JP4796809B2 - Laminated electronic components - Google Patents
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Description
本発明は積層電子部品に関する。更に詳しくは、複数のセラミック層と複数の導体層とが交互に積層された構造を備える積層電子部品に関する。 The present invention relates to a laminated electronic component. More specifically, the present invention relates to a multilayer electronic component having a structure in which a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately stacked.
近年、集積回路の高速化、高密度化及び配線長の長化等に伴い高周波ノイズの増大が問題となっている。この高周波ノイズは、いわゆる同時スイッチングによる電源電圧の低下に起因する。この対策として、集積回路の直近に電力供給を目的とするコンデンサ(デカップリングコンデンサ)を配置する方法が知られている。このコンデンサでは、小さく、薄く(配線長を短く)、大容量であることが特に要求され、極めて微細且つ精度の高い構造が必要となる。 In recent years, an increase in high-frequency noise has become a problem with the increase in the speed and density of integrated circuits and the increase in wiring length. This high frequency noise is caused by a decrease in power supply voltage due to so-called simultaneous switching. As a countermeasure, there is known a method of disposing a capacitor (decoupling capacitor) for the purpose of supplying power in the immediate vicinity of an integrated circuit. This capacitor is particularly required to be small, thin (short wiring length) and large capacity, and requires an extremely fine and highly accurate structure.
従来、上記のような積層電子部品に設けられたビア導体において、ビア導体の外周縁部にクラックを生じる問題や、ビア導体と各内部電極層との接続不良を生じる問題が知られている。この問題を解決する方法として、下記特許文献1及び2が知られている
下記特許文献1及び2は、平均粒径の異なる2種類の導電性金属粉末を含有するビアホール用導電性ペーストを用いる技術である。
Conventionally, in the via conductor provided in the multilayer electronic component as described above, there are known problems of causing cracks in the outer peripheral edge of the via conductor and problems of poor connection between the via conductor and each internal electrode layer. The following Patent Documents 1 and 2 are known as methods for solving this problem. The following Patent Documents 1 and 2 are technologies using a conductive paste for via holes containing two types of conductive metal powders having different average particle diameters. It is.
上記特許文献1及び2では、レーザー穿孔によりビアホールを形成すると、未焼成内部導体層がビアホールの内壁面から後退することに起因する内部導体層とビア導体との接続不良が改善される点において優れている。しかし、セラミック部分とビア導体との界面近傍に現れるクラックを防止することは困難である。 In Patent Documents 1 and 2, when a via hole is formed by laser drilling, the connection failure between the internal conductor layer and the via conductor due to the unfired internal conductor layer retreating from the inner wall surface of the via hole is excellent. ing. However, it is difficult to prevent cracks that appear near the interface between the ceramic portion and the via conductor.
本発明は上記問題を解決するものであり、複数のセラミック層と複数の導体層とが交互に積層された積層部の積層方向に延びて形成されたビア導体部に、セラミック層との間のクラックを確実に防止できる積層電子部品用ビアペーストを用いた積層電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, the via conductor portion formed extending in the laminating direction of the laminated portion in which a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated, between the ceramic layer An object of the present invention is to provide a laminated electronic component using a via paste for laminated electronic components that can reliably prevent cracks.
即ち、本発明は以下に示す通りである。
(1)複数のセラミック層と複数の導体層とが交互に積層された積層部と、
該積層部の積層方向に延びて一部の該導体層と接続されたビア導体部と、を備える積層電子部品において、
上記ビア導体部は、導電性金属相と、上記セラミック層を構成するセラミック成分と焼結できる共素地セラミック成分からなる共素地セラミック相と、を有し、
該共素地セラミック相は、該ビア導体部全体の10〜45体積%であり、
上記セラミック層内における該ビア導体部を含む上記積層方向に対して垂直な断面に、該ビア導体部内側方向へ10μm以上入り込み、且つ該セラミック層と焼結された共素地セラミック相である接合相を5ヶ所以上有し、
上記接合相により取り囲まれた最大長さが3.0μm以上である導電性金属相を5ヶ所以上有し、
上記セラミック層を構成するセラミック成分と上記共素地セラミック成分とが同じであることを特徴とする積層電子部品(以下、単に「本発明の積層電子部品」ともいう)。
(2)上記積層部の積層方向に延びて一層おきの導体層と接続された第1ビア導体部と、
該積層部の積層方向に延びて該第1ビア導体部と接続されていない導体層と接続された第2ビア導体部と、
該第1ビア導体部の端部と接続されて該積層部の表面に導出された第1外部端子と、
該第2ビア導体部の端部と接続されて該積層部の表面に導出された第2外部端子と、を備える積層セラミックコンデンサである上記(1)に記載の積層電子部品。
(3)上記導電性金属相をなす導電性金属成分は、ニッケルであり、
上記共素地セラミック成分は、チタン酸塩系セラミック成分である上記(1)又は(2)に記載の積層電子部品。
That is, the present invention is as follows.
(1) a laminated portion in which a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated;
In a laminated electronic component comprising a via conductor portion that extends in the lamination direction of the laminated portion and is connected to a part of the conductor layer,
The via conductor portion has a conductive metal phase, and a ceramic base phase made of a ceramic base component that can be sintered with a ceramic component constituting the ceramic layer,
Co green body ceramic phase, Ri 10-45 vol% der in total the via conductor portion,
A bonding phase which is a common ceramic phase that is 10 μm or more inward into the via conductor portion in a cross section perpendicular to the laminating direction including the via conductor portion in the ceramic layer and is sintered with the ceramic layer. 5 or more locations
Having 5 or more conductive metal phases with a maximum length of 3.0 μm or more surrounded by the bonding phase,
Multilayer electronic component and the ceramic component and the co-matrix ceramic component constituting the ceramic layer has a same der Rukoto (hereinafter, simply referred to as "multilayer electronic component of the present invention").
( 2 ) a first via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion and connected to every other conductor layer;
A second via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion and connected to a conductor layer not connected to the first via conductor portion;
A first external terminal connected to an end of the first via conductor portion and led to the surface of the laminated portion;
The multilayer electronic component according to the above ( 1 ), which is a multilayer ceramic capacitor including a second external terminal connected to an end of the second via conductor portion and led to the surface of the multilayer portion.
( 3 ) The conductive metal component forming the conductive metal phase is nickel,
The multilayer electronic component according to (1) or (2), wherein the common substrate ceramic component is a titanate ceramic component.
積層電子部品用ビアペーストによると、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止できる。
導電性金属粉末が共素地セラミック粉末の平均粒径よりも大きい粒径の大径導電性金属粒子を含有する場合は、より確実に上記クラックを防止できる。
大径導電性金属粒子が導電性金属粉末全体の40体積%以上含有される場合は、更に確実に上記クラックを防止できる。
共素地セラミック粉末の平均粒径がセラミック層となる未焼成セラミック層に含有されるセラミック粉末の平均粒径よりも大きい場合は、ビア導体部とセラミック層との焼成収縮のタイミングを合わせ易く、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止できる。
積層電子部品の製造方法によると、積層電子部品におけるビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止できる。
共素地セラミック相がビア導体部全体の10体積%以上である本発明の積層電子部品によると、ビア導体部とセラミック層との間のクラックが確実に防止され、信頼性及び耐久性に優れた電子部品が得られる。
ビア導体部内側方向へ入り込んでセラミック層と焼結された共素地セラミック相を所定ヶ所以上有する本発明の他の積層電子部品によると、ビア導体部とセラミック層との間のクラックが確実に防止され、信頼性及び耐久性に優れた電子部品が得られる。
第1ビア導体部と第2ビア導体部と第1外部端子と第2外部端子とを備える積層セラミックコンデンサである場合には、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止され、信頼性及び耐久性に優れた電子部品が得られる。
According to the via paste for laminated electronic components, it is possible to reliably prevent cracks between the via conductor portion and the ceramic layer.
When the conductive metal powder contains large conductive metal particles having a particle size larger than the average particle size of the common ceramic powder, the cracks can be prevented more reliably.
When the large-diameter conductive metal particles are contained in an amount of 40% by volume or more of the entire conductive metal powder, the cracks can be prevented more reliably.
When the average particle size of the common substrate ceramic powder is larger than the average particle size of the ceramic powder contained in the unfired ceramic layer that becomes the ceramic layer, it is easy to match the timing of firing shrinkage between the via conductor portion and the ceramic layer. The crack between a conductor part and a ceramic layer can be prevented reliably.
According to the method for manufacturing a laminated electronic component , it is possible to reliably prevent cracks between the via conductor portion and the ceramic layer in the laminated electronic component.
According to the multilayer electronic component of the present invention in which the common ceramic phase is 10% by volume or more of the entire via conductor portion, cracks between the via conductor portion and the ceramic layer are surely prevented, and the reliability and durability are excellent. An electronic component is obtained.
According to another multilayer electronic component of the present invention having a ceramic substrate and a sintered ceramic phase that has entered into the via conductor inward direction and has a predetermined number or more, cracks between the via conductor and the ceramic layer are surely prevented. Thus, an electronic component having excellent reliability and durability can be obtained.
In the case of a multilayer ceramic capacitor including the first via conductor portion, the second via conductor portion, the first external terminal, and the second external terminal, cracks between the via conductor portion and the ceramic layer are reliably prevented, An electronic component having excellent reliability and durability can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。
[1]積層電子部品用ビアペースト
(1)導電性金属粉末
積層部品用ビアペースト(以下、単に「ビアペースト」ともいう)は、導電性金属粉末と、共素地セラミック粉末と、を含有し、共素地セラミック粉末は、導電性金属粉末と共素地セラミック粉末との合計の10体積%以上含有されることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[1] Via paste for multilayer electronic component (1) Conductive metal powder The via paste for multilayer component (hereinafter also simply referred to as “via paste”) contains a conductive metal powder and a common ceramic powder. The common substrate ceramic powder is characterized by containing 10% by volume or more of the total of the conductive metal powder and the common substrate ceramic powder.
上記「導電性金属粉末」は、ニッケル、銅、貴金属(金、銀、白金、パラジウム、ロジウム、オスミニウム、ルテニウム及びイリジウム)、スズ、亜鉛、コバルト、クロム、チタン、タンタル、タングステン並びにインジウム等の金属(導電性金属成分)の粉末が挙げられる。更に、これらの金属のうちの2種以上からなる合金の粉末が挙げられる。これらのなかでも、ニッケル粉末、ニッケル合金(Ni−Cu等)粉末、表面処理が施されたニッケル粉末、貴金属粉末、及び銅粉末が好ましく、更には、ニッケル粉末及びニッケル合金粉末が好ましい。これらの導電性金属粉末は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The above “conductive metal powder” includes metals such as nickel, copper, noble metals (gold, silver, platinum, palladium, rhodium, osmium, ruthenium and iridium), tin, zinc, cobalt, chromium, titanium, tantalum, tungsten and indium. (Conductive metal component) powder. Furthermore, the powder of the alloy which consists of 2 or more types of these metals is mentioned. Among these, nickel powder, nickel alloy (Ni—Cu, etc.) powder, surface-treated nickel powder, noble metal powder, and copper powder are preferable, and nickel powder and nickel alloy powder are more preferable. These conductive metal powders may be used alone or in combination of two or more.
また、導電性金属粉末の粒度分布は特に限定しない。即ち、例えば、測定される粒度分布においてピークが1つのみの粉末でもよく、ピークが2つ以上の粉末でもよい。また、粒度分布はシャープであってもよくブロードであってもよいが、累積質量が導電性金属粉末全体の90質量%となる粒径(D90)に対する累積質量が導電性金属粉末全体の10質量%となる粒径(D10)の割合(D90/D10)は1.3〜8.0(より好ましくは2.0〜7.8、更に好ましくは2.7〜7.5)であることが好ましい。この範囲であれば導電性金属相と共素地セラミック相とがより均一に分散して配置され、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止することができる。 The particle size distribution of the conductive metal powder is not particularly limited. That is, for example, the measured particle size distribution may be a powder having only one peak, or may be a powder having two or more peaks. The particle size distribution may be sharp or broad, but the cumulative mass with respect to the particle size (D 90 ) at which the cumulative mass is 90 % by mass of the total conductive metal powder is 10% of the total conductive metal powder. The ratio (D 90 / D 10 ) of the particle size (D 10 ) to be mass% is 1.3 to 8.0 (more preferably 2.0 to 7.8, still more preferably 2.7 to 7.5). It is preferable that Within this range, the conductive metal phase and the common ceramic phase are more uniformly dispersed and can be reliably prevented from cracking between the via conductor portion and the ceramic layer.
また、平均粒径は特に限定されないが、0.2〜3.5μmが好ましく、0.5〜3.0μmがより好ましく、0.8〜2.7μmが更に好ましく、1.0〜2.7μmが特に好ましい。平均粒径がこの範囲では、ビアペースト内における導電性金属粉末の凝集をより効果的に抑制でき好ましく、特に積層セラミックコンデンサとして機能させる電子部品において好適である。この平均粒径及び粒度分布はレーザー回折式粒度分布測定で測定できるが、この測定が困難である場合には後述する実施例の方法を用いることができる。
導電性金属粉末の含有量は、後述する共素地セラミック粉末との合計量を100体積%とした場合に、90体積%未満である。
Moreover, although an average particle diameter is not specifically limited, 0.2-3.5 micrometers is preferable, 0.5-3.0 micrometers is more preferable, 0.8-2.7 micrometers is still more preferable, 1.0-2.7 micrometers Is particularly preferred. When the average particle size is in this range, it is preferable that the aggregation of the conductive metal powder in the via paste can be more effectively suppressed, and particularly suitable for an electronic component that functions as a multilayer ceramic capacitor. The average particle size and particle size distribution can be measured by laser diffraction type particle size distribution measurement, but when this measurement is difficult, the methods of Examples described later can be used.
The content of the conductive metal powder is less than 90% by volume when the total amount with the later-described common substrate ceramic powder is 100% by volume.
また、導電性金属粉末は、共素地セラミック粉末の平均粒径よりも大きい粒径の大径導電性金属粒子を含有することが好ましい。
この大径導電性金属粒子の含有量は特に限定されないが、導電性金属粉末全体の40体積%以上(好ましくは40〜100体積%、更に好ましくは50〜100体積%、75〜100体積%)であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that electroconductive metal powder contains the large-diameter electroconductive metal particle of a larger particle size than the average particle size of a sinter body ceramic powder.
The content of the large conductive metal particles is not particularly limited, but is 40% by volume or more of the conductive metal powder as a whole (preferably 40 to 100% by volume, more preferably 50 to 100% by volume, 75 to 100% by volume). It is preferable that
また、上記導電性金属粉末は、共素地セラミック粉末の平均粒径よりも小さい小径導電性金属粒子を含有することができる。この小径導電性金属粒子の含有量は特に限定されないが、導電性金属粉末全体の10〜50体積%(好ましくは20〜50体積%)であることが好ましい。 The conductive metal powder may contain small-diameter conductive metal particles smaller than the average particle size of the common ceramic powder. Although content of this small diameter electroconductive metal particle is not specifically limited, It is preferable that it is 10-50 volume% (preferably 20-50 volume%) of the whole electroconductive metal powder.
(2)共素地セラミック粉末
上記「共素地セラミック粉末」は、セラミック層を構成するセラミック成分と焼結できるセラミック粉末である。この共素地セラミック粉末を構成するセラミック成分(共素地セラミック成分)としては、誘電特性を有するセラミック成分が挙げられる。即ち、例えば、チタン酸塩系セラミック成分(チタン酸バリウム系、チタン酸ストロンチウム系、チタン酸カルシウム系、チタン酸マグネシウム系)、ニオブ酸塩系セラミック成分、タンタル酸塩系セラミック成分、酸化チタン、酸化タングステン、アルミナ、ジルコニア、シリカ、マグネシア、カルシア等が挙げられる。これらのセラミック成分は1種のみが含有されてもよく、2種以上が含有されてもよい。更に、2種以上が含有される場合には、2種以上の上記セラミック成分が混合された混合成分でもよく、2種以上の上記セラミック成分が複合化された複合成分(複合酸化物等)でもよい。
(2) Sintered body ceramic powder The above-mentioned “sintered body ceramic powder” is a ceramic powder that can be sintered with a ceramic component constituting the ceramic layer. Examples of the ceramic component (community ceramic component) constituting the common ceramic powder include ceramic components having dielectric properties. That is, for example, titanate ceramic components (barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate), niobate ceramic components, tantalate ceramic components, titanium oxide, oxidation Examples include tungsten, alumina, zirconia, silica, magnesia, calcia, and the like. These ceramic components may contain only 1 type, and may contain 2 or more types. Further, when two or more kinds are contained, it may be a mixed component in which two or more kinds of ceramic components are mixed, or may be a composite component (composite oxide or the like) in which two or more kinds of ceramic components are compounded. Good.
更に、上記セラミック成分として誘電特性を有するガラス成分が挙げられる。このガラスは、通常、少なくともSi、Al及びOを含有する。更に、他の元素として、B、Ca、Mg、Sr、Ba、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、In、Sn、Ta、W、Re、Bi、各ランタノイド元素及び各アクチノイド元素等を含有できる。これらの他の元素は1種のみが含有されてもよく、2種以上が含有されてもよい。 Furthermore, the glass component which has a dielectric characteristic is mentioned as said ceramic component. This glass usually contains at least Si, Al and O. Furthermore, as other elements, B, Ca, Mg, Sr, Ba, V, Cr, Mn, Co, Ni, Ga, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, In, Sn, Ta, W, Re, Bi Each lanthanoid element and each actinoid element can be contained. These other elements may contain only 1 type and 2 or more types may contain.
また、上記誘電特性を有するセラミック成分及び上記誘電特性を有するガラス成分は、各々単独で用いてもよく、併用してもよい。更に、積層電子部品のセラミック層を構成するセラミック成分と、ビアペースト内に含まれるセラミック粉末を構成するセラミック成分とは同じであってもよく、異なっていてもよいが、同一組成系であることが好ましい。即ち、共素地セラミック粉末は、上記積層電子部品のうちのセラミック層を構成するセラミック成分と、同一組成系のセラミック成分からなるセラミック粉末であることが好ましい。 The ceramic component having the dielectric characteristics and the glass component having the dielectric characteristics may be used alone or in combination. Furthermore, the ceramic component constituting the ceramic layer of the multilayer electronic component and the ceramic component constituting the ceramic powder contained in the via paste may be the same or different, but the same composition system. Is preferred. That is, the common ceramic powder is preferably a ceramic powder composed of a ceramic component of the same composition system as the ceramic component constituting the ceramic layer of the multilayer electronic component.
尚、同一組成系とは、セラミック成分に含まれる元素を含有量(酸化物換算)が多い順に積算した場合に70質量%を超えるまでに積算される元素種が同じであることを意味する。但し、40質量%を超えるまでに積算される元素種が同一であり、その他に共通して含有される元素種が2種以上あり、且つこれら2種以上の共通する元素種の各々の含有量差が両成分間で各々2N質量%以内(但し、N;共通する元素種の数)である場合には同一組成系である。尚、一方の成分に含有される元素の酸化物換算含有量が2種以上で同じである場合は各元素共、同一組成系を判断するための元素種に含むものとする。また、上記酸化物換算は各元素において最も安定な酸化物によるものとする。 In addition, the same composition system means that the element types integrated up to over 70% by mass are the same when elements contained in the ceramic component are integrated in descending order of content (as oxide). However, the element species accumulated up to more than 40% by mass are the same, there are two or more other element types that are commonly contained, and the content of each of these two or more common element species When the difference is within 2N mass% between the two components (where N is the number of common element species), the same composition system is used. In addition, when the oxide conversion content of the element contained in one component is the same in two or more types, each element is included in the element type for judging the same composition system. The above oxide conversion is based on the most stable oxide in each element.
また、共素地セラミック粉末の粒度分布は特に限定しない。即ち、例えば、測定される粒度分布においてピークが1つのみの粉末でもよく、ピークが2つ以上の粉末でもよい。また、粒度分布はシャープであってもよくブロードであってもよいが、累積質量が共素地セラミック粉末全体の10質量%となる粒径(D10)と、累積質量が共素地セラミック粉末全体の10質量%となる粒径(D90)との比は1.3〜7.0(より好ましくは3.5〜4.4)であることが好ましい。この範囲であれば導電性金属相と共素地セラミック相とがより均一に分散して配置され、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止することができる。 Moreover, the particle size distribution of the common substrate ceramic powder is not particularly limited. That is, for example, the measured particle size distribution may be a powder having only one peak, or may be a powder having two or more peaks. Further, the particle size distribution may be sharp or broad, but the particle size (D 10 ) at which the cumulative mass is 10 % by mass of the entire common ceramic powder, and the cumulative mass is the total of the common ceramic powder. The ratio to the particle size (D 90 ) that is 10% by mass is preferably 1.3 to 7.0 (more preferably 3.5 to 4.4). Within this range, the conductive metal phase and the common ceramic phase are more uniformly dispersed and can be reliably prevented from cracking between the via conductor portion and the ceramic layer.
また、共素地セラミック粉末の平均粒径は特に限定されないが、0.3〜2.0μmが好ましく、0.3〜1.8μmがより好ましく、0.4〜1.5μmが更に好ましく、0.5〜1.3μmが特に好ましい。平均粒径がこの範囲では導電性金属相と共素地セラミック相とがより均一に分散して配置され、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止できために好ましく、特に積層セラミックコンデンサとして機能させる電子部品において好適である。 The average particle size of the common ceramic powder is not particularly limited, but is preferably 0.3 to 2.0 μm, more preferably 0.3 to 1.8 μm, still more preferably 0.4 to 1.5 μm, and 5 to 1.3 μm is particularly preferable. When the average particle size is within this range, the conductive metal phase and the common ceramic phase are more uniformly dispersed and are preferable because cracks between the via conductor and the ceramic layer can be surely prevented. It is suitable for an electronic component that functions as a capacitor.
この共素地セラミック粉末の平均粒径は、焼成されて上記セラミック層となる未焼成セラミック層に含有されるセラミック粉末の平均粒径よりも大きいことが好ましく、特に1.1倍以上であることが好ましい。この共素地セラミック粉末の平均粒径が、未焼成セラミック層に含有されるセラミック粉末の平均粒径よりも大きいことで、ビア導体部とセラミック層との焼成収縮のタイミングを合わせ易く、ビア導体部とセラミック層との間のクラックを確実に防止できる。
この平均粒径及び粒度分布はレーザー回折式粒度分布測定で測定できるが、この測定が困難である場合には後述する実施例の方法を用いることができる。
The average particle size of the common ceramic powder is preferably larger than the average particle size of the ceramic powder contained in the unfired ceramic layer that is fired to form the ceramic layer, and particularly 1.1 times or more. preferable. The average particle size of the common substrate ceramic powder is larger than the average particle size of the ceramic powder contained in the unfired ceramic layer, so that the timing of firing shrinkage between the via conductor portion and the ceramic layer can be easily adjusted. And the ceramic layer can be reliably prevented from cracking.
The average particle size and particle size distribution can be measured by laser diffraction type particle size distribution measurement, but when this measurement is difficult, the methods of Examples described later can be used.
上記共素地セラミック粉末の含有量は、導電性金属粉末と共素地セラミック粉末との合計の10体積%以上(通常49体積%以下)であればよく、この含有量は10〜45体積%であり、12〜40体積%が好ましく、15〜35体積%がより好ましい。この範囲であればビア導体部としての導電性を十分に確保しつつ、上記クラックの抑制をすることができる。 The content of the co-matrix ceramic powder, more than 10% by volume of the total of the conductive metal powder and co-matrix ceramic powder (hereinafter usually 49% by volume) may be Re der, this content is 10 to 45 vol% There is preferably 12 to 40 vol%, more preferably 15 to 35% by volume. If it is this range, the said crack can be suppressed, ensuring the electroconductivity as a via conductor part enough.
また、ビアペースト全体に対する導電性金属粉末及び共素地セラミック粉末の含有量は特に限定されないが、通常、ビアペースト全体(100体積%)の30体積%以上(好ましくは40〜70体積%、より好ましくは45〜65体積%、通常70体積%以下)である。この範囲であればビアペーストとして最適な粘度(例えば、後述するように1,00,000Pa・s以下)に調整し易く好ましい。例えば、無機粉末(導電性金属粉末及び共素地セラミック粉末)と有機成分(後述する有機バインダ、溶媒、可塑剤及び消泡剤等)とからなるビアペースト全体を100体積%とした場合に、無機粉末は30体積%以上(好ましくは40〜70体積%、より好ましくは45〜65体積%、通常70体積%以下)とすることができる。 Further, the content of the conductive metal powder and the common ceramic powder with respect to the entire via paste is not particularly limited, but usually 30% by volume or more of the entire via paste (100% by volume) (preferably 40 to 70% by volume, more preferably Is 45 to 65 vol%, usually 70 vol% or less). If it is this range, it is easy to adjust to the optimal viscosity (for example, below 1,000,000 Pa * s as mentioned later) as a via paste, and is preferable. For example, when the total amount of via paste composed of inorganic powder (conductive metal powder and common substrate ceramic powder) and organic components (organic binder, solvent, plasticizer, antifoaming agent, etc. described later) is 100% by volume, inorganic The powder can be 30 volume% or more (preferably 40 to 70 volume%, more preferably 45 to 65 volume%, usually 70 volume% or less).
(4)他の成分
ビアペーストには、導電性金属粉末及び共素地セラミック粉末以外にも他の成分を含有することができる。他の成分としては、有機成分が挙げられる。即ち、例えば、有機バインダ、溶剤、可塑剤、消泡剤等が挙げられる。
このうち有機バインダとしては、アクリル系樹脂、アルキルセルロース(エチルセルロース、メチルセルロース)及びニトロセルロース等のセルロース類、ポリメチルメタクリレート等のアクリルエステル系樹脂、ポリビニルブチラール等のブチラール系樹脂、フェノール系樹脂、及びポリエステル系樹脂(アルキド樹脂等)などが挙げられる。これらは1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、有機バインダの含有量は特に限定されないが、通常、ビアペースト全体の10体積%以下である。
(4) Other components The via paste may contain other components in addition to the conductive metal powder and the common ceramic powder. Examples of other components include organic components. That is, for example, an organic binder, a solvent, a plasticizer, an antifoaming agent, etc. are mentioned.
Among these, organic binders include acrylic resins, celluloses such as alkyl cellulose (ethyl cellulose, methyl cellulose) and nitrocellulose, acrylic ester resins such as polymethyl methacrylate, butyral resins such as polyvinyl butyral, phenolic resins, and polyesters. Resin (alkyd resin, etc.). These may use only 1 type and may use 2 or more types together. Moreover, although content of an organic binder is not specifically limited, Usually, it is 10 volume% or less of the whole via paste.
また、溶剤としては、ケトン系溶剤(アセトン及びメチルエチルケトン等)、炭化水素系溶剤(シクロヘキサン及びトルエン等)、1価アルコール(ターピネオール及びブチルカルビトール等)、並びに多価アルコール(エチレングリコール及びジエチレングリコール等)などが挙げられる。これらの溶剤は1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。溶剤の含有量は特に限定されないが、有機バインダ全体を100質量部とした場合に45〜70質量部の割合で含有することが好ましい。 Solvents include ketone solvents (such as acetone and methyl ethyl ketone), hydrocarbon solvents (such as cyclohexane and toluene), monohydric alcohols (such as terpineol and butyl carbitol), and polyhydric alcohols (such as ethylene glycol and diethylene glycol). Etc. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Although content of a solvent is not specifically limited, When the whole organic binder is 100 mass parts, it is preferable to contain in the ratio of 45-70 mass parts.
更に、可塑剤は用いる有機バインダの種類に応じた適当な有機バインダを用いることが好ましい。更に、可塑剤は有機バインダ全体を100質量部とした場合に10〜30質量部の割合で含有することが好ましい。
また、消泡剤はビアペースト全体を100質量部とした場合に0.1〜10質量部の割合で含有することが好ましい。
Furthermore, it is preferable to use an appropriate organic binder according to the type of organic binder to be used. Furthermore, it is preferable to contain a plasticizer in the ratio of 10-30 mass parts when the whole organic binder is 100 mass parts.
Moreover, it is preferable to contain an antifoamer in the ratio of 0.1-10 mass parts, when the whole via paste is 100 mass parts.
本ビアペーストの粘度は特に限定されないが、1,00,000Pa・s以下(より好ましくは10,000〜35,000Pa・s、通常5,000Pa・s以上)であることが好ましい。この範囲であればビアホールへの充填を確実に行うことができる。また、本ビアペーストを用いるのに適したビアホール径は特に限定されないが、50〜200μm(より好ましくは50〜150μm)が好ましい。更に、ビアホールのアスペクト比は特に限定されないが、50〜100(より好ましくは70〜110)が好ましい。 The viscosity of the via paste is not particularly limited, but is preferably 1,000,000 Pa · s or less (more preferably 10,000 to 35,000 Pa · s, usually 5,000 Pa · s or more). If it is this range, a via hole can be reliably filled. The via hole diameter suitable for using this via paste is not particularly limited, but is preferably 50 to 200 μm (more preferably 50 to 150 μm). Furthermore, the aspect ratio of the via hole is not particularly limited, but is preferably 50 to 100 (more preferably 70 to 110).
ビアペーストを用いる積層電子部品は、複数のセラミック層と複数の導体層とが交互に積層された積層部と、この積層部の積層方向に延びて一部の導体層と接続されたビア導体部と、を備える。この積層電子部品の構成については、後述する本発明の積層電子部品の構成をそのまま適用できる。 A laminated electronic component using via paste includes a laminated portion in which a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated, and a via conductor portion that extends in the lamination direction of the laminated portion and is connected to a part of the conductor layers. And comprising. Regarding the configuration of the multilayer electronic component, the configuration of the multilayer electronic component of the present invention described later can be applied as it is.
[2]積層電子部品の製造方法
積層電子部品の製造方法は、未焼成積層部形成工程と、充填工程と、焼成工程とを備えることを特徴とする。
上記「未焼成積層部形成工程」は、積層部となるビアホールを有した未焼成積層部を得る工程である。
上記「未焼成積層部」は、焼成されて積層部となる未焼成体であり、ビアホールを備える。この未焼成積層部は、上記セラミック層となる未焼成セラミック層と、上記導体層となる未焼成導体層とが交互に積層された部分である。
[2] Manufacturing method of laminated electronic component The manufacturing method of the laminated electronic component includes an unfired laminated portion forming step, a filling step, and a firing step.
The “unfired laminated portion forming step” is a step of obtaining an unfired laminated portion having a via hole that becomes a laminated portion.
The “unfired laminated portion” is an unfired body that is fired to form a laminated portion, and includes a via hole. This unsintered laminated part is a part in which unsintered ceramic layers to be the ceramic layers and unsintered conductor layers to be the conductor layers are alternately laminated.
上記未焼成セラミック層の構成は特に限定されないが、通常、セラミック粉末を含有する。セラミック粉末は、本ビアペーストに含有される共素地セラミック粉末と焼結できるセラミック成分からなることが好ましい。また、この未焼成セラミック層を構成するセラミック粉末は、平均粒径が前記共素地セラミック粉末よりも小さいものであることが好ましい。このセラミック粉末を構成するセラミック成分としては、前記共素地セラミック粉末を構成するセラミック成分をそのまま適用できる。 Although the structure of the said unbaking ceramic layer is not specifically limited, Usually, a ceramic powder is contained. The ceramic powder is preferably composed of a common ceramic powder contained in the via paste and a ceramic component that can be sintered. Moreover, it is preferable that the ceramic powder which comprises this unbaking ceramic layer is a thing with an average particle diameter smaller than the said common body ceramic powder. As the ceramic component constituting the ceramic powder, the ceramic component constituting the common ceramic powder can be applied as it is.
上記未焼成導体層の構成は特に限定されないが、通常、導電性金属粉末と有機成分とを含有する。このうち導電性金属粉末としては、本ビアペーストに含有される導電性金属粉末をそのまま適用できる。但し、未焼成導体層に含有される導電性金属粉末と、本ビアペーストに含有される導電性金属粉末とは、同成分からなってもよく、異なる成分からなってもよい。また、この未焼成導体層を構成する導電性金属粉末は、平均粒径が前記本ビアペーストを構成する導電性金属粉末よりも小さくても、大きくても、同じであってもよいが、小さいことが好ましい。有機成分としては、上記有機成分をそのまま適用できる。 Although the structure of the said unbaking conductor layer is not specifically limited, Usually, a conductive metal powder and an organic component are contained. Among these, as the conductive metal powder, the conductive metal powder contained in the via paste can be applied as it is. However, the conductive metal powder contained in the unfired conductor layer and the conductive metal powder contained in the via paste may be composed of the same component or different components. The conductive metal powder constituting the unfired conductor layer may have an average particle size smaller, larger or the same as the conductive metal powder constituting the via paste, but is small. It is preferable. As the organic component, the organic component can be applied as it is.
この未焼成積層部の形成方法は特に限定されず、未焼成セラミック層の表面に未焼成導体層を印刷形成した未焼成導体層付き未焼成セラミック層を一括的に積層して形成することができる。また、未焼成セラミック層と未焼成導体層とを交互に逐次的に積層して形成することができる。 The method for forming the unsintered laminated part is not particularly limited, and the unsintered ceramic layer with the unsintered conductor layer obtained by printing the unsintered conductor layer on the surface of the unsintered ceramic layer can be collectively laminated. . Further, the green ceramic layers and the green conductor layers can be alternately and sequentially stacked.
上記「ビアホール」は、未焼成積層体を貫通していてもよく、貫通していないものであってもよい。また、ビアホールの孔径(最大長さ)は特に限定されないが50〜200μm(更には50〜150μm)とすることができる。更に、ビアホールのアスペクト比は特に限定されないが、50〜100(更には70〜110)とすることができる。このビアホールの形成方法は特に限定されず、レーザー光及びドリル等を用いて形成できる。 The “via hole” may penetrate through the unfired laminate or may not penetrate therethrough. Moreover, the hole diameter (maximum length) of the via hole is not particularly limited, but may be 50 to 200 μm (more preferably 50 to 150 μm). Furthermore, the aspect ratio of the via hole is not particularly limited, but can be 50 to 100 (more preferably 70 to 110). The method for forming the via hole is not particularly limited, and the via hole can be formed using a laser beam, a drill, or the like.
上記「充填工程」は、ビアホール内に本ビアペーストを充填する工程である。この充填工程における充填方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法及び圧入印刷法等を用いることができる。 The “filling step” is a step of filling the via hole with the present via paste. The filling method in this filling step is not particularly limited, and for example, a screen printing method, a press-fitting printing method, or the like can be used.
上記「焼成工程」は、未焼成積層部及びビアホール内に充填されたビアペーストを一体焼成する工程である。この焼成工程における焼成温度及び焼成雰囲気等は特に限定されないが、通常、焼成温度は1200〜1350℃であり、焼成雰囲気は不活性雰囲気又は酸化雰囲気である。特に導電性金属粉末がNi及びCu等を含有する場合には不活性雰囲気を用いる。 The “firing step” is a step of integrally firing the unfired laminated portion and the via paste filled in the via hole. The firing temperature, firing atmosphere, and the like in this firing step are not particularly limited, but usually the firing temperature is 1200 to 1350 ° C., and the firing atmosphere is an inert atmosphere or an oxidizing atmosphere. In particular, an inert atmosphere is used when the conductive metal powder contains Ni, Cu, or the like.
[3]積層電子部品
本発明の積層電子部品は、積層部とビア導体部とを備え、ビア導体部は導電性金属相と共素地セラミック相とを有し、この共素地セラミック相はビア導体部全体の10〜45体積%であり、
セラミック層内におけるビア導体部を含む積層方向に対して垂直な断面に、ビア導体部内側方向へ10μm以上入り込み、且つセラミック層と焼結された共素地セラミック相である接合相を5ヶ所以上有し、
接合相により取り囲まれた最大長さが3.0μm以上である導電性金属相を5ヶ所以上有し、
セラミック層を構成するセラミック成分と共素地セラミック成分とが同じであることを特徴とする。
[3] Multilayer Electronic Component The multilayer electronic component of the present invention includes a multilayer portion and a via conductor portion, and the via conductor portion has a conductive metal phase and a common ceramic phase, and the common ceramic phase is a via conductor. total from 10 to 45 vol% der part is,
The cross section perpendicular to the stacking direction including the via conductor portion in the ceramic layer has at least 5 μm in the via conductor portion inward and has at least five joint phases that are sintered ceramic layers and sintered ceramic layers. And
Having 5 or more conductive metal phases with a maximum length of 3.0 μm or more surrounded by the bonding phase,
A ceramic component and a co-matrix ceramic component constituting the ceramic layer has a same der Rukoto.
上記「積層部」は、複数のセラミック層と複数の導体層とが交互に積層された部分である。「交互に積層された」とは、セラミック層と導体層とが積層方向に向かって交互に配置されていることである。即ち、例えば、この積層部の構造としては、図1に示す構造が挙げられる。この図1の構造ではセラミック層111と導体層112とが順に各々交互に積層されていることが分かる。 The “laminated portion” is a portion where a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated. “Alternately laminated” means that ceramic layers and conductor layers are alternately arranged in the laminating direction. That is, for example, as the structure of the stacked portion, the structure shown in FIG. In the structure of FIG. 1, it can be seen that the ceramic layers 111 and the conductor layers 112 are alternately laminated in order.
但し、この積層部では、結果的に交互の積層であればよく、例えば、連続して積層された複数層の未焼成セラミック層毎に1層又は2層以上の未焼成導体層が積層された構造が焼成されてなる構造も、本発明にいう交互に積層された構造である。
この積層部に含まれるセラミック層と導体層との数は特に限定されないが、通常、各々2層以上(更には10層以上、特に50層以上、通常100層以上)である。
However, in this laminated portion, as a result, it is sufficient that the laminated layers are alternately laminated. For example, one or two or more unfired conductor layers are laminated for each of the unfired ceramic layers that are successively laminated. The structure obtained by firing the structure is also an alternately stacked structure according to the present invention.
The number of ceramic layers and conductor layers included in the laminate is not particularly limited, but is usually 2 or more (more preferably 10 or more, particularly 50 or more, usually 100 or more).
上記「セラミック層」は、導体層間に配置されて、導体層に対して絶縁層として機能する層である。また、特に積層コンデンサにおいては誘電体層として機能する。このセラミック層の絶縁性及び誘電性は特に限定されないが、通常、1010Ω・m以上の絶縁性を有する。更に、セラミック層の厚さは特に限定されないが、通常、5.0μm以下である。但し、これらの特性については、所望の絶縁性、静電容量及び耐電圧等の電気的特性、並びに、生産性などに応じて、更には、生産コストに応じて適宜選択することが好ましい。 The “ceramic layer” is a layer that is disposed between conductor layers and functions as an insulating layer with respect to the conductor layers. In particular, the multilayer capacitor functions as a dielectric layer. The insulating properties and dielectric properties of the ceramic layer are not particularly limited, but usually have an insulating property of 10 10 Ω · m or more. Further, the thickness of the ceramic layer is not particularly limited, but is usually 5.0 μm or less. However, these characteristics are preferably selected as appropriate according to the desired insulation, electrical characteristics such as capacitance and withstand voltage, and productivity, and further according to the production cost.
上記セラミック層を構成するセラミック成分は、共素地セラミック層を構成するセラミック成分と焼結されるセラミック成分である。このセラミック層を構成するセラミック成分としては、前述の共素地セラミック層を構成するセラミック成分をそのまま適用できる。このセラミック層を構成するセラミック成分と、共素地セラミック層を構成するセラミック成分とは、同じであってもよく、異なっていてもよいが、前述のように同一組成系であることが好ましく、本発明では同じである。 The ceramic component constituting the ceramic layer, Ru ceramic component der to be sintered and the ceramic component constituting the co-matrix ceramic layer. As the ceramic component constituting the ceramic layer, the ceramic component constituting the common ceramic layer can be applied as it is. A ceramic component constituting the ceramic layer, the ceramic component constituting the co-matrix ceramic layer may be the same, may be different, rather preferably be the same composition system as mentioned above This is the same in the present invention .
上記「導体層」は、導電性を有する層である。この導電性は特に限定されないが、通常、10μΩ・cm以下である。また、導体層は、コンデンサ用パターン、回路用パターン等の所定形状を有するパターン化された導体層であってもよく、グランド等のパターン化されていない導体層であってもよい。但し、導体層の各種特性については、所望の静電容量及び耐電圧等の電気的特性、並びに、生産性などに応じて、更には、生産コストに応じて適宜選択することが好ましい。
上記導体層を構成する導電性金属成分の種類は特に限定されず、前記導電性金属粉末を構成する成分(導電性金属成分)をそのまま適用できる。但し、導体層を構成する導電性金属成分と、ビア導体部を構成する導電性金属成分(即ち、ビアペーストに含有される導電性金属粉末を構成する成分)とは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
The “conductor layer” is a conductive layer. The conductivity is not particularly limited, but is usually 10 μΩ · cm or less. The conductor layer may be a patterned conductor layer having a predetermined shape such as a capacitor pattern or a circuit pattern, or may be an unpatterned conductor layer such as a ground. However, the various characteristics of the conductor layer are preferably selected as appropriate in accordance with electrical characteristics such as desired capacitance and withstand voltage, productivity, etc., and further in accordance with production costs.
The kind of the conductive metal component constituting the conductor layer is not particularly limited, and the component (conductive metal component) constituting the conductive metal powder can be applied as it is. However, the conductive metal component constituting the conductor layer and the conductive metal component constituting the via conductor portion (that is, the component constituting the conductive metal powder contained in the via paste) may be the same. , May be different.
上記「ビア導体部」は、積層部の積層方向に延びて一部の導体層と接続された導体部分である。また、特に積層コンデンサにおいては、セラミック層及び導体層のうちの隣接された少なくとも2層を積層方向に貫通して配置され、貫通された導体層のうちの少なくとも1層と接続されている。
このビア導体部は、通常、少なくとも一端が積層部から露出又は導出されている。従って、ビア導体部は、積層部を貫通して設けられていてもよく、一端側のみが貫通して他端側が貫通しない状態で設けられていてもよい。
The “via conductor portion” is a conductor portion extending in the stacking direction of the stacked portion and connected to a part of the conductor layer. In particular, in the multilayer capacitor, at least two adjacent layers of the ceramic layer and the conductor layer are disposed so as to penetrate in the lamination direction, and are connected to at least one of the penetrated conductor layers.
In general, at least one end of the via conductor portion is exposed or led out from the laminated portion. Therefore, the via conductor portion may be provided so as to penetrate the laminated portion, or may be provided in a state where only one end side penetrates and the other end side does not penetrate.
このビア導体部の形状は特に限定されないが、通常、柱状形状であり、更には、円柱形状である。この形状はスルーホールに依存するものである。股、ビア導体部の大きさも特に限定されず、スルーホールに依存するものであるが、通常、最大径(最大長)が50〜200μm(更には50〜150μm)とすることができ、アスペクト比は50〜150(更には70〜110)とすることができる。 The shape of the via conductor portion is not particularly limited, but is usually a columnar shape and further a columnar shape. This shape depends on the through hole. The size of the crotch and via conductors is not particularly limited and depends on the through hole. Usually, the maximum diameter (maximum length) can be 50 to 200 μm (more preferably 50 to 150 μm), and the aspect ratio Can be 50 to 150 (further 70 to 110).
また、このビア導体部は、導電性金属相と共素地セラミック相とを有する。即ち、例えば、図3〜6及び図9〜12に示すように導電性金属相125と共素地セラミック相123とを備える。
上記「導電性金属相」は、導電性金属成分からなる導電性を有する相である。この導電性金属成分としては、前記導電性金属粉末を構成する導電性金属成分をそのまま適用でき、本発明ではニッケルである。
Further, the via conductor portion has a conductive metal phase and a common ceramic phase. That is, for example, as shown in FIGS. 3 to 6 and FIGS. 9 to 12, the conductive metal phase 125 and the common ceramic phase 123 are provided.
The “conductive metal phase” is a conductive phase composed of a conductive metal component. As the conductive metal component, wherein the conductive metal powder can simply apply a conductive metal component constituting the, Ru nickel der in the present invention.
上記「共素地セラミック相」は、セラミック層を構成するセラミック成分と焼結できる共素地セラミック成分からなる相である。この共素地セラミック成分としては、前記共素地セラミック粉末を構成する共素地セラミック成分をそのまま適用できる。
この共素地セラミック相は、ビア導体部全体の10体積%以上(通常49体積%以下)であればよく、この含有量は10〜45体積%であり、12〜40体積%が好ましく、15〜35体積%がより好ましい。
The “composite ceramic phase” is a phase composed of a ceramic component constituting the ceramic layer and a common ceramic component that can be sintered. As the common ceramic component, the common ceramic component constituting the common ceramic powder can be applied as it is.
The co-matrix ceramic phase, more than 10% by volume of the total via conductor portion (normally less than 49% by volume) may be Re der, the content is 10 to 45 vol%, preferably 12 to 40 vol%, 15 -35 volume% is more preferable.
本発明の積層電子部品は、積層部とビア導体部とを備え、ビア導体部は導電性金属相と共素地セラミック相とを有し、積層部のセラミック層内におけるビア導体部を含む積層方向に対して垂直な断面に、ビア導体部内側方向へ10μm以上入り込み、且つセラミック層と焼結された共素地セラミック相(以下、単に「接合相」という)を5ヶ所以上有する。 The multilayer electronic component of the present invention includes a multilayer part and a via conductor part, the via conductor part has a conductive metal phase and a common ceramic phase, and includes a via conductor part in the ceramic layer of the multilayer part. The cross-section perpendicular to the inside of the via conductor part has an area of 10 μm or more inward and has 5 or more common ceramic phases (hereinafter simply referred to as “joining phases”) sintered with the ceramic layer.
即ち、図3〜5に示すように、ビア導体部の外周部に共素地セラミック相とセラミック層とが焼結された接合相が認められる。この接合相のうち、特にビア導体部内側方向へ10μm以上(ビアの中心に向かって10μm以上)入り込んだ形状の部分を少なくとも5ヶ所以上(更には10ヶ所以上、特に15ヶ所以上)有する。また、セラミック層から連続する接合相により取り囲まれた最大長さが3.0μm以上である導電性金属相(セラミック層から連続する接合相により取り囲まれて他の導電性金属相から孤立している導電性金属相、以下「孤立導電性金属相」という)を5ヶ所以上(更には10ヶ所以上、特に15ヶ所以上)有する。これらの接合相は、ビアペースト内に含有される共素地セラミック粉末がビアホールの内壁を構成するセラミック層と焼結されてなる相と考えられる。セラミック層及びビア導体部がこのような相形態を有することにより、本積層電子部品では、確実にビア導体部とビアホールとの界面におけるクラックが防止されているものと考えられる。更に、共素地セラミック相と導電性金属相とはバランス良く分散されて認められることが好ましい。 That is, as shown in FIGS. 3 to 5, a bonding phase in which the common ceramic phase and the ceramic layer are sintered is recognized on the outer peripheral portion of the via conductor portion. Among the bonding phases, at least 5 (more 10 or more, especially 15 or more) portions having a shape of 10 μm or more (10 μm or more toward the via center) in the via conductor portion in particular are provided. Further, a conductive metal phase having a maximum length of 3.0 μm or more surrounded by a continuous bonding phase from the ceramic layer (isolated from other conductive metal phases by being surrounded by a continuous bonding phase from the ceramic layer) The conductive metal phase (hereinafter referred to as “isolated conductive metal phase”) has 5 or more (more preferably 10 or more, especially 15 or more). These bonding phases are considered to be phases obtained by sintering the common ceramic powder contained in the via paste and the ceramic layer constituting the inner wall of the via hole. Since the ceramic layer and the via conductor portion have such a phase form, it is considered that cracks at the interface between the via conductor portion and the via hole are surely prevented in this multilayer electronic component. Furthermore, it is preferable that the common ceramic phase and the conductive metal phase are recognized in a well-balanced manner.
尚、上記「積層部」、上記「セラミック層」及び上記「導体層」は、前記積層電子部品における各々をそのまま適用できる。上記「ビア導体部」は、前記本発明の積層電子部品におけるビア導体部をそのまま適用できる。 Each of the “laminated part”, “ceramic layer”, and “conductor layer” in the laminated electronic component can be applied as it is. As the “via conductor portion”, the via conductor portion in the multilayer electronic component of the present invention can be applied as it is.
本発明の積層電子部品は、積層コンデンサとして好適であり、更にビアアレイ型積層セラミックコンデンサとして特に好適である。この積層コンデンサにおける構成は、通常、積層部の積層方向に延びて一層おきの導体層と接続された第1ビア導体部と、積層部の積層方向に延びて第1ビア導体部と接続されていない導体層と接続された第2ビア導体部と、第1ビア導体部の端部と接続されて積層部の表面に導出された第1外部端子と、第2ビア導体部の端部と接続されて積層部の表面に導出された第2外部端子と、を備える。上記ビアアレイ型積層セラミックコンデンサは、例えば、実施例における図1の構造を有する。 The multilayer electronic component of the present invention is suitable as a multilayer capacitor, and is particularly suitable as a via array type multilayer ceramic capacitor. The structure of this multilayer capacitor is normally connected to the first via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion and connected to every other conductor layer, and connected to the first via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion. A second via conductor portion connected to a non-conductive layer, a first external terminal connected to an end portion of the first via conductor portion and led to the surface of the laminated portion, and an end portion of the second via conductor portion And a second external terminal led out to the surface of the laminated portion. The via array type multilayer ceramic capacitor has, for example, the structure of FIG. 1 in the embodiment.
本発明の積層電子部品では、上記積層部及び上記ビア導体部以外にも他の部分を備えることができる。他の部分としては、外部端子部が挙げられる。このうち外部端子部は、通常、メッキ形成される部分であり、この部分を備える場合には、本発明の積層電子部品におけるように、ビアホール内壁とビア導体部と界面にクラックを有さないことによる優位性を特に享受できる。 In the laminated electronic component of the present invention, other parts can be provided in addition to the laminated part and the via conductor part. An external terminal part is mentioned as another part. Of these, the external terminal part is usually a part to be plated, and when this part is provided, there should be no cracks on the inner wall of the via hole, the via conductor part and the interface as in the multilayer electronic component of the present invention. In particular, you can enjoy the superiority.
以下、本発明を実施例により具体的に説明する。
[1]積層電子部品の構成
図1は、積層電子部品1の一例である積層セラミックコンデンサの概略断面図である。この積層電子部品1は、ビアアレイ型積層セラミックコンデンサである。
積層電子部品1は、複数のセラミック層111と複数の導体層112とが交互に積層された積層部11と、積層部11の積層方向に延びて一部の導体層112と接続されたビア導体部12(121及び122)とを備える。
Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.
[1] Configuration of Multilayer Electronic Component FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multilayer ceramic capacitor which is an example of the multilayer electronic component 1. The multilayer electronic component 1 is a via array type multilayer ceramic capacitor.
The multilayer electronic component 1 includes a multilayer part 11 in which a plurality of ceramic layers 111 and a plurality of conductor layers 112 are alternately laminated, and a via conductor that extends in the lamination direction of the multilayer part 11 and is connected to a part of the conductor layers 112. Part 12 (121 and 122).
積層部11を構成するセラミック層111は、チタン酸バリウムからなり、導体層112の層間に配置されて導体層112の誘電体(絶縁体)として機能する。セラミック層111の厚さは約5μmである。一方、導体層112はニッケルを主成分として形成された厚さ1.5μm〜1.8μmの層である。 The ceramic layer 111 constituting the stacked portion 11 is made of barium titanate, and is disposed between the conductor layers 112 to function as a dielectric (insulator) of the conductor layer 112. The thickness of the ceramic layer 111 is about 5 μm. On the other hand, the conductor layer 112 is a layer having a thickness of 1.5 μm to 1.8 μm formed mainly of nickel.
ビア導体部12は直径約100μm且つアスペクト比約90であり、ビアピッチ約400μmで格子状に多数配設されており、ビア導体部12のうちの一部は、積層部11の積層方向に延びて一層おきの導体層121と接続された第1ビア導体部121である。また、ビア導体部12のうちの他部は、積層部11の積層方向に延びて第1ビア導体部121と接続されていない導体層121と接続された第2ビア導体部122である。これらのビア導体部12は、ニッケルを導電性金属成分とし、チタン酸バリウムを共素地セラミック成分として形成されている。 The via conductor portions 12 have a diameter of about 100 μm and an aspect ratio of about 90, and are arranged in a large number of lattices with a via pitch of about 400 μm. A part of the via conductor portions 12 extends in the stacking direction of the stacked portion 11. The first via conductor portion 121 is connected to every other conductor layer 121. The other portion of the via conductor portion 12 is a second via conductor portion 122 that is connected to the conductor layer 121 that extends in the stacking direction of the stacked portion 11 and is not connected to the first via conductor portion 121. These via conductor portions 12 are formed using nickel as a conductive metal component and barium titanate as a common ceramic component.
また、第1ビア導体部121及び第2ビア導体部122は、各々共通する導体層とは接続されていない。また、第1ビア導体部と接続された導体層121には、直径約300μmのクリアランスホールが形成されており、この導体層121のクリアランスホール内を直径約100μmの第2導体部が貫通し、この導体層121と絶縁されている。 The first via conductor portion 121 and the second via conductor portion 122 are not connected to a common conductor layer. In addition, a clearance hole having a diameter of about 300 μm is formed in the conductor layer 121 connected to the first via conductor portion, and a second conductor portion having a diameter of about 100 μm passes through the clearance hole of the conductor layer 121, The conductor layer 121 is insulated.
また、第1ビア導体部121の端部と接続されて積層部11の表面に導出された第1外部端子131と、第2ビア導体部122の端部と接続されて積層部11の表面に導出された第2外部端子132と、を備える。 Further, the first external terminal 131 connected to the end portion of the first via conductor portion 121 and led to the surface of the multilayer portion 11 and the end portion of the second via conductor portion 122 are connected to the surface of the multilayer portion 11. A second external terminal 132 that is led out.
更に、積層部11の一面側は、この一面側に配置された第1外部端子131(ハンダバンプ)及び第2外部端子132(ハンダバンプ)と接続することで、他の電子部品2(半導体集積回路素子搭載基板)と接続可能となっている。一方、積層部11の他面側は、この他面側に配置された第1外部端子131(ハンダバンプ)及び第2外部端子132(ハンダバンプ)と接続することで、更に他の電子部品3(マザーボード)と接続可能となっている。上記第1外部端子131及び第2外部端子は、各々ニッケルを主成分として形成され、更に、その表面はニッケルメッキ層及び金メッキ層で被覆されている。 Further, one surface side of the laminated portion 11 is connected to the first external terminal 131 (solder bump) and the second external terminal 132 (solder bump) arranged on the one surface side, so that another electronic component 2 (semiconductor integrated circuit element) is connected. It can be connected to the mounting board). On the other hand, the other surface side of the laminated portion 11 is connected to the first external terminal 131 (solder bump) and the second external terminal 132 (solder bump) arranged on the other surface side, so that another electronic component 3 (mother board) is connected. ) And can be connected. The first external terminal 131 and the second external terminal are each formed mainly of nickel, and the surfaces thereof are covered with a nickel plating layer and a gold plating layer.
[2]積層電子部品の製造
(1)未焼成積層部形成工程
(1−1)未焼成セラミック層の形成
キャリアフィルム上にチタン酸バリウム粉末を含有する未焼成セラミック層用スラリーを塗布し、乾燥させて、キャリアフィルム上に剥離可能に配置された未焼成セラミックグリーンシートを得た。未焼成セラミックグリーンシートは、その後、所望の形状に裁断されて未焼成セラミック層となる。
[2] Manufacture of laminated electronic components (1) Unfired laminated part forming step (1-1) Formation of unfired ceramic layer A slurry for an unfired ceramic layer containing barium titanate powder is applied on a carrier film and dried. Thus, an unfired ceramic green sheet disposed on the carrier film so as to be peeled was obtained. The green ceramic green sheet is then cut into a desired shape to form a green ceramic layer.
(1−2)未焼成導体部の形成
上記(1−1)で得られた未焼成セラミックグリーンシート上にスクリーンマスクを配置し、導体層用ペーストをスクリーン印刷により印刷したのち乾燥させて、厚さ2〜3μmの未焼成導体層を形成した。
(1-2) Formation of Unsintered Conductor Portion A screen mask is disposed on the unsintered ceramic green sheet obtained in (1-1) above, and the conductor layer paste is printed by screen printing and dried. An unfired conductor layer having a thickness of 2 to 3 μm was formed.
(1−3)未焼成セラミック層及び未焼成導体層の積層圧着
上記(1−2)で得られた未焼成導体層が積層形成されたグリーンシート100〜120枚を、未焼成セラミック層と未焼成導体層とが交互に配置されるように積層した。更に、未焼成セラミックグリーンシートのみを3層積層して得られた未焼成カバー部を上記積層体の表裏に配置し、未焼成カバー部、未焼成セラミック層と未焼成導体層とが交互に配置された積層部、未焼成カバー部の順とした。次いで、ラミネート装置を用いて積層方向に温度60℃〜80℃で、押圧力300kg/cm2〜1000kg/cm2の条件で押圧して厚さ約1mmの未焼成積層体を得た。
(1-3) Multilayer pressure bonding of unsintered ceramic layer and unsintered conductor layer 100 to 120 green sheets on which the unsintered conductor layer obtained in (1-2) above is laminated, Lamination was performed so that the fired conductor layers were alternately arranged. Furthermore, the unfired cover part obtained by laminating only three layers of unfired ceramic green sheets is arranged on the front and back of the laminate, and the unfired cover parts, unfired ceramic layers and unfired conductor layers are alternately arranged. It was set as the order of the laminated part and the unbaked cover part which were made. Then, at a temperature 60 ° C. to 80 ° C. in the stacking direction by using the laminating apparatus, to obtain a green laminate having a thickness of about 1mm by pressing under the conditions of pressing force 300kg / cm 2 ~1000kg / cm 2 .
(1−4)ビアホールの形成
上記(1−3)で得られた未焼成積層体に、レーザー加工機を用いて直径約120μmのビアホールを規則的に穿孔した。
(1-4) Formation of via hole A via hole having a diameter of about 120 μm was regularly drilled in the green laminate obtained in (1-3) above using a laser processing machine.
(2)充填工程
上記(1−4)で形成されたビアホール内に、ペースト圧入充填装置を用いてビアペーストを2.0MPa〜7.5MPaの圧力で圧入充填し、未焼成ビア導体部を形成した。
(2) Filling process Via paste is press-fitted into the via hole formed in (1-4) above at a pressure of 2.0 MPa to 7.5 MPa using a paste press-fitting device to form an unfired via conductor portion. did.
(3)未焼成外部端子の形成
上記(2)で得られた未焼成ビア導体の一端側(上記他の電子部品2を接続可能な側)に、未焼成積層体の一面に配置された厚さ約30μmのメタルマスクを通して外部端子用ペーストを印刷塗布して乾燥し、未焼成外部導体を形成した。
次いで、未焼成ビア導体の他端側(上記他の電子部品3を接続可能な側)に、未焼成積層体の他面に配置された厚さ約25μmのスクリーンマスクを通して外部端子用ペーストを印刷塗布して乾燥し、未焼成外部導体を形成した。
(3) Formation of unsintered external terminals Thickness disposed on one surface of the unsintered laminate on one end side of the unsintered via conductor obtained in (2) above (the side on which the other electronic component 2 can be connected) The external terminal paste was printed and applied through a metal mask of about 30 μm and dried to form an unfired external conductor.
Next, the external terminal paste is printed on the other end side of the unfired via conductor (the side on which the other electronic component 3 can be connected) through a screen mask having a thickness of about 25 μm disposed on the other surface of the unfired laminate. It was applied and dried to form an unfired outer conductor.
(4)焼成工程
上記(3)までに得られた未焼成積層体にブレーク用の溝を格子状に入れた後、この未焼成積層体を脱脂し、その後焼成を行った。
(4) Firing step After breaking grooves were put in a lattice shape in the unfired laminate obtained up to (3) above, the unfired laminate was degreased and then fired.
(5)外部端子を被覆するメッキ層の形成
上記(4)で得られた焼結体の第1外部端子131及び第2外部端子132の表面に無電解ニッケルメッキを厚さ約0.5μm〜3.0μmに形成した。その後、電解金メッキにより更に厚さ約0.1μm〜1.0μmのメッキ層を形成した。外部端子の表面にメッキを施すことで、外部端子に含まれる共素地セラミック相が端子表面に露出することを防止でき、端子部の濡れ性を向上させることができる。
(5) Formation of plating layer covering external terminals Electroless nickel plating is applied to the surface of the first external terminal 131 and the second external terminal 132 of the sintered body obtained in the above (4) to a thickness of about 0.5 μm to It formed in 3.0 micrometers. Thereafter, a plating layer having a thickness of about 0.1 μm to 1.0 μm was further formed by electrolytic gold plating. By plating the surface of the external terminal, the common ceramic phase contained in the external terminal can be prevented from being exposed to the terminal surface, and the wettability of the terminal portion can be improved.
(6)焼結体の裁断
上記(4)で形成されたブレーク用の溝に沿って、焼結体をブレークして、複数の積層電子部品11を得た。
(6) Cutting of sintered body The sintered body was broken along the break grooves formed in the above (4) to obtain a plurality of laminated electronic components 11.
[3]各種ペーストによる評価
上記[2]の製造方法において、未焼成セラミック層用スラリー及び導体層ペーストとして各々下記のスラリー及びペーストを用い、更に、ビアペーストとして下記ビアペーストA〜Dを用いて、得られるビア導体部の評価を行った。
[3] Evaluation Using Various Pastes In the manufacturing method of [2], the following slurry and paste are used as the unfired ceramic layer slurry and conductor layer paste, respectively, and the following via pastes A to D are used as via pastes. The obtained via conductor part was evaluated.
(1)未焼成セラミック層用スラリー
未焼成セラミック層用スラリー全体を100質量%とした場合に、60質量%のセラミック粉末と、40質量%の有機成分とを含有し、粘度0.5Pa・sである。
上記セラミック粉末は、チタン酸バリウムを主成分とし、平均粒径(D50)0.6μm(D10=0.3μm、D90=1.0μm)である。
(1) Slurry for unsintered ceramic layer When the entire slurry for unsintered ceramic layer is 100% by mass, it contains 60% by mass ceramic powder and 40% by mass organic component, and has a viscosity of 0.5 Pa · s. It is.
The ceramic powder is mainly composed of barium titanate and has an average particle diameter (D50) of 0.6 μm (D10 = 0.3 μm, D90 = 1.0 μm).
(2)導体層用ペースト
導体層用ペースト全体を100質量%とした場合に、55質量%の無機粉末と、45質量%の有機成分とを含有し、粘度20Pa・sである。
上記無機粉末は、共素地セラミック粉末とニッケル粉末とからなり、これらの合計を100体積%とした場合に、共素地セラミック粉末は15体積%、及びニッケル粉末85体積%が含有される。
上記共素地セラミック粉末は、純度99%以上のチタン酸バリウムであり、平均粒径(D50)0.1μmである。
ニッケル粉末は、純度99%以上のニッケル粉末であり、平均粒径(D50)0.4μmである。
(2) Conductor layer paste When the total conductor layer paste is 100% by mass, it contains 55% by mass of inorganic powder and 45% by mass of an organic component, and has a viscosity of 20 Pa · s.
The said inorganic powder consists of a common body ceramic powder and nickel powder, and when these are made into 100 volume%, a common body ceramic powder contains 15 volume% and nickel powder 85 volume%.
The above-mentioned common substrate ceramic powder is barium titanate having a purity of 99% or more and has an average particle diameter (D50) of 0.1 μm.
The nickel powder is a nickel powder having a purity of 99% or more and an average particle diameter (D50) of 0.4 μm.
(3)ビアペーストA(実施例1)
ビアペースト全体を100質量%とした場合に、90質量%の無機粉末と10質量%の有機成分(ビアペースト全体を100体積%とした場合に、55体積%の無機粉末と45体積%の有機成分)とを含有し、粘度20,000Pa・s{回転円筒粘度計(東機産業製 RB−80U)により、ロータの回転数1rpm、温度25℃の条件で測定した値。以下同様)である。
上記無機粉末は、共素地セラミック粉末とニッケル粉末とからなり、これらの合計を100体積%とした場合に、共素地セラミック粉末は20体積%、及びニッケル粉末80体積%が含有される。
上記共素地セラミック粉末は、チタン酸バリウムであり、平均粒径(D50)0.64μm(D10=0.29μm、D90=1.15μm)である。
ニッケル粉末は、純度99%以上のニッケル粉末であり、平均粒径(D50)2.4μm(D10=0.5μm、D90=3.5μm)である。更に、大径導電性金属粉末はニッケル粉末全体の90体積%である。
有機成分は、有機バインダ(エチルセルロース)4.5質量%(ビアペースト全体に対する含有量)、有機溶剤(ターピネオール)、分散剤及び酸化防止剤を含む。
(3) Via paste A (Example 1)
90% by mass of inorganic powder and 10% by mass of organic components when the entire via paste is 100% by mass (55% by volume of inorganic powder and 45% by volume of organic when the total via paste is 100% by volume) Component), and measured with a viscosity of 20,000 Pa · s {rotary cylindrical viscometer (RB-80U, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under the conditions of a rotational speed of the rotor of 1 rpm and a temperature of 25 ° C. The same shall apply hereinafter.
The inorganic powder is composed of a common ceramic powder and a nickel powder. When the total of these is 100% by volume, the common ceramic powder contains 20% by volume and 80% by volume of the nickel powder.
The above-mentioned common substrate ceramic powder is barium titanate and has an average particle diameter (D50) of 0.64 μm (D10 = 0.29 μm, D90 = 1.15 μm).
The nickel powder is a nickel powder having a purity of 99% or more and has an average particle diameter (D50) of 2.4 μm (D10 = 0.5 μm, D90 = 3.5 μm). Furthermore, the large-diameter conductive metal powder is 90% by volume of the entire nickel powder.
The organic component contains an organic binder (ethyl cellulose) 4.5 mass% (content with respect to the entire via paste), an organic solvent (terpineol), a dispersant and an antioxidant.
(4)ビアペーストB(実施例2)
ビアペースト全体を100質量%とした場合に、90質量%の無機粉末と10質量%の有機成分(ビアペースト全体を100体積%とした場合に、50体積%の無機粉末と50体積%の有機成分)とを含有し、粘度30,000Pa・sである。
上記無機粉末は、共素地セラミック粉末とニッケル粉末とからなり、これらの合計を100体積%とした場合に、共素地セラミック粉末は30体積%、及びニッケル粉末70体積%が含有される。
上記共素地セラミック粉末は、チタン酸バリウムであり、平均粒径(D50)1.12μm(D10=0.65μm、D90=1.57μm)である。
ニッケル粉末は、純度99%以上のニッケル粉末であり、平均粒径(D50)1.5μm(D10=0.8μm、D90=2.0μm)である。更に、大径導電性金属粉末はニッケル粉末全体の75体積%である。
有機成分は、実施例1のビアペーストAと共通である。
(4) Via paste B (Example 2)
90% by mass of inorganic powder and 10% by mass of organic component when the entire via paste is 100% by mass (50% by volume of inorganic powder and 50% by volume of organic when the entire via paste is 100% by volume) Component) and a viscosity of 30,000 Pa · s.
The inorganic powder is composed of a common ceramic powder and a nickel powder, and when the total of these is 100% by volume, the common ceramic powder contains 30% by volume and 70% by volume of the nickel powder.
The above-mentioned common base ceramic powder is barium titanate and has an average particle diameter (D50) of 1.12 μm (D10 = 0.65 μm, D90 = 1.57 μm).
The nickel powder is a nickel powder having a purity of 99% or more, and has an average particle diameter (D50) of 1.5 μm (D10 = 0.8 μm, D90 = 2.0 μm). Furthermore, the large-diameter conductive metal powder is 75% by volume of the entire nickel powder.
The organic component is common to the via paste A of Example 1.
(5)ビアペーストC(比較例1)
ビアペースト全体を100質量%とした場合に、90質量%の無機粉末と10質量%の有機成分(ビアペースト全体を100体積%とした場合に、55体積%の無機粉末と45体積%の有機成分)とを含有し、粘度30,000Pa・sである。
上記無機粉末は、共素地セラミック粉末とニッケル粉末とからなり、これらの合計を100体積%とした場合に、共素地セラミック粉末は7.5体積%、及びニッケル粉末82.5体積%が含有される。
上記共素地セラミック粉末は、チタン酸バリウムであり、平均粒径(D50)0.64μm(D10=0.29μm、D90=1.15μm)である。
ニッケル粉末は、純度99%以上のニッケル粉末であり、平均粒径(D50)2.0μm(D10=0.5μm、D90=2.5μm)である。更に、大径導電性金属粉末はニッケル粉末全体の80体積%である。
有機成分は、実施例1のビアペーストAと共通である。
(5) Via paste C (Comparative Example 1)
90% by mass of inorganic powder and 10% by mass of organic components when the entire via paste is 100% by mass (55% by volume of inorganic powder and 45% by volume of organic when the total via paste is 100% by volume) Component) and a viscosity of 30,000 Pa · s.
The inorganic powder is composed of a common ceramic powder and a nickel powder. When the total is 100% by volume, the common ceramic powder contains 7.5% by volume and 82.5% by volume of nickel powder. The
The above-mentioned common substrate ceramic powder is barium titanate and has an average particle diameter (D50) of 0.64 μm (D10 = 0.29 μm, D90 = 1.15 μm).
The nickel powder is a nickel powder having a purity of 99% or more and has an average particle diameter (D50) of 2.0 μm (D10 = 0.5 μm, D90 = 2.5 μm). Furthermore, the large-diameter conductive metal powder is 80% by volume of the entire nickel powder.
The organic component is common to the via paste A of Example 1.
(6)ビアペーストD(比較例2)
ビアペースト全体を100質量%とした場合に、90質量%の無機粉末と10質量%の有機成分(ビアペースト全体を100体積%とした場合に、55体積%の無機粉末と45体積%の有機成分)とを含有し、粘度20,000Pa・sである。
上記無機粉末は、共素地セラミック粉末とニッケル粉末とからなり、これらの合計を100体積%とした場合に、共素地セラミック粉末は2体積%、及びニッケル粉末98体積%が含有される。
上記共素地セラミック粉末は、チタン酸バリウムであり、平均粒径(D50)0.64μm(D10=0.29μm、D90=1.15μm)である。
ニッケル粉末は、純度99%以上のニッケル粉末であり、平均粒径(D50)0.3μm(D10=0.1μm、D90=0.6μm)である。更に、大径導電性金属粉末はニッケル粉末全体の5体積%である。
有機成分は、実施例1のビアペーストAと共通である。
(6) Via paste D (Comparative Example 2)
90% by mass of inorganic powder and 10% by mass of organic components when the entire via paste is 100% by mass (55% by volume of inorganic powder and 45% by volume of organic when the total via paste is 100% by volume) Component) and a viscosity of 20,000 Pa · s.
The inorganic powder is composed of a common ceramic powder and a nickel powder. When the total of these is 100% by volume, the common ceramic powder contains 2% by volume and 98% by volume of the nickel powder.
The above-mentioned common substrate ceramic powder is barium titanate and has an average particle diameter (D50) of 0.64 μm (D10 = 0.29 μm, D90 = 1.15 μm).
The nickel powder is a nickel powder having a purity of 99% or more and has an average particle diameter (D50) of 0.3 μm (D10 = 0.1 μm, D90 = 0.6 μm). Furthermore, the large-diameter conductive metal powder is 5% by volume of the entire nickel powder.
The organic component is common to the via paste A of Example 1.
(7)実施例の結果
上記ビアペーストA(実施例1)を用いて得られたビア導体部を備える積層電子部品のセラミック層内におけるビア導体部を含む積層方向に対して垂直な断面を電子顕微鏡を用いて約700倍に拡大して得られた画像を図2に示した。また、この図2を上下に4分割し、各々の部分を更に拡大した画像を図3〜6に示した。尚、上記断面は、図1における積層電子部品において他の電子部品2が配置されることとなる側のカバー部111’内(実際には焼結されて一体化されている)におけるビア導体部の断面である。
同様に、ビアペーストB(実施例2)を用いて得られた積層電子部品による画像を図7に示した。
同様に、ビアペーストC(比較例1)を用いて得られた積層電子部品による画像を図8に、この図8を上下に4分割し、各々の部分を更に拡大した画像を図9〜12に示した。
同様に、ビアペーストD(比較例2)を用いて得られた積層電子部品による画像を図13に示した。
(7) Results of Example A cross section perpendicular to the stacking direction including the via conductor portion in the ceramic layer of the multilayer electronic component including the via conductor portion obtained by using the via paste A (Example 1) is an electron. FIG. 2 shows an image obtained by enlarging about 700 times using a microscope. Further, FIG. 3 is an image obtained by dividing FIG. 2 into four parts in the vertical direction and further enlarging each part. The cross section is a via conductor portion in the cover portion 111 ′ (actually sintered and integrated) on the side where the other electronic component 2 is arranged in the laminated electronic component in FIG. It is a cross section.
Similarly, the image by the multilayer electronic component obtained using the via paste B (Example 2) is shown in FIG.
Similarly, FIG. 8 shows an image of a laminated electronic component obtained by using via paste C (Comparative Example 1), and FIG. 8 is an image obtained by further dividing FIG. It was shown to.
Similarly, the image by the laminated electronic component obtained using the via paste D (Comparative Example 2) is shown in FIG.
(8)実施例の効果
比較例のビアペーストを用いて得られた図8〜図13では、ビア導体部の外周部にクラックが認められる。ビア導体部には導電性金属相125と共素地セラミック相123とが認められるものの、共素地セラミック相の割合は面積換算で約7.5%(即ち、体積換算でも約7.5%)と小さい。更に、セラミック層と接合相124はほとんど認められず、また接合相がいずれも小さいことが分かる。
更に、図8〜13では、ポアがビア導体部の共素地セラ部分にほとんど認められず、面積割合で1%であることが分かる。
(8) Effect of Example In FIGS. 8 to 13 obtained using the via paste of the comparative example, cracks are recognized in the outer peripheral portion of the via conductor portion. Although the conductive metal phase 125 and the common ceramic phase 123 are recognized in the via conductor portion, the proportion of the common ceramic phase is about 7.5% in terms of area (that is, about 7.5% in terms of volume). small. Further, it can be seen that the ceramic layer and the bonding phase 124 are hardly recognized, and that the bonding phase is small.
Further, in FIGS. 8 to 13, it can be seen that pores are hardly recognized in the common substrate portion of the via conductor portion, and the area ratio is 1%.
これに対して、実施例のビアペーストを用いて得られた図2〜7ではクラックが認められない。また、図2〜7では、ビア導体部に導電性金属相125と、共素地セラミック相123とが認められ、共素地セラミック相の割合は面積換算で約30%(即ち、体積換算でも約30%)と大きい。更に、これらの各相は、互いにバランスよく分散して配置されていることが分かる。 In contrast, no cracks are observed in FIGS. 2 to 7 obtained using the via paste of the example. 2-7, the conductive metal phase 125 and the common ceramic phase 123 are recognized in the via conductor, and the proportion of the common ceramic phase is about 30% in terms of area (that is, about 30 in terms of volume). %) And large. Furthermore, it can be seen that these phases are arranged in a balanced manner.
また、図2〜7では、共素地セラミック層のうちのビア導体部の外周部には、積層体を構成するセラミック層と焼結された接合相124がほぼ全周にわたって認められる。更に、接合相は、ビア導体部内側方向へ10μm以上入り込んだ部分が図2では15ヶ所以上、図7では10ヶ所以上認められる。また、特に最大長さが3μm以上である孤立導電性金属相が図2で7ヶ所以上、図7では5ヶ所以上認められる。 Moreover, in FIGS. 2-7, the ceramic layer and the sintered joining phase 124 which comprise a laminated body are recognized over the perimeter of the outer peripheral part of the via conductor part of a common substrate ceramic layer. Furthermore, 15 or more portions of the bonding phase entering 10 μm or more inward in the via conductor portion are recognized in FIG. 2 and 10 or more portions in FIG. In particular, 7 or more isolated conductive metal phases having a maximum length of 3 μm or more are observed in FIG. 2 and 5 or more in FIG.
また、図2〜7では、ビア導体部の共素地セラ部に直径が5μm以下のポアが多数認められ、面積割合でビア導体部全体の5%である。また、ポアはセラミック層と同様なバランスでビア導体部内にも配置されていることが分かる。
これは、前記図8〜13と異なっている部分である。比較例のビアペーストを用いた場合には、焼成収縮がビアペーストと未焼成セラミック層とでは十分に調整ができず、ビアペーストから収縮が過度に早く始まるか、又は過度に早く収縮しているためであると考えられる。即ち、ビア導体部内部からポアが押し出されて、セラミック層との界面でクラックとして現れることが考えられる。
これに対して、実施例のビアペーストを用いた場合には、焼成収縮がセラミック層とほぼ同様なタイミングで始まるか、又は収縮挙動が近似しているためであると考えられる。即ち、クラックとして空隙が形成されず、ビア導体部内部にポアとして空隙が形成されることとなる。
Moreover, in FIGS. 2-7, many pores with a diameter of 5 micrometers or less are recognized by the common base ceramic part of a via conductor part, and it is 5% of the whole via conductor part by area ratio. It can also be seen that the pores are arranged in the via conductor portion in the same balance as the ceramic layer.
This is a different part from FIGS. When using the via paste of the comparative example, the firing shrinkage cannot be adjusted sufficiently between the via paste and the unfired ceramic layer, and the shrinkage starts from the via paste too early or shrinks too quickly. This is probably because of this. That is, it is conceivable that pores are pushed out from the via conductor portion and appear as cracks at the interface with the ceramic layer.
On the other hand, when the via paste of the example is used, it is considered that the firing shrinkage starts at substantially the same timing as the ceramic layer or the shrinkage behavior is approximate. That is, no gap is formed as a crack, and a gap is formed as a pore inside the via conductor.
尚、本発明においては、上記の具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。 In addition, in this invention, it can restrict to what is shown to said specific Example, It can be set as the Example variously changed within the range of this invention according to the objective and the use.
本発明は電子部品分野において広く利用される。この積層電子部品としては、コンデンサ(特にビアアレイコンデンサ)、配線基板、インターポーザー、セラミック基板内にコンデンサを一体的に備える積層セラミック部品、コンデンサ及び/又は共振器とインダクタとを一体的に備える積層セラミック部品、汎用基板、各種機能部品が埋め込まれた機能基板(LTCC多層デバイス等)などの基板類、MPU及びSAW等のパッケージ類、これら個別部品類、基板類及びパッケージ類の少なくともいずれかを備えるモジュール類等が挙げられる。 The present invention is widely used in the field of electronic components. As this multilayer electronic component, a capacitor (particularly via array capacitor), a wiring board, an interposer, a multilayer ceramic part integrally including a capacitor in a ceramic substrate, a multilayer including a capacitor and / or a resonator and an inductor integrally. It includes at least one of substrates such as ceramic parts, general-purpose boards, functional boards (such as LTCC multilayer devices) in which various functional parts are embedded, packages such as MPU and SAW, individual parts, boards and packages. Examples include modules.
1;積層電子部品(ビアアレイ型積層セラミックコンデンサ)、11;積層部、111;セラミック層、111’;カバー部、112;導体層、113;ビアホール、12;ビア導体部、121;第1ビア導体部、122;第2ビア導体部、131;第1外部端子、132;第2外部端子、123;共素地セラミック相、124;接合相、125;導電性金属相、125’;孤立導電性金属相、126;ポア、127;クラック、2;他の電子部品、3;更に他の電子部品。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Multilayer electronic component (via array type multilayer ceramic capacitor), 11; Laminate part, 111; Ceramic layer, 111 '; Cover part, 112; Conductor layer, 113; Via hole, 12: Via conductor part, 121; Portion, 122; second via conductor portion, 131; first external terminal, 132; second external terminal, 123; common ceramic phase, 124; bonding phase, 125; conductive metal phase, 125 '; Phase 126; pore 127; crack 2; other electronic component 3; further other electronic component.
Claims (3)
該積層部の積層方向に延びて一部の該導体層と接続されたビア導体部と、を備える積層電子部品において、
上記ビア導体部は、導電性金属相と、上記セラミック層を構成するセラミック成分と焼結できる共素地セラミック成分からなる共素地セラミック相と、を有し、
該共素地セラミック相は、該ビア導体部全体の10〜45体積%であり、
上記セラミック層内における該ビア導体部を含む上記積層方向に対して垂直な断面に、該ビア導体部内側方向へ10μm以上入り込み、且つ該セラミック層と焼結された共素地セラミック相である接合相を5ヶ所以上有し、
上記接合相により取り囲まれた最大長さが3.0μm以上である導電性金属相を5ヶ所以上有し、
上記セラミック層を構成するセラミック成分と上記共素地セラミック成分とが同じであることを特徴とする積層電子部品。 A laminated portion in which a plurality of ceramic layers and a plurality of conductor layers are alternately laminated;
In a laminated electronic component comprising a via conductor portion that extends in the lamination direction of the laminated portion and is connected to a part of the conductor layer,
The via conductor portion has a conductive metal phase, and a ceramic base phase made of a ceramic base component that can be sintered with a ceramic component constituting the ceramic layer,
Co green body ceramic phase, Ri 10-45 vol% der in total the via conductor portion,
A bonding phase which is a common ceramic phase that is 10 μm or more inward into the via conductor portion in a cross section perpendicular to the laminating direction including the via conductor portion in the ceramic layer and is sintered with the ceramic layer. 5 or more locations
Having 5 or more conductive metal phases with a maximum length of 3.0 μm or more surrounded by the bonding phase,
Multilayer electronic component and the ceramic component and the co-matrix ceramic component constituting the ceramic layer has a same der Rukoto.
該積層部の積層方向に延びて該第1ビア導体部と接続されていない導体層と接続された第2ビア導体部と、
該第1ビア導体部の端部と接続されて該積層部の表面に導出された第1外部端子と、
該第2ビア導体部の端部と接続されて該積層部の表面に導出された第2外部端子と、を備える積層セラミックコンデンサである請求項1に記載の積層電子部品。 A first via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion and connected to every other conductor layer;
A second via conductor portion extending in the laminating direction of the laminated portion and connected to a conductor layer not connected to the first via conductor portion;
A first external terminal connected to an end of the first via conductor portion and led to the surface of the laminated portion;
2. The multilayer electronic component according to claim 1 , wherein the multilayer electronic capacitor includes a second external terminal connected to an end portion of the second via conductor portion and led to a surface of the multilayer portion.
上記共素地セラミック成分は、チタン酸塩系セラミック成分である請求項1又は2に記載の積層電子部品。The multilayer electronic component according to claim 1, wherein the common substrate ceramic component is a titanate ceramic component.
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