JPS61296706A - セラミツク電子部品の製造方法 - 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３ニレ１利」■辷野 この発明は積層セラミックコンデンサや積層型バリスタ
、セラミックチップ抵抗などのセラミック電子部品の製
造方法に関し、詳しくはセラミック電子部品のチップ状
部品本体の両端部に外部電極を形成する方法に関する。

従来五１避 チップ状部品本体にリード線を半田付けして樹脂外装し
た一般的な積層セラミックコンデンサの一例を第１０図
を参照して説明する。同図において、（１）は矩形チッ
プ状の部品本体（コンデンサエレメント）、（２）（２
）は部品本体（１）の両端部に形成された外部電極、（
３）（３）は外部電極（２）（２）に半田（４）（４）
で接続されて同一方向に平行に延びる一対のリード線、
（５）は部品本体（１）の周辺を封止する外装樹脂材で
、浸漬法やモールド成形法で形成される。

部品本体（１）の製造は図示しないが複数の電極が印刷
された薄いセラミックシートの多数枚を積層し熱プレス
して一体化したものを製品サイズ毎に切断し細分割した
後、焼成する工程で行われ、部品本体（１）の切断面で
ある両端面には前記印刷された電極の切断面が露呈する
。この部品本体（１）の両端部には外部電極（２）（２
）が次のようにして形成される。

先ず部品本体（１）の両端部に第１１図に示すようにペ
ースト状の電極材（２ａ）　　（２ａ）を塗布する。電
極材（２ａ）　　（２ａ）は貴金属粉末例えば銀粉とフ
リットガラスと溶剤とバインダをペースト状に混練した
もので、部品本体（１）への塗布は浸漬式やスタンプ式
などの手法で行われる。次に部品本体（１）に塗布され
た電極材（２ａ）　　（２ａ）を例えば第１２図に示す
ように赤外線ランプ（６）で加熱して溶剤を飛ばして十
分に乾燥させる。最後に乾燥した電極材（２ｂ）（２ｂ
）を高温に加熱しバインダを飛ばして部品本体（１）に
焼き付けて外部電極（２）（２）とする。

部品本体（１）のリード線半田付けと樹脂外装は次のよ
うに行われる。例えば第１３図に示すように多数本の平
行なリード線（３）（３）−−ｍ−−の一端部を帯板（
７）に所定の間隔で固定したチェーンリード構体（８）
を用意し、このチェーンリード構体（８）の各リード線
（３）（３）−・の２本−組の各組の先端部で部品本体
（１）を外部電極（２）（２）を介して挟持する０次に
リード線（３）（３）−で挟持された複数の部品本体（
１）（１）・−・を半田槽（９）の溶融半田（１０）に
浸漬して引き上げて、複数の部品本体（１）（１）−の
リード線半田付けを一括して行う。また樹脂外装はチェ
ーンリード構体（８）の状態のまま、リード線（３）＜
３）・−・に半田付けされた部品本体（１）（ＩＬ−を
液状の樹脂材（図示せず）に浸漬して引き上げることで
、一括して行われる。

（°１ 上記従来製法による積層セラミックコンデンサ（１１）
は部品本体（１）に形成される外部電極（２）（２）を
原因とする次の問題があった。

この問題を一方の外部電極（２）で説明する。部品本体
（１）はセラミックシートの積層体を裁断したものであ
るため、その端部は角張っており、従って部品本体（１
）の端部にペースト状電極材（２ａ）を塗布すると、こ
の電極材（２ａ）は部品本体（１）の端面（ｍ）上で厚
く、端面（ｍ　）のエツジ（ｎ）上で薄い形状となり、
これがそのまま乾燥され焼き付けられて外部電極（２）
となる。従って、外部電極（２）は部品本体（１）の端
面（ｍ）の中央部上の部分（２ｍ）が略山形になって、
この中央部分（２ｍ）の肉厚ｔ１が最も大きくなり、端
面エツジ（ｆＬ）上のコーナ部分（２ｎ）の肉厚ｔ２が
大幅に小さくなる傾向にあった。例えば肉厚ｔ１は通常
的１５０ｕｍであり、この時の肉厚ｔ２は約３０μｍと
小さかった。

一方、外部電極（２）七リード線（３）の半田付けは第
１３図で説明したような浸漬法や、図示しないがリード
線（３）と外部電極（２）間にクリーム状半田を塗着し
ておいて、このクリーム状半田を加熱し溶融させて行う
方法があるが、いずれの方法でも外部電極（２）に高温
に加熱された溶融半田が付着すると、外部電極（２）に
含まれる銀成分が半田と合金化して溶融半田側へ移る、
いわゆる半田くわれ現象が外部電極（２）の全体で現れ
る。この半田くわれ現象が外部電極（２）の中央部分（
２ｍ）で生じても、この中央部分（２ｍ）の厚ざｔ！が
大きいので問題無いが、厚さが小さいコーナ部分（２ｎ
）で生じると、このコーナ部分（２ｎ）の元々少ない銀
成分が尚更に少なくなって、コーナ部分（２ｎ）が尚更
痩せ、コーナ部分（２ｎ）の部品本体（１）への固着力
が低下し、悪くするとコーナ部分（２ｎ）から部品本体
（１）の端面エツジ（ｎ）が露呈することがある。

従って、外部電極（２）を原因として次の間題があった
。

第一に、外部電極（２）とリード線（３）の半田付けは
部品本体（１）の両端部の外部電極（２）　　（２）に
一対のリード線（３）（３）を押し当てて行われるが、
外部電極（２）（２）のリード線（３）（３）が押し当
てられる中央部分（２ｍ）が略山形であるために、この
中央部分（２ｍ）上でリード線（３）（３）が滑り易く
て、リード線（３）（３）間から部品本体（１）が落下
したり、リード線（３）（３）間で部品本体（１）が位
置ずれを起こすことがあって、リード線半田付は工程の
歩留まり向上を難しくしていた。

第二に、樹脂外装され製品化された積層セラミックコン
デンサ（１１）は実装時にリード線（３）（３）が広げ
られることがある。例えば積層セラミックコンデンサ（
１１）を第１４図に示すようにプリント基板（１２）に
実装する場合はプリント基板（１２）の２つのスルーホ
ール（１３（１３）にリード線（３）（３）を挿通して
行われる。ここでリード線（３）（３）の間隔よりスル
ーホール（１３）　　（１３）の間隔の方が大きいと、
リード線（３）（３）を広げてスルーホール（１３）　
　（１３）に挿入しなければならず、この時のリード線
（３）（３）に加わる外力の一部が外部電極（２）（２
）にこれを部品本体（１）から引き剥がす方向に作用す
る。従って、外部電極（２）（２）のコーナ部分（２ｎ
）　　（２ｎ）の部品本体（１）への固着力が弱いと、
上記リード線（３）（３）を介した引張力で外部電極（
２）（２）が部品本体（１）から剥離することや、剥離
しなくても部品本体（１）との電気的接続状態が悪化し
て製品の特性不良の原因となることがあった。

゛　るための 本発明の上記問題点を解決する技術的手段はチップ状部
品本体の両端部に外部電極を次の（Ａ）〜（Ｄ）の各工
程で行うことである。

ｒ　　　　（Ａ）　、チップ状部品本体の両端部にペー
スト状の電極材を塗布する工程。

〔Ｂ〕０部品本体に塗布されたペースト状電゛極材をそ
の表層部が半乾燥状態となるように加熱する工程。

〔Ｃ〕６半乾燥状態の電極材の中央部に部品本体の端面
と平行な押圧面を有する整形部材を押し当てて電極材の
中央部を平坦に整形する工程。

ＣＯ３，整形された電極材を部品本体に焼き付ける工程
。

立朋 上記工程（Ｃ）の電極材の整形は電極材の山形になった
中央部分を押えて平坦にすることで行われ、この時に電
極材の中央部分の一部が周辺部へと押しやられて、整形
後の電極材のコーナ部分は中央部分から押しやられてき
たものによって厚さが増す。また、この整形の前に電極
材の表層部のみを半乾燥状態にしておくことにより、電
極材の整形が容易、確実になる。

ス差上 以下本発明方法を第１図乃至第９図の具体的実施装置例
を参照して説明する。尚、第１図乃至第９図は積層セラ
ミックコンデンサの部品本体（１）への本発明による外
部電極形成方法と、この方法の実施装置例を説明するた
めのものである。

先ず第１図に基づき上記本説明による工程を順次に説明
すると、始めに第１図の（イ）に示すような部品本体（
１）を用窓し、次にこの部品本体（１）の両端部に第１
図の（ロ）に示すようにペースト状電極材（１４ａ）’
　　（１４ａ）を塗布する。このペースト状電極材（１
４ａ）（１４ａ）は従来と同様に銀粉とフリットガラス
と溶剤とバインダを混練したものであり、この電極材塗
布工程までは従来と同様である。

次に第１図の（ハ）に示すように部品本体（１）の両端
部に塗布されたペースト状電極材（１４ａ）　　（１４
ａ）を例えば赤外線ランプ（１５）の赤外線照射にて加
熱して、ペースト状電極材（１４ａ）（１４ａ）の表層
部（１４ｂ　）（１４ｂ　）を半乾燥状態にする。次に
、第１図の（ニ）に示すように半乾燥の電極材（１４ａ
）（１４ａ）の中央部分（１４ｍ）（１４ｍ）を平坦に
整形する。この整形は部品本体（１）の両側方から部品
本体（１）の端面（ｍ）（ｍ）に平行な押圧面（１６）
（１６）を有する整形部材（１７）　　（１７）を近付
けて、その押圧面（１６）　　（１６）で電極材（１４
ａ　）（１４ａ）の中央部分（１４ｍ）（１４ｍ）を少
し押すことにより行われる。この整形にて電極材（１４
ａ　）　　（１４ａ　）の中央部分（１４ｍ）（１４ｍ
）が山形から平坦に仕上げられると共に、中央部分（１
４ｍ）（１４ｍ）の押圧面（１６）　　（１６）で押さ
れた分が部品本体（１）の端面エツジ（ｎ）（ｎ）上の
コーナ部分＜１４ｎ）（１４ｎ）へと逃げて、コーナ部
分（１４ｎ）（１４ｎ）の肉厚が増す。このような整形
は電極材（１４ａ）（１４ａ）の表層部（１４ｂ　）　
　（１４ｂ　）が半乾燥状態であるが故に、電極材（１
４ａ）（１４ａ）が整形部材（１７）　　（１７）に付
着して形が乱れるといったことが無くて正確に行え、ま
た高速で行える。

次に電極材整形が完了すると、第１図の（ホ）に示すよ
うに整形された電極材（１４ａ　）　　（１４ａ　）を
例えば赤外線ランプ（１８）で加熱して完全に乾Ｓ（溶
剤を完全に飛ばす）させて硬化させる。後は第１図の（
ホ）の状態の電極材（１４ｃ）（１４Ｃ）を高温に加熱
しバインダを飛ばすことにより部品本体（１）に焼き付
け、第１図の（へ）に示すように所望の外部電極（１４
）　　（１４）を形成する。

このように部品本体（１）に外部電極（１４）（１４）
を形成すると、後は従来同様にして例えば第２図に示す
ように外部電極（１４）　　（１４）にリード線（３）
（３）が半田（４）（４）で接続され、部品本体（１）
の周辺が外装樹脂材（５）で封止されて製品化される。

ここで外部電極（１４）　　（１４）を考察すると、そ
の中央部分（１４ｍ＞（１４ｍ）は平坦に整形されてい
る。従って外部電極（１４）　　（１４）をリード線（
３）（３）で挟持して半田付けする際の、外部電極（１
４）　　（１４）へのリード線（３）（３）の当りが安
定して、より良好な半田付けが実施できる。実際、この
リード線半田付は工程の歩留まりは約９９．７％であり
、従来の歩留まりの９８％に比べ向上することが分った
。

また外部電極（１４）　　（１４）の中央部分（１４ｍ
）（１４ｍ）の肉厚をｔ３、コーナ部分（１４ｎ　）（
１４ｎ　）の肉厚をｔ４とすると、ｔｌは中央部分（１
４ｍ）（Ｕｍ）の整形にて大きくなっている。例えば第
１図の（ロ）の電極材塗布を従来と全く同様に行って、
第１図の（ニ）の整形時に電極材（１４ａ）（１４ａ）
の中央部分（１４ｍ）（１４ｍ＞を５０μｍだけ押圧し
て、中央部肉厚ｔ３を１００μｍにすると、コーナ部属
ｔ４は約５０μｍにまで増大する（従来は約３０μｍ）
。従って部品本体（１）への外部電極（１４）　　（１
４）の固着力が増し、特にコーナ部分（１４ｎ）（１４
ｎ）の固着力が格段に増す。例えば上記肉厚ｔ３、ｔ４
を１００μｍ、５０μｍにした時のリード線固着強度、
つまりリード線（３）（３）を広げて外部電極＜１４．
）　　（１４）が部品本体（１）から剥離する時の強度
を調べると、約８００ｇの引張力以上で上述剥離現象が
生じた一一方、従来品（ｔｌ−１５０μｍ、ｔ２−３０
μｍのもの）の同じ条件下でのリード線固着強度は約５
００ｇが限界であり、従って本発明によりリード線固着
強度は約１．５倍以上改善された。

また外部電極（１４）　　（１４）のコーナ部分（１４
ｎ）（１４ｎ　）の半田くわれ現象の影響を調べると次
のことが分った。従来品（ｔ、−１５０μｍ、ｔ２−３
０μｍのもの）と本発明品（ｔ３　＝　１００μｍ、ｔ
４＝５０μｍのもの）を２５０℃の溶融半田に３０秒間
浸漬して、外部電極から部品本体の端面エツジが少しで
も露出したものを不良として半田くわれによる不良発生
率を調べたところ、従来品における不良発生率は約１０
％、本発明品においてはほぼ０％であった。これにより
本発明品は半田くわれ現象にほとんど影響を受けないこ
とが分る。

次に本発明の方法を実施する装置例を第３図乃至第９図
より説明する。

第３図乃至第５図の外部電極形成装置（１９）における
（２０）は垂直に配置された板厚の小さい円形の回転板
で、中央の回転軸（２１）を中心に定方向に連続又は間
欠回転する。（２２）　　（２２）−・は回転板（２０
）の外周に等間隔で突設された複数の部品本体板保持手
段例えば開閉する２個の一対のチャック爪で、各々は部
品本体（１）の両端６部を回転板（２０）の両側方に出
して中央部を着膜自在に挟持する０回転板（２０）は一
対のチャック爪（２２）を次の第１〜第６の定ポジショ
ンＰ１〜Ｐ６へ順次に送る。

第１の定ポジションＰ１は部品本体供給ポジションで、
このポジションＰ１に１つのチャック爪（２２）が送ら
れてくると、このチャック爪（２２）に１つの部品本体
（１）が供給され、チャック爪（２２）は部品本体（１
）を挟持して次の第２の定ポジションＰ２へと移動して
い（。

第２の定ポジションＰ２はペースト状電極材塗布ポジシ
ョンで、このポジションＰ２における回転板（２０）の
両側方には第４図に示すように回転及び左右動する円板
（２３）　　（２３）と、円板（２３）　　（２３）の
外周にペースト状電極材（１４ａ　）（１４ａ）を供給
する槽（２４）　　（２４）と、円板（２３）　　（２
３）の外周に塗着されたペースト状電極材（１４ａ）（
１４ａ）の厚さを規制するナイフナッジ（２５）　　（
２５）の一式が配備される。定ポジションＰ２に１つの
部品本体（１）がチャック爪（２２）で保持されて送ら
れてくると、部品本体（１）の両端に円板（２３）　　
（２３）が近付いて、円板（２３）　　（２３）の外周
のペースト状電極材（１４ａ　）　　（１４ａ　）が部
品本体（１）の両端部に接触して定量だけ転移すると、
円板（２３）（２３）は部品本体（１）から離れる。

第３の定ポジションＰ３は半乾燥ポジションで、カバー
（２６）の中に赤外線ランプ（１５）が配置され、カバ
ー（２６）の中をチャック爪（２２）で保持された部品
本体（１）が通る間に、その両端部に塗布されたペース
ト状電極材＜１４８）（１４ａ）が半乾燥される。

第４の定ポジションＰ４は整形ポジションで、ここには
第５図に示すように一対の整形部材（１７）　　（１７
）が配置される。この一対の整形部材（１７）　　（１
７）の間に１つの部品本体（１）が送られてくると、整
形部材（１７）　　（１７）が互いに接近して部品本体
（１）の半乾燥した電極材（１４ａ）　　（１４ａ）の
中央部を整形してから離れる。

第５の定ポジションＰ５は本乾燥ポジションで、カバー
（２７）の中に赤外線ランプ（１８）が配置され、この
カバー（２７）の中を部品本体（１）が通る間に整形さ
れた電極材（１４ａ）（１４ａ）が本乾燥される。そし
て、次の第６の定ポジションＰ６に部品本体（１）が送
られると、チャック爪（２２）が開いて部品本体（１）
が外部へ取出されて、別の場所で電極材焼き付けが行わ
れる。

次に複数の部品本体（１）（１）・−に外部電極（１４
）　　（１４）−・を一括して形成するバッチ処理式の
装置例を第６図乃至第８図と第９図の二側でもって説明
する。

第６図乃至第８図に示すような１枚のゴム板（２８）を
用意する。ゴム板（２８）には多数の小孔（２９）　　
（２９）−・が穿設され、１つの小孔（２９）で１つの
部品本体（１）が弾圧挟持される。つまり、小孔（２９
）は部品本体（１）の外周サイズより小さく、第７図に
示すようにゴム板（２８）を引張って小孔（２９）の口
径を大きくしておいて、この小孔（２９）に部品本体（
１）をその両端部を小孔（２９）より突出させて挿入し
てから、ゴム板（２８）を元の状態に縮め、小孔（２９
）を縮めると第８図に示すように小孔（２９）は部品本
体（１）の中央部を締める。このようにしてゴム板（２
８）で多数の部品本体（１）（１）−を支持しておけば
、各部品本体（１）（１）−・に対して一括したペース
ト状電極材塗布、半乾燥、整形、本乾燥が実行できる。

そして、電極材焼き付けの工程は高温の熱処理のために
ゴム板（２８）が耐えられないので、この工程ではゴム
板（２８）を広げて各小孔（２９）　　（２９）−・か
ら部品本体（１）（１）・−を取り出して行うようにす
る。

第９図は１枚の耐熱性帯板（３０）の側面に両面接着テ
ープ（３１）を貼り、この両面接着テープ（３１）上に
複数の部品本体（１）（１）−・の中央部を貼り付けた
ものを示す。この場合、両面接着テープ（３１）上の各
部品本体（１）（１）−の端面を一直線状に揃えておけ
ば、各部品本体（Ｌ）（１）−に対してペースト状電極
材塗布、半乾燥、整形、本乾燥が一括して行え、また電
極材焼き付けも一括して行える。この電極材焼き付けの
工程では両面接着テープ（３１）が焼き飛ばされて部品
本体（１）（１）−が帯板（３０）から脱落するので、
部品本体（１）（１）・−１を両面接着テープ（３１）
から剥がす手間が省け、る。

尚、以上は積層セラミックコンデンサの製造について説
明したが、本発明は他のセラミック電子部品の積層型バ
リスタやセラミックチップ抵抗などにおいても同様に適
用し得る。

発夙皇立来 本発明によれば部品本体の両端部に形成された外部電極
のコーナ部分の肉厚が大きく安定して得られるので、外
部電極の部品本体との固着強度が増し、外部電極にリー
ド線を半田行けしても外部電極が部品本体から剥がれた
り、部品本体との電気的接触状態が悪化する恐れがほぼ
無くなり、セラミック電子部品の製造歩留まりの向上及
び製品の信頼性向上が図れる。また外部電極中央部の整
形で、リード線が部品本体を安定して挟持するようにな
り、リード線半田付は性やリード線半田付けの歩留まり
同上化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の概略を説明するための工程別の
部品本体正面図、第２図は第１図の工程で得た部品本体
を使ったセラミック電子部品の正断面図、第３図乃至第
９図は本発明の方法の具体的実施装置の三個を説明する
ためのもので、第３図は第１の装置の正面図、第４図及
び第５図は第３図のＡ矢視図及びＢ矢視図、第６図は第
２の装置で使用するゴム板の斜視図、第７図及び第８図
は第６図のゴム板の各動作状態での部分拡大断面図、第
９図は第３の装置で使用する帯板の斜視図、第１０図乃
至第１４図は従来例を説明する図で、第１０図は積層セ
ラミックコンデンサの断面図、第１１図及び第１２図は
部品本体への外部電極の形成工程を説明する図、第１３
図は部品本体のリード線半田付は及び樹脂外装工程を説
明する図、第１４図は積層セラミックコンデンサのプリ
ント基板への実装工程を説明する図である。゛ （１）　一部品本体、（１４）　−外部電極、（１４；
・−・ペースト状電極材、（１４ｂ）−・表層部、（１
６）・−・押圧面、（１７）・−・整形部材。 特　許　出　願　人　　関西日本電気株式会社代　　　
　理　　　　人　　江　　原　　　省　　台率１図 （笠走１抹ｒＳ） Ｉ） （幣 第３図 第４図　　　　　　　　　　第５図 第６図 第び　　　　　　　　　、８つ 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック電子部品のチップ状部品本体の再端部
   に外部電極を形成する方法で、チップ状部品本体の両端
   部にペースト状の電極材を塗着する工程と、この塗着さ
   れたペースト状電極材をその表層部が半乾燥状態となる
   ように加熱する工程と、この半乾燥状態の電極材の中央
   部に部品本体の端面とほぼ平行な押圧面を有する整形部
   材を押し当てて電極材の中央部を平坦に整形する工程と
   、この整形された電極材を部品本体に焼き付ける工程と
   を含むことを特徴とするセラミック電子部品の製造方法
   。
2. （２）電極材の整形後、本乾燥工程を経て電極材を部品
   本体に焼き付けることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載のセラミック電子部品の製造方法。
3. （３）ペースト状の電極材が主として貴金属粉末、フリ
   ットガラス、バインダ、溶剤にて構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のセラミック電
   子部品の製造方法。