JP2016076582A - セラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、セラミック電子部品の電気的特性の劣化を防ぐ。【解決手段】積層セラミックコンデンサ１は、セラミック素体３と、セラミック素体３の外表面に配置されている外部電極５と、を備え、外部電極５は、最外層としてＢｉめっき層１２を有している。積層セラミックコンデンサ１によれば、外部電極５の最外層がＡｇ等を含んで構成されている場合に比べてイオンマイグレーションの発生を抑制することができる。さらに、外部電極５の最外層がＡｕ又はＰｄの薄膜層である場合に比べて、製造コストの上昇を招くことなく、外部電極５の最外層の厚みを大きくすることができる。これにより、最外層のＢｉめっき層１２によって下地金属層を確実に被覆することができるので、積層セラミックコンデンサ１の電気的特性の劣化を防ぐことが可能となる。【選択図】図２

Description

本発明は、セラミック電子部品に関する。

特許文献１に記載されているように、セラミック素体と、セラミック素体の外表面に配置されている外部電極と、を備え、外部電極が、Ａｇ−Ｐｄ合金により構成されているセラミック電子部品が知られている。特許文献２に記載されているように、セラミック素体と、セラミック素体の外表面に配置されている外部電極と、を備え、外部電極が、最外層にＡｕ又はＰｄの薄膜層を有しているセラミック電子部品も知られている。

特開２０００−１２４０５９２号公報 特開平１−２８９２３１号公報

セラミック電子部品において、外部電極がＡｇにより構成されている場合、Ａｇのイオンマイグレーションにより、絶縁性が低下するおそれがある。外部電極がＡｇ−Ｐｄ合金により構成されている場合、Ａｇにより構成されている場合に比して、イオンマイグレーションの発生が遅れる。しかしながら、依然として、イオンマイグレーションが発生するおそれがある。

外部電極の最外層がＡｕ又はＰｄの薄膜層である場合、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。しかしながら、薄膜層、特に、特許文献２に記載されたような無電解めっき法により形成された薄膜層は、均一な厚みに形成され難く、薄膜層に孔が形成されることがある。薄膜層に孔が形成されていると、孔から下地金属層が露出する。

下地金属層は、一般に、特許文献２に記載されているように、Ｎｉ又はＣｕにより構成される。Ｎｉにより構成されている下地金属層が薄膜層に形成されている孔から露出している場合、Ｎｉが大気中の硫黄成分と反応して、腐食するおそれがある。Ｃｕにより構成されている下地金属層が薄膜層に形成されている孔から露出している場合、Ｃｕが大気中の酸素と反応して、酸化するおそれがある。いずれの場合も、セラミック電子部品の電気的特性を劣化させる。

Ａｕ又はＰｄで構成されている薄膜層の厚みを大きくすることにより、当該薄膜層に孔が形成されるのを防ぐことができる。しかしながら、この場合には、セラミック電子部品の製造コストが嵩むという新たな問題が生じる。

本発明は、製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、セラミック電子部品の電気的特性の劣化を防ぐことが可能な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、セラミック素体の外表面に配置されている外部電極と、を備え、外部電極は、最外層としてＢｉめっき層を有している。

本発明に係るセラミック電子部品では、外部電極が最外層としてＢｉめっき層を有している。よって、外部電極の最外層がＡｇ等のイオンマイグレーションが発生し易い金属を含んで構成されている場合に比べて、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。さらに、本発明に係るセラミック電子部品では、外部電極の最外層がＢｉめっき層であるので、外部電極の最外層がＡｕ又はＰｄの薄膜層である場合に比べて、製造コストの上昇を招くことなく、外部電極の最外層の厚みを大きくすることができる。これにより、最外層のＢｉめっき層によって下地金属層を確実に被覆することができるので、セラミック電子部品の電気的特性の劣化を防ぐことが可能となる。以上より、製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、セラミック電子部品の電気的特性の劣化を防ぐことが可能なセラミック電子部品を提供することができる。

本発明に係るセラミック電子部品において、外部電極は、Ｂｉめっき層の内側に、Ｂｉめっき層に接するＣｕめっき層を有していてもよい。この構成によれば、Ｂｉめっき層とＣｕめっき層とは接続性が良いため、外部電極がＢｉめっき層の内側においてＢｉめっき層に接するＣｕめっき層を有することにより、外部電極におけるＢｉめっき層の接合強度を向上させることができる。

本発明に係るセラミック電子部品において、セラミック素体は、複数の誘電体層と複数の内部電極とが積層されている積層体であり、積層体の一対の端部に、複数の内部電極のうち対応する内部電極に接続されている一対の外部電極が配置されており、各外部電極には、金属端子が導電性接着剤により接続されていてもよい。この場合、セラミック素体と一対の外部電極とは、実質的に積層セラミックコンデンサを構成する。この積層セラミックコンデンサの外部電極には、金属端子が導電性接着剤により接続されているので、金属端子を介して当該積層セラミックコンデンサを他の電子機器（回路基板又は他の電子部品など）に実装することができる。これにより、金属端子の弾性作用によって、他の電子機器への振動の伝達を抑制することができ、いわゆる音鳴きの発生を防止することができる。

本発明によれば、製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、セラミック電子部品の電気的特性の劣化を防ぐことが可能なセラミック電子部品を提供することができる。

本発明に係るセラミック電子部品の一実施形態である積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。 図１に示すII−II線に沿った断面図である。 第２実施形態に係る積層セラミックコンデンサを示す断面図である。 変形例に係る積層セラミックコンデンサを示す断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の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）
まず、図１及び図２を参照して、一実施形態に係るセラミック電子部品の構成について説明する。図１は、本発明に係るセラミック電子部品の一実施形態である積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。図２は、図１に示すII−II線に沿った断面図である。

図１及び図２に示されるように、積層セラミックコンデンサ１は、セラミック素体３と、セラミック素体３の外表面に配置されている一対の外部電極５とを備えている。セラミック素体３は、略直方体形状を呈している。セラミック素体３は、その外表面として、互いに対向する一対の端面３ａと、互いに対向する一対の第一側面３ｂと、互いに対向する一対の第二側面３ｃとを有している。各第一側面３ｂと各第二側面３ｃとは、略直方形状を呈している。セラミック素体３の長手方向は、一対の端面３ａの対向方向である。

一対の第一側面３ｂは、一対の端面３ａを連結するように一対の端面３ａの対向方向に延びている。一対の第一側面３ｂは、一対の第二側面３ｃの対向方向にも延びている。一対の第二側面３ｃは、一対の端面３ａを連結するように一対の端面３ａの対向方向に延びている。一対の第二側面３ｃは、一対の第一側面３ｂの対向方向にも延びている。

セラミック素体３は、複数の誘電体層４と、複数の内部電極７，９とが積層された積層体として構成されている。複数の誘電体層４は、一対の第一側面３ｂの対向方向に積層されている。セラミック素体３では、複数の誘電体層４の積層方向が一対の第一側面３ｂの対向方向と一致する。各誘電体層４は、例えば誘電体材料（ＢａＴｉＯ_３系、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）Ｏ_３系、又は（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ_３系などの誘電体セラミック）を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際のセラミック素体３では、各誘電体層４は、各誘電体層４の間の境界が視認できない程度に一体化されている。各内部電極７，９は、例えば、平面視で、略矩形形状を呈している。各内部電極７，９は、積層型の電気素子の内部電極として通常用いられる導電性材料（例えば、Ｎｉ又はＣｕなど）からなる。各内部電極７，９は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。

内部電極７と内部電極９とは、一対の第一側面３ｂの対向方向において異なる位置（層）に配置されている。すなわち、内部電極７と内部電極９とは、一対の第一側面３ｂの対向方向に間隔を有して対向するように交互に配置されている。各内部電極７は、一端が一方の端面３ａに露出している。各内部電極７は、一方の端面３ａに露出した一端で一方の外部電極５に接続されている。各内部電極９は、一端が他方の端面３ａに露出している。各内部電極９は、他方の端面３ａに露出した一端で他方の外部電極５に接続されている。各内部電極７と各内部電極９とは、互いに極性が異なる。

一対の外部電極５は、セラミック素体３の端部にそれぞれ配置されている。詳細には、外部電極５は、端面３ａと、一対の第一側面３ｂ及び一対の第二側面３ｃの各縁部の一部と、を覆うように形成されている。すなわち、外部電極５は、端面３ａ上に位置する電極部分と、第一側面３ｂ及び第二側面３ｃの一部上に位置する電極部分と、を有している。外部電極５同士は、セラミック素体３の外表面においては互いに電気的に絶縁されている。

外部電極５は、セラミック素体３の外表面を覆うように形成された焼付電極層１１と、焼付電極層１１の全体を覆うＣｕめっき層１２と、Ｃｕめっき層１２の全体を覆うＢｉめっき層１３とを有する。外部電極５は、セラミック素体３の端面３ａに近い側から遠い側へ向かって、焼付電極層１１、Ｃｕめっき層１２、Ｂｉめっき層１３の順番で各層を有している。すなわち、外部電極５は、最外層として、Ｂｉめっき層１３を有している。外部電極５は、最外層であるＢｉめっき層の下地金属層として、Ｃｕめっき層１２を有している。Ｃｕめっき層１２は、Ｂｉめっき層１３の内側に形成されており、Ｂｉめっき層１３に接している。これにより、Ｂｉめっき層１３は、Ｃｕめっき層１２を介して焼付電極層１１と接続されている。なお、外部電極５は、Ｓｎを含まないものとしてもよい。

焼付電極層１１は、例えば導電性金属粉末（Ｃｕ，Ａｇ等）及びガラスフリットを含む導電性ペーストをセラミック素体３の外表面に付与して焼き付けることによって形成されている。焼付電極層１１は、例えばＡｇ−Ｐｄ合金で構成されている。外部電極５は、例えば導電性接着剤により、他の電子機器（回路基板又は他の電子部品など）に接続される。

続いて、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１の効果を説明する。

従来の積層セラミックコンデンサにおいては、外部電極の最外層がＡｕ又はＰｄの薄膜層である場合、イオンマイグレーションの発生が抑制できるものの、薄膜層に形成された孔から下地金属層が露出することにより、積層セラミックコンデンサの電気的特性を劣化させてしまうという問題があった。さらに、Ａｕ又はＰｄで構成されている薄膜層の厚みを大きくすることにより、当該薄膜層に孔が形成されるのを防ぐことができるが、この場合には、セラミック電子部品の製造コストが嵩むという新たな問題が生じていた。

これに対し、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１によれば、外部電極５が最外層としてＢｉめっき層１３を有している。よって、外部電極５の最外層がＡｇ等のイオンマイグレーションが発生し易い金属を含んで構成されている場合に比べて、イオンマイグレーションの発生を抑制することができる。さらに、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１では、外部電極５の最外層がＢｉめっき層１３であるので、外部電極５の最外層がＡｕ又はＰｄの薄膜層である場合に比べて、製造コストの上昇を招くことなく、外部電極５の最外層の厚みを大きくすることができる。これにより、最外層のＢｉめっき層１３によって下地金属層であるＣｕめっき層１２を確実に被覆することができるので、積層セラミックコンデンサ１の電気的特性の劣化を防ぐことが可能となる。以上より、製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、積層セラミックコンデンサ１の電気的特性の劣化を防ぐことが可能な積層セラミックコンデンサ１を提供することができる。

Ｂｉめっき層１３とＣｕめっき層１２とは接続性が良いため、外部電極５がＢｉめっき層１３の内側においてＢｉめっき層１３に接するＣｕめっき層１２を有することにより、外部電極５におけるＢｉめっき層１３の接合強度を向上させることができる。さらに、Ｃｕめっき層１２は、他の種々の金属に対しても接続性が良いので、Ｂｉめっき層１３の内側にあるＣｕめっき層１２を介在させて、Ｂｉめっき層１３を種々の金属で構成される焼付電極層１１と接続させることができる。すなわち、焼付電極層１１を構成する金属の選択の自由度を高めることができる。

なお、外部電極５がＳｎを含まない構成とした場合には、導電性接着剤を用いて積層セラミックコンデンサ１を実装する際の導電性接着剤と外部電極５との固着強度が低下しないようにすることができる。すなわち、Ｓｎが同素変態で劣化することに起因して導電性接着剤と外部電極５との固着強度が低下するのを防ぐことができる。

（第２実施形態）
次に、図３を参照して、第２実施形態に係る積層セラミックコンデンサについて説明する。図３は、第２実施形態に係る積層セラミックコンデンサを示す断面図である。図３に示すように、第２実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１Ａが上記の積層セラミックコンデンサ１と異なる点は、一対の外部電極５のそれぞれに、金属端子４０が導電性接着剤２０により接続されている点である。

各外部電極５に接続されている金属端子４０は、積層セラミックコンデンサ１Ａを挟むように、互いに対向して配置されている。金属端子４０は、本体部４０ａ及び脚部４０ｂを有している。本体部４０ａと脚部４０ｂとは互いに交差する方向（本実施形態では、互いに直交する方向）に、それぞれ延びている。本体部４０ａ及び脚部４０ｂは、一体的に形成されている。金属端子４０は、例えばＦｅ−Ｎｉ合金や銅合金などの金属材料からなる。

本体部４０ａは、セラミック素体３の端面３ａと対向して位置している。本体部４０ａは、一対の端面３ａの対向方向から見て略矩形状である。本体部４０ａは、導電性接着剤２０によって、外部電極５と接続されている。

脚部４０ｂは、セラミック素体３の第一側面３ｂと対向して位置している。脚部４０ｂは、一対の第一側面３ｂの対向方向から見て略矩形状である。脚部４０ｂは、ハンダ又は導電性接着剤等（不図示）により、他の電子機器（回路基板又は他の電子部品など）に接続される。脚部４０ｂの側面４０ｄは、他の電子機器に接続される実装面として規定される。

以上、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１Ａによっても、外部電極５が最外層としてＢｉめっき層１３を有しているので、製造コストの上昇を招くことなく、イオンマイグレーションの発生を抑制しつつ、積層セラミックコンデンサ１Ａの電気的特性の劣化を防ぐことが可能となる。

さらに、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１Ａによれば、外部電極５には、金属端子４０が導電性接着剤２０により接続されているので、金属端子４０を介して積層セラミックコンデンサ１Ａを他の電子機器に実装することができる。これにより、金属端子４０の弾性作用によって、他の電子機器への振動の伝達を抑制することができ、いわゆる音鳴きの発生を防止することができる。

以上、本発明の種々の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記第２の実施形態において、外部電極５には、金属端子４０が導電性接着剤２０によって接続されているとしたが、これに限られず、ハンダ又は非導電性接着剤等を用いて接続されていてもよい。

外部電極５には、Ｎｉめっき層が含まれていてもよい。例えば、図４に示す変形例に係る積層セラミックコンデンサ１Ｂのように、外部電極５は、焼付電極層１１とＣｕめっき層１２との間に配置されるＮｉめっき層１４を有してもよい。

上記実施形態では、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、これに限られない。本発明は、セラミック素体を有するセラミック電子部品であれば、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。

１，１Ａ，１Ｂ…積層セラミックコンデンサ、３…セラミック素体、３ａ…端面、５…外部電極、１２…Ｃｕめっき層、１３…Ｂｉめっき層、２０…導電性接着剤。

Claims (3)

1. セラミック素体と、
   前記セラミック素体の外表面に配置されている外部電極と、を備え、
   前記外部電極は、最外層としてＢｉめっき層を有している、セラミック電子部品。
2. 前記外部電極は、前記Ｂｉめっき層の内側に、前記Ｂｉめっき層に接するＣｕめっき層を有している、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は、複数の誘電体層と複数の内部電極とが積層されている積層体であり、
   前記積層体の一対の端部に、前記複数の内部電極のうち対応する内部電極に接続されている一対の前記外部電極が配置されており、
   各前記外部電極には、金属端子が導電性接着剤により接続されている、請求項１又は２に記載のセラミック電子部品。

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