JP2005101470A

JP2005101470A - コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JP2005101470A
Application number: JP2003335802A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Kawasaki; 芳範河崎
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】外部電極を緻密に形成して実装時における半田の爆ぜを低減したコンデンサの製造方法を提供する。
【解決手段】複数の誘電体層を間に内部電極層を介して積層することにより直方体状の積層体を形成する工程Ａと、前記積層体の側面に、球状Ｃｕ粉末、フレーク状Ｃｕ粉末及びガラス粉末を含み、前記フレーク状Ｃｕ粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２〜３３重量部含有し、前記ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６〜１０重量部添加してなる導体ペーストを塗布する工程Ｂと、前記導体ペーストを焼成して前記積層体の側面に焼き付けることにより前記内部電極層に電気的に接続される外部電極を形成する工程Ｃと、前記外部電極の表面に湿式メッキ法によりメッキ膜を形成する工程Ｄと、によってコンデンサを製造する。
【選択図】図１

Description

本発明は、側面に外部電極を形成したコンデンサの製造方法に関するものである。

従来より、側面に外部電極を形成したコンデンサが種々の電気回路装置に幅広く用いられている。

従来のコンデンサとしては、例えば、複数の誘電体層を間に内部電極層を介して積層することにより形成した直方体状の積層体の側面に、内部電極層に電気的に接続される外部電極を形成し、更に前記外部電極の表面にＮｉ及びＳｎのメッキ膜を形成した構造のものが知られている。

このような従来のコンデンサは、例えば、従来周知のグリーンシート積層法等によって積層体を形成する工程と、前記積層体の表面にＣｕ粉末及びガラス粉末を含む導体ペーストを塗布する工程と、前記導体ペーストを焼成して上述した積層体の側面に焼き付けることにより内部電極層に電気的に接続される外部電極を形成する工程と、前記外部電極の表面に湿式メッキ法によりＮｉ及びＳｎのメッキ膜を形成する工程とによって製作されていた（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００２−２９８６４９号公報

しかしながら、上述した従来の積層セラミックコンデンサによれば、コンデンサをマザーボード上の部品パッド電極に搭載する場合、部品パッド電極上の半田がリフロー等により加熱して溶融してコンデンサの側面にはい上がった際に、外部電極の内部からしみだした水分やＮｉ等の結晶水等が、熱を持った半田に接触して水蒸気爆発することがあった。ここで、上述した水分やＮｉ等の結晶水は、外部電極の表面に湿式メッキ法によりメッキ膜を形成したときに、メッキ液中の水分が外部電極にしみこんで残留したものである。この水蒸気爆発によって、半田が外に向けて爆ぜることにより、隣接する別の電子部品の電極との間に半田ブリッジを形成し、マザーボード上の部品間で電気的に短絡するという問題があった。

本発明は、上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、実装時における半田の爆ぜの発生を有効に防止することができるコンデンサの製造方法を提供することにある。

本発明のコンデンサの製造方法は、複数の誘電体層を間に内部電極層を介して積層することにより直方体状の積層体を形成する工程Ａと、前記積層体の側面に、球状Ｃｕ粉末、フレーク状Ｃｕ粉末及びガラス粉末を含み、前記フレーク状Ｃｕ粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２〜３３重量部含有し、前記ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６〜１０重量部添加してなる導体ペーストを塗布する工程Ｂと、前記導体ペーストを焼成して前記積層体の側面に焼き付けることにより前記内部電極層に電気的に接続される外部電極を形成する工程Ｃと、前記外部電極の表面に湿式メッキ法によりメッキ膜を形成する工程Ｄと、を含むものである。

本発明のコンデンサの製造方法によれば、積層体の側面に、球状Ｃｕ粉末、フレーク状Ｃｕ粉末及びガラス粉末を含み、前記フレーク状Ｃｕ粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２〜３３重量部含有し、前記ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６〜１０重量部添加してなる導体ペーストを塗布・焼成することにより、外部電極が緻密に形成されるようになる。この為、湿式メッキ法によりＮｉのメッキ膜やＳｎのメッキ膜を形成するときに、外部電極の内部には、水若しくはＮｉ等の結晶水が入りにくくなっている。従って、コンデンサをマザーボード上の部品パッド電極に搭載する場合に、部品パッド電極上の半田が、リフロー等により加熱して溶融してコンデンサの側面にはい上がった際においても、外部電極の内部からしみだし、熱を持った半田に接触して水蒸気爆発するのに必要な水等が量的に不足する。結果として、半田が外に向けて爆ぜることが少なくなり、隣接する別の電子部品の電極との間に半田ブリッジを形成してマザーボード上の部品間で電気的に短絡するという問題が有効に防止されることとなる。

以下、本発明のセラミック電子部品を図面に基づいて詳説する。

図１は本発明のコンデンサの断面図であり、同図示すコンデンサ１０は、内部電極層２と誘電体層とから成る積層体１の表面に外部端子電極３が形成され、その表面にはＮｉのメッキ膜４及びＳｎのメッキ膜５を有した構造となっている。

積層体１を構成する誘電体層は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム等を主成分とする誘電体材料からなり、その厚みは例えば１μｍ〜２５μｍに設定される。尚、積層体１の内部に形成される内部電極層２は、Ｎｉ、Ｃｕあるいはこれらの合金を主成分とする金属材料からなり、その厚みは例えば１μｍ〜５μｍに設定される。

積層体１の側面に形成される外部電極３は、Ｃｕを主成分とする金属材料からなり、その厚みは例えば５μｍ〜３０μｍに設定される。外部電極３は、内部電極層２と電気的に接続しており、積層体１で構成される回路素子を外部の回路と電気的に接続させる機能を有する。

外部電極３の表面には、メッキ膜が被膜されており、その材料としては、実装時の半田濡れ性を良好となすために、Ｓｎのメッキ膜５が用いられ、更に、半田耐性を高める目的で、Ｎｉのメッキ膜４を中間に形成する。尚、Ｎｉメッキ層４の厚みは、例えば１μｍ〜５μｍに設定され、Ｓｎメッキ層５の厚みは、例えば０．１μｍ〜３μｍに設定される。

次に、上述したコンデンサ１０の製造方法について説明する。

（工程１）
本実施形態においては、先ず、誘電体材料の粉末に適当な有機溶剤、ガラスフリット、有機バインダ等を添加・混合して泥漿状になすとともに、これを従来周知のドクターブレード法等によって所定形状、所定厚みのセラミックグリーンシートを得る。

そして、Ｎｉの粉末に、ガラスフリットと、有機バインダと溶剤とからなるビヒクルとを混合して得た導体ペーストを、各セラミックグリーンシートの一主面に従来周知のスクリーン印刷法等によって所定パターンに印刷・塗布する。

得られたセラミックグリーンシートを従来周知のグリーンシート積層法等にて所定の枚数だけ積層・圧着させることによりセラミックグリーンシートの積層体を形成する。

そして、積層体を、例えば、１１００℃〜１４００℃の温度で焼成することによって、複数の誘電体層を間に内部電極層を介して積層された直方体状の積層体１が形成される。

（工程２）
次に、球状Ｃｕ粉末、フレーク状Ｃｕ粉末及びガラス粉末を含む粉末に、有機バインダと溶剤とからなるビヒクルを混合して導体ペーストを製作する。

このようにして得られた導体ペーストを、従来周知のディップ法若しくはスクリーン印刷法等によって積層体１の側面に印刷・塗布する。尚、印刷・塗布したときに、ペーストが積層体１の上面、下面及び他の側面に回り込み、外部電極の一部を形成している。

（工程３）
次に、上述の導体ペーストを７００〜９００℃で焼成して積層体１の側面に焼き付けることにより、外部電極３を形成する。

このとき、焼き付けられた外部電極３は、導体ペーストを塗布する前に積層体１の側面に露出していた内部電極層２に電気的に接続されることとなる。

（工程４）
最後に、外部電極３の表面に、電解メッキ等の湿式メッキ法を用いて表面にＮｉのメッキ膜４を形成し、続けて、同様のメッキ法を用いてＳｎのメッキ膜５を形成する。

このようにして製作されたコンデンサ１０は、マザーボード上の部品パッド電極に搭載する場合に、隣接する別のコンデンサの外部電極との距離が０．２ｍｍの場合において、フレーク状Ｃｕ粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２重量部〜３３重量部含有し、前記ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６重量部〜１０重量部添加してなる導体ペーストを用いて製作したとき、部品パッド電極上の半田が、リフロー等により加熱して溶融してコンデンサの側面にはい上がった際に、半田が外に向けて爆ぜ、隣接する別の電子部品の電極との間に半田ブリッジを形成してマザーボード上の部品間で電気的に短絡するという問題がなかった。

尚、フレーク状Ｃｕ粉末の量が、全Ｃｕ粉末１００重量部中、２重量部よりも少ない場合には、焼結性が高まることにより、焼成時に、閉じこめられた有機バインダが焼結完了直前に放出し、焼き付けた外部電極３の表面にその発砲痕ができてしまう。また、ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して１０重量部よりも多く添加する場合についても、焼結性が高まるので同様に発砲痕が出来てしまう。このように、外部電極３の表面に発砲痕が出来た場合には、積層体１と外部電極３との接合性が悪くなるので、マザーボードに搭載した状態でマザーボードがたわんだときに積層体１と外部電極３との間に剥離が生じやすくなるという不都合がある。

また、フレーク状Ｃｕ粉末の量が、全Ｃｕ粉末１００重量部中、３３重量部よりも多い場合には、フレーク状Ｃｕ粉末が焼結しにくくすることで外部電極３の緻密性が低くなり、更に、ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６重量部よりも少なく添加する場合についても、焼結しにくくなることで外部電極３の緻密性が低くなるという不都合がある。

これらのことから、コンデンサ１０の外部電極３の形成には、フレーク状Ｃｕ粉末が全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２〜３３重量部を占め、且つ、ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６〜１０重量部添加してなる導体ペーストを用いる必要がある。

これにより、前記外部電極３の表面に湿式メッキ法によって更にＮｉのメッキ膜４やＳｎのメッキ膜５を形成する際、外部電極３の内部に水分等が入りにくくなる。したがって、コンデンサ１０をマザーボード上に搭載するにあたって半田が外に向けて爆ぜることは少なくなり、隣接する別の電子部品の電極との間に半田ブリッジを形成してマザーボード上の部品間で電気的に短絡するといった問題が有効に防止されることとなる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。

例えば、上述した実施形態においては、内部電極層２をＮｉで形成するようにしたが、これに代えて、Ｃｕ等の他の導体材料を用いて内部電極層２を形成するようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、外部電極３の表面にＮｉのメッキ膜を形成するようにしたが、これに限らず、半田耐性のあるものであれば構わない。更に、Ｓｎのメッキ膜についても、半田と接合されやすいものであればよく、例えば、半田のメッキ膜を形成するようにしても構わない。

本発明のコンデンサの断面図である。

符号の説明

１・・・積層体
２・・・内部電極層
３・・・外部電極
４・・・Ｎｉのメッキ膜
５・・・Ｓｎのメッキ膜
１０・・・コンデンサ

Claims

複数の誘電体層を間に内部電極層を介して積層することにより直方体状の積層体を形成する工程Ａと、
前記積層体の側面に、球状Ｃｕ粉末、フレーク状Ｃｕ粉末及びガラス粉末を含み、前記フレーク状Ｃｕ粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部のうち２〜３３重量部含有し、前記ガラス粉末を全Ｃｕ粉末１００重量部に対して６〜１０重量部添加してなる導体ペーストを塗布する工程Ｂと、
前記導体ペーストを焼成して前記積層体の側面に焼き付けることにより前記内部電極層に電気的に接続される外部電極を形成する工程Ｃと、
前記外部電極の表面に湿式メッキ法によりメッキ膜を形成する工程Ｄと、を含むコンデンサの製造方法。