JPH08107038A - 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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Abstract
焼結体から遠ざかる方向に外力が加わったとしても、セ
ラミック焼結体におけるクラックの発生を効果的に防止
することができる構造を備えたセラミック電子部品を得
る。 【構成】 内部電極23〜27を有するセラミック焼結
体22の両端面に外部電極28,29を形成してなり、
外部電極28,29において、導電ペーストの塗布・焼
付けにより形成された第1の電極層28a,29aと、
第2の電極層28b,29bとの間に、連続気泡の内部
に金属材料を埋め込んだ導電性樹脂層30,31を設け
てなるセラミック電子部品。
Description
などのようなセラミック電子部品に関し、特に、外部電
極構造が改良されたセラミック電子部品に関する。
の積層コンデンサを、図1を参照して説明する。
どの誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結体2を
用いて構成されている。セラミック焼結体2内には、セ
ラミック層を介して重なり合うように、複数の内部電極
3〜7が形成されている。また、焼結体2の一方端面2
a上には、内部電極4,6に電気的に接続されるよう
に、外部電極8が形成されている。セラミック焼結体2
の他方端面2b上には、内部電極3,5,7に電気的に
接続されるように、外部電極9が形成されている。
Pd合金などの貴金属材料からなる。他方、外部電極
8,9の形成に際しては、内部電極3〜7との電気的接
続の信頼性を高めるために、最下層として、Ag又はA
g−Pd合金を含有する導電ペーストを塗布し、焼き付
けることにより形成された第1の電極層8a,9aを形
成する。
板などに実装するに際しては、半田により外部電極8,
9をプリント回路基板上の配線電極に電気的に接続す
る。ところが、第1の電極層8a,9aはAgなどの半
田食われを生じやすい材料を主成分とする。従って、第
1の電極層8a,9aのみを外部電極材料として用いて
半田付けした場合には、半田食われ現象により、外部電
極が部分的に消失し、積層コンデンサ1を確実に機能さ
せることができなくなる。
1の電極層8a,9a上に、Niなどの半田食われを生
じ難い材料をメッキすることより、第2の電極層8b,
9bが形成されている。また、Niなどの半田食われを
生じ難い材料は半田付け性が十分でないため、半田付け
性を高めるためにSnまたはSn−Pb合金などの半田
付け性に優れた材料をメッキすることにより、第3の電
極層8c,9cが形成されている。
1では、上記第1〜第3の電極層8a〜8c,9a〜9
cにより外部電極8,9が構成されていた。この種の積
層コンデンサ1を外部電極8,9を半田付けすることに
よりプリント回路基板等に実装した場合、場合によって
は、基板の撓みなどにより積層コンデンサ1にかなり大
きな外力が加わることがあった。例えば、積層コンデン
サ1が実装されたプリント回路基板を電子機器の取り付
け部分に挿入する際に、プリント回路基板に撓みが生
じ、それによって実装されている積層コンデンサ1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
ント回路基板が膨張・収縮することにより基板が歪むこ
とがあった。
1が実装されている基板10が積層コンデンサ1側に突
き出るように撓んだ場合には、外部電極8,9がセラミ
ック焼結体2から分離する方向に大きな力が加えられ
る。ところが、第1の電極層8a,9aはセラミック焼
結体2に強固に密着されており、かつ第1〜第3の電極
層8a〜8c,9a〜9c間も強固に密着されている。
従って、上記のような外力が加えられた場合、セラミッ
ク焼結体2において矢印Aで示すクラックが生じ、その
結果、積層コンデンサ1が機能しなくなることがあっ
た。
2に対する密着性を低めれば、上記のような外力が加わ
った際に外部電極8,9をセラミック焼結体2から剥離
させることにより、上記外力を吸収することができ、セ
ラミック焼結体2におけるクラックの発生を防止し得る
と考えられる。しかしながら、外部電極8,9がセラミ
ック焼結体2から剥離してしまうと、もはや積層コンデ
ンサ1として動作させることができなくなる。
装されている基板に撓み等が生じたとしても、セラミッ
ク焼結体のクラックや外部電極の剥離が生じ難い、信頼
性に優れたセラミック電子部品を提供することにある。
するセラミック焼結体の外表面に外部電極が形成されて
いるセラミック電子部品であり、下記の構成を備えるこ
とを特徴とする。
は、セラミック焼結体と、セラミック焼結体内に形成さ
れた内部電極と、セラミック焼結体の外表面に形成され
た外部電極とを備える。
ペーストを塗布・焼き付けることにより形成された第1
の電極層と、第1の電極層の外側に形成され、かつ内側
及び外側に位置する他の電極層よりも弾性度の大きい樹
脂層の厚み方向に貫通する貫通孔の内部に導電性材料が
埋め込まれた導電性樹脂層と、導電性樹脂層の外側に形
成された第2の電極層とを有するものである。
来よりセラミック電子部品の外部電極の形成時に汎用さ
れている種々の導電ペーストを用いることができる。こ
のような導電ペーストの例としては、Ag、Cu、Ag
−Pd合金などの導電性に優れた材料粉末を主成分とす
るものが用いられる。導電ペーストは、上記のような導
電性粉末にガラス樹脂バインダ及び溶剤を混練すること
により得られ、第1の電極層は、上記導電ペーストをセ
ラミック焼結体の外表面に塗布し、焼き付けることによ
り形成されている。この導電ペーストを塗布し、焼き付
ける工程についても、従来のセラミック電子部品の外部
電極形成方法と同様に行い得る。
電性樹脂層は、その内側及び外側、すなわち第1の電極
層及び第2の電極層よりも破断強度の小さい樹脂層から
構成される。この樹脂層は、その厚み方向に貫通する貫
通孔を有しており、貫通孔の内部には導電性材料が埋め
込まれている。このような構成により、第1の電極層と
第2の電極層との間の導通を確保し、かつ樹脂の持つ弾
性特性を利用して外部電極に加えられる外力の作用を緩
和することを図っている。
n、Sn−Pbなどにより構成される。第2の電極層の
厚みはさほど厚くなくともよく、従って、好ましくは、
第2の電極層は、形成の容易なメッキ法により形成され
る。
積層したものであってもよい。例えば、半田食われしに
くいNiまたはCuなどの電極層を先ず形成し、この上
に、半田付け性を高めるために、さらにSnまたはSn
−Pb合金のような半田付け性に優れた材料からなる電
極層を形成してもよい。このような半田付け性に優れた
材料からなる電極層は、半田付け性を高めるために設け
られているものにすぎないため、その膜厚はさほど厚く
する必要がなく、好ましくは、形成の容易なメッキ法に
より形成される。
ば、導電性樹脂層は、連続気泡が形成された熱硬化性樹
脂層の連続気泡の内部に金属材料が埋め込まれて構成さ
れており、これにより第1の電極層と第2の電極層とを
電気的に接続していることを特徴とするものである。こ
のような熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリ
ル樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂などが用いられ
る。これらの熱硬化性樹脂は、発泡処理が施されること
により、その厚み方向に連続気泡が形成される。従っ
て、この連続気泡を利用して、その内部に金属材料を埋
め込み、層全体の弾性と導電性とを確保している。
は、外部電極の第1及び第2の電極層の間に導電性樹脂
層が設けられている。この導電性樹脂層は、その内部の
貫通孔に埋め込まれた導電性材料によって第1及び第2
の電極層間の導電性を確保している。さらに、樹脂層の
特性、すなわち他の電極層よりも弾性度が大きいという
特性により、外部電極に対してセラミック焼結体から遠
ざかる方向へ外力が加わった場合に、この導電性樹脂層
が変形したり、部分的な亀裂を生じるなどして、外力の
影響を吸収することができる。これにより、外力が直接
セラミック焼結体に作用してセラミック焼結体にクラッ
クが発生するのを効果的に防止することができる。
化や取り付けに際しての外力によって、実装されている
基板側に撓みが生じたとしても、セラミック焼結体のク
ラックの発生が生じがたく、かつその特性を安定に発揮
し得る信頼性に優れたセラミック電子部品を提供するこ
とが可能となる。
外部電極を有するセラミック電子部品一般に適用するこ
とができる。例えば、セラミックインダクタ、積層圧電
共振部品、セラミック多層基板などに用いることができ
る。
することにより、本発明を明らかにする。
積層コンデンサを示す断面図であり、図4は外部電極の
部分拡大断面図である。積層コンデンサ21は、セラミ
ック焼結体22を用いて構成されている。セラミック焼
結体22は、チタン酸バリウムなどの誘電体セラミック
スよりなり、その内部には内部電極23〜27が形成さ
れている。内部電極23〜27は、セラミック層を介し
て重なり合うように配置されている。また、内部電極2
4,26が焼結体22の一方端面22aに露出されてお
り、他方、内部電極23,25,27が他方端面22b
に露出されている。
電極28,29が形成されている。本実施例は、外部電
極28,29の各々が第1〜第3の電極層28a〜28
c,29a〜29cと、導電性樹脂層30,31とを有
することを特徴とする。
g、Ag−Pd、Cuなどの金属粉末を成分とする導電
ペーストを塗布し、焼き付けることにより形成されてい
る。従って、第1の電極層28a,29aは、10〜1
00μm程度の厚みを有し、かつ焼結体22の端面22
a,22bに強固に密着されている。
28a,29aの表面上に発泡性の熱硬化性樹脂を塗布
し、熱硬化処理を行って形成されている。熱硬化性樹脂
としては、好ましくは発泡性エポキシ樹脂を用い、その
他アクリル樹脂、シリコン樹脂、フェノール樹脂などが
用いられる。熱硬化処理が行われた樹脂層には、多くの
連続気泡が形成される。そして、両端子電極間に紫外線
硬化型メッキレジストを塗布し、硬化させたのち、熱硬
化性樹脂の表面に無電解Niメッキを施し、網目状の樹
脂空隙部(連続気泡)内にNiを析出充填し、その後メ
ッキレジストを剥離した。これにより、導電性を有する
樹脂層30,31が形成される。この導電性樹脂層3
0,31は、樹脂部分30aが有する弾性によって外部
電極に加えられる外力の影響を緩和する働きをなし、連
続気泡内部に形成されたNiなどの金属充填部30bに
よって、第1の電極層28a,29aと第2の電極層2
8b,29bとの間の電気的接続を確保する働きとを兼
ね備えるものである。なお、樹脂空隙部内への金属材料
の充填方法としては、圧入方法を用いて溶融金属をその
内部に充填させてもよい。
食われを防止するために第2の電極層28b,29bが
形成されている。第2の電極層28b,29bは、本実
施例では、NiやCuなどの金属材料を2〜4μm程度
の厚みにメッキすることにより形成されているが、Sn
やSn−Pbを用いてもよい。もっともSnやSn−P
bを第2の電極層として形成した場合は、次に述べる第
3の電極層は不要となる。
上記第2の電極層28b,29b上に形成されている。
第3の電極層28c,29cは、SnまたはSn−Pb
合金などを厚み2〜4μm程度にメッキすることにより
形成され、外部電極28,29の実装に際しての半田付
け性を高めるために形成されている。
ント回路基板に外部電極28,29を半田付けして接合
することによりプリント回路基板上に実装される。この
場合、プリント回路基板が、例えば図2に示したように
積層コンデンサ側に突出するようにたわんだ場合には、
外部電極28,29をセラミック焼結体22から遠ざけ
る方向に外力が作用する。しかしながら、導電性樹脂層
30,31は、その樹脂部分が有する弾性により、外力
に応じて弾性変形し、これによって外力を吸収する。従
って、セラミック焼結体22に直接外力が作用するのを
緩和し、セラミック焼結体22内のクラックの発生を防
止する。
の内部電極23〜27が内部形成されている4.5×
3.2×2.0mm寸法のセラミック焼結体22を用意
した。Agを主成分とする導電ペーストを乾燥後の厚み
が50μmとなるように塗布し、800℃の温度で焼成
することにより第1の電極層28a,29aを形成し
た。次に、第1の電極層28a,29a上に、発泡性エ
ポキシ樹脂を塗布し、温度150℃で1時間硬化処理を
行った。次に、端子電極間に紫外線硬化型メッキレジス
トを塗布し、硬化させた後、無電解Niメッキを施して
その表面及び網目状の樹脂空隙部内にNiを析出形成
し、導電性樹脂層30,31を形成した。
解メッキにより厚み2〜4μmのNiメッキ層からなる
第2電極層28b,29bを形成し、さらにその上に電
解メッキにより厚み2〜4μmのSnメッキ層からなる
第3の電極層28c,29cを形成し、実施例の積層コ
ンデンサを作製した。
サを製造する工程において、導電性樹脂層を形成せず
に、他は実施例と同様にして比較例の積層コンデンサを
作製した。
例の積層コンデンサ各36個を用い、アルミナ基板上に
形成された配線電極に半田付けして実装した。そして、
積層コンデンサをアルミナ基板上に実装した状態で、−
55℃の温度に0.5時間維持し、+125℃に0.5
時間維持する工程を1サイクルとして、加熱冷却温度サ
イクル試験を行った。その結果を下記の表1に示す。表
1において、不良数は、加熱・冷却温度サイクル試験を
行った後に、その静電容量の低下が10%以上となった
積層コンデンサの数を示す。
ンデンサでは、上記冷却・加熱温度サイクルを500サ
イクル繰り返しても不良数はゼロであったのに対し、比
較例の積層コンデンサでは、50サイクル経過した時点
で、2個の不良品の発生が見られ、冷却・加熱温度サイ
クル数を増大させるに連れて、不良品発生数が増加して
いることがわかる。
じないのは、第1の電極層28a,29aと、第2の電
極層28b,29bとの間の導電性樹脂層が弾性変形
し、それによって上記冷却・加熱温度サイクルにより積
層コンデンサに加えられた外力が吸収されていたと考え
られる。
積層コンデンサの基板上取付強度についての試験も行っ
た。その結果、表1に示されるように、両者ともほぼ同
程度の取り付け強度を有することが判明した。これによ
り、外部電極中に導電性樹脂層を形成しても、取付強度
の著しい低下が認められず、実用上問題のない取り付け
強度を確保できることが判明した。
図。
図。
分拡大図。
Claims (2)
- 【請求項1】 セラミック焼結体と、 前記セラミック焼結体内に形成された内部電極と、 前記セラミック焼結体の外表面に形成された外部電極と
を備え、 前記外部電極が、焼結体外表面に導電ペーストを塗布・
焼き付けることにより形成された第1の電極層と、 前記第1の電極層の外側に形成され、かつ内側及び外側
に位置する他の電極層よりも弾性度の大きい樹脂層の厚
み方向に貫通する貫通孔の内部に導電性材料が埋め込ま
れた導電性樹脂層と、 前記導電性樹脂層の外側に形成された第2の電極層とを
有することを特徴とする、セラミック電子部品。 - 【請求項2】前記導電性樹脂層は、連続気泡が形成され
た熱硬化性樹脂層の前記連続気泡の内部に金属材料が埋
め込まれることによって前記第1の電極層と前記第2の
電極層とを電気的に接続していることを特徴とする、請
求項1記載のセラミック電子部品。
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JP3267067B2 JP3267067B2 (ja) | 2002-03-18 |
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ID=17096688
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