JP2018160596A - 外部電極及び外部電極の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高温環境下における耐熱性を有しながらコストを抑制する。【解決手段】電子部品１の外部電極は、素体１０と、素体１０の表面に形成された下地層２１と、第１めっき層２２及び第２めっき層２３と、第２めっき層２３の上に積層され、３０質量％以上のＮｉ−Ｓｎ相を含む外部電極層２４と、を有する。外部電極層は、Ｆｅ−Ｓｎ相をさらに含むことが好ましいく、Ｎｉ−Ｓｎ相及び前記Ｆｅ−Ｓｎ相以外はＳｎ主体相であることがより好ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品の外部電極及びこの外部電極の製造方法に関する。

積層セラミックコンデンサ等の電子部品の外部電極としては、特許文献１記載のようにＳｎ（スズ）系の材料が用いられている。近年は、電子部品を高温環境下で使用するというニーズがある。そのため、従来からのＳｎ（スズ）系の外部電極に代えて、例えば、特許文献２記載のように、融点の高い貴金属により表面を覆った構成が検討されている。

特開昭５８−０８５５１５号公報 特開２００４−０５５６７９号公報

しかしながら、特許文献２記載のように貴金属を外部電極に使用すると、外部電極の耐熱性は向上するが外部電極が高価になるという問題がある。

本発明は上記を鑑みてなされたものであり、高温環境下における耐熱性を有しながらコストが抑制された外部電極及び外部電極の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る電子部品の外部電極は、素体と、前記素体の表面に形成された下地層と、前記下地層の上に積層されためっき層と、前記めっき層の上に積層され、３０質量％以上のＮｉ−Ｓｎ相を含む外部電極層と、を有する。

上記の電子部品の外部電極によれば、下地層及びめっき層上に積層された外部電極層にＮｉ−Ｓｎ相が３０質量％以上含まれている。Ｎｉ−Ｓｎ相は、２００℃〜２５０℃のような高温環境下においても溶融せず外部電極層の形状が保持される。したがって、高温環境下における耐熱性が向上する。また、上記の外部電極は、貴金属等の高価な材料が用いられていないため、コストの増大も抑制しながら、耐熱性の向上を実現することができる。

ここで、前記外部電極層は、１質量％以上１５質量％以下のＦｅ−Ｓｎ相をさらに含む態様とすることができる。上記のように、外部電極層にＦｅ−Ｓｎ相が含まれ、その割合が１質量％以上１５質量％以下であると、耐熱性がさらに向上される。

また、前記外部電極層のうち、前記Ｎｉ−Ｓｎ相及び前記Ｆｅ−Ｓｎ相以外はＳｎ主体相である態様とすることができる。外部電極層のうちＮｉ−Ｓｎ相及びＦｅ−Ｓｎ相以外はＳｎ主体相であることで、外部電極層の濡れ性が向上し、外部電極としての接続信頼性が向上する。

本発明の一形態に係る電子部品の外部電極の製造方法は、電子部品の外部電極の製造方法であって、素体の表面に下地層を形成する工程と、前記下地層上にめっき層を形成する工程と、Ｓｎを主成分とする第１金属と、Ｎｉを主成分とする第２金属とを含む金属材料を混合する工程と、混合された前記金属材料から形成される導電ペーストを、前記めっき層上に塗布する工程と、前記導電ペーストの熱処理を行う工程と、を有する。

上記の電子部品の外部電極の製造方法によれば、下地層及びめっき層上に積層される外部電極層にＮｉ−Ｓｎ相を形成することができる。Ｎｉ−Ｓｎ相は、２００℃〜２５０℃のような高温環境下においても溶融せず外部電極層の形状が保持される。したがって、高温環境下における耐熱性が向上する。また、上記の外部電極は、貴金属等の高価な材料が用いられていないため、コストの増大も抑制しながら、耐熱性の向上を実現することができる。

ここで、前記金属材料を混合する工程において、Ｆｅを主成分とする第３金属をさらに混合する、態様とすることができる。金属材料を混合する工程において、Ｆｅを主成分とする第３金属をさらに混合する構成とすることで、熱処理後の外部電極層にＦｅ−Ｓｎ相が含まれる構成とすることができる。そのため、外部電極層の耐熱性をさらに向上させることができる。

また、前記金属材料を混合する工程において、前記第２金属と前記第３金属からＮｉ−Ｆｅ合金を形成し、前記Ｎｉ−Ｆｅ合金を前記第１金属と混合する態様とすることができる。第２金属と第３金属とからＮｉ−Ｆｅ合金を形成した後に、Ｎｉ−Ｆｅ合金と第１金属とを混合する工程とすることで、熱処理後にＮｉ−Ｓｎ相及びＦｅ−Ｓｎ相等の金属間化合物が形成されやすくなり、耐熱性がさらに向上された外部電極層を含む外部電極を製造することができる。

本発明によれば、高温環境下における耐熱性を有しながらコストが抑制された外部電極及び外部電極の製造方法が提供される。

本発明の実施形態に係る電子部品の構成を説明する概略断面図である。 ビヒクルと混合された状態の金属を説明する図である。 電子部品の製造方法を説明する図である。 加熱条件について説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る電子部品１である積層セラミックコンデンサを説明する概略断面図である。本実施形態に係る電子部品１は、素体１０と、素体１０の表面に対して取り付けられた一対の外部電極２０Ａ，２０Ｂ（２０）と、を有する。

素体１０は、複数のセラミックグリーンシートを積層して一体化することによって略直方体形状に構成されている。素体１０は、図１にも示されているように、一対の端面１０ａ，１０ｂと、一対の主面１０ｃ，１０ｄと、を有している。一対の端面１０ａ，１０ｂは、素体１０の長手方向に対向している。一対の主面１０ｃ，１０ｄは、一対の端面１０ａ，１０ｂ間を連結するように伸び且つ互いに対向している。さらに、素体１０は、一対の主面１０ｃ，１０ｄを連結するように伸び且つ互いに対向している一対の側面（図示省略）を有している。

電子部品１は、たとえば、縦方向の長さが０．２ｍｍ〜６ｍｍ程度に設定され、横方向の長さが０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定され、厚みが０．１ｍｍ〜５ｍｍ程度に設定されている。

素体１０は、図１に示されるように、複数の長方形状の誘電体層１１と、それぞれ複数の内部電極１２及び内部電極１３とが積層された積層体として構成されている。内部電極１２と内部電極１３とは、素体２内において誘電体層１１の積層方向（以下、単に「積層方向」と称する。）に沿ってそれぞれ一層ずつ配置されている。内部電極１２と内部電極１３とは、少なくとも一層の誘電体層１１を挟むように対向配置されている。

各誘電体層１１は、たとえば誘電体セラミック（ＢａＴｉＯ_３系、Ｂａ(Ｔｉ，Ｚｒ)Ｏ_３系、又は（Ｂａ，Ｃａ）ＴｉＯ_３系などの誘電体セラミック）を含むセラミックグリーンシートの焼結体から構成される。実際の素体１０では、各誘電体層１１の間の境界が視認できない程度に一体化されている。

内部電極１２，１３は、例えばＮｉやＣｕなどの導電材を含んでいる。内部電極１２，１３の厚みは、たとえば０．５μｍ〜３μｍ程度である。内部電極１２，１３は、積層方向から見て互いに重なりあう領域を有するような形状であれば、特に形状は限定されない。内部電極１２，１３は、たとえば矩形状などの形状を呈している。内部電極１２，１３は、上記導電性材料を含む導電性ペーストの焼結体として構成される。内部電極１２は外部電極２０Ａと電気的且つ物理的に接続されており、内部電極１３は外部電極２０Ｂと電気的且つ物理的に接続されている。

外部電極２０Ａは、素体１０の一表面である端面１０ａ側に形成されている。外部電極２０Ａは、一方の端面１０ａと、端面２ａと直交する二つの主面２ｃ，２ｄ及び二つの側面の各縁部の一部と、を覆うように形成されている。すなわち、外部電極２０Ａは、端面１０ａ上に位置する電極部分と、各主面１０ｃ，１０ｄの一部上に位置する電極部分と、各側面の一部上に位置する電極部分と、を有している五面電極構造である。

外部電極２０Ｂは、素体１０の一表面である端面１０ｂ側に形成されている。外部電極２０Ｂは、他方の端面１０ｂと、端面１０ｂと直交する二つの主面１０ｃ，１０ｄ及び二つの側面の各縁部の一部と、を覆うように形成されている。すなわち、外部電極２０Ｂは、端面１０ｂ上に位置する電極部分と、各主面１０ｃ，１０ｄの一部上に位置する電極部分と、各側面の一部上に位置する電極部分と、を有している五面電極構造である。

外部電極２０Ａ，２０Ｂは、素体１０の外表面から外方に向かうにつれて、下地層２１、第１めっき層２２、第２めっき層２３、及び、外部電極層２４がこの順に積層されている４層構造である。外部電極層２４は、外部電極２０Ａ，２０Ｂの表面層を構成している。

下地層２１は、素体１０と外部電極層２４との間に設けられる下地層である。下地層２１は、例えば、Ｃｕ（銅）又はＮｉ（ニッケル）を主成分とする導電材料からなるペーストを塗布した後に所定温度にて焼き付けることで形成することができる。ただし、下地層２１の形成方法は特に限定されない。なお、本実施形態において、主成分とは、材料のうち当該成分が占める割合が５０％以上であることをいう。

第１めっき層２２は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）又はＮｉ合金により形成される。第１めっき層２２は、Ｃｕを主成分とする下地層２１の保護のために設けられる。第１めっき層２２は、電気めっきにより形成される。

第２めっき層２３は、例えば、スズ（Ｓｎ）又はＳｎ合金により形成される。第２めっき層２３は、第１めっき層２２と外部電極層２４との密着性を高めるために設けられる。第２めっき層２３は、電気めっきにより形成される。

下地層２１の厚さは、例えば、５μｍ〜２００μｍ程度である。また、第１めっき層２２の厚さは、例えば、０．５μｍ〜５μｍ程度である。また、第２めっき層２３の厚さは、例えば、１μｍ〜１０μｍ程度である。

なお、下地層２１、第１めっき層２２及び第２めっき層２３の材料及び組み合わせは上記に限定されない。第２めっき層２３は設けられていなくてもよく、第１めっき層２２上に外部電極層２４が積層される構成であってもよい。また、下地層は複数層であってもよい。下地層が複数層である場合、最外層の下地層の材料は、その表面に形成されるめっき層と密着性を考慮して選択されることが好ましい。

外部電極層２４は、Ｎｉ−Ｓｎ相が３０質量％以上含まれる層である。外部電極層２４の形成方法について詳細は後述するが、Ｓｎを主成分とする第１金属と、Ｎｉを主成分とする第２金属とを混合して熱処理を行うことにより形成される。したがって、熱処理後の外部電極層２４には、Ｎｉ−Ｓｎ相が形成される。

図２は、外部電極層２４を構成する各成分を模式的に示したものである。図２に示すように、外部電極層２４は、例えば、Ｎｉ−Ｓｎ相３１内にＳｎ主体相３２及びＦｅ−Ｓｎ相３３が分散して存在している状態となっている。なお、Ｎｉ−Ｓｎ相３１とＳｎ主体相との界面の形状、及び、Ｎｉ−Ｓｎ相３１とＦｅ−Ｓｎ相３３との界面の形状は図２に示すような球状に限定されない。図２に示されるＦｅ−Ｓｎ相３３は、外部電極層２４を製造する際に、Ｆｅ（鉄）を主成分とする第３金属をさらに混合して熱処理を行った場合の例である。第３金属を混合せずに外部電極層２４を製造した場合、Ｆｅ−Ｓｎ相３３は形成されない。

なお、本実施形態におけるＮｉ−Ｓｎ相とは、ＮｉとＳｎとにより形成された合金相をいう。すなわち、Ｎｉ−Ｓｎ相には、Ｎｉ３−Ｓｎ４、Ｎｉ３．０８−Ｓｎ４、Ｎｉ２．６７−Ｓｎ２、Ｎｉ２．７−Ｓｎ２、Ｎｉ０．５７５−Ｓｎ０．４２５、Ｎｉ３−Ｓｎ２、Ｎｉ１．５２３−Ｓｎ、Ｎｉ３−Ｓｎ、Ｎｉ２．９７−Ｓｎ２、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ０．９２−Ｓｎ０．０８、Ｎｉ３．３９−Ｓｎ４、及び、Ｎｉ１．５−Ｓｎ等による合金相が含まれる。

また、本実施形態におけるＳｎ主体相とは、Ｓｎ相と、Ｓｎが主体的に存在しＮｉもしくはＦｅ（Ｆｅを混合した場合）がＳｎと金属間化合物とはならない比率（例えば、Ｓｎが全量に対して９０質量％〜１００質量％未満）で混在している相をいう。

また、本実施形態におけるＦｅ−Ｓｎ相とは、ＦｅとＳｎとにより形成された合金相をいう。すなわち、Ｆｅ−Ｓｎ相には、Ｆｅ−Ｓｎ２、Ｆｅ０．９２−Ｓｎ０．０８、Ｆｅ５−Ｓｎ３、Ｆｅ−３Ｓｎ、Ｆｅ１．３−Ｓｎ、Ｆｅ−Ｓｎ、Ｆｅ２−Ｓｎ等による合金相が含まれる。

外部電極層２４は、Ｎｉ−Ｓｎ相３１の割合が外部電極層２４全量に対して３０質量％以上となる。Ｎｉ−Ｓｎ相３１の比率が上記の範囲であることで、外部電極層２４の高温環境下での耐熱性が向上する。耐熱性向上の観点からは、Ｎｉ−Ｓｎ相３１の比率は３０質量％以上とされ、５０質量％以上であると好ましく、７０質量％以上であるとさらに好ましい。

また、Ｆｅ−Ｓｎ相３３は、外部電極層２４に存在していなくてもよいが、外部電極層２４全量に対して１５質量％以下の範囲で存在していることが好ましい。Ｆｅ−Ｓｎ相３３が上記の範囲で存在していることで、外部電極層２４に含まれるＳｎが高温環境下で溶融することを防ぐことができる。なお、Ｆｅ−Ｓｎ相３３が１質量％以上存在していると、高温環境下での溶融を防ぐ効果が好適に得られる。

Ｓｎ主体相３２は、外部電極層２４のうちＮｉ−Ｓｎ相３１及びＦｅ−Ｓｎ相３３以外の部分を形成する。したがって、外部電極層２４全量に対してＳｎ主体相３２が占める割合は、７０質量％未満とされる。ただし、耐熱性の向上の観点からは、Ｓｎ主体相３２の比率は４５質量％未満であると好ましく、４０質量％未満であるとさらに好ましい。

外部電極層２４は、Ｎｉ−Ｓｎ相３１、Ｓｎ主体相３２、及びＦｅ−Ｓｎ相３３のほかに、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ相、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｎ相等が含まれていてもよい。Ｆｅ−Ｎｉ相は、Ｆｅ及びＮｉによる合金相である。また、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｎ相は、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｓｎ相は、Ｆｅ，Ｎｉ及びＳｎによる合金相である。なお、Ｆｅ相、Ｎｉ相等が外部電極層２４の構成成分の分析は、Ｘ線回折装置を用いて行うことができる。また、Ｓｎ主体相３２が形成されていなくてもよい。すなわち、外部電極層２４には、少なくともＮｉ−Ｓｎ相が３０質量％以上含まれていればよく、他の相については特に限定されない。外部電極層２４に含まれる他の相としては、例えば、後述の外部電極層２４の製造方法に示すように、外部電極層を製造する際の材料に合金が含まれる場合には、当該合金に対応する相等が挙げられる。

次に、上記の外部電極層２４を含む電子部品の製造方法について、図３を参照しながら説明する。図３は、電子部品の製造方法を説明するフローチャートである。図３は、電子部品のうち、特に外部電極層２４の製造方法に特化して説明している。したがって、素体１０、下地層２１、第１めっき層２２及び第２めっき層２３の形成方法については説明を省略している。素体１０、下地層２１、第１めっき層２２及び第２めっき層２３の形成方法は公知の方法を用いることができる。

外部電極の製造方法は、素体の表面に下地層を形成する工程と、下地層上にめっき層を形成する工程と、金属材料を混合する工程と、混合された金属材料から形成される導電ペーストを下地層上に塗布する工程と、導電ペーストに対して熱処理を行う工程と、が含まれる。図４では、下地層を形成する工程及びめっき層を形成する工程については記載を省略し、外部電極層を形成する工程について説明している。

金属材料を混合する工程（Ｓ０１）では、少なくともＳｎを主成分とする第１金属と、Ｎｉを主成分とする第２金属とが混合される。また、Ｆｅを主成分とする第３金属も使用する場合には、第１〜第３金属がここで混合される。

第１金属は、Ｓｎを主成分とする金属であるが、Ｓｎ−Ａｇ（銀）、Ｓｎ―Ｃｕ（銅）、Ｓｎ−Ｂｉ（ビスマス）、Ｓｎ−Ｚｎ（亜鉛）、及び、Ｓｎ−Ｉｎ等の合金であってもよい。これらの合金は所謂Ｐｂ（鉛）フリーはんだとして知られている材料である。すなわち、第１金属として、Ｓｎを主成分とするＰｂフリーはんだとして用いられる材料を利用することができる。なお、第１金属におけるＳｎの含有量は、９０質量％以上であることが好ましい。ただし、Ｓｎの含有量が９０質量％未満であっても、外部電極層を製造するための材料として用いることができる。

第２金属は、Ｎｉを主成分とする金属材料である。第２金属はＮｉのほかにＣｕ等が含まれていてもよい。なお、第２金属としてＮｉの含有量が９５質量％以上の純Ｎｉが好適に用いられるが、Ｎｉの含有量が９５質量％未満であっても、外部電極層を製造するための材料として用いることができる。

第３金属は、Ｆｅを主成分とする金属材料である。第３金属はＦｅのほかにＳｉ（ケイ素）、Ｃｒ（クロム）、Ｍｎ（マンガン）等が含まれていてもよい。なお、第３金属としてＦｅの含有量が９５質量％以上の純Ｆｅが好適に用いられるが、Ｆｅの含有量が９５質量％未満であっても、外部電極層を製造するための材料として用いることができる。

第２金属の添加量は、混合後の金属の材料の総量に対して４質量％〜３４質量％とすることが好ましい。第２金属の添加量を上記の範囲とすることで、第２金属が外部電極層の耐熱性向上に効果的にはたらく。また、第２金属の添加量が４質量％以上であることで、外部電極層の形状保持が好適になる。また、第２金属の添加量が３４質量％以下であることで、外部電極層の濡れ性が向上し、外部電極層と他の導電材料等の接続性が向上する。

第３金属を添加する場合、その添加量は、混合後の金属の材料の総量に対して６質量％以下とすることが好ましい。第３金属の添加量を上記の範囲とすることで、第３金属が外部電極層の高温環境下での形状保持に効果的にはたらく。なお、第３金属の添加量が６質量％以下であることで、外部電極層の耐久性が特に向上する。

金属材料を混合する工程では、第１金属、第２金属、及び第３金属（第３金属を含む場合）を混合すればよい。ただし、図３に示すように、第２金属と第３金属とにより先にＮｉ−Ｆｅ合金を作成し（Ｓ０２）、その後に、第２金属と第３金属とによるＮｉ−Ｆｅ合金と第１金属とを混合する（Ｓ０３）工程としてもよい。Ｎｉ−Ｆｅ合金と第１金属とを混合することで金属材料を混合する構成とした場合、熱処理後にＮｉ−Ｓｎ相３１及びＦｅ−Ｓｎ相３３等の金属間化合物が形成されやすくなる。

なお、Ｎｉ−Ｆｅ合金を作成する場合には、Ｎｉ−Ｆｅ合金に含まれるＦｅの含有量が５質量％〜１６質量％であることが好ましい。Ｎｉ−Ｆｅ合金に含まれるＦｅの含有量を上記の範囲とすることで、熱処理中の金属間化合物の形成が促進される。ただし、Ｎｉ−Ｆｅ合金におけるＦｅの含有量は上記範囲に限定されない。

また、Ｎｉ−Ｆｅ合金を形成した後にＮｉ−Ｆｅ合金と第１金属とを混合する場合、Ｎｉ−Ｆｅ合金の添加量は、混合後の金属の材料の総量に対して５質量％〜３５質量％とすることが好ましい。Ｎｉ−Ｆｅ合金の添加量を上記の範囲とすることで、Ｎｉ−Ｆｅ合金が外部電極層の耐熱性向上に効果的にはたらく。なお、Ｎｉ−Ｆｅ合金の添加量が５質量％以上とすることで、外部電極層の形状保持が好適になる。また、Ｎｉ−Ｆｅ合金の添加量が３５質量％以下であることで、外部電極層の濡れ性が向上し、外部電極層と他の導電材料等の接続性が向上する。ただし、Ｎｉ−Ｆｅ合金の添加量は上記範囲に限定されない。

次に、混合した金属材料をビヒクルと混合することで、導電ペーストを作成する（Ｓ０４）。導電ペーストを作成する際のビヒクルは特に限定されず、Ｐｂフリーはんだに用いられるフラックスとして用いられる材料を適宜選択して用いることができる。

その後、素体１０、下地層２１、第１めっき層２２及び第２めっき層２３により形成された素地に対して導電ペーストを塗布する（Ｓ０５）。導電ペーストは、第２めっき層２３を覆うように塗布される。また、導電ペーストの塗布には公知の塗布方法を用いることができる。

次に、素地に対して塗布された導電ペーストの熱処理を行う。具体的には、熱処理により、塗布された導電ペーストについて、脱バインダ（Ｓ０６）、リフロー（Ｓ０７）、及び、アニール（Ｓ０８）を行う。脱バインダ処理、リフロー処理及びアニール処理は、個別に行うことも可能であるが、加熱温度を変化させながら熱処理を行うことで一度に行う構成であってもよい。

図４は、脱バインダ処理、リフロー処理を行う場合の加熱温度の変化及び処理時間を説明する図である。図４に示すように、６０秒〜１２０秒の間に、１５０℃〜１８０℃から１７０℃〜２００℃へ加温しながらのプリヒート工程と、２２０℃を超えて２３２℃〜２５０℃に加熱した状態を３０秒〜６０秒維持するリフロー工程と、を含む熱処理を行うことで、脱バインダ処理及びリフロー処理を行うことができる。

また、アニール処理は、例えば、１５０℃〜２５０℃の温度範囲で０．５時間〜８時間加熱することにより行われる。

なお、脱バインダ処理、リフロー処理及びアニール処理を行う際の温度条件及び処理時間は適宜変更することができる。ただし、熱処理の条件により、熱処理後の外部電極層の相構成が変化する。したがって、熱処理後の外部電極層２４を構成する各相が上記の構成となるように、熱処理条件は設定される。

以上の手順を行うことで、上述の外部電極層２４を含む電子部品が製造される。

本実施形態に係る外部電極によれば、外部電極層２４にＮｉ−Ｓｎ相３１が３０質量％以上含まれることで、外部電極２０Ａ，２０Ｂは２００℃以上の高温環境下における耐熱性を有する。

従来は、電子部品の外部電極の材料としてＳｎ又はＳｎ−Ｐｂ合金が用いられている。しかしながら、Ｓｎの融点は２３１．９℃であり、Ｓｎ−Ｐｂ合金の融点は１８３℃である。そのため、近年ニーズが高まっている２００℃〜２５０℃程度の高温環境下において電子部品を使用すると、外部電極が溶融するという問題が発生する。そこで、貴金属等の融点が高い材料により表面を覆うことで、外部電極の溶融を防止することが検討されているが、貴金属は高価であるため、外部電極にかかるコストが高くなり、電子部品の製造コストも増大する。

これに対して、本実施形態に係る電子部品１の外部電極２０（２０Ａ，２０Ｂ）によれば、外部電極層２４にＮｉ−Ｓｎ相３１が含まれていて、外部電極層２４中の３０質量％以上となっている。Ｎｉ−Ｓｎ相３１は、上記の高温環境下においても溶融せず外部電極層２４の形状が保持される。したがって、高温環境下における耐熱性が向上する。また、本実施形態に係る外部電極２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、貴金属等の高価な材料を用いずに製造することができる。したがって、コストの増大を抑制しながら、耐熱性の向上を実現することができる。

また、上記実施形態で説明したように、外部電極層２４にＦｅ−Ｓｎ相３３が含まれ、その割合が１質量％以上１５質量％以下であると、耐熱性がさらに向上される。

さらに、外部電極層２４のうちＮｉ−Ｓｎ相３１及びＦｅ−Ｓｎ相３３以外はＳｎ主体相３２であることで、外部電極層２４の濡れ性が向上し、外部電極２０としての接続信頼性が向上する。

また、本実施形態に係る電子部品１の外部電極２０（２０Ａ，２０Ｂ）の製造方法は、素体１０の表面に下地層を形成する工程と、Ｓｎを主成分とする第１金属とＮｉを主成分とする第２金属とを含む金属材料を混合する工程と、混合された金属材料から形成される導電ペーストを素体に対して設けられた下地層上に塗布する工程と、導電ペーストに対して熱処理を行う工程と、を有する。このような構成とすることで得られる外部電極２０の外部電極層２４には、Ｎｉ−Ｓｎ相３１が含まれる。Ｎｉ−Ｓｎ相３１は、上記の高温環境下においても溶融せず外部電極層２４の形状が保持される。したがって、高温環境下における耐熱性が向上する。また、上記の製造方法によれば、貴金属等の高価な材料を用いずに外部電極を製造することができるため、コストの増大を抑制しながら、耐熱性の向上を実現することができる。

また、本実施形態に係る電子部品１の外部電極２０（２０Ａ，２０Ｂ）の製造方法では、金属材料を混合する工程において、Ｆｅを主成分とする第３金属をさらに混合する構成とすることで、熱処理後の外部電極層２４がＦｅ−Ｓｎ相３３を含む構成とすることができる。そのため、外部電極層２４の耐熱性をさらに向上させることができる。

また、上記の電子部品１の外部電極２０（２０Ａ，２０Ｂ）の製造方法のうち、金属材料を混合する工程において、第２金属と第３金属とからＮｉ−Ｆｅ合金を形成した後に、Ｎｉ−Ｆｅ合金と第１金属とを混合する工程とすることで、熱処理後にＮｉ−Ｓｎ相３１及びＦｅ−Ｓｎ相３３等の金属間化合物が形成されやすくなり、耐熱性がさらに向上された外部電極層を含む外部電極を製造することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

本実施形態では、電子部品として積層セラミックコンデンサを例に説明したが、本発明はこれに限られることなく、積層インダクタ、積層バリスタ、積層圧電アクチュエータ、積層サーミスタ、又は積層複合部品などの他の電子部品にも適用できる。

本実施形態では、電子部品として５面電極構造である電子部品１を例に挙げたが、本発明はこれに限るものではない。たとえば、チップ抵抗のような、素体１０の主面１０ｃ，１０ｄ又は図示していない側面のいずれかの面に外部電極が形成されない、いわゆるコの字型の３面電極構造や、端面１０ａ，１０ｂと主面１０ｃ，１０ｄ又は側面のいずれか一面のみとに外部電極が形成されたＬ字型の２面電極構造である電子部品においても、同様の効果が得られる。積層コンデンサアレイや、チップ型３端子貫通積層コンデンサアレイ等の、多端子外部電極を有する電子部品においても、同様の効果が得られる。

以下、実施例及び比較例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１）
Ｓｎからなる第１金属を準備すると共に、Ｎｉからなる第２金属と、Ｆｅからなる第３金属とを準備した。第２金属と第３金属とからＮｉ−Ｆｅ合金を形成した後に、これを第１金属と混合した。Ｎｉ−Ｆｅ合金は、Ｎｉ９０質量％、Ｆｅ１０質量％の比率で形成されたものである。また、混合後の金属材料において、Ｓｎが９５質量％であり、Ｎｉ−Ｆｅ合金が５質量％となるように、第１金属とＮｉ−Ｆｅ合金とを混合した。

混合した金属材料をビヒクルと混合し、導電ペーストを作成した。この導電ペーストを、アルミナ基板上に、下地層、第１めっき層及び第２めっき層がこの順で積層された素地の上に、それらを覆うように、厚さの最大値が２００μｍとなるように塗布した。下地層はＣｕを主成分とする層であり、第１めっき層はＮｉを主成分とする層であり、第２めっき層はＳｎを主成分とする層であった。また、各層の厚さは、下地層が５０μｍであり、第１めっき層が２μｍであり、第２めっき層が５μｍであった。

その後、図４に示す温度条件で脱バインダ処理及びリフロー処理を行った。さらに、リフロー処理後の積層体を２４０℃の条件でアニール処理を行い、実施例１に係る外部電極層を含む外部電極を作成した。

（実施例２〜８及び比較例１）
実施例１と同様に、Ｓｎからなる第１金属を準備すると共に、Ｎｉからなる第２金属と、Ｆｅからなる第３金属とを準備し、第１金属とＮｉ−Ｆｅ合金とを混合して金属材料を準備した。Ｎｉ−Ｆｅ合金は、Ｎｉ９０質量％、Ｆｅ１０質量％の比率で形成されたものである。混合後の金属材料におけるＳｎ及びＮｉ−Ｆｅ合金の割合と、積層体のアニール時間をそれぞれ変化させた以外は実施例１と同様の方法で、実施例２〜８及び比較例１に係る外部電極層を含む外部電極を作成した。金属材料に含まれる各金属の比率及びアニール時間については、表１に示す。

（実施例９〜１１）
Ｓｎからなる第１金属と、Ｎｉからなる第２金属と、を準備してこれらを所定比で混合し、混合後の金属材料を準備した。混合後の金属材料におけるＳｎ及びＮｉの割合と、積層体のアニール時間をそれぞれ変化させた以外は実施例１と同様の方法で、実施例９〜１１に係る外部電極層を含む外部電極を作成した。金属材料に含まれる各金属の比率及びアニール時間については、表１に示す。

（実施例１２，１３）
Ｓｎからなる第１金属と、Ｎｉからなる第２金属と、Ｆｅからなる第３金属と、を準備してこれらを所定比で混合し、混合後の金属材料を準備した。混合後の金属材料におけるＳｎ及びＮｉの割合と、積層体のアニール時間をそれぞれ変化させた以外は実施例１と同様の方法で、実施例１２，１３に係る外部電極層を含む外部電極を作成した。金属材料に含まれる各金属の比率及びアニール時間については、表１に示す。

（評価）
（１．外部電極層の成分評価）
実施例１〜１３及び比較例１に係る外部電極層について、研磨して表面を内面を露出させた後、Ｘ線回折装置（PANalytical社製）により４°／ｍｉｎの速度でＸ線回折を行い、外部電極層の組成分析を行った。

分析結果を表２に示す。表２に示すように、Ｎｉ−Ｓｎ相については、Ｎｉ３−Ｓｎ４成分とＮｉ３．０８−Ｓｎ４成分とが含まれることが確認された。また、Ｆｅ−Ｓｎ相としては、Ｆｅ−Ｓｎ２成分が確認された。また、Ｓｎ主体相については、Ｓｎ相と、Ｓｎ−α相（Ｓｎと他の成分とが混在する相）とが含まれることが確認された。

（２．耐熱性評価）
実施例１〜１３及び比較例１に対応する導電ペーストを、３２１６サイズの積層セラミックコンデンサの端面に、下地層、第１めっき層及び第２めっき層がこの順で積層された素地の上に、それらを覆うように、厚さの最大値が１００μｍとなるように塗布した。下地層はＣｕを主成分とする層であり、第１めっき層はＮｉを主成分とする層であり、第２めっき層はＳｎを主成分とする層であった。また、各層の厚さは、下地層が５０μｍであり、第１めっき層が２μｍであり、第２めっき層が５μｍであった。

その後、図４に示す各温度条件で脱バインダ処理及びリフロー処理を行った。さらに、リフロー処理後の積層体を２４０℃２４０分の条件でアニール処理を行い、実施例１〜１３及び比較例１に係る外部電極層を含む外部電極を作成した。

外部電極層を含む外部電極を、２５０℃の条件下で１０００時間放置した。その後、実施例１〜１３及び比較例１に係る外部電極層について、形状変化の有無を評価した。

評価結果を表２に示す。評価結果において、評価Ａは外部電極層の形状に変化がなかったもの（形状良好）、評価Ｂは外部電極層の形状保持は可能であったが表面形状等に若干の変化が見られたもの、評価Ｃは外部電極層の形状保持が困難であったもの（変形が見られたもの）を示している。

１…電子部品、１０…素体、２０，２０Ａ，２０Ｂ…外部電極、２１…下地層、２２…第１めっき層、２３…第２めっき層、２４…外部電極層。

Claims (6)

1. 電子部品の外部電極であって、
   素体と、
   前記素体の表面に形成された下地層と、
   前記下地層の上に積層されためっき層と、
   前記めっき層の上に積層され、３０質量％以上のＮｉ−Ｓｎ相を含む外部電極層と、
   を有する、外部電極。
2. 前記外部電極層は、１質量％以上１５質量％以下のＦｅ−Ｓｎ相をさらに含む、請求項１記載の外部電極。
3. 前記外部電極層のうち、前記Ｎｉ−Ｓｎ相及び前記Ｆｅ−Ｓｎ相以外はＳｎ主体相である、請求項２記載の外部電極。
4. 電子部品の外部電極の製造方法であって、
   素体の表面に下地層を形成する工程と、
   前記下地層上にめっき層を形成する工程と、
   Ｓｎを主成分とする第１金属と、Ｎｉを主成分とする第２金属とを含む金属材料を混合する工程と、
   混合された前記金属材料から形成される導電ペーストを、前記めっき層上に塗布する工程と、
   前記導電ペーストの熱処理を行う工程と、
   を有する、外部電極の製造方法。
5. 前記金属材料を混合する工程において、Ｆｅを主成分とする第３金属をさらに混合する、請求項４記載の外部電極の製造方法。
6. 前記金属材料を混合する工程において、前記第２金属と前記第３金属からＮｉ−Ｆｅ合金を形成し、前記Ｎｉ−Ｆｅ合金を前記第１金属と混合する、請求項５記載の外部電極の製造方法。

Images