JP2007242995A - 積層セラミック電子部品とその製造方法 - Google Patents

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篤志 金澤
Yoshimasa Kanazawa
賢昌 金沢
Tsutomu Onuma
力 大沼
Keiji Kawajiri
圭嗣 川尻
Tomohisa Okimoto
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Abstract

【課題】本発明はメッキ流れによる両端の外部電極間短絡を防止することを目的とするものである。
【解決手段】この目的を達成するために、本発明は内部電極層１を有するセラミック素子３と、このセラミック素子３の外部に設けられ、かつ前記内部電極層１に電気的に接続された外部電極４とを備え、前記セラミック素子３の外表面の内、少なくとも外部電極４部分以外の表面をガラス層５で覆うとともに、このガラス層５上の少なくとも一部分を酸化物層６、または絶縁物層で覆い、かつ前記外部電極４は、メッキ層を有する構成とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばセラミックコンデンサや積層バリスター等の積層セラミック電子部品とその製造方法に関するものである。
例えばセラミックコンデンサは、内部電極層を有するセラミック素子と、このセラミック素子の外部に設けられ、かつ前記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを備えた構造になっており、前記セラミック素子の外表面のうち、少なくとも外部電極部分以外の表面は、電界メッキを施す際、または腐食雰囲気中での保護を目的として、ガラス層で覆っている。
なお、このような従来の技術に対応する先行文献としては、下記特許文献１が存在する。
特開２０００−１６４４０６号公報
上述のごとくセラミック素子の外表面の内、少なくとも外部電極部分以外の表面をガラス層で覆えば、このガラス層により電界メッキを施す際、または腐食雰囲気中でのセラミック素子の保護を行うことはできるが、メッキにより前記内部電極層に電気的に接続された外部電極をセラミック素子の両端に形成する時に、これら両端の外部電極間のガラス層にもメッキ層が形成されてしまい（いわゆるメッキ流れ）、これによって両端の外部電極間が短絡されてしまうという問題が発生することがある。
その理由は種々考えられるが、セラミック素子の外表面を覆うガラス層は熱膨張係数の関係であまり肉厚にすることができず、その結果ガラス層上には下面のセラミック素子の表面凸凹形状が略転写され、これによりガラス層上に形成された突出部がメッキの核となり、上述のごとく両端の外部電極間のガラス層にもメッキ層が形成されてしまい（いわゆるメッキ流れ）、これによって両端の外部電極間が短絡されてしまうという問題が発生することがあげられる。
そこで本発明はいわゆるメッキ流れによる両端の外部電極間短絡を防止することを目的とするものである。
そしてこの目的を達成するために、本発明は、内部電極層を有するセラミック素子と、このセラミック素子の外部に設けられ、かつ前記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを備え、前記セラミック素子の外表面の内、少なくとも外部電極部分以外の表面をガラス層で覆うとともに、このガラス層上の少なくとも一部分を酸化物層、または絶縁物層で覆い、かつ前記外部電極は、メッキ層を有する構成としたものである。
以上のように本発明は、セラミック素子の外表面の内、少なくとも外部電極部分以外の表面をガラス層で覆うとともに、このガラス層上の少なくとも一部分を酸化物層、または絶縁物層で覆ったものであるので、ガラス層上に転写された凹凸を小さくし、メッキの核となる突出部を実質的に無くすことができるので、いわゆるメッキ流れによる両端の外部電極間短絡を防止することができる。
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施の形態を、積層セラミック電子部品の一例として、積層バリスターに適用したものを、添付図面を用いて説明する。
図１に示すごとく本実施形態の積層バリスターは、Ｐｄよりなる内部電極層１とバリスター層２を有するセラミック素子３と、このセラミック素子３の外部に設けられ、かつ前記内部電極層１に電気的に接続された外部電極４とを備えている。
前記セラミック素子３の外表面はガラス層５で覆われ、さらにこのガラス層５の外表面は酸化物層６で覆われている。酸化物層６は本実施形態ではＺｎＯを主成分とするもので形成され、これは後で詳述するが、バリスター層２をＺｎＯを主成分とし、これにＣｏやＣｒ等を微量添加して形成したことに起因している。
さて上記内部電極層１はこれらのガラス層５と酸化物層６を貫通し、外部電極４に電気的に接続されているのであるが、一方外部電極４は下面の塗布によるＡｇ層７とその上面にメッキにより形成したＮｉ層８、その上面にメッキにより形成したＳｎ層９から形成されている。
図２はセラミック素子３の外表面の一部分を拡大したもので、上述のごとくセラミック素子３の外表面はガラス層５で覆われ、さらにこのガラス層５の外表面は酸化物層６で覆われている。この内ガラス層５は酸化ケイ素系のガラス層となっており、このガラス層５は熱膨張係数の関係であまり肉厚にすることができず、その結果ガラス層５上には下面のセラミック素子３の表面凸凹形状が略転写され、これによりガラス層５上に突出部が形成されている。
しかしながら本実施形態ではこのガラス層５上に酸化物層６が形成され、この酸化物層６はガラス層５（０．１ミクロン）よりも遥かに肉厚の０．３〜０．５ミクロンとしているので、後の製造方法中で詳述するが、酸化物層６上には、もはやメッキの核となる突出部を実質的に無くすことができ、いわゆるメッキ流れによる両端の外部電極４間短絡を防止することができる。
図３は製造方法を示すもので、先ずＺｎＯを主成分とし、これにＣｏやＣｒ等を微量添加したバリスター材料を作製する（Ａ）。
次にこのバリスター材料に有機バインダーや可塑剤を混入した状態でスラリー化を行う（Ｂ）。
その後このスラリーを用いてグリーンシートを作製し（Ｃ）、このグリーンシート上に図１の内部電極層１を印刷形成する。
次に内部電極層１付きのグリーンシートを積層し（Ｄ）、その後個片に分断後、成形体の面取り（Ｅ）をして成形体の両端に内部電極層１を露出させ、次に脱脂、焼成し（Ｆ）、その後外表面に樹脂を含浸し（Ｇ）、次にこの状態のセラミック素子３を、パーヒドロポリシラザンを主成分としたガラスコーティング溶液（ＡＺエレクトリックマテリアス株式会社製）中に浸漬（Ｈ）し、その後ガラスコーティング溶液からセラミック素子３を引き上げ、４５０度で熱処理する。
この結果セラミック素子３の外表面は図１、図２のごとくガラス層５で覆われ、さらにこのガラス層５の外表面は酸化物層６で覆われている。このうちガラス層５は酸化ケイ素を主成分として形成されたもので、また酸化物層６は本実施形態ではＺｎＯを主成分とするもので形成されている。
これは、バリスター層２がＺｎＯを主成分とし、これにＣｏやＣｒ等を微量添加して形成したものであり、これを上述のガラスコーティング溶液に浸漬した場合ＺｎＯ成分の一部が溶出し、その状態でガラスコーティング溶液から引き上げ、４５０度で熱処理すると、セラミック素子３の外表面は図１、図２のごとくガラス層５で覆われ、さらにこのガラス層５の外表面は酸化物層６で覆われた状態となる。
そしてこのようにして本実施形態では、このガラス層５上に酸化物層６が形成され、この酸化物層６はガラス層５（０．１ミクロン）よりも遥かに肉厚の０．３〜０．５ミクロンとなっているので、酸化物層６上には、もはやメッキの核となる突出部を実質的に無くすことができ、いわゆるメッキ流れによる両端の外部電極４間短絡を防止することができる。
つまりその後外部電極４として、まず塗布によりＡｇ層７が形成され（Ｉ）、その後図４のメッキ装置を用いて、Ｎｉ層８とＳｎ層９がメッキ形成される（Ｊ）。
図４に示すメッキ装置は、容器１０中にメッキ液１１とメッキ容器１２を入れ、メッキ容器１２中に図３の（Ｉ工程）後のセラミック素子３とスチールボール１３を多数入れ、メッキ容器１２を回転させながら電源１４から陽極１５にプラス、メッキ容器１２にマイナスを印加してＮｉ層８とＳｎ層９を順番にメッキ形成する。
このメッキ時、本実施形態では、このガラス層５上に酸化物層６が形成され、この酸化物層６はガラス層５（０．１ミクロン）よりも遥かに肉厚の０．３〜０．５ミクロンとなっているので、酸化物層６上には、もはやメッキの核となる突出部を実質的に無くすことができ、この結果としていわゆるメッキ流れによる両端の外部電極４間短絡を防止することができる。
なお、本実施形態では、このガラス層５上に酸化物層６を形成したものを説明したが、この酸化物層６に代えて絶縁物層を設け、メッキの核となる突出部を実質的に無くし、いわゆるメッキ流れによる両端の外部電極４間短絡を防止するようにしても良い。
以上のように本発明はセラミック素子の外表面の内、少なくとも外部電極部分以外の表面をガラス層で覆うとともに、このガラス層上の少なくとも一部分を酸化物層、または絶縁物層で覆ったものであるので、ガラス層上に転写された凹凸を小さくし、メッキの核となる突出部を実質的に無くすことができるので、いわゆるメッキ流れによる両端の外部電極間短絡を防止することができ、各種積層セラミック部品に広く適用することができるものである。
本発明の一実施の形態における断面図 本発明の一実施の形態の一部拡大断面図 本発明の一実施の形態の製造工程を示す図 本発明の一実施の形態の製造工程を示す断面図
符号の説明
１ 内部電極層
２ バリスター層
３ セラミック素子
４ 外部電極
５ ガラス層
６ 酸化物層
７ Ａｇ層
８ Ｎｉ層

Claims (7)

  1. 内部電極層を有するセラミック素子と、このセラミック素子の外部に設けられ、かつ前記内部電極層に電気的に接続された外部電極とを備え、前記セラミック素子の外表面の内、少なくとも外部電極部分以外の表面をガラス層で覆うとともに、このガラス層上の少なくとも一部分を酸化物層、または絶縁物層で覆い、かつ前記外部電極は、メッキ層を有する積層セラミック電子部品。
  2. 酸化物層、または絶縁物層は、ガラス層よりも肉厚とした請求項１に記載の積層セラミック電子部品。
  3. 酸化物層、または絶縁物層はセラミック素子の主要成分と同じものとした請求項１、または２に記載の積層セラミック電子部品。
  4. 酸化物層、または絶縁物層と、セラミック素子とは、酸化亜鉛を主成分として形成された請求項１〜３のいずれか一つに記載の積層セラミック電子部品。
  5. 内部電極層を有する焼結済みのセラミック素子をガラスコーティング溶液中に浸漬し、次にガラスコーティング溶液中から取り出したセラミック素子を熱処理してこのセラミック素子の外表面をガラス層で覆うとともに、このガラス層上の少なくとも一部分を酸化物層、または絶縁物層で覆い、その後メッキにより前記内部電極層に電気的に接続された外部電極を形成する積層セラミック電子部品の製造方法。
  6. 外部電極は銀電極層上にメッキ層を設けて形成した請求項５に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
  7. セラミック素子は酸化亜鉛を主成分として形成し、ガラスコーティング溶液はパーヒドロポリシラザンを主成分とした請求項５または６に記載の積層セラミック電子部品の製造方法。
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