JP2008159966A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】 CR複合部品において、積層セラミックコンデンサの内部電極に含まれるNiの抵抗体層への拡散を防止し、抵抗値変動(ESR変動)を抑える。
【解決手段】 積層セラミックコンデンサの内部電極と接続されて下地電極が形成されるとともに、下地電極上に抵抗体層及び外部電極が形成されてなる電子部品(CR複合部品である。積層セラミックコンデンサの内部電極はNiを含む。下地電極は複数の導体層から構成されており、内部電極と接する導体層がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有し、且つこの上に積層される導体層としてAg層を含む。あるいは、導体層間の界面のうち少なくともいずれかの界面近傍にNiの酸化物が存在する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、積層セラミックコンデンサの電極部分に抵抗体層が形成されてなる電子部品(CR複合部品)に関するものであり、さらにはその製造方法に関する。
例えばDC−DCコンバータやスイッチング電源等の2次側回路では、平滑回路の等価直列抵抗(ESR)が帰還ループの位相特性に大きな影響を与え、特にESRが極端に低くなると問題が生ずることがある。すなわち、平滑コンデンサとしてESRの低い積層セラミックコンデンサを使用すると、2次側平滑回路が等価的にLとC成分のみで構成されてしまい、回路内に存在する位相成分が±90°及び0°のみとなり、位相の余裕がなくなり容易に発振してしまう。同様な現象は3端子レギュレータを用いた電源回路においても負荷変動時の発振現象として現れる。
あるいは、CR回路等においても、低電流化に伴って周波数によってインピーダンスが変化し、電圧変動が生ずることが課題となっている。例えば、近年のCPUのデュアルコア化等に伴い、数kHz〜100MHzの周期で電流変動が生じ、電源のインピーダンスによって電圧変動が生じている。そこで、これらの不都合に対処するために、積層セラミックコンデンサの下地電極に抵抗層を形成し、これを抵抗として機能させることによりESRをある程度高めるようにしたCR複合部品等の電子部品が提案されている(例えば特許文献1等を参照)。
特許文献1には、内部電極が形成された積層セラミックコンデンサ素体と、該コンデンサ素体の内部電極が表出する端面に、該内部電極と導通するように設けられた下地電極層と、該下地電極層上に設けられた抵抗層と、該抵抗層上に設けられ、該下地電極層に対して非接触となっている端子電極層とを備えてなるCR素子が開示されている。このようなCR素子を用い、抵抗層の抵抗値を適正に制御することで、周波数に関わらず電圧変動を抑えることが可能である。
特開平10−303066号公報
前述のCR複合部品においては、製造コストの削減が求められており、積層セラミックコンデンサの内部電極を安価な卑金属(例えばNi)により形成することが検討されている。この場合、下地電極層にAgPd合金等、PdやAu、Pt等の貴金属を含む導電材料を用い、これを非酸化雰囲気で焼成することで、内部電極に含まれるNiと下地電極層に含まれるPd等の貴金属が一部置換され、内部電極と下地電極層とが良好な接続状態となる。また、還元雰囲気等の非酸化雰囲気下で焼成すれば、卑金属からなる内部電極を酸化することもない。
しかしながら、このような構成を採用した場合、前記Pd等の貴金属と置換されたNiが、下地電極層からこの上に形成された抵抗体層にまで拡散し、特性に悪影響を及ぼすおそれがある。抵抗体層に拡散されたNiは、酸化されて酸化ニッケルとなる。酸化ニッケルは絶縁物であり、前記Niの拡散に伴い抵抗体層における絶縁物の割合が増加して抵抗値を上昇させる。酸化ニッケルは、抵抗体層の耐めっき液性を向上する等の利点も有するが、抵抗体層の抵抗値を重視し、これを適正に制御するためには、前記Niの抵抗体層への拡散を抑制する必要がある。
本発明は、前述の従来の実情に鑑みて提案されたものであり、積層セラミックコンデンサの内部電極に含まれるNiの抵抗体層への拡散を防止することができ、これによる抵抗値変動(ESR変動)を抑えることが可能な電子部品及びその製造方法を提供することを目的とする。
前述の目的を達成するために、本願の第1の発明の電子部品は、積層セラミックコンデンサの内部電極と接続されて下地電極が形成されるとともに、当該下地電極上に抵抗体層及び外部電極が形成されてなる電子部品であって、前記積層セラミックコンデンサの内部電極がNiを含み、前記下地電極が複数の導体層から構成されており、前記内部電極と接する導体層がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有し、且つこの上に積層される導体層としてAg層を含むことを特徴とする。
また、前記構成の電子部品を製造するための製造方法は、Niを含む内部電極を有する積層セラミックコンデンサの前記内部電極と接してPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第1の導体層を形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、前記第1の導体層上にAg層を第2の導体層として形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、抵抗体層及び外部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
本発明の電子部品では、積層セラミックコンデンサの内部電極に卑金属であるNiを使用しているので、貴金属電極を使用した場合に比べてコストが大幅に削減される。また、この内部電極と接する下地電極層(第1の導体層)がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有しているので、その一部が内部電極のNiと置換され、内部電極と下地電極層(第1の導体層)とが確実に接続される。
ただし、下地電極層が第1の導体層のみであると、前記置換により第1の導体層に拡散したNiが、さらに抵抗体層にまで拡散し、その特性に悪影響を及ぼす。そこで、本発明の電子部品においては、下地電極層を多層構成とし、前記第1の導体層と抵抗体層の間に第2の導体層としてAg層を介在させている。Ag層を構成するAgはNiと置換あるいは相溶することはない。したがって、前記Ag層はNiの拡散を防止する拡散防止層として機能し、これを介在させることで抵抗体層へのNiの拡散が防止される。
一方、本願の第2の発明の電子部品は、積層セラミックコンデンサの内部電極と接続されて下地電極が形成されるとともに、当該下地電極上に抵抗体層及び外部電極が形成されてなる電子部品であって、前記積層セラミックコンデンサの内部電極がNiを含み、前記下地電極が複数の導体層から構成されており、少なくとも前記内部電極と接する導体層がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有し、且つこれら導体層間の界面のうち少なくともいずれかの界面近傍にNiの酸化物が存在することを特徴とする。
また、前記構成の電子部品を製造するための製造方法は、Niを含む内部電極を有する積層セラミックコンデンサの前記内部電極と接してPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第1の導体層を形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、前記第1の導体層上にAg、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第2の導体層を形成し、酸素を含む雰囲気下で焼成する工程と、抵抗体層及び外部電極を形成する工程とを有することを特徴とする。
本発明の電子部品においても、積層セラミックコンデンサの内部電極に卑金属であるNiを使用しているので、貴金属電極を使用した場合に比べてコストが大幅に削減され、内部電極と接する下地電極層(第1の導体層)がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有しているので、その一部が内部電極のNiと置換され、内部電極と下地電極層(第1の導体層)とが確実に接続されることは同様である。
本発明の場合、第1の導体層の上に形成される第2の導体層を酸素を含む雰囲気下で焼成することにより、第1の導体層に拡散したNiが抵抗体層に拡散しないようにしている。酸素を雰囲気下で焼成を行うと、第1の導体層に拡散したNiは酸化され酸化物となる。金属状態のNiはAg、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第2の導体層中に拡散し得るが、Niの酸化物は第2の導体層中に拡散することができない。その結果、第2の導体層とその下の導体層(例えば第1の導体層)の界面に前記Niの酸化物が止まり、第2の導体層上に形成される抵抗体層中にNiの酸化物が拡散することはない。
本発明によれば、積層セラミックコンデンサの内部電極と下地電極層間の電気的接続を確実に図りながら、積層セラミックコンデンサの内部電極に含まれるNiの抵抗体層への拡散を防止することができ、これによる抵抗値変動(ESR変動)を抑えることが可能である。
以下、本発明を適用した電子部品(CR複合部品)及びその製造方法ついて、図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)
本実施形態は、下地電極層を構成する第2の導体層としてAg層を形成し、それにより抵抗体層へのNiの拡散を防止した例である。
図1はCR複合部品の一例を示すものである。CR複合部品1は、セラミック積層体である積層セラミックコンデンサ2を素子本体とし、その側面に下地電極層3及び抵抗体層4、さらには外部電極層5を形成することにより構成されている。
前記積層セラミックコンデンサ2においては、複数の誘電体セラミック層21と内部電極層22とが交互に積層されている。そして、内部電極層22は、素子本体の対向する2端面に各側端面が交互に露出するように積層されており、素子本体の両側端部には一対の下地電極3がこれら内部電極層22と電気的に導通されるように形成されている。素子本体の形状は特に制限されるものではないが、通常は直方体形状である。その寸法も特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法に設定すればよい。
積層セラミックコンデンサ2を構成する前記誘電体セラミック層21は、誘電体磁器組成物により構成され、誘電体磁器組成物の粉末(セラミック粉末)を焼結することにより形成される。前記誘電体磁器組成物は、例えば組成式ABO(式中、Aサイトは、Sr、Ca及びBaから選ばれる少なくとも1種の元素で構成される。Bサイトは、Ti及びZrから選ばれる少なくとも1種の元素で構成される。)で表されるペロブスカイト型結晶構造を持つ誘電体酸化物を主成分として含有するもの等を挙げることができる。前記誘電体酸化物の中でも、Aサイト元素をBaとし、Bサイト元素をTiとしたチタン酸バリウム等が好ましい。
誘電体磁器組成物中には、主成分の他、各種副成分が含まれていてもよい。副成分としては、Sr、Zr、Y、Gd、Tb、Dy、V、Mo、Zn、Cd、Ti、Sn、W、Ba、Ca、Mn、Mg、Cr、Si及びPの酸化物から選ばれる少なくとも1種が例示される。副成分を添加することにより、例えば主成分の誘電特性を劣化させることなく低温焼成が可能となる。また、誘電体セラミック層21を薄層化した場合の不良の発生が低減され、長寿命化が可能となる。
前記誘電体セラミック層21の積層数や厚み等の諸条件は、要求される特性や用途等に応じ適宜決定すればよい。誘電体セラミック層21の厚みについては、1μm〜50μm程度であり、通常は5μm〜20μm程度であるが、5μm以下とすることも可能である。例えば、積層セラミックコンデンサ2の小型化、大容量化を図る観点では、誘電体セラミック層21の厚さは3μm以下とすることが好ましい。誘電体セラミック層2の積層数は、2層〜300層程度であるが、性能(容量)等を考慮すると150層以上とすることが好ましい。
前記内部電極層22には、通常はAgやPd等の貴金属を用いるが、本実施形態では卑金属であるNiを含む導電材料(例えばNiやNi合金)を用いる。Niを含む導電材料を用いることで、貴金属を用いた場合に比べて製造コストを大幅に削減することが可能である。なお、内部電極層22の厚みは、用途等に応じて適宜決定すればよく、例えば0.5μm〜5μm程度であり、好ましくは1.5μm以下である。
積層セラミックコンデンサ2の側面に形成される下地電極層3は、前記積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22と電気的に接続され、これら内部電極層22の取り出し電極として機能する。下地電極層3の形成には、導電金属材料とガラス成分とを含む電極形成用組成物を用いるが、本実施形態ではこの下地電極層3を第1の導体層3aと第2の導体層3bの2層構造としている。なお、下地電極層3を構成する導体層の数は2層に限らず、例えば3層以上であってもよい。ただし、機能や製造コスト等を考えると、最低限の構成である2層とすることが好ましい。
ここで、前記下地電極層3のうち下層となる第1の導体層3aは、積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22と電気的に確実に接続されていることが必要である。したがって、前記第1の導体層3aは、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有することが必要であり、例えばAgPd合金等を使用することができる。第1の導体層3aにPd、Au、Ptのいずれかが含まれていれば、内部電極層22上に第1の導体層3aを形成した時に、その一部が内部電極層22に含まれるNiと置換され、電気的な接続が確実なものとなる。
ただし、前記置換により第1の導体層3aに拡散されたNiが抵抗体層4にまで拡散されると、抵抗体層4の特性にばらつきを生ずるおそれがある。そこで、前記第1の導体層3a上に第2の導体層3bを重ね、第1の導体層3aと抵抗体層4の間に第2の導体層3bを介在させることで、前記Niの抵抗体層4への拡散を防止する。したがって、第2の導体層3bは、Niと相溶性の低い金属により形成する必要があり、ここではAg層を第2の導体層3bとする。第2の導体層3bがPdやAu、Ptを含んでいると、第2の導体層3bにもNiが拡散してしまい、拡散防止層としての機能を果たすことができない。第2の導体層3bをAg層とすることで、Niに対して拡散防止層としての機能を発揮する。
第2の導体層3bとして形成するAg層は、Agのみから形成されることが理想的であるが、これに限らない。例えば、Agを主体とするものであれば他の金属(Niと相溶性の低い金属であることが好ましい。)を含んでいてもよいし、また不可避不純物として他の成分が含まれる場合も排除されるものではない。
下地電極層3が3層以上の導体層により構成される場合には、第1の導体層3a上に複数(2層以上)の導体層が形成されることになるが、この場合には、第1の導体層3a上のいずれか1層がAg層(第2の導体層3b)であればよい。勿論、第1の導体層3a上の複数層がAg層であっても構わない。
前述の第1の導体層3a及び第2の導体層3bから構成される下地電極層3上には、抵抗体層4が形成されており、その結果、コンデンサC(積層セラミックコンデンサ2)と抵抗R(抵抗体層4)とが直列に接続され、CR複合部品としての機能が付与される。
前記抵抗体層4に用いられる抵抗材料は任意であり、例えばガラス成分と導電材料であるRu系酸化物との混合物(いわゆるメタルグレーズ)を用いることが好ましい。Ru系酸化物としては、CaRuO、SrRuO、BaRuO、RuO、BiRu等を挙げることができる。ガラス成分と導電材料の比率は、所望の抵抗値に応じて設定すればよく、ガラス成分の割合が多くなると抵抗値は高くなり、ガラス成分の割合が少なくなると抵抗値は低くなる。
前述の抵抗体層4上には、最も外側の電極層として外部電極層5が形成されている。外部電極層5は、CR複合部品1の外部端子としての機能を果たすものであり、リード線の取り付けや実装時のはんだ付け等を考慮すると、抵抗値が小さく、はんだ濡れ性が良好であることが好ましい。したがって、少なくとも外部電極層5の一部(表面部)がめっき膜により形成されていることが好ましい。例えばAgペースト等を焼成して焼結金属層5aを形成し、さらにNiやSn、スズ−鉛合金はんだ等をめっきすることでめっき膜5bを形成し、これら焼結金属層5aとめっき膜5bを外部電極層5とすればよい。また、めっき膜5bについては、例えば内側をNiめっき膜、外側をスズ−鉛合金はんだめっき膜とすることも可能である。めっき膜5bの膜厚としては、例えば0.1μm〜20μm程度である。
以上の構成を有する本実施形態の電子部品(CR複合部品)においては、積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22がNiにより形成されているので、内部電極層22を貴金属により形成した場合に比べて製造コストを大幅に削減することが可能である。また、内部電極層22と接する第1の導体層3aがPd、Au、またはPtを含んでいるので、これら金属と内部電極層22を構成するNiとが一部置換され、良好な電気的接続状態が実現される。さらに、第1の導体層3a上に第2の導体層3bが形成され、抵抗体層4へのNiの拡散を防止するようにしているので、抵抗値変動(ESR変動)を抑えることが可能である。
次に、前述のCR複合部品1の製造方法の形成方法について説明する。内部電極層22が卑金属であるNiにより形成されたCR複合部品1において、積層セラミックコンデンサ2に下地電極層3を形成するには、先ず、図2(a)に示すように、第1の導体層3a形成のため、セラミック積層体である積層セラミックコンデンサ2の側面に内部電極層22と接して第1導体前駆体層11を形成する。第1導体前駆体層11は、導電金属材料(Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する。)及びガラス成分を含む導電ペースト(例えばAgPdペースト等)をディッピングや印刷法等の手法を用いて積層セラミックコンデンサ2の端面に塗布することにより形成する。
次に、前記第1導体前駆体層11を非酸化雰囲気中で焼成(還元焼成)して第1の導体層3aとするが、第1導体前駆体層11は有機ビヒクル等の有機物を含有しているので、当該還元焼成に際しては、先ず第1導体層11に含まれる有機物を分解除去する脱バインダ工程を行う。脱バインダ工程は、大気中、例えば400℃程度の温度で行えばよい。
前記脱バインダ工程の後、還元処理工程において第1導体前駆体層11を還元処理する。還元処理は、水素等の還元性ガスを含む雰囲気中で所定の還元温度まで加熱することにより行う。この前記還元処理工程において、水素還元処理を施す場合、室温にて試料を雰囲気焼成可能な反応炉にセットし、密封する。炉内の雰囲気を水素含有雰囲気、例えば95%N−5%H混合ガス(N−5%H)に置換し、所定温度まで昇温し、一定時間経た後、降温する。水素濃度としては、0.1%〜10%程度に設定すればよい。先の脱バインダ工程により卑金属により形成された内部電極層22が酸化されるが、この還元処理工程を行うことにより還元され、内部電極層22本来の機能を回復する。
なお、前記還元処理工程における還元温度は、250℃〜500℃とすることが好ましい。前記還元温度が250℃未満であると、十分に内部電極層22の還元が進まなくなるおそれがある。逆に、還元温度が500℃を越えると、積層セラミックコンデンサ2を構成する誘電体セラミック層21が還元されて特性が劣化するおそれがある。
前記還元処理工程の後、焼き付け工程を行う。この焼き付け工程は、前記第1導体前駆体層11を積層セラミックコンデンサ2に焼き付け、第1の導体層3aとするための工程である。焼き付け工程は、窒素雰囲気やArガス雰囲気等、不活性ガス雰囲気(非酸化性雰囲気)中、あるいは水素等を含んだ還元雰囲気中で行う。また、その温度は、焼き付けに必要な温度とすればよく、形成される第1の導体層3aを緻密なものとするためには、例えば850℃以上に設定することが好ましい。
次に、図2(b)に示すように、前記第1の導体層3a上に第2の導体層3b形成のための第2導体前駆体層12を形成する。第2導体前駆体層12は、Agペーストを印刷あるいは塗布することにより形成する。
前記第2導体前駆体層12は、先の第1導体前駆体層11と同様、脱バインダ、還元処理、及び焼き付けを行って第2の導体層3bとする。焼き付けは、窒素雰囲気やArガス雰囲気等、不活性ガス雰囲気(非酸化性雰囲気)中、あるいは還元雰囲気中で行い、いわゆる還元焼成とする。
下地電極層3形成のための焼成工程は、前述の第1の導体層3a形成のための焼成工程、及び第2の導体層3b形成のための焼成工程により構成され、これら工程の後、抵抗体層4や外部電極層5の形成を行う。
抵抗体前駆体層形成工程において、抵抗体ペーストを印刷して抵抗体前駆体層13を形成し、これを焼成工程において焼成することで抵抗体層4を形成する。抵抗体ペーストとしては、導電材料(Ru系酸化物等)とガラス成分を含む抵抗体ペーストを用い、ガラス成分として前述の組成を有するガラス成分を用いる。例えばRu系酸化物を含むメタルグレーズを抵抗材料とする場合、Ru酸化物の還元を防ぐため、大気中、850℃程度の温度で焼成を行う。これにより、下地電極層3上に抵抗体層4が焼き付け形成される。この時、前記還元焼成工程により形成された下地電極層3が酸素透過防止膜として機能するため、大気中の酸素が侵入して内部電極層22を酸化することはない。
前記抵抗体層4の形成の後、外部電極前駆体層形成工程においてAgペースト等の導電ペーストをディッピング等の手法により塗布し、これを焼成工程において焼成することで外部電極層5を形成する。焼成工程は、例えば大気中、750℃程度の温度で行えばよい。また、外部電極層5の外側には、めっき膜を形成する。めっき膜の形成は、例えば湿式メッキにより行う。
以上の製造方法によれば、第2の導体層3bがAgにより形成されているため、Niの抵抗体層4への拡散防止機能を果たし、抵抗体層4の抵抗値変動が防止される。本実施形態の場合、第2の導体層3bも還元焼成により形成しているので、例えば第2導体前駆体層12がPd、Au、またはPtを含んでいると、第1の導体層3aに拡散したNiが第2の導体層3bにも拡散し、さらには抵抗体層4にまで拡散する。これに対して、第2導体前駆体層12をAgペーストで形成し、第2の導体層3bをAg層とすることで、第2の導体層3bの焼成時、さらには抵抗体層4の焼成時に内部電極層22や第1の導体層3aに含まれるNiが第2の導体層3bや抵抗体層4に拡散することはない。
(第2の実施形態)
本実施形態では、下地電極層3を2層以上の導体層により構成し、これら導体層の界面においてNiを酸化させ、抵抗体層4へのNiの拡散を防止している。CR複合部品1の基本的な構成は先の第1の実施形態のものと同じであり、下地電極層2が複数の導体層から構成されていることも同様であるが、本実施形態の場合、第1の導体層3aに拡散したNiを酸化することにより抵抗体層4への拡散を防止するようにしている。
すなわち、下地電極層3の第1の導体層3aについては、先の第1の実施形態のCR複合部品と同様、Pd、Au、またはPtを含む導電材料により形成されている。したがって、この第1の導体層3aには積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22に含まれるNiが拡散することになるが、本実施形態の場合、例えば第1の導体層3a上に第2の導体層3bを形成する際に、酸素を含む雰囲気中で焼成を行う。これにより、第1の導体層3aに含まれるNiは酸化物(酸化ニッケル)となり、第1の導体層3aの第2の導体層3bとの界面近傍に析出する。酸化物となったNiは、金属層である第2の導体層3bに拡散することはない。
本実施形態において、前記Niの酸化物の析出は第1の導体層3aと第2の導体層3bの界面に限られるものではない。例えば下地電極層3が3層以上の導体層から構成される場合には、2層目の導体層と3層目の導体層の界面近傍であってもよい、さらに上層の界面であってもよい。最上層下であれば任意である。なお、前記Niの酸化物の存在は、各種元素分析により確認することが可能である。
前述の構成において、2層目以降の導体層は、先の第1の実施形態の場合と異なり、Ag層に限定されない。Niの酸化物は、Pd等を含む導体層にも拡散することはできないからである。したがって、第2の導体層3b等、2層目以降の導体層については、Ag、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する導電材料(例えばAgPd合金等)により形成すればよい。勿論、Ag層であっても構わない。
以上の構成を有する本実施形態の電子部品(CR複合部品)においても、積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22がNiにより形成されているので、内部電極層22を貴金属により形成した場合に比べて製造コストを大幅に削減することが可能である。また、内部電極層22と接する第1の導体層3aがPd、Au、またはPtを含んでいるので、これら金属と内部電極層22を構成するNiとが一部置換され、良好な電気的接続状態が実現される。さらに、第1の導体層3a上に第2の導体層3bを形成し、その際にNiを酸化物とすることで抵抗体層4へのNiの拡散を防止するようにしているので、抵抗値変動(ESR変動)を抑えることが可能である。
次に、本実施形態のCR複合部品の製造方法について説明する。本実施形態のCR複合部品の製造において、第1の導体層3aの形成までは、先の第1の実施形態と同様である。すなわち、本実施形態においても、セラミック積層体である積層セラミックコンデンサの側面に内部電極層と接して第1導体前駆体層を形成する。第1導体前駆体層は、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する導電材料及びガラス成分を含む導電ペースト(例えばAgPdペースト等)により形成する。第1導体前駆体層は、非酸化雰囲気中で焼成(還元焼成)を行う。
次いで、第2導体前駆体層を形成するが、第2導体前駆体層はAg、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する導電材料及びガラス成分を含む導電ペースト(例えばAgPdペースト等)により形成する。第2導体前駆体層について、焼成を行うことで第2の導体層3bとするが、この第2導体前駆体層の焼成は酸素を含む雰囲気で行う。したがって、例えば第1導体前駆体層の場合と同様の脱バインダを行った後、還元処理は行わず、また焼き付けも酸素を含む雰囲気中(例えば大気中)で行う。
第2の導体層3bの焼き付けを酸素を含む雰囲気中で行うことで、第1の導体層3aに拡散されたNiが酸化され、第2の導体層3bさらには抵抗体層4へのNiの拡散が防止される。また、緻密な第1の導体層3aが既に形成された状態で第2の導体層3bの焼き付けを行うので、酸素を含む雰囲気中で焼き付けを行っても積層セラミックコンデンサ2の内部電極層22が酸化されることはない。
前記第2の導体層3bの形成の後、抵抗体層4や外部電極層5を形成するが、これらの形成方法は先の第1の実施形態と同様である。
以下、本発明の具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
(実施例1)
卑金属であるNi内部電極を有するチップコンデンサ(容量10μF±20%)の下地電極形成部分にAgPd合金(Pd30質量%含有)を導電金属材料とする導電ぺーストを印刷し、大気中350℃で脱バインダを行った。さらに、320℃で水素還元処理を行い、窒素中、950℃で焼き付けを行って第1の導体層を形成した。次に、第1の導体層上にAgペースト層を形成し、第1の導体層と同様、脱バインダ、水素還元処理、及び窒素中での焼き付けを行って第2の導体層(Ag層)を形成した。
これら第1の導体層及び第2の導体層からなる下地電極層を形成した後、抵抗体ペースト(Ru系酸化物メタルグレーズペースト)を下地電極層上に印刷し、大気中、850℃で焼成して抵抗体層を形成した。抵抗体ペーストの導電材料としてはCaRuOを用い、ガラス成分と導電材料の比率は20:80(体積比)とした。さらに、抵抗体層上にAgペーストを塗布、焼成してAg焼結層を形成するとともに、Ag焼結層上に湿式めっき法によりNiめっき膜及びSnめっき膜を形成した。
抵抗体層のシート抵抗の設計値を100Ω/□、1kΩ、10kΩとし、それぞれESRを実測した。その結果、抵抗体層のシート抵抗の設計値が100Ω/□である場合、ESR=16mΩ(計算値10mΩ)、1kΩである場合、ESR=112mΩ(計算値100mΩ)、10kΩである場合、ESR=1059mΩ(計算値1000mΩ)であり、計算値と良く一致していた。このことより、本実施例のCR複合部品では、抵抗体層の抵抗値変動が小さく抑えられていることがわかる。Ag層(第2の導体層)の形成によりNiの拡散が防止され、その結果、抵抗値変動が抑えられたものと考えられる。
また、抵抗体層のシート抵抗の設計値がいずれの場合においても、CR複合部品の容量Cの測定値は10μFであった。このことから、内部電極層や下地電極層が酸化されることなく、電極としての機能を維持していることがわかる。
(実施例2)
先の実施例1と同様、卑金属であるNi内部電極を有するチップコンデンサ(容量10μF±20%)の下地電極形成部分にAgPd合金(Pd30質量%含有)を導電金属材料とする導電ぺーストを印刷し、大気中350℃で脱バインダを行った。さらに、320℃で水素還元処理を行い、窒素中、950℃で焼き付けを行って第1の導体層を形成した。次に、第1の導体層上にAgPdペースト層を形成し、大気中で脱バインダを行った後、大気中で焼き付けを行って第2の導体層(AgPd層)を形成した。その後、抵抗体層と外部電極層(Ag焼結層、Niめっき膜、及びSnめっき膜)を形成したが、これらの形成方法は先の実施例1と同様である。
実施例1と同様、抵抗体層のシート抵抗の設計値を100Ω/□、1kΩ、10kΩとし、それぞれESRを実測した。その結果、抵抗体層のシート抵抗の設計値が100Ω/□である場合、ESR=14mΩ(計算値10mΩ)、1kΩである場合、ESR=106mΩ(計算値100mΩ)、10kΩである場合、ESR=1059mΩ(計算値1000mΩ)であり、計算値と良く一致していた。本実施例のCR複合部品においても、抵抗体層の抵抗値変動が小さく抑えられているが、これは第2の導体層の形成を酸素を含む雰囲気で行うことによりNiが酸化物となり、抵抗体層への拡散が防止された結果と考えられる。
また、抵抗体層のシート抵抗の設計値がいずれの場合においても、CR複合部品の容量Cの測定値は10μFであった。このことから、内部電極層や下地電極層が酸化されることなく、電極としての機能を維持していることがわかる。
(比較例1)
先の実施例1と同様、卑金属であるNi内部電極を有するチップコンデンサ(容量10μF±20%)の下地電極形成部分にAgPd合金(Pd30質量%含有)を導電金属材料とする導電ぺーストを印刷し、大気中350℃で脱バインダを行った。さらに、320℃で水素還元処理を行い、窒素中、950℃で焼き付けを行って第1の導体層を形成した。
次いで、第2の導体層を形成することなく、抵抗体層及び外部電極層(Ag焼結層、Niめっき膜、及びSnめっき膜)を形成した。これらの形成方法は先の実施例1と同様である。
実施例1と同様、抵抗体層のシート抵抗の設計値を100Ω/□、1kΩ、10kΩとし、それぞれESRを実測した。その結果、抵抗体層のシート抵抗の設計値が100Ω/□である場合、ESR=87mΩ(計算値10mΩ)、1kΩである場合、ESR=378mΩ(計算値100mΩ)、10kΩである場合、ESR=5801mΩ(計算値1000mΩ)であり、計算値と大きく相違していた。これは、内部電極層に含まれるNiが第1の導体層を通過して抵抗体層にまで拡散したことによるものと考えられる。なお、抵抗体層のシート抵抗の設計値がいずれの場合においても、CR複合部品の容量Cの測定値は10μFであり、内部電極層や下地電極層は電極としての機能は維持していた。
(比較例2)
卑金属であるNi内部電極を有するチップコンデンサ(容量10μF±20%)の下地電極形成部分にAgペースト層を形成し、脱バインダ、水素還元処理、及び窒素中での焼き付けを行って第1の導体層(Ag層)を形成した。次いで、第2の導体層を形成することなく、抵抗体層及び外部電極層(Ag焼結層、Niめっき膜、及びSnめっき膜)を形成した。これらの形成方法は先の実施例1と同様である。
実施例1と同様、抵抗体層のシート抵抗の設計値を100Ω/□、1kΩ、10kΩとし、それぞれESRの実測を試みたが、測定不能であった。また、容量Cについても測定不能であった。これは、第1の導体層をAg層としたことで、内部電極層のNiが第1の導体層へ拡散せず、内部電極層と下地電極層間の電気的接続が図れないことによるものと考えられる。なお、Ag層を2層形成した場合についても同様の結果であった。
(比較例3)
卑金属であるNi内部電極を有するチップコンデンサ(容量10μF±20%)の下地電極形成部分にAgペースト層を形成し、脱バインダ及び大気中での焼き付けを行って第1の導体層(Ag層)を形成した。次いで、第2の導体層を形成することなく、抵抗体層及び外部電極層(Ag焼結層、Niめっき膜、及びSnめっき膜)を形成した。これらの形成方法は先の実施例1と同様である。
実施例1と同様、抵抗体層のシート抵抗の設計値を100Ω/□、1kΩ、10kΩとし、それぞれESRの実測を試みたが、測定不能であった。また、容量Cについても測定不能であった。これは、第1の導体層の形成を酸素を含む雰囲気中で行ったため、内部電極層が酸化されて電極としての機能を失ったことによるものと考えられる。
CR複合部品の一例を示す概略断面図である。 CR複合部品の製造工程の一例を示す概略断面図であり、(a)は第1導体前駆体形成工程、(b)は第2導体前駆体形成工程、(c)は抵抗体層形成工程、(d)は外部電極層形成工程をそれぞれ示す。
符号の説明
1 CR複合部品、2 積層セラミックコンデンサ、3 下地電極層、3a 第1の導体層、3b 第2の導体層、4 抵抗体層、5 外部電極層、21 誘電体セラミック層、22 内部電極層

Claims (4)

  1. 積層セラミックコンデンサの内部電極と接続されて下地電極が形成されるとともに、当該下地電極上に抵抗体層及び外部電極が形成されてなる電子部品であって、
    前記積層セラミックコンデンサの内部電極がNiを含み、
    前記下地電極が複数の導体層から構成されており、前記内部電極と接する導体層がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有し、且つこの上に積層される導体層としてAg層を含むことを特徴とする電子部品。
  2. 積層セラミックコンデンサの内部電極と接続されて下地電極が形成されるとともに、当該下地電極上に抵抗体層及び外部電極が形成されてなる電子部品であって、
    前記積層セラミックコンデンサの内部電極がNiを含み、
    前記下地電極が複数の導体層から構成されており、少なくとも前記内部電極と接する導体層がPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有し、且つこれら導体層間の界面のうち少なくともいずれかの界面近傍にNiの酸化物が存在することを特徴とする電子部品。
  3. Niを含む内部電極を有する積層セラミックコンデンサの前記内部電極と接してPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第1の導体層を形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、
    前記第1の導体層上にAg層を第2の導体層として形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、
    抵抗体層及び外部電極を形成する工程と
    を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
  4. Niを含む内部電極を有する積層セラミックコンデンサの前記内部電極と接してPd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第1の導体層を形成し、非酸化雰囲気下で焼成する工程と、
    前記第1の導体層上にAg、Pd、Au、Ptから選ばれる少なくとも1種を含有する第2の導体層を形成し、酸素を含む雰囲気下で焼成する工程と、
    抵抗体層及び外部電極を形成する工程と
    を有することを特徴とする電子部品の製造方法。
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