JP7226161B2

JP7226161B2 - 電子部品

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Publication number: JP7226161B2
Application number: JP2019131873A
Authority: JP
Inventors: 数基吉野; 誠小川; 康弘西坂
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2019-07-17
Filing date: 2019-07-17
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-07-17
Also published as: CN112242246A; US20210020370A1; JP2021019008A; CN112242246B; US11302479B2; KR20210010327A; KR102433615B1

Description

本発明は、電子部品に関する。

電子部品の構成を開示した先行文献として、特開２０１７－１１１４２号公報(特許文献１)がある。特許文献１に記載の電子部品は、内部電極を内設したセラミック素体の両端部に下地電極層を、該下地電極層上にめっき層を形成して端子電極を形成するセラミック電子部品である。下地電極層の表面にはＮｉめっき層が形成され、このＮｉめっき層上にはＳｎめっき層が形成されている。

特開２０１７－１１１４２号公報

従来の電子部品においては、下地電極層にＮｉめっき層を形成したときに、水素原子が発生する。この水素原子は、下地電極層中を拡散した後、さらに本体部に浸入する。これにより、電子部品の電気特性を低下させる。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、本体部への水素原子の拡散を抑制することで、電気的特性の低下を抑制できる、電子部品を提供することを目的とする。

本発明に基づく電子部品は、本体部と、外部電極とを備えている。外部電極は、本体部の表面に設けられている。外部電極は、下地電極層と、第１Ｎｉ(ニッケル)めっき層と、上側めっき層とを含んでいる。第１Ｎｉめっき層は、下地電極層上に形成されている。上側めっき層は、第１Ｎｉめっき層の上方に形成されている。第１Ｎｉめっき層は、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子で構成されている。

本体部への水素原子の拡散を抑制することで、電気的特性の低下を抑制できる。

本発明の実施形態１に係る電子部品の外観を示す斜視図である。図１の電子部品をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図１の電子部品をＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図２の電子部品のＩＶ部におけるＮｉめっき層のＮｉ粒子を示す模式的な断面図である。本発明の実施形態１に係る電子部品における、Ｎｉ粒子の平均粒径の測定方法を示した模式的な部分断面図である。本発明の第１の実験例における比較例に係る電子部品において、外部電極の表面からの深さに対する、外部電極中の水素原子濃度の変化を測定した結果の一例を、模式的に示すグラフである。本発明の第１の実験例における実施例に係る電子部品において、外部電極の表面からの深さに対する、外部電極中の水素原子濃度の変化を測定した結果の一例を、模式的に示すグラフである。本発明の実施形態２に係る電子部品を示す断面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る電子部品について図を参照して説明する。以下の各実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。

(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る電子部品の外観を示す斜視図である。図２は、図１の電子部品をＩＩ－ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図３は、図１の電子部品をＩＩＩ－ＩＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図４は、図２の電子部品のＩＶ部におけるＮｉめっき層のＮｉ粒子を示す模式的な断面図である。

図１に示すように、本発明の実施形態１に係る電子部品１００は、積層セラミックコンデンサであるが、電子部品１００は、たとえば積層型ＮＴＣ(Negative Temperature Coefficient)サーミスタ、積層型インダクタまたはセラミック電池(全固体電池)であってもよい。

図１から図３に示すように、本発明の実施形態１に係る電子部品１００は、本体部１１０と、外部電極１２０とを備えている。本実施形態において、本体部１１０は積層体であり、積層方向Ｔに沿って１層ずつ交互に積層された複数の誘電体層１３０および複数の内部電極層１４０を含んでいる。

本体部１１０は、積層方向Ｔにおいて相対する第１主面１１１および第２主面１１２と、積層方向Ｔに直交する幅方向Ｗにおいて相対する第１側面１１３および第２側面１１４と、積層方向Ｔおよび幅方向Ｗの両方に直交する長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面１１５および第２端面１１６とを含んでいる。

図１および図２に示すように、外部電極１２０は、本体部１１０の表面に設けられている。本実施形態に係る電子部品１００においては、外部電極１２０は、第１外部電極１２０Ａと、第２外部電極１２０Ｂとを含んでいる。第１外部電極１２０Ａは、第１端面１１５に設けられている。第２外部電極１２０Ｂは、第２端面１１６に設けられている。

複数の内部電極層１４０は、第１外部電極１２０Ａに接続された複数の第１内部電極層１４０Ａ、および、第２外部電極１２０Ｂに接続された複数の第２内部電極層１４０Ｂを含んでいる。図２に示すように、第１内部電極層１４０Ａは、第２内部電極層１４０Ｂと対向している対向部１４１Ａ、および、第１端面１１５に引き出されている引出部１４２Ａとを含む。また、第２内部電極層１４０Ｂは、第１内部電極層１４０Ａと対向している対向部１４１Ｂ、および、第２端面１１６に引き出されている引出部１４２Ｂを含んでいる。

図１～図３に示すように、積層体である本体部１１０は、内層部Ｃと第１外層部Ｘ１と第２外層部Ｘ２と、第１サイドマージン部Ｓ１と第２サイドマージン部Ｓ２と第１エンドマージン部Ｅ１と第２エンドマージン部Ｅ２とに区画される。

内層部Ｃは、第１内部電極層１４０Ａの対向部１４１Ａおよび第２内部電極層１４０Ｂの対向部１４１Ｂが積層方向Ｔに積層されていることにより静電容量を有している。第１外層部Ｘ１は、積層方向Ｔにおいて内層部Ｃの第１主面１１１側に位置する。第２外層部Ｘ２は、積層方向Ｔにおいて内層部Ｃの第２主面１１２側に位置している。

第１サイドマージン部Ｓ１は、幅方向Ｗにおいて内層部Ｃの第１側面１１３側に位置する。第２サイドマージン部Ｓ２は、幅方向Ｗにおいて内層部Ｃの第２側面１１４側に位置する。第１エンドマージン部Ｅ１は、長さ方向Ｌにおいて内層部Ｃの第１端面１１５側に位置している。第２エンドマージン部Ｅ２は、長さ方向Ｌにおいて内層部Ｃの第２端面１１６側に位置している。

第１サイドマージン部Ｓ１の幅方向Ｗの寸法、第２サイドマージン部Ｓ２の幅方向Ｗの寸法、第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法、および、第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法の各々は、電子部品１００を小型化するという観点から、電子部品１００の絶縁抵抗が低下しない程度に小さくすることが好ましい。本実施形態においては、後述するように、電子部品１００の絶縁抵抗の低下が抑制できるため、上記の各寸法を比較的小さくすることができる。たとえば、第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法および第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法の各々は、１０μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。

内層部Ｃに含まれる複数の誘電体層１３０の各々の厚さは、０．４μｍ以上０．６μｍ以下であることが好ましく、０．４μｍ以上０．４５μｍ以下であることがより好ましい。

なお、本実施形態においては、電子部品１００は、長さ方向Ｌの寸法が２．０ｍｍ以下であり、幅方向Ｗの寸法が１．２５ｍｍ以下であり、積層方向Ｔの寸法が１．２５ｍｍ以下である。電子部品１００の外形寸法は、電子部品１００を光学顕微鏡によって観察することにより測定することができる。

誘電体層１３０は、ＢａまたはＴｉを含むペロブスカイト型化合物で構成されている。誘電体層１３０を構成する材料としては、ＢａＴｉＯ₃、ＣａＴｉＯ₃、ＳｒＴｉＯ₃またはＣａＺｒＯ₃などを主成分とする誘電体セラミックスを用いることができる。また、これらの主成分に、副成分として、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、Ａｌ化合物、Ｖ化合物または希土類化合物などが添加された材料を用いてもよい。誘電体層１３０を構成する材料の比誘電率は１０００以上である。

複数の内部電極層１４０の各々の厚さは、０．３μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましい。複数の内部電極層１４０の各々が誘電体層１３０を隙間なく覆っている被覆率は、５０％以上９５％以下であることが好ましい。

内部電極層１４０を構成する材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｄおよびＡｕからなる群より選ばれる１種の金属、または、この金属を含む合金で構成されており、たとえばＡｇとＰｄとの合金などを用いることができる。内部電極層１４０は、誘電体層１３０に含まれる誘電体セラミックスと同一組成系の誘電体の粒子を含んでいてもよい。

図２に示すように、本実施形態において、外部電極１２０は、下地電極層１２１と、第１Ｎｉ(ニッケル)めっき層１２２と、第２Ｎｉめっき層１２３と、上側めっき層１２４とを含んでいる。

本実施形態において、下地電極層１２１は、積層体である本体部１１０に導電性ペーストが塗布されて焼き付けられた、焼き付け層である。下地電極層１２１は、金属とガラスとを含んでいる。下地電極層１２１に含まれる上記金属は、Ｃｕ(銅)、Ａｇ(銀)、Ａｕ(金)、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｎ（スズ）、または、これらのいずれかを有する合金を含んでいる。本実施形態において、上記金属は、具体的にはＣｕである。上記ガラスは、たとえば、Ｓｉを含んでいる。

下地電極層１２１は、ＢａＴｉＯ₃などの金属酸化物をさらに含んでいてもよい。また、下地電極層１２１は、樹脂成分をさらに含んでいてもよい。樹脂成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などが挙げられる。樹脂成分は、エポキシ樹脂またはフェノール樹脂であることが好ましい。下地電極層１２１が金属と樹脂成分とを含む場合、下地電極層１２１は、たとえば、金属のフィラーを有する樹脂電極層である。

下地電極層１２１は、積層された複数の層で構成されていてもよい。下地電極層１２１は、内部電極層１４０と同時に焼成された層であってもよい。

第１Ｎｉめっき層１２２は、下地電極層１２１上に形成されている。第１Ｎｉめっき層１２２は、実質的に金属Ｎｉのみで構成されている。なお、第１Ｎｉめっき層１２２の形成過程上、第１Ｎｉめっき層１２２には不可避不純物としてＮｉＯ(ニッケル酸化物)が含まれる場合がある。図４に示すように、第１Ｎｉめっき層１２２は、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子１２２Ｇで構成されている。

図２に示すように、第２Ｎｉめっき層１２３は、第１Ｎｉめっき層１２２と上側めっき層１２４との間に位置している。第２Ｎｉめっき層１２３は、実質的に金属Ｎｉのみで構成されている。なお、第２Ｎｉめっき層１２３の形成過程上、第２Ｎｉめっき層１２３には不可避不純物としてＮｉＯ(ニッケル酸化物)が含まれる場合がある。また、図４に示すように、第２Ｎｉめっき層１２３は、平均粒径が９９ｎｍ以上のＮｉ粒子１２３Ｇで構成されている。本実施形態において、第２Ｎｉめっき層１２３を構成するＮｉ粒子１２３Ｇの平均粒径は、第１Ｎｉめっき層１２２を構成するＮｉ粒子１２２Ｇの平均粒径の２．３倍以上である。

本実施形態において、第１Ｎｉめっき層および第２Ｎｉめっき層の合計平均厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、４．５μｍ以下であることがより好ましく、３．７μｍ以下であることがさらに好ましい。また、後述するように、第１Ｎｉめっき層１２２が、より多くの水素原子を吸蔵するという観点から、第１Ｎｉめっき層１２２の厚さは、第２Ｎｉめっき層１２３の厚さより厚いことが好ましい。第１Ｎｉめっき層１２２の厚さが比較的厚いことにより、第１Ｎｉめっき層１２２でより多くの水素原子をトラップすることができる。ひいては、絶縁抵抗が低下することを抑制しつつ、外部電極１２０の全体の平均厚さをより薄くして電子部品１００を小型化することができる。本実施形態において、第１Ｎｉめっき層１２２の厚さは、第２Ｎｉめっき層１２３の厚さの０．０３倍以上１４．５倍以下である。

なお、第２Ｎｉめっき層１２３は、外部電極１２０に含まれていなくてもよい。外部電極１２０が第２Ｎｉめっき層１２３を含んでいない実施形態については後述する。

上側めっき層１２４は、第１Ｎｉめっき層１２２の上方に形成されている。具体的には、上側めっき層１２４は、第２Ｎｉめっき層１２３上に形成されている。本実施形態においては、上側めっき層１２４は、Ｓｎめっき層である。Ｓｎめっき層は、実質的にＳｎのみで構成されている。本実施形態において、上側めっき層１２４の厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、４．５μｍ以下であることがさらに好ましい。

ここで、本発明の実施形態１における第１Ｎｉめっき層１２２を構成するＮｉ粒子１２２Ｇおよび第２Ｎｉめっき層１２３を構成するＮｉ粒子１２３Ｇの各々の測定方法について説明する。

図１、図２および図４に示すように、まず、電子部品１００を研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させた後、この断面を観察する。電子部品１００の研磨においては、集束イオンビーム(ＦＩＢ：Focused Ion Beam)装置を用いる。断面の観察においては、マイクロスコープを用いて、第１Ｎｉめっき層１２２を構成するＮｉ粒子１２２Ｇおよび第２Ｎｉめっき層１２３を構成するＮｉ粒子１２３Ｇの各々の平均粒径を測定する。

図２および図４に示すように、第１Ｎｉめっき層１２２のＮｉ粒子１２２Ｇの測定位置Ｐ１は、積層方向Ｔの中央部であって、長さ方向Ｌにおいて下地電極層１２１から１００ｎｍ離れた部分である。

図５は、本発明の実施形態１に係る電子部品における、Ｎｉ粒子の平均粒径の測定方法を示した模式的な部分断面図である。図５に示すように、測定位置Ｐ１上において、第１Ｎｉめっき層１２２にて互いに隣接する１０個のＮｉ粒子１２２Ｇの合計長さを測定する。この合計長さを１０で割ることにより、第１Ｎｉめっき層１２２のＮｉ粒子１２２Ｇの平均粒径を算出する。

図２および図４に示すように、第２Ｎｉめっき層１２３のＮｉ粒子１２３Ｇの測定位置Ｐ２は、積層方向Ｔの中央部であって、長さ方向Ｌにおいて上側めっき層１２４から１００ｎｍ離れた部分である。この測定位置Ｐ２上において、第２Ｎｉめっき層１２３にて互いに隣接する１０個のＮｉ粒子１２３Ｇの合計長さを測定する。この合計長さを１０で割ることにより、第２Ｎｉめっき層１２３のＮｉ粒子１２３Ｇの平均粒径を算出する。

次に、各構成の寸法の測定方法について説明する。
内層部Ｃに含まれる誘電体層１３０および内部電極層１４０の各々の厚さは、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、長さ方向Ｌに直交する断面を露出させる。露出させた断面を走査型電子顕微鏡で観察する。次に、露出させた断面の中心を通過する積層方向Ｔに沿った中心線、およびこの中心線から両側に等間隔に２本ずつ引いた線の合計５本の線上における誘電体層１３０および内部電極層１４０の各々の厚さを測定する。誘電体層１３０の５つの測定値の平均値を、誘電体層１３０の厚さとする。内部電極層１４０の５つの測定値の平均値を、内部電極層１４０の厚さとする。

なお、露出させた断面を積層方向Ｔにおいて４等分する境界線上に位置する上部、中央部および下部の各々において、上記５本の線上における誘電体層１３０および内部電極層１４０の各々の厚さを測定し、誘電体層１３０の測定値の平均値を誘電体層１３０の厚さとし、内部電極層１４０の測定値の平均値を内部電極層１４０の厚さとしてもよい。

積層体である本体部１１０の幅方向Ｗの寸法、および、本体部１１０の積層方向Ｔの寸法の各々は、本体部１１０において第１外部電極１２０Ａおよび第２外部電極１２０Ｂに覆われていない部分を、光学顕微鏡によって観察することにより測定する。測定位置は、長さ方向Ｌの中央部とする。

積層体である本体部１１０の長さ方向Ｌの寸法は、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して上記寸法を測定する。測定位置は、積層方向Ｔの中央部とする。

第１外層部Ｘ１の積層方向Ｔの寸法、および、第２外層部Ｘ２の積層方向Ｔの寸法の各々は、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して上記の各寸法を測定する。測定位置は、長さ方向Ｌの中央部とする。

第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法、および、第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法の各々は、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して上記の各寸法を測定する。測定位置は、露出させた断面を積層方向Ｔにおいて４等分する境界線上に位置する上部、中央部および下部とする。これら３箇所における第１エンドマージン部Ｅ１の測定値の平均値を、第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法とし、これら３箇所における第２エンドマージン部Ｅ２の測定値の平均値を、第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法とする。

第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の各々の厚さは、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、長さ方向Ｌに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して測定する。測定位置は、露出させた断面を積層方向Ｔにおいて４等分する境界線上に位置する上部、中央部および下部とする。これら３箇所における第１サイドマージン部Ｓ１の測定値の平均値を、第１サイドマージン部Ｓ１の幅方向Ｗの寸法とし、これら３箇所における第２サイドマージン部Ｓ２の測定値の平均値を、第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法とする。

下地電極層１２１の厚さは、以下のように測定する。まず、電子部品１００を研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して測定する。測定位置は、積層方向Ｔの中央部とする。

また、第１Ｎｉめっき層１２２、第２Ｎｉめっき層１２３および上側めっき層１２４の各々の厚さについては、以下のように測定する。まず、電子部品１００をＦＩＢ装置により研磨し、幅方向Ｗに直交する断面を露出させる。露出させた断面をマイクロスコープで観察して、上記の各々の厚さを測定する。測定位置は、積層方向Ｔの中央部とする。なお、上側めっき層１２４の厚さについては、蛍光Ｘ線膜厚計を用いて測定してもよい。

以下、本発明の実施形態１に係る電子部品１００の製造方法について説明する。なお、以下に示す電子部品１００の製造方法は、積層セラミックコンデンサの製造方法であって、製造過程の途中段階まで一括して加工処理を行なうことでマザー積層体を製作し、その後にマザー積層体を分断して個片化し、個片化後の軟質積層体にさらに加工処理を施すことによって複数の積層セラミックコンデンサを同時に大量に生産する方法である。

積層セラミックコンデンサである電子部品１００を製造する際には、まず、セラミックスラリーが調製される。具体的には、セラミックス粉末、バインダおよび溶剤などが所定の配合比率で混合され、これによりセラミックスラリーが形成される。

次に、セラミックグリーンシートが形成される。具体的には、セラミックスラリーがキャリアフィルム上においてダイコータ、グラビアコータ、または、マイクログラビアコータなどを用いてシート状に成形されることにより、セラミックグリーンシートが形成される。

次に、マザーシートが形成される。具体的には、セラミックグリーンシートに導電性ペーストが所定のパターンを有するようにスクリーン印刷法またはグラビア印刷法などを用いて印刷されることにより、セラミックグリーンシート上に所定の導電パターンが設けられたマザーシートが形成される。

なお、マザーシートとしては、導電パターンを有するマザーシートの他に、導電パターンが形成されていないセラミックグリーンシートも準備される。

次に、マザーシートが積層される。具体的には、第１外層部Ｘ１を構成する、導電パターンが形成されていないマザーシートが所定枚数積層され、その上に、内層部Ｃを構成する、導電パターンが形成された複数のマザーシートが順次積層され、その上に、第２外層部Ｘ２を構成する、導電パターンが形成されていないマザーシートが所定枚数積層されることにより、マザーシート群が構成される。

次に、マザーシート群が圧着される。静水圧プレスまたは剛体プレスによってマザーシート群が積層方向Ｔに沿って加圧されて圧着されることにより、マザー積層体が形成される。

次に、マザー積層体が分断される。具体的には、押し切りまたはダイシングによってマザー積層体がマトリックス状に分断され、複数の軟質積層体に個片化される。

次に、軟質積層体がバレル研磨される。具体的には、軟質積層体が、セラミック材料よりも硬度の高いメディアボールとともにバレルと呼ばれる小箱内に封入され、当該バレルを回転させることにより、軟質積層体の角部および稜線部に曲面状の丸みがもたされる。

次に、軟質積層体が焼成される。具体的には、軟質積層体が所定の温度に加熱され、これにより誘電体セラミックス材料が焼成される。焼成温度は、誘電体セラミックス材料の種類に応じて適宜設定され、たとえば、９００℃以上１３００℃以下の範囲内で設定される。

次に、積層体である本体部１１０の表面に下地電極層が形成される。具体的には、第１外部電極１２０Ａおよび第２外部電極１２０Ｂの各々の下地電極層１２１が、各種の薄膜形成法、各種の印刷法またはディップ法などにより形成される。たとえば、ディップ法により下地電極層を形成する場合、本体部１１０の第１端面１１５および第２端面１１６に導電性ペーストを塗布した後、導電性ペーストを焼き付ける。導電性ペーストは、有機溶剤と金属粒子とガラスとを含む。本実施形態においては、焼付け温度は、８４０℃である。

次に、めっき処理により下地電極層１２１を覆うように第１Ｎｉめっき層１２２、第２Ｎｉめっき層１２３および上側めっき層１２４が順次電解めっきにより形成される。上記各電極が形成されることにより、第１外部電極１２０Ａおよび第２外部電極１２０Ｂが構成される。

本実施形態において、第１Ｎｉめっき層１２２および第２Ｎｉめっき層１２３は、バレル電気めっき装置を用いた電解めっきにより形成される。第１Ｎｉめっき層１２２の第１Ｎｉ粒子１２２Ｇおよび第２Ｎｉめっき層１２３の第２Ｎｉ粒子１２３Ｇの各々の平均粒径は、上記電解めっきで用いるめっき液中の金属イオン濃度、めっき液に含まれる添加剤の種類および濃度、電解めっき時に印加する電流の電流値、処理温度、または、めっき液の攪拌の強度などの加工条件を制御することによって、適宜設定することができる。たとえば、めっき液中における添加剤の濃度が大きいほど、Ｎｉ粒子の平均粒径は小さくなる。印加する電流の電流値が大きいほど、Ｎｉ粒子の平均粒径は小さくなる。めっき液の温度が高いほど、Ｎｉ粒子の平均粒径は小さくなる。

バレル電気めっき装置を用いた電解めっきの加工条件を制御することで、Ｎｉめっきの平均粒径を設定するときの加工条件の一例を下記表１に示す。なお、下記表１において、使用した添加剤はサッカリンである。

表１に示すように、加工条件１、加工条件２および加工条件３の各々は、印加する電流の電流値が互いに異なっている。表１に示すように、電流値が大きいほど、形成されるＮｉめっきのＮｉ粒子の粒径が小さくなっていることがわかる。

なお、添加剤としては、サッカリンの他に、ベンゼンスルホン酸、ベンゾチアゾール、チオ尿素、ベンゼルアセトン、ポリエチレングリコール、ブチンジオール、または、プロパルギルアルコール等を用いることができる。

なお、第１Ｎｉめっき層および第２Ｎｉめっき層を電解めっきにより形成した際には、水素イオンの還元反応により水素原子が生じる。この水素原子が、第１Ｎｉめっき層１２２および第２Ｎｉめっき層の各々に吸蔵される。吸蔵された水素原子は、外部電極１２０中を自由に移動することが可能となる。

上記の一連の工程を経ることにより、積層セラミックコンデンサである、本発明の実施形態１に係る電子部品１００が製造される。

以下、電子部品において、第１Ｎｉめっき層１２２のＮｉ粒子１２２Ｇの平均粒径Ｄ_N1、第２Ｎｉめっき層１２３のＮｉ粒子１２３Ｇの平均粒径Ｄ_N2、第１Ｎｉめっき層１２２の厚さＴ_N1、および、第２Ｎｉめっき層１２３の厚さＴ_N2の各々を変更したときの、電子部品１００における加速試験後の絶縁抵抗およびはんだ濡れ性の変化を評価した、第１の実験例について説明する。

本実験例においては、各実施例および各比較例に係る電子部品の長さ方向Ｌの寸法が１．１０ｍｍ、幅方向Ｗの寸法が０．６００ｍｍ、積層方向Ｔの寸法が０．６００ｍｍとなるように、電子部品を製造した。また、各実施例および各比較例に係る電子部品は、内層部Ｃに含まれる複数の誘電体層１３０の各々の厚さが０．６０μｍ、内層部Ｃに含まれる複数の内部電極層１４０の各々の厚さが０．５０μｍ、第１エンドマージン部Ｅ１の長さ方向Ｌの寸法および第２エンドマージン部Ｅ２の長さ方向Ｌの寸法の各々が４０μｍ、第１サイドマージン部Ｓ１および第２サイドマージン部Ｓ２の幅方向Ｗの寸法の各々が２０μｍ、第１外層部Ｘ１の積層方向Ｔの寸法および第２外層部Ｘ２の積層方向Ｔの寸法の各々が３０μｍとなるように製造した。

本実験例においては、Ｎｉ粒子の平均粒径の測定に用いるＦＩＢ装置として、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製の「ＳＭＩ－３０５０Ｒ」を使用した。

また、加速試験は、高温高湿度の槽内にて、電子部品に電圧を印加することにより行った。まず、各実施例および各比較例に係る電子部品を、１２５℃、相対湿度９５％ＲＨの雰囲気を有する槽内に設置した。そして、槽内に設置した電子部品について、１Ｖの直流電圧を第１外部電極１２０Ａと第２外部電極１２０Ｂとの間に印加した状態で、１００時間維持した。このように処理された電子部品について、絶縁抵抗値を測定し、加速試験前の状態での絶縁抵抗値に対して９０％以下となった電子部品を「不良」と判定した。

はんだ濡れ性の評価は、株式会社レスカ製のソルダーチェッカー(品番：ＳＡＴ－５１００)を使用して、はんだ小球平衡法により行なった。なお、エージングは、不飽和型ＰＣＴ装置を用いて、温度が１０５℃、相対湿度が１００％以下ＲＨ、気圧が１．２２×１０⁵Ｐａの雰囲気下で４時間行った。また、はんだの組成はＳｎ－３．０Ａｇ－０．５Ｃｕ、はんだの質量は２５±２．５ｍｇ、鉄芯の直径は２ｍｍ、フラックスは、ロジンを２５ｗｔ％と２－プロパノール（イソプロピルアルコール）とを含むもの、はんだ側のフラックスの量は２０±１μＬ、浸漬速度は１ｍｍ／ｓ、浸漬深さは０．１ｍｍ、浸漬時間は１０秒、測定レンジは５ｍＮ、試験温度は２３０±３℃とした。上記条件のもと、はんだ接触時から、はんだとの接触角が９０度に戻るまでの時間Ｔ₀を測定した。測定の結果、時間Ｔ₀が４．０秒以下のものを「良好」、４．０秒超のものを「不良」と判定した。

各実施例および各比較例に係る電子部品について、加速試験後の絶縁抵抗およびはんだ濡れ性を評価した結果を下記表２から表４に示す。表２から表４においては、各実施例および各比較例について１０個のサンプルの絶縁抵抗値を測定した結果、「不良」と判定された数が０個の場合に「Ａ」、１個以上３個以下の場合に「Ｂ」、４個以上の場合に「Ｃ」として、加速試験後の絶縁抵抗の評価結果を示している。また、表２から表４においては、各実施例および各比較例について１０個のサンプルの時間Ｔ₀を測定した結果、「不良」と判定された数が０個だった場合に「Ａ」、１個以上３個以下だった場合に「Ｂ」、４個以上だった場合に「Ｃ」として、はんだ濡れ性の評価結果を示している。

表２から表４に示すように、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1が５２ｎｍ超である比較例１～８、および、第１Ｎｉめっき層を有さない比較例９および１０においては、加速試験後の絶縁抵抗の評価が「Ｂ」または「Ｃ」となっている。すなわち、各比較例に係る電子部品は、絶縁抵抗が低下する傾向がある。

絶縁抵抗が低くなる原因としては、以下のことが考えられる。上述したように、第１Ｎｉめっき層および第２Ｎｉめっき層を電解めっきにより形成した際に、水素原子が生じる。上記の各比較例に係る電子部品においては、この水素原子が、金属成分を有する外部電極中を自由に移動可能であり、水素原子は本体部内にも拡散する。本体部内に拡散した水素原子は、本体部の絶縁抵抗の低下を生じさせる。

しかしながら、表２から表４に示すように、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1が、５２ｎｍ以下である実施例１～実施例２６は、加速試験後の絶縁抵抗の評価が「Ａ」となっている。すなわち、各実施例に係る電子部品は、絶縁抵抗が低下することが抑制されている。

絶縁抵抗の低下が抑制されている理由は、以下のように考えられる。
図６は、本発明の第１の実験例における比較例に係る電子部品において、外部電極の表面からの深さに対する、外部電極中の水素原子濃度の変化を測定した結果の一例を、模式的に示すグラフである。図７は、本発明の第１の実験例における実施例に係る電子部品において、外部電極の表面からの深さに対する、外部電極中の水素原子濃度の変化を測定した結果の一例を、模式的に示すグラフである。

図６および図７においては、第１Ｎｉめっき層および第２Ｎｉめっき層の両方を有する電子部品について測定した結果を示している。当該水素原子濃度は、たとえば、ダイナミック二次イオン質量分析法(Ｄ－ＳＩＭＳ：Dynamic－Secondary Ion Mass Spectrometry)により測定することができる。本実験例において、水素原子濃度は、Ｃａｍｅｃａ社製の「ＩＭＳ－６ｆ」を用いて、ダイナミック二次イオン質量分析法(Ｄ－ＳＩＭＳ：Dynamic－Secondary Ion Mass Spectrometry)により測定した。

図６に示すように、比較例に係る電子部品については、外部電極内において、第１Ｎｉめっき層の水素原子濃度と第２Ｎｉめっき層の水素原子濃度とが略同一となっている。これに対して、図７に示すように、各実施例に係る電子部品については、外部電極内において、第１Ｎｉめっき層の水素原子濃度が最も高くなっている。さらに、図６および図７に示すように、比較例に係る電子部品の下地電極層の水素原子濃度より、実施例に係る電子部品の下地電極層の水素原子濃度が、低くなっている。

したがって、図６および図７に示すように、本実験例における各実施例に係る電子部品においては、第１Ｎｉめっき層１２２が水素原子をトラップするため、下地電極層１２１に拡散する水素原子が比較的少なくなり、ひいては、下地電極層１２１を介して本体部１１０に拡散する水素原子が比較的少なくなっていると考えられる。本体部１１０中の水素原子が少なければ、誘電体層１３０を拡散する水素原子も少なくなる。このようにして、上記各実施例に係る電子部品１００においては、絶縁抵抗の低下が抑制されていると考えられる。

また、表２から表４に示すように、各実施例においては、第１Ｎｉめっき層は、Ｎｉ粒子の平均粒径が５２ｎｍ以下であり、比較的小さい粒径のＮｉ粒子で構成されている。すなわち、各実施例における第１Ｎｉめっき層は、Ｎｉ粒子の粒界面積が大きい。このため、各実施例において、外部電極１２０中を拡散している水素原子は、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の界面上に溜まりやすくなると考えられる。

次に、はんだ濡れ性の評価結果について説明する。また、表２に示すように、第２Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N2が、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1の２．３倍以上である実施例１～５、７、８に係る電子部品は、はんだ濡れ性の評価が「Ａ」である。一方、第２Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N2が、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1の２．３倍未満である実施例６、９に係る電子部品は、はんだ濡れ性の評価が「Ｃ」となっている。すなわち、第２Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N2が、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1の２．３倍以上であると、はんだ濡れ性が向上していることがわかる。

はんだ濡れ性が向上している理由については以下のように考えられる。外部電極１２０にはんだを付着させる際、はんだは、上側めっき層１２４を溶融させた後、第２Ｎｉめっき層１２３上を濡れ広がる。ここで、実施例１～５、７、８に係る電子部品は、上記の構成により、第２Ｎｉめっき層１２３を構成するＮｉ粒子１２３Ｇの平均粒径が比較的大きくなっているため、第２Ｎｉめっき層１２３では、Ｎｉの酸化が抑制されている。このため、酸化が抑制された第２Ｎｉめっき層１２３の表面上においては、濡れ性が向上するものと考えられる。ひいては、外部電極１２０にはんだを付着させた際のはんだ濡れ性が向上するものと考えられる。

また、表３および表４に示すように、第１Ｎｉめっき層の厚さＴ_N1が、第２Ｎｉめっき層の厚さＴ_N2の０．０３倍以上である実施例１１～１８、２０～２６に係る電子部品は、絶縁抵抗の低下が抑制されている。第１Ｎｉめっき層の厚さＴ_N1が、第２Ｎｉめっき層の厚さＴ_N2の１４．５倍以下である実施例１０～２６に係る電子部品は、はんだ濡れ性が向上している。

表２に示すように、第２Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N2が９９ｎｍ以上である実施例１～５、７、８に係る電子部品は、第２Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N2が９９ｎｍ未満である実施例６、９に係る電子部品と比較して、はんだ濡れ性が向上している。

以上のように、本発明の実施形態１に係る電子部品１００は、第１Ｎｉめっき層１２２が、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子で構成されている。

これにより、第１Ｎｉめっき層１２２から本体部１１０へ水素原子が拡散することを抑制することができる。ひいては、電子部品１００の電気的特性低下を抑制することができる。

本実施形態において、第２Ｎｉめっき層１２３を構成するＮｉ粒子１２３Ｇの平均粒径は、第１Ｎｉめっき層１２２を構成するＮｉ粒子の平均粒径の２．３倍以上である。

これにより、第２Ｎｉめっき層１２３の表面では酸化が抑制されることで、はんだ濡れ性が向上する。ひいては、外部電極１２０のはんだ濡れ性を向上させることができる。

本実施形態において、第１Ｎｉめっき層１２２の厚さは、第２Ｎｉめっき層１２３の厚さの０．０３倍以上である。

これにより、水素原子のトラップが可能な第１Ｎｉめっき層１２２が、所定の厚さを有するように設けられているため、より多くの水素原子をトラップすることができる。ひいては、電子部品１００の電気的特性の低下を抑制することができる。

本実施形態において、第１Ｎｉめっき層１２２の厚さは、第２Ｎｉめっき層１２３の厚さの１４．５倍以下である。

これにより、第２Ｎｉめっき層１２３が所定の厚さを確保できるため、上側めっき層１２４がはんだの付着によって溶融したときに、第２Ｎｉめっき層１２３とともに第１Ｎｉめっき層１２２が露出することを抑制できる。よって、外部電極１２０のはんだ濡れ性が低下することを抑制することができる。

本実施形態において、第２Ｎｉめっき層１２３は、平均粒径が９９ｎｍ以上のＮｉ粒子で構成されている。

これにより、第２Ｎｉめっき層１２３のＮｉ粒子１２３Ｇ表面酸化が抑制され、第２Ｎｉめっき層１２３のはんだ濡れ性が向上する。よって外部電極１２０のはんだ濡れ性を向上させることができる。

本実施形態において、下地電極層１２１は、金属を含んでいる。これにより、下地電極層１２１において所定の電気伝導率を確保できる。

本実施形態において、下地電極層１２１は、金属酸化物をさらに含んでいてもよい。これにより、本体部１１０と下地電極層１２１とを同時に焼成することにより形成する場合においては、下地電極層１２１と本体部１１０との固着力を向上させることができる。ひいては、外部電極１２０全体の厚さを薄くすることができる。

本実施形態において、下地電極層１２１は、ガラスをさらに含んでいる。これにより、導電性ペーストを本体部１１０に塗布して下地電極層１２１を設ける際に、上記ガラスが、導電性ペーストに含まれる焼結助剤と本体部１１０とを、互いに十分な強度で固着させることができる。

本実施形態において、下地電極層１２１は、樹脂成分をさらに含んでいてもよい。これにより、電子部品１００が基板に実装された際に、基板のたわみに対して下地電極層１２１の強度を向上させることができる。

本実施形態において、下地電極層１２１に含まれる上記金属は、Ｃｕ(銅)、Ａｇ(銀)、Ａｕ(金)、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｎ（スズ）、または、これらのいずれかを有する合金を含んでいる。

これにより、下地電極層１２１に比較的高い導電性を付与することができる。
本実施形態に係る電子部品１００は、積層セラミックコンデンサである。

本実施形態における電子部品１００は、下地電極層１２１中への水素原子の拡散が抑制されている。よって、積層セラミックコンデンサの本体部１１０に含まれるセラミックスが水素原子で還元されることを抑制できる。ひいては、水素原子によるセラミックスの還元によって積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗が低下することを、抑制することができる。

(実施形態２)
以下、本発明の実施形態２に係る電子部品について説明する。本発明の実施形態２に係る電子部品は、外部電極が第２Ｎｉめっき層を含んでいない点で、本発明の実施形態１に係る電子部品１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係る電子部品と同様である構成については説明を繰り返さない。

図８は、本発明の実施形態２に係る電子部品を示す断面図である。なお、図８においては、図２と同一の断面視にて図示している。図８に示すように、本発明の実施形態２に係る電子部品２００においては、上側めっき層１２４は、第１Ｎｉめっき層２２２上に形成されている。

次に、本実施形態に係る電子部品２００における加速試験後の絶縁抵抗を評価した第２の実験例について説明する。第２の実験例における各測定条件および絶縁抵抗の評価方法は、本発明の実施形態１における第１の実験例と同様である。

第２の実験例において、各実施例および各比較例に係る電子部品について、加速試験後の絶縁抵抗を評価した結果を下記表５に示す。

表５に示すように、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1が５２ｎｍ超である比較例１１～１５においては、加速試験後の絶縁抵抗の評価が「Ｂ」または「Ｃ」となっている。一方、第１Ｎｉめっき層のＮｉ粒子の平均粒径Ｄ_N1が、５２ｎｍ以下である実施例２７～実施例３２は、加速試験後の絶縁抵抗の評価が「Ａ」となっている。すなわち、第２の実験例においても、各実施例に係る電子部品は、絶縁抵抗の低下が抑制されている。

以上により、本発明の実施形態２においても、第１Ｎｉめっき層２２２は、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子１２２Ｇで構成されているため、第１Ｎｉめっき層２２２から本体部１１０へ水素原子が拡散することを抑制することができる。ひいては、電子部品１００の特性低下を抑制することができる。

上述した実施形態の説明において、組み合わせ可能な構成を相互に組み合わせてもよい。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１００，２００電子部品、１１０本体部、１１１第１主面、１１２第２主面、１１３第１側面、１１４第２側面、１１５第１端面、１１６第２端面、１２０外部電極、１２０Ａ第１外部電極、１２０Ｂ第２外部電極、１２１下地電極層、１２２，２２２第１Ｎｉめっき層、１２２Ｇ，１２３ＧＮｉ粒子、１２３第２Ｎｉめっき層、１２４上側めっき層、１３０誘電体層、１４０内部電極層、１４０Ａ第１内部電極層、１４０Ｂ第２内部電極層、１４１Ａ，１４１Ｂ対向部、１４２Ａ，１４２Ｂ引出部、Ｃ内層部、Ｅ１第１エンドマージン部、Ｅ２第２エンドマージン部、Ｐ１，Ｐ２測定位置、Ｓ１第１サイドマージン部、Ｓ２第２サイドマージン部、Ｘ１第１外層部、Ｘ２第２外層部。

Claims

本体部と、
前記本体部の表面に設けられた外部電極とを備え、
前記外部電極は、下地電極層と、該下地電極層上に形成された第１Ｎｉ(ニッケル)めっき層と、該第１Ｎｉめっき層の上方に形成された上側めっき層とを含み、
前記第１Ｎｉめっき層は、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子で構成されており、
前記外部電極は、前記第１Ｎｉめっき層と前記上側めっき層との間に位置する第２Ｎｉめっき層をさらに含み、
前記第２Ｎｉめっき層を構成するＮｉ粒子の平均粒径は、前記第１Ｎｉめっき層を構成するＮｉ粒子の平均粒径の２．３倍以上であり、かつ、前記第１Ｎｉめっき層および前記第２Ｎｉめっき層の合計平均厚さが、０．５μｍ以上３．７μｍ以下であり、
前記外部電極内において、各層の水素原子濃度のうち前記第１Ｎｉめっき層の水素原子濃度が最も高くなっている、電子部品。
前記第１Ｎｉめっき層の厚さは、前記第２Ｎｉめっき層の厚さの０．０３倍以上である、請求項１に記載の電子部品。
前記第１Ｎｉめっき層の厚さは、前記第２Ｎｉめっき層の厚さの１４．５倍以下である、請求項２に記載の電子部品。
本体部と、
前記本体部の表面に設けられた外部電極とを備え、
前記外部電極は、下地電極層と、該下地電極層上に形成された第１Ｎｉ(ニッケル)めっき層と、該第１Ｎｉめっき層の上方に形成された上側めっき層とを含み、
前記第１Ｎｉめっき層は、平均粒径が５２ｎｍ以下のＮｉ粒子で構成されており、
前記外部電極は、前記第１Ｎｉめっき層と前記上側めっき層との間に位置する第２Ｎｉめっき層をさらに含み、
前記第２Ｎｉめっき層は、平均粒径が９９ｎｍ以上のＮｉ粒子で構成されており、かつ、前記第１Ｎｉめっき層および前記第２Ｎｉめっき層の合計平均厚さが、０．５μｍ以上３．７μｍ以下であり、
前記外部電極内において、各層の水素原子濃度のうち前記第１Ｎｉめっき層の水素原子濃度が最も高くなっている、電子部品。
前記第１Ｎｉめっき層の厚さは、前記第２Ｎｉめっき層の厚さの０．０３倍以上である、請求項４に記載の電子部品。
前記第１Ｎｉめっき層の厚さは、前記第２Ｎｉめっき層の厚さの１４．５倍以下である、請求項５に記載の電子部品。
前記下地電極層は、金属を含む、請求項１または請求項４に記載の電子部品。
前記下地電極層は、金属酸化物をさらに含む、請求項７に記載の電子部品。
前記下地電極層は、ガラスをさらに含む、請求項７に記載の電子部品。
前記下地電極層は、金属酸化物をさらに含む、請求項９に記載の電子部品。
前記下地電極層は、樹脂成分をさらに含む、請求項７に記載の電子部品。
前記下地電極層は、金属酸化物をさらに含む、請求項１１に記載の電子部品。
前記下地電極層は、ガラスおよび樹脂成分をさらに含む、請求項７に記載の電子部品。
前記下地電極層は、金属酸化物をさらに含む、請求項１３に記載の電子部品。
前記金属は、Ｃｕ(銅)、Ａｇ(銀)、Ａｕ(金)、Ｎｉ（ニッケル）、Ｓｎ（スズ）、または、これらのいずれかを有する合金を含んでいる、請求項７に記載の電子部品。
前記電子部品は、積層セラミックコンデンサである、請求項１または請求項４に記載の電子部品。