JP2976400B2 - セラミックチップコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

セラミックチップコンデンサ及びその製造方法

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JP2976400B2
JP2976400B2 JP4359775A JP35977592A JP2976400B2 JP 2976400 B2 JP2976400 B2 JP 2976400B2 JP 4359775 A JP4359775 A JP 4359775A JP 35977592 A JP35977592 A JP 35977592A JP 2976400 B2 JP2976400 B2 JP 2976400B2
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/3431Leadless components
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックチップコン
デンサ及びその製造方法に関するものであり、特に外部
電極の構成及び形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、セラミックチップコンデンサは広
く普及しており、5mm角以上の大型のもの等、そのサ
イズも様々なタイプのものが製造されている。このセラ
ミックチップコンデンサの従来例について図3及び図4
を参照して具体的に説明する。
【0003】図3に示すように、セラミックチップコン
デンサは、複数の内部電極2を積層してセラミックチッ
プ1が形成される。内部電極2はその端部が交互に露出
するように左右にずらして配置される。セラミックチッ
プ1の端面には内部電極2の端部を覆うようにして外部
電極3が設けられる。外部電極3はセラミックチップ1
の実装時に裏表の区別がないので、セラミックチップ1
の端面全面に一様に被覆される。
【0004】外部電極3は内部電極2を接続する電極で
あると同時に、セラミックチップ1を基板5のランド上
にはんだ付けするための端子である。つまり、外部電極
3により内部電極2は電気的に並列に接続される。また
図4に示すように、外部電極3にははんだ6が塗布され
て、このはんだ6により外部電極3がプリント配線され
た基板5のランドに固定される。このようにしてセラミ
ックチップ1が基板5上に実装される。なお、外部電極
3に対するはんだ付けの方法としてはフローソルダリン
グ法やリフローソルダリング法が採用されている。
【0005】前述したように外部電極3は内部電極2を
接続すると共に、セラミックチップ1を基板5上にはん
だ付けするという責務を負っている。そのため、外部電
極3には十分な機械的接合強度と良好なはんだ濡れ性と
が要求されている。これらの要求を満たすために、外部
電極の材料としては銀パラジウム又は銀の粉末にガラス
フリット粉末が添加され、更にバインダとしてポリマと
溶剤とが加られえた導電性ペーストが一般的に用いられ
ている。例えば外部電極3では、銀の粉末が80重量
%、ガラスフリットが8重量%、残りが有機のビヒクル
からなる導電性ペーストが用いられている。また、外部
電極3の上にNi及びはんだをめっきしたものも実用化
されている。
【0006】従来ではこの外部電極3を次のようにして
セラミックチップ1の端面に形成する。まず内部電極2
が交互に露出するセラミックチップ1の両端面に前記導
電性ペーストを浸漬法により塗布する。次に導電性ペー
ストを摂氏150度の雰囲気中で乾燥させる。最後に乾
燥した導電性ペーストを摂氏850度で焼成することに
より、外部電極3を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ような従来技術には次のような問題点が指摘されてい
た。すなわち、外部電極3がセラミックチップ1の端面
全面を一様に被覆しているため、外部電極3に対してフ
ローソルダリング法によりはんだ付けを行うと、はんだ
6は外部電極3の全体を覆い、その面積は大きくなる。
【0008】また、外部電極3に対するはんだ付け方法
としてリフローソルダリング法を採用する場合でも、は
んだ6のペースト量を精密に制御しないと、はんだ6が
必要以上に外部電極3に行き渡ってはんだ6の面積が大
きくなる。
【0009】ところで、セラミックチップ1、基板5及
びはんだ6は各々、熱膨脹係数が相違している。そのた
め、はんだ6の面積が大きいと、急激な温度変化の際に
生じる機械的なストレスがかかる度合が大きくなり、セ
ラミックチップコンデンサ自体にクラックが入る恐れが
ある。
【0010】ここで、図4に示したセラミックチップコ
ンデンサに対して、摂氏−55度と摂氏+125度に各
30分間放置することを1サイクルとする熱衝撃試験を
200サイクル行って、途中50サイクル毎に、セラミ
ックチップ1の外観及び電気的特性の変化を調べてみ
る。
【0011】試験の結果、図4に示したセラミックチッ
プコンデンサにおいては、50サイクル後から外部電極
3の端部にクラックが発生し、同時に静電容量が試験前
に比べて10パーセント以上減少するものが発生した。
この発生率はサイクル数が進むに連れて増加し、200
サイクル後では半数以上のセラミックチップコンデンサ
に異常が見られた。
【0012】以上述べたように従来技術においては、外
部電極を覆うはんだの面積が大きく、はんだ付け実装後
の耐熱衝撃性が弱かった。そのため、セラミックチップ
コンデンサは破損し易く、信頼性が低下するという課題
があった。このような課題は5mm角以上の大型のセラ
ミックチップコンデンサでは特に深刻であり、解決する
手段が待たれていた。
【0013】また、前述したようにリフローソルダリン
グ法によって外部電極にはんだ付けを行う場合、はんだ
の面積を大きくしないようにするために、はんだのペー
スト量を極めて精密に制御する必要があった。そのた
め、熟練した作業が要求され、生産性が低かった。
【0014】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するために提案されたものであり、その目的は、外部
電極を覆うはんだの面積を制限し、はんだ付け実装後の
耐熱衝撃性を強めて優れた信頼性を確保するセラミック
チップコンデンサを提供すると共に、生産性の向上を図
るセラミックチップコンデンサの製造方法を提供するこ
とである。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるセラミックチップコンデンサは、
部電極の面積の1/2がはんだ付けできる導電性材質か
ら構成され、残りの部分の基板から離れた側1/2が
んだ付けできない導電性材質から構成されることを特徴
とする。
【0016】請求項2記載のセラミックチップコンデン
サの製造方法は、内部電極の端部が露出しているセラミ
ックチップの端面全面にはんだ付けできない導電性材質
からなる第1の外部電極を設け、この第1の外部電極の
面積の基板に固定される側1/2を覆うようにはんだ付
けできる導電性材質からなる第2の外部電極を設け、
の第2の外部電極を基板側にしてセラミックチップコン
デンサを設置することにより所定の基板上にはんだ付け
されることを特徴とするものである。
【0017】
【作用】以上のような構成を有する本発明の作用は次の
通りである。すなわち、本発明によるセラミックチップ
コンデンサは、外部電極の面積を基板側と基板から離れ
た側に2分割して、一方がはんだ付けできる導電性材質
からなり、残りの部分がはんだ付けできない導電性材質
で構成されているため、基板への実装に際し、はんだ付
けできる導電性材質からなる部分を基板に接してはんだ
付けした時、外部電極に対してはんだはセラミックチッ
プの外部電極の面積の1/2を越えて付着することな
く、はんだの面積を大きくしないように制限することが
できる。
【0018】したがって、急激な温度変化の際に生じる
機械的なストレスがコンデンサにかかる度合いを小さく
でき、コンデンサにクラックが入ることを防止すること
が可能である。
【0019】また、本発明によるセラミックチップコン
デンサの製造方法によれば、セラミックチップの端面全
面にはんだ付けできない第1の外部電極を形成し、この
第1の外部電極の面積の基板に固定される側1/2を
うようにはんだ付けできる第2の外部電極を設けるもの
であるため、外部電極としてはんだ付けする部分としな
い部分とを、所望通りに形成することが容易である。
【0020】
【実施例】以下、本発明によるセラミックチップコンデ
ンサとその製造方法の一実施例に関して、図1及び図2
を参照して具体的に説明する。なお、従来例と同一の部
材に関しては同一符号を付し、説明は省略する。以下、
本実施例のセラミックチップコンデンサについて説明す
る。
【0021】図1に示すように、内部電極2の端部が露
出しているセラミックチップ1の端面全面には、これを
覆うようにして第1の外部電極7が設けられている。こ
の第1の外部電極7の材料は、例えば銀粉末が80重量
%、ガラスフリットが8重量%、残りが有機のビヒクル
からなる導電性ペーストである。
【0022】前記第1の外部電極7の面積を基板側と基
板から離れた側に2分割して、その一方側(図中下側)
の半分を覆うようにして第2の外部電極8が設けられて
いる。すなわち、第1の外部電極7は基板5と接する下
半分が第2の外部電極8により被覆され、図中上半分が
露出されている。第2の外部電極8の材料は、例えば銀
粉末80重量%で残りが有機のビヒクルであってガラス
フリットを含まない導電性ペーストである。そして、
のように構成してなるセラミックチップコンデンサは、
図2に示すように第2の外部電極8がはんだ6により基
板5のランドに固定される。
【0023】ここで、本実施例のセラミックチップコン
デンサの製造方法について説明する。但し、本実施例に
よる製造方法の特徴は、第1及び第2の外部電極7,8
の形成方法に関してである。外部電極7,8の形成前の
段階までは公知の方法により製造したとして説明は省略
する。
【0024】まず、セラミックチップ1の端面全面に第
1の外部電極7用の前述した導電性ペーストを浸漬法に
より塗布する。この導電性ペーストを摂氏150度の雰
囲気中で乾燥させる。次に、第1の外部電極7の面積を
基板側と基板から離れた側に2分割して、その一方側
(図中下側)の半分を覆うようにして第2の外部電極8
用の前述した導電性ペーストを、乾燥した第1の外部電
極7用の導電性ペースト上に塗布する。そして、第2の
外部電極8用の導電性ペーストを摂氏150度の雰囲気
中で乾燥させる。最後に、乾燥させた第1及び第2の外
部電極7,8用の導電性ペーストを摂氏850度で焼成
することにより、第1及び第2の外部電極7,8を形成
する。
【0025】以上のような本実施例のセラミックチップ
コンデンサの作用は次の通りである。すなわち、外部電
極7,8の両方にはんだ付けを行ったとしても、第1の
外部電極7は8重量%のガラスフリットを含み、はんだ
濡れ性を全く持たないようにしているため、基板5への
実装時、第1の外部電極7には全くはんだ6が付着しな
い。
【0026】これに対して、第2の外部電極8はガラス
フリットを含まないで、はんだ濡れ性を良くしているた
め、確実にはんだ6が付着することができる。その結
果、はんだ6はセラミックチップ1の外部電極の面積の
1/2を覆うだけであり、これを越えて付着することが
なく、はんだ6の面積が大きくなることはない。
【0027】このような本実施例のセラミックチップコ
ンデンサに対して、従来例と同様に、摂氏−55度と摂
氏+125度に各30分間放置することを1サイクルと
する熱衝撃試験を200サイクル行って、途中50サイ
クル毎に、セラミックチップ1の外観及び電気的特性の
変化を調べてみる。
【0028】試験の結果、本実施例のセラミックチップ
コンデンサでは、50サイクルはもちろんのこと、20
0サイクルまでセラミックチップ1の外観及び電気的特
性に以上が見られなかった。すなわち本実施例のセラミ
ックチップコンデンサは、従来のそれと比べて、はんだ
付け実装後の耐熱衝撃性が大幅に向上したと言える。
【0029】以上述べたように、本実施例によれば、
1の外部電極7の面積を基板側と基板から離れた側に2
分割して、基板5に接する側にはんだ付けできる第2の
外部電極8を設けることにより、外部電極を覆うはんだ
の面積を制限することができる。そのため、温度変化の
際に生じる機械的なストレスが小さくなり、耐熱衝撃性
が向上して優れた信頼性を確保することができた。
【0030】しかも本実施例の製造方法によれば、はん
だ付けできない第1の外部電極7の上から、はんだ付け
できる第2の外部電極8を被せるだけで、外部電極にお
いて、はんだ付けする部分としない部分とを簡単に形成
することが可能であるため、作業性が容易であり、生産
性が向上した。
【0031】なお、上記実施例では、はんだ付けできな
い導電性材質としてガラスフリットを8重量%含有させ
たものを例示し、はんだ付けできる導電性材質としてガ
ラスフリットを含有させないものを例示して説明した
が、これに限定されるものではなく、要するに第1外部
電極と第2の外部電極との区分のポイントは、はんだ付
けができるかできないかであり、その調整をガラスフリ
ットの含有量にて行うものである。したがって、ガラス
フリットの含有量が8重量%未満であってもはんだ付け
ができないならば第1の外部電極に該当するものであ
り、ガラスフリットが少し含有されていてもはんだ付け
ができるならば第2の外部電極に該当するものである。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のセラミッ
クチップコンデンサによれば、外部電極の面積の基板に
固定される側1/2をはんだ付けできる導電性材質から
構成され、残りの部分の基板から離れた側1/2がはん
だ付けできない導電性材質から構成されることにより、
外部電極を覆うはんだの面積を制限でき、耐熱衝撃性が
向上して優れた信頼性を確保することができた。
【0033】また本実施例のセラミックチップコンデン
サの製造方法によれば、はんだ付けできない第1の外部
電極の上から、はんだ付けできる第2の外部電極を被せ
るだけで、外部電極においてはんだ付けする部分としな
い部分とを簡単に形成できるため、生産性が向上した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるセラミックチップコン
デンサを示す断面図。
【図2】本実施例のセラミックチップコンデンサがはん
だ付けされた状態を示す断面図。
【図3】従来例のセラミックチップコンデンサを示す断
面図。
【図4】従来例のセラミックチップコンデンサがはんだ
付けされた状態を示す断面図。
【符号の説明】
1…セラミックチップ 2…内部電極 3…外部電極 5…基板 6…はんだ 7…第1の外部電極(はんだ付けできない導電性材質) 8…第2の外部電極(はんだ付けできる導電性材質)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端部が交互に露出するように複数の内部
    電極を積層してセラミックチップが形成され、このセラ
    ミックチップの端面に前記内部電極の端部を電気的に接
    続するための外部電極が設けられ、該外部電極がはんだ
    付けにより所定の基板上に固定されるセラミックチップ
    コンデンサにおいて、前記外部電極の面積の基板に固定
    される側1/2がはんだ付けできる導電性材質から構成
    され、残りの部分の基板から離れた側1/2がはんだ付
    けできない導電性材質から構成されることを特徴とする
    セラミックチップコンデンサ。
  2. 【請求項2】 端部が交互に露出するように複数の内部
    電極を積層してセラミックチップを形成し、この内部電
    極の端部が露出している前記セラミックチップの端面全
    面にはんだ付けできない導電性材質からなる第1の外部
    電極を設け、この第1の外部電極の面積の基板に固定さ
    れる側1/2を覆うように、はんだ付けできる導電性材
    質からなる第2の外部電極を設け、この第2の外部電極
    を基板側にしてセラミックチップコンデンサを設置する
    ことにより所定の基板上にはんだ付けされることを特徴
    とするセラミックチップコンデンサの製造方法。
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