JP3494431B2 - セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品 - Google Patents
セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば積層コンデ
ンサやセラミック・インダクタなどのセラミック電子部
品に関し、より詳細には、セラミック素体の外表面に形
成された端子電極の構造が改良されたセラミック電子部
品に関する。
ンサやセラミック・インダクタなどのセラミック電子部
品に関し、より詳細には、セラミック素体の外表面に形
成された端子電極の構造が改良されたセラミック電子部
品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、セラミック電子部品の端子電極の
形成に際しては、導電ペーストの塗布・焼付け法、湿式
メッキ法、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成
法など、様々な方法が用いられている。また、セラミッ
ク電子部品のプリント回路基板などへの表面実装を可能
とするために、端子電極の最外側表面に半田付け性に優
れた金属層を形成することが多い。
形成に際しては、導電ペーストの塗布・焼付け法、湿式
メッキ法、蒸着もしくはスパッタリングなどの薄膜形成
法など、様々な方法が用いられている。また、セラミッ
ク電子部品のプリント回路基板などへの表面実装を可能
とするために、端子電極の最外側表面に半田付け性に優
れた金属層を形成することが多い。
【０００３】従来のセラミック電子部品の一例として、
図６に積層コンデンサを示す。積層コンデンサ５１は、
誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結体５２を有
する。セラミック焼結体５２内には、内部電極５３ａ〜
５３ｆがセラミック層を介して重なり合うように配置さ
れている。内部電極５３ａ，５３ｃ，５３ｅが、セラミ
ック焼結体５２の端面５２ａに引き出されており、内部
電極５３ｂ，５３ｄ，５３ｆが、端面５２ｂに引き出さ
れている。端面５２ａ，５２ｂを覆うように、端子電極
５４，５５が形成されている。
図６に積層コンデンサを示す。積層コンデンサ５１は、
誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結体５２を有
する。セラミック焼結体５２内には、内部電極５３ａ〜
５３ｆがセラミック層を介して重なり合うように配置さ
れている。内部電極５３ａ，５３ｃ，５３ｅが、セラミ
ック焼結体５２の端面５２ａに引き出されており、内部
電極５３ｂ，５３ｄ，５３ｆが、端面５２ｂに引き出さ
れている。端面５２ａ，５２ｂを覆うように、端子電極
５４，５５が形成されている。
【０００４】ここでは、端子電極５４，５５が、それぞ
れ、第１の電極層５４ａ，５５ａ、第２の電極層５４
ｂ，５５ｂ及び第３の電極層５４ｃ，５５ｃを積層した
構造を有する。第１の電極層５４ａ，５５ａは、Ａｇ、
Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、ＣＵなどの金属粉末を主体とする導
電ペーストの塗布・焼付けにより形成されており、内部
電極５３ａ，５３ｃ、５３ｅまたは内部電極５３ｂ，５
３ｄ，５３ｆとの電気的接続の信頼性において優れてい
る。また、第３の電極層５４ｃ，５５ｃは、半田付け性
を高めるために形成されており、ＳｎまたはＳｎ合金を
メッキすることにより形成されている。中間の第２の電
極層５４ｂ，５５ｂは、Ａｇの第１の電極層５４ａ，５
５ａが半田付け時に半田中に拡散することを防止すると
共に、第３の電極層５４ｃ，５５ｃや半田付けに際し使
用される半田中に含まれているＳｎの、第１の電極層５
４ａ，５５ａやセラミック焼結体５２内への拡散を防止
するあるいは拡散速度を遅くするために設けられてい
る。Ｓｎが、端子電極５４，５５とセラミック焼結体５
２との界面にまで拡散すると、端子電極５４，５５の密
着性が損なわれ、所望の電気的特性を得ることができな
くなる。
れ、第１の電極層５４ａ，５５ａ、第２の電極層５４
ｂ，５５ｂ及び第３の電極層５４ｃ，５５ｃを積層した
構造を有する。第１の電極層５４ａ，５５ａは、Ａｇ、
Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ、ＣＵなどの金属粉末を主体とする導
電ペーストの塗布・焼付けにより形成されており、内部
電極５３ａ，５３ｃ、５３ｅまたは内部電極５３ｂ，５
３ｄ，５３ｆとの電気的接続の信頼性において優れてい
る。また、第３の電極層５４ｃ，５５ｃは、半田付け性
を高めるために形成されており、ＳｎまたはＳｎ合金を
メッキすることにより形成されている。中間の第２の電
極層５４ｂ，５５ｂは、Ａｇの第１の電極層５４ａ，５
５ａが半田付け時に半田中に拡散することを防止すると
共に、第３の電極層５４ｃ，５５ｃや半田付けに際し使
用される半田中に含まれているＳｎの、第１の電極層５
４ａ，５５ａやセラミック焼結体５２内への拡散を防止
するあるいは拡散速度を遅くするために設けられてい
る。Ｓｎが、端子電極５４，５５とセラミック焼結体５
２との界面にまで拡散すると、端子電極５４，５５の密
着性が損なわれ、所望の電気的特性を得ることができな
くなる。
【０００５】これは、端子電極５４，５５とセラミック
焼結体５２との密着性は、端子電極５４，５５を構成し
ている金属とセラミックとの酸素結合に依存するのに対
し、Ｓｎが存在すると、上記電極構成金属とセラミック
スとの酸素結合が解かれ、密着力が低下するためであ
る。
焼結体５２との密着性は、端子電極５４，５５を構成し
ている金属とセラミックとの酸素結合に依存するのに対
し、Ｓｎが存在すると、上記電極構成金属とセラミック
スとの酸素結合が解かれ、密着力が低下するためであ
る。
【０００６】従って、積層コンデンサ５１では、上記Ｓ
ｎの拡散を防止するあるいは拡散速度を遅くするため
に、第２の電極層５４ｂ，５５ｂが設けられている。第
２の電極層５４ｂ，５５ｂは、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒまたは
Ｍｏなどの金属もしくはこれらの合金からなるメッキ膜
により構成されている。
ｎの拡散を防止するあるいは拡散速度を遅くするため
に、第２の電極層５４ｂ，５５ｂが設けられている。第
２の電極層５４ｂ，５５ｂは、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒまたは
Ｍｏなどの金属もしくはこれらの合金からなるメッキ膜
により構成されている。
【０００７】上記のような３層構造の端子電極は、積層
コンデンサ５１だけでなく、積層バリスタ、積層圧電部
品などの積層セラミック電子部品、並びに積層型ではな
い単板型のセラミックコンデンサ、セラミックサーミス
タなど、様々なセラミック電子部品において用いられて
いる。
コンデンサ５１だけでなく、積層バリスタ、積層圧電部
品などの積層セラミック電子部品、並びに積層型ではな
い単板型のセラミックコンデンサ、セラミックサーミス
タなど、様々なセラミック電子部品において用いられて
いる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｔｉ、
Ｎｉ、ＣｒまたはＭｏなどの金属またはこれらの金属を
主成分とする合金のメッキ膜からなる電極層５４ｂ，５
５ｂは、Ｓｎの第１の電極層５４ａ，５５ａ側への拡散
は防止するものの、メッキに際し、そのメッキ液がセラ
ミック焼結体５２に侵入することがあった。そのため、
セラミック焼結体５２を構成しているセラミックスと内
部電極５３ａ〜５３ｆとの界面が還元され、層剥離やク
ラックなどの不良が発生したり、所望とする静電容量な
どの電気的特性を得ることができないことがあった。ま
た、特に、比較的高い電圧下、すなわち中高圧領域で使
用されるセラミック電子部品では、上記Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏなどの酸素との結合性が高い金属からなる単一膜を形
成すると、セラミックス素体の端面５２ａにおいてセラ
ミックスから酸素を奪いセラミックスの還元に伴う電気
的特性の低下や導電性の低下が顕著に現れがちであっ
た。また、Ｎｉは、Ｓｎの第１の電極層５４ａ，５５ａ
側への拡散を防止する効果としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ
などに比べ、十分とは言えなかった。
Ｎｉ、ＣｒまたはＭｏなどの金属またはこれらの金属を
主成分とする合金のメッキ膜からなる電極層５４ｂ，５
５ｂは、Ｓｎの第１の電極層５４ａ，５５ａ側への拡散
は防止するものの、メッキに際し、そのメッキ液がセラ
ミック焼結体５２に侵入することがあった。そのため、
セラミック焼結体５２を構成しているセラミックスと内
部電極５３ａ〜５３ｆとの界面が還元され、層剥離やク
ラックなどの不良が発生したり、所望とする静電容量な
どの電気的特性を得ることができないことがあった。ま
た、特に、比較的高い電圧下、すなわち中高圧領域で使
用されるセラミック電子部品では、上記Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍ
ｏなどの酸素との結合性が高い金属からなる単一膜を形
成すると、セラミックス素体の端面５２ａにおいてセラ
ミックスから酸素を奪いセラミックスの還元に伴う電気
的特性の低下や導電性の低下が顕著に現れがちであっ
た。また、Ｎｉは、Ｓｎの第１の電極層５４ａ，５５ａ
側への拡散を防止する効果としては、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｏ
などに比べ、十分とは言えなかった。
【０００９】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、半田中に含まれているＳｎのセラミック素体
内への拡散を抑制することができ、かつセラミックスの
還元が生じ難く、従って、所望とする電気的特性を確実
に発揮させ得る端子電極を備えたセラミック電子部品を
提供することにある。
を解消し、半田中に含まれているＳｎのセラミック素体
内への拡散を抑制することができ、かつセラミックスの
還元が生じ難く、従って、所望とする電気的特性を確実
に発揮させ得る端子電極を備えたセラミック電子部品を
提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック素
体と、セラミック素体の外表面に形成されており、複数
の電極層からなり、Ｓｎを含む半田により接合される端
子電極とを有するセラミック電子部品の製造方法におい
て、セラミック素体表面に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金からなる主成分金
属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高く、主成分金属の
０．１〜２０重量％の割合で存在している金属とを含む
電極層を、薄膜形成法により形成したことを特徴とす
る。
体と、セラミック素体の外表面に形成されており、複数
の電極層からなり、Ｓｎを含む半田により接合される端
子電極とを有するセラミック電子部品の製造方法におい
て、セラミック素体表面に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金からなる主成分金
属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高く、主成分金属の
０．１〜２０重量％の割合で存在している金属とを含む
電極層を、薄膜形成法により形成したことを特徴とす
る。
【００１１】 また、セラミック電子部品の製造方法に
係る本発明は、セラミック素体と、セラミック素体の外
表面に形成されており、複数の電極層からなり、Ｓｎを
含む半田により接合される端子電極とを有するセラミッ
ク電子部品の製造方法において、セラミック素体表面
に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉまたはこれらを主成
分とする合金からなる主成分金属を金属膜として薄膜形
成法により形成し、この金属膜上に、Ｓｎよりも酸素と
の結合性が高い金属を金属膜として薄膜形成法により形
成し、主成分金属の金属膜にＳｎよりも酸素との結合性
が高い金属を、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合
で存在するように熱拡散させたことを特徴とする。
係る本発明は、セラミック素体と、セラミック素体の外
表面に形成されており、複数の電極層からなり、Ｓｎを
含む半田により接合される端子電極とを有するセラミッ
ク電子部品の製造方法において、セラミック素体表面
に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｎｉまたはこれらを主成
分とする合金からなる主成分金属を金属膜として薄膜形
成法により形成し、この金属膜上に、Ｓｎよりも酸素と
の結合性が高い金属を金属膜として薄膜形成法により形
成し、主成分金属の金属膜にＳｎよりも酸素との結合性
が高い金属を、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合
で存在するように熱拡散させたことを特徴とする。
【００１２】 また、セラミック電子部品に係る本発明
は、上記製造方法により得られたものであり、セラミッ
ク素体と、セラミック素体の外表面に形成された複数層
の電極層からなる端子電極とを有し、複数層の電極層の
うち、セラミック素体表面に密着している電極層が、導
電性に優れた主成分金属と、主成分金属の０．１〜２０
重量％の割合で存在するＳｎよりも酸素との結合性が高
い金属とを含むことを特徴とする。
は、上記製造方法により得られたものであり、セラミッ
ク素体と、セラミック素体の外表面に形成された複数層
の電極層からなる端子電極とを有し、複数層の電極層の
うち、セラミック素体表面に密着している電極層が、導
電性に優れた主成分金属と、主成分金属の０．１〜２０
重量％の割合で存在するＳｎよりも酸素との結合性が高
い金属とを含むことを特徴とする。
【００１３】 本発明に係るセラミック電子部品の端子
電極においては、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
は、端子電極中に混合されていてもよく、端子電極を構
成している主成分となる金属と合金化されていてもよ
い。すなわち、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属は
様々な形態で端子電極中に存在させ得る。また、上記Ｓ
ｎよりも酸素との結合性が高い金属としては、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ及びＶからなる群から選択した少なくとも一種を
好適に用いることができる。
電極においては、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
は、端子電極中に混合されていてもよく、端子電極を構
成している主成分となる金属と合金化されていてもよ
い。すなわち、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属は
様々な形態で端子電極中に存在させ得る。また、上記Ｓ
ｎよりも酸素との結合性が高い金属としては、Ｔｉ、Ｍ
ｏ、Ｗ及びＶからなる群から選択した少なくとも一種を
好適に用いることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施例を
挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。
挙げることにより、本発明をより詳細に説明する。
【００１５】図１は、本発明のセラミック電子部品の第
１の実施例としての積層コンデンサを示す縦断面図であ
る。積層コンデンサ１は、チタン酸バリウム系セラミッ
クのような誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結
体２を有する。セラミック焼結体２内には、セラミック
層を介して厚み方向に重なり合うように、複数の内部電
極３ａ〜３ｆが形成されている。
１の実施例としての積層コンデンサを示す縦断面図であ
る。積層コンデンサ１は、チタン酸バリウム系セラミッ
クのような誘電体セラミックスよりなるセラミック焼結
体２を有する。セラミック焼結体２内には、セラミック
層を介して厚み方向に重なり合うように、複数の内部電
極３ａ〜３ｆが形成されている。
【００１６】内部電極３ａ，３ｃ、３ｅは、端面２ａに
引き出されている。内部電極３ｂ，３ｄ，３ｆは、端面
２ａとは反対側の端面２ｂに引き出されている。内部電
極３ａ〜３ｆは、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｎｉ、
Ｃｕなどの適宜の金属材料を用いて構成される。
引き出されている。内部電極３ｂ，３ｄ，３ｆは、端面
２ａとは反対側の端面２ｂに引き出されている。内部電
極３ａ〜３ｆは、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｇ−Ｐｄ合金、Ｎｉ、
Ｃｕなどの適宜の金属材料を用いて構成される。
【００１７】端面２ａ，２ｂを覆うように、端子電極
４，５が形成されている。端子電極４，５は、セラミッ
ク焼結体２の端面２ａ，２ｂに近い側から第１の電極層
４ａ，５ａ、第２の電極層４ｂ，５ｂ及び第３の電極層
４ｃ，５ｃを積層した構造を有する。
４，５が形成されている。端子電極４，５は、セラミッ
ク焼結体２の端面２ａ，２ｂに近い側から第１の電極層
４ａ，５ａ、第２の電極層４ｂ，５ｂ及び第３の電極層
４ｃ，５ｃを積層した構造を有する。
【００１８】本実施例の特徴は、第１の電極層４ａ，５
ａが、導電性に優れた主成分金属と、Ｓｎよりも酸素と
の結合性が高い金属との合金膜により構成されているこ
とにある。上記主成分金属としては、特に限定されるわ
けではないが、従来から電極材料として用いられている
導電性に優れた金属、例えばＣｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金が用いられる。な
お、上記主成分金属にＮｉまたはＮｉを主成分とする金
属を用いる場合、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡＵなどに比べ幾
分導電性が低下するが、Ｓｎ拡散に対する効果は同様に
得られる。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属として
は、例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖなどを挙げることがで
きる。
ａが、導電性に優れた主成分金属と、Ｓｎよりも酸素と
の結合性が高い金属との合金膜により構成されているこ
とにある。上記主成分金属としては、特に限定されるわ
けではないが、従来から電極材料として用いられている
導電性に優れた金属、例えばＣｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金が用いられる。な
お、上記主成分金属にＮｉまたはＮｉを主成分とする金
属を用いる場合、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡＵなどに比べ幾
分導電性が低下するが、Ｓｎ拡散に対する効果は同様に
得られる。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属として
は、例えば、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖなどを挙げることがで
きる。
【００１９】本実施例では、上記Ｓｎよりも酸素との結
合性が高い金属は、導電性に優れた主成分金属１００重
量％に対し、０．１〜２０重量％の割合で合金化されて
いる。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属の割合が
０．１重量％未満の場合には、Ｓｎよりも酸素との結合
性が高い金属を添加した効果が十分に得られず、第１の
電極層４ａ，５ａの密着性が低下し、電気的特性の劣化
が生じることがある。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い
金属の割合が２０重量％を超えると、第１の電極層４
ａ，５ａの導電性の低下やセラミックスの還元などが起
こり、好ましくない。
合性が高い金属は、導電性に優れた主成分金属１００重
量％に対し、０．１〜２０重量％の割合で合金化されて
いる。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属の割合が
０．１重量％未満の場合には、Ｓｎよりも酸素との結合
性が高い金属を添加した効果が十分に得られず、第１の
電極層４ａ，５ａの密着性が低下し、電気的特性の劣化
が生じることがある。Ｓｎよりも酸素との結合性が高い
金属の割合が２０重量％を超えると、第１の電極層４
ａ，５ａの導電性の低下やセラミックスの還元などが起
こり、好ましくない。
【００２０】上記第１の電極層４ａ，５ａは、蒸着・メ
ッキもしくはスパッタリングなどの薄膜形成法により形
成される。
ッキもしくはスパッタリングなどの薄膜形成法により形
成される。
【００２１】第１の電極層４ａ，５ａ上に形成されてい
る第２の電極層４ｂ，５ｂは、本実施例では、半田耐熱
性に優れたＮｉを主成分として構成されている。また、
第３の電極層４ｃ，５ｃは、半田濡れ性を高めるため
に、ＳｎまたはＳｎ合金をメッキすることにより形成さ
れている。
る第２の電極層４ｂ，５ｂは、本実施例では、半田耐熱
性に優れたＮｉを主成分として構成されている。また、
第３の電極層４ｃ，５ｃは、半田濡れ性を高めるため
に、ＳｎまたはＳｎ合金をメッキすることにより形成さ
れている。
【００２２】次に、上記端子電極４，５により所望の電
気的特性が確実に得られることを説明する。
気的特性が確実に得られることを説明する。
【００２３】薄膜電極の密着力は、セラミック焼結体２
と端子電極４，５との界面における酸素結合に大きく依
存する。積層コンデンサにおいて、半田に含まれるＳｎ
が端子電極内に拡散し、端子電極とセラミック焼結体と
の界面に到達すると、Ｓｎが、セラミックスと酸素結合
している電極金属から酸素を奪うことになる。その結
果、電極層を構成している電極金属とセラミックとの結
合が解かれ、セラミック焼結体に対する密着力が低下す
る。特に、中高圧用途のように、電子部品が発熱し、比
較的高温下におかれる場合、上記のような密着力の低下
が顕著に現れ、所望とする電気的特性を得ることができ
なくなる。
と端子電極４，５との界面における酸素結合に大きく依
存する。積層コンデンサにおいて、半田に含まれるＳｎ
が端子電極内に拡散し、端子電極とセラミック焼結体と
の界面に到達すると、Ｓｎが、セラミックスと酸素結合
している電極金属から酸素を奪うことになる。その結
果、電極層を構成している電極金属とセラミックとの結
合が解かれ、セラミック焼結体に対する密着力が低下す
る。特に、中高圧用途のように、電子部品が発熱し、比
較的高温下におかれる場合、上記のような密着力の低下
が顕著に現れ、所望とする電気的特性を得ることができ
なくなる。
【００２４】これに対して、本実施例では、第１の電極
層４ａ、５ａに、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
が含まれているので、すなわち第１の電極層４ａ，５ａ
とセラミック焼結体２との界面に、Ｓｎよりも酸素との
結合性が高い金属が存在するので、半田中のＳｎが拡散
してきたとしても、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金
属を介したセラミックスとの酸素結合がほとんど解かれ
ない。従って、Ｓｎが拡散してきたとしても、第１の電
極層４ａ，５ａとセラミック焼結体２との密着強度が低
下せず、かつＳｎのセラミック焼結体２内への拡散も生
じ難い。よって、積層コンデンサ１は、その電気的特性
を維持し得る。
層４ａ、５ａに、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
が含まれているので、すなわち第１の電極層４ａ，５ａ
とセラミック焼結体２との界面に、Ｓｎよりも酸素との
結合性が高い金属が存在するので、半田中のＳｎが拡散
してきたとしても、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金
属を介したセラミックスとの酸素結合がほとんど解かれ
ない。従って、Ｓｎが拡散してきたとしても、第１の電
極層４ａ，５ａとセラミック焼結体２との密着強度が低
下せず、かつＳｎのセラミック焼結体２内への拡散も生
じ難い。よって、積層コンデンサ１は、その電気的特性
を維持し得る。
【００２５】また、第１の電極層４ａ，５ａの主成分は
導電性に優れた金属であるため、端子電極４，５におけ
る損失及び発熱量の低減を果たすことができ、例えば中
高圧用途に用いられるセラミック電子部品における低損
失かつ低発熱という要求性能を満足させ得る。
導電性に優れた金属であるため、端子電極４，５におけ
る損失及び発熱量の低減を果たすことができ、例えば中
高圧用途に用いられるセラミック電子部品における低損
失かつ低発熱という要求性能を満足させ得る。
【００２６】よって、本実施例の積層コンデンサ１によ
れば、半田中に含まれているＳｎの拡散による電気的特
性の劣化を抑制することができ、特に、中高圧用途に用
いられるのに適した積層コンデンサ１を提供することが
できる。
れば、半田中に含まれているＳｎの拡散による電気的特
性の劣化を抑制することができ、特に、中高圧用途に用
いられるのに適した積層コンデンサ１を提供することが
できる。
【００２７】図２〜図４を参照して、本発明の第２の実
施例として、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属が端
子電極中において合金化されずに存在している構造を説
明する。
施例として、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属が端
子電極中において合金化されずに存在している構造を説
明する。
【００２８】セラミック焼結体２の端面２ｂ上に、蒸
着、メッキもしくはスパッタリングなどの薄膜形成法に
より第１の電極層を構成するために、導電性に優れた金
属膜１４を形成する。導電性に優れた金属としては、第
１の実施例と同様に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｕまたはＮ
ｉ及び、これらを主成分とする合金などを用いることが
できる。
着、メッキもしくはスパッタリングなどの薄膜形成法に
より第１の電極層を構成するために、導電性に優れた金
属膜１４を形成する。導電性に優れた金属としては、第
１の実施例と同様に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、ＡｕまたはＮ
ｉ及び、これらを主成分とする合金などを用いることが
できる。
【００２９】次に、図３に示すように、金属膜１４上
に、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属膜１４ａを製
膜する。金属膜１４ａは、薄膜形成法により形成するこ
とができ、上記金属膜１４よりも薄く製膜される。金属
膜１４ａの製膜時の熱エネルギーにより、あるいは金属
膜１４ａを形成した後加熱することにより、酸素との結
合性が高い金属が金属膜１４中に熱拡散される。
に、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属膜１４ａを製
膜する。金属膜１４ａは、薄膜形成法により形成するこ
とができ、上記金属膜１４よりも薄く製膜される。金属
膜１４ａの製膜時の熱エネルギーにより、あるいは金属
膜１４ａを形成した後加熱することにより、酸素との結
合性が高い金属が金属膜１４中に熱拡散される。
【００３０】その結果、図４に示すように、Ｓｎよりも
酸素との結合性が高い金属が金属膜１４中に拡散され
て、第１の電極層１４ｂが形成される。第１の電極層１
４ｂでは、主成分金属からなる金属膜に、Ｓｎよりも酸
素との結合性が高い金属が拡散されて単一の電極層とさ
れており、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属が合金
化されないで存在している。このように、Ｓｎよりも酸
素との結合性が高い金属が合金化されておらず、第１の
電極層１４ｂ中に拡散されている場合であっても、Ｓｎ
よりも酸素との結合性が高い金属が、セラミック焼結体
２の端面２ｂと電極層１４ｂとの界面に至るように拡散
されている限り、第１の実施例の第１の電極層４ａ，５
ａと同様に、Ｓｎが拡散されてきたとしても、端子電極
の密着強度が低下し難く、電気的特性の劣化が生じ難
い。また、拡散させる際に、酸素との結合性が高い金属
が、第１の電極層１４ｂ中で合金化してしまった場合に
も、第１の実施例の第１の電極層４ａ，５ａと同様に、
Ｓｎが拡散されてきたとしても、端子電極の密着強度が
低下し難く、電気的特性の劣化が生じ難い。
酸素との結合性が高い金属が金属膜１４中に拡散され
て、第１の電極層１４ｂが形成される。第１の電極層１
４ｂでは、主成分金属からなる金属膜に、Ｓｎよりも酸
素との結合性が高い金属が拡散されて単一の電極層とさ
れており、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属が合金
化されないで存在している。このように、Ｓｎよりも酸
素との結合性が高い金属が合金化されておらず、第１の
電極層１４ｂ中に拡散されている場合であっても、Ｓｎ
よりも酸素との結合性が高い金属が、セラミック焼結体
２の端面２ｂと電極層１４ｂとの界面に至るように拡散
されている限り、第１の実施例の第１の電極層４ａ，５
ａと同様に、Ｓｎが拡散されてきたとしても、端子電極
の密着強度が低下し難く、電気的特性の劣化が生じ難
い。また、拡散させる際に、酸素との結合性が高い金属
が、第１の電極層１４ｂ中で合金化してしまった場合に
も、第１の実施例の第１の電極層４ａ，５ａと同様に、
Ｓｎが拡散されてきたとしても、端子電極の密着強度が
低下し難く、電気的特性の劣化が生じ難い。
【００３１】なお、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金
属を熱拡散させる方法については、特に限定されず、前
述したように、熱拡散させ得る条件で金属膜１４ａを製
膜してもよく、金属膜１４ａを製膜した後加熱すること
により、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属を金属膜
１４中に拡散させてもよい。もっとも、Ｓｎよりも酸素
との結合性が高い金属からなる金属膜１４ａが単一の金
属層として存在しないように、該金属を確実に熱拡散さ
せるように構成することが必要である。従って、金属膜
１４ａの厚み及び熱拡散させるための熱量等は、このよ
うな条件を満たすように選択することが必要である。
属を熱拡散させる方法については、特に限定されず、前
述したように、熱拡散させ得る条件で金属膜１４ａを製
膜してもよく、金属膜１４ａを製膜した後加熱すること
により、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属を金属膜
１４中に拡散させてもよい。もっとも、Ｓｎよりも酸素
との結合性が高い金属からなる金属膜１４ａが単一の金
属層として存在しないように、該金属を確実に熱拡散さ
せるように構成することが必要である。従って、金属膜
１４ａの厚み及び熱拡散させるための熱量等は、このよ
うな条件を満たすように選択することが必要である。
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】図５は、本発明が適用されるセラミック電
子部品の他の例を説明するための断面図である。本実施
例のセラミック電子部品は、単板型のセラミックコンデ
ンサである。
子部品の他の例を説明するための断面図である。本実施
例のセラミック電子部品は、単板型のセラミックコンデ
ンサである。
【００３９】セラミックコンデンサ３１は、チタン酸バ
リウムのような誘電体セラミックスよりなる板状のセラ
ミック素体３２を有する。セラミック素体３２の両面に
端子電極３３，３４が形成されている。端子電極３３，
３４は、それぞれ、第１〜第３の電極層３３ａ，３４ａ
〜３３ｃ，３４ｃを有する。第１〜第３の電極層３３
ａ，３４ａ〜３３ｃ，３４ｃは、第１の実施例の第１〜
第３の電極層４ａ，５ａ〜４ｃ，５ｃと同様に構成され
ている。端子電極３３，３４には、リード端子３５，３
６が半田３７により接合されている。なお、３８は外装
樹脂を示す。
リウムのような誘電体セラミックスよりなる板状のセラ
ミック素体３２を有する。セラミック素体３２の両面に
端子電極３３，３４が形成されている。端子電極３３，
３４は、それぞれ、第１〜第３の電極層３３ａ，３４ａ
〜３３ｃ，３４ｃを有する。第１〜第３の電極層３３
ａ，３４ａ〜３３ｃ，３４ｃは、第１の実施例の第１〜
第３の電極層４ａ，５ａ〜４ｃ，５ｃと同様に構成され
ている。端子電極３３，３４には、リード端子３５，３
６が半田３７により接合されている。なお、３８は外装
樹脂を示す。
【００４０】本実施例においても、高温下で使用された
場合に、リード端子３５，３６を半田付けするのに用い
られてる半田中のＳｎが端子電極３３，３４側に拡散し
てきたとしても、第１の電極層３３ａ，３４ａと、セラ
ミック素体３２との界面に、Ｓｎよりも酸素との結合性
が高い金属が存在するため、端子電極３３，３４のセラ
ミック素体３２に対する密着強度が低下し難い。従っ
て、第１の実施例と同様に、Ｓｎの拡散に起因する電気
的特性の劣化が生じ難い。
場合に、リード端子３５，３６を半田付けするのに用い
られてる半田中のＳｎが端子電極３３，３４側に拡散し
てきたとしても、第１の電極層３３ａ，３４ａと、セラ
ミック素体３２との界面に、Ｓｎよりも酸素との結合性
が高い金属が存在するため、端子電極３３，３４のセラ
ミック素体３２に対する密着強度が低下し難い。従っ
て、第１の実施例と同様に、Ｓｎの拡散に起因する電気
的特性の劣化が生じ難い。
【００４１】また、本発明は、半田中に含まれているＳ
ｎの拡散による端子電極とセラミック焼結体との密着性
の低下に伴う電気的特性の劣化を防止するものであるた
め、積層コンデンサ１やコンデンサ３１以外の他のセラ
ミック電子部品、例えば積層バリスタ、積層インダク
タ、積層セラミック圧電部品などの様々な積層セラミッ
ク電子部品、あるいは単板型のセラミックサーミスタな
どの積層型以外の様々なセラミック電子部品に適用する
ことができる。
ｎの拡散による端子電極とセラミック焼結体との密着性
の低下に伴う電気的特性の劣化を防止するものであるた
め、積層コンデンサ１やコンデンサ３１以外の他のセラ
ミック電子部品、例えば積層バリスタ、積層インダク
タ、積層セラミック圧電部品などの様々な積層セラミッ
ク電子部品、あるいは単板型のセラミックサーミスタな
どの積層型以外の様々なセラミック電子部品に適用する
ことができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明に係るセラミック電子部品では、
端子電極のセラミック素体表面に密着している部分が、
主成分金属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属と
を含むので、例えば高温下において半田などに含まれて
いるＳｎが拡散してきたとしても、Ｓｎよりも酸素との
結合性が高い金属とセラミックスとの酸素結合が損なわ
れ難い。従って、端子電極の密着強度が低下し難いの
で、所望とする初期の電気的特性を確実に発揮し得るセ
ラミック電子部品を提供することができる。
端子電極のセラミック素体表面に密着している部分が、
主成分金属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属と
を含むので、例えば高温下において半田などに含まれて
いるＳｎが拡散してきたとしても、Ｓｎよりも酸素との
結合性が高い金属とセラミックスとの酸素結合が損なわ
れ難い。従って、端子電極の密着強度が低下し難いの
で、所望とする初期の電気的特性を確実に発揮し得るセ
ラミック電子部品を提供することができる。
【００４３】よって、本発明に係るセラミック電子部品
は、例えば中高圧用途のセラミック電子部品のように実
使用下において発熱するセラミック電子部品のように、
Ｓｎが端子電極とセラミック素体との界面への拡散が生
じ易いセラミック電子部品に好適に用いることができ、
このような中高圧用途に用いられるセラミック電子部品
における電気的特性の劣化を抑制することができる。
は、例えば中高圧用途のセラミック電子部品のように実
使用下において発熱するセラミック電子部品のように、
Ｓｎが端子電極とセラミック素体との界面への拡散が生
じ易いセラミック電子部品に好適に用いることができ、
このような中高圧用途に用いられるセラミック電子部品
における電気的特性の劣化を抑制することができる。
【００４４】本発明において、端子電極を構成している
主成分金属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属と
が合金化されている場合には、合金化の割合を制御する
ことにより、端子電極とセラミック素体表面との界面
に、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属を所望とする
割合で確実に存在させることができる。
主成分金属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属と
が合金化されている場合には、合金化の割合を制御する
ことにより、端子電極とセラミック素体表面との界面
に、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属を所望とする
割合で確実に存在させることができる。
【００４５】また、端子電極が複数の電極層を有するの
で、セラミック素体に密着している層がＳｎよりも酸素
との結合性が高い金属を含むように構成することによ
り、Ｓｎの拡散による電気的特性の劣化を確実に抑制す
ることができる。
で、セラミック素体に密着している層がＳｎよりも酸素
との結合性が高い金属を含むように構成することによ
り、Ｓｎの拡散による電気的特性の劣化を確実に抑制す
ることができる。
【００４６】さらに、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い
金属として、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ及びＶからなる群から選択
した少なくとも一種を用いることにより、上記Ｓｎの拡
散による端子電極密着強度の低下、ひいては電気的特性
の劣化を効果的に防止することができる。
金属として、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ及びＶからなる群から選択
した少なくとも一種を用いることにより、上記Ｓｎの拡
散による端子電極密着強度の低下、ひいては電気的特性
の劣化を効果的に防止することができる。
【００４７】また、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金
属が、端子電極のセラミック素体と密着している面にお
いて、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合で存在す
るように構成されているので、Ｓｎよりも酸素との結合
性が高い金属の存在により確実に電気的特性の劣化を抑
制することができると共に、十分な導電性を発揮させる
ことができ、例えば中高圧用途に用いた場合、端子電極
における損失及び発熱量の低減を果たすことができる。
属が、端子電極のセラミック素体と密着している面にお
いて、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合で存在す
るように構成されているので、Ｓｎよりも酸素との結合
性が高い金属の存在により確実に電気的特性の劣化を抑
制することができると共に、十分な導電性を発揮させる
ことができ、例えば中高圧用途に用いた場合、端子電極
における損失及び発熱量の低減を果たすことができる。
【図１】本発明のセラミック電子部品の第１の実施例と
しての積層コンデンサを示す縦断面図。
しての積層コンデンサを示す縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施例の積層コンデンサにおい
て、端子電極を形成する工程を説明するための部分切欠
断面図。
て、端子電極を形成する工程を説明するための部分切欠
断面図。
【図３】図２に示した積層コンデンサの金属膜上にＳｎ
よりも酸素との結合性が高い金属膜を形成した状態を示
す部分切欠断面図。
よりも酸素との結合性が高い金属膜を形成した状態を示
す部分切欠断面図。
【図４】図３の工程に引き続いて、Ｓｎよりも酸素との
結合性が高い金属が最初の金属膜中に拡散されて形成さ
れた端子電極を説明するための部分切欠断面図。
結合性が高い金属が最初の金属膜中に拡散されて形成さ
れた端子電極を説明するための部分切欠断面図。
【図５】本発明が適用されるセラミック電子部品の他の
例を説明するための断面図。
例を説明するための断面図。
【図６】従来の積層コンデンサを示す縦断面図。
１…積層コンデンサ
２…セラミック焼結体
３ａ〜３ｆ…内部電極
４，５…端子電極
４ａ，５ａ…第１の電極層
４ｂ，５ｂ…第２の電極層
４ｃ，５ｃ…第３の電極層
１４…金属膜
１４ａ…Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属からなる
金属膜 １４ｂ…端子電極 ３１…セラミックコンデンサ ３２…セラミック素体 ３３，３４…端子電極 ３３ａ，３４ａ…第１の電極層 ３３ｂ，３４ｂ…第２の電極層 ３３ｃ，３４ｃ…第３の電極層 ３５，３６…リード端子 ３８…外装樹脂
金属膜 １４ｂ…端子電極 ３１…セラミックコンデンサ ３２…セラミック素体 ３３，３４…端子電極 ３３ａ，３４ａ…第１の電極層 ３３ｂ，３４ｂ…第２の電極層 ３３ｃ，３４ｃ…第３の電極層 ３５，３６…リード端子 ３８…外装樹脂
Claims (5)
- 【請求項１】セラミック素体と、セラミック素体の外表
面に形成されており、複数の電極層からなり、Ｓｎを含
む半田により接合される端子電極とを有するセラミック
電子部品の製造方法において、 前記セラミック素体表面に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金からなる主成分金
属と、Ｓｎよりも酸素との結合性が高く、主成分金属の
０．１〜２０重量％の割合で存在している金属とを含む
電極層を、薄膜形成法により形成したことを特徴とす
る、セラミック電子部品の製造方法。 - 【請求項２】セラミック素体と、セラミック素体の外表
面に形成されており、複数の電極層からなり、Ｓｎを含
む半田により接合される端子電極とを有するセラミック
電子部品の製造方法において、 前記セラミック素体表面に、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕ、
Ｎｉまたはこれらを主成分とする合金からなる主成分金
属を金属膜として薄膜形成法により形成し、 この金属膜上に、Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
を金属膜として薄膜形成法により形成し、 前記主成分金属の金属膜に、Ｓｎよりも酸素との結合性
が高い金属を、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合
で存在するように熱拡散させたことを特徴とする、セラ
ミック電子部品の製造方法。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載のセラミッ
ク電子部品の製造方法により得られるセラミック電子部
品であって、セラミック素体と、前記セラミック素体の
外表面に形成された複数層の電極層からなる端子電極と
を有し、前記複数層の電極層のうち、セラミック素体表
面に密着している電極層が、導電性に優れた主成分金属
と、主成分金属の０．１〜２０重量％の割合で存在する
Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属とを含むことを特
徴とする、セラミック電子部品。 - 【請求項４】前記導電性に優れた主成分金属と、前記Ｓ
ｎよりも酸素との結合性が高い金属とが、合金化されて
いる、請求項３に記載のセラミック電子部品。 - 【請求項５】前記Ｓｎよりも酸素との結合性が高い金属
が、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗ、及びＶからなる群から選択した少
なくとも一種である、請求項３または４に記載のセラミ
ック電子部品。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34456498A JP3494431B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品 |
| DE69942053T DE69942053D1 (de) | 1998-12-03 | 1999-11-26 | Keramisches Elektronikbauteil |
| EP99123595A EP1006535B1 (en) | 1998-12-03 | 1999-11-26 | Ceramic electronic part |
| US09/451,010 US6356430B1 (en) | 1998-12-03 | 1999-11-29 | Ceramic electronic part |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34456498A JP3494431B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000173853A JP2000173853A (ja) | 2000-06-23 |
| JP3494431B2 true JP3494431B2 (ja) | 2004-02-09 |
Family
ID=18370254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34456498A Expired - Lifetime JP3494431B2 (ja) | 1998-12-03 | 1998-12-03 | セラミック電子部品の製造方法およびセラミック電子部品 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6356430B1 (ja) |
| EP (1) | EP1006535B1 (ja) |
| JP (1) | JP3494431B2 (ja) |
| DE (1) | DE69942053D1 (ja) |
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