JPH04324609A - セラミック電子部品及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部電極に改良を施し
たセラミック電子部品及びその製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】外部電極を有するセラミック電子部品と
して、図４に示すような積層セラミックコンデンサがあ
る。

【０００３】この積層セラミックコンデンサは、内部電
極２１ａを有する柱状のセラミックチップ２１と、セラ
ミックチップ２１の両端部に設けられた一対の外部電極
２２とから構成されている。内部電極２１ａはニッケル
から成り、セラミックを介して多層に積層されその端縁
を交互に露出している。また、外部電極２２は３層構造
を有しており、チップ側の第１層２２ａがニッケルで、
第２層２２ｂがニッケルで、第３層２２ｃが半田（錫−
鉛合金）から成る。

【０００４】この積層セラミックコンデンサは、まず、
ニッケルを主成分とする電極ペ−ストを所定パタ−ンで
印刷した未焼成セラミックシ−トを複数枚積層し、これ
を所定の大きさに切断して柱状の未焼成チップを得た後
、該未焼成チップの両端部にニッケルを主成分とする電
極ペ−ストを塗布してこれを焼成して、未焼成セラミッ
クの焼成と各電極ペ−ストの焼付けを行なって内部電極
２１ａと第１層２２ａを形成し、そして第１層２２ａを
形成した後の部品を空気中で３００〜９００℃の温度で
加熱した後、第１層２２ａの表面にニッケルをメッキし
て第２層を形成し、該第２層２２ｂの表面に半田をメッ
キして第３層２２ｃを形成して製造されている。

【０００５】上記の積層セラミックコンデンサでは、外
部電極２２の第１層２２ａを内部電極２１ａと同じニッ
ケルから形成することで、内部電極２１と外部電極２２
との導通性の向上を図り、また外部電極２２の第１層２
２ａにニッケルメッキ（第２層２２ｂ）と半田メッキ（
第３層２２ｃ）を施すことで、防錆性と半田濡れ性を付
与している。また、第１層２２ａを形成した後の熱処理
で、コンデンサの電気的特性、例えば静電容量やｔａｎ
δの劣化防止を図っている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
積層セラミックコンデンサでは、半田付け時に外部電極
２２に急激に熱が加わると、その第２層２２ｂであるニ
ッケルのメッキ皮膜に内部応力が働いてセラミックチッ
プ２２にクラックを発生する欠点がある。このクラック
発生の問題は積層セラミックコンデンサに限らず、外部
電極として同構成を採用するセラミック電子部品に同様
に生じ得る。

【０００７】また、上記の製造方法では、外部電極２２
の第１層２２ａを形成した後の熱処理で該第１層２２ａ
の表面が酸化されてしまうため、その後に行なうニッケ
ルメッキの付着性が悪化してその密着強度が落ち、外部
電極２２の強度が著しく低下する欠点がある。

【０００８】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、第１の目的は、半田付け時におけるクラック発生を
防止できるセラミック電子部品を提供することにあり、
第２の目的は、外部電極の強度低下を防止できるセラミ
ック電子部品の製造方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１では、卑金属またはその合金から成る
内部電極と、該内部電極と導通する一対の外部電極とを
具備したセラミック電子部品において、上記外部電極を
、卑金属またはその合金から成り内部電極に接続する第
１層と、貴金属またはその合金から成り第１層を覆う第
２層と、ニッケルまたはその合金から成り第２層を覆う
第３層と、錫またはその合金から成り第３層を覆う第４
層とから構成している。

【００１０】また、上記第２の目的を達成するため、請
求項２では、卑金属またはその合金を主成分とする内部
電極用の電極ペ−スト部位を内在する未焼成セラミック
チップに、卑金属またはその合金を主成分とする電極ペ
−ストを塗布し、未焼成セラミックチップと共に焼成し
て外部電極の第１層を形成する工程と、第１層の表面に
貴金属またはその合金を付設して外部電極の第２層を形
成する工程と、第２層を形成した後の部品を自然雰囲気
中で所定温度で加熱する工程と、第２層の表面にニッケ
ルまたはその合金を付設して外部電極の第３層を形成す
る工程と、第３層の表面に錫またはその合金を付設して
外部電極の第４層を形成する工程とからセラミック電子
部品を製造している。

【００１１】

【作用】請求項１記載のセラミック電子部品では、ニッ
ケルまたはその合金から成る第３層の内側に、貴金属ま
たはその合金から成る第２層を設けているので、半田付
け時に第３層に内部応力が働いても該応力をその内側の
第２層で緩衝できる。

【００１２】また、請求項２記載のセラミック電子部品
の製造方法では、熱処理の前段階で第１層の表面に貴金
属またはその合金から成る第２層を形成しているので、
熱処理時に第１層及び第２層の表面が酸化されることが
ない。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る積層セラミックコンデン
サを示すもので、該積層セラミックコンデンサは、内部
電極１ａを有する柱状のセラミックチップ１と、セラミ
ックチップ１の両端部に設けられた一対の外部電極２と
から構成されている。

【００１４】内部電極１ａは、ニッケル，銅，鉛，亜鉛
，鉄，錫，アルミニウム，コバルト，クロム等の卑金属
から選択される１種またはその合金から成り、セラミッ
クを介して多層（図中は４層）に積層されその端縁を交
互に露出している。

【００１５】外部電極２は４層構造を有しており、チッ
プ側の第１層２ａは、内部電極１ａと同様の卑金属から
選択される１種またはその合金から成り、内部電極１ａ
に接続されている。第２層２ｂは、金，銀，パラジウム
，白金，ロジウム等の貴金属から選択される１種または
その合金から成り、第１層２ａを覆っている。第３層２
ｃは、ニッケルまたはその合金から成り、第２層２ｂを
覆っている。第４層２ｄは、錫またはその合金のメッキ
膜から成り、第３層を覆っている。

【００１６】以下に、上記積層セラミックコンデンサの
好適な具体例をその製造方法と共に説明する。

【００１７】まず、非還元性のセラミック組成物から成
る厚さ数十μｍの未焼成セラミックシ−トの一面に、ニ
ッケルを主成分とする内部電極用の電極ペ−ストを数μ
ｍの厚みで所定パタ−ンで印刷する。そして、印刷後の
未焼成セラミックシ−トを、その印刷面側に未印刷の未
焼成セラミックシ−トをおき数十枚積層して相互に圧着
させ、これを積層方向に所定の大きさで切断して柱状の
未焼成チップを得る。この未焼成チップの両端面にはニ
ッケル層が露出している。

【００１８】次に、この未焼成チップの両端面にその周
面に及んで、ニッケルを主成分とする第１層用の電極ペ
−ストを数μｍ〜数十μｍの厚みをもって浸漬等の方法
によって付着し、この未焼成チップを中性または還元性
雰囲気中で１３００℃程度の温度で焼成する。この焼成
によって、未焼成セラミックの焼成と、内部電極１ａ及
び第１層２ａ用の各電極ペ−ストの焼付けが行なわれる
。

【００１９】次に、第１層２ａの表面に、第２層２ｂと
なる銀の皮膜を無電解メッキ等のメッキによって形成す
る。ここで形成されるメッキ皮膜の厚みは０．２μｍ〜
５μｍである。そして、第２層２ｂを形成した後の部品
を自然雰囲気（空気）中で３００〜９００℃の温度で加
熱する。

【００２０】次に、熱処理後の部品の第２層２ｂの表面
に、第３層２ｃとなるニッケルの皮膜をメッキによって
形成し、そして第３層２ｃの表面に、第４層２ｄとなる
半田（錫−鉛合金）の皮膜をメッキによって形成する。 両層２ｃ，２ｄのメッキ皮膜の厚みは０．２μｍ〜５μ
ｍである。

【００２１】以上で、内部電極１ａ及び外部電極２の第
１層２ａがニッケルで、第２層２ｂが銀で、第３層２ｃ
がニッケルで、第４層２ｄが半田から成る積層セラミッ
クコンデンサが製造される。第２層２ｂを形成した後の
熱処理は、コンデンサの電気的特性、例えば静電容量や
ｔａｎδの劣化防止を図るためのものである。また、熱
処理の前段階で第１層２ａの表面に第２層２ｂとなる銀
のメッキ皮膜を形成しているので、熱処理時に第１層２
ａは勿論、第２層も酸化されることがなく、第３層２ｃ
となるニッケルのメッキ皮膜を該第２層２ｂの表面に良
好に密着させることができる。

【００２２】図２には、従来品と上記の製造方法で得ら
れた積層セラミックコンデンサの半田付け後のクラック
検査結果を示してある。この検査では、発明品として第
２層２ｂとなる銀のメッキ皮膜と第３層２ｃとなるニッ
ケルのメッキ皮膜の厚みが夫々０．２μｍと２μｍと５
μｍに形成された計９種類の積層セラミックコンデンサ
を夫々２００個宛用意し、従来品として銀のメッキ皮膜
がないものを２００個用意した。検査では実際の半田付
けと同じ温度状態を作るため、各積層セラミックコンデ
ンサを２分以上の予備加熱をはさんで２６０℃程度に加
熱し、該温度を３秒程度維持した後に自然冷却させてか
ら、各積層セラミックコンデンサの断面を光学顕微鏡で
視認しクラックの発生を識別した。

【００２３】同図から判るように、銀のメッキ皮膜を有
しない従来品ではニッケルのメッキ皮膜が０．２μｍと
２μｍと５μｍの場合で夫々クラックが発生し、該クラ
ックはニッケルのメッキ皮膜が厚くなるほど増加するこ
とが確認された。一方、銀のメッキ皮膜を第２層２ｂと
して有する発明品では、第３層２ｃのニッケルのメッキ
皮膜の厚みに関係なくクラックの発生が全く見られなか
った。尚、検査結果を示していないが、外部電極２の第
１層２ａが銅から成る積層セラミックコンデンサの場合
も上記の発明品と同様の好結果が得られた。

【００２４】また、図３には、従来品と上記の製造方法
で得られた積層セラミックコンデンサの外部電極強度の
検査結果を示してある。この検査では、発明品１として
第２層２ｂとなる銀のメッキ皮膜の厚みが３μｍに形成
された積層セラミックコンデンサを１０個、従来品とし
て銀のメッキ皮膜がないものを１０個用意した。また、
第１層２ａが銅から成る発明品１と同様の積層セラミッ
クコンデンサを発明品２として１０個用意した。検査で
は各積層セラミックコンデンサの各外部電極の中央にリ
−ド線を半田付けし、一方のリ−ド線を固定して他方の
リ−ド線を引張ったときに外部電極部分が破壊される強
度をゲ−ジによって測定した。

【００２５】同図から判るように、銀のメッキ皮膜を有
しない従来品では引張り強度の平均値が１．４８ｋｇｆ
であるのに対し、銀のメッキ皮膜を有する発明品１では
引張り強度の平均値が４．５１ｋｇｆと大幅に向上した
。また、外部電極２の第１層２ａが銅から成る発明品２
でも、引張り強度の平均値が４．９０ｋｇｆと大幅に向
上した。

【００２６】尚、外部電極の第２層として銀以外の貴金
属またはその合金のメッキ皮膜を採用する場合でも、上
記と同様の効果を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載のセ
ラミック電子部品によれば、ニッケルまたはその合金か
ら成る第３層の内側に、貴金属またはその合金から成る
第２層を設けているので、半田付け時に第３層に内部応
力が働いても該応力をその内側の第２層で効果的に緩衝
してクラックの発生を確実に防止することができる。

【００２８】また、請求項２記載のセラミック電子部品
の製造方法によれば、熱処理の前段階で第１層の表面に
貴金属またはその合金から成る第２層を形成しているの
で、熱処理時に第１層及び第２層の表面が酸化されるこ
とがなく、第３層を第２層の表面に良好に密着させて外
部電極の強度を格段向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る積層セラミックコンデンサの断面
図

【図２】半田付け後のクラック検査結果を示す図

【図３
】外部電極強度の検査結果を示す図

【図４】従来の積層
セラミックコンデンサの断面図

【符号の説明】

１…セラミックチップ、１ａ…内部電極、２…外部電極
、２ａ…第１層、２ｂ…第２層、２ｃ…第３層、２ｄ…
第４層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】卑金属またはその合金から成る内部電極と
   、該内部電極と導通する一対の外部電極とを具備したセ
   ラミック電子部品において、上記外部電極を、卑金属ま
   たはその合金から成り内部電極に接続する第１層と、貴
   金属またはその合金から成り第１層を覆う第２層と、ニ
   ッケルまたはその合金から成り第２層を覆う第３層と、
   錫またはその合金から成り第３層を覆う第４層とから構
   成した、ことを特徴とするセラミック電子部品。
2. 【請求項２】卑金属またはその合金を主成分とする内部
   電極用の電極ペ−スト部位を内在する未焼成セラミック
   チップに、卑金属またはその合金を主成分とする電極ペ
   −ストを塗布し、未焼成セラミックチップと共に焼成し
   て外部電極の第１層を形成する工程と、第１層の表面に
   貴金属またはその合金を付設して外部電極の第２層を形
   成する工程と、第２層を形成した後の部品を自然雰囲気
   中で所定温度で加熱する工程と、第２層の表面にニッケ
   ルまたはその合金を付設して外部電極の第３層を形成す
   る工程と、第３層の表面に錫またはその合金を付設して
   外部電極の第４層を形成する工程とを具備した、ことを
   特徴とするセラミック電子部品の製造方法。