JPH0616461B2 - チップ型積層磁器コンデンサ - Google Patents

チップ型積層磁器コンデンサ

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JPH0616461B2
JPH0616461B2 JP59097150A JP9715084A JPH0616461B2 JP H0616461 B2 JPH0616461 B2 JP H0616461B2 JP 59097150 A JP59097150 A JP 59097150A JP 9715084 A JP9715084 A JP 9715084A JP H0616461 B2 JPH0616461 B2 JP H0616461B2
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信儀 藤川
修一 川南
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、外部電極が耐ハンダ性に優れかつ安価に製造
し得るチップ型積層磁器コンデンサに関する。
(従来の技術) 市販のチップ型積層磁器コンデンサは薄膜の誘電体表面
に内部電極を形成したものを複数枚積層して一体焼成、
この側面に形成する外部接続用電極(外部電極)に前記
内部電極を交互に並列に接続するような構造としてお
り、回路基板に直接ハンド付けして使用される。
近時このような超小型で実装時、回路基板へ直接ハンド
付けされるチップ型積層磁器コンデンサは、ハンド付け
実装時のハンダ熱が外部電極に大きく影響を与えること
から、この外部電極の耐ハンダ性およびハンダぬれ性の
向上が要求れている。
従来、この種のチップ型積層磁器コンデンサにおける外
部電極の耐ハンダ性(一定温度のハンダに一定時間浸漬
したときのハンダ食われ等の外観異常及びそれにより電
気的特性劣化の評価)を向上させるため、外部電極がパ
ラジウム(Pd)の含有率の高い銀パラジウムで形成さ
れることが知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、外部電極中に貴金属であるパラジウム含
有率を増大することは、コスト上昇につながると共に、
パラジウムは酸化され易いためにハンダぬれ性(たとえ
ば230℃のハンダに4秒間浸漬して外部電極の75%
以上がハンダで覆われていることを評価、−EIAJ規
格)が低下する欠点がある。
また、従来、銀(Ag)または銀パラジウム(Ag−P
d)で形成された外部電極上に1〜3μmのニッケルメ
ッキ膜を付け、さらにその上に1〜3μmの錫(Sn)
またはハンダ(Sn−Pb)のメッキ膜を設けたものが
提案されている。
しかしながら、このような銀(Ag)または銀パラジウ
ム(Ag−Pd)の貴金属を使用することはコスト上昇
につながるとと共に、銀または銀パラジウムで形成され
た外部電極の上にニッケルメッキ膜を設け、さらにその
上にハンダメッキ膜を設けるものでは、これら全体の耐
ハンダ性がニッケルメッキ膜の厚みに大きく依存する
(ニッケルは溶融ハンダへの溶解速度が比較的遅いがニ
ッケルメッキ膜が薄いと基板への実装時の熱で第2層膜
までが容易に食われてしまうのでメッキ膜が厚い方が耐
ハンダ性が良い)ため、製造時の厚みバラツキにより耐
ハンダ性の低下したものが生じる欠点がある。
本発明においては、積層型磁器コンデンサの外部電極が
耐ハンダ性に優れ、かつ比較的安価に製造し得るように
したことを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本件発明者は、上記の現状に鑑み鋭意研究の結果、上記
外部電極を溶融ハンダへの溶解速度の比較的小さい金
属、即ち、コバルト(Co)または銅(Cu)から選ば
れる金属として、これとその上にハンダぬれ性に優れた
錫(Sn)またはハンダ(Sn−Pb)から選ばれる金
属によりメッキされた第2層膜を設けることにより耐ハ
ンダ性に優れ、かつ、比較的安価な材料で外部電極を製
造しうることを検知した。
図面は、本発明に適応されるチップ型積層磁器コンデン
サの構造例を示す断面図である。本発明によれば、内部
電極1を形成した誘電体3の複数枚を一体焼成した積層
磁器コンデンサにおいて、その側面に設ける外部電極2
が溶融ハンダ7への溶解速度が比較的小さくコバルト
(Co)または銅(Cu)の少なくとも一種の焼結体で
ある膜厚20μm以上の第1層膜4と、該膜上にハンダ
ぬれ性に優れた錫(Sn)またはハンダ(Sn−Pb)
から選ばれる金属のメッキ膜である膜厚0.5μm以上
の第2層膜5とからなることを特徴とするチップ型積層
磁器コンデンサを提供する。
本発明は超小型で、実装時に回路基板6の導体パターン
8へリード線等を要さず直接ハンダ付けされることによ
り、ハンダ付時の熱が耐ハンダ性に大きく影響されやす
いチップ型積層コンデンサに特に適用される。
また本発明においては外部電極2の第1層膜4が溶融ハ
ンダ7への溶解速度が比較的小さいコバルト(Co)ま
たは銅(Cu)から選ばれる金属であることが重要であ
る。溶融ハンダ7への溶解速度が大きい金属、例えば銀
(Ag)、銀パラジウム(Ag−Pd)または、金(A
u)の場合は耐ハンダ性が低いためハンダ食われるおよ
びそれによる電気的特性の劣化が生じると共にこのよう
な貴金属の使用は外部電極材料のコスト上昇につなが
る。
また、本発明において外部電極2の第1層膜4が焼成さ
れた膜であることが重要である。この第1層膜4は上記
金属と若干の接着用ガラス成分とを混合したペーストを
積層誘電体3の側面に塗布し、焼成するが、この方法に
よればメッキ膜と異なり20μm以上の第1層膜4を形
成できるため耐ハンダ性を十分確保することができる。
これに対しメッキ膜とすれば前述の如く1〜3μm程度
の膜しか得られず製造時の厚みバラツキも大きいため耐
ハンダ性の変動が生じる。
さらに本発明においては、前記外部電極2の第1層膜4
の上にハンダぬれ性に優れた錫(Sn)またはハンダ
(Sn−Pb)から選ばれる金属のメッキ膜である第2
層膜5を設けることが重要である。第2層膜5は、回路
基板6への実装時のハンダぬれ性が優れていなければな
らない。また第1層膜4がコバルト(Co)または銅
(Cu)から選ばれた金属であり、酸化されやすいた
め、前記第2層膜5によって自然放置または高温高湿中
放置による経時的劣化を防止することができる。
(実施例) 化学純度99.5%、平均粒径1.0μmのニッケル粉
末またはコバルト粉末または銅粉末と有機ビヒクル、お
よび軟化点が570℃の硼珪酸亜鉛ガラスを69:2
5:6の重量割合となるように秤量し、それぞれの合計
重量が100gになるようにした。秤量した配合物を3
本ロールミルにより混合し、混合後のペーストに有機溶
剤を添加して、ペースト粘度を調製し、外部電極焼付用
ペーストを得た。
また純度99%、平均粒径0.8μmの銀粉末と純度9
9%、平均粒径0.8μmのパラジウム粉末と有機ビヒ
クルおよび硼珪酸亜鉛ビスマスガラスを57:10:2
5:8の重量割合になる量に秤量し、前記と同様に3本
ロールミルで混合して外部電極焼付用ペーストを得た。
上記外部電極焼付用ペーストおよび各種メッキにより第
1表に示す電極構成の積層磁器コンデンサを作成した。
試料となる積層磁器コンデンサは、チタン酸バリウム系
誘電体材料およびパラジウム内部電極または銀パラジウ
ム内部電極またはニッケル内部電極によって形成されて
おり、その形状は約3.18×1.57×0.75mm
であった。積層磁器コンデンサ端部に外部電極用ニッケ
ルペーストまたはコバルトペーストまたは銅ペーストを
塗布し、乾燥後窒素雰囲気中で900℃×30分間焼成
して外部電極焼成膜を得た。
この時ペーストの塗布幅は約0.5mmであり、塗布量
は両端合わせて約1.6mgであり、焼成膜の厚みは平
面部で約80μm、角部で約20μmであった。第1表
においてはNi−(F)、Co−(F)、あるいはCu
−(F)で示した。(F)は焼成を意味する。
また同様に外部電極用銀パラジウムペーストを塗布し、
乾燥後大気中で850℃で10分間焼成して外部電極焼
成膜を得た。この時の塗布量は両端合わせて約1.8m
gであり、塗布幅および焼成膜厚みは前記とほぼ同じで
あった。第1表においてはAg−Pd−(F)で示し
た。
第1表中、Ni−(EP)は電解ニッケルメッキによる
メッキ膜を意味する。通常のワット浴を用い、鋼球メデ
ィアとともに回転バレル中でメッキした。メッキ膜の厚
みは約2μmであった。同様にsn−(EP)およびS
n−Pb−(EP)は電解スズメッキおよび電解ハンダ
メッキによるメッキ膜を意味する。同じ鋼球メディアと
共に回転バレル中でメッキし、メッキ膜の厚みは約1.
5μmであった。ハンダメッキの組成は90Sn−10
Pbであった。Sn−Pb−(DP)は溶融メッキによ
るハンダメッキ膜を意味し、ハンダ組成は60Sn−4
0Pbであり、厚みは約15μmであった。Ni−B−
(ELP)は硼素含有無電解ニッケルメッキ膜、Ni−
P−(ELP)はリン含有無電解ニッケルメッキ膜、A
u−(ELP)は無電解金メッキ膜を意味する。Ni−
B−(ELP)およびNi−P−(ELP)のメッキ膜
厚は約2μm、Au−(ELP)のメッキ膜厚は約0.
5μmであった。第1層目のNi−B−(ELP)は積
層磁器コンデンサ端部をPd系化合物で局部活性化処理
した後、硼素含有無電解ニッケルメッキを施した。メッ
キ膜厚みは約3μmであった。
こうして得られた各試料について、25℃において周波
数1kHz、および入力電圧1Vrmsにて静電容量およ
び誘電損失(tanδ)を測定した。また直流電圧50
Vを1分間充電後の絶縁抵抗(IR)を測定した。それ
らの結果を第2表に示す。
次に外部電極2に対するハンダぬれ性を評価すべく、各
試料作成後1日および90日間自然放置後の試料を23
0℃のハンダ融液に4秒間浸漬し、外部電極2を10倍
実体顕微鏡で観察した。外部電極の90%以上がハンダ
で覆われている場合○印、90%以上がハンダで覆われ
ていない場合×印で第3表に示した。
また、耐ハンダ性を評価すべく各試料作成後、1日自然
放置後の試料を270℃のハンダ融液に3秒、30秒、
1分、3分および10分間浸漬し、電気的特性および外
観を評価した。外観の観察は、10倍実体顕微鏡により
電気的特性および外観に異常がない場合○印、異常があ
る場合×印で第3表に示した。第3表中の×印で示され
る異常は、外部電極の一部または全部の剥離、あるいは
消失または静電容量の低下であった。最後に、上記の測
定および試験の総合的評価を夫々評価欄において○,X
印で示した。
第1表〜第3表の試験番号4,5,6,7,10,1
2,14,17,19および20のものは、外部電極2
の第1層膜4がニッケル、コバルトあるいは銅の焼成膜
で形成され、第2層膜5がスズ、スズ−鉛、ニッケルあ
るいは金の各種メッキ膜で形成されている。各試料とも
静電容量が217.4nF以上、誘電損失(tanδ)
が2.66%以下とコンデンサの電気的特性が良好であ
り、また、外部電極2のハンダぬれ性が90日間自然放
置後も良好であり、かつ耐ハンダ試験は270℃×10
分間浸漬においても異常がなく優れている。
これに対して、試料番号1,2および18のものは、外
部電極2の第1層膜4が銀パラジウム焼成膜で形成され
ており、耐ハンダ性が本発明のものに比べ劣り、第2層
にNi−(EP)膜、第3層にSn−Pb−(EP)膜
を形成したものでも耐ハンダ試験の270℃×3分間お
よび10分間浸漬において、ハンダ食われ現象が観察さ
れた。また、試料番号18のものは、内部電極ニッケル
と合金化しがたいAg−Pd焼成膜を第1層目に形成し
ているため静電容量が113.4nFと目標値の半分程
度しかなく、誘電損失(tanδ)も6.20%と大き
かった。
試料番号3,11および13のものは外部電極2がニッ
ケル、コバルトまたは銅の焼成膜だけで形成されてお
り、電気的特性および耐ハンダ性は良好であるが90日
間自然放置後のハンダぬれ性が表面の酸化のため劣化
し、好ましくない。
また、試料番号8,9のものは第1層膜4がニッケル焼
成膜で形成され、第2層膜5がリン含有無電解ニッケル
膜あるいは電解ニッケルメッキ膜で形成されており、電
気的特性および耐ハンダ性は良好であるが90日間自然
放置後のハンダぬれ性が表面の酸化のため劣化しており
好ましくない。
さらに試料番号15および16のものは、第1層膜4が
硼素含有無電解ニッケル膜で形成されており、電気的特
性およびハンダぬれ性は良好であるが、耐ハンダ性が本
発明のものに比べて劣り好ましくない。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、積層型磁器コンデンサの
外部電極を、コバルトおよび銅の少なくとも一種の焼結
体である膜厚20μm以上の第1層膜と、錫、ハンダか
ら選ばれる金属のメッキ膜である膜厚0.5μm以上の
第2層膜とから構成することにより、耐ハンダ性に優
れ、かつ比較的安価な材料で外部電極を製造し得るよう
になる。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明に適用するチップ型積層磁器コンデンサ
の構造例を示す断面図である。 1……内部電極、2……外部電極、3……誘電体、4…
…第1層膜、5……第2層膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審判の合議体 審判長 野村 泰久 審判官 田良島 潔 審判官 長浜 義憲 (56)参考文献 特開 昭57−148328(JP,A) 特開 昭58−85515(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部電極を形成した誘電体の複数枚を一体
    焼成したチップ型積層磁器コンデンサにおいて、その側
    面に設ける外部電極が、溶融ハンダへの溶解速度が比較
    的小さいコバルトおよび銅の少なくとも一種の焼結体で
    ある膜厚20μm以上の第1層膜と、該膜上に形成され
    ハンダぬれ性に優れた錫またはハンダから選ばれる金属
    のメッキ膜である膜厚0.5μm以上の第2層膜とから
    なることを特徴とするチップ型積層磁器コンデンサ。
JP59097150A 1984-05-14 1984-05-14 チップ型積層磁器コンデンサ Expired - Lifetime JPH0616461B2 (ja)

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