JPH09219338A - セラミック電子部品 - Google Patents
セラミック電子部品Info
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- JPH09219338A JPH09219338A JP8022190A JP2219096A JPH09219338A JP H09219338 A JPH09219338 A JP H09219338A JP 8022190 A JP8022190 A JP 8022190A JP 2219096 A JP2219096 A JP 2219096A JP H09219338 A JPH09219338 A JP H09219338A
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミック素体およびその外表面上に形成さ
れる外部電極を備え、外部電極が下地層およびこれを覆
うようにめっきにより形成されるニッケル膜を備えてい
る、そのようなセラミック電子部品に対して、温度サイ
クル試験のような急激な温度変化が与えられたとき、ニ
ッケル膜の伸び縮みにより、外部電極近傍において、セ
ラミック素体にクラックが生じることがある。 【解決手段】 ニッケル膜６の下に、ニッケルより線膨
張率の小さい金属からなる中間膜１０をめっきにより形
成する。中間膜１０を構成する金属としては、たとえば
ＣｒまたはＭｏのように、６×１０6 ／Ｋ以下の線膨張
率を有するものが好ましい。中間膜１０は、温度変化の
ためにニッケル膜６の内部に生じる応力を緩和し、セラ
ミック素体２にクラックが発生することを防止する。
れる外部電極を備え、外部電極が下地層およびこれを覆
うようにめっきにより形成されるニッケル膜を備えてい
る、そのようなセラミック電子部品に対して、温度サイ
クル試験のような急激な温度変化が与えられたとき、ニ
ッケル膜の伸び縮みにより、外部電極近傍において、セ
ラミック素体にクラックが生じることがある。 【解決手段】 ニッケル膜６の下に、ニッケルより線膨
張率の小さい金属からなる中間膜１０をめっきにより形
成する。中間膜１０を構成する金属としては、たとえば
ＣｒまたはＭｏのように、６×１０6 ／Ｋ以下の線膨張
率を有するものが好ましい。中間膜１０は、温度変化の
ためにニッケル膜６の内部に生じる応力を緩和し、セラ
ミック素体２にクラックが発生することを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック電子
部品に関するもので、特に、セラミック電子部品に備え
るセラミック素体の外表面上に形成される外部電極の構
造に関するものである。
部品に関するもので、特に、セラミック電子部品に備え
るセラミック素体の外表面上に形成される外部電極の構
造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この発明にとって興味あるセラミック電
子部品として、たとえば、積層セラミックコンデンサが
ある。この積層セラミックコンデンサの一部が、図２に
拡大されて断面図で示されている。図２を参照して、積
層セラミックコンデンサ１は、セラミックからなるセラ
ミック素体２およびセラミック素体２の両端部（一方の
端部のみが図示されている。）の外表面上にそれぞれ形
成される外部電極３を備える。セラミック素体２の内部
には、複数の内部電極４が互いに重なり合うように形成
され、これら内部電極４は、外部電極３の一方または他
方に交互に電気的に接続される。
子部品として、たとえば、積層セラミックコンデンサが
ある。この積層セラミックコンデンサの一部が、図２に
拡大されて断面図で示されている。図２を参照して、積
層セラミックコンデンサ１は、セラミックからなるセラ
ミック素体２およびセラミック素体２の両端部（一方の
端部のみが図示されている。）の外表面上にそれぞれ形
成される外部電極３を備える。セラミック素体２の内部
には、複数の内部電極４が互いに重なり合うように形成
され、これら内部電極４は、外部電極３の一方または他
方に交互に電気的に接続される。
【０００３】外部電極３は、ある典型的な例では、たと
えば銀の焼付けにより形成される下地層５、下地層５を
覆うようにめっきにより形成されるニッケル膜６、およ
びニッケル膜６上にたとえば錫のめっきにより形成され
る外層７を備える。ニッケル膜６は、下地層５に含まれ
る銀の半田食われを防止するためのものであり、また、
たとえば錫からなる外層７は、外部電極３に良好な半田
付け性を与えるためのものである。
えば銀の焼付けにより形成される下地層５、下地層５を
覆うようにめっきにより形成されるニッケル膜６、およ
びニッケル膜６上にたとえば錫のめっきにより形成され
る外層７を備える。ニッケル膜６は、下地層５に含まれ
る銀の半田食われを防止するためのものであり、また、
たとえば錫からなる外層７は、外部電極３に良好な半田
付け性を与えるためのものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た積層セラミックコンデンサ１に対して温度サイクル試
験を実施したとき、図２に図解的に示すように、外部電
極３の近傍において、セラミック素体２にクラック８が
発生することがある。これらクラック８は、積層セラミ
ックコンデンサ１の絶縁抵抗の劣化を引き起こす。ま
た、これらクラック８は、図２に示すように、内部電極
４を分断する深さにまで至ることもある。
た積層セラミックコンデンサ１に対して温度サイクル試
験を実施したとき、図２に図解的に示すように、外部電
極３の近傍において、セラミック素体２にクラック８が
発生することがある。これらクラック８は、積層セラミ
ックコンデンサ１の絶縁抵抗の劣化を引き起こす。ま
た、これらクラック８は、図２に示すように、内部電極
４を分断する深さにまで至ることもある。
【０００５】より具体的な実験によれば、図２に示した
ような積層セラミックコンデンサ１を試料として、−５
５℃〜＋１５０℃の温度サイクルを付与したとき、１０
０個の試料につき、以下の表１に示すような数の試料に
クラックの発生が観察された。
ような積層セラミックコンデンサ１を試料として、−５
５℃〜＋１５０℃の温度サイクルを付与したとき、１０
０個の試料につき、以下の表１に示すような数の試料に
クラックの発生が観察された。
【０００６】
【表１】 上述の試料とした積層セラミックコンデンサ１の外部電
極３は、下地層５が銀の焼付けにより形成され、ニッケ
ル膜６が１．０±０．２μｍの厚みを有し、外層７が錫
のめっきにより２．０±０．５μｍの厚みに形成された
ものであった。
極３は、下地層５が銀の焼付けにより形成され、ニッケ
ル膜６が１．０±０．２μｍの厚みを有し、外層７が錫
のめっきにより２．０±０．５μｍの厚みに形成された
ものであった。
【０００７】なお、クラック８の対策として、たとえク
ラック８が生じても、それが内部電極４にまでは達しな
い程度に、内部電極４をセラミック素体２のより内部に
位置させたりすることもあるが、この場合には、内部電
極４の形成領域が限られ、その結果、積層セラミックコ
ンデンサ１の小型かつ高容量化を阻害することになって
好ましくない。
ラック８が生じても、それが内部電極４にまでは達しな
い程度に、内部電極４をセラミック素体２のより内部に
位置させたりすることもあるが、この場合には、内部電
極４の形成領域が限られ、その結果、積層セラミックコ
ンデンサ１の小型かつ高容量化を阻害することになって
好ましくない。
【０００８】そこで、この発明の目的は、上述のような
温度サイクル試験でセラミック素体にクラックが発生す
ることを防止または抑制し得る構造を有するセラミック
電子部品を提供しようとすることである。
温度サイクル試験でセラミック素体にクラックが発生す
ることを防止または抑制し得る構造を有するセラミック
電子部品を提供しようとすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本件発明者は、セラミッ
ク素体に発生するクラックは、その発生場所が外部電極
の近傍に集中していることから、セラミック素体の外表
面上に形成される外部電極が原因して引き起こされるも
のと推測するに至った。特に、外部電極に備えるニッケ
ル膜の線膨張率が１３×１０6 ／Ｋというように比較的
大きいことに注目した。このように線膨張率が大きいと
き、温度サイクル試験において、ニッケル膜内に繰り返
し比較的大きな熱応力が生じ、たとえば、高温から低温
に移行するときには、図２に矢印で示すような方向に応
力９が生じる。この応力９がセラミック素体２に作用
し、これによってセラミック素体２にクラック８が生じ
るものと考えられる。
ク素体に発生するクラックは、その発生場所が外部電極
の近傍に集中していることから、セラミック素体の外表
面上に形成される外部電極が原因して引き起こされるも
のと推測するに至った。特に、外部電極に備えるニッケ
ル膜の線膨張率が１３×１０6 ／Ｋというように比較的
大きいことに注目した。このように線膨張率が大きいと
き、温度サイクル試験において、ニッケル膜内に繰り返
し比較的大きな熱応力が生じ、たとえば、高温から低温
に移行するときには、図２に矢印で示すような方向に応
力９が生じる。この応力９がセラミック素体２に作用
し、これによってセラミック素体２にクラック８が生じ
るものと考えられる。
【００１０】この発明は、簡単に言えば、上述の応力が
セラミック素体に及ぼす影響を低減することによって、
セラミック素体におけるクラックの発生を防止または抑
制しようとするものである。なお、ニッケル膜の厚みを
薄くして、上述の応力９の低減を図ることも考えられる
が、ニッケル膜の厚みをたとえば０．８μｍ未満にまで
薄くした場合、しばしば下地層の銀が半田中に拡散する
ことが観察されるので、この対策を採用することは好ま
しくない。
セラミック素体に及ぼす影響を低減することによって、
セラミック素体におけるクラックの発生を防止または抑
制しようとするものである。なお、ニッケル膜の厚みを
薄くして、上述の応力９の低減を図ることも考えられる
が、ニッケル膜の厚みをたとえば０．８μｍ未満にまで
薄くした場合、しばしば下地層の銀が半田中に拡散する
ことが観察されるので、この対策を採用することは好ま
しくない。
【００１１】この発明は、セラミックからなるセラミッ
ク素体およびこのセラミック素体の外表面上に形成され
る外部電極を備え、外部電極は、下地層およびこの下地
層を覆うようにめっきにより形成されるニッケル膜を備
えている、そのようなセラミック電子部品に向けられる
ものであって、上述した技術的課題を解決するため、外
部電極において、ニッケルより線膨張率の小さい金属か
らなる中間膜をニッケル膜の下にたとえばめっきにより
形成したことを特徴としている。
ク素体およびこのセラミック素体の外表面上に形成され
る外部電極を備え、外部電極は、下地層およびこの下地
層を覆うようにめっきにより形成されるニッケル膜を備
えている、そのようなセラミック電子部品に向けられる
ものであって、上述した技術的課題を解決するため、外
部電極において、ニッケルより線膨張率の小さい金属か
らなる中間膜をニッケル膜の下にたとえばめっきにより
形成したことを特徴としている。
【００１２】
【発明の効果】この発明によれば、ニッケルより線膨張
率の小さい金属からなる中間膜がニッケル膜の下に形成
されるので、温度サイクル試験において付与される温度
変化によってニッケル膜中に生じる応力は中間膜によっ
て緩和される。したがって、セラミック素体にクラック
が発生することが有利に防止または抑制される。そのた
め、絶縁抵抗の劣化を招かず、急激な温度変化が生じ得
る環境においても問題なく使用できるセラミック電子部
品を得ることができる。
率の小さい金属からなる中間膜がニッケル膜の下に形成
されるので、温度サイクル試験において付与される温度
変化によってニッケル膜中に生じる応力は中間膜によっ
て緩和される。したがって、セラミック素体にクラック
が発生することが有利に防止または抑制される。そのた
め、絶縁抵抗の劣化を招かず、急激な温度変化が生じ得
る環境においても問題なく使用できるセラミック電子部
品を得ることができる。
【００１３】中間膜は、それを構成する金属の線膨張率
がニッケルの線膨張率より小さいときに、上述したよう
な効果を発揮するものであるが、この中間膜を構成する
金属の線膨張率は、より小さい方が好ましい。特に、８
×１０6 ／Ｋ未満、より好ましくは、６×１０6 ／Ｋ以
下の線膨張率を有する金属を、中間膜のための金属とし
て用いたとき、クラック防止効果がより高められる。
がニッケルの線膨張率より小さいときに、上述したよう
な効果を発揮するものであるが、この中間膜を構成する
金属の線膨張率は、より小さい方が好ましい。特に、８
×１０6 ／Ｋ未満、より好ましくは、６×１０6 ／Ｋ以
下の線膨張率を有する金属を、中間膜のための金属とし
て用いたとき、クラック防止効果がより高められる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１には、この発明の一実施形態
によるセラミック電子部品としての積層セラミックコン
デンサ１ａが示されている。ここに示した積層セラミッ
クコンデンサ１ａは、図２に示した積層セラミックコン
デンサ１と共通する要素を備えているので、これら共通
する要素には同様の参照符号を付している。
によるセラミック電子部品としての積層セラミックコン
デンサ１ａが示されている。ここに示した積層セラミッ
クコンデンサ１ａは、図２に示した積層セラミックコン
デンサ１と共通する要素を備えているので、これら共通
する要素には同様の参照符号を付している。
【００１５】積層セラミックコンデンサ１ａは、積層セ
ラミックコンデンサ１と同様、セラミックからなるセラ
ミック素体２およびセラミック素体２の両端部の外表面
上にそれぞれ形成される外部電極３ａを備える。セラミ
ック素体２の内部には、いずれかの外部電極３ａに電気
的に接続される複数の内部電極４が互いに重なり合うよ
うに形成されている。
ラミックコンデンサ１と同様、セラミックからなるセラ
ミック素体２およびセラミック素体２の両端部の外表面
上にそれぞれ形成される外部電極３ａを備える。セラミ
ック素体２の内部には、いずれかの外部電極３ａに電気
的に接続される複数の内部電極４が互いに重なり合うよ
うに形成されている。
【００１６】外部電極３ａは、図２に示した外部電極３
と同様、たとえば銀の焼付けにより形成される下地層
５、下地層５を覆うようにめっきにより形成されるニッ
ケル膜６、およびニッケル膜６上にたとえば錫のめっき
により形成される外層７を備える。ニッケル膜６は、下
地層５の銀が半田中へ拡散することを防止するために
は、少なくとも１．０±０．２μｍの厚みで形成される
ことが好ましい。
と同様、たとえば銀の焼付けにより形成される下地層
５、下地層５を覆うようにめっきにより形成されるニッ
ケル膜６、およびニッケル膜６上にたとえば錫のめっき
により形成される外層７を備える。ニッケル膜６は、下
地層５の銀が半田中へ拡散することを防止するために
は、少なくとも１．０±０．２μｍの厚みで形成される
ことが好ましい。
【００１７】この実施形態において、外部電極３ａは、
下地層５上であって、ニッケル膜６の下に形成される中
間膜１０をさらに備えることを特徴としている。中間膜
１０は、ニッケルより線膨張率の小さい金属から構成さ
れ、たとえばめっきにより形成される。この中間膜１０
を構成する金属としては、たとえば、クロム（線膨張
率：６×１０6 ／Ｋ）またはモリブデン（線膨張率：５
×１０6 ／Ｋ）等が有利に用いられる。また、中間膜１
０の厚みは、少なくとも１μｍあれば十分である。
下地層５上であって、ニッケル膜６の下に形成される中
間膜１０をさらに備えることを特徴としている。中間膜
１０は、ニッケルより線膨張率の小さい金属から構成さ
れ、たとえばめっきにより形成される。この中間膜１０
を構成する金属としては、たとえば、クロム（線膨張
率：６×１０6 ／Ｋ）またはモリブデン（線膨張率：５
×１０6 ／Ｋ）等が有利に用いられる。また、中間膜１
０の厚みは、少なくとも１μｍあれば十分である。
【００１８】この発明は、上述したような積層セラミッ
クコンデンサに限らず、セラミックからなるセラミック
素体を備え、かつこのセラミック素体の外表面上に外部
電極が形成されたセラミック電子部品であれば、どのよ
うなセラミック電子部品に対しても適用することができ
る。また、セラミック電子部品の外表面上に形成される
外部電極は、積層セラミックコンデンサの場合のよう
に、セラミック素体の端部にＵ字状の断面をもって形成
されるものに限らず、セラミック素体の平坦な面上に平
面状に形成されるものであってもよい。
クコンデンサに限らず、セラミックからなるセラミック
素体を備え、かつこのセラミック素体の外表面上に外部
電極が形成されたセラミック電子部品であれば、どのよ
うなセラミック電子部品に対しても適用することができ
る。また、セラミック電子部品の外表面上に形成される
外部電極は、積層セラミックコンデンサの場合のよう
に、セラミック素体の端部にＵ字状の断面をもって形成
されるものに限らず、セラミック素体の平坦な面上に平
面状に形成されるものであってもよい。
【００１９】
【実施例】図１に示すように、セラミック素体２の端部
の外表面上に、銀の焼付けによる下地層５を形成した
後、以下の表２に示す各金属を用いてバレルめっき法に
より中間膜１０を２．０±０．５μｍの厚みをもって形
成し、次いでバレルめっき法によりニッケル膜６を１．
０±０．２μｍの厚みをもって形成し、さらに錫を用い
てバレルめっき法により外層７を２．０±０．５μｍの
厚みをもって形成した。また、比較例として、中間膜１
０を形成しない試料も作製した。
の外表面上に、銀の焼付けによる下地層５を形成した
後、以下の表２に示す各金属を用いてバレルめっき法に
より中間膜１０を２．０±０．５μｍの厚みをもって形
成し、次いでバレルめっき法によりニッケル膜６を１．
０±０．２μｍの厚みをもって形成し、さらに錫を用い
てバレルめっき法により外層７を２．０±０．５μｍの
厚みをもって形成した。また、比較例として、中間膜１
０を形成しない試料も作製した。
【００２０】
【表２】 表２には、各金属の線膨張率も併せて示されている。な
お、参考のため、ニッケルの線膨張率は、１３×１０6
／Ｋであり、錫の線膨張率は、２０×１０6 ／Ｋであ
る。
お、参考のため、ニッケルの線膨張率は、１３×１０6
／Ｋであり、錫の線膨張率は、２０×１０6 ／Ｋであ
る。
【００２１】次に、これら各試料に対して、−５５℃〜
＋１５０℃の温度サイクルを付与し、１００、２００お
よび３００の各温度サイクル数の段階で、どれだけの個
数の試料においてクラックが発生したかを調査した。以
下の表３には、１００個の試料中、クラックの発生した
試料数が示されている。
＋１５０℃の温度サイクルを付与し、１００、２００お
よび３００の各温度サイクル数の段階で、どれだけの個
数の試料においてクラックが発生したかを調査した。以
下の表３には、１００個の試料中、クラックの発生した
試料数が示されている。
【００２２】
【表３】 表３から、ニッケルより線膨張率の小さい金属からなる
中間膜を備える試料２〜６は、いずれも、中間膜を備え
ない試料１と比較して、クラックの発生数が低減されて
いることがわかる。特に、線膨張率が８×１０6 ／Ｋ未
満、より特定的には６×１０6 ／Ｋ以下である、Ｃｒま
たはＭｏからなる中間膜を備える試料２および５につい
ては、温度サイクル数が少なくとも３００までのクラッ
ク発生を完全に防止することができる。
中間膜を備える試料２〜６は、いずれも、中間膜を備え
ない試料１と比較して、クラックの発生数が低減されて
いることがわかる。特に、線膨張率が８×１０6 ／Ｋ未
満、より特定的には６×１０6 ／Ｋ以下である、Ｃｒま
たはＭｏからなる中間膜を備える試料２および５につい
ては、温度サイクル数が少なくとも３００までのクラッ
ク発生を完全に防止することができる。
【図１】この発明の一実施形態によるセラミック電子部
品としての積層セラミックコンデンサ１ａの一部を拡大
して示す断面図である。
品としての積層セラミックコンデンサ１ａの一部を拡大
して示す断面図である。
【図２】従来の積層セラミックコンデンサ１を示す、図
１に相当の図である。
１に相当の図である。
１ａ 積層セラミックコンデンサ ２ セラミック素体 ３ａ 外部電極 ５ 下地層 ６ ニッケル膜 ７ 外層 １０ 中間膜
Claims (2)
- 【請求項１】 セラミックからなるセラミック素体およ
び前記セラミック素体の外表面上に形成される外部電極
を備え、前記外部電極は、下地層および前記下地層を覆
うようにめっきにより形成されるニッケル膜を備えてい
る、セラミック電子部品において、 前記外部電極は、前記ニッケル膜の下に形成されるニッ
ケルより線膨張率の小さい金属からなる中間膜をさらに
備えることを特徴とする、セラミック電子部品。 - 【請求項２】 前記中間膜を構成する金属は、８×１０
6 ／Ｋ未満の線膨張率を有する、請求項１に記載のセラ
ミック電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02219096A JP3307211B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積層セラミックコンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02219096A JP3307211B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219338A true JPH09219338A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3307211B2 JP3307211B2 (ja) | 2002-07-24 |
Family
ID=12075888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02219096A Expired - Lifetime JP3307211B2 (ja) | 1996-02-08 | 1996-02-08 | 積層セラミックコンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3307211B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019212717A (ja) * | 2018-06-01 | 2019-12-12 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| CN113690052A (zh) * | 2020-05-19 | 2021-11-23 | 太阳诱电株式会社 | 层叠陶瓷电子部件制造方法、层叠陶瓷电子部件和电路板 |
-
1996
- 1996-02-08 JP JP02219096A patent/JP3307211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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