JPH06177525A - 電子部品の接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品本体に端面状に構成されている外部電極
を有する表面実装型チップ状の電子部品と、プリント回
路基板の金属電極とを、金属を主成分とする接合材料を
用いて接合する方法において、電子部品の外部電極外層
の材質の液相線温度が接合材料の液相線温度よりも低い
ことを特徴とする電子部品の接合方法をとることによ
り、ツームストーンの発生を抑止することを目的とす
る。 【構成】 電子部品の外部電極は内層３，中間層４，外
層５からなり、外部電極外層の金属材料は接合材料より
も液相線温度の低い金属で構成されている。従って、接
合時に接合材料が融解するより先に外層の金属が融解す
ることにより液−液界面が形成され界面張力が減少し、
ツームストーン発生モーメントが小さくなるのでツーム
ストーンが抑制できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプリント回路基板上に搭
載される電子部品の実装方法に関するものであり、特に
チップ型積層セラミックコンデンサのはんだ接合に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子部品とプリント回路基板との
接合技術は従来のリード付き電子部品の挿入および浸漬
はんだ付け技術からチップ型電子部品のプリント回路基
板上への装着とはんだペーストによりリフローはんだ付
け技術へと進歩し、プリント回路基板への電子部品の高
密度実装化へのはずみが一段と加速されている。また、
製品の軽薄短小化に対して重要な要素技術としてはんだ
付け技術だけでなくチップ型部品の技術改良も相次いで
行われている。中でもチップ型積層サラミックコンデン
サに関しては特性，寸法，品質等の改良技術に一段と注
目が集まっている。

【０００３】まず、図２を参照しながら従来のチップ型
積層セラミックコンデンサの構造について説明する。

【０００４】従来のチップ型積層セラミックコンデンサ
は、誘電体としてセラミック誘電体２を使用し、このセ
ラミック誘電体２に内部電極１として例えばＰｄ等のペ
ーストを印刷し、多層に積層した構造からなる。積層す
る枚数や寸法は所定の電気容量や特性に応じて決定す
る。

【０００５】外部電極は内層３，中間層４，外層５の３
層構造となっており、内層３には一般的にＡｇ−Ｐｄ合
金が用いられ、中間層４にはＮｉが用いられる。さらに
外層５にはＳｎもしくは９０ｗｔ％Ｓｎ−１０ｗｔ％Ｐ
ｂのはんだがめっきされ、外部電極が構成される。

【０００６】次に、チップ型積層セラミックコンデンサ
の製造方法を図３を参照しながら説明する。まず、セラ
ミックペーストとして、例えばＢａＴｉＯ₃を主成分と
する各種の金属酸化物の誘電体セラミック材料と、ポリ
ビニルブチラール等の樹脂バインダと、１，１，１−ト
リクロロエタン等の溶剤と、ジブチルフタレート等の添
加剤を加えて混合する（ステップ１０１）。このように
して混合したセラミックシートをフィルム上に塗布，乾
燥し、シート状に加工する（ステップ１０２）。このよ
うに加工されたシートをグリーンシートと呼ぶ。

【０００７】次いで、このグリーンシートの上に内部電
極を印刷する（ステップ１０３）。この内部電極には、
例えばＰｄが使用され、グリーンシート上にシルクスク
リーン法等の厚膜形成技術を用いて短冊状に印刷され
る。

【０００８】内部電極を印刷したグリーンシートは、そ
の内部電極印刷位置が長辺方向にずれるようにして数枚
〜数十枚交互に積層した後、圧着する（ステップ１０
４）。

【０００９】次に、このように積層圧着したものをチッ
プ状に加工するために、所定の寸法に切断する（ステッ
プ１０５）。このようにして切断されたチップ状のもの
を焼成炉にいれて焼結させる。この焼成はまず２５０〜
５００℃の温度で２０〜５０時間行い、バインダを除去
する。次に１１００〜１４００℃で焼成する（ステップ
１０６）。このようにして焼成された焼結体は内部電極
がセラミック装置に覆われているので内部電極を露出さ
せるために研磨を行う（ステップ１０７）。次いで、外
部電極内層としてＡｇ−Ｐｄ合金のペーストを内部電極
の両端の露出部に塗布し、乾燥後焼き付けを行う（ステ
ップ１０８）。次に、外部電極中間層としてＮｉをめっ
きする（ステップ１０９）。最後に、外部電極の外層と
してＳｎもしくは９０ｗｔ％Ｓｎ−１０ｗｔ％Ｐｂのは
んだをめっきする（ステップ１１０）。ここでＳｎの融
点は約２３２℃、９０ｗｔ％Ｓｎ−１０ｗｔ％Ｐｂのは
んだの液相線温度は約２１６℃である。ただし、９０ｗ
ｔ％Ｓｎ−１０ｗｔ％Ｐｂのはんだの外部電極外層への
めっきに関しては、現在の量産技術からＰｂの含有量は
５ｗｔ％〜３０ｗｔ％の間でばらついている。この場
合、７０ｗｔ％Ｓｎ−３０ｗｔ％Ｐｂの液相線温度は約
１９１℃、９５ｗｔ％Ｓｎ−５ｗｔ％Ｐｂの液相線温度
は約２２５℃である。

【００１０】次にプリント回路基板上にチップ型積層セ
ラミックコンデンサをはんだ付けする一般的な方法につ
いて説明する。

【００１１】まず最初に、はんだ粉末と、ロジンと溶剤
を主成分とするフラックスとを混合して印刷用のペース
ト状にし、このはんだペーストをシルクスクリーン印刷
によりプリント回路基板上の所定の位置に塗布する。は
んだペースト中のはんだ粉末の組成としては一般的に約
１８３℃の融点を有する６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐ
ｂの合金が使用される。

【００１２】次に塗布されたはんだペースト上にチップ
型積層セラミックコンデンサを位置決めの後配置する。
これには通常、電子部品実装機が使用される。

【００１３】次いで、プリント回路基板は酸化雰囲気
（通常空気）中ないしは不活性ガス（通常窒素）中ない
しは還元性ガス（通常水素と窒素の混合雰囲気）中にて
２段階に加熱される。まず、第１段階では約１５０℃程
度まで昇温され、はんだペースト中に含まれるフラック
ス成分の活性化および溶剤の蒸発が行われる。この段階
はフラックス成分の活性化を主たる目的としているた
め、はんだが融解することは通常ないといえる。一般に
この段階はプリヒートと呼ばれる。

【００１４】次に第２段階としてプリント回路基板は２
２０℃〜２３０℃程度まで昇温される。この段階は実際
にはんだ付けを行なうことが目的であり、使用されるは
んだの液相線温度より約２０〜６０℃ほど高い温度まで
加熱される。ここではんだは融解し、プリント回路基板
上に搭載された電子部品の電極とプリント回路基板上の
金属電極とがはんだで接合される。次いで、プリント回
路基板は室温まで冷却され、はんだが固化しはんだ付け
が完了する。

【００１５】このように従来のチップ型積層セラミック
コンデンサは外部電極外層にＳｎもしくは９０ｗｔ％Ｓ
ｎ−１０ｗｔ％Ｐｂを有し、接合材料であるはんだペー
ストには６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐｂのはんだ合金
を金属成分とし、外部電極外層の材質は、常に接合に使
用するはんだペースト中の金属成分の液相線温度より高
い構成となっており、はんだ付け時の融解順序ははんだ
ペースト，外部電極外層の順である。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな従来技術では、チップ部品が立つツームストーンと
いう不良が発生するという問題点を有していた。特に不
活性ガスもしくは還元性ガス中でリフローした場合、大
気中でリフローした場合よりもツームストーン発生率が
大きくなるという問題点を有していた。

【００１７】さらに、加熱むらやプリント回路基板，電
子部品の熱容量による温度上昇むら，塗布されたはんだ
ペースト量の差等によりプリント回路基板上で電子部品
の金属電極間に物理的な力の不均衡が生じることがあ
り、ツームストーン発生の原因になる。

【００１８】以下に図４を参照しながら、ツームストー
ンについて説明する。プリント回路基板６上に塗布され
たはんだペースト８ははんだ付け時に融解して溶融はん
だ９となり、電子部品１０の外部電極外層表面１１を濡
れ上がっていくが、このとき溶融はんだ９と外部電極外
層表面１１の固液界面で界面張力１４より、ツームスト
ーン発生モーメント１２を生じる。一方電子部品１０の
プリント回路基板側では溶融はんだ９と外部電極外層表
面１１との界面張力１５とはんだペースト中のフラック
スの固形分による粘着力１６および電子部品の重量によ
る重力１７により下向きの力が発生し、ツームストーン
抑止モーメント１３を生じる。ツームストーン発生モー
メント１２がツームストーン抑止モーメント１３より大
きくなると片側の外部電極を下にして電子部品が立ち上
がる現象が起こる。これをツームストーンと呼ぶ。

【００１９】近年、電子部品は微小化しており、特に部
品の実装をより高密度化するため、１００５チップ部品
と呼ばれる長さ１．０mm，幅０．５mm，厚さ０．５mmの
寸法の微小チップ部品の使用が増大している。従って、
電子部品自体の重量も小さくなっているため粘着力１
６，重力１７は小さくなりツームストーンがさらに発生
しやすくなっている。そのため、ツームストーンの発生
が多くなるという問題点を有している。

【００２０】さらに、近年フロンによる環境破壊問題が
叫ばれ、プリント回路基板のフロン洗浄を廃止するため
に無洗浄化対策が行われており、低残渣はんだペースト
が使用されている。残渣とははんだ付け後にプリント回
路基板上に残留するはんだペースト中の固形フラックス
成分であり、低残渣はんだペーストではフラックス中の
固形分を減らすことにより残渣を少なくしたものであ
る。これに、はんだ付け自体も窒素雰囲気中で行なう窒
素リフローを使用することにより無洗浄化を実現してい
る。はんだペースト中のフラックスの役割はプリント回
路基板が加熱されることによりプリント回路基板上の金
属電極および、はんだペースト中のはんだ粉末が酸化し
てはんだの濡れ性が悪化することを防ぐことにある。そ
こで、金属電極および、はんだ粉末酸化の原因となる酸
素をはんだ付け時に減らすのが窒素リフローである。こ
の窒素リフローでは酸化が抑制されるため、はんだの濡
れ性が向上し、プリント回路基板の実装品質も向上す
る。

【００２１】しかしながら、低残渣はんだペーストを使
用した場合、フラックス中の固形分が少ないために粘着
力１６が小さくなりツームストーン抑止モーメント１３
が小さくなるのでツームストーンが発生しやすいという
問題もある。

【００２２】さらに、窒素リフローにより、はんだ付け
を行った場合、プリント回路基板の金属電極および、は
んだペースト中のはんだ粉末の酸化が抑制されるため、
はんだ濡れ性が向上し、外部電極外層表面１１を溶融は
んだ９が濡れ上がりやすく、ツームストーン発生モーメ
ント１２が大きくなる。従って、窒素リフローによるは
んだ付けではツームストーン発生が増大するという問題
もある。

【００２３】通常、残渣となるフラックス固形分を６０
ｗｔ％含むはんだペーストを使用し、空気中でリフロー
によりはんだ付けを行った場合、１００５チップ部品で
ツームストーン発生率は実装部品点数あたり０．１〜
０．９％であり、低残渣はんだペーストを使用し、窒素
リフローによりはんだ付けを行った場合、１００５チッ
プ部品でツームストーン発生率は実装部品点数あたり
０．１〜２．０％になる。通常プリント回路基板１枚中
の１００５チップ部品の実装点数を１００点と仮定する
と、ほとんどすべてのプリント回路基板にツームストー
ン不良が発生することとなる。

【００２４】発生したツームストーンはそのままでは製
品として使用できないので、ツームストーンが発生した
プリント回路基板は廃棄するか、ひとつずつ修正してい
かなければならない。また、ツームストーンが発生して
いるかどうかはんだ付け後のプリント回路基板を全数検
査しなければならない。このために、ツームストーンが
大量に発生すると製品ができるまでの時間とコストが増
大するという問題もある。

【００２５】本発明は上記問題点に鑑み、ツームストー
ンの発生を抑止できる表面実装型チップ状の電子部品の
接合方法を提供するものである。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の電子部品の接合方法は、部品本体に端面状
に構成されている外部電極を有する表面実装型チップ状
の電子部品と、プリント回路基板の金属電極とを、金属
を主成分とする接合材料を用いて接合する方法におい
て、電子部品の外部電極外層の材質の液相線温度が接合
材料の液相線温度以下であることを特徴とし、さらには
接合材料の主成分である金属がＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系であ
り、Ａｇ：０〜４ｗｔ％の合金であるとき、その接合材
料で接合される電子部品の外部電極外層の材質は、Ｓｎ
−Ｐｂ−Ａｇ系でＡｇ：０〜４ｗｔ％の合金、もしくは
Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系でＢｉ：０〜３０ｗｔ％のいずれか
１種の合金で構成されており、かつ外部電極外層の材質
の液相線温度が接合材料の液相線温度以下であることを
特徴とし、さらには、接合材料の主成分である金属が、
Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系でＢｉ：０〜３０ｗｔ％の合金であ
るとき、その接合材料で接合される電子部品の外部電極
外層の材質は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系でＡｇ：０〜４ｗｔ
％の合金、もしくは、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系でＢｉ：０〜
３０ｗｔ％の合金のいずれか１種の合金で構成されてお
り、かつ外部電極外層の材質の液相線温度が接合材料の
液相線温度以下であることを特徴とする。

【００２７】

【作用】次に本発明の電子部品の接合方法における作用
を説明する。

【００２８】以下に本発明による接合方法におけるチッ
プ型積層セラミックコンデンサの外部電極外層とはんだ
ペーストの状態について説明し、ツームストーン抑止メ
カニズムについて説明する。

【００２９】まず、図５ａのように、電子部品１０がプ
リント回路基板６上に塗布されたはんだペースト８上に
配置される。次に加熱炉内に搬入され、プリント回路基
板６が加熱される。このとき、まず、図５ｂに示される
ように、外部電極外層１１の金属が融解を始め、電子部
品１０の外径が変化する。次に、図５ｃのように、はん
だペースト８が融解を始める。このとき電子部品１０で
は外部電極外層１１が溶融状態になっているため、溶融
したはんだが固体電極上を吸い上がるのではなく、溶融
金属中に図５ｃ中１８の方向に拡散していくことにな
る。このため固液界面ではなく液−液界面となり界面張
力は固液界面に比べて小さくなり、ツームストーン発生
モーメントが小さくなり、ツームストーンの発生が抑止
される。

【００３０】本発明によるツームストーン抑止の考え方
は、はんだ付け時に接合材料が融解するよりさきに電子
部品の外部電極外層が融解し、接合時には液−液界面を
生成することでツームストーン発生モーメントを小さく
することである。従って、この状態は使用するはんだペ
ーストよりも液相線温度の低い金属を電子部品の外部電
極外層に使用することにより実現できる。

【００３１】次に請求項１の作用を満足する電子部品の
外部電極外層材質とはんだペースト中の金属成分の具体
的な関係と構成を説明する。

【００３２】まず第１に電子部品，プリント回路基板の
耐熱性から液相線温度の上限が限定される。一般的に使
用されるプリント回路基板の材質はガラスエポキシ樹脂
もしくはガラスポリイミド樹脂である。また、電子部品
のパッケージにはＰＥＴ，ＰＰＳ等の樹脂が使用されて
いる。これらの材質を考慮すると実質的な加熱限界は約
３５０℃であり、その場合使用される外部電極外層材質
としては加熱限界値より約３０℃低い約３２０℃が液相
線温度の最高値である。

【００３３】次に実装後のプリント回路基板およびその
基板を組み込んだ製品の使用環境から液相線温度の下限
が限定される。具体的には日常使用するものでは固相線
温度が約１００℃以上であることが必要である。

【００３４】さらに固相線温度の低い金属は一般的に強
度が小さいという問題があり、接合されたはんだの接合
強度が問題となる。具体的にはんだ付け強度の考え方と
しては従来技術で一般的に使用されている６３ｗｔ％Ｓ
ｎ−３７ｗｔ％Ｐｂはんだの強度約６．２kg／mm²を標
準値とし、これより約３０％小さい約４．４kg／mm²以
上であれば実用的使用に耐えられると考えられる。それ
以下の場合、はんだ付けの信頼性としては使用不可であ
る。また、人体に有害な成分を使用することはできな
い。

【００３５】以上、Ｓｎ−Ｐｂ形合金に対して固相線を
低下させる添加物としてはＢｉ，Ｉｎ，Ｃｄ，Ｈｇ等が
考えられるが、有害性の観点でＣｄ，Ｈｇは使用不能で
あり、価格の観点からＩｎは不適当であり、Ｂｉが適当
である。さらに強度的観点ではＢｉは３０ｗｔ％以上添
加すると約４．３kg／mm²以下の強度となり実用に耐え
ない。よって約４．４kg／mm²以上となるＢｉ量として
は３０ｗｔ％未満が適当である。ちなみにＢｉは含有量
が小さい方が強度は大きくなる。

【００３６】また、Ｓｂ−ＰｂはんだにＡｇを少量添加
することにより強度を大きくすることができる。６２ｗ
ｔ％Ｓｎ−３６ｗｔ％Ｐｂ−２ｗｔ％Ａｇの合金では
６．４kg／mm²であり、６３ｗｔ％Ｓｎ−３７ｗｔ％Ｐ
ｂはんだより大きい。ただし、Ａｇの添加量を増加させ
ると製造コストも増大するのでＡｇの含有量が４ｗｔ％
以下であれば実用に耐えうる。

【００３７】従って、このような条件を満足するはんだ
ペーストの金属成分材質および外部電極外層材質として
はＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系，Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系の組成をも
つ金属が適当である。

【００３８】さらに、該合金系の具体的重量組成として
はＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の合金としてはＡｇの含有率が０
ｗｔ％以上４ｗｔ％以下、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系の合金と
してはＢｉの含有率が０ｗｔ％以上３０ｗｔ％未満であ
る合金が好ましく、本発明の作用を損なうことがなく品
質上も優れた接合が可能である。

【００３９】

【実施例】本発明の電子部品の接合方法の実施例につい
て説明する。

【００４０】図１に本発明による接合方法に用いられる
電子部品であるチップ型積層セラミックコンデンサの構
造を示す。内部は内部電極１とセラミック誘電体２から
なり、内部電極１が交互に積層された構造となってい
る。外部電極は内層３，中間層４，外層５の３層からな
り、外部電極外層５の電極材質はＡｇの含有率が０ｗｔ
％以上４ｗｔ％以下であるＳｎ−Ｐｂ−Ａｇ系の合金、
Ｂｉの含有率が０ｗｔ％以上３０ｗｔ％未満であるＳｎ
−Ｐｂ−Ｂｉ系の合金のいずれか１種の合金である。

【００４１】本発明の実施例として使用したチップ型積
層セラミックコンデンサは以下の手順で製造した。

【００４２】ＢａＴｉＯ₃を主成分とするセラミック粉
末と、ポリビニルブチラール等の樹脂バインダと、１，
１，１−トリクロロエタン等の溶剤と、ジブチルフタレ
ート等の添加剤を加え、約５０時間ボールミル混合を行
いセラミックペーストを作製した。

【００４３】次に、このセラミックペーストをポリエス
テルフィルム上にドクターブレード法により厚み３０μ
ｍの膜に塗布し、十分な乾燥の後、グリーンシートを作
製した。このグリーンシートは焼結後セラミック誘電体
２となるものである。このグリーンシートを所定の寸法
に切断し、その表面に内部電極１としてＰｄ合金と樹脂
バインダと溶剤からなるＰｄペーストをシルクスクリー
ン印刷法により帯状に５μｍの厚みに塗布し、十分な乾
燥の後、Ｐｄ塗布パターンが長尺方向にずれるように交
互に３０枚重ね、その上下をＰｄペーストを塗布しない
厚み７５μｍのシートではさみこみ、一体で積層して厚
みを１．２mmとした。次に約１００℃の温度下で２００
kg／cm²の圧力下で圧着し、その後所定の寸法に切断し
た。本実施例ではセラミック焼結時の収縮も考慮し長さ
１．２mm，幅０．６mmの大きさに切断した。次に、シー
ト中に含まれる樹脂バインダの脱脂を約５００℃，４０
時間の条件下で行った後、約１５００℃の温度にて２４
時間焼結させて、焼結セラミックチップを作製した。次
に、この焼結セラミックチップを直径約１mmのアルミナ
ボールと純水の充填された容器に入れ、３０ｒｐｍの回
転数で３０分回転させながらセラミック端面をバレル研
磨した。容器よりセラミックチップを取り出し、１５０
℃の温度にて４時間乾燥させた後、外部電極内層３とし
てＡｇ−Ｐｄペーストを約３μｍの厚みで内部電極１の
両端の露出部に塗布し、８０℃の温度にて３０分乾燥
し、８５０℃の温度にて１時間焼き付けを行った。次い
で、外部電極中間層４として約０．２μｍの厚みにＮｉ
をめっきした後、外部電極外層５を３μｍめっきした。

【００４４】外部電極外層５のめっきの材料として表１
に示した組成の金属を本実施例および比較としての従来
例として合わせて８種類外部電極外層５に使用した１０
０５チップ型積層セラミックコンデンサを作製した。な
お、表１中、元素番号の横に併記されている数値は合金
中の重量百分率である。

【００４５】

【表１】

【００４６】次に作製したチップ型積層セラミックコン
デンサをテスト用プリント回路基板に接合した。テスト
用のプリント回路基板はガラスエポキシ樹脂製で１００
mm×１００mm，厚み０．８mmの大きさで、１００５チッ
プ部品を２２４０個実装できるものである。プリント回
路基板上の金属電極材質は銅であり、大きさは図６に示
すように直径０．５mmの円形に２つの電極が対向する方
向に切りかきを設けたものであり、２つの電極が中心間
距離０．９mmとなるように配置した。

【００４７】接合は以下の手順で行った。まず、はんだ
ペースト印刷機を用い、はんだペーストを基板に印刷し
た。使用したメタルマスクはステンレス製で厚みが０．
１５mmで、はんだペーストを塗布するパターンの開口部
寸法はプリント回路基板上の金属電極と同一の寸法であ
った。印刷に用いたスキージはリン青銅製であった。

【００４８】使用したはんだペーストは金属成分のはん
だ粉末として表２の番号１〜７に示す組成のはんだ合金
を用い、ロジンを主成分とする固形分と、２−エチル
−，３−ヘキサンジオールを主成分とする溶剤と活性剤
からなるフラックスとはんだ粉末を混合した。

【００４９】

【表２】

【００５０】次に、プリント回路基板の金属電極上に塗
布されたはんだペースト上に上記チップ型積層セラミッ
クコンデンサを電子部品実装機を用いて正確に位置決め
した後配置した。本実施例では１枚の回路基板にチップ
型積層セラミックコンデンサを１１２０個を配置し、同
プリント回路基板を各条件につき５枚作製した。

【００５１】リフローは熱風加熱炉を用いて窒素雰囲気
中で行った。リフロー条件はプリヒートで１４５℃，６
０秒保持、リフロートップ温度が２２５℃，４０秒保
持、リフロー雰囲気の酸素濃度は５０ｐｐｍであった。

【００５２】評価ははんだ付け後にツームストーンの発
生を工具顕微鏡で確認し、発生した個数をカウントし、
発生率を求めることにより行った。発生率はツームスト
ーン発生個数÷実装部品点数×１００として求めた。

【００５３】本発明の第１の実施例では、上記条件に基
づき表１の番号１〜８に示す組成の合金を外部電極外層
に有するチップ型セラミックコンデンサと、表２の番号
１〜５に示す組成の合金を金属成分とするはんだペース
トとを用いて実装を行なう、ツームストーン発生率を求
めた。

【００５４】

【表３】

【００５５】表３中、番号１〜２は従来のチップ型積層
セラミックコンデンサとはんだペーストの組み合わせで
あり、表３中、番号３〜３４は本発明によるチップ型積
層セラミックコンデンサとはんだペーストの組み合わせ
である。

【００５６】本発明の第２の実施例では、上記条件に基
づき表１中、番号６〜８に示す組成の合金を外部電極外
層に有するチップ型積層セラミックコンデンサと、表２
中、番号６〜７に示す組成の合金を金属成分とするはん
だペーストとを用いて実装を行い、ツームストーン発生
率を求めた。

【００５７】結果を表４に示す。

【００５８】

【表４】

【００５９】表４中、番号１〜２は従来の外部電極材質
のチップ型積層セラミックコンデンサとはんだペースト
の組み合わせによるツームストーン発生率である。表４
中、番号３〜７は本発明によるチップ型積層セラミック
コンデンサとはんだペーストの組み合わせである。

【００６０】

【発明の効果】以上表３および表４に示されるように本
発明は、電子部品の外部電極外層の材質の液相線温度が
接合材料の液相線温度よりも低いことを特徴とする電子
部品接合方法を用いることにより、ツームストーン発生
モーメントが小さくなるのでツームストーンの発生を抑
止することができる。

【００６１】この結果は１００５サイズの微小チップ部
品の接合に大きな高を生む。さらに、ツームストーンの
検査，修正にかかるコストを大きく減少させることがで
きるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のチップ型積層セラミックコ
ンデンサの断面図

【図２】従来のチップ型積層セラミックコンデンサの一
部断面の斜視図

【図３】チップ型積層セラミックコンデンサの製造工程
図

【図４】ツームストーン発生時に電子部品にかかる力の
状態を説明した説明図

【図５】（ａ）本発明の一実施例のチップ型積層セラミ
ックコンデンサがプリント回路基板上に塗布されたはん
だペースト上に配置された時の状態を示す正面図 （ｂ）同チップ型積層セラミックコンデンサの外部電極
外層が融解を始めた状態を示す正面図 （ｃ）同チップ型積層セラミックコンデンサの溶融状態
にある外部電極外層と溶融はんだのはんだ付け状態を示
す正面図

【図６】本発明の一実施例で使用したテスト用のプリン
ト回路基板の金属電極寸法を説明した説明図

【符号の説明】

１ 内部電極 ２ セラミック誘電体 ３ 外部電極内層 ４ 外部電極中間層 ５，１１ 外部電極外層 ６ プリント回路基板 ７ 金属電極 ８ はんだペースト ９ 溶融はんだ １０ 電子部品 １２ ツームストーン発生モーメント １３ ツームストーン抑止モーメント １４ ツームストーン発生を促進する界面張力 １５ ツームストーンを抑止する界面張力 １６ はんだペースト中のフラックス固形分による粘着
力 １７ 電子部品にかかる重力 １８ 溶融はんだ拡散方向

フロントページの続き (72)発明者 永田 治人 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 古澤 彰男 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 部品本体に端面状に構成されている外部
   電極を有する表面実装型チップ状の電子部品と、プリン
   ト回路基板の金属電極とを、金属を主成分とする接合材
   料を用いて接合する方法において、電子部品の外部電極
   外層の液相線温度が接合材料の液相線温度以下であるこ
   とを特徴とする電子部品の接合方法。
2. 【請求項２】 部品本体に端面状に構成されている外部
   電極を有する表面実装型チップ状の電子部品と、プリン
   ト回路基板の金属電極とを、金属を主成分とする接合材
   料を用いて接合する方法において、接合材料の主成分で
   ある金属が、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系であり、Ａｇが０〜４
   ｗｔ％の合金であるとき、その接合材料で接合される電
   子部品の外部電極外層の材質は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系で
   Ａｇが０〜４ｗｔ％の合金、もしくは、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂ
   ｉ系でＢｉが０〜３０ｗｔ％の合金のいずれか１種の合
   金で構成されており、かつ外部電極外層の材質の液相線
   温度が接合材料の液相線温度以下であることを特徴とす
   る表面実装型チップ状の電子部品の接合方法。
3. 【請求項３】 部品本体に端面状に構成されている外部
   電極を有する表面実装型チップ状の電子部品と、プリン
   ト回路基板の金属電極とを、金属を主成分とする接合材
   料を用いて接合する方法において、接合材料の主成分で
   ある金属が、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系でＢｉが０〜３０ｗｔ
   ％の合金であるとき、その接合材料で接合される電子部
   品の外部電極外層の材質は、Ｓｎ−Ｐｂ−Ａｇ系でＡｇ
   が０〜４ｗｔ％の合金、もしくは、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｂｉ系
   でＢｉが０〜３０ｗｔ％の合金のいずれか１種の合金で
   構成されており、かつ外部電極外層の材質の液相線温度
   が接合材料の液相線温度以下であることを特徴とする表
   面実装型チップ状の電子部品の接合方法。