JP2008311362A - セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】はんだ濡れ性、耐はんだ喰われ性、耐衝撃性、及び、熱サイクル環境下での接続信頼性に優れた外部電極を備えるセラミック電子部品を提供すること。
【解決手段】積層チップバリスタは、バリスタ素体１１と、バリスタ素体１１に配置された外部電極５１と、を備えている。外部電極５１は、第１の電極層５１ａと、第２の電極層５１ｂとを有している。第１の電極層５１ａは、バリスタ素体１１の外表面上に形成され、Ａｇ及びガラス物質を含んでいる。第２の電極層５１ｂは、第１の電極層５１ａ上に形成され、Ｐｔを含むと共に複数箇所において第１の電極層５１ａに至る孔５３ｃが形成されている。
【選択図】図６

Description

本発明は、セラミック素体を備えるセラミック電子部品に関する。

セラミック電子部品として、セラミック素体と、当該セラミック素体に配置された外部電極と、を備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたセラミック電子部品では、外部電極は、Ａｇを主体とした電極ペーストをセラミック素体に塗布して、当該電極ペースと焼き付けることにより形成されている。
特開２００２−２４６２０７号公報

本発明は、はんだ濡れ性、耐はんだ喰われ性、耐衝撃性、及び、熱サイクル環境下で接続信頼性に優れた外部電極を備えるセラミック電子部品を提供することを目的とする。

本発明者等は、はんだ濡れ性、耐はんだ喰われ性、耐衝撃性、及び、熱サイクル環境下での接続信頼性に優れた外部電極について鋭意研究を行った結果、以下のような事実を見出した。

セラミック素体に金属粉末及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより外部電極を形成する場合、ガラス粉末が軟化して溶融したガラス物質により、外部電極の内側（セラミック素体側）にガラス相と金属相とが混在した領域が形成されることとなる。ガラス相と金属相とが混在した領域では、セラミック素体の外表面に付着したガラス物質がアンカー的な機能を果たし、セラミック素体と外部電極との接続強度が高くなり、耐衝撃性が向上する。

導電性ペーストに含まれる金属粉末をＡｇ粉末とした場合、外部電極に含まれるＡｇがはんだに濡れ易いことから、はんだ濡れ性が向上する。しかしながら、外部電極がＡｇを含んでいる場合、外部電極に含まれるＡｇが溶融したはんだに溶け出して外部電極が部分的に消失する、すなわちはんだ喰われが生じ、耐はんだ喰われ性が悪化してしまう。

導電性ペーストに含まれる金属粉末をＰｔ粉末とした場合、外部電極に含まれるＰｔがはんだに濡れ易いことから、はんだ濡れ性が向上する。また、外部電極に含まれるＰｔが溶融したはんだに溶け出すようなことはなく、耐はんだ喰われ性も向上する。しかしながら、外部電極がＰｔを含んでいる場合、熱サイクル環境下にて、はんだと外部電極との間にクラックが生じ、はんだと外部電極との物理的及び電気的接続を損ない、接続信頼性が低下してしまう。

はんだと外部電極との間にクラックが生じる事象は、以下の通りと考えられる。はんだと外部電極とか接すると、はんだと外部電極との界面近傍（はんだと外部電極との接合部）に、はんだに含まれるＳｎと外部電極に含まれるＰｔにより金属間化合物が形成される。このＳｎとＰｔとの金属間化合物は、結晶構造的に見てダルトナイド（Daltoniode）型の金属間化合物であり、一般に、硬くて脆い性質を有している。このため、熱サイクルに伴う繰り返し応力が作用すると、ＳｎとＰｔとの金属間化合物が存在する上記接合部にクラックが生じてしまう。

ところで、外部電極がＰｔの代わりにＡｇを含んでいる場合、はんだと外部電極が接すると、はんだに含まれるＳｎと外部電極に含まれるＡｇによりＳｎとＡｇとの金属間化合物が上記接合部に形成されることとなる。このＳｎとＡｇとの金属間化合物は、ベルトライド（Berthollide）型の金属間化合物であり、一般に、柔らかくて延性を有するという性質を有しているので、上記接合部にクラックの発生を抑制することが可能となる。

また、ＰｔとＡｇとの金属間化合物も、ベルトライド型の金属間化合物であり、ＳｎとＡｇとの金属間化合物と同様に、柔らかく延性を有している。

かかる研究結果を踏まえ、本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、セラミック素体に配置された外部電極と、を備えており、外部電極は、セラミック素体の外表面上に形成され、Ａｇ及びガラス物質を含む第１の電極層と、第１の電極層上に形成され、Ｐｔを含むと共に複数箇所において第１の電極層に至る孔が形成された第２の電極層と、を有していることを特徴とする。

本発明に係るセラミック電子部品では、外部電極の第１の電極層がガラス物質を含んでいるので、セラミック素体と外部電極（第１の電極層）との接続強度が高くなり、外部電極の耐衝撃性が向上する。また、第２の電極層がＰｔを含んでいるので、外部電極のはんだ濡れ性及び耐はんだ喰われ性が向上する。

ところで、第２の電極層には、複数箇所において第１の電極層に至る孔が形成されている。このため、第２の電極層上にはんだを付着させて当該はんだを溶融させた場合、溶融したはんだは、第２の電極層に形成された孔を通って第１の電極層に至り、当該第１の電極層に接する。はんだが第１の電極層と接すると、はんだと第１の電極層との界面近傍に、はんだに含まれるＳｎと第１の電極層に含まれるＡｇとの金属間化合物が形成されることとなる。したがって、熱サイクル環境下において、はんだと外部電極（第１の電極層）との間でクラックが生じるようなことはなく、外部電極の接続信頼性が向上する。

また、本発明では、第１の電極層がＡｇを含み、第２の電極層がＰｔを含んでいるので、第１の電極層と第２の電極層との界面近傍に、ＰｔとＡｇとの金属間化合物が形成されることとなる。したがって、熱サイクル環境下において、第１の電極層と第２の電極層との間でクラックが生じるようなことはなく、外部電極の接続信頼性が向上する。

好ましくは、第２の電極層上に形成されると共に、はんだからなる突起状電極を更に備えている。

好ましくは、セラミック素体内に配置され、Ｐｄを含むと共に第１の電極層と接続される内部電極を更に備えており、第１の電極層は、Ｐｄを更に含んでいる。

内部電極がＰｄを含み、第１の電極層がＡｇを含んでいる場合、ＡｇがＰｄに拡散する速度とＰｄがＡｇに拡散する速度とが異なることにより、内部電極がセラミック素体の外表面から大きく突き出すように伸びてしまう。このように、内部電極がセラミック素体の外表面から突き出すと、セラミック素体と第１の電極層との密着性が低下し、セラミック素体と第１の電極層との接続強度が低下してしまう懼れがある。これに対して、第１の電極層がＰｄを含んでいると、内部電極がセラミック素体の外表面から突き出すのが抑制され、セラミック素体と第１の電極層との接続強度の低下を防ぐことができる。

好ましくは、第１の電極層は、Ａｇ粉末及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。

好ましくは、第２の電極層は、Ｐｔ粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。

本発明によれば、はんだ濡れ性、耐はんだ喰われ性、耐衝撃性、及び、熱サイクル環境下での接続信頼性に優れた外部電極を備えるセラミック電子部品を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

（第１実施形態）
図１及び図２は、第１実施形態に係る積層チップバリスタの構成を示す斜視図である。また、図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面構成を示す図であり、図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面構成を示す図である。図５は、図４におけるＶ−Ｖ線に沿う断面構成を示す図である。

図１〜図５に示す積層チップバリスタＭＶ１は、特にノートパソコンや携帯電話機などの小型電子機器に対する高密度実装への要求を満足すべく、実装面側に設けたハンダバンプをリフローすることによって実装基板（図示せず）に実装する、いわゆるＢＧＡ（ボールグリッドアレイ）パッケージ対応タイプのバリスタ素子である。

同図に示すように、積層チップバリスタＭＶ１は、略直方体形状のバリスタ素体１１と、２つの接続導体４１と、４つの外部電極５１と、突起状電極５３を備えている。バリスタ素体１１は、外表面として、互いに対向する一対の主面１３，１５を有している。各接続導体４１は、バリスタ素体１１の一方の主面１３上に配置されている。各外部電極５１は、バリスタ素体１１の他方の主面１５上に配置されている。主面１５は、積層チップバリスタＭＶ１が実装される面に対向する面となる。バリスタ素体１１の外表面のうち接続導体４１及び外部電極５１から露出している部分は、絶縁保護層（不図示）にて覆われている。絶縁保護層は、グレーズガラス（例えば、ＳｉＯ_２、ＺｎＯ、Ｂ、Ａｌ_２Ｏ_３等からなるガラス等）を付着させ、所定温度にて焼き付けることにより形成することができる。

バリスタ素体１１は、電圧非直線特性（以下、「バリスタ特性」と称する）を有する複数のバリスタ層が積層された積層体として構成され、例えば縦１ｍｍ、横１ｍｍ、厚さ０．５ｍｍに設定されている。実際の積層チップバリスタＭＶ１では、複数のバリスタ層は、互いの境界が視認できない程度に一体化されている。バリスタ素体１１は、半導体セラミックにて構成されるセラミック素体である。

バリスタ層は、１層当たりの厚さが例えば５〜６０μｍとなっている。バリスタ層は、ＺｎＯを主成分とし、副成分として希土類元素であるＰｒと、アルカリ土類金属元素であるＣａとを含んでいる。バリスタ層は、他の副成分として例えばＣｏ、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｋ、Ａｌなどを含んでいる。各バリスタ層におけるＺｎＯの含有量は特に限定されないが、好ましくは、バリスタ層全体の材料を１００原子量％とした場合、６９．０原子量％〜９９．８原子量％とされる。

このようなバリスタ素体１１の内部には、４対の内部電極対２１が２行×２列のマトリクス状に配置されている。各内部電極対２１は、略矩形状をなす第１の内部電極２３及び第２の内部電極３３によって構成され、例えば厚さ０．５〜５μｍに設定されている。第１の内部電極２３は、バリスタ層の面内方向に延在しており、第１の内部電極２３の一端は、バリスタ素体１１の主面１３に露出し、第１の内部電極２３の他端は、バリスタ素体１１の主面１５から所定の距離だけ内側に位置している。

第２の内部電極３３は、第１の内部電極２３と略平行に配置されており、第２の内部電極３３の一端は、バリスタ素体１１の主面１５に露出し、第２の内部電極３３の他端は、バリスタ素体１１の主面１３から所定の距離だけ内側に位置している。すなわち、図３及び図５に示すように、第１の内部電極２３と第２の内部電極３３とは、バリスタ素体１１の側面側から見て互い違いに配置されており、その略半分の領域が互いに対向した状態となっている。

第１の内部電極２３と第２の内部電極３３との間には、少なくとも一層のバリスタ層が介在しており、第１の内部電極２３と第２の内部電極３３とは、互いに電気的に絶縁されている。第１の内部電極２３と第２の内部電極３３とは、Ｐｄを主成分としており、副成分として例えばＡｇを含んでいる。

接続導体４１は、図１及び図３に示すように、例えば長辺０．８ｍｍ、短辺０．４ｍｍの略長方形状をなし、バリスタ素体１１の主面１３側に配置されている。各接続導体４１は、４つの内部電極対２１のうち、バリスタ層の積層方向に並んで位置する２つの内部電極対２１の第１の内部電極２３がバリスタ素体１１の主面１３に露出した部分を覆っている。これにより、上述した第１の内部電極２３，２３同士は、接続導体４１を介して互いに電気的に接続されている。

接続導体４１は、金属とガラス物質とを含んでいる。接続導体４１は、金属として、Ａｇ及びＰｄを含んでいる。接続導体４１は、金属粉末（Ａｇ−Ｐｄ合金粉末）及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。第１の電極層５１ａの厚みは、例えば１〜２０μｍである。

外部電極５１は、図２及び図４に示すように、例えば一辺が０．４ｍｍの略正方形状をなし、内部電極対２１に対応するように、２行×２列のマトリクス状にバリスタ素体１１の主面１５側に配置されている。各外部電極５１は、内部電極対２１の第２の内部電極３３がバリスタ素体１１の主面１５に露出した部分をそれぞれ覆っている。これにより、外部電極５１と第２の内部電極３３とは、互いに電気的に接続されている。

外部電極５１は、図６にも示されるように、第１の電極層５１ａと第２の電極層５１ｂとを有している。図６は、外部電極及び突起状電極の構成を説明するための模式図である。

第１の電極層５１ａは、バリスタ素体１１の主面１５上に形成されており、金属及びガラス物質を含んでいる。第１の電極層５１ａは、金属として、Ａｇ及びＰｄを含んでいる。第１の電極層５１ａは、金属粉末（Ａｇ−Ｐｄ合金粉末）及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。第１の電極層５１ａの厚みは、例えば１〜２０μｍである。

第２の電極層５１ｂは、第１の電極層５１ａ上に形成されており、Ｐｔを含んでいる。第２の電極層５１ｂは、Ｐｔ粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。第２の電極層５１ｂは、ガラス物質を含んでいてもよい。第２の電極層５１ｂには、複数箇所において第１の電極層５１ａに至る孔５１ｃが形成されている。図２及び図３に示すように、第２の電極層５１ｂの裏側の略中央部分には、半球状の突起状電極５３が形成される電極形成部５２がそれぞれ設けられている。第２の電極層５１ｂの厚みは、第１の電極層５１ａの厚みよりも薄く、例えば０．１〜５μｍである。第２の電極層５１ｂは、導電性ペーストの焼き付け以外にも、蒸着法やめっき法によっても形成することができる。

突起状電極５３は、Ｓｎを含むはんだからなり、外部電極５１（第２の電極層５１ｂ）上に配置されている。突起状電極５３は、第２の電極層５１ｂと電気的且つ物理的に接続されている。また、突起状電極５３は、第２の電極層５１ｂに形成された各孔５１ｃを通して、第１の電極層５１ａとも電気的且つ物理的に接続されている。はんだは、いわゆる鉛フリーはんだであって、例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだや、Ｓｎ−Ｚｎ系のはんだ等である。

突起状電極（いわゆる、バンプ電極）５３は、印刷法により形成することができる。すなわち、はんだペーストを、第２の電極層５１ｂの電極形成部５２に対応する開口が形成されたメタルマスクを用いて、第２の電極層５１ｂの電極形成部５２上にスクリーン印刷した後に、加熱して溶融させることにより突起状電極５３を形成することができる。このとき、溶融したはんだペーストが、第２の電極層５１ｂに形成された各孔５１ｃ内に入り込むこととなる。これにより、突起状電極５３と第１の電極層５１ａとが、孔５１ｃを通して接続されることとなる。突起状電極５３は、印刷法以外にも、ディスペンス法、ボール搭載法、蒸着法、又はめっき法等によっても形成することができる。

上述した積層チップバリスタＭＶ１では、バリスタ層において第１の内部電極２３と第２の内部電極３３とが対向する領域が、バリスタ特性を発現する。したがって、積層チップバリスタＭＶ１では、図７に示すように、直列で接続される２つのバリスタＢが二対存在することとなる。

続いて、図８及び図９を参照しながら、積層チップバリスタＭＶ１の製造方法について説明する。図８は、積層チップバリスタの製造手順を示すフローチャートであり、図９は、積層チップバリスタが製造される様子を示す図である。

まず、バリスタ層を構成する主成分であるＺｎＯと、副成分であるＰｒ、Ｃａと、その他の副成分であるＣｏ、Ｃｒ，Ｓｉ，Ｋ、Ａｌとを所定の割合で混合し、バリスタ材料を調整する（Ｓ１０１）。調整後、バリスタ材料に、有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加え、ボールミル等を用いて２０時間程度の混合・粉砕を行ことにより、スラリーを得る。

次に、例えばドクターブレード法を用いることにより、例えばポリエチレンテレフタラートからなるフィルム（図示しない）上にスラリーを塗布し、これを乾燥して厚さ３０μｍ程度の膜を形成する。こうして得られた膜をフィルムから剥離することで、グリーンシートを得る（Ｓ１０３）。

次に、グリーンシートに第１の内部電極２３に対応する電極部分を複数形成する（Ｓ１０５）。同様にして、異なるグリーンシートに第２の内部電極３３に対応する電極部分を複数形成する（Ｓ１０５）。第１の内部電極２３及び第２の内部電極３３に対応する電極部分は、Ｐｄを主成分とする金属粉末、有機バインダ、有機溶剤等を混合した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷によってグリーンシート上に印刷し、これを乾燥させることによって形成する。

次に、電極部分が形成されたグリーンシートと、電極部分が形成されていないグリーンシートとを所定の順序で重ねてシート積層体を形成する（Ｓ１０７）。そして、シート積層体をチップ単位に切断することにより、分割された複数のグリーン体ＬＳ１（図８参照）を得る（Ｓ１０９）。

得られたグリーン体ＬＳ１では、第１の内部電極２３に対応する電極部分ＥＬ１が形成されたグリーンシートＧＳ１と、第２の内部電極３３に対応する電極部分ＥＬ２が形成されたグリーンシートＧＳ２と、電極部分ＥＬ１，ＥＬ２が形成されていないグリーンシートＧＳ３とが順次積層されている。なお、グリーンシートＧＳ３は、必要に応じて複数層積層してもよい。

次に、例えば１８０℃〜４００℃の温度で０．５時間〜２４時間程度グリーン体ＬＳ１を加熱処理し、脱バインダを行う。さらに、例えば８５０℃〜１４００℃の温度で０．５時間〜８時間程度グリーン体ＬＳ１を焼成する（Ｓ１１１）。この焼成により、グリーンシートＧＳ１〜ＧＳ３がバリスタ層となり、電極部分ＥＬ１，ＥＬ２がそれぞれ第１の内部電極２３及び第２の内部電極３３となり、バリスタ素体１１を得る。

バリスタ素体１１が完成した後、次に、バリスタ素体１１の主面１３及び主面１５に接続導体４１及び外部電極５１をそれぞれ形成する（Ｓ１１３）。より具体的には、接続導体４１及び第１の電極層５１ａの形成にあたり、まず、Ｐｄ及びＡｇを含む金属粉末（Ａｇ−Ｐｄ合金粉末）に、ガラス粉末、有機バインダ、有機溶剤を混合した導電性ペーストを用意する。次に、用意した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷によってバリスタ素体１１の主面１３，１５に付着させ、これを乾燥させることによって、接続導体４１に対応する導体部分及び第１の電極層５１ａに対応する導体部分を形成する。ガラス粉末には、Ｂ、Ｂｉ、Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｂａ、Ｐｒ、Ｚｎ、Ｐｂのうちの少なくとも一種が含まれるガラスフリットを用いることができる。

また、第２の電極層５１ｂの形成にあたり、まず、Ｐｔを含む金属粉末（Ｐｔ粉末）に、有機バインダ、有機溶剤を混合した導電性ペーストを用意する。次に、用意した導電性ペーストを、例えばスクリーン印刷によって第１の電極層５１ａ上に付着させ、これを乾燥させることによって、第２の電極層５１ｂに対応する導体部分を形成する。

そして、形成した導体部分を例えば９００℃で焼き付けることにより、各導体部分がそれぞれ接続導体４１及び外部電極５１（第１の電極層５１ａ及び第２の電極層５１ｂ）となる。従来のように、外部電極５１の表面にＮｉやＳｎといったメッキ層の形成は行わず、焼き付けられた導電性ペーストの外表面は、そのまま外部電極５１の外表面となる。この後、公知の形成方法により、外部電極５１の電極形成部５２に突起状電極５３をそれぞれ形成すると、上述した積層チップバリスタＭＶ１が完成する。

ところで、バリスタ素体１１に上記導電性ペーストを焼き付けることにより第１の電極層５１ａを形成する際、上記導電性ペーストに含まれるガラス粉末が軟化して溶融したガラス物質により、第１の電極層５１ａの内側（バリスタ素体１１側）にガラス相と金属相とが混在した領域が形成されることとなる。ガラス相と金属相とが混在した領域では、図６に示されるように、バリスタ素体１１の外表面に付着したガラス物質Ｇがアンカー的な機能を果たし、バリスタ素体１１と第１の電極層５１ａとの接続強度が高くなる。

上記導電性ペーストを焼き付けることにより第２の電極層５１ｂを形成する際、第２の電極層５１ｂに孔５１ｃが形成されることとなる。導電性ペーストを焼き付ける際に、Ｐｔ粉末同士が焼結してＰｔからなる大きな塊が形成されていき、このＰｔからなる塊が第２の電極層５１ｂを形成するようになる。このとき、Ｐｔ粉末同士が互いに引き合うようになるため、第２の電極層５１ｂに複数の孔５１ｃが分散して形成される。孔５１ｃは、導電性ペーストの付着厚みやＰｔ粉末の含有量等を調整することにより、形成状態を制御することが可能である。例えば、導電性ペーストの付着厚みを薄くしたり、Ｐｔ粉末の含有量を少なくしたりすることにより、孔５１ｃが形成され易くなる傾向にある。

また、第２の電極層５１ｂを形成する際、第１の電極層５１ａと第２の電極層５１ｂとの界面近傍に、第１の電極層５１ａに含まれることとなるＡｇと、第２の電極層５１ｂに含まれることとなるＰｔとにより金属間化合物が形成される。このＰｔとＡｇとの金属間化合物は、ベルトライド型の金属間化合物であり、柔らかく延性を有している。

突起状電極５３を形成する際、突起状電極５３を構成するはんだと第１の電極層５１ａとが孔５１ｃを通して接することとなる。このとき、突起状電極５３（はんだ）と第１の電極層５１ａとの界面近傍に、第１の電極層５１ａに含まれることとなるＡｇと、はんだに含まれることとなるＳｎとにより金属間化合物が形成される。このＳｎとＡｇとの金属間化合物は、ベルトライド型の金属間化合物であり、柔らかく延性を有している。

以上のように、第１実施形態では、外部電極５１の第１の電極層５１ａがガラス物質を含んでいるので、バリスタ素体１１と第１の電極層５１ａ（外部電極５１）との接続強度が高くなり、外部電極５１の耐衝撃性が向上する。また、突起状電極５３と接することとなる第２の電極層５１ｂがＰｔを含んでいるので、外部電極５１のはんだ濡れ性及び耐はんだ喰われ性が向上する。

第２の電極層５１ｂには、複数箇所において第１の電極層５１ａに至る孔５１ｃが形成されているため、第２の電極層５１ｂ上に突起状電極５３を形成する際に、上述したように、はんだと第１の電極層５１ａとの界面近傍において、ＳｎとＡｇとの金属間化合物が形成されることとなる。したがって、熱サイクル環境下において、ＳｎとＡｇとの金属間化合物が、熱サイクルに伴う繰り返し応力を吸収するように作用し、はんだと第１の電極層５１ａとの間でクラックが生じるようなことはない。

第２の電極層５１ｂと突起状電極５３との界面近傍には、第２の電極層５１ｂに含まれることとなるＰｔと、はんだに含まれることとなるＳｎとにより金属間化合物が形成されることとなる。このため、熱サイクル環境下において、第２の電極層５１ｂと突起状電極５３との間にクラックが生じる懼れがある。しかしながら、はんだと第１の電極層５１ａとが第２の電極層５１ｂを挟むようにして結合することとなり、万が一、第２の電極層５１ｂと突起状電極５３との間にクラックが生じた場合でも、はんだと第１の電極層５１ａとの間にて接続が確保されている。したがって、熱サイクル環境下において、外部電極５１の接続信頼性が向上する。

第１実施形態では、第２の内部電極３３がＰｄを含み、第１の電極層５１ａもＰｄを含んでいる。第１の電極層５１ａがＰｄを含んでいると、Ｐｄを含んでいる第２の内部電極３３がバリスタ素体１１の主面１５から突き出してしまうのが抑制され、バリスタ素体１１と第１の電極層５１ａとの接続強度の低下を防ぐことができる。

第１実施形態では、第１の電極層５１ａがＡｇを含んでいることにより、外部電極５１の低抵抗化が図られている。

第１実施形態では、第２の電極層５１ｂがＰｔを含んでいることにより、メッキ層の形成が不要となる。この結果、積層チップバリスタＭＶ１の製造時における工程数の削減を実現し、製造コストの低減化にも寄与する。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る積層チップバリスタについて説明する。図１０は、第２実施形態に係る積層チップバリスタの断面構成を示す図である。

同図に示すように、積層チップバリスタＭＶ２は、例えば縦１．６ｍｍ、横０．８ｍｍ、厚さ０．８ｍｍに設定された、いわゆる１６０８タイプの積層チップバリスタである。この積層チップバリスタＭＶ２は、主として外部電極の構成が第１実施形態に係る積層チップバリスタＭＶ１と異なっているが、内部電極対の配置数や接続導体を有していない点を除けば、各構成要素の組成などは第１実施形態に係る積層チップバリスタＭＶ１と共通している。

すなわち、この積層チップバリスタＭＶ２は、バリスタ素体１１と、少なくとも一対の内部電極対７１と、一対の外部電極８１とを備えている。内部電極対７１は、少なくとも一層のバリスタ層が介在した状態でその先端部分が互いに対向する第１の内部電極７２及び第２の内部電極７３からなる。第１の内部電極７２及び第２の内部電極７３は、Ｐｄを主成分としており、副成分として例えばＡｇを含んでいる。

各外部電極８１は、バリスタ素体１１の両端面１１ａを覆うようにそれぞれ配置されている。外部電極８１は、各端面１１ａから露出する第１の内部電極７２及び第２の内部電極７３にそれぞれ物理的且つ電気的に接続されている。外部電極８１は、外部電極５１と同様に、第１の電極層８１ａと第２の電極層８１ｂとを有している。

第１の電極層８１ａは、バリスタ素体１１の端面１１ａ上に形成されており、金属及びガラス物質を含んでいる。第１の電極層８１ａは、金属として、Ａｇ及びＰｄを含んでいる。第１の電極層８１ａは、金属粉末（Ａｇ−Ｐｄ合金粉末）及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。

第２の電極層８１ｂは、第１の電極層８１ａ上に形成されており、Ｐｔを含んでいる。第２の電極層８１ｂは、Ｐｔ粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層である。第２の電極層８１ｂには、複数箇所において第１の電極層８１ａに至る孔が形成されている。第２の電極層８１ｂに形成される孔は、第２の電極層５１ｂに形成される孔５１ｃと同様にして形成され、導電性ペーストの付着厚みやＰｔ粉末の含有量等を調整することにより、その形成状態が制御される。

外部電極８１の略半分の領域は、フィレット形成部８３となっており、フィレット形成部８３にはんだフィレット９１を直接形成することにより、基板Ｐへの積層チップバリスタＭＶ２の実装が行われる。はんだフィレット９１は、付与されたはんだペーストが溶融し、硬化することにより、形成される。はんだフィレット９１は、第２の電極層８１ｂと電気的且つ物理的に接続されている。はんだフィレット９１は、いわゆる鉛フリーはんだ（例えば、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系のはんだや、Ｓｎ−Ｚｎ系のはんだ等）からなり、Ｓｎを含んでいる。

はんだフィレット９１が形成される際に、溶融したはんだペーストが、第２の電極層８１ｂに形成された各孔内に入り込むこととなる。これにより、はんだフィレット９１と第１の電極層８１ａとが、第２の電極層８１ｂに形成された各孔を通して電気的且つ物理的に接続されることとなる。

以上のように、第２実施形態では、外部電極８１の第１の電極層８１ａがガラス物質を含んでいるので、バリスタ素体１１と第１の電極層８１ａ（外部電極８１）との接続強度が高くなり、外部電極８１の耐衝撃性が向上する。また、はんだフィレット９１と接することとなる第２の電極層８１ｂがＰｔを含んでいるので、外部電極８１のはんだ濡れ性及び耐はんだ喰われ性が向上する。

第２の電極層８１ｂには、複数箇所において第１の電極層８１ａに至る孔が形成されているため、はんだフィレット９１が形成される際に、はんだフィレット９１と第１の電極層８１ａとの界面近傍において、ＳｎとＡｇとの金属間化合物が形成されることとなる。したがって、熱サイクル環境下において、ＳｎとＡｇとの金属間化合物が、熱サイクルに伴う繰り返し応力を吸収するように作用し、はんだフィレット９１と第１の電極層８１ａとの間でクラックが生じるようなことはない。

第２の電極層８１ｂとはんだフィレット９１との界面近傍には、第２の電極層８１ｂに含まれることとなるＰｔと、はんだフィレット９１に含まれることとなるＳｎとにより金属間化合物が形成されることとなる。このため、熱サイクル環境下において、第２の電極層８１ｂとはんだフィレット９１との間にクラックが生じる懼れがある。しかしながら、はんだフィレット９１と第１の電極層８１ａとが第２の電極層８１ｂを挟むようにして結合することとなり、万が一、第２の電極層８１ｂとはんだフィレット９１との間にクラックが生じた場合でも、はんだと第１の電極層８１ａとの間にて接続が確保されている。したがって、熱サイクル環境下において、外部電極８１の接続信頼性が向上する。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本実施形態では、セラミック電子部品の一例として、積層チップバリスタについて説明したが、セラミック素体を有するセラミック電子部品であれば、特に限定されるものではなく、例えば、積層チップコンデンサ、積層アクチュエータ、又は積層チップインダクタ等の電子部品にも適用できる。

本実施形態では、第１の電極層５１ａ，８１ａがＰｄを含んでいるが、必ずしもＰｄを含んでいる必要はない。内部電極に含まれる金属元素によっては、第１の電極層５１ａ，８１ａは、Ｐｄを含んでいる必要はなく、Ｐｄの代わりに他の金属元素を含んでいてもよい。

第１実施形態に係る積層チップバリスタの構成を示す斜視図である。 第１実施形態に係る積層チップバリスタの構成を示す斜視図である。 図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面構成を示す図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面構成を示す図である。 図４におけるＶ−Ｖ線に沿う断面構成を示す図である。 外部電極及び突起状電極の構成を説明するための模式図である。 図１に示した積層チップバリスタの等価回路を示す図である。 積層チップバリスタの製造手順を示すフローチャートである。 積層チップバリスタが製造される様子を示す図である。 第２実施形態に係る積層チップバリスタの断面構成を示す図である。

符号の説明

１１…バリスタ素体、１３，１５…主面、２３…第１の内部電極、３３…第２の内部電極、５１…外部電極、５１ａ…第１の電極層、５１ｂ…第２の電極層、５３…突起状電極、７２…第１の内部電極、７３…第２の内部電極、８１…外部電極、８１ａ…第１の電極層、８１ｂ…第２の電極層、９１…はんだフィレット、ＭＶ１，ＭＶ２…積層チップバリスタ。

Claims (5)

1. セラミック素体と、
   前記セラミック素体に配置された外部電極と、を備えており、
   前記外部電極は、
   前記セラミック素体の外表面上に形成され、Ａｇ及びガラス物質を含む第１の電極層と、
   前記第１の電極層上に形成され、Ｐｔを含むと共に複数箇所において前記第１の電極層に至る孔が形成された第２の電極層と、を有していることを特徴とするセラミック電子部品。
2. 前記第２の電極層上に形成されると共に、はんだからなる突起状電極を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載のセラミック電子部品。
3. 前記セラミック素体内に配置され、Ｐｄを含むと共に前記第１の電極層と接続される内部電極を更に備えており、
   前記第１の電極層は、Ｐｄを更に含んでいることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミック電子部品。
4. 前記第１の電極層は、Ａｇ粉末及びガラス粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
5. 前記第２の電極層は、Ｐｔ粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成された焼付け電極層であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。

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