JPS6232604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電極密着強度、半田付性に優れ、しか
も安価な積層形磁器コンデンサの製造方法に関す
る。

積層磁器コンデンサは小型で信頼性が高く、プ
リント配線パターンへの自動装置に好適であるた
めに、特に最近、超薄形ラジオ、超小形トランシ
ーバ、電子チユーナ等の小型高密度実装化に対応
して、需要が急速に拡大しつつある。

第１図は従来の積層形磁器コンデンサの断面図
を示している。図において、１は磁器誘電体素
体、２は白金、パラジウム等の貴金属から成る内
部電極、３，４は磁器誘電体素体１の両側部に設
けられた端子電極で、内部電極２を隔一毎に接続
してある。

ところで、この積層形磁器コンデンサは、その
内部電極２を形成するにあたり、チタン酸バリウ
ム、酸化チタン等を使用して50〜100μ程度の厚
さに形成された可塑性フイルム上に、内部電極ペ
ーストを塗布し、これを所望枚数だけ重畳して
1100℃〜1400℃の高温度で焼結させるようにして
あつた。したがつて内部電極は1100℃〜1400℃の
高温に耐え得る融点の高い高価な金属、たとえば
白金、パラジウム等の貴金属によつて構成しなけ
ればならない。ところが、これらの内部電極２を
並列に接続する端子電極３，４を、半田付強度を
持たせるため、フリツト含有銀電極の焼付法によ
つて形成した場合、互に異質の金属となるため
に、内部電極２と端子電極３，４が、冶金学的拡
散性質により拡散移行して合金化され、その接続
が断たれ容量不足あるいは容量が全く出ないとい
う事故を生じることもあつた。このような合金化
防止のために、従来は端子電極の銀中に内部電極
と同質の白金またはパラジウムを３％以上混入し
てあつた。しかし白金またはパラジウム等は高価
な貴金属であり、当該積層形磁器コンデンサがは
なはだ高価なものとなつてしまう。そこでこのよ
うなコストアツプの欠点を除くため、安価な卑金
属であるニツケル、銅またはスズを使用して端子
電極を形成することが望まれる。

しかしこれらの卑金属のペーストは、酸化雰囲
気中で焼結すると酸化してしまうため、銀−パナ
ジウム系電極のように磁器誘電体素体に焼付ける
ことは不可能である。また前記卑金属のペースト
は、還元雰囲気中であれば焼結させることは可能
であるが、この場合は磁器誘電体素体も同時に還
元されてしまうため、諸特性の満足のゆく磁器コ
ンデンサを得ることができないという問題があつ
た。

また銀焼付法は半田浸漬後銀の半田への拡散移
行剥離等を生じ、電極密度強度が低下して不安定
となり易く、コンデンサ容量の減少およびtanδ
の劣化等を招いてしまう欠点があつた。

さらにフリツト含有銀・パラジウムもしくは白
金系のペーストを磁器誘電体素体上に印刷塗布す
る場合、塗布厚みのコントロールが非常に難し
く、どうしてもバラツキを生じてしまうため、電
極厚みにもバラツキを生じ、磁器コンデンサの外
形寸法を所定値にコントロールするのが非常に困
難になつていた。しかも電極厚みが大きくなるた
め、積層形磁器コンデンサ自動装着機のマガジン
に装填し得る積層形磁器コンデンサの量が少な
く、生産性が悪くなるという欠点もあつた。因に
従来の積層形磁器コンデンサの電極厚みは15〜50
μ程度である。

本発明は叙上の欠点問題点を除去し、量産性に
秀れ低価格でしかも電極密着強度および半田付性
の良好な積層形磁器コンデンサの製造方法を提供
することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る積層形磁
器コンデンサの製造方法は、化学的エツチング法
により粗面化された磁器誘電体素体の全表面に無
電解メツキ法によりニツケルの第１導電層を形成
し、次いで端子電極となる部分のみを残して他の
部分は除去すべく前記第１導電層をエツチング処
理した後、前記第１導電層上にバレルメツキ法に
より錫を最外層とする第２導電層を電着すること
を特徴とする。

以下実施例たる添付図面を参照し本発明の内容
を詳説する。第２図Ａ乃至Ｅは本発明に係る積層
形磁器コンデンサの製造方法の工程説明図であ
る。

第２図Ａの如く内部電極５，６を層状に埋設し
た平板状の磁器誘電体素体７の表面を、化学的エ
ツチングにより粗面化して凹凸層８を形成する
（第２図Ｂ）。前述の化学的エツチング方法として
は、たとえば硝酸（HNO₃）とフツ酸（HF）の混
合液を用いるが、各液の役目は、硝酸は酸化剤と
して洗浄効果を増し、フツ酸は浸蝕性が強いので
素体７をエツチングすることである。このように
磁器誘電体素体７の表面を粗面化すると、第２図
Ｃの如く磁器誘電体素体７の表面にニツケルの第
１導電層９を形成した場合、ニツケル粒子が素体
７の表面凹凸層８に喰い込むこととなるので、密
着強度を良好かつ安定にすることができる。しか
しエツチングを行なうフツ酸の量が多すぎたり、
エツチング時間が長すぎたりすると、エツチング
過剰となり磁器誘電体素体７が脆くなるため、密
着強度が低下したり不安定になり易いから、充分
な注意が必要である。なお、化学的エツチング法
以外の機械的粗面化の方法は、無電解に対する密
着強度がなくなるので不適当である。

エツチング処理を施した後、磁器誘電体素体７
からフツ酸、硝酸を除去しなければならない。フ
ツ酸、硝酸の除去は、水洗い、中和または煮沸す
ることによつて行なわれるが、残留分があると、
活性化、鋭敏化し、次工程のメツキ層に班を生じ
るからエツチング後の処理は十分な注意を要す
る。

次に磁器誘電体素体７の凹凸層８の全面に、た
とえばバレル方式の無電解メツキ法によつて、ニ
ツケルの第１導電層９を形成する（第２図Ｃ）。
第１導電層９を形成する材質を金属単体とする場
合、ニツケル以外の銅等は加熱処理を施しても密
着強度が向上しないので不適当であることが確認
されている。なお第１導電層９の層厚は３〜５μ
程度の薄層に形成することが可能である。

次に第１導電層９のうち端子電極となる部分、
すなわち磁器誘電体素体７の上下面の両側部S₁，
S₂およびこれに連なる両側面S₃，S₄にエツチング
レジストとしてTiO₂含有の有機物レジストをマ
スキングする。次に他にの部分P₁，P₂を化学的エ
ツチング法により除去することにより、中央部に
磁器誘電体素体７の表面を露出させ、両側に端子
電極となる第１導電層９を被覆した磁器誘電体を
得ることとなる（第２図Ｄ）。なおこの場合のエ
ツチング液として塩化第二鉄（FeCl₃）を使用し
た。

エツチング処理の後、レジスト、エツチング処
理液を除去する後処理工程が行なわれることは勿
論であるが、以上の第１導電層９を形成すること
により、一応磁器コンデンサの形態を具えること
となる。しかしニツケルの第１導電層９のみで
は、経時変化による酸化を生じ易く、半田浸漬等
の工程で半田付が悪く剥離を生じ、その結果容量
落ち等の特性劣化が起る。

そこで第１導電層９のニツケル層を酸化させな
いためと、半田付性を良好にするため、本発明に
おいては第１導電層９の上に、バレルメツキ法に
より錫を最外層とする第２導電層１０を電着する
（第２図Ｅ）。

第３図はバレルメツキ装置の斜視図、第４図は
バレルメツキ装置における回転バレルの拡大図で
ある。図に示す如く、バレルメツキ装置は電解槽
１１内の電解液１２中に、多孔筒体状の回転バレ
ル１３を浸漬すると共に、該回転バレル１３の回
転軸１４，１４に同軸状に装着した歯車１５に、
動力源側の歯車１６をかみ合わせることにより、
回転バレル１３を電解液１２中で回転させるよう
にしてある。回転バレル１３の筒体内には陰極１
７，１８を距離をおいて対向配設してあつて、陰
極１７，１８の一方、例えば該陰極１７は集電体
１９に摺接させたブラシ２０を通じて給電され
る。２１は陽極である。

上述のバレルメツキ装置を使用してバレルメツ
キを施すには、回転バレル１３内に第２図Ｄの如
く第１導電層９を形成した磁器誘電体を収納し、
陰極１７および陽極２１に電流を供給しながら回
転バレル１３を電解液１２中で回転させる。する
と回転バレル１３内の電解液中を磁器誘電体２２
が転動し、第１導電層９の表面にのみ錫の第２導
電層１０が電着されることとなる。

前述の電解液１２としては、バレル錫メツキに
おいて周知のもの、たとえば錫酸ソーダを主成分
とする組成のものを使用する。また回転バレル１
３の回転数は10（Ｒ・Ｐ・Ｍ）程度が望ましい。

バレルメツキ法は叙上のようにしてなされるの
で、積層形磁器コンデンサのように形状の小さい
品物を一度に多量にメツキすることができ、生産
性が非常によい。しかも回転バレル１３の回転に
伴つて、磁器誘電体２２同志が互に接触、摩擦し
合つて転動し、電流の断続を伴いながら陰極１
７，１８に触れてメツキされるので、磁器コンデ
ンサのように小形で取扱い難いものも容易にメツ
キし得る。なお第２導電層１０の層厚は３〜５μ
程度となる。

第５図は本発明に係る製造方法によつて製造さ
れた積層形磁器コンデンサの別の実施例を示して
いる。この実施例の特徴は、第１導電層９′の上
に銅の導電層１０′ａをバレルメツキにより電着
し、さらにこの導電層１０′ａの上に錫の導電層
１０′ｂをバレルメツキ法により電着したことで
ある。

このような構成をとると、線膨張係数の差異の
大きいニツケルの第１導電層９′と、錫の導電層
１０′ｂとの間に、線膨張係数が両者の中間にあ
る銅の導電層１０′ａが介在することとなるの
で、該銅の導電層１０′ａが線膨張緩衝手段とし
て作用し、電極層の界面剥離現象を防止すること
となる。またニツケルの第１導電層９′を銅の導
電層１０′ａによつて被覆してあるので、ニツケ
ルの第１導電層９′の酸化が防止され、更に錫の
導電層１０′ｂが最外層となつているから、半田
付性はきわめて良好である。

なお、各導電層の層厚は３〜５μ程度と非常に
薄く、かつ均一に形成される。

以上詳説した如く本発明に係る積層形磁器コン
デンサの製造方法は、化学的エツチング法により
粗面化された磁器誘電体素体の表面に無電解メツ
キ法によりニツケルの第１導電層を形成し、次い
で端子電極となる部分のみを残して他の部分は除
去すべく前記第１導電層をエツチング処理した
後、前記第１導電層上にバレルメツキ法により錫
を最外層とする第２導電層を電着することを特徴
とするから、次のような効果がある。

(1) 低価格の卑金属であるニツケル、錫または銅
の組合せによる電極を形成し、コストを従来の
約1/3以下に低下させることができる。

(2) 第１導電層は無電解メツキ法により形成し、
第２導電層はバレルメツキ法により形成するよ
うにしたから、一層の層厚が３〜５μ程度と非
常に薄く、かつ均一化した電極を形成すること
ができる。

この結果 (イ) 電極厚みの均一化により、積層形磁器コン
デンサの外形寸法の管理が非常に容易にな
る。

(ロ) 従来15〜50μ程度あつた電極厚みが６〜10
μ程度に減少し、磁器コンデンサ自動装着機
のマガジンに詰め得る積層形磁器コンデンサ
の量が、約９％向上する。

(3) 磁器誘電体素体の粗面化や、電極の多層化メ
ツキ付着により、端子電極の半田耐久性を約10
倍程度強化することができる。このため積層形
磁器コンデンサをプリント基板等に半田付する
作業が非常に容易になる。

(4) バレルメツキ法を採用したから、生産性が良
好になり、コストダウンが図られる。

(5) ニツケルの第１導電層上に、錫を最外層とす
る第２導電層を電着することにより、ニツケル
層の酸化を防止しつつ、半田付性を良好にする
ことができる。

(6) 実施例に示したように、ニツケル層と錫層と
の間に銅層を設けた場合は、ニツケル層と錫層
との間のなじみを良くし、電極強度を向上させ
ることとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の積層形磁器コンデンサの断面
図、第２図Ａ〜Ｅは本発明に係る積層形磁器コン
デンサの製造方法における工程説明図、第３図は
本発明に用いられるバレルメツキ装置の斜視図、
第４図は同じくその回転バレルの拡大断面図、第
５図は本発明に係る製造方法によつて製造された
磁器コンデンサの別の実施例における断面図をそ
れぞれ示している。 ７……磁器誘電体素体、８……凹凸層、９……
第１導電層、１０……第２導電層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 化学的エツチング法により粗面化された磁器
   誘電体素体の全表面に無電解メツキ法によりニツ
   ケルの第１導電層を形成し、次いで端子電極とな
   る部分のみを残して他の部分は除去すべく前記第
   １導電層をエツチング処理した後、前記第１導電
   層上にバレルメツキ法により錫を最外層とする第
   ２導電層を電着することを特徴とする積層形磁器
   コンデンサの製造方法。 ２ 前記第２導電層は、前記第１導電層上に銅の
   導電層をバレルメツキ法により電着し、該銅の導
   電層上に前記錫の最外層を電着して形成されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の積
   層形磁器コンデンサの製造方法。