JP2000030971A - チップ型電子部品及びその製造方法 - Google Patents

チップ型電子部品及びその製造方法

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JP2000030971A
JP2000030971A JP10201973A JP20197398A JP2000030971A JP 2000030971 A JP2000030971 A JP 2000030971A JP 10201973 A JP10201973 A JP 10201973A JP 20197398 A JP20197398 A JP 20197398A JP 2000030971 A JP2000030971 A JP 2000030971A
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nickel plating
plating layer
electronic component
type electronic
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Hisashi Yamaguchi
尚志 山口
Yasushi Kojima
靖 小島
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 はんだ付け時の熱衝撃、回路基板の撓み変形
や温度サイクルなどに対する機械的強度を改善し、過酷
な環境下でも使用可能な高信頼性のチップ型電子部品を
提供する。 【解決手段】 金属導電層5よりなる下地層と、ニッケ
ルめっき層よりなる中間層6と、はんだめっき層よりな
る最外層7とが順次積層されてなる外部端子電極2を有
するチップ型電子部品1Aにおいて、中間層6を複数の
ニッケルめっき層6A,6Bの積層構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、はんだ付け時の熱
衝撃、回路基板の撓み変形や温度サイクルなどに対する
機械的強度を向上させた高信頼性チップ型電子部品及び
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】積層セラミックコンデンサ、サーミス
タ、バリスタなどのチップ型セラミック電子部品の外部
端子電極には、導電性、はんだ耐熱性及びはんだ付け性
が要求されるため、その電極構造としては一般的にめっ
き下地導電層としての銀、銀/パラジウム導電層、中間
層としてのニッケルめっき層及び最外層としてのはんだ
めっき層の三層構造が採用されている。例えば、図3に
示す如く、外部端子電極2(2A,2B,2C,2D)
が形成されたチップ型電子部品1において、外部端子電
極2は、図4に示す如く、内部電極3が設けられたセラ
ミック素体4の端面に該内部電極3と導通するように設
けられた下地導電層5とこの下地導電層5上に形成され
たニッケルめっき層6とこのニッケルめっき層6上に形
成されたはんだめっき最外層7とで構成されている。こ
のような外部端子電極2は、銀/パラジウム合金等の貴
金属粉末及び無機結合材を有機結合材に分散させた導電
性ペーストをセラミック素体4に塗布して焼成すること
により下地導電層5を形成した後、中間層6として電解
ニッケルめっき層を形成し、さらに、最外層7としては
んだめっき仕上げを施すことにより形成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】積層チップ型コンデン
サ等のチップ型積層セラミック電子部品では、回路基板
へのはんだ付け時に加わる急激な温度変化や、回路基板
に反りや曲げなどの撓み力が加わることにより、セラミ
ック素体にクラックが発生したり、温度サイクル試験な
どによる加熱や冷却による基板とはんだ及びセラミック
素体との熱膨張係数の差により発生する熱応力でセラミ
ック素体にクラックが発生するなどの問題があった。特
に、アルミナ基板に実装した場合や高温はんだによる実
装後の温度サイクル試験において、セラミック素体にク
ラックが発生し易かった。
【0004】このようなことから、実装時の熱衝撃や使
用時の回路基板の反りや曲げなどの撓みによりチップ型
電子部品が破損する恐れがあり、過酷な環境条件での使
用が想定される車載用電子機器などでは信頼性が得られ
ない場合があった。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決し、はん
だ付け時の熱衝撃、回路基板の撓み変形や温度サイクル
などに対する機械的強度を改善し、過酷な環境下でも使
用可能な高信頼性のチップ型電子部品及びその製造方法
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のチップ型電子部
品は、金属導電層よりなる下地層と、ニッケルめっき層
よりなる中間層と、はんだめっき層よりなる最外層とが
順次積層されてなる外部端子電極を有するチップ型電子
部品において、前記中間層が複数のニッケルめっき層の
積層構造とされていることを特徴とする。
【0007】本発明においては、中間層を複数のニッケ
ルめっき層の積層構造とすることにより、熱応力や機械
的応力がチップ型電子部品に加えられた際に、層間密着
性が比較的低い積層ニッケルめっき層の層間において部
分的に層間別離を起こさせることで、応力を吸収するこ
とにより、更には、この層間での熱伝導の低減作用によ
り、セラミック素体への熱応力や機械的応力の伝達を防
止する。
【0008】本発明においては、一般に、外部端子電極
の金属導電層として銀系又は銀/パラジウム系導電層が
採用される。中間層は、例えば次の又はの構造とさ
れる。
【0009】 電解ニッケルめっき層と、該電解ニッ
ケルめっき層を熱処理した後、該電解ニッケルめっき層
上に形成された無電解ニッケルめっき層との二層積層構
造。 電解ニッケルめっき層と、該電解ニッケルめっき層
を熱処理した後、該電解ニッケルめっき層上に形成され
た無電解ニッケルめっき層と、該無電解ニッケルめっき
層上に形成された電解ニッケルめっき層との三層積層構
造。 このような本発明のチップ型電子部品は、中間層の形成
に当り、まず電解ニッケルめっき層を形成し、この電解
ニッケルめっき層を熱処理した後無電解ニッケルめっき
層を形成する工程を有する本発明のチップ型電子部品の
製造方法により容易に製造される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。
【0011】図1,2は本発明のチップ型電子部品の実
施の形態を示す外部端子電極部分の断面図である。な
お、本発明のチップ型電子部品は、その外部端子電極の
中間層の構造以外は従来のチップ型電子部品と同様の構
造とされており、図1,2において、図3,4に示す部
材と同一機能を発する部材には同一符号を付してある。
【0012】図1のチップ型電子部品1Aは、外部端子
電極2の中間層6を、電解ニッケルめっき層よりなる第
1中間層6Aと熱処理された該第1中間層6A上に形成
した無電解ニッケルめっき層よりなる第2中間層6Bと
の二層積層構造としたものであり、このようなチップ型
電子部品1Aの外部端子電極2は、例えば、次のように
して形成することができる。
【0013】即ち、まず内部電極3が設けられたセラミ
ック素体4に、常法に従って、銀又は銀/パラジウムな
どの貴金属粉末及び無機結合材を有機結合材に分散させ
た導電性ペーストを塗布して乾燥、焼成することにより
下地導電層5を形成する。この下地導電層は、通常の場
合、20〜60μm程度の厚さに形成される。
【0014】次に、通常の電解ニッケルめっき法により
第1中間層6Aを形成し、熱処理を行う。ここで、第1
中間層6Aは0.5〜3μm程度の厚さに形成するのが
好ましい。また、熱処理は、セラミック素体4に熱衝撃
が加えられないような条件において、第1中間層6Aの
電解ニッケルめっき層に適当な酸化被膜が形成されるよ
うな処理であれば良い。通常の場合、熱処理は、大気中
にて200〜400℃で30分〜4時間程度実施され
る。
【0015】続いて70〜85℃に加温した硫酸ニッケ
ルと次亜燐酸ソーダを主成分とする無電解ニッケルめっ
き浴中に30秒〜5分程度浸漬及び攪拌処理することに
より、前記熱処理した第1中間層6Aの表面に選択的に
ニッケル層を形成して第2中間層6Bを形成する。この
第2中間層6Bは0.1〜2μm程度の厚さに形成する
のが好ましい。
【0016】更に、この第2中間層6B上に通常の電解
めっき法により、はんだめっき層の最外層7を3〜10
μm程度の厚さに形成する。
【0017】図2に示すチップ型電子部品1Bは外部端
子電極2の中間層を、電解ニッケルめっき層よりなる第
1中間層6Aと、熱処理された該第1中間層6A上に形
成された無電解ニッケルめっき層よりなる第2中間層6
Bと、この第2中間層6B上に形成された電解ニッケル
めっき層よりなる第3中間層6Cとの三層積層構造とし
たものであり、このようなチップ型電子部品1Bの外部
端子電極2は、上述の方法と同様にして下地導電層5、
第1中間層6A及び第2中間層6Bを形成した後、更
に、通常の電解ニッケルめっき法により第3中間層6C
を好ましくは0.5〜3μm程度の厚さに形成し、その
後、上記と同様にしてはんだめっき層の最外層7を形成
することにより形成することができる。
【0018】なお、図1,2に示す外部端子電極の中間
層の積層構造は、本発明の一実施例であって、本発明に
おいて、中間層の積層数、積層される電解ニッケルめっ
き層又は無電解ニッケルめっき層の層構成等には特に制
限はなく、何ら図1,2のものに限定されるものではな
い。
【0019】本発明では、中間層の積層構成と熱処理の
組み合わせを適宜調整して、所望の耐熱性及び応力緩和
効果が得られるように設計することができる。
【0020】このような本発明のチップ型電子部品は、
積層チップ型コンデンサに限らず、サーミスタ、バリス
タ等の全てのチップ型電子部品に適用することができ、
その耐熱衝撃性、機械的強度を大幅に改善することがで
きる。
【0021】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明する。
【0022】実施例1 内部電極が形成されたセラミック素体に、図1に示す外
部端子電極2を形成した。まず、常法に従って、Ag/
Pd下地導電層5を30μm厚さに形成し、この上に電
解ニッケルめっき層よりなる第1中間層6Aを3μm厚
さに形成した。この第1中間層6Aを大気中、300℃
で2時間熱処理した後、無電解ニッケルめっき層よりな
る第2中間層6Bを1μm厚さに形成した。その後、電
解めっきによりはんだめっき層よりなる最外層6Cを6
μm厚さに形成した。
【0023】このチップ型電子部品1Aをアルミナ回路
基板にクリームはんだを用いてはんだ付け実装し、−5
5℃と+125℃の各温度に30分保持する温度サイク
ルを1000回行う温度サイクル試験を実施した後、硝
酸にて外部電極を溶解除去しセラミック素体を拡大鏡に
て観察し、セラミック素体のクラックの発生状況を調
べ、結果を表1に示した。
【0024】実施例2 第2中間層6Bを形成した後、電解ニッケルめっき層よ
りなる第3中間層6Cを2μm厚さに形成し、その後は
んだめっき層の最外層を形成したこと以外は実施例1と
同様にして図2に示す層構成の外部端子電極を形成し
た。このチップ型電子部品1Bについて、実施例1と同
様にして温度サイクル試験を実施し、結果を表1に示し
た。
【0025】比較例1 実施例1において、中間層として、図4に示す如く電解
ニッケルめっき層よりなる単層構造の中間層6を3μm
に形成したこと以外は同様にしてチップ型電子部品1を
製造し、このチップ型電子部品1Bについて、実施例1
と同様にして温度サイクル試験を実施し、結果を表1に
示した。
【0026】
【表1】
【0027】表1より、本発明によれば、チップ型電子
部品の耐熱衝撃性が格段に改善されることが分かる。
【0028】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のチップ型電
子部品によれば、熱衝撃や回路基板の反りや曲げなどの
撓み応力、或いは、過酷な温度サイクルに対し、十分な
信頼性を得ることができる。
【0029】本発明のチップ型電子部品であれば、例え
ば、高温のエンジンルームに電子制御ユニットを組み込
むことが可能となり、自動車の設計自由度が増し、車内
を広げたり、不要な配線を省略することができ車体重量
を軽減できるなど、その産業上の利用は極めて大であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチップ型電子部品の実施の形態を示す
外部端子電極の断面図である。
【図2】本発明のチップ型電子部品の別の実施の形態を
示す外部端子電極の断面図である。
【図3】チップ型電子部品の外観を示す斜視図である。
【図4】従来のチップ型電子部品の外部端子電極を示す
断面図である。
【符号の説明】
1A,1B チップ型電子部品 2 外部端子電極 3 内部電極 4 セラミック素体 5 下地導電層 6 中間層 6A 第1中間層 6B 第2中間層 6C 第3中間層 7 最外層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属導電層よりなる下地層と、ニッケル
    めっき層よりなる中間層と、はんだめっき層よりなる最
    外層とが順次積層されてなる外部端子電極を有するチッ
    プ型電子部品において、 前記中間層が複数のニッケルめっき層の積層構造とされ
    ていることを特徴とするチップ型電子部品。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記中間層が、電解
    ニッケルめっき層と、該電解ニッケルめっき層を熱処理
    した後、該電解ニッケルめっき層上に形成された無電解
    ニッケルめっき層との二層積層構造であることを特徴と
    するチップ型電子部品。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記中間層が、電解
    ニッケルめっき層と、該電解ニッケルめっき層を熱処理
    した後、該電解ニッケルめっき層上に形成された無電解
    ニッケルめっき層と、該無電解ニッケルめっき層上に形
    成された電解ニッケルめっき層との三層積層構造である
    ことを特徴とするチップ型電子部品。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項におい
    て、前記金属導電層が銀系又は銀/パラジウム系導電層
    であることを特徴とするチップ型電子部品。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれか1項に記載
    のチップ型電子部品を製造する方法であって、前記中間
    層の形成に当り、まず電解ニッケルめっき層を形成し、
    この電解ニッケルめっき層を熱処理した後無電解ニッケ
    ルめっき層を形成する工程を有することを特徴とするチ
    ップ型電子部品の製造方法。
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Effective date: 20030204