WO2020195523A1 - チップ型セラミック電子部品およびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a chip-type ceramic electronic component and a method for manufacturing the same, and more particularly to a structure of an external electrode formed on the surface of a ceramic element provided in the chip-type ceramic electronic component and a method for forming the external electrode.
- electrodes are formed.
- the stress that can cause cracks in the ceramic body is first absorbed by peeling from the resin electrode or destruction of the resin electrode itself. , It is possible to prevent the ceramic body from cracking.
- the external electrode includes a glass-free sintered layer that does not contain glass.
- the step of preparing the conductive paste includes a step of preparing a glass-free conductive paste containing nickel powder, a metal powder having a melting point of less than 500 ° C. and a thermosetting resin, but does not contain glass.
- the step of applying the glass-free conductive paste includes a step of applying the glass-free conductive paste so as to cover a part of the surface of the ceramic body.
- the ceramic element coated with the glass-free conductive paste is 400 ° C. higher than the curing temperature of the thermosetting resin. It is characterized by including a step of heat treatment at a temperature higher than the temperature.
- the illustrated external electrode that is, the first external electrode 11, is formed on the first end surface 7 which is a part of the surface of the ceramic element 3, and is electrically connected to the first internal electrode 9.
- the second external electrode formed so as to face the first external electrode 11 is formed on the second end face which is a part of the surface of the ceramic element 3, and the second internal electrode 10 is formed. Is electrically connected to.
- the first external electrode 11 and the second external electrode have substantially the same configuration. Therefore, the configuration of the first external electrode 11 will be described in detail below, and the configuration of the second external electrode will be omitted.
- the ceramic element 3 has already been sintered, and the step of heat-treating the ceramic element 3 coated with the conductive paste is not for sintering the ceramic element 3, that is, it is conductive. It is not for simultaneous firing of the paste and the ceramic element 3. This heat treatment is exclusively for sintering or curing the conductive paste.
- thermosetting resin a solvent such as diethylene glycol monobutyl ether or diethylene glycol monoethyl ether is added to the thermosetting resin.
- the metal sintered body 13 is made of nickel, tin and silver. And when the metal powder containing copper and having a melting point of less than 500 ° C. contains tin and bismuth, the metal sintered body 13 contains nickel, tin and bismuth.
- the heat treatment implementation time and the oxygen concentration in the heat treatment atmosphere are appropriately adjusted so that the above-mentioned state can be obtained in the glass-free sintered layer 12.
- the external electrode 11a is formed on the first glass-free sintered layer 12 when the above-mentioned glass-free sintered layer 12 is used as the first glass-free sintered layer 12. It is characterized by further containing a second glass-free sintered layer 18 that does not contain glass.
- FIG. 3 schematically shows a part of a multilayer ceramic capacitor 1b as a chip-type ceramic electronic component according to a third embodiment of the present invention in a cross-sectional view.
- the elements corresponding to the elements shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
- the laminated ceramic capacitor 1b is characterized in that the external electrode 11b further includes a resin-containing conductor layer 19 formed on the glass-free sintered layer 12.
- the glass-free sintered layer 12 is first formed by being applied to a thickness of 5 to 30 ⁇ m, dried at 150 ° C., and heat-treated at, for example, 850 ° C.
- the layer 12 not only has voids 14 and carbon 15 derived from the heat-curable resin, but also has nickel powder and a melting point.
- the layer 12 has voids 14 and carbon 15 derived from the heat-curable resin, but also has nickel powder and a melting point.
- samples 1 to 7 on which a glass-free sintered layer used as an external electrode was formed were subjected to a moisture resistance load test in which a temperature of 125 ° C., a relative humidity of 95%, and an applied voltage of 5 V were applied for 144 hours. "Gender” was evaluated. Regarding “moisture-resistant load reliability”, if the insulation resistance did not decrease, it was evaluated as “ ⁇ ”, and if it decreased, it was evaluated as "x".
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Abstract
Description
まず、図1を参照して、この発明の第1の実施形態によるチップ型セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ1について説明する。
図2には、この発明の第2の実施形態によるチップ型セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ1aの一部が模式的に断面図で示されている。図2において、図1に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
図3には、この発明の第3の実施形態によるチップ型セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ1bの一部が模式的に断面図で示されている。図3において、図1に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
図4には、この発明の第4の実施形態によるチップ型セラミック電子部品としての積層セラミックコンデンサ1cの一部が模式的に断面図で示されている。図4において、図1に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。
以下の表1に示すような割合で銅粉末およびニッケル粉末を含む、試料1~7に係るガラス非含有導電性ペーストを用意した。
3 セラミック素体
7 端面
9,10 内部電極(内部導体)
11,11a,11b,11c 外部電極
12 (第1の)ガラス非含有焼結層
13,13a 金属焼結体
14 空隙
15 熱硬化性樹脂由来の炭素
16 ニッケルめっき膜
17 錫めっき膜
18 第2のガラス非含有焼結層
19 樹脂含有導体層
20 導電性金属粉末
21 熱硬化性樹脂
22 ガラス含有焼結層
Claims (14)
- 内部導体を有しかつ前記内部導体の一部が表面に露出している、セラミック素体と、前記内部導体と電気的に接続されかつ前記セラミック素体の前記表面の一部を覆うように形成された、外部電極とを備える、チップ型セラミック電子部品を製造する方法であって、
セラミック素体を用意する工程と、
前記外部電極の少なくとも一部となる導電性ペーストを用意する工程と、
前記導電性ペーストを前記セラミック素体の前記表面の一部を覆うように塗布する工程と、
前記導電性ペーストが塗布された前記セラミック素体を熱処理する工程と、
を備え、
前記外部電極は、ガラスを含まない第1のガラス非含有焼結層を含み、
前記導電性ペーストを用意する工程は、ニッケル粉末、融点が500℃未満の第1の金属粉末および第1の熱硬化性樹脂を含むが、ガラスを含まない、第1のガラス非含有導電性ペーストを用意する工程を含み、
前記導電性ペーストを塗布する工程は、前記第1のガラス非含有導電性ペーストを前記セラミック素体の前記表面の一部を覆うように塗布する工程を含み、
前記セラミック素体を熱処理する工程は、前記第1のガラス非含有焼結層を形成するため、前記第1のガラス非含有導電性ペーストが塗布された前記セラミック素体を、前記第1の熱硬化性樹脂の硬化温度より400℃高い温度以上の第1の温度で熱処理する工程を含む、
チップ型セラミック電子部品の製造方法。 - 前記セラミック素体を熱処理する工程の後、前記外部電極を覆うニッケルめっき膜および錫めっき膜を順次形成する工程をさらに備える、請求項1に記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記第1の金属粉末を構成する金属は、錫、錫とビスマスとの組み合わせ、および錫と銀と銅との組み合わせの少なくとも1種である、請求項1または2に記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記第1の金属粉末は、錫粉末であり、前記ニッケル粉末および前記錫粉末の合計体積に対する前記錫粉末の体積が30%以上かつ70%以下である、請求項1または2に記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記セラミック素体を熱処理する工程において、前記第1の熱硬化性樹脂の硬化温度より400℃高い温度は580℃である、請求項1ないし4のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記外部電極は、前記第1のガラス非含有焼結層上に形成される、ガラスを含まない第2のガラス非含有焼結層をさらに含み、
前記導電性ペーストを用意する工程は、ニッケル粉末、融点が500℃未満の第2の金属粉末および第2の熱硬化性樹脂を含むが、ガラスを含まない、第2のガラス非含有導電性ペーストを用意する工程をさらに含み、
前記導電性ペーストを塗布する工程は、前記第1のガラス非含有焼結層上に前記第2のガラス非含有導電性ペーストを塗布する工程をさらに含み、
前記セラミック素体を熱処理する工程は、前記第2のガラス非含有焼結層を形成するため、前記第2のガラス非含有導電性ペーストが塗布された前記セラミック素体を、前記第2の熱硬化性樹脂の硬化温度より400℃高い温度以上の温度かつ前記第1の温度より低い第2の温度で熱処理する工程をさらに含む、
請求項1ないし5のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。 - 前記第2のガラス非含有導電性ペーストは、前記第1のガラス非含有導電性ペーストと同じ組成を有する、請求項6に記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記外部電極は、樹脂含有導体層をさらに含み、
前記導電性ペーストを用意する工程は、導電性金属粉末および熱硬化性樹脂を含むが、ガラスを含まない、第3のガラス非含有導電性ペーストを用意する工程をさらに含み、
前記導電性ペーストを塗布する工程は、前記第1のガラス非含有焼結層を覆うように前記第3のガラス非含有導電性ペーストを塗布する工程をさらに含み、
前記セラミック素体を熱処理する工程は、前記第3のガラス非含有導電性ペーストに含まれる前記熱硬化性樹脂を加熱硬化させる工程をさらに備える、
請求項1ないし7のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。 - 前記導電性ペーストを塗布する工程は、前記第1のガラス非含有導電性ペーストを、前記内部導体と接する状態で前記セラミック素体の前記表面の一部上に塗布する工程を含む、請求項1ないし8のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
- 前記外部電極は、ガラスを含むガラス含有焼結層をさらに含み、
前記導電性ペーストを用意する工程は、金属粉末およびガラスを含むガラス含有導電性ペーストを用意する工程をさらに含み、
前記導電性ペーストを塗布する工程は、前記ガラス含有導電性ペーストを、前記内部導体と接する状態で前記セラミック素体の前記表面の一部上に塗布する工程をさらに含み、
前記セラミック素体を熱処理する工程は、前記ガラス含有焼結層を形成するため、前記ガラス含有導電性ペーストが塗布された前記セラミック素体を熱処理する工程をさらに含み、
前記第1のガラス非含有導電性ペーストを塗布する工程は、前記第1のガラス非含有導電性ペーストを前記ガラス含有焼結層上に塗布する工程を含む、
請求項1ないし8のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。 - 内部導体を有しかつ前記内部導体の一部が表面に露出している、セラミック素体と、
前記内部導体と電気的に接続されかつ前記セラミック素体の前記表面の一部を覆うように形成された、外部電極と、
を備え、
前記外部電極は、ニッケルおよび融点が500℃未満の金属を含むが、ガラスを含まない、ガラス非含有焼結層を含み、
前記ガラス非含有焼結層に含まれる熱硬化性樹脂の比率は、前記ガラス非含有焼結層の断面での面積比率で1%以下である、
チップ型セラミック電子部品。 - 前記融点が500℃未満の金属は、錫、錫とビスマスとの組み合わせ、および錫と銀と銅との組み合わせの少なくとも1種である、請求項11に記載のチップ型セラミック電子部品。
- 前記ガラス非含有焼結層は、前記内部導体と接する状態で前記セラミック素体の前記表面の一部上に形成される、請求項11または12に記載のチップ型セラミック電子部品。
- 当該チップ型セラミック電子部品は積層セラミックコンデンサである、請求項11ないし13のいずれかに記載のチップ型セラミック電子部品。
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