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JP3062279B2 - セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents
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JP3062279B2 - セラミック電子部品及びその製造方法 - Google Patents

セラミック電子部品及びその製造方法

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JP3062279B2
JP3062279B2 JP3094320A JP9432091A JP3062279B2 JP 3062279 B2 JP3062279 B2 JP 3062279B2 JP 3094320 A JP3094320 A JP 3094320A JP 9432091 A JP9432091 A JP 9432091A JP 3062279 B2 JP3062279 B2 JP 3062279B2
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博通 山本
政一 中島
正浩 新井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、外部電極に改良を施し
たセラミック電子部品及びその製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】外部電極を有するセラミック電子部品と
して、図4に示すような積層セラミックコンデンサがあ
る。
【0003】この積層セラミックコンデンサは、内部電
極21aを有する柱状のセラミックチップ21と、セラ
ミックチップ21の両端部に設けられた一対の外部電極
22とから構成されている。内部電極21aはニッケル
から成り、セラミックを介して多層に積層されその端縁
を交互に露出している。また、外部電極22は3層構造
を有しており、チップ側の第1層22aがニッケルで、
第2層22bがニッケルで、第3層22cが半田(錫−
鉛合金)から成る。
【0004】この積層セラミックコンデンサは、まず、
ニッケルを主成分とする電極ペ−ストを所定パタ−ンで
印刷した未焼成セラミックシ−トを複数枚積層し、これ
を所定の大きさに切断して柱状の未焼成チップを得た
後、該未焼成チップの両端部にニッケルを主成分とする
電極ペ−ストを塗布してこれを焼成して、未焼成セラミ
ックの焼成と各電極ペ−ストの焼付けを行なって内部電
極21aと第1層22aを形成し、そして第1層22a
を形成した後の部品を空気中で300〜900℃の温度
で加熱した後、第1層22aの表面にニッケルをメッキ
して第2層を形成し、該第2層22bの表面に半田をメ
ッキして第3層22cを形成して製造されている。
【0005】上記の積層セラミックコンデンサでは、外
部電極22の第1層22aを内部電極21aと同じニッ
ケルから形成することで、内部電極21と外部電極22
との導通性の向上を図り、また外部電極22の第1層2
2aにニッケルメッキ(第2層22b)と半田メッキ
(第3層22c)を施すことで、防錆性と半田濡れ性を
付与している。また、第1層22aを形成した後の熱処
理で、コンデンサの電気的特性、例えば静電容量やta
nδの劣化防止を図っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
積層セラミックコンデンサでは、半田付け時に外部電極
22に急激に熱が加わると、その第2層22bであるニ
ッケルのメッキ皮膜に内部応力が働いてセラミックチッ
プ22にクラックを発生する欠点がある。このクラック
発生の問題は積層セラミックコンデンサに限らず、外部
電極として同構成を採用するセラミック電子部品に同様
に生じ得る。
【0007】また、上記の製造方法では、外部電極22
の第1層22aを形成した後の熱処理で該第1層22a
の表面が酸化されてしまうため、その後に行なうニッケ
ルメッキの付着性が悪化してその密着強度が落ち、外部
電極22の強度が著しく低下する欠点がある。
【0008】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、半田付け時におけるクラ
ック発生を防止できると共に外部電極の強度を高めるこ
とができるセラミック電子部品とその製造方法を提供す
ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1では、卑金属またはその合金から成る内部
電極を内在したセラミックチップと、内部電極と導通す
る一対の外部電極とを具備したセラミック電子部品にお
いて、上記外部電極を、卑金属またはその合金から成
、未焼成セラミックチップ及び内部電極用の電極ペー
ストと同時焼成されて形成された第1層と、パラジウム
のメッキ膜から成り第1層の表面を覆う第2層と、ニッ
ケルまたはその合金のメッキ膜から成り第2層の表面
覆う第3層と、錫またはその合金のメッキ膜から成り第
3層の表面を覆う第4層とから構成している。
【0010】また、上記目的を達成するため、請求項2
では、卑金属またはその合金を主成分とする内部電極用
の電極ペースト部位を内在する未焼成セラミックチップ
に、卑金属またはその合金を主成分とする外部電極第1
層用の電極ペーストを塗布し、これを未焼成セラミック
チップ及び内部電極用の電極ペーストと同時焼成して外
部電極の第1層を形成する工程と、外部電極の第1層形
成後に、外部電極の第1層の表面にパラジウムをメッキ
して外部電極の第2層を形成する工程と、外部電極の第
2層形成後に、外部電極の第2層の表面にニッケルまた
はその合金をメッキして外部電極の第3層を形成する工
程と、外部電極の第3層形成後に、外部電極の第3層の
表面に錫またはその合金をメッキして外部電極の第4層
を形成する工程とからセラミック電子部品を製造してい
る。
【0011】請求項1記載のセラミック電子部品では、
ペースト焼成によって形成された卑金属またはその合金
から成る外部電極の第1層の表面に、パラジウムのメッ
キ膜から成る第2層を形成してあるので、卑金属または
その合金とパラジウムとの馴染みが良いこともあって、
外部電極の第1層と第2層の相互間に高い密着度を得る
ことできる。また、パラジウムのメッキ膜から成る第2
層の表面に、第2層金属と馴染みの良いニッケルまたは
その合金のメッキ膜を形成してあるので、パラジウムと
ニッケルまたはその合金との馴染みが良いこともあっ
て、第2層と第3層の相互間に高い密着度を得ることで
きる。
【0012】また、請求項2記載のセラミック電子部品
の製造方法では、請求項1記載のセラミック電子部品を
的確に形成することができる。
【0013】
【実施例】図1は本発明に係る積層セラミックコンデン
サを示すもので、該積層セラミックコンデンサは、内部
電極1aを有する柱状のセラミックチップ1と、セラミ
ックチップ1の両端部に設けられた一対の外部電極2と
から構成されている。
【0014】内部電極1aは、ニッケル,銅,鉛,亜
鉛,鉄,錫,アルミニウム,コバルト,クロム等の卑金
属から選択される1種またはその合金から成り、セラミ
ックを介して多層(図中は4層)に積層されその端縁を
交互に露出している。
【0015】外部電極2は4層構造を有しており、チッ
プ側の第1層2aは、内部電極1aと同様の卑金属から
選択される1種またはその合金から成り、内部電極1a
に接続されている。第2層2bは、金,銀,パラジウ
ム,白金,ロジウム等の貴金属から選択される1種また
はその合金から成り、第1層2aを覆っている。第3層
2cは、ニッケルまたはその合金から成り、第2層2b
を覆っている。第4層2dは、錫またはその合金のメッ
キ膜から成り、第3層を覆っている。
【0016】以下に、上記積層セラミックコンデンサの
好適な具体例をその製造方法と共に説明する。
【0017】まず、非還元性のセラミック組成物から成
る厚さ数十μmの未焼成セラミックシ−トの一面に、ニ
ッケルを主成分とする内部電極用の電極ペ−ストを数μ
mの厚みで所定パタ−ンで印刷する。そして、印刷後の
未焼成セラミックシ−トを、その印刷面側に未印刷の未
焼成セラミックシ−トをおき数十枚積層して相互に圧着
させ、これを積層方向に所定の大きさで切断して柱状の
未焼成チップを得る。この未焼成チップの両端面にはニ
ッケル層が露出している。
【0018】次に、この未焼成チップの両端面にその周
面に及んで、ニッケルを主成分とする第1層用の電極ペ
−ストを数μm〜数十μmの厚みをもって浸漬等の方法
によって付着し、この未焼成チップを中性または還元性
雰囲気中で1300℃程度の温度で焼成する。この焼成
によって、未焼成セラミックの焼成と、内部電極1a及
び第1層2a用の各電極ペ−ストの焼付けが行なわれ
る。
【0019】次に、第1層2aの表面に、第2層2bと
なる銀の皮膜を無電解メッキ等のメッキによって形成す
る。ここで形成されるメッキ皮膜の厚みは0.2μm〜
5μmである。そして、第2層2bを形成した後の部品
を自然雰囲気(空気)中で300〜900℃の温度で加
熱する。
【0020】次に、熱処理後の部品の第2層2bの表面
に、第3層2cとなるニッケルの皮膜をメッキによって
形成し、そして第3層2cの表面に、第4層2dとなる
半田(錫−鉛合金)の皮膜をメッキによって形成する。
両層2c,2dのメッキ皮膜の厚みは0.2μm〜5μ
mである。
【0021】以上で、内部電極1a及び外部電極2の第
1層2aがニッケルで、第2層2bが銀で、第3層2c
がニッケルで、第4層2dが半田から成る積層セラミッ
クコンデンサが製造される。第2層2bを形成した後の
熱処理は、コンデンサの電気的特性、例えば静電容量や
tanδの劣化防止を図るためのものである。また、熱
処理の前段階で第1層2aの表面に第2層2bとなる銀
のメッキ皮膜を形成しているので、熱処理時に第1層2
aは勿論、第2層も酸化されることがなく、第3層2c
となるニッケルのメッキ皮膜を該第2層2bの表面に良
好に密着させることができる。
【0022】図2には、従来品と上記の製造方法で得ら
れた積層セラミックコンデンサの半田付け後のクラック
検査結果を示してある。この検査では、発明品として第
2層2bとなる銀のメッキ皮膜と第3層2cとなるニッ
ケルのメッキ皮膜の厚みが夫々0.2μmと2μmと5
μmに形成された計9種類の積層セラミックコンデンサ
を夫々200個宛用意し、従来品として銀のメッキ皮膜
がないものを200個用意した。検査では実際の半田付
けと同じ温度状態を作るため、各積層セラミックコンデ
ンサを2分以上の予備加熱をはさんで260℃程度に加
熱し、該温度を3秒程度維持した後に自然冷却させてか
ら、各積層セラミックコンデンサの断面を光学顕微鏡で
視認しクラックの発生を識別した。
【0023】同図から判るように、銀のメッキ皮膜を有
しない従来品ではニッケルのメッキ皮膜が0.2μmと
2μmと5μmの場合で夫々クラックが発生し、該クラ
ックはニッケルのメッキ皮膜が厚くなるほど増加するこ
とが確認された。一方、銀のメッキ皮膜を第2層2bと
して有する発明品では、第3層2cのニッケルのメッキ
皮膜の厚みに関係なくクラックの発生が全く見られなか
った。尚、検査結果を示していないが、外部電極2の第
1層2aが銅から成る積層セラミックコンデンサの場合
も上記の発明品と同様の好結果が得られた。
【0024】また、図3には、従来品と上記の製造方法
で得られた積層セラミックコンデンサの外部電極強度の
検査結果を示してある。この検査では、発明品1として
第2層2bとなる銀のメッキ皮膜の厚みが3μmに形成
された積層セラミックコンデンサを10個、従来品とし
て銀のメッキ皮膜がないものを10個用意した。また、
第1層2aが銅から成る発明品1と同様の積層セラミッ
クコンデンサを発明品2として10個用意した。検査で
は各積層セラミックコンデンサの各外部電極の中央にリ
−ド線を半田付けし、一方のリ−ド線を固定して他方の
リ−ド線を引張ったときに外部電極部分が破壊される強
度をゲ−ジによって測定した。
【0025】同図から判るように、銀のメッキ皮膜を有
しない従来品では引張り強度の平均値が1.48kgf
であるのに対し、銀のメッキ皮膜を有する発明品1では
引張り強度の平均値が4.51kgfと大幅に向上し
た。また、外部電極2の第1層2aが銅から成る発明品
2でも、引張り強度の平均値が4.90kgfと大幅に
向上した。
【0026】尚、外部電極の第2層として銀以外の貴金
属またはその合金のメッキ皮膜を採用する場合でも、上
記と同様の効果を得ることができる。
【0027】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1記載のセ
ラミック電子部品によれば、外部電極の第1層と第2層
の相互間、また、第2層と第3層の相互間に高い密着度
を得て、外部電極の強度を格段高めることができ、半田
付け時に外部電極に内部応力が生じた場合でもこの応力
によって外部電極にクラックを発生することを確実に防
止できる。
【0028】また、請求項2記載のセラミック電子部品
の製造方法によれば、請求項1記載のセラミック電子部
品を的確に製造でき、製造部品に前記同様の作用効果を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る積層セラミックコンデンサの断面
【図2】半田付け後のクラック検査結果を示す図
【図3】外部電極強度の検査結果を示す図
【図4】従来の積層セラミックコンデンサの断面図
【符号の説明】
1…セラミックチップ、1a…内部電極、2…外部電
極、2a…第1層、2b…第2層、2c…第3層、2d
…第4層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新井 正浩 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−16323(JP,A) 実開 昭59−44031(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 4/00 - 4/42

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 卑金属またはその合金から成る内部電極
    を内在したセラミックチップと、内部電極と導通する一
    対の外部電極とを具備したセラミック電子部品におい
    て、 上記外部電極を、 卑金属またはその合金から成り、未焼成セラミックチッ
    プ及び内部電極用の電極ペーストと同時焼成されて形成
    された第1層と、パラジウムのメッキ膜 から成り第1層の表面を覆う第2
    層と、 ニッケルまたはその合金のメッキ膜から成り第2層の表
    を覆う第3層と、 錫またはその合金のメッキ膜から成り第3層の表面を覆
    う第4層とから構成した、 ことを特徴とするセラミック電子部品。
  2. 【請求項2】 卑金属またはその合金を主成分とする内
    部電極用の電極ペースト部位を内在する未焼成セラミッ
    クチップに、卑金属またはその合金を主成分とする外部
    電極第1層用の電極ペーストを塗布し、これを未焼成セ
    ラミックチップ及び内部電極用の電極ペーストと同時
    成して外部電極の第1層を形成する工程と、外部電極の第1層形成後に、 外部電極の第1層の表面に
    パラジウムをメッキして外部電極の第2層を形成する工
    程と、外部電極の第2層形成後に、 外部電極の第2層の表面に
    ニッケルまたはその合金をメッキして外部電極の第3層
    を形成する工程と、外部電極の第3層形成後に、 外部電極の第3層の表面に
    錫またはその合金をメッキして外部電極の第4層を形成
    する工程とを具備した、 ことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
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