JP2976048B2 - チップ型セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

チップ型セラミック電子部品の製造方法

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JP2976048B2
JP2976048B2 JP3356031A JP35603191A JP2976048B2 JP 2976048 B2 JP2976048 B2 JP 2976048B2 JP 3356031 A JP3356031 A JP 3356031A JP 35603191 A JP35603191 A JP 35603191A JP 2976048 B2 JP2976048 B2 JP 2976048B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミック電子部品
に関し、詳しくは、セラミック電子部品素体上に電極を
設けてなるチップ型正特性サーミスタなどのチップ型セ
ラミック電子部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミック電子部品素体の表面に電極を
形成してなるチップ型セラミック電子部品(この従来例
においてはチップ型正特性サーミスタ)の製造方法とし
ては、例えば、以下に説明する従来例1及び2のような
方法がある。
【0003】従来例1 この方法は、図6に示すように、短冊状のセラミック電
子部品素体(この従来例では正特性サーミスタ素体)2
1の長手方向に沿って、その両側部に例えば、GaとA
gを含むオーミックペーストを塗布し、これを焼き付け
てオーミック性を有する下層側電極22を形成した後、
ガラスコーティングを施して、セラミック電子部品素体
21の上下両面にガラス層23を形成し(図7)、さら
に、下層側電極22上にAgを主成分とするAgペース
ト24aを塗布し(図8)、焼付けを行って半田付け性
を有する上層側電極24を形成することによりセラミッ
ク電子部品素体21上に2層構造の電極25を形成し
(図9)、これを図10に示すように、切断線26に沿
って切断することによりチップ型セラミック電子部品を
形成する方法である。
【0004】従来例2 この方法は、同じく図6に示すように、短冊状のセラミ
ック電子部品素体21の長手方向に沿って、その両側部
にNiメッキを行って下層側電極22を形成した後、少
なくとも、セラミック電子部品素体21の両主面を覆う
ようにガラスコーティングを施し(図7)、その後、上
記従来例と同様に、ガラス層23の上からAgを主成分
とするAgペースト24aを塗布(図8)し、焼付けす
ることにより半田付け性を有する上層側電極24(図
9)を形成する方法であり、他の工程は上記従来例1と
同様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来例1
及び2の方法はいずれも、下層側電極22が形成された
セラミック電子部品素体21の上下両面にガラスコーテ
ィングを施した後、Agペースト24aを塗布、焼付け
することにより上層側電極24を形成するようにしてい
るため、コーティングされたガラス層23からガラス成
分がAgペースト24a中に拡散し、上層側電極24の
半田付け性が低下する。したがって、実装工程で、例え
ば、リフロー半田を適用して実装した場合の実装強度が
低下し、信頼性に欠けるという問題点がある。さらに、
半田耐熱性が不十分で、半田層からAgがフロー半田中
に拡散するため、実装工程での半田付け方法としてフロ
ー半田を適用することができず、実装作業を簡素化する
のに支障があるという問題点がある。
【0006】また、上記従来例1の方法により形成され
た電極25は、耐湿性が十分でないという問題点があ
り、さらに、前記従来例2の方法により形成されたチッ
プ型セラミック電子部品(チップ型正特性サーミスタ)
は、Niメッキ工程(すなわち、下層側電極22の形成
工程)でNiイオンがセラミック電子部品素体(正特性
サーミスタ素体)21中に浸透、拡散し、特性(特に耐
電圧)を低下させるという問題点がある。
【0007】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、半田耐熱性や半田付け性、さらには耐湿性、耐電
圧などに優れた信頼性の高いチップ型セラミック電子部
品の製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のチップ型セラミック電子部品の製造方法
は、セラミック電子部品素体の表面全体にガラスコーテ
ィングを施した後、電極形成部のガラス層を除去し、露
出したセラミック電子部品素体表面に物理的気相成長法
により電極を形成することを特徴とする。
【0009】また、前記電極を、オーミック性を有する
下層側電極と、半田付け性を有する上層側電極と、前記
下層側電極と前記上層側電極とを結合する中間層電極と
を含む少なくとも3以上の層から形成するとともに、前
記下層側電極用材料としてCr、Ti、Ni、Al及び
Znからなる群から選ばれるいずれか1種の金属または
前記群から選ばれる少なくとも1種を含む合金を用い、
前記上層側電極用材料としてSnとAgのいずれか1種
の金属または少なくとも1種を含む合金を用い、前記中
間層電極用材料としてNiとCuのいずれか1種または
少なくとも1種を含む合金を用いることを特徴とする。
【0010】さらに、前記物理的気相成長法がスパッタ
蒸着法であることを特徴とする。
【0011】
【作用】セラミック電子部品素体上に形成されたガラス
層のうち、電極形成部のガラス層を除去した後に物理的
気相成長法により電極が形成されることから、ガラス層
からガラス成分が上層側電極に拡散することがなく、半
田付け性や半田耐熱性が向上する。また、電極の形成が
メッキなどの方法によらないため、特性の低下を招くよ
うな、セラミック電子部品素体への下層側電極成分(メ
ッキイオン)の拡散を防止することができるとともに、
物理的気相成長法により形成される緻密で密着強度の大
きい電極と電極が形成されていない部分にコーティング
されるガラス層が製品の耐湿性を向上させる。
【0012】また、電極を、オーミック性を有する下層
側電極と、半田付け性を有する上層側電極と、下層側電
極と上層側電極とを結合する中間層電極とを含む3層以
上の層からなる多層電極とし、下層側電極用材料として
Cr、Ti、Ni、Al及びZnからなる群から選ばれ
るいずれか1種の金属または少なくとも1種を含む合金
を用い、上層側電極用材料としてSnとAgのいずれか
1種の金属または少なくとも1種を含む合金を用いると
ともに、中間層電極用材料としてNiとCuのいずれか
1種または少なくとも1種を含む合金を用いることによ
り、電極間の結合強度を増大させて、半田付け性や半田
耐熱性を向上させ、リフロー半田などの方法により実装
することが可能なチップ型セラミック電子部品を製造す
ることができる。
【0013】さらに、物理的気相成長法としてスパッタ
蒸着法を用いることにより、セラミック電子部品素体上
への電極形成の確実性が向上するとともに、電極の密着
強度や緻密さなどの品質が向上する。
【0014】
【実施例】図1は、この発明の一実施例にかかるチップ
型セラミック電子部品の製造方法により製造されたチッ
プ型セラミック電子部品(チップ型正特性サーミスタ)
を示す断面図であり、このチップ型セラミック電子部品
は、セラミック電子部品素体(正特性サーミスタ素体)
1の両端側に、下層側電極2、中間層電極3、上層側電
極4からなる3層構造の電極5を配設することにより形
成されている。以下にその製造方法を図に基づいて説明
する。
【0015】[実施例1]図2に示すように、所定の特
性を有するセラミック電子部品素体(正特性サーミスタ
素体)1の全面にガラスコーティングを施し、正特性サ
ーミスタ素体1の表面にガラス層11を形成する。それ
から、正特性サーミスタ素体1の電極を形成すべき部分
(電極形成部)12を除いてマスク13を施し(図
3)、エッチングスパッタを行うことにより電極形成部
12のガラス層11を除去する(図4)。次いで、スパ
ッタ蒸着法により正特性サーミスタ素体1の電極形成部
12に、下層側電極2として厚さ0.2μmのTi膜を
形成し、さらにその上に、スパッタ蒸着法により中間層
電極3として厚さ1.0μmのNi膜を形成する。それ
から、スパッタ蒸着法により中間層電極3の上に上層側
電極4として厚さ0.5μmのAg膜を形成して、正特
性サーミスタ素体1上に3層構造の電極5を形成する
(図1)。
【0016】[実施例2]実施例1と同様に、セラミッ
ク電子部品素体(正特性サーミスタ素体)1の全面にガ
ラスコーティングを行い、正特性サーミスタ素体1の表
面にガラス層11を形成する(図2)。次いで、正特性
サーミスタ素体1の電極形成部12のガラス層11をサ
ンドブラスト法や紙やすりなどによる機械的研磨法によ
り除去する(図5)。それから、電極形成部12以外の
部分にマスク13を施し(図4)、スパッタ蒸着法によ
り正特性サーミスタ素体1の電極形成部12に、下層側
電極2として厚さ0.2μmのTi膜を形成し、さらに
その上に、スパッタ蒸着法により中間層電極3として厚
さ1.0μmのNi膜を形成する。それから、スパッタ
蒸着法により中間層電極3の上に上層側電極4として厚
さ0.5μmのAg膜を形成することにより正特性サー
ミスタ素体1上に3層構造の電極5を形成する(図
1)。
【0017】さらに、比較のため、前述の従来例1及び
2の法によりチップ型セラミック電子部品(チップ型正
特性サーミスタ)を製造するとともに、実施例1及び従
来例1の方法で、ガラスコーティングを施さずにチップ
型セラミック電子部品を製造した。
【0018】上記実施例1,2及び、前述の従来例1及
び従来例2の方法により製造した各チップ型セラミック
電子部品(チップ型正特性サーミスタ)と、上記実施例
1及び従来例1の方法で、ガラスコーティングを施さず
に製造したチップ型セラミック電子部品について調べた
特性(半田付け性、半田耐熱性、耐湿性、耐電圧)を表
1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】半田付け性は、試料をロジン系フラックス
のメタノール溶液に浸漬してその表面にフラックスを付
着させた後、230℃の溶融半田(Pb/Sn=60/
40)に2秒間浸漬し、電極面積に対する半田被覆面積
を測定した結果である。なお、半田被覆面積が80%以
上の場合には半田付け性は良好であると評価(○を表
示)し、70%を下回る場合には半田付け性が不十分で
あると評価(×を表示)した。
【0021】また、半田耐熱性は、前記半田付け性の場
合と同じフラックスを用い、250℃の噴流半田(Pb
/Sn=60/40)に浸漬し、上層側電極であるAg
膜の面積の50%を消失するまでの時間を測定した。こ
の時間が5秒以上のものは半田耐熱性が良好であると評
価(○を表示)し、4秒を下回る場合には半田耐熱性が
不十分であると評価(×を表示)した。
【0022】また、耐湿性は温度60℃、湿度90〜9
5Rh%の雰囲気中に5000時間放置した後、抵抗値
を測定し、放置前の抵抗値に対する変化率を算出したも
のである。
【0023】表1より、実施例1及び2の方法により製
造されたチップ型セラミック電子部品は、従来例1,2
及びガラスコーティングを施さなかった実施例1,従来
例1のチップ型セラミック電子部品と比較して、半田付
け性、半田耐熱性の両方に優れているとともに、耐湿性
にも優れ、高い耐電圧を有していることがわかる。ま
た、実施例1及び従来例1の方法によりガラスコーティ
ングを施さずに製造したチップ型セラミック電子部品に
ついては耐湿性の劣化が著しいことがわかる。
【0024】なお、上記実施例では、下層側電極2、中
間層電極3、上層側電極4としてそれぞれTi、Ni、
Agを用いたが場合について説明したが、下層側電極用
材料としては、Cr、Ti、Ni、Al及びZnからな
る群から選ばれるいずれか1種の金属または少なくとも
1種を含む合金を、また、中間層電極用材料としては、
NiとCuのいずれか1種または少なくとも1種を含む
合金を、さらに、上層側電極用材料としては、SnとA
gのいずれか1種の金属または少なくとも1種を含む合
金を好ましい材料として用いることができる。
【0025】なお、上記実施例では、下層側電極、中間
層電極、上層側電極からなる3層構造の電極を形成した
場合について説明したが、例えば、さらに半田付け性を
向上させるために、最上層としてSnまたはSn合金か
らなる電極膜を形成することも可能である。
【0026】また、上記実施例では、下層側電極2、中
間層電極3及び上層側電極4をスパッタ蒸着法により形
成した場合について説明したが、これは、スパッタ蒸着
法が緻密な電極膜を確実に形成するのに適していること
による。但し、電極の形成方法としては、スパッタ蒸着
法に限らず、真空蒸着、イオングレーティング、溶射、
電子ビーム蒸着などの他の物理的気相成長法やこれに準
ずる方法で電極を形成することも可能であり、その場合
にも上記実施例に準じる効果を得ることができる。
【0027】また、上記実施例においては、チップ型正
特性サーミスタの製造方法について説明したが、この発
明はチップ型正特性サーミスタに限られるものではな
く、チップ型負特性サーミスタなどの他のチップ型セラ
ミック電子部品の製造方法にも適用することが可能であ
る。
【0028】
【発明の効果】上述のように、この発明のチップ型セラ
ミック電子部品の製造方法は、セラミック電子部品素体
の表面全体にガラスコーティングを施した後、電極形成
部のガラス層を除去し、露出したセラミック電子部品素
体表面に物理的気相成長法により電極を形成するように
しているので、半田付け性が向上し、信頼性の高いチッ
プ型セラミック電子部品を得ることができるとともに、
フロー半田にも対応することが可能で実装工程での作業
性に優れたチップ型セラミック電子部品を得ることがで
きる。
【0029】また、メッキなどの方法によらないため、
下層側電極成分などがセラミック電子部品素体に拡散せ
ず、特性の低下を防止することができるとともに、電極
が形成されていない部分がガラスコーティングされてお
り、かつ、物理的気相成長法により緻密で密着強度の大
きい電極が形成されることから耐湿性も向上する。
【0030】さらに、物理的気相成長法としてスパッタ
蒸着法を用いることにより、緻密で密着強度の大きい電
極を確実に形成することが可能になり、上記効果を有す
るチップ型セラミック電子部品を容易かつ確実に製造す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかる方法により製造さ
れたチップ型セラミック電子部品(チップ型正特性サー
ミスタ)を示す断面図である。
【図2】この発明の一実施例にかかるチップ型セラミッ
ク電子部品(チップ型正特性サーミスタ)の製造方法の
一工程を示す断面図である。
【図3】この発明の一実施例にかかるチップ型セラミッ
ク電子部品(チップ型正特性サーミスタ)の製造方法の
一工程を示す断面図である。
【図4】この発明の一実施例にかかるチップ型セラミッ
ク電子部品(チップ型正特性サーミスタ)の製造方法の
一工程を示す断面図である。
【図5】この発明の一実施例にかかるチップ型セラミッ
ク電子部品(チップ型正特性サーミスタ)の製造方法の
一工程を示す断面図である。
【図6】従来のチップ型セラミック電子部品の製造方法
の一工程を示す斜視図である。
【図7】従来のチップ型セラミック電子部品の製造方法
の一工程を示す断面図である。
【図8】従来のチップ型セラミック電子部品の製造方法
の一工程を示す断面図である。
【図9】従来のチップ型セラミック電子部品の製造方法
の一工程を示す断面図である。
【図10】従来のチップ型セラミック電子部品の製造方
法の一工程を示す平面図である。
【符号の説明】 1 セラミック電子部品素体(正特性サーミ
スタ素体) 2 下層側電極 3 中間層電極 4 上層側電極 5 電極 11 ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−287902(JP,A) 実開 昭63−67202(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01C 7/02 - 7/22

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック電子部品素体の表面全体にガ
    ラスコーティングを施した後、電極形成部のガラス層を
    除去し、露出したセラミック電子部品素体表面に物理的
    気相成長法により電極を形成することを特徴とするチッ
    プ型セラミック電子部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記電極を、オーミック性を有する下層
    側電極と、半田付け性を有する上層側電極と、前記下層
    側電極と前記上層側電極とを結合する中間層電極とを含
    む少なくとも3以上の層から形成するとともに、前記下
    層側電極用材料としてCr、Ti、Ni、Al及びZn
    からなる群から選ばれるいずれか1種の金属または前記
    群から選ばれる少なくとも1種を含む合金を用い、前記
    上層側電極用材料としてSnとAgのいずれか1種の金
    属または少なくとも1種を含む合金を用い、前記中間層
    電極用材料としてNiとCuのいずれか1種または少な
    くとも1種を含む合金を用いることを特徴とする請求項
    1記載のチップ型セラミック電子部品の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記物理的気相成長法がスパッタ蒸着法
    であることを特徴とする請求項1記載のチップ型セラミ
    ック電子部品の製造方法。
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