JP3753935B2

JP3753935B2 - Manufacturing method of multilayer electronic component

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Publication number: JP3753935B2
Application number: JP2000362481A
Authority: JP
Inventors: 泰介安彦; 淳増田; 公二田中; 正利石川; 昭佐々木; 正明富樫
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-11-29
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2006-03-08
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: JP2002164248A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄層化した内部電極を多数層用いた場合でも低ＥＳＲ化が図られた積層型電子部品を製造できる積層型電子部品の製造方法に係り、特に積層チップコンデンサの製造に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子部品の一種としてのコンデンサが幅広く用いられており、ＬＳＩの電源回路においても、積層セラミックチップコンデンサが用いられている。そして、近年のＣＰＵの高性能化の要求に伴って、クロック数を高めてＣＰＵの処理速度の高速化が図られるようになった為、この処理速度の高速化に合わせてＥＳＬで表される等価直列インダクタンスの低いコンデンサが必要になった。
【０００３】
これに対して、低ＥＳＬ化されたコンデンサとしては、例えば縦横の長さを逆転したフリップコンデンサや３端子貫通コンデンサが知られている。また、更なる低ＥＳＬ化の為に、隣り合った端子電極同士を異なる極性として交互電流を生じさせるインダクタンス相殺型のチップコンデンサが採用され始めている。
他方、内部電極を多数層有することを特徴とする小型で静電容量の高い積層セラミックチップコンデンサを作製する為に、内部電極の一層の薄層化が最近図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、内部電極が薄くなると内部電極に構造欠陥である貫通孔が生じて、セラミック層を内部電極が覆う被覆率が低下する。そして、この被覆率が６０％未満と低くなると、静電容量が低下すると共にＥＳＲで表される等価直列抵抗が上昇するようになる。
この一方、ＣＰＵの高クロック化の弊害として高ワッテージ化が進むことで、ピーク間で２０Ａもの大電流が流れるようになった。これに対して、従来の２０１２形状で１μＦ程度の静電容量を有するインダクタンス相殺型のチップコンデンサでも、１０〜２０ｍΩのＥＳＲが一般に存在するので、大電流が流れる際のＥＳＲによる発熱が無視できなくなる。
【０００５】
ここでコンデンサの発熱は、内部電極の抵抗Ｒｅ（＝ＥＳＲ）によるものと、誘電体の損失Ｒｆとに、大別される。そして、ＥＳＲによる発熱はＰ＝Ｉ²×Ｒｅで一般に表されている。
ＥＳＲすなわちＲｅは、
Ｒｅ＝（ρ・Ｌ）／（Ｗ・ｔ・Ｋ・ｎ）の式で求められる。
尚、ρは物質の抵抗率、Ｌは電極長さ、Ｗは電極幅、ｔは電極厚み、Ｋは被覆率、ｎは層数である。
【０００６】
以上の結果として、ＥＳＲの更なる低減化がこのようなコンデンサに要求されるようになった。
本発明は上記事実を考慮し、静電容量の安定化及びＥＳＲの低下を図った積層型電子部品を製造するための積層型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１による積層型電子部品の製造方法は、平均粒径を１μｍ以下、比表面積を１．５〜２．８ｍ ² ／ｇ、タップ密度を３．７〜５．０ｇ／ｃｍ ³ とした金属材料より成る粉体状物に、粒径が０．０５〜０．５０μｍとされる誘電体層と同一もしくは類似組成の材料を１０〜３０ｗｔ％混ぜて、内部電極用ペーストを作製し、
次に、焼成後の内部電極の厚さが１．０〜２．５μｍとなるようにこの内部電極用ペーストをグリーンシートに印刷し、
この後、このグリーンシートを乾燥し積層して誘電体層間に前記内部電極を形成した後に、焼成したことを特徴とした。
【０００８】
請求項１に係る積層型電子部品の製造方法によれば、内部電極用導電材料となる内部電極用ペーストを作製する際に、平均粒径を１μｍ以下、比表面積を１．５〜２．８ｍ ² ／ｇ、タップ密度を３．７〜５．０ｇ／ｃｍ ³ とした金属材料より成る粉体状物を主成分とする。そして、粒径が０．０５〜０．５０μｍとされる誘電体層と同一もしくは類似組成の材料を１０〜３０ｗｔ％含んだ例えばペースト材を副成分として混ぜて、内部電極用ペーストが作製される。
次に、焼成後の内部電極の厚さが１．０〜２．５μｍとなるようにこの内部電極用導電材料をグリーンシートに印刷した後に、このグリーンシートを乾燥して内部電極を形成する。さらに、これらグリーンシートを積層して内部電極を誘電体層間に形成してから、焼成してグリーンシートを誘電体層とする。
【０００９】
ここで本請求項に係る積層型電子部品の製造方法によれば、粉体状物を含む内部電極用ペーストが、平均粒径を１μｍ以下とし、比表面積（ＢＥＴ値）を１．５ｍ²／ｇ〜２．８ｍ²／ｇとし、タップ密度を３．７ｇ／ｃｍ³〜５．０ｇ／ｃｍ³とされている。
【００１０】
従って、従来のＢＥＴ値が０．４ｍ²／ｇ程度の粉体と異なって、この条件を満たす内部電極用導電材料を用いることで、内部電極の厚さが２．５μｍ以下であっても、内部電極の全面積に対する内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合を４０％〜０％とすることができる。
尚、比表面積（ＢＥＴ値）は高い程、平均粒径が小さくなると考えられるが、２．８ｍ²／ｇを越えると、粉体状物が凝集して大きな粒径として作用して不適切なものとなる。
【００１１】
そして、上記の製造条件を満たす内部電極用導電材料を用いることで、内部電極の厚さが２．５μｍ以下であっても、内部電極の全面積に対する内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合を４０％〜０％とすることができる。この結果、内部電極の全面積に対して貫通孔の総面積の占める割合を４０％〜０％とすることで、内部電極の被覆率が向上して構造欠陥を抑制でき、静電容量の安定化及びＥＳＲの低下が図られるようになる。
【００１２】
また、本請求項では、内部電極用ペーストとして、誘電体層と同一もしくは類似組成の材料を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含んだペースト材が用いられている。
つまり、誘電体層と同一もしくは類似組成の材料を共材として１０ｗｔ％以上添加すると、内部電極の収縮が抑制されて、焼成後に構造欠陥が生じるおそれがなくなる。この一方、この共材を３０ｗｔ％を越えて含有すると、電気特性の内の特に静電容量やｔａｎδ及びＥＳＲが悪化する。
この結果、誘電体層と同一もしくは類似組成の材料の適正量として、内部電極用導電材料とされる例えばＮｉ粉末に対して１０〜３０ｗｔ％の含有率が妥当となる。
【００１３】
請求項２に係る積層型電子部品の製造方法によれば、請求項１の積層型電子部品の製造方法と同様の構成の他に、グリーンシートを乾燥し積層した後に、内部電極が形成されたグリーンシートを切断してチップ化してから、このチップ化されたグリーンシートをそれぞれ焼成するという構成を有している。
【００１４】
請求項３に係る積層型電子部品の製造方法によれば、請求項１の積層型電子部品の製造方法と同様の構成の他に、完成された積層型電子部品内に配置される内部電極の全面積に対して、前記内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合が、４０〜０％とされたという構成を有している。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層型電子部品の製造方法の実施の形態を図面に基づき説明する。
本発明の第１の実施の形態に係る積層型電子部品であるアレイ型の多端子型積層コンデンサ１０を図１から図４に示す。これらの図に示すように、誘電体層とされるセラミックグリーンシートを複数枚積層した積層体を焼成することで得られた直方体状の焼結体である誘電体素体１２を主要部として、多端子型積層コンデンサ１０が構成されている。
【００２３】
この誘電体素体１２内の所定の高さ位置には、面状の第１の内部電極１４が配置されており、誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第１の内部電極１４の下方には、同じく面状の第２の内部電極１６が配置されている。
同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第２の内部電極１６の下方には、同じく面状の第３の内部電極１８が配置され、同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第３の内部電極１８の下方には、同じく面状の第４の内部電極２０が配置されている。
【００２４】
さらに、同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第４の内部電極４０の下方には、同じく面状の第５の内部電極２２が配置されており、誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第５の内部電極２２の下方には、同じく面状の第６の内部電極２４が配置されている。
同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第６の内部電極２４の下方には、同じく面状の第７の内部電極２６が配置され、同じく誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを隔てた第７の内部電極２６の下方には、同じく面状の第８の内部電極２８が配置されている。
【００２５】
この為、これら第１の内部電極１４から第８の内部電極２８までが誘電体素体１２内においてセラミック層１２Ａを介して隔てられつつ相互に対向して配置されることになる。そして、これら第１の内部電極１４から第８の内部電極２８までの中心は、誘電体素体１２の中心とほぼ同位置に配置されており、また、第１の内部電極１４から第８の内部電極２８までの縦横寸法は、対応する誘電体素体１２の辺の長さより小さくされている。
【００２６】
ここで、これらの内部電極１４〜２８が、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金或いは、Ｎｉ合金の何れかの金属材料を主体として２．５μｍ以下の厚さで膜状に形成されて、セラミック層１２Ａ間にそれぞれ配置されている。
但し、これら各内部電極１４〜２８は、それぞれの全面積に対して、内部電極に生じた貫通孔（図８の島状に点在する部分）の総面積の占める割合が、４０％〜０％となっている。従って、本実施の形態では、内部電極の全面積に対して、貫通孔の総面積を除いた面積の占める割合となる被覆率は、６０％〜１００％となっている。
【００２７】
さらに、図４に示すように、第１の内部電極１４の手前側の端部から左方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第１の内部電極１４に１つの引出部１４Ａが形成されている。また、第２の内部電極１６の手前側寄りの部分から左方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第２の内部電極１６に１つの引出部１６Ａが形成されている。
一方、第３の内部電極１８の奥側寄りの部分から左方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第３の内部電極１８に１つの引出部１８Ａが形成されている。また、第４の内部電極２０の奥側の端部から左方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第４の内部電極２０に１つの引出部２０Ａが形成されている。
【００２８】
そして、第５の内部電極２２の奥側の端部から右方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第５の内部電極２２に１つの引出部２２Ａが形成されている。また、第６の内部電極２４の奥側寄りの部分から右方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第６の内部電極２４に１つの引出部２４Ａが形成されている。
他方、第７の内部電極２６の手前側寄りの部分から右方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第７の内部電極２６に１つの引出部２６Ａが形成されている。また、第８の内部電極２８の手前側の端部から右方向に向かって電極が１箇所引き出されることで、第８の内部電極２８に１つの引出部２８Ａが形成されている。
以上より、引出部１４Ａ〜２８Ａまでの計８ヵ所の引出部分が相互に重ならない位置で内部電極１４〜２８からそれぞれ引き出されている。
【００２９】
さらに、図１から図４に示すように、内部電極１４の引出部１４Ａに接続される第１の端子電極３１、内部電極１６の引出部１６Ａに接続される第２の端子電極３２、内部電極１８の引出部１８Ａに接続される第３の端子電極３３及び、内部電極２０の引出部２０Ａに接続される第４の端子電極３４が、誘電体素体１２の左側の側面１２Ｂにそれぞれ配置されている。
【００３０】
つまり、第１の内部電極１４の引出部１４Ａから第４の内部電極２０の引出部２０Ａまでがこれら内部電極の図４の左側で相互に重ならずに位置しているので、これら引出部１４Ａ〜２０Ａを介して、隣り合う端子電極同士が相互に異なる内部電極１４〜２０に順次接続される形で、これら端子電極３１〜３４が誘電体素体１２の左側の側面１２Ｂに配置されて、例えば隣り合う端子電極同士が相互に逆の極性で使用可能となる。
【００３１】
また、図１から図４に示すように、内部電極２２の引出部２２Ａに接続される第５の端子電極３５、内部電極２４の引出部２４Ａに接続される第６の端子電極３６、内部電極２６の引出部２６Ａに接続される第７の端子電極３７及び、内部電極２８の引出部２８Ａに接続される第８の端子電極３８が、誘電体素体１２の右側の側面１２Ｂにそれぞれ配置されている。
【００３２】
つまり、第５の内部電極２２の引出部２２Ａから第８の内部電極２８の引出部２８Ａまでがこれら内部電極の図４の右側で相互に重ならずに位置しているので、これら引出部２２Ａ〜２８Ａを介して、隣り合う端子電極同士が相互に異なる内部電極２２〜２８に順次接続される形で、これら端子電極３５〜３８が誘電体素体１２の右側の側面１２Ｂに配置されて、例えば隣り合う端子電極同士が相互に逆の極性で使用可能となる。
【００３３】
以上より、本実施の形態では、多端子型積層コンデンサ１０の左側の側面１２Ｂに端子電極３１〜３４がそれぞれ配置され、右側の側面１２Ｂに端子電極３５〜３８がそれぞれ配置されることで、直方体である六面体形状とされる誘電体素体１２の４つの側面１２Ｂ、１２Ｃの内の２つの側面１２Ｂに端子電極３１〜３８がそれぞれ配置されることになる。
【００３４】
次に、本実施の形態に係る多端子型積層コンデンサ１０の製造方法について、図４に基づき説明する。
先ず、多端子型積層コンデンサ１０の製造に際しては、コンデンサとして機能する誘電体材料よりなる複数枚のセラミックグリーンシート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄ、３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈを用意する。
【００３５】
この図４に示すように、それぞれ左方向に引き出される１箇所の引出部１４Ａ、１６Ａ、１８Ａ、２０Ａを有した内部電極１４、１６、１８、２０を形成するために、セラミックグリーンシート３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、３０Ｄの上面に、それぞれこれらの内部電極１４、１６、１８、２０に応じて内部電極材用導電材料が配置されている。
さらに、それぞれ右方向に引き出される１箇所の引出部２２Ａ、２４Ａ、２６Ａ、２８Ａを有した内部電極２２、２４、２６、２８を形成するために、セラミックグリーンシート３０Ｅ、３０Ｆ、３０Ｇ、３０Ｈの上面に、それぞれこれらの内部電極２２、２４、２６、２８に応じて内部電極材用導電材料が配置されている。
【００３６】
尚、セラミックグリーンシート３０Ａ〜３０Ｈの上面に配置される内部電極材用導電材料は、例えば導電性のペースト材が印刷されて設けられる。また、セラミックグリーンシート３０Ａ〜３０Ｄとセラミックグリーンシート３０Ｅ〜３０Ｈとの間で、必要とされる特性に合わせてシート厚等を相違させても良い。
【００３７】
つまり、本実施の形態の完成品では、金属材料を主体とする２．５μｍ以下の厚さで膜状の内部電極１４〜２８をセラミックグリーンシート３０Ａ〜３０Ｈの表面にそれぞれ形成し、これら内部電極１４〜２８を表面に有したセラミック層１２Ａとなるセラミックグリーンシート３０Ａ〜３０Ｈを積層した形となっている。
【００３８】
また、これら内部電極１４〜２８を形成する為に粉体状物を含む内部電極用導電材料（内部電極用ペースト）が用いられており、この粉体状の内部電極用導電材料が、平均粒径を１μｍ以下とし、比表面積（ＢＥＴ値）を１．５ｍ²／ｇ〜２．８ｍ²／ｇとし、タップ密度を３．７ｇ／ｃｍ³〜５．０ｇ／ｃｍ³とされたものとなっている。
さらに、この内部電極用導電材料の主成分としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金或いは、Ｎｉ合金の何れかが用いられる。また、内部電極用導電材料の副成分としては、セラミック材料と同一もしくは類似組成の材料を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含み、乾燥密度を５．３ｇ／ｃｍ³〜６．２ｇ／ｃｍ³としたペースト材が用いられている。
【００３９】
そして、それぞれ平面形状を矩形としたセラミックグリーンシート３０Ａ〜３０Ｈをこの図の順序で積層し、内部電極１４の引出部１４Ａに接続される第１の端子電極３１、内部電極１６の引出部１６Ａに接続される第２の端子電極３２、内部電極１８の引出部１８Ａに接続される第３の端子電極３３、内部電極２０の引出部２０Ａに接続される第４の端子電極３４、内部電極２２の引出部２２Ａに接続される第５の端子電極３５、内部電極２４の引出部２４Ａに接続される第６の端子電極３６、内部電極２６の引出部２６Ａに接続される第７の端子電極３７及び、内部電極２８の引出部２８Ａに接続される第８の端子電極３８をこれら積層されたセラミックグリーンシートの周囲に配置する。
【００４０】
さらに、第１の内部電極１４の上面等の部分をこれらセラミックグリーンシートと同一の材料で覆って、これらを一体焼成することにより、誘電体素体１２の４つの側面１２Ｂ、１２Ｃの内の左側の側面１２Ｂに端子電極３１〜３４が配置されると共に右側の側面１２Ｂに端子電極３５〜３８が配置された多端子型積層コンデンサ１０を得ることができる。
尚、実際に多端子型積層コンデンサ１０を作製する際には、同一の電極パターンが多数並んだセラミックグリーンシートを乾燥した後に、これらグリーンシートを積層すると共に切断してチップ化してから、一体焼成する手法を用いることが考えられる。
【００４１】
次に、本実施の形態に係る多端子型積層コンデンサ１０及びその製造方法の作用を説明する。
セラミック等の誘電体層を積層して形成された誘電体素体１２内に、セラミック層１２Ａを介して隔てられつつ８枚の内部電極１４〜２８がそれぞれ配置される。
【００４２】
また、これらの内部電極１４〜２８は、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金或いは、Ｎｉ合金の何れかの金属材料を主体とする２．５μｍ以下の厚さで、膜状にそれぞれセラミック層１２Ａの表面に形成されており、これら内部電極１４〜２８を有したセラミック層１２Ａを繰り返して積層される形となっている。尚、この際の内部電極１４〜２８の厚さとして、表２に示すようにより好ましくは１．８μｍ以下、更に好ましくは１．４μｍ以下とすることが考えられる。
さらに、これら内部電極１４〜２８の全面積に対して、内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合が、４０％〜０％とされているので、被覆率が６０％〜１００％となっている。
【００４３】
一方、この多端子型積層コンデンサ１０の製造に際しての内部電極用導電材料の印刷時に、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金或いは、Ｎｉ合金の何れかを主成分とする粉体状物を含む内部電極用導電材料が使用されるが、この内部電極用導電材料は、平均粒径を１μｍ以下とし、比表面積（ＢＥＴ値）を１．５ｍ²／ｇ〜２．８ｍ²／ｇとし、タップ密度を３．７ｇ／ｃｍ³〜５．０ｇ／ｃｍ³（即ち、ｇ／ｃｃ）としたものとなっている。
【００４４】
以上より、この条件を満たす内部電極用導電材料を用いることで、内部電極１４〜２８の厚さが２．５μｍ以下であっても、内部電極の全面積に対する内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合を４０％〜０％とすることができる。
この結果として、内部電極１４〜２８の被覆率が向上して構造欠陥を抑制でき、低ＥＳＬ化を図った場合でも、静電容量が安定化すると共にＥＳＲが低下するようになる。
【００４５】
さらに、内部電極用導電材料の主成分として、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｕ合金或いは、Ｎｉ合金の何れかの金属材料が用いられることで、内部電極用導電材料として従来用いられていたパラジウム等の金属材料と比較して、製造コストを低減しつつＥＳＲの一層の低下が図られるようになった。
【００４６】
他方、本実施の形態では、この多端子型積層コンデンサ１０の製造に際して、セラミック材料と同一もしくは類似組成の材料を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含み、乾燥密度を５．３ｇ／ｃｍ³〜６．２ｇ／ｃｍ³（即ち、ｇ／ｃｃ）としたペースト材が、内部電極用導電材料の副成分として用いられている。
つまり、セラミック材料と同一もしくは類似組成の材料を共材として１０ｗｔ％以上添加すると、内部電極１４〜２８の収縮が抑制されて、焼成後に構造欠陥が生じるおそれがなくなる。この一方、この共材を３０ｗｔ％を越えて含有すると、電気特性の内の特に静電容量やｔａｎδが悪化する。
この結果、セラミック材料と同一もしくは類似組成の材料の適正量として、内部電極用導電材料とされる例えばＮｉ粉末に対して、１０〜３０ｗｔ％の含有率が妥当となる。
【００４７】
そしてこの際、乾燥密度が、５．３ｇ／ｃｍ³〜６．２ｇ／ｃｍ³とされる条件を満たすペースト材を内部電極用導電材料の副成分として用いることで、ペースト材がセラミック材料と同一もしくは類似組成の材料を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％含んでいても、多端子型積層コンデンサ１０の製造の際に、内部電極用導電材料の副成分として問題が生じないようになる。
【００４８】
また、これら８枚の内部電極１４〜２８は、誘電体素体１２の相互に対向する２つの側面１２Ｂに向かってそれぞれ引き出される引出部１４Ａ〜２８Ａを有していて、計８個の端子電極３１〜３８が誘電体素体１２外にそれぞれ配置されている。
これら引出部１４Ａ〜２８Ａの内の引出部１４Ａを介して内部電極１４に第１の端子電極３１が接続されており、引出部１６Ａを介して内部電極１６に第２の端子電極３２が接続されており、引出部１８Ａを介して内部電極１８に第３の端子電極３３が接続されており、引出部２０Ａを介して内部電極２０に第４の端子電極３４がそれぞれ接続されている。
そして、これら内部電極１４、１６、１８、２０及び端子電極３１、３２、３３、３４で一つのコンデンサを構成し、このコンデンサへの通電の際にこれら端子電極３１〜３４が交互に正負極に順次なって、引出部１４Ａ〜２０Ａを介して端子電極３１〜３４とそれぞれ接続される４枚の内部電極１４〜２０が、相互に対向しつつ並列に配置されるコンデンサの電極となる。
【００４９】
また、引出部２２Ａを介して内部電極２２に第５の端子電極３５が接続されており、引出部２４Ａを介して内部電極２４に第６の端子電極３６が接続されており、引出部２６Ａを介して内部電極２６に第７の端子電極３７が接続されており、引出部２８Ａを介して内部電極２８に第８の端子電極３８が接続されている。
そして、これら内部電極２２、２４、２６、２８及び端子電極３５、３６、３７、３８でもう一つのコンデンサを構成し、このコンデンサへの通電の際にこれら端子電極３５〜３８が交互に正負極に順次なって、引出部２２Ａ〜２８Ａを介して端子電極３５〜３８とそれぞれ接続される４枚の内部電極２２〜２８が、相互に対向しつつ並列に配置されるコンデンサの電極となる。
【００５０】
さらに、本実施の形態では、誘電体素体１２が六面体形状に形成され、この六面体形状の誘電体素体１２の４つの側面１２Ｂ、１２Ｃの内の２つの側面１２Ｂにそれぞれ４つづつの端子電極３１〜３８が配置されており、同一の側面１２Ｂ内に配置されたこれらの端子電極３１〜３４が順に相互に異なる内部電極１４〜２０に接続され、同じく同一の側面１２Ｂ内に配置されたこれらの端子電極３５〜３８が順に相互に異なる内部電極２２〜２８に接続される構造となっている。
【００５１】
従って、このような構造の多端子型積層コンデンサ１０において、端子電極３１〜３４及び端子電極３５〜３８の内の相互に隣り合う端子電極間の極性が相互に異なるように交互に正負となる高周波電流が、端子電極３１〜３４及び端子電極３５〜３８にそれぞれ流された場合、隣り合う引出部間において電流が相互に逆方向に流されるので、磁束を相殺させる効果がこれら側面１２Ｂで集中的に生じて、等価直列インダクタンスが低減される。
【００５２】
さらに、本実施の形態では、前述のように一つの多端子型積層コンデンサ１０内に２つのコンデンサが実質的に組み込まれた形となっている為、多端子型積層コンデンサ１０の数を減らすことで、製造コストが削減されると共に、回路が高集積化されるのに伴って要求される省スペース化が図られることになった。
【００５３】
次に、本実施の形態に係る多端子型積層コンデンサ１０の使用例を図５に基づき説明する。
図５に示すように、グランド端子ＧＮＤと所定の電位を有した端子Ｖとの間に、本実施の形態の多端子型積層コンデンサ１０がＬＳＩチップと並列で配置されている。但し、多端子型積層コンデンサ１０の図において左側に位置する端子電極３１〜３４及び、この端子電極３１〜３４と接続される内部電極１４〜２０が一つのコンデンサを構成し、多端子型積層コンデンサ１０の図において右側に位置する端子電極３５〜３８及び、この端子電極３５〜３８と接続されるこの内部電極２２〜２８がもう一つのコンデンサを構成しているので、実質的に２つのコンデンサが個々にＬＳＩチップと並列に接続される形となっている。
【００５４】
従って、多端子型積層コンデンサ１０の両側に配置される端子電極３１〜３４及び端子電極３５〜３８の内の相互に隣合った端子電極同士が、前述のように相互に逆の極性となるだけなく、用途に合わせて静電容量を相互に異ならせることで、一方を高周波用のコンデンサとすると共に、他方を低周波用のコンデンサとすることが可能となった。
【００５５】
次に、本発明に係る積層型電子部品の製造方法による第２の実施の形態を図６及び図７に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図６及び図７に、本発明の第２の実施の形態に係る積層型電子部品である２端子型積層コンデンサ１００を示す。
【００５６】
これらの図に示すように、この２端子型積層コンデンサ１００の誘電体素体１１２内の所定の高さ位置には、面状の第１の内部電極１１４が配置されており、誘電体素体１１２内においてセラミック層１１２Ａを隔てた第１の内部電極１１４の下方には、同じく面状の第２の内部電極１１６が配置されている。
さらに、図６に示すように、内部電極１１４の奥側から引き出された部分に接続される端子電極１１８及び、内部電極１１６の手前側から引き出された部分に接続される端子電極１２０が、誘電体素体１１２の奥と手前の側面にそれぞれ配置されている。
【００５７】
そして、本実施の形態のこれら内部電極１１４、１１６も、第１の実施の形態で採用された内部電極の物性及び製造方法と同様の物性及び製造方法により、形成されている。
従って、本実施の形態も第１の実施の形態と同様に、内部電極の被覆率が向上して構造欠陥を抑制でき、低ＥＳＬ化を図った場合でも、静電容量が安定化すると共にＥＳＲが低下するようになる。
【００５８】
次に、図８に示す内部電極の顕微鏡写真及び図９に示す被覆率と静電容量との関係のグラフに基づき、内部電極の全面積に対して、内部電極に生じた貫通孔の総面積の占める割合を、４０〜０％とした理由を以下に説明する。
つまり、図８に示す顕微鏡写真内の黒く島状に点在する部分が内部電極に生じた貫通孔であり、この貫通孔の総面積の占める割合が、内部電極の全面積に対して４０％（つまり被覆率が６０％）を越えると、図９に示すように、急に静電容量が減少してコンデンサとしての機能が低下するだけでなく、ＥＳＲも大きくなって、実使用に適さなくなる。この為、上記実施の形態では、内部電極の全面積に対して、貫通孔の総面積の占める割合を４０〜０％とした。
【００５９】
次に、平均粒径が１μｍ以下とされる粉体状の内部電極用導電材料の顕微鏡写真を図１０から図１２に示し、以下に説明する。
これらの図の内の図１０に示すものが本実施の形態の内部電極用導電材料を約５０００倍に拡大した顕微鏡写真であり、平均粒径が１μｍ以下で粒径分布が安定していることが分かる。これに対して、同様に図１１に示すものでは粒径分布が大きく、また、同様に図１２に示すものでは粒径が大きくて、それぞれ不適切なものとなっている。
【００６０】
次に、Ｎｉ粉を用いたペースト材の種類を変えて作成した積層型電子部品の各特性を、下記の表１に示し、以下に説明する。
但し、表１の実施例１は、従来例の印刷付着量と同じにして作成したものであり、実施例２は、実施例１と同じペースト材を用いたものであるが、印刷付着量を高めて作成したものである。
【００６１】
【表１】

【００６２】
図１３（Ａ）に示す断面の顕微鏡写真のように、従来例は図において白くなっている電極厚みが厚く途切れて貫通孔が生じた形となっているのに対し、図１３（Ｂ）に示す実施例１は電極の連続性が良く、厚み方向への膨らみの少ないものとなり、表１のようにＥＳＲを低減できる。また、図１３（Ｃ）に示す実施例２は、実施例１によりさらにＥＳＲを低減できることが、表１より分かる。
【００６３】
次に、表２のように、積層型電子部品の各物性を変えると共に内部電極の厚みを変えたサンプルを作成して、内部電極の被覆率を測定した結果を説明する。ここで、Ｎｏ．４〜Ｎｏ．７のサンプルの物性が、上記実施の形態の限定範囲内となっている。
【００６４】
【表２】

【００６５】
この表２より、上記実施の形態の限定範囲に入るＮｏ．４〜Ｎｏ．７のサンプルでは、電極厚みを２．５μｍ、１．８μｍ、１．４μｍとした場合、それぞれ被覆率が６０％以上となる。さらに、１．０μｍの厚みではＮｏ．５のサンプルのみが、６０％以上の被覆率となった。尚、この表２において「不可」は内部電極を薄くしたものができないことを意味する。
以上より、内部電極の厚みが、２．５μｍ以下であって１．０μｍ或いは１．４μｍ以上とされる範囲が、適正な内部電極の厚みの範囲と言える。
【００６６】
次に、セラミック材等の共材の添加量と、構造欠陥、静電容量及びｔａｎδとの関係を下記の表３に表し、以下に説明する。但し、表３では共材粒径（Ｄ５０）を０．１０μｍとしたものを用いた。
この表３より、上記実施の形態の限定範囲である１０〜３０ｗｔ％に入るＴＥＳＴ２〜ＴＥＳＴ７までのサンプルは、静電容量が１μＦ以上であって、ｔａｎδの値も２．５前後に安定したものとなっていることが確認できる。
つまり、共材を添加すると内部電極の収縮が抑制され、焼成後の構造欠陥に効果が現れるものの、共材を入れ過ぎると電気特性の内の特に静電容量やｔａｎδが悪化するので、適正量としては、Ｎｉ粉末に対して１０〜３０ｗｔ％が妥当であることが確認された。
【００６７】
【表３】

【００６８】
尚、この表３で、構造欠陥は、埋め込み断面研磨によりそれぞれ１００個のサンプルの内の欠陥数を確認した結果である。また、静電容量及びｔａｎδの値は、ＬＣＲメーターでそれぞれ１００個のサンプルを測定した結果である。
【００６９】
次に、共材粒径と構造欠陥の発生率及び表面粗さとの関係について、表４に表す。
この表４より、共材粒径が大きいと構造欠陥に対して効果が薄くなる一方、共材粒径が細かすぎるとペースト化時の分散がうまくいかず、表面粗さが大きくなる欠点があることが確認できる。従って、適正粒径（Ｄ５０）は０．０５μｍ〜０．５０μｍが妥当である。尚、ここで共材の添加量としてはＮｉに対して１０重量部（ｗｔ％）とした。
【００７０】
【表４】

【００７１】
尚、上記第１の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサ１０は、８枚の内部電極１４〜２８を有する構造とされているものの、２回路に対応するべく、実質的に４枚の内部電極１４〜２０間でそれぞれ静電容量を得る一つのコンデンサと、４枚の内部電極２２〜２８間でそれぞれ静電容量を得るもう一つのコンデンサとの２つのコンデンサから構成されている。但し、内部電極の枚数は４枚に限定されず、４回路に対応できるように例えば２枚づつとして４つのコンデンサから構成される構造としても良く、また全体の内部電極の枚数も８枚に限定されることなく、４枚、６枚、１０枚、１２枚、１４枚、１６枚としても良く、さらに多くの枚数としても良い。そして、このように多数の内部電極を有する構造とすれば、さらに多数の回路に対応できるようになる。
【００７２】
一方、上記の実施の形態において、内部電極用導電材料の物性及び製造方法を種々説明したが、内部電極用導電材料の副成分とされるセラミック材料と同一もしくは類似組成の材料は含有しなくとも良く、また、内部電極用導電材料の物性を規定した平均粒径、比表面積、タップ密度等も種々の変化が考えられる。
【００７３】
【発明の効果】
本発明によれば、静電容量の安定化及びＥＳＲの低下が図られた積層型電子部品を製造するための積層型電子部品の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサを示す断面図であって、図３の１−１矢視線断面に対応する図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサを示す断面図であって、図３の２−２矢視線断面に対応する図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサを示す斜視図である。
【図４】第１の実施の形態の多端子型積層コンデンサの製造工程において用いられる複数枚のセラミックグリーンシート及び電極形状を示す分解斜視図である。
【図５】第１の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサの使用状態を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る多端子型積層コンデンサを示す斜視図である。
【図７】第２の実施の形態の多端子型積層コンデンサの製造工程において用いられる複数枚のセラミックグリーンシート及び電極形状を示す分解斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る内部電極の顕微鏡写真を示す。
【図９】本発明の実施の形態に係る内部電極の被覆率と静電容量との関係を表すグラフを示す図である。
【図１０】本実施の形態の内部電極用導電材料を拡大した顕微鏡写真を示す。
【図１１】第１の比較例の内部電極用導電材料を拡大した顕微鏡写真を示す。
【図１２】第２の比較例の内部電極用導電材料を拡大した顕微鏡写真を示す。
【図１３】積層コンデンサの断面を拡大した顕微鏡写真であって、（Ａ）は従来例の顕微鏡写真であり、（Ｂ）は実施例１の顕微鏡写真であり、（Ｃ）は実施例２の顕微鏡写真である。
【符号の説明】
１０多端子型積層コンデンサ
１２誘電体素体
１２Ａセラミック層
１４、１６、１８、２０、２２、２４、２７、２８内部電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
 The present invention achieves low ESR even when multiple layers of thinned internal electrodes are used.Method for manufacturing multilayer electronic component capable of manufacturing multilayer electronic componentIn particular, multilayer chip capacitorsManufacturing ofIt is suitable for.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, capacitors as a kind of electronic components have been widely used, and multilayer ceramic chip capacitors have also been used in LSI power supply circuits. In response to the recent demand for higher CPU performance, the number of clocks has been increased to increase the processing speed of the CPU. Therefore, the processing speed is increased by ESL. A capacitor with low equivalent series inductance is required.
[0003]
On the other hand, for example, a flip capacitor or a three-terminal feed-through capacitor whose length and width are reversed is known as a low ESL capacitor. Further, in order to further reduce the ESL, an inductance canceling type chip capacitor that generates alternating currents with adjacent terminal electrodes having different polarities has begun to be adopted.
On the other hand, in order to produce a small-sized, high-capacitance multilayer ceramic chip capacitor characterized by having a large number of internal electrodes, one layer of internal electrodes has recently been made thinner.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the internal electrode is thinned, a through-hole that is a structural defect is formed in the internal electrode, and the coverage rate of the internal electrode covering the ceramic layer is lowered. And when this coverage becomes low as less than 60%, an electrostatic capacitance will fall and the equivalent series resistance represented by ESR will rise.
On the other hand, as the wattage increases as a negative effect of increasing the CPU clock, a large current of 20 A flows between peaks. On the other hand, even in the conventional 2012-type inductance-cancellation type chip capacitor having a capacitance of about 1 μF, an ESR of 10 to 20 mΩ is generally present, and thus heat generation due to ESR when a large current flows cannot be ignored. .
[0005]
Here, the heat generation of the capacitor is roughly divided into that due to the resistance Re (= ESR) of the internal electrode and the loss Rf of the dielectric. And the heat generated by ESR is P = I²X Re is generally represented.
ESR or Re is
Re = (ρ · L) / (W · t · K · n).
Here, ρ is the resistivity of the substance, L is the electrode length, W is the electrode width, t is the electrode thickness, K is the coverage, and n is the number of layers.
[0006]
 As a result, further reduction in ESR is required for such capacitors.
 In consideration of the above fact, the present invention aims to stabilize the capacitance and lower the ESR.Method for manufacturing multilayer electronic component for manufacturing multilayer electronic componentThe purpose is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
 A multilayer electronic component according to claim 1.Manufacturing methodIsThe average particle size is 1 μm or less and the specific surface area is 1.5 to 2.8 m. ² / G, tap density 3.7-5.0 g / cm ^Three An internal electrode paste is prepared by mixing 10-30 wt% of a material having the same or similar composition as that of the dielectric layer having a particle size of 0.05 to 0.50 μm with the powdered material made of the above metal material. ,
 Next, this internal electrode paste is printed on a green sheet so that the thickness of the internal electrode after firing is 1.0 to 2.5 μm,
Thereafter, the green sheet was dried and laminated to form the internal electrode between the dielectric layers, and then fired..
[0008]
 A multilayer electronic component according to claim 1Manufacturing methodAccording toWhen producing an internal electrode paste to be an internal electrode conductive material, the average particle size is 1 μm or less and the specific surface area is 1.5 to 2.8 m. ² / G, tap density 3.7-5.0 g / cm ^Three The main component is a powdery material made of a metal material. Then, for example, a paste material containing 10 to 30 wt% of a material having the same or similar composition as that of the dielectric layer having a particle size of 0.05 to 0.50 μm is mixed as a subcomponent to produce an internal electrode paste. .
 Next, after printing this internal electrode conductive material on a green sheet so that the thickness of the internal electrode after firing becomes 1.0 to 2.5 μm, the green sheet is dried to form an internal electrode. Further, these green sheets are laminated to form internal electrodes between the dielectric layers, and then fired to form the green sheets as dielectric layers.
[0009]
 Where this claimMulti-layer electronic componentManufacturing methodAccordingPowderFor internal electrodes including bodypasteHowever, the average particle size is 1 μm or less and the specific surface area (BET value) is 1.5 m.²/G-2.8m²/ G and the tap density is 3.7 g / cm.^Three~ 5.0 g / cm^ThreeWhenHas been.
[0010]
Therefore, the conventional BET value is 0.4 m.²Unlike the powder of about / g, by using the internal electrode conductive material satisfying this condition, even if the thickness of the internal electrode was 2.5 μm or less, it occurred in the internal electrode with respect to the entire area of the internal electrode. The ratio of the total area of the through holes can be 40% to 0%.
In addition, although it is thought that an average particle diameter becomes small, so that a specific surface area (BET value) is high, it is 2.8 m.²If it exceeds / g, the powdery material aggregates and acts as a large particle size, which is inappropriate.
[0011]
 And by using the conductive material for internal electrodes that satisfies the above manufacturing conditions, even if the thickness of the internal electrode is 2.5 μm or less, the total area of the through holes generated in the internal electrode with respect to the total area of the internal electrode The occupation ratio can be 40% to 0%. As a result, by setting the ratio of the total area of the through holes to 40% to 0% with respect to the total area of the internal electrode, the coverage of the internal electrode can be improved and structural defects can be suppressed, and the capacitance can be stabilized. And reduction of ESR.
[0012]
 In the present claim, as the internal electrode paste,A paste material containing 10 wt% to 30 wt% of the same or similar composition as the dielectric layer is used.It has been.
 That is, when a material having the same or similar composition as that of the dielectric layer is added as a co-material at 10 wt% or more, the shrinkage of the internal electrode is suppressed, and there is no possibility of causing a structural defect after firing. On the other hand, when this common material is contained in an amount exceeding 30 wt%, the electrostatic capacity, tan δ, and ESR among the electric characteristics are deteriorated.
 As a result, a content of 10 to 30 wt% with respect to, for example, Ni powder used as the internal electrode conductive material is appropriate as an appropriate amount of the material having the same or similar composition as the dielectric layer.
[0013]
 Claim2Multi-layer electronic componentManufacturing methodAccording to the claim1Multilayer electronic componentsManufacturing methodIn addition to the same configuration asAfter the green sheets are dried and stacked, the green sheets on which the internal electrodes are formed are cut into chips, and then the chipped green sheets are fired respectively.It has a configuration.
[0014]
 Claim3Multi-layer electronic componentManufacturing methodAccording to the claim1'sMultilayer electronic componentsManufacturing methodIn addition to the same configuration asThe ratio of the total area of the through holes formed in the internal electrodes to the total area of the internal electrodes arranged in the completed multilayer electronic component was 40 to 0%.It has the structure of.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
 Hereinafter, the multilayer electronic part according to the present inventionGoodsAn embodiment of a manufacturing method will be described with reference to the drawings.
 1 to 4 show an array type multi-terminal multilayer capacitor 10 which is a multilayer electronic component according to a first embodiment of the present invention. As shown in these figures, the main part is a dielectric body 12 which is a rectangular parallelepiped sintered body obtained by firing a laminate in which a plurality of ceramic green sheets to be dielectric layers are laminated. A multi-terminal multilayer capacitor 10 is configured.
[0023]
A planar first internal electrode 14 is disposed at a predetermined height position in the dielectric element body 12, and the first inner electrode 14 is separated from the ceramic layer 12 A in the dielectric element body 12. Similarly, a planar second internal electrode 16 is disposed below the second electrode 16.
Similarly, a planar third internal electrode 18 is disposed below the second internal electrode 16 across the ceramic layer 12 A in the dielectric body 12, and the ceramic layer 12 A is also formed in the dielectric body 12. Similarly, a planar fourth internal electrode 20 is disposed below the third internal electrode 18 with a gap therebetween.
[0024]
Further, similarly, a planar fifth internal electrode 22 is disposed below the fourth internal electrode 40 across the ceramic layer 12A in the dielectric body 12, and in the dielectric body 12, Similarly, a planar sixth internal electrode 24 is disposed below the fifth internal electrode 22 across the ceramic layer 12A.
Similarly, a planar seventh internal electrode 26 is disposed below the sixth internal electrode 24 that separates the ceramic layer 12 A within the dielectric body 12, and the ceramic layer 12 A is also formed within the dielectric body 12. Similarly, an eighth inner electrode 28 having a planar shape is disposed below the seventh inner electrode 26 with a gap therebetween.
[0025]
Therefore, the first internal electrode 14 to the eighth internal electrode 28 are disposed in the dielectric element body 12 so as to face each other while being separated by the ceramic layer 12A. The centers from the first internal electrode 14 to the eighth internal electrode 28 are arranged at substantially the same position as the center of the dielectric body 12, and the first internal electrode 14 to the eighth internal electrode 28 are The vertical and horizontal dimensions to the internal electrode 28 are made smaller than the length of the side of the corresponding dielectric body 12.
[0026]
Here, these internal electrodes 14 to 28 are formed in a film shape with a thickness of 2.5 μm or less mainly composed of any metal material of Cu, Ni, Cu alloy or Ni alloy, and between the ceramic layers 12A. Respectively.
However, in each of the internal electrodes 14 to 28, the ratio of the total area of the through holes (portions dotted in the island shape of FIG. 8) generated in the internal electrode to the total area is 40% to 0. %. Therefore, in the present embodiment, the coverage, which is the ratio of the area excluding the total area of the through holes, to the total area of the internal electrodes is 60% to 100%.
[0027]
Further, as shown in FIG. 4, one extraction portion 14 A is formed in the first internal electrode 14 by extracting one electrode from the front end portion of the first internal electrode 14 toward the left. Has been. Further, one lead portion 16 A is formed in the second internal electrode 16 by pulling out one electrode from the portion closer to the front side of the second internal electrode 16 toward the left.
On the other hand, one extraction portion 18A is formed in the third internal electrode 18 by extracting one electrode from the portion closer to the back side of the third internal electrode 18 toward the left. In addition, one extraction portion 20 A is formed in the fourth internal electrode 20 by extracting one electrode from the end on the back side of the fourth internal electrode 20 toward the left.
[0028]
Then, one extraction portion 22 A is formed in the fifth internal electrode 22 by extracting one electrode from the end on the back side of the fifth internal electrode 22 toward the right. In addition, one lead portion 24 A is formed in the sixth internal electrode 24 by pulling out one electrode from the portion closer to the back side of the sixth internal electrode 24 toward the right.
On the other hand, one lead portion 26 A is formed in the seventh internal electrode 26 by pulling out one electrode from the portion closer to the front side of the seventh internal electrode 26 in the right direction. In addition, one lead portion 28 A is formed in the eighth internal electrode 28 by pulling out one electrode from the end on the near side of the eighth internal electrode 28 toward the right.
As described above, a total of eight lead portions from the lead portions 14A to 28A are drawn from the internal electrodes 14 to 28 at positions where they do not overlap each other.
[0029]
Further, as shown in FIGS. 1 to 4, the first terminal electrode 31 connected to the lead portion 14A of the internal electrode 14, the second terminal electrode 32 connected to the lead portion 16A of the internal electrode 16, and the internal electrode The third terminal electrode 33 connected to the 18 lead portions 18A and the fourth terminal electrode 34 connected to the lead portion 20A of the internal electrode 20 are disposed on the left side surface 12B of the dielectric element body 12, respectively. ing.
[0030]
That is, since the lead portion 14A of the first internal electrode 14 to the lead portion 20A of the fourth internal electrode 20 are located on the left side of FIG. 4 of these internal electrodes without overlapping each other, the lead portions 14A The terminal electrodes 31 to 34 are arranged on the left side surface 12B of the dielectric body 12 in such a manner that adjacent terminal electrodes are sequentially connected to mutually different internal electrodes 14 to 20 through ~ 20A, For example, adjacent terminal electrodes can be used with opposite polarities.
[0031]
1 to 4, the fifth terminal electrode 35 connected to the lead portion 22A of the internal electrode 22, the sixth terminal electrode 36 connected to the lead portion 24A of the internal electrode 24, the internal electrode The seventh terminal electrode 37 connected to the 26 extraction portion 26A and the eighth terminal electrode 38 connected to the extraction portion 28A of the internal electrode 28 are disposed on the right side surface 12B of the dielectric element body 12, respectively. ing.
[0032]
That is, since the lead portion 22A of the fifth internal electrode 22 to the lead portion 28A of the eighth internal electrode 28 are located on the right side of FIG. 4 of these internal electrodes without overlapping each other, the lead portions 22A. The terminal electrodes 35 to 38 are arranged on the right side surface 12B of the dielectric element body 12 in such a manner that adjacent terminal electrodes are sequentially connected to mutually different internal electrodes 22 to 28 through ~ 28A, For example, adjacent terminal electrodes can be used with opposite polarities.
[0033]
As described above, in the present embodiment, the terminal electrodes 31 to 34 are respectively disposed on the left side surface 12B of the multi-terminal multilayer capacitor 10, and the terminal electrodes 35 to 38 are respectively disposed on the right side surface 12B. The terminal electrodes 31 to 38 are respectively disposed on two side surfaces 12B of the four

side surfaces

12B and 12C of the dielectric body 12 having a hexahedral shape.
[0034]
Next, a method for manufacturing the multi-terminal multilayer capacitor 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
First, when manufacturing the multi-terminal multilayer capacitor 10, a plurality of ceramic

green sheets

30A, 30B, 30C, 30D, 30E, 30F, 30G, and 30H made of a dielectric material functioning as a capacitor are prepared.
[0035]
As shown in FIG. 4, ceramic

green sheets

30A and 30B are formed in order to form

internal electrodes

14, 16, 18, and 20 each having one

extraction portion

14A, 16A, 18A, and 20A that are each drawn leftward. , 30C, and 30D, conductive materials for internal electrode materials are arranged in accordance with the

internal electrodes

14, 16, 18, and 20, respectively.
Furthermore, in order to form the

internal electrodes

22, 24, 26, and 28 having one

lead portion

22A, 24A, 26A, and 28A each drawn rightward, the upper surfaces of the ceramic

green sheets

30E, 30F, 30G, and 30H In addition, a conductive material for internal electrode material is disposed in accordance with the

internal electrodes

22, 24, 26, and 28, respectively.
[0036]
In addition, the conductive material for internal electrode materials arranged on the upper surfaces of the ceramic green sheets 30A to 30H is provided by printing, for example, a conductive paste material. Moreover, you may make sheet thickness etc. differ between ceramic green sheet 30A-30D and ceramic green sheet 30E-30H according to the required characteristic.
[0037]
That is, in the finished product of the present embodiment, film-like internal electrodes 14 to 28 having a thickness of 2.5 μm or less mainly composed of a metal material are formed on the surfaces of the ceramic green sheets 30A to 30H, respectively. Ceramic green sheets 30 A to 30 H to be a ceramic layer 12 A having 14 to 28 on the surface are stacked.
[0038]
Moreover, in order to form these internal electrodes 14-28, the conductive material for internal electrodes (paste for internal electrodes) containing the powdery material is used, This conductive material for internal electrodes of powder form is average grain The diameter is 1 μm or less and the specific surface area (BET value) is 1.5 m.²/G-2.8m²/ G and the tap density is 3.7 g / cm.^Three~ 5.0 g / cm^ThreeIt is said that.
Further, Cu, Ni, Cu alloy, or Ni alloy is used as a main component of the internal electrode conductive material. Moreover, as a subcomponent of the conductive material for internal electrodes, it contains 10 wt% to 30 wt% of a material having the same or similar composition as the ceramic material, and the dry density is 5.3 g / cm.^Three~ 6.2 g / cm^ThreeThe paste material is used.
[0039]
Then, the ceramic green sheets 30A to 30H each having a rectangular planar shape are stacked in the order shown in this figure, and the first terminal electrode 31 connected to the lead portion 14A of the internal electrode 14 and the lead portion 16A of the internal electrode 16 are stacked. The second terminal electrode 32 to be connected, the third terminal electrode 33 connected to the lead portion 18A of the internal electrode 18, the fourth terminal electrode 34 connected to the lead portion 20A of the internal electrode 20, and the internal electrode 22 A fifth terminal electrode 35 connected to the lead portion 22A, a sixth terminal electrode 36 connected to the lead portion 24A of the internal electrode 24, a seventh terminal electrode 37 connected to the lead portion 26A of the internal electrode 26, and The eighth terminal electrode 38 connected to the lead portion 28A of the internal electrode 28 is disposed around the laminated ceramic green sheets.
[0040]
Further, the upper surface and the like of the first internal electrode 14 are covered with the same material as the ceramic green sheet, and these are integrally fired, whereby the left side of the four

side surfaces

12B and 12C of the dielectric body 12 is left. The multi-terminal multilayer capacitor 10 in which the terminal electrodes 31 to 34 are disposed on the side surface 12B and the terminal electrodes 35 to 38 are disposed on the right side surface 12B can be obtained.
When the multi-terminal multilayer capacitor 10 is actually manufactured, after drying the ceramic green sheets on which many identical electrode patterns are arranged, the green sheets are stacked and cut into chips, and then integrally fired. It is conceivable to use a technique to do this.
[0041]
Next, the operation of the multi-terminal multilayer capacitor 10 and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described.
Eight internal electrodes 14 to 28 are arranged in a dielectric body 12 formed by stacking dielectric layers such as ceramics, with a ceramic layer 12A interposed therebetween.
[0042]
These internal electrodes 14 to 28 have a thickness of 2.5 μm or less mainly composed of a metal material of Cu, Ni, Cu alloy, or Ni alloy, and are respectively formed on the surface of the ceramic layer 12A in a film shape. The ceramic layers 12A having the internal electrodes 14 to 28 are repeatedly laminated. The thickness of the internal electrodes 14 to 28 at this time is preferably 1.8 μm or less, more preferably 1.4 μm or less, as shown in Table 2.
Furthermore, since the ratio of the total area of the through holes generated in the internal electrodes to the total area of these internal electrodes 14 to 28 is 40% to 0%, the coverage is 60% to 100%. It has become.
[0043]
On the other hand, when the multi-terminal multilayer capacitor 10 is produced, the internal electrode conductive material containing a powdery material mainly composed of Cu, Ni, Cu alloy, or Ni alloy is printed at the time of printing the internal electrode conductive material. Although the material is used, this internal electrode conductive material has an average particle size of 1 μm or less and a specific surface area (BET value) of 1.5 m.²/G-2.8m²/ G and the tap density is 3.7 g / cm.^Three~ 5.0 g / cm^Three(That is, g / cc).
[0044]
From the above, by using the internal electrode conductive material satisfying this condition, the total number of through-holes generated in the internal electrode with respect to the entire area of the internal electrode even if the thickness of the internal electrodes 14 to 28 is 2.5 μm or less. The proportion of the area can be 40% to 0%.
As a result, the coverage of the internal electrodes 14 to 28 can be improved to suppress structural defects, and even when the ESL is reduced, the electrostatic capacity is stabilized and the ESR is lowered.
[0045]
Furthermore, as a main component of the internal electrode conductive material, a metal material such as palladium, which has been conventionally used as the internal electrode conductive material, is used by using any metal material such as Cu, Ni, Cu alloy, or Ni alloy. As compared with the above, the ESR can be further lowered while reducing the manufacturing cost.
[0046]
On the other hand, in the present embodiment, when the multi-terminal multilayer capacitor 10 is manufactured, a material having the same or similar composition as the ceramic material is contained in an amount of 10 wt% to 30 wt%, and the dry density is 5.3 g / cm.^Three~ 6.2 g / cm^ThreeA paste material (that is, g / cc) is used as a subcomponent of the internal electrode conductive material.
That is, when a material having the same or similar composition as that of the ceramic material is added as a co-material at 10 wt% or more, the shrinkage of the internal electrodes 14 to 28 is suppressed, and there is no possibility of causing structural defects after firing. On the other hand, when this common material is contained in an amount exceeding 30 wt%, the electrostatic capacity and tan δ of the electrical characteristics are particularly deteriorated.
As a result, a content of 10 to 30 wt% is appropriate as an appropriate amount of the material having the same or similar composition as the ceramic material, for example, with respect to Ni powder used as the internal electrode conductive material.
[0047]
At this time, the dry density is 5.3 g / cm.^Three~ 6.2 g / cm^ThreeMulti-terminal multilayer capacitor even if the paste material contains 10 wt% to 30 wt% of a material having the same or similar composition as the ceramic material. In the manufacture of 10, the problem does not occur as a subcomponent of the internal electrode conductive material.
[0048]
Further, these eight internal electrodes 14 to 28 have lead portions 14A to 28A drawn out toward the two side surfaces 12B of the dielectric element body 12 facing each other, for a total of eight terminal electrodes. 31 to 38 are arranged outside the dielectric body 12, respectively.
The first terminal electrode 31 is connected to the internal electrode 14 via the lead part 14A among the lead parts 14A to 28A, and the second terminal electrode 32 is connected to the internal electrode 16 via the lead part 16A. The third terminal electrode 33 is connected to the internal electrode 18 via the lead portion 18A, and the fourth terminal electrode 34 is connected to the internal electrode 20 via the lead portion 20A.
The

internal electrodes

14, 16, 18, 20 and the

terminal electrodes

31, 32, 33, 34 constitute a single capacitor, and the terminal electrodes 31 to 34 alternately become positive and negative when the capacitor is energized. Sequentially, the four internal electrodes 14 to 20 respectively connected to the terminal electrodes 31 to 34 via the lead portions 14A to 20A become capacitors electrodes arranged in parallel while facing each other.
[0049]
Further, a fifth terminal electrode 35 is connected to the internal electrode 22 via the lead portion 22A, and a sixth terminal electrode 36 is connected to the internal electrode 24 via the lead portion 24A. The seventh terminal electrode 37 is connected to the internal electrode 26 via the lead, and the eighth terminal electrode 38 is connected to the internal electrode 28 via the lead portion 28A.
The

internal electrodes

22, 24, 26, 28 and the

terminal electrodes

35, 36, 37, 38 constitute another capacitor, and the terminal electrodes 35 to 38 are alternately positive and negative when the capacitor is energized. In sequence, the four internal electrodes 22 to 28 respectively connected to the terminal electrodes 35 to 38 through the lead portions 22A to 28A become capacitors electrodes arranged in parallel while facing each other.
[0050]
Further, in the present embodiment, the dielectric body 12 is formed in a hexahedron shape, and four terminal electrodes are provided on each of the two

side surfaces

12B and 12C of the four

side surfaces

12B and 12C of the hexahedral body 12. 31 to 38 are arranged, and these terminal electrodes 31 to 34 arranged in the same side surface 12B are sequentially connected to mutually different internal electrodes 14 to 20, and these are also arranged in the same side surface 12B. Terminal electrodes 35 to 38 are sequentially connected to different internal electrodes 22 to 28.
[0051]
Therefore, in the multi-terminal multilayer capacitor 10 having such a structure, the high frequency is alternately positive and negative so that the polarities between the terminal electrodes 31 to 34 and the terminal electrodes 35 to 38 which are adjacent to each other are different from each other. When the current is passed through the terminal electrodes 31 to 34 and the terminal electrodes 35 to 38, the currents flow in opposite directions between the adjacent lead portions, so that the effect of canceling the magnetic flux is concentrated on these side surfaces 12B. As a result, the equivalent series inductance is reduced.
[0052]
Further, in the present embodiment, since the two capacitors are substantially incorporated in one multi-terminal multilayer capacitor 10 as described above, the number of multi-terminal multilayer capacitors 10 is reduced. Thus, the manufacturing cost is reduced, and the space saving required as the circuit is highly integrated is achieved.
[0053]
Next, a usage example of the multi-terminal multilayer capacitor 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 5, the multi-terminal multilayer capacitor 10 of this embodiment is arranged in parallel with the LSI chip between the ground terminal GND and the terminal V having a predetermined potential. However, the terminal electrodes 31 to 34 located on the left side in the figure of the multi-terminal multilayer capacitor 10 and the internal electrodes 14 to 20 connected to the terminal electrodes 31 to 34 constitute one capacitor, and the multi-terminal multilayer capacitor 10, the terminal electrodes 35 to 38 located on the right side and the internal electrodes 22 to 28 connected to the terminal electrodes 35 to 38 constitute another capacitor. Individually connected in parallel with the LSI chip.
[0054]
Therefore, among the terminal electrodes 31 to 34 and the terminal electrodes 35 to 38 disposed on both sides of the multi-terminal multilayer capacitor 10, the terminal electrodes adjacent to each other only have opposite polarities as described above. However, by making the capacitances different from each other in accordance with the application, it is possible to use one as a high-frequency capacitor and the other as a low-frequency capacitor.
[0055]
Next, the multilayer electronic component according to the present inventionDepending on the manufacturing methodA second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the member same as the member demonstrated in 1st Embodiment, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
FIG. 6 and FIG.22 shows a two-terminal multilayer capacitor 100 which is a multilayer electronic component according to the embodiment.
[0056]
As shown in these drawings, a planar first internal electrode 114 is disposed at a predetermined height position in the dielectric body 112 of the two-terminal multilayer capacitor 100, and the dielectric body. Similarly, a planar second internal electrode 116 is disposed below the first internal electrode 114 across the ceramic layer 112A.
Furthermore, as shown in FIG. 6, the terminal electrode 118 connected to the portion drawn from the back side of the internal electrode 114 and the terminal electrode 120 connected to the portion drawn from the front side of the internal electrode 116 are electrically connected to each other. The body element body 112 is disposed on the back side and the front side surface, respectively.
[0057]
The

internal electrodes

114 and 116 of the present embodiment are also formed by the same physical properties and manufacturing methods as the internal electrodes and manufacturing methods employed in the first embodiment.
Accordingly, in the present embodiment, as in the first embodiment, the coverage of the internal electrodes is improved and structural defects can be suppressed, and even when the ESL is reduced, the capacitance is stabilized and ESR is achieved. Will fall.
[0058]
Next, based on the micrograph of the internal electrode shown in FIG. 8 and the graph of the relationship between the coverage and capacitance shown in FIG. 9, the total area of the through holes generated in the internal electrode with respect to the total area of the internal electrode The reason why the ratio occupied by 40 to 0% will be described below.
In other words, black island-like portions scattered in the micrograph shown in FIG. 8 are through holes formed in the internal electrode, and the ratio of the total area of the through holes is 40% with respect to the total area of the internal electrode. (In other words, when the coverage ratio exceeds 60%), as shown in FIG. 9, not only the capacitance is suddenly decreased and the function as a capacitor is deteriorated, but also the ESR is increased, which is not suitable for actual use. . For this reason, in the said embodiment, the ratio for which the total area of a through-hole occupies 40 to 0% with respect to the total area of an internal electrode.
[0059]
Next, micrographs of a powdered internal electrode conductive material having an average particle size of 1 μm or less are shown in FIGS. 10 to 12 and will be described below.
Among these figures, what is shown in FIG. 10 is a photomicrograph obtained by enlarging the conductive material for internal electrodes of the present embodiment by about 5000 times, with an average particle size of 1 μm or less and a stable particle size distribution. I understand. On the other hand, the particle size distribution shown in FIG. 11 is large, and the particle size shown in FIG. 12 is large, which is inappropriate.
[0060]
Next, each characteristic of the multilayer electronic component prepared by changing the type of paste material using Ni powder is shown in Table 1 below, and will be described below.
However, Example 1 in Table 1 was prepared in the same manner as the printed adhesion amount of the conventional example, and Example 2 was prepared using the same paste material as in Example 1, but the printed adhesion amount was It was created by raising it.
[0061]
[Table 1]

[0062]
As shown in the micrograph of the cross section shown in FIG. 13A, in the conventional example, the white electrode in the figure is thick and interrupted to form a through-hole, whereas in FIG. In Example 1 shown, the continuity of the electrodes is good and the swelling in the thickness direction is small, and ESR can be reduced as shown in Table 1. Further, it can be seen from Table 1 that Example 2 shown in FIG. 13C can further reduce ESR by Example 1.
[0063]
Next, as shown in Table 2, the results of measuring the internal electrode coverage by preparing samples having various physical properties of the multilayer electronic component and changing the thickness of the internal electrodes will be described. Here, no. 4-No. The physical properties of the sample No. 7 are within the limited range of the above embodiment.
[0064]
[Table 2]

[0065]
From Table 2, No. falls within the limited range of the above embodiment. 4-No. In the sample No. 7, when the electrode thickness is 2.5 μm, 1.8 μm, and 1.4 μm, the coverage is 60% or more, respectively. Furthermore, in the thickness of 1.0 μm, No. Only 5 samples had a coverage of 60% or more. In Table 2, “impossible” means that the internal electrode cannot be thinned.
From the above, the range in which the thickness of the internal electrode is 2.5 μm or less and 1.0 μm or 1.4 μm or more can be said to be a proper range of the thickness of the internal electrode.
[0066]
Next, the relationship between the additive amount of a common material such as a ceramic material, structural defects, capacitance, and tan δ is shown in Table 3 below, and will be described below. However, in Table 3, those having a common material particle size (D50) of 0.10 μm were used.
From Table 3, the samples from TEST2 to TEST7 that fall within the range of 10 to 30 wt%, which is the limited range of the above-described embodiment, have a capacitance of 1 μF or more and a tan δ value of around 2.5. It can be confirmed that
In other words, when the co-material is added, the shrinkage of the internal electrode is suppressed, and an effect appears on the structural defects after firing. However, if the co-material is added too much, particularly the electrostatic characteristics and tan δ of the electrical characteristics are deteriorated. As a result, it was confirmed that 10 to 30 wt% is appropriate for the Ni powder.
[0067]
[Table 3]

[0068]
In Table 3, the structural defects are the results of confirming the number of defects in each of 100 samples by embedded cross-section polishing. The values of capacitance and tan δ are the results of measuring 100 samples with an LCR meter.
[0069]
Next, Table 4 shows the relationship between the common material particle size, the occurrence rate of structural defects, and the surface roughness.
According to Table 4, when the common material particle size is large, the effect on the structural defect is reduced. On the other hand, when the common material particle size is too small, dispersion during pasting is not successful and the surface roughness is increased. I can confirm that. Therefore, 0.05 μm to 0.50 μm is appropriate for the appropriate particle size (D50). Here, the additive amount of the common material was 10 parts by weight (wt%) with respect to Ni.
[0070]
[Table 4]

[0071]
Although the multi-terminal multilayer capacitor 10 according to the first embodiment has a structure having eight internal electrodes 14 to 28, substantially four internal capacitors are required to correspond to two circuits. The capacitor is composed of two capacitors, one capacitor for obtaining capacitance between the electrodes 14 to 20 and another capacitor for obtaining capacitance between the four internal electrodes 22 to 28. However, the number of internal electrodes is not limited to four, and may be configured of four capacitors, for example, two each so as to be compatible with four circuits, and the total number of internal electrodes is limited to eight. The number may be 4, 6, 10, 12, 14, 16, or more. In addition, with such a structure having a large number of internal electrodes, it becomes possible to cope with a larger number of circuits.
[0072]
On the other hand, in the above embodiment, various physical properties and manufacturing methods of the internal electrode conductive material have been described. However, the material may not contain a material having the same or similar composition as the ceramic material that is a subcomponent of the internal electrode conductive material. In addition, various changes can be considered in the average particle diameter, specific surface area, tap density and the like that define the physical properties of the internal electrode conductive material.
[0073]
【The invention's effect】
According to the present invention, stabilization of capacitance and reduction of ESR were achieved.Method for manufacturing multilayer electronic component for manufacturing multilayer electronic componentCan be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multi-terminal multilayer capacitor according to a first embodiment of the present invention, and is a view corresponding to a cross section taken along line 1-1 of FIG.
2 is a cross-sectional view showing the multi-terminal multilayer capacitor according to the first embodiment of the present invention, corresponding to a cross section taken along line 2-2 in FIG. 3;
FIG. 3 is a perspective view showing the multi-terminal multilayer capacitor according to the first embodiment of the invention.
4 is an exploded perspective view showing a plurality of ceramic green sheets and electrode shapes used in the manufacturing process of the multi-terminal multilayer capacitor of the first embodiment. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a usage state of the multi-terminal multilayer capacitor according to the first embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing a multi-terminal multilayer capacitor according to a second embodiment of the present invention.
7 is an exploded perspective view showing a plurality of ceramic green sheets and electrode shapes used in the manufacturing process of the multi-terminal multilayer capacitor of the second embodiment. FIG.
FIG. 8 shows a micrograph of an internal electrode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the coverage of the internal electrodes and the capacitance according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 shows an enlarged micrograph of the internal electrode conductive material of the present embodiment.
FIG. 11 shows an enlarged micrograph of a conductive material for internal electrodes of a first comparative example.
FIG. 12 shows an enlarged micrograph of a conductive material for internal electrodes of a second comparative example.
13 is an enlarged micrograph of a cross section of a multilayer capacitor, in which (A) is a photomicrograph of a conventional example, (B) is a photomicrograph of Example 1, and (C) is a photo of Example 2. FIG. It is a micrograph.
[Explanation of symbols]
10 Multi-terminal multilayer capacitors
12 Dielectric body
12A Ceramic layer
14, 16, 18, 20, 22, 24, 27, 28 Internal electrode

Claims

The average particle size is 1 μm or less and the specific surface area is 1.5 to 2.8 m. ^{2 2} / G, tap density 3.7-5.0 g / cm ^{3 Three} An internal electrode paste is prepared by mixing 10-30 wt% of a material having the same or similar composition as that of the dielectric layer having a particle size of 0.05 to 0.50 μm with the powdered material made of the above metal material. ,
Next, this internal electrode paste is printed on a green sheet so that the thickness of the internal electrode after firing is 1.0 to 2.5 μm,
Thereafter, the green sheet is dried and laminated to form the internal electrode between the dielectric layers, and then fired, and then the method for producing a multilayer electronic component.

2. The stacked electronic device according to claim 1, wherein after the green sheets are dried and laminated, the green sheets on which the internal electrodes are formed are cut into chips, and then the chipped green sheets are fired respectively. Manufacturing method of parts.

The ratio of the total area of the through holes formed in the internal electrodes to the total area of the internal electrodes arranged in the completed multilayer electronic component is 40 to 0%. Item 2. A method for manufacturing a multilayer electronic component according to Item 1.