体化した形を有することができる。本体１１０の形状及び寸法ならびに誘電体層１１１の積層数が本実施形態に示すものに限定されるものではなく、例えば、図１に示すように、本体１１０は、直方体状を有することができる。
【００３１】
本体１１０に含まれる誘電体層１１１は、高誘電率を有するセラミック材料を含むことができ、例えば、ＢＴ系、すなわち、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系セラミックを含むことができるが、十分な静電容量を得ることができる限り、当技術分野に公知の他の物質も用いることができる。誘電体層１１１には、主成分の上記セラミック材料とともに、必要であれば、添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、及び分散剤などがさらに含まれることができる。ここで、添加剤は、金属成分を含み、これらは製造過程で金属酸化物の形で添加されることができる。かかる金属酸化物添加剤は、一例として、ＭｎＯ２、Ｄｙ２Ｏ３、ＢａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、Ｃｒ２Ｏ３、及びＣａＣＯ３のうち少なくとも一つの物質を含むことができる。
【００３２】
本体１１０の内部には、電気容量を形成することができる複数の内部電極１２１、１２２が配置される。ここで、内部電極１２１、１２２は、互いに異なる外部電極１３１、１３２と連結されて、駆動時に互いに異なる極性を有することができる。内部電極１２１、１２２は、セラミックグリーンシートの一面に所定の厚さで導電性金属を含むペーストを印刷した後、これを焼結することで得られる。この場合、内部電極１２１、１２２は、図２に示すように、積層方向に沿って両端面に交互に露出するように形成されることができる。また、内部電極１２１と内部電極１２２の間に配置された誘電体層１１１を介して互いに電気的に分離されることができる。内部電極１２１、１２２をなす主な構成物質としては、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）などが挙げられるが、これらの合金も用いることができる。
【００３３】
外部電極１３１、１３２は、本体１１０の外部に形成されて、内部電極１２１、１２２と電気的に連結される。図面に示すように、外部電極１３１、１３２は、多層電極構造を有することができる。具体的に、外部電極１３１、１３２はそれぞれ、本体に隣接する金属層１３１ａ、１３２ａと、これをカバーする導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂと、を含むことができる。金属層１３１ａ、１３２ａはそれぞれ、内部電極１２１、１２２と連結され、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）、又はこれらの合金成分を含むことができる。この場合、金属層１３１ａ、１３１ｂは、導電性ペーストを塗布した後、これを焼結して得られた導電性ペーストの焼結体であることができる。
【００３４】
導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂは、樹脂層及び金属粒子を含むことができる。具体的には、上記樹脂層内に金属粒子が分散された形であることができる。図２に示すように、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂは、金属層１３１ａ、１３２ａの全領域をカバーしながら本体１１０と接する形であることができる。導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる樹脂層自体は導電性を有さなくても、これに分散された金属粒子が点接触するか、又はトンネル効果を奏することにより、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂは全体的に導電性を有することができる。導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる金属粒子は、銅及び銀のうち一つ以上を含むことができる。また、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる樹脂層は、例えば、熱硬化性樹脂を含むことができ、具体的には、エポキシ樹脂を含むことができる。かかる構造を有する導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂは、外部からの衝撃を吸収して積層型キャパシタ１００を保護する機能を行うことができる。また、図６の変形例のように、外部電極１３１、１３２は、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの外側に形成されためっき層１３１ｃ、１３２ｃをさらに含むことができる。これは、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂに含まれる金属粒子がめっき層１３１ｃ、１３２ｃを形成するためのシードの役割も果たすことができる。ここで、めっき層１３１ｃ、１３２ｃは、積層型キャパシタ１００の実装性のために提供されることができるものであって、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕなどの物質を含むことができ、多層構造で形成されることもできる。
【００３５】
本実施形態の場合、応力緩和部Ｓは、本体１１０の表面のうち少なくとも一つの面に配置される。図４に示す変形例は、本体１１０の表面のうち二つの面に配置された例に該当する。ここで、上記二つの面は、本体１１０において、複数の誘電体層１１１が積層された方向（Ｚ方向）に対向する二つの面に該当する。このうち、一つの面は、基板などへの実装時に実装面として提供されることができる。但し、応力緩和部Ｓは、図３に示すように、二つの対向する面のいずれか（図３では下面）のみに形成されてもよい。この場合、応力緩和部Ｓが形成された面が積層型キャパシタ１００の実装面になり得る。また、応力緩和部Ｓは、二つの対向する面以外の他の面にも配置されることができる。例えば、図４に示すように、応力緩和部Ｓは、上記二つの対向する面を連結する側面、すなわち、本体１１０において、内部電極１２１、１２２が外部に露出していない側面にも配置されることができる。このように、応力緩和部Ｓが配置された領域が増加することにより、外部影響から積層型キャパシタ１００を効果的に保護するとともに、耐湿信頼性などが向上して曲げ特性も改善させることができる。一方、図４には、応力緩和部Ｓが本体１１０の側面一部をカバーする形が示されているが、応力緩和部Ｓが本体１１０の側面全体をカバーすることもできる。
【００３６】
上述のように、応力緩和部Ｓは、第１樹脂層１０１及び第２樹脂層１０２を含む。第１樹脂層１０１は、弾性を有するため、積層型キャパシタ１００に印加される応力、特に、基板などへの実装時に発生する曲げ変形を吸収することができる。これにより、第１樹脂層１０１は、積層型キャパシタ１００に伝達される曲げ変形を最小限に抑えることで、積層型キャパシタ１００を保護することができる。また、第１樹脂層１０１は、弾性を有する樹脂として、例えば、エポキシ系樹脂などを含むことができ、実質的にフィラーを含まなくてもよい。
【００３７】
第２樹脂層１０２は、図５に示すように、樹脂層１０３にフィラー１０４が分散された形で実現されることができ、比較的高い剛性を有する樹脂複合層に該当する。この場合、フィラー１０４は無機フィラーであってもよく、例えば、ＳｉＯ２又はＡｌ２Ｏ３などを含むことができる。第２樹脂層１０２は、積層型キャパシタ１００の実装時に曲げ変形を１次的に受ける領域に該当し、曲げ変形時の引張応力を効果的に吸収することができる。そして、第２樹脂層１０２の上部に伝達された曲げ応力は、弾性を有する第１樹脂層１０１によって吸収されて、積層型キャパシタ１００を効果的に保護することができる。
【００３８】
このように、本実施形態では、本体１１０に隣接する領域には高弾性を有する第１樹脂層１０１を配置し、外部から１次的に曲げ応力を受ける領域には高い剛性を有する第２樹脂層１０２を配置して、曲げ応力を著しく低減するようにした。かかる応力緩和部Ｓは、積層型キャパシタ１００が基板などに実装されたとき、外部電極１３１、１３２が剥離されるという現象を低減するとともに、曲げ変形に効果的に対応できる形である。さらに、圧電現象による振動を減らしてアコースティックノイズも低減させることができる。実際、本発明の発明者らの実験によると、多層構造の応力緩和部Ｓを採用した場合、約１０ｍｍの曲げ変形でも外部電極１３１、１３２のうち導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの剥離やクラックが発生しなかった。これは、応力緩和部Ｓがない従来の場合、３ｍｍレベルの曲げ変形でも不良が生じたことと異なる。また、応力緩和部Ｓは、多層構造で形成され、外部電極１３１、１３２及び本体１１０を外部から保護する機能も提供するとともに、積層型キャパシタ１００の耐湿信頼性の向上にも寄与することができる。具体的には、応力緩和部Ｓは、積層型キャパシタ１００の内部に浸透する可能性がある湿気や金属イオンなどを遮断する役割を果たすことができる。
【００３９】
以下、図７から図１１を参照して、本実施形態の変形例について説明する。図７から図１０は、上述の実施形態とは異なり、応力緩和部Ｓが、外部電極１３１、１３２の内部に延長されて、曲げ応力を緩和するとともに、耐湿信頼性をさらに向上させることができる構造に該当する。また、図１１は第１樹脂層が多層構造で形成されて、応力をさらに効果的に吸収するようにした形である。
【００４０】
まず、図７の変形例は、第１及び第２樹脂層１０１、１０２が導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの内側に延長されて、導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂが第２樹脂層１０２をカバーする形である。本変形例による応力緩和部Ｓは、上述の実施形態よりも、本体１１０及び導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂと接触する面積が広くなるため、応力緩和機能及び耐湿機能をさらに向上させることができる。
【００４１】
次に、図８の変形例は、第１樹脂層１０１が金属層１３１ａ、１３２ａと導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの間の領域に延長された形である。弾性を有する第１樹脂層１０１が占める領域が広くなり、結果として外部電極１３１、１３２の内部に延長されるようになって、上述した２次曲げ緩和機能を向上させることができる。この場合、図面に示すように、曲げ緩和機能をさらに強化させるために、第１樹脂層１０１は、本体１１０の上面又は下面の全体をカバーするように延長されることができ、具体的には、本体１１０の曲面からなる端領域までカバーすることができる。
【００４２】
次に、図９の変形例は、第２樹脂層１０２が金属層１３１ａ、１３２ａと導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの間の領域に延長された形である。本変形例では、剛性の高い第２樹脂層１０２が拡張され、結果として、外部電極１３１、１３２の内部に延長されるようになって、上述した２次曲げ緩和機能を向上させることができる。第１樹脂層１０１と同様に曲げ緩和機能をさらに強化させるために、第２樹脂層１０１は、本体１１０の上面又は下面の全体をカバーするように延長されることができ、具体的には、本体１１０の曲面からなる端領域までカバーすることができる。
【００４３】
次に、図１０の変形例は、第１及び第２樹脂層１０１、１０２がともに金属層１３１ａ、１３２ａと導電性樹脂層１３１ｂ、１３２ｂの間の領域に延長された構造であり、曲げ強度及び耐湿信頼性を著しく向上させることができる。この場合、図面に示すように、曲げ緩和機能をさらに強化させるために、第１及び第２樹脂層１０１、１０２は、本体１１０の上面又は下面の全体をカバーするように延長されることができ、具体的には、本体１１０の曲面からなる端領域までカバーすることができる。
【００４４】
次に、図１１の変形例では、第１樹脂層１０１が、多層構造で形成され、例えば、二つの層１０１ａ、１０１ｂを含むことができる。但し、第１樹脂層１０１は、さらに多くの層が積層された多層構造で実現されることもできる。多層構造の第１樹脂層１０１において、本体１１０に近いもの１０１ａでこれより本体から遠く離れたもの１０１ｂよりも弾性が高くてもよい。本体１１０に近いもの１０１ａの弾性を比較的高くすることにより、応力緩和部Ｓは、外部から伝達された応力を、弾性変形を用いてさらに効果的に吸収することで、積層型キャパシタの曲げ変形を緩和することができる。図１１の変形例は、図１の基本的な実施形態に加えて、上述した変形例にも適用されることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００４６】
１００  積層型キャパシタ
Ｓ  応力緩和部
１０１  第１樹脂層
１０２  第２樹脂層
１０３  樹脂層
１０４  フィラー
１１０  本体
１１１  誘電体層
１２１、１２２  内部電極
１３１、１３２  外部電極
１３１ａ、１３２ａ  金属層
１３１ｂ、１３２ｂ  導電性樹脂層
１３１ｃ、１３２ｃ  めっき層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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