JP5794222B2 - セラミック電子部品 - Google Patents

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Description

本発明は、セラミック電子部品に関する。
従来、携帯電話機、携帯音楽プレーヤーなどの電子機器には、セラミックコンデンサに代表されるセラミック電子部品が使用されている。セラミック電子部品は、一般的に、内部電極の端部が表面に露出したセラミック素体と、セラミック素体の内部電極が露出した部分を覆うように配された外部電極とを備える。外部電極は、例えば、特許文献1のように、導電性ペーストを塗布して焼き付けた焼結金属膜にめっきを施したものや、特許文献2に記載のように、めっき膜のみで形成されたもの等がある。
特開2002−203737号公報 特開2004−327983号公報
しかしながら、焼結金属膜を形成する際に用いる導電性ペーストは粘度が高いため、焼結金属膜の厚みが厚くなる。例えば、特許文献1では、第1および第2の電極層(焼結金属膜)の厚みが約50μm〜90μmとなることが記載されている。
また、外部電極を焼結金属膜で形成した場合には、導電性ペーストを焼き付ける際の焼付け温度が高い。このため、セラミック素体に含まれるセラミック成分と導電性ペースト中のガラス成分とが相互拡散し、セラミック素体と焼結金属膜との界面に反応層が形成されてしまうことがある。この反応層が形成された部分からめっき液が侵入し、セラミック素体の機械的強度が低下するといった問題や耐湿信頼性が劣化するという問題がある。さらに、焼付け温度が高いと、焼結金属膜の表面にガラス成分が析出されてガラス浮きが発生し、焼結金属膜の表面にめっき膜を形成しにくくなるという問題点もある。
そこで、特許文献2のように、外部電極をめっき膜のみで形成する方法が提案されている。外部電極をめっき膜のみで形成した場合は、例えば導電性ペーストの焼付けにより形成された外部電極を設けた場合と比較して、外部電極厚みを薄く形成することができる。
また、めっき液にはガラス成分が含まれないため、セラミック素体とめっき膜との界面に反応層は形成されない。よって、反応層が形成されることによる機械的強度の低下や耐湿信頼性の劣化といった問題が生じにくい。さらに、ガラス浮きの問題も生じず、めっき膜を形成し難いという問題が生じない。
しかし、外部電極をめっきにより形成する場合、セラミック素体を直接めっき液に浸漬する必要があるため、めっき液が内部電極の露出部からセラミック素体内に浸入するという問題がある。その結果、耐湿性が低下する場合がある。
また、外部電極をめっき膜のみで形成した場合、めっき膜とセラミック素体とは化学的に結合しておらず、物理的な結合しかしていないため、めっき膜とセラミック素体との密着性が低下するという問題がある。その結果、セラミック電子部品の使用時において、めっき膜とセラミック素体との間から水分等が進入し易くなり耐湿性が低下するという場合がある。
本発明は、外部電極の厚みを薄く保ちつつ、耐湿性に優れたセラミック電子部品を提供することを主な目的とする。
本発明に係るセラミック電子部品は、セラミック素体と、内部電極と、コート層と、電極端子とを備える。内部電極は、セラミック素体内に設けられている。内部電極の端部がセラミック素体の表面に露出している。コート層は、セラミック素体の表面の内部電極が露出した部分の上を覆っている。コート層は、金属粉が分散したガラス媒質または樹脂媒質からなる。電極端子は、コート層の直上に設けられている。電極端子は、めっき膜により構成されている。金属粉は、内部電極と電極端子とを電気的に接続している導通パスを形成している。コート層の厚み方向に沿った断面において、金属粉が細長形状である。導通パスを形成している金属粉の最大径がコート層の厚み以上である。
本発明に係るセラミック電子部品のある特定の局面では、金属粉は、フレーク状である。
本発明に係るセラミック電子部品の別の特定の局面では、金属粉の最大径がコート層の厚みの1.5倍以上である。
本発明に係るセラミック電子部品の他の特定の局面では、金属粉のアスペクト比が3.6以上である。
本発明に係るセラミック電子部品のさらに他の特定の局面では、導通パスの少なくとも一つは、コート層の厚み方向に沿って配された複数の金属粉が互いに接触することで形成されている。
本発明に係るセラミック電子部品のさらに別の特定の局面では、金属粉の主成分は、内部電極に主成分として含まれる金属と異なる。
本発明に係るセラミック電子部品のまた他の特定の局面では、金属粉のコア部はCuからなる。
本発明に係るセラミック電子部品のまた別の特定の局面では、コート層の厚みが1μm〜10μmである。
本発明に係るセラミック電子部品のさらにまた他の特定の局面では、コート層の厚み方向に沿った断面において、導通パスを構成している金属粉の表面形状が非直線状である。
本発明に係るセラミック電子部品のさらにまた別の特定の局面では、導通パスは、相対的に細い部分と、相対的に太い部分とを、それぞれ複数有する。
本発明に係るセラミック電子部品のまたさらに他の特定の局面では、めっき膜のコート層に接した部分がCuめっき膜またはNiめっき膜により構成されている。
本発明に係るセラミック電子部品のさらにまた別の特定の局面では、コート層におけるガラスまたは樹脂の割合が、35体積%以上である。
本発明によれば、電極端子の厚みを薄く保ちつつ、耐湿性に優れたセラミック電子部品を提供することができる。さらに、セラミック電子部品の製造において、低電流でも短時間でめっき膜を被覆させることが可能となり、めっき工程を効率化することができると共に、めっき膜の厚み方向の成長を抑制し、セラミック電子部品の小型化を図ることができる。
第1の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。 第1の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的側面図である。 図1の線III−IIIにおける略図的断面図である。 図3の線IVで固まれた部分を拡大した略図的断面図である。 第1の実施形態において作製したセラミック電子部品のガラスコート層と第1の電極端子の模式的断面図である。 第1の実施形態において作製したセラミック電子部品の端面におけるガラスコート層の断面の走査型電子顕微鏡写真である。 図3の線VII−VIIにおける略図的断面図である。 本発明における金属粉のアスペクト比を測定する方法を説明するための模式図である。 図8の線IX−IXにおける模式的断面図である。 導電パターンが形成されたセラミックグリーンシートの略図的平面図である。 本実施形態に係るセラミック電子部品の製造工程において、金属粉のアスペクト比を1、電流値を5AとしてCuめっき膜を形成した場合のCuめっき膜の表面をSEM観察した写真である。 本実施形態に係るセラミック電子部品の製造にあたり、金属粉のアスペクト比を3.6、電流値を5AとしてCuめっき膜を形成した場合のCuめっき膜の表面をSEM観察した写真である。 本実施形態に係るセラミック電子部品の製造にあたり、金属粉のアスペクト比を7.4、電流値を5AとしてCuめっき膜を形成した場合のCuめっき膜の表面をSEM観察した写真である。 第2の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。 マザー積層体の略図的平面図である。 第3の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的断面図である。 第4の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。 導電性ペースト層が焼成されてなる焼結金属膜の断面写真である。
(第1の実施形態)
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。
また、実施形態などにおいて参照する各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照することとする。また、実施形態等において参照する図面は、模式的に記載されたものであり、図面に描画された物体の寸法の比率などは、現実の物体の寸法の比率などとは異なる場合がある。図面相互間においても、物体の寸法比率などが異なる場合がある。具体的な物体の寸法比率などは、以下の説明を参酌して判断されるべきである。
図1は、本実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。図2は、本実施形態に係るセラミック電子部品の略図的側面図である。図3は、図1の線III−IIIにおける略図的断面図である。図4は、図3の線IVで固まれた部分を拡大した略図的断面図である。図5は、本実施形態において作製したセラミック電子部品のガラスコート層と第1の電極端子の模式的断面図である。図6は、本実施形態において作製したセラミック電子部品のコート層と第1の電極端子との界面部分の断面の走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。なお、図6は、ガラスコート層の状態をわかりやすくするために、ガラスコート層のみを形成した際の写真である。図7は、図3の線VII−VIIにおける略図的断面図である。
まず、図1〜図7を参照しながら、セラミック電子部品1の構成について説明する。
図1〜図3及び図7に示すように、セラミック電子部品1は、セラミック素体10を備えている。セラミック素体10は、セラミック電子部品1の機能に応じた適宜のセラミック材料からなる。具体的には、セラミック電子部品1がコンデンサである場合は、セラミック素体10を誘電体セラミック材料により形成することができる。誘電体セラミック材料の具体例としては、例えば、BaTiO、CaTiO、SrTiO、CaZrOなどが挙げられる。なお、セラミック素体10が誘電体セラミック材料を含む場合、セラミック素体10には、所望するセラミック電子部品1の特性に応じて、上記セラミック材料を主成分として、例えば、Mn化合物、Mg化合物、Si化合物、Fe化合物、Cr化合物、Co化合物、Ni化合物、希土類化合物などの副成分を適宜添加してもよい。
セラミック素体10の形状は特に限定されない。本実施形態では、セラミック素体10は、直方体状に形成されている。図1〜図3に示すように、セラミック素体10は、長さ方向L及び幅方向Wに沿って延びる第1及び第2の主面10a,10bを有する。セラミック素体10は、図1、図2及び図7に示すように、厚み方向T及び長さ方向Lに沿って延びる第1及び第2の側面10c,10dを有する。また、図2、図3及び図7に示すように、セラミック素体10は、厚み方向T及び幅方向Wに沿って延びる第1及び第2の端面10e,10fを備えている。
なお、本明細書において、「直方体状」には、角部や稜線部が丸められた直方体が含まれるものとする。すなわち、「直方体状」の部材とは、第1及び第2の主面、第1及び第2の側面並びに第1及び第2の端面とを有する部材全般を意味する。また、主面、側面、端面の一部または全部に凹凸などを有していてもよい。
セラミック素体10の寸法は、特に限定されないが、セラミック素体10は、セラミック素体10の厚み寸法をD、長さ寸法をD、幅寸法をDとしたときに、D<D<D、(1/5)D≦D≦(1/2)D、または、D<0.3mmが満たされるような薄型のものであってもよい。具体的には、0.05mm≦D<0.3mm、0.4mm≦D≦1mm、0.3mm≦D≦0.5mmであってもよい。
図3及び図7に示すように、セラミック素体10の内部には、略矩形状の複数の第1及び第2の内部電極11,12が厚み方向Tに沿って等間隔に交互に配置されている。第1及び第2の内部電極11,12の端部11a,12aは、セラミック素体10の表面に露出している。具体的には、第1の内部電極11の一方側の端部11aは、セラミック素体10の第1の端面10eに露出している。第2の内部電極12の一方側の端部12aは、セラミック素体10の第2の端面10fに露出している。
第1及び第2の内部電極11,12のそれぞれは、第1及び第2の主面10a、10bとほぼ平行である。第1及び第2の内部電極11,12は、厚み方向Tにおいて、セラミック層10gを介して、互いに対向している。
なお、セラミック層10gの厚さは、特に限定されない。セラミック層10gの厚さは、例えば、0.5μm〜10μmとすることができる。第1及び第2の内部電極11,12のそれぞれの厚さも、特に限定されない。第1及び第2の内部電極11,12のそれぞれの厚さは、例えば、0.2μm〜2μmとすることができる。
第1及び第2の内部電極11,12は、適宜の導電材料により構成することができる。第1及び第2の内部電極11,12は、例えば、Ni、Cu、Ag、Pd、Auなどの金属や、これらの金属の一種を含む例えばAg−Pd合金などの合金により構成することができる。
図4に示すように、セラミック素体10の表面の上には、コート層15が設けられている。コート層15は、セラミック素体10の表面の第1及び第2の内部電極11,12が露出した部分の上を覆っている。具体的には、コート層15は、セラミック素体10の第1及び第2の端面10e,10fの上と、第1及び第2の主面10a及び10bの長さ方向Lにおける両端部分の上と、第1及び第2の側面10c,10dの長さ方向Lにおける両端部分の上とに設けられている。
図5及び図6に示すように、コート層15は、金属粉15aが分散した、ガラスまたは樹脂からなる媒質15bからなる。コート層15は、媒質15bと金属粉15aが固着されて一体化した複合膜である。媒質15bは、例えば、ガラス粉が軟化点以上で熱処理されて溶融した後、凝固して一体化されたものであってもよい。よって、媒質15bは、金属粉15a間の隙間を埋めるように存在している。媒質15bは、セラミック素体10の表面を覆っている。この媒質15bにより、セラミック電子部品1の耐湿性が向上されている。なお、図5及び図6は、ある一断面を示す図面であり、他の断面においてはガラス媒質15bや金属粉15aの見え方が異なる。
コート層15において、媒質15bの体積含有量は、金属粉15aの体積含有量よりも低くてもよい。コート層15における媒質15bの割合は、35体積%以上であることが好ましく、35体積%〜75体積%であることがより好ましく、40体積%〜57.5体積%であることがさらに好ましい。コート層15における媒質15bの割合が、35体積%未満である場合、コート層15が存在することによるセラミック電子部品1の耐湿性の向上効果が小さくなる場合がある。また、コート層15における媒質15bの割合が、75体積%を超える場合、コート層15の直上に第1及び第2の電極端子13,14を形成することが難しくなる場合がある。
媒質15bを構成するガラスは、例えば、B及びSiOからなる群より選択される1種以上の網目形成酸化物と、Al、ZnO、CuO、LiO、NaO、KO、MgO、CaO、BaO、ZrO及びTiOからなる群より選択される1種以上の網目修飾酸化物とを含むことが好ましい。
媒質15bを構成するガラスは、網目修飾酸化物として、コート層15の金属粉15aと同じ金属の酸化物を含むことが好ましい。これにより、コート層15中のガラス粉がコート層15中の金属粉15aに濡れやすくなる。
媒質15bを構成するガラスには、SiOが最も多く含まれていることが好ましい。ガラス全体に占めるSiOの割合は35mol%以上であることが好ましい。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂が用いられる。
コート層15において、金属粉15aは、媒質15b中に分散されている。コート層15における金属粉の割合は、25体積%〜65体積%であることが好ましく、50体積%〜60体積%であることがより好ましい。金属粉は、例えば、Cu、Ni、Ag、Pd、Ag-Pd合金、Auなどの金属や、これらの金属を少なくとも1種含む合金などにより構成される。金属粉は、第1及び第2の内部電極11,12に主成分として含まれる金属を主成分として含まないことが好ましい。すなわち、金属粉15aの主成分が、第1及び第2の内部電極11,12の主成分と異なることが好ましい。なお、金属粉15aが、第1及び第2の内部電極11,12の主成分として含まれる金属を含む場合、その金属の割合は、金属粉15aの全体の10体積%以下であることが好ましい。また、金属粉15aのコア部はCuからなることが好ましい。
コート層15は、導電性ペースト層が焼成されてなる、焼結金属及びガラスにより構成された焼結金属膜とは異なるものである。すなわち、コート層15では、金属粉15aの間を縫って連続した媒質15bが形成されているのに対し、焼結金属膜では金属のマトリクスが形成されている。コート層15では、金属粉15aのすべてが一体に焼結されている訳ではなく、媒質15bが金属粉15aの間を繋ぐように存在しているのに対し、図18の写真に示されるように、焼結金属膜では、ガラスは、金属粉が焼結することにより、焼結金属膜中から、焼結金属膜とセラミック素体との界面にガラス成分が押し出され、焼結金属膜とセラミック素体との界面存在する。また、図18では確認できないが、金属粉が焼結することにより、焼結金属膜中から焼結金属膜の表面にガラスが押し出され、焼結金属膜の表面にガラスが存在する場合もある。導電性ペースト層が焼成されてなる焼結金属膜では、実質的にすべての金属粉が焼結しており、もはや焼結されていない金属粉は実質的に残存していない。
金属粉15aは、コート層15の厚み方向Tに沿った断面において、球形ではなく、細長形状であることが好ましい。金属粉15aは、コート層15の厚み方向Tに沿った断面において、鱗片状、扁平状、針状などのフレーク状であることが好ましい。なお、細長形状とは、アスペクト比が3以上であることをいう。
金属粉15aのアスペクト比は、3.6以上であることが好ましく、7.4以上14.2以下であることがより好ましい。
なお、本発明において「金属粉のアスペクト比」は、以下のようにして測定して得られた値である。まず、セラミック電子部品1の稜線部から、図8に示される第1の電極端子13の第3の部分13cの表面の対角を結ぶ線IX−IXに向かって研磨し、図9に示されるようにコート層15の断面を露出させる。次に、図9に示すようにこの断面を線IX−IXの方向に沿って4等分し、その境界の3箇所において、コート層15を倍率5000倍、加速電圧15kVでSEM観察する。次に、それぞれの箇所におけるSEM観察において、視野30μm×30μm内に含まれる金属粉15aのすべてについて、それぞれの径を露出した断面上で測定し、その中の最大値を長径として選択する。次に、選択した金属粉15aの長径の軸と直交する軸に沿った厚みの最大値を短径として選択する。得られた長径を短径で除して、金属粉15aのアスペクト比を算出する。同様にして、図9の矢印で示されるように、第2の電極端子14の第3の部分14c側のコート層15においても、金属粉15aのアスペクト比を算出する。第1及び第2の電極端子13,14側の両方のコート層15において算出した合計6つの金属粉15aのアスペクト比の平均値を本発明における金属粉15aのアスペクト比とする。なお、SEM観察において、複数の金属粉15aが、それぞれの長径の方向において接触して、1つの一体的な金属粉15aのように観察される場合、そのような複数の金属粉15aの一体化物全体の長径を1つの金属粉15aの長径とする。
金属粉15aの平均粒子径は、0.5μm〜10μmであることが好ましい。なお、本発明において、金属粉15aの平均粒子径は、前述の方法により6つの金属粉のそれぞれの長径及び短径を測定し、それら6つの金属粉の長径と短径とをすべて合計して得られる値の平均値(12で除して得られる値)をいう。
金属粉は、第1及び第2の内部電極11,12と第1及び第2の電極端子13,14とをそれぞれ電気的に接続している導通パスを形成している。導通パスの少なくとも一つは、コート層15の厚み方向Tに沿って配された複数の金属粉が互いに接触することで形成されている。
コート層15の厚み方向Tの断面において、導通パスを構成している金属粉の表面の断面形状は、非直線状であってもよい。導通パスは、相対的に細い部分と、相対的に太い部分とを、それぞれ複数有していてもよい。
導通パスを形成している金属粉の長径は、コート層15の厚み以上である。導通パスを形成している金属粉の長径は、コート層15の厚みの1.5倍以上であることが好ましい。
コート層15の厚みは、1μm〜10μmであることが好ましい。コート層15の厚みが1μm未満である場合、コート層15が存在することによるセラミック電子部品1の耐湿性の向上効果が小さくなる場合がある。コート層15の厚みが10μmを超える場合、コート層15に含まれるガラスの絶対量が多くなる。そうすると、第1及び第2の内部電極11,12を構成する成分が、コート層15の溶融したガラスに液相拡散しやすくなる。このような場合、第1及び第2の内部電極11,12の先端が細くなり、第1及び第2の内部電極11,12とセラミック層10gとの間に隙間が生じて、セラミック電子部品1の耐湿性が低下する場合がある。
コート層15の厚みは、セラミック電子部品1の側面を長さ方向Lに沿って、セラミック電子部品1の中央まで断面研磨し、その断面における片側の電極端子の端面中央部に位置するコート層15の厚みを光学顕微鏡を用いて観察することによって測定することができる。
なお、第1及び第2の内部電極11,12の一部が、セラミック素体10の表面から突出していてコート層15に侵入していてもよいが、コート層15を貫通しないことが好ましい。
第1の電極端子13は、コート層15の直上に設けられている。第1の電極端子13は、コート層15に形成された導通パスによって、第1の内部電極11に電気的に接続されている。第1の電極端子13は、第1の主面10aの上に形成されている第1の部分13aと、第2の主面10bの上に形成されている第2の部分13bと、第1の端面10eの上に形成されている第3の部分13cと、第1の側面10cの上に形成されている第4の部分13dと、第2の側面10dの上に形成されている第5の部分13eとを備えている。
第2の電極端子14は、コート層15の直上に設けられている。第2の電極端子14は、コート層15に形成された導通パスによって、第2の内部電極12に電気的に接続されている。第2の電極端子14は、第1の主面10aの上に形成されている第1の部分14aと、第2の主面10bの上に形成されている第2の部分14bと、第2の端面10fの上に形成されている第3の部分14cと、第1の側面10cの上に形成されている第4の部分14dと、第2の側面10dの上に形成されている第5の部分14eとを備えている。
第1及び第2の電極端子13,14は、めっき膜により構成される。めっき膜は、Cu、Ni、Sn、Pd、Au、Ag、Pt、Bi及びZnからなる群から選ばれる少なくとも1種の金属、またはこれら金属のうち少なくとも1種の金属を含む合金により構成されていることが好ましい。第1及び第2の電極端子13,14は、それぞれ1層のめっき膜のみにより構成されていてもよいし、2層以上のめっき膜により構成されていてもよい。例えば、Ni−Snの2層構造や、Cu−Ni−Snの3層構造であってもよい。なお、図5に示すように、本実施形態において、第1及び第2の電極端子13,14は、Cuからなる第1層13p、Niからなる第2層13q、及びSnからなる第3層13rにより構成されている。
コート層15と第1の電極端子13の合計厚みは、15μm〜25μmであることが好ましい。コート層15と第2の電極端子14との合計厚みは、15μm〜25μmであることが好ましい。
次に、本実施形態のセラミック電子部品1の製造方法の一例について説明する。
まず、セラミック素体10を構成するためのセラミック材料を含むセラミックグリーンシート20(図10を参照)を用意する。次に、図10に示すように、そのセラミックグリーンシート20の上に、導電性ペーストを塗布することにより、導電パターン21を形成する。なお、導電パターンの塗布は、例えば、スクリーン印刷法などの各種印刷法により行うことができる。導電性ペーストは、導電性微粒子の他に、公知のパインダーや溶剤を含んでいてもよい。
次に、導電パターン21が形成されていない複数枚のセラミックグリーンシート20、第1または第2の内部電極11,12に対応した形状の導電パターン21が形成されているセラミックグリーンシート20、及び導電パターン21が形成されていない複数枚のセラミックグリーンシート20をこの順番で積層し、積層方向にプレスすることにより、図10に示すマザー積層体22を作製する。
次に、マザー積層体の上に、仮想のカットラインに沿ってマザー積層体をカッティングすることにより、マザー積層体から複数の生のセラミック積層体を作製する。
なお、マザー積層体のカッティングは、ダイシングや押切により行うことができる。生のセラミック積層体に対してバレル研磨などを施し、稜線部や角部を丸めてもよい。
次に、生のセラミック積層体の焼成を行う。この焼成工程において、第1及び第2の内部電極11,12が焼成される。焼成温度は、使用するセラミック材料や導電性ペーストの種類により適宜設定することができる。焼成温度は、例えば、900℃〜1300℃とすることができる。
次に、ディッピングなどの方法により、焼成後のセラミック積層体の上にガラスまたは樹脂を含むペーストを塗布する。次に、ペーストを熱処理することにより、熱処理することでガラス粉または樹脂を溶融して一体化させ、それを冷却することで媒質15bを形成し、金属粉15aを固着させることにより、コート層15を形成する。例えば、コート層15がガラスを含むガラスコート層である場合、コート層15の形成に用いるガラスペーストは、ガラス粉、金属粉、バインダー、溶剤などを含んでいる。ここで、ガラス粉は粒径が金属粉15aよりも小さいものを使用することが好ましい。熱処理温度は、ガラス粉が軟化する温度以上の温度で、かつ、金属粉が焼結しない温度であることが好ましい。例えば、600℃〜750℃とすることが好ましい。熱処理温度が600℃未満である場合、ガラスが軟化しないため、セラミック素体10との接着性が低くなる場合がある。熱処理温度が750℃を超える場合、セラミック素体10とコート層15との反応が始まり、コート層15がなくなる恐れがある。
コート層15が樹脂コート層により形成される場合は、熱処理温度は、例えば、100℃〜400℃とすることが好ましい。熱処理温度が100℃未満である場合、樹脂が硬化しない恐れがある。また、熱処理温度が400℃を超える場合、樹脂が飛散する恐れがある。
次に、コート層15の上にめっきを施すことにより、第1及び第2の電極端子13,14を形成する。以上のようにして、セラミック電子部品1を製造することができる。
次に、本実施形態において、実際にセラミック電子部品1のサンプルを作製した例を以下に示す。
焼き後のセラミック素体の寸法(設計値):1.0mm×0.5mm×0.15mm
セラミック材料:BaTiO
焼き後のセラミック層の厚み(設計値):0.9μm
内部電極の材料:Ni
焼き後の内部電極の厚み(設計値):0.6μm
内部電極の合計枚数:45
焼成条件:1200℃で2時間保持
セラミック電子部品の容量:0.47μF
セラミック電子部品の定格電圧:4V
ガラスコート層15の厚み:5μm
ガラスコート層15に含まれる金属粉15a:Cu粉
Cu粉の平均粒子径:3μm
ガラスペースト中のガラス粉の主成分:ホウケイ酸ガラス
ガラスペースト中のガラスの軟化点:600℃
ガラス粉の平均粒子径:1μm
ガラスペーストの固形分中のCu粉末とガラス粉の比:50体積%/50体積%
熱処理の条件:680℃
めっき膜:ガラスコート層15の上に、Cu膜(厚み6μm)、Ni膜(厚み3μm)、Sn膜(厚み3μm)をこの順に形成。
(めっき膜の被覆率の測定)
コート層15における金属粉15aのアスペクト比が、それぞれ1、3.6、4.6、7.4、14.2であるセラミック電子部品1のサンプルをそれぞれ5つ作製した。各サンプルを製造するにあたり、Cuめっき膜の形成条件を、それぞれ、電流値3A、5Aにおいて、90分間とした場合のコート層15上のCuめっき膜の被覆率(%)を測定した。結果を表1に示す。
Cuめっき膜の被覆率(%)は、次のようにして測定したものである。各サンプルの第1の主面における第1の電極端子の中央部のSEM観察(2000倍、加速電圧は15kV)において、反射電子像を2値化処理し、視野50μm×50μmを100%としたときのCuめっき膜の占める面積の割合(%)をそれぞれ5つサンプルについて求めた平均値を被覆率(%)とした。また、金属粉15aのアスペクト比は、上述の測定方法により求めた値である。
金属粉15aのアスペクト比を1、電流値を5Aとした場合に形成されたCuめっき膜の表面をSEM観察した写真を図11に示す。金属粉15aのアスペクト比を3.6、電流値を5Aとした場合に形成されたCuめっき膜の表面をSEM観察した写真を図12に示す。金属粉15aのアスペクト比を7.4、電流値を5Aとした場合に形成されたCuめっき膜の表面をSEM観察した写真を図13に示す。
以上説明したように、本実施形態では、コート層15の厚み方向Tに沿った断面において、金属粉が細長形状である。このため、コート層15の表面において、金属粉の露出する面積が大きくなる。よって、コート層15の表面におけるめっき膜の被覆率が大きくなり、コート層15とめっき膜(第1及び第2の電極端子13,14)との密着強度が高くなる。従って、低電流でも短時間でめっき膜を被覆させることが可能となり、めっき工程を効率化することができると共に、めっき膜の厚み方向の成長を抑制し、電子部品の小型化を図ることができる。
また、金属粉のアスペクト比が3.6以上になることで、上記の効果がより顕著になる。
以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。但し、以下の説明において、上記第1の実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。
(第2の実施形態)
図14は、第2の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。
上記第1の実施形態では、第1及び第2の側面10c,10d上に、第1及び第2の電極端子13,14及びコート層15が形成されている例について説明した。但し、図14に示すように、第1及び第2の電極端子13,14及びコート層15が、第1及び第2の側面10c,10d上に実質的に形成されていなくてもよい。
第2の実施形態に係るセラミック電子部品は、例えば、次のようにして製造することができる。上述の第1の実施形態に係るセラミック電子部品1の製造方法と同様にして、マザー積層体22(図15を参照)を得る。次に、本実施形態においては、図15に示すように、マザー積層体22の上に、第1及び第2の電極端子13,14の第1及び第2の部分13a,13b,14a,14bを構成している部分に対応した形状の導電パターン23を、スクリーン印刷法などの適宜の印刷法により形成する。次に、マザー積層体22の上に、仮想のカットラインCLに沿ってマザー積層体22をカッティングすることにより、マザー積層体22から複数の生のセラミック積層体を作製する。
次に、生のセラミック積層体の焼成を行う。次に、セラミック積層体の両端面にペーストを塗布する。次に、ペーストを熱処理することにより、第1及び第2の電極端子13,14の第3の部分13c,14cを構成している部分に対応した形状のコート層15を形成する。次に、コート層15の上にめっきを施すことにより、第1及び第2の電極端子13,14を形成する。このようにして、第2の実施形態に係るセラミック電子部品を製造することができる。
なお、第1及び第2の電極端子13,14の第1及び第2の部分13a,13b,14a,14bに形成される導電パターン23と、第1及び第2の電極端子13,14の第3の部分13c,14cに塗布されるガラスペーストは、金属の種類が異なっていたり、無機フィラーの種類が異なっている。例えば、導電パターン23はNiとセラミック素体10に含まれるセラミック材料と同じ種類のセラミックからなる共材を含む。
(第3の実施形態)
図16は、第3の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的断面図である。
上記第1の実施形態では、第1及び第2の電極端子13,14及びコート層15のそれぞれが、第1及び第2の主面10a,10bの両方の上に形成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。第1及び第2の電極端子13,14及びコート層15のそれぞれは、セラミック素体10の表面のいずれかの部分の上に形成されていればよい。
例えば、図16に示すように、第1及び第2の電極端子13,14及びコート層15のそれぞれを、第1及び第2の主面10a,10bのうちの第2の主面10bの上にのみ形成してもよい。
(第4の実施形態)
図17は、第4の実施形態に係るセラミック電子部品の略図的斜視図である。
上記第1の実施形態では、セラミック素体10の厚み寸法をD、長さ寸法をD、幅寸法をDとしたときに、D<D<Dである例について説明した。但し、図17に示すように、D≦D<Dであってもよい。
上述のように、本発明によれば、セラミック素体の内部電極が露出した部分の上がコート層によって覆われているため、耐湿性に優れたセラミック電子部品を提供することができる。
従って、セラミック素体の内部電極が露出した部分がコート層により覆われている構造を有していれば、本発明は種々の積層電子部品に広く適用することができる。
例えば、セラミック電子部品1がセラミック圧電素子である場合は、セラミック素体10を圧電セラミック材料により形成することができる。圧電セラミック材料の具体例としては、例えば、PZT(チタン酸ジルコン酸鉛)系セラミック材料などが挙げられる。
また、セラミック電子部品1がサーミスタ素子である場合は、セラミック素体10を半導体セラミック材料により形成することができる。半導体セラミック材料の具体例としては、例えば、スピネル系セラミック材料などが挙げられる。
さらに、セラミック電子部品1が、インダクタ素子である場合は、セラミック素体10を磁性体セラミック材料により形成することができる。磁性体セラミック材料の具体例としては、例えば、フェライトセラミック材料などが挙げられる。
1…セラミック電子部品
10…セラミック素体
10a…セラミック素体の第1の主面
10b…セラミック素体の第2の主面
10c…セラミック素体の第1の側面
10d…セラミック素体の第2の側面
10e…セラミック素体の第1の端面
10f…セラミック素体の第2の端面
10g…セラミック層
11…第1の内部電極
12…第2の内部電極
13…第1の電極端子
13a…第1の電極端子の第1の部分
13b…第1の電極端子の第2の部分
13c…第1の電極端子の第3の部分
13d…第1の電極端子の第4の部分
13e…第1の電極端子の第5の部分
13p…第1層
13q…第2層
13r…第3層
14…第2の電極端子
14a…第2の電極端子の第1の部分
14b…第2の電極端子の第2の部分
14c…第2の電極端子の第3の部分
14d…第2の電極端子の第4の部分
14e…第2の電極端子の第5の部分
15…コート層
15a…金属粉
15b…媒質
20…セラミックグリーンシート
21…導電パターン
22…マザー積層体
23…導電パターン

Claims (12)

  1. セラミック素体と、
    前記セラミック素体内に設けられており、端部が前記セラミック素体の表面に露出している内部電極と、
    前記セラミック素体の表面の前記内部電極が露出した部分の上を覆っており、金属粉が分散したガラス媒質または樹脂媒質からなるコート層と、
    前記コート層の直上に設けられており、めっき膜により構成された電極端子と、
    を備え、
    前記コート層は、前記金属粉と前記ガラス媒質または前記樹脂媒質が固着されて一体化した複合膜であり、
    前記金属粉は、前記内部電極と前記電極端子とを電気的に接続している導通パスを形成しており、
    前記金属粉は、すべてが一体に焼結されておらず、前記ガラス媒質または前記樹脂媒質が前記金属粉の間を繋ぐように連続して存在しており、
    前記コート層の厚み方向に沿った断面において、前記金属粉が細長形状であり、
    前記導通パスを形成している前記金属粉の最大径が前記コート層の厚み以上である、セラミック電子部品。
  2. 前記金属粉は、フレーク状である、請求項1に記載のセラミック電子部品。
  3. 前記金属粉の最大径が前記コート層の厚みの1.5倍以上である、請求項1または2に記載のセラミック電子部品。
  4. 前記金属粉のアスペクト比が3.6以上である、請求項1〜3のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  5. 前記導通パスの少なくとも一つは、前記コート層の厚み方向に沿って配された複数の前記金属粉が互いに接触することで形成されている、請求項1〜4のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  6. 前記金属粉の主成分は、前記内部電極に主成分として含まれる金属と異なる、請求項1〜5のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  7. 前記金属粉のコア部はCuからなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  8. 前記コート層の厚みが1μm〜10μmである、請求項1〜7のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  9. 前記コート層の厚み方向に沿った断面において、前記導通パスを構成している金属粉の表面形状が非直線状である、請求項1〜8のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  10. 前記導通パスは、相対的に細い部分と、相対的に太い部分とを、それぞれ複数有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  11. 前記めっき膜の前記コート層に接した部分がCuめっき膜またはNiめっき膜により構成されている、請求項1〜10のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
  12. 前記コート層におけるガラスまたは樹脂の割合が、35体積%以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載のセラミック電子部品。
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