JP2011254040A

JP2011254040A - チップ型電子部品

Info

Publication number: JP2011254040A
Application number: JP2010128675A
Authority: JP
Inventors: Katsuaki Higashi; 克明東; Yukitsugu Matsushita; 幸嗣松下; Kiyotaka Sakurada; 清恭桜田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2010-06-04
Filing date: 2010-06-04
Publication date: 2011-12-15
Anticipated expiration: 2030-06-04
Also published as: US20110299221A1; CN102332350B; EP2393089B1; EP2393089A1; US8687345B2; KR20110133431A; CN102332350A; JP5246207B2; KR101245250B1; TW201222593A; TWI517190B

Abstract

【課題】チップ型電子部品を実装した基板にたわみが生じた場合にも、セラミック素体にクラックが生じて致命的なダメージ受をけることを抑制、防止することが可能な、信頼性の高いチップ型電子部品を提供する。
【解決手段】内部電極３ａ，３ｂを備えたセラミック素体１０と、少なくともセラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂを含む領域に形成され、直接または間接に内部電極３ａ，３ｂと接続するとともに、セラミック素体１０と接合するように形成された樹脂電極層１２ａ，１２ｂと、樹脂電極層を被覆するように形成されためっき金属層１３ａ，１３ｂとを備えた構成とし、かつ、セラミック素体と樹脂電極層の間の密着強度を、樹脂電極層とめっき金属層の間の密着強度よりも大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内部導体と接続する外部電極を備えたチップ型電子部品に関し、詳しくは、外部電極が、導電成分と樹脂成分とを含む樹脂電極層と樹脂電極層を被覆するめっき金属層を有しているチップ型電子部品に関する。

例えば、代表的なチップ型電子部品の一つである積層セラミックコンデンサは、セラミック誘電体からなる素体と、その内部に配設された複数の内部電極と、複数の内部電極と導通するように配設された外部電極とを備えた構造を有している。

そして、このような積層セラミックコンデンサ（チップ型電子部品）としては、当該チップ型電子部品が実装される基板のたわみによる応力の緩和作用に優れ、基板にたわみ応力が加わった場合にも、従来のチップ型電子部品に比べて電気特性の劣化やクラックの発生などが少なく、信頼性の高いものが求められている。

そして、この要求に応えるチップ型電子部品として、セラミック焼結体よりなるチップ状素体の端面に外部電極を備え、外部電極は、導電性ペーストを焼結することにより形成された第１電極層と、第１電極層を覆うように配設された導電性樹脂よりなる第２電極層とを有し、第１電極層および第２電極層が、チップ状素体の端面から、端面に隣接する側面に回り込んで形成されているチップ型電子部品であって、第１電極層の回り込み長さを、第２電極層の回り込み長さの０．７倍以下としたチップ型電子部品が提案されている（特許文献１参照）。

また、誘電体層と内部電極層とを交互に積層してなる磁器素体の両端面に、磁器素体側からガラス成分を含有する第１導体層、樹脂成分を含有する第２導体層、メッキ金属からなる第３導体層からなる外部電極を形成した積層セラミックコンデンサであって、磁器素体と第１導体層との接合強度をＦ１、第１導体層と第２導体層との接合強度Ｆ２とした時、Ｆ１，Ｆ２が、
Ｆ１ ≧１．０ｋｇｆ、
Ｆ２ ≧１．０ｋｇｆ、
Ｆ１＞Ｆ２
の要件を備えるようにした積層セラミックコンデンサが提案されている（特許文献２参照）。

特開平１０−２８４３４３号公報特開平１１−２１９８４９号公報

しかしながら、上記特許文献１のチップ型電子部品を基板に実装し、基板曲げ試験を行った場合、導電性ペーストを焼結することにより形成された第１電極層、あるいはその上に形成された導電性樹脂よりなる第２電極層の先端部に、たわみ応力が集中して、その部分からセラミック素体にクラックが生じ、場合によってはショート不良に至るという問題点があり、必ずしも信頼性が十分ではないのが実情である。

また、上記特許文献２に記載されているような構成を有するチップ型電子部品を基板に実装し、基板曲げ試験を行った場合、磁器素体とガラス成分を含有する第１導体層間よりも接合強度の小さい、第１導体層と樹脂成分を含有する第２導体層の間で破壊が生じ、水分が磁器素体（セラミック素体）の内部に浸入しやすくなり、信頼性が低下するという問題点がある。

本発明は、上記課題を解決するものであり、チップ型電子部品を実装した基板にたわみが生じ、チップ型電子部品に応力が加わった場合にも、チップ型電子部品を構成するセラミック素体にクラックが生じることを抑制、防止することが可能で、基板のたわみに対する耐性に優れ、信頼性の高いチップ型電子部品を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のチップ型電子部品は、
内部電極を備えたセラミック素体と、前記内部電極の端面に、前記内部電極と導通するように配設された外部電極とを備えたチップ型電子部品であって、
前記外部電極は、
導電成分と樹脂成分とを含む樹脂電極層であって、少なくとも前記セラミック素体の端面を含む領域に形成され、直接または間接に前記内部電極と接続するとともに、前記セラミック素体と接合するように形成された樹脂電極層と、
前記樹脂電極層を被覆するように形成されためっき金属層と
を備えており、かつ、
前記セラミック素体と前記樹脂電極層の間の密着強度が、前記樹脂電極層と前記めっき金属層の間の密着強度よりも大きいこと
を特徴としている。

また、本発明のチップ型電子部品においては、前記外部電極が、前記内部電極と導通するように前記セラミック素体の端面に形成された厚膜電極層を備えており、前記樹脂電極層は、前記厚膜電極層を被覆するとともに、前記厚膜電極層が形成されている領域よりも外側の領域で前記セラミック素体と接合するように形成された構成とすることも可能である。

本発明のチップ型電子部品において、前記樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が２〜８ａｔｏｍ％であることが望ましい。

また、前記樹脂電極層を構成する樹脂成分として、カップリング剤が添加された樹脂成分が使用されていることが望ましい。

また、前記樹脂電極層の残留応力が４．８ＭＰａ以下であることが望ましい。

また、本発明のチップ型電子部品においては、前記樹脂電極層が、導電成分と、２００℃で１時間加熱した際の重量減少率が４．８重量％以下の樹脂成分とを含む樹脂電極ペーストを塗布して硬化させたものであることを特徴が望ましい。

本発明のチップ型電子部品は、導電成分と樹脂成分とを含む樹脂電極層であって、少なくとも前記セラミック素体の端面を含む領域に形成され、直接または間接に内部電極と接続するとともに、樹脂電極層を被覆するように形成されためっき金属層とを備えており、かつ、セラミック素体と樹脂電極層の間の密着強度を、樹脂電極層とめっき金属層の間の密着強度よりも大きくしているので、例えば、外部電極を基板上のランドにはんだ付けすることにより本発明のチップ型電子部品が実装された基板にたわみ応力が加わった場合に、セラミック素体と樹脂電極層の間のよりも密着密度の小さい、樹脂電極層とめっき金属層の間で剥離を生じさせて、セラミック素体に大きな応力が加わることを回避することが可能になる。その結果、基板曲げ試験時などにおいて基板に大きなたわみ応力が加わった場合にも、セラミック素体にクラックが生じることを防止することが可能で、信頼性の高いチップ型電子部品を提供することができる。

また、外部電極が、内部電極と導通するようにセラミック素体の端面に形成された厚膜電極層を備えた構成とし、樹脂電極層を、厚膜電極層を被覆するとともに、厚膜電極層が形成されている領域よりも外側の領域でセラミック素体と接合させることにより、樹脂電極層が、厚膜電極層を介して内部電極と確実に導通しているとともに、樹脂電極層が、厚膜電極層が形成された領域よりも外側の領域でセラミック素体と接合して、厚膜電極層の先端部が樹脂電極層により確実に被覆された構造を実現することが可能になり、基板たわみによる厚膜電極層の先端部に集中する応力を効果的に緩和することが可能で、かつ、めっき工程などにおいてめっき液などが浸透しにくい、信頼性の高いチップ型電子部品を提供することが可能になる。

また、本発明のチップ型電子部品において、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度を２〜８ａｔｏｍ％とする（樹脂電極層の表面Ａｇ濃度を意図的に小さくする）ことにより、セラミック素体と樹脂電極層の間の密着強度を、樹脂電極層とめっき金属層の間の密着強度よりも大きくするとともに、樹脂電極層とめっき金属層の界面の密着強度を必要最小限として、通常使用の状態では樹脂電極層とめっき金属層との間を確実に密着させ、ある程度以上のたわみ応力が加わったときには、樹脂電極層とめっき金属層の界面で破壊を生じやすくすることができる。その結果、基板曲げ試験時などにおいて基板にたわみ応力が加わった場合にも、セラミック素体に大きな応力が加わらないようにして、セラミック素体へのクラックの発生を効率よく防止することが可能になり、本発明をより実効あらしめることができる。

また、樹脂電極層を構成する樹脂成分として、カップリング剤が添加された樹脂成分が使用されている場合、セラミック素体と樹脂電極層の界面の密着強度を向上させることが可能になり、基板曲げ試験時などにおいて基板にたわみ応力が加わった場合に、より確実に樹脂電極層とめっき金属層の界面で破壊を生じさせて、セラミック素体がダメージを受けることを防止することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

また、樹脂電極層の残留応力を４．８ＭＰａ以下に抑えることにより、セラミック素体と樹脂電極の界面の密着強度を向上させることが可能になり、基板曲げ試験時などにおいて基板にたわみ応力が加わった場合に、樹脂電極層とめっき金属層の界面でより確実に破壊を生じさせて、セラミック素体がダメージを受けることを防止することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

また、導電成分と、２００℃で１時間加熱した際の重量減少率が４．８重量％以下の樹脂成分（すなわち、加熱硬化時に揮発しにくい樹脂）とを含む樹脂電極ペーストを塗布して硬化させることにより、硬化工程で、樹脂電極表面の樹脂成分が揮発して樹脂電極層の表面のＡｇ粒子の露出量が多くなることを抑制し、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が高くなることを防止して、樹脂電極層とめっき金属層の界面の密着強度を低く抑えることが可能になる。その結果、基板曲げ試験時などにおいて基板にたわみ応力が加わった場合に、確実にめっき金属層と樹脂電極層の界面で破壊を生じさせて、セラミック素体がダメージを受けることを防止することが可能になり、本発明をさらに実効あらしめることができる。

本発明の実施例にかかるチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）の構成を示す断面図である。本発明の実施例で作製した試料（チップ型電子部品）について行った基板曲げ試験の方法を説明する図である。本発明の実施例にかかるチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）の変形例を示す断面図である。本発明の実施例にかかるチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）の他の変形例を示す断面図である。

以下に本発明の実施例を示して、本発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。

図１に示すように、この実施例の積層セラミックコンデンサ２０は、セラミック素体１０と、セラミック素体１０の内部にセラミック層２を介して積層、配設され、セラミック素体１０の対向する端面１０ａ，１０ｂに交互に引き出された内部電極３ａ，３ｂと、内部電極３ａ，３ｂと導通する一対の外部電極１ａ，１ｂを備えている。

そして、外部電極１ａ，１ｂは、
(ａ)セラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂに形成された厚膜電極層１１ａ，１１ｂと、
(ｂ)厚膜電極層１１ａ，１１ｂを被覆するとともに、厚膜電極層１１ａ，１１ｂが形成されている領域よりも外側の領域、すなわち、厚膜電極層１１ａ，１１ｂが形成されている領域を超えた領域（回り込み部分の先端側の領域）Ｐでセラミック素体１０と接合するように形成された樹脂電極層１２ａ，１２ｂと、
(ｃ)樹脂電極層１２ａ，１２ｂを被覆するように形成されためっき金属層１３ａ，１３ｂとを備えている。

なお、上記厚膜電極層１１ａ，１１ｂは、導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成されている。

また、上記樹脂電極層１２ａ，１２ｂは、上述の樹脂電極ペーストを塗布して硬化させることにより形成された導電成分と樹脂成分とを含む電極層であり、厚膜電極層１１ａ，１１ｂを被覆するとともに、厚膜電極層１１ａ，１１ｂが形成されている領域を超えた領域（回り込み部分の先端側の領域）Ｐでセラミック素体１０と接合するように形成されている。

また、めっき金属層１３ａ，１３ｂは、導通性を確保し、かつ、外部電極１ａ，１ｂにはんだ濡れ性（はんだ付き性）を付与する目的で形成されたものであり、この実施例では，下地層としてＮｉめっき金属層１４ａ，１４ｂが形成され、その上に，Ｓｎめっき金属層１５ａ，１５ｂが形成されている。

そして、本発明のチップ型電子部品においては、セラミック素体１０と樹脂電極層１２ａ，１２ｂの間の密着強度（Ｆ１）が、樹脂電極層１２ａ，１２ｂとめっき金属層１３ａ，１３ｂの間の密着強度（Ｆ２）よりも大きくなるように構成されている。

次に、この実施例にかかるチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）を製造するにあたって用いた樹脂電極ペースト、それを用いたチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）の製造方法、製造したチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）の特性の測定方法などについて説明を行う。

[１]樹脂電極ペーストの作製
（１)ベース樹脂
本発明における樹脂電極層を形成するために用いられる樹脂電極ペーストを構成する樹脂（ベース樹脂）としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの公知の種々の熱硬化性樹脂を使用することができる。その中でも、耐熱性、耐湿性、密着性などに優れたエポキシ樹脂は最も適切な樹脂の一つである。
なお、本発明においては、樹脂電極表面におけるＡｇ（導電性フィラー）の露出量を抑える（表面Ａｇ濃度が２〜８ａｔｏｍ％となるようにする）ことが望ましいことから、樹脂（ベース樹脂）としては、乾燥あるいは加熱硬化時などにおいて樹脂成分が揮発しにくいものが適している。
具体的には、熱風乾燥オーブン中にて、２００℃で１時間加熱した際の重量減少率が４．８重量％以下の樹脂が好適である。
なお、同種の構造を持つ樹脂成分では分子量が大きい方が加熱時に揮発しにくい。また、樹脂構造の点からは、主鎖にケイ素などの無機元素を含有するものほど加熱時の重量減少率が小さくなる。

(２)硬化剤
例えば、ベース樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合、エポキシ樹脂の硬化剤としては、フェノール系、アミン系、酸無水物系、イミダゾール系など公知の種々の化合物を使用することができる。
また、フェノール系や酸無水物系硬化剤を使用する場合、硬化促進剤を使用することにより、硬化性を改善することができる。硬化促進剤としては、アミン系、イミダゾール系などの公知の種々の化合物を使用することが可能である。

(３)カップリング剤：
カップリング剤は、樹脂電極層のセラミック素体への密着強度を向上させる目的で添加する。特に、樹脂電極層においては、めっき処理などの水浸漬時における密着強度低下の抑止に大きな効果を発揮する。カップリング剤としては、シラン系、チタン系などの公知の種々の化合物を使用することができる。なお、ベース樹脂としてエポキシ樹脂を用いる場合には、シラン系カップリング剤を用いることにより、大きな効果を期待することができる。

(４)樹脂電極ペーストの作製
表１に示すような組成で各原料を調合した後、プラネタリーミキサーを用いて混合し、さらに金属３本ロールミルで分散させた。それから、溶剤を適量添加して粘度を調整することにより、表１の試料番号１〜７の樹脂電極ペーストを得た。

なお、表１において、
エポキシ樹脂Ａ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量２８００ｇ／ｅｑ
エポキシ樹脂Ｂ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量１９００ｇ／ｅｑ
エポキシ樹脂Ｃ：ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、エポキシ当量９００ｇ／ｅｑ
フェノール系硬化剤：ノボラック型フェノール樹脂
硬化促進剤：イミダゾール化合物
カップリング剤：シラン系カップリング剤
溶剤：ジエチレングリコールモノブチルエーテル
銀（Ａｇ）粉Ａ：球状銀粉、Ｄ₅₀＝１．５μｍ
銀（Ａｇ）粉Ｂ：フレーク状銀粉、Ｄ₅₀＝６．５μｍ
である。

[２]チップ型電子部品の作製
次に、上述のようにして作製した、表１の試料番号１〜７の樹脂電極ペーストを用いて、チップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）を製造する方法について説明する。

(１)まず、内部電極３ａ，３ｂを備えたセラミック素体１０を用意する。なお、このセラミック素体１０は，例えば、内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを積層、圧着することにより形成される積層体を、所定の条件で脱脂、焼成することにより得られる。ただし、セラミック素体１０の作成方法に特別の制約はない。

(２)それから、セラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂに、導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより、厚膜電極層１１ａ，１１ｂを形成する。

(３)次に、厚膜電極層１１ａ，１１ｂ上に上述のようにして作製した樹脂電極ペーストを塗布し、熱風乾燥オーブンを用いて、１５０℃／１ｈの条件で乾燥を行った後、２００℃／１ｈの条件で加熱して樹脂電極ペーストを硬化させることにより樹脂電極層１２ａ，１２ｂを形成する。

なお、樹脂電極層１２ａ，１２ｂは、厚膜電極層１１ａ，１１ｂを被覆するとともに、厚膜電極層１１ａ，１１ｂが形成されている領域よりも外側の領域（回り込み部分の先端側の領域）Ｐでセラミック素体１０と接合しており、セラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂは、厚膜電極層１１ａ，１１ｂにより被覆されているとともに、この樹脂電極層１２ａ，１２ｂにより被覆された状態となる。

(４)次に、樹脂電極層１２ａ，１２ｂが形成されたセラミック素体１０に、ＮｉめっきおよびＳｎめっきを行い、樹脂電極層１２ａ，１２ｂの表面に、Ｎｉめっき金属層１４ａ，１４ｂおよびＳｎめっき金属層１５ａ，１５ｂを備えためっき金属層１３ａ，１３ｂを形成する。これにより、図１に示すような構造を有する、表２の試料番号１〜７のチップ型電子部品（以下の特性評価の対象となる試料）が得られる。

なお、表２の試料番号２および３の試料（チップ型電子部品）は、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度を調整する目的で、樹脂電極層を形成した後に（すなわち、めっき処理を行う前の段階で）、湿式バレル研磨処理を行った。
具体的には、表２の試料番号２および３の試料（チップ型電子部品）と、直径が１ｍｍのジルコニア製の玉石を硬質ポリ容器に入れ、容器の容積の８０〜９０％まで純水を満たした後、蓋を施し、ポット架を用いて１２０ｒｐｍで回転させることにより湿式バレル研磨処理を行った。なお、試料番号２の試料については３０分間の湿式バレル研磨処理を行い、試料番号３の試料については６０分間の湿式バレル研磨処理を行った。
その結果、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が試料２では８ａｔｏｍ％、試料３では９ａｔｏｍ％となった。

[３]特性の測定
上述のようにして作製したチップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）について、以下の方法で特性を調べ、評価した。
(１)樹脂電極層の表面Ａｇ濃度の測定
上述のようにして各試料（チップ型電子部品）を作製するにあたって、上記[２]の(３)の工程で、樹脂電極層を形成した後、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光装置）を用いて、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度（ａｔｏｍ％）を測定した。

(２)残留応力の測定
樹脂電極ペーストをりん青銅板上に１００μｍ厚で形成した後、熱風乾燥オーブンを用いて、１５０℃／１ｈの条件で乾燥を行った後、２００℃／１ｈの条件で加熱して樹脂電極ペーストを硬化させ、りん青銅板のそり量ｈを測定顕微鏡を用いて測定した。得られたそり量の値と、硬化後の樹脂電極ペーストの物性値から、硬化後の樹脂電極ペースト残留応力σを求めた。この残留応力σは、樹脂電極層の残留応力に相当するものである。

(３)樹脂電極ペーストを構成する樹脂成分の重量減少率の測定
樹脂電極ペーストを構成する樹脂成分をアルミホイルカップに１．０〜１．１ｇ秤取した後、熱風乾燥オーブンで２００℃／１ｈの条件で加熱処理し、加熱前後における重量減少率を求めた。

(４)基板曲げ試験
上記[２]で作製した各試料（チップ型電子部品）を、無鉛はんだを用いてガラスエポキシ基板に実装した後、たわみ試験機を用いて、図２に示すように、チップ型電子部品の実装部の下側から、ガラスエポキシ基板にたわみ応力を加え、基板曲げ試験を実施した。

試験は、図２に示すように、チップ型電子部品２０が実装された基板２１が５ｍｍたわむまで（すなわち、図２のたわみ量Ｘが５ｍｍになるまで）応力を加え、その後５秒間保持した。そして、試験後のチップを樹脂固めした後、断面研磨し、実体顕微鏡を用いて外部電極の破壊箇所を調べるとともに、セラミック素体へのクラックの発生の有無を調べた。

なお、評価結果を示す表２の「基板曲げ試験時の破壊箇所」の欄では、外部電極の破壊箇所（剥離箇所）が樹脂電極層とめっき金属層の界面であるものを「Ａ」、破壊箇所（剥離箇所）がセラミック素体と樹脂電極層と界面であるものを「Ｂ」と記載した。

また、「基板曲げ試験時のセラミック素体へのクラックの発生の有無」の欄では、セラミック素体にクラックの発生が認められないものを「無（良）」、セラミック素体にクラックの発生が認められたものを「有（不良）」と判定した。

(５)電気特性
各試料の電気特性を評価するにあたっては、以下の方法で、各試料について等価直列抵抗を測定した。測定にあたっては、インピーダンスアナライザを用い、測定周波数１ＭＨｚの条件で等価直列抵抗を測定した。等価直列抵抗の値が１００ｍΩ以下の試料を○（良）、１００ｍΩを上回った試料を△（可）と判定した。これは、用途によっては、等価直列抵抗の値が１００ｍΩを上回っても実用が可能な場合もあることによる。
上述のようにして調べた特性を表２に示す。

(６)評価
表２に示すように、樹脂電極表面の銀濃度が２〜８ａｔｏｍ％の範囲にある試料番号１，２，５，６の試料は、基板曲げ試験時における外部電極の破壊が、樹脂電極層とめっき金属層の界面あるいはその近傍で生じており、セラミック素体にクラックの発生は認められなかった。これは、樹脂電極表面の銀濃度が２〜８ａｔｏｍ％の範囲に制御されているため、セラミック素体と樹脂電極層の間の密着強度が、樹脂電極層とめっき金属層の間の密着強度よりも大きくなり、基板曲げ試験時における外部電極の破壊が、樹脂電極層とめっき金属層の界面（あるいはその近傍）で生じ、セラミック素体に対して、クラックを発生させるような大きな応力が加わらなかったことによるものである。

一方、バレル研磨により樹脂電極層の表面Ａｇ濃度を９ａｔｏｍ％に高めた試料番号３の試料の場合、基板曲げ試験時における外部電極の破壊が、セラミック素体と樹脂電極層の界面あるいはその近傍で生じており、セラミック素体にクラックが発生することが確認された。これは、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が９ａｔｏｍ％と高いため、樹脂電極層とめっき金属層との間の密着強度が、セラミック素体と樹脂電極層との間の密着強度よりも大きくなり、基板曲げ試験時にセラミック素体に対して大きな応力が加わり、セラミック素体にクラックが発生したものと考えられる。

また、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が１ａｔｏｍ％と低い試料番号４の試料の場合、基板曲げ試験時における外部電極の破壊が、樹脂電極層とめっき電極層の界面あるいはその近傍で生じており、セラミック素体にクラックの発生は認められなかったが、等価直列抵抗の値が高いことが確認された。
これは、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が低く、めっき金属層を形成する際のめっき付き性も悪いため、等価直列抵抗の値が高くなったものと考えられる。
なお、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が２ａｔｏｍ％より低くなると、上述のように、等価直列抵抗の値が高くなるが、セラミック素子にクラックが発生するような致命的な欠陥ではなく、また、チップ型電子部品の用途によっては規格内となる場合もあることから、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が２ａｔｏｍ％を下回る場合においても本発明は意義はあるということができる。

また、２００℃での重量減少率が６重量％と高い樹脂成分を含む樹脂電極ペーストを用いた試料番号７の試料の場合、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が１０ａｔｏｍ％と高くなり、基板曲げ試験時にセラミック素体と樹脂電極層の界面あるいはその近傍で破壊が生じるとともに、セラミック素体にクラックが発生することが確認された。

これは、樹脂電極ペーストを加熱、硬化させて樹脂電極層を形成する工程で、樹脂電極表面の樹脂成分が揮発し、Ａｇ粒子が樹脂電極層の表面から露出する割合が大きくなって樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が高くなるとともに、樹脂電極層の残留応力が大きくなり、その結果、樹脂電極層とめっき金属層の界面の密着強度が、セラミック素体と樹脂電極層と密着強度よりも大きくなり、セラミック素体と樹脂電極層の界面で（あるいはその近傍で）破壊が生じるとともに、セラミック素体にクラックが発生したものと考えられる。

以上の結果より、樹脂電極層の表面Ａｇ濃度を２〜８ａｔｏｍ％になるようにした場合、セラミック素体と樹脂電極層の間の密着強度を、樹脂電極層とめっき金属層の間の密着強度よりも大きくすることが可能になり、基板曲げ試験時などにおいて基板にたわみ応力が加わった場合にも、セラミック素体に大きな応力が加わることを防止して、セラミック素体にクラックが生じることを回避できることが確認された。

なお、この実施例では、セラミック素体と樹脂電極層の界面の密着強度を向上させる見地から、カップリング剤が添加された樹脂電極ペーストを用いて、めっき処理の際に生じる樹脂電極層のセラミック素体への密着強度の低下を防止したり、樹脂電極層の残留応力を小さくして、樹脂電極層とセラミック素体との界面の密着強度を増加させたりする効果を向上させるようにしているが、場合によっては、カップリング剤が添加されていない樹脂電極ペーストを用いることも可能である。

また、上記実施例では、外部電極が厚膜電極層を備えている場合を例にとって説明したが、本発明は、厚膜電極層を備えていない構成、すなわち、樹脂電極層がセラミック素体の端面に直接に形成され、その上にめっき金属層を形成するようにした構成の場合にも適用することが可能である。
さらに、セラミック素体の端面の内部電極の露出部分にめっきを施した後、該端面に樹脂電極層を形成し、その上にめっき金属層を形成するようにした構成の場合にも適用することが可能である。

なお、本発明は、基板にたわみ応力がかかったときに、樹脂電極層とめっき金属層との界面で剥離を生じさせることにより、セラミック素体内部にクラックが発生することを防止することを目的とするものであるが、以下の変形例１，２のような構成として、二重のフェールセーフ機能を持たせるようにすることも可能である。

＜変形例１＞
例えば、図３に示すように、異なる極性の一対の外部電極１ａまたは１ｂに接続された内部電極３ａまたは３ｂの先端Ｔ１が、その内部電極３ａまたは３ｂが接続されている外部電極１ａまたは１ｂとは逆側の外部電極１ａまたは１ｂの回り込み部分（折り返し部分）の先端Ｔ２の投影位置に達しないように短く形成する（すなわち、長さ方向のギャップＧを大きくとる）。このような構成とすることにより、万が一セラミック素体１０にクラックが発生した場合にも、致命的な不具合を回避することができる。なお、図３において図１と同一符号を付した部分は図１の各符号で示した部分と同一または相当する部分である。

＜変形例２＞
例えば、図４に示すように、セラミック素体１０の内部に、異なる極性の一対の外部電極１ａ，１ｂに接続された内部電極（接続内部電極）３ａ，３ｂと、外部電極１ａ，１ｂのいずれにも接続されていない内部電極（非接続内部電極）１０３が積層方向に交互に配設され、この非接続内部電極１０３を介して容量が取得されるように構成する（すなわち、等価回路で表わすとコンデンサが直列接続された構成とする）。このような構成とすることにより、万が一セラミック素体にクラックが発生した場合にも、致命的な不具合の発生を回避することができる。なお、図４において図１と同一符号を付した部分は図１の各符号で示した部分と同一または相当する部分である。

また、上記実施例では、積層セラミックコンデンサを例にとって説明したが，本発明は、積層セラミックコンデンサに限らず、樹脂電極層と、めっき金属層とを備えた外部電極を有する種々のチップ型電子部品に適用することが可能である。

本発明は、さらにその他の点においても上記実施例に限定されるものではなく、厚膜電極層を構成する電極材料や、めっき金属層を構成する金属材料の種類、セラミック素体を構成するセラミック材料の種類などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。

１ａ，１ｂ外部電極
２セラミック層
３ａ，３ｂ内部電極
１０セラミック素体
１０ａ，１０ｂセラミック素体の端面
１１ａ，１１ｂ厚膜電極層
１２ａ，１２ｂ樹脂電極層
１３ａ，１３ｂめっき金属層
１４ａ，１４ｂＮｉめっき金属層
１５ａ，１５ｂＳｎめっき金属層
２０チップ型電子部品（積層セラミックコンデンサ）
２１基板
Ｘたわみ量

Claims

内部電極を備えたセラミック素体と、前記内部電極の端面に、前記内部電極と導通するように配設された外部電極とを備えたチップ型電子部品であって、
前記外部電極は、
導電成分と樹脂成分とを含む樹脂電極層であって、少なくとも前記セラミック素体の端面を含む領域に形成され、直接または間接に前記内部電極と接続するとともに、前記セラミック素体と接合するように形成された樹脂電極層と、
前記樹脂電極層を被覆するように形成されためっき金属層と
を備えており、かつ、
前記セラミック素体と前記樹脂電極層の間の密着強度が、前記樹脂電極層と前記めっき金属層の間の密着強度よりも大きいこと
を特徴とするチップ型電子部品。
前記外部電極は、前記内部電極と導通するように前記セラミック素体の端面に形成された厚膜電極層を備えており、前記樹脂電極層は、前記厚膜電極層を被覆するとともに、前記厚膜電極層が形成されている領域よりも外側の領域で前記セラミック素体と接合するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のチップ型電子部品。
前記樹脂電極層の表面Ａｇ濃度が２〜８ａｔｏｍ％であることを特徴とする請求項１または２記載のチップ型電子部品。
前記樹脂電極層を構成する樹脂成分として、カップリング剤が添加された樹脂成分が使用されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のチップ型電子部品。
前記樹脂電極層の残留応力が４．８ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のチップ型電子部品。
前記樹脂電極層が、導電成分と、２００℃で１時間加熱した際の重量減少率が４．８重量％以下の樹脂成分とを含む樹脂電極ペーストを塗布して硬化させたものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のチップ型電子部品。