JPH04236412A - セラミック電子部品 - Google Patents
セラミック電子部品Info
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- JPH04236412A JPH04236412A JP3005012A JP501291A JPH04236412A JP H04236412 A JPH04236412 A JP H04236412A JP 3005012 A JP3005012 A JP 3005012A JP 501291 A JP501291 A JP 501291A JP H04236412 A JPH04236412 A JP H04236412A
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- Japan
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- ceramic
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- electrodes
- capacitor
- solder
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Links
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は積層セラミックコンデン
サなどの、表面実装に用いられるのに好適なセラミック
電子部品に関する。
サなどの、表面実装に用いられるのに好適なセラミック
電子部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の積層セラミックコンデンサとして
は図２（Ａ）に示す構造のものが知られている。すなわ
ち、図中の１は角型チップ形状をなす積層セラミックコ
ンデンサの素子本体であり、この本体１はセラミック誘
電体層２と内部電極層３とが交互に積層され、かつ、内
部電極３端部を対向する側面に交互に露出させた構造に
なっている。前記本体１の前記内部電極３端部が露出し
た各側面及び該側面近傍の上下面前後面部分にわたって
外部電極４ａ，４ｂがそれぞれ被覆されている。これら
の外部電極４ａ，４ｂは、例えば、セラミック誘電体層
２に対する密着性を高めるための２〜５ｗｔ％のガラス
フリットが含まれたＡｇ系もしくはＡｇ／Ｐｄ系の導電
材ペーストに前記本体１をその側面及びその近傍の上下
面部分にわたって浸せきし、焼き付けを行なうことによ
り形成される。
は図２（Ａ）に示す構造のものが知られている。すなわ
ち、図中の１は角型チップ形状をなす積層セラミックコ
ンデンサの素子本体であり、この本体１はセラミック誘
電体層２と内部電極層３とが交互に積層され、かつ、内
部電極３端部を対向する側面に交互に露出させた構造に
なっている。前記本体１の前記内部電極３端部が露出し
た各側面及び該側面近傍の上下面前後面部分にわたって
外部電極４ａ，４ｂがそれぞれ被覆されている。これら
の外部電極４ａ，４ｂは、例えば、セラミック誘電体層
２に対する密着性を高めるための２〜５ｗｔ％のガラス
フリットが含まれたＡｇ系もしくはＡｇ／Ｐｄ系の導電
材ペーストに前記本体１をその側面及びその近傍の上下
面部分にわたって浸せきし、焼き付けを行なうことによ
り形成される。
【０００３】この積層セラミックコンデンサを回路基板
に実装するには、図２（Ｂ）のように、はんだづけによ
りなされる。即ち、回路基板５の絶縁基材６表面に形成
された導体層７に前記構造のコンデンサをその本体１下
面のコーナー部が該導体層に当接するように仮止めした
後、フローまたはリフロー法により導体層７と本体１の
側面に位置する外部電極４ａ，４ｂとをはんだ層８によ
り接合することにより実装を行なう。この場合、通常外
部電極の厚みは約１００〜２００μｍである。近年、大
容量の積層セラミックコンデンサの需要が高まっており
、このため、鉛ペロブスカイト化合物を主体とした高誘
電率のセラミック誘電体が用いられるようになってきて
いる。したがって、その形状も大型化しており、５．６
×５．０ｍｍや７．５×６．３ｍｍのような大型の積層
セラミックコンデンサも、鉛系誘電体材料を用いて製造
されはじめている。
に実装するには、図２（Ｂ）のように、はんだづけによ
りなされる。即ち、回路基板５の絶縁基材６表面に形成
された導体層７に前記構造のコンデンサをその本体１下
面のコーナー部が該導体層に当接するように仮止めした
後、フローまたはリフロー法により導体層７と本体１の
側面に位置する外部電極４ａ，４ｂとをはんだ層８によ
り接合することにより実装を行なう。この場合、通常外
部電極の厚みは約１００〜２００μｍである。近年、大
容量の積層セラミックコンデンサの需要が高まっており
、このため、鉛ペロブスカイト化合物を主体とした高誘
電率のセラミック誘電体が用いられるようになってきて
いる。したがって、その形状も大型化しており、５．６
×５．０ｍｍや７．５×６．３ｍｍのような大型の積層
セラミックコンデンサも、鉛系誘電体材料を用いて製造
されはじめている。
【０００４】しかしながら、このような、実装した積層
セラミックコンデンサは温度サイクル試験や熱衝撃試験
のような急激な熱変化を受けた場合に、セラミック誘電
体層、はんだ、導体層、絶縁基材、各々の熱膨脹係数の
差により、コンデンサ本体１に割れを発生するという問
題があった。この割れの発生は、積層セラミックコンデ
ンサ本体の寸法が大きいほど多く、特に、５．６×５．
０×１．８ｍｍやこれ以上といった寸法の大型のチップ
積層セラミックコンデンサを実装した場合に信頼性が低
下するといった問題点があった。
セラミックコンデンサは温度サイクル試験や熱衝撃試験
のような急激な熱変化を受けた場合に、セラミック誘電
体層、はんだ、導体層、絶縁基材、各々の熱膨脹係数の
差により、コンデンサ本体１に割れを発生するという問
題があった。この割れの発生は、積層セラミックコンデ
ンサ本体の寸法が大きいほど多く、特に、５．６×５．
０×１．８ｍｍやこれ以上といった寸法の大型のチップ
積層セラミックコンデンサを実装した場合に信頼性が低
下するといった問題点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
点を解決するためになされたもので、大型の素子を回路
基板へ実装した後の温度サイクル試験等の温度の急激な
変化に対しても割れ発生を防止したセラミック電子部品
を提供しようとするものである。 ［発明の構成］
点を解決するためになされたもので、大型の素子を回路
基板へ実装した後の温度サイクル試験等の温度の急激な
変化に対しても割れ発生を防止したセラミック電子部品
を提供しようとするものである。 ［発明の構成］
【０００６】
【発明を解決するための手段及び作用】本発明は、セラ
ミック素子本体に付与される外部電極が、素子本体に近
い領域の方が表面領域に比べ気孔率が大であることを特
徴とするセラミック電子部品である。具体的にはセラミ
ックコンデンサ等のチップ部品が挙げられる。
ミック素子本体に付与される外部電極が、素子本体に近
い領域の方が表面領域に比べ気孔率が大であることを特
徴とするセラミック電子部品である。具体的にはセラミ
ックコンデンサ等のチップ部品が挙げられる。
【０００７】この様なセラミック電子部品は、例えば、
電極ペーストを塗布し焼き付けして外部電極を形成する
工程において、導電粉末４０〜５０ｗｔ％，無機バイン
ダ２〜５ｗｔ％，樹脂バインダ２０〜３０ｗｔ％，有機
溶剤残部からなる第一の電極ペーストを塗布し乾燥させ
た後、導電粉末４０〜５０ｗｔ％，無機バインダ０ｗｔ
％，樹脂バインダ１０〜１５ｗｔ％，有機溶剤残部から
なる第２の電極ペーストを塗布し乾燥させ、その後、第
１の電極ペーストおよび第２の電極ペーストを高温で焼
き付けて外部電極を形成することにより製造することが
できる。
電極ペーストを塗布し焼き付けして外部電極を形成する
工程において、導電粉末４０〜５０ｗｔ％，無機バイン
ダ２〜５ｗｔ％，樹脂バインダ２０〜３０ｗｔ％，有機
溶剤残部からなる第一の電極ペーストを塗布し乾燥させ
た後、導電粉末４０〜５０ｗｔ％，無機バインダ０ｗｔ
％，樹脂バインダ１０〜１５ｗｔ％，有機溶剤残部から
なる第２の電極ペーストを塗布し乾燥させ、その後、第
１の電極ペーストおよび第２の電極ペーストを高温で焼
き付けて外部電極を形成することにより製造することが
できる。
【０００８】本発明において、外部電極の多孔質の割合
を比較するためには、例えば、簡単には目視により比較
することができる。また、定量的には、形成される外部
電極の断面における気孔の全断面に対する面積比をもっ
て定義することができる。このような手法は、ＥＩＡ規
格ＲＳ−１９８Ｃの６０ページにピンホールもしくはボ
イドの解析用のマップとして記載されている手法と同一
である。また、多孔質の割合を変え、制御するには、第
１および第２の外部電極ペースト中の樹脂バインダの含
有量を制御することにより達成できる。
を比較するためには、例えば、簡単には目視により比較
することができる。また、定量的には、形成される外部
電極の断面における気孔の全断面に対する面積比をもっ
て定義することができる。このような手法は、ＥＩＡ規
格ＲＳ−１９８Ｃの６０ページにピンホールもしくはボ
イドの解析用のマップとして記載されている手法と同一
である。また、多孔質の割合を変え、制御するには、第
１および第２の外部電極ペースト中の樹脂バインダの含
有量を制御することにより達成できる。
【０００９】本発明電子部品の一例としての積層セラミ
ックコンデンサは、図１（Ａ）に示すような構造をとる
。すなわち、図中の１は角型チップ形状をなす積層セラ
ミックコンデンサ本体であり、この本体１はセラミック
誘電体層２と内部電極３とが交互に積層され、かつ、内
部電極３端部を対向する側面に交互に露出させた構造に
なっている。第１の外部電極９ａ，９ｂは前記本体１の
前記内部電極３端部が露出された各側面及び該側面近傍
の上下面前後面にわたって形成される。また、第２の外
部電極１０ａ，１０ｂは、この第１の外部電極９ａ，９
ｂの上に形成される。
ックコンデンサは、図１（Ａ）に示すような構造をとる
。すなわち、図中の１は角型チップ形状をなす積層セラ
ミックコンデンサ本体であり、この本体１はセラミック
誘電体層２と内部電極３とが交互に積層され、かつ、内
部電極３端部を対向する側面に交互に露出させた構造に
なっている。第１の外部電極９ａ，９ｂは前記本体１の
前記内部電極３端部が露出された各側面及び該側面近傍
の上下面前後面にわたって形成される。また、第２の外
部電極１０ａ，１０ｂは、この第１の外部電極９ａ，９
ｂの上に形成される。
【００１０】図３に前記第１および第２の外部電極９ｂ
および１０ｂの断面の拡大図を示す。図中のセラミック
本体１１の上に第１の外部電極１２、その上に第２の外
部電極１３が形成されており、さらに実装時にははんだ
層１４が形成される。第１の外部電極が第２の外部電極
よりも気孔率が大きい、すなわち多孔質であると、回路
基板等に実装後の温度サイクル試験等の急激な温度変化
において生ずる熱膨脹の差によるひずみを、第１の外部
電極が緩衝部材となってやわらげる作用をする。第１の
外部電極の厚みは、積層セラミックコンデンサの形状寸
法により異なるが、すくなくとも３０μｍ以上、好まし
くは１００〜１５０μｍ程度であると、上述の効果が発
揮できる。一方、第２の外部電極は、回路基板の実装時
に生ずるはんだのしみ込みを防止する必要があるため、
気孔率はすくないことが必要である。また、第２の外部
電極の厚みはこのはんだしみ込み防止のためと、はんだ
付けの際のぬれ性をよくするため、必要な厚み、通常３
０μｍ以上必要であるが、あまり厚すぎると前述の第１
の外部電極の緩衝効果を妨げるので、１００μｍ以下で
あることが好ましい。
および１０ｂの断面の拡大図を示す。図中のセラミック
本体１１の上に第１の外部電極１２、その上に第２の外
部電極１３が形成されており、さらに実装時にははんだ
層１４が形成される。第１の外部電極が第２の外部電極
よりも気孔率が大きい、すなわち多孔質であると、回路
基板等に実装後の温度サイクル試験等の急激な温度変化
において生ずる熱膨脹の差によるひずみを、第１の外部
電極が緩衝部材となってやわらげる作用をする。第１の
外部電極の厚みは、積層セラミックコンデンサの形状寸
法により異なるが、すくなくとも３０μｍ以上、好まし
くは１００〜１５０μｍ程度であると、上述の効果が発
揮できる。一方、第２の外部電極は、回路基板の実装時
に生ずるはんだのしみ込みを防止する必要があるため、
気孔率はすくないことが必要である。また、第２の外部
電極の厚みはこのはんだしみ込み防止のためと、はんだ
付けの際のぬれ性をよくするため、必要な厚み、通常３
０μｍ以上必要であるが、あまり厚すぎると前述の第１
の外部電極の緩衝効果を妨げるので、１００μｍ以下で
あることが好ましい。
【００１１】なお、本発明において、外部電極が２層の
場合について例をあげて説明したが、３層もしくはそれ
以上の場合でも、外部電極のセラミック側が気孔率大で
あり、表面側が気孔率小の条件を満たせば良い。本発明
によれば、大型の素子を回路基板に実装した後の温度サ
イクル試験等の急激な熱変化による割れ発生防止効果を
著しく高めることが可能になる。
場合について例をあげて説明したが、３層もしくはそれ
以上の場合でも、外部電極のセラミック側が気孔率大で
あり、表面側が気孔率小の条件を満たせば良い。本発明
によれば、大型の素子を回路基板に実装した後の温度サ
イクル試験等の急激な熱変化による割れ発生防止効果を
著しく高めることが可能になる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。
に説明する。
【００１３】図１（Ａ）は本実施例の積層セラミックコ
ンデンサの断面図である。図中の１は、例えば、寸法７
．５×６．３×２．０ｍｍの角型チップ形状をなす積層
セラミックコンデンサ本体であり、この本体１はセラミ
ック誘電体層２と内部電極とが交互に２０層積層され、
かつ、内部電極３端部を対向する側面に交互に露出させ
た構造になっている。前記本体１の前記内部電極３端部
が露出した各側面および該側面近傍の上下面前後面部分
にわたって、気孔率が大きい第１の外部電極９ａ，９ｂ
が各々被覆されている。これらの第１の外部電極は、例
えば、Ａｇ粉末４５ｗｔ％，ガラスフリット４ｗｔ％，
エチルセルロース２５ｗｔ％，２ブチルカルビトール残
部からなる第１の電極ペーストを塗布、乾燥させた後、
７００℃前後焼き付けすることにより、形成される。も
しくは、後述の第２の電極ペーストを塗布、乾燥させた
後に、同時に焼き付けを行なってもよい。
ンデンサの断面図である。図中の１は、例えば、寸法７
．５×６．３×２．０ｍｍの角型チップ形状をなす積層
セラミックコンデンサ本体であり、この本体１はセラミ
ック誘電体層２と内部電極とが交互に２０層積層され、
かつ、内部電極３端部を対向する側面に交互に露出させ
た構造になっている。前記本体１の前記内部電極３端部
が露出した各側面および該側面近傍の上下面前後面部分
にわたって、気孔率が大きい第１の外部電極９ａ，９ｂ
が各々被覆されている。これらの第１の外部電極は、例
えば、Ａｇ粉末４５ｗｔ％，ガラスフリット４ｗｔ％，
エチルセルロース２５ｗｔ％，２ブチルカルビトール残
部からなる第１の電極ペーストを塗布、乾燥させた後、
７００℃前後焼き付けすることにより、形成される。も
しくは、後述の第２の電極ペーストを塗布、乾燥させた
後に、同時に焼き付けを行なってもよい。
【００１４】また、前記外部電極９ａ，９ｂの外側には
、気孔率の小さい第２の外部電極１０ａ，１０ｂがそれ
ぞれ被覆されている。これらの第２の外部電極は、例え
ば、Ａｇ粉末４５ｗｔ％，エチルセルロース１０ｗｔ％
，ブチルカルビトール残部からなり、ガラスフリットを
含まない第２の電極ペーストを前記第１の外部電極の上
に塗布、乾燥させた後、７００℃前後で焼き付けするこ
とにより形成される。このような構成の積層セラミック
コンデンサを回路基板に実装するには、図１（Ｂ）に示
すように、回路基板５の絶縁基材６表面に形成された導
体層７に前記構造コンデンサをその本体１下面のコーナ
ー部が該導体層７に当接するように仮止めした後、フロ
ー法もしくはリフロー法により、導体層７と本体１の側
面に位置する第２の外部電極１０ａ，１０ｂとをはんだ
層８により接合することにより行なわれる。
、気孔率の小さい第２の外部電極１０ａ，１０ｂがそれ
ぞれ被覆されている。これらの第２の外部電極は、例え
ば、Ａｇ粉末４５ｗｔ％，エチルセルロース１０ｗｔ％
，ブチルカルビトール残部からなり、ガラスフリットを
含まない第２の電極ペーストを前記第１の外部電極の上
に塗布、乾燥させた後、７００℃前後で焼き付けするこ
とにより形成される。このような構成の積層セラミック
コンデンサを回路基板に実装するには、図１（Ｂ）に示
すように、回路基板５の絶縁基材６表面に形成された導
体層７に前記構造コンデンサをその本体１下面のコーナ
ー部が該導体層７に当接するように仮止めした後、フロ
ー法もしくはリフロー法により、導体層７と本体１の側
面に位置する第２の外部電極１０ａ，１０ｂとをはんだ
層８により接合することにより行なわれる。
【００１５】このような実装を行なうことにより第２の
外部電極表面にはんだが一部ぬれて固着され、なおかつ
、第１の外部電極中へのはんだのしみ込みが防止され、
その結果、温度サイクル試験のような急激な熱変化をう
けても、第１の外部電極が緩衝層として有効に機能する
ため、各部材の熱膨脹係数の差によるコンデンサ本体の
割れ発生を防止でき、高信頼性の積層セラミックコンデ
ンサを得ることができる。
外部電極表面にはんだが一部ぬれて固着され、なおかつ
、第１の外部電極中へのはんだのしみ込みが防止され、
その結果、温度サイクル試験のような急激な熱変化をう
けても、第１の外部電極が緩衝層として有効に機能する
ため、各部材の熱膨脹係数の差によるコンデンサ本体の
割れ発生を防止でき、高信頼性の積層セラミックコンデ
ンサを得ることができる。
【００１６】（Ｐｂ０．８７５ Ｂａ０．１２５ ）（
Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．３ （Ｍｇ１／３ Ｎ
ｂ２／３）０．５ Ｔｉ０．２ Ｏ３ のセラミック誘
電体組成からなり、寸法７．５×６．３×２．０ｍｍの
積層セラミックコンデンサを、前述の要領で作成し、図
１（Ｂ）のように回路基板に実装した２０個のサンプル
を用意し、１２５℃で３０分間、−５５℃で３０分間の
冷熱サイクル試験を行ない、５０サイクルの故障数を測
定した。なお、容量が初期値よりも１０％を越えて低下
したコンデンサを故障と判定した。その結果、従来のサ
ンプルでは割れによる故障が１５個も認められたが、本
実施例では２０個すべてが良好で、故障発生が皆無であ
った。
Ｚｎ１／３ Ｎｂ２／３ ）０．３ （Ｍｇ１／３ Ｎ
ｂ２／３）０．５ Ｔｉ０．２ Ｏ３ のセラミック誘
電体組成からなり、寸法７．５×６．３×２．０ｍｍの
積層セラミックコンデンサを、前述の要領で作成し、図
１（Ｂ）のように回路基板に実装した２０個のサンプル
を用意し、１２５℃で３０分間、−５５℃で３０分間の
冷熱サイクル試験を行ない、５０サイクルの故障数を測
定した。なお、容量が初期値よりも１０％を越えて低下
したコンデンサを故障と判定した。その結果、従来のサ
ンプルでは割れによる故障が１５個も認められたが、本
実施例では２０個すべてが良好で、故障発生が皆無であ
った。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明によれば
、回路基板等への実装後の温度サイクル試験等の急激な
熱変化に対しても、割れ発生を防止した高信頼性のセラ
ミック電子部品を提供できる。また、鉛を含むペロブス
カイト化合物からなり、形状が５．６×５．０×１．８
ｍｍ以上の積層セラミックコンデンサに対して特に効果
を発揮する。
、回路基板等への実装後の温度サイクル試験等の急激な
熱変化に対しても、割れ発生を防止した高信頼性のセラ
ミック電子部品を提供できる。また、鉛を含むペロブス
カイト化合物からなり、形状が５．６×５．０×１．８
ｍｍ以上の積層セラミックコンデンサに対して特に効果
を発揮する。
【図１】 本発明セラミック電子部品の断面図。
【図２】 従来のセラミック電子部品の断面図。
【図３】 本発明セラミック電子部品の拡大断面図。
Claims (1)
- 【請求項１】セラミック素子本体に付与される外部電極
が、素子本体に近い領域の方が、表面領域に比べ気孔率
が大であることを特徴とするセラミック電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005012A JPH04236412A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | セラミック電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3005012A JPH04236412A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | セラミック電子部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236412A true JPH04236412A (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=11599629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3005012A Pending JPH04236412A (ja) | 1991-01-21 | 1991-01-21 | セラミック電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04236412A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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