JP2000077253A - 電子部品、チップ型セラミック電子部品、およびそれらの製造方法 - Google Patents

電子部品、チップ型セラミック電子部品、およびそれらの製造方法

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JP2000077253A
JP2000077253A JP10248245A JP24824598A JP2000077253A JP 2000077253 A JP2000077253 A JP 2000077253A JP 10248245 A JP10248245 A JP 10248245A JP 24824598 A JP24824598 A JP 24824598A JP 2000077253 A JP2000077253 A JP 2000077253A
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electrode
chip
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Masanori Endo
正則 遠藤
Shoichi Higuchi
庄一 樋口
Tatsuo Kunishi
多通夫 国司
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウィスカの発生しにくい外部電極を有する電
子部品、およびその形成方法を提供する 【解決手段】 基体上にSnメッキ被膜を有してなる電
子部品において、Snメッキ被膜の下地金属として、N
i、Cu、Coのうちの少なくとも一種とSnとからな
るSn合金膜を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の端子電
極等に関するものである。より具体的には、積層セラミ
ックコンデンサ等のチップ型セラミック電子部品の外部
電極(端子電極)に用いるSnメッキ被膜のウィスカ発
生の防止等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明の従来技術として、積層セラミッ
クコンデンサを例にして説明する。
【0003】積層セラミックコンデンサは、図1に示す
ように、誘電体セラミック層1と静電容量を得るための
内部電極層2とが交互に積層されたセラミック積層体3
に、内部電極層2と電気的接続をとるための外部電極4
が形成されて構成されている。外部電極4は3層構造を
有しており、まずAg電極4aがAgペーストの焼付け
によってセラミック積層体3の表面に形成され、その上
にNi電極4bが中間層として形成され、さらにその上
にSn電極4cが最外層として形成されている。ここ
で、Ag電極4aは内部電極との電気的接続を行なうた
めに形成され、Ni電極4bはコンデンサの半田付け時
にAg電極4aが半田に喰われるのを防止したり最外層
のSn電極4cにウィスカが発生するのを防止するため
に形成され、Sn電極4cはコンデンサの半田付け時の
半田濡れ性を確保するために形成されている。なお、中
間層となるNi電極4bは、最外層のSn電極を電解メ
ッキ法で析出させる際の下地金属としても機能してい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
Sn電極4cの形成に際しては以下のような問題点があ
る。すなわち、最外層のSn電極4cは一般に電解メッ
キ法によって形成されるが、Snメッキ被膜は、一般的
にウィスカが発生しやすいという問題点を有している。
外部電極4(より具体的にはSn電極4c)にウィスカ
が発生して不良品となる場合がある。ウィスカの発生を
防止するために、中間層としてNi電極が形成されてい
るが、その効果はいまだ充分満足のゆくものではない。
【0005】したがって本発明の目的は、ウィスカの発
生しにくい外部電極を有する電子部品、およびその製造
方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために本発明の電子部品およびチップ型セラミック電子
部品は、基体上にSnメッキ被膜を有してなる電子部品
において、前記Snメッキ被膜の下地金属として、N
i、Cu、Coのうちの少なくとも一種とSnとからな
るSn合金膜を用いた。
【0007】このように、最外層のSnメッキ被膜を析
出させるための下地金属に上述のようなSn合金膜を用
いると、その詳細なメカニズムは明らかではないが、S
nメッキ被膜のウィスカ発生を抑制できることが判明し
た。また、上述のSn合金膜を下地金属として用いる
と、合金膜中に含まれるNi等の作用により、従来と同
様にSn合金膜と基体との間に形成されている焼付電極
膜の半田喰われを防止することもできる。
【0008】本発明の電子部品およびチップ型セラミッ
ク電子部品にあっては、Sn合金膜と基体との間に、導
電性の良いAgまたはCuの焼付電極膜を形成しても良
い。焼付電極膜にAg、Cuのいずれを用いるかは、電
子部品の内部電極との電気的接続の取り易さに応じて適
宜選択すればよい。
【0009】また、Sn合金膜を電解メッキ法によって
形成すると、最外層のSnメッキ被膜と成膜プロセスの
共通化をはかることができる。さらに、同一メッキ浴中
にNi、Cu、Coのうちの少なくとも一種とSnとを
併せて含有させて電解メッキを行うことにより、電流密
度を調整して析出金属の比率を変化させることにより、
より効率的なメッキ被膜の形成が可能になる。具体的に
は、所定の電流密度で電解メッキを行って所望の合金比
を有するSn合金膜を形成したのち、同一メッキ浴中で
電流密度をさらに高めて電解メッキを行うことにより、
Sn合金膜を下地金属としてSn単体のSnメッキ被膜
を形成することができる。
【0010】なお、Sn合金膜中に含有されるNi、C
u、Coの総和は0.5〜75wt%の範囲に設定する
ことが好ましい。Ni、Cu、Coの比率が0.5wt
%未満となると焼付電極膜の半田喰われの防止効果が不
充分となり、一方、比率が75wt%を越えると最外層
のSnメッキ被膜のウィスカ発生の防止効果が不充分と
なるからである。
【0011】なお本発明で言うSnメッキ被膜とは、S
n単体のメッキ被膜のみを指すものではなく、Sn−P
b合金等のメッキ被膜をも含む趣旨である。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を積層セラ
ミックコンデンサを例として説明する。
【0013】まず、以下のような手順でセラミック積層
体を準備した。すなわちまず、チタン酸バリウムを主成
分とするセラミックグリーンシートを作製し、このセラ
ミックグリーンシートの表面に、Ag−Pdからなる内
部電極用ペーストをスクリーン印刷した。このセラミッ
クグリーンシートを複数枚積層し、圧着した積層体とし
た。この積層体を積層方向、つまり厚み方向に沿って切
断し、切断端面に内部電極用ペーストが交互に露出した
チップ積層体を準備した。このチップ積層体を空気中で
1300℃、1時間焼成し、セラミック積層体を得た。
【0014】次いで、このセラミック積層体の両端面
に、内部電極と電気的に接続する焼付電極膜をAgペー
ストの焼付けによって形成したものを準備した。
【0015】次いで、表1に示す6種類のメッキ浴を用
意し、電流密度の大きさと錯塩濃度を調節して、表2記
載の合金金属含有率のSn合金膜が得られるようにし
た。なお、表2中の各合金金属の含有率が100%のサ
ンプルは、それぞれ表1中の比較例のメッキ浴を用いて
形成したものである。このメッキ浴を用いて、上記セラ
ミック積層体の焼付電極膜上にSn合金膜の形成を行
い、引き続き最外層のSnメッキ被膜の形成を行い、焼
付電極膜、Sn合金膜、Snメッキ被膜の3層構造の外
部電極を有する、積層セラミックコンデンサを得た。
【0016】
【表1】
【0017】続いて、上記の積層セラミックコンデンサ
をサンプルに用いて、以下の2種類の試験を行なった。
【0018】第1の試験である耐Ag喰われ性試験は、
上述のサンプルを270℃の半田溶融槽に30秒浸漬し
た後、半田に喰われず残っているAg(焼付電極膜)の
面積を測定した。なお、半田材はSn/Pb=60:4
0のものを用いた。第2の試験である耐ウィスカ性試験
は、サンプルを50℃の恒温槽に60日間放置した後、
メッキ部の端から5mmの周辺部を除いた中央部を金属
顕微鏡で観察し、ウィスカ長さを測定した。
【0019】以上の2種類の試験の結果を表2に示す。
なお、耐Ag喰われ性試験では、半田に喰われず残って
いるAgの面積が、全体の50%未満を×、50%以上
75%未満を△、75%以上90%未満を○、90%以
上を◎と判定した。耐ウィスカ性試験では、ウィスカ長
さが100μm以上を×、50μm以上100μm未満
を△、50μm未満を○、発生無しを◎と判定した。総
合評価は、◎:非常に良好である、○:良好である、
△:実用上差し支えない、×:実用上問題ありをそれぞ
れ表している。
【0020】
【表2】
【0021】このように、耐Ag喰われ性は、Sn−N
i合金膜、Sn−Cu合金膜、Sn−Co合金膜のいず
れの場合においても、Ni,Cu、Coの含有率が0.
5wt%で抑制効果を示し始め、1wt%以上で顕著と
なることが判明した。
【0022】耐ウィスカ性は、Sn−Ni合金膜、Sn
−Cu合金膜、Sn−Co合金膜のいずれの場合におい
ても、Ni,Cu、Coの含有率が0.1wt%以上で
抑制効果を示し始め、0.5wt%〜75wt%で有効
な効果となり、80wt%を越える付近からウィスカ成
長の抑制効果が薄れてゆくことが判明した。
【0023】以上の試験結果から、下地金属として適当
な合金金属含有率を有するSn合金膜を用いることによ
り、従来と同様にAgの半田喰われを防止しつつ、Sn
メッキ被膜の耐ウィスカ性が向上させることができる。
【0024】なお、上記の最外層のSnメッキ被膜特性
は、メッキ浴種を変えても同様の特性が得られたことか
ら、Sn、Ni、Cu、Coの合金比率によるところが
大きいと考えられる。したがって浴種は上記合金が得ら
れるような浴組成であれば特に限定されない。
【0025】また、上述の実施例においてはAgの焼付
電極を形成したが、例えば内部電極を有さない電子部品
等にあっては、必ずしも焼付電極を形成する必要はな
い。さらに、外部電極形成の効率は悪くなるが、Sn合
金膜は必ずしも電解メッキ法によって形成する必要はな
く、例えばスパッタ法や蒸着法によって形成しても構わ
ない。
【0026】
【発明の効果】上述のように本発明によれば、Snメッ
キ被膜の下地金属としてSnにNi、Cu、Coのうち
の少なくとも1種を含有するSn合金膜を用いることに
より、従来と同様のの焼付電極膜の半田喰われ抑制を確
保しつつ、最外層のSnメッキ被膜のウィスカ発生を抑
制した電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 積層セラミックコンデンサの部分切欠斜視図
である。
【符号の説明】
1 ・・・ 誘電体セラミック層 2 ・・・ 内部電極層 3 ・・・ セラミック積層体 4 ・・・ 外部電極 4a ・・・ Ag電極 4b ・・・ Ni電極 4c ・・・ Sn電極またはSn−Pb電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4K044 AA13 AB10 BA10 BB03 BC08 CA18 5E001 AB03 AC10 AE02 AE03 AF00 AF06 AH01 AH03 AH07 AH08 AJ03

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上にSnメッキ被膜を有してなる電
    子部品であって、 前記Snメッキ被膜の下地金属として、Ni、Cu、C
    oのうちの少なくとも一種とSnとからなるSn合金膜
    を用いたことを特徴とする電子部品。
  2. 【請求項2】 前記基体と前記Sn合金膜との間に、焼
    付電極膜が介在して形成されていることを特徴とする請
    求項1に記載の電子部品。
  3. 【請求項3】 内部電極を有するセラミック基体と、内
    部電極をセラミック基体外部に電気的に引き出す外部電
    極とを有するチップ型セラミック電子部品であって、 前記外部電極は、Ni、Cu、Coのうちの少なくとも
    一種とSnとからなるSn合金膜と、Sn合金膜上に形
    成されるSnメッキ被膜と、を有してなることを特徴と
    するチップ型セラミック電子部品。
  4. 【請求項4】 前記セラミック基体と前記Sn合金膜と
    の間に、焼付電極膜が介在して形成されていることを特
    徴とする請求項3に記載の電子部品。
  5. 【請求項5】 前記焼付電極膜は、AgまたはCuから
    なることを特徴とする請求項2または請求項4に記載の
    電子部品およびチップ型セラミック電子部品。
  6. 【請求項6】 前記Sn合金膜は、電解メッキ法によっ
    て形成された膜であることを特徴とする請求項1ないし
    請求項5に記載の電子部品およびチップ型セラミック電
    子部品。
  7. 【請求項7】 前記Sn合金膜は、Ni、Cu、Coの
    うちの少なくとも一種とSnとを併せて含有するメッキ
    浴を用いた電解メッキ法によって形成された膜であるこ
    とを特徴とする請求項1ないし請求項6に記載の電子部
    品およびチップ型セラミック電子部品。
  8. 【請求項8】 前記Sn合金膜中に含有されるNi、C
    u、Coの総和が0.5〜75wt%であることを特徴
    とする請求項1ないし請求項7に記載の電子部品および
    チップ型セラミック電子部品。
  9. 【請求項9】 基体を準備する工程と、 基体上にNi、Cu、Coのうちの少なくとも一種とS
    nとからなるSn合金膜を形成する工程と、 Sn合金膜上にSnメッキ被膜を形成する工程と、を有
    してなることを特徴とする電子部品の製造方法。
  10. 【請求項10】 基体を準備した後に、基体表面に焼付
    電極膜を形成する工程を有することを特徴とする請求項
    9に記載の電子部品の製造方法。
  11. 【請求項11】 内部電極を有するセラミック基体を準
    備する工程と、 セラミック基体上にNi、Cu、Coのうちの少なくと
    も一種とSnとからなるSn合金膜を形成する工程と、 Sn合金膜上にSnメッキ被膜を形成する工程と、を有
    してなることを特徴とするチップ型セラミック電子部品
    の製造方法。
  12. 【請求項12】 セラミック基体を準備した後に、基体
    表面に焼付電極膜を形成する工程を有することを特徴と
    する請求項11に記載の電子部品の製造方法。
  13. 【請求項13】 前記焼付電極膜が、AgまたはCuか
    らなることを特徴とする請求項10または請求項12に
    記載の電子部品またはチップ型セラミック電子部品の製
    造方法。
  14. 【請求項14】 前記Sn合金膜は、電解メッキ法によ
    って形成されることを特徴とする請求項9ないし請求項
    13に記載の電子部品またはチップ型セラミック電子部
    品の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記Sn合金膜は、Ni、Cu、Co
    のうちの少なくとも一種とSnとを併せて含有するメッ
    キ浴を用いた電解メッキ法によって形成することを特徴
    とする請求項9ないし請求項14に記載の電子部品また
    はチップ型セラミック電子部品の製造方法。
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