JPH04259205A - チップ形セラミックコンデンサ - Google Patents
チップ形セラミックコンデンサInfo
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- JPH04259205A JPH04259205A JP3042569A JP4256991A JPH04259205A JP H04259205 A JPH04259205 A JP H04259205A JP 3042569 A JP3042569 A JP 3042569A JP 4256991 A JP4256991 A JP 4256991A JP H04259205 A JPH04259205 A JP H04259205A
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体がセラミックか
らなり、両端に外部電極を備えた基板に面実装されるチ
ップ形セラミックコンデンサの外部電極構造に係る。
らなり、両端に外部電極を備えた基板に面実装されるチ
ップ形セラミックコンデンサの外部電極構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】チップ形積層セラミックコンデンサは、
２層以上の内部電極層がセラミック内部に交互に端部に
露出するよう埋め込まれ、内部電極の端部が露出した面
に銀又は銀／パラジウムの粉体とガラスフリット及び有
機質のビヒクルからなるペ−ストインクを塗布し、通常
６００℃以上の高温で焼成することにより、銀又は銀／
パラジウムからなる外部電極層を設けることにより形成
されている。
２層以上の内部電極層がセラミック内部に交互に端部に
露出するよう埋め込まれ、内部電極の端部が露出した面
に銀又は銀／パラジウムの粉体とガラスフリット及び有
機質のビヒクルからなるペ−ストインクを塗布し、通常
６００℃以上の高温で焼成することにより、銀又は銀／
パラジウムからなる外部電極層を設けることにより形成
されている。
【０００３】このようなコンデンサは、プリント配線基
板にクリ−ムハンダを用いるリフロ−法で直接はんだ付
けされるが、基板に実装されたコンデンサはその両端が
はんだで基板に固定されているため、基板を強くたわま
せたり、温度変化により基板が膨脹・収縮を繰り返すと
、その応力が直接セラミック素体部にかかり、セラミッ
ク部分にクラックが発生したり、極端な場合はコンデン
サが割れ、基板から外れることがあるという欠点があっ
た。
板にクリ−ムハンダを用いるリフロ−法で直接はんだ付
けされるが、基板に実装されたコンデンサはその両端が
はんだで基板に固定されているため、基板を強くたわま
せたり、温度変化により基板が膨脹・収縮を繰り返すと
、その応力が直接セラミック素体部にかかり、セラミッ
ク部分にクラックが発生したり、極端な場合はコンデン
サが割れ、基板から外れることがあるという欠点があっ
た。
【０００４】このような欠点を回避するため、前記外部
電極に金属製のキャップを導電性接着剤で接合する方法
も提案されている。この場合は、導電性接着剤は樹脂成
分に細かい銀粒子が分散されているため、外部からの応
力を緩和・吸収する作用によって前記不具合は改善され
る効果がある。
電極に金属製のキャップを導電性接着剤で接合する方法
も提案されている。この場合は、導電性接着剤は樹脂成
分に細かい銀粒子が分散されているため、外部からの応
力を緩和・吸収する作用によって前記不具合は改善され
る効果がある。
【０００５】しかし、導電性接着剤は硬化時の応力が大
きく、使用中にその残留応力が徐々に解除される結果、
変形を生じ、外部電極との接合力が失われる。また、特
に高温，高湿度条件では変形が大きく、基板に両端をは
んだで固定されているため、その変形応力によってコン
デンサにクラックを生じさせるという欠点がある。
きく、使用中にその残留応力が徐々に解除される結果、
変形を生じ、外部電極との接合力が失われる。また、特
に高温，高湿度条件では変形が大きく、基板に両端をは
んだで固定されているため、その変形応力によってコン
デンサにクラックを生じさせるという欠点がある。
【０００６】また、銀又は銀／パラジウムからなる外部
電極を基板にはんだ付けする場合、前記リフロ−法より
短時間で設備も簡単な溶融した噴流はんだを用いるフロ
−法を行うと、外部電極中の銀が溶融はんだ中に拡散す
るはんだくわれ現象により外部電極が消失し、はんだ付
けできないという欠点も有していた。
電極を基板にはんだ付けする場合、前記リフロ−法より
短時間で設備も簡単な溶融した噴流はんだを用いるフロ
−法を行うと、外部電極中の銀が溶融はんだ中に拡散す
るはんだくわれ現象により外部電極が消失し、はんだ付
けできないという欠点も有していた。
【０００７】これを回避するため、銀又は銀／パラジウ
ム層の上にニッケル層及びはんだ層を順次電解メッキ法
で形成する方法がとられている。しかし、この場合は、
メッキ工程の工数が多く、工業的に不利益な上、コンデ
ンサ素子に微少な欠陥があると、メッキ液が浸透し、損
失，絶縁抵抗などの電気的性能を低下させると共に、使
用中の信頼性を低下させるという欠点があった。
ム層の上にニッケル層及びはんだ層を順次電解メッキ法
で形成する方法がとられている。しかし、この場合は、
メッキ工程の工数が多く、工業的に不利益な上、コンデ
ンサ素子に微少な欠陥があると、メッキ液が浸透し、損
失，絶縁抵抗などの電気的性能を低下させると共に、使
用中の信頼性を低下させるという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記のとおり、従来で
は基板のたわみ応力により、基板にはんだ付けされたチ
ップ形セラミックコンデンサにクラックが生じるという
欠点があった。また、フロ−はんだ付け法におけるはん
だくわれを回避するため、ニッケル及びはんだメッキを
行う方法では工数が多い上に信頼性を損なうという欠点
があった。
は基板のたわみ応力により、基板にはんだ付けされたチ
ップ形セラミックコンデンサにクラックが生じるという
欠点があった。また、フロ−はんだ付け法におけるはん
だくわれを回避するため、ニッケル及びはんだメッキを
行う方法では工数が多い上に信頼性を損なうという欠点
があった。
【０００９】本発明は上記のような従来技術の欠点を解
決するため提案されたものであり、その目的の一つは、
基板にはんだ付け実装されたチップ形セラミックコンデ
ンサに基板のたわみ応力が直接かかり、コンデンサ素子
にクラックを生じることを回避する簡略で実用性の高い
構成で実現することである。
決するため提案されたものであり、その目的の一つは、
基板にはんだ付け実装されたチップ形セラミックコンデ
ンサに基板のたわみ応力が直接かかり、コンデンサ素子
にクラックを生じることを回避する簡略で実用性の高い
構成で実現することである。
【００１０】更にもう一つの目的として上記と同じ構成
により、コンデンサの信頼性を損なうことなく、溶融は
んだを用いるフロ−はんだ付け法で基板実装できる優れ
たチップ形セラミックコンデンサを提供することである
。
により、コンデンサの信頼性を損なうことなく、溶融は
んだを用いるフロ−はんだ付け法で基板実装できる優れ
たチップ形セラミックコンデンサを提供することである
。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明になるチップ形セ
ラミックコンデンサは、従来の公知の材料及び方法によ
りセラミック素子に外部電極を形成し、鉛成分が８０％
以上９８％未満のはんだを用いて金属板を上記外部電極
にはんだ付けしてなることを特徴とするものである。
ラミックコンデンサは、従来の公知の材料及び方法によ
りセラミック素子に外部電極を形成し、鉛成分が８０％
以上９８％未満のはんだを用いて金属板を上記外部電極
にはんだ付けしてなることを特徴とするものである。
【００１２】
【作用】前記本発明の構成からなるチップ形コンデンサ
を基板にはんだ付け実装した場合、基板からのたわみ応
力は硬度が低く、塑性変形しやすい、すなわちヤング率
の小さいはんだ部分で吸収されるため、コンデンサにか
かる応力が小さくなり、したがって、クラックなどの不
具合は生じにくくなる。はんだの成分中、鉛を多くする
と硬度が低くなり、かつヤング率が小さくなることが知
られている。発明者の実験によれば、鉛が８０％であれ
ば実用上問題ない程度まで硬度及びヤング率が小さいこ
とがわかった。しかし、鉛が９８％以上になると、外部
電極と金属板のはんだ付け強度が低下し実用上問題があ
る。
を基板にはんだ付け実装した場合、基板からのたわみ応
力は硬度が低く、塑性変形しやすい、すなわちヤング率
の小さいはんだ部分で吸収されるため、コンデンサにか
かる応力が小さくなり、したがって、クラックなどの不
具合は生じにくくなる。はんだの成分中、鉛を多くする
と硬度が低くなり、かつヤング率が小さくなることが知
られている。発明者の実験によれば、鉛が８０％であれ
ば実用上問題ない程度まで硬度及びヤング率が小さいこ
とがわかった。しかし、鉛が９８％以上になると、外部
電極と金属板のはんだ付け強度が低下し実用上問題があ
る。
【００１３】以上のことから、はんだの成分は鉛が８０
％以上９８％未満の場合、本発明の目的を満足させるこ
とができる。本発明の他の目的としてのリフロ−はんだ
付けにおいては、はんだの鉛含有量が８０％以上の場合
、融点が２７９℃以上となるため、通常のフロ−はんだ
付け温度２２０〜２５０℃でははんだが溶融しないので
、したがって、このはんだに覆われている外部電極部分
のはんだくわれ現象は発生せず、不具合は生じない。
％以上９８％未満の場合、本発明の目的を満足させるこ
とができる。本発明の他の目的としてのリフロ−はんだ
付けにおいては、はんだの鉛含有量が８０％以上の場合
、融点が２７９℃以上となるため、通常のフロ−はんだ
付け温度２２０〜２５０℃でははんだが溶融しないので
、したがって、このはんだに覆われている外部電極部分
のはんだくわれ現象は発生せず、不具合は生じない。
【００１４】
【実施例】図１に示すように、セラミック誘電体１の内
部に交互に内部電極２を配し、公知の方法によって作製
したチップ形積層セラミックコンデンサ素子の外部電極
３に、内側にクリ−ムはんだを塗布した金属キャップ状
の金属板４をはめ込み、はんだの溶融温度まで加熱する
ことにより、外部電極３と金属板４をはんだ５付けし接
合させ、図２に正断面図、図３に斜視図を示すコンデン
サを作製した。
部に交互に内部電極２を配し、公知の方法によって作製
したチップ形積層セラミックコンデンサ素子の外部電極
３に、内側にクリ−ムはんだを塗布した金属キャップ状
の金属板４をはめ込み、はんだの溶融温度まで加熱する
ことにより、外部電極３と金属板４をはんだ５付けし接
合させ、図２に正断面図、図３に斜視図を示すコンデン
サを作製した。
【００１５】金属板４の材質は、０．１ｍｍ厚の鉄ニッ
ケル合金（４２％Ｎｉ）で３μｍ厚の９０％スズ１０％
鉛のはんだを電気メッキにより形成したものを用いた。 クリ−ムはんだの組成は表１に示すように３種類の組成
を用いた。比較例２としてコンデンサ素子と金属板は上
記と同じもので、外部電極と金属板の接合を導電性接着
剤（エポキシ樹脂基材に銀粉を８０ｗｔ％混練したもの
）を用い、１５０℃で３０分加熱硬化することにより行
ったコンデンサも作製した。
ケル合金（４２％Ｎｉ）で３μｍ厚の９０％スズ１０％
鉛のはんだを電気メッキにより形成したものを用いた。 クリ−ムはんだの組成は表１に示すように３種類の組成
を用いた。比較例２としてコンデンサ素子と金属板は上
記と同じもので、外部電極と金属板の接合を導電性接着
剤（エポキシ樹脂基材に銀粉を８０ｗｔ％混練したもの
）を用い、１５０℃で３０分加熱硬化することにより行
ったコンデンサも作製した。
【００１６】
【表１】
【００１７】以上４種のコンデンサと図１に示すような
従来例のコンデンサを市販のアルミ積層基板を用い、コ
ンデンサが搭載できるようパタ−ンを形成したテスト基
板に市販のクリ−ムはんだ（６３％鉛，３７％スズ）を
用いてリフロ−はんだ付けを行った。これらを−５５℃
で３０分保持し、次に＋１２５℃で３０分保持すること
を１サイクルとする熱衝撃試験を２００サイクル行い、
試験後、コンデンサにクラックが見られるもの、又は静
電容量が試験の値から２０％以上減少するものを故障と
判定した。試料数は各条件５０個とした。表２に上記試
験結果を示す。
従来例のコンデンサを市販のアルミ積層基板を用い、コ
ンデンサが搭載できるようパタ−ンを形成したテスト基
板に市販のクリ−ムはんだ（６３％鉛，３７％スズ）を
用いてリフロ−はんだ付けを行った。これらを−５５℃
で３０分保持し、次に＋１２５℃で３０分保持すること
を１サイクルとする熱衝撃試験を２００サイクル行い、
試験後、コンデンサにクラックが見られるもの、又は静
電容量が試験の値から２０％以上減少するものを故障と
判定した。試料数は各条件５０個とした。表２に上記試
験結果を示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】この結果から、従来例では熱衝撃試験によ
る基板の繰り返したわみ応力によりコンデンサにクラッ
クが発生し、静電容量が低下したのに対し、実施例では
クラックの発生がないか、又は発生率が少なく実用上問
題ないレベルであることがわかる。本発明で限定したは
んだの鉛含有量範囲から外れた比較例１はクラック発生
率が高いことがわかる。これははんだの鉛含有量が少な
いため、硬度，ヤング率とも高く、基板のたわみ応力を
吸収できなかったためである。比較例２ははんだの代わ
りに導電性接着剤を用いたものであるが、熱衝撃試験で
は実施例１と同様クラック発生は見られなかった。しか
し、この比較例２のコンデンサ及び実施例１のコンデン
サを基板にフロ−はんだ付けし８５℃，９５％ＲＨの高
温高湿雰囲気で定格電圧を１０００時間連続印加した結
果、実施例１では１００個中故障がなかったのに対し、
比較例２では３０％の絶縁抵抗低下が発生した。絶縁抵
抗が低下したコンデンサ内部にはクラックが見られ、明
らかに高温高湿の試験中に導電性接着剤が変形し、コン
デンサ素子にストレスを与えたことが予想される。
る基板の繰り返したわみ応力によりコンデンサにクラッ
クが発生し、静電容量が低下したのに対し、実施例では
クラックの発生がないか、又は発生率が少なく実用上問
題ないレベルであることがわかる。本発明で限定したは
んだの鉛含有量範囲から外れた比較例１はクラック発生
率が高いことがわかる。これははんだの鉛含有量が少な
いため、硬度，ヤング率とも高く、基板のたわみ応力を
吸収できなかったためである。比較例２ははんだの代わ
りに導電性接着剤を用いたものであるが、熱衝撃試験で
は実施例１と同様クラック発生は見られなかった。しか
し、この比較例２のコンデンサ及び実施例１のコンデン
サを基板にフロ−はんだ付けし８５℃，９５％ＲＨの高
温高湿雰囲気で定格電圧を１０００時間連続印加した結
果、実施例１では１００個中故障がなかったのに対し、
比較例２では３０％の絶縁抵抗低下が発生した。絶縁抵
抗が低下したコンデンサ内部にはクラックが見られ、明
らかに高温高湿の試験中に導電性接着剤が変形し、コン
デンサ素子にストレスを与えたことが予想される。
【００２０】次に、従来例と実施例１及び実施例２のコ
ンデンサを２５０℃の溶融はんだに１０秒間浸漬し引き
上げた後、外部電極を観察した。従来例では外部電極の
１／３以上がはんだくわれによって消失しているが、実
施例では全くはんだくわれはなく、金属キャップ全面が
新しいはんだで覆われていることから、溶融はんだによ
るフロ−はんだ付けが可能であることが確認された。
ンデンサを２５０℃の溶融はんだに１０秒間浸漬し引き
上げた後、外部電極を観察した。従来例では外部電極の
１／３以上がはんだくわれによって消失しているが、実
施例では全くはんだくわれはなく、金属キャップ全面が
新しいはんだで覆われていることから、溶融はんだによ
るフロ−はんだ付けが可能であることが確認された。
【００２１】なお、図４は本発明の他の実施例を示す斜
視図であり、金属板１４としてＬ字形のものを用いたも
のである。
視図であり、金属板１４としてＬ字形のものを用いたも
のである。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の構成による
チップ形セラミックコンデンサは、温度変化などによる
基板のたわみ応力によってコンデンサ素子にクラックな
どが生じることなく、実用上の信頼性が極めて高い。ま
た、溶融はんだに対するはんだくわれがないため、生産
性の高いフロ−はんだ付け法が可能であり、工業的に極
めて価値が高いものである。
チップ形セラミックコンデンサは、温度変化などによる
基板のたわみ応力によってコンデンサ素子にクラックな
どが生じることなく、実用上の信頼性が極めて高い。ま
た、溶融はんだに対するはんだくわれがないため、生産
性の高いフロ−はんだ付け法が可能であり、工業的に極
めて価値が高いものである。
【図１】本発明になる積層コンデンサ素子を示す正断面
図である。
図である。
【図２】本発明になるコンデンサを示す正断面図である
。
。
【図３】本発明になるコンデンサの斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例になるコンデンサを示す斜
視図である。
視図である。
１ セラミック誘電体
２ 内部電極
３ 外部電極
４ 金属板
５ はんだ
Claims (1)
- 【請求項１】 誘電体がセラミックからなるコンデン
サ素子と、このコンデンサ素子に設けた外部電極と、こ
の外部電極にはんだ付けした金属板を具備し、前記金属
板が８０％以上９８％未満の鉛を含むはんだではんだ付
けされているチップ形セラミックコンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042569A JPH04259205A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | チップ形セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3042569A JPH04259205A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | チップ形セラミックコンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04259205A true JPH04259205A (ja) | 1992-09-14 |
Family
ID=12639697
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3042569A Pending JPH04259205A (ja) | 1991-02-13 | 1991-02-13 | チップ形セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04259205A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191933B1 (en) | 1998-01-07 | 2001-02-20 | Tdk Corporation | Ceramic capacitor |
| JP2002025804A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-25 | Toshiba Corp | セラミック素子ユニットおよびその製造方法 |
| EP1508905A3 (en) * | 2003-08-19 | 2007-05-16 | TDK Corporation | Electronic component |
| EP2131374A1 (en) | 2008-06-02 | 2009-12-09 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Ceramic electronic component with diffusion bonding between external electrode and metal terminal, and method for manufacturing the same |
| US20150021080A1 (en) * | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer ceramic electronic part to be embedded in board and printed circuit board having multilayer ceramic electronic part embedded therein |
| US20160042869A1 (en) * | 2014-08-05 | 2016-02-11 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer ceramic capacitor and board having the same |
| JP2020087588A (ja) * | 2018-11-20 | 2020-06-04 | 株式会社村田製作所 | 電子部品 |
| CN113228210A (zh) * | 2018-12-26 | 2021-08-06 | 松下知识产权经营株式会社 | 电容器 |
-
1991
- 1991-02-13 JP JP3042569A patent/JPH04259205A/ja active Pending
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