JP2019012749A - セラミック電子部品及びその製造方法、並びに電子部品実装基板 - Google Patents

Abstract

【課題】外部電極と金属端子の接合信頼性を向上させることが可能なセラミック電子部品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】セラミック電子部品１０は、セラミック素体１１と、焼結金属膜１４，１５と、金属端子１６，１７とを具備する。セラミック素体は、内部電極１２，１３を有する。焼結金属膜は、表面粗さＲａが０．２００μｍ以下の接合面１４ａ，１５ａを有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。上記金属端子は、上記接合面に接合される。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属端子を備えたセラミック電子部品及びその製造方法、並びに電子部品実装基板に関する。

積層セラミックコンデンサは、複数の内部電極が配置されたセラミック素体と、当該素体の表面に形成され内部電極に接続された外部電極とを備え、例えば、ハンダ等によって外部電極を実装基板に接合することで実装基板に実装される。

積層セラミックコンデンサが大型の場合や、セラミック素体に強誘電体材料を用いた場合では、セラミック素体の機械的歪みが実装基板に伝達されて振動音が発生したり、実装基板との接合部等にクラックが生じることがある。また、セラミック素体のヒートサイクルによっても、上記接合部に負担がかかる。
セラミック素体の変形やヒートサイクルに対する基板実装後の信頼性を向上させるため、外部電極に金属端子が取り付けられた積層セラミックコンデンサが知られている（例えば特許文献１及び２参照）。金属端子は、典型的には、ハンダを用いて外部電極に接合される。

特開２０１４−２２９８６７号公報 特開２０１５−６２２１５号公報

金属端子によって基板実装後の信頼性を向上させるためには、外部電極と金属端子においても高い接合信頼性が求められる。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、外部電極と金属端子の接合信頼性を向上させることが可能なセラミック電子部品及びその製造方法、並びに電子部品実装基板を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、焼結金属膜と、金属端子とを具備する。
上記セラミック素体は、内部電極を有する。
上記焼結金属膜は、表面粗さＲａが０．２００μｍ以下の接合面を有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。
上記金属端子は、上記接合面に接合される。

上記範囲の表面粗さＲａを有する接合面は、ガラスの析出（ガラス浮き）や酸化膜、汚れ等を除去した平滑な状態になっている。これにより、外部電極として機能する焼結金属膜と金属端子との接合信頼性を高めることができる。

上記セラミック電子部品は、融点が２３０℃以上の合金で形成され、上記接合面と上記金属端子を接合する合金接合部をさらに具備してもよい。
これにより、セラミック電子部品を実装基板へ実装する際のリフローによって、焼結金属膜と金属端子との接合部が溶融することを防止することができる。したがって、焼結金属膜と金属端子の接合信頼性をさらに高めることができる。

例えば、上記合金は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、アンチモン（Ｓｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかを含む合金を主成分としてもよい。

上記セラミック素体は、一軸方向を向いた端面を有し、
上記焼結金属膜は、上記端面にのみ形成されてもよい。
これにより、金属端子の接合時における合金接合部の回り込みを防止することができる。

本発明の他の形態に係る電子部品実装基板は、セラミック電子部品と、回路基板と、合金実装部とを具備する。
上記回路基板は、上記セラミック電子部品が実装される。
上記合金実装部は、第１合金で形成され、上記セラミック電子部品と上記回路基板とを接合する。
上記セラミック電子部品は、内部電極を有するセラミック素体と、焼結金属膜と、金属端子と、合金接合部とを有する。
上記焼結金属膜は、表面粗さＲａが０．２００μｍ以下の接合面を有し、上記内部電極と接続され上記セラミック素体の表面に形成される。
上記金属端子は、上記接合面に接合され、上記合金実装部により上記回路基板に接合される。
上記合金接合部は、上記第１合金よりも融点の高い第２合金で形成され、上記接合面と上記金属端子を接合する。

上記構成によれば、第１合金で形成された合金実装部を溶融し上記セラミック電子部品と上記回路基板とを接合する際、第２合金が第１合金よりも高い融点を有するため、第２合金が溶融することを防止することができる。

上記第２合金は、２３０℃以上の融点を有していてもよい。
さらに、上記第２合金は、錫（Ｓｎ）を主成分とし、アンチモン（Ｓｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかを含む合金を主成分としてもよい。

本発明のさらに他の形態に係るセラミック電子部品の製造方法は、内部電極を有するセラミック素体の表面に塗布された電極材料を焼成することで、上記内部電極と接続された焼結金属膜を形成する工程を含む。
上記焼結金属膜の表面がブラスト処理される。
ブラスト処理された上記焼結金属膜の表面に金属端子が接合される。

上記構成により、焼結金属膜の表面を、ガラスの析出（ガラス浮き）や酸化膜、汚れ等を除去した平滑な状態とすることができる。したがって、外部電極として機能する焼結金属膜と金属端子との接合信頼性を高めることができる。
また、ブラスト処理は、セラミック素体を固定した状態で行われるため、セラミック素体同士の衝突が起こり得ず、チッピング等のダメージを発生させない。さらに、ブラスト処理では、素子形状にバラツキがあっても同一の条件を適用することができ、素子間の処理の偏りを防止することができる。

また、融点が２３０℃以上のハンダを用いて上記焼結金属膜と上記金属端子を接合してもよい。

さらに、上記焼結金属膜の上記表面のうち一軸方向を向いた面をブラスト処理してもよい。
金属端子の接合に用いられるハンダは、ブラスト処理された部分にのみ濡れることができる。これにより、ハンダの回り込みを防止することができる。

この場合、上記セラミック素体の上記一軸方向を向いた端面に印刷法によって上記電極材料を塗布することで、上記焼結金属膜を形成してもよい。
これにより、一軸方向を向いた端面にのみ焼結金属膜を形成することができ、焼結金属膜の一軸方向を向いた面のみをブラスト処理することが容易になる。

以上のように、本発明によれば、外部電極と金属端子の接合信頼性を向上させることが可能なセラミック電子部品及びその製造方法、並びに電子部品実装基板を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサの図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。 上記積層セラミックコンデンサの図１のＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。 図２の部分拡大図である。 上記積層セラミックコンデンサの製造方法を示すフローチャートである。 上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す分解斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサの製造過程を示す斜視図である。 上記実施形態の変形例に係る積層セラミックコンデンサの斜視図である。 上記積層セラミックコンデンサの図８のＣ−Ｃ'線に沿った断面図である。 図９の部分拡大図である。 上記実施形態の比較例に係る積層セラミックコンデンサの拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係る電子部品実装基板の断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
図面には、適宜相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸が示されている。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は全図において共通である。Ｘ軸方向は、「一軸方向」に対応する。

＜第１実施形態＞
［積層セラミックコンデンサ１０の基本構成］
図１〜３は、本発明の第１実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１０を示す図である。図１は、積層セラミックコンデンサ１０の斜視図である。図２は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＡ−Ａ'線に沿った断面図である。図３は、積層セラミックコンデンサ１０の図１のＢ−Ｂ'線に沿った断面図である。

積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１と、第１焼結金属膜１４と、第２焼結金属膜１５と、第１金属端子１６と、第２金属端子１７と、第１合金接合部１８と、第２合金接合部１９とを具備する。積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１の表面に焼結金属膜１４，１５が形成され、焼結金属膜１４，１５の表面に合金接合部１８，１９を介して金属端子１６、１７がそれぞれ接合された構成を有する。焼結金属膜１４，１５は、積層セラミックコンデンサ１０の外部電極として機能する。

セラミック素体１１は、典型的には、Ｘ軸方向を向いた２つの端面１１ａ，１１ｂと、Ｙ軸方向を向いた２つの側面１１ｃ，１１ｄと、Ｚ軸方向を向いた２つの主面１１ｅ，１１ｆとを有する。端面１１ａ，１１ｂには、焼結金属膜１４，１５が形成される。セラミック素体１１の各面を接続する稜部は面取りされていてもよい。セラミック素体１１は、例えば、Ｘ軸方向に沿った長さが３ｍｍ以上、Ｙ軸方向に沿った長さが２ｍｍ以上に構成される。
なお、セラミック素体１１は、図１〜３に示すような直方体形状でなくてもよい。例えば、セラミック素体１１の各面は曲面であってもよく、セラミック素体１１は全体として丸みを帯びた形状であってもよい。

セラミック素体１１は、容量形成部２０と、保護部２１と、を有する。容量形成部２０は、複数のセラミック層２２と、複数の第１内部電極１２と、複数の第２内部電極１３と、を有し、これらが積層された構成を有する。保護部２１は、容量形成部２０のＺ軸方向を向いた両主面の全領域と、Ｙ軸方向を向いた両側面の全領域とをそれぞれ覆っている。

内部電極１２，１３は、Ｚ軸方向に積層された複数のセラミック層２２の間に、Ｚ軸方向に沿って交互に配置されている。第１内部電極１２は、端面１１ａに引き出され、端面１１ｂから離間している。第２内部電極１３は、端面１１ｂに引き出され、端面１１ａから離間している。
内部電極１２，１３は、典型的にはニッケル（Ｎｉ）を主成分として構成され、積層セラミックコンデンサ１０の内部電極として機能する。なお、内部電極１２，１３は、ニッケル以外に、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１つを主成分としていてもよい。

セラミック層２２は、誘電体セラミックスによって形成されている。セラミック層２２は、容量形成部２０における容量を大きくするために、高誘電率の誘電体セラミックスで形成される。
上記高誘電率の誘電体セラミックスとして、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ_３）系材料の多結晶体、つまりバリウム（Ｂａ）及びチタン（Ｔｉ）を含むペロブスカイト構造の多結晶体が用いられる。これにより、大容量の積層セラミックコンデンサ１０が得られる。
なお、セラミック層２２は、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）系、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ_３）系、チタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ_３）系、ジルコン酸カルシウム（ＣａＺｒＯ_３）系、チタン酸ジルコン酸カルシウム（Ｃａ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ_３）系、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ_３）系、酸化チタン（ＴｉＯ_２）系などで形成されてもよい。

保護部２１も、誘電体セラミックスで形成されている。保護部２１を形成する材料は、絶縁性セラミックスであればよいが、セラミック層２２と同様の誘電体セラミックスを用いることにより、セラミック素体１１における内部応力が抑制される。
保護部２１は、容量形成部２０におけるＸ軸方向両端面以外の面を被覆する。保護部２１は、主に、容量形成部２０の周囲を保護し、内部電極１２，１３の絶縁性を確保する機能を有する。
以下、保護部２１の両主面１１ｅ，１１ｆ側の領域をカバー領域、両側面１１ｃ，１１ｄ側の領域をサイドマージン領域と称する。

焼結金属膜１４，１５は、積層セラミックコンデンサ１０の外部電極として機能し、セラミック素体１１の両端面１１ａ，１１ｂにそれぞれ形成される。第１焼結金属膜１４は、端面１１ａに引き出された第１内部電極１２と接続され、第２焼結金属膜１５は、端面１１ｂに引き出された第２内部電極１３と接続される。焼結金属膜１４、１５は、Ｘ軸方向に向いて形成された接合面１４ａ，１５ａをそれぞれ有する。
焼結金属膜１４，１５は、例えば端面１１ａ，１１ｂにのみ形成される。これにより、後述する合金接合部１８，１９の接合面１４ａ，１５ａ以外への回り込みを容易に防止することができる。あるいは、焼結金属膜１４，１５は、後述する図８及び９に示すように、端面１１ａ，１１ｂを覆い、かつ、両側面１１ｃ，１１ｄ及び両主面１１ｅ，１１ｆに延出していてもよい。
焼結金属膜１４，１５は、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属を主成分とした導電性ペーストを焼き付けた焼結膜として構成される。焼結金属膜１４，１５は、主成分の他、導電性ペースト由来のガラス等が含まれている。なお、焼結金属膜１４，１５は、ニッケル、銅以外に、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）の少なくとも１つを主成分としていてもよい。

上記の構成により、積層セラミックコンデンサ１０では、金属端子１６，１７を介して第１焼結金属膜１４と第２焼結金属膜１５との間に電圧が印加されると、第１内部電極１２と第２内部電極１３との間の複数のセラミック層２２に電圧が加わる。これにより、積層セラミックコンデンサ１０では、第１焼結金属膜１４と第２焼結金属膜１５との間の電圧に応じた電荷が蓄えられる。

金属端子１６、１７は、積層セラミックコンデンサ１０を実装基板等に実装するための端子であり、例えば板状のリードフレームとして構成される。第１金属端子１６は、第１焼結金属膜１４の接合面１４ａに接合され、Ｙ軸方向に沿って接合面１４ａ上に配列している。第２金属端子１７は、第２焼結金属膜１５の接合面１５ａに接合され、Ｙ軸方向に沿って接合面１５ａ上に配列している。各金属端子１６、１７は、焼結金属膜１４，１５との接合部からＺ軸方向に延び、かつＸ軸方向外方に向かって折れ曲がった形状として図示されているが、実装基板に適切に実装できればこの構成に限定されない。また、金属端子１６，１７の数も図示の例に限定されない。
金属端子１６，１７は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）等を主成分とした金属材料や、これらを含む合金で形成される。金属端子１６，１７は、例えばメッキ処理されていなくてもよいし、メッキ処理されていてもよい。

第１合金接合部１８は、接合面１４ａと金属端子１６とを接合し、第２合金接合部１９は、接合面１５ａと金属端子１７とを接合する。各合金接合部１８，１９は、各金属端子１６，１７に対応して形成される。合金接合部１８，１９の形状は特に限定されず、金属端子１６，１７と焼結金属膜１４、１５の間に形成されてもよいし、金属端子１６，１７の端部を被覆して形成されてもよい。
合金接合部１８，１９は、例えば融点が２３０℃以上のハンダで形成される。このようなハンダを、高温ハンダと称する。高温ハンダとしては、具体的には、錫（Ｓｎ）を主成分とし、アンチモン（Ｓｂ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）の少なくともいずれかを含む合金が挙げられる。このような合金の例としては、Ｓｎ−Ｓｂ系やＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系やＳｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系等が挙げられる。高温ハンダにより、実装基板へのリフロー時に合金接合部１８，１９のハンダが溶融するといった不具合を防止することができる。
なお、合金接合部１８，１９は高温ハンダに限定されず、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）等を主成分とする合金からなるろう材であってもよい。

図４は、図２の拡大図であり、第１金属端子１６と第１焼結金属膜１４との接合部を示す図である。なお、第２金属端子１７と第２焼結金属膜１５の接合部も同様に形成される。
同図に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、第１焼結金属膜１４に直接金属端子１６がハンダ接合される。

金属端子１６、１７が接合される接合面１４ａ，１５ａは、０．２００μｍ以下の表面粗さＲａを有する。焼き付け後の焼結金属膜１４，１５の表面は、焼結金属膜１４，１５の導電性ペーストに含まれるガラスが析出したガラス浮きや、酸化膜等に起因する凹凸を有しており、表面粗さＲａは０．２００μｍよりも大きい。これらの凹凸は、ハンダの濡れ性を低下させ、焼結金属膜１４、１５と金属端子１６、１７との接合信頼性を低下させる。
したがって、接合面１４ａ，１５ａの表面粗さＲａが０．２００μｍ以下となるように焼結金属膜１４，１５を表面処理し、上記凹凸を除去する。これにより、合金接合部１８，１９のハンダの濡れ性を適切に制御し、焼結金属膜１４、１５と金属端子１６、１７との接合信頼性を向上させることができる。

［積層セラミックコンデンサ１０の製造方法］
図５は、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法を示すフローチャートである。図６及び７は、積層セラミックコンデンサ１０の製造過程を示す図である。以下、積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について、図５に沿って、図６及び７を適宜参照しながら説明する。

（ステップＳ０１：セラミックシート積層）
ステップＳ０１では、容量形成部２０を形成するための第１セラミックシート１０１及び第２セラミックシート１０２と、保護部２１のカバー領域を形成するための第３セラミックシート１０３と、を準備する。そして、図６に示すように、これらのセラミックシート１０１，１０２，１０３を積層し、未焼成のセラミック素体１１１を作製する。

セラミックシート１０１，１０２，１０３は、誘電体セラミックスを主成分とする未焼成の誘電体グリーンシートとして構成される。セラミックシート１０１，１０２，１０３は、例えば、ロールコーターやドクターブレードなどを用いてシート状に成形される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の厚さは適宜調整可能である。

図６に示すように、第１セラミックシート１０１には第１内部電極１２に対応する未焼成の第１内部電極１１２が形成され、第２セラミックシート１０２には第２内部電極１３に対応する未焼成の第２内部電極１１３が形成されている。なお、保護部２１のカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３には内部電極が形成されていない。

内部電極１１２，１１３は、任意の導電性ペーストをセラミックシート１０１，１０２に塗布することによって形成することができる。導電性ペーストの塗布方法は、公知の技術から任意に選択可能である。例えば、導電性ペーストの塗布には、スクリーン印刷法やグラビア印刷法を用いることができる。

図６に示す未焼成のセラミック素体１１１では、セラミックシート１０１，１０２が交互に積層され、そのＺ軸方向上下面にカバー領域に対応する第３セラミックシート１０３が積層される。なお、セラミックシート１０１，１０２，１０３の枚数は図６に示す例に限定されない。

未焼成のセラミック素体１１１は、セラミックシート１０１，１０２，１０３を圧着することにより一体化される。セラミックシート１０１，１０２，１０３の圧着には、例えば、静水圧加圧や一軸加圧などを用いることが好ましい。これにより、セラミック素体１１１を高密度化することが可能である。

図７は、ステップＳ０１で得られる未焼成のセラミック素体１１１の斜視図である。未焼成のセラミック素体１１１は、セラミック層１２２の間に内部電極１１２，１１３が交互に積層された容量形成部１２０を有し、Ｘ軸方向両端面に内部電極１１２，１１３が露出している。未焼成のセラミック素体１１１は、容量形成部１２０の周囲に保護部１２１が形成されており、Ｙ軸方向両側面及びＺ軸方向両主面から内部電極１１２，１１３が露出していない。

なお、以上では１つのセラミック素体１１に相当する未焼成のセラミック素体１１１について説明したが、実際には、個片化されていない大判のシートとして構成された積層シートが形成され、セラミック素体１１１ごとに個片化される。

（ステップＳ０２：焼成）
ステップＳ０２では、ステップＳ０１で得られた未焼成のセラミック素体１１１を焼結させることにより、図１〜３に示すセラミック素体１１を作製する。つまり、ステップＳ０２により、容量形成部１２０が容量形成部２０になり、保護部１２１が保護部２１になる。

ステップＳ０２における焼成温度は、セラミック素体１１１の焼結温度に基づいて決定可能である。例えば、誘電体セラミックスとしてチタン酸バリウム系材料を用いる場合には、焼成温度を１０００〜１３００℃程度とすることができる。また、焼成は、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において行うことができる。

（ステップＳ０３：焼結金属膜形成）
ステップＳ０３では、ステップＳ０２で得られたセラミック素体１１の表面に焼結金属膜１４，１５を形成する。

より詳細に、ステップＳ０３では、まず、セラミック素体１１の両端面１１ａ，１１ｂに未焼成の電極材料を塗布する。電極材料としては、例えばニッケル（Ｎｉ）や銅（Ｃｕ）等の金属粉とガラス粉等を含む導電性ペーストが用いられる。
塗布方法としては、スクリーン印刷法やロール転写法が用いられる。これにより、端面１１ａ，１１ｂのみに電極材料を塗布することができる。あるいは、ディップ工法を用いてもよい。これにより、両端面１１ａ，１１ｂを覆うように電極材料を塗布することができる。この場合は、両端面１１ａ，１１ｂだけでなく、両側面１１ｃ、１１ｄや両主面１１ｅ，１１ｆにも電極材料が付着し得る。

塗布された未焼成の電極材料を、例えば、還元雰囲気下、又は低酸素分圧雰囲気下において焼成する。これにより、内部電極１２，１３と接続された焼結金属膜１４，１５が形成される。

（ステップＳ０４：ブラスト処理）
ステップＳ０４では、焼結金属膜１４，１５のＸ軸方向を向いた接合面１４ａ，１５ａをブラスト処理することで、接合面１４ａ，１５ａの表面粗さＲａを０．２００μｍ以下にする。ブラスト処理としては、サンドブラスト法、ウェットブラスト法等を用いることができる。サンドブラスト処理では、例えば、焼結金属膜１４，１５が形成されたセラミック素体１１をホルダ等に保持し、接合面１４ａ，１５ａに対して所定の噴射圧で噴射メディアを吹き付ける。噴射メディアは、一例としてＡｌ_２Ｏ_３を用いることができる。

（ステップＳ０５：金属端子接合）
ステップＳ０５では、複数の金属端子１６，１７を焼結金属膜１４，１５の接合面１４ａ，１５ａに接合する。
まず、複数の金属端子１６，１７を準備する。金属端子１６，１７は、例えば所望の形状のリードフレームである。金属端子１６，１７の数は特に限定されない。
続いて、各金属端子１６，１７を、端子接合用ハンダを用いて接合面１４ａ，１５ａに接合する。端子接合用ハンダは、合金接合部１８，１９となる。端子接合用ハンダは、金属端子１６，１７毎に塗布される。
ハンダとしては、例えば２３０℃以上の融点を有する高温ハンダが用いられる。これにより、金属端子１６，１７を用いて積層セラミックコンデンサ１０を実装基板に実装する際、リフローによって合金接合部１８，１９が溶融することを防止することができる。
以上により、図１〜３に示す積層セラミックコンデンサ１０が作製される。

［作用効果］
以上のような積層セラミックコンデンサ１０は、焼結金属膜１４，１５に対する金属端子１６，１７の接合強度を高めることができる。

焼き付け後の焼結金属膜１４，１５の表面には、導電性ペースト中に含まれるガラスが表面に析出するガラス浮きが発生している。これにより、ハンダの濡れ性が低下し、金属端子１６，１７のハンダ接合時に十分な接合強度が得られない。また、焼結金属膜１４，１５の表面には、酸化膜や汚れ等が付着していることもあり、これらによっても接合強度が低下し得る。

そこで、本実施形態では、焼結金属膜１４，１５の表面をブラスト処理することによって、表面に浮き出たガラスや酸化膜、汚れ等を除去し、接合面１４ａ，１５ａを平滑化する。接合面１４ａ，１５ａの表面粗さＲａを０．２００μｍ以下になるように平滑化することにより、ハンダの濡れ性を向上させ、接合強度を高めることができる。

ブラスト処理は、セラミック素体１１を固定した状態で行われるため、バレル研磨法のようなセラミック素体１１同士の衝突が起こり得ず、チッピング等のダメージを発生させない。さらに、ブラスト処理では、接合面１４ａ，１５ａに対して噴射メディアを吹き付けるため、素子形状にバラツキがあっても同一の条件を適用でき、素子間の処理の偏りを防止することができる。さらに、マスクを用いることで、接合面１４ａ，１５ａにのみブラスト処理を行うことができる。

また、一般的な積層セラミックコンデンサの外部電極は、焼結金属膜である下地膜と、下地膜上に湿式メッキ等により形成された複数のメッキ膜を有する。そして、メッキ膜に金属端子が接合される。しかしながら、湿式メッキとして一般的に用いられるバレルメッキ等により、素体同士の衝突が起き、素体が損傷することがある。

一方で、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１０では、メッキ膜を形成せず、通常下地膜として用いられる焼結金属膜１４，１５を外部電極として用いる。すなわち、焼結金属膜１４，１５には湿式メッキ処理はされず、金属端子１６，１７が直接接合される。これにより、湿式メッキとして一般的に用いられるバレルメッキ等によって生じる素体同士の衝突を防止することができ、セラミック素体１１へのチッピング等のダメージを防止することができる。特にセラミック素体１１が大型の場合には、衝突によるエネルギが大きくなることから、本実施形態の技術が好適に用いられる。

［変形例］
図８及び９は、本実施形態の変形例に係る積層セラミックコンデンサ３０を示す図である。図８は図１に対応する積層セラミックコンデンサ３０の斜視図である。図９は積層セラミックコンデンサ３０の図８のＣ−Ｃ'線に沿った断面図であり、図２に対応する図である。これらの図に示すように、積層セラミックコンデンサ１０の焼結金属膜３４，３５は、端面１１ａ，１１ｂを覆い、かつ、両側面１１ｃ，１１ｄ及び両主面１１ｅ，１１ｆに延出していてもよい。この場合、焼結金属膜３４，３５のいずれにおいても、Ｘ−Ｚ平面に平行な断面及びＸ−Ｙ平面に平行な断面の形状がＵ字状となっている。

図１０は、図９の拡大図であり、第１金属端子１６と第１焼結金属膜３４との接合部を示す図である。なお、第２金属端子１７と第２焼結金属膜３５の接合部も同様に形成される。
金属端子１６、１７が接合される接合面３４ａ，３５ａは、焼結金属膜３４，３５の表面のうちＸ軸方向に向いた面である。接合面３４ａ，３５ａは、ブラスト処理され、０．２００μｍ以下の表面粗さＲａを有している。合金接合部３８，３９のハンダは、ブラスト処理されることで活性化した接合面３４ａにのみ濡れることができる。

図１１は、本実施形態の比較例の拡大断面図であり、図９に示す焼結金属膜３４の表面にメッキ膜４４が形成された構成を示す。符号４８は、合金接合部を示す。
同図に示すように、メッキ膜４４の上に金属端子１６をハンダ接合する場合、メッキ膜４４のＸ軸方向を向いた接合面４４ａ以外の面にまでハンダが濡れ広がることがある。具体的には、メッキ膜４４のＹ軸方向及びＺ軸方向を向いた表面にまでハンダが濡れることがある。また、金属端子１６の接合時にハンダ爆ぜが生じ、飛び散ったハンダが本来付着しない部分にまで付着することがある。
接合面３４ａ，３５ａをブラスト処理することで、図１０に示すようにブラスト処理された接合面３４ａ，３５ａのみにハンダが濡れることとなり、ハンダの濡れ広がりやハンダ爆ぜを防止することができる。

［実施例及び比較例］
本実施形態の実施例及び比較例として、上記の製造方法に基づいて積層セラミックコンデンサ１０のサンプルを作製した。このサンプルでは、セラミック素体１１のＸ軸方向の寸法を１０ｍｍとし、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の寸法を１０ｍｍとした。

表１は、各実施例及び比較例の焼結金属膜の処理方法及び評価結果を示す表である。
実施例１のサンプルは、焼結金属膜１４，１５の表面（接合面１４ａ，１５ａ）をサンドブラスト処理した。サンドブラスト処理の条件として、噴射メディアはＡｌ_２Ｏ_３、噴射エア圧は０．２ＭＰａとした。サンドブラスト処理した接合面１４ａ，１５ａに、高温ハンダを用いて金属端子１６，１７を接合した。
比較例１のサンプルは、焼結金属膜１４，１５のブラスト処理を行わず、接合面１４ａ，１５ａに高温ハンダを用いて金属端子１６，１７を接合した。
比較例２のサンプルは、焼結金属膜１４，１５を下地層としてバレルメッキ処理を行い、当該メッキ膜の表面に高温ハンダを用いて金属端子１６，１７を接合した。

表１に示すように、メッキ処理した比較例２のサンプルには、チッピングが発生していた。メッキ処理をしていない実施例１及び比較例１のサンプルには、チッピング等の素体の損傷は見られなかった。

次に、素体の損傷が見られない実施例１及び比較例１のサンプルにおいて、焼結金属膜１４，１５の表面のハンダの濡れ性を評価した。具体的には、焼結金属膜１４，１５の表面にハンダの滴を載せてリフロー炉に投入し、溶融したハンダの接触角を評価した。ハンダの接触角が１３５°以上の場合、十分な金属端子の接合強度が得られることが確認されている。そこで、接触角が１３５°以上の場合、濡れ性が良好（〇）と判定し、接触角が１３５°未満の場合、濡れ性が不良（×）と判定した。

実施例１における接触角は、１４４°であり、良好と判定された。一方、比較例１における接触角は、１０１°であり、不良と判定された。これにより、実施例１では適切なハンダの濡れ性が得られ、良好な金属端子の接合強度が得られるのに対し、比較例ではハンダの濡れ性が悪く、金属端子の接合強度も不十分であるものと推認される。

また、実施例１及び比較例１のサンプルにおいて、表面粗さ計を用いて焼結金属膜の接合面の表面粗さを計測した。その結果、実施例１の接合面の表面粗さＲａは０．１８８μｍだったが、比較例１の接合面の表面粗さＲａは０．２９３μｍだった。実際に、実施例１及び比較例１の焼結金属膜１４の表面をＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）およびＥＤＳ（エネルギー分散型Ｘ線分析）により観察したところ、比較例１ではガラス浮きが多数見られたが、実施例１ではガラス浮き等は見られず、細かな線状の凹凸が見られるのみで、ほぼ平滑であった。

＜第２実施形態＞
図１２は、本発明の第２実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１０を備えた電子部品実装基板１００を示す図であり、図２に対応するＹ軸方向から見た断面図である。なお、第１の実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

電子部品実装基板１００は、積層セラミックコンデンサ１０と、回路基板５０と、第１合金実装部６１と、第２合金実装部６２とを備える。

回路基板５０は、各種回路モジュールを含み、両主面の少なくとも一方に回路が形成された基板である。回路基板５０は、積層セラミックコンデンサ１０を実装可能に構成された実装面５１を有していてもよい。

積層セラミックコンデンサ１０は、セラミック素体１１と、接合面１４ａを含む第１焼結金属膜１４と、接合面１５ａを含む第２焼結金属膜１５と、第１金属端子１６と、第２金属端子１７と、第１合金接合部１８と、第２合金接合部１９とを有する。積層セラミックコンデンサ１０は、第１の実施形態で説明した構成を有する。なお、本実施形態の積層セラミックコンデンサ１０は、第１の実施形態の変形例に係る積層セラミックコンデンサ３０と同様の構成を有していてもよい。

合金実装部６１，６２は、第１合金で形成され、積層セラミックコンデンサ１０と回路基板５０とを接合する。第１合金は、例えば融点が２３０℃未満の合金であり、典型的にはハンダが用いられる。このような合金の例としては、Ｓｎ−３．０Ａｇ−０．５Ｃｕ組成のハンダが挙げられる。

合金接合部１８，１９は、第１合金よりも融点の高い第２合金で形成される。第２合金は、例えば融点が２３０℃以上の高温ハンダであってもよく、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）等を主成分とする合金を含むろう材であってもよい。

回路基板５０に積層セラミックコンデンサ１０を実装する際には、例えば回路基板５０の実装面５１に形成されたランド（図示せず）上に第１合金で形成されたハンダを塗布する。続いて、回路基板５０上に積層セラミックコンデンサ１０を配置する。この際、積層セラミックコンデンサ１０の金属端子１６，１７をハンダが塗布されたランド上に配置する。そして、リフロー炉等で当該ハンダを溶融させる。その後、回路基板５０を冷却することで当該ハンダが凝固し、合金実装部６１，６２が形成される。

第１合金で形成されたハンダを溶融する際、積層セラミックコンデンサ１０も第１合金の融点以上に加熱される。本実施形態によれば、合金接合部１８，１９の第２合金が第１合金よりも高い融点を有するため、上記加熱の際に合金接合部１８，１９が溶融することを防止することができる。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば本発明の実施形態は各実施形態を組み合わせた実施形態とすることができる。

以上の実施形態では、接合面１４ａ，１５ａの表面粗さＲａを０．２００μｍ以下にするための表面処理としてブラスト処理の例を挙げたが、機械研磨法や化学研磨法等の他の研磨処理を用いてもよい。

例えば、積層セラミックコンデンサ１０では、容量形成部２０がＺ軸方向に複数に分割して設けられていてもよい。この場合、各容量形成部２０において内部電極１２，１３がＺ軸方向に沿って交互に配置されていればよく、容量形成部２０が切り替わる部分において第１内部電極１２又は第２内部電極１３が連続して配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、セラミック電子部品の一例として積層セラミックコンデンサについて説明したが、本発明は、相互に対を成す内部電極が交互に配置される積層セラミック電子部品全般に適用可能である。このような積層セラミック電子部品としては、例えば、圧電素子などが挙げられる。

１０，３０…積層セラミックコンデンサ（セラミック電子部品）
１１…セラミック素体
１２，１３…内部電極
１４，１５，３４，３５…焼結金属膜
１４ａ，１５ａ，３４ａ，３５ａ…接合面
１６，１７…金属端子
１８，１９，３８，３９…合金接合部
５０…回路基板
６１，６２…合金実装部
１００…電子部品実装基板

Claims (11)

1. 内部電極を有するセラミック素体と、
   表面粗さＲａが０．２００μｍ以下の接合面を有し、前記内部電極と接続され前記セラミック素体の表面に形成された焼結金属膜と、
   前記接合面に接合された金属端子と
   を具備するセラミック電子部品。
2. 請求項１に記載のセラミック電子部品であって、
   融点が２３０℃以上の合金で形成され、前記接合面と前記金属端子を接合する合金接合部
   をさらに具備するセラミック電子部品。
3. 請求項２に記載のセラミック電子部品であって、
   前記合金は、Ｓｎを主成分とし、Ｓｂ、Ａｇ、Ｃｕ、又はＮｉの少なくともいずれかを含む合金を主成分とする
   セラミック電子部品。
4. 請求項１から３のうちいずれか一項に記載のセラミック電子部品であって、
   前記セラミック素体は、一軸方向を向いた端面を有し、
   前記焼結金属膜は、前記端面にのみ形成される
   セラミック電子部品。
5. セラミック電子部品と、
   前記セラミック電子部品が実装された回路基板と、
   第１合金で形成され、前記セラミック電子部品と前記回路基板とを接合する合金実装部と
   を具備する電子部品実装基板であって、
   前記セラミック電子部品は、
   内部電極を有するセラミック素体と、
   表面粗さＲａが０．２００μｍ以下の接合面を有し、前記内部電極と接続され前記セラミック素体の表面に形成された焼結金属膜と、
   前記接合面に接合され、前記合金実装部により前記回路基板に接合される金属端子と、
   第１合金よりも融点の高い第２合金で形成され、前記接合面と前記金属端子を接合する合金接合部とを有する
   電子部品実装基板。
6. 請求項５に記載の電子部品実装基板であって、
   前記第２合金は、２３０℃以上の融点を有する
   電子部品実装基板。
7. 請求項６に記載の電子部品実装基板であって、
   前記第２合金は、Ｓｎを主成分とし、Ｓｂ、Ａｇ、Ｃｕ、又はＮｉの少なくともいずれかを含む合金を主成分とする
   電子部品実装基板。
8. 内部電極を有するセラミック素体の表面に塗布された電極材料を焼成することで、前記内部電極と接続された焼結金属膜を形成し、
   前記焼結金属膜の表面をブラスト処理し、
   ブラスト処理された前記焼結金属膜の表面に金属端子を接合する
   セラミック電子部品の製造方法。
9. 請求項８に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
   融点が２３０℃以上のハンダを用いて前記焼結金属膜と前記金属端子を接合する
   セラミック電子部品の製造方法。
10. 請求項８又は９に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
    前記焼結金属膜の前記表面のうち一軸方向を向いた面をブラスト処理する
    セラミック電子部品の製造方法。
11. 請求項１０に記載のセラミック電子部品の製造方法であって、
    前記セラミック素体の前記一軸方向を向いた端面に印刷法によって前記電極材料を塗布することで、前記焼結金属膜を形成する
    セラミック電子部品の製造方法。

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