JP3243943B2 - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

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電子部品の製
造方法に関し、特にセラミック素体に端子電極が焼き付
けられてなる積層セラミックコンデンサ、積層インダク
タあるいは積層複合部品などの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は、導体とセラミッ
ク絶縁体からなるセラミック素体に、導体と導通する端
子電極が焼き付けて形成されている。そして、この端子
電極の表面には、はんだ付けの際の耐はんだ性を良好と
する目的でニッケルめっき層が、また、はんだ付性を良
好とする目的で錫または錫／鉛などのめっき層が、めっ
き液中で電気めっきを行なう、いわゆる湿式めっきによ
り形成されている。

【０００３】ところで、セラミック電子部品は、セラミ
ック素体自体に微細な空隙が存在するだけでなく、端子
電極自体も焼結体であり、ここにも微細な空隙が存在す
る。また、セラミック素体には、内部導体が埋設されて
いる場合には、内部導体とセラミック絶縁体の界面にも
微細な空隙を持つ。

【０００４】したがって、前記のような端子電極が焼き
付けられたセラミック素体を、湿式めっきを行うために
めっき液中に浸漬すると、めっき液がセラミック素体お
よび端子電極の空隙内に浸入して残留することになる。

【０００５】めっき液は、主として、ニッケル、錫ある
いは錫／鉛などの各種金属の塩からなり、たとえばセラ
ミック素体中に浸入し残留すると、それ自体が異質誘電
体として挙動する結果、電子部品の特性、たとえば静電
容量や誘電体損失などをばらつかせる。また、水分の存
在下ではイオンとして移行し絶縁抵抗値を低下させるな
どの原因となっている。

【０００６】このようなめっき液の浸入を防止する手段
として、例えば特開昭６０−１４４１６号、特開昭５９
−５２８２８号などによる方法が提案されている。これ
らには、端子電極が焼付けられたセラミック素体にシリ
コーンまたはフェノールなどの熱硬化性合成樹脂を充填
させた後、樹脂を硬化させて表面の余分な樹脂を研磨手
段により除去する方法、あるいは充填後、表面の余分な
樹脂を溶剤などにより洗浄した後乾燥させて熱硬化させ
る方法、により空隙を封止し、湿式めっきを行うことが
開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法によると、樹脂を熱硬化させなければならず、ま
た熱硬化して表面に付着した余分な樹脂は、研磨手段等
によって除去する必要があるなど、製造工程が複雑で量
産性に欠け、またコストアップにつながるという問題を
持つ。

【０００８】さらに、これらの方法による副次的な問題
として、完成した電子部品に合成樹脂が残存する結果、
電子部品をプリント基板に実装する際、あるいは実装さ
れて高温・高湿環境下で使用される場合など、空隙に残
存した樹脂が溶解あるいは変質する恐れがあり、電子部
品の信頼性を損なう恐れがある。

【０００９】それゆえ、本発明の第１の目的は、セラミ
ック素体および端子電極の空隙にめっき液が浸入するこ
とがなく、かつ、簡単に製造し得るセラミック電子部品
の製造方法を提供することであり、また、本発明の第２
の目的は、完成したセラミック電子部品の空隙に異物が
残存することがないセラミック電子部品の製造方法を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決する手段として、セラミック素体に端子電極を焼き付
けた後、セラミック素体及び端子電極の空隙に充填剤を
充填する工程と、空隙に充填剤が充填された状態で前記
端子電極表面にめっき層を形成するために湿式めっきを
行う工程を備えるセラミック電子部品の製造方法におい
て、前記空隙に充填する充填剤として、湿式めっきを行
う工程中は該空隙内に残留し、該工程が終了した後揮発
除去される、有機溶剤を用いることを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【作用】本発明の製造方法によれば、充填剤として有機
溶剤を使用することにより、湿式めっきを行う間、セラ
ミック素体及び端子電極の空隙を一時的に封止し、めっ
き液の浸入を阻止する。そして、湿式めっきを完了した
後、空隙に残留した有機溶剤は、時間の経過とともに微
細な細孔を通じて外部へ揮発除去されるために、空隙に
異物が残存することが無い。また、充填剤として有機溶
剤を使用しているため、従来のように充填剤を熱硬化さ
せる工程は不要となり、また湿式めっきを行なうに際
し、表面に付着した余分な有機溶剤は揮発させることに
よって除去することができ、研磨による除去あるいは溶
剤による洗浄も不要となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のセラミック電子部品の製造方
法を、積層セラミックコンデンサに適用した場合につい
て述べるが、本発明はこのような積層セラミックコンデ
ンサに限らず、その他の積層チップインダクタや積層複
合部品などのセラミック電子部品に広く適用できること
を指摘しておく。

【００１３】第１図に、本発明に係るセラミック電子部
品の製造工程を示す。

【００１４】まず、端子電極が形成される前のセラミッ
ク素体を準備する。このセラミック素体は、たとえば、
次のような公知の手段によって製造される。即ち、Ａｇ
／Ｐｄ等からなる内部電極ペーストをセラミックグリー
ンシート上に所定の内部電極パターンとなるようにスク
リーン印刷し、この内部電極パターンが形成されたセラ
ミックグリーンシートを必要枚数、内部電極パターンが
グリーンシートを介して対向するように積み重ねて積層
体を形成し、これを圧着した後、所定の寸法にカット
し、さらに所定温度で焼成し、焼結されたセラミック素
体を得る。

【００１５】次に、セラミック素体の両端面に、内部電
極と導通する端子電極を形成する工程が実施される。こ
の端子電極は、たとえばＡｇ粉末とガラスフリットなど
の無機結合材と溶剤、バインダーを混練した電極ペース
トを、セラミック素体の両端面に塗付した後、焼き付け
ることによって形成される。この様に端子電極が形成さ
れた積層セラミックコンデンサの横断面図を第２図に示
す。内部電極１１を埋設したセラミック素体１２の両端
面には、内部電極１１と導通する端子電極１３が焼き付
けられている。

【００１６】次に、積層セラミックコンデンサに有機溶
剤を充填する工程が実施される。この充填工程は、たと
えば第３図に示されるように、積層セラミックコンデン
サ１０を、容器２０内に溜められた有機溶剤２１に浸漬
して行われるが、有機溶剤としては、ペンタン（沸点約
３６℃）、ヘキサン（沸点約６９℃）、ヘプタン（沸点
約９８℃）などが利用できる。なお、本発明でいう有機
溶剤は、加熱あるいは常温で気化する物質を指すもので
あって、合成樹脂のように物質自体が加熱あるいは常温
により硬化するものではない。また、本発明で用いる有
機溶剤は、めっき液と溶け合わない疎水性を持つことが
必要であり、これらの性質を備えていれば上記記載の有
機溶剤に限定されることは無い。

【００１７】このように積層コンデンサ１０が浸漬され
た後、容器２０内の上部に形成された空間に連通して設
けられた減圧／加圧装置３０によって、容器２０内を減
圧する。この装置３０としては真空ポンプなどが利用可
能である。第３図の状態で、減圧／加圧装置３０を駆動
して、容器２０内を、たとえば１〜１０mmHg程度の真空
度によって減圧する。すると、セラミック素体１２およ
び端子電極１３の内部に吸着包含されている空気やガス
が、有機溶剤２１を通って容器内の上部に形成された空
間に排出される。

【００１８】引続いて、減圧／加圧装置３０によって、
たとえば４００〜６００kg／平方センチメートル程度の
圧力によって、容器２０内を加圧し、有機溶剤２１をそ
のセラミック素体１２および端子電極１３内の空隙（図
示せず）内に圧入含浸させる。この充填工程では、有機
溶剤中に積層セラミックコンデンサを浸漬した状態で、
減圧／加圧を行なっているが、減圧を有機溶剤に浸漬さ
せずに行うなど、特にこの方法に限定されるものではな
い。

【００１９】また、充填された有機溶剤は、空隙内にト
ラップされるので、たとえば湿式めっきへの搬送時や湿
式めっき中に、機械的な振動がこの積層セラミックコン
デンサに与えられてもその充填物質が移動して外部に排
出されてしまうことはない。

【００２０】次に、積層セラミックコンデンサを公知の
手段である湿式めっきに供する。この時、本発明では充
填剤として有機溶剤を使用しているため、セラミック素
体を所定時間放置するだけで、簡単に表面に付着した余
分な有機溶剤を揮発除去できる。たとえば、有機溶剤と
してヘプタンを使用した場合、表面に付着した余分な溶
剤は、常温で数秒〜数十秒間放置することにより除去で
きる。また、必要に応じて、使用する有機溶剤の物性に
応じた揮発条件下の雰囲気で短時間放置することによっ
て、強制的に揮発除去することも可能である。もっとも
この場合には、空隙内の有機溶剤が揮発しないように短
時間で行うことが重要である。

【００２１】このように端子電極の表面に付着した余分
な有機溶剤が揮発除去された後、図示しない容器内に溜
められためっき液中に、積層セラミックコンデンサ１０
が浸漬されて、湿式めっきが実施される。この際、セラ
ミック素体および端子電極の空隙内には有機溶剤が残留
しておりかつその物質が疎水性を有することから、その
充填された有機溶剤とめっき液との交換は行われず、そ
の結果、めっき液のセラミック素体１２および端子電極
１３中への浸入が阻止される。

【００２２】なお、この湿式めっきは、決して限定され
るものではないが、ニッケル、錫および錫／鉛等の金属
の塩のめっき液が用いられ、この湿式めっきは、充填さ
れた有機溶剤の沸点以下の温度で実施することが重要で
ある。なぜなら、その沸点より高い温度で行うと、めっ
き液中に積層セラミックコンデンサ１０を浸漬したとた
んに、有機溶剤が消失し、めっき液が空隙中に浸入して
しまうからである。

【００２３】次に、湿式めっきが完了すると、積層セラ
ミックコンデンサ１０は、めっき液中から取り出され、
表面に付着しためっき液を除去するために、洗浄され
て、その後、熱乾燥される。第４図は、積層セラミック
コンデンサ１０の端子電極１３の表面に、上述のめっき
処理によってニッケルめっき層１４および錫めっき層１
５が形成された状態を示す。

【００２４】ここで、湿式めっきが完了した直後の積層
セラミックコンデンサの空隙内には、未だ有機溶剤が残
存しているものの、この有機溶剤は、時間の経過に伴っ
て空隙から微細な細孔を通じて外部へ揮発し、最終的に
出荷される積層セラミックコンデンサの空隙内には異物
が残存することが無くなる。また、必要によっては、完
成された積層セラミックコンデンサを、充填された有機
溶剤の沸点以上の温度で加熱処理し、これによって残留
している物質を強制的に揮発除去させてもよい。さら
に、このような加熱処理は、前述の洗浄の後の熱乾燥に
より実施してもよい。

【００２５】なお、上記の実施例では、有機溶剤を充填
する方法として、減圧／加圧装置を用いたが、たとえ
ば、端子電極１３が焼き付けられたセラミック素体１２
を、沸騰した水によって煮沸することで、セラミック素
体１２および端子電極１３の空隙に存在する空気を膨張
させ、その後、容器内に溜められた有機溶剤（２０〜２
５℃程度）に浸漬することによって、温度差による空気
の収縮現象を利用して、空隙内に有機溶剤を置換充填さ
せることも可能であり、このような方法によれば減圧／
加圧装置などの設備が不要となる。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、充填剤
として有機溶剤を使用するため、従来のように合成樹脂
を熱硬化させたり、あるいは不要な合成樹脂を研磨、ま
たは洗浄により除去する必要もなく、生産性が良好とな
り、また、空隙にめっき液が浸入することがないため
に、特性のばらつきを防止できる。

【００２７】さらに、空隙に充填された有機溶剤は、時
間の経過とともに空隙から微細な細孔を通じて外部へ揮
発するため、従来のように異物がセラミック電子部品の
中に残存することがなく、電子部品の信頼性を維持でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミック電子部品の製造工程を
示す概念図。

【図２】端子電極が焼き付けられたセラミック素体の横
断面図。

【図３】有機溶剤の充填方法を示す概念図。

【図４】完成した積層セラミックコンデンサの横断面
図。

【符号の説明】

１０ 積層セラミックコンデンサ １２ セラミック素体 １３ 端子電極 １４、１５ めっき層 ２０ 容器 ３０ 減圧／加圧装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−29773（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−14416（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 4/00 - 4/40

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック素体に端子電極を焼き付けた
   後、セラミック素体及び端子電極の空隙に充填剤を充填
   する工程と、空隙に充填剤が充填された状態で前記端子
   電極表面にめっき層を形成するために湿式めっきを行う
   工程を備えるセラミック電子部品の製造方法において、
   前記空隙に充填する充填剤として、湿式めっきを行う工
   程中は該空隙内に残留し、該工程が終了した後揮発除去
   される、有機溶剤を用いることを特徴とするセラミック
   電子部品の製造方法。