JPH0766073A - セラミック電子部品の電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極厚みのバラツキをなくすことができ歩留
りが高く生産性に優れ、セラミック基材の種類によらず
高い密着強度で電極を形成することができる汎用性に優
れたセラミック電子部品の電極形成方法の提供。 【構成】 一般的なセラミックスよりなるセラミック基
体にエッチングが容易なセラミックスよりなるセラミッ
ク皮膜を形成する工程と、形成されたセラミック皮膜を
エッチング処理する工程と、エッチング処理されたセラ
ミック皮膜上に電極をメッキによって形成する工程と、
を備えた構成からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチップコンデンサ，抵抗
器等のセラミック電子部品を製造する際に用いられるセ
ラミック電子部品の電極形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等の小型化を目的とし
て、面実装が可能なセラミック電子部品が広く用いられ
るようになり、セラミック電子部品の電極形成方法も金
属ペースト塗布法，メッキ法等種々開発されている。

【０００３】以下に従来の金属ペースト塗布法によるセ
ラミック電子部品の電極形成方法について説明する。金
属ペーストとしては、銀ペーストが主に用いられ、これ
は銀粉末に、ガラスフリット，有機バインダー，溶剤を
混合して作製される。この金属ペーストをセラミック基
体に付着させ、熱処理することにより、金属ペースト中
のガラスフリットをセラミック基体に溶融固着させて、
電極を形成する。金属ペーストのセラミック基体への塗
着方法としては、セラミック基体全体を金属ペースト浴
に浸漬し、焼き付けを行って、セラミック基体表面全体
に電極を形成した後に、機械加工によって不要な電極部
分を切削する方法と、金属ペーストをセラミック基体表
面の所要部のみにスクリーン印刷あるいは刷毛等によっ
て塗布して焼き付けを行う方法の２種類がある。ここ
で、この時の電極厚みは後述のメッキ法と比較してバラ
ツキが大きいため２０μｍ〜５０μｍと厚めに塗布され
ることが多い。

【０００４】以下に従来のメッキ法によるセラミック電
子部品の電極形成方法について説明する。初めに、電極
に密着強度を持たせるために、セラミック基体の表面を
エッチング処理し、セラミック基体の表面に凹凸を形成
する。次に、重金属の中間層を介して無電解メッキ処理
を行って電極を形成する。あるいは、無電解メッキ処理
の後に、更に電気メッキ処理を行って電極を形成する。
ここで、メッキ方法としては、エッチング処理したセラ
ミック基体全体をメッキ浴に浸漬し、セラミック基体表
面全体に電極を形成した後に、機械加工によって不要な
電極部分を切削する方法と、セラミック基体の所要部に
レジストを印刷し、始めから所定部のみをメッキして電
極を形成する方法の２種類がある。この時の電極厚み
は、前述の金属ペースト塗布法と比較してバラツキが小
さいために、３μｍ〜３０μｍに調整される。

【０００５】電極をセラミック基体に密着させる方法と
しては、金属ペースト塗布法は、ガラスフリットをセラ
ミック基体と化学的に反応させることで強度を生じさせ
ており、メッキ法では、セラミック基体の表面にエッチ
ング処理によってある種の凹凸を形成し、これにメッキ
層が物理的にアンカー状に噛み込むことで強度を生じさ
せている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、金属ペースト塗布法によるものは、電極厚
みに大きなバラツキが生じ、歩留りが低下して生産性に
欠けるという問題点を有していた。また、メッキ法によ
るものは、エッチング処理によってセラミック基体の表
面に凹凸を形成する際に、セラミック基体の種類によっ
ては、この凹凸を形成するのが困難であり、例えば、セ
ラミック基体が単一結晶相からなる場合には、結晶粒界
等の、セラミック基体の表面のある一部のみをエッチン
グしようとしても、セラミック基体表面全体が均等にエ
ッチングされてしまい、凹凸形状を形成することができ
ないために、メッキ処理を行ってもメッキ層をセラミッ
ク基体表面にアンカー状に噛み込ませることができず、
電極層の密着強度が低下してしまい汎用性に欠けるとい
う問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電極厚みのバラツキをなくすことができ歩留りが高
く生産性に優れ、セラミック基材の種類によらず高い密
着強度で電極を形成することができる汎用性に優れたセ
ラミック電子部品の電極形成方法を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に記載されたセラミック電子部品の
電極形成方法は、一般的なセラミックスよりなるセラミ
ック基体にエッチングが容易なセラミックスよりなるセ
ラミック皮膜を形成する工程と、形成されたセラミック
皮膜をエッチング処理する工程と、エッチング処理され
たセラミック皮膜上に電極をメッキによって形成する工
程と、を備えた構成を有しており、請求項２に記載され
たセラミック電子部品の電極形成方法は、一般的なセラ
ミックスよりなるセラミック基体の焼結完了前にセラミ
ック基体の表面にエッチングが容易なセラミックスより
なるセラミック皮膜を形成する工程と、形成されたセラ
ミック皮膜をエッチングにより除去する工程と、露出し
たセラミック基体の表面に電極をメッキによって形成す
る工程と、を備えた構成を有している。

【０００９】ここで、エッチングが容易なセラミックス
としては、チタン酸バリウム等の多相系の結晶相をもつ
もの等が好適に用いられる。また、エッチング方法とし
ては、一般的な化学エッチング等が好適に用いられる。
また、メッキ方法としては、無電解メッキ，無電解メッ
キと電気メッキの併用等が好適に用いられる。

【００１０】

【作用】この構成によって、セラミック基体がエッチン
グによって表面に凹凸を形成することが難しいセラミッ
クスでできている場合であっても、このセラミック基体
上に、エッチングによる凹凸の形成が容易なセラミック
スよりなるセラミック皮膜を形成し、このセラミック皮
膜をエッチング処理して、このセラミック皮膜上にメッ
キによって電極を形成することによって、電極層がこの
セラミック皮膜上の凹凸部にアンカー状に噛み込むとと
もに、セラミック基体とセラミック皮膜とが化学的に結
合しているために、電極層がセラミック皮膜を介してセ
ラミック基体に強固に密着して、セラミック基体の材質
に関わらず強固な電極を形成することができる。また、
電極をメッキで形成することによって、電極厚みのバラ
ツキを容易になくすことができ、歩留りを向上させるこ
とができる。また、このセラミック基体の焼結完了前
に、セラミック基体上にエッチングが容易なセラミック
スよりなるセラミック皮膜を形成し、このセラミック皮
膜をエッチングにより完全に除去して、ここで露出した
セラミック基体の表面にメッキによって電極を形成する
ことによって、セラミック基体上にセラミック皮膜を形
成した際に、これらの結合部では２つのセラミック界面
がセラミックスの結晶粒レベルで化学的に相互にかみ合
い、セラミック皮膜を除去した時に、セラミック基体表
面に結晶粒サイズまたはそれ以下の凹凸部が形成され
て、ここに電極層がアンカー状に噛み込むために、セラ
ミック基体上に直接電極を形成することができ、セラミ
ック電子部品の特性を劣化させることなくセラミック基
体上に電極を強固に形成することができる。

【００１１】

【実施例】（実施例１）以下本発明の第１の実施例にお
けるセラミック電子部品の電極形成方法について、図面
を参照しながら説明する。図１（ａ）は本発明の第１の
実施例におけるセラミック電子部品の電極形成方法の説
明に用いたエッチングによる凹凸の形成が容易なセラミ
ックスのエッチング表面の要部断面図であり、図１
（ｂ）は本発明の第１の実施例におけるセラミック電子
部品の電極形成方法の説明に用いたエッチングによる凹
凸の形成が困難なセラミックスのエッチング表面の要部
断面図である。１ａ，１ｂはセラミックスの結晶粒、２
ａ，２ｂは結晶粒１ａ，１ｂの境界を示す結晶粒界、３
ａはセラミックスの表面に開口している開いた結晶粒
界、Ａ，Ｂはエッチング処理された面を示すエッチング
表面である。

【００１２】図１（ａ）に示すように、多晶系の結晶相
をもつセラミックス等にエッチング処理を行うと、結晶
粒界２ａ部分のみが選択的にエッチングされて、開いた
結晶粒界３ａが形成される。このエッチング表面Ａにメ
ッキを行うと、エッチング表面Ａ付近の結晶粒を包みこ
むようにメッキが形成されて、電極（図示せず）の密着
強度が向上する。ところが、図１（ｂ）に示すように、
単一結晶相からなるセラミックス等にエッチング処理を
行うと、結晶粒１ｂと結晶粒界２ｂとが均等にエッチン
グされてしまい、開いた結晶粒晶（図示せず）が形成さ
れないために、メッキを行ってもメッキがセラミックス
内部に噛み込むことができず、電極（図示せず）の密着
強度が低下していた。そこで、図１（ｂ）に示すような
セラミックスからなるセラミック基体（図示せず）上に
予め図１（ａ）に示すようなセラミックスからなるセラ
ミック皮膜（図示せず）を形成し、これをエッチング処
理・メッキ処理することによって、セラミック基体（図
示せず）上にセラミック皮膜（図示せず）を介して電極
（図示せず）を形成する。

【００１３】以上のように構成された本発明の第１の実
施例におけるセラミック電子部品の電極形成方法を用い
たセラミック電子部品について、以下その製造方法につ
いて説明する。初めに、Ｔｉ−Ｚｒ−Ｓｎ−Ｏ系セラミ
ック原料をボールミルで粉砕・乾燥後、８００Kg／cm²
で成形し、１１００℃〜 １２００℃の炉中で仮焼して
成形体を作製する。一方、予め１２００℃で仮焼成した
Ｂａ−Ｔｉ−Ｏ系のセラミック原料粉末をボールミルで
アルコール溶媒と共に粉砕して、スラリーを作製する。
次に、成形体の表面に、このスラリーを塗布する。ここ
で、スラリーの塗布量はあまり多くせず、成形体の表面
全体を覆うことができる程度に抑える。これは、塗布量
が多すぎると、セラミック基体となる成形体そのものと
スラリーが深く反応し、セラミック基体そのものの特性
を変えてしまう恐れがあるためである。次に、スラリー
を塗布した成形体を１３５０℃の炉中で焼成して、セラ
ミック皮膜を有するセラミック基体を作製する。次に、
このセラミック基体を酸性フッ化アンモン溶液及び硝酸
溶液でエッチングする。次に、センシタイジング・アク
チベーティングの前処理後、無電解銅メッキ処理し、更
に電気銅メッキ処理して、電極を形成し、セラミック電
子部品を完成させる。ここで、電極厚みは５μｍ〜８μ
ｍとする。

【００１４】以上のように製造される本発明の第１の実
施例におけるセラミック電子部品の電極形成方法を用い
たセラミック電子部品と、従来のセラミック電子部品の
電極形成方法を用いたセラミック電子部品について性能
比較試験を行った。以下その結果について説明する。

【００１５】（実験例１）本発明の第１の実施例におけ
るセラミック電子部品の電極形成方法を用いたセラミッ
ク電子部品を作製し、その電極の３mm平方の面を引っ張
った時の電極密着強度を測定した。その結果を（表１）
に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】（比較例１）成形体にスラリーを塗布せず
に焼成した他は、実験例１と同様にしてセラミック電子
部品を作製し、電極密着強度を測定した。その結果を
（表１）に示す。

【００１８】（比較例２）成形体をＢａ−Ｔｉ−Ｏ系セ
ラミック原料を用いて作製した他は、比較例１と同様に
してセラミック電子部品を作製し、電極密着強度を測定
した。その結果を（表１）に示す。

【００１９】（比較例３）成形体にＴｉ−Ｚｒ−Ｓｎ−
Ｏ系セラミック原料からなるスラリーを塗布して焼成し
た他は、比較例２と同様にしてセラミック電子品を製造
し、電極密着強度を測定した。その結果を（表１）に示
す。

【００２０】（表１）から明らかなように、比較例１に
示すようにＴｉ−Ｚｒ−Ｓｎ−Ｏ系セラミックス単独で
は電極密着強度が弱いのに対して、実験例１はＢａ−Ｔ
ｉ−Ｏ系セラミックス単独と同等以上の電極密着強度を
有することがわかる。

【００２１】以上のように本実施例によれば、セラミッ
ク基体表面にセラミック皮膜を形成し、このセラミック
皮膜をエッチングして、メッキを行うことによって、エ
ッチングによって凹凸を形成するのが難しいセラミック
スからなるセラミック基体上に、強固に電極を形成する
ことができる。

【００２２】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
おけるセラミック電子部品の電極形成方法について説明
する。電極をセラミック皮膜を介してセラミック基体上
に形成すると、このセラミック皮膜の影響によってセラ
ミック電子部品の特性が劣化することがある。そこで、
セラミック基体の焼結前にセラミック皮膜を形成し、こ
のセラミック皮膜をエッチングによって完全に除去し、
セラミック皮膜形成時に凹凸状になっているセラミック
基体の表面を露出させ、この上にメッキによって電極を
形成することで、電極を直接セラミック基体に密着させ
て、セラミック電子部品の特性を向上させる。

【００２３】以上のように構成された本発明の第２の実
施例におけるセラミック電子部品の電極形成方法を用い
たセラミック電子部品について、以下その製造方法を説
明する。初めに、Ｂａ−Ｔｉ−Ｏ系セラミック原料をボ
ールミルで粉砕・乾燥後、幅５mm，内径１mm，高さ６mm
の同軸型成型体を作成し、１３５０℃の炉中で焼成し
て、焼成体を作製する。一方、予め１２００℃で仮焼成
したＢａ−Ｔｉ−Ｎｄ−Ｏ系セラミック原料粉末を、ほ
う素系ガラス粉末を添加したアルコール溶媒と共にボー
ルミルで粉砕してスラリーを作製する。次に、焼成体の
表面にこのスラリーを塗布し、９５０℃〜１２００℃の
炉中で再焼成する。次に、この再焼成体を酸性フッ化ア
ンモンと硝酸の５〜３０％溶液により、セラミック皮膜
がなくなるまで１時間〜２時間エッチング放置する。次
に、センシタイジング・アクチベーティングの前処理
後、無電解銅メッキ処理し、更に電気銅メッキ処理し
て、電極を形成する。次に、電極を所定形状に加工し
て、セラミック電子部品の一つであるマイクロ波共振器
を作製する。

【００２４】以上のように作製される本発明の第２の実
施例におけるセラミック電子部品の電極形成方法を用い
たセラミック電子部品と、従来のセラミック電子部品の
電極形成方法を用いたセラミック電子部品について性能
比較試験を行った。以下その結果について説明する。

【００２５】（実験例２）本発明の第２の実施例におけ
るセラミック電子部品の電極形成方法を用いたセラミッ
ク電子部品を作製し、その電極の３mm平方の面を引っ張
った時の電極密着強度と、マイクロ波における無負荷Ｑ
値を測定した。その結果を（表２）に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】（比較例４）エッチング時間を３０分間と
し、セラミック皮膜を一部残して、その上に電極を形成
した他は、実施例２と同様にしてセラミック電子部品を
製造し、電極密着強度及び無負荷Ｑ値を測定した。その
結果を（表２）に示す。

【００２８】（比較例５）１３５０℃での焼成後、スラ
リーの塗布及び再焼成を行わずに直接エッチングをした
他は、実験例２と同様にしてセラミック電子部品を製造
し、電極密着強度及び無負荷Ｑ値を測定した。その結果
を（表２）に示す。

【００２９】（表２）から明らかなように、実験例２
は、セラミック皮膜を一部残した比較例４に対して、無
負荷Ｑが著しく向上していることがわかる。また、直接
エッチングをして電極を形成した比較例５に対して、電
極密着強度が向上していることがわかる。ここで、比較
例４と比較例５はエッチング条件が異なり、面粗さが異
なるために、密着強度が大きく異なっている。

【００３０】以上のように本実施例によれば、セラミッ
ク基体上にセラミック皮膜を形成し、このセラミック皮
膜をエッチングによって除去して、セラミック皮膜形成
時に凹凸形状となったセラミック基体表面を露出させ、
ここにメッキ処理で電極を形成することによって、セラ
ミック電子部品の特性を向上させることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明は、セラミック基体
がエッチングによって表面に凹凸を形成することが難し
いセラミックスでできている場合であっても、このセラ
ミック基体上に、エッチングによる凹凸の形成が容易な
セラミックスよりなるセラミック皮膜を形成し、このセ
ラミック皮膜をエッチング処理して、このセラミック皮
膜上にメッキによって電極を形成することによって、電
極層がこのセラミック皮膜上の凹凸部にアンカー状に噛
み込むとともに、セラミック基体とセラミック皮膜とが
化学的に結合しているために、電極層がセラミック皮膜
を介してセラミック基体に強固に密着して、セラミック
基体の材質に関わらず強固な電極を形成することができ
汎用性に優れ、電極をメッキにより形成することによっ
て、電極厚みのバラツキを容易になくすことができ、歩
留りを向上させることができ生産性に優れ、このセラミ
ック基体の焼結完了前に、セラミック基体上にエッチン
グが容易なセラミックスよりなるセラミック皮膜を形成
し、このセラミック皮膜をエッチングにより完全に除去
して、ここで露出したセラミック基体の表面にメッキに
よって電極を形成することによって、セラミック基体上
にセラミック皮膜を形成した際に、これらの結合部では
２つのセラミック界面がセラミックスの結晶粒レベルで
化学的に相互にかみ合い、セラミック皮膜を除去した時
にセラミック基体表面に結晶粒サイズまたはそれ以下の
凹凸部が形成されて、ここに電極層がアンカー状に噛み
込むために、セラミック基体上に直接電極を形成するこ
とができ、セラミック電子部品の特性を劣化させること
なくセラミック基体上に電極を強固に形成することがで
きる信頼性に優れたセラミック電子部品の電極形成方法
を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の第１の実施例におけるセラミ
ック電子部品の電極形成方法の説明に用いたエッチング
による凹凸の形成が容易なセラミックスのエッチング表
面の要部断面図 （ｂ）は本発明の第１の実施例におけるセラミック電子
部品の電極形成方法の説明に用いたエッチングによる凹
凸の形成が困難なセラミックスのエッチング表面の要部
断面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 結晶粒 ２ａ，２ｂ 結晶粒界 ３ａ 開いた結晶粒界 Ａ，Ｂ エッチング表面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一般的なセラミックスよりなるセラミック
   基体にエッチングが容易なセラミックスよりなるセラミ
   ック皮膜を形成する工程と、前記工程で形成された前記
   セラミック皮膜をエッチング処理する工程と、前記工程
   でエッチング処理された前記セラミック皮膜上に電極を
   メッキによって形成する工程と、を備えたことを特徴と
   するセラミック電子部品の電極形成方法。
2. 【請求項２】一般的なセラミックスよりなるセラミック
   基体の焼結完了前に前記セラミック基体の表面にエッチ
   ングが容易なセラミックスよりなるセラミック皮膜を形
   成する工程と、前記工程で形成された前記セラミック皮
   膜をエッチングにより除去する工程と、前記工程で露出
   した前記セラミック基体の表面に電極をメッキによって
   形成する工程と、を備えたことを特徴とするセラミック
   電子部品の電極形成方法。