JPH04188813A - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は積層セラミックチップコンデンサの接合体の端
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
電極に導通ず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だにより２３０
’Ｃの温度ではんだ付けして複合セラミックコンデンサ
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が劣化し易い。そしてこれを回避
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
する必要かあり、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繁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、安価にがっ容易にしかも見栄
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、ベアチップ１１ａ、１２ａ。

１３ａ、１４ａ、１５ａと、前記ベアチップ内部に設け
られた内部電極と、前記ベアチップの端部に形成され前
記内部電極に導通ずる外部電極１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ
、１４ｂ、１５ｂとを有する積層セラミックチップコン
デンサ１１，１２，１３．１４．１５が複数個それぞれ
外部電極１１ｂ〜１５ｂを揃えて重合されて接合体１７
に形成され、この接合体１７の端部に、外部電極同士を
導通する導電性樹脂層１８と、この樹脂層を被覆するめ
っき層１９ａ、１９ｂとが端子電極２ｏ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を構成する積層
セラミックチップコンデンサ１１〜１５は、内部電極を
有するセラミック誘電体を複数個積層焼成したベアチッ
プ１１ａ〜１５ａの端部に内部電極に導通する外部電極
１１ｂ〜１５ｂを形成して作製される。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、Ａｇ／Ｐｄ等の貴金属、或
いはＮｉ、Ｆｅ、Ｃｏ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、上記積層セ
ラミックチップコンデンサ１１〜１５を複数個それぞれ
各外部電極を揃えて接着剤１６により重合して形成され
る。チップコンデンサの重合数は、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の端部には外部電
極１１ｂ〜１５ｂ同士を導通する導電性樹脂層１８が設
けられ、この樹脂層１８の表面にめっき層１９ａ、１９
ｂが設けられる。導電性樹脂層１８及びめっき層１９ａ
、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Ｓｎ／Ｐｂ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
ず複数個の積層セラミックチップコンデンサを作製する
。このチップコンデンサは、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
極に導通ずる外部電極を形成して作製される。

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、複数個の積層セラミックチ
ップコンデンサ１１，１２，１３゜１４．１５がそれぞ
れ外部電極１１ｂ、１２ｂ。

１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ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
には外部電極１１ｂ〜１５ｂにわた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１
８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１０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。

［実施例コ 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４７μＦの特性を有する長さ
５．７ｍｍＸ幅５．０ｍｍＸ高さ１１ｍｍの積層セラミ
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■製）を５個用意した。上記積層セラ
ミックチップコンデンサは、鉛ペロブスカイト系のセラ
ミック誘電体にＰｄの内部電極を有し、外部電極として
ガラスフリットを含んだＡ　ｇ／Ｐ　ｄペーストを７０
０〜８００℃の温度で焼付けた焼付は電極層を有する。

５個の積層セラミックチップコンデンサをそれぞれの外
部電極を揃えてエポキシ系樹脂接着剤（ウルトラダイン
＃５１１１　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７０μｍ
の導電性樹脂層及び厚み６μｍのめっき層を形成した。

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ノール系の熱硬化型導電
性樹脂（熱硬化型導電ペース）　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）ＮｉＳ０４・
６８！０　　　　　５００　ｇ／見ＮｉＣ１，・６）１
．０　　　　　１５　ｇ／交Ｎ１Ｂｒｚ　　　　　　　
　　３０　ｇ／　Ｑｐ　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Ｎｉ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／見 鉛（Ｐｂ）　　　　　　６　ｇ／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た。次いでこのはんだ
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の銅製の金属板を配し
てリフロー炉で外部電極同士を金属板により電気的に接
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個の外部電極にわた
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比較例１と同一の金属板を
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かあるか否か
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。、は標準偏差をそれぞれ示す
。

（以下、本頁余白） 第１表 第１表より、比較例１のコンデンサに初期不良か見られ
、比較例２のコンデンサに外観不良及びはんだ乗り不良
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
が明らかとなった。

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コンデンサの断面図。 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：積層セラミックチップコンデンサ、１１ａ
〜１５ａ：ベアチップ、 １１ｂ〜１５ｂ＝外部電極、 １６・接着剤、 １７：接合体、 １８：導電性樹脂層、 １９ａ、１９ｂ：めつき層、 ２０：端子電極。 ”ｓニー・ 第２図 第４図 手続補正書（ヵえ、 平成３年３月２０日 特許庁長官　植　松　　　社　殿 ２、発明の名称　複合セラミックコンデンサ及びその製
造方法３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所（居所）東京都千代田区丸の内−丁目５番１号氏名
（名称）　　　三菱鉱業セメント株式会社４、代理人 ５、補正命令の日付（発送臼）　　平成　３年　３月１
２日（１）　９ｉＦ第１０頁第３行目 図及び第５図に・・・」を「第４図に・・・」と訂正す
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）ベアチップ（１１ａ〜１５ａ）と前記ベアチップ内
   部に設けられた内部電極と前記ベアチップの端部に形成
   され前記内部電極に導通する外部電極（１１ｂ〜１５ｂ
   ）とを有する積層セラミックチップコンデンサ（１１〜
   １５）が複数個それぞれ前記外部電極（１１ｂ〜１５ｂ
   ）を揃えて重合されて接合体（１７）に形成され、前記
   接合体（１７）の端部に、前記外部電極同士を導通する
   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めっき層（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）内部電極を有するセラミック誘電体を積層焼成した
   ベアチップ（１１ａ〜１５ａ）の端部に前記内部電極に
   導通する外部電極（１１ｂ〜１５ｂ）を形成して積層セ
   ラミックチップコンデンサ（１１〜１５）を作製し、複
   数個の前記積層セラミックチップコンデンサ（１１〜１
   ５）を各外部電極（１１ｂ〜１５ｂ）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）の端部に各チッ
   プの外部電極同士を導通する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。