JP2011129688A - 電子部品及び端子電極 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンダとの密着性に優れ、薄型化することが可能な電子部品を提供すること。
【解決手段】セラミック素体１０と、該セラミック素体１０上に端子電極２０とを備える電子部品１００であって、端子電極２０は、セラミック素体１０側から、セラミック素体１０に接しニッケル及びガラスを含む下地層と、該下地層に接しスズを含む表面層と、を有する電子部品１００。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品及びそれに備えられる端子電極に関する。

フェライトコアや積層型電子部品に設けられる端子電極は、低融点である銀や銅からなる下地層を形成し、当該下地層上に複数のめっき層を設けることによって作製される。このような端子電極は、各種情報機器用の基板に、ハンダを用いて実装されるため、良好なハンダ付け性を有することが求められる。このため、端子電極の表面には、通常スズめっき層が設けられる。

このスズめっき層やハンダに含まれる元素が、電子部品を実装する際にフェライトコアや積層型電子部品のセラミック素体部分に拡散するのを防止するために、スズめっき層と下地層の間には、拡散防止層が設けられる。この拡散防止層としては、例えばニッケルめっき層が用いられる。このように、端子電極は、通常、３層以上で構成される積層構造を有している。例えば、特許文献１では、フェライトコアに設けられる端子電極を、銀、銀合金又は銅からなる金属層の上に、Ｎｉ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ等のめっき皮膜を形成して端子電極を製造することが提案されている。

近年、電子機器は一層の小型化が求められており、それに伴ってフェライトコアや積層型電子部品等の電子部品も薄型にすることが求められている。また、電子機器の高機能化及び高品質化も進んでおり、電子部品の性能の向上に対する要求も益々高くなっている。このため、電子部品は、セラミック等の素材の有する特性を十分に活用することが求められる。

特開平１０−１７２８３２号公報

電子機器における端子電極の薄型化を図るためには、例えば、下地層を拡散防止層にすることによって、２層構造とすることが考えられる。しかしながら、元素の拡散防止機能を有する金属成分は通常高融点であるため、そのような金属を焼成して下地層を作製すると、熱によってセラミック素体の性能が低下してしまうことが懸念される。また、スズめっき層を有しない構造とした場合、ハンダのぬれ性が低下し、ハンダとの良好な密着性が損なわれてしまうことが懸念される。

一方、拡散防止層を形成せずに、端子電極を下地層とスズめっき層のみの構造とした場合は、スズめっき層やハンダに含まれる金属元素がセラミック素体へ拡散してしまい、セラミック素体の性能低下を抑制することが困難となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ハンダとの密着性に優れ、薄型化することが可能な端子電極及び電子部品を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、セラミック素体と、該セラミック素体上に端子電極とを備える電子部品であって、端子電極は、セラミック素体側から、セラミック素体に接しニッケル及びガラスを含む下地層と、該下地層に接しスズを含む表面層と、を有する電子部品を提供する。

本発明の電子部品は、端子電極における下地層が拡散防止機能を有するニッケルを含んでいるため、実装のためにハンダづけする際に、ハンダや表面層からセラミック素体への元素の拡散を十分に抑制することができる。また、端子電極の表面層がスズを含有しているため、ハンダとの密着性にも優れる。さらに、本発明の電子部品は、端子電極を下地層と表面層の２層構造にすることが可能であるため、十分に薄くすることができる。

また、本発明では、電子部品用のセラミック素体上に設けられる端子電極であって、セラミック素体側から、セラミック素体に接しニッケル及びガラスを含む下地層と、該下地層に接しスズを含む表面層と、を備える端子電極を提供する。

本発明の端子電極は、下地層が拡散防止機能を有するニッケルを含んでいるため、実装のためにハンダづけする際に、ハンダや表面層からセラミック素体への元素の拡散を十分に抑制することができる。また、下地層がニッケルとともにガラスを含んでいるため、低温で焼成して形成しても、セラミック素体との密着性に優れる。このため、焼成温度を低減することによって、セラミック素体の性能を十分に維持することができる。また、表面層がスズを含有しているため、ハンダとの密着性にも優れる。さらに、本発明の端子電極は、下地層と表面層の２層構造にすることが可能であるため、十分に薄くすることができる。

本発明によれば、ハンダとの密着性に優れ、薄型化することが可能な端子電極及び電子部品を提供することができる。

本発明の電子部品の好適な一実施形態であるセラミックコアの斜視図である。 本発明の電子部品の好適な一実施形態であるセラミックコアの模式断面図である。 本発明の電子部品の好適な一実施形態であるコイル部品の模式断面図である。 本発明の電子部品の好適な一実施形態である積層セラミックコンデンサの斜視図である。 本発明の電子部品の好適な一実施形態である積層セラミックコンデンサの模式断面図である。

以下、場合により図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図面において、同一又は同等の要素には同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のセラミックコアの斜視図である。セラミックコア１００は、図１に示すようにドラム形状を有している。

図２は、図１のセラミックコアのＩＩ−ＩＩ線における模式断面図である。セラミックコア１００は、図１及び図２に示すように、巻芯部１２と、当該巻芯部１２の軸方向の両端に形成された一対の鍔部１４とを有するドラム形状のセラミック素体１０と、該セラミック素体１０の一方の鍔部１４上に設けられる一対の端子電極２０とを備える。

図１及び図２に示すように、セラミック素体１０の巻芯部１２及び鍔部１４は、ともに円柱形状を有しており、巻芯部１２と鍔部１４とは、一体的に形成されている。一対の端子電極２０は、それぞれセラミック素体１０の鍔部１４における周側面１６の一部と端面１８の一部を覆うように設けられている。端子電極２０は、セラミック素体１０側から、下地層２２と表面層２４とが積層された積層構造を有している。下地層２２は、セラミック素体１０及び表面層２４と接触している。

下地層２２は、ニッケルとガラスとを含んでおり、ニッケルの含有率は、ニッケルとガラスとの合計を基準として、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは７０〜９５質量％、さらに好ましくは８０〜９３質量％である。ニッケルの含有率が高くなり過ぎると、下地層２２の焼成温度が高くなる傾向、及び下地層２２とセラミック素体１０との優れた密着性が損なわれる傾向にある。一方、ニッケルの含有率が低くなり過ぎると、下地層２２の拡散防止機能が損なわれる傾向にある。

ニッケルは、金属単体として含まれていてもよく、ニッケルを含む合金（以下、「ニッケル合金」という）として含まれていてもよい。ニッケル合金としては、Ｎｉと、Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ及びＮｂから選ばれる少なくとも一種の金属元素との合金が挙げられる。このような合金を用いても、ハンダや表面層２４からセラミック素体１０への金属元素の拡散を、十分に抑制することができる。また、ニッケル合金を用いることによって、下地層２２の焼成温度、焼成時の収縮挙動、及び焼成時の線膨張係数等を調整することができる。

ガラスは、通常の市販のガラス粉末を焼成して得られるものであり、軟化温度が好ましくは７００℃以下、より好ましくは６００℃以下である。軟化温度の低いガラス粉末を用いることによって、下地層２２を形成する際の焼成温度を低くすることが可能となり、ニッケル又はニッケル合金の酸化やセラミック素体１０の性能低下を十分に抑制することができる。ガラス粉末は、後述する表面処理工程におけるブラスト性を良好にする観点から、アルカリ金属酸化物を含むガラスからなるものであることが好ましい。

下地層２２の厚みは、好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、さらに好ましくは３〜８μｍである。下地層２２の厚みが小さくなり過ぎると、表面層２４からの元素拡散を十分に抑制することが困難になる傾向にある。一方、下地層２２の厚みが大きくなり過ぎると、端子電極２０の厚みが大きくなり、セラミックコア１００が大型化する傾向にある。

表面層２４はスズを含む層であり、スズの含有率は、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。このように表面層２４は、スズを主成分とする層であるため、端子電極２０はハンダとの密着性に優れており、また、良好なハンダぬれ性を有する。なお、表面層２４に含まれるスズは、スズ単体であってもよく、スズとスズとは異なる金属との合金（以下、「スズ合金」という）であってもよい。ハンダとの密着性及びハンダぬれ性を一層向上する観点から、表面層２４はスズ皮膜又はスズ合金皮膜からなる層であることが好ましい。

スズ合金としては、Ｓｎと、Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｄ，Ａｇ及びＣｕから選ばれる少なくとも一種の金属元素との合金が挙げられる。このようなスズ合金を用いることによって、ハンダのぬれ性、及びハンダとの密着性を一層向上させることができる。同様の観点から、スズ合金のうち、ハンダ用金属と同様の組成を有する成分がより好ましく、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕが特に好ましい。

表面層２４の厚みは、好ましくは０．２〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜６μｍである。表面層２４の厚みが小さくなり過ぎると、ハンダぬれ性やハンダとの優れた密着性が損なわれる傾向にある。一方、表面層２４の厚みが大きくなり過ぎると、端子電極２０の厚みが大きくなり、セラミックコア１００が大型化する傾向にある。

端子電極２０は、セラミック素体１０側から、ニッケル及びガラスを含む下地層２２と、スズを含む表面層２４とが順次積層された構造を有していることから、ハンダや表面層２４からセラミック素体１０への元素拡散を十分に抑制することができ、セラミック素体１０の性能低下を十分に抑制することができる。また、ハンダぬれ性、並びにハンダ及びセラミック素体１０との密着性にも優れる。

端子電極２０は、セラミックコア用のセラミック素体１０上に、セラミック素体１０に接触するように下地層２２が設けられ、当該下地層２２に接触するように表面層２４が形成されることによって、構成されている。このように端子電極２０は２層構造を有しているため、厚みを十分に薄くすることができる。端子電極２０の厚みＴ１は、好ましくは０．７〜４０μｍ、より好ましくは３〜２０μｍ、さらに好ましくは５〜１５μｍである。

次に、端子電極２０の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、セラミックコア１００用のセラミック素体１０を作製する準備工程と、ニッケルとガラスとを含むペーストを、セラミック素体１０の上に塗布する塗布工程と、セラミック素体１０の上のペーストを焼成して下地層２２を形成する焼成工程と、下地層２２の表面をブラストする表面処理工程と、下地層２２の上に、スズを含む表面層２４を形成して、下地層２２が表面層２４によって被覆された端子電極２０を得る製膜工程と、を有する。この製造方法は、電子部品の一種である、セラミック素体１０と該セラミック素体１０の上に端子電極２０とを備えるセラミックコア１００の製造方法でもある。以下、適宜図面を参照しつつ各工程の詳細について説明する。

準備工程では、セラミックコア用のセラミック素体１０を作製する。このセラミック素体１０は、公知の方法で作製することができる。例えば、セラミックコア１００がフェライトコアである場合、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、又はＭｎ−Ｚｎ系のフェライト粉末、バインダ及び添加物を配合して混合し、必要に応じて加熱して造粒する。得られた造粒粉をプレス成形して成形体を作製し、所定の温度に加熱して脱脂した後、焼成してフェライトコア用のセラミック素体１０を作製することができる。焼成温度は、例えば１０００〜１２００℃、焼成時間は、例えば１〜３時間に設定することができる。なお、セラミックコア１００が非磁性体コアである場合は、例えばアルミナ等の粉末を用いて公知の方法でセラミック素体１０を作製することができる。

塗布工程では、セラミック素体１０の上に、ニッケル粉末又はニッケル合金粉末とガラス粉末とを含むペーストを塗布する。ここで用いるペーストは、上述の粉末の他に、バインダ及び溶剤を配合して調製することができる。バインダとしては、アクリル、ブチラール、又はポリビニルアルコール等の樹脂を用いることができる。溶剤としては、エタノール、キシレン、ブチルカルビトール又はターピネオール等を用いることができる。

ニッケルは、表１に示すとおり、拡散防止機能を有すると考えられる金属の中で、最も融点が低いため、ガラス粉末を用いることとの相乗作用によって、下地層２２形成時の焼成温度を十分に低減することができる。このように、ニッケル粉末又はニッケル合金粉末を用いることによって、金属元素の拡散や熱によるセラミック素体１０の性能低下を十分に抑制することができる。また、ニッケルは比較的低い電気抵抗率を有するため、端子電極の導電性の向上にも寄与する。

ペーストの調製に用いるガラス粉末に特に制限はないが、軟化温度が好ましくは７００℃以下、より好ましくは６００℃以下のものが好ましい。このように軟化温度の低いガラス粉末を用いることによって、焼成温度を低くすることが可能となり、ニッケルの酸化やセラミック素体１０の性能低下を十分に抑制することができる。

本製造方法は、塗布工程と焼成工程の間に、セラミック素体の上に塗布したペーストを加熱して脱脂する脱脂工程を有することが好ましい。脱脂工程では、ペーストに含まれるバインダを大気中で燃焼することによって除去する。脱脂工程における加熱温度は、バインダの種類によって異なり、例えば３００〜５００℃であることが好ましい。

焼成工程では、セラミック素体１０の上のペーストを焼成して下地層２２を形成する。焼成時の雰囲気は、必要に応じて例えば窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気とし、焼成温度は、ペーストに含まれるガラス粉末の軟化温度以上とする。具体的には、焼成温度は、好ましくは５００〜７００℃、より好ましくは５５０〜６５０℃とする。焼成時間は、好ましくは０．１〜１０時間、より好ましくは０．５〜５時間とする。このような焼成条件で焼成することによって、熱や元素拡散によるセラミック素体１０の性能低下を抑制しつつ、密着性に優れる下地層２２を形成することができる。焼成温度が高過ぎると、セラミック素体１０と下地層２２との界面付近における残留応力が大きくなり、セラミック素体１０のクラックの発生、または密着性の低下が生じ易くなる傾向にある。一方、焼成温度が低過ぎると、下地層２２の焼結が十分に進行せず、下地層２２とセラミック素体１０との密着性が損なわれる傾向にある。

表面処理工程では、下地層２２の表面をブラストする。本実施形態の製造方法では、ガラス粉末とニッケル粉末等とを含むペーストを焼成して下地層２２を形成しているため、焼成条件に応じて、下地層２２の表面にガラスが析出するガラス浮きが発生して、下地層２２と表面層２４との優れた密着性が損なわれる場合がある。そこで、表面処理工程によって、下地層２２の表面に存在するガラスをブラストすれば、下地層２２と表面層２４との密着性を向上することができる。下地層２２の表面全体を基準として、ガラスによって被覆される面積は、密着性及び電気導通性の向上の観点から、好ましくは１０％以下である。ブラストの方法は特に制限されず、例えば金属粒子を下地層２２の表面に衝突させることによって、下地層２２の表面にあるガラスを排除することができる。

上述のブラストによって、下地層２２の表面を粗化することができる。これによって、下地層２２と表面層２４との密着性を向上することができる。下地層２２の表面粗さは、好ましくはＲａ（中心線平均粗さ）で０．３〜５μｍである。Ｒａが０．３μｍ以下であると、下地層２２と皮膜２４との密着性向上の効果が不十分となる傾向にある。一方、Ｒａが５μｍ以上であると、下地電極層の２３の連続性が損なわれ易くなる傾向にある。

下地層２２の構造は、皮膜２４側の表面のガラス被覆面積が全表面の１０％以下であり、且つ表面粗さがＲａで０．３〜５μｍであることが好ましい。ブラストの条件を適切に設定することにより、容易に上述の構造を有する下地層２２を形成することができる。下地層２２とセラミック素体１０との界面における密着性を向上させる観点から、下地層２２は、電気導通性を損なわない範囲でガラス成分の含有量を多くすることが好ましい。すなわち、下地層２２と表面層２４との界面よりも下地層２２とセラミック素体１０との界面の方がガラス被覆面積の割合が高い方が好ましい。

製膜工程では、下地層２２の上に、表面層２４を形成する。表面層２４を形成する方法は特に限定されず、湿式めっき等の湿式製膜法であってもよく、乾式製膜法であってもよい。これらの方法のうち、セラミック素体１０の腐食を抑制する観点から、乾式製膜法を用いることが好ましい。乾式製膜法としては、蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング、ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、溶射、又はコールドスプレーが挙げられる。このような乾式製膜によって表面層２４を形成する場合、セラミック素体１０にめっき液等を付着させる必要がない。したがって、めっき液等の侵入に伴うセラミック素体１０の性能低下を防止することができる。

上述の乾式製膜法は、通常の条件によって行うことができる。なお、下地層２２が形成されていないセラミック素体１０の表面に表面層２４が形成されることを防止するために、蒸着、イオンプレーティング及びスパッタリングの場合は、セラミック素体１０の表面をマスキングする必要がある。一方、溶射及びコールドスプレーの場合は、適切な条件を選定することによって、マスキングをしなくても下地層２２の上のみに表面層２４を形成することができる。このため、工程簡略化の観点から、溶射及びコールドスプレーによって製膜することが好ましい。また、上述の表面処理工程と製膜工程とを同時に行うことができる点で、コールドスプレーが最も好ましい。つまり、コールドスプレーによれば、スズ粒子やスズ合金粒子の粒径、ノズルからの噴出速度、下地層２２に衝突する際の速度（衝突速度）及びワーキングディスタンス（噴出口から下地層２２までの距離）を調整することによって、下地層２２の表面に析出したガラスを排除しながら、下地層２２の表面上に粒子を付着及び堆積させて、表面層２４を形成することができる。コールドスプレーは、通常のコールドスプレー装置を用いて行うことができる。

コールドスプレーによって下地層２２の表面上に表面層２４を形成する場合、吹き付ける粒子の種類、粒子の粒径、下地層２２の材質等に応じて、コールドスプレー用のノズルの寸法や、粒子の噴出速度、ワーキングディスタンスなどを、適宜調整することが好ましい。粒子の粒径は、好ましくは１〜３０μｍ、より好ましくは１〜２０μｍ、さらに好ましくは２〜１０μｍ、最も好ましくは２〜５μｍである。粒子の粒径が１μｍ未満であると、粒子を加速すること及びその噴出速度の安定性を確保することが困難になる傾向にある。一方、粒子の粒径が３０μｍを超えると、表面層２４の薄膜化が困難になる傾向にある。

コールドスプレーに用いる粒子の粒径は、小さいほど付着効率が高くなり、下地層２２との密着性が向上する傾向にある。薄くて密着性の良好な金属層からなる表面層２４を形成する観点からは、できるだけ小さい粒径の粒子を用いた方が好ましい。また表面層２４の厚さは、コールドスプレーに用いる粒子の平均粒径の０．５倍以上であることが好ましく、１倍以上であることがより好ましい。表面層２４の厚さが粒子の平均粒径の０．５倍未満であると、表面層２４の連続性の確保が困難になる傾向にある。

粒径１〜３０μｍのスズ粒子又はスズ合金粒子を用いる場合、粒子の噴出速度は好ましくは５０〜１０００ｍ／秒、衝突速度は好ましくは１００〜８００ｍ／秒、より好ましくは３６０〜８００ｍ／秒である。衝突速度が大き過ぎると、下地層２２が削られる場合があり、衝突速度が小さ過ぎると粒子の塑性変形が十分に進行せず、表面層２４の緻密さ及び均一性が損なわれる傾向にある。また、スズ粒子又はスズ合金粒子のコールドスプレーによる供給量は、好ましくは１〜１０ｇ／分である。該供給量が１ｇ／分未満であると、表面層２４の均一性が損なわれる傾向にあり、該供給量が１０ｇ／分を超えるとコールドスプレーのフィーダー等が閉塞する可能性がある。

コールドスプレーによってスズ皮膜又はスズ合金皮膜を形成する場合、セラミックス素体上におけるスズ又はスズ合金の堆積速度を、金属上におけるスズ又はスズ合金の堆積速度よりも大幅に小さくすることができる。このため、コールドスプレーの条件を調整すれば、マスクレスでスズ皮膜又はスズ合金皮膜を下地層２２上のみに形成することができる。

コールドスプレーのキャリアガスとしては、不活性であり且つガス密度が小さいものが好ましい。これは、ガス密度が小さい方が体積膨張が大きく、容易に粒子を加速できるためである。具体的には、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、窒素ガス又はこれらの混合ガスが挙げられる。

コールドスプレーによれば、常温でも表面層２４が形成可能であるため、溶射法に比べて表面層２４中の残留応力を十分に小さくすることができる。また、セラミック素体１０の熱による性能低下を十分に抑制することができ、また、湿式めっきのようにめっき液を付着させる必要がないため、セラミック素体１０の性能低下を十分に抑制することができる。さらに、下地層２２の導電性の有無にかかわらず、緻密な表面層２４を効率よく形成することができる。なお、下地層２２をセラミック素体１０が熱によって性能低下しない程度に加熱してコールドスプレーを行えば、表面層２４と下地層２２との密着性及び粒子の付着確率を向上させることができる。

上述の工程によって、セラミック素体１０と、該セラミック素体１０の一方の鍔部１４の表面上に設けられた端子電極２０と、からなるセラミックコア１００を得ることができる。この端子電極２０は、ニッケルとガラスとを含む下地層２２と、スズを含む表面層とが積層された構造を有しているため、セラミック素体１０との密着性、ハンダぬれ性及びハンダとの密着性に優れている。

端子電極２０は、下地層２２を１０００℃以下の低温で焼成して形成しても、セラミック素体１０との密着性に十分優れている。このように低温で焼成することができるため、セラミック素体１０が有する性能を十分に維持することができる。すなわち、本実施形態の端子電極２０は、セラミック素体の性能低下を十分に抑制し、セラミックコアの信頼性を十分に向上することができる。

図３は、第１実施形態の電子部品の変形例であるコイル部品の模式断面図である。コイル部品１５０は、上述の製造方法によって得られたセラミックコア１００の巻芯部１２に導電性材料からなる巻線５０を巻回し、当該巻線の先端及び後端を、それぞれハンダ５２で端子電極２０に接続することによって製造することができる。コイル部品は、上記第１実施形態のセラミックコア１００と同様の端子電極２０を備える。コイル部品１５０は、例えばチョークコイル、トランス、又はコモンモードチョークコイルであってもよい。

＜第２実施形態＞
図４は、本発明の電子部品の別の実施形態を示す積層セラミックコンデンサの斜視図である。図４に示す積層セラミックコンデンサ２００は、略直方体形状を有しており、例えば、長手方向（横）の長さが２．０ｍｍ程度、幅方向の長さ及び奥行き方向の長さが１．２ｍｍ程度である。

積層型電子部品の一種である積層セラミックコンデンサ２００は、略直方体形状のチップ素体１と、チップ素体１の両端部にそれぞれ形成された一対の端子電極２０と、を備えている。チップ素体１は、互いに対向する端面１１ａ及び端面１１ｂ（以下、纏めて「端面１１」という。）と、端面１１に垂直で互いに対向する側面１３ａ及び１３ｂ（以下、纏めて「側面１３」という。）と、端面１１に垂直で互いに対向する側面１５ａ及び側面１５ｂ（以下、纏めて「側面１５」という。）とを有する。側面１３と側面１５とは互いに垂直である。

チップ素体１は、端面１１と側面１３ａとの間の稜部Ｒ３、端面１１と側面１３ｂとの間の稜部Ｒ４、端面１１と側面１５ａとの間の稜部Ｒ５、端面１１と側面１５ｂとの間の稜部Ｒ６を有している。稜部Ｒ３〜Ｒ６は、チップ素体１が研磨されてＲ形状を成している部分である。このようなＲ形状を有することによって、チップ素体１の稜部Ｒ３〜Ｒ６における破損の発生を抑制することができる。チップ素体１における稜部の曲率半径は、例えば、積層セラミックコンデンサ２００の幅方向の長さの３〜１５％とすることができる。

端子電極２０は、チップ素体１における端面１１、稜部Ｒ３、稜部Ｒ４、稜部Ｒ５及び稜部Ｒ６を覆うとともに、側面１３，１５の端面１１側の一部を一体的に覆うように設けられている。すなわち、端子電極２０は、チップ素体１の頂部４２を覆うように設けられている。

図５は、図４の積層セラミックコンデンサ２００のＶ−Ｖ線における断面図である。すなわち、図５は、図４に示す積層セラミックコンデンサ２００を、側面１３に垂直で側面１５に平行な面で切断した場合の断面構造を示す図である。

端子電極２０は、端面１１、稜部Ｒ３〜Ｒ６及び頂部４２の上において、チップ素体１側から順に下地層となる下地電極層２３、及び表面層２４がこの順で積層された積層構造を有する。

チップ素体１は、セラミック素体である複数の誘電体層７と複数の内部電極９とが交互に積層されて構成されている。この積層方向は、端子電極２０が設けられている一対の端面１１の対向方向に垂直であり、一対の側面１３の対向方向に平行である。なお、説明の都合上、図５では、誘電体層７及び内部電極９の積層数を図面上で容易に視認できる程度の数としているが、所望の電気特性に応じて、誘電体層７及び内部電極９の積層数を適宜変更してもよい。積層数は、例えば、誘電体層７及び内部電極９を、それぞれ数十層としてもよく、１００〜５００層程度としてもよい。また、誘電体層７は、互いの間の境界が視認できない程度に一体化されていてもよい。

内部電極９ａは、一方の端面１１ａ側の端子電極２０と電気的に接続されており、他方の端面１１ｂ側の端子電極２０とは電気的に絶縁されている。また、内部電極９ｂは、他方の端面１１ｂ側の端子電極２０と電気的に接続されており、一方の端面１１ａ側の端子電極２０とは電気的に絶縁されている。内部電極９ａ及び内部電極９ｂは、誘電体層７を挟んで交互に積層されている。本実施形態の積層セラミックコンデンサ２００は、端面１１ａ側の端子電極２０と内部電極９ｂとの絶縁信頼性、及び端面１１ｂ側の端子電極２０と内部電極９ａとの絶縁信頼性に優れている。

端子電極２０は、第１実施形態と同様の構造及び厚みを有している。すなわち、端子電極２０は、チップ素体１側から、下地層である下地電極層２３及び表面層２４が順次積層された積層構造を有している。下地電極層２３は、チップ素体１及び表面層２４と接触している。

下地電極層２３は、ニッケルとガラスとを含んでおり、ニッケルの含有率は、ニッケルとガラスとの合計を基準として、好ましくは６０〜９５質量％、より好ましくは７０〜９５質量％、さらに好ましくは８０〜９３質量％である。ニッケルの含有率が高くなり過ぎると、下地電極層２３の焼成温度が高くなる傾向にある。一方、ニッケルの含有率が低くなり過ぎると、下地電極層２３の導電性及び拡散防止機能が損なわれる傾向にある。

ニッケルは、第１実施形態と同様に、金属単体として含まれていてもよく、ニッケルを含む合金（以下、「ニッケル合金」という）として含まれていてもよい。ガラスは、第１実施形態と同様に、通常の市販のガラス粉末を焼成して得られるものであり、軟化温度が好ましくは７００℃以下、より好ましくは６００℃以下のものである。このように軟化温度の低いガラス粉末を用いることによって、下地電極層２３を形成する際の焼成温度を低くすることが可能となり、ニッケル又はニッケル合金の酸化やチップ素体１の性能低下を十分に抑制することができる。

下地電極層２３の厚みは、好ましくは０．５〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、さらに好ましくは３〜８μｍである。下地電極層２３の厚みが小さくなり過ぎると、表面層２４からの元素拡散を十分に抑制することが困難になる傾向にある。一方、下地電極層２３の厚みが大きくなり過ぎると、端子電極２０の厚みが大きくなり、積層セラミックコンデンサ２００が大型化する傾向にある。

表面層２４はスズを含む層であり、スズの含有率は、好ましくは８０質量％以上であり、より好ましくは９０質量％以上である。このように表面層２４は、スズを主成分とする層であるため、端子電極２０はハンダとの密着性に優れており、また、良好なハンダぬれ性を有する。

表面層２４の厚みは、好ましくは０．２〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍ、さらに好ましくは２〜６μｍである。表面層２４の厚みが小さくなり過ぎると、ハンダぬれ性やハンダとの優れた密着性が損なわれる傾向にある。一方、表面層２４の厚みが大きくなり過ぎると、端子電極２０の厚みが大きくなり、積層セラミックコンデンサ２００が大型化する傾向にある。

端子電極２０は、セラミック素体である誘電体層７側から、ニッケル及びガラスを含む下地電極層２３と、スズを含む表面層２４とが順次積層された構造を有していることから、ハンダや表面層２４から誘電体層７への元素拡散を十分に抑制することができ、積層セラミックコンデンサ２００の性能低下を十分に抑制することができる。また、ハンダぬれ性、並びにハンダ及びチップ素体１との密着性にも優れる。

端子電極２０は、積層セラミックコンデンサ用のセラミック素体である誘電体層７上に、誘電体層７に接触するように下地電極層２３が設けられ、当該下地電極層２３に接触するように表面層２４が形成されることによって、構成されている。このように端子電極２０は２層構造を有しているため、厚みを十分に薄くすることができる。

次に、本実施形態の積層セラミックコンデンサ２００の製造方法の一例を説明する。この製造方法は、チップ素体１を作製する準備工程と、ニッケル粉末とガラス粉末とを含むペーストを、チップ素体１の端面１１及び側面１３，１５の一部の上に塗布する塗布工程と、チップ素体１の端面１１及び側面１３，１５の一部の上に塗布されたペーストを焼成して下地電極層２３を形成する焼成工程と、下地電極層２３の表面をブラストする表面処理工程と、下地電極層２３の上に、スズを含む表面層２４を形成して、下地電極層２３が表面層２４によって被覆された端子電極２０を得る製膜工程と、を有する。すなわち、本実施形態の製造方法は、積層セラミックコンデンサ２００の製造方法でもある。以下、適宜図面を参照しつつ各工程の詳細について説明する。

準備工程では、チップ素体１を以下に述べるような通常の方法で作製する。まず、誘電体層７となるセラミックグリーンシートを形成する。セラミックグリーンシートは、ドクターブレード法等を用いてセラミックスラリーをＰＥＴフィルム上に、塗布後、乾燥させて形成することができる。セラミックスラリーは、例えば、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体材料に溶剤、及び可塑剤等を加え、混合することによって得ることができる。形成したセラミックグリーンシートに、内部電極９となる電極パターンをスクリーン印刷し、乾燥させる。電極パターンのスクリーン印刷には、Ｃｕ粉末又はＮｉ粉末にバインダや溶剤等を混合した電極ペーストを用いることができる。

このようにして複数の電極パターン付グリーンシート形成し、積層する。続いて、電極パターン付グリーンシートの積層体を積層方向と垂直に切断して直方体形状の積層チップを形成し、加熱処理を行って脱バインダを行う。加熱処理は、１８０〜４００℃で０．５〜３０時間行うことが好ましい。加熱処理して得られた積層チップを８００〜１４００℃で０．５〜８．０時間焼成し、バレル研磨して面取りを行い、直方体形状の稜部をＲ状にする。これによって、チップ素体１を得ることができる。

塗布工程では、ニッケル粉末又はニッケル合金粉末とガラス粉末とを含むペーストを、チップ素体１の端面１１上と、側面１３，１５の端面１１側の一部の上に塗布する。ペーストは、第１実施形態と同様のものを用いることができる。

焼成工程では、チップ素体１の端面１１及び側面１３，１５の上に塗布されたペーストを焼成して下地電極層２３を形成する。この場合、下地電極層２３は内部電極９と端子電極２０の電気的導通を確保する機能を有する。焼成温度は、ペーストに含まれるガラス成分の軟化温度以上であり、且つペーストに含まれる金属成分が十分に焼結して下地電極層２３の電気抵抗を小さくすることが可能な温度にする必要がある。焼成時の雰囲気は、第１実施形態と同様とすることができる。これによって、熱や元素拡散によるチップ素体１における誘電体層７の性能低下を抑制しつつ、密着性及び内部電極９との電気導通性に優れる下地電極層２３を形成することができる。

表面処理工程では、第１実施形態と同様にして、下地電極層２３の表面をブラストして、下地電極層２３の表面に析出したガラスを除去する。製膜工程では、第１実施形態と同様にして、下地電極層２３の上に、スズを含む表面層２４を形成する。

上述の工程によって、チップ素体１と、該チップ素体１の端面１１及び側面１３，１５の一部の上に設けられた端子電極２０と、からなる積層セラミックコンデンサ２００を得ることができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではない。上記各実施形態では、電子部品としてセラミックコア、コイル部品及び積層セラミックコンデンサを挙げたが、本発明は、上述の電子部品に限定されるものではなく、例えば、セラミック焼結体の素体を含むバリスタ、サーミスタ（ＰＴＣ，ＮＴＣ）、インダクタ又はこれらの複合部品等であってもよい。また、これらの電子部品は単層であってもよく、上述の第２実施形態のように積層型の電子部品であってもよい。製造する電子部品に応じて、セラミック素体として磁性体や誘電体を適宜用いることができる。

実施例及び比較例を参照して本発明の内容をより詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
＜端子電極の形成＞
図１に示すようなＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなるドラム型のセラミック素体を準備した。また、これとは別に、市販のニッケル粉末（平均粒径：１μｍ）と、市販のガラス粉末（平均粒径：１μｍ、軟化温度：５５０℃）とを混合して、ガラス粉末に対するニッケル粉末の質量比が９．０である混合粉末を得た。これにバインダ（ポリビニルアルコール）及び溶剤を加えてペーストを調製した。

上述のセラミック素体の所定部分に、上述の通り調製したペーストを塗布し、大気中、６００℃で焼成して、セラミック素体の表面上に厚みが５μｍである下地層を形成した。

下地層が形成されていないセラミック素体の表面に、カプトンテープ製のマスキングを施し、セラミック素体の表面上に形成された下地層に、コールドスプレーによってスズ粒子を衝突させて、下地層の上に、平均膜厚５μｍのスズ皮膜からなる表面層を形成した。コールドスプレーは、寺岡製作所製の＃６５０（商品名）を用いて、以下の条件で行った。

・キャリアガス：Ｈｅガス
・ガス圧力：０．５ＭＰａ
・スズ粒子の平均粒径：２０μｍ
・スズ粒子の供給量：２ｇ／分
・スズ粒子の噴出速度：４００ｍ／秒
・ワーク温度：室温（約２０℃）
・スキャン速度（５００ｍｍ／秒）

以上の工程によって、セラミック素体の上に、下地層及び表面層が順次積層された積層構造を有する端子電極を形成し、図１に示すようなフェライトコアを得た。そして、同様の製造を繰り返し行って、端子電極が形成されたフェライトコアを２０個作製した。

＜評価＞
（ハンダぬれ性の評価）
端子電極が形成されたフェライトコア２０個を、鉛フリーハンダ（千住金属工業製、商品名：エコソルダーＭ７０５，組成：Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用いて、電極を有するプリント基板上に実装して評価用サンプルを作製した。この評価用サンプルを用いて、ハンダぬれ性を目視により以下の基準で評価した。

Ａ：ハンダぬれ性がよく、フェライトコアの端子電極とプリント基板の電極との間に滑らかなフィレットを形成することができた。
Ｂ：ハンダぬれ性が悪く、フェライトコアの端子電極とプリント基板の電極との間に滑らかなフィレットを形成することができなかった。

その結果、２０個全てのサンプルの評価が「Ａ」であり、実施例１のフェライトコアにおける端子電極は、ハンダぬれ性に優れることが確認された。

（端子電極の密着性の評価）
上述のハンダぬれ性の評価を行った後、プリント基板上に実装したフェライトコアに横方向（プリント基板とフェライトコアの対向方向に垂直な方向）の力を加える横押試験を行って、破壊が生じた際の破壊箇所を以下の基準で評価した。

Ａ：フェライトコア自体が破壊した。
Ｂ：ハンダと端子電極の間、又は、端子電極がセラミック素体から剥離した。

評価が「Ａ」のフェライトコアは、ハンダと端子電極及びセラミック素体と端子電極との密着力が大きい。一方、評価が「Ｂ」のフェライトコアは、ハンダと端子電極又はセラミック素体と端子電極との密着力が、評価「Ａ」のものより小さい。評価の結果、２０個全てのサンプルが評価「Ａ」であり、実施例１のフェライトコアの端子電極は、密着性に優れることが確認された。

［比較例１］
ガラス粉末を含まず且つニッケル粉末を含むペーストを用いて、実施例１と同様にしてセラミック素体に下地層を形成したこと以外は、実施例１と同様にしてセラミック素体の表面上に厚みが５μｍである下地層を形成した。そして、下地層が形成されていないセラミック素体の表面に、カプトンテープ製のマスキングを施した。その後、実施例１と同様にして、セラミック素体の表面上に形成された下地層に、コールドスプレーによって、スズ粒子を衝突させたところ、下地層がセラミック素体から剥離した。このため、セラミック素体上に端子電極を形成することができなかった。

［比較例２］
下地層を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして端子電極を形成した。コールドスプレーによるフェライトコアへのスズ粒子の付着割合（コールドスプレーで供給したスズ粒子全量に対する割合）は、５質量％であり、十分な厚みを有する端子電極を形成することができなかった。また、コールドスプレーによって、セラミック素体の一部が１００μｍ以上エッチングされていた。

［比較例３］
コールドスプレー法によってスズ皮膜を形成したことに代えて、湿式めっき（バレルめっき）法によって下地層の上にニッケルめっき皮膜及びスズめっき皮膜を順次形成し、セラミック素体の上に、下地層と、該下地層を被覆するめっき皮膜とからなる端子電極を形成した。めっき処理を施した下地層の表面の面積全体を基準として、めっき皮膜が形成された下地層の面積の割合は、１０％以下であり、均一なめっき皮膜を形成することができなかった。これは、下地層のガラス浮きによって生じた下地層表面におけるガラスの影響であると考えられる。

［実施例２］
コールドスプレー法で用いる金属粒子として、スズ粒子に代えて、Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕの組成を有する合金粒子を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、セラミック素体の上に、下地層と、該下地層を被覆する合金皮膜（表面層）とからなる端子電極を形成し、フェライトコアを得た。そして、実施例１と同様にして評価を行った。その結果、ハンダぬれ性及び信頼性の評価は、ともに２０個全てのサンプルが「Ａ」であった。

［実施例３］
＜端子電極の形成＞
所定の寸法（縦１ｍｍ×横０．５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍ）を有し、内部電極であるニッケル電極層とセラミック素体の層とが交互に積層されたチップ素体の両端部に、実施例１で用いたニッケル粉末とガラス粉末とを含有するペーストを塗布し、大気中、６００℃で焼成して、厚みが５μｍであるニッケルとガラスとを含有する下地電極層を形成した。

この下地電極層の上に、実施例１と同様にして、コールドスプレー法によって、厚み４μｍのスズ皮膜からなる表面層を形成し、チップ素体の両端部に、下地電極層及び表面層が順次積層された積層構造を有する端子電極を形成し、積層型セラミックコンデンサを得た。なお、コールドスプレーは、マスキングをせずに行ったため、下地電極層が形成されていないチップ素体表面にもスズ粒子が衝突したが、チップ素体の表面にスズ粒子は付着しなかった。

＜評価＞
（ハンダぬれ性の評価）
積層型セラミックコンデンサ２０個を、鉛フリーハンダ（千住金属工業製、商品名：エコソルダーＭ７０５，組成：Ｓｎ−３．５Ａｇ−０．５Ｃｕ）を用いて、電極を有するプリント基板上に実装して評価用サンプルを作製した。実装後、ハンダぬれ性を目視によって以下の基準で評価した。

Ａ：ハンダぬれ性がよく、積層型セラミックコンデンサの端子電極とプリント基板の電極との間に滑らかなフィレットを形成することができた。
Ｂ：ハンダぬれ性が悪く、積層型セラミックコンデンサの端子電極とプリント基板の電極との間に滑らかなフィレットを形成することができなかった。

その結果、２０個全てのサンプルの評価が「Ａ」であり、実施例３の積層型セラミックコンデンサの端子電極は、ハンダぬれ性に優れることが確認された。

（ＩＲ特性の評価）
同様の手順で、積層型セラミックコンデンサを１０００個作製し、絶縁不良の発生率を評価した。具体的には、内部電極間の抵抗が１×１０^９Ω以下のものを不良品と判定した。その結果、１０００個の積層型セラミックコンデンサのうち、不良品は０個であった。実施例３の積層型セラミックコンデンサは、優れた信頼性を有することが確認された。

１…チップ素体、７…誘電体層、９，９ａ，９ｂ…内部電極、１０…セラミック素体、１１，１１ａ，１１ｂ…端面、１２…巻芯部、１３，１５…側面、１４…鍔部、１６…周側面、１８…端面、２０…端子電極、２２…下地層、２３…下地電極層、２４…皮膜、４２…頂部、５０…巻線、５２…ハンダ、１００…フェライトコア、１５０…コイル部品、２００…積層セラミックコンデンサ。

Claims (2)

1. セラミック素体と、該セラミック素体上に端子電極とを備える電子部品であって、
   前記端子電極は、
   前記セラミック素体側から、前記セラミック素体に接しニッケル及びガラスを含む下地層と、該下地層に接しスズを含む表面層と、を有する電子部品。
2. 電子部品用のセラミック素体上に設けられる端子電極であって、
   前記セラミック素体側から、前記セラミック素体に接しニッケル及びガラスを含む下地層と、該下地層に接しスズを含む表面層と、を備える端子電極。
   

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