JP2001023856A - 電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セラミックスの表面に形成される電極部の上
地電極膜側の下地電極膜の表面の酸化を抑えることがで
きる電子部品の製造方法を提供する。 【解決手段】 ワーク１０は板状のセラミックス１２を
含む。セラミックス１２の両主面には、電極部１４の下
地電極膜１６が、それぞれ親和力の高い材料で形成され
ている。下地電極膜１６の上には、はんだ付けしやすい
材料で上地電極膜１８が形成されている。そして、複数
のワーク１０は、トレイ１上で電極部１４の表面が少な
くとも数百μｍ程度以上の間隔を隔てて開放された状態
でセットされ、たとえば１５０℃の大気雰囲気中で１時
間熱処理される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は電子部品の製造方
法に関し、特に、セラミックスの表面に電極部の下地電
極膜が親和力の高い材料で形成され、後工程としてセラ
ミックスおよび下地金属膜などを熱処理する工程を有す
る電子部品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】セラミックスの表面に電極部が形成され
るたとえばコンデンサなどの電子部品では、セラミック
スへの電極部の密着強度などを向上することを目的とし
て、電極部の下地電極膜としてたとえばＣｒ、Ｔｉなど
の金属またはその合金など、酸素に対して親和力が高い
材料が用いられることがある。また、電極部の下地電極
膜の上には、はんだ付け性をよくするために、たとえば
Ｃｕ、Ａｇなどのはんだ付けしやすい材料で電極部の上
地電極膜が形成されることがある。そのようにセラミッ
クスの表面に下地電極膜を形成し、下地電極膜の上に上
地電極膜を形成したワークに熱処理を施す時には、ワー
クと処理スペースとの関係などから、たとえば、図７に
示すようにトレイ１上にワーク１０を平らに置いた状態
や図８に示すようにトレイ１上に複数のワーク１０を重
ねて置いた状態で、ワーク１０がセットされ熱処理され
ていた。なお、ワーク１０は板状のセラミックス１２を
含み、セラミックス１２の両主面には電極部１４がそれ
ぞれ形成されている。電極部１４はセラミックス１２の
表面に形成される下地電極膜１６を含み、下地電極膜１
６の上には上地電極膜１８が形成されている。したがっ
て、上述の熱処理を施す時の状態では、ワーク１０の少
なくとも一方の電極部１４の面が密閉された状態となっ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の電子部品
の製造方法において、ある条件下で熱処理を施すと、図
７に示すセット状態で熱処理したワーク１０の状態を図
９に示し、図８に示すセット状態で熱処理したワーク１
０の状態を図１０に示すように、ワーク１０の密閉され
ていた電極部１４において、セラミックス１２側の下地
電極膜１６の表面だけでなく上地電極膜１８側の下地電
極膜１６の表面も、酸化して酸化膜層１７となってしま
う。つまり、親和力が高い金属などの材料は酸素結合し
やすい材料であるので、本来その下地電極膜１６の機能
として求めるセラミックス１２と下地金属膜１６との界
面の酸化以外に、上地電極膜１８側の下地電極膜１６の
表面の酸化の現象が確認される。この現象は、電子部品
の製造工程において施されるエージングなどの熱処理に
より、その傾向が顕著に確認できる。この上地電極膜１
８側の下地電極膜１６の表面の酸化は、はんだ濡れ性の
不良となるので、後工程のはんだ付け工程およびユーザ
ーでのはんだ付け工程において、製品上大きな問題とな
る。また、その酸化の傾向は、熱処理の温度、時間およ
びその雰囲気により大きな影響を受けることが一般に知
られ、熱処理の温度、時間などに対する依存性が顕著で
あることが確認されていることから、熱処理条件の上限
がその酸化状態で決定され、熱処理の温度、時間などに
ある制限を設ける必要が生じ、または、電極部の密着強
度を向上する手法としてこの下地電極膜の構造が採用で
きないという課題があった。なお、その酸化に関する影
響として熱処理時のワークのセット状態については、特
にその傾向が明確になっていなかったことから、特に注
意を払われる項目ではなかった。

【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、セ
ラミックスの表面に形成される電極部の上地電極膜側の
下地電極膜の表面の酸化を抑えることができる電子部品
の製造方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる電子部
品の製造方法は、セラミックスの表面に電極部の下地電
極膜を親和力の高い材料で形成する工程と、下地電極膜
の上に電極部の上地電極膜をはんだ付けしやすい材料で
形成する工程と、セラミックス、下地電極膜および上地
電極膜を含むワークを熱処理する工程とを有し、ワーク
を熱処理する工程は、セラミックスの表面側を開放した
状態で行われることを特徴とする、電子部品の製造方法
である。

【０００６】熱処理による上地電極膜側の下地電極膜の
表面の酸化は、熱処理条件である温度、時間およびその
雰囲気による依存性については、一般に知られていると
おりである。この発明は、それ以外の要因である熱処理
時におけるワークのセット状態が何らかの熱処理時によ
る下地電極膜の酸化に至る大きな要因の１つであること
を見出したことにある。すなわち、熱処理時におけるワ
ークのセット状態は、ワークのセラミックスにおいて電
極部が形成される表面側が開放された状態となっている
ことが、上地電極膜側の下地電極膜の表面の酸化に至る
熱処理の温度、時間などの上限を広げることが可能とな
り、上地電極膜側の下地電極膜の表面の酸化を抑える重
要なポイントになる。

【０００７】この発明の上述の目的、その他の目的、特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明の実施
の形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。

【０００８】

【発明の実施の形態】まず、ワーク１０が準備される。
ワーク１０は、板状のセラミックス１２を含む。セラミ
ックス１２の両主面には、電極部１４がそれぞれ形成さ
れている。電極部１４は、セラミックス１２の表面に形
成される下地電極膜１６を含み、下地電極膜１６の上に
は、上地電極膜１８が形成されている。下地電極膜１６
としては、セラミックス１２の両主面にたとえばＣｒ、
Ｔｉまたはその合金からなる膜がスパッタリング工法に
より形成される。また、上地電極膜１８としては、下地
電極膜１６の上にたとえばＡｇからなる膜がスパッタリ
ング工法により形成される。なお、それらのスパッタリ
ング工法の条件としては、スパッタガスとしてたとえば
Ａｒ（１００％）を用い、スパッタガス圧をたとえば５
×１０^-3ｔｏｒｒ程度にし、所定の電圧を印加し、放電
膜を形成するものとする。

【０００９】その後、種々なる目的に応じて、ワーク１
０は、たとえば図１に示すように、トレイ１上で電極部
１４の表面が少なくとも数百μｍ程度以上の間隔を隔て
て開放された状態でセットされ、たとえば１３０〜１６
０℃の大気雰囲気中で５０〜８０分熱処理される。

【００１０】その結果、ワーク１０は、図２に示すよう
に、電極部１４において、セラミックス１２側の下地電
極膜１６の表面は酸化して酸化膜層１７となるが、上地
電極膜１８側の下地電極膜１６の表面は酸化しない。

【００１１】熱処理による上地電極膜１８側の下地電極
膜１６の表面の酸化は、熱処理条件である温度、時間お
よびその雰囲気による依存性については、一般に知られ
ているとおりである。そして、この発明は、それ以外の
要因である熱処理時におけるワーク１０のセット状態が
何らかの熱処理時による下地電極膜１６の酸化に至る大
きな要因の１つであることを見出したことにある。すな
わち、熱処理時におけるワーク１０のセット状態は、ワ
ーク１０のセラミックス１２において電極部１４が形成
される表面側が開放された状態となっていることが、上
地電極膜１８側の下地電極膜１６の表面の酸化に至る熱
処理の温度、時間などの上限を広げることが可能とな
り、上地電極膜１８側の下地電極膜１６の表面の酸化を
抑える重要なポイントになる。

【００１２】この発明を完成するにあたっては、初期段
階での下地電極膜１６の表面の酸化の進行における酸素
の供給源が、熱処理の雰囲気中の酸素ではなく、温度上
昇につれてセラミックス１２の外部に放されるセラミッ
クス１２中に含有する酸素であることを明確にした。

【００１３】この発明において、熱処理時のセラミック
ス１２の表面側を開放した状態とは、セラミックス１２
より放出された酸素が、電極部１４の外部へと放出され
る状態のことを意味する。つまり、酸化膜層１７の形成
は、電極部１４を通過する酸素の寄与に限定されること
になる。

【００１４】一方、従来例のように、熱処理時にワーク
１０の表面が密閉された状態では、放出された酸素が遮
蔽物（トレイ１や他のワーク１０）によって密閉された
面で反跳により電極部１４に再突入することになり、こ
の発明のように開放された状態に比較して、より下地電
極膜１６の表面の酸化が進行する状態となる。なお、図
３には、ワーク１０から放出された水分の遮蔽物での反
跳などを示す。

【００１５】アニール温度１５０℃の大気雰囲気中で、
従来例のように電極部１４を密閉した状態でセットして
１時間熱処理したワーク１０については、その密閉した
面となっている電極部１４の下地電極膜１６の表面が酸
化しているが、この発明のように電極部１４を開放した
状態でセットして１時間熱処理したワーク１０について
は、下地電極膜１６の表面に顕著な酸化状態を確認でき
ない。図４にはワークを熱処理する前の下地電極膜と上
地電極膜との界面の酸化状態の一例を示し、図５にはワ
ークの表面を開放して熱処理した後の下地電極膜と上地
電極膜との界面の酸化状態の一例を示し、図６にはワー
クの表面を密閉して熱処理した後の下地電極膜と上地電
極膜との界面の酸化状態の一例を示す。それらの結果か
ら、ワークのセット状態により上地電極膜と下地電極膜
との界面の酸化状態における差が明確に確認できる。つ
まり、図４、図５に比較して、図６の上地電極膜と下地
電極膜との界面における酸素の相対濃度が高くなってい
る。

【００１６】なお、図１に示す上述の例では３つのワー
ク１０がトレイ１上にセットされているが、この発明で
はセットされるワークの数は特に限定されない。

【００１７】また、上述の例は特にコンデンサに適用さ
れるが、この発明は他の電子部品にも適用され得る。

【００１８】

【発明の効果】この発明によれば、電子部品の製造方法
において、セラミックスの表面に形成される電極部の上
地電極膜側の下地電極膜の表面の酸化を抑えることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる電子部品の製造方法の一例に
おける熱処理前のワークのセット状態を示す図解図であ
る。

【図２】図１に示すセット状態で熱処理したワークの状
態を示す図解図である。

【図３】ワークから放出された水分の遮蔽物での反跳な
どを示す図解図である。

【図４】ワークを熱処理する前の下地電極膜と上地電極
膜との界面の酸化状態の一例を示すグラフである。

【図５】ワークの表面を開放して熱処理した後の下地電
極膜と上地電極膜との界面の酸化状態の一例を示すグラ
フである。

【図６】ワークの表面を密閉して熱処理した後の下地電
極膜と上地電極膜との界面の酸化状態の一例を示すグラ
フである。

【図７】従来の電子部品の製造方法の一例における熱処
理前のワークのセット状態を示す図解図である。

【図８】従来の電子部品の製造方法の他の例における熱
処理前のワークのセット状態を示す図解図である。

【図９】図７に示すセット状態で熱処理したワークの状
態を示す図解図である。

【図１０】図８に示すセット状態で熱処理したワークの
状態を示す図解図である。

【符号の説明】

１ トレイ １０ ワーク １２ セラミックス １４ 電極部 １６ 下地電極膜 １７ 酸化膜層 １８ 上地電極膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミックスの表面に電極部の下地電極
   膜を酸素に対して親和力が高い材料で形成する工程、 前記下地電極膜の上に前記電極部の上地電極膜をはんだ
   付けしやすい材料で形成する工程、および前記セラミッ
   クス、前記下地電極膜および前記上地電極膜を含むワー
   クを熱処理する工程を有し、 前記ワークを熱処理する工程は、前記セラミックスの表
   面側を開放した状態で行われることを特徴とする、電子
   部品の製造方法。