JP3758293B2

JP3758293B2 - Multilayer ceramic electronic component and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3758293B2
Application number: JP10285497A
Authority: JP
Inventors: 幸雄眞田; 邦彦浜田; 康信米田; 卓二中川
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-04-21
Filing date: 1997-04-21
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2017-04-21
Also published as: JPH10294239A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、積層セラミック電子部品およびその製造方法に関するもので、特に、積層セラミック電子部品に備える内部電極と外部電極との接続部分の構造および接続部分の接続方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この発明にとって興味ある、たとえば積層セラミックコンデンサのような積層セラミック電子部品は、部品本体としてのセラミック積層体を備え、このセラミック積層体のたとえば端面の上には、外部電極が形成されている。また、セラミック積層体の内部には、外部電極と接続される内部電極が形成されている。
【０００３】
上述の外部電極は、一般的には、ガラスを２〜１０wt％程度含有する導電性ペーストをセラミック積層体の端面のような所定の面上に付与し、次いで焼き付けることによって形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような外部電極の形成方法によると、以下のような問題に遭遇することがある。
図３は、この問題を説明するためのもので、積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ１の一部を拡大して示す断面図である。図３には、セラミック積層体２と、このセラミック積層体２の内部に形成された内部電極３と、セラミック積層体２の端面４の上に形成された外部電極５とが図示されている。
【０００５】
外部電極５を、前述のように、導電性ペーストの焼付けによって形成したとき、セラミック積層体２の端面４上であって、内部電極３の端縁が位置する部分において、外部電極５側に空洞６が不所望にも生じることがある。これは、導電性ペースト中の金属が、カーケンダール効果と呼ばれる現象に基づき、導電性ペーストに接する内部電極３の端縁上に移動することによって、内部電極３の端縁を端面４から突出させるように内部電極３を成長させ、その結果生じた内部電極３の延長部７が外部電極５の一部を突き上げるためであると考えられている。
【０００６】
このような空洞６を生じた積層セラミックコンデンサ１は、耐湿性が劣り、たとえば外部電極５上に電気めっきを施したとき、めっき液が空洞６からセラミック積層体２内に浸入したり、あるいは、高湿雰囲気中に置かれたとき、水分が空洞６からセラミック積層体２内に浸入したりして、絶縁抵抗等の特性劣化を招くことがある。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、積層セラミック電子部品およびその製造方法を提供しようとすることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法は、上述した技術的課題を解決するため、次のような工程を備えることを特徴としている。
すなわち、内部に内部電極が形成され、かつこの内部電極の端縁が所定の面上に露出している、セラミック積層体を用意するとともに、ガラスおよび金属を含有し、これらガラスおよび金属の合計に対して金属を５〜５０ vol％含有する、ガラスペーストを用意する。ここで、金属として、上記内部電極に含まれる金属と合金化するものであるとともに、内部電極に対する拡散速度の比較的速いものが用いられ、ガラスとして、焼付け時の温度で上記金属が移動するような軟化点を有するものが用いられる。
【００１０】
次いで、セラミック積層体の所定の面上にガラスペーストを付与した後、このガラスペーストを焼き付けてガラス層をセラミック積層体の所定の面上に形成するとともに、当該焼付け時の温度を利用して、内部電極の端縁からガラス層を貫通して当該ガラス層の表面にまで届くように、ガラスペースト中の金属をカーケンダール効果に基づき移動させることによって内部電極を延長する。
【００１１】
また、ガラス層上において内部電極に接続されるべき外部電極を形成する。
この発明において、外部電極の形成方法に関して、次のようないくつかの態様がある。
外部電極は、まず大別して、焼付けにより形成する方法と乾式めっきにより形成する方法とがある。
【００１２】
前者の焼付けにより形成する方法では、前記したガラスペースト中の金属含有率より多い含有率をもって金属を含有する導電性ペーストが用いられる。この場合、第１の態様では、ガラスペーストを焼き付ける工程の前に、セラミック積層体の所定の面上に付与されたガラスペーストの上に導電性ペーストを付与し、ガラスペーストを焼き付ける工程において、導電性ペーストをも同時に焼き付けることが行なわれ、第２の態様では、ガラスペーストを焼き付ける工程の後に、セラミック積層体の所定の面上に形成されたガラス層の上に導電性ペーストを付与し、次いで導電性ペーストを焼き付けることが行なわれる。
【００１３】
他方、後者の乾式めっきにより形成する方法では、ガラスペーストを焼き付ける工程の後に、外部電極が、ガラス層の上に乾式めっきにより形成される。
また、この発明は、上述した製造方法によって製造された、積層セラミック電子部品にも向けられる。この積層セラミック電子部品は、セラミック積層体とセラミック積層体の所定の面の上に形成される外部電極とを備え、セラミック積層体の内部には、外部電極と接続される内部電極が形成され、セラミック積層体の所定の面上には、ガラス層が形成され、内部電極は、内部電極の延びる方向に延びかつ内部電極の端縁からガラス層を貫通してガラス層の表面にまで届く延長部を有し、延長部が外部電極に接触することによって、内部電極が外部電極に接続されていることを特徴としている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の一実施形態による積層セラミック電子部品およびその製造方法を説明するためのもので、（１）〜（３）において、この製造方法に含まれる代表的な工程を順次示している。なお、この実施形態は、積層セラミック電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサの製造方法に向けられ、図１（３）には、完成された積層セラミックコンデンサ１１の一部が拡大されて断面図で示されている。
【００１５】
まず、図１（３）を参照して、積層セラミックコンデンサ１１の構造について説明する。
積層セラミックコンデンサ１１は、セラミック積層体１２とこのセラミック積層体１２の端面１３の上に形成される外部電極１４とを備え、セラミック積層体１２の内部には、外部電極１４と接続される内部電極１５が形成されている。ここまでの構成は、従来の積層セラミックコンデンサと同様である。
【００１６】
この発明にとって特徴的な構成として、セラミック積層体１２の端面１３上には、ガラス層１６が形成される。そして、上述した内部電極１５は、図解的に示すように、ガラス層１６を貫通して外部電極１４と接続されるようにするための延長部１７を有している。
このような積層セラミックコンデンサ１１は、次のようにして製造することができる。
【００１７】
まず、図１（１）に示すように、内部に内部電極１５が形成され、かつこの内部電極１５の端縁が端面１３上に露出している、セラミック積層体１２が用意される。
他方、ガラスおよび金属を含有し、これらガラスおよび金属の合計に対して金属を５〜５０ vol％含有する、ガラスペースト１８が用意され、このガラスペースト１８が、同じく図１（１）に示すように、セラミック積層体１２の端面１３上に付与される。
【００１８】
また、ガラスペースト１８中の金属含有率より多い含有率をもって金属を含有する導電性ペースト１９が用意され、この導電性ペースト１９が、図１（２）に示すように、ガラスペースト１８の上に付与される。
次いで、焼付け工程が実施される。この焼付け工程において、ガラスペースト１８が焼き付けられて、図１（３）に示すように、前述したガラス層１６が形成されるとともに、導電性ペースト１９も焼き付けられて、前述した外部電極１４が形成される。
【００１９】
上述した焼付け工程において、注目すべきは、次のような現象も生じることである。すなわち、この焼付け時の温度によって、ガラスペースト１８中の金属がカーケンダール効果に基づき移動する。それによって、この金属は、図３（３）に示すように、内部電極１５の延びる方向に延びかつ内部電極１５の端縁からガラス層１６を貫通してこのガラス層１６の表面にまで届く延長部１７を形成するように、内部電極１５の端縁上で成長する。内部電極１５のこの延長部１７が外部電極１４に接触し、内部電極１５と外部電極１４との接続が達成される。
【００２０】
このようにして、従来、不具合をもたらす原因として考えられていたカーケンダール効果をむしろ有利に利用することによって、内部電極１５の延長部１７をガラス層１６内に形成することができ、この延長部１７によりガラス層１６を通して内部電極１５と外部電極１４とを接続することができる。しかも、このようなカーケンダール効果による延長部１７の成長時には、図３に示したような空洞６は生じない。なぜなら、セラミック積層体１２の端面１３に接するガラスペースト１８ないしはガラス層１６はガラスリッチであるとともに、ガラスペースト１８ないしはガラス層１６と導電性ペースト１９ないしは外部電極１４との境界では、この境界を介して両側にガラスが存在するので、焼付け工程において、ガラスが空洞を埋めるように有利に回り込むためである。
【００２１】
上述したガラスペースト１８に含有される金属は、導電性ペースト１９に含有される金属と同種であることが好ましい。
また、ガラスペースト１８に含有される金属としては、内部電極１５に含まれる金属と合金化するとともに、内部電極１５に対する拡散速度の比較的速いものが有利に用いられる。たとえば、内部電極１５がＰｄを含む場合、ガラスペースト１８に含有される金属としては、Ａｇが有利に用いられ、内部電極１５がＮｉを含む場合、ガラスペースト１８に含有される金属としては、Ｃｕが有利に用いられる。
【００２２】
なお、図１に示した実施形態では、ガラスペースト１８を焼き付ける工程の前に、図１（２）に示すように、ガラスペースト１８の上に導電性ペースト１９を付与し、ガラスペースト１８を焼き付ける工程において、導電性ペースト１９をも同時に焼き付けることが行なわれたが、これに代えて、図１（１）に示すように、ガラスペースト１８をセラミック積層体１２の端面１３上に付与しただけの段階で、ガラスペースト１８を焼き付けて、ガラス層１６を形成するとともに、延長部１７を形成し、その後、このガラス層１６の上に導電性ペースト１９を付与し、次いで再び焼付け工程を実施することによって、この導電性ペースト１９を焼き付けて、外部電極１４を形成するようにしてもよい。
【００２３】
図２は、この発明の他の実施形態による積層セラミックコンデンサ１１ａおよびその製造方法を説明するための図１に相当する図である。なお、図２において、図１に示した要素に相当する要素には、同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
まず、図２（３）に示すように、積層セラミックコンデンサ１１ａの実質的な構造については、図１（３）に示した積層セラミックコンデンサ１１と同様である。この実施形態では、積層セラミックコンデンサ１１ａの外部電極１４ａが、焼付けによるのではなく、乾式めっきによって形成されたものであることを特徴としている。
【００２４】
このような積層セラミックコンデンサ１１ａは、次のようにして製造することができる。
まず、図１を参照して前述した実施形態の場合と同様、図２（１）に示すように、内部に内部電極１５が形成され、かつこの内部電極１５の端縁が端面１３上に露出している、セラミック積層体１２が用意されるとともに、ガラスおよび金属を含有し、これらガラスおよび金属の合計に対して金属を５〜５０ vol％含有する、ガラスペースト１８が用意され、このガラスペースト１８が、セラミック積層体１２の端面１３上に付与される。
【００２５】
次に、ガラスペースト１８が焼き付けられて、図２（２）に示すように、ガラス層１６が形成される。このとき、焼付け時の温度によって、ガラスペースト１８中の金属がカーケンダール効果に基づき移動する。それによって、この金属は、内部電極１５の端縁からガラス層１６を貫通してこのガラス層１６の表面にまで届く延長部１７を形成する。
【００２６】
なお、延長部１７がガラス層１６の表面にまで完全に届くことを確実にするため、必要に応じて、たとえば、フッ化水素ガスによるリアクティブエッチング等を、以下に説明する工程の前処理として実施するようにしてもよい。
次に、図２（３）に示すように、外部電極１４ａが、たとえばスパッタリング、蒸着、イオンプレーティング等の乾式めっきにより、ガラス層１６の上に形成される。このとき、外部電極１４ａは、ガラス層１６の表面上で内部電極１５の延長部１７に接触し、内部電極１５と外部電極１４ａとの接続が達成される。
【００２７】
なお、ガラスペースト１８に含有される好ましい金属としては、図１に示した実施形態と同様の要領で選択することができる。
この発明は、上述したような積層セラミックコンデンサに限らず、セラミック積層体とこのセラミック積層体の所定の面の上に形成される外部電極とを備え、セラミック積層体の内部には、外部電極と接続される内部電極が形成された、積層セラミック電子部品であれば、積層セラミックバリスタ、積層型セラミックフィルタ、セラミック多層回路基板等、どのような積層セラミック電子部品に対しても適用することができる。
【００２８】
以下に、この発明の効果を確認するために実施した実験例について説明する。
【００２９】
【実験例１】
Ｐｄを含む内部電極を有するセラミック積層体を用意した。他方、以下の表１に示すような組成を有するガラスペーストを用意した。
【００３０】
【表１】

表１において、Ａｇ量およびガラス量は、ガラスペースト中におけるＡｇおよびガラスの合計に対するＡｇ量およびガラス量の各々を vol％で示している。また、ガラスとしては、ホウケイ酸亜鉛系ガラスであって、軟化点６００℃のものを用いた。
【００３１】
次に、各試料毎に、セラミック積層体の端面上に、表１に示したガラスペーストを塗布し、乾燥させた。このガラスペーストの厚みは、乾燥後において、１５μｍとなるようにした。次いで、ガラスペースト上に、Ａｇ量９５ vol％およびガラス量５ vol％の導電性ペーストを塗布し、乾燥させた。
次いで、８００℃で１０分間の熱処理工程を実施し、導電性ペーストおよびガラスペーストを同時に焼き付けて、セラミック積層体の端面上にガラス層を介して外部電極を形成するとともに、ガラスペーストにＡｇを含有する試料にあっては、内部電極に延長部を形成するようにした。
【００３２】
次いで、外部電極上にＮｉおよびＳｎの電気めっきを順次施し、積層セラミックコンデンサを完成させた。
得られた積層セラミックコンデンサの各試料５０個について、温度１３０℃、相対湿度１００％、２．７気圧の雰囲気下で、１ＷＶの電圧を１００時間印加した後の絶縁抵抗（ＩＲ）を測定し、ＩＲが劣化した試料数を求めた。また、内部電極と外部電極との接合状態も観察した。これら接合状態およびＩＲ劣化数が、以下の表２に示されている。
【００３３】
【表２】

なお、表２において、試料１は、内部電極と外部電極とが接合しなかったため、ＩＲを測定しなかった。
【００３４】
表２から、ガラスペーストにＡｇを５〜５０ vol％含有した試料２〜４によれば、熱処理により、内部電極のＰｄへのＡｇの拡散が適正に生じ、内部電極の延長部がガラス層の表面にまで届くようになり、内部電極と外部電極との接続が可能となることがわかる。
これに対して、試料１のように、ガラスペーストにＡｇを含有しないものでは、内部電極と外部電極との接続が達成されなかった。
【００３５】
他方、試料５のように、ガラスペーストに６０ vol％というように５０ vol％を超えてＡｇを含有する場合には、空洞を生じることを防ぎ得ず、耐湿性が劣り、ＩＲの劣化したものが見られた。
【００３６】
【実験例２】
Ｐｄを含む内部電極を有するセラミック積層体を用意した。他方、以下の表３に示すような組成を有するガラスペーストを用意した。
【００３７】
【表３】

表３において、Ａｇ量およびガラス量は、前述した表１と同様の要領で示され、また、ガラスとしては、実験例１と同様のものを用いた。
【００３８】
次に、実験例１と同様の方法で、各試料毎に、セラミック積層体の端面上に、表３に示したガラスペーストを塗布し、乾燥させた。次いで、８００℃で１０分間の熱処理工程を実施し、ガラスペーストを焼き付けて、セラミック積層体の端面上にガラス層を形成するとともに、ガラスペーストにＡｇを含有する試料にあっては、内部電極に延長部を形成するようにした。
【００３９】
また、試料１２として、ガラス層を形成しないものも用意した。
次いで、試料６〜１１については、ガラス層上に、また、試料１２については、セラミック積層体の端面上に、それぞれ、▲１▼Ｎｉ−Ｃｒ、▲２▼Ｎｉ−Ｃｕ、▲３▼Ａｇの順にスパッタリングを実施して各０．５μｍの厚みを有する多層膜を形成し、このスパッタリング多層膜を外部電極とする積層セラミックコンデンサを完成させた。
【００４０】
得られた積層セラミックコンデンサの各試料５０個について、温度１３０℃、相対湿度１００％、２．７気圧の雰囲気下で、１ＷＶの電圧を２５０時間印加した後の絶縁抵抗（ＩＲ）を測定し、ＩＲが劣化した試料数を求めた。また、内部電極と外部電極との接合状態も観察した。これら接合状態およびＩＲ劣化数が、以下の表４に示されている。
【００４１】
【表４】

なお、表４において、試料６は、内部電極と外部電極とが接合不良であったため、ＩＲを測定しなかった。
【００４２】
表４から、ガラスペーストにＡｇを５〜５０ vol％含有した試料７〜１０によれば、熱処理により、内部電極のＰｄへのＡｇの拡散が適正に生じ、内部電極の延長部がガラス層の表面にまで届くようになり、内部電極と外部電極との接続が可能となることがわかる。
これに対して、試料６のように、ガラスペーストにＡｇを含有しないものでは、内部電極と外部電極との接合不良が生じた。
【００４３】
他方、試料１１のように、ガラスペーストに６０ vol％というように５０ vol％を超えてＡｇを含有する場合には、熱処理により過剰なＡｇ同士が焼結して、ガラス層がマトリクス構造をとるようになってポーラスな構造となってしまい、耐湿性が劣り、ＩＲの劣化したものが見られた。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係る製造方法によって製造された積層セラミック電子部品によれば、セラミック積層体の所定の面上には、ガラス層が形成され、内部電極が、このガラス層を貫通して外部電極に接続されているので、積層セラミック電子部品の耐湿性を高めることができる。
【００４５】
また、この発明に係る積層セラミック電子部品の製造方法によれば、ガラスおよび金属を含有し、これらガラスおよび金属の合計に対して金属を５〜５０ vol％含有する、ガラスペーストが用意され、セラミック積層体の所定の面上にこのガラスペーストを付与した後、焼き付けて、ガラス層を形成するとともに、この焼付け時の温度を利用して、内部電極の端縁からガラス層を貫通してガラス層の表面にまで届くように、ガラスペースト中の金属をカーケンダール効果に基づき移動させることによって内部電極を延長することが行なわれるので、上述したようなセラミック積層体の内部電極が外部電極と接続される面上にガラス層が形成された、耐湿性に優れた積層セラミック電子部品を能率的に製造することができる。
【００４６】
また、この発明において、外部電極を導電性ペーストの焼付けにより形成する場合であって、導電性ペーストを付与することを、ガラスペーストを焼き付ける前に行ない、ガラスペーストを焼き付ける工程において、導電性ペーストをも同時に焼き付けるようにすると、焼付け工程を１回実施するだけでよく、したがって、工程数を少なくすることができるとともに、焼付けに要するエネルギーコスト等を節減することができる。
【００４７】
また、この発明において、外部電極を形成する前に、ガラスペーストの焼付けを終えておけば、ガラスペーストの焼付け時に形成されるべき内部電極の延長部が適正にガラス層の表面にまで届いているかの確認を容易にすることができるとともに、延長部が適正に形成されていない場合には、延長部をガラス層の表面にまで届くようにするための補助的な処置を容易に施すことができ、製品の歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態による積層セラミックコンデンサ１１およびその製造方法を説明するためのもので、（１）〜（３）において、この製造方法に含まれる代表的な工程を順次示している。
【図２】この発明の他の実施形態による積層セラミックコンデンサ１１ａおよびその製造方法を説明するためのもので、（１）〜（３）において、この製造方法に含まれる代表的な工程を順次示している。
【図３】この発明が解決しようとする課題を説明するための従来の積層セラミックコンデンサ１の一部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１１，１１ａ積層セラミックコンデンサ
１２セラミック積層体
１３端面
１４，１４ａ外部電極
１５内部電極
１６ガラス層
１７延長部
１８ガラスペースト
１９導電性ペースト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a multilayer ceramic electronic component and a method for manufacturing the same, and more particularly to a structure of a connection portion between an internal electrode and an external electrode provided in the multilayer ceramic electronic component and a connection portion connection method.
[0002]
[Prior art]
A multilayer ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor that is interesting to the present invention includes a ceramic multilayer body as a component body, and an external electrode is formed on, for example, an end surface of the ceramic multilayer body. An internal electrode connected to the external electrode is formed inside the ceramic laminate.
[0003]
The above-mentioned external electrode is generally formed by applying a conductive paste containing about 2 to 10 wt% of glass on a predetermined surface such as an end surface of the ceramic laminate and then baking it.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, according to the external electrode forming method as described above, the following problems may be encountered.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a multilayer ceramic capacitor 1 as an example of the multilayer ceramic electronic component for explaining this problem. FIG. 3 illustrates the ceramic laminate 2, the internal electrode 3 formed inside the ceramic laminate 2, and the external electrode 5 formed on the end surface 4 of the ceramic laminate 2.
[0005]
When the external electrode 5 is formed by baking the conductive paste as described above, the cavity is formed on the side of the external electrode 5 on the end face 4 of the ceramic laminate 2 where the edge of the internal electrode 3 is located. 6 may occur undesirably. This is because the metal in the conductive paste moves on the edge of the internal electrode 3 in contact with the conductive paste based on a phenomenon called the Kerrendal effect, so that the edge of the internal electrode 3 protrudes from the end surface 4. It is thought that this is because the internal electrode 3 is grown and the resulting extension 7 of the internal electrode 3 pushes up part of the external electrode 5.
[0006]
The multilayer ceramic capacitor 1 having such a cavity 6 is inferior in moisture resistance. For example, when electroplating is performed on the external electrode 5, the plating solution enters the ceramic laminate 2 from the cavity 6, or When placed in a high-humidity atmosphere, moisture may permeate into the ceramic laminate 2 from the cavities 6 and cause deterioration of characteristics such as insulation resistance.
[0007]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a multilayer ceramic electronic component and a method for manufacturing the same, which can solve the above-described problems.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing method of the multilayer ceramic electronic component according to the present invention is characterized by comprising the following steps in order to solve the above technical problem.
That is, an internal electrode is formed inside, and an edge of the internal electrode is exposed on a predetermined surface, and a ceramic laminate is prepared and contains glass and metal. On the other hand, a glass paste containing 5 to 50 vol% of metal is prepared. Here, a metal that is alloyed with the metal contained in the internal electrode and that has a relatively high diffusion rate with respect to the internal electrode is used, and the glass moves as a glass at the temperature during baking. Those having a softening point are used.
[0010]
Next, after applying a glass paste on a predetermined surface of the ceramic laminate, the glass paste is baked to form a glass layer on the predetermined surface of the ceramic laminate, and using the temperature at the time of baking, The internal electrode is extended by moving the metal in the glass paste based on the Kirkendall effect so as to penetrate the glass layer from the edge of the internal electrode to reach the surface of the glass layer.
[0011]
Further, an external electrode to be connected to the internal electrode is formed on the glass layer.
In the present invention, there are several modes for forming the external electrode as follows.
The external electrode is roughly divided into a method of forming by baking and a method of forming by dry plating.
[0012]
In the former method of forming by baking, a conductive paste containing a metal with a content rate higher than the metal content rate in the glass paste is used. In this case, in the first aspect, before the step of baking the glass paste, in the step of applying the conductive paste on the glass paste applied on the predetermined surface of the ceramic laminate and baking the glass paste, In the second aspect, after the step of baking the glass paste, the conductive paste is applied on the glass layer formed on the predetermined surface of the ceramic laminate, and then, in the second aspect, The conductive paste is baked.
[0013]
On the other hand, in the latter method of forming by dry plating, the external electrode is formed on the glass layer by dry plating after the step of baking the glass paste.
The present invention is also directed to a multilayer ceramic electronic component manufactured by the above-described manufacturing method. This multilayer ceramic electronic component includes a ceramic laminate and an external electrode formed on a predetermined surface of the ceramic laminate, and an internal electrode connected to the external electrode is formed inside the ceramic laminate, A glass layer is formed on a predetermined surface of the ceramic laminate, and the internal electrode extends in the extending direction of the internal electrode and extends from the edge of the internal electrode through the glass layer to the surface of the glass layer. The internal electrode is connected to the external electrode when the extension portion contacts the external electrode.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a view for explaining a multilayer ceramic electronic component and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention. In (1) to (3), representative steps included in the manufacturing method are sequentially shown. Yes. This embodiment is directed to a method for manufacturing a multilayer ceramic capacitor as an example of a multilayer ceramic electronic component. FIG. 1C is a cross-sectional view of a part of the completed multilayer ceramic capacitor 11 enlarged. It is shown.
[0015]
First, the structure of the multilayer ceramic capacitor 11 will be described with reference to FIG.
The multilayer ceramic capacitor 11 includes a ceramic multilayer body 12 and an external electrode 14 formed on the end face 13 of the ceramic multilayer body 12. Inside the ceramic multilayer body 12, an internal electrode connected to the external electrode 14 is provided. 15 is formed. The configuration so far is the same as that of the conventional multilayer ceramic capacitor.
[0016]
As a characteristic configuration for the present invention, a glass layer 16 is formed on the end face 13 of the ceramic laminate 12. And the internal electrode 15 mentioned above has the extension part 17 for penetrating the glass layer 16 and being connected with the external electrode 14, as shown in figure.
Such a multilayer ceramic capacitor 11 can be manufactured as follows.
[0017]
First, as shown in FIG. 1A, a ceramic laminate 12 is prepared in which an internal electrode 15 is formed inside and an edge of the internal electrode 15 is exposed on the end face 13.
On the other hand, a glass paste 18 containing glass and metal and containing 5 to 50 vol% of metal with respect to the total of the glass and metal is prepared. As shown in FIG. To the end surface 13 of the ceramic laminate 12.
[0018]
Also, a conductive paste 19 containing a metal with a content higher than the metal content in the glass paste 18 is prepared, and this conductive paste 19 is placed on the glass paste 18 as shown in FIG. Is granted.
Next, a baking process is performed. In this baking process, the glass paste 18 is baked to form the glass layer 16 as described above and the conductive paste 19 is also baked to form the external electrode 14 as shown in FIG. Is done.
[0019]
In the baking process described above, it should be noted that the following phenomenon also occurs. That is, the metal in the glass paste 18 moves based on the Kirkendall effect depending on the temperature during baking. Thereby, as shown in FIG. 3 (3) , the metal extends in the extending direction of the internal electrode 15 and extends from the edge of the internal electrode 15 through the glass layer 16 to the surface of the glass layer 16. It grows on the edge of the internal electrode 15 so as to form the portion 17. This extension 17 of the internal electrode 15 contacts the external electrode 14, and the connection between the internal electrode 15 and the external electrode 14 is achieved.
[0020]
In this way, the extended portion 17 of the internal electrode 15 can be formed in the glass layer 16 by using the Carkendall effect, which has been conventionally considered as a cause of defects, rather than the extended portion 17. Thus, the internal electrode 15 and the external electrode 14 can be connected through the glass layer 16. In addition, the cavity 6 as shown in FIG. 3 does not occur when the extension portion 17 grows due to such a Carkendale effect. This is because the glass paste 18 or the glass layer 16 in contact with the end face 13 of the ceramic laminate 12 is glass-rich, and the boundary between the glass paste 18 or the glass layer 16 and the conductive paste 19 or the external electrode 14 passes through this boundary. This is because the glass exists on both sides, so that the glass is advantageously wrapped around to fill the cavity in the baking process.
[0021]
The metal contained in the glass paste 18 described above is preferably the same type as the metal contained in the conductive paste 19.
As the metal contained in the glass paste 18, a metal that is alloyed with the metal contained in the internal electrode 15 and has a relatively high diffusion rate with respect to the internal electrode 15 is advantageously used. For example, when the internal electrode 15 contains Pd, Ag is advantageously used as the metal contained in the glass paste 18, and when the internal electrode 15 contains Ni, the metal contained in the glass paste 18 is Cu. Are advantageously used.
[0022]
In the embodiment shown in FIG. 1, before the step of baking the glass paste 18, as shown in FIG. 1 (2), the conductive paste 19 is applied on the glass paste 18 and the glass paste 18 is baked. In the process, the conductive paste 19 was also baked at the same time. Instead, as shown in FIG. 1 (1), the glass paste 18 was simply applied on the end face 13 of the ceramic laminate 12. In step, the glass paste 18 is baked to form the glass layer 16 and the extension 17 is formed, and then the conductive paste 19 is applied on the glass layer 16 and then the baking process is performed again. Thus, the conductive paste 19 may be baked to form the external electrode 14.
[0023]
FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 for explaining a multilayer ceramic capacitor 11a and a method for manufacturing the same according to another embodiment of the present invention. In FIG. 2, elements corresponding to the elements shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
First, as shown in FIG. 2 (3), the substantial structure of the multilayer ceramic capacitor 11a is the same as that of the multilayer ceramic capacitor 11 shown in FIG. 1 (3). This embodiment is characterized in that the external electrode 14a of the multilayer ceramic capacitor 11a is formed by dry plating rather than by baking.
[0024]
Such a multilayer ceramic capacitor 11a can be manufactured as follows.
First, as in the case of the embodiment described above with reference to FIG. 1, as shown in FIG. 2 (1), the internal electrode 15 is formed inside, and the edge of the internal electrode 15 is exposed on the end face 13. A glass laminate 18 is prepared which contains glass and metal, and contains 5 to 50 vol% of metal with respect to the total of the glass and metal. 18 is applied on the end face 13 of the ceramic laminate 12.
[0025]
Next, the glass paste 18 is baked to form the glass layer 16 as shown in FIG. At this time, the metal in the glass paste 18 moves based on the Kirkendall effect depending on the temperature during baking. Thereby, the metal forms an extension 17 that penetrates the glass layer 16 from the edge of the internal electrode 15 to reach the surface of the glass layer 16.
[0026]
In addition, in order to ensure that the extension part 17 reaches the surface of the glass layer 16 completely, for example, reactive etching with hydrogen fluoride gas or the like is performed as a pre-process for the process described below as necessary. You may make it implement.
Next, as shown in FIG. 2 (3), the external electrode 14a is formed on the glass layer 16 by dry plating such as sputtering, vapor deposition, or ion plating. At this time, the external electrode 14a contacts the extension 17 of the internal electrode 15 on the surface of the glass layer 16, and the connection between the internal electrode 15 and the external electrode 14a is achieved.
[0027]
The preferred metal contained in the glass paste 18 can be selected in the same manner as in the embodiment shown in FIG.
The present invention is not limited to the multilayer ceramic capacitor as described above, and includes a ceramic multilayer body and an external electrode formed on a predetermined surface of the ceramic multilayer body. The present invention can be applied to any multilayer ceramic electronic component such as a multilayer ceramic varistor, a multilayer ceramic filter, and a ceramic multilayer circuit board as long as it is a multilayer ceramic electronic component having a connected internal electrode.
[0028]
Below, the experiment example implemented in order to confirm the effect of this invention is demonstrated.
[0029]
[Experiment 1]
A ceramic laminate having an internal electrode containing Pd was prepared. On the other hand, a glass paste having a composition as shown in Table 1 below was prepared.
[0030]
[Table 1]

In Table 1, the Ag amount and the glass amount indicate each of the Ag amount and the glass amount in terms of vol% with respect to the total of Ag and glass in the glass paste. As the glass, zinc borosilicate glass having a softening point of 600 ° C. was used.
[0031]
Next, the glass paste shown in Table 1 was apply | coated and dried on the end surface of the ceramic laminated body for every sample. The thickness of this glass paste was set to 15 μm after drying. Next, a conductive paste having an Ag amount of 95 vol% and a glass amount of 5 vol% was applied onto the glass paste and dried.
Next, a heat treatment step is performed at 800 ° C. for 10 minutes, and the conductive paste and the glass paste are simultaneously baked to form an external electrode on the end face of the ceramic laminate through the glass layer, and the glass paste contains Ag. In the sample to be used, an extension was formed on the internal electrode.
[0032]
Next, electroplating of Ni and Sn was sequentially performed on the external electrode to complete a multilayer ceramic capacitor.
With respect to 50 samples of the obtained multilayer ceramic capacitor, the insulation resistance (IR) after applying a voltage of 1 WV for 100 hours in an atmosphere of a temperature of 130 ° C., a relative humidity of 100%, and 2.7 atmospheres, The number of samples with deteriorated IR was determined. Moreover, the joining state of the internal electrode and the external electrode was also observed. These junction states and IR degradation numbers are shown in Table 2 below.
[0033]
[Table 2]

In Table 2, for sample 1, IR was not measured because the internal electrode and the external electrode were not joined.
[0034]
From Table 2, according to samples 2 to 4 containing 5 to 50 vol% of Ag in the glass paste, the diffusion of Ag to the Pd of the internal electrode occurred properly by the heat treatment, and the extension of the internal electrode was the glass layer. It reaches the surface, and it can be seen that the internal electrode and the external electrode can be connected.
On the other hand, as in Sample 1, when the glass paste did not contain Ag, the connection between the internal electrode and the external electrode was not achieved.
[0035]
On the other hand, when the glass paste contains more than 50 vol%, such as 60 vol%, as in sample 5, it cannot prevent the formation of voids, has poor moisture resistance, and deteriorated IR. It was observed.
[0036]
[Experimental example 2]
A ceramic laminate having an internal electrode containing Pd was prepared. On the other hand, a glass paste having a composition as shown in Table 3 below was prepared.
[0037]
[Table 3]

In Table 3, the Ag amount and the glass amount are shown in the same manner as in Table 1 described above, and the same glass as in Experimental Example 1 was used.
[0038]
Next, the glass paste shown in Table 3 was applied and dried on the end surface of the ceramic laminate for each sample in the same manner as in Experimental Example 1. Next, a heat treatment step is performed at 800 ° C. for 10 minutes, the glass paste is baked to form a glass layer on the end surface of the ceramic laminate, and in the sample containing Ag in the glass paste, An extension was formed.
[0039]
Further, a sample 12 in which a glass layer was not formed was also prepared.
Next, for samples 6 to 11, (1) Ni-Cr, (2) Ni-Cu, and (3) Ag on the glass layer and for sample 12, respectively, on the end face of the ceramic laminate. Sputtering was sequentially performed to form a multilayer film having a thickness of 0.5 μm, and a multilayer ceramic capacitor having the sputtering multilayer film as an external electrode was completed.
[0040]
With respect to 50 samples of the obtained multilayer ceramic capacitor, the insulation resistance (IR) after applying a voltage of 1 WV for 250 hours in an atmosphere of a temperature of 130 ° C., a relative humidity of 100%, and 2.7 atmospheres, The number of samples with deteriorated IR was determined. Moreover, the joining state of the internal electrode and the external electrode was also observed. These junction states and IR degradation numbers are shown in Table 4 below.
[0041]
[Table 4]

In Table 4, for sample 6, IR was not measured because the internal electrode and the external electrode had poor bonding.
[0042]
From Table 4, according to the samples 7 to 10 containing 5 to 50 vol% of Ag in the glass paste, the diffusion of Ag to the Pd of the internal electrode occurred properly by the heat treatment, and the extension part of the internal electrode was the glass layer. It reaches the surface, and it can be seen that the internal electrode and the external electrode can be connected.
On the other hand, when the glass paste did not contain Ag as in the sample 6, a bonding failure between the internal electrode and the external electrode occurred.
[0043]
On the other hand, when the glass paste contains Ag exceeding 50 vol%, such as 60 vol%, as in Sample 11, excess Ag is sintered by heat treatment, and the glass layer takes a matrix structure. As a result, a porous structure was obtained, the moisture resistance was inferior, and the IR was deteriorated.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the multilayer ceramic electronic component manufactured by the manufacturing method according to the present invention, the glass layer is formed on the predetermined surface of the ceramic multilayer body, and the internal electrode penetrates the glass layer. Thus, the moisture resistance of the multilayer ceramic electronic component can be increased.
[0045]
Moreover, according to the method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to the present invention, a glass paste containing glass and metal and containing 5 to 50 vol% of metal with respect to the total of these glass and metal is prepared, and ceramic After applying this glass paste on a predetermined surface of the laminate, it is baked to form a glass layer, and using the temperature at the time of baking, the glass layer penetrates the glass layer from the edge of the internal electrode. Since the internal electrode is extended by moving the metal in the glass paste based on the Kirkendall effect so as to reach the surface of the ceramic paste, the internal electrode of the ceramic laminate as described above is connected to the external electrode. A multilayer ceramic electronic component having a glass layer formed on the surface and excellent in moisture resistance can be efficiently produced.
[0046]
Further, in the present invention, when the external electrode is formed by baking the conductive paste, the conductive paste is applied before baking the glass paste, and the conductive paste is applied in the step of baking the glass paste. However, if baking is performed at the same time, it is only necessary to carry out the baking process once. Therefore, the number of processes can be reduced, and energy costs required for baking can be reduced.
[0047]
In this invention, if the baking of the glass paste is completed before the external electrode is formed, whether the extension of the internal electrode to be formed at the time of baking the glass paste properly reaches the surface of the glass layer. Can be easily confirmed, and if the extension is not properly formed, an auxiliary measure can be easily applied to reach the surface of the glass layer. , Can improve the product yield.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view for explaining a multilayer ceramic capacitor 11 according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same, and in (1) to (3), representative steps included in the method are sequentially shown. Yes.
FIG. 2 is a diagram for explaining a multilayer ceramic capacitor 11a according to another embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same, and in (1) to (3), representative steps included in the method are sequentially shown. ing.
FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of a conventional multilayer ceramic capacitor 1 for explaining a problem to be solved by the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF

SYMBOLS

11, 11a Multilayer ceramic capacitor 12 Ceramic laminated body 13

End surface

14, 14a External electrode 15 Internal electrode 16 Glass layer 17 Extension part 18 Glass paste 19 Conductive paste

Claims

An internal electrode is formed inside, and an edge of the internal electrode is exposed on a predetermined surface, and a ceramic laminate is prepared,
It contains glass and metal, contains 5 to 50 vol% of metal with respect to the total of the glass and metal, and is alloyed with the metal contained in the internal electrode as the metal, and with respect to the internal electrode A glass paste is used in which a relatively fast diffusion rate is used, and the glass has a softening point such that the metal moves at a temperature during baking .
Providing the glass paste on the predetermined surface of the ceramic laminate;
The glass paste is baked to form a glass layer on the predetermined surface of the ceramic laminate, and the glass is penetrated from the edge of the internal electrode through the glass layer using the temperature at the time of baking. Extending the internal electrode by moving the metal in the glass paste based on the Kirkendall effect so that it reaches the surface of the layer,
A method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component comprising the steps of forming an external electrode to be connected to the internal electrode on the glass layer.

2. The method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 1, wherein the external electrode is formed by applying and baking a conductive paste containing a metal having a higher content than the metal content in the glass paste.

Before the step of baking the glass paste, in the step of applying the conductive paste on the glass paste applied on the predetermined surface of the ceramic laminate, and baking the glass paste, the conductive paste The method for producing a multilayer ceramic electronic component according to claim 2, wherein the first and second layers are simultaneously baked.

3. The conductive paste according to claim 2, wherein after the step of baking the glass paste, the conductive paste is applied onto the glass layer formed on the predetermined surface of the ceramic laminate, and then the conductive paste is baked. Manufacturing method of multilayer ceramic electronic component.

The method for manufacturing a multilayer ceramic electronic component according to claim 1, wherein the external electrode is formed on the glass layer by dry plating after the step of baking the glass paste.

A multilayer ceramic electronic component manufactured by the manufacturing method according to claim 1,
A ceramic laminate and an external electrode formed on a predetermined surface of the ceramic laminate, and an internal electrode connected to the external electrode is formed inside the ceramic laminate,
A glass layer is formed on the predetermined surface of the ceramic laminate, and the internal electrode extends in a direction in which the internal electrode extends and penetrates the glass layer from an edge of the internal electrode. A multilayer ceramic electronic component having an extension that reaches the surface of the multilayer ceramic electronic component, wherein the extension is in contact with the external electrode, whereby the internal electrode is connected to the external electrode.