KR100908985B1 - Ceramic Electronic Components and Manufacturing Method Thereof - Google Patents

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Abstract

금속단자가 단자전극에 부착된 구조를 가지는 세라믹 전자부품에 있어서, 금속단자의 단자전극에 대한 접합부의 내열성을 향상시킴과 동시에, 접합강도를 향상시킨다. 금속단자(2)의, 접합재(10)와의 접촉면을, Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층 (13)에 의해 구성한다. 접합재(10)는, Cu계 금속으로 이루어지며 동시에 평균입경이 2.0㎛이하의 금속분말과 유리성분을 포함한다. 금속단자(2)를, 접합재(10)를 개재하여 단자전극(8)에 접합하는 공정에 있어서, 단자전극(8)과 금속단자(2)를 접합재(10)를 개재하여 밀착시킨 상태에서 550∼750℃의 온도에서 열처리하고, 금속단자(2)와 금속접합층(10a)과의 사이에 Ag-Cu합금층(14)을 형성하고, 단자전극(8)과 금속단자(2)를 Ag-Cu합금 접합한다. In a ceramic electronic component having a structure in which a metal terminal is attached to a terminal electrode, the heat resistance of the junction portion of the metal terminal to the terminal electrode is improved, and the bonding strength is also improved. The contact surface with the bonding material 10 of the metal terminal 2 is comprised by the coating layer 13 which consists of a plating film of Ag type metal. The bonding material 10 is made of Cu-based metal and at the same time contains a metal powder and a glass component having an average particle diameter of 2.0 µm or less. In the step of joining the metal terminal 2 to the terminal electrode 8 via the bonding material 10, the terminal electrode 8 and the metal terminal 2 are brought into close contact with each other via the bonding material 10. Heat-treat at a temperature of ˜750 ° C., form an Ag—Cu alloy layer 14 between the metal terminal 2 and the metal bonding layer 10a, and connect the terminal electrode 8 and the metal terminal 2 to Ag. -Join Cu alloy.

세라믹전자부품, 금속단자, 단자전극, 접합재, 코팅막 Ceramic electronic parts, metal terminals, terminal electrodes, bonding materials, coating films

Description

세라믹 전자부품 및 그 제조방법{CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}CERAMIC ELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME

본 발명은 세라믹 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히, 금속단자가 단자전극에 부착된 구조를 가지는 세라믹 전자부품 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a ceramic electronic component and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a ceramic electronic component having a structure in which a metal terminal is attached to a terminal electrode and a method for manufacturing the same.

이 발명에 있어서 흥미 있는 세라믹 전자부품으로서, 적층 세라믹 콘덴서가 있다. 적층 세라믹 콘덴서는, 세라믹을 가지고 구성되는 전자부품 본체로서의 콘덴서 본체를 구비하고 있다. 콘덴서 본체의 양단면(兩端面)에는 단자전극이 형성되어 있다. An interesting ceramic electronic component in this invention is a multilayer ceramic capacitor. The multilayer ceramic capacitor includes a capacitor body as an electronic component body composed of ceramics. Terminal electrodes are formed on both end surfaces of the capacitor body.

또한, 적층 세라믹 콘덴서의 실장상태에 있어서, 열적 또한 기계적 요인 때문에 배선기판으로부터 콘덴서 본체에 가해지는 응력에 의해서, 콘덴서 본체에 크랙 등의 기계적 손상이 초래되는 일이 있다. 그래서, 상기와 같은 응력을 가능한 한 완화하고, 기계적 손상을 초래하지 않도록 하기 위해서, 금속단자가 단자전극에 부착된 구조를 가지는 적층 세라믹 콘덴서가 제안되고 있다.Further, in the mounted state of the multilayer ceramic capacitor, mechanical damage such as cracks may occur in the capacitor body due to stress applied to the capacitor body from the wiring board due to thermal and mechanical factors. Therefore, in order to relieve the above stress as much as possible and not to cause mechanical damage, a multilayer ceramic capacitor having a structure in which a metal terminal is attached to a terminal electrode has been proposed.

상술한 바와 같은 금속단자가 부착된 적층 세라믹 콘덴서에 있어서, 단자전극과 금속단자를 접합하기 위한 접합재로서는, 특허 제3376971호 공보(특허문헌 1) 에 기재와 같이, 솔더를 이용하는 일반적이다.In the multilayer ceramic capacitor with a metal terminal as described above, as a bonding material for joining the terminal electrode and the metal terminal, a solder is generally used as described in Patent No. 376971 (Patent Document 1).

그러나, 솔더는 그 융점이 비교적 낮기 때문에, 적층 세라믹 콘덴서의 배선기판에의 실장 시의 솔더 리플로우공정에 있어서, 콘덴서 본체가 금속단자로 탈락하는 일이 있다. 또한, 솔더와 금속단자와의 사이에서 Cu3Sn, Ag3Sn 등의 금속간 화합물이 생성되어, 이것이 원인이 되거나, 금속단자와 솔더와의 선팽창계수의 차이가 원인이 되거나 하여, 열충격을 더하면, 솔더와 금속단자와의 계면에 크랙이 생기고, 기계적 신뢰성이 저하하는 일이 있다.However, since the melting point of solder is relatively low, in the solder reflow process when the multilayer ceramic capacitor is mounted on the wiring board, the capacitor body may drop out to the metal terminal. In addition, an intermetallic compound such as Cu 3 Sn or Ag 3 Sn is formed between the solder and the metal terminal, and this is caused, or a difference in the coefficient of linear expansion between the metal terminal and the solder is caused. Cracks may occur at the interface between the solder and the metal terminal, and mechanical reliability may decrease.

그래서 특허공개 2002-231569호 공보(특허문헌 2) 및 특허공개 2004-47671호 공보(특허문헌 3)에 기재와 같이, Ag-Cu합금에 의해 단자전극과 금속단자를 접합함으로써, 내열성을 향상시키는 것이 제안되고 있다. 그러나, Ag-Cu합금으로 접합한 단자전극과 금속단자와의 접합부분은, 내열성이야말로 높지만, 그 접합강도는 반드시 충분하다고는 할 수 없었다.Therefore, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-231569 (Patent Document 2) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-47671 (Patent Document 3), by joining a terminal electrode and a metal terminal with an Ag-Cu alloy, heat resistance is improved. It is proposed. However, the junction portion between the terminal electrode and the metal terminal bonded by Ag-Cu alloy has high heat resistance, but the bonding strength is not necessarily sufficient.

본건 발명자는, 그 원인을 추구한 결과, 일반적으로 Ag-Cu합금 합금화에 필요로 되는 온도, 즉 Ag-Cu합금의 공정온도인 779℃와 같은 비교적 높은 온도에서는, 도금층 또는 페이스트층을 구성하고 있는 Ag 또는 Cu가, 인접하는 층에 확산하여 커켄달보이드(kirkendall void)를 생성하고, 도금층 또는 페이스트층이 실질적으로 없어져 버리기 때문임을 발견하였다. 특허문헌 2에서는 합금화 온도의 구체적인 공개는 없지만, 특허문헌 3에서는, 합금화 온도가 800℃라는 개시가 있다.As a result of pursuing the cause, the inventor of the present invention constitutes a plating layer or a paste layer at a relatively high temperature such as a temperature required for Ag-Cu alloy alloying, that is, a process temperature of Ag-Cu alloy. It was found that Ag or Cu diffused into adjacent layers to produce kirkendall voids, and the plating layer or paste layer was substantially lost. Although there is no specific publication of alloying temperature in patent document 2, patent document 3 has the indication that alloying temperature is 800 degreeC.

상술의 확산은, 도금층으로 가장 생기기 쉽고, 이하, 접합용 페이스트층, 단 자전극 또는 금속단자의 순으로 생기기 쉽고, 예를 들면 "Cu단자전극-Cu페이스트 접합층-Ag도금층-Cu금속단자"와 같은 배치순서로 접합부분이 구성되어 있을 경우, 우선, Ag도금층이 Cu페이스트 접합층에 확산해, 커켄달보이드를 생성하고, Ag도금층이 없어져 버린다.The above diffusion is most likely to occur in the plating layer, and in the following, it is most likely to occur in the order of the bonding paste layer, the terminal electrode, or the metal terminal, for example, "Cu terminal electrode-Cu paste bonding layer-Ag plating layer-Cu metal terminal". In the case where the joining portion is formed in the same arrangement order as described above, first, the Ag plating layer diffuses into the Cu paste bonding layer to form a kekendaloid, and the Ag plating layer disappears.

또한 특허문헌 2에서는, 그 실시예에 있어서, 접합강도를 측정하기 위해서 하중을 가해서 낙하시험을 행하고 있다. 콘덴서 소자에 20g의 하중을 가해도, 콘덴서 소자가 낙하하지 않는다고 기재되어 있지만, 이 20g의 하중이라는 것은 극히 얼마 안 되는 하중이며, 이것을 견디어낼 수 있었다 하여도, 반드시 충분한 접합강도를 가진다고는 할 수 없다. 적어도, 이 20g보다 한 자리 높은 접합강도가 아니면, 접합강도가 충분하다고는 할 수 없다. 이와 같이, 특허문헌 2에 기재의 것에 있어서, 접합강도가 그다지 높지 않은 것은, 합금화를 위한 열처리에 의해 금속단자의 Ag막이 단자전극에 형성한 Cu막에 확산하여 없어져 버리기 때문이라 추측된다.In addition, in the patent document 2, the drop test is performed by applying a load in order to measure the bonding strength. Although it is described that the condenser element does not drop even when a 20 g load is applied to the condenser element, the 20 g load is a very small load, and even if it is able to endure it, it can be said that it has sufficient bonding strength. none. At least, if the bond strength is higher by one digit than 20 g, the bond strength may not be sufficient. As described above, the reason why the bonding strength is not so high is that the Ag film of the metal terminal diffuses and disappears into the Cu film formed on the terminal electrode by heat treatment for alloying.

특허문헌 1: 특허 제3376971호 공보Patent Document 1: Patent Publication No. 3376971

특허문헌 2: 특허공개 2002-231569호 공보Patent Document 2: Patent Publication No. 2002-231569

특허문헌 3: 특허공개 2004-47671호 공보Patent Document 3: Patent Publication No. 2004-47671

그래서 이 발명은 단자전극과 금속단자와의 접합부분의 내열성을 향상시킴과 동시에, 그 접합강도도 향상시킬 수 있는, 세라믹 전자부품의 제조방법, 및 이 제조방법에 의해 얻을 수 있는 세라믹 전자부품을 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the present invention provides a manufacturing method of a ceramic electronic component and a ceramic electronic component obtainable by the manufacturing method, which can improve the heat resistance of the junction portion between the terminal electrode and the metal terminal and at the same time improve the bonding strength thereof. It is to provide.

본 발명은, 간단히 말하면, 단자전극과 금속단자와의 접합을 위해서 Ag-Cu합금 접합이 적용되는 것을 특징으로 하고 있다. Briefly, the present invention is characterized in that an Ag—Cu alloy junction is applied for the junction of the terminal electrode and the metal terminal.

보다 상세하게는, 이 발명은 양단면에 단자전극이 형성된 세라믹 전자부품 본체를 준비하는 공정과, 단자전극에 접합되어야 할 금속단자를 준비하는 공정과, 금속단자를 단자전극에 접합하기 위한 접합재를 준비하는 공정과, 금속단자를, 접합재를 개재하여 단자전극에 접합하는 접합공정을 구비하는, 세라믹 전자부품의 제조방법에 우선 겨냥한 것이며, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위해서, 다음과 같은 구성을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.More specifically, the present invention provides a process for preparing a ceramic electronic component body having terminal electrodes formed at both ends, preparing a metal terminal to be joined to the terminal electrode, and a bonding material for joining the metal terminal to the terminal electrode. It aims first at the manufacturing method of a ceramic electronic component which includes the process of preparation and the joining process of joining a metal terminal to a terminal electrode via a bonding material, The following structure is provided in order to solve the technical problem mentioned above. It is characterized by.

즉, 금속단자의, 접합재와의 접촉면은, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 일방을 포함하고, 접합재는, Ag계 금속 및 Cu계 금속의 어느 타방으로 이루어지는 금속분말을 포함한다. 이 금속분말은 평균입경이 2.0㎛이하가 된다. 또한 금속단자 및 접합재의 적어도 일방은 유리성분을 포함한다. 그리고, 전술의 접합공정은, 단자전극과 금속단자를 접합재를 개재하여 밀착시킨 상태에서 550∼750℃의 온도에서 열처리함으로써, 단자전극과 금속단자를 Ag-Cu합금 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.That is, the contact surface of the metal terminal with the bonding material contains one of the Ag-based metal and the Cu-based metal, and the bonding material includes a metal powder composed of any other of the Ag-based metal and the Cu-based metal. This metal powder has an average particle diameter of 2.0 mu m or less. At least one of the metal terminal and the bonding material contains a glass component. The above joining step includes a step of joining the terminal electrode and the metal terminal to the Ag-Cu alloy by heat-treating at a temperature of 550 to 750 ° C. in a state in which the terminal electrode and the metal terminal are brought into close contact with each other via a bonding material. I am doing it.

이 발명에 관한 세라믹 전자부품의 제조방법에 있어서, 상기 접합재에 포함되는 금속분말은, 비교적 대경의 대경입자와 비교적 소경의 소경입자를 포함하고, 즉, 적어도 2개의 피크를 가지는 입도분포를 나타내는 것이며, 대경입자의 평균입경에 대한, 소경입자의 평균입경의 비율은 0.3∼0.6의 범위 내에 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 보다 바람직하게는, 소경입자의 평균입경은 1㎛이하가 된다.In the method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, the metal powder included in the bonding material includes a relatively large diameter particle and a relatively small diameter particle, that is, exhibits a particle size distribution having at least two peaks. The ratio of the average particle diameter of the small diameter particles to the average particle diameter of the large diameter particles is preferably in the range of 0.3 to 0.6. In this case, More preferably, the average particle diameter of small diameter particle | grains becomes 1 micrometer or less.

또한, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품의 제조방법에 있어서, 금속단자는 Cu계 금속으로 이루어지는 모재(母材)와 Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층을 구비하고, 접합재는, Cu계 금속으로 이루어지는 금속분말과 유리성분을 포함하는 것이 바람직하다. Moreover, in the manufacturing method of the ceramic electronic component which concerns on this invention, a metal terminal is equipped with the coating layer which consists of a base material which consists of Cu type metals, and the plating film of Ag type metals, and a joining material consists of Cu type metals. It is preferable to include a metal powder and a glass component.

이 발명은 또한 세라믹 전자부품 본체와, 세라믹 전자부품 본체의 양단면에 형성되는 단자전극과, 단자전극에 금속접합층을 개재하여 접합되는 금속단자를 구비하는, 세라믹 전자부품에도 적합하다.This invention is also suitable for a ceramic electronic component having a ceramic electronic component body, a terminal electrode formed on both end faces of the ceramic electronic component body, and a metal terminal bonded to the terminal electrode via a metal bonding layer.

이 발명에 관한 세라믹 전자부품은, 금속단자의, 금속접합층과의 접촉면이, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 일방을 포함하고, 금속접합층이, 유리성분을 포함하고,동시에 그 치밀화율이 40%이상이며, 금속단자와 금속접합층이, Ag-Cu합금에 의해 접합되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. In the ceramic electronic component according to the present invention, the contact surface of the metal terminal with the metal bonding layer includes one of Ag-based metals and Cu-based metals, the metal bonding layer contains a glass component, and at the same time the densification rate is It is 40% or more, and the metal terminal and the metal bonding layer are joined by Ag-Cu alloy, It is characterized by the above-mentioned.

본 발명에 관한 세라믹 전자부품에 있어서, 금속단자는, Cu계 금속으로 이루어지는 모재와 Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층을 구비하고, 금속접합층은 Cu계 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.In the ceramic electronic component according to the present invention, the metal terminal preferably includes a coating layer composed of a base metal made of Cu-based metal and a plated film of Ag-based metal, and the metal bonding layer is made of Cu-based metal.

본 발명에 있어서, 유리성분은, Bi, Si, B, Pb 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 산화물을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. In this invention, it is preferable that a glass component has at least 2 sort (s) of oxide chosen from Bi, Si, B, Pb, and Zn as a main component.

<발명의 효과>Effect of the Invention

이 발명에 관한 세라믹 전자부품의 제조방법에 의하면, 단자전극과 금속단자가 Ag-Cu합금 접합에 의해서 접합되므로, 우선 접합부분의 내열성을 향상시킬 수 있다. According to the method of manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, since the terminal electrode and the metal terminal are joined by Ag-Cu alloy bonding, first, the heat resistance of the joined portion can be improved.

또한, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품의 제조방법에 의하면, 접합재에 포함되는 금속분말의 평균입경을 2.0㎛이하로 함과 동시에, 금속단자 및 접합재의 적어도 일방에 유리성분을 함유시켜고 있다. 이들의 점에서, Ag과 Cu와의 사이에서의 반응성을 향상시킬 수 있음과 동시에, Ag과 Cu와의 합금화 온도를 내릴 수 있다. 그 결과, 550∼750℃와 같은 비교적 낮은 온도에서 Ag과 Cu를 충분히 합금화시킬 수 있고, 예를 들면, 가장 확산되기 쉬운 도금층이여도, 이것을 확실하게 남길 수 있고, 단자전극과 금속단자와의 접합부분에 있어서, 높은 접합강도 및 신뢰성이 높은 접합상태를 부여할 수 있다.Moreover, according to the manufacturing method of the ceramic electronic component which concerns on this invention, while the average particle diameter of the metal powder contained in a bonding material is 2.0 micrometers or less, a glass component is contained in at least one of a metal terminal and a bonding material. In view of these, the reactivity between Ag and Cu can be improved and the alloying temperature of Ag and Cu can be lowered. As a result, Ag and Cu can be sufficiently alloyed at a relatively low temperature such as 550 to 750 ° C. For example, even in the plating layer that is most easily diffused, this can be reliably left, and the junction between the terminal electrode and the metal terminal is achieved. In the part, it is possible to give a high bonding strength and a highly reliable bonding state.

이 발명에 관한 세라믹 전자부품의 제조방법에 있어서, 접합재에 포함되는 금속분말이, 전술한 바와 같이, 대경입자와 소경입자를 포함하고, 대경입자의 평균입경에 대한, 소경입자의 평균입경의 비율이 0.3∼0.6의 범위내로 되면, 금속분말을 구성하는 입자끼리를 최밀충전시키는 것이 용이해지며, 입자간의 공극을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 금속분말을 구성하는 입자의 반응성을 높이고, 열처리 후에 있어서, 접합부분의 치밀도를 향상시킬 수 있고, 높은 접합강도를 확실하게 얻을 수 있다. 특히, 소경입자의 평균입경이 1㎛이하가 되면, 상술의 효과가 보다 현저하게 발휘된다. 또한, 이러한 효과가 보다 확실하게 발휘되도록 하기 위해서는, 대경입자 100중량부에 대하여, 소경입자가 5∼50중량부의 비율로 혼재하고 있는 것이 바람직하다. In the method for manufacturing a ceramic electronic component according to the present invention, the metal powder included in the bonding material, as described above, contains large diameter particles and small diameter particles, and the ratio of the average particle diameter of the small diameter particles to the average particle diameter of the large diameter particles. When it exists in the range of 0.3-0.6, the closest filling of the particles which comprise a metal powder will become easy, and the space | gap between particle | grains can be reduced. As a result, the reactivity of the particles constituting the metal powder can be improved, and after the heat treatment, the density of the joined portion can be improved, and high bonding strength can be reliably obtained. In particular, when the average particle diameter of the small-diameter particles is 1 µm or less, the above effects are more remarkably exhibited. In addition, in order to exhibit such an effect more reliably, it is preferable that small diameter particle | grains are mixed in the ratio of 5-50 weight part with respect to 100 weight part of large diameter particles.

이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 의하면, 단자전극과 금속단자를 접합하는 금속접합층의 치밀화율이 40%이상(구멍률이 60%미만)이므로, 접합부분에 있어서 높은 전기전도성 및 기계적 강도를 확보할 수 있다.According to the ceramic electronic component of the present invention, since the densification rate of the metal bonding layer joining the terminal electrode and the metal terminal is 40% or more (porosity is less than 60%), high electrical conductivity and mechanical strength are ensured in the joined portion. can do.

본 발명에 있어서, 금속단자가, Cu계 금속으로 이루어지는 모재와 Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층을 구비하고, 접합재가, Cu계 금속으로 이루어지는 금속분말과 유리성분을 포함할 경우, 얻어진 세라믹 전자부품에 있어서, 단자전극, 금속접합층 및 금속단자를, 모두, Cu계 금속으로 구성할 수 있다.In the present invention, the ceramic terminal obtained when the metal terminal comprises a coating layer made of a base film made of Cu-based metal and a plated film of Ag-based metal, and the bonding material contains a metal powder made of Cu-based metal and a glass component. In the component, the terminal electrode, the metal bonding layer, and the metal terminal can all be made of a Cu-based metal.

따라서, 단자전극, 금속접합층 및 금속단자의 각각에 있어서의 선팽창계수를 실질적으로 동등할 수 있고, 접합부분에 있어서 열에 의한 응력을 발생시키기 어렵게 할 수 있다. 그 결과, 열충격에 의해서 접합부분에 크랙 등이 생기기 어려워지며, 세라믹 전자부품 기계적 신뢰성을 높일 수 있다.Therefore, the coefficients of linear expansion in each of the terminal electrode, the metal bonding layer, and the metal terminal can be substantially equal, and it is difficult to generate heat stress in the joint portion. As a result, cracks, etc., are less likely to occur at the joints due to thermal shock, thereby improving mechanical reliability of the ceramic electronic component.

또한, Cu계 금속은 예를 들면 Fe-Ni계 금속에 비해, 전기전도율 및 열전도율이 높다. 그 결과, 접합부분에서의 전기저항에 의한 발열을 억제할 수 있음과 동시에, 세라믹 전자부품 본체에서의 발열을 배선기판에 쉽게 전달할 수 있다. 이와 같은 점에서, 이 바람직한 실시태양은, 대전류하에서 사용되는 평활 콘덴서에 있어서 유리하게 적용할 수 있다.In addition, Cu-based metals have higher electrical conductivity and thermal conductivity than, for example, Fe-Ni-based metals. As a result, heat generation due to electrical resistance at the junction can be suppressed, and heat generation at the ceramic electronic component body can be easily transmitted to the wiring board. In this regard, this preferred embodiment can be advantageously applied to smoothing capacitors used under high current.

도 1은, 이 발명의 1실시형태를 설명하기 위한 세라믹 전자부품(1)의 일부를 확대하여 나타내는 단면도이며, (a)는 금속단자(2)를 단자전극(8)에 접합함에 있어서 실시되는 열처리 전의 상태를 나타내고, (b)는 열처리의 후의 상태를 나타낸다.1 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a ceramic electronic component 1 for explaining one embodiment of the present invention, and (a) is carried out in joining the metal terminal 2 to the terminal electrode 8. The state before heat processing is shown, (b) shows the state after heat processing.

도 2는, 도 1(b)에 대응하는 도이며, 열처리에 있어서 750℃를 넘는 온도가 부여되었을 경우의 상태를 나타내는 도이다. FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 1 (b), and is a diagram showing a state when a temperature exceeding 750 ° C. is provided in the heat treatment.

도 3은, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관 한 제1의 예를 나타내는 정면도이다. Fig. 3 is a front view showing a first example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 4는, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제2의 예를 나타내는 정면도이다.4 is a front view showing a second example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 5은, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제3의 예를 나타내는 정면도이다.5 is a front view illustrating a third example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 6은, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제4의 예를 나타내는 정면도이다. 6 is a front view showing a fourth example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 7은, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제5의 예를 나타내는 측면도이다.7 is a side view illustrating a fifth example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 8은, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제6의 예를 나타내는 측면도이다.8 is a side view illustrating a sixth example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 9는, 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 제7의 예를 나타내는 측면도이다.9 is a side view illustrating a seventh example of the shape of the metal terminal included in the ceramic electronic component according to the present invention.

도 10은, 실험예 1에 있어서 제작한 시료에 관한 열처리 온도와 금속단자의 접합강도와의 관계를 나타내는 도이다. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the heat treatment temperature and the bonding strength of metal terminals in the sample prepared in Experimental Example 1. FIG.

도 11은, 도 10에 나타낸 각 시료에 관한 금속접합층의 치밀화율과 금속단자의 접합강도와의 관계를 나타내는 도이다. FIG. 11 is a diagram showing the relationship between the densification rate of the metal bonding layer and the bonding strength of the metal terminals in each sample shown in FIG. 10.

도 12는, 실험예 2에 있어서 평가한, 실시예 및 비교예에 관한 금속단자의 접합강도에 대한 열충격의 영향을 나타내는 도이다. 12 is a diagram showing the influence of thermal shock on the bonding strength of metal terminals according to Examples and Comparative Examples, evaluated in Experimental Example 2. FIG.

도 13은, 실험예 3에 있어서 평가한, 대경입자의 평균입경에 대한, 소경입자 의 평균입경의 비율과 금속단자의 접합강도와의 관계를 나타내는 도이다.FIG. 13 is a diagram showing a relationship between the ratio of the average particle diameter of the small diameter particles to the bond strength of the metal terminals with respect to the average particle diameter of the large diameter particles evaluated in Experimental Example 3. FIG.

<부호의 설명><Description of the code>

1, 21a∼21g: 세라믹 전자부품 2, 25a∼25g: 금속단자1, 21a to 21g: ceramic electronic component 2, 25a to 25g: metal terminal

3: 세라믹층 4, 5: 내부전극3: ceramic layer 4, 5: internal electrode

6, 23: 세라믹 전자부품 본체 7: 단면(端面)6, 23: main body of ceramic electronic component 7: cross section

8, 24: 단자전극 10: 접합재8, 24: terminal electrode 10: bonding material

10a, 26: 금속접합층 11: 모재10a, 26: metal bonding layer 11: base material

12, 13: 코팅층 14: Ag-Cu합금층12, 13: coating layer 14: Ag-Cu alloy layer

도 1은, 이 발명의 1실시형태를 설명하기 위한 것으로, 세라믹 전자부품(1)의 일부를 확대하여 나타내고 있다. 도 1에 있어서, (a)는, 금속단자(2)의 접합함에 있어서 실시되는 열처리 전의 상태를 나타내고, (b)는, 열처리의 후의 상태를 나타내고 있다. FIG. 1 is for explaining one embodiment of the present invention, and shows a part of the ceramic electronic component 1 in an enlarged manner. In FIG. 1, (a) has shown the state before the heat processing performed in joining the metal terminal 2, (b) has shown the state after heat processing.

도시한 세라믹 전자부품(1)은, 적층 세라믹 콘덴서를 구성하는 것으로, 적층 된 복수의 세라믹층(3)과 내부전극(4 및 5)을 교대로 적층한 적층구조를 가지는 세라믹 전자부품 본체(6)를 구비하고 있다. 내부전극(4 및 5) 중, 내부전극(4)은, 세라믹 전자부품 본체(6)의 일방의 단면(7)에까지 끌어내어져, 내부전극(5)은, 도시하지 않지만, 세라믹 전자부품 본체(6)의 타방의 단면에까지 끌어내어져 있다. 그리고 이들 내부전극(4)과 내부전극(5)이, 적층방향에 관해서 교대로 배치되어 있다. The illustrated ceramic electronic component 1 constitutes a multilayer ceramic capacitor, which has a multilayer structure in which a plurality of stacked ceramic layers 3 and internal electrodes 4 and 5 are laminated alternately. ). Among the internal electrodes 4 and 5, the internal electrode 4 is pulled out to one end face 7 of the ceramic electronic component main body 6, and the internal electrode 5 is not shown, but the ceramic electronic component main body It is extended to the other end surface of (6). These internal electrodes 4 and 5 are alternately arranged with respect to the stacking direction.

도 1에는, 세라믹 전자부품 본체(6)의 일방의 단면(7)측의 구성이 도시되어 있다. 또한, 일방의 단면(7)측의 구성과 도시하지 않은 타방의 단면측의 구성과는 실질적으로 같다. 따라서, 이하에는 도시한 단면(7)측의 구성에 대해서 설명하고, 타방의 단면측의 구성에 관한 설명은 생략한다.In FIG. 1, the structure of the one end surface 7 side of the ceramic electronic component main body 6 is shown. In addition, the structure of the one end surface 7 side and the structure of the other end surface side not shown are substantially the same. Therefore, below, the structure of the cross section 7 side shown is demonstrated, and the description about the structure of the other cross section side is abbreviate | omitted.

세라믹 전자부품 본체(6)의 단면(7)에는, 내부전극(4)에 전기적으로 접속되는 단자전극(8)이 형성된다. 단자전극(8)은, 예를 들면 Cu계 금속분말을 포함하는 전기전도성 페이스트를 베이킹함으로써 형성된다. In the end face 7 of the ceramic electronic component body 6, a terminal electrode 8 electrically connected to the internal electrode 4 is formed. The terminal electrode 8 is formed by baking an electroconductive paste containing, for example, Cu-based metal powder.

세라믹 전자부품(1)을 제조하기 위해서, 상술한 바와 같이 단자전극(8)이 형성된 세라믹 전자부품 본체(6)가 준비됨과 동시에, 단자전극(8)에 접합되어야 할 금속단자(2), 및 금속단자(2)를 단자전극(8)에 접합하기 위한 접합재(10)가 준비된다. In order to manufacture the ceramic electronic component 1, as described above, the main body 6 of the ceramic electronic component 6 in which the terminal electrode 8 is formed is prepared, and the metal terminal 2 to be bonded to the terminal electrode 8, and A bonding material 10 for joining the metal terminal 2 to the terminal electrode 8 is prepared.

금속단자(2)는 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 모재(11)과 코팅층(12 및 13)을 구비하고 있다. 모재(11)는 바람직하게는, 예를 들면 베릴륨구리, 코르손합금(Corson alloy), 인 청동 등의 내열성 동합금과 같은 Cu계 금속으로 구성된다. 또한, 모재(11) 상에 형성되는 하지(下地)의 코팅층(12)은 Ni계 금속의 도금막으로 구성되며, 그 위에 형성되는 코팅층(13)은 Ag계 금속의 도금막으로 구성된다. 이렇게 하여, 금속단자(2)의 최외층 표면은, Ag계 금속으로 구성된다.As shown to Fig.1 (a), the metal terminal 2 is equipped with the base material 11 and the coating layers 12 and 13. The base material 11 is preferably composed of a Cu-based metal such as, for example, a heat-resistant copper alloy such as beryllium copper, Corson alloy, phosphorus bronze, or the like. Further, the underlying coating layer 12 formed on the base material 11 is composed of a plated film of Ni-based metal, and the coating layer 13 formed thereon is composed of a plated film of Ag-based metal. In this way, the outermost layer surface of the metal terminal 2 is comprised with Ag type metal.

접합재(10)는, Cu계 금속으로 이루어지는, 평균입경이 2.0㎛이하의 금속분말을 포함하고, 또한 유리성분을 포함하고 있다. 상술의 Cu계 금속으로 이루어지는 금속분말로서는 바람직하게는 진구도가 1.2∼2.4의 구형 Cu분말이 이용된다. 또한 금속단자(2)의 최외층의 표면이, 전술한 경우와 다르며, Ag계 금속이 아닌 Cu계 금속으로 구성될 경우에는, 접합재(10)에 포함되는 금속분말로서는 Ag계 금속으로 이루어지는 것이 이용된다.The bonding material 10 contains a metal powder having an average particle diameter of 2.0 µm or less, which is made of a Cu-based metal, and further contains a glass component. As the metal powder composed of the above Cu-based metal, preferably a spherical Cu powder having a sphericity of 1.2 to 2.4 is used. In addition, when the surface of the outermost layer of the metal terminal 2 differs from the above-mentioned case, and consists of Cu type metal which is not Ag type metal, what consists of Ag type metal as the metal powder contained in the joining material 10 is used. do.

또한, 상술한 바와 같이 이용되는 Ag계 금속 및 Cu계 금속은, 각각, 순Ag 및 순Cu일 경우에 한하지 않고, Ag계 금속 및 Cu계 금속으로서의 특성을 실질적으로 손상하지 않는 범위이면, 예를 들면 경도향상이나 융점조정을 위해서 다른 금속이 첨가된 것이여도 좋다. 보다 구체적으로는 Ag계 금속이면, Ag을 주성분으로 하면서, Sn, Zn, Cd 등이 첨가되어도 좋고, 한편 Cu계 금속이면, Cu를 주성분으로 하면서, Sn, Zn, Ni, P 등이 첨가되어도 좋다.In addition, the Ag-based metals and Cu-based metals used as described above are not limited to pure Ag and pure Cu, respectively, as long as they do not substantially impair the characteristics as Ag-based metals and Cu-based metals. For example, another metal may be added to improve the hardness or adjust the melting point. More specifically, if it is an Ag-based metal, Sn, Zn, Cd, or the like may be added while Ag is the main component, and if it is a Cu-based metal, Sn, Zn, Ni, P, or the like may be added, while Cu is the main component. .

접합재(10)에 포함되는 금속분말은 평균입경이 2.0㎛이하라고 전술했지만, 비교적 대경의 대경입자와 비교적 소경의 소경입자를 혼재시켜 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 대경입자의 평균입경에 대한, 소경입자의 평균입경의 비율은 0.3∼0.6의 범위 내가 되도록 선택된다. 또한 보다 바람직하게는 소경입자의 평균입경은 1㎛이하가 된다.Although the metal powder contained in the bonding material 10 mentioned above had an average particle diameter of 2.0 micrometers or less, it is preferable to mix the comparatively large diameter particle | grains with the comparatively small diameter small diameter particle | grains. In this case, the ratio of the average particle diameter of the small diameter particles to the average particle diameter of the large diameter particles is selected to be within the range of 0.3 to 0.6. More preferably, the average particle diameter of the small diameter particles is 1 탆 or less.

상술과 같이, 접합재(10)에 포함되는 금속분말에 있어서, 대경입자와 소경입자를 혼재시키면, 입자끼리를 최밀 충전시키는 것이 용이해진다. 또한, 이와 같이 대경입자와 소경입자를 혼재시킬 경우이라도, 각 입자의 진구도에 대해서는, 전술한 바와 같이, 1.2∼2.4가 되는 것이 바람직하다. 또한 바람직하게는 대경입자 100중량부에 대하여, 소경입자가 5∼50중량부의 비율로 혼합된다.As described above, in the metal powder included in the bonding material 10, when the large-diameter particles and the small-diameter particles are mixed, it is easy to close the particles in the closest way. In addition, even when large diameter particle | grains and small diameter particle | grains are mixed in this way, about the sphericity degree of each particle | grain, it is preferable to be 1.2-2.4 as mentioned above. Also preferably, the small-diameter particles are mixed at a ratio of 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the large diameter particles.

접합재(10)에 포함되는 유리성분은, 예를 들면 Bi2O3-B2O3-SiO2 유리 또는 PbO-ZnO-SiO2 유리와 같이, Bi, Si, B, Pb 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 산화물을 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 유리성분은, 접합재(10)를 대신해, 혹은 접합재(10)에 부가해서, 금속단자(2)측에 포함되어 있어도 좋다. The glass component contained in the bonding material 10 is selected from Bi, Si, B, Pb and Zn, for example, Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 glass or PbO-ZnO-SiO 2 glass. It is preferable to have at least 2 types of oxide as a main component. In addition, the glass component may be included in the metal terminal 2 side instead of the bonding material 10 or in addition to the bonding material 10.

다음으로 금속단자(2)를, 접합재(10)를 개재하여 단자전극(8)에 접합하는 접합공정이 실시된다. 이 접합공정에서는, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 단자전극(8)과 금속단자(2)를 접합재(10)를 개재하여 밀착시킨 상태에서 550∼750℃의 온도로 열처리된다. 그 결과, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 접합재(10)가 소결해서 금속접합층(10a)이 형성되며, 이 금속접합층(10a)을 개재하여, 금속단자(2)가 단자전극(8)에 접합된다. 이때, 금속단자(2), 보다 구체적으로는 Ag계 금속으로 이루어지는 코팅층(13)과 Cu계 금속으로 이루어지는 금속접합층(10a)과의 사이에는, Ag-Cu합금층(14)이 형성되며, 이것에 의해서, 단자전극(8)과 금속단자(2)가 Ag-Cu합금 접합된다.Next, the joining process of joining the metal terminal 2 to the terminal electrode 8 via the bonding material 10 is performed. In this bonding step, as shown in FIG. 1A, the terminal electrode 8 and the metal terminal 2 are heat-treated at a temperature of 550 to 750 ° C. in a state in which the terminal electrode 8 and the metal terminal 2 are brought into close contact with each other via the bonding material 10. As a result, as shown in Fig. 1 (b), the bonding material 10 is sintered to form a metal bonding layer 10a, and the metal terminal 2 is connected to the terminal electrode 8 via the metal bonding layer 10a. Is bonded). At this time, an Ag—Cu alloy layer 14 is formed between the metal terminal 2, more specifically, the coating layer 13 made of Ag-based metal and the metal bonding layer 10a made of Cu-based metal. As a result, the terminal electrode 8 and the metal terminal 2 are joined to the Ag—Cu alloy.

상술한 Ag-Cu합금층(14)은, 솔더보다 높은 내열성을 가지고 있다. 또한, 접합재(10)에 포함되는 Cu계 금속분말의 평균입경이 2.0㎛이하이며, 동시에 접합재(10)에 유리성분이 포함되어 있으므로, Ag과 Cu와의 반응성을 향상시킴과 동시에, 이들의 합금화 온도를 내릴 수 있다. 그 결과, 전술한 바와 같이, 550∼750℃의 온도에 의한 열처리에서, 충분히 합금화시키면서, Ag 또는 Cu의 확산을 야기하지 않도록 할 수 있다.The Ag-Cu alloy layer 14 described above has higher heat resistance than solder. In addition, since the average particle diameter of the Cu-based metal powder included in the bonding material 10 is 2.0 µm or less, and at the same time, the glass material is contained in the bonding material 10, the reactivity between Ag and Cu is improved and the alloying temperature thereof is increased. Can be lowered. As a result, as described above, in the heat treatment at a temperature of 550 to 750 ° C, it is possible to prevent the Ag or Cu from diffusing while sufficiently alloying.

또한, 상기의 열처리 온도가 550℃미만의 경우에는, 합금화가 충분히 진행하지 않고, 높은 접합강도를 얻을 수 없다. 한편, 열처리 온도가 750℃를 넘으면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 코팅층(13)을 구성하는 Ag이 Cu를 포함하는 접합재(10) 또는 금속접합층(10a)에 확산하고, 커켄달보이드를 생성하고, 충분한 접합강도를 얻을 수 없다. 또한, 도 2에서는 Ag계 금속으로 이루어지는 코팅층(13)에 대해서는, 대부분이 소실하고, 대부분 공동이 되어 있는 상태가 도시되어 있다.In addition, when said heat treatment temperature is less than 550 degreeC, alloying does not fully advance and a high bonding strength cannot be obtained. On the other hand, when the heat treatment temperature exceeds 750 ° C, as shown in FIG. 2, Ag constituting the coating layer 13 diffuses into the bonding material 10 or the metal bonding layer 10a containing Cu to generate a kekendaloid. And sufficient bonding strength cannot be obtained. In addition, in FIG. 2, the coating layer 13 which consists of Ag type metals shows the state where most disappear and mostly become cavity.

전술한 바와 같이, 접합재(10)에 포함되는 금속분말이 대경입자와 소경입자를 포함하고, 이들의 평균입경의 비율이 0.3∼0.6의 범위 내로 선택되면, 입자간의 공극을 저감시킬 수 있으므로, 상술한 열처리 공정으로 있어서, 금속분말의 반응성을 향상시킬 수 있고, 금속접합층(10a)의 치밀도를 향상시켜, 단자전극(8)과 금속단자(2)와의 사이에서 보다 높은 접합강도를 얻을 수 있다.As described above, if the metal powder contained in the bonding material 10 contains large diameter particles and small diameter particles, and the ratio of these average particle diameters is selected within the range of 0.3 to 0.6, the voids between the particles can be reduced, In one heat treatment step, the reactivity of the metal powder can be improved, the density of the metal bonding layer 10a can be improved, and a higher bonding strength can be obtained between the terminal electrode 8 and the metal terminal 2. have.

또한, 상기의 실시형태는, 이 발명이 적층 콘덴서에 적용되었을 경우에 대해서 설명했지만, 이 발명은 적층 세라믹 콘덴서에 한하지 않고, 저항기, 인덕터 등의 세라믹 전자부품에 대하여도 적용할 수 있다. In addition, although the said embodiment demonstrated the case where this invention was applied to a multilayer capacitor, this invention is applicable not only to a multilayer ceramic capacitor but also to ceramic electronic components, such as a resistor and an inductor.

도 3 내지 도 9는 이 발명에 관한 세라믹 전자부품에 구비하는 금속단자의 형상에 관한 각종의 예를 나타내고 있다. 도 3 내지 도 6에는, 각각, 세라믹 전자부품(21a, 2lb, 21c 및 21d)의 정면도로 나타내지고, 도 7 내지 도 9에는, 각각, 세라믹 전자부품(21e, 21f 및 21g)이 측면도에서 나타내지고 있다. 3-9 show various examples regarding the shape of the metal terminal with which the ceramic electronic component which concerns on this invention is equipped. 3 to 6 are respectively shown front views of the ceramic electronic components 21a, 2lb, 21c and 21d, and in Figs. 7 to 9, the ceramic electronic components 21e, 21f and 21g are respectively shown in side views. ought.

도 3 내지 도 9에는, 공통으로 세라믹 전자부품(21a∼21g)이 배선기판(22)상에 구현된 상태가 나타내지고 있다. 세라믹 전자부품(21a∼21g)은, 공통으로 세라 믹 전자부품 본체(23)과, 세라믹 전자부품 본체(23)의 양단면에 형성되는 단자전극(24)과 단자전극(24)에 금속단자(25a∼25g)의 각각을 접합하고 있는 금속접합층(26)을 구비하고 있다. 3 to 9 show a state in which ceramic electronic components 21a to 21g are commonly implemented on the wiring board 22. The ceramic electronic components 21a to 21g have a common metal terminal (C) between the ceramic electronic component body 23 and the terminal electrode 24 and the terminal electrode 24 formed on both end faces of the ceramic electronic component body 23 in common. The metal bonding layer 26 which bonded each of 25a-25g) is provided.

도 3에 나타낸 세라믹 전자부품(21a)에서는, 금속단자(25a)는 역U자 모양으로 연장하게끔 굴곡되며, 배선기판(22)에 대한 접속부가 되는 접속단부(27a)는, 세라믹 전자부품 본체(23)의 외방으로 연장하게끔 절곡되어 있다. In the ceramic electronic component 21a shown in FIG. 3, the metal terminal 25a is bent so as to extend in an inverted U-shape, and the connection end portion 27a serving as a connection portion to the wiring board 22 is formed of the ceramic electronic component body ( It is bent to extend outward.

도 4에 나타낸 세라믹 전자부품(2lb)에서는, 금속단자(25b)는 금속단자(25a)의 경우와 같이 역U자 모양으로 연장하게끔 굴곡되어 있지만, 배선기판(22)에 대한 접속부가 되는 접속단부(27b)는, 세라믹 전자부품 본체(23)의 내방으로 연장하게끔 절곡되어 있다.In the ceramic electronic component 2lb shown in FIG. 4, the metal terminal 25b is bent so as to extend in an inverted U-shape as in the case of the metal terminal 25a, but the connection end portion serving as a connection portion to the wiring board 22 is formed. The 27b is bent to extend inwardly of the ceramic electronic component main body 23.

도 5에 나타낸 세라믹 전자부품(21c)에서는 금속단자(25c)는 비교적 날카로운 굴곡각을 가져서 역V자 모양으로 연장하게끔 굴곡되며, 배선기판(22)에 대한 접속부가 되는 접속단부(27c)는, 세라믹 전자부품 본체(23)의 내방으로 연장하게끔 절곡되어 있다. In the ceramic electronic component 21c shown in FIG. 5, the metal terminal 25c has a relatively sharp bend angle and is bent to extend in an inverted V shape, and the connection end portion 27c serving as a connection portion for the wiring board 22 is It is bent so as to extend inwardly of the ceramic electronic component main body 23.

도 6에 나타낸 세라믹 전자부품(21d)에서는, 금속단자(25d)는 접속단부(27d)의 부분을 포함시켜서 L자 모양으로 연장하게끔 굴곡되며, 접속단부(27d)는 세라믹 전자부품 본체(23)의 외방으로 연장하게끔 절곡되어 있다.In the ceramic electronic component 21d shown in FIG. 6, the metal terminal 25d is bent so as to extend in an L shape by including the portion of the connection end 27d, and the connection end 27d is the ceramic electronic component main body 23. As shown in FIG. It is bent to extend outward.

도 7에 나타낸 세라믹 전자부품(21e)에서는, 통상의 판상의 금속단자(25e)가 부착되어 있다.In the ceramic electronic component 21e shown in FIG. 7, the normal plate-shaped metal terminal 25e is attached.

도 8에 나타낸 세라믹 전자부품(21f)에서는, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같은 이중구조의 금속단자(25f)를 구비하고 있지만, 금속단자(25f)의 외측에 위치하는 부분에 있어서, 구멍(28)이 형성되어 있다.In the ceramic electronic component 21f shown in FIG. 8, although the metal terminal 25f of the dual structure as shown in FIGS. 3-5 is provided, in the part located outside the metal terminal 25f, the hole ( 28) is formed.

도 9에 나타낸 세라믹 전자부품(21g)에서는, 금속단자(25g)는 빗살모양의 형상을 가지고 있다.In the ceramic electronic component 21g shown in FIG. 9, the metal terminal 25g has a comb-tooth shape.

다음으로 이 발명에 의한 효과를 확인하기 위해서 실시한 실험예에 대해서 설명한다. Next, the experimental example implemented in order to confirm the effect by this invention is demonstrated.

[실험예 1]Experimental Example 1

세라믹 전자부품 본체로서, 내부전극이 Ni계 금속으로 이루어지고, 단자전극이 Cu계 금속으로 이루어지는 적층 세라믹 콘덴서를 위한 세라믹 전자부품 본체를 준비했다. 또한, 접합재로서, 평균입경이 1.3㎛의 Cu계 금속분말, Bi2O3-B2O3-SiO2 유리성분 및 유기비히클을 포함하는 전기전도성 페이스트를 준비했다. 또한 금속단자로서, 도 3에 나타내는 바와 같은 형상의 것으로서, 베릴륨구리를 모재로 하고, Ni도금막을 하지 코팅층으로 하고, Ag도금막을 그 위의 코팅층으로 한 것을 준비했다.As the ceramic electronic component main body, a ceramic electronic component main body for a multilayer ceramic capacitor whose internal electrode is made of Ni-based metal and the terminal electrode is made of Cu-based metal was prepared. As a bonding material, an electrically conductive paste containing a Cu-based metal powder, a Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 glass component, and an organic vehicle having an average particle diameter of 1.3 mu m was prepared. Moreover, as a metal terminal, it was what has the shape as shown in FIG. 3, The copper beryllium base material was used, Ni plating film was used as the base coating layer, and Ag plating film was prepared as the coating layer on it.

다음으로 단자전극과 금속단자를 접합재를 개재하여 밀착시킨 상태로 고정하고, 그 상태에서, 접합재로서의 전기전도성 페이스트 중의 유기비히클 성분을 건조시키기 위해서, 150℃의 온도로 설정된 항온조에서 20분간 건조 처리하고, 이어서 그 상태를 유지한 채, 중성분위기의 오븐에서, 500℃, 550℃, 600℃, 650℃, 700℃, 750℃ 및 800℃의 각 온도에서 열처리하고, 각 시료에 관한, 금속단자가 부착 된 세라믹 전자부품을 얻었다.Next, the terminal electrode and the metal terminal are fixed in a state in which the terminal electrode and the metal terminal are in close contact with each other through a bonding material, and in that state, drying is carried out in a thermostat set at a temperature of 150 ° C. for 20 minutes in order to dry the organic vehicle component in the electrically conductive paste as the bonding material. Subsequently, while maintaining the state, heat treatment is performed at 500 ° C., 550 ° C., 600 ° C., 650 ° C., 700 ° C., 750 ° C. and 800 ° C. in the oven of the medium-phase atmosphere, and the metal terminal for each sample Obtained ceramic electronic components.

이와 같이 하여 얻어지는 세라믹 전자부품의 단자전극에 대한 금속단자의 접합강도를 평가한 결과가 도 10에 나타내지고 있다.The result of evaluating the bonding strength of the metal terminal to the terminal electrode of the ceramic electronic component thus obtained is shown in FIG.

도 10에 나타내는 바와 같이, 열처리 온도가 550∼750℃의 온도범위로 되었을 때, 비교적 높은 접합강도가 얻어지고 있다. 이것에 대하여, 열처리 온도가 550℃미만의 500℃가 되었을 때에는, 금속단자측의 Ag과 접합재에 포함되는 Cu가 충분히 합금화하지 않고, 접합강도가 낮아져 있다. 한편, 열처리 온도가 750℃를 넘는 800℃가 되었을 때에는, 금속단자측의 Ag이 접합재 중으로 확산해, 커켄달보이드를 생성하고, 접합강도가 낮아져 있다.As shown in Fig. 10, when the heat treatment temperature is in the temperature range of 550 to 750 ° C, a relatively high bonding strength is obtained. On the other hand, when the heat treatment temperature reaches 500 ° C below 550 ° C, the Ag on the metal terminal side and Cu contained in the bonding material are not sufficiently alloyed, and the bonding strength is low. On the other hand, when the heat treatment temperature reaches 800 ° C over 750 ° C, Ag on the metal terminal side diffuses into the bonding material to form a kekendaloid, and the bonding strength is low.

도 11에는, 도 10에 나타낸 각 시료의 치밀화율이 나타내지고 있다. 치밀화율은, 열처리 후의 금속접합층 중의 임의의 점에 대해서, 단면현미경 사진상에서의 면적비율로부터 산출하여 구한 것이다.In FIG. 11, the densification rate of each sample shown in FIG. 10 is shown. The densification rate is calculated and calculated | required from the area ratio on a cross-sectional micrograph about arbitrary points in a metal bonding layer after heat processing.

도 11에 나타내는 바와 같이, 치밀화율이 40%미만(합금화가 대부분 진행해 있지 않은 상태)에서는, 접합강도가 낮다. 한편, 치밀화율이 91%(열처리 온도가 750℃)를 넘으면, 접합강도가 갑자기 저하하고 있다. 이것은, 열처리 온도가 750℃를 넘으면, 금속단자측의 Ag의 확산이 생기기 때문이라고 생각된다. 또한, 치밀화율이 70%(열처리 온도가 650℃)를 넘으면, 접합강도가 서서히 저하하고 있는 것은, 금속접합층 중의 유리성분이 서서히 확산해 가기 때문일 것이라 추측된다. As shown in Fig. 11, when the densification rate is less than 40% (a state where alloying is not progressed most of the time), the bonding strength is low. On the other hand, when the densification rate exceeds 91% (heat treatment temperature is 750 degreeC), the bonding strength abruptly falls. This is considered to be because diffusion of Ag on the metal terminal side occurs when the heat treatment temperature exceeds 750 ° C. In addition, when the densification rate exceeds 70% (heat processing temperature is 650 degreeC), it is guessed that the joining strength is falling gradually because the glass component in a metal bonding layer gradually spreads.

또한, 상기 실험예 1에서는, 접합재에 포함되는 유리성분으로서, Bi2O3-B2O3- Si02 유리를 이용했지만, Bi2O3-B2O3-SiO2 유리를 이용했을 경우에도, 실질적으로 동일한 결과가 얻어졌다. In Experimental Example 1, Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -Si0 2 glass was used as the glass component contained in the bonding material, but Bi 2 O 3 -B 2 O 3 -SiO 2 glass was used. Also, substantially the same result was obtained.

[실험예 2]Experimental Example 2

상기 실험예 1에 있어서 제작한 시료 중, 열처리 온도를 650℃로 하여 얻어지는 시료를 실시예로 하고, 접합재로서 솔더를 이용한 것을 비교예로서, 금속단자의 접합강도에 미치는 열충격의 영향을 조사했다. 그 결과가 도 12에 나타내지고 있다. Of the samples produced in Experimental Example 1, a sample obtained by setting the heat treatment temperature to 650 ° C. was used as an example, and the effect of thermal shock on the bonding strength of the metal terminals was examined as a comparative example using solder as the bonding material. The result is shown in FIG.

도 12에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 열충격에 의해 접합강도가 대폭 저하하고 있는 것에 비해, 실시예에서는, 열충격에 의한 접합강도의 저하가 거의 인정되지 않는다. As shown in FIG. 12, in the comparative example, the bonding strength due to the thermal shock is greatly reduced in the comparative example, whereas the decrease in the bonding strength due to the thermal shock is hardly recognized in the examples.

[실험예 3]Experimental Example 3

전술한 실험예 1에서는, 접합재로서, 평균입경이 1.3㎛의 Cu계 금속분말을 포함하는 전기전도성 페이스트를 이용했지만, 이 실험예 3에서는, 접합재가 되는 전기전도성 페이스트 중의 Cu계 금속분말로서, 비교적 대경의 대경입자와 비교적 소경의 소경입자를 혼재시킨 것을 이용했다. In Experimental Example 1 described above, an electrically conductive paste containing a Cu-based metal powder having an average particle size of 1.3 µm was used as the bonding material. In Experimental Example 3, the Cu-based metal powder in the electrically conductive paste serving as the bonding material was relatively used. What mixed the large diameter particle | grains of a large diameter and the small diameter particle | grains of comparatively small diameter was used.

보다 구체적으로는 Cu계 금속분말로서, 대경입자의 평균입경에 대해서는 1.25㎛로 고정하고, 소경입자의 평균입경을 여러 가지로 변동시켜, 대경입자 100중량부에 대하여 소경입자 25중량부의 비율로 혼합한 것을 이용했다. 또한, 열처리 온도를 650℃로 설정했다. 그 밖의 조건에 대해서는, 실험예 1의 경우와 같이 하 고, 각 시료가 되는 세라믹 전자부품을 얻었다. 그리고 이 세라믹 전자부품의 단자전극에 대한 금속단자의 접합강도를 평가했다. 그 결과가 도 13에 나타내지고 있다. More specifically, as the Cu-based metal powder, the average particle diameter of the large-diameter particles is fixed at 1.25 µm, the average particle diameter of the small-diameter particles is varied in various ways, and mixed at a ratio of 25 parts by weight of the small-diameter particles to 100 parts by weight of the large-diameter particles. I used one. In addition, the heat processing temperature was set to 650 degreeC. About other conditions, it carried out similarly to the case of Experimental Example 1, and obtained the ceramic electronic component used as each sample. And the bonding strength of the metal terminal with respect to the terminal electrode of this ceramic electronic component was evaluated. The result is shown in FIG.

도 13에 나타내는 바와 같이, "소경입자의 입경/대경입자의 입경"의 변동에 의해 접합강도가 변동하고, "소경입자의 입경/대경입자의 입경"이 0.3∼0.6의 범위 내에 있을 때, 비교적 높은 접합강도가 얻어지고 있다.As shown in Fig. 13, when the bonding strength fluctuates due to the variation of "particle size of small particle size / particle size of large particle", and "particle size of small particle size / particle size of large particle" is within the range of 0.3 to 0.6, High bonding strength is obtained.

한편, "소경입자의 입경/대경입자의 입경"이 0.6을 넘으면, Cu계 금속분말의 반응성이 저하하고, 그 때문에, 접합강도가 저하하고 있다. 한편, "소경입자의 입경·대경입자의 입경"이 0.3미만이 되면, 소경입자끼리의 응집이 진행하고, 금속분말의 분산성이 저하하고, 접합부분의 치밀성이 저해된다. 그 결과, 접합강도가 저하하고 있다.On the other hand, when the "particle diameter of small diameter particles / particle diameter of large diameter particles" exceeds 0.6, the reactivity of the Cu-based metal powder is lowered, and therefore the bonding strength is lowered. On the other hand, when "the particle diameter of small particle | grains and the particle diameter of large diameter particle | grains" is less than 0.3, aggregation of small diameter particle | grains advances, the dispersibility of a metal powder falls, and the compactness of a junction part is inhibited. As a result, the bonding strength is lowered.

Claims (10)

양단면에 단자전극이 형성된 세라믹 전자부품 본체를 준비하는 공정과,Preparing a ceramic electronic component body having terminal electrodes formed on both end surfaces thereof; 상기 단자전극에 접합되어야 할 금속단자를 준비하는 공정과,Preparing a metal terminal to be joined to the terminal electrode; 상기 금속단자를 상기 단자전극에 접합하기 위한 접합재를 준비하는 공정과,Preparing a bonding material for bonding the metal terminal to the terminal electrode; 상기 금속단자를, 상기 접합재를 개재하여 상기 단자전극에 접합하는 접합공정을 구비하고, A joining step of joining the metal terminal to the terminal electrode via the joining material; 상기 금속단자의, 상기 접합재와의 접촉면은, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 일방을 포함하고, The contact surface of the metal terminal with the bonding material contains one of an Ag-based metal and a Cu-based metal, 상기 접합재는, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 어느 타방으로 이루어지는, 평균입경이 2.0㎛이하의 금속분말을 포함하고, The bonding material includes a metal powder having an average particle diameter of 2.0 μm or less, which is composed of any of Ag-based metals and Cu-based metals. 상기 금속단자 및 상기 접합재의 적어도 일방은, 유리성분을 포함하고,At least one of the said metal terminal and the said bonding material contains a glass component, 상기 접합공정은, 상기 단자전극과 상기 금속단자를 상기 접합재를 개재하여 밀착시킨 상태에서 550∼750℃의 온도로 열처리함으로써, 상기 단자전극과 상기 금속단자를 Ag-Cu합금 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법. The joining step includes a step of joining the terminal electrode and the metal terminal to Ag-Cu alloy by heat-treating the terminal electrode and the metal terminal at a temperature of 550 to 750 ° C. in a state in which the terminal electrode and the metal terminal are in close contact with each other through the joining material. Method for producing a ceramic electronic component, characterized in that. 제1항에 있어서, 상기 접합재에 포함되는 상기 금속분말은, 비교적 대경의 대경입자와 비교적 소경의 소경입자를 포함하고, 상기 대경입자의 평균입경에 대한, 상기 소경입자의 평균입경의 비율은 0.3∼0.6의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.The said metal powder contained in the said bonding material contains the comparatively large diameter particle | grains and the comparatively small diameter small diameter particle | grains, The ratio of the average particle diameter of the said small diameter particle | grains with respect to the average particle diameter of the said large diameter particle | grains is 0.3. A method for producing a ceramic electronic component, which is in the range of ˜0.6. 제2항에 있어서, 상기 소경입자의 평균입경은 1㎛이하인 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 2, wherein the average particle diameter of the small diameter particles is 1 μm or less. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 금속단자는, Cu계 금속으로 이루어지는 모재(母材)와 Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층을 구비하고, 상기 접합재는, Cu계 금속으로 이루어지는 상기 금속분말과 상기 유리성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법.The said metal terminal is equipped with the coating layer which consists of a base material which consists of Cu type metals, and the plating film of Ag type metals, The said bonding material is a Cu type metal, in any one of Claims 1-3. A method of manufacturing a ceramic electronic component, comprising the metal powder and the glass component. 제1항에 있어서, 상기 유리성분은, Bi, Si, B, Pb 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 산화물을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품의 제조방법. The method of manufacturing a ceramic electronic component according to claim 1, wherein the glass component contains at least two oxides selected from Bi, Si, B, Pb, and Zn as main components. 세라믹 전자부품 본체와, Ceramic electronic component body, 상기 세라믹 전자부품 본체의 양단면에 형성되는 단자전극과,Terminal electrodes formed on both end surfaces of the ceramic electronic component body, 상기 단자전극에 금속접합층을 개재하여 접합되는 금속단자를 구비하고,A metal terminal joined to the terminal electrode via a metal bonding layer; 상기 금속단자의, 상기 금속접합층과의 접촉면은, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 일방을 포함하고, The contact surface of the metal terminal with the metal bonding layer includes one of an Ag-based metal and a Cu-based metal, 상기 금속접합층은, 유리성분을 포함하며, 동시에 치밀화율이 40%이상 91%이하이며, Cu계 금속으로 이루어지고, The metal bonding layer includes a glass component, and at the same time has a densification ratio of 40% or more and 91% or less, and is made of a Cu-based metal. 상기 금속단자와 상기 금속접합층은, Ag-Cu합금에 의해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품. And said metal terminal and said metal bonding layer are joined by Ag-Cu alloy. 제6항에 있어서, 상기 금속단자는, Cu계 금속으로 이루어지는 모재와 Ag계 금속의 도금막으로 이루어지는 코팅층을 구비하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품.The ceramic electronic component according to claim 6, wherein the metal terminal comprises a coating layer comprising a base material made of a Cu-based metal and a plated film of an Ag-based metal. 제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 유리성분은, Bi, Si, B, Pb 및 Zn에서 선택되는 적어도 2종의 산화물을 주성분으로 하는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품.8. The ceramic electronic component according to claim 6 or 7, wherein the glass component contains at least two oxides selected from Bi, Si, B, Pb, and Zn as main components. 제6항에 있어서, 상기 금속접합층은, 치밀화율이 60%이상 70%이하인 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품.7. The ceramic electronic component of claim 6, wherein the metal bonding layer has a densification ratio of 60% or more and 70% or less. 세라믹 전자부품 본체와, Ceramic electronic component body, 상기 세라믹 전자부품 본체의 양단면에 형성되는 단자전극과,Terminal electrodes formed on both end surfaces of the ceramic electronic component body, 상기 단자전극에 금속접합층을 개재하여 접합되는 금속단자를 구비하고,A metal terminal joined to the terminal electrode via a metal bonding layer; 상기 금속단자의, 상기 금속접합층과의 접촉면은, Ag계 금속 및 Cu계 금속 중 일방을 포함하고,The contact surface of the metal terminal with the metal bonding layer includes one of an Ag-based metal and a Cu-based metal, 상기 금속접합층은, 유리성분을 포함하며, 동시에 치밀화율이 40%이상 91%이하이며, 솔더를 포함하지 않고,The metal bonding layer contains a glass component, and at the same time has a densification ratio of 40% or more and 91% or less and does not contain solder. 상기 금속단자와 상기 금속접합층은, Ag-Cu합금에 의해서 접합되어 있는 것을 특징으로 하는 세라믹 전자부품.And said metal terminal and said metal bonding layer are joined by Ag-Cu alloy.
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