JP3013719B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の製造方法

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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、例えばバリスタなどの
電子部品の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、素子を外部雰囲気より保護す
るために、その外周部に保護膜を設けることが行われて
いる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の保護膜は、例え
ばガラスで形成したものは衝撃や熱による剥離やクラッ
クからの浸水、また樹脂で形成したものは吸湿性がある
ため、いずれも耐湿特性に対する信頼性が低いという問
題点を有していた。
【0004】そこで本発明は、耐湿特性に優れた電子部
を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の電子部品
の製造方法は、セラミック素子の表面全体に緻密な金属
被膜層を無電解メッキ法により形成する第1工程と、次
に前記金属被膜層上に少なくとも一対の電極を形成する
第2工程と、次いで前記セラミック素子を酸化雰囲気中
で熱処理し、前記電極形成部以外の金属被膜層を酸化さ
せて金属酸化物よりなる保護層を形成すると共に、この
保護層形成成分を前記セラミック素子表面に拡散させて
拡散層を形成する第3工程と、前記電極表面にメッキ層
を形成する第4工程とを備えたものである。
【0006】
【作用】この方法によると、保護層はセラミック素子表
面に形成した金属被膜層を酸化させて形成することによ
り、均質、高抵抗で機械的強度の高い保護層となる。ま
た金属が金属酸化物へ変化する際体積が大きくなるので
非常に緻密な保護層を形成することができる。さらに保
護層成分の一部がセラミック素子表面に拡散して拡散層
を形成することによりセラミック素子と保護層との付着
強度を高めることができるので、衝撃や熱による保護層
の剥離やクラックが発生しにくい。従って耐湿性だけで
なく衝撃や熱にも強い機械的強度にも優れた電子部品を
得ることができる。
【0007】従って、素子と電極の間の導通を妨げるこ
となく、素子の表面の抵抗が高く緻密な構造の保護層を
設けることができる。
【0008】以上の構成であれば、素子の構造がポーラ
スな場合でも表面に形成された緻密な金属酸化物よりな
る保護層により、周囲の環境、例えば湿度やガス等の影
響を受けにくくなる。また、素子表面を硬質の保護層で
覆うので、素子表面の機械的強度が向上し、製造工程中
に加わる衝撃や電子部品を実装するときに加わる衝撃に
よる外傷や歪を受けにくくすることができる。
【0009】
【実施例】
(実施例1)以下、本発明の第1の実施例について図1
を用いて説明する。
【0010】図1において、1はバリスタ素子で、その
内部には複数の内部電極2が設けられ、その両端には外
部電極3が設けられている。バリスタ素子1は、SrT
iO 3を主成分とし、副成分としてNb25,Ta
25,SiO2,MnO2などを添加して形成したもので
ある。また内部電極2は、Niを主成分とし、副成分と
してLi2CO3などを添加して形成したものである。さ
らに外部電極3は、下層3aをNiを主成分とし、副成
分としてLi2CO3などを添加して形成し、上層3bを
Agで形成したものである。以上の構成において、バリ
スタ素子1の表面全体およびそれに接する下層3a表面
には、保護層5と被膜層6が付着形成されている。さら
に、上層3bの表面にNiメッキ層4aと半田メッキ層
4bが形成されている。
【0011】図3は、製造工程を示し、(7)に示すご
とく、原料の混合,粉砕,スラリー化,シート成形によ
り、セラミックシート1aを作製した。
【0012】セラミックシート1aと、内部電極2とを
積層(8)し、それを切断(9)、脱バイ・仮焼(1
0)、面とり(11)した。
【0013】次に、バリスタ素子1の端面に、下層3a
となるNi外部電極を塗布(12)し、1200〜13
00℃で還元焼成(13)し、その後、無電解Niメッ
キ層を付着(14)した。
【0014】さらに、上層3bとなるAg外部電極を塗
布(15)し、700〜850℃で再酸化のため加熱
(16)し、上層3bの上にNiメッキ層と半田メッキ
層を付着(17)した。
【0015】実施例1で得られたバリスタ素子1では、
バリスタ素子1表面全体と下層3aの表面に緻密な構造
の保護層5と被膜層6が形成されており、さらに、上層
3bの表面にNiメッキ層4aと半田メッキ層4bが形
成された構造となっているために、 1)バリスタ素子1の気密性が極めて高く、水,ガスな
どからの保護を確実に行うことができる。 2)バリスタ素子1の表面全体が硬質な保護層5で覆わ
れているため、機械的強度が向上し、また衝撃にも強く
ワレ,カケなどの外傷や歪の発生を防ぐことができる。 3)電極表面がメッキ層で覆われているため、電子部品
として優れた実装性を発揮する。 4)金属酸化物の保護層5の一部がバリスタ素子1の表
面に拡散し反応しているため付着強度は極めて高く、衝
撃や熱による剥離やクラックが発生しにくい。 5)保護層5を形成する際、金属が酸化することにより
体積が大きくなるので、より緻密な保護膜を形成するこ
とができる。などの特徴を有した。
【0016】(実施例2)以下、本発明の第2の実施例
について、図4を用いて説明する。
【0017】実施例1と同様にして、上層3bを付与し
たバリスタ素子1を再酸化(16)した後、M(OCH
3n,M(OC25n,M(OC37n,M(OC4
9 n[但し、M=Si,Ti,Al,n=3(M=A
lのとき)、n=4(M=Si,Tiのとき)]のうち
の少なくとも一種類以上を含む液体中に浸漬し、バリス
タ素子1の表面にガラス形成用物質を付着(18)し、
SiO2,TiO2,Al23,MgO,ZrO2のうち
の少なくとも一種類よりなる反応制御剤の粉末内に埋設
させて、300〜850℃で熱処理(19)した。
【0018】その後、面とり(20)、Niメッキ層と
半田メッキ層を付着(17)し、図2に示すごとく保護
層5の表面にガラス層21を有する電子部品を得た。
【0019】なお、実施例2において、ガラス形成用物
質の付着(18)および熱処理(19)を1サイクルし
か実施していないが複数回実施した方が均一なガラス層
を形成することができる。
【0020】そして、この形成されたガラス層21は、
保護層5の外表面に単に付着しているのではなく、一部
が拡散し反応しているため付着強度は極めて高い。ま
た、このガラス形成用物質にBi23,Sb23の少な
くとも一方が含まれる場合さらに顕著である。
【0021】また、反応制御剤の作用は、保護層5とガ
ラス層21の拡散反応を抑制するだけでなく、バリスタ
素子1同士のくっつき不良を防止する作用もある。
【0022】(実施例3)以下、本発明の第3の実施例
について説明する。
【0023】実施例1および実施例2と同様にして図5
に示す(7)〜(13)の工程を経た後、SiO2,T
iO2,Al23,MgO,ZrO2のうちの少なくとも
一種類以上の粉末を分散させた無電解Niメッキ層を付
着(14)し、以下(15)〜(17)の工程を経るこ
とにより、図1に示す耐還元性の保護層5を有する電子
部品を得た。
【0024】実施例3で得られた保護層5は、再酸化
(16)時に、NiとSiO2,TiO2,Al23,M
gO,ZrO2のうちの少なくとも一種類以上の粉末が
反応し、耐還元性に優れた層を形成する。この場合、分
散させる粉末の粒径が細かく均一であり、また、純度が
高い方が顕著であった。また、上記各種粉末以外にガラ
ス粉末でも効果があった。
【0025】以上、このような上記各実施例により得ら
れたバリスタ素子1ではバリスタ素子1表面全体と下層
3aの表面に緻密な構造の保護層5と被膜層6が形成さ
れているために、周囲の環境、例えば、湿度やガス等の
影響を受けにくくなる。また、バリスタ素子1表面全体
を硬質の保護層5で覆われているので、機械的強度が向
上するものである。
【0026】また、製造工程上重要なことは、 1)無電解Niメッキ層を付着する時や、ガラス形成用
物質を付着する時には、バリスタ素子1の表面には不純
物の付着がないように、純水かあるいはイオン交換水
で、充分に洗浄しておく。 2)ガラス形成用物質を含む液体は、加水分解するの
で、バリスタ素子1を浸漬する時は、その水分を充分に
除去してから浸漬する方が望ましい。 3)無電解Niメッキ液に粉末を分散させる場合は、分
散性を良くるために充分に撹拌する方が望ましい。
【0027】また、バリスタ素子1表面に形成された保
護層5は、Niメッキ層と半田メッキ層を付着(17)
する工程時に、発生する水素ガスの影響で、その表面の
一部が還元され抵抗値が低下する場合がある。従って、
この現象を防止するために、 4)上記実施例2で示したように、保護層5の表面に、
ガラス層21を形成し、水素ガスの影響を防止すること
が望ましい。 5)上記実施例3で示したように、耐還元性の保護層5
を形成し、水素ガスの影響を防止することが望ましい。 6)(17)の工程後に、過酸化水素のアンモニア溶液
を用い、表面の一部が還元された保護層5を酸化させる
ことが望ましい。また、この場合、バリスタ素子1に影
響を及ぼさないアルカリ溶液でも構わない。さらに、こ
の溶液は、洗浄効果があるため、メッキ工程(17)後
の洗浄液として利用できるものである。
【0028】また、上記実施例2で示したように、ガラ
ス層21を形成する場合、上層3b表面にもガラス層2
1が形成される場合があり、メッキ工程(17)を実施
してもメッキ層が付着しにくい場合が発生する。従っ
て、それを解決するために、7)上層3b表面に、予
め、洗濯糊やエチルセルロースなどの多糖類よりなる糊
やポリビニルアルコール,酢酸ビニルなどからなるレジ
スト膜を設け、その後、ガラス形成用物質を付着(1
8),熱処理(19)し、レジスト膜を炭化させ、超音
波洗浄機などで除去する工程が望ましい。そして、この
レジスト膜を形成する際、染料や顔料を混合することに
より、レジスト膜が均一に形成できたかどうかを知るこ
とができる。
【0029】なお、上記各実施例において、素子表面に
形成する金属被膜層6、金属酸化物の保護層5は、Ni
についてのみ示したが、これ以外にも酸化物の抵抗が高
く、耐薬品のある金属であればどのようなものでもか
まわない。
【0030】また、実施例において、積層バリスタを例
にあげたが、本発明は、コンデンサ,サーミスタ,セラ
ミスタ,バリスタ,圧電素子,フェライト,セラミック
基板などセラミック磁器の素子を用いるものやそうでな
いものでも、また、その形状も、ディスク型,円筒型,
積層型など、何にでも適応できるものである。
【0031】
【発明の効果】以上、本発明によると、保護層はセラミ
ック素子表面に形成した金属被膜層を酸化させて形成す
ることにより、均質、高抵抗で機械的強度の高い保護層
となる。また金属が金属酸化物へ変化する際体積が大き
くなるので非常に緻密な保護層を形成することができ
る。さらに保護層成分の一部がセラミック素子表面に拡
散して拡散層を形成することによりセラミック素子と保
護層との付着強度を高めることができるので、衝撃や熱
による保護層の剥離やクラックが発生しにくい。従って
耐湿性だけでなく衝撃や熱にも強い機械的強度にも優れ
た電子部品を得ることができる。
【0032】このため素子の構造がポーラスな場合であ
っても、表面の緻密な層によって周囲の環境、例えば湿
度などの影響を受け難くすることができる。
【0033】また、素子の表面抵抗が低い場合は素子の
抵抗よりも高い抵抗を持つ金属酸化物よりなる保護層を
形成することにより素子表面の漏れ電流を抑制し電気的
特性の安定化を図ることができる。
【0034】さらに、素子全体の金属酸化物よりなる保
護層はクラックや歪が入り難く、緻密で均質で堅固なの
で、素子表面の機械的強度を高め、製造工程中や実装時
に受ける衝撃による外傷や歪の発生を防ぐことができ
る。
【0035】このように、本発明の電子部品は信頼性に
優れたもので実用上の効果も極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1,3の実施例におけるバリスタの
断面図
【図2】本発明の第2の実施例におけるバリスタの断面
【図3】本発明の第1の実施例におけるバリスタの製造
工程図
【図4】本発明の第2の実施例におけるバリスタの製造
工程図
【図5】本発明の第3の実施例におけるバリスタの製造
工程図
【符号の説明】
1 バリスタ素子 2 内部電極 3 外部電極 4 メッキ層 5 保護層 6 被膜層 21 ガラス層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−47510(JP,A) 特開 平5−283207(JP,A) 特開 平6−69003(JP,A) 特開 平6−96907(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01C 7/02 - 7/22

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミック素子の表面全体に緻密な金属
    被膜層を無電解メッキ法で形成する第1工程と、次に前
    記金属被膜層上に少なくとも一対の電極を形成する第2
    工程と、次いで前記セラミック素子を酸化雰囲気中で熱
    処理し、前記電極形成部以外の金属被膜層を酸化させて
    金属酸化物よりなる保護層を形成すると共に、この保護
    層形成成分を前記セラミック素子表面に拡散させて拡散
    層を形成する第3工程と、前記電極表面にメッキ層を形
    成する第4工程とを備えた電子部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 金属被膜層の主成分は、Ni、Cuのど
    ちらか一方とする請求項1に記載の電子部品の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 無電解メッキ液にSiO 2 、TiO 2 、A
    2 3 、MgO、ZrO 2 のうち少なくとも一種類以上
    を添加した請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  4. 【請求項4】 無電解メッキ液にガラス粉末を分散させ
    る請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  5. 【請求項5】 第4工程後、セラミック素子を過酸化水
    素のアルカリ溶液中に浸漬し、保護層を酸化させる第5
    工程を有する請求項1に記載の電子部品の製造方法。
  6. 【請求項6】 アルカリ溶液としてアンモニア水を用い
    る請求項5記載の電子部品の製造方法。
  7. 【請求項7】 第3工程、第4工程前にセラミック素子
    をガラス形成用物質を含む液体中に浸漬し、取り出した
    後に加熱する工程を有する請求項1に記載の電子部品の
    製造方法。
  8. 【請求項8】 液体は、M(OCH 3 n 、M(OC
    2 5 n 、(OC 3 7 n 、M(OC 4 9 n [但し、M
    =Si,Ti,Al、n=3(M=Alのとき)n=4
    (M=Si,Tiのとき)]の少なくとも一種類以上を
    含む請求項7に記載の電子部品の製造方法。
  9. 【請求項9】 液体は、M(OCH 3 n 、M(OC
    2 5 n 、M(OC 3 7 n 、M(OC 4 9 n [但し、
    M=Si,Ti,Al、n=3(M=Alのとき) n=
    4(M=Si,Tiのとき)]の少なくとも一種類以上
    とBi 2 3 、Sb 2 3 の少なくとも一方を含む請求項7
    に記載の電子部品の製造方法。
  10. 【請求項10】 セラミック素子をガラス形成用物質を
    含む液体中に浸漬し、取り出した後に加熱する時に、反
    応抑制剤を前記セラミック素子外表面に当接させる請求
    項7に記載の電子部品の製造方法。
  11. 【請求項11】 反応抑制剤は、SiO 2 、TiO 2 、A
    2 3 、MgO、ZrO 2 のうち少なくとも一種類以上
    を含むものである請求項10に記載の電子部品の製造方
    法。
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