JP2000323353A - セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミック電子部品本体上に形成された端子
電極に端子部材を半田付けするための半田として、端子
部材を配線基板に半田付けするための作業温度より高い
融点を有しながら、鉛を含まないＳｎ−Ｚｎ系半田を用
いることを可能にする。 【解決手段】 端子電極３を、アルミニウム粉末を含む
導電性ペーストを焼き付けて形成された厚膜によって構
成しながら、端子部材４を、アルミニウムを主成分とす
る金属板から構成し、これら両者をＳｎ−Ｚｎ系半田５
を介して接合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック電子
部品に関するもので、特に、たとえば積層セラミックコ
ンデンサのようにチップ状のセラミック電子部品本体を
備えるセラミック電子部品の端子部分の材質に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、熱放散性に優れたアルミニウ
ムからなる配線基板上に積層セラミックコンデンサのよ
うなセラミック電子部品を表面実装すると、アルミニウ
ム基板とセラミック電子部品との熱膨張の差が大きいた
め、温度の上昇および下降を繰り返す温度サイクルにお
いて、セラミック電子部品の破壊等を生じやすい、とい
う問題がある。特に、電源市場で求められている高容量
のＰｂ系セラミック誘電体を用いた積層セラミックコン
デンサの場合には、その抗折強度が比較的低いため、こ
の問題がより生じやすい。

【０００３】上述の問題を解決するため、セラミック電
子部品に備えるセラミック電子部品本体の表面に形成さ
れた端子電極を、直接、配線基板上に半田付けするので
はなく、端子電極にたとえば金属板からなる端子部材を
取り付け、この端子部材を配線基板に半田付けすること
が提案され、かつ実用に供されている。

【０００４】このように端子部材を備えるセラミック電
子部品によれば、端子部材の変形または動きによって、
温度変化による配線基板の膨張・収縮に基づいて生じる
応力を吸収し、電子部品本体が熱衝撃によって破壊され
ることを防止することができる。

【０００５】上述のようなセラミック電子部品におい
て、通常、端子電極は、銀粉末を含む導電性ペーストを
焼き付けて形成されるもので、銀を主成分とする材質か
ら構成される。また、端子部材は、たとえば、ステンレ
ス鋼、鉄−ニッケル合金等からなる金属板によって構成
される。また、端子部材は、端子電極に対して、通常、
半田付けされることによって接合される。なお、この半
田付けをより容易にするため、端子部材の表面には、た
とえば錫、半田、銀、金等のめっきが施されることがあ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようなセラミック
電子部品に備える端子部材を配線基板に半田付けする場
合、たとえば共晶半田を用いたリフロー法によって行な
われ、この場合の作業温度としては、たとえば２３０℃
が適用される。したがって、端子部材を端子電極に取り
付けている半田としては、この２３０℃以上の温度で接
合強度を保証できるものでなければならない。

【０００７】上述のように２３０℃以上の高温で耐え得
る高温半田は、通常、鉛を多く含む半田によって実現さ
れる。しかしながら、環境問題の点で、鉛を含む半田の
使用はできるだけ避けることが望まれているものの、鉛
を含まない半田によって高温半田を実現することは困難
である。

【０００８】このような状況の中で、Ｓｎ−Ｚｎ系半田
の中には、かなりの高温での接合強度を保証できるもの
があることが知られている。したがって、環境問題を考
慮したとき、このようなＳｎ−Ｚｎ系半田を使用すれば
よいことがわかる。

【０００９】しかしながら、端子電極が前述したように
銀を含む場合、この端子電極に端子部材を半田付けする
ためにＳｎ−Ｚｎ系半田を用いても、端子部材を端子電
極に十分な強度をもって取り付けることが困難であるこ
とも確認されている。

【００１０】そこで、この発明の目的は、端子部材を端
子電極に取り付けるにあたって、鉛の使用を避けること
ができる、セラミック電子部品を提供しようとすること
である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、その表面に
端子電極が形成された、セラミック電子部品本体と、一
方側端部が端子電極に取り付けられ、かつ他方側端部が
配線基板への接続部となる、端子部材とを備える、セラ
ミック電子部品に向けられるものであって、上述した技
術的課題を解決するため、端子電極が、アルミニウムを
主成分とする材質からなり、かつ、端子部材が、少なく
とも端子電極側に向く面においてアルミニウムを主成分
とする材質からなることを特徴としている。

【００１２】この発明において、端子電極は、典型的に
は、アルミニウム粉末を含む導電性ペーストを焼き付け
て形成されたものである。

【００１３】また、この発明において、端子電極および
端子部材の各材質が前述したように選ばれることによっ
て、Ｓｎ−Ｚｎ系半田による半田付けが端子部材を端子
電極に取り付けるために適用することが可能となる。し
たがって、この発明の好ましい実施態様では、端子部材
が、端子電極に対して、Ｓｎ−Ｚｎ系半田を介して接合
されている、セラミック電子部品が提供される。

【００１４】また、この発明において、端子部材は、端
子電極に対して、電気溶接または超音波溶接のような溶
接によって接合されてもよい。

【００１５】上述したような溶接を適用する場合、端子
電極は、アルミニウム粉末を含む導電性ペーストを焼き
付けて形成されたアルミニウム層およびその上に銀粉末
を含む導電性ペーストを焼き付けて形成された銀層を備
えることが好ましい。

【００１６】また、この発明において、端子部材は、典
型的には、アルミニウムを主成分とする金属板から構成
される。

【００１７】また、端子部材は、アルミニウムを主成分
とする金属板と他の金属を主成分とする金属板とを貼り
合わせた構造を有していてもよい。

【００１８】また、この発明に係るセラミック電子部品
が配線基板に実装されるとき、端子部材を配線基板に半
田付けするための半田として鉛を含む半田が用いられる
場合には、アルミニウムはこのような鉛系半田による半
田付け性が悪いので、端子部材の、少なくとも配線基板
への接続部には、アルミニウムを主成分とする金属板に
ニッケルを主成分とする金属板が張り合わされ、かつニ
ッケルを主成分とする金属板上に錫または半田めっき膜
が形成されていることが好ましい。

【００１９】また、この発明に係るセラミック電子部品
は、複数のセラミック電子部品本体を備え、これら複数
のセラミック電子部品本体の各々の端子電極に端子部材
が共通に接続されている構造を有していてもよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施形
態によるセラミック電子部品１の外観を示す正面図であ
る。

【００２１】セラミック電子部品１は、たとえば積層セ
ラミックコンデンサを構成するチップ状のセラミック電
子部品本体２を備え、電子部品本体２の両端部には、端
子電極３がそれぞれ形成されている。各端子電極３に
は、端子部材４が取り付けられている。

【００２２】より詳細には、端子電極３は、アルミニウ
ムを主成分とする材質からなり、また、端子部材４は、
アルミニウムを主成分とする金属板から構成される。ま
た、端子部材４は、端子電極３に対して、半田付けされ
るが、この半田付けにおいて、Ｓｎ−Ｚｎ系半田５が用
いられる。

【００２３】より具体的な実施例において、セラミック
電子部品１を得るため、チタン酸バリウム系セラミック
誘電体を用いて積層セラミックコンデンサが構成された
電子部品本体２が用意され、この電子部品本体２の両端
部に端子電極３をそれぞれ形成するため、アルミニウム
粉末を含む導電性ペーストが電子部品本体２の両端部に
塗布され、乾燥された後、大気中において６５０℃で焼
成される。

【００２４】他方、アルミニウム板からなる端子部材４
が用意される。これら端子部材４は、各々の一方側端部
が端子電極３に取り付けられ、かつ他方側端部が配線基
板（図示せず。）への接続部６となるもので、接続部６
は、Ｌ字状に折り曲げられた形態を有している。接続部
６の外側に向く面には、通常の鉛を含む半田に対する半
田付け性を良好なものとするため、端子部材４を構成す
る前述したアルミニウム板にニッケル板７が貼り合わさ
れ、さらに、このニッケル板７上に錫または半田めっき
膜８が形成される。

【００２５】次いで、前述したようにアルミニウムを含
む厚膜からなる端子電極３に端子部材４を取り付けるた
め、Ｓｎ−Ｚｎ系半田５として、Ｓｎ８０Ｚｎ１０Ａｇ
１０の半田が用意され、この半田を用いながら、超音波
を加えることによって、Ｓｎ−Ｚｎ系半田５による端子
部材４と端子電極３との半田付けが達成される。

【００２６】図２は、この発明の第２の実施形態による
セラミック電子部品１１の主要部を拡大して示す断面図
である。

【００２７】このセラミック電子部品１１は、積層セラ
ミックコンデンサを構成するセラミック電子部品本体１
２を備えているが、図２には、積層セラミックコンデン
サのための内部電極１３および誘電体層１４の各一部が
図示されている。

【００２８】この実施形態では、電子部品本体１２の端
部に形成される端子電極１５は、アルミニウム粉末を含
む導電性ペーストを焼き付けて形成されたアルミニウム
層１６およびその上に銀粉末を含む導電性ペーストを焼
き付けて形成された銀層１７から構成される。銀層１７
は、アルミニウム層１６の酸化を防止する機能を果た
し、その厚みは、アルミニウム層１６の厚みに比べて薄
くされる。

【００２９】また、端子部材１８としては、図１に示し
た端子部材４の場合と同様、アルミニウム板からなるも
のが用いられ、その配線基板への接続部には、図示しな
いが、ニッケル板が貼り合わされ、かつこのニッケル板
上には錫または半田めっき膜が形成される。

【００３０】また、この実施形態では、端子部材１８を
端子電極１５に取り付けるため、電気溶接のような溶接
が適用される。図２において、溶接部１９が図解的に示
されている。図２によれば、銀層１７を介して端子部材
１８と端子電極１５とが接合されているように図示され
ているが、銀層１７は、前述したように薄いので、多く
の場合、端子部材１８とアルミニウム層１６とが実質的
に接触した状態でこれらの間での接合が達成される。

【００３１】図３は、この発明の第３の実施形態による
セラミック電子部品２１の外観を示す正面図であり、図
４は、図３の部分ＩＶを拡大して示す断面図である。

【００３２】図３および図４を参照して、セラミック電
子部品２１は、たとえば積層セラミックコンデンサを構
成する、２つのチップ状のセラミック電子部品本体２２
を備え、各電子部品本体２２の両端部には、端子電極２
３が形成されている。これら電子部品本体２２は、同じ
方向に向けられながら上下に積み重ねられ、たとえば接
着剤２４によって接合されている。

【００３３】上述した２つの電子部品本体２２の各々の
端子電極２３に共通に端子部材２５が取り付けられてい
る。端子部材２５は、逆Ｕ字状に折り曲げられた金属板
をもって構成される。より詳細には、図４に示すよう
に、端子部材２５は、アルミニウムを主成分とする第１
の金属板２６とＦｅ−Ｎｉ合金からなる第２の金属板２
７とを貼り合わせた構造を有している。なお、アルミニ
ウムを含む第１の金属板２６は、端子部材２５の折り曲
げ状態における外側に位置するようにされる。

【００３４】このような端子部材２５の一方側端部がた
とえば半田付けにより端子電極２３に取り付けられる。
この半田付けにあたり、第１の実施形態の場合と同様、
Ｓｎ−Ｚｎ系半田２８が用いられる。また、図３に示す
ように、端子部材２５の他方側端部は、配線基板（図示
せず。）への接続部２９となるもので、この接続部２９
は、第１の実施形態の場合と同様、Ｌ字状に折り曲げら
れ、その外側に向く面には、半田付け性を良好なものと
するため、端子部材２５に備えるアルミニウムを含む第
１の金属板２６にニッケル板３０が貼り合わされ、かつ
このニッケル板３０上に錫または半田めっき膜３１が形
成されている。

【００３５】以上、この発明を図示したいくつかの実施
形態に関連して説明したが、この発明の範囲内におい
て、その他、種々の変形例が可能である。

【００３６】たとえば、セラミック電子部品に備えるセ
ラミック電子部品本体の数については、１つまたは２つ
のものを図示したが、３つ以上に変更されてもよい。

【００３７】また、セラミック電子部品本体は、図示の
実施形態では、積層セラミックコンデンサを構成するも
のであったが、他の機能を有するセラミック電子部品の
ための電子部品本体を構成するものであってもよい。

【００３８】また、図示のセラミック電子部品本体は、
その両端部に端子電極を形成するものであったが、これ
に加えて、あるいはこれに代えて、他の部分に端子電極
を形成するものであってもよい。

【００３９】また、端子電極は、導電性ペーストを焼き
付けて形成された厚膜をもって構成されるのではなく、
薄膜形成技術によって形成された薄膜をもって構成され
てもよい。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、セラ
ミック電子部品本体上に形成される端子電極がアルミニ
ウムを主成分とする材質からなるとともに、この端子電
極に取り付けられる端子部材が少なくとも端子電極側に
向く面においてアルミニウムを主成分とする材質からな
るので、端子部材を端子電極に取り付けるために半田付
けが適用される場合、半田としてＳｎ−Ｚｎ系半田を用
いることができる。

【００４１】したがって、このようにＳｎ−Ｚｎ系半田
を用いると、鉛を含まないため、環境問題を引き起こさ
ないばかりでなく、３００℃以上の融点を与えることが
可能であるので、セラミック電子部品の端子部材を配線
基板に実装するための半田付け作業をたとえばリフロー
法を用いて問題なく行なえるようになる。

【００４２】また、この発明によれば、前述したよう
に、端子電極および端子部材が電気伝導度の高いアルミ
ニウムを含んでいるので、セラミック電子部品の等価直
列抵抗を低く抑えることができる。

【００４３】この発明において、端子部材の、少なくと
も配線基板への接続部において、アルミニウムを主成分
とする金属板にニッケルを主成分とする金属板が貼り合
わされ、さらにニッケルを主成分とする金属板上に錫ま
たは半田めっき膜が形成されると、セラミック電子部品
を配線基板に実装するための半田付けにおいて、端子部
材の半田付け性を良好なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態によるセラミック電
子部品１の外観を示す正面図である。

【図２】この発明の第２の実施形態によるセラミック電
子部品１１の一部を拡大して示す断面図である。

【図３】この発明の第３の実施形態によるセラミック電
子部品２１の外観を示す正面図である。

【図４】図３の部分ＩＶを拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１，１１，２１ セラミック電子部品 ２，１２，２２ セラミック電子部品本体 ３，１５，２３ 端子電極 ４，１８，２５ 端子部材 ５，２８ Ｓｎ−Ｚｎ系半田 ６，２９ 接続部 ７，３０ ニッケル板 ８，３１ 錫または半田めっき膜 １６ アルミニウム層 １７ 銀層 １９ 溶接部 ２６ アルミニウムを主成分とする金属板 ２７ Ｆｅ−Ｎｉ合金からなる金属板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 株田 数馬 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 山田 昌幸 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5E082 AA02 AB03 BC40 FG26 GG08 GG10 GG11 GG23 GG25 GG26 GG28 JJ03 JJ12 JJ23 MM28

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 その表面に端子電極が形成された、セラ
   ミック電子部品本体と、 一方側端部が前記端子電極に取り付けられ、かつ他方側
   端部が配線基板への接続部となる、端子部材とを備え、 前記端子電極は、アルミニウムを主成分とする材質から
   なり、かつ、 前記端子部材は、少なくとも前記端子電極側に向く面に
   おいてアルミニウムを主成分とする材質からなることを
   特徴とする、セラミック電子部品。
2. 【請求項２】 前記端子電極は、アルミニウム粉末を含
   む導電性ペーストを焼き付けて形成されたものである、
   請求項１に記載のセラミック電子部品。
3. 【請求項３】 前記端子部材は、前記端子電極に対し
   て、Ｓｎ−Ｚｎ系半田を介して接合されている、請求項
   １または２に記載のセラミック電子部品。
4. 【請求項４】 前記端子部材は、前記端子電極に対し
   て、溶接によって接合されている、請求項１または２に
   記載のセラミック電子部品。
5. 【請求項５】 前記端子電極は、アルミニウム粉末を含
   む導電性ペーストを焼き付けて形成されたアルミニウム
   層およびその上に銀粉末を含む導電性ペーストを焼き付
   けて形成された銀層を備える、請求項４に記載のセラミ
   ック電子部品。
6. 【請求項６】 前記端子部材は、アルミニウムを主成分
   とする金属板からなる、請求項１ないし５のいずれかに
   記載のセラミック電子部品。
7. 【請求項７】 前記端子部材は、アルミニウムを主成分
   とする金属板と他の金属を主成分とする金属板とを貼り
   合わせた構造を有する、請求項１ないし５のいずれかに
   記載のセラミック電子部品。
8. 【請求項８】 前記端子部材の、少なくとも配線基板へ
   の前記接続部には、前記アルミニウムを主成分とする金
   属板にニッケルを主成分とする金属板が貼り合わされ、
   かつ前記ニッケルを主成分とする金属板上に錫または半
   田めっき膜が形成されている、請求項６または７に記載
   のセラミック電子部品。
9. 【請求項９】 複数の前記セラミック電子部品本体を備
   え、前記複数のセラミック電子部品本体の各々の前記端
   子電極に前記端子部材が共通に取り付けられている、請
   求項１ないし８のいずれかに記載のセラミック電子部
   品。