JP2004031541A - チップ状電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ状の部品本体の端部に外部電極を形成するため、導電性ペーストを付与したとき、導電性ペースト中に空洞を生じるという問題を解決する。
【解決手段】定盤１２の表面上に導電性ペースト１１からなるペースト膜１６を形成し、部品本体１９の端部を定盤１２の表面１３に接触させるまで部品本体１９の端部をペースト膜１６内に押し込み、次いで、部品本体１９をペースト膜１６から引き上げる、各工程を実施する、導電性ペーストの付与方法において、定盤１２として、たとえばポリエチレンテレフタレートからなるコーティング層１８を形成したものを用い、その表面１３において、導電性ペースト１１との接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足するようにする。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、チップ状電子部品の製造方法に関するもので、特に、チップ状電子部品の端部に外部電極を形成する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタあるいは抵抗器などの電子部品は、表面実装を可能とするため、チップ状の形態とされることが多い。このようなチップ状電子部品にあっては、通常、そのチップ状の部品本体の端部に外部電極が形成され、この外部電極の形成のために導電性ペーストが用いられている。
【０００３】
図２には、チップ状の部品本体の端部に外部電極を形成するための一般的な方法に含まれる代表的な工程が順次断面図で示されている。
【０００４】
まず、図２（１）に示すように、外部電極を形成するための導電性ペースト１が用意される。導電性ペースト１は、たとえばステンレス鋼からなる定盤２の表面３上に供給され、次いで、ブレード４を、矢印５で示すように、定盤２の表面３と平行な方向に作動させることにより、定盤２の表面３上に導電性ペースト１からなる所定の厚みのペースト膜６が形成される。
【０００５】
他方、図２（２）に示すように、製造しようとするチップ状電子部品のためのチップ状の部品本体７が用意される。
【０００６】
次に、部品本体７の端部を定盤２の表面３に接触させるまで、部品本体７の端部が、矢印８で示すように、ペースト膜６内に押し込まれる。
【０００７】
次に、図２（３）に示すように、部品本体７が、矢印９で示すように、ペースト膜６から引き上げられる。その結果、部品本体７の端部には、導電性ペースト１が付与される。
【０００８】
このように部品本体７の端部に付与された導電性ペースト１は、これを外部電極とするため、乾燥または硬化工程が実施され、それによって固化される。
【０００９】
以上のような工程は、部品本体７の他方の端部に対しても実施され、他方の端部にも導電性ペースト１が付与され、次いで固化される。
【００１０】
また、導電性ペースト１の組成によっては、外部電極を得るため、これを焼き付ける工程がさらに実施される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図２（２）に示すように、部品本体７の端部をペースト膜６内に押し込んだとき、部品本体７の端部は、定盤２の表面３に面接触するため、次いで、矢印９で示すように、部品本体７をペースト膜６から引き上げたとき、図３（１）に示すように、導電性ペースト１中に空洞１０が生じやすい。これは、導電性ペースト１の粘度が比較的高いため、部品本体７を定盤２から引き離す瞬間に、部品本体７と定盤２との間に高真空部分がもたらされ、この高真空部分が空洞１０を生み出すものと考えられる。
【００１２】
上述のように、導電性ペースト１中に空洞１０が形成されると、この空洞１０は、図３（２）に示すように、部品本体７の端部に付与された導電性ペースト１中に持ち込まれることが多く、この場合には、導電性ペースト１を固化させた後であっても、空洞１０が残り、この導電性ペースト１によって形成された外部電極の品質を低下させる。より具体的には、外部電極の外観に異常がなくても、外部電極の強度が低下したり、配線基板上への実装のための半田付け時に空洞が破裂して、接続不良を招いたりすることがある。
【００１３】
また、部品本体７に付与された導電性ペースト１が焼き付けられる場合には、この焼き付け時の加熱によって、空洞１０が膨張し、さらには破裂することもある。
【００１４】
上述の問題を解決するには、次のような対策を講じることが考えられる。
【００１５】
第１に、部品本体７の端部を定盤２の表面３に接触させた後、部品本体７をペースト膜６から引き上げる際の速度を小さくすることである。この引き上げ速度を大きくするほど、導電性ペースト１の粘性抵抗がより大きくなり、そのため、高真空部分がより生じやすく、また、生じた高真空部分での真空度合いがより高くなりやすく、その結果、空洞１０がより生じやすくなるためである。しかしながら、このように、部品本体７の引き上げ速度を小さくすることは、量産性が望まれるチップ状電子部品の製造にとって好ましくない。
【００１６】
第２に、部品本体７の端部をペースト膜６内に押し込む際、部品本体７の端部を定盤２の表面３に接触させないようにすることである。これによって、空洞１０をもたらす可能性のある高真空部分での真空度合いを低くすることができるからである。しかしながら、このように、それほど厚みのないペースト膜６内に部品本体７の端部を押し込むに際して、部品本体７の端部を定盤２に接触させないように制御することは容易ではない。特に、このように接触させないようにするための制御の困難性は、生産性を高めるため、部品本体７をペースト膜６内に押し込む速度が高くされるほど顕著になる。
【００１７】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、チップ状電子部品の製造方法、特に外部電極の形成方法を提供しようとすることである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、チップ状の部品本体の端部に外部電極を形成する工程を備える、チップ状電子部品の製造方法に向けられる。この製造方法において、外部電極を形成するため、部品本体を用意する工程と、外部電極を形成するための導電性ペーストを用意する工程と、定盤を用意する工程と、定盤の表面上に導電性ペーストからなる所定の厚みのペースト膜を形成する工程と、部品本体の端部を定盤の表面に接触させるまで部品本体の端部をペースト膜内に押し込む工程と、部品本体をペースト膜から引き上げる工程と、部品本体の端部に付与された導電性ペーストを乾燥または硬化させることにより固化させる工程とが実施される。
【００１９】
このような構成を備えるチップ状電子部品の製造方法において、前述した技術的課題を解決するため、この発明では、導電性ペーストからなるペースト膜を形成するための定盤の表面が、導電性ペーストとの接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足するように選ばれることを特徴としている。
【００２０】
この発明は、導電性ペーストを固化させる工程の後、導電性ペーストを焼き付ける工程がさらに実施される場合、より顕著な効果が発揮される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、前述した図２に対応する図であって、この発明の一実施形態によるチップ状電子部品の製造方法に含まれる代表的な工程を順次示す断面図である。
【００２２】
まず、図１（１）に示すように、外部電極を形成するための導電性ペースト１１が用意される。導電性ペースト１１は、定盤１２の表面１３上に供給され、次いで、ブレード１４を、矢印１５で示すように、定盤１２の表面１３と平行な方向に作動させることにより、定盤１２の表面１３上に導電性ペースト１１からなる所定の厚みのペースト膜１６が形成される。
【００２３】
ここで、定盤１２は、たとえばステンレス鋼からなる基材１７上にコーティング層１８を形成した構造を有していて、定盤１２の表面１３はコーティング層１８の表面によって与えられる。コーティング層１８は、導電性ペースト１１との接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足する材質から構成され、このような材質として、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレン、またはポリ酢酸ビニル等が用いられる。
【００２４】
コーティング層１８を上述のような材質から構成すれば、導電性ペースト１１として、たとえば、粒径１〜３μｍの銅粉末を６０重量％、ガラスフリットを５重量％、ならびに、４０重量％のアクリル樹脂、５０重量％のターピネオールおよび１０重量％のテレピン油からなる有機ビヒクルを３５重量％含む組成のものを用いたとき、定盤１２の表面１３での接触角θを９０°〜１０４°程度とすることができる。
【００２５】
なお、図２に示した従来の定盤２のように、ステンレス鋼からなりかつコーティング層を備えない場合には、導電性ペースト１として、上述の組成のものを用いたとき、接触角θは３７°〜４５°程度となり、９０°≦θ≦１８０°の条件を満足しない。
【００２６】
定盤１２において、基材１７上に形成されるコーティング層１８は、マクロ的な厚みを有するもの以外に、撥水処理等の場合のように分子１個レベルの厚さのものであってもよい。
【００２７】
また、定盤１２の表面１３において９０°≦θ≦１８０°の条件を満足するようにするため、図示の実施形態のように、基材１７上にコーティング層１８を形成するのではなく、９０°≦θ≦１８０°の条件を満足する材料で定盤自体を構成するようにしてもよい。
【００２８】
他方、図１（２）に示すように、製造しようとするチップ状電子部品のためのチップ状の部品本体１９が用意される。
【００２９】
次に、部品本体１９の端部を定盤１２の表面１３に接触させるまで部品本体１９の端部が、矢印２０で示すように、ペースト膜１６内に押し込まれる。
【００３０】
次に、図１（３）に示すように、部品本体１９が、矢印２１で示すように、ペースト膜１６から引き上げられる。その結果、部品本体１９の端部には、導電性ペースト１１が付与される。
【００３１】
上述した工程において、定盤１２の表面１３は、導電性ペースト１１との接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足するので、言い換えると、定盤１２の表面１３に対する導電性ペースト１１の濡れ性が悪いため、導電性ペースト１１は、部品本体１９側をより濡らすように流動する。そのため、導電性ペースト１１中に高真空部分が生じにくくなり、また、高真空部分が生じても、そこでの真空度合いを低くすることができるので、部品本体１９上に付与された導電性ペースト１１中に空洞を生じさせにくくすることができる。
【００３２】
次に、部品本体１９の端部に付与された導電性ペースト１１は、これを外部電極とするため、乾燥工程または熱硬化もしくは光硬化などによる硬化工程が実施され、それによって、固化される。
【００３３】
以上のような工程は、部品本体１９の他方の端部に対しても実施され、他方の端部にも導電性ペースト１１が付与され、次いで固化される。
【００３４】
また、導電性ペースト１１の組成によっては、外部電極を得るため、これを焼き付ける工程がさらに実施される。
【００３５】
次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００３６】
まず、外部電極を形成するための導電性ペーストとして、粒径１〜３μｍの銅粉末を６０重量％、ガラスフリットを５重量％、ならびに、４０重量％のアクリル樹脂、５０重量％のターピネオールおよび１０重量％のテレピン油からなる有機ビヒクルを３５重量％含む組成のものを用意した。
【００３７】
他方、外部電極を形成すべきチップ状の部品本体として、積層セラミックコンデンサとなるべき長さ５．７ｍｍ、幅５．０ｍｍおよび厚さ３．０ｍｍの部品本体を用意した。
【００３８】
また、この発明の実施例として、ステンレス鋼からなる基材上にポリエチレンテレフタレートからなるコーティング層を形成した定盤を用意した。他方、比較例として、コーティング層が形成されないステンレス鋼からなる定盤を用意した。これら定盤の表面粗さは、互いに同一となるようにした。
【００３９】
次に、実施例および比較例の各々に係る定盤の表面上に導電性ペーストをそれぞれ供給し、次いで、ブレードを作動させることによって、定盤の表面を基準として０．４ｍｍの厚みとなるように、導電性ペーストからなるペースト膜をそれぞれ形成した。なお、導電性ペースト中に気泡が含まれていると空洞の発生につながるため、導電性ペーストには、予め真空脱泡処理を施しておいた。
【００４０】
次に、部品本体の端部を、実施例および比較例の各々に係る定盤の表面に接触させるまで部品本体の端部をペースト膜内に押し込んだ後、部品本体をペースト膜から引き上げ、次いで、部品本体の端部に付与された導電性ペーストを乾燥させることにより固化させた。
【００４１】
次に、以上のような工程を、部品本体の他方の端部に対しても実施した。
【００４２】
次に、上述のようにして、導電性ペーストが両端部に付与された部品本体を、電気炉内に入れ、８５０℃の温度で１０分間、焼付け処理を行なった。
【００４３】
このようにして、両端部に外部電極が形成された部品本体を備える実施例および比較例の各々に係る試料としてのチップ状電子部品について、断面観察を行ない、外部電極中での空洞の発生の有無を評価した。より詳細には、部品本体の各端部に形成された２つの外部電極について断面観察を行ない、少なくとも一方の外部電極において空洞が認められれば、空洞が発生していると評価し、全試料数５００個に対する空洞が発生した試料数を求めた。
【００４４】
その結果、実施例では、空洞発生数が０個であったのに対し、比較例では、空洞発生数が７８個であった。
【００４５】
なお、上述した実験例では、実施例において、ポリエチレンテレフタレートからなるコーティング層を形成した定盤を用いたが、ポリエチレンテレフタレート以外に、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリスチレンおよびポリ酢酸ビニルの各々からなるコーティング層を形成した場合であっても、全試料数５００個に対して、空洞発生試料数を０〜５個程度に抑え得ることが確認されている。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、チップ状電子部品の製造方法において、チップ状の部品本体の端部に外部電極を形成するにあたって、定盤の表面上に導電性ペーストからなる所定の厚みのペースト膜を形成し、部品本体の端部を上面の表面に接触させるまで部品本体の端部をペースト内に押し込み、次いで、部品本体をペースト膜から引き上げる、各工程が実施されるが、上述の定盤として、導電性ペーストとの接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足する表面を有するものが用いられる。
【００４７】
したがって、導電性ペーストと定盤の表面との濡れ性が悪いため、部品本体をペースト膜から引き上げる際、導電性ペーストは部品本体側を濡らすように流動する。そのため、導電性ペースト中に高真空領域が生じにくく、また、たとえ高真空領域が生じても、その真空度合いを低くすることができるので、導電性ペースト中に空洞が発生することを抑制することができる。
【００４８】
その結果、良好な品質の外部電極を安定して部品本体の端部に形成することが可能になる。
【００４９】
また、空洞の発生を防止するため、部品本体をペースト膜から引き上げる際の速度を低くしたり、部品本体の端部をペースト膜内に押し込む際、部品本体の端部を定盤の表面に接触させないようにしたりする必要がないので、良好な品質の外部電極を形成するため、チップ状電子部品の生産性の低下を招いたり、生産工程上での制御の困難性を招いたりすることはない。
【００５０】
この発明において、導電性ペーストを固化させる工程の後、導電性ペーストを焼き付ける工程がさらに実施される場合には、空洞が破裂して外部電極の品質をより深刻に劣化させることがあるので、上述したような空洞発生の抑制効果の意義がより高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態によるチップ状電子部品の製造方法において外部電極を形成するために実施される代表的な工程を順次示す断面図である。
【図２】この発明にとって興味ある従来のチップ状電子部品の製造方法において外部電極を形成するために実施される代表的な工程を順次示す断面図である。
【図３】図２に示した工程を実施したときに生じ得る問題を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１１　導電性ペースト
１２　定盤
１３　表面
１４　ブレード
１６　ペースト膜
１８　コーティング層
１９　部品本体
θ　接触角

Claims (2)

1. チップ状の部品本体の端部に外部電極を形成する工程を備える、チップ状電子部品の製造方法であって、
   前記部品本体を用意する工程と、
   前記外部電極を形成するための導電性ペーストを用意する工程と、
   前記導電性ペーストとの接触角θが９０°≦θ≦１８０°の条件を満足する表面を有する定盤を用意する工程と、
   前記定盤の前記表面上に前記導電性ペーストからなる所定の厚みのペースト膜を形成する工程と、
   前記部品本体の端部を前記定盤の前記表面に接触させるまで前記部品本体の端部を前記ペースト膜内に押し込む工程と、
   前記部品本体を前記ペースト膜から引き上げる工程と、
   前記部品本体の端部に付与された前記導電性ペーストを乾燥または硬化させることにより固化させる工程と
   を備える、チップ状電子部品の製造方法。
2. 前記導電性ペーストを固化させる工程の後、前記導電性ペーストを焼き付ける工程をさらに備える、請求項１に記載のチップ状電子部品の製造方法。

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