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公開番号2024166937
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-29
出願番号2023083374
出願日2023-05-19
発明の名称積層コンデンサ及びその製造方法
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人弁理士法人青藍国際特許事務所,個人,個人
主分類H01G 4/30 20060101AFI20241122BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】塗布法によって合成可能な誘電体に適した構造を持つ積層コンデンサを提供する。
【解決手段】本開示の積層コンデンサ100において、積層体20は、複数の中間層21と複数の誘電体層25とを有し、中間層21と誘電体層25とが交互に積層されており、複数の中間層21の各々は、内部電極層22と、内部電極層22の面内方向において内部電極層22に隣接して設けられた絶縁部23とを有し、絶縁部23の材料の組成は、誘電体層25の材料の組成と異なり、内部電極層22は、第1外部電極11又は第2外部電極12に電気的に接続され、絶縁部23は、第2外部電極12と内部電極層22との間に位置して内部電極層22と第2外部電極12とを絶縁している、又は、第1外部電極11と内部電極層22との間に位置して内部電極層22と第1外部電極11とを絶縁している。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
第１外部電極と、
前記第１外部電極に向かい合う第２外部電極と、
前記第１外部電極及び前記第２外部電極に接するように前記第１外部電極と前記第２外部電極との間に配置された積層体と、
を備え、
前記積層体は、複数の中間層と複数の誘電体層とを有し、前記中間層と前記誘電体層とが交互に積層されており、
前記複数の中間層の各々は、内部電極層と、前記内部電極層の面内方向において前記内部電極層に隣接して設けられた絶縁部とを有し、
前記絶縁部の材料の組成は、前記誘電体層の材料の組成と異なり、
前記内部電極層は、前記第１外部電極又は前記第２外部電極に電気的に接続され、
前記絶縁部は、前記第２外部電極と前記内部電極層との間に位置して前記内部電極層と前記第２外部電極とを絶縁している、又は、前記第１外部電極と前記内部電極層との間に位置して前記内部電極層と前記第１外部電極とを絶縁している、
積層コンデンサ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第１外部電極に向かい合う前記絶縁部と前記第２外部電極に向かい合う前記絶縁部とが前記積層体の厚さ方向において交互に配置されている、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項３】
前記複数の中間層は、前記誘電体層を介して隣接する第１中間層及び第２中間層を有し、
前記第１中間層の前記内部電極層が前記第１外部電極に電気的に接続され、
前記第１中間層の前記絶縁部が前記第２外部電極と前記第１中間層の前記内部電極層との間に位置し、
前記第２中間層の前記内部電極層が前記第２外部電極に電気的に接続され、
前記第２中間層の前記絶縁部が前記第１外部電極と前記第２中間層の前記内部電極層との間に位置している、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項４】
前記誘電体層の面積は、前記内部電極層の面積と前記絶縁部の面積との合計以下かつ前記内部電極層の面積以上である、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項５】
前記誘電体層は、ハロゲン化物を含む、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項６】
前記誘電体層は、１価のカチオンＡ、２価のカチオンＢ、ハロゲン元素Ｘを含み、ＡＢ
2
Ｘ
5
で表される組成を有する化合物を含む、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項７】
前記絶縁部は、絶縁性の化合物を含み、
前記絶縁性の化合物は、前記内部電極層に含まれた金属を含む化合物である、
請求項１に記載の積層コンデンサ。
【請求項８】
複数の内部電極層と複数の誘電体層とを有する積層コンデンサの製造方法であって、
前記内部電極層としての導電性基材の外周部に絶縁部を設けることと、
塗布法によって前記導電性基材の上に前記誘電体層を形成することと、
を含む、積層コンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記絶縁部が積層体の第１側面に現れる層と前記絶縁部が前記積層体の第２側面に現れる層とが前記積層体の厚さ方向において交互に配置されるように、前記導電性基材、前記絶縁部及び前記誘電体層をそれぞれ有する接合シートを積層して前記積層体を形成することと、
前記積層体の前記第１側面に第１外部電極を取り付けることと、
前記積層体の前記第２側面に第２外部電極を取り付けることと、
をさらに含む、請求項８に記載の積層コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記誘電体層は、１価のカチオンＡ、２価のカチオンＢ、ハロゲン元素Ｘを含み、組成ＡＢ
2
Ｘ
5
で表される化合物を含む、
請求項８に記載の積層コンデンサの製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層コンデンサ及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の積層コンデンサには、誘電体としてセラミック材料が使用されている。
【０００３】
特許文献１には、ＢａＴｉＯ
3
などの酸化物が含まれた誘電体層を有する積層セラミックコンデンサが記載されている。特許文献１に記載された積層セラミックコンデンサは、典型的には、セラミックチップからなる素体と、一対の外部電極とを有する。素体内には、複数の内部電極層がそれぞれ対向して配置され、各内部電極層の端部が長さ方向の両端面に交互に露出している。一対の外部電極は、内部電極層の露出した端部と導通するように、素体の両端面にそれぞれ形成される。上記構成の積層セラミックコンデンサは、典型的には、誘電体の原料粉末を含むグリーンシート上に、所定の内部電極パターンをそれぞれ印刷した後、積層、裁断及び焼成する工程を経て製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１３－１８７２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本開示は、塗布法によって合成可能な誘電体に適した構造を持つ積層コンデンサを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
第１外部電極と、
前記第１外部電極に向かい合う第２外部電極と、
前記第１外部電極及び前記第２外部電極に接するように前記第１外部電極と前記第２外部電極との間に配置された積層体と、
を備え、
前記積層体は、複数の中間層と複数の誘電体層とを有し、前記中間層と前記誘電体層とが交互に積層されており、
前記複数の中間層の各々は、内部電極層と、前記内部電極層の面内方向において前記内部電極層に隣接して設けられた絶縁部とを有し、
前記絶縁部の材料の組成は、前記誘電体層の材料の組成と異なり、
前記内部電極層は、前記第１外部電極又は前記第２外部電極に電気的に接続され、
前記絶縁部は、前記第２外部電極と前記内部電極層との間に位置して前記内部電極層と前記第２外部電極とを絶縁している、又は、前記第１外部電極と前記内部電極層との間に位置して前記内部電極層と前記第１外部電極とを絶縁している、
積層コンデンサを提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、塗布法によって合成可能な誘電体に適した構造を持つ積層コンデンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１Ａは、本開示の実施の形態１に係る積層コンデンサの斜視図である。
図１Ｂは、図１Ａに示す積層コンデンサの分解斜視図である。
図１Ｃは、図１Ａに示す積層コンデンサのIC-IC線に沿って矢印方向に視た断面図である。
図２Ａは、中間層の平面図である。
図２Ｂは、図２Ａに示す中間層のIIB-IIB線に沿って矢印方向に視た部分拡大断面図である。
図２Ｃは、図２Ｂとは別の中間層の部分拡大断面図である。
図２Ｄは、図２Ｂ、図２Ｃとは更に別の中間層の部分拡大断面図である。
図３Ａは、ＣｓＳｎＣｌ
3
の結晶構造を示す図である。
図３Ｂは、ＣｓＳｎＣｌ
3
の結晶構造を示す図である。
図４Ａは、ＣｓＳｎ
2
Ｃｌ
5
の結晶構造を示す図である。
図４Ｂは、ＣｓＳｎ
2
Ｃｌ
5
の結晶構造を示す図である。
図４Ｃは、ＣｓＳｎ
2
Ｃｌ
5
の結晶構造を示す図である。
図４Ｄは、（ＮＨ
4
）Ｓｎ
2
Ｃｌ
5
の結晶構造を示す図である。
図５は、本開示の積層コンデンサの製造方法を示す工程図である。
図６は、絶縁部の作製方法の一例を示す図である。
図７Ａは、実施の形態２に係る積層体の分解斜視図である。
図７Ｂは、図７Ａに示す積層体に用いられた中間層の平面図である。
図８Ａは、実施の形態３に係る積層体の分解斜視図である。
図８Ｂは、図８Ａに示す積層体に用いられた中間層の平面図である。
図９Ａは、実施の形態４に係る積層体の分解斜視図である。
図９Ｂは、図９Ａに示す積層体に用いられた中間層の平面図である。
図１０Ａは、本開示の電気回路の一例を模式的に示す図である。
図１０Ｂは、本開示の回路基板の一例を模式的に示す図である。
図１０Ｃは、本開示の機器の一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
近年、電子機器の小型化及びその機能の向上に伴い、電子回路の小型化、電子回路の集積度の向上、及び電子回路の動作周波数の向上が進んでいる。電子回路に用いられる電子部品に関しても同様に小型化及び性能の向上が求められている。例えば、小形で高い静電容量を有するコンデンサを提供できれば、電子部品の小型化及びその性能の向上に貢献できると考えられる。静電容量はコンデンサに用いられる誘電体の比誘電率に依存し、その比誘電率が高いほど静電容量が大きくなる。高い比誘電率を示す誘電体として、酸化物誘電体を用いた積層コンデンサが広く開発されている。しかし、酸化物を合成するには５００℃以上の高温での焼成が必要であることが多い。大面積のセラミックグリーンシートを焼成すると、原料粉末が収縮することでクラックが生じやすい。そのため、小面積の積層コンデンサしか作製できず、酸化物誘電体を用いた積層コンデンサの容量の向上には限界がある。さらに、高温焼成のため積層コンデンサの製造コストが高くなりやすい。さらに、酸化物の弾性定数は小さいことが多く、粉末の加圧成形体の充填率を高めにくく、積層コンデンサの性能を高めにくい。加えて、曲げ応力に対しても酸化物は高い強度を有しにくい。
【００１０】
例えばハロゲン化物は、酸化物のこのようなデメリットを解消できる可能性がある。ハロゲン化物は、一般的に、水及び有機溶媒への溶解性が高いので塗布法によって合成が可能である。加えて、２００℃以下の低温でハロゲン化物を合成することができるので、積層コンデンサの面積の増加及び製造コストの低減が期待される。また、高温に対する耐久性が高くないフィルム等の基板の上にもハロゲン化物を成膜できるので、フレキシブルなコンデンサの実現が期待される。さらに、ハロゲン化物の弾性定数は概して酸化物の弾性定数よりも高いので、粉末の加圧成形体の充填率を高めやすい。しかし、ハロゲン化物のような塗布法で合成可能な誘電体の比誘電率は低いため、これまで塗布法かつ低温焼成により積層コンデンサを作製することは検討されていなかった。
（【００１１】以降は省略されています）

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