JP2004055679A - 電子部品及び積層セラミック電子部品 - Google Patents
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Abstract
【課題】外部電極中の貴金属メッキ膜の厚みを薄くしてコストの低減を図り得るだけでなく、貴金属メッキ膜の連続性を高めることができ、耐熱衝撃性及び耐湿性に優れた電子部品を提供する。
【解決手段】電子部品素体としてのセラミック焼結体2の外表面に、第1,第2の外部電極7,8が形成されており、外部電極が、Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層7a、第1の外部電極層7a上に形成されており、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7b、第2の外部電極層上に形成されておりかつNiメッキ膜からなる第3の外部電極層7c及び第3の外部電極層上に形成されており貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層7dを有する、電子部品。
【選択図】 図1
【解決手段】電子部品素体としてのセラミック焼結体2の外表面に、第1,第2の外部電極7,8が形成されており、外部電極が、Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層7a、第1の外部電極層7a上に形成されており、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7b、第2の外部電極層上に形成されておりかつNiメッキ膜からなる第3の外部電極層7c及び第3の外部電極層上に形成されており貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層7dを有する、電子部品。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば積層セラミックコンデンサのような電子部品に関し、より詳細には、外部と電気的に接続される外部電極の構造が改良された電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
積層セラミック電子部品のような電子部品をプリント回路基板などに実装するに際し、半田に代えて、導電性接着剤を用いる方法が知られている。導電性接着剤は、通常、熱硬化性樹脂と金属粉末とからなる。電子部品をプリント回路基板に実装するに際しては、導電性接着剤を加熱により硬化させることにより、電子部品の外部電極とプリント回路基板の電極ランドとが接合される。
【0003】
このような用途に用いられる積層チップ型電子部品が、特開2000−299243号公報に開示されている。ここでは、外部電極が、銅またはニッケルを主成分とする焼結金属からなる主電極層と、主電極層の外表面に形成されたNiメッキ膜と、Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜とにより構成されている。Auメッキ膜が、導電性接着剤の加熱・硬化に際して酸化し難いため、プリント回路基板の電極ランドと電子部品の外部電極とを導電性接着剤により確実に接合し得るとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行技術に記載の積層チップ型電子部品の外部電極では、Auメッキ膜の膜厚が厚いと、コストが高くつくという問題があった。従って、コストを低減するには、Auメッキ膜の厚みを薄くしなければならなかった。
【0005】
しかしながら、Auメッキ膜の厚みを薄くした場合には、下地となるNiメッキ膜の外表面が平滑性に優れていることが求められる。Niメッキ膜の外表面の平滑性が充分でない場合には、Auメッキ膜を薄くすると、Auメッキ膜の連続性が損なわれる。Auメッキ膜の連続性が大きく損なわれると、外部電極表面が酸化し易くなる。
【0006】
従って、上記先行技術に記載の電子部品において、Auメッキ膜の厚みを薄くし、かつAuメッキ膜の連続性を確保するには、Niメッキ膜の外表面を平滑にしなければならない。他方、焼結金属かならる主電極層は、表面に凹凸を有し、かつ緻密性が充分ではない。従って、主電極層表面にNiメッキ膜を形成した構造において、Niメッキ膜の外表面を平滑にするには、主電極層表面の凹凸を覆うようにNiメッキ膜の厚みを厚くしなければならなかった。また、Niメッキ膜の厚みが薄いと、主電極層をシールする作用が低下し、耐湿性等が低下する。
【0007】
しかしながら、Niメッキ膜の厚みを厚くした場合には、耐熱衝撃性が低下し、導電性接着剤による接合や半田による接合に際しての加熱により、Niメッキ膜の応力が大きくなり、クラックが生じる恐れがあった。のみならず、厚いNiメッキ膜を形成する場合にはメッキ時間が長くなるため、焼結金属からなるため緻密性が充分でない主電極層中をメッキ液が通ってセラミック焼結体に侵入しがちであった。そのため、セラミック焼結体中にクラックが生じることがあった。
【0008】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、貴金属の使用量を低減したとしても貴金属メッキ膜の連続性に優れており、コストを低減し得るだけでなく、耐熱衝撃性に優れ、さらに外部電極のシール性が高められた電子部品を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、電子部品素体と、電子部品素体の外表面に形成されており、かつ外部と電気的に接続される外部電極とを備え、前記外部電極が、Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層と、第1の外部電極層上に形成されており、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層と、前記第2の外部電極層上に形成されており、かつNiメッキ膜からなる第3の外部電極層と、第3の外部電極層上に形成されており、貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層とを有することを特徴とする。
【0010】
Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層の表面には凹凸が存在するが、この凹凸が、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層により覆われる。すなわち、第2の外部電極層の外表面は、第1の外部電極層の外表面よりも平滑化される。従って、厚みの薄いNiメッキ膜からなる第3の外部電極層を形成した場合であっても、第3の外部電極の外表面も平滑性に優れている。よって、貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層の厚みを薄くしてコストを低減することができ、かつ第3の外部電極層の厚みを薄くし得るので、耐熱衝撃性も高められる。
【0011】
本発明において、上記貴金属としては、特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、Au、Pt、Ag、Pdまたはこれらの合金が用いられ、好ましくは、耐熱衝撃性に優れているため、Au、Ptまたはこれらを主成分とする合金が用いられる。
【0012】
本発明において、上記電子部品素体は、特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、セラミックスを用いて構成されている電子部品素体が用いられる。
【0013】
また、本発明のさらに別の局面では、上記電子部品素体が、セラミック焼結体と、セラミック焼結体内に配置された複数の内部電極とを備え、外部電極がいずれかの内部電極に電気的に接続されている。この場合には、本発明に従ってコストが低く、外部電極の耐熱衝撃性に優れた積層型セラミック電子部品を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【0015】
図1(a)及び(b)は、本発明の一実施例に係る電子部品としての積層セラミックコンデンサを説明するための正面断面図及び部分切欠拡大正面断面図である。
【0016】
積層セラミックコンデンサ1は、セラミック焼結体2を有する。セラミック焼結体2は、チタン酸バリウム系セラミックスのような誘電体セラミックスにより構成されている。セラミック焼結体2内には、複数の内部電極3〜6が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。内部電極3〜6を構成する材料は特に限定されず、Ag−Pdなどの貴金属や、CuもしくはNiなどの卑金属が用いられる。好ましくは、安価であるため、卑金属が用いられる。
【0017】
セラミック焼結体2の端面2a,2bには、外部電極7,8が形成されている。外部電極7,8は、それぞれ、内部電極3,5または内部電極4,6に電気的に接続されるように形成されている。外部電極7と外部電極8とは同様に構成されている。
【0018】
本実施例の特徴は、図1(b)に外部電極7を代表して示すように、外部電極7が、第1の外部電極層〜第4の外部電極層7a〜7dを積層した構造を有することにある。第1の外部電極層7aは、セラミック焼結体2の外表面に形成されており、かつCu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成されている。従って、第1の外部電極層7aは焼結金属により構成されているので、第1の外部電極層7aの外表面は凹凸を有し、かつその緻密性が充分でない。
【0019】
もっとも、第2の外部電極層7bがCuメッキ膜により形成されている。第2の外部電極層7bの形成により、上記凹凸が第2の外部電極層7bにより覆われる。従って、第2の外部電極層7bの外表面は第1の外部電極層7aの外表面よりも平滑とされる。
【0020】
また、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bにより第1の外部電極層7aが覆われるため、この後のNiメッキ膜の形成時にNiメッキ液や湿気の内部への侵入が抑制される。なお、Cuメッキ液はNiメッキ液に比べてpH値が中性側にあるため、内部へ侵入しても問題が生じ難い。
【0021】
そして、第2の外部電極層7bの外表面にNiメッキ膜からなる第3の外部電極層7cが形成されている。この場合、第2の外部電極層7bの外表面が平滑化されているため、第3の外部電極層7cの厚みを薄くすることができる。よって、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層7cの厚みを厚くせずとも、外部電極層7cの外表面が平滑化される。従って、Niメッキ膜の厚みを薄くし得るため、耐熱衝撃性が高められる。
【0022】
第3の外部電極層7cの外表面には、貴金属のメッキ膜からなる第4の外部電極層7dが形成されている。ここで、貴金属としては、特に限定されないが、例えば、Au、Pt、Ag、Pdまたはこれらの合金などが用いられる。好ましくは、耐酸化性に優れているため、AuまたはPtもしくはこれらを主成分とする合金が好適に用いられる。
【0023】
貴金属からなる外部電極層7dが耐酸化性に優れているため、導電性接着剤を用いて外部電極7がプリント回路基板上の電極ランド等に接合される際に加熱されたとしても、外部電極7と導電性接着剤との導通が充分に確保され得る。
【0024】
しかも、第3の外部電極層7cの外表面が平滑化されて平滑であるため、第4の外部電極層7dの厚みを薄くしたとしても、第4の外部電極層7dの連続性が損なわれ難い。従って、貴金属メッキ膜からなる外部電極層7dの厚みを薄くし得るので、外部電極コストを低減することができる。
【0025】
次に、具体的な実験例に基づいて、第4の外部電極層の連続性が充分であり、かつ耐熱衝撃性及び耐湿性が良好であることを示す。
セラミック焼結体2として、チタン酸バリウム系セラミックスからなり、Niからなる内部電極が100層積層されているものを用意した。このセラミックス焼結体2の外表面に、Cuペーストを塗布し、焼き付けることにより、膜厚が50μmの第1の外部電極層7aを形成した。
【0026】
次に、Cuメッキ膜を湿式メッキにより形成し、第2の外部電極層7bを形成した。下記の表1に示すように、実施例1〜3において、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bの厚みは、それぞれ、1.0、2.0及び3.0μmとした。
【0027】
さらに、第2の外部電極層7bの外表面に、Niメッキ膜からなる厚み2.0μmの第3の外部電極層7cを形成した。最後に、第3の外部電極層7cの外表面に、Auメッキ膜からなる厚み0.50μmの第4の外部電極層7dを形成した。なお、外部電極8についても外部電極7と同様にかつ同時に形成した。
【0028】
比較のために、下記の表1に示すように、第2の外部電極層7bを形成しなかったこと、並びにNiメッキ膜の厚みを4.0μm、2.0μm及び3.0μmとしたことを除いては上記実施例1〜3と同様にして比較例1〜3の積層セラミックコンデンサの外部電極を形成した。
【0029】
上記のようにして、実施例1〜3及び比較例1〜3の積層セラミックコンデンサを得た。
各積層セラミックコンデンサについて、▲1▼Auメッキ膜(第4の外部電極層)の連続性、▲2▼耐熱衝撃サイクル性及び▲3▼耐湿性を以下の要領で評価した。
【0030】
▲1▼Auメッキ膜連続性:外部電極表面を観察し、第4の外部電極層としてのAuメッキ膜の連続性を観察した。不連続部分があった場合に不良と判定した。
▲2▼耐熱衝撃サイクル性:半田を用い、積層セラミックコンデンサをプリント回路基板上の電極ランドに接合した後、−55℃に30分維持した後、125℃に30分維持するサイクルを1サイクルとし、該サイクルを1000サイクル繰り返した。試験後、セラミック焼結体を切断して内部を観察し、クラックの発生の有無を観察した。内部にクラックが発生しているものを、不良品と判定した。
【0031】
▲3▼耐湿性:導電性接着剤を用い、積層セラミックコンデンサをプリント回路基板の電極ランドに接合した後、70℃及び相対湿度95%の雰囲気において、定格電圧を印加しつつ1000時間維持した。試験後の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗が10000MΩ以下のものを不良品と判定した。
【0032】
結果を下記の表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
表1から明らかなように、比較例1では、Niメッキ膜の厚みが4.0μmと厚かったため、Auメッキ膜の連続性は良好であったものの、耐熱衝撃性不良が発生しがちであった。
【0035】
比較例2では、Niメッキ膜の厚みが2.0μmであったため、耐熱衝撃性が不良の積層セラミックコンデンサは認められなかったが、Auメッキ膜の連続性が充分でなかった。また、下地のCuのペーストの焼付けにより形成された第1の外部電極層7aのシール性及び緻密性が充分でないため、耐湿性が不良となりがちであった。
【0036】
比較例3では、Niメッキ膜の厚みが3.0μmであったため、Auメッキ膜の連続性、耐湿性の不良が生じており、しかも耐熱衝撃性不良まで発生している。
【0037】
これに対して、実施例1〜3の各積層セラミックコンデンサでは、Niメッキ膜の厚みが2.0μmと薄いにも係わらず、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bの形成により、第4の外部電極層7dとしてのAuメッキ膜の連続性は充分であった。また、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層7cの厚みが薄いため、耐熱衝撃サイクル性に優れていた。また、第2の外部電極層7bの形成により、シール性及び緻密性が高められ、耐湿性も良好であることがわかる。
【0038】
また、実施例1と比較例3とを比較すると、比較例3がNiメッキ膜の厚みが3μmであるのに対して、実施例1ではCuメッキ膜の厚みとNiメッキ膜の厚みの合計が3μmと同等であるのにもかかわらず、全く問題が生じていない。このことからも、本願のCuメッキ膜とNiメッキ膜の組み合わせが有効であることがわかる。
【0039】
なお、例えば、比較例2において、そのままの構造でAuメッキ膜の連続性を得るためには、Auメッキ膜の厚みが少なくとも1μm必要であるが、Auメッキ膜を厚くすることは、コストの上昇を招き好ましくない。
【0040】
また、逆に、実施例1の構造であれば、Auメッキ膜の厚みを0.10μmまで薄くしても、Auメッキ膜の連続性を維持できることがわかっている。従って、実施例2、3の構造であればAuメッキ膜の厚みを0.10μm以下にすることも可能である。
【0041】
上記実施例では、電子部品素体として、内部電極3〜6を有するセラミック焼結体2を用いたが、本発明は、電子部品の外部電極の構造に特徴を有するものである。従って、電子部品素体としては、内部電極を有しないものであってもよく、またセラミックス以外の材料からなる電子部品素体を用いてもよい。
【0042】
さらに、本発明に係る電子部品は、導電性接着剤により回路基板に実装されるのに好適であるが、半田やワイヤーボンディングにより回路基板に実装される用途にも好適に用いられる。
【0043】
【発明の効果】
本発明に係る電子部品では、第1の外部電極層がCu粉末またはCu合金粉末含有ペーストの焼付けにより形成されている。従って、第1の外部電極層の外表面には凹凸が存在し、かつ第1の外部電極層は緻密性が充分でない。しかしながら、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層が形成されているため、第2の外部電極層の外表面が平滑化され、かつ第1の外部電極層をシールする作用を果たす。また、厚みの薄いNiメッキ膜からなる第3の外部電極層を形成したとしても、第3の外部電極層の外表面も平滑化されるため、第4の外部電極層の厚みを薄ることができ、貴金属使用量を低減することができる。よって、外部電極、ひいては電子部品のコストを低減することができる。
【0044】
また、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層の厚みを薄くすることができるので、耐熱衝撃性を高めることができる。しかも、第2の外部電極層の形成により、電子部品の耐湿性も高められる。
【0045】
よって、本発明によれば、コストを増大させることなく、耐熱衝撃性及び耐湿性に優れた電子部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は、本発明の一実施例の電子部品としての積層セラミックコンデンサを示す正面断面図及び部分切欠拡大正面断面図。
【符号の説明】
1…積層セラミックコンデンサ
2…セラミック焼結体
3〜6…内部電極
7,8…外部電極
7a…第1の外部電極層
7b…第2の外部電極層
7c…第3の外部電極層
7d…第4の外部電極層
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば積層セラミックコンデンサのような電子部品に関し、より詳細には、外部と電気的に接続される外部電極の構造が改良された電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】
積層セラミック電子部品のような電子部品をプリント回路基板などに実装するに際し、半田に代えて、導電性接着剤を用いる方法が知られている。導電性接着剤は、通常、熱硬化性樹脂と金属粉末とからなる。電子部品をプリント回路基板に実装するに際しては、導電性接着剤を加熱により硬化させることにより、電子部品の外部電極とプリント回路基板の電極ランドとが接合される。
【0003】
このような用途に用いられる積層チップ型電子部品が、特開2000−299243号公報に開示されている。ここでは、外部電極が、銅またはニッケルを主成分とする焼結金属からなる主電極層と、主電極層の外表面に形成されたNiメッキ膜と、Niメッキ膜上に形成されたAuメッキ膜とにより構成されている。Auメッキ膜が、導電性接着剤の加熱・硬化に際して酸化し難いため、プリント回路基板の電極ランドと電子部品の外部電極とを導電性接着剤により確実に接合し得るとされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先行技術に記載の積層チップ型電子部品の外部電極では、Auメッキ膜の膜厚が厚いと、コストが高くつくという問題があった。従って、コストを低減するには、Auメッキ膜の厚みを薄くしなければならなかった。
【0005】
しかしながら、Auメッキ膜の厚みを薄くした場合には、下地となるNiメッキ膜の外表面が平滑性に優れていることが求められる。Niメッキ膜の外表面の平滑性が充分でない場合には、Auメッキ膜を薄くすると、Auメッキ膜の連続性が損なわれる。Auメッキ膜の連続性が大きく損なわれると、外部電極表面が酸化し易くなる。
【0006】
従って、上記先行技術に記載の電子部品において、Auメッキ膜の厚みを薄くし、かつAuメッキ膜の連続性を確保するには、Niメッキ膜の外表面を平滑にしなければならない。他方、焼結金属かならる主電極層は、表面に凹凸を有し、かつ緻密性が充分ではない。従って、主電極層表面にNiメッキ膜を形成した構造において、Niメッキ膜の外表面を平滑にするには、主電極層表面の凹凸を覆うようにNiメッキ膜の厚みを厚くしなければならなかった。また、Niメッキ膜の厚みが薄いと、主電極層をシールする作用が低下し、耐湿性等が低下する。
【0007】
しかしながら、Niメッキ膜の厚みを厚くした場合には、耐熱衝撃性が低下し、導電性接着剤による接合や半田による接合に際しての加熱により、Niメッキ膜の応力が大きくなり、クラックが生じる恐れがあった。のみならず、厚いNiメッキ膜を形成する場合にはメッキ時間が長くなるため、焼結金属からなるため緻密性が充分でない主電極層中をメッキ液が通ってセラミック焼結体に侵入しがちであった。そのため、セラミック焼結体中にクラックが生じることがあった。
【0008】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、貴金属の使用量を低減したとしても貴金属メッキ膜の連続性に優れており、コストを低減し得るだけでなく、耐熱衝撃性に優れ、さらに外部電極のシール性が高められた電子部品を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子部品は、電子部品素体と、電子部品素体の外表面に形成されており、かつ外部と電気的に接続される外部電極とを備え、前記外部電極が、Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層と、第1の外部電極層上に形成されており、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層と、前記第2の外部電極層上に形成されており、かつNiメッキ膜からなる第3の外部電極層と、第3の外部電極層上に形成されており、貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層とを有することを特徴とする。
【0010】
Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層の表面には凹凸が存在するが、この凹凸が、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層により覆われる。すなわち、第2の外部電極層の外表面は、第1の外部電極層の外表面よりも平滑化される。従って、厚みの薄いNiメッキ膜からなる第3の外部電極層を形成した場合であっても、第3の外部電極の外表面も平滑性に優れている。よって、貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層の厚みを薄くしてコストを低減することができ、かつ第3の外部電極層の厚みを薄くし得るので、耐熱衝撃性も高められる。
【0011】
本発明において、上記貴金属としては、特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、Au、Pt、Ag、Pdまたはこれらの合金が用いられ、好ましくは、耐熱衝撃性に優れているため、Au、Ptまたはこれらを主成分とする合金が用いられる。
【0012】
本発明において、上記電子部品素体は、特に限定されないが、本発明のある特定の局面では、セラミックスを用いて構成されている電子部品素体が用いられる。
【0013】
また、本発明のさらに別の局面では、上記電子部品素体が、セラミック焼結体と、セラミック焼結体内に配置された複数の内部電極とを備え、外部電極がいずれかの内部電極に電気的に接続されている。この場合には、本発明に従ってコストが低く、外部電極の耐熱衝撃性に優れた積層型セラミック電子部品を提供することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【0015】
図1(a)及び(b)は、本発明の一実施例に係る電子部品としての積層セラミックコンデンサを説明するための正面断面図及び部分切欠拡大正面断面図である。
【0016】
積層セラミックコンデンサ1は、セラミック焼結体2を有する。セラミック焼結体2は、チタン酸バリウム系セラミックスのような誘電体セラミックスにより構成されている。セラミック焼結体2内には、複数の内部電極3〜6が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。内部電極3〜6を構成する材料は特に限定されず、Ag−Pdなどの貴金属や、CuもしくはNiなどの卑金属が用いられる。好ましくは、安価であるため、卑金属が用いられる。
【0017】
セラミック焼結体2の端面2a,2bには、外部電極7,8が形成されている。外部電極7,8は、それぞれ、内部電極3,5または内部電極4,6に電気的に接続されるように形成されている。外部電極7と外部電極8とは同様に構成されている。
【0018】
本実施例の特徴は、図1(b)に外部電極7を代表して示すように、外部電極7が、第1の外部電極層〜第4の外部電極層7a〜7dを積層した構造を有することにある。第1の外部電極層7aは、セラミック焼結体2の外表面に形成されており、かつCu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成されている。従って、第1の外部電極層7aは焼結金属により構成されているので、第1の外部電極層7aの外表面は凹凸を有し、かつその緻密性が充分でない。
【0019】
もっとも、第2の外部電極層7bがCuメッキ膜により形成されている。第2の外部電極層7bの形成により、上記凹凸が第2の外部電極層7bにより覆われる。従って、第2の外部電極層7bの外表面は第1の外部電極層7aの外表面よりも平滑とされる。
【0020】
また、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bにより第1の外部電極層7aが覆われるため、この後のNiメッキ膜の形成時にNiメッキ液や湿気の内部への侵入が抑制される。なお、Cuメッキ液はNiメッキ液に比べてpH値が中性側にあるため、内部へ侵入しても問題が生じ難い。
【0021】
そして、第2の外部電極層7bの外表面にNiメッキ膜からなる第3の外部電極層7cが形成されている。この場合、第2の外部電極層7bの外表面が平滑化されているため、第3の外部電極層7cの厚みを薄くすることができる。よって、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層7cの厚みを厚くせずとも、外部電極層7cの外表面が平滑化される。従って、Niメッキ膜の厚みを薄くし得るため、耐熱衝撃性が高められる。
【0022】
第3の外部電極層7cの外表面には、貴金属のメッキ膜からなる第4の外部電極層7dが形成されている。ここで、貴金属としては、特に限定されないが、例えば、Au、Pt、Ag、Pdまたはこれらの合金などが用いられる。好ましくは、耐酸化性に優れているため、AuまたはPtもしくはこれらを主成分とする合金が好適に用いられる。
【0023】
貴金属からなる外部電極層7dが耐酸化性に優れているため、導電性接着剤を用いて外部電極7がプリント回路基板上の電極ランド等に接合される際に加熱されたとしても、外部電極7と導電性接着剤との導通が充分に確保され得る。
【0024】
しかも、第3の外部電極層7cの外表面が平滑化されて平滑であるため、第4の外部電極層7dの厚みを薄くしたとしても、第4の外部電極層7dの連続性が損なわれ難い。従って、貴金属メッキ膜からなる外部電極層7dの厚みを薄くし得るので、外部電極コストを低減することができる。
【0025】
次に、具体的な実験例に基づいて、第4の外部電極層の連続性が充分であり、かつ耐熱衝撃性及び耐湿性が良好であることを示す。
セラミック焼結体2として、チタン酸バリウム系セラミックスからなり、Niからなる内部電極が100層積層されているものを用意した。このセラミックス焼結体2の外表面に、Cuペーストを塗布し、焼き付けることにより、膜厚が50μmの第1の外部電極層7aを形成した。
【0026】
次に、Cuメッキ膜を湿式メッキにより形成し、第2の外部電極層7bを形成した。下記の表1に示すように、実施例1〜3において、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bの厚みは、それぞれ、1.0、2.0及び3.0μmとした。
【0027】
さらに、第2の外部電極層7bの外表面に、Niメッキ膜からなる厚み2.0μmの第3の外部電極層7cを形成した。最後に、第3の外部電極層7cの外表面に、Auメッキ膜からなる厚み0.50μmの第4の外部電極層7dを形成した。なお、外部電極8についても外部電極7と同様にかつ同時に形成した。
【0028】
比較のために、下記の表1に示すように、第2の外部電極層7bを形成しなかったこと、並びにNiメッキ膜の厚みを4.0μm、2.0μm及び3.0μmとしたことを除いては上記実施例1〜3と同様にして比較例1〜3の積層セラミックコンデンサの外部電極を形成した。
【0029】
上記のようにして、実施例1〜3及び比較例1〜3の積層セラミックコンデンサを得た。
各積層セラミックコンデンサについて、▲1▼Auメッキ膜(第4の外部電極層)の連続性、▲2▼耐熱衝撃サイクル性及び▲3▼耐湿性を以下の要領で評価した。
【0030】
▲1▼Auメッキ膜連続性:外部電極表面を観察し、第4の外部電極層としてのAuメッキ膜の連続性を観察した。不連続部分があった場合に不良と判定した。
▲2▼耐熱衝撃サイクル性:半田を用い、積層セラミックコンデンサをプリント回路基板上の電極ランドに接合した後、−55℃に30分維持した後、125℃に30分維持するサイクルを1サイクルとし、該サイクルを1000サイクル繰り返した。試験後、セラミック焼結体を切断して内部を観察し、クラックの発生の有無を観察した。内部にクラックが発生しているものを、不良品と判定した。
【0031】
▲3▼耐湿性:導電性接着剤を用い、積層セラミックコンデンサをプリント回路基板の電極ランドに接合した後、70℃及び相対湿度95%の雰囲気において、定格電圧を印加しつつ1000時間維持した。試験後の積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗が10000MΩ以下のものを不良品と判定した。
【0032】
結果を下記の表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
表1から明らかなように、比較例1では、Niメッキ膜の厚みが4.0μmと厚かったため、Auメッキ膜の連続性は良好であったものの、耐熱衝撃性不良が発生しがちであった。
【0035】
比較例2では、Niメッキ膜の厚みが2.0μmであったため、耐熱衝撃性が不良の積層セラミックコンデンサは認められなかったが、Auメッキ膜の連続性が充分でなかった。また、下地のCuのペーストの焼付けにより形成された第1の外部電極層7aのシール性及び緻密性が充分でないため、耐湿性が不良となりがちであった。
【0036】
比較例3では、Niメッキ膜の厚みが3.0μmであったため、Auメッキ膜の連続性、耐湿性の不良が生じており、しかも耐熱衝撃性不良まで発生している。
【0037】
これに対して、実施例1〜3の各積層セラミックコンデンサでは、Niメッキ膜の厚みが2.0μmと薄いにも係わらず、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層7bの形成により、第4の外部電極層7dとしてのAuメッキ膜の連続性は充分であった。また、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層7cの厚みが薄いため、耐熱衝撃サイクル性に優れていた。また、第2の外部電極層7bの形成により、シール性及び緻密性が高められ、耐湿性も良好であることがわかる。
【0038】
また、実施例1と比較例3とを比較すると、比較例3がNiメッキ膜の厚みが3μmであるのに対して、実施例1ではCuメッキ膜の厚みとNiメッキ膜の厚みの合計が3μmと同等であるのにもかかわらず、全く問題が生じていない。このことからも、本願のCuメッキ膜とNiメッキ膜の組み合わせが有効であることがわかる。
【0039】
なお、例えば、比較例2において、そのままの構造でAuメッキ膜の連続性を得るためには、Auメッキ膜の厚みが少なくとも1μm必要であるが、Auメッキ膜を厚くすることは、コストの上昇を招き好ましくない。
【0040】
また、逆に、実施例1の構造であれば、Auメッキ膜の厚みを0.10μmまで薄くしても、Auメッキ膜の連続性を維持できることがわかっている。従って、実施例2、3の構造であればAuメッキ膜の厚みを0.10μm以下にすることも可能である。
【0041】
上記実施例では、電子部品素体として、内部電極3〜6を有するセラミック焼結体2を用いたが、本発明は、電子部品の外部電極の構造に特徴を有するものである。従って、電子部品素体としては、内部電極を有しないものであってもよく、またセラミックス以外の材料からなる電子部品素体を用いてもよい。
【0042】
さらに、本発明に係る電子部品は、導電性接着剤により回路基板に実装されるのに好適であるが、半田やワイヤーボンディングにより回路基板に実装される用途にも好適に用いられる。
【0043】
【発明の効果】
本発明に係る電子部品では、第1の外部電極層がCu粉末またはCu合金粉末含有ペーストの焼付けにより形成されている。従って、第1の外部電極層の外表面には凹凸が存在し、かつ第1の外部電極層は緻密性が充分でない。しかしながら、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層が形成されているため、第2の外部電極層の外表面が平滑化され、かつ第1の外部電極層をシールする作用を果たす。また、厚みの薄いNiメッキ膜からなる第3の外部電極層を形成したとしても、第3の外部電極層の外表面も平滑化されるため、第4の外部電極層の厚みを薄ることができ、貴金属使用量を低減することができる。よって、外部電極、ひいては電子部品のコストを低減することができる。
【0044】
また、Niメッキ膜からなる第3の外部電極層の厚みを薄くすることができるので、耐熱衝撃性を高めることができる。しかも、第2の外部電極層の形成により、電子部品の耐湿性も高められる。
【0045】
よって、本発明によれば、コストを増大させることなく、耐熱衝撃性及び耐湿性に優れた電子部品を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)及び(b)は、本発明の一実施例の電子部品としての積層セラミックコンデンサを示す正面断面図及び部分切欠拡大正面断面図。
【符号の説明】
1…積層セラミックコンデンサ
2…セラミック焼結体
3〜6…内部電極
7,8…外部電極
7a…第1の外部電極層
7b…第2の外部電極層
7c…第3の外部電極層
7d…第4の外部電極層
Claims (4)
- 電子部品素体と、電子部品素体の外表面に形成されており、かつ外部と電気的に接続される外部電極とを備え、
前記外部電極が、Cu粉末またはCu合金粉末含有ペーストを焼き付けることにより形成された第1の外部電極層と、
第1の外部電極層上に形成されており、Cuメッキ膜からなる第2の外部電極層と、
前記第2の外部電極層上に形成されており、かつNiメッキ膜からなる第3の外部電極層と、
第3の外部電極層上に形成されており、貴金属メッキ膜からなる第4の外部電極層とを有することを特徴とする、電子部品。 - 前記貴金属が、Au、Pt、Ag、Pdまたはこれらの合金により構成されている、請求項1に記載の電子部品。
- 前記電子部品素体が、セラミック層を用いて構成されている、請求項1または2に記載の電子部品。
- 前記電子部品素体が、セラミック焼結体と、セラミック焼結体内に配置された複数の内部電極とを備え、前記外部電極が、いずれかの内部電極に電気的に接続されている、請求項1〜3のいずれかに記載の電子部品。
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