JP2018098336A - 電子部品の製造方法及び電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック素体の内部電極が引き出された界面におけるめっき液やフラックス成分の浸入を防止でき、かつ任意形状の外部電極を形成可能な、電子部品の製造方法を提案すること。【解決手段】金属酸化物を含有するセラミック材料からなるセラミック素体１０であって、内部電極２０の一部が引き出し面１０ａ，１０ｂに引き出されたセラミック素体を準備する。次に、セラミック素体の引き出し面に、内部電極と接続されるように下地電極３０１を、導電ペーストを用いた電極形成法で形成する。次に、セラミック素体の引き出し面に隣接する他の面の一部を局所的に加熱し、金属酸化物の一部を還元させることにより改質部３０３を形成する。次に、下地電極３０１及び改質部３０３にかけて連続的にめっき電極３０２をめっき法で形成することで、外部電極３０、３１を形成する。【選択図】 図３

Description

本発明は、電子部品の製造方法及び電子部品、特にセラミック素体に外部電極を形成する方法に関する。

従来から、電子部品の外部電極の形成方法は、セラミック素体の両端面に電極ペーストを塗布し、次に電極ペーストを焼付け又は硬化することで下地電極を形成した後、その下地電極の上にめっき処理によってめっき電極を形成するのが一般的である。

電極ペーストの塗布は、所定の厚みで形成したペースト膜に電子部品の端部を浸漬する方法や、ローラ等による転写を利用した方法が用いられる。これらの技術では、Ｌ字形電極をはじめとする異形状の外部電極は形成できないか、又は困難である、という点が課題として挙げられる。

また、このような電極ペーストを用いた電極形成方法に代えて、内部電極の複数の端部をセラミック素体の端面に互いに近接して露出させると共に、アンカータブと呼ばれるダミー端子を内部電極の端部と同じ端面に近接して露出させ、セラミック素体に対して無電解めっきを行うことにより、これら内部電極の端部とアンカータブとを核としてめっき金属を成長させ、外部電極を形成する方法が提案されている（特許文献１）。この方法であれば、比較的容易に異形状の外部電極が形成可能となる。

しかし、この工法では、内部電極の端部とアンカータブとに直接的にめっきを析出させる事で外部電極を形成する為、めっき液がセラミック素体と内部電極の端部との境界、又はセラミック素体とアンカータブとの境界に浸入し、残留する可能性がある。また、実装の際にはんだに含まれているフラックスがセラミック素体と内部電極との界面部分に浸入し、残留する可能性もある。これら、セラミック素体内に残留しためっき液やフラックスが、使用環境下において腐食等の不具合の要因となる可能性がある。

図１３は、特許文献１のようにめっき法だけで外部電極を形成する場合のチップ部品の一例の断面を示している。１００はセラミック素体、１０１は内部電極、１０２は内部電極の引き出し部である。セラミック素体１００の焼成時に、セラミック素体１００と内部電極１０１との収縮差により、（ａ）のように内部電極１０１が引き出された界面部分において、引き出し部１０２とセラミック素体１００との間に隙間１０３が発生することがある。この状態でめっきを行うと、（ｂ）のように隙間１０３にめっき液が浸入し、そのめっき液がめっき電極１０４によって封止されてしまう。

特開２００４−４００８４号公報

本発明の目的は、セラミック素体の内部電極が引き出された界面におけるめっき液やフラックス成分の浸入を防止でき、かつ任意形状の外部電極を形成可能な、電子部品の製造方法及び電子部品を提案するものである。

前記目的を達成するため、本発明は、次のような工程をへてセラミック素体に外部電極を形成した電子部品を製造する。まず、図１２の工程Ａのように、金属酸化物を含有する焼結済みセラミック材料からなるセラミック素体を準備する。ここで、セラミック素体は内部電極を有し、この内部電極の一部が引き出し面に引き出されている。次に、工程Ｂとして、セラミック素体の前記引き出し面に、前記内部電極と接続されるように下地電極を形成する。この下地電極は、導電ペーストを用いた電極形成法又は乾式めっき法で形成される。次に、工程Ｃとして、セラミック素体の前記引き出し面に隣接する他の面の一部を局所的に加熱し、前記金属酸化物の一部を還元させることにより改質部を形成する。次に、工程Ｄとして、前記下地電極及び前記改質部上にめっき電極を湿式めっき法で形成し、その結果、外部電極が形成される。

本発明は、複数種類の手法を組み合わせることにより、外部電極を形成する方法を提案している。すなわち、まず湿式めっき法以外の方法を用いてセラミック素体の内部電極の引き出し面に下地電極を形成する。具体的には、導電ペーストを用いた電極形成法又は乾式めっき法で下地電極を形成する。これにより、下地電極と内部電極の引き出し部とが電気的に接続される。下地電極の形成の際、めっき液を使用しないので、セラミック素体の内部電極が引き出された界面に隙間があっても、その隙間は下地電極で閉じられる。なお、下地電極は引き出し面だけに形成される必要はなく、引き出し面に隣接する他の面の一部にまで拡張されてもよい。下地電極は引き出し面の全面に形成される必要はなく、少なくとも内部電極が引き出されている部分に形成すればよい。

次に、セラミック素体の引き出し面に隣接する他の面の一部を局所的に加熱し、セラミック素体に含まれる金属酸化物の一部を還元させることにより改質部を形成する。この改質部は、セラミック素体の他の部分に比べて抵抗値が低い部分のことである。なお、下地電極と改質部との形成順序は、いずれが先であってもよい。

下地電極及び改質部を形成した後、下地電極及び改質部上に湿式めっき法によりめっき電極を形成する。改質部は抵抗値がセラミック素体の非改質部に比べて低い部分であるから、めっき金属の析出起点とすることができる。下地電極は当然ながら導電性を有するので、めっき金属を容易に析出させることができる。セラミック素体の内部電極が引き出された界面に隙間が発生しても、その隙間は下地電極によって既に閉じられているので、めっき処理においてめっき液が隙間に浸入するのを防止できる。めっき処理により、下地電極及び改質部上にめっき電極が形成され、その結果として外部電極が形成される。なお、下地電極と改質部とが多少離間していても、双方に析出しためっき金属を核としてめっき金属が急速に成長するので、連続しためっき電極を形成することが可能である。なお、下地電極及び改質部が離れて形成されている場合には、それぞれの上にめっき電極を独立して形成してもよい。めっき電極の形成は複数回実施してもよい。つまり、めっき電極は多層構造でもよい。湿式めっき法は、周知の通り、低コストで量産性に優れかつ均質な電極を形成できる利点がある。

導電ペーストを用いた下地電極の形成法には、セラミック素体の引き出し面にガラスと金属粉を含有した導電ペーストを塗布し、熱処理により金属粉を焼結させて下地電極を形成する方法や、セラミック素体の引き出し面に熱硬化性樹脂及び金属粉を含有する導電ペーストを塗布し、熱硬化性樹脂を熱処理により硬化させて下地電極を形成する方法などがある。後者の方法は、前者に比べて比較的低温で下地電極を形成することができる。本明細書において、導電ペーストと電極ペーストは同じ意味で使用される。乾式めっき法としては、例えば蒸着法、スパッタリング法などがある。いずれの方法もめっき液を使用しない電極形成方法であり、セラミック素体と内部電極の引き出し部との界面に発生する隙間へのめっき液の浸入を防止できる。

改質部を形成するための局所的な加熱方法としては、例えばレーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉を使用した局所加熱など、種々の方法がある。このうち、レーザ照射は、装置を比較的小型に構成できる点、レーザのセラミック素体に対する照射位置を素早く変えられる点で有利である。局所加熱はセラミック素体の表層部だけを改質させるので、電子部品（例えばインダクタ）としての電気的特性に実質的に影響を及ぼすことはない。

レーザを照射して改質できる代表的なセラミック材料としては、フェライトがある。フェライトは酸化鉄を主成分とするセラミックスであり、例えばスピネルフェライト、六方晶フェライト、ガーネットフェライトなどがある。フェライトにレーザを照射すると、照射部分が溶融・凝固し、フェライトの表層部分が変質して導電性を持つ。インダクタに用いられるフェライトには、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトなどがあり、いずれのフェライトでもレーザ照射により改質部を形成できる。レーザにはＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザなど公知のレーザを使用できる。

改質部を、セラミック素体の引き出し面に隣接する他の面であって、かつ引き出し面と近接した位置に形成するのが望ましい。下地電極と改質部とが離れている場合であっても、湿式めっき時において、下地電極と改質部とに析出しためっき金属が両者間に成長するので、連続しためっき電極を形成できる。下地電極と改質部が近接または接触している場合には、より短時間で連続しためっき電極を形成することができる。

下地電極を形成する工程Ｂの後に、改質部を形成する工程Ｃを実行するのが好ましい。改質部を下地電極より先に形成した場合には、下地電極の形成時の熱処理により改質部が酸化し、不導体化する可能性がある。そのため、改質部を下地電極より後で形成することにより、改質部の酸化を抑制でき、その上に良好なめっき電極を形成できる。なお、下地電極での熱処理が改質部の酸化に影響を及ぼさない場合には、改質部を下地電極より先に形成してもよい。

湿式めっき法としては、電解めっきでも無電解めっきでも可能であるが、電解めっき法の場合には、膜厚のコントロールが容易であるため好適である。本発明方法によって形成された下地電極及び改質部は共に導電性を持つので、下地電極及び改質部に速やかにめっき金属が析出する。従来のめっき法では、セラミック素体の一部にめっきを施したくない場合に、その部分に予めめっき防止材をコーティングしたり、切削等により除去する必要があった。本発明では、下地電極を形成しにくい箇所に改質部を局所的に形成できるので、めっき防止材などのコーティング工程を省略できる。改質部をレーザ照射により形成した場合には、改質部の表面が凹凸状になるので、アンカー効果によりめっき電極の固着強度が高くなるという利点がある。

本発明のさらなる実施形態は、金属酸化物を含有するセラミック材料からなるセラミック素体であって、内部電極を有し、前記内部電極の一部が引き出された引き出し面を有する、セラミック素体と、前記セラミック素体の前記引き出し面に、前記内部電極と接続されるように形成された下地電極であって、導電ペーストから形成された電極である、下地電極と、前記セラミック素体の前記引き出し面に隣接する他の面に形成され、前記金属酸化物の還元された金属元素を含む改質部と、前記下地電極及び前記改質部上に形成されためっき電極と、を有する電子部品を提供することである。導電ペーストから形成された電極とは、金属とガラス、又は金属と樹脂とを含む、メタルコンポジット電極と呼ぶこともできる。また、めっき電極は金属薄膜電極と呼ぶこともできる。この場合には、内部電極の引き出し界面へのめっき液やフラックスの浸入を防止できるので、耐久性が向上した電子部品を得ることができる。

本発明方法の特徴の１つは、異形状の外部電極を容易に形成できる点である。例えば、直方体形状のセラミック素体の長手方向両端面に下地電極を形成し、これら両端面に隣接する１つの面（例えば底面）にだけ（例えば２箇所の）改質部を形成した場合には、一対のＬ字形外部電極を形成することが可能になる。つまり、両端面と底面とにだけ外部電極を形成し、上面や幅方向両側面には電極を形成しないようにすることもできる。Ｌ字形の外部電極を形成する利点は、実装のために必要な箇所にだけ外部電極が形成されるので、内部電極と外部電極との間の寄生容量を低減でき、電子部品の電気的特性を向上させ得る点である。さらに、回路基板などにこの電子部品を高密度で実装した場合、隣接する電子部品との絶縁距離を確保しやすいこと、さらには複数の回路基板を厚み方向に平行に配置した場合に、電子部品とその上側に配置される回路基板の導電部との絶縁距離を確保しやすいこと、等の利点がある。さらに、両端面に導電ペーストによる下地電極を形成し、底面に改質部を形成し、下地電極と改質部とを覆うめっき電極を形成した場合には、両端面に形成される外部電極の厚みに比べて底面に形成される外部電極の厚みを薄くできるので、電子部品の低背化を達成できる。

以上のように、本発明によれば、セラミック素体の引き出し面に下地電極を形成した上で湿式めっきを行うので、めっき液が内部電極とセラミック素体との界面に浸透するのを抑制できる。また、セラミック素体の引き出し面と隣接する面に改質部を形成し、下地電極及び改質部上にめっき電極を形成するので、必要な部分だけに外部電極を形成できる。したがって、任意の形状の外部電極を容易に形成できる。

本発明に係る電子部品の第１実施形態の斜視図である。 図１に示す電子部品の分解斜視図である。 図１の電子部品をＹ方向から見たときの断面図である。 外部電極の形成工程を示す断面図である。 セラミック素体にレーザを照射する方法の一例を示す斜視図である。 改質部及びめっき電極の形成過程を示す一例の拡大断面図である。 改質部の構造の一例の拡大断面図である。 レーザ照射前後のフェライトの抵抗値の変化と、再加熱時における抵抗値の変化を示す図である。 コーナ部にＲ面を形成したセラミック素体における外部電極の構造の幾つかの例を示す図である。 本発明に係る電子部品の他の幾つかの例の斜視図である。 本発明に係る２端子型電子部品の幾つかの例を示す斜視図である。 本発明に係る外部電極の形成方法を示すフロー図である。 めっき法により外部電極を形成する従来のチップ部品の一例の断面図を示す。

図１は本発明に係る電子部品の一例であるチップ型インダクタ１を示す。図１は、インダクタ１の底面が上向きとなるように表されている。インダクタ１はセラミック素体１０を備えており、セラミック素体１０の長さ方向両端部には外部電極３０，３１がそれぞれ形成されている。この実施例のインダクタ１の形状は、図１に示すようにＹ軸及びＺ軸方向の寸法に比べてＸ軸方向の寸法が長い直方体である。なお、この明細書で「直方体」とは、コーナ部がエッジ状であるものに限らず、面取りやＲ面が形成されたものでもよい。

セラミック素体１０は、図２に示すように、例えばＮｉ−Ｚｎ系フェライト、Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト又はＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトを主体とする絶縁体層１２ａ〜１２ｅを積層し、焼結することによって得られる。絶縁体層１２ａ〜１２ｅは、上下方向（Ｚ軸方向）に順に積層されている。上下両端の絶縁体層１２ａ、１２ｅを除く中間の絶縁体層１２ｂ〜１２ｄ上には、内部電極２０を構成するコイル導体２１〜２３がそれぞれ形成されている。これら３つのコイル導体２１〜２３はビア導体２４、２５によって相互に接続され、全体としてらせん状に形成されている。コイル導体２１〜２３及びビア導体２４、２５は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等の導電性材料で形成されている。コイル導体２１の一端部（引出部）２１ａがセラミック素体１０のＸ軸方向の一端面１０ｂに露出しており、コイル導体２３の一端部（引出部）２３ａがセラミック素体１０のＸ軸方向の他端面１０ａに露出している。内部電極２０の両端部２１ａ，２３ａが露出しているセラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂが引き出し面である。なお、この実施例ではコイル導体２１〜２３が２ターン分のコイルを形成している例を示したが、ターン数は任意であり、コイル導体の形状及び絶縁体層の層数も任意に選択できる。また、コイル導体を有しない絶縁体層１２ａ、１２ｅの層数も任意である。

外部電極３０、３１は、図３に示すように、セラミック素体１０をＹ方向から見たとき、外部電極３０、３１はそれぞれＬ字形に形成されている。すなわち、外部電極３０はセラミック素体１０のＸ軸方向の一端面１０ａと底面（実装面）１０ｃの一部とを覆うようにＬ字形に形成され、外部電極３１はセラミック素体１０のＸ軸方向の他端面１０ｂと底面１０ｃの一部とを覆うようにＬ字形に形成されている。図３に示すように、外部電極３０はコイル導体２３の引出部２３ａと接続されており、外部電極３１はコイル導体２１の引出部２１ａと接続されている。外部電極３０，３１は、２種類の電極で構成されている。すなわち、セラミック素体１０の両端面１０ａ，１０ｂには、まず下地電極３０１が形成され、その上にめっき電極３０２が形成されて、２層構造となっている。また、セラミック素体１０の底面（実装面）１０ｃの両端部には、セラミック素体１０が変質した改質部（又は低抵抗部）３０３が形成されており、その改質部上にもめっき電極３０２が形成されている。なお、図３では、セラミック素体１０の一端部についての下地電極３０１、めっき電極３０２、改質部３０３のみ図示されており、他端部の下地電極３０１、めっき電極３０２、改質部３０３は省略されている。図３では、改質部３０３が凹凸状に形成されているため、その上のめっき電極３０２の表面も凹凸状となっている。下地電極３０１上のめっき電極３０２と、改質部３０３上のめっき電極３０２とは、湿式めっき法により同時に形成されたものである。下地電極３０１及びめっき電極３０２の材料は、例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｎｉ，Ｓｎ等が使用され、両者が同じ金属材料でも、また異なる金属材料でもよい。なお、めっき電極３０２は、１層に限らず、多層のめっき層で構成されていてもよい。最外層のめっき電極は、はんだ濡れ性のよい材料が望ましい。

下地電極３０１の形成方法は、公知の導電ペーストを用いた方法と同様である。すなわち、所定の厚みで形成した導電ペースト膜にセラミック素体１０の端部を浸漬する方法や、ローラ等による転写を利用した方法などがある。なお、導電ペーストの膜厚及びセラミック素体１０の浸漬深さを設定することにより、導電ペーストをセラミック素体１０の端面のみに塗布するか、それとも端面に隣接する面にまで回り込むように塗布するかを調節できる。さらに、導電ペーストの塗布領域はセラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂの全面である必要はなく、少なくとも内部電極２０の引出部２３ａ，２１ａが露出した部分に塗布されておればよい。導電ペーストを塗布した後、セラミック素体を所定の温度で熱処理することにより、下地電極３０１を形成する。熱処理には２つの方法があり、焼付けタイプの導電ペーストを使用した場合には、導電ペーストに含まれたガラス及び金属粉が焼結するまで熱処理する。熱硬化タイプの導電ペーストを使用した場合には、熱処理により導電ペーストに含まれる熱硬化性樹脂を硬化させる。焼付けタイプの導電ペーストは、熱硬化タイプの導電ペーストに比べて熱処理温度が高い。

このように導電ペーストを用いて下地電極３０１を形成した場合には、下地電極３０１は内部電極２０の引出部２３ａ，２１ａが露出したセラミック素体１０の端面１０ａ，１０ｂに形成され、引出部２３ａ，２１ａと電気的に接続される。図４の（ａ）に示すように、セラミック素体１０の焼成時に、セラミック素体１０と内部電極２０との収縮差により、内部電極２０が引き出されたセラミック素体１０の端面に隙間δが発生することがある。しかし、（ｂ）に示すように、導電ペーストの塗布時に、導電ペースト３０１ａがその隙間δを閉じることができる。したがって、（ｃ）のように、その後で実施する湿式めっきにおいて、めっき液が隙間δに浸入するのを防止できる。下地電極３０１上にはめっき電極３０２が形成される。

図５はセラミック素体１０の底面１０ｃの長さ方向両端部（電極形成領域Ｓ１）に、レーザＬを使用して改質部３０３を形成する方法を示す。ここでは、下地電極３０１を形成した後のセラミック素体１０に対してレーザＬを照射する例を示すが、下地電極３０１を形成する前のセラミック素体１０に対してレーザＬを照射してもよい。レーザＬの照射方法には複数の方法があり、ここではレーザＬを連続照射しながらＹ軸方向に沿って走査した例（又はセラミック素体１０をＹ軸方向に移動させた例）を示している。レーザの走査方向は任意であり、Ｘ軸方向であってもよいし、ジグザグ状や周回状であってもよい。レーザＬの照射によって、セラミック素体１０の表面には多数の線状のレーザ照射痕３０４が形成され、その照射痕３０４の底部に改質部３０３が形成される。なお、図５では、線状のレーザ照射痕３０４をＸ軸方向に間隔を開けて形成した例を示したが、レーザ照射痕３０４同士が互いに重なるように密に形成してもよい。また、レーザＬを連続照射する方法以外に、断続的に照射してもよい。いずれの場合でも、電極形成領域Ｓ１，Ｓ２の全域にわたって均等にレーザＬを照射するのが望ましい。

図６は、改質部３０３及びめっき電極３０２の形成過程の一例を示す。図６の（Ａ）は、下地電極３０１と近接したセラミック素体１０の底面１０ａにレーザＬを照射し、それによりセラミック素体１０の表面に断面Ｖ字状又はＵ字状のレーザ照射痕３０４を形成した状態を示す。なお、図６の（Ａ）ではレーザＬが１点に集光した例を示したが、実際にはレーザＬを照射するスポットがある程度の面積を持っていてもよい。このレーザ照射痕３０４は、レーザ照射によってセラミック素体１０の表層部が溶融・凝固した痕である。スポットの中心部が最もエネルギーが高いので、その部分のセラミック素材が変質しやすく、レーザ照射痕３０４の断面は略Ｖ字状又は略Ｕ字状となる。レーザ照射痕３０４の内壁面を含む周囲には、セラミック素体を構成する金属酸化物（ここではフェライト）が変質／還元し、その金属酸化物よりも抵抗値の低い改質部３０３が形成される。フェライト材料の抵抗値が低下する要因の１つとして、フェライトに含まれるＦｅ₂Ｏ₃が、より抵抗値の低いＦｅ₃Ｏ₄に変化するという還元反応がある。また、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトの場合には、Ｆｅの一部が還元すると共に、Ｎｉ及び／又はＺｎも還元している可能性がある。Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトの場合には、Ｆｅ及び／又はＣｕが還元すると共に、Ｎｉ及び／又はＺｎも還元している可能性がある。改質部３０３の深さや広さは、レーザの照射エネルギーや照射範囲などによって可変できる。

図６の（Ｂ）は、レーザＬをｘ方向に間隔Ｄをあけて照射し、電極形成領域Ｓ１に複数のレーザ照射痕３０４を密に照射した場合を示す。「密に照射する」とは、レーザ照射のスポット中心の間隔Ｄが改質部３０３の広がり幅（例えば直径の平均値）Ｗと同等またはそれより狭いことを指し、隣接するレーザ照射痕３０４の下側に形成される改質部３０３同士が相互につながっている状態を指す。ただし、全ての改質部３０３がつながっている必要はない。そのため、セラミック素体１０の電極形成領域Ｓ１のほぼ全域が改質部３０３で覆われている。

図６の（Ｃ）は、上記のように下地電極３０１と改質部とを形成したセラミック素体１０に対し、めっき処理を行った状態を示す。導電性を有する下地電極３０１及び改質部３０３における電流密度が他の部分より高くなるので、下地電極３０１及び改質部３０３の表面にめっき金属が速やかに析出し、やがて両者間に連続しためっき電極３０２が形成される。すなわち、下地電極３０１と改質部３０３上に析出しためっき金属が核となって周囲へと成長し、下地電極３０１と改質部３０３との間に絶縁領域が存在しても、短時間で連続しためっき電極３０２が形成される。このようにして、Ｌ字形の外部電極３０が形成される。

めっき処理時間、電圧または電流を制御することによって、めっき電極の形成時間や厚さをコントロールすることが可能である。さらに、１回目のめっき処理により形成しためっき電極３０２の上に追加のめっき処理を行うことにより、多層構造のめっき電極を形成することもできる。この場合には、すでに下地となるめっき電極が形成されているので、追加のめっき処理時間は短くて済む。

図６では、レーザを密に照射（Ｄ≦Ｗ）した例を示したが、改質部３０３の広がり幅Ｗより広い間隔Ｄ（Ｄ＞Ｗ）で照射することもできる。この場合には、各レーザ照射痕３０４の間には改質部以外の絶縁領域、つまりセラミック素体を構成する元の金属酸化物が変質していない領域が露出することになるが、後に実施するめっき処理工程において、めっき電極が改質部３０３間に成長するので、絶縁領域上にも連続的なめっき電極を簡単に形成できる。

図７は、このように形成される改質部３０３の断面構造の一例を示す。下層には還元層３０３ａが形成され、その表層が半導体及び／又は絶縁体の成分からなる再酸化層３０３ｂで覆われている。これら還元層と再酸化層とによって改質部３０３が構成されている。なお、レーザ照射は大気雰囲気に限らず、真空中やＮ₂雰囲気でレーザ照射を行ってもよいが、真空中やＮ₂雰囲気でレーザ照射を行った場合には、再酸化層が形成されない可能性がある。

上述の再酸化層が形成された場合には、以下のような効果が考えられる。すなわち、再酸化層として形成されているＦｅ₃Ｏ₄は常温での再酸化が進みにくい性質があり、下層にある還元層の酸化を抑制すると共に、再酸化層自体の経時変化を抑制できる効果もある。また、再酸化層は一種の半導体であり、絶縁体であるフェライトよりも抵抗値は低く、しかも厚みが薄い。そのため、再酸化層が形成されても、めっき金属の析出性に影響を及ぼさない。

上述の説明では、下地電極を形成した後に改質部を形成したが、その形成順序を逆にすることも可能である。すなわち、改質部を形成した後に下地電極を形成することもできる。ただし、下地電極として焼付けタイプの導電ペーストを使用した場合には、下地電極を形成した後に改質部を形成するのが望ましい。その理由は、下地電極より先に改質部を形成した場合、下地電極の形成時の熱処理により改質部が酸化し、不導体化する可能性があるからである。不導体化により、後で実施されるめっき処理時にめっき電極の析出が阻害される可能性がある。したがって、焼付けタイプの導電ペーストを使用した場合には、下地電極より後で改質部を形成することにより、改質部の酸化を抑制できる。

図８は、改質部の導電性と、熱処理温度との関係を示している。すなわち、フェライト材料を対象として、レーザ照射前と照射後のフェライトの抵抗値の変化と、改質部の形成後に再昇温させた場合の抵抗値を測定した結果を示す。図８における表面抵抗は、材料の表面にプローブを一定間隔で接触させ、その間の抵抗値を測定したものである。図８から明らかなように、３種類のレーザのいずれを照射した場合も、フェライト材料の抵抗値が約１０^-8分低下しており、改質部が正に形成されたことがわかる。一方、３００℃までの再昇温では、改質部の抵抗値は殆ど上昇しないが、６００℃以上に再昇温させることで、改質部が再酸化の挙動を生じ、抵抗値が有意に上昇する傾向を確認できる。一般に、下地電極として熱硬化タイプの導電ペーストを使用した場合には、熱硬化温度は２００℃程度であるから、改質部の抵抗値は殆ど上昇しないと考えられるが、焼付けタイプの熱処理温度は６００℃以上になる場合があるので、改質部の再酸化を抑制できなくなる。以上のことから、改質部を形成した後に下地電極を形成するフローとした場合、下地電極の焼付温度や硬化温度が一定水準（例えば６００℃）以上である場合、改質部の抵抗値が上昇し、後のめっき工程においてめっきの析出に至らない可能性がある。よって、下地電極を形成した後に、改質部を形成するというフローが望ましい。なお、この再昇温の過程をＮ₂雰囲気中で行った場合には、大気中で行った場合に比べて再酸化の反応が抑制されるために、抵抗値の上昇量は抑制される。

−実験例−
以下に、改質部及びめっき電極の形成を行った実験例について説明する。
（１）Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトからなる焼結済みセラミック素体に、レーザを往復走査しながら照射した。加工条件は以下の通りであるが、波長は例えば532nm〜10620nmのいずれの範囲でもよい。照射間隔とは、レーザを往復走査する場合の往路と復路のスポット中心の距離を意味する。

（２）レーザ照射後のセラミック素体に対し、電解めっきを以下の条件で行った。具体的には、バレルめっきを使用した。

上記のような条件でめっき処理を行った結果、セラミック素体の表面に平均厚さ約２μｍの良好なＣｕ外部電極を形成することができた。なお、同様の結果は、Ｎｉ−Ｚｎ系フェライトを用いた場合でも得られた。また、めっき液としては、ピロリン酸銅めっき液以外に、硫酸銅めっき液、シアン化銅めっき液なども使用可能である。

−評価−
Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトにレーザを照射した試料と、レーザ未照射の試料とに対して、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）および転換電子収量法を用いたＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの、Ｋ端ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）により、試料表面におけるＦｅ，Ｃｕ，Ｚｎの価数を評価した。ＸＰＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分では金属成分が検出できず、下層になると金属成分が検出できた。また、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｃｕの金属成分を検出できた。一方、ＸＡＦＳの結果、レーザを照射した試料の表層部分について、Ｆｅの金属成分を検出することはできなかったが、Ｆｅの半導体の成分及び絶縁体の成分を検出することができた。下層は、Ｆｅ³⁺に対するＦｅ²⁺の割合がセラミックス素体全体での割合に対して大きいこともわかった。以上より、レーザ加工による熱でフェライトに含まれる金属酸化物が分解され、セラミックス素体の下層はフェライトの金属元素に還元し、セラミックス素体の表層部分は残熱により再酸化に至ったと推測される。

図１に示すようにＬ字形の外部電極３０、３１を形成した電子部品１の場合、上述のような電気的特性の違いの他に、以下のような違いも発生する。すなわち、外部電極が電子部品１の上面に形成されていないので、実装状態において電子部品１の上方に近接して別の電子部品又は導体が存在する場合でも、ショートの発生リスクを低減できる。さらに、外部電極がＹ方向の両側面にも形成されていないので、電子部品１のＹ方向に隣接して別の電子部品３が実装されている場合でも、隣接する電子部品との絶縁距離を確保できると共に、外部電極に塗布されるはんだ同士の距離も確保できる。そのため、隣接する電子部品とのショートのリスクを低減できる。その結果、Ｌ字形外部電極を有する電子部品１の場合には、さらなる高密度実装が可能になる。

図９は、本発明を用いて形成されるＬ字形外部電極の構造の例を示す。（ａ）は、セラミック素体１０のコーナ部にＲ面Ｒ１、Ｒ２が形成されている場合に、下地電極３０１の縁部をＲ面Ｒ１まで広がるように形成し、下地電極３０１と接触するようにセラミック素体１０の底面１０ｃの両端部に改質部３０３を形成したものである。下地電極３０１と改質部３０３上にめっき電極３０２が連続的に形成され、Ｌ字形の外部電極３０、３１が形成されている。このように、両端面１０ａ，１０ｂと隣接する他の面（底面１０ｃを含む）との境界部にＲ面が形成されている場合には、両端面１０ａ、１０ｂに下地電極３０１を形成した際に下地電極３０１の一部を他の面にまで所定の膜厚を維持しながら回り込ませることができるので、改質部３０３を下地電極３０１と接触／近接状態で簡単に形成できる。

図９の（ｂ）は、下地電極３０１の上面側縁部をセラミック素体１０のＲ面Ｒ１まで広がらないように形成し、底面側縁部をセラミック素体１０のＲ面Ｒ２まで広がるように形成したものである。この場合も、下地電極３０１と接触するように、改質部３０３をセラミック素体１０の底面１０ｃに形成できる。

図９の（ｃ）は、下地電極３０１をセラミック素体１０の端面１０ａ、１０ｂにのみ形成している。つまり、下地電極３０１の縁部をセラミック素体１０のＲ面Ｒ１、Ｒ２まで広がらないように形成している。改質部３０３をセラミック素体１０の底面側のＲ面Ｒ２まで広がるように、つまり下地電極３０１と接触するように形成してある。その結果、下地電極３０１と改質部３０３上にめっき電極３０２が連続的に形成される。

図１０は、本発明を用いて外部電極を形成した電子部品の他の例を示す。図１０の（ａ）は、セラミック素体１０の底面１０ｃ（図１０では上下逆転して示してある）のｘ方向両端部とｘ方向両端面１０ａ、１０ｂとに外部電極３０、３１が形成された電子部品を示している。他の面には外部電極が形成されていない。この場合は、内部電極の端部２１ａ，２３ａがセラミック素体１０の両端面１０ａ、１０ｂには露出しておらず、底面１０ｃにのみ露出している。セラミック素体１０の底面１０ｃには、下地電極３０１が内部電極の端部２３ａ，２１ａと接続されるように形成されている。セラミック素体１０の両端面１０ａ、１０ｂには、改質部３０３が形成され、下地電極３０１と改質部３０３上には連続的にめっき電極（図示せず）が形成され、外部電極３０、３１が形成されている。この実施形態では、改質部３０３が端面１０ａ、１０ｂの底面側にのみ形成されているが、改質部３０３を端面１０ａ、１０ｂの全面に形成してもよい。

図１０の（ｂ）は、多端子型の電子部品を示している。この例では、内部電極の引き出し部２１ａ，２３ａがセラミック素体１０の両端面１０ａ、１０ｂには露出しておらず、ｙ方向両側面１０ｄ，１０ｅに露出している。両側面１０ｄ，１０ｅには下地電極３０１が形成され、下地電極３０１と内部電極の引き出し部２１ａ，２３ａとが接続されている。セラミック素体１０の底面１０ｃ（図１０では上側の面）の４箇所には、それぞれ改質部３０３が形成されている。下地電極３０１と改質部３０３上には連続的にめっき電極（図示せず）が形成され、それにより４個の外部電極３０〜３３が形成されている。ｘ方向両端面１０ａ，１０ｂと上面（図１０では下側の面）には外部電極が形成されていない。

図１１は、２端子型のチップ部品に本発明を適用した他の例を示す。（ａ）はセラミック素体１０の両端面に下地電極３０１を形成し、底面１０ｃの両端部にそれぞれ２箇所の改質部３０３を形成したものである。なお、下地電極３０１と改質部３０３上に形成されるめっき電極は省略されている。この場合には、回路基板へのはんだ付け時に、底面側の電極がそれぞれ２箇所に別れているので、実装安定性が増すという利点がある。

図１１の（ｂ）は底面に形成された改質部３０３がそれぞれ２箇所に別れている点である（ａ）と同様であるが、両端面に形成された下地電極３０１が底部側の一部だけに形成されている点で相違する。

図１１の（ｃ）は、下地電極３０１が両端面１０ａ，１０ｂの全面ではなく、中央部だけに縦方向に伸びる幅狭な帯状に形成されている。底面１０ｃ側の改質部３０３は幅方向に連続した帯状に形成されている。

図１１の（ｄ）は、下地電極３０１が両端面１０ａ、１０ｂに形成され、改質部３０３が底面１０ｃの両端側に形成されている点で図１と同様であるが、改質部３０３の一部が前後の両側面１０ｄ，１０ｅにも伸びている点で相違する。

上記実施形態では、本発明をチップ型インダクタの外部電極の形成に適用した例を示したが、これに限るものではない。本発明が対象とする電子部品としては、インダクタに限らず、レーザ照射によって変質し、めっき電極の析出起点となる改質部が形成されるセラミック素体を使用した電子部品であれば、適用可能である。すなわち、セラミック素体の材質はフェライトに限定されない。湿式めっきの方法として、電解めっきを用いた例を示したが、無電解めっきを用いてもよい。

前記実施例では、局所的な加熱方法としてレーザ照射を使用したが、電子ビームの照射、イメージ炉を使用した加熱なども適用可能である。いずれの場合も、熱源のエネルギーを集光して、セラミック素体を局所加熱することができるため、他の領域の電気的特性を損なうことがない。

本発明において、局所加熱のためにレーザを使用した場合、１本のレーザを分光して、複数箇所に同時にレーザを照射してもよい。さらに、レーザの焦点をずらして、レーザの焦点が合っている場合に比べて、レーザの照射範囲を広げてもよい。

本発明は、めっき金属が複数層で形成される場合に、めっき金属の最下層を下地電極及び改質部の全域に広がるように成長させる場合に限らない。めっき金属の最下層を下地電極及び改質部の一部に広がるように成長させ、めっき金属の上層を下地電極及び改質部の全域に広がるように成長させてもよい。

１ 電子部品
１０ セラミック素体
１０ａ、１０ｂ 両端面
１０ｃ 底面
２０ 内部電極
２１ａ、２３ａ 一端部（引出部）
３０、３１ 外部電極
３０１ 下地電極
３０２ めっき電極
３０３ 改質部
Ｌ レーザ

Claims (12)

1. セラミック素体に外部電極を形成する電子部品の製造方法であって、
   金属酸化物を含有する焼結済みセラミック材料からなるセラミック素体であって、内部電極を有し、前記内部電極の一部が引き出し面に引き出された、セラミック素体を準備する工程Ａ、
   前記セラミック素体の前記引き出し面に、前記内部電極と接続されるように下地電極を、導電ペーストを用いた電極形成法又は乾式めっき法で形成する工程Ｂ、
   前記セラミック素体の前記引き出し面に隣接する他の面の一部を局所的に加熱し、前記金属酸化物の一部を還元させることにより改質部を形成する工程Ｃ、
   前記下地電極及び前記改質部上にめっき電極を湿式めっき法で形成する工程Ｄ、
   を含む電子部品の製造方法。
2. 前記工程Ｄにおいて、前記下地電極及び前記改質部にかけて連続的に前記めっき電極を形成する、請求項１に記載の電子部品の製造方法。
3. 前記セラミック材料はフェライトである、請求項１又は２に記載の電子部品の製造方法。
4. 前記導電ペーストを用いた電極形成法は、前記セラミック素体の引き出し面に金属粉及びガラスを含有した導電ペーストを塗布し、熱処理により前記金属粉及びガラスを焼結させて、下地電極を形成する方法である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
5. 前記導電ペーストを用いた電極形成法は、前記セラミック素体の引き出し面に熱硬化性樹脂及び金属粉を含有する導電ペーストを塗布し、前記熱硬化性樹脂を熱処理により硬化させて、下地電極を形成する方法である、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
6. 前記改質部を、記セラミック素体の前記引き出し面に隣接する他の面であって、かつ前記引き出し面と近接した位置に形成する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
7. 前記下地電極を形成する工程Ｂの後に、前記改質部を形成する工程Ｃを実行する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
8. 前記局所的に加熱する方法は、レーザ照射、電子ビーム照射、又はイメージ炉による局所加熱のいずれかである、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
9. 前記湿式めっき法は電解めっき法である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
10. 前記湿式めっき法は無電解めっき法である、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電子部品の製造方法。
11. 金属酸化物を含有するセラミック材料からなるセラミック素体であって、内部電極を有し、前記内部電極の一部が引き出された引き出し面を有する、セラミック素体と、
    前記セラミック素体の前記引き出し面に、前記内部電極と接続されるように形成された下地電極であって、導電ペーストから形成された電極である、下地電極と、
    前記セラミック素体の前記引き出し面に隣接する他の面に形成され、前記金属酸化物の還元された金属元素を含む改質部と、
    前記下地電極及び前記改質部上に形成されためっき電極と、
    を有する電子部品。
12. 前記セラミック素体は直方体形状であり、前記引き出し面は前記セラミック素体の長手方向両端面であり、前記改質部を形成する面は前記セラミック素体の底面であり、前記改質部は前記底面の長手方向両端部に形成される、請求項１１に記載の電子部品。

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