JPH04188811A - 複合セラミックコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はベアチップの接合体の端部に導電性樹脂層とめ
っき層からなる端子電極を設けた複合セラミックコンデ
ンサ及びその製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 積層セラミックコンデンサは、内部電極として電極材料
を印刷したセラミック誘電体を積層した後、これを焼成
してベアチップを形成し、このベアチップの外面に内部
電極に導通する外部電極を形成して作製される。

この積層セラミックコンデンサを高容量化するための手
段として、構成するセラミック誘電体を大型にしかつ多
層化する方法、或いは構成するセラミック誘電体を高誘
電率化する方法が試みられている。しかし、前者の方法
は多層化が技術的に困難で歩留りの低下が大きく、後者
の方法は量産に適した高誘電率のセラミック誘電体が開
発されていないため、ともに工業上現実的でない。

このため、従来より複数個の積層セラミックコンデンサ
をチップコンデンサの形態で接着剤を介して重合した複
合セラミックコンデンサが高容量化したコンデンサとし
て量産されている。

この複合セラミックコンデンサは、ベアチップの端部に
外部電極を形成した積層セラミックチップコンデンサを
複数個それぞれ外部電極を揃えて接着剤により重合した
後、第６図に示すように、重合して得られた接合体１の
端部に金属板２をはんだ又は熱硬化型導電性樹脂の導電
性接合剤３により接着して接合体端部に現れる複数の外
部電極４同士を導通するようにしている。

、［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記金属板を基板上に共晶はんたにより２３０
℃の温度ではんだ付けして複合セラミ・ンクコンデンサ
を基板に実装するときに、導電性接合剤としてはんだを
用いた場合には、金属板のはんだ付けは共晶はんだより
高い、例えば２９０　’Ｃ以上の高温で行われる。

このため、従来の複合セラミックコンデンサは金属板の
高温のはんだ付は時に接合体に対して熱衝撃が大きいた
め、外部電極内側のベアチップにクラックが生じ易く、
コンデンサの絶縁抵抗か劣化し易い。また高温ではんだ
付けするため、電極のはんだ食われを生じ易い。これを
回避するために、ベアチップの外部電極である焼付は電
極層にＰｄ、Ｐｔ等の高価な貴金属材料を用いるか、或
いは焼付は電極層の表面に耐熱性のあるＮｉめっき層を
形成する必要があり、結果としてコンデンサの製造コス
トを押上げる問題点があった。

また導電性接合剤として熱硬化型導電性樹脂を用いた場
合には、接合体の端部に金属板を接着する際に導電性樹
脂が金属板の外側に容易にはみ出るため、第一に接合体
の端部を汚して複合セラミックコンデンサの見栄えを悪
くし、第二に金属板を基板にはんだ付けするときに導電
性樹脂にはんだが乗らず、はんだ乗り不良を起こす問題
点があった。

更にいずれの導電性接合剤を用いた場合にも、接合体端
部において金属板の煩雑な接着作業を行わなければなら
ない不具合もあった。

本発明の目的は、高容量で高耐電圧の性能を有し、コン
デンサとして要求される各種特性に優れた複合セラミッ
クコンデンサを提供することにある。

また本発明の別の目的は、安価にかつ容易にしかも見栄
えよく製造し得る複合セラミックコンデンサの製造方法
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、金属板を用いることなく上記熱硬化型導
電性樹脂を端子電極の主体とすることにより、本発明に
到達した。

第１図に示すように、本発明の複合セラミックコンデン
サ１０は、内部電極１５ａ（第１図拡大図）を有するベ
アチップ１１，１２，１３，１４゜１５を複数個接合し
て形成された接合体１７の端部に、全ての内部電極１５
ａ（他の４つの内部電極は図示せず、以下同じ。）を電
気的に並列接続する導電性樹脂層１８と、この樹脂層を
被覆するめっき層１９ａ、１９ｂとが端子電極２０とし
て設けられたものである。

以下、本発明を詳述する。

本発明の複合セラミックコンデンサ１０を構成するベア
チップ１１〜１５は、内部電極１５ａを有するセラミッ
ク誘電体１１ｂ〜１５ｂが複数個積層焼成されて形成さ
れる。本明細書で、ベアチップとは公知の積層セラミッ
クチップコンデンサの外部電極が付いていない構造のも
のをいう。セラミック誘電体には、鉛系、チタン酸バリ
ウム系の誘電体が用いられ、内部電極にはＰｄ、Ｐｔ。

Ａ　ｇ／Ｐ　ｄ等の貴金属、或いはＮｉ、Ｆｅ、Ｃ。

等の卑金属が用いられる。

本発明の複合セラミックコンデンサ１０は、上記ベアチ
ップ１１〜１５を複数個それぞれチップ端部を揃えて接
着剤１６を介して重合して形成される。ベアチップの重
合数は、第１図及び第２図〜第４図では５個の例を示す
が、本発明はこれに限らない。この重合数は２個以上で
あって、要求される静電容量、ベアチップの厚み等に応
じて決められる。接着剤１６としてはエポキシ系、シリ
コーン系の樹脂接着剤が使用される。重合して得られた
接合体１７の端部には全ての内部電極１５ａを電気的に
並列接続する導電性樹脂層１８が設けられ、この樹脂層
１８の表面にめっき層１９ａ。

１９ｂが設けられる。導電性樹脂層１８及びめっき層１
９ａ、１９ｂにより端子電極２０が形成される。

導電性樹脂層１８は熱硬化型導電性合成樹脂からなり、
６０〜７０μｍの厚みを有する。この熱硬化型導電性樹
脂としては導電性があれば特に制限はないが、１００〜
２５０℃の比較的低温で硬化し、しかも２３０℃程度の
通常のはんだ付は処理では劣化しない材質のものが好ま
しい。例示すれば、フェノール系、キシレン系、ウレタ
ン系樹脂等が挙げられる。

まためっき層はＮｉ、Ｓｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂの少
なくとも１種のめっき層により構成される。導電性樹脂
層１８の上に厚みが１〜２μｍのＮｉめっき層１９ａを
形成した後、このＮｉめっき層１９ａの上に厚みが４〜
５μｍのＳｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂめっき層１９ｂを
形成することが好ましい。Ｎｉ層を内層にしてＳｎ又は
Ｓ　ｎ　／　Ｐ　ｂ層を外層にし、各めっき層の厚みを
上記範囲にするのは、導電性樹脂層を耐熱性のあるＮｉ
でより確実に保護し、かつＳｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂ
層で端子電極のはんだ濡れ性を高め、Ｎｉの酸化を防止
するためである。

これらのめっき層１９ａ、１９ｂは、無電解及び電解め
っき等をバレルめっきで行うことにより形成される。め
っき浴はＮｉ、Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂともそれぞれ公知の
ものを使用する。

本発明の複合セラミックコンデンサを製造するには、先
ず複数個のベアチップを作製する。このベアチップは、
内部電極として電極材料を印刷したセラミック誘電体を
積層した後、これを焼成して形成される。

次いで第２図及び第３図に示すように、本発明の複合セ
ラミックコンデンサ１０は、複数個のベアチップ１１，
１２，１３，１４．１５かそれぞれチップ端部を揃えて
接着剤１６を介して重合され、所定の圧力でチップコン
デンサ１１〜１５を圧着して接合体１７に形成される。

次に第４図及び第５図に示すように、接合体１７の端部
には複数個のベアチップ１１〜１５の各端部を被包する
ようにペースト状の熱硬化型導電性合成樹脂が塗布され
る。塗布後、合成樹脂の硬化温度で３０分間程度加熱し
て導電性樹脂層１８を接合体１７の端部に固着形成する
。

更にこの導電性樹脂層１８の表面にＮｉめっき層１９ａ
に形成し、Ｎｉめっき層１９ａの表面にＳｎ又はＳ　ｎ
　／　Ｐ　ｂめっき層１９ｂを形成すると、第１図に示
す複合セラミックコンデンサ１ｏが得られる。なお、導
電性樹脂層１８の表面にＳｎ又はＳ　ｎ　／　Ｐ　ｂめ
っき層１９ｂだけ形成してもよい。

［作　用］ 本発明の複合セラミックコンデンサでは、従来の金属板
の機能を導電性樹脂層が果し、この樹脂層はめっき層に
より耐熱性、はんだ濡れ性が高まる。

［発明の効果］ 以上述べたように、従来金属板を接合体の端部に高温は
んだではんだ付けしていたため、積層セラミックチップ
コンデンサの外部電極に熱的損傷が生じていたものを、
本発明によれば、上記金属板に代わりに導電性樹脂層を
接合体の端部に固着形成したので、従来の複合セラミッ
クコンデンサと同等又はそれ以上の高容量で高耐電圧の
コンデンサ特性を具備し得るとともに、はんだ付けに起
因した積層チップコンデンサの外部電極の欠陥を防止す
ることができ、信頼性の高い複合セラミックコンデンサ
が得られる。

また導電性樹脂層をめっき層で被覆することにより、樹
脂層の耐熱性、はんだ濡れ性を向上させることができる
。

また金属板を用いないため、複合セラミックコンデンサ
の端子電極の構成が単純化し、煩雑な金属板の接合作業
が不要となり、コンデンサのコストダウンを実現できる
。

更に熱硬化型導電性合成樹脂の接合体端部におけるはみ
出し汚れがなくなり、外観が良好で見栄えのよい複合セ
ラミックコンデンサが得られる。

［実施例］ 次に本発明の実施例を比較例とともに詳しく説明する。

〈実施例１〉 定格電圧２５Ｖで静電容量４．７μＦの特性を有する長
さ５．７ｍｍＸ幅５．０ｍｍＸ高さ１１ｍｍのベアチッ
プ（ＥＩＡコード２２２０タイプ、三菱鉱業セメント銅
製）を５個用意した。上記ベアチップは、鉛ペロブスカ
イト系のセラミック誘電体にＰｄの内部電極を有する。

５個のベアチップを各チップ端部を揃えてエポキシ系樹
脂接着剤（ウルトラダイン１５１１１　Ｗ−５、四国化
成工業■製）を介して重合した後、１２０℃の温度で自
重により接着して長さ５．７ｍｍＸ幅５．０ｍｍＸ高さ
５．０ｍｍの接合体に形成した。

得られた接合体の端部に端子電極として、厚み６０μｍ
の導電性樹脂層及び厚み６μｍのめつき層を形成した。

導電性樹脂層は接合体の端部を被包するように１００〜
１５０℃の温度で硬化するフェニール系の熱硬化型導電
性樹脂（熱硬化型導電ペーストＨ９１１９、北陸塗料社
製）を均一な厚みで塗布した後、１５０℃で３０分間加
熱して導電性樹脂を硬化させて形成した。

めっき層は導電性樹脂層をめっき下地電極として２層を
次のめっき条件で形成した。

■　Ｎｉめっき（内層） 浴組成（スルファミン酸ニッケルＮｉ浴）ＮｉＳＯ４・
６Ｈ２０５００ｇ／見 ＮｉＣ１４・６ＨｔＯ１５ｇ／愛 ＮｉＢｒ、　　　　　　　　　３０ｇ／Ａｐ　Ｈ４，０ 温度　　　　　　　　　５０℃ 上記組成の浴を用い、電解バレルめっき法で導電性樹脂
層の表面に１〜２μｍ厚のＮｔめっき層を形成した。

■　Ｓ　ｎ　／　Ｐ　ｂめっき（外層）浴組成（カルボ
ン酸はんだめっき浴） 錫（Ｓｎ）　　　　　　１５　ｇ／文 鉛ＣＰｂ）　　　　　　６ｇ／見 ｐ　Ｈ４，５ 温度　　　　　　　　　２５℃ 上記組成の浴を用い、電解バレルめっき法でＮｉめっき
層の表面に１０〜１５μｍ厚のＳｎ／Ｐｂめっき層を形
成し、複合セラミックコンデンサを作製した。

〈比較例１〉 実施例１と同一のベアチップの端部にガラスフリットを
含んだＡｇペーストの焼付は電極層を外部電極として形
成した積層セラミックチップコンデンサ（ＥＩＡコード
２２２０タイプ、三菱鉱業セメント銅製）を５個用意し
、実施例１と同様に重合して接合体を得た。この接合体
の端部に、導電性樹脂層及びめっき層の代わりに、端子
電極として、融点２９０℃の高温クリームはんだを均一
に塗布し、リフロー炉で外部電極同士を電気的に接続し
て複合セラミックコンデンサを得た。

く比較例２〉 実施例１と同一の接合体の端部に５個のチップ端部にわ
たるように実施例１と同一の熱硬化型導電性樹脂を塗布
した。次いでこの樹脂の上から表面をＳ　ｎ／Ｐ　ｂ　
（９：　１）のめっき処理した、板厚が０．１　ｍｍの
銅製の金属板を接合体の端部に所定の圧力で押付けた。

金属板が樹脂を平坦化した状態で１５０℃で３０分間加
熱して金属板を接合体の端部に固着し、複合セラミック
コンデンサを得た。

上記実施例１、比較例１及び比較例２で作製した複合セ
ラミックコンデンサに対して、諸特性を次の方法により
調べた。

（ａ）静電容量（μＦ）及び誘電正接（％）１ｋＨｚ、
ＩＶｒｍｓで測定した。

（ｂ）絶縁抵抗（Ω） ２５Ｖの直流電圧を印加した後、３０秒経過後の抵抗を
測定した。

（ｃ）直流破壊電圧（Ｖ） 昇圧速度７０ｖ／秒で直流電圧を印加し、絶縁破壊を生
じたときの電圧を測定した。

（ｄ）初期不良 定格の２．５倍の電圧を印加したときに破壊したか否か
調べ、破壊した試料数を数えた。

（ｅ）外観不良 端部に熱硬化型導電性樹脂のはみ出し汚れがあるか否か
調べ、汚れた試料数を数えた。

（ｆ）はんだ乗り不良 端部にはんだ付けした後のはんだの乗り状態を調べ、は
んだの乗らない試料数を数えた。

実施例１、比較例１及び比較例２の複合セラミックコン
デンサを上記試験項目毎に３０個ずつ試験又は確認した
。その結果を第１表に示す。表において、Ｍａｘは最大
値、Ｍｉｎは最小値、σニー、は標準偏差をそれぞれ示
す。

第１表 第１表より、比較例１及び比較例２のコンデンサに外観
不良が見られ、比較例１のコンデンサに初期不良が見ら
れ、かつ比較例２のコンデンサにはんだ乗り不良が見ら
れたのに対して実施例１のコンデンサには、これらにつ
いて不良なものはなく、実施例１のコンデンサが比較例
１及び比較例２のコンデンサより優れていることが明ら
がとなった。

また実施例１のコンデンサは比較例１及び比較例２と同
等の高容量で高耐電圧のコンデンサ特性を具備していた
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合セラミックフンデンサの断面図。 第２図、第３図及び第４図はその複合セラミックコンデ
ンサを製造する過程を示す断面図。 第５図はその複合セラミックコンデンサの外観斜視図。 第６図は従来例の金属板を接着する状況を示す斜視図。 １０：複合セラミックコンデンサ、 １１〜１５：ベアチップ、 １５ａ：内部電極、 １６：接着剤、 １７：接合体、 １８：導電性樹脂層、 １９ａ、１９ｂ：めっき層、 ２０：端子電極。 一特許出願人　三菱鉱業セメント株式会社代理人弁理士
　　　須　１）正　義 ［７ＺＺ７Ｚ７１℃１１ ２第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）内部電極（１５ａ）を有するベアチップ（１１〜１
   ５）を複数個重合して形成された接合体（１７）の端部
   に、全ての前記内部電極（１５ａ）を電気的に並列接続
   する導電性樹脂層（１８）と、前記樹脂層（１８）を被
   覆するめっき層（１９ａ，１９ｂ）とが端子電極（２０
   ）として設けられた複合セラミックコンデンサ。 ２）めっき層がＮｉ，Ｓｎ又はＳｎ／Ｐｂの少なくとも
   １種のめっき層により構成された請求項１記載の複合セ
   ラミックコンデンサ。 ３）めっき層がＮｉめつき層（１９ａ）とこのＮｉめっ
   き層（１９ａ）の上に形成されたＳｎ又はＳｎ／Ｐｂめ
   っき層（１９ｂ）により構成された請求項２記載の複合
   セラミックコンデンサ。 ４）内部電極（１５ａ）を有するセラミック誘電体を積
   層焼成したベアチップ（１１〜１５）を複数個各チップ
   端部を揃えて接着剤（１６）により重合し、この重合し
   て形成された接合体（１７）の端部に全ての前記内部電
   極（１５ａ）を電気的に並列接続するように熱硬化型導
   電性樹脂を塗布し、 この導電性樹脂を熱硬化させて導電性樹脂層（１８）を
   形成し、 この導電性樹脂層（１８）の表面にめっき層（１９ａ，
   １９ｂ）を形成する複合セラミックコンデンサの製造方
   法。