JP2000306764A - 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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JP2000306764A
JP2000306764A JP11115831A JP11583199A JP2000306764A JP 2000306764 A JP2000306764 A JP 2000306764A JP 11115831 A JP11115831 A JP 11115831A JP 11583199 A JP11583199 A JP 11583199A JP 2000306764 A JP2000306764 A JP 2000306764A
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ceramic electronic
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ceramic
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Yoshio Kawaguchi
慶雄 川口
Takuji Nakagawa
卓二 中川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部電極にリード端子を強固に接合すること
が可能な信頼性の高いセラミック電子部品及びその製造
方法を提供する。 【解決手段】 導電ペーストを塗布、焼付けしてなる外
部電極（厚膜電極）３の表面に金属板１０を接合する。
また、金属板１０に、金属材料からなるリード端子１１
を接合する。また、リード端子の接合方法として、溶接
法や圧接法などを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願発明は、セラミック中に
内部電極を配設してなるセラミック電子部品素子に、内
部電極と導通する外部電極を配設してなるセラミック電
子部品、及び外部電極にリード端子を取り付けた端子付
のセラミック電子部品、さらには、それらの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
セラミック中に内部電極を配設してなる種々のセラミッ
ク電子部品が広く用いられている。
【０００３】図３は、代表的なセラミック電子部品の一
つである積層セラミックコンデンサを示す断面図であ
る。この積層セラミックコンデンサは、図３に示すよう
に、セラミック電子部品素子５１中に、セラミック層５
１ａを介して互いに対向するように複数の内部電極５２
が配設され、かつ、交互に逆側の端面に引き出された内
部電極５２と導通するように、セラミック電子部品素子
５１の両端面に一対の外部電極５３が配設された構造を
有している。
【０００４】ところで、近年においては、スイッチング
電源の高周波化により、高周波での損失が少ない積層セ
ラミックコンデンサが多用されるようになり、積層セラ
ミックコンデンサに対する大容量化への要請が増大して
きている。そして、この要請に応えるために、大型で、
これまでよりも大きな静電容量を取得することが可能な
積層セラミックコンデンサが開発されるに至っている。
【０００５】しかし、電源のように温度変化の大きい環
境で使用される場合、大型の積層セラミックコンデンサ
においては、積層セラミックコンデンサと、それが実装
されるプリント基板との熱膨張率の差から、両者の間に
機械的応力が発生し、コンデンサにクラックが発生する
ことがあり、必ずしも信頼性が十分ではないという問題
点がある。
【０００６】そこで、例えば、図４に示すように、外部
電極５３に、金属板を加工してなるリード端子５４を取
り付け、このリード端子５４を介して、プリント基板な
どに実装することにより、セラミック電子部品素子５１
とプリント基板との熱膨張率の差から生じる機械的応力
を緩和するようにした積層セラミックコンデンサが用い
られるに至っている。
【０００７】また、上記外部電極５３にリード端子５４
を接合する方法としては、通常、はんだ付けの方法が用
いられているが、近年、環境保護の見地から、以下のよ
うに、Ｐｂを含むはんだを使用せずにリード端子を外部
電極に接合する方法が開発されている。
【０００８】すなわち、はんだを使用せずにリード端子
を外部電極に取り付ける方法としては、例えば、 導電接着剤を用いてリード端子を外部電極に接合する
方法や、 スポット溶接法や圧接法などの方法によりリード端子
を外部電極に接合する方法 などが提案され、一部が実施されている。
【０００９】しかし、上記の導電接着剤を用いる方法
の場合、導電接着剤が、通常、１５０℃程度の温度で軟
化してしまうため、例えば、積層セラミックコンデンサ
をリフローはんだ付けなどの方法で実装する場合、実装
時の温度に耐えられないという問題点があり、また、上
記のスポット溶接法や圧接法などの方法の場合、外部
電極が、導電ペーストの塗布、焼付けにより形成された
燒結金属体であるため、粗な構造を有しており、通常の
金属のような緻密な構造（組織）を有していないため、
限られた領域（面積）で外部電極とリード端子とを接合
させるスポット溶接法や圧接法などの方法では、十分な
機械的強度を確保することができないという問題点があ
る。
【００１０】なお、これらの問題点は、積層セラミック
コンデンサに限らず、ＬＣ複合部品やバリスタなど種々
のセラミック電子部品に当てはまるものである。
【００１１】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、外部電極にリード端子を強固に接合することが可
能な信頼性の高いセラミック電子部品及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願発明（請求項１）のセラミック電子部品は、一
部が端面に露出するような態様でセラミック中に内部電
極が配設された構造を有するセラミック電子部品素子
と、前記内部電極と導通するようにセラミック電子部品
素子の端面に配設された、導電ペーストを塗布、焼付け
してなる外部電極と、前記外部電極の表面に接合された
金属板とを具備することを特徴としている。
【００１３】本願発明のセラミック電子部品は、導電ペ
ーストを塗布、焼付けしてなる外部電極（厚膜電極）の
表面に金属板が接合された構造を有しており、この金属
板にリード端子を溶接法や圧接法などの方法で取り付け
ることにより、リード端子の接合強度に優れた、信頼性
の高いセラミック電子部品を得ることが可能になる。ま
た、本願発明のセラミック電子部品は、金属板を取り付
けた状態で、そのまま表面実装することも可能であり、
広い用途や実装方法の自由度を有している。
【００１４】なお、本願発明のセラミック電子部品にお
いては、金属板は、セラミック電子部品素子の端面（に
形成された外部電極）からはみ出すことのないように、
かつ、外部電極との間（特に金属板の周縁部と外部電極
との間）に実質的に隙間が生じないように外部電極の表
面に接合することが望ましい。これは、そうすることに
より、金属板が他の部材と引っかかったり、実装工程で
セラミック電子部品素子と金属板との間にはんだなどが
侵入したりすることを防止して、信頼性を向上させるこ
とが可能になることによる。
【００１５】また、請求項２のセラミック電子部品は、
前記金属板に、金属材料からなるリード端子が接合され
ていることを特徴としている。
【００１６】金属板に、金属材料からなるリード端子を
接合した端子付の電子部品においては、リード端子が組
織の緻密な金属板に接合されており、その接合強度が十
分であることから、高い信頼性を得ることが可能にな
る。
【００１７】なお、金属材料からなるリード端子の形状
や材質には特別の制約はなく、例えば、ＡｇやＣｕなど
からなる所定の形状の平坦な金属板を用いたもの、それ
を折り曲げ加工したもの、断面形状が円形のワイヤなど
の線材、扁平な形状の線材、これらの線材を折り曲げ加
工したものなどをリード端子として使用することが可能
である。
【００１８】また、請求項３のセラミック電子部品は、
前記リード端子が、溶接法、圧接法のいずれかの方法
により、前記金属板に接合されていることを特徴として
いる。
【００１９】外部電極（厚膜電極）の表面に接合された
組織が緻密な金属板に、溶接法や圧接法などの方法でリ
ード端子が取り付けられたセラミック電子部品において
は、リード端子の接合強度が大きく、十分な信頼性を確
保することが可能になる。
【００２０】また、本願発明（請求項４）のセラミック
電子部品の製造方法は、一部が端面に露出するような態
様でセラミック中に内部電極が配設された構造を有する
未焼成のセラミック電子部品素子の端面に、外部電極用
の導電ペーストを塗布する工程と、前記導電ペーストの
表面に金属板を密着させる工程と、これらを一体に焼成
して、セラミック電子部品素子の端面に外部電極が形成
され、かつ、該外部電極の表面に金属板が接合されたセ
ラミック電子部品を形成する工程とを具備することを特
徴としている。
【００２１】未焼成のセラミック電子部品素子の端面
に、外部電極用の導電ペーストを塗布し、この導電ペー
ストの表面に金属板を密着させて、一体に焼成すること
により、特に接合剤（接着剤）などを必要とすることな
く、金属板を外部電極に接合することが可能になり、セ
ラミック電子部品素子の端面に外部電極が形成され、か
つ、その表面に金属板が接合されたセラミック電子部品
を効率よく製造することが可能になる。
【００２２】また、本願発明（請求項５）のセラミック
電子部品の製造方法は、一部が端面に露出するような態
様でセラミック中に内部電極が配設された構造を有する
未焼成のセラミック電子部品素子の端面に、外部電極用
の導電ペーストを塗布して焼成することにより、外部電
極を形成する工程と、前記外部電極の表面に高温はんだ
により金属板を接合する工程と、を具備することを特徴
としている。
【００２３】本願発明のセラミック電子部品は、外部電
極の表面に高温はんだにより金属板を接合することによ
っても製造することが可能であり、その場合、実装工程
で低温はんだを用いることにより、特に問題なく、実装
することが可能になり、実用性を確保することができ
る。
【００２４】また、請求項６のセラミック電子部品の製
造方法は、前記外部電極の表面に接合された金属板に、
金属材料からなるリード端子を接合する工程を備えてい
ることを特徴としている。
【００２５】外部電極の表面に接合された金属板に、リ
ード端子を接合するようにした場合、金属板が緻密な組
織を有していることから、リード端子を金属板を介し
て、確実にセラミック電子部品素子に取り付けることが
可能になり、効率よく、信頼性の高いセラミック電子部
品を製造することが可能になる。
【００２６】また、請求項７のセラミック電子部品の製
造方法は、前記金属板に前記リード端子を接合する方法
として、溶接法、圧接法のいずれかの方法を用いること
を特徴としている。
【００２７】リード端子を溶接法や圧接法などの方法で
金属板に取り付けることにより、リード端子の取付強度
が大きく、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく
製造することが可能になる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本願発明の実施の形態を示
してその特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【００２９】［実施形態１（セラミック電子部品）］図
１は本願発明の一実施形態（実施形態１）にかかる面実
装型のセラミック電子部品（この実施形態では積層セラ
ミックコンデンサ）を示す図であり、(ａ)は断面図、
(ｂ)は斜視図である。
【００３０】図１に示すように、このセラミック電子部
品（積層セラミックコンデンサ）Ａにおいては、セラミ
ック電子部品素子１中に、セラミック層１ａを介して互
いに対向し、かつ、交互に逆側の端面に引き出されるよ
うに複数の内部電極２が配設され、端面に引き出された
内部電極２と導通するように、セラミック電子部品素子
１の両端面に一対の外部電極３が配設されており、か
つ、外部電極３の表面には、平面形状が方形で、平坦な
金属板１０が接合されている。
【００３１】なお、金属板１０は、セラミック電子部品
素子１の端面（の外部電極３）からはみ出すことがな
く、かつ、外部電極３との間に実質的に隙間が生じない
ように外部電極３の表面に接合されている。これによ
り、金属板１０が他の部材と引っかかったり、実装工程
でセラミック電子部品素子１と金属板１０の間にはんだ
などが侵入したりすることを防止して、信頼性を向上さ
せることが可能になる。
【００３２】なお、この実施形態のセラミック電子部品
において、外部電極３は、Ａｇ粉末を導電成分とする導
電ペーストを塗布、焼き付けすることにより形成されて
いる。また、外部電極３に接合された金属板１０として
は、Ａｇ板が用いられている。
【００３３】［実施形態２（セラミック電子部品）］図
２は本願発明の一実施形態（実施形態２）にかかる面実
装型のセラミック電子部品（積層セラミックコンデン
サ）を示す図であり、(ａ)は断面図、(ｂ)は斜視図であ
る。
【００３４】図２に示すように、このセラミック電子部
品（積層セラミックコンデンサ）Ｂは、上記実施形態１
のセラミック電子部品Ａ（図１）の、外部電極３の表面
に接合された金属板１０に、金属製の板材の下側を水平
方向に内側に折り曲げ加工したリード端子１１をワイヤ
ボンディングによる方法で取り付けたものである。な
お、図２のセラミック電子部品を構成するリード端子１
１としては、Ａｇ板を折り曲げ加工したものが用いられ
ている。
【００３５】［実施形態１及び２のセラミック電子部品
の製造方法］次に、上記実施形態１及び２のセラミック
電子部品Ａ，Ｂの製造方法について説明する。
【００３６】まず、長さＬ＝５．７mm、幅Ｗ＝５．０
mm、厚みＴ＝２．０mmの、未焼成のセラミック電子部品
素子１を形成し、その両端面（内部電極２が引き出され
た面）に、Ａｇ粉末、ガラスフリット、樹脂、及び溶剤
を配合、混練してなる導電ペーストを塗布する。 それから、導電ペーストが塗布された面に、表面寸法
が４．０mm×１．５mmで、厚みが０．３mmのＡｇ板（金
属板）を圧着する。 そして、このセラミック電子部品素子１を７００℃の
焼成炉に入れ、導電ペーストを焼き付けることにより、
図１に示すように、セラミック電子部品素子１の両端面
に外部電極３が形成され、かつ、該外部電極３の表面
に、実質的に隙間が生じないように金属板１０が接合さ
れたセラミック電子部品（上記実施形態１のセラミック
電子部品）Ａを形成する。 それから、Ａｇ板を折り曲げ加工したリード端子１１
をスポット溶接により金属板１０の表面に接合すること
により、リード端子１１を備えたセラミック電子部品
（前記実施形態２のセラミック電子部品）Ｂを得る。
【００３７】上述のように、未焼成のセラミック電子部
品素子１の端面に、外部電極３用の導電ペーストを塗布
し、この導電ペーストの表面に金属板１０を密着させ
て、一体に焼成することことにより、セラミック電子部
品素子１の端面に外部電極３が形成され、かつ、その表
面に実質的に隙間が生じないように金属板１０が接合さ
れたセラミック電子部品Ａを効率よく製造することが可
能になり、さらに、外部電極３の表面に接合された金属
板１０に、リード端子１１を、スポット溶接により接合
することにより、リード端子１１を金属板１０を介し
て、確実にセラミック電子部品素子１に取り付けること
が可能になり、効率よく、信頼性の高い端子付のセラミ
ック電子部品を製造することができる。
【００３８】なお、上記実施形態では、Ａｇの板材から
なるリード端子をスポット溶接により金属板（Ａｇ板）
に接合した場合について説明したが、例えば金属板とし
てＡｕ板を用い、Ｓｎめっきを施したＣｕリード端子
を、ボンディングの方法により取り付けることも可能で
ある。
【００３９】また、上記実施形態では、導電ペーストが
塗布された面に、金属板を圧着し、７００℃の炉に入れ
て導電ペーストを焼き付けることにより、外部電極を形
成するとともに、その表面に、金属板を接合するように
しているが、導電ペーストを焼き付けて外部電極を形成
した後、高温はんだにより、外部電極の表面にリード端
子を接合することも可能である。
【００４０】［リード端子の接合強度についての評価］
本願発明のセラミック電子部品のリード端子の接合強度
を評価するために、上記実施形態１の金属板１０が外部
電極３に接合されていないことを除いては、実施形態１
のセラミック電子部品と同じ構成を有するセラミック電
子部品（比較例）を、上記実施形態１の場合と同様の方
法で製造した。なお、金属板１０としては、評価のた
め、Ｐｄ板を用いた。
【００４１】そして、上記実施形態１のセラミック電子
部品には、ワイヤボンディングによる圧接法により、直
径が３０μmのＡｕワイヤを上記金属板１０に取り付
け、比較例のセラミック電子部品の場合には、Ｐｄ外部
電極に直径が３０μmのＡｕワイヤを直接に取り付け
た。
【００４２】そして、上記実施形態１及び比較例のセラ
ミック電子部品へのワイヤの接続（接合）強度を、ＭＩ
Ｌ−ＳＴＤ−８８３ Ｍｅｔｈｏｄ ２０１１により測定
した。その結果は、以下の通りである。 実施形態１のセラミック電子部品のワイヤの接続強度 接続強度 ： １０ｇ・ｆ 破断モード： ワイヤの切断 比較例（従来例）のセラミック電子部品のワイヤの接
続強度 接続強度 ： ４ｇ・ｆ 破断モード： ワイヤ先端に外部電極焼結体の一部が付
着した状態で破断
【００４３】これより、本願発明の実施形態にかかるセ
ラミック電子部品のように、外部電極の表面に金属板を
接合し、この金属板にリード端子をスポット溶接やワイ
ヤボンディングなどの方法を用いて取り付けることによ
り、リード端子の接続（接合）強度を大幅に向上させる
ことが可能になることがわかる。なお、本願発明におけ
る溶接法としては、レーザ溶接やアーク溶接などのスポ
ット溶接法などが用いられ、圧接法としては、熱圧着や
超音波ボンダを用いて金属間を相互拡散させて接続する
方法などが採用される。
【００４４】なお、上記実施形態では、金属板として、
Ａｇ板を用いたが、金属板の種類はこれに限られるもの
ではなく、Ａｕ板、Ｃｕ板、ステンレス板、その他種々
の金属材料からなるものを用いることが可能である。
【００４５】また、上記実施形態では、金属板の平面形
状が方形である場合を例にとって説明したが、金属板の
形状に特別の制約はなく、丸形、凹凸状など種々の形状
の金属板を用いることが可能である。
【００４６】また、上述の実施形態においては、積層セ
ラミックコンデンサを例にとって説明したが、本願発明
は、積層セラミックコンデンサに限らず、内部電極を備
えたセラミック電子部品素子の表面に、内部電極と導通
するようにリード端子を配設してなる種々のセラミック
電子部品に適用することが可能である。
【００４７】なお、本願発明は、さらにその他の点にお
いても上記実施形態に限定されるものではなく、セラミ
ック電子部品素子を構成するセラミックの種類、内部電
極のパターンや構成材料、リード端子の配設位置などに
関し、発明の要旨の範囲内において種々の応用、変形を
加えることが可能である。
【００４８】
【発明の効果】上述のように、本願発明のセラミック電
子部品は、導電ペーストを塗布、焼付けしてなる外部電
極（厚膜電極）の表面に金属板が接合された構造を有し
ているので、リード端子を溶接法や圧接法などの方法で
金属板に取り付けることにより、リード端子の取付強度
を向上させることが可能になり、信頼性を高めることが
可能になる。また、このセラミック電子部品は、場合に
よっては、リード端子を取り付けずに、そのまま表面実
装することも可能である。
【００４９】また、請求項２のセラミック電子部品のよ
うに、金属板に、金属材料からなるリード端子を接合し
た端子付の電子部品においては、リード端子が組織の緻
密な金属板に接合されており、その取付強度が十分であ
ることから、高い信頼性を実現することが可能になる。
【００５０】また、請求項３のセラミック電子部品のよ
うに、溶接法や圧接法などの方法でリード端子が金属板
に取り付けられたセラミック電子部品においては、リー
ド端子の取付強度が大きく、十分な信頼性を確保するこ
とができる。
【００５１】また、本願発明（請求項４）のセラミック
電子部品の製造方法は、未焼成のセラミック電子部品素
子の端面に、外部電極用の導電ペーストを塗布し、この
導電ペーストの表面に金属板を密着させて、一体に焼成
するようにしているので、特に接合剤（接着剤）などを
必要とすることなく、金属板を外部電極に接合すること
が可能になり、セラミック電子部品素子の端面に外部電
極が形成され、かつ、その表面に金属板が接合されたセ
ラミック電子部品を効率よく製造することが可能にな
る。
【００５２】また、本願発明のセラミック電子部品は、
請求項５のように、外部電極の表面に高温はんだにより
金属板を接合することによっても製造することが可能で
あり、その場合、実装工程で低温はんだを用いることに
より、特に問題なく、実装することが可能になり、実用
性を確保することができる。
【００５３】また、請求項６のセラミック電子部品の製
造方法のように、外部電極の表面に接合された金属板
に、リード端子を接合するようにした場合、金属板が緻
密であることから、リード端子を金属板を介して、確実
にセラミック電子部品素子に取り付けることが可能にな
り、効率よく、信頼性の高いセラミック電子部品を製造
することが可能になる。
【００５４】また、請求項７のセラミック電子部品の製
造方法のように、溶接法や圧接法などの方法で金属板に
取り付けることにより、リード端子の取付強度が大き
く、信頼性の高いセラミック電子部品を効率よく製造す
ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態（実施形態１）にかかる
面実装型のセラミック電子部品を示す図であり、(ａ)は
断面図、(ｂ)は斜視図である。
【図２】本願発明の一実施形態（実施形態２）にかかる
面実装型のセラミック電子部品を示す図であり、(ａ)は
断面図、(ｂ)は斜視図である。
【図３】従来のセラミック電子部品を示す断面図であ
る。
【図４】従来の他のセラミック電子部品を示す断面図で
ある。
【符号の説明】
Ａ，Ｂ セラミック電子部品 １ セラミック電子部品素子 １ａ セラミック層 ２ 内部電極 ３ 外部電極 １０ 金属板 １１ リード端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5E001 AB03 AF06 AH01 AH04 AH09 AJ03 5E082 AA02 AB03 BC32 FG26 FG54 GG08 GG11 JJ03 JJ09 JJ12 JJ23 JJ25 JJ27 MM24

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】一部が端面に露出するような態様でセラミ
    ック中に内部電極が配設された構造を有するセラミック
    電子部品素子と、 前記内部電極と導通するようにセラミック電子部品素子
    の端面に配設された、導電ペーストを塗布、焼付けして
    なる外部電極と、 前記外部電極の表面に接合された金属板と を具備することを特徴とするセラミック電子部品。
  2. 【請求項２】前記金属板に、金属材料からなるリード端
    子が接合されていること特徴とする請求項１記載のセラ
    ミック電子部品。
  3. 【請求項３】前記リード端子が、溶接法、圧接法のいず
    れかの方法により、前記金属板に接合されていることを
    特徴とする請求項２記載のセラミック電子部品。
  4. 【請求項４】一部が端面に露出するような態様でセラミ
    ック中に内部電極が配設された構造を有する未焼成のセ
    ラミック電子部品素子の端面に、外部電極用の導電ペー
    ストを塗布する工程と、 前記導電ペーストの表面に金属板を密着させる工程と、 これらを一体に焼成して、セラミック電子部品素子の端
    面に外部電極が形成され、かつ、該外部電極の表面に金
    属板が接合されたセラミック電子部品を形成する工程と
    を具備することを特徴とするセラミック電子部品の製造
    方法。
  5. 【請求項５】一部が端面に露出するような態様でセラミ
    ック中に内部電極が配設された構造を有する未焼成のセ
    ラミック電子部品素子の端面に、外部電極用の導電ペー
    ストを塗布して焼成することにより、外部電極を形成す
    る工程と、 前記外部電極の表面に高温はんだにより金属板を接合す
    る工程と、 を具備することを特徴とするセラミック電子部品の製造
    方法。
  6. 【請求項６】前記外部電極の表面に接合された金属板
    に、金属材料からなるリード端子を接合する工程を備え
    ていることを特徴とする請求項４記載のセラミック電子
    部品の製造方法。
  7. 【請求項７】前記金属板に前記リード端子を接合する方
    法として、溶接法、圧接法のいずれかの方法を用いるこ
    とを特徴とする請求項５記載のセラミック電子部品の製
    造方法。
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