JPH04188812A - 複合セラミックコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はベアチップの積重ね体の端部に端子電極として
焼付は電極層を設けた複合セラミックコンデンサ及びそ
の製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 積層セラミックコンデンサは、内部電極として電極材料
を印刷したセラミック誘電体を積層した後、これを焼成
してベアチップを形成し、このべアチップの外面に内部
電極に導通する端子電極を形成して作製される。

この積層セラミックコンデンサを高容量化するための手
段として、構成するセラミ・ンク誘電体を大型にしかつ
多層化する方法、或いは構成するセラミック誘電体を高
誘電率化する方法が試みられている。しかし、前者の方
法は多層化が技術的に困難で歩留りの低下が大きく、後
者の方法は量産に適した高誘電率のセラミック誘電体が
開発されていないため、ともに工業上現実的でない。

このため、従来より複数個の積層セラミ・ンクコンデン
サをチップコンデンサの形態で接着剤を介して重合した
複合セラミックコンデンサが高容量化したコンデンサと
して量産されている。

この複合セラミックコンデンサの製法は、第６図に示す
ように、ベアチップを作製する工程Ａと、このベアチッ
プの端部にペースト状電極材料を塗布して端子電極を付
する工程Ｂと、この電極を焼付けて焼付は電極層を形成
する工程Ｃと、このチップコンデンサを接着剤を介して
重合して積重ね体を形成する工程りと、この積重ね体の
端部に金属板を配置する工程Ｅと、この金属板を高温は
んだ又は熱硬化型導電性樹脂の導電性接合剤により接着
して積重ね体端部に現れる複数の端子電極同士を電気的
に接続する工程Ｆと、更にはんだ付けの場合にはフラッ
クスの洗浄工程Ｇをこの順に含む。上記工程Ｆは第７図
に示され、ここで、１は積重ね体、２は金属板、３は導
電性接合剤、４は焼付は電極層である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、従来の複合セラミックコンデンサの製法はＡ−
Ｇの多くの工程を要し、しかも工程Ｃ及び工程Ｆではベ
アチップの端部に繰返し熱衝撃を与える。このため、端
子電極内側のベアチップにクラックが生じ易く、コンデ
ンサの絶縁抵抗が劣化し易い。

また導電性接合剤として熱硬化型導電性樹脂を用いた場
合には、積重ね体の端部に金属板を接着する際に導電性
樹脂か金属板の外側に容易にはみ出るため、第一に積重
ね体の端部を汚して複合セラミックコンデンサの見栄え
を悪くし、第二に金属板を基板にはんだ付けするときに
導電性樹脂にはんだか乗らず、はんだ乗り不良を起こす
問題点かあった。

更にいずれの導電性接合剤を用いた場合にも、積重ね体
端部において金属板の煩雑な接着作業を行わなければな
らない不具合もあった。

本発明の目的は、高容量で高耐電圧の性能を有し、コン
デンサとして要求される各種特性に優れた複合セラミッ
クコンデンサを提供することにある。

また本発明の別の目的は、少ない工程で安価にかつ容易
にしかも見栄えよく製造し得る複合セラミックコンデン
サの製造方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、金属板を用いることなく積重ね体の端部
に直接焼付は電極層からなる端子電極を形成することに
より、本発明に到達した。

第１図に示すように、本発明の複合セラミックコンデン
サ１０は、内部電極１５ａ（第１図拡大図）を有するベ
アチップ１１，１２，１３．１４゜１５を複数個重合し
て形成された積重ね体１７の端部に、全ての内部電極１
５ａ（他の４つの内部電極は図示せず、以下同じ。）を
電気的に並列接続しかつこの積重ね体１７の端部全体を
被包する焼付は電極層１８が形成されたものである。

以下、本発明を詳述する。

本発明の複合セラミックコンデンサ１０を構成するベア
チップ１１〜１５は、内部電極１５ａを有するセラミッ
ク誘電体１１ｂ〜１５ｂが複数個積層焼成されて形成さ
れる。本明細書で、ベアチップとは公知の積層セラミッ
クチップコンデンサの外部電極が付いていない構造のも
のをいう。セラミック誘電体には、鉛系、チタン酸バリ
ウム系の誘電体が用いられ、内部電極にはＰｄ、Ｐｔ。

Ａ　ｇ　／　Ｐ　ｄ等の貴金属、或いはＮｉ、Ｆｅ、Ｃ
。

等の卑金属が用いられる。

本発明の複合セラミックコンデンサ１０は、上記ベアチ
ップ１１〜１５を複数個それぞれチップ端部を揃えて重
合して積重ね体１７が形成される。

ベアチップの重合数は、第１図〜第４図では５個の例を
示すが、本発明はこれに限らない。この重合数は２個以
上であって、要求される静電容量、ベアチップの厚み等
に応じて決められる。

積重ね体１７の端部には厚さ６０〜７０μｍの焼付は電
極層１８が形成される。この焼付は電極層を下地電極と
してこの表面にＮｉ、Ｓｎ又はＳｎ　／　Ｐ　ｂのうち
少なくとも１種で形成されためつき層１９ａ又は１９ｂ
を有することが好ましい。

焼付は電極層１８の表面に厚みが１〜２μｍのＮｉめっ
き層１９ａを形成した後、このＮｉめつき層１９ａの上
に厚みが４〜５μｍのＳｎ又はＳｎ　／　Ｐ　ｂめっき
層１９ｂを形成することがより好ましい。Ｎｉ層を内層
にしてＳｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂ層を外層にし、各め
っき層の厚みを上記範囲にするのは、焼付は電極層を耐
熱性のあるＮｉでより確実に保護し、かつＳｎ又はＳ　
ｎ　／　Ｐ　ｂ層で端子電極のはんだ濡れ性を高め、Ｎ
ｉの酸化を防止するためである。

これらのめっき層１９ａ、１９ｂは、無電解及び電解め
っき等をバレルめっきで行うことにより形成される。め
っき浴はＮｉ、Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂともそれぞれ公知の
ものを使用する。

本発明の複合セラミックコンデンサを製造するには、先
ず複数個のベアチップを作製する（第５図Ａ）。このベ
アチップは、内部電極として電極材料を印刷したセラミ
ック誘電体を積層した後、これを焼成して形成される。

次いで第２図及び第３図に示すように、本発明の複合セ
ラミックコンデンサ１０は、複数個のヘアチップ１１，
１２，１３，１４．１５がそれぞれチップ端部を揃えて
重合され積重ね体１７に形成される（第５図Ｂ）。これ
らのベアチップ間に接着剤を配して重合状態のベアチッ
プを仮止めしてもよいが、接着剤を用いずに積重ね体の
一方の端部に接着力の弱い接着テープを貼付して仮止め
してもよい。接着剤を用いる場合には、接着剤としては
焼成時に分解するポリビニルアルコール系、エチルセル
ロース系の樹脂接着剤が使用される。

次いで重合状態のベアチ・ツブを仮止めしたまま、積重
ね体の端部全体ににＡｇ、Ａｇ／Ｐｄ等の貴金属粉末に
ガラスフリットを加えたペーストを塗布して端子電極を
付す（第５図Ｃ）。接着テープで仮止めした場合には、
テープを貼付していない端部から塗布し、ペーストが乾
燥した後、そのペーストの上から積重ね体の端部を仮止
めし、今まで貼付してあったテープを剥いでからそこに
ペーストを塗布する。

次に端部のペーストを乾燥した後、積重ね体を７００〜
８００℃の温度で処理し、ペーストを焼付けて端子電極
となる焼付は電極層１８を形成する（第５図Ｄ）。

更にこの焼付は電極層１８の表面にＮｉめつき層１９ａ
に形成し、Ｎｉめっき層１９ａの表面にＳｎ又はＳ　ｎ
　／　Ｐ　ｂめっき層１９ｂを形成すると、第１図に示
す複合セラミックコンデンサ１０が得られる。なお、導
電性樹脂層１８の表面にＳｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂめ
っき層１９ｂだけ形成してもよい。

［作　用］ 本発明の複合セラミックコンデンサでは、従来の金属板
の機能及び重合したベアチップの接着機能を端部に設け
た焼付は電極層か果す。この焼付は電極層の表面にめっ
き層を設ければ、焼付は電極層の耐熱性、はんだ濡れ性
が高まる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、従来と比べて工程
数が少なく、しかもヘアチップの端部が受ける熱衝撃回
数が少ないため、端子電極に熱的損傷を生じない。これ
により、高容量で高耐電圧の性能を有し、コンデンサと
して要求される各種特性を備え、信頼性に優れた複合セ
ラミックコンデンサが得られる。

また本発明によれば、金属板を用いないため、複合セラ
ミックコンデンサの端子電極の構成か単純化し、煩雑な
金属板の接合作業が不要となり、安価にかつ容易にしか
も見栄えよく製造することができる。

また焼付は電極層をめっき層で被覆することにより、焼
付は電極層の耐熱性、はんだ濡れ性を向上させることが
できる。

［実施例コ 次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。

〈実施例１〉 定格電圧２５Ｖで静電容量４７μＦの特性を有する長さ
５．７ｍｍＸ幅５．０ｍｍｘ高さ１１ｍｍのベアチップ
（ＥＩＡコード２２２０タイプ、三菱鉱業セメント側型
）を５個用意した。上記ベアチップは、鉛ペロブスカイ
ト系のセラミック誘電体にＰｄの内部電極を有する。５
個のベアチップを各チップ端部を揃えて重合して長さ５
．７ｍｍＸ幅５．０ｍｍＸ高さ５．０ｍｍの積重ね体を
形成した。

接着力の弱いテープで重合したベアチップを仮止めしな
がら、積重ね体の両端部にＡｇ／Ｐｄの貴金属粉末にガ
ラスフリットを加えたペーストを塗布して端子電極を付
した。この塗布したペーストが乾燥した後、積重ね体を
７００〜８００℃の温度で処理し、ペーストを焼付けて
端子電極となる焼付は電極層を形成し、複合セラミック
コンデンサを得た。

く比較例１〉 実施例１と同一のベアチップの端部にガラスフリットを
含んだＡｇペーストの焼付は電極層を外部電極として形
成した積層セラミックチップコンデンサを５個用意し、
これらのチップコンデンサをエポキシ系樹脂接着剤（ウ
ルトラダイン＃５１１．ＩＷ−５、四国化成工業側型）
を介して重合した後、１２０℃の温度で自重により接着
して積重ね体を得た。

この積重ね体の端部に、端子電極として、融点２９０℃
の高温クリームはんだを均一に塗布し、このはんだの上
から表面をＳ　ｎ／Ｐ　ｂ　（９：　１）のめっき処理
した、板厚が０．１　ｍｍの銅製の金属板を配してリフ
ロー炉で外部電極同士を金属板により電気的に接続して
複合セラミックコンデンサを得た。

上記実施例１及び比較例１で作製した複合セラミックコ
ンデンサに対して、諸特性を次の方法により調べた。

（ａ）静電容量（μＦ）及び誘電正接（％）１ｋＨｚ、
ＩＶｒｍｓで測定した。

（ｂ）絶縁抵抗（Ω） ２５Ｖの直流電圧を印加した後１．３０秒経過後の抵抗
を測定した。

（ｃ）直流破壊電圧（Ｖ） 昇圧速度７０Ｖ／秒で直流電圧を印加し、絶縁破壊を生
じたときの電圧を測定した。

（ｄ）初期不良 定格の２．５倍の電圧を印加したときに破壊したか否か
調べ、破壊した試料数を数えた。

実施例１及び比較例１の複合セラミックコンデンサを上
記（ａ）〜（Ｃ）についてはそれぞれ３０個ずつ試験し
、上記（ｄ）については１００個確認した。

その結果を第１表に示す。表において、Ｍａｘは最大値
、Ｍｉｎは最小値、σ７−２は標準偏差をそれぞれ示す
。

第　　１　　表 第１表より、比較例１のコンデンサに初期不良が見られ
たのに対して実施例１のコンデンサには初期不良のもの
はなく、実施例１のコンデンサが比較例１のコンデンサ
より優れていることが明らかとなった。

また実施例１のコンデンサは比較例１と同等の高容量で
高耐電圧のコンデンサ特性を具備していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合セラミックコンデンサの断面図。 第２図、第３図及び第４図はその複合セラミックコンデ
ンサを製造する過程を示す断面図。 第５図はその複合セラミックコンデンサの製造工程図。 第６図は従来例の複合セラミックコンデンサの製造工程
図。 第７図は従来例の金属板を接着する状況を示す斜視図。 １ｏ二複合セラミックコンデンサ、 １１〜１５：ベアチップ、 １５ａ：内部電極、 １１３〜１５ａ：セラミック誘電体、 １７：積重ね体、 １８二焼付は電極層、 １９ａ、１９ｂ：めっき層。 マ二　　　−− Ｎ−一゛ 、”　／　ｙ　　＼１１ 第２図 第３図 第４図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内部電極（１５ａ）を有するベアチップ（１１〜１
   ５）を複数個重合して形成された積重ね体（１７）の端
   部に、全ての前記内部電極（１５ａ）を電気的に並列接
   続しかつ前記積重ね体（１７）の端部全体を被包する焼
   付け電極層（１８）が形成された複合セラミックコンデ
   ンサ。 ２）焼付け電極層（１８）の表面にめっき層（１９ａ，
   １９ｂ）が被覆された請求項１記載の複合セラミックコ
   ンデンサ。 ３）めっき層がＮｉ，Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂの少なくとも
   １種のめっき層により構成された請求項２記載の複合セ
   ラミックコンデンサ。 ４）めっき層がＮｉめっき層（１９ａ）とこのＮｉめっ
   き層（１９ａ）の上に形成されたＳｎ又はＳｎ／Ｐｂめ
   っき層（１９ｂ）により構成された請求項３記載の複合
   セラミックコンデンサ。 ５）内部電極（１５ａ）を有するセラミック誘電体（１
   １ｂ〜１５ｂ）を積層焼成したベアチップ（１１〜１５
   ）を複数個各チップ端部を揃えて積重ね、 この積重ねて形成された積重ね体（１７）の端部に全て
   の前記内部電極（１５ａ）を電気的に並列接続し、かつ
   前記積重ね体（１７）の端部全体を被包するように端子
   電極用ペーストを塗布し、 このペーストを焼付けて焼付け電極層（１８）を形成す
   る複合セラミックコンデンサの製造方法。 ６）焼付け電極層（１８）の表面にめっき層（１９ａ，
   １９ｂ）を形成する複合セラミックコンデンサの製造方
   法。