JP2006295077A - セラミック製チップ型電子部品とその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 コンデンサ素子２，３等の素子を備えたセラミック製チップ体４の側面に，前記素子に対する外部電極５，６，７，８を形成し，この外部電極の表面に，金属粉末を混入した導電性弾性樹脂膜９を重ねて形成し，更に，前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜１０を重ねて形成して成るセラミック製チップ型電子部品において，前記金属メッキ膜１０に剥離が発生することを低減する。
【解決手段】 前記導電性弾性樹脂膜９における表面に，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工を施す。
【選択図】 図２

Description

本発明は，例えば，積層セラミックコンデンサ又はチップ抵抗器等のように，セラミック製のチップ体に構成した電子部品と，その製造方法とに関するものである。

一般に，積層セラミックコンデンサは，表面に内部電極を形成して成るセラミックグリーンシートの多数枚を積層したのち焼結することによって，セラミックのチップ体に構成し，このチップ体の側面に，その内部電極に対する外部電極を，銅等による薄い金属膜としてスパッタリングにて形成するか，或いは，銅等の金属ペーストの塗布にて形成するという構成にしていることは周知の通りである。

この構成の積層セラミックコンデンサは，これをプリント基板等に対して半田付けにて実装した状態で，これに外部からの衝撃を受けると，前記セラミックのチップ体に割れ又は欠けが発生するおそれが大きいし，プリント基板等との間における熱膨張差によっても，前記チップ体に割れ又は欠けが発生するおそれが大きい。

そこで，先行技術としての特許文献１は，前記チップ体のうち前記各外部電極の表面に，金属粉末の混入した導電性弾性樹脂膜を形成することによって，当該チップ体に対する外部からの衝撃又は熱膨張差を，前記導電性弾性樹脂膜における弾性によって緩衝及び吸収することを提案している。
特開２００４−２９６９３６号公報

しかし，前記特許文献１において，その導電性弾性樹脂膜は，金属粉末を混合した弾性樹脂をペーストの状態でスクリーン印刷等にて塗布し，次いで，これを乾燥又は硬化処理することによって形成されるものであることにより，当該導電性弾性樹脂膜の表面における金属粉末は，弾性樹脂の薄膜で覆われている状態になっている。

このために，前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成することが厄介で難しくなって，コストをアップを招来するという問題があるばかりか，前記金属メッキ膜における前記導電性弾性樹脂膜の表面に対する接着性が低いから，前記金属メッキ膜が，前記チップ体に対する外部からの衝撃又は熱膨張差によって，剥離するおそれが大きいという問題がある。

本発明は，この問題を解消した電子部品とその製造方法とを提供することを技術的課題とするものである。

この技術的課題を達成するため本発明の電子部品は，請求項１に記載したように，
「素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成し，この外部電極の表面に，金属粉末を混入した導電性弾性樹脂膜を重ねて形成し，更に，前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を重ねて形成して成るセラミック製チップ型電子部品において，
前記導電性弾性樹脂膜における表面に，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工が施されている。」
ことを特徴としている。

次に，本発明の製造方法は，請求項２に記載したように，
「素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成する工程，
前記外部電極の表面に，金属粉末の混入した導電性弾性樹脂膜を形成する工程，
前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成する工程，
を備えて成る電子部品の製造方法において，
前記導電性弾性樹脂膜を形成する工程の後で，且つ，前記半田付け用の金属メッキ膜を形成する前の段階で，前記導電性弾性樹脂膜における表面に対して，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工を施す。」
ことを特徴としている。

また，本発明の製造方法は，請求項３に記載したように，
「前記請求項２の記載において，前記導電性弾性樹脂膜における表面に対する表面加工が，研磨加工である。」
ことを特徴としている。

外部電極の表面に，金属粉末の混入した導電性弾性樹脂膜を形成し，この表面に，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工を施し，次いで，この導電性弾性樹脂膜の表面に，金属メッキ膜を形成することにより，この金属メッキ膜を，前記導電性弾性樹脂膜の表面に露出する金属粉末に直接結合することができるから，この金属メッキ膜の形成が至極簡単に低コストできる。

しかも，この金属メッキ膜を，前記導電性弾性樹脂膜の表面に露出する金属粉末に結合できることにより，その前記導電性弾性樹脂膜に対する接着力を，前記した表面加工を施さない場合よりも大幅に向上できるから，チップ体に対する外部からの衝撃又は熱膨張差によって，前記金属メッキ膜に剥離が発生することを確実に低減できる。

特に，請求項３によると，前記導電性弾性樹脂膜に対する表面加工を，バレル研磨又はサンドブラスト等のような研磨加工によって行うことができるから，コストを更に低減できる利点がある。

以下，本発明の実施の形態を，図１，図２及び図３の図面について説明する。

これらの図において，符号１は，二つのコンデンサ素子２，３を有する積層セラミックコンデンサを示す。

この積層セラミックコンデンサ１は，前記両コンデンサ素子２，３の内部電極を形成したセラミックグリーンシートの多数枚を積層したのち焼結して成るチップ体４を備えている。

前記チップ体４における左右両側面４ａ，４ｂのうち一方の側面４ａには，前記一方のコンデンサ素子２における各内部電極の一端に電気的に接続する外部電極５と，前記他方のコンデンサ素子３における各内部電極の一端に電気的に接続する外部電極６とが，例えば，銅等の金属のスパッタリング，或いは，銅等の金属ペーストの塗布等の適宜手段にて，これら両外部電極５，６がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように形成されている。

また，前記チップ体４における左右両側面４ａ，４ｂのうち他方の側面４ｂには，前記一方のコンデンサ要素２における各内部電極の他端に電気的に接続する外部電極７と，前記他方のコンデンサ要素３における各内部電極の他端に電気的に接続する外部電極８とが，同じく，例えば，銅等の金属によるスパッタリング，或いは，銅等の金属ペーストの塗布等の適宜手段にて，これら両外部電極７，８がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように形成されている。

そして，前記チップ体４における一方の側面４ａのうち前記各外部電極５，６の部分，及び，前記チップ体４における他方の側面４ｂのうち前記各外部電極７，８の部分の各々には，適宜の弾性を有する合成樹脂に銀等の金属粉末を混合することによって導電性を付与して成る導電性弾性樹脂による膜，つまり，導電性弾性樹脂膜９を，当該導電性弾性樹脂膜９にて前記各外部電極５，６，７，８の各々を覆い隠し，且つ，当該導電性弾性樹脂膜９がチップ体４における上面４ｃ及び下面４ｄの一部にまで延びるように形成する。

この場合，前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６以下に構成している。

また，この各導電性弾性樹脂膜９は，その導電性弾性樹脂をペーストの状態でスクリーン印刷等にて塗布し，次いで，乾燥又は硬化処理することによって形成される。

次いで，前記各導電性弾性樹脂膜９における表面に対して，バレル研磨（チップ体４の多数個を，研磨粒子と一緒に容器内に装填して，容器を回転することによって，研磨する方法），又は，サンドブラスト（研磨粒子を空気と一緒に吹き付けて研磨する方法）等の研磨加工を施すことにより，当該導電性弾性樹脂膜９における金属粉末を，前記表面に露出する。

次いで，前記各導電性弾性樹脂膜９の表面における全体に，例えば，下地としてのニッケルメッキ膜と，錫メッキ膜又は半田メッキ膜等から成る半田付け用の金属メッキ膜１０を形成している。

この金属メッキ膜１０は，前記導電性弾性樹脂膜９を形成したあとの工程において，バレルメッキ等の電解メッキ処理によって形成するか，或いは，無電解メッキ処理によって形成する。

この構成による積層セラミックコンデンサ１を，図２に示すように，プリント基板１１に対して半田付けにて実装したとき，各外部電極５，６，７，８の各々を覆い隠す導電性弾性樹脂膜９の表面における金属メッキ膜１０の表面にまで半田フレット１２が盛り上がることになるが，この金属メッキ膜１０と，前記チップ体４との間には，前記導電性弾性樹脂膜９が介在している。

これに加えて，前記チップ体４と，前記プリント基板１１との間にも，当該チップ体４における上面４ｃ又は下面４ｄの実装表面にまで延びる前記導電性弾性樹脂膜９が介在していることにより，前記チップ体４に対する外部からの衝撃又はプリント基板１０との間の熱膨張差を，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性によって確実に緩衝及び吸収することができるから，前記チップ体９に，外部からの衝撃又は熱膨張差によって割れ又は欠けが発生することを大幅に低減できる。

更に，前記導電性弾性樹脂膜９は，各外部電極５，６，７，８よりも幅広であることにより，外部電極の表面と，チップ体４の表面との両方に跨がって形成されていることにより，この導電性弾性樹脂膜９におけるチップ体４に対する接着力は，前記特許文献１のように，当該導電性弾性樹脂膜９を外部電極の表面のみに形成する場合よりも遥かに高いのである。

そして，前記各導電性弾性樹脂膜９の表面に，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工を施し，次いで，この導電性弾性樹脂膜の表面に，金属メッキ膜１０を形成することにより，この金属メッキ膜１０を，前記導電性弾性樹脂膜９の表面に露出する金属粉末に直接結合することができるから，この金属メッキ膜の形成が至極簡単にできるとともに，前記導電性弾性樹脂膜９に対する接着力を，前記した表面加工を施さない場合よりも大幅に向上できる。

次に，本発明者が，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性率と，割れ又は欠けの発生率との関係を求める実験を行った結果は，図４の通りであった。

すなわち，図４に示すように，横軸を，前記積層セラミックコンデンサ１をプリント基板に半田付け実装し，これを高さ１ｍから繰り返して落下する回数とし，縦軸を，割れの発生率（％）とした場合において，前記導電性弾性樹脂膜９における弾性率を１７．０ＧＰａ（ギガパスカル）に比較的固くしたしたときには，割れの発生率は曲線Ａ１の通りであったが，その弾性率を９．１ＧＰａと柔らかくしたときには，割れの発生率は曲線Ａ２のように可成り低くなり，その弾性率を６．１ＧＰａと更に柔らかくしたときには，割れの発生率は曲線Ａ３のように更に低くなるのであった。

また，前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，その抵抗値を小さくすることのためには，可及的に大きく（広く）すべきであるが，前記実験によると，この幅寸法Ｗ１を，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６倍を超えて大きくしたときには，前記導電性弾性樹脂膜９のチップ体２に対する接着面積が減少して，十分な接着力が低下することになるから，前記した高さ１ｍから繰り返して落下するという実験において，当該導電性弾性樹脂膜９がチップ体２から剥離することの発生率が急激に高くなるのであり，このことから，前記前記各外部電極５，６，７，８における幅寸法Ｗ１は，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２の０．６倍以下にすべきであることが判った。

一方，前記導電性弾性樹脂膜９における幅寸法Ｗ２は，前記両コンデンサ素子２，３における外部電極５，６，７，８のうち一方の側面４ａにおけるピッチ間隔Ｐ，及び他方の側面４ｂにおけるピッチ間隔Ｐは予め決められていることにより，プリント基板等に対して半田付け実装の際に，当該導電性弾性樹脂膜９の各々における金属メッキ膜１０の相互間に，半田ブリッジが発生しないような寸法に設定することが必要である。

なお，前記実施の形態は，二つのコンデンサ要素を備えて成る積層セラミックコンデンサに適用した場合であったが，本発明は，これに限らず，一つ又は三つ以上のコンデンサ素子を内蔵して成る積層セラミックコンデンサに適用することができるほか，一つ又は複数個の抵抗膜を備えたチップ抵抗器とか，又はチップインダクタ，或いはチップＬＥＤ等のように，セラミック製のチップ体を使用した電子部品についても適用できることはいうまでもない。

本発明の実施の形態による積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。 図１のII−II視拡大断面図である。 図１のIII −III 視拡大平断面図である。 落下回数と割れ発生率との関係を示す図である。

符号の説明

１ 積層セラミックコンデンサ
２，３ コンデンサ素子
４ チップ体
４ａ，４ｂ チップ体の側面
４ｃ チップ体の上面
４ｄ チップ体の下面
５，６，７，８ 外部電極
９ 導電性弾性樹脂膜
１０ 金属メッキ膜

Claims (3)

1. 素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成し，この外部電極の表面に，金属粉末を混入した導電性弾性樹脂膜を重ねて形成し，更に，前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を重ねて形成して成るセラミック製チップ型電子部品において，
   前記導電性弾性樹脂膜における表面に，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工が施されていることを特徴とするセラミック製チップ型電子部品。
2. 素子を備えたセラミック製チップ体の側面に，前記素子に対する外部電極を形成する工程，
   前記外部電極の表面に，金属粉末の混入した導電性弾性樹脂膜を形成する工程，
   前記導電性弾性樹脂膜の表面に，半田付け用の金属メッキ膜を形成する工程，
   を備えて成る電子部品の製造方法において，
   前記導電性弾性樹脂膜を形成する工程の後で，且つ，前記半田付け用の金属メッキ膜を形成する前の段階で，前記導電性弾性樹脂膜における表面に対して，当該導電性弾性樹脂膜における金属粉末を表面に露出するようにした表面加工を施すことを特徴とするセラミック製チップ型電子部品の製造方法。
3. 前記請求項２の記載において，前記導電性弾性樹脂膜における表面に対する表面加工が，研磨加工であることを特徴とするセラミック製チップ型電子部品の製造方法。

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