JPH06325972A - 電子部品の電極構造及び電極形成方法 - Google Patents

電子部品の電極構造及び電極形成方法

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JPH06325972A
JPH06325972A JP10936493A JP10936493A JPH06325972A JP H06325972 A JPH06325972 A JP H06325972A JP 10936493 A JP10936493 A JP 10936493A JP 10936493 A JP10936493 A JP 10936493A JP H06325972 A JPH06325972 A JP H06325972A
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JP
Japan
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electrode layer
electrode
electronic component
electrode layers
electroless plating
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JP10936493A
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Akira Nagai
昭 長井
Tamotsu Tokuda
有 徳田
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 無電解メッキ後の熱処理を不要にして電気的
特性の悪化を回避できるとともに、電極の耐摩耗性を向
上して接続に対する信頼性を向上できる電子部品の電極
構造,及び電極形成方法を提供する。 【構成】 電子部品1を構成する場合に、電子部品素子
2にAgからなる第1電極層3を形成し、該第1電極層
3の表面に無電解メッキによりCoからなる第2電極層
4を形成する。また、上記電子部品を製造する場合に、
電子部品素子にAgを所定温度で焼き付けて第1電極層
を形成した後、これの表面に無電解メッキ法によりCo
を被覆して第2電極層を形成する。さらに、電子部品素
子にAg粉末とガラスフリットとを混合してなる電極ペ
ーストを塗布した後、所定温度で焼き付けて第1電極層
を形成する。次に該第1電極層を0.1 %〜0.5 %の塩酸
溶液で洗浄し、続いて0.01%〜0.05%の塩化パラジウム
溶液で活性化処理を行う。この後上記第1電極層の表面
に無電解メッキによりCoを析出被覆させて第2電極層
を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば誘電体,半導
体,あるいは圧電体等のセラミック素子に電極を形成し
てなる電子部品に関し、特にセラミック素子の還元を回
避して電気的特性が悪化するのを回避でき、かつ電極の
耐摩耗性を向上して接続に対する信頼性を向上できるよ
うにした電極構造,及び電極形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、コンデンサ,圧電フィルタ,あ
るいはバリスタ等の電子部品は、誘電体,圧電体,ある
いは半導体等のセラミック素子の表面に電極を形成し、
該電極に入出力用金属端子を接続した構造となってい
る。このような電子部品の電極を形成する場合、従来、
Ag粉末とガラス粉末とを混合してなるAgペーストを
厚膜印刷し、これを空気中にて焼き付ける方法が一般的
である。このAgは比抵抗が小さく,しかも耐酸化性に
優れていることから、例えば圧電セラミック等の還元さ
れ易い電子部品用電極として適している。しかし、例え
ば拡がり振動を利用した圧電フィルタや発振子では、セ
ラミック素子のAg電極を金属端子で押圧して接続保持
する構造であるから、該金属端子の押圧力やセラミック
素子の振動,揺動等によって端子とAg電極との接触部
が凝着し易く、その結果、上記電極が摩耗して接続不良
を起こす場合がある。
【0003】このような接続性に対する信頼性を向上す
るために、従来、上記Ag電極の表面に比較的硬度の高
いNi電極を形成し、これにより耐摩耗性を向上したも
のが提案されている(例えば特公昭63−1726号公
報参照)。これは、上記Agペーストを塗布した後、35
0 〜880 ℃の温度で焼き付け、この後上記Ag電極の表
面に無電解メッキによりNi電極を形成する方法であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記無電解
メッキによりNi電極を形成する場合、このままでは充
分な耐摩耗性を得ることはできない。従って、上記無電
解メッキ後に不活性ガス雰囲気中にて350 ℃以上の温度
で熱処理を加える必要がある。しかしながら上記従来の
Ni電極に熱処理を施す場合、例えば圧電体セラミック
等の素子では、該素子が還元され易いことから、電気的
特性が大幅に低下するという問題点がある。また、上記
従来のNi電極では、例えば上述の圧電フィルタ等に採
用した場合、凝着による摩耗を回避するうえで硬度,耐
摩耗性が不充分であり、この点での改善が要請されてい
る。
【0005】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、セラミック素子の還元を防止して電気的特性
の悪化を回避できるととも、硬度,耐摩耗性をさらに向
上して凝着による摩耗を回避できる電子部品の電極構造
及び電極形成方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、上記目
的を達成するためにNiに代わる金属について検討した
ところ、Coが適していることを見出した。このCoは
Niに比べて硬度,耐摩耗性に優れており、これを採用
することにより上述の無電解メッキ後の熱処理を不要に
でき、ひいては電気的特性の低下を回避できるととも
に、凝着による摩耗を低減できることに想到し、本発明
を成したものである。
【0007】そこで請求項1の発明は、電子部品素子に
Agからなる第1電極層を形成し、該第1電極層の表面
に無電解メッキによりCoからなる第2電極層を形成し
たことを特徴とする電子部品の電極構造である。
【0008】また、請求項2の発明は、上記電極の形成
方法であって、電子部品素子にAgを所定温度で焼き付
けて第1電極層を形成した後、これの表面に無電解メッ
キ法によりCoを被覆して第2電極層を形成したことを
特徴としている。さらに、請求項3の発明は、電子部品
素子にAg粉末とガラスフリットとを混合してなる電極
ペーストを塗布した後、所定温度で焼き付けて第1電極
層を形成し、該第1電極層を0.1 %〜0.5 %の塩酸溶液
で洗浄し、次いで0.01%〜0.05%の塩化パラジウム溶液
で活性化処理を行い、この後上記第1電極層の表面に無
電解メッキによりCoを析出被覆させて第2電極層を形
成したことを特徴としている。
【0009】ここで、上記塩酸溶液で洗浄した後、塩化
パラジウム溶液で活性化処理を行うのは、第1電極層と
第2電極層との密着性を向上して電極の剥離を防止する
ためである。
【0010】また、上記塩酸溶液の濃度を0.1 %〜0.5
%の範囲としたのは、0.1 %未満にするとAg電極層の
ガラス質成分が除去できずCoメッキ膜が析出しないか
らであり、また0.5 %を越えると上記ガラス質成分の溶
解が進み過ぎて電極の剥離が生じ易くなるからである。
【0011】さらに、上記塩化パラジウム溶液の濃度を
0.01%〜0.05%の範囲としたのは、0.01%未満ではパラ
ジウムイオンの付着量が少なくなり、その結果Coメッ
キ膜が析出しなくなるからであり、また上記0.05%を越
えるとAg電極層のガラス質成分が溶解し、電極が剥離
し易くなるからである。
【0012】
【作用】本発明に係る電子部品の電極構造及びその形成
方法によれば、Agからなる第1電極層の表面に、無電
解メッキによりCoからなる第2電極層を形成したの
で、Niに比べて硬度,耐酸化性を向上できることか
ら、従来のNiを採用する場合の無電解メッキ後の熱処
理を不要にすることができ、ひいてはセラミック素子の
還元による電気的特性の悪化を防止できる。また上記第
2電極層にCoを採用したので、金属端子を接触させる
際の凝着による摩耗を回避でき、ひいては接続性に対す
る信頼性を向上できる。さらまた上記第1電極層に比抵
抗の小さいAgを採用したので、電子部品の電気的特性
を向上できる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図1は、本発明の一実施例による電子部品の電極構
造及び電極形成方法を説明するための図である。本実施
例では、圧電部品に適用した場合を例にとって説明す
る。図において、1は本実施例の圧電部品であり、これ
はPb(Zr,Ti)O3系圧電セラミック2の両主面
にAgからなる第1電極層3を形成し、該第1電極層3
の表面に無電解メッキによりCoからなる第2電極層4
を形成して構成されている。上記圧電部品1は、圧電セ
ラミック2の両主面の第2電極層4に金属端子(図示せ
ず)を配設し、該金属端子で上記圧電セラミック2を押
圧挟持することにより拡がり振動を行うものである。
【0014】次に、上記圧電部品1の一製造方法につい
て説明する。まず、Ag粉末55〜65重量部,BaO
−CaO−SiO2 系ガラスフリット5〜15重量部,
残部有機ワニスからなるAgペーストを作成する。この
有機ワニスにはエチルセルロースをブチルカルビトール
アセテートに溶解したものが使用できる。
【0015】上記Agペーストを、上記圧電セラミック
2の両主面にスクリーン印刷した後、乾燥させる。次い
でこの圧電セラミック2を大気中にて750 〜850 ℃の温
度で焼き付けて第1電極層3を形成する。
【0016】次に、濃度0.1〜0.5%の塩酸溶液を
作成し、この塩酸溶液で上記圧電セラミック2を1〜5
分間洗浄する。次いで、濃度0.01〜0.05%の塩
化パラジウム溶液を作成し、この溶液中に上記洗浄後の
圧電セラミック2を5〜10分間浸漬し、これにより活
性化処理を施す。この後、流水で洗浄する。
【0017】次に、pH10からなる硫酸コバルト−ク
エン酸ナトリウム溶液を作成し、この溶液を70℃に調
整する。そして、この溶液中に還元剤として次亞燐酸ナ
トリウムを添加するとともに、上記圧電セラミック2を
所定時間浸漬して無電解Coメッキを施し、上記第1電
極層3の表面に第2電極層4を形成する。この場合、上
記メッキ時間を設定することにより第2電極層4の膜厚
を調整する。具体的には5〜20分で0.1〜1.0μ
m の膜厚が得られる。これにより本実施例の圧電部品1
が製造される。
【0018】このように本実施例の圧電部品1によれ
ば、圧電セラミック2の両主面にAgからなる第1電極
層3を形成し、該第1電極層3の表面にCoメッキ膜か
らなる第2電極層4を形成したので、該電極表面の硬
度,耐酸化性を大幅に向上することができ、従来のNi
を採用する場合の無電解メッキ後の不活性ガスによる熱
処理を不要できる。その結果、上記圧電セラミック2の
還元を防止でき、電気的特性の悪化を防止できる。
【0019】また、圧電セラミック2の両第2電極層4
に金属端子を押圧して接続する際の凝着を回避できるこ
とから、摩耗による接続不良を回避でき、品質に対する
信頼性を向上できる。さらに、上記第1電極層3は比抵
抗の小さいAgで構成したので、良好な電気的特性が得
られる。さらにまた、第2電極層4を無電解メッキ法に
より形成したので、製造コストを低減できるとともに生
産性を向上できる。
【0020】なお、上記実施例では、圧電部品に適用し
た場合を例にとって説明したが、本発明の電子部品はこ
れに限られるものではない。例えば、誘電体セラミック
を用いたコンデンサ素子,あるいは半導体セラミックを
用いたバリスタ素子やサーミスタ素子等にも勿論適用で
きる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】表1及び表2は、本実施例の圧電部品1の
効果を確認するために行った試験結果を示す。表1に示
す試験は、塩酸溶液,及び塩化パラジウムの濃度を変化
させるとともに、無電解メッキ時間を変化させて各試料
No. 1〜8を作成した。そしてこの各試料No. 1〜8の
Coメッキ膜の膜厚を蛍光X線膜厚計で測定した。また
各試料No. 1〜8のCoメッキ膜に粘着テープを貼り着
け、このテープを引き剥がしてメッキ後の密着強度を調
べた。表中、*印を付したNo. 5〜8は本発明の範囲外
の比較試料である。
【0024】表1において、塩化パラジウム濃度を0.
005%とした比較試料No. 5の場合、パラジウムイオ
ンの付着がほとんどなくメッキ膜が析出していない。ま
た塩酸濃度を0.05%とした比較試料No. 6の場合
は、Ag電極層上のガラス質成分が洗浄しても除去され
ておらず、この場合もパラジウムイオンの付着がほとん
どなくメッキ膜の析出が悪くなっている。一方、塩酸濃
度を0.05%とし、塩化パラジウム濃度を0.075
%と高くした比較試料No. 7の場合は、塩酸洗浄が不足
してもCoメッキ膜は0.05μm ほど析出するが、該
メッキ膜は剥がれ易くなっている。これは塩化パラジウ
ム溶液にAg電極層のガラス質成分が溶解するためであ
る。さらに、塩酸濃度を0.6%と高くした比較試料N
o. 8では、Coメッキ膜の膜厚は満足できるものの、
Ag電極層のガラス成分の溶解が進んでメッキ膜が剥が
れ易くなっている。
【0025】これに対して、塩酸濃度0.1〜0.5
%,塩化パラジウム濃度0.01〜0.05%の範囲と
した本実施例試料No. 1〜4の場合は、何れの試料もC
oメッキ膜は0.1〜1μm と満足できる膜厚が得られ
ており、しかもメッキ膜の剥離は生じておらず、密着性
の良い電極層が得られている。
【0026】表2に示す試験は、上記Coメッキ膜を形
成した後、N2 ガス雰囲気中にて350℃で熱処理を加
えた比較試料,及びこの熱処理を加えていない本実施例
試料を準備した。また、従来のAgからなる第1電極層
に無電解メッキによりNiからなる第2電極層を形成し
て従来試料を作成した。この従来試料は、Ag電極層を
厚膜形成した後、酸洗浄,活性化処理を行い、この後p
H5,温度90℃に調整したクエン酸ナトリウム−塩化
ニッケル浴中で次亞燐酸ナトリウムを還元剤として無電
解メッキ処理を行った。これにより膜厚1μm のNi電
極層を形成した。この従来試料についてもメッキ後の熱
処理を加えたもの、加えなかったものを準備した。次に
上記実施例試料,比較試料,及び従来試料を60℃のオ
イル中に浸漬し、これに3.0Kv/mmの電圧を印加
して分極処理を行った。
【0027】そして、インピーダンスアナライザーを用
いて上記各試料の誘電率ε及び電気機械結合係数Kを測
定,算出した。また表面性試験機を用いて上記各試料の
両電極層に金属端子を押圧し、この接触部を100回摺
動させた。そして電極層の摩耗によるセラミック表面の
露出の有無について観察し、これによる耐摩耗性を比較
した。
【0028】表2に示すように、Niメッキ処理した後
熱処理を加えなかった従来試料(第3欄参照)では、誘
電率,電気機械結合係数とも満足できる値が得られてい
るものの、Ni電極層が摩耗してセラミック表面が露出
しており、耐摩耗性が低い。また上記熱処理を加えた従
来試料(第4欄参照)では、耐摩耗性は向上しているも
のの、誘電率,電気機械結合係数とも悪化している。
【0029】一方、Coメッキ処理した後熱処理を加え
た比較試料(第2欄参照)の場合は、誘電率,電気機械
結合係数とも低下しており、熱処理により圧電セラミッ
クが還元されている。これに対して、熱処理を加えてい
ない本実施例試料(第1欄参照)の場合は、誘電率,結
合係数とも満足できる値が得られており、しかも摺動試
験による電極層の摩耗は生じておらず、品質が向上して
いることがわかる。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明に係る電子部品の電
極構造及び電極形成方法によれば、Agからなる第1電
極層の表面に、無電解メッキによりCoからなる第2電
極層を形成したので、無電解メッキ後の熱処理を不要で
き、ひいてはセラミック素子の還元による電気的特性の
悪化を防止できる効果があり、また硬度,耐摩耗性を向
上できることから、金属端子の接続による凝着摩耗を回
避でき、品質に対する信頼性を向上できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による電子部品の電極構造及
び電極形成方法を説明するための断面図である。
【符号の説明】
1 圧電部品(電子部品) 2 圧電セラミック(電子部品素子) 3 第1電極層 4 第2電極層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子部品素子にAgからなる第1電極層
    を形成し、該第1電極層の表面に無電解メッキによりC
    oからなる第2電極層を形成したことを特徴とする電子
    部品の電極構造。
  2. 【請求項2】 電子部品素子にAgを所定温度で焼き付
    けて第1電極層を形成した後、これの表面に無電解メッ
    キ法によりCoを被覆して第2電極層を形成したことを
    特徴とする電子部品の電極形成方法。
  3. 【請求項3】 電子部品素子にAg粉末とガラスフリッ
    トとを混合してなる電極ペーストを塗布した後、所定温
    度で焼き付けて第1電極層を形成し、該第1電極層を0.
    1 %〜0.5 %の塩酸溶液で洗浄し、次いで0.01%〜0.05
    %の塩化パラジウム溶液で活性化処理を行い、この後上
    記第1電極層の表面に無電解メッキによりCoを析出被
    覆させて第2電極層を形成したことを特徴とする電子部
    品の電極形成方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140035440A1 (en) * 2012-07-31 2014-02-06 Tdk Corporation Piezoelectric device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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