專利名稱：層疊式電子部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及層疊式電子部件，更詳細(xì)地說，涉及層疊式陶瓷電容等的層疊式電子部件。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，電子機器的電源大多采用開關(guān)電源或直流-直流轉(zhuǎn)換器。作為這些電源中使用的電容器有電源支路用的電容器。
這種電源支路用的電容器，根據(jù)電源容量和開關(guān)頻率，使用的平滑線圈等的電路參數(shù)，采用高容量的鋁電解電容器或鉭電解電容器或低容量的層疊式陶瓷電容器。
上述電解電容器作為電源支路用(平滑用)電容器具有容易得到大容量等好的優(yōu)點，但也有一些問題即尺寸大；低溫特性差；會產(chǎn)生短路事故；由于內(nèi)部阻抗比較高，由等價串聯(lián)電阻(以下稱為“ESR”)引起的感應(yīng)正切(tanδ)大經(jīng)常產(chǎn)生損失；具有由此引起的發(fā)熱和不能得到充分的頻率特性、平滑性不充分等問題。
另一方面，近年來由于技術(shù)革新，隨著在介電體層和內(nèi)部電極中薄層化技術(shù)的進(jìn)展和層疊化技術(shù)的進(jìn)展，層疊式陶瓷電容器的靜電容量正接近電解電容器的靜電容量。因此，研究試圖將電解電容器置換為層疊式陶瓷電容器。
在電源支路用的電容器中，為了得到充分的平滑作用，減少脈動噪聲很重要。為了抑制這種脈動噪聲，可通過減少電容器的ESR來抑制。
因此，在電源的支路電路中，優(yōu)選使用ESR低的電容器，正在研究在電源電路中使用ESR低的層疊式陶瓷電容器。
然而，在電源電路中使用ESR低的層疊式陶瓷電容器(例如，ESR小于10mΩ的層疊式陶瓷電容器)的情況下，在具有成為電源的反饋電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器或開關(guān)電源等二次側(cè)電路中，平滑電路的ESR對反饋電路的相位特性影響大，特別是會產(chǎn)生ESR極低的問題。不能得到充分的可靠性。
即在使用ESR低的層疊式陶瓷電容器作為電源電路的支路用(平滑用)電容器的情況下，二次側(cè)平滑電路只由L和C成分等價地構(gòu)成，電路內(nèi)存在的相位成分只為±90°和0°，沒有相位余量，因此容易產(chǎn)生振動。這種振蕩現(xiàn)象，即使在使用三端子調(diào)節(jié)器的電源電路中，在負(fù)荷移動時也會發(fā)生。
為了解決上述問題，研究了在ESR低的層疊式陶瓷電容器上附加可充分防止上述振蕩現(xiàn)象水平的電阻成分，例如提出了所謂的CR復(fù)合電子部件。在特開平8-45784號公報中，提出了使用碳化物和還原劑，使層疊式陶瓷電容器的端部成為半導(dǎo)體的部件作為電子部件。
又例如在特開昭59-225509號公報中，提出了在層疊式陶瓷電容器上層疊氧化釕等電阻體膏，同時將它燒結(jié)，作成電阻體的部件。
在特許第2578264號公報中，還提出了在外部電極的表面上設(shè)置金屬氧化膜，得到所希望的ESR的CR復(fù)合部件。
還提出了使用導(dǎo)電性樹脂作為外部電極的構(gòu)成材料的層疊式陶瓷電容器。在這種情況下，在導(dǎo)電性樹脂中含有由銀等金屬構(gòu)成的球狀顆粒或磷片狀顆粒。這種形式的平滑電容器(層疊芯片式電容器)的ESR一般較低在10mΩ以下。因此，為了充分防止上述的振蕩現(xiàn)象，將外部電極的ESR調(diào)整為40mΩ以上，就必需研究極力減小導(dǎo)電性材料的含有率。

發(fā)明內(nèi)容
然而，以上述各種電子部件為首的現(xiàn)有的電子部件，在所有電源支路電路中使用的情況下，要充分防止發(fā)振現(xiàn)象的發(fā)生極其困難，要得到充分的平滑作用極其困難，得不到充分的可靠性。另外，上述的電子部件，含有不能批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
即在特開平8-45784號公報中所述的層疊式陶瓷電容器，用于將電阻值正確地控制在所希望的范圍內(nèi)的制造條件和滿足該條件的制造工序非常復(fù)雜，要正確地得到所希望的電阻值困難，電路設(shè)計困難，而且制造時產(chǎn)品間多數(shù)有電阻值偏差，批量生產(chǎn)時的成品率低。
另外，特開昭59-225509號公報中所述的層疊式陶瓷電容器，由于具有使用上述的氧化釕等電阻體膏形成的電阻體的結(jié)構(gòu)，另外在設(shè)置有外部電極的情況下，等價電路成為C/R或(LC)/R的并聯(lián)電路，得不到串聯(lián)電路。為了利用該層疊式陶瓷電容器得到串聯(lián)電路，外部電極的形狀復(fù)雜，制造工序復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，不具有可以充分進(jìn)行批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
然而，在特許第2578264號公報所述的CR復(fù)合部件的情況下，通過對由鎳作為構(gòu)成材料的端子電極進(jìn)行加熱處理，形成金屬氧化膜，再利用滾筒研磨調(diào)整該金屬氧化膜的膜厚，得到所希望的電阻值(參照實施例)。由于這樣，CR復(fù)合部件要得到所希望的電阻值困難，電阻值的調(diào)整也麻煩，制造效率低，沒有可充分進(jìn)行批量生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)。
但是，在使用含有由銀等金屬制成的球狀顆?；蛄灼瑺铑w粒的導(dǎo)電性樹脂作為外部電極的構(gòu)成材料的層疊式陶瓷電容器的情況下，導(dǎo)電性樹脂內(nèi)的上述顆粒相互接觸狀態(tài)急劇變成不穩(wěn)定，要將ESR穩(wěn)定地控制為任意值困難。雖然有使電阻與平滑電容器串聯(lián)連接的方法，但成本高，不實用。
本發(fā)明是考慮上述問題而提出的，其目的是要提供即使在電源支路電路中使用的情況下，也可充分地防止振蕩現(xiàn)象的產(chǎn)生，同時具有可得到充分的平滑作用的高的可靠性，具有批量生產(chǎn)性能好的結(jié)構(gòu)的層疊式電子部件。
本發(fā)明者，重復(fù)達(dá)到上述目的潛心研究的結(jié)果顯示，在具有以導(dǎo)電性樹脂作為構(gòu)成材料的外部電極的層疊式電子部件中，通過將ESR的值調(diào)節(jié)至40～150mΩ，而且將動作時得出的ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)調(diào)節(jié)至10mΩ以下，可以達(dá)到上述目的。
另外，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，當(dāng)作出以導(dǎo)電性樹脂作為構(gòu)成材料的外部電極時，作為在導(dǎo)電性樹脂中含有的導(dǎo)電性顆粒含有在形狀上滿足特定幾何學(xué)條件的顆粒，而且通過使該顆粒的含有率在特定的范圍內(nèi)，可以容易和可靠地使上述ESR值及其偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)調(diào)節(jié)在上述范圍內(nèi)，達(dá)到本發(fā)明的目的。
即本發(fā)明提供了一種層疊式電子部件，其特征在于，至少具有包含以介電體作為構(gòu)成材料的介電體部；和分別以緊密相接狀態(tài)配置在上述介電體部上，隔著該介電體部而相向配置的一對的第一外部電極和第二外部電極，介電體部具有與上述第一外部電極和上述第二外部電極中的任何一個電連接的二個以上的內(nèi)部電極；和在由上述介電體構(gòu)成且二個以上的內(nèi)部電極中的每相鄰電極之間配置一個的一個以上的介電體層；上述二個以上的內(nèi)部電極中至少一個與上述第一外部電極電連接，上述二個以上的內(nèi)部電極中的至少一個與上述第二外部電極電連接；第一外部電極和第二外部電極至少具有由分別以熱固性樹脂和導(dǎo)電性顆粒為主要成分的導(dǎo)電性樹脂制成的樹脂電極層；導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率為70～75質(zhì)量％；導(dǎo)電性顆粒以長邊方向的平均長度為30～70μm?？v橫尺寸比為1.5～3.3的針狀顆粒為主要成分。
根據(jù)本發(fā)明，可以容易而可靠地得到ESR值為40～150mΩ，而且動作時得出的ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)為10mΩ以下的層疊式電子部件。同時滿足這二個電氣特性條件的層疊式電子部件，具有可以在具有各種電路常數(shù)的開關(guān)電源電路的平滑電路等中使用的范圍內(nèi)的直流電阻或阻抗。
即滿足上述二個電氣特性條件的層疊式電子部件即使在電源的支路電路中使用的情況下，也可以容易而可靠地得到可以充分防止振蕩現(xiàn)象發(fā)生，同時可以得到充分的平滑作用，具有優(yōu)良可靠性的層疊式電子部件。另外，由于外部電極的樹脂電極層是主要成分為上述導(dǎo)電性顆粒和熱硬化樹脂，因此可以容易和再現(xiàn)性好地制造外部電極的樹脂電極層，以滿足上述二個電氣特性條件。因此，本發(fā)明的層疊式電子部件批量生產(chǎn)性能優(yōu)越。
當(dāng)ESR值小于40mΩ時，容易產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，但當(dāng)ESR值超過150mΩ時，外部電極(第一外部電極和第二外部電極)的導(dǎo)電率顯著降低，頻率特性也顯著降低。另外，當(dāng)在電源電路中使用ESR值超過150mΩ的部件時，電流損失大，得不到所希望的電源電壓和電流。
另外，如果上述ESR的值在40mΩ以上，即使在電源的支路電路中使用的情況下，也可充分地防止發(fā)生振蕩現(xiàn)象。作為是否可以充分防止發(fā)生振蕩現(xiàn)象的閾值的ESR值(40mΩ)為考慮幾乎所有種類的開關(guān)電源的各種電路常數(shù)(靜電容量、電感、阻抗)的結(jié)果算出的值。
本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)ESR的值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)超過10mΩ時，不能控制電源電壓和電源電流的輸出，得不到上述本發(fā)明的效果。從更可靠地控制電源電流的輸出的觀點來看，優(yōu)選ESR的值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)在8mΩ以下。
另外，在本發(fā)明中，當(dāng)構(gòu)成樹脂電極層的導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率小于70質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的電阻過分增大，得不到作為電子部件的電極起作用的充分的導(dǎo)電性。當(dāng)構(gòu)成樹脂電極層的導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率超過75質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的導(dǎo)電率過分增大，ESR的值小于40mΩ。從以上觀點來看，構(gòu)成樹脂電極層的導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率為70～75質(zhì)量％。
另外，在本發(fā)明中，如上所述，作為導(dǎo)電性顆粒的主要成分的針狀顆粒的形狀的幾何學(xué)條件如下，即長邊方向的平均產(chǎn)長度為30----70μm，縱橫尺寸比為1.5～3.3。通過以同時滿足上述二個幾何學(xué)條件的針狀顆粒作為導(dǎo)電性顆粒的主要成分，容易構(gòu)成滿足上述ESR的二個電氣特性條件的層疊式電子部件。
所謂“長邊方向的平均長度”表示作為具有非各向同性形狀的顆粒的針狀顆粒的長徑的平均值；更詳細(xì)地說，它表示利用SEM(掃描式電子顯微鏡)觀察作為測量樣件的外部電極(第一外部電極或第二外部電極)的截面，隨機地抽出排列在作為觀察對象的截面上的30個針狀顆粒時，得出的各個顆粒長徑的相加和平均值。另外，“短方向的平均長度”也與上述同樣，表示利用SEM觀察作為測量樣件的外部電極(第一外部電極式第二外部電極)的截面，隨機地抽出排列在作為觀察對象的截面上的30個針狀顆粒時得出的各個顆粒長徑的相加和平均值。
當(dāng)針狀顆粒長邊方向的平均長度小于30μm時，ESR的值低，ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)大，得不到上述的本發(fā)明的效果。另外，當(dāng)針狀顆粒的長邊方向的平均長度超過70μm時，ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)大，也得不到上述的本發(fā)明的效果。
另外，所謂“縱橫尺寸比”表示長邊方向的平均長度/短邊向的平均長度。
當(dāng)縱橫尺寸比小于1.5時，ESR值低，得不到上述的本發(fā)明的效果。當(dāng)縱橫尺寸比超過3.3時，ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)大，也得不到上述的本發(fā)明的效果。
作為導(dǎo)電性顆粒主要成分的針狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率在40質(zhì)量％以上，優(yōu)選為40---75質(zhì)量％。當(dāng)針狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率小于40質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的電阻過分增大，得不到作為電子部件的電極起作用的充分的導(dǎo)電性，達(dá)不到上述的本發(fā)明的效果。另外，當(dāng)針狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率超過75質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的導(dǎo)電率過分增大，ESR值小于40mΩ的傾向增大。
在本發(fā)明中，針狀顆粒優(yōu)選為由Ag構(gòu)成的顆粒(Ag填料)。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過使用該顆?？梢愿煽康剡_(dá)到本發(fā)明的上述效果。
在本發(fā)明中，優(yōu)選，導(dǎo)電性顆粒中還含有平均顆粒直徑為3～20μm的球狀顆粒，導(dǎo)電性顆粒中的針狀顆粒的含有率為40～75質(zhì)量％，而且導(dǎo)電性顆粒中的球狀顆粒的含有率為15～35質(zhì)量％。
本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，在與針狀顆粒一起使用球狀顆粒的情況下，在同時滿足上述三個數(shù)值范圍的條件的情況下，可以更可靠地達(dá)到上述的本發(fā)明的效果。
當(dāng)球狀顆粒的平均粒徑超過20μm時，球狀顆粒彼此的接觸電阻增加，第一外部電極和第二外部電極的電阻(第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層的電阻)過分增大，得不到作為電子部件電極起作用的充分導(dǎo)電性的傾向增大。但當(dāng)球狀顆粒的平均粒徑小于3μm時，包含形成各個樹脂電極層用的球狀顆粒的膏的粘度增大，電極形成困難的傾向增大。
在本發(fā)明中，所謂“球狀顆?！笔潜硎酒骄綖?～20μm，其縱橫尺寸比為1.0～1.2的顆粒。另外，所謂球狀顆粒的“平均顆粒直徑”是表示當(dāng)用SEM觀察包含作為測量樣件的球狀顆粒的外部電極(第一外部電極和第二外部電極)的截面，隨機地抽出排列在作為觀察對象的截面上的30個球狀顆粒時得出的各個顆粒的最大粒徑的相加平均值。
在與針狀顆粒一起使用球狀顆粒的情況下，當(dāng)球狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率小于15質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的電阻(第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層的電阻)過分增大，得不到作為電子部件電極起作用的充分的導(dǎo)電性的傾向增大。另外，當(dāng)球狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率超過35質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的導(dǎo)電率(第一和第二外部電極的各個樹脂電極層的導(dǎo)電率)過分增大，ESR值小于40mΩ的傾向增大。
另外，在與針狀顆粒一起使用球狀顆粒的情況下，當(dāng)針狀顆粒在等電性顆粒中的含有率小于40質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的電阻(第一和第二外部電極的各個樹脂電極層的電阻)過分增大，得不到作為電子部件電極起作的充分的導(dǎo)電性的傾向增大。但當(dāng)針狀顆粒在導(dǎo)電性顆粒中的含有率超過75質(zhì)量％時，第一外部電極和第二外部電極的導(dǎo)電率(第一和第二外部電極的各個樹脂電極層的導(dǎo)電率)過分增大，ESR值小于40mΩ的傾向增大。
另外，在本發(fā)明中使用上述球狀顆粒的情況下，球狀顆粒優(yōu)選為由Ag構(gòu)成的顆粒(Ag填料)。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過使用該顆?？梢愿煽康剡_(dá)到本發(fā)明的上述效果。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選分別在第一外部電極和第二外部電極上，再設(shè)置有配置在樹脂電極層和介電體部之間的、由金屬構(gòu)成的金屬電極層。
與將樹脂電極層直接在介電體部表面上形成的情況比較，通過隔著金屬電極層使樹脂電極層和介電體部連接，可使樹脂電極層和介電體部內(nèi)的內(nèi)部電極的電接觸狀態(tài)良好，容易而可靠地充分減小在將樹脂電極層直接形成在介電體部表面時產(chǎn)生的二者的電接觸電阻。另外，通過金屬電極層，可以用物理的方法，相對介電體部將樹脂電極層牢固地固定。
在設(shè)置金屬電極層的情況下，從充分減小上述電阻的觀點和制造效率的觀點來看，金屬電極層優(yōu)選通過燒結(jié)以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一種金屬為主要成分的膏形成。
另外，在本發(fā)明中優(yōu)選在樹脂電極層的外表面上還配置有利用電鍍法形成的由Ni構(gòu)成的Ni電鍍層。這樣，在將層疊式電子部件設(shè)置在布線基板等的情況下，可以更充分地得到此時焊接工序中的耐熱性。作為這種情況下的電鍍法，可以采用電解電鍍法。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選在Ni電鍍層的外表面進(jìn)一步配置有利用電鍍法形成的由Sn構(gòu)成的Sn電鍍層。這樣，在將層疊式電子部件設(shè)置在布線基板等的情況的焊接工序中，可以更充分地得到焊接工序的焊錫與層疊式電子部件的電氣緊密相接性和物理緊密相接性。在這種情況下，作為電鍍法，可以采用電解電鍍法。
另外，在本發(fā)明中，優(yōu)選將二個以上的內(nèi)部電極分別配置在介電體部中，以便隔著一個介電體層而使相鄰的二個內(nèi)部電極中的一個與第一外部電極電連接、另一個與第二外部電極電連接。這樣，容易得到結(jié)構(gòu)緊湊、具有優(yōu)良的充放電效率的層疊式電子部件。


圖1為表示本發(fā)明的層疊式電子部件的一個優(yōu)選實施方式(層疊式陶瓷電容器)的基本結(jié)構(gòu)的概略截面圖。
圖2為示意地表示圖1所示的第一外部電極和第二外部電極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖。
具體實施例方式
以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
圖1為表示本發(fā)明的層疊式電子部件的一個優(yōu)選實施方式(層疊式陶瓷電容器)的基本結(jié)構(gòu)的概略截面圖。圖2為示意性地表示圖1所示的第一外部電極和第二外部電極的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的部分放大截面圖。
圖1所示的層疊式陶瓷電容器1具有包含介電體作為構(gòu)成材料的介電體部2；分別與介電體部2成緊密相接狀態(tài)配置，隔著該介電體部2相對配置的一對的第一外部電極31和第二外部電極32。
另外，介電體部2具有與第一外部電極31和第二外部電極32中的任何一個電連接的二個以上的內(nèi)部電極(后述的電極板23a-電極板23e)；和由介電體制成且在上述二個以上的內(nèi)部電極中的每相鄰的電極之間配置一個的一個以上的介電體層。
另外，二個以上的內(nèi)部電極中的至少一個與第一外部電極電連接；而二個以上的內(nèi)部電極中的至少一個與第二外部電極電連接。
更具體地說，在圖1所示的層疊式陶瓷電容器1的情況下，由介電體制成的介電體部2由6個介電體層21a-21f和5個矩形狀的電極板23a-23e構(gòu)成。介電體層21a-21f中的介電體層21a配置在大致為長方體形的介電體部2的一個底面上；依次是介電體層21b配置在介電體層21a上；介電體層21c配置在介電體層21b上；介電體層21d配置在介電體層21c上，介電體層21f配置在介電體層21d上。
另外以被夾持且相對二個介電體層而緊密相接的狀態(tài)分別在介電體層21a和介電體層21b之間配置有作為內(nèi)部電極的電極板23a，介電體層21b和介電體層21c之間配置有作為內(nèi)部電極的電極板23b，介電體層21c和介電體層21d之間配置有作為內(nèi)部電極的電極板23c，介電體層21d和介電體層21e之間配置有作為內(nèi)部電極的電極板23d，和介電體層21e和介電體層21f之間配置有作為內(nèi)部電極的電極板23e。
電極板23a、23c和23e電氣上與第一外部電極31連接，電極板23b和23d與第二外部電極32連接。即在介電體部2中，分別配置二個以上的內(nèi)部電極的各個，使隔著一個介電體層而相鄰的二個內(nèi)部電極中的一個與第一外部電極3 1電連接、而另一個與第二外部電極32電連接。這種層疊式陶瓷電容器1起在各個內(nèi)部電極之間生成靜電容量成分的被動元件的作用。
其次，說明第一外部電極31和第二外部電極32。為了得到上述的本發(fā)明的效果，第一外部電極31和第二外部電極32可具有以下的任意結(jié)構(gòu)。
即，如圖2所示第一外部電極31和第二外部電極32具有由分別以熱固性樹脂6和導(dǎo)電性顆粒7作為主要成分的導(dǎo)電性樹脂制成的樹脂電極層31a和32a；配置在樹脂電極層31a和介電體部2之間的金屬電極層31b；配置在樹脂電極層32a和介電體部2之間的金屬電極層32b。通過使樹脂電極層31a和介電體部2以及樹脂電極層32a和介電體部2分別經(jīng)金屬電極層31b、32b連接，與使樹脂電極層31a和32a直接在介電體部2的表面上形成的情況比較，樹脂電極層31a和32a與介電體部2內(nèi)的各個內(nèi)部電極(電極板23a-電極板23e)電接觸狀態(tài)良好，可以容易而可靠地充分減小在介電體部2的表面上直接形成樹脂電極層31a和32a情況下產(chǎn)生的二者的電接觸電阻。另外，通過金屬電極層31b、32b，可以用物理的方法，牢固地將樹脂電極層31a和32a相對介電體部2而固定。
從充分減少上述電阻抗的觀點和制造效率的觀點來看，優(yōu)選通過對以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一種金屬為主要成分的膏加以燒制來形成金屬電極層31b和32b，更優(yōu)選通過對以Cu為主要成分的膏加以燒制來形成。
如上所述，導(dǎo)電性顆粒在樹脂電極層31a和32a的導(dǎo)電性樹脂中的含有率為70-75質(zhì)量％。
導(dǎo)電性顆粒7以長邊方向的平均長度為30-70μm、縱橫尺寸比為1.5-3.3的針狀顆粒71，和平均顆粒直徑為3-20μm的球狀顆粒72為主要成分。另外，導(dǎo)電性顆粒中的針狀顆粒71的含有率為40-75質(zhì)量％，導(dǎo)電性顆粒中的球狀顆粒72的含有率為15-35質(zhì)量％。
在該第一外部電極31和第二外部電極32的情況下，針狀顆粒71和球狀顆粒72都為由Ag構(gòu)成的顆粒。
作為熱固性樹脂6可舉出環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。從耐熱性和高頻特性的觀點來看，這些熱固性樹脂中，特別優(yōu)選的樹脂為環(huán)氧樹脂。
電極板23a-電極板23e只要具有可以在層疊式陶瓷電容器中使用的電子傳導(dǎo)性即可，沒有特別的限制，可以使用與裝在眾所周知的層疊式陶瓷電容器中的內(nèi)部電極相同的構(gòu)成材料制成。例如，可以使用Cu、Ni或Ag-Pd合金等。
由于具有以上所述的結(jié)構(gòu)，該層疊式陶瓷電容器1的ESR值為40-150mΩ，而且動作時得出的ESR的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)在10mΩ以下。因此，該層疊式陶瓷電容器1具有可在有各種電路常數(shù)的開關(guān)電源電路的平滑電路等中使用的范圍的直流電阻或阻抗。即即使在電源的支路電路中使用該層疊式陶瓷電容器1的情況下，也可具有可以充分防止振蕩現(xiàn)象發(fā)生，同時可以得到充分的平滑作用的優(yōu)良可靠性。
該層疊式陶瓷電容器1除了將第一外部電極31和第二外部電極32中的含有成分及其組成調(diào)節(jié)成上述條件以外，還可利用與制造眾所周知的層疊式陶瓷電容器時同樣的薄膜制造技術(shù)制造。
以上，詳細(xì)地說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式。但本發(fā)明不是僅限于上述實施方式。例如，在上述實施方式中，構(gòu)成也可為在樹脂電極層31a和32a的外表面上，進(jìn)一步配置有利用電鍍法形成的由Ni構(gòu)成的Ni電鍍層。另外，在這種情況下，結(jié)構(gòu)也可為在樹脂電極層31a和32a的各個Ni電鍍層的外表面上，進(jìn)一步配置利用電鍍法形成的由Sn構(gòu)成的Sn電鍍層。
另外，例如，結(jié)構(gòu)也可為在介電體部2的外表面(介電體層21a的外表面和介電體層21f的外表面)上，分別進(jìn)一步配置有由與介電體層21a和介電體層21f相同的構(gòu)成材料k形成的保護層(例如，厚度為50-100μm)。
實施例以下舉出實施例和比較例，更詳細(xì)地說明本發(fā)明的層疊式電子部件，但本發(fā)明不是僅限于這些實施例。
(實施例1)按以下的順序，制造圖1和圖2所示的層疊式陶瓷電容器。
即首先，利用公知的制造技術(shù)制造由110層的介電體層構(gòu)成的層疊體(生片材green sheet)。該層疊體具有這樣的結(jié)構(gòu)使用110層具有長方體形狀的介電體層(作為構(gòu)成材料的介電體為以BaTiO3為主要成分的介電體，厚度為2-10μm)，和在這些介電體層中每相鄰的二個層之間配置一個的、矩形平板狀的由Ni構(gòu)成的內(nèi)部電極(厚度為1-2μm)；將該內(nèi)部電極配置在各個介電體層之間。
更詳細(xì)地說，調(diào)制含有介電體材料的膏，利用刮片法制成各個介電體層。另外，調(diào)制以Ni為主要成分的Ni膏，用印刷工藝法將該膏印刷在各個介電體層上，制成由Ni制成的各個內(nèi)部電極。
再將由具有將內(nèi)部電極配置在各個介電體層之間的結(jié)構(gòu)的110層介電體層構(gòu)成的層疊體(生片材)切成長方體形狀，得到具有長方體形狀的未燒結(jié)(未燒制)的介電體部(縱向3.2mm×橫向1.6mm×厚度1.6mm)。
其次，在空氣中，在400-600℃的溫度條件下熱處理上述介電體部，除去介電體部中所含的粘合劑成分。再將得出的介電體部，進(jìn)一步在空氣中在1250-1360℃的溫度條件下燒結(jié)(燒制)。
接著，在按以下次序得出的燒結(jié)(燒制)后的介電體部的表面上形成第一外部電極和第二外部電極，第一外部電極和第二外部電極是，在作為長方體形的介電體部的互相相對的面且垂直于各個介電體層的接觸面的平行面上形成。首先，調(diào)制以Cu為主要成分的膏，將該膏分別涂在上述介電體部的相互相對的面上，在該介電體部相互相對的面上分別形成由以Cu為主要成分的膏制成的涂膜。其次，使該涂膜干燥，接著，在空氣中，在700-800℃的溫度條件下熱處理，得到由Cu構(gòu)成的金屬電極層(厚度為10-25μm)。
其次，利用由作為熱固性樹脂的環(huán)氧樹脂和作為導(dǎo)電性顆粒的針狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)構(gòu)成的導(dǎo)電性樹脂制成第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層。首先利用三輥機或研磨攪拌機混合作為熱固性樹脂的環(huán)氧樹脂和針狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)，調(diào)制成混合膏。其次在溶劑(稀薄劑—(甲苯，丙酮和甲醇的混合液))中稀釋該混合膏，進(jìn)行粘度調(diào)整，將混合膏分別涂在上述介電體部的相對的一對側(cè)面上。接著，使涂膜干燥，再進(jìn)行涂膜中的熱固性樹脂的硬化反應(yīng)，形成分別具有矩形平板形狀的第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層(厚度為70-150μm)。
另外，按表1所示的值調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極中的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率。針狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)的縱橫尺寸比，長邊方向的平均長度采用表1所示的值。
由于第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層由只以上述導(dǎo)電性樹脂作為構(gòu)成材料制成，因此“第一外部電極中的導(dǎo)電性顆粒的含有率”與“第一外部電極中含有的導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率”相等，“第二外部電極中的導(dǎo)電性顆粒的含有率與“第二外部電極所含的導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率”相等。
(實施例2)-(實施例3)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，除了使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)，除此以外的條件按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(實施例4)-(實施例15)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)，另外，使用具有表1所示的平均顆粒直徑的顆粒作為球狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)，除此以外的條件按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(比較例1)和(比較例2)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)，另外，使用具有表1所示的平均顆粒直徑的顆粒作為球狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)，除此以外的條件，按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(比較例3)和(比較例4)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，除了使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)以外的條件，按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(比較例5)和(比較例6)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)，另外，使用具有表1所示的平均顆粒直徑的顆粒作為球狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)，除此以外的條件，按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(比較例7)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，除了使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)以外的條件，按與實施例1同樣的順序和條件，制造各層疊式陶瓷電容器。
(比較例8)按表1所示的值，調(diào)節(jié)第一外部電極和第二外部電極的各個樹脂電極層中的導(dǎo)電性顆粒的含有率，使用具有表1所示的縱橫尺寸比和長邊方向的平均長度的顆粒作為針狀顆粒(由Ag組成的顆粒)，另外，使用具有表1所示的平均顆粒直徑的顆粒作為球狀顆粒(由Ag構(gòu)成的顆粒)，除此以外的條件，按與實施例1同樣的順序和條件，制造層疊式陶瓷電容器。
電容器特性評價試驗將實施例1-實施例14和比較例1-比較例8的各個層疊式陶瓷電容器與阻抗分析儀(ヒユ-レツトパツカ-ド社制，商品名4294A)的測量器的測量端子連接，分別測量各自的ESR值。ESR值的測量是在100Hz-100MHz的范圍內(nèi)的頻率掃描一次，測量自振頻率f0的值作為ESR值。在一個層疊式陶瓷電容器中，進(jìn)行10次測量。算出ESR值的相加平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。結(jié)果表示在表1中。
表1

從表1所示的實施例1-3的各個層疊式陶瓷電容器的結(jié)果中可以確認(rèn)，即使是只含有針狀顆粒的外部電極(第一外部電極和第二外部電極)，也可以充分防止振蕩現(xiàn)象發(fā)生，同時也可以得到充分的平滑作用，具有高的可靠性。
另外，從實施例4-15的各個層疊式陶瓷電容器的結(jié)果可以確認(rèn)，在含有針狀顆粒和球狀顆粒的外部電極(第一外部電極和第二外部電極)的情況下，也可以充分防止振蕩現(xiàn)象發(fā)生，同時，得到充分的平滑作用。具有高的可靠性。
從以上所述可以確認(rèn)，實施例1-15的各個層疊式陶瓷電容器的ESR值在40-150mΩ的大范圍內(nèi)，而且可以得到ESR值的標(biāo)準(zhǔn)偏差在10mΩ以下的、可充分地在電源電路的平滑電路等中使用的層疊式陶瓷電容器。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以容易而可靠地得到ESR值為40-150mΩ，而且動作時得出的ESR值的偏差(標(biāo)準(zhǔn)偏差)在10mΩ以下的層疊式電子部件。因此，可以提供即使在電源的支路電路中使用的情況下，也可充分地防止振蕩現(xiàn)象發(fā)生同時可以得到充分的平滑作用的、具有優(yōu)良可靠性的、并具有優(yōu)越的批量生產(chǎn)性能的結(jié)構(gòu)的層疊式電子部件。
權(quán)利要求
1.一種層疊式電子部件，其特征為，至少具有作為構(gòu)成材料包含介電體的介電體部；和分別以緊密相接狀態(tài)配置在所述介電體部，經(jīng)該介電體部相向配置的一對的第一外部電極和第二外部電極，所述介電體部具有與所述第一外部電極和所述第二外部電極中的任何一個電連接的二個以上的內(nèi)部電極；和由所述介電體構(gòu)成，而且在所述二個以上的內(nèi)部電極中的每相鄰的電極之間配置一個的一個以上的介電體層，所述二個以上的內(nèi)部電極中至少一個與所述第一外部電極電連接，所述二個以上的內(nèi)部電極中的至少一個與所述第二外部電極電連接；所述第一外部電極和所述第二外部電極分別至少具有由以熱固性樹脂和導(dǎo)電性顆粒為主要成分的導(dǎo)電性樹脂構(gòu)成的樹脂電極層；所述導(dǎo)電性樹脂中的所述導(dǎo)電性顆粒的含有率為70～75質(zhì)量％；所述導(dǎo)電性顆粒是以長邊方向的平均長度為30～70μm、縱橫尺寸比為1.5～3.3的針狀顆粒為主要成分。
2.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，所述導(dǎo)電性樹脂中所含的所述針狀顆粒的含有率為40～75質(zhì)量％。
3.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，所述導(dǎo)電性顆粒中還含有平均顆粒直徑為3～20μm的球狀顆粒，所述導(dǎo)電性顆粒中所述針狀顆粒的含有率為40～75質(zhì)量％，而且所述導(dǎo)電性顆粒中的所述球狀顆粒的含有率為15～35質(zhì)量％。
4.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，所述針狀顆粒為由Ag構(gòu)成的顆粒。
5.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，所述球狀顆粒為由Ag構(gòu)成的顆粒。
6.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，在所述第一外部電極和所述第二外部電極的各個上，還分別設(shè)置有配置在所述樹脂電極層和所述介電體部之間的、由金屬構(gòu)成的金屬電極層。
7.如權(quán)利要求6所述的層疊式電子部件，其特征為，所述金屬電極層通過對以Cu、Ag、Pd、Ni和Ag-Pd合金中的任何一種金屬為主要成分的膏加以燒結(jié)而形成。
8.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，在所述樹脂電極層的外表面上，還配置有利用電鍍法形成的由Ni構(gòu)成的Ni電鍍層。
9.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，在Ni電鍍層的外表面上還配置有利用電鍍法形成的由Sn構(gòu)成的Sn電鍍層。
10.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，所述二個以上的內(nèi)部電極的各個分別配置在所述介電體部中，使得每隔著一個所述介電體層而相鄰的二個所述內(nèi)部電極中的一個與所述第一外部電極電連接，而且另一個與所述第二外部電極電連接。
11.如權(quán)利要求1所述的層疊式電子部件，其特征為，等價串聯(lián)電阻的值為40～150mΩ，而且動作時得出的所述等價串聯(lián)電阻的值的標(biāo)準(zhǔn)偏差在10mΩ以下。
12.如權(quán)利要求10所述的層疊式電子部件，其特征為，所述等價串聯(lián)電阻值的所述標(biāo)準(zhǔn)偏差在8mΩ以下。
全文摘要
一種層疊式電子部件(1)，它至少具有作為構(gòu)成材料包含介電體的介電體部(2)；和分別以緊密相接狀態(tài)配置在所述介電體部(2)上，通過該介電體部(2)相向配置的一對的第一外部電極(31)和第二外部電極(32)。介電體部(2)具有層疊的介電體層(21a～21f)；和在介電體層(21a～21f)中的每相鄰的層之間配置1個的、而且與第一外部電極(31)和第二外部電極(32)中的任何一個電連接的二個以上的內(nèi)部電極(23a～23e)。內(nèi)部電極(23a～23e)中至少一個與第一外部電極(31)電連接，內(nèi)部電極(23a～23e)中的至少一個與第二外部電極(32)電連接；第一外部電極(31)和第二外部電極(32)具有由以熱固性樹脂和導(dǎo)電性顆粒作為主要成分的導(dǎo)電性樹脂制成的樹脂電極層(31a和32a)；配置在樹脂電極層(31a)和介電體部(2)之間的金屬電極層(31b)；配置在樹脂電極層(32a)和介電體部(2)之間的金屬電極層(32b)。導(dǎo)電性樹脂中的導(dǎo)電性顆粒的含有率為70～75質(zhì)量％；作為主要成分，導(dǎo)電性顆粒含有長邊方向的平均長度為30～70μm、縱橫尺寸比為1.5～3.3的針狀顆粒(71)。
文檔編號H01G4/232GK1639815SQ0380520
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月7日
發(fā)明者吉井彰敏, 橫山英樹, 神谷貴志, 武田篤史, 岡部昌幸 申請人:Tdk株式會社