JP2996015B2 - チップ型電子部品の外部電極 - Google Patents

チップ型電子部品の外部電極

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JP2996015B2
JP2996015B2 JP4186765A JP18676592A JP2996015B2 JP 2996015 B2 JP2996015 B2 JP 2996015B2 JP 4186765 A JP4186765 A JP 4186765A JP 18676592 A JP18676592 A JP 18676592A JP 2996015 B2 JP2996015 B2 JP 2996015B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はチップ型電子部品の外部
電極に係り、特に、はんだ付け性及びはんだ耐熱性が良
好なチップ型電子部品の外部電極に関する。詳しくは、
はんだ付けのためのめっき層を形成する必要がなく、焼
成により形成された外部電極のみで使用することができ
ることから、少ない製造工程数で、安価に、信頼性の高
いチップ型電子部品を製造することができるチップ型電
子部品の外部電極に関する。
【0002】
【従来の技術】チップインダクター、チップ抵抗、チッ
プコンデンサ、チップサーミスタ等のチップ型電子部品
の外部電極は、金属粉末とガラスフリットと有機ビヒク
ルとを混練して調製された導電性ペーストをセラミック
焼結体からなるベアチップの両端部に塗布した後、60
0〜800℃程度の温度で焼成することにより形成され
る。このようにして外部電極が形成されたチップ型電子
部品は、その外部電極を基板にはんだ付けして使用され
る。
【0003】従来、外部電極形成用の導電性ペーストに
は、金属粉末として、Agと共に、主としてはんだ耐熱
性を向上させるためのPdを加えたAg−Pdペースト
が多用されている。
【0004】しかし、この場合、導電性ペースト中にP
dを過度に多く含むと得られる外部電極のはんだ付け性
が劣るため、形成されるAg−Pd外部電極のPd含有
率は1〜15重量%と、比較的低く抑えられている。こ
のため、従来のAg−Pd外部電極のはんだ耐熱性は十
分ではなく、従って、チップ型電子部品のはんだ付け可
能な温度範囲は狭い範囲に限られていた。
【0005】上記の不具合を解決するために、従来、上
記の如く焼き付けされた外部電極の表面に、さらにNi
めっき層とSn又はSn/Pbめっき層との2層めっき
を施すことが行なわれている。ここで、Niめっき層は
はんだ耐熱性の向上、即ち、はんだによる電極喰われの
防止を主たる目的として形成され、Sn又はSn/Pd
めっき層は、はんだ濡れ性の向上を目的として形成され
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、焼成により形
成された外部電極上に、さらにNiめっき層とSn又は
Sn/Pdめっき層との2層めっきを施した従来のチッ
プ型電子部品では、電解液に外部電極付ベアチップを浸
漬してめっき層を形成する際に、電子部品の特性劣化が
生じることがあるという問題がある。また、2層のめっ
き層を形成するために、製造工程数が多く、生産管理が
複雑で製品が高価になるという不具合もある。
【0007】本発明は上記従来の問題点を解決し、焼成
により形成した外部電極のはんだ付け性、はんだ耐熱性
が著しく良好で、従って、この外部電極上に更にめっき
層を設ける必要がなく、焼成により形成した外部電極の
みで使用することができるチップ型電子部品の外部電極
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】本発明のチップ型電子部
品の外部電極は、セラミック焼結体からなるベアチップ
の表面に接する内層とこの内層上に積層形成された外層
とを有する2層構造の外部電極において、該外部電極
は、金属粉末とガラスフリットとを含む導電性ペースト
が焼き付けられてなり、前記内層及び外層を形成する導
電性ペーストの金属粉末はAg:80〜95重量%及び
Pd:5〜20重量%を含み、ガラスフリットはPb
O:0〜40重量%、B23 :35〜65重量%、及
び、ZnO:20〜55重量%を主成分とし、かつ、該
外部電極は、該ガラスフリットを前記金属粉末に対して
2〜6重量%含んでなり、該内層と外層とが同一組成の
導電性ペーストにて形成されていることを特徴とする。
【0009】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明
する。
【0010】図1は本発明のチップ型電子部品の外部電
極の一実施例を示す積層セラミックコンデンサの断面図
である。
【0011】本実施例の積層セラミックコンデンサ10
は、ベアチップ11の両端部に金属粉末とガラスフリッ
トを含む導電性ペーストを焼き付けることにより形成さ
れた内層12aと外層12bとの2層構造の外部電極1
2を有するものである。なお、ベアチップ11は、内部
電極13を有するセラミック誘電体を複数層積層して得
られたセラミックグリーンチップを焼成して得られ、こ
のベアチップ11の内部電極13と外部電極12とは電
気的に接続されている。ここで、ベアチップ11を構成
するセラミック誘電体としては、鉛系、チタン酸バリウ
ム系等のセラミック誘電体が用いられ、内部電極にはP
d、Pt、Ag/Pd等の貴金属、或いはNi、Cu、
Fe、Co等の卑金属が用いられる。
【0012】内層12a及び外層12bの2層構造の外
部電極12は、例えば、次のようにして形成される。
【0013】即ち、まず、ベアチップ11の端部を内層
用導電性ペーストに浸漬した後引き上げて150〜20
0℃で乾燥した後、600〜800℃で焼成して、内層
12aを焼き付ける。次いで、この内層12aを焼き付
けたベアチップ11の端部を外層用導電性ペーストに浸
漬して引き上げ、上記と同様にして乾燥、焼成して外層
12bを焼き付けて、2層構造の外部電極12を形成す
る。
【0014】本発明において、この内層用の導電性ペー
スト及び外層用の導電性ペーストとして、下記組成の同
一組成のものを用いる。
【0015】即ち、金属粉末としてはAg:80〜95
重量%及びPd:5〜20重量%を含むものを用い、ガ
ラスフリットとしてはPbO:0〜40重量%、B2
3 :35〜65重量%及びZnO:20〜55重量%を
含むホウ酸亜鉛系又はホウ酸亜鉛鉛系ガラスを主成分と
するものを用い、このガラスフリットを金属粉末に対し
て2〜6重量%配合する。ここで、ガラスフリットの割
合が金属粉末に対して2重量%未満であると、形成され
る外部電極のベアチップに対する接着強度が低下し、6
重量%を超えると焼結後の外部電極表面にガラスフリッ
トが表出し、はんだ付け性が損なわれる。
【0016】なお、前記金属粉末組成において、Agが
80重量%未満でPdが20重量%を超えるとはんだ付
け性が劣り、Agが95重量%を超えPdが5重量%未
満でははんだ耐熱性に乏しくなる。
【0017】一方、ガラスフリットの構成成分のうち、
ZnOは焼結金属のベアチップに対する接着強度を高め
るために添加するが、その割合が20重量%未満ではそ
の効果がなく、55重量%を超えるとガラスフリットの
融点が高くなり、ガラス化し難くなる。従って、ZnO
は20〜55重量%とする。
【0018】B23 はガラス形成酸化物として用いら
れ、熱膨張率をあまり大きくすることなくガラス化温度
を下げるように作用し、ガラス化を容易とするが、その
割合が35重量%未満ではその効果が十分でなく、65
重量%を超えると得られるガラスフリットの耐めっき液
性が乏しくなる。従って、B23 は35〜65重量%
とする。
【0019】PbOは、フリットの融点を下げるために
用いられるが、その割合が40重量%を超えると融点が
過度に低くなる。従って、PbOは0〜40重量%とす
る。
【0020】外部電極の形成に際して、金属粉末及びガ
ラスフリットは、得られる導電性ペーストの粘度を調整
し、ベアチップ表面への塗布を容易にするために、有機
ビヒクルに混練して用いられるが、この有機ビヒクルと
しては、メチルセルロース、エチルセルロース等をブチ
ルカルビトール、テルピネオール等の有機溶剤に溶解し
たものが用いられる。
【0021】なお、本発明のチップ型電子部品の外部電
極は、図示の積層セラミックコンデンサの他、チップイ
ンダクター、チップ抵抗、チップサーミスタ等の様々な
チップ型電子部品に適用することができる。
【0022】
【作用】本発明に係る導電性ペーストを用いて、焼成に
より2層構造の外部電極を形成することにより、焼成時
に外部電極の内層と外層との界面に、金属反応層が形成
され、はんだ付け性を損なうことなく、はんだ耐熱性を
高めることができる。
【0023】このため、本発明のチップ型電子部品の外
部電極によれば、焼成により形成した外部電極の表面に
更にはんだ付けのためのめっき層を設けることが不要と
される。
【0024】
【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0025】実施例1 図1に示す本発明の外部電極構造を適用した積層セラミ
ックコンデンサ10を製造した。なお、ベアチップ11
を構成するセラミック誘電体は鉛ペロブスカイト系、内
部電極13はAg/Pd(=70/30(重量比))の
貴金属電極とし、ベアチップ11の大きさは3.2mm
長さ×1.6mm幅×0.8mm厚さである。
【0026】外部電極12は次の手順で形成した。下記
組成の金属粉末72重量部、及び、この金属粉末に対し
て3重量%の下記組成のガラスフリットに、エチルセル
ロース、ブチルカルビトール及びテルピネオールを含む
有機ビヒクルを混練して全体を100重量部として導電
性ペーストを調製した。
【0027】金属粉末組成(重量%) Ag:85 Pd:15ガラスフリット組成(重量%) PbO:40 B23 :30 ZnO:30 上記導電性ペーストをベアチップ11の両端部に塗布し
て、大気圧下、200℃で10分間乾燥した後、大気圧
下、25℃/分の昇温速度で750℃まで昇温して焼成
し、内層12aを形成した。
【0028】次に、この内層12aの形成に用いたもの
と同一の導電性ペーストを、内層12aを形成したベア
チップ11の両端部に塗布し、大気圧下、200℃で1
0分間乾燥した後、大気圧下、25℃/分の昇温速度で
800℃まで昇温して焼成し、外層12bを形成した。
【0029】得られた積層セラミックコンデンサについ
て、諸特性を次の方法により測定した。なお、以下にお
いて、括弧内の数値nは試験した試料数である。
【0030】 引張強度(n=10) 積層セラミックコンデンサの外部電極に0.8mmφの
はんだ曳き鋼線を230℃のホットプレート上で共晶ク
リームはんだにより接着し、この鋼線を引っ張ることに
より引張強度を測定した。結果を表1に示す。
【0031】 はんだ付け性及びはんだ耐熱性 220℃、230℃、250℃、270℃の温度でそれ
ぞれ溶融したAg入りの共晶はんだ(H60−A)中
に、ピンセットで試料を挟んで浸漬し、外部電極全面に
はんだが付き終るまでの時間と、外部電極が喰われて素
地が露出し始めるまでの時間を光学顕微鏡により調べ
た。結果を図2に示す。
【0032】比較例1 実施例1において、内層の形成を行なわず、外層のみの
外部電極を形成したこと以外は同様にして積層セラミッ
クコンデンサを製造し、諸特性の測定結果を表1及び図
3に示した。
【0033】
【表1】
【0034】表1及び図2,3より、実施例1の積層セ
ラミックコンデンサは比較例1のものに比較してはんだ
耐熱性に優れ、また引張強度に優れていることが明らか
である。
【0035】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のチップ型電
子部品の外部電極は、はんだ付け性及びはんだ耐熱性が
共に良好で、はんだ付けのためのめっき層を形成する必
要がなく、焼成により形成された外部電極のみで使用す
ることができる。このため、少ない製造工程数で、安価
に、信頼性の高いチップ型電子部品を製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のチップ型電子部品の外部電極の一実施
例を示す積層セラミックコンデンサの断面図である。
【図2】実施例1で得られた積層セラミックコンデンサ
のはんだ付け性及びはんだ耐熱性の測定結果を示すグラ
フである。
【図3】比較例1で得られた積層セラミックコンデンサ
のはんだ付け性及びはんだ耐熱性の測定結果を示すグラ
フである。
【符号の説明】
10 積層セラミックコンデンサ 11 ベアチップ 12 外部電極 12a 内層 12b 外層 13 内部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−69907(JP,A) 特開 昭59−124706(JP,A) 特開 昭54−80596(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01G 4/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック焼結体からなるベアチップの
    表面に接する内層とこの内層上に積層形成された外層と
    を有する2層構造の外部電極において、 該外部電極は、金属粉末とガラスフリットとを含む導電
    性ペーストが焼き付けられてなり、 前記内層及び外層を形成する導電性ペーストの金属粉末
    はAg:80〜95重量%及びPd:5〜20重量%を
    含み、ガラスフリットはPbO:0〜40重量%、B2
    3 :35〜65重量%、及び、ZnO:20〜55重
    量%を主成分とし、かつ、該外部電極は、該ガラスフリ
    ットを前記金属粉末に対して2〜6重量%含んでなり、 該内層と外層とが同一組成の導電性ペーストにて形成さ
    れていることを特徴とするチップ型電子部品の外部電
    極。
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