JP2010251584A - 電子部品の外部電極形成方法 - Google Patents

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Toshihiro Harada
敏宏 原田
Jun Nishikawa
潤 西川
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Abstract

【課題】電子部品本体に割れや欠けが発生することなく、電子部品本体のコーナー部において十分な厚みを有する外部電極を形成することができる電子部品の外部電極形成方法を得る。
【解決手段】第1の定盤30の一方主面30a側において、突出部34の周囲の凹部32を満たすように、導電性ペースト40を供給する。電子部品本体としてのコンデンサ本体12の端面12aを突出部34の上面に押し当てて、端面12aのコーナー部20に導電性ペースト40を付着させる。コーナー部20に導電性ペースト40が付着したコンデンサ本体12の端面を第2の定盤に供給された導電性ペースト40に浸漬することにより、端面12aに導電性ペースト40を付与する。この導電性ペースト40を焼き付けることにより、コンデンサ本体12の端面12aに外部電極を形成する。
【選択図】図5

Description

この発明は、電子部品の外部電極形成方法に関し、特にたとえば、積層セラミックコンデンサなどのチップ型電子部品の端面に外部電極を形成するための電子部品の外部電極形成方法に関する。
近年、携帯電話や携帯音楽プレーヤーなどの小型携帯電子機器の市場が拡大している。これらの携帯電子機器では、小型化が進む一方で、高性能化も同時に進んでいる。これらの携帯電子機器には、多数のチップ型の電子部品が搭載されているが、チップ型電子部品についても、小型化、高性能化が要求されている。たとえば、積層セラミックコンデンサにおいては、小型化および大容量化が要求されている。
積層セラミックコンデンサは、内部電極と誘電体セラミック層とが交互に積層されたコンデンサ本体と、内部電極が交互に引き出されたコンデンサ本体の両端面に形成された外部電極とで構成される。このような積層セラミックコンデンサを得るために、セラミックグリーンシート上に複数の内部電極のパターンを形成したのち、セラミックグリーンシートを積層・圧着することにより、マザー積層体が形成される。このマザー積層体をカットして焼成することによりコンデンサ本体が得られ、このコンデンサ本体の端面に外部電極を形成することによって、積層セラミックコンデンサが形成される。
このような積層セラミックコンデンサを小型化・大容量化する手段としては、内部電極の有効面積を広くすることが有効である。しかしながら、積層セラミックコンデンサを量産する際に、セラミックグリーンシートの積層ずれやカットずれを考慮して、内部電極とコンデンサ本体側面とのサイドマージンや、内部電極とコンデンサ本体端面とのエンドマージンをある程度確保する必要がある。そのため、積層セラミックコンデンサにおいて、内部電極の有効面積を広げることには制約がある。
所定のマージンを確保しながら内部電極の有効面積を広げるためには、セラミック層の面積を広くする必要があるが、決められた寸法規格内でセラミック層の面積を広げることには限界がある。なお、積層セラミックコンデンサの寸法規格には、外部電極も含まれるため、外部電極の厚みも、セラミック層の面積を広げることに対する妨げとなる。
通常、積層セラミックコンデンサの外部電極は、コンデンサ本体端部に導電性ペーストを塗布し、焼き付けることによって形成されている。導電性ペーストの塗布方法としては、ペースト槽にコンデンサ本体端部を浸漬して引き上げるという方法が主流である。ところが、この方法で導電性ペーストを薄く付着させようとすると、コンデンサ本体端面の中央部に比べてコンデンサ本体のコーナー部における導電性ペーストの厚みが薄くなりやすい。この場合、導電性ペースト塗布後から焼き付けまでのハンドリング時に部品どうしが接触すると、その摩擦力の影響により導電性ペーストの密着力が低下し、焼き付け後の外部電極がコンデンサ本体から剥がれてしまうという問題があった。また、コンデンサ本体のコーナー部における導電性ペーストの厚みが薄いことにより、外部電極のシール性が低下し、部品の信頼性が低下するという問題があった。
そこで、図10に示すように、錐形状空隙部1が形成された塗布治具2を用いる方法が提案されている。この場合、図11に示すように、錐形状空隙部1の内側面に導電性ペースト3を塗布し、コンデンサ本体4の端面のコーナー部を導電性ペースト3に当接させることにより、コンデンサ本体4のコーナー部に導電性ペースト3が付与される。そして、従来の方法と同様にして、コーナー部に導電性ペースト3が付着したコンデンサ本体4の端面を導電性ペースト槽に浸漬し、コンデンサ本体4の端面に導電性ペーストを塗布することにより、コンデンサ本体4のコーナー部における導電性ペーストの厚みを確保することができる(特許文献1参照)。
特開2004−103927号公報
しかしながら、錐形状空隙部を有する塗布治具を用いる場合、重力によって導電性ペーストが流動することにより、錐形状空隙部の内側面における導電性ペーストの厚みにばらつきが生じる恐れがある。そのため、コンデンサ本体のコーナー部に付着する導電性ペーストの厚みについても、ばらつきが生じる可能性がある。また、コンデンサ本体に導電性ペーストを塗布する際に、錐形状空隙部の内側壁面とコンデンサ本体のコーナー部とが接触する可能性がある。その場合、コンデンサ本体のコーナー部にかかる局所的応力によって、コンデンサ本体が欠けたり、割れたりする可能性がある。
それゆえに、この発明の主たる目的は、コンデンサ本体などのような電子部品本体に割れや欠けが発生することなく、電子部品本体のコーナー部に付着する導電性ペーストの厚みのばらつきを小さくして、コーナー部における厚みが十分な外部電極を形成することができる電子部品の外部電極形成方法を提供することである。
この発明は、互いに対向する端面を有する電子部品本体を準備する工程と、一方主面および他方主面を有し、一方主面に複数の突出部を備える第1の定盤を準備する工程と、突出部の周囲を満たすようにして第1の定盤の一方主面に導電性ペーストを供給する工程と、第1の定盤の一方主面の法線方向からみたとき、端面のコーナー部が突出部の上面と重ならないようにして、電子部品本体の端面を第1の定盤の突出部上面に押し当てて端面のコーナー部を導電性ペーストに接触させることにより、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させる工程とを含む、電子部品の外部電極形成方法である。
第1の定盤の突出部の周囲に導電性ペーストを供給し、電子部品本体の端面のコーナー部が突出部の上面に重ならないようにして、突出部の上面に電子部品本体の端面を押し当てることにより、電子部品本体の端面のコーナー部を導電性ペーストに接触させることができる。それにより、電子部品本体の端面のコーナー部に、ほぼ一定量の導電性ペーストを付着させることができる。このとき、電子部品本体の端面のコーナー部が第1の定盤の突出部に当たることはなく、第1の定盤によるコーナー部の破損を防止することができる。このように、あらかじめコーナー部にほぼ一定量の導電性ペーストを付着させておくことにより、電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させたとき、端面のコーナー部における導電性ペーストの厚みが薄くなることを防止することができる。
このような電子部品の外部電極形成方法において、電子部品本体を第1の定盤の突出部上面に押し当てたとき、突出部が沈み込んで電子部品本体の端面のコーナー部が導電性ペーストに接触することにより、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させてもよい。
第1の定盤の一方主面上において、突出部の高さより導電性ペーストの表面の高さが低い場合、突出部が沈み込むようにしておくことにより、電子部品本体を突出部の上面に押し当てたときに、突出部が沈み込んで、電子部品本体の端面のコーナー部を導電性ペーストに接触させることができる。
さらに、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させる工程の後に、一方主面および他方主面を有する第2の定盤を準備する工程と、第2の定盤の一方主面に導電性ペーストを供給する工程と、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させた電子部品本体を第2の定盤の一方主面上の導電性ペーストに浸漬することにより、電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させる工程を含むものであってもよい。
あらかじめ端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させた電子部品本体を第2の定盤上の導電性ペーストに浸漬することにより、端面のコーナー部における導電性ペーストの厚みが薄くならないように、電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させることができる。
電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させるために、第1の定盤を第2の定盤として使用し、突出部の高さを超えるように導電性ペーストを第1の定盤の一方主面に供給して、突出部の上面に電子部品本体の端面を押し当てるようにして電子部品本体を導電性ペーストに浸漬させることにより、電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させてもよい。
電子部品本体の端面に導電性ペーストを付与するための第2の定盤として、突出部を有する第1の定盤を用いることができる。この場合、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させたのち、突出部の高さを超えるように導電性ペーストを第1の定盤の一方主面に供給することにより、第1の定盤を第2の定盤として使用することができる。これにより、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させるときと、電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させるときとで、定盤を取り換える必要がなくなり、製造効率を向上させることができる。
この発明によれば、電子部品本体の端面のコーナー部において、導電性ペーストの厚みが薄くならないため、導電性ペースト付着後のハンドリング時における電子部品本体どうしの摩擦などの影響が少なく、導電性ペーストを焼き付けることにより、剥がれにくい外部電極を得ることができる。また、電子部品本体の端面のコーナー部における厚みが薄くならないように導電性ペーストを付着させることができるため、この導電性ペーストを焼き付けることにより、電子部品本体の端面のコーナー部における厚みが十分な外部電極を形成することができる。そのため、外部電極のシール性が良好であり、部品の信頼性を向上させることができる。しかも、電子部品本体の端面のコーナー部が導電性ペースト塗布用の治具に当たらないため、電子部品本体に割れや欠けが発生する可能性を少なくすることができる。
この発明の上述の目的,その他の目的,特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための最良の形態の説明から一層明らかとなろう。
この発明の方法によって外部電極が形成される電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。 図1に示す積層セラミックコンデンサの断面図解図である。 第1の定盤の一方主面を示す平面図である。 図3に示す第1の定盤の線A−Aにおける断面図解図である。 第1の定盤に導電性ペーストを供給して、コンデンサ本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させる工程を示す図解図である。 第1の定盤の突出部にコンデンサ本体を押し当てるときの位置関係を示す図解図である。 コンデンサ本体の端面のコーナー部に導電性ペーストが付着した状態を示す図解図である。 第2の定盤の一方主面に導電性ペーストを供給して、コンデンサ本体の端面に導電性ペーストを付着させる工程を示す図解図である。 第2の定盤として第1の定盤を用いることにより、コンデンサ本体の端面に導電性ペーストを付着させる工程を示す図解図である。 従来の外部電極の形成方法に用いられる導電性ペーストの塗布治具の一例を示す斜視図である。 図10に示す塗布治具を用いて、コンデンサ本体に導電性ペーストを塗布する工程を示す図解図である。
図1は、この発明の方法によって外部電極が形成される電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサを示す斜視図である。積層セラミックコンデンサ10は、電子部品本体としてのコンデンサ本体12を含む。コンデンサ本体12は、たとえば略直方体状に形成される。コンデンサ本体12は、図2に示すように、複数のセラミック層14と複数の内部電極16とが交互に積層された構成を有する。複数の内部電極16は、コンデンサ本体12の内部で互いに対向し、隣接する内部電極16が交互にコンデンサ本体12の対向する2つの端面12aに引き出される。
セラミック層14の材料としては、たとえばBaTiO3,CaTiO3,SrTiO3,CaZrO3などを主成分とする誘電体セラミックを用いることができる。また、これらの主成分に、Mn化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物などの副成分を添加したものを用いてもよい。また、内部電極16の材料としては、たとえばNi,Cu,Ag,Pd,Ag−Pd合金,Auなどを用いることができる。セラミック層14は、たとえば0.5〜10μmの厚さとなるように形成される。また、内部電極16は、たとえば0.5〜2.0μmの厚さとなるように形成される。
コンデンサ本体12の端面12aと側面12bとの間および2つの側面12bの間の稜線部分や角部は面取りされ、端面12aや側面12bの間に丸みを帯びた面取り部12cが形成される。コンデンサ本体12の端面12aには、側面12bに回り込むようにして、外部電極18が形成される。外部電極18は、コンデンサ本体12の端面12aに引き出された内部電極16に電気的に接続される。したがって、コンデンサ本体12の対向する2つの端面12aに形成された外部電極18間に、静電容量が形成される。
このような積層セラミックコンデンサ10を作製するために、セラミックグリーンシートおよび内部電極用導電性ペーストが準備される。セラミックグリーンシートや導電性ペーストには、バインダおよび溶剤が含まれるが、公知の有機バインダや有機溶剤を用いることができる。セラミックグリーンシート上に、たとえばスクリーン印刷などによって、所定のパターンで導電性ペーストを印刷することにより、内部電極パターンが形成される。
内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートが所定枚数積層され、それを挟むようにして、内部電極パターンなどが形成されていない外層用セラミックグリーンシートが所定枚数積層されて、マザー積層体が作製される。マザー積層体は、必要に応じて、静水圧プレスなどの手段により積層方向に圧着される。
次に、マザー積層体が所定のサイズにカットされ、生のコンデンサ本体が形成される。そして、生のコンデンサ本体をたとえば900〜1300℃で焼成することにより、セラミック層14と内部電極16とが積層されたコンデンサ本体12が形成される。必要に応じて、コンデンサ本体12にバレル研磨などの研磨処理が施され、内部電極16が端面12aに露出させられるとともに、面取り部12cが形成される。
コンデンサ本体12の端面12aに外部電極18を形成するために、第1の定盤30が準備される。第1の定盤30は、図3および図4に示すように、たとえば一方主面30aと他方主面30bとを有する矩形状に形成される。第1の定盤30の一方主面30aには凹部32が形成され、凹部32の底面から第1の定盤30の一方主面30aの法線方向に向かって延びる複数の突出部34が形成される。
第1の定盤30は、たとえばステンレス鋼、アルミニウム、樹脂などの材料を用いて形成される。第1の定盤30は、たとえば1cm〜10cm程度の厚みとなるように形成されることが好ましい。また、突出部34の長さは、たとえば10〜500μm程度となるように形成されることが好ましい。突出部34は、その上面が押されたときに、少し沈み込むように形成されることが好ましい。そのために、たとえば突出部34を弾性体で形成することができる。また、突出部34が剛体で形成されていても、第1の定盤30の他の部分が弾性体で形成されていれば、突出部34の沈み込みは可能である。
突出部34の形状は、コンデンサ本体12の端面12aの形状に合わせて、円柱状または楕円柱状に形成される。コンデンサ本体12の端面12aの形状が正方形である場合、突出部34の円直径は、コンデンサ本体12の端面12aの幅の1.2倍程度であることが好ましい。たとえば、長さ1.6mm、幅および高さが0.8mmのコンデンサの場合、突出部34の円半径は0.40〜0.55mmに設定される。コンデンサ本体12の端面12aの形状が長方形である場合、突出部34の円直径は、コンデンサ本体12の端面12aの長い方の寸法と同じ程度であればよい。
次に、図5に示すように、第1の定盤30の一方主面30a側において、凹部32に導電性ペースト40が供給される。導電性ペースト40は、第1の定盤30の突出部34の高さを超えない程度の深さで、突出部34の周囲を満たすように供給される。
第1の定盤30に導電性ペースト40が供給されたのち、突出部34の端面に、コンデンサ本体12の端面12aが押し当てられる。このとき、図6に示すように、第1の定盤30の一方主面の法線方向からみて、突出部34の上面の中心とコンデンサ本体12の端面12aの中心とが重なるように配置される。ここで、コンデンサ本体12の端面12aの寸法に対応して突出部34の円径を設定しておくことにより、コンデンサ本体12の端面12aの周囲における面取り部12cの大部分が突出部34の上面に配置され、これらの面取り部12cに挟まれた4つのコーナー部20が突出部34からはみ出した状態となる。この状態で、コンデンサ本体12を突出部34に押し当てることにより、突出部34が沈み込んで、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20が導電性ペースト40に接触し、図7に示すように、端面12aのコーナー部20にほぼ一定量の導電性ペースト40が付着する。
なお、第1の定盤30の突出部34は、必ずしも沈み込むように形成される必要はない。たとえば、導電性ペースト40の表面張力により、導電性ペースト40の表面が突出部34の上面より高い位置にある場合、コンデンサ本体12の端面12aを押し当てたときに、突出部34が沈み込まなくても、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20に導電性ペースト40を付着させることができる。また、突出部34の上面を導電性ペースト40が覆っていても、突出部34上における導電性ペースト40の厚みが薄いものであれば、コンデンサ本体12の端面12aに導電性ペースト40が薄く付着するものの、端面12aのコーナー部20に十分な量の導電性ペースト40を付着させることができる。このように、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20に十分な量の導電性ペースト40を付着させることができるのであれば、端面12aへの導電性ペースト40の付着の有無は問題とならない。
コーナー部20に導電性ペースト40が付着したコンデンサ本体12の端面12aに導電性ペースト40を付与するため、第2の定盤50が準備される。第2の定盤50は、図8に示すように、平面状の一方主面および他方主面を有する。第2の定盤50の一方主面に、所定の厚みで導電性ペースト40が供給される。この導電性ペースト40に、コンデンサ本体12を保持するための治具52を用いて、コーナー部20に導電性ペースト40が付着したコンデンサ本体12が浸漬され、その端面12aに導電性ペースト40が付着させられる。このとき、すでにコンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20にほぼ一定量の導電性ペースト40が付着しているため、このコーナー部20における導電性ペースト40の厚みが薄くならないように導電性ペースト40をコンデンサ本体12の端面12aに付着させることができる。また、コンデンサ本体12のコーナー部20だけでなく、端面12aにも薄く導電性ペースト40が付着している場合には、第2の定盤50を用いた導電性ペースト40の付与により、コンデンサ本体12の端面12aに十分な量の導電性ペースト40を付着させることができる。そして、コンデンサ本体12の端面12aに付着した導電性ペースト40を焼き付けることにより、外部電極18が形成される。
この外部電極18の形成方法においては、あらかじめコンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20に導電性ペースト40を付着させたのちに、端面12aに導電性ペースト40が付与されるため、コーナー部20において、必要な厚みを有する導電性ペースト40を得ることができる。それにより、導電性ペースト40を付与した後のハンドリング時において、部品どうしの接触による摩擦などの影響で導電性ペースト40の密着力が低下することを防止することができる。そのため、焼付け後の外部電極18が、コンデンサ本体12から剥がれにくくなる。
また、この方法によれば、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部における導電性ペースト40の厚みが薄くならないため、これを焼き付けることにより、コーナー部における厚みが十分な外部電極18を形成することができる。そのため、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20において、外部電極18のシール性が低下せず、信頼性の高い積層セラミックコンデンサ10を得ることができる。さらに、この方法では、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20が第1の定盤30に当接されないため、コーナー部20が局部的に割れたり欠けたりする可能性が少ない。このように、この外部電極18の形成方法を採用することにより、コーナー部における厚みが十分な外部電極18が形成されるとともに、信頼性の高い積層セラミックコンデンサ10を得ることができる。
なお、第2の定盤として、突出部34を有する第1の定盤30を用いることができる。この場合、図9に示すように、突出部34の上面より高い位置まで、導電性ペースト40が供給される。そして、コーナー部20に導電性ペースト40が付着したコンデンサ本体12の端面12aが、第1の定盤30の突出部34の上面に押し当てられたのち、引き上げられる。それにより、コンデンサ本体12の端面12aに導電性ペースト40が付着し、これを焼き付けることにより、コーナー部における厚みが十分な外部電極18を形成することができる。このように、第2の定盤として、突出部34を有する第1の定盤を用いることにより、コンデンサ本体12の端面12aのコーナー部20に導電性ペースト40を付着させたのち、定盤を取り換える必要がなくなり、製造効率を向上させることができる。
また、上述の例では、積層セラミックコンデンサ10を作製するために、コンデンサ本体12の端面12aに導電性ペースト40を付着させる例について説明してきたが、この発明の外部電極形成方法は、他の電子部品についても適用することができる。たとえば、PZT系セラミックなどの圧電体セラミックを用いた圧電部品や、スピネル系セラミックなどの半導体セラミックを用いたサーミスタなどに、この発明の方法を適用することができる。また、セラミック層に限らず、樹脂層を用いた電子部品にもこの方法を適用することができる。このような電子部品の例としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの樹脂フィルム上に金属箔や蒸着により内部電極パターンを形成し、それらを積層した電子部品本体を用いたチップ型のフィルムコンデンサなどがある。
これらの電子部品についても、一方主面に突出部を有する第1の定盤を用いて、電子部品本体の端面のコーナー部に導電性ペーストを付着させ、さらに第2の定盤を用いて電子部品本体の端面に導電性ペーストを付着させることにより、コーナー部における厚みが薄くならないようにして、導電性ペーストを電子部品本体に付着させることができる。そのため、電子部品本体の端面のコーナー部における厚みが十分な外部電極を形成することができ、しかも電子部品本体に割れや欠けが発生しにくくなる。
10 積層セラミックコンデンサ
12 コンデンサ本体
14 セラミック層
16 内部電極
18 外部電極
20 コーナー部
30 第1の定盤
34 突出部
40 導電性ペースト
50 第2の定盤

Claims (4)

  1. 互いに対向する端面を有する電子部品本体を準備する工程、
    一方主面および他方主面を有し、前記一方主面に複数の突出部を備える第1の定盤を準備する工程、
    前記突出部の周囲を満たすようにして前記第1の定盤の前記一方主面に導電性ペーストを供給する工程、および
    前記第1の定盤の前記一方主面の法線方向からみたとき、前記端面のコーナー部が前記突出部の上面と重ならないようにして、前記電子部品本体の前記端面を前記第1の定盤の前記突出部上面に押し当てて前記端面の前記コーナー部を前記導電性ペーストに接触させることにより、前記電子部品本体の前記端面の前記コーナー部に前記導電性ペーストを付着させる工程を含む、電子部品の外部電極形成方法。
  2. 前記電子部品本体を前記第1の定盤の前記突出部上面に押し当てたとき、前記突出部が沈み込んで前記電子部品本体の前記端面の前記コーナー部が前記導電性ペーストに接触することにより、前記電子部品本体の前記端面の前記コーナー部に前記導電性ペーストを付着させる、請求項1に記載の電子部品の外部電極形成方法。
  3. 前記電子部品本体の前記端面の前記コーナー部に前記導電性ペーストを付着させる工程の後に、
    一方主面および他方主面を有する第2の定盤を準備する工程、
    前記第2の定盤の前記一方主面に導電性ペーストを供給する工程、および
    前記電子部品本体の前記端面の前記コーナー部に前記導電性ペーストを付着させた前記電子部品本体を前記第2の定盤の前記一方主面上の前記導電性ペーストに浸漬することにより、前記電子部品本体の前記端面に前記導電性ペーストを付着させる工程を含む、請求項1または請求項2に記載の電子部品の外部電極形成方法。
  4. 前記第1の定盤を前記第2の定盤として使用し、前記突出部の高さを超えるように前記導電性ペーストを前記第1の定盤の前記一方主面に供給して、前記突出部の上面に前記電子部品本体の前記端面を押し当てるようにして前記電子部品本体を前記導電性ペーストに浸漬させることにより、前記電子部品本体の前記端面に前記導電性ペーストを付着させる、請求項3に記載の電子部品の外部電極形成方法。
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