JP4134675B2

JP4134675B2 - 積層電子部品及びその製造方法

Info

Publication number: JP4134675B2
Application number: JP2002306259A
Authority: JP
Inventors: 哲久松本; 重克山本; 昌弘櫻谷
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-10-21
Filing date: 2002-10-21
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2022-10-21
Also published as: JP2004146401A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層電子部品及びその製造方法、特に、コンデンサやＬＣノイズフィルタなど、複数の絶縁性シートと複数の内部電極とを積層して積層体を形成し、該積層体の端面に前記内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極を設けた積層電子部品及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と課題】
一般に、積層型のコンデンサとしては、内部電極を形成した複数のセラミックシートを積層し、さらにその上下面にセラミックシートの保護層を積層し、焼成した後に所定の外形寸法にカットして積層体とし、２端子型であれば、該積層体の両端面に内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極を設けたものが提供されている。
【０００３】
従来、前記外部電極は積層体の端面に導電性ペーストを、例えば、ディップ法によって塗布、焼付けすることによって形成していた。しかし、導電性ペーストの塗布、焼付けによって形成された外部電極は、どうしても厚さが大きくなってしまい、近年の電子部品の小型化にそぐわないという問題点を有している。また、導電性ペーストがＣｕを主成分とするものの場合、内部電極がＮｉからなるものであれば、焼付けによる電気的な接続が必ずしも良好ではなく、しかも、導電性ペーストに含有されているガラス成分が導電性を阻害し、外部電極間の直流抵抗が大きくなってしまう不具合を有していた。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６３−１６９０１４号公報
【０００５】
一方、特許文献１には、積層体コンデンサの端面に該端面に露出した内部電極が短絡されるようにその全面に無電解めっきによって導電性金属層を析出させる方法が記載されている。
【０００６】
この外部電極形成方法では、薄い外部電極を得ることはできるものの、内部電極からのめっき生長のみのプロセスであるため、めっきの生長が十分ではなく、直流抵抗が大きくなってしまうという問題点を有している。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、薄くて、内部電極との電気的な接続が良好で直流抵抗が小さい外部電極を有する積層電子部品及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】
以上の目的を達成するため、本発明に係る積層電子部品は、複数の絶縁性シートと複数の内部電極とを積層して積層体を形成し、該積層体の両端面に前記内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極を設けた積層電子部品において、前記外部電極は導電膜と電解めっき膜とで構成されており、前記導電膜は前記積層体の各端面の稜部のうち少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部で前記引出し部と電気的に接続されて設けられており、前記電解めっき膜は前記積層体の各端面に前記稜部の導電膜と接続されるように設けられていることを特徴とする。前記導電膜は導電性ペーストや導電性樹脂等からなる。
【０００９】
以上の構成からなる積層電子部品においては、引出し部と電気的に接続されている導電膜が形成されている積層体の端面に電解めっきが施されるため、めっき膜の生長が良好であり、通常、めっき材には内部電極と同じ材料であるＮｉが使用されることからその接続性が良好であり、直流抵抗が小さくなる。また、めっき膜の厚さは小さく、その分積層体の面積を拡げることが可能であり、内部電極を設計する際の自由度が増す。
【００１０】
本発明に係る積層電子部品において、前記内部電極の引出し部は積層体の側面に引き出されており、電解めっき膜は導電膜と接続されるように積層体の側面に設けられていてもよい。引出し部と導電膜との接触量が増加し、より安定しためっき膜が形成される。
【００１１】
さらに、前記導電膜は積層体の両端面の少なくとも一つの稜部に形成されていてもよいが、各々四つの稜部にリング状に設けられていることが好ましい。より安定しためっき膜の形成が可能であり、かつ、電子部品の実装時の方向性が限定されることもなくなる。
【００１２】
さらに、前記引出し部の積層方向の間隔は前記電解めっき膜の厚さの２倍以下であることが好ましい。電解めっきにおいてめっき膜は引出し部を起点にして縦方向と横方向に生長するが、引出し部の間隔をめっき膜の厚さの２倍以下に設定することによって積層体端面に隙間なく電解めっき膜が形成される。
【００１３】
さらに、前記積層体の前記稜部に隣接する側面に、前記両端面の外部電極とは別の外部電極が設けられていてもよい。別の外部電極を設ける工程を省略することが可能となる。
【００１４】
一方、本発明に係る積層電子部品の製造方法は、複数の絶縁性シートと複数の内部電極とを積層して積層体を形成し、該積層体の端面に前記内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極を設けた積層電子部品の製造方法において、前記外部電極を形成する工程は、導電性ペーストを前記積層体の端面の少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部に前記引出し部と接触するように塗布する工程と、前記導電性ペーストを焼付け又は熱硬化させて導電膜を形成する工程と、前記積層体の端面に電解めっきを施し、前記稜部の導電膜と接続されるように電解めっき膜を形成する工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１５】
以上の構成からなる製造方法においては、引出し部と電気的に接続されている導電膜を形成した積層体の端面に電解めっきを施すため、めっき膜の生長が良好であり、通常、めっき材には内部電極と同じ材料であるＮｉが使用されることからその接続性が良好であり、直流抵抗が小さくなる。また、めっき膜の厚さは小さく、その分積層体の面積を拡げることが可能であり、内部電極を設計する際の自由度が増す。
【００１６】
本発明に係る製造方法において、前記積層体の表面に外部電極とは別の外部電極を有する場合には、導電性ペーストを積層体の端面の少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部に塗布すると共に、該稜部に隣接する側面に前記外部電極とは別の外部電極となる導電性ペーストを同時に塗布すれば、製造工程が簡略化される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層電子部品及びその製造方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
（第１実施形態、図１〜図７参照）
第１実施形態である２端子型の積層セラミックコンデンサ１Ａの外観を図１に示す。このコンデンサ１Ａは積層体２の両端面に形成した外部電極３を導電膜３１とめっき膜３２とで構成したものである。
【００１９】
図２に積層体２の外観を示し、図３に内部電極５の平面形状を示す。この積層体２は、複数枚の誘電体セラミックグリーンシート４の表面に静電容量を形成するための内部電極５をその引出し部５ａと共に形成し、これらのシート４を必要枚数積層し、さらにその上下面に無地のセラミックグリーンシートを積層して外層とし、焼成した後に所定の外形寸法にカットしたものである。
【００２０】
積層体２の長さＬは１．６ｍｍ、幅Ｗは０．８ｍｍ、高さＴは０．８ｍｍであるが、これに限定するものではない。また、Ｗ＞Ｔであってもよく、図２ではＷ＞Ｔとして図示している。さらに、引出し部５ａの端部と積層体２の側面とのギャップｇは１５０μｍ、外層の厚さｔは１５０μｍである。このギャップｇ、ｔの数値もあくまで一例である。
【００２１】
前記積層体２に外部電極３を形成する工程は以下のとおりである。まず、積層体２を周知の図示しない保持／供給プレートに詰め込み、頭出しを行って高さを揃える。この積層体２を、図４に示すように、ペースト供給プレート１０上に配置し、供給口１１，１１からＣｕを主成分とする導電性ペースト３１’を押し出し、積層体２の両端面の稜部に塗布する。この塗布工程を４回繰り返すことにより、積層体２の端面の四つの稜部に導電膜３１がリング状に形成される。
【００２２】
図５において斜線を付した部分がこのようにして形成した導電膜３１である。導電膜３１は積層体２の端面において露出している引出し部５ａと接触し、かつ、積層体２の側面にも回り込んでいる。
【００２３】
前述の如く、引出し部５ａの端部と積層体２の側面とのギャップｇを１５０μｍ、外層の厚さｔを１５０μｍとしたのは、導電性ペースト膜３１を確実に引出し部５ａと接触させるためである。
【００２４】
その後、温度と雰囲気をコントロールして導電性ペースト膜３１の焼付けを行い、内部電極５と導電性ペースト膜３１（以下、導電膜３１と記す）とを電気的に接続する。
【００２５】
次に、前記積層体２の端面に対して電解めっきを施し、Ｎｉめっき膜３２及びその上にＳｎめっき膜（図６ではＮｉめっき膜のみを示す）を形成する。この電解めっき時において、積層体２の端面では内部電極５の引出し部５ａと前記導電膜３１とが電気的に接続しているため、導電膜３１で覆われていない引出し部５ａから金属が析出し、めっき生長することで端面全体を覆うめっき膜３２が形成される。
【００２６】
内部電極５はＮｉであり、めっき膜３２もＮｉが使用されるため、めっき生長が良好であることと相まって、両者の電気的な接続は良好であり、直流抵抗が小さくなる。また、めっき膜３２の厚さＤは０．５〜１０μｍであり、前記導電膜３１の厚さも大きい部分で１５〜２５μｍである。従来の厚膜形成法による電極膜では端面の中央部分が最も厚くなり、その厚さは３０〜７０μｍであった。従って、積層体２における外部電極３の厚さは従来の厚膜電極よりも両端面で１００μｍ程度薄く、その分積層体２の寸法Ｌを大きくすることができる。
【００２７】
電解めっきによると、めっき膜３２は縦方向と横方向に生長する。引出し部５ａの間隔Ａをめっき膜３２の厚さＤの２倍以下に設定すると、めっき膜３２は引出し部５ａを起点として厚さＤをほぼ半径として生長し、隙間のないめっき膜３２が得られる。
【００２８】
また、電解めっきにおいては、図７に示すスチールボール１５をメディアとして使用する。ここで使用されるスチールボール１５は直径が１００〜４００μｍである。一方、積層体２の端面において引出し部５ａは焼成時の収縮で端面から数μｍほど引き込んでいる。
【００２９】
即ち、引出し部５ａの間隔Ａを１〜２０μｍ、引出し部５ａの厚さＢを０．４〜１μｍとし、引出し部５ａの引込み量Ｃが数μｍである場合、直径が１００〜４００μｍのスチールボール１５を使用すれば、スチールボール１５は直接引出し部５ａに接触することはないが、引出し部５ａには導電膜３１が電気的に接続されているため、スチールボール１５を通じて引出し部５ａに電流が流れて金属が良好に析出する。
【００３０】
しかし、導電膜３１を形成しない場合では引出し部５ａにめっきが析出することはない。なお、スチールボールの直径を１００μｍ以下にすれば、スチールボールが直接引出し部５ａに接触することになるが、接触回数が減少するために金属の析出が不能になるか多大の時間を要し、実用的ではない。
【００３１】
（第２実施形態、図８参照）
第２実施形態である積層セラミックコンデンサ１Ｂの外観を図８に示す。このコンデンサ１Ｂは外部電極３に加えて積層体２の中央部にグランド用の外部電極６を導電性ペーストを４側面に各々塗布することによって形成した３端子型である。
【００３２】
外部電極３は前記第１実施形態であるコンデンサ１Ａと同様に導電膜３１とめっき膜３２とで構成されており、その形成工程は前述のとおりである。
【００３３】
外部電極６に関しては、図４に示したように、ペースト供給プレート１０を使用して導電性ペースト３１’を塗布する。この場合、供給口１１が一つ追加されることは勿論である。この塗布工程は導電性ペースト膜３１の塗布と同時に行う。従って、前記のような３端子型やそれ以外の多端子型の積層電子部品であっても工程数を増加することなく製造することができる。
【００３４】
長さＬが１．６ｍｍ、幅Ｗが０．８ｍｍ、高さ０．８ｍｍの積層体を用いた３端子型コンデンサの場合、本第２実施形態にあっては外部電極３，３間の直流抵抗値は３．５ｍΩであった。これに対して、従来の厚膜形成法によって外部電極を形成した同じサイズの３端子型コンデンサにあっては４．５ｍΩであった。即ち、本第２実施形態にあっては従来のものより直流抵抗値が２０％程度小さくなり、定格電流値の向上を図ることができた。
【００３５】
（第３実施形態、図９参照）
第３実施形態である積層セラミックコンデンサ１Ｃの中間製品状態での外観を図９（Ａ）に示す。このコンデンサ１Ｃにあっては、外部電極３の導電膜３１を内部電極の積層方向に沿った対向する二つの稜部にのみ形成した点が前記第１実施形態のコンデンサ１Ａと異なっている。積層体２の端面には前記と同じ電解めっきによってめっき膜３２（図９（Ｂ）参照）が形成される。
【００３６】
本第３実施形態においては、図４に示したペースト供給プレート１０を使用しての塗布工程が２回で済む利点を有している。
【００３７】
このコンデンサ１Ｃにあっては、基板上に実装する場合、半田付けを確実にするには、図９（Ｂ）に示すように、導電膜３１を形成した面を実装面として設定することが必要となる。前記積層コンデンサ１Ａ，１Ｂにあっては四つの稜部に導電膜３１が形成されているため、実装時の方向性を必ずしも決める必要のない構成となっている。
【００３８】
（第４実施形態、図１０〜図１１参照）
第４実施形態である積層セラミックコンデンサ１Ｄを図１０に示す。図１０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は各工程順に示している。このコンデンサ１Ｄは図１１に示す内部電極５を備えたもので、その引出し部５ａは積層体２の側面の両端部（端面に隣接し、かつ、内部電極５と直交する側面の両端部）にも引き出されて露出している。
【００３９】
コンデンサ１Ｄにあっては、前記第３実施形態のコンデンサ１Ｃと同様に、外部電極３を構成する導電膜３１を内部電極５の積層方向に沿った対向する二つの稜部にのみ形成している。引出し部５ａは積層体２の側面の両端部にも露出しており、導電膜３１は引出し部５ａとより多くの面積で接触する。
【００４０】
また、積層体２の端面には前記と同じ電解めっきによってめっき膜３２が形成される。ここでのめっき膜３２は端面のみならず、引出し部５ａの側面露出部にも導電膜３１と連続して形成される。従って、外部電極３は積層体２の側面にも大きく回り込むことになり、内部電極５との接続がより確実になると共に、基板への実装時の半田付けも安定かつ確実なものとなる。
【００４１】
（他の実施形態）
なお、本発明に係る積層電子部品及びその製造方法は前記各実施形態に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更できる。
【００４２】
特に、導電性ペースト膜を付与する方法は、図４に示したペースト供給プレート１０を用いる方法以外に種々の方法や塗布装置を採用することができる。
【００４３】
また、内部電極の引出し部の形状は任意であり、前記第１、第２、第３実施形態にあっても前記第４実施形態に示した引出し部、即ち、積層体の側面にも露出した形状の引出し部を形成してもよい。
【００４４】
さらに、導電膜を形成する稜部は、少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部であればよく、第１実施形態において第３、第４実施形態と同様に内部電極の積層方向に沿った対向する二つの稜部にのみ導電膜を形成してもよい。逆に、第３、第４実施形態において第１、第２実施形態と同様に各々四つの稜部に導電膜をリング状に形成してもよい。
【００４５】
さらに、導電膜は前記各実施形態に示したように導電性ペースト膜を焼付けて形成されたものに限らず、導電性樹脂を塗布して熱硬化させて形成してもよい。導電性樹脂を用いた場合、積層電子部品のたわみ強度の向上に効果的であり、特に稜部に形成すると有効である。
【００４６】
なお、本発明はコンデンサ以外にもインダクタやＬＣノイズフィルタ等種々の電子部品に適用できることは勿論である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、積層体の両端面の少なくとも一つの稜部に形成された導電膜と、該導電膜が形成された積層体の端面に電解めっきによって形成されためっき膜とで外部電極を構成しているため、外部電極の端面での厚みが薄く、かつ、内部電極との電気的な接続が良好であり、直流抵抗の小さい積層電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る積層コンデンサの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】前記第１実施形態の積層体を示す斜視図。
【図３】前記第１実施形態の内部電極の形状を示す平面図。
【図４】前記第１実施形態において導電性ペースト膜の塗布工程を示す概略説明図。
【図５】前記第１実施形態において積層体の端面稜部に導電膜を形成した中間品を示す斜視図。
【図６】積層体の端面に形成された電解めっき膜を示す断面図。
【図７】電解めっき工程の説明図。
【図８】本発明に係る積層コンデンサの第２実施形態を示す斜視図。
【図９】本発明に係る積層コンデンサの第３実施形態を示し、（Ａ）は導電膜を形成した状態の斜視図、（Ｂ）は実装方向を示すための斜視図。
【図１０】本発明に係る積層コンデンサの第４実施形態を示し、（Ａ）は積層体の斜視図、（Ｂ）は導電膜を形成した状態の斜視図、（Ｃ）はめっき膜を形成した状態の斜視図。
【図１１】前記第４実施形態の内部電極の形状を示す平面図。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ…積層セラミックコンデンサ
２…積層体
３…外部電極
４…セラミックグリーンシート
５…内部電極
５ａ…引出し部
３１…導電膜
３２…めっき膜

Claims

複数の絶縁性シートと複数の内部電極とを積層して積層体を形成し、該積層体の両端面に前記内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極を設けた積層電子部品において、
前記外部電極は、導電膜と電解めっき膜とで構成されており、
前記導電膜は、前記積層体の各端面の稜部のうち少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部で前記引出し部と電気的に接続されて設けられており、
前記電解めっき膜は、前記積層体の各端面に前記稜部の導電膜と接続されるように設けられていること、
を特徴とする積層電子部品。
前記内部電極の引出し部は前記積層体の側面に引き出されており、前記電解めっき膜は前記導電膜と接続されるように積層体の側面に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の積層電子部品。
前記導電膜は、前記積層体の両端面の各々四つの稜部にリング状に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層電子部品。
前記引出し部の積層方向の間隔は前記電解めっき膜の厚さの２倍以下であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の積層電子部品。
前記積層体の前記稜部に隣接する側面に、前記両端面の外部電極とは別の外部電極が設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の積層電子部品。
前記導電膜は、導電性ペーストからなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の積層電子部品。
前記導電膜は、導電性樹脂からなることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の積層電子部品。
複数の絶縁性シートと複数の内部電極とを積層して積層体を形成し、該積層体の端面に前記内部電極の引出し部と電気的に接続された外部電極が形成された積層電子部品の製造方法において、
前記外部電極を形成する工程は、
導電性ペーストを前記積層体の端面の少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部に前記引出し部と接触するように塗布する工程と、
前記導電性ペーストを焼付け又は熱硬化させて導電膜を形成する工程と、
前記積層体の端面に電解めっきを施し、前記稜部の導電膜と接続されるように電解めっき膜を形成する工程と、
を備えていることを特徴とする積層電子部品の製造方法。
前記導電膜を、前記積層体の端面の各々四つの稜部にリング状に形成することを特徴とする請求項８に記載の積層電子部品の製造方法。
導電性ペーストを前記積層体の端面の少なくとも内部電極の積層方向に沿った稜部に塗布すると共に、該稜部に隣接する側面に前記外部電極とは別の外部電極となる導電性ペーストを同時に塗布することを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の積層電子部品の製造方法。