JP3855700B2

JP3855700B2 - Manufacturing method of ceramic electronic components

Info

Publication number: JP3855700B2
Application number: JP2001245419A
Authority: JP
Inventors: 幸雄眞田; 俊樹肴倉
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-13
Filing date: 2001-08-13
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-08-13
Also published as: JP2003059786A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、セラミック電子部品の製造方法、特に、外部電極を導電性ペーストに浸漬させることにより塗布し、乾燥、焼成することにより形成する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック電子部品に外部電極を形成するために、外部電極を形成する電子部品の端面を導電性ペーストに浸漬して、乾燥、焼成する方法が採られていた。しかし、特開平４−２６３４１４号に開示されているように、この導電性ペーストに電子部品端面を浸漬し、引き上げる工程で端子中央部付近にへこみや泡かみが発生してしまうという問題があった。
【０００３】
このへこみや泡かみの発生する要因について、図２を参照して説明する。
図２は電子部品を導電性ペーストに浸漬し、引き上げる工程の導電性ペーストおよび外部電極の状態図である。
【０００４】
図２の（ａ）から順に（ｄ）までは引き上げの各状態を示し、（ｅ），（ｆ）はそれぞれ引き上げ後の外部電極の形状を示す。
【０００５】
図２において、１は電子部品、１１は外部電極、２は導電性ペースト、３は導電性ペーストを満たしたペースト槽、４は空隙、５は外部電極１１のへこみ部、６は外部電極内の泡である。
【０００６】
電子部品１の外部電極を形成すべき端面を導電性ペースト２が満たされたペースト槽３の底面に浸漬する（ａ）。浸漬したのち、所定の速度で電子部品１を引き上げるのであるが、この際、電子部品１とペースト槽３とに挟まれた領域にキャビテーションが発生し、空隙４が発生する（ｂ）。ここで、電子部品１を空隙４が消滅するよりも速い速度で引き上げると、空隙４を内部に有したままで、導電性ペースト２が持ち上げられる（ｃ）。この状態で、引き続き同じ速度で引き上げを続けると、空隙４が完全に、導電性ペースト２の液面よりも高くなり、外部電極を形成するに十分な量の導電性ペーストを引き下げることができない（ｄ）。
【０００７】
このように引き上げ速度を空隙４が消滅する速度より速くすると、（ｅ），（ｆ）に示すように、外部電極１１の中央部にへこみ５ができたり、外部電極１１の中央部に泡６を内在してしまう。これらのへこみ５や内在する泡６は、電子部品の信頼性を低下させる原因となる。
【０００８】
一方、引き上げ工程時に発生する空隙を消滅させる方法として、引き上げ速度を遅くすることが考えられる。
【０００９】
引き上げ速度を遅くした場合の外部電極形成工程を示した状態を図３（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００１０】
図３において、１は電子部品、１１は外部電極、２は導電性ペースト、３は導電性ペーストを満たしたペースト槽、４は空隙である。
【００１１】
図３に示すように、引き上げ速度を遅くすることにより、ペースト槽３と電子部品１との間に空隙４は発生しなくなる（ａ）→（ｂ）。しかし、この状態のまま引き上げを行うと、電子部品１に付着した導電性ペースト２が下方に流れる。特に電子部品１の外部電極を形成する端面に垂直な面の導電性ペースト２が奪われる（ｃ）→（ｄ）。これにより、外部電極１１は非常に厚みの薄いものとなり、当然に信頼性が低下する。
【００１２】
また、引き上げ速度を遅くするため、製品のリードタイムが長くなり、生産性が低下する。
【００１３】
このような、問題点を解消する発明が、（1）特開平３−２４８４１０、（2）特開平４−２６３４１４、（3）特開平４−２６３４０９、（4）特開平４−２６３４１０、（5）特開平４−２７５４１２に開示されている。
【００１４】
（1）の発明は、メッシュをペースト槽の底板に貼り付け、このペースト槽に満たされた導電性ペーストに電子部品を浸漬することで、外部電極を均一な厚みに塗布する方法を示している。
【００１５】
（2）の発明は、電子部品をペースト槽内の導電性ペーストに浸漬させた状態で、ペースト槽に対して相対的に横方向に移動することにより、電子部品とペースト槽の内底面との間に発生する泡を除去する方法を示している。
【００１６】
（3）の発明は、電子部品の端面に予め、ローラで導電性ペーストを塗布しておき、その後、ペースト槽に満たされた導電性ペーストに浸漬して、泡の発生を防止する方法を示している。
【００１７】
（4）の発明は、電子部品の外部電極を形成すべき端面を凸状に湾曲させることにより、導電性ペーストに浸漬する場合に、ペースト槽と端面との間で発生するキャビテーションを抑制し、泡の発生を抑える方法を示している。
【００１８】
（5）の発明は、ペースト槽の内底面の表面形状を粗面化することにより、引き上げ時のキャビテーションを抑制し、泡の発生を抑える方法を示している。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これらの従来の外部電極の形成方法には、解決すべき課題が存在した。
【００２０】
（1）の発明においては、メッシュをペースト槽の内底面に貼り付けることで、内底面は粗面化する。しかし、導電性ペーストをペースト槽内に補充し、均一となるように引き伸ばす工程において、この粗面化された部分で泡が発生する。この泡を含んだ導電性ペーストに電子部品の端面を浸漬させるため、外部電極となる導電性ペースト内に泡を含む可能性が生じる。
【００２１】
（2）の発明においては、電子部品を導電性ペースト内で横移動させても、残存する泡は撹拌されて増加していき、結局、泡かみを発生する確率が高まる可能性がある。
【００２２】
（3）の発明においては、浸漬時に濡れを均一にするように、ローラで電子部品の端面に導電性ペーストを塗布する場合においても、ローラが電子部品の端面から離れる瞬間にキャビテーションが発生する可能性がある。
【００２３】
（4）の発明においては、電子部品の端面形状を変更することで、部品設計の共通化を計ることができない。また、端面中央部が盛り上がる形に湾曲しているため、この電子部品を基板等に実装する場合に、半田フィレットが形成しにくくなる可能性がある。
【００２４】
（5）の発明においては、（1）の発明と同様で、端面を粗面化することによる、二次弊害が発生する可能性がある。
【００２５】
また、前述の各発明では、その工法から、機器設備の構造が複雑化し、コストアップすることとなる。
【００２６】
この発明の目的は、泡かみおよびへこみを発生することなく、信頼性の高い外部電極を容易に形成し、高信頼性を有する電子部品を製造することにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
また、この発明は、部品端面のペースト槽に蓄えられた導電性ペーストへの浸漬の速度を毎秒０．５ｍｍ以下とし、部品端面の引き上げ時において、ペースト槽の底面から部品端面の高さがペースト槽の底面から導電性ペーストの液面までの高さ以上で、且つ、１．５倍以内の範囲に前記部品端面がある時に、一定時間に亘り引き上げを一時停止し、停止後の引き上げ速度を毎秒０．５ｍｍ以上として外部電極を塗布し、セラミック電子部品を製造する。
【００２８】
また、この発明は、部品端面への導電性ペーストの浸漬・引き上げを複数回数行って外部電極を形成し、この一連の最後の浸漬・引き上げ方法を前述の外部電極形成方法を用いてセラミック電子部品を製造する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
次に実施形態に係る積層セラミックコンデンサの製造方法について、図１を参照して説明する。
【００３０】
図１は、積層セラミックコンデンサを導電性ペースト槽に浸漬、引き上げを行う工程においての積層セラミックコンデンサの端面位置と時間との関係を示した図であり、（ｂ）はその速度条件の一覧を示した図である。
【００３１】
本実施形態に示す積層セラミックコンデンサの外部電極は、図１に示すように、二回、導電性ペーストに浸漬して形成されている。
【００３２】
一回目の浸漬（ディップ）は、前述の実施形態と同様で、積層セラミックコンデンサを導電性ペーストに浸漬し（速度Ｄ）、所定時間（時間Ｇ１）停止し、第１の引き上げ速度（速度Ｅ）で引き上げ、所定位置から、第２の引き上げ速度で引き上げている。
二回目の浸漬（ディップ）は、第１の引き上げ速度（速度Ｆ）から第２の引き上げ速度（速度Ｈ）に変更する際に、所定位置（停止位置Ｌ２）で所定時間（時間Ｇ２）に亘り、一旦停止する。
ここで、一回目の浸漬（ディップ）の条件は変更せずに、二回目（最終）の浸漬（ディップ）の条件をそれぞれに振って実験を行った。パラメータは、速度Ｆ、停止位置Ｌ２、時間Ｇ２、速度Ｈであり、各条件下での泡かみ、へこみの各不良発生数、折返し厚みを測定した。この実験において、導電性ペースト液面の高さは、ペースト槽底面から、第１の浸漬を行う槽では５５０μｍ、第２の浸漬を行う槽では１５０μｍである。
【００３３】
この実験の結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

表１に示すように、条件６で外部電極を形成した場合は、泡かみ、へこみが発生する。すなわち、第１の引き上げ速度（速度Ｆ）が毎秒０．５ｍｍ以上で且つ停止しない（停止時間が０秒）の場合には問題が解決されない。
【００３５】
また、条件１で外部電極を形成した場合は、泡かみ、へこみは発生しないが、通常信頼性を維持できる外部電極厚である１０μｍを下回り、問題となる。すなわち、第２の引き上げ速度（速度Ｈ）を毎秒０．５ｍｍより遅くすると信頼性上の問題を生じる。
【００３６】
また、条件１１で外部電極を形成した場合においても、同様に外部電極厚が１０μｍを下回る。これは、停止位置Ｌ２が高すぎたため、下方に流れる導電性ペーストが増加することによる。
【００３７】
以上より、次の条件を満たす場合にのみ、高信頼性を有する積層セラミックコンデンサを容易に安定して製造することができる。
【００３８】
（1）第１の引き上げ速度を毎秒０．５ｍｍ以下とし、第２の引き上げ速度を毎秒０．５ｍｍ以上とし、速度切替時に所定時間に亘り一旦停止し、且つペースト槽の底面から停止位置がペースト槽の底面から導電性ペーストの高さの１．５倍以下となる位置とする。
（2）第２の引き上げ速度を毎秒０．５ｍｍ以上とし、速度切替時に所定時間に亘り一旦停止し、且つペースト槽の底面から停止位置がペースト槽の底面から導電性ペーストの高さの１．５倍以下となる位置とする。
【００３９】
なお、本実施形態では、二回浸漬を行ったが、特に回数を限定するものではなく、最終回の浸漬において、前述の条件が適用されればよい。
【００４０】
また、前述の実施形態においては、積層セラミックコンデンサを用いて説明したが、コンデンサに限ることなく、外部電極を導電性ペースト塗布により形成するセラミック電子部品に適用することができる。
【００４１】
【発明の効果】
この発明によれば、部品端面のペースト槽に蓄えられた導電性ペーストへの浸漬の速度を毎秒０．５ｍｍ以下とし、部品端面の引き上げ時において、ペースト槽の底面から部品端面の高さがペースト槽の底面から導電性ペーストの液面までの高さ以上で、且つ、１．５倍以内の範囲に前記部品端面がある時に、一定時間に亘り引き上げを一時停止し、停止後の引き上げ速度を毎秒０．５ｍｍ以上とすることにより、更に安定して外部電極を形成でき、高信頼性を有するセラミック電子部品を更に安定して製造することができる。
【００４２】
また、この発明によれば、部品端面への導電性ペーストの浸漬、引き上げを複数回数行って外部電極を形成し、この一連の最後の浸漬、引き上げ方法を前述の外部電極形成方法とすることにより、更に安定して高信頼性を有するセラミック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】実施形態に係る積層セラミックコンデンサの端面位置と時間との関係を示した図、およびその速度条件の一覧を示した図
【図２】電子部品を導電性ペーストに浸漬し、引き上げる工程の導電性ペーストおよび外部電極の状態図
【図３】電子部品を導電性ペーストに浸漬し、引き上げる工程の導電性ペーストおよび外部電極の状態図
【符号の説明】
１−電子部品
１１−外部電極
２−導電性ペースト
３−ペースト槽
４−空隙
５−外部電極１１のへこみ部
６−外部電極１１内の泡[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic electronic component, and more particularly, to a method for forming an external electrode by immersing an external electrode in a conductive paste, drying, and firing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to form an external electrode on a ceramic electronic component, a method has been employed in which an end surface of the electronic component on which the external electrode is formed is immersed in a conductive paste, dried, and fired. However, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-263414, there is a problem that a dent or a bubble is generated near the center of the terminal in the process of immersing and lifting the end face of the electronic component in this conductive paste. .
[0003]
The factors that cause the dents and bubble cavities will be described with reference to FIG .
FIG. 2 is a state diagram of the conductive paste and the external electrodes in the step of immersing and pulling up the electronic component in the conductive paste.
[0004]
In FIG. 2 , (a) to (d) in order show each state of pulling up, and (e) and (f) show the shape of the external electrode after pulling up.
[0005]
In FIG. 2 , 1 is an electronic component, 11 is an external electrode, 2 is a conductive paste, 3 is a paste tank filled with the conductive paste, 4 is a gap, 5 is a recessed portion of the

external electrode

11, and 6 is in the external electrode. It is a bubble.
[0006]
The end surface of the electronic component 1 on which the external electrode is to be formed is immersed in the bottom surface of the paste tank 3 filled with the conductive paste 2 (a). After the immersion, the electronic component 1 is pulled up at a predetermined speed. At this time, cavitation occurs in a region sandwiched between the electronic component 1 and the paste tank 3, and a void 4 is generated (b). Here, when the electronic component 1 is pulled up at a speed faster than the gap 4 disappears, the conductive paste 2 is lifted while the gap 4 remains inside (c). If the pulling is continued at the same speed in this state, the gap 4 becomes completely higher than the liquid level of the conductive paste 2, and a sufficient amount of the conductive paste cannot be pulled down to form the external electrode ( d).
[0007]
When the pulling-up speed is made higher than the speed at which the gap 4 disappears in this way, as shown in (e) and (f), a dent 5 is formed in the central part of the external electrode 11 or a bubble 6 is formed in the central part of the external electrode 11. Is inherent. These dents 5 and the internal bubbles 6 cause a decrease in the reliability of the electronic component.
[0008]
On the other hand, as a method for eliminating voids generated during the pulling process, it is conceivable to slow the pulling speed.
[0009]
The state which showed the external electrode formation process at the time of making a raise speed | rate slow is shown to Fig.3 (a)-(d).
[0010]
In FIG. 3 , 1 is an electronic component, 11 is an external electrode, 2 is a conductive paste, 3 is a paste tank filled with the conductive paste, and 4 is a gap.
[0011]
As shown in FIG. 3 , by reducing the pulling speed, the gap 4 is not generated between the paste tank 3 and the electronic component 1 (a) → (b). However, when it is pulled up in this state, the conductive paste 2 attached to the electronic component 1 flows downward. In particular, the conductive paste 2 on the surface perpendicular to the end surface forming the external electrode of the electronic component 1 is removed (c) → (d). Thereby, the external electrode 11 becomes very thin, and naturally the reliability is lowered.
[0012]
Further, since the pulling speed is slowed down, the lead time of the product becomes long and the productivity is lowered.
[0013]
Inventions for solving such problems are (1) JP-A-3-248410, (2) JP-A-4-263414, (3) JP-A-4-263409, (4) JP-A-4-263410, (5 This is disclosed in JP-A-4-27512.
[0014]
The invention of (1) shows a method of applying an external electrode to a uniform thickness by attaching a mesh to a bottom plate of a paste tank and immersing an electronic component in a conductive paste filled in the paste tank. .
[0015]
In the invention of (2), the electronic component is immersed in the conductive paste in the paste tank, and is moved in a lateral direction relative to the paste tank so that the electronic component and the inner bottom surface of the paste tank are It shows a method for removing bubbles generated between them.
[0016]
The invention of (3) shows a method for preventing the generation of bubbles by applying a conductive paste to the end face of an electronic component in advance with a roller and then immersing it in a conductive paste filled in a paste tank. ing.
[0017]
The invention of (4) suppresses cavitation that occurs between the paste tank and the end face when immersed in a conductive paste by curving the end face to form the external electrode of the electronic component in a convex shape, It shows how to suppress the generation of bubbles.
[0018]
The invention of (5) shows a method of suppressing cavitation during pulling and suppressing generation of bubbles by roughening the surface shape of the inner bottom surface of the paste tank.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
However, these conventional methods for forming external electrodes have problems to be solved.
[0020]
In the invention of (1), the inner bottom surface is roughened by attaching the mesh to the inner bottom surface of the paste tank. However, bubbles are generated in the roughened portion in the step of replenishing the conductive paste with the conductive paste and stretching it uniformly. Since the end face of the electronic component is immersed in the conductive paste containing the bubbles, there is a possibility that the conductive paste serving as the external electrode contains bubbles.
[0021]
In the invention of (2), even if the electronic component is moved laterally in the conductive paste, the remaining bubbles are increased by being stirred, and there is a possibility that the probability of generating bubble cavities eventually increases.
[0022]
In the invention of (3), even when the conductive paste is applied to the end face of the electronic component with a roller so that the wetting is uniform when immersed, cavitation may occur at the moment when the roller leaves the end face of the electronic component. There is sex.
[0023]
In the invention of (4), it is not possible to make the component design common by changing the end face shape of the electronic component. Further, since the central portion of the end surface is curved so as to rise, there is a possibility that it is difficult to form a solder fillet when this electronic component is mounted on a substrate or the like.
[0024]
In the invention of (5), similar to the invention of (1), there is a possibility that secondary adverse effects may occur due to roughening of the end face.
[0025]
Moreover, in each above-mentioned invention, the structure of an equipment installation becomes complicated from the construction method, and it will raise a cost.
[0026]
An object of the present invention is to easily form a highly reliable external electrode without producing bubbles and dents, and to manufacture an electronic component having high reliability.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
Further, according to the present invention, the rate of immersion in the conductive paste stored in the paste tank at the end face of the component is 0.5 mm or less per second, and when the end face of the part is pulled up, the height of the end face of the part from the bottom face of the paste tank When the end face of the component is within the range from the bottom of the tank to the liquid level of the conductive paste and within 1.5 times, the pulling is temporarily stopped for a certain time, and the pulling speed after the stop is increased. A ceramic electronic component is manufactured by applying an external electrode at a rate of 0.5 mm or more per second.
[0028]
In addition, the present invention forms an external electrode by immersing / pulling the conductive paste on the component end face a plurality of times to form an external electrode, and this series of final immersing / pulling methods is performed using the above-mentioned external electrode forming method. Manufacturing.
[0029]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, a manufacturing method of the multilayer ceramic capacitor according to the embodiment will be described with reference to FIG .
[0030]
FIG. 1 is a view showing the relationship between the position of the end face of the multilayer ceramic capacitor and the time in the process of immersing and pulling the multilayer ceramic capacitor in a conductive paste tank, and (b) shows a list of speed conditions. It is a figure.
[0031]
As shown in FIG. 1 , the external electrode of the multilayer ceramic capacitor shown in the present embodiment is formed by immersing twice in a conductive paste.
[0032]
The first immersion (dip) is the same as in the above-described embodiment, and the multilayer ceramic capacitor is immersed in the conductive paste (speed D), stopped for a predetermined time (time G1), and the first pulling speed (speed E). It is pulled up at a second lifting speed from a predetermined position.
The second immersion (dip) is performed at a predetermined position (stop position L2) for a predetermined time (time G2) when changing from the first pulling speed (speed F) to the second pulling speed (speed H). , Stop once.
Here, the conditions of the first immersion (dip) were not changed, and the experiment was performed by changing the conditions of the second (final) immersion (dip). The parameters were speed F, stop position L2, time G2, and speed H, and the number of bubble defects and dents produced under each condition and the turn-back thickness were measured. In this experiment, the height of the conductive paste liquid surface is 550 μm in the tank for the first immersion and 150 μm in the tank for the second immersion from the bottom of the paste tank.
[0033]
The results of this experiment are shown in Table 1 .
[0034]
[Table 1]

As shown in Table 1, when the external electrode is formed under the condition 6, bubbles and dents are generated. That is, the problem cannot be solved when the first pulling speed (speed F) is 0.5 mm or more per second and does not stop (stop time is 0 second).
[0035]
Further, when the external electrode is formed under the condition 1, there is no bubble dent or dent, but it is less than 10 μm, which is the thickness of the external electrode that can normally maintain reliability, which causes a problem. That is, if the second pulling speed (speed H) is slower than 0.5 mm per second, a problem in reliability occurs.
[0036]
Further, when the external electrode is formed under the condition 11, the thickness of the external electrode is similarly less than 10 μm. This is because the conductive paste flowing downward increases because the stop position L2 is too high.
[0037]
As described above, a multilayer ceramic capacitor having high reliability can be easily and stably manufactured only when the following condition is satisfied.
[0038]
(1) The first pulling speed is 0.5 mm or less per second, the second pulling speed is 0.5 mm or more per second, temporarily stops for a predetermined time when the speed is switched, and the stop position is pasted from the bottom of the paste tank. The position is 1.5 times or less the height of the conductive paste from the bottom of the tank.
(2) The second pulling speed is set to 0.5 mm or more per second, temporarily stops for a predetermined time when the speed is switched, and the stop position from the bottom surface of the paste tank is 1. The position is 5 times or less.
[0039]
In the present embodiment, the immersion is performed twice. However, the number of times is not particularly limited, and the above-described conditions may be applied in the final immersion.
[0040]
In the above-described embodiment, the multilayer ceramic capacitor has been described. However, the present invention is not limited to the capacitor, and can be applied to a ceramic electronic component in which an external electrode is formed by applying a conductive paste.
[0041]
【The invention's effect】
According to this invention, the speed of immersion in the conductive paste stored in the paste tank on the component end surface is 0.5 mm or less per second, and when the component end surface is pulled up, the height of the component end surface from the bottom surface of the paste tank is the paste When the end face of the component is within the range from the bottom of the tank to the liquid level of the conductive paste and within 1.5 times, the pulling is temporarily stopped for a certain time, and the pulling speed after the stop is increased. By setting the thickness to 0.5 mm or more per second, the external electrode can be formed more stably, and a highly reliable ceramic electronic component can be manufactured more stably.
[0042]
In addition, according to the present invention, the conductive electrode is immersed in and pulled up from the component end face a plurality of times to form an external electrode, and this series of final dipping and lifting methods is the aforementioned external electrode forming method. Further, it is possible to manufacture a ceramic electronic component having higher reliability and stability.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the relationship between the position of an end face of a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment and time, and a diagram showing a list of speed conditions. FIG. 2 is a process of immersing and pulling up an electronic component in a conductive paste. State diagram of the conductive paste and external electrode [Figure 3] State diagram of the conductive paste and external electrode in the process of dipping and pulling up the electronic components in the conductive paste [Explanation of symbols]
1-electronic component 11-external electrode 2-conductive paste 3-paste tank 4-gap 5-recessed portion of external electrode 11 6-bubbles in external electrode 11

Claims

A method for producing a ceramic electronic component in which an external electrode is formed by lifting a component end face after being immersed in a conductive paste stored in a paste tank, drying, and firing,
Wherein the speed of immersion and sec 0.5mm or less, at the time of pulling of the part end surface, the height from the height from the bottom of the paste tank of the component end face a bottom surface of the paste bath to the liquid surface of the conductive paste Ceramic ceramics characterized in that when the end face of the component is within a range of 1.5 times or more, the lifting is temporarily stopped for a certain time, and the lifting speed after the stop is 0.5 mm or more per second. Manufacturing method of parts.

2. Manufacturing of a ceramic electronic component using the manufacturing method according to claim 1 , wherein the conductive paste is dipped and pulled up a plurality of times on the component end face, and the last dipping and lifting of the plurality of dipping and lifting is performed. Method.