JPH0422115A - セラミック電子部品及びその製造方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えばセラミックコンデンサのよ−）にセラ
ミックスよりなる電子部品素体の外表面に外部電極が形
成されている構造を有するセラミック電子部品及びその
製造方法に関し、特に、外部電極上にめっき層が形成さ
れたセラミック電子部品及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

第２図を参照して、従来の積層コンデンサの構造を説明
する。

積層コンデンサ１は、内部電極２ａ〜２ｆが内部に構成
されたセラミック焼結体よりなる電子部品素体２を有す
る。電子部品素体２の両端面には、内部電極２ａ、２ｃ
、２ｅに接続される外部電極３ａと、内部電極２ｂ、２
ｄ、２ｆに接続される外部電極３ｂとが形成されている
。外部電極３ａ。

３ｂは、通常、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ等により構成され
ており、導電ペーストの焼き付け、めっきまたは蒸着等
により付与されている。

外部電極３ａ、３ｂの外表面には、Ｎｉめっき層４ａ、
４ｂが形成されている。さらに、Ｎｉめっき層４ａ、４
ｂの外側にＳｎめっき層５ａ、５ｂが形成された状態が
図示されている。

第２図では、上記のような積層コンデンサ１が、プリン
ト回路基板６上にはんだ７ａ、７ｂにより固着されてい
る。

積層コンデンサ１において、外部電極３ａ、３ｂの外側
に、Ｎｉめっき層４ａ、４ｂが形成されているのは、Ａ
ｇまたはＡｇ−Ｐｄ等よりなる外部電極３ａ、３ｂが、
はんだ７ａ、７ｂに直接接触すると、はんだ喰われ現象
を生じるからである。

もっとも、Ｎｉめっき層４ａ、４ｂは、はんだ付は性が
十分でないため、はんだ付は性を高めるために、さらに
外側にＳｎめっき層５ａ、５ｂが形成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第２図に示したようなプリント回路基板６上
に、はんだ７ａ、７ｂにより積層コンデンサ１を固定し
たとしても、組み込まれた機器が使用されるうちに、外
力が加わったり、あるいは周囲の温度変化等により、プ
リント回路基板６が第２図の矢印Ａ、Ｂで示すようにた
わむことがある。

このような場合、プリント回路基板６のたわみに基づく
応力が、はんだ７ａ、７ｂや積層コンデンサｌに加わる
が、該応力により積層コンデンサ１とプリント回路基板
６の接合部分が破壊されたり、積層コンデンサ１自体が
破壊されたりしないことが望ましい。

しかしながら、実際には、プリント回路基板６がある程
度以上たわむと、該たわみに基づく応力によりセラミッ
ク焼結体よりなる電子部品素体２にクランクが住じるこ
とがある。その結果、積層コンデンサ１が組込まれた電
子機器に簡単には修復できない故障を引き起こすことが
あった。

よって、本発明の目的は、実装される基板がたわんだと
してもクランク等が生じ難く、従って組込まれた電子機
器の故障を引き起こし難いセラミック電子部品を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のセラミック電子部品は、セラミックスよりなる
電子部品素体と、この電子部品素体の外表面に形成され
た外部電極と、外部電極上に形成されためっき層とを備
える。そして、めっき層は、めっき後に熱処理されたＮ
ｉめっき層と、このＮｉめっき層上に直接、あるいは他
のめっき層を介して形成されたＳｎめっき層とを有する
。

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法では、ま
ず外表面に外部電極が形成された電子部品素体が用意さ
れる０次に、外部電極上にＮｉめっき層が形成され、し
かる後Ｎｊめっき層が熱処理される。加熱後に、Ｎｉめ
っき層上に、直接、あるいは他のめっき層を形成した後
に、Ｓｎめっき層が形成される。

〔作用〕

従来、Ｎｉめっき層及びＳｎめっき層を形成するに際し
ては、Ｎｉめっき層中の錯イオンを故意に残した状態で
、続いてＳｎめっき層を形成していた。これは、Ｎｊめ
っき層の錯イオンを残しておいた方が、Ｎｉめっき層上
に強固にＳｎめっき層を形成し得るからである。

これに対して、本発明では、Ｎｉめっき層を形成した後
に加熱し、それによってＮｉめっき層の錯イオンをほぼ
完全に除去する。そして、加熱されたＮｉめっき層上に
、Ｓｎめっき層を直接、あるいは他のめっき層を介して
形成する。このように、Ｎｉめっき層をめっき後に加熱
し、それによって、錯イオンが除去されているため、Ｎ
ｉめっき層と、その上に形成されるめっき層との接合強
度が小さくされている。よって、プリント回路基板に実
装された後にプリント回路基板のたわみに基づく応力が
セラミック電子部品側に加わったとしても、Ｎｉめっき
層とその外側のめっき層との間が部分的に分離すること
になる。

その結果、プリント回路基板等のたわみに基づく応力が
Ｎｉめっき層と外側のめっき層との間の接合界面で吸収
されることになるため、セラミック電子部品の電子部品
素体側におけるクラック等の発生を効果的に防止するこ
とが可能となる。

すなわち、本発明は、外部電極の外側に形成された積層
めっき層において、故意に接合強度の低い積層界面を設
けておくことにより、プリント回路基板等のたわみに基
づく応力を吸収し、それによって電子部品素体側への応
力集中を緩和したことに特徴を有する。

なお、外部電極の外側に形成されるＮｉめっき層及びそ
の上に形成されるめっき層は、通常、セラミック電子部
品素体の端面から、該端面に連なる側面の一部に至るよ
うに形成されるのが常である。従って、Ｎｉめっき層と
、その外側に形成されるめっき層とがプリント回路基板
のたわみによる応力により一部の領域で分離したとして
も、外部電極とプリント回路基板との電気的な接続は保
たれる。

〔実施例の説明〕

第１図は本考案の一実施例のセラミック電子部品を説明
するための断面図である。以下、本実施例の構造を製造
方法を合わせて詳細に説明する。

プリント回路基板６上に、本実施例の積層コンデンサ１
１が実装されている。積層コンデンサｌｌは、複数の内
部電極１２ａ〜１２ｆを内部に有するセラミック焼結体
よりなる電子部品素体１２を用いて構成されている。

電子部品素体１２の両端面には、一対の外部電極１３ａ
、１３ｂが形成されている。外部電極１３ａ、１３ｂは
、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ等を主体とする導電ペーストを
塗布し、焼き付けることにより、あるいはＡｇまたはＡ
ｇ−Ｐｄ等を蒸着もしくはめっき等により付与すること
により形成されている。

外部電極１３ａ、１３ｂの外表面に、第１のＮｌめっき
層１４ａ、１４ｂが形成されている。第１のＮｉめっき
層１４ａ、１４ｂは、Ｎｉを電解めっきすることにより
形成されるが、錯イオンを除去するために、めっき後に
熱処理される。この熱処理は、例えば３００°Ｃ程度の
温度に、２０分程度維持することにより行われる。

熱処理後に、第１のＮｉめっき層１４ａ、１４ｂ上に、
第２のＮｉめっきＩｉ！１１５ａ、１５ｂがＮｌを電解
めっきすることにより形成される。そして、この第２の
Ｎｉめっき層１５ａ、１５ｂ上に、Ｓｎめっき層１６ａ
、１６ｂが形成される。

この第２のＮｉめっき層１５ａ、１５ｂは、電解めっき
後に、熱処理が施されない。すなわち、錯イオンを残し
た状態で、Ｓｎめっき層１６ａ。

１６ｂがその上に形成される。従って、第２のＮｉめっ
き層１５ａ、１５ｂとＳｎめっき層１６ａ１６ｂは強固
に接合される。

上記のようにして構成された積層コンデンサ１１では、
はんだ７ａ、７ｂによりプリント回路基板６上の導電パ
ターン（図示せず）に電気的に接続され、かつ固着され
ている。

第１図実施例の積層コンデンサ１１が、プリント回路基
板６上に実装された状態で、いまプリント回路、基板６
が矢印Ａ、Ｂ方向にたわんだ場合を考える。この場合、
プリント回路基板６のたわみによる応力は、はんだ７ａ
、７ｂ、及び積層コンデンサ１１に加わる。

本実施例の積層コンデンサ１１では、第１のＮ１めっき
層１４ａ、１４ｂと、第２のＮｉめっき１１！１１５ａ
、１５ｂとが強固に接合されていない。

従って、第３図に拡大断面図で示すように、大きな応力
が加わったとしても、第１のＮ１めっき層１４ｂと、第
２のＮｉめっき層１５ｂとが分離し出し、空隙１７が形
成される。他方側の第１のＮｌめっき層１４ａと第２の
Ｎｉめっき層１５ａとの間でも、同様の現象が生じる。

その結果、プリント回路基板６のたわみに基づく応力が
、空隙１７が形成されることにより、積層めっき膜部分
で吸収され、電子部品素体１２に大きな応力が加わらな
い、よって、電子部品素体１２のクラックを効果的に防
止することができる。

なお、外部電極１３ａ、１３ｂ、第１．第２のＮｉめっ
き層１４ａ〜１５ｂ並びにＳｎめっき層１７ａ、１７ｂ
は電子部品素体１２の両端面１２ｇ、１２ｈ（第１図参
照）だけでなく、両端面１２ｇ、、１２ｈに連なる他の
外表面にも至るように形成されている。従って、プリン
ト回路基板６がたわみ、第３図に示したような空隙１７
が形成されたとしても、外部電極１３ａ、１３ｂとはん
だ７ａ、７ｂとの間の電気的な接続は保たれる。よって
、プリント回路基板６がかなりの大きさでたわんだとし
ても、該たわみに基づく応力が積層めっき膜部分で吸収
されるため、通常の動作状態と同様に積層コンデンサ１
１に電流が流れるため、周辺素子の破壊等の発生を効果
的に防止することができる。

次に、具体的な実験結果につき説明する。

比誘電率ε−約３０００のチタン酸バリウム系セラミッ
クスよりなる３、２Ｘ１．６Ｘ厚み０゜７■の大きさの
電子部品素体１２を用い、その両端面にＡｇからなる外
部電極１３ａ、１３ｂを形成した０次に、Ｎｉの電解め
っき層を１．０μｍの厚みに形成し、第１のＮｒめっき
層１４ａ、１４ｂとした。さらに、この試料を、３５０
“Ｃの温度で１０分間空気中に保持することにより熱処
理を行った。

熱処理された試料に、さらに電解めっきを施し、０．７
μｍの厚みの第２のＮ１めっきＩｉ　１５　ａ１５ｂを
形成した。しかる後、続いてＳｎめっき層１６ａ、１６
ｂを０．５ｐｍの厚みに形成した。

得られた実施例の積層コンデンサの耐基板曲げ性を、第
４図に示す装置を用いて測定した。すなわち、第４図に
示すように、積層コンデンサ１１を、基板２１の下面に
はんだにより接合し、基板２１をたわませて、機械的ス
トレスを加え、下記の評価方法に従って評価した。

支持部２２（支点間距離９ｏ−）に、試料のコンデンサ
１１をはんだ付けした基板２１をセットし、押し棒２３
をコンデンサ１１の中心に向がって毎秒０．５−の速さ
で、コンデンサ１１が割れるまで衝突させ、そのときの
基板たわみ量の限界値を調べた。

上記試験結果を、第５図（ａ）に示す６また、比較のた
めに、第２図に示した従来の積層コンデンサ１について
も同様にして、たわみ強度（基板たわみ量で表示）を試
験したところ、第５図（ｂ）に示す結果が得られた。

第５図（ａ）及び（ｂ）から明らかなように、従来のコ
ンデンサにおけるたわみ強度の平均値が２．８ｍ＋であ
るのに対し、本実施例のコンデンサでは、たわみ強度の
平均が４，０閣に高められることがわかる。

なお、第１図実施例では、外部電極１３ａ、１３ｂ上に
、第１のＮｉめっき層１４ａ、１４ｂを形成した後、第
２ＯＮ＋めっき層１５ａ、１５ｂを間に介在させた状態
でＳｎめつき層１６ａ、１６ｂを形成していた。しかし
ながら、第６図に示すように、第１のＮｉめつき層１４
ａ、１４ｂを形成した後に、上記実施例と同様に熱処理
を施し、しかる後、直接Ｓｎめっき層１６ａ、１６ｂを
付与してもよい、すなわち、本発明は、Ｎｉめつき層を
形成した後に加熱し、それによってめっき層中の錯イオ
ンをほぼ完全に除去することにより、Ｎｉめっき層とそ
の上に形成されるめっき層との接合力を低下させ、応力
吸収機能を持たせたことに特徴を有するため、Ｎｔめつ
き層を加熱した後に、Ｓｎめっき層を直接形成しても同
様の効果が得られる。

また、上記実施例では、積層コンデンサの外部電極上に
形成されるめっき層に適用した実施例を示したが、本発
明は、積層コンデンサ以外の他のセラミック電子部品及
びその製造方法にも同様に適用することができる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、外部電極上に形成され
るめっき層が、熱処理されたＮｉめっき層と、該ＮＩめ
っき層上に直接あるいは他のめっき層を介して形成され
たＳｎめっき層とを存するため、プリント回路基板上に
はんだにより接合された状態でプリント回路基板がたわ
んだとしても、該たわみに基づく応力がＮｉめっき膜と
その上に形成されるめっき膜との間で効果的に吸収され
る。

従って、プリント回路基板等のたわみに基づくセラミッ
ク電子部品素体のクラックや割れを効果的に防止するこ
とが可能となる。

また、プリント回路基板等のたわみに基づく応力だけで
なく、実装時のはんだ付けに際しかなりの熱が加えられ
たとしても、その熱に基づく歪みもＮｉめっき層とその
上に形成される他のめっき層との間で効果的に吸収され
るため、セラミック電子部品の耐熱性も高められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる積層コンデンサをプ
リント回路基板上に実装した状態を示す断面図、第２図
は従来の積層コンデンサをプリント回路基板上に積層し
た状態を示す断面図、第３図はプリント回路基板にたわ
みが生じた場合の実施例の積層コンデンサの状態を示す
部分拡大断面図、第４図はたわみ強度を試験する装置を
説明するための模式的側面図、第５図（ａ）及び（ｂ）
は、それぞれ、実施例及び従来例の積層コンデンサのた
わみ強度試験結果を示す各図、第６図は本発明の他の実
施例にかかる積層コンデンサを示す断面図である。 図において、６はプリント回路基板、７ａ、７ｂははん
だ、１１はセラミック電子部品としての積層コンデンサ
、１２は電子部品素体、１３ａ。 １３ｂは外部電極、１４ａ、１４ｂは第１のＮｉめっき
層、１５ａ、１５ｂは第２のＮｉめっき層、１６ａ、１
６ｂはＳｎめっき層を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミックスよりなる電子部品素体と、前記電子
   部品素体の外表面に形成された外部電極と、 前記外部電極上に形成されためっき層とを備えるセラミ
   ック電子部品において、 前記めっき層が、めっき後に熱処理されたＮｉめっき層
   と、前記Ｎｉめっき層上に直接または他のめっき層を間
   に介して形成されたＳｎめっき層とを有することを特徴
   とするセラミック電子部品。
2. （２）外部電極が外表面に形成されたセラミックスより
   なる電子部品素体を用意する工程と、前記外部電極上に
   Ｎｉをめっきする工程と、前記Ｎｉめっき層を加熱する
   工程と、 加熱後に、Ｎｉめっき層上に直接、または他のめっき層
   を間に介してＳｎめっき層を形成する工程とを備えるこ
   とを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。