JPH07192967A - セラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メッキ液のセラミック電子部品素体内への侵
入を防止することができ、かつメッキ膜を外部電極表面
に均一にかつ安定に形成することができ、さらに外部電
極上のメッキ膜表面の光沢度を高め得るセラミック電子
部品の製造方法を得る。 【構成】 セラミック電子部品素体１に導電ペーストを
付与し、焼き付けて外部電極７，８を形成し、このセラ
ミック電子部品素体１の外部電極をバレル研磨し、バレ
ル研磨後に外部電極７，８の外表面に湿式メッキにより
メッキ膜を形成する各工程を備えるセラミック電子部品
の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば積層コンデンサ
等のセラミック電子部品の製造方法に関し、特に外部電
極形成工程が改良されたセラミック電子部品の製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のセラミック電子部品の製造方法の
一例として、積層コンデンサの製造方法を図１及び図２
を参照して説明する。

【０００３】複数の内部電極２〜６が誘電体セラミック
層を介して重なり合うようにして配置された焼結体より
なるセラミック電子部品素体１を用意する。このセラミ
ック電子部品素体１の両端面１ａ，１ｂを覆うように、
Ａｇ含有導電ペーストを塗布し、焼き付けることにより
外部電極７，８を形成する。

【０００４】外部電極７，８は、外部との電気的接続に
用いられるものであるが、Ａｇを主体とするため、半田
付けを行った場合に半田くわれ現象により外部電極７，
８が消失したり、腐食したりするという問題がある。そ
こで、従来、図２に一方の外部電極８側を拡大して示す
ように、外部電極８を形成した後、さらにＮｉよりなる
第１のメッキ膜９を湿式メッキにより形成していた。さ
らに、Ｎｉよりなる第１のメッキ膜９は半田付け性が充
分でないため、第１のメッキ膜９上に、半田付け性を高
めるためにＳｎやＳｎ−Ｐｂからなる第２のメッキ膜１
０を湿式メッキより形成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電ペ
ーストの焼付けにより形成されるＡｇを主体とする外部
電極７，８は多数の細孔を有する。従って、図２に矢印
で示すように、湿式メッキに際して用いた強酸性のメッ
キ液が、外部電極８を通過し、セラミック電子部品素体
１内に、特にセラミック電子部品素体１を構成している
セラミック層と内部電極との間の界面に到達することが
あった。

【０００６】強酸性のメッキ液がセラミック電子部品素
体１内に侵入すると、内部電極とセラミック層との間に
層間剥離が生じ、はなはだしき場合には、厚み方向にお
いて隣接する内部電極同士に至るクラックが生じ、絶縁
抵抗が大幅に低下することがあった。これは、以下のメ
カニズムにより発生すると考えられる。

【０００７】すなわち、湿式メッキ時に、Ａｇよりなる
外部電極７，８の細孔を通り、メッキ液がセラミック層
と内部電極との界面に到達する。メッキ中は、通常、セ
ラミック電子部品素体１が陰極側とされているため、内
部電極とセラミック層との界面に存在していると考えら
れる内部電極構成金属の酸化物、例えばＮｉＯが還元さ
れ、それによって上記界面において層間剥離現象が生じ
る。さらに、時間の経過とともに、上記還元反応が内部
にまで進行し、ある時点において対向内部電極間に跨が
るようなクラックが発生し、絶縁抵抗が大幅に低下して
いるものと考えられる。

【０００８】他方、上記外部電極７，８の焼付けの際に
は、通常、Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉等の金属酸化物粉が敷粉として
用いられている。すなわち、図３に示すように外部電極
７，８上に導電ペーストを塗布した後、敷粉１１を散布
した平面１２上にセラミック電子部品素体１を載置し
て、導電ペーストの焼付けを行っていた。敷粉は最終的
には除去されねばならないため、導電ペーストを焼付け
た後、通常水洗いにより除去していた。しかしながら、
上記水洗いでは、敷粉を確実にかつ完全に除去すること
ができなかった。

【０００９】その結果、外部電極７，８の表面に敷粉が
部分的に存在したり、並びに導電ペースト中のガラスフ
リットが不均一に析出したりするため、第１，第２のメ
ッキ膜を９，１０を形成した場合、均一な厚みの第１，
第２のメッキ膜９，１０を形成することができず、かつ
メッキ膜表面の光沢も低下しがちであった。

【００１０】本発明の目的は、外部電極上にメッキ膜を
形成するにあたり、メッキ液のセラミック電子部品素体
内への侵入を抑制することができ、かつ光沢の良好なメ
ッキ膜を均一な厚みにかつ安定に形成することを可能と
する工程を備えたセラミック電子部品の製造方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、セラミック電
子部品素体に導電ペーストを付与し、該導電ペーストを
焼き付けて外部電極を形成する工程と、前記セラミック
電子部品素体の外部電極をバレル研磨する工程と、バレ
ル研磨後に、前記外部電極上に湿式メッキにより少なく
とも１のメッキ膜を形成する工程とを備えることを特徴
とする、セラミック電子部品の製造方法である。

【００１２】

【作用】本発明の方法では、外部電極形成後に、バレル
研磨により外部電極表面が平滑化される。従って、該研
磨により外部電極表面の細孔が塞がれ、それによって、
メッキに際してのメッキ液のセラミック電子部品素体内
への侵入を防止することができる。

【００１３】また、上記研磨により外部電極表面が平滑
化されるため、その上にメッキ膜を均一な厚みにかつ安
定に形成することができ、さらにメッキ膜の光沢も良好
なものとなる。

【００１４】すなわち、本発明は、導電ペーストの焼付
けにより形成される外部電極に不可避的に形成される細
孔を研磨により閉塞するとともに、外部電極表面を平滑
化する工程を備えることに特徴を有する。

【００１５】

【実施例の説明】以下、本発明の実施例を説明すること
により、本発明を明らかにする。実験例１ 常法に従って、３．２×１．６×１．２５ｍｍの寸法の
積層コンデンサ用のセラミック電子部品素体を用意し
た。次に、上記セラミック電子部品素体の両端面にＡｇ
ペーストを塗布し、焼付けることによって、外部電極を
形成し、図１に示した構造を得た。

【００１６】しかる後、図４に示す容量５００ｍｌの円
筒型のポット２０内に、外部電極の形成された上記セラ
ミック電子部品素体２１を１０００個投入し、さらに水
２００ｍｌ及びアルミナからなる直径３ｍｍの研磨剤２
２をかさ容積３５０ｍｌ投入し、回転数９０ｒｐｍで上
記ポット２０を軸方向を中心として３０分間回転させ
た。このバレル研磨により、外部電極表面が研磨され、
焼結後に存在していた細孔が閉塞され、かつ不均一に析
出していたガラスフリットが削り取られ、外部電極表面
が平滑化された。 上記のようにして研磨された積層コ
ンデンサ用チップ（実施例）及び上記バレル研磨を行っ
ていない積層コンデンサ用チップ（比較例）につき、外
部電極表面にＮｉを２μｍの厚みに電解メッキし、さら
に以下の要領でＳｎメッキ性を評価した。

【００１７】Ｓｎメッキ性の評価…Ｓｎメッキ浴中に、
通常の電流密度の３倍の電流を流してＮｉメッキ膜上に
Ｓｎメッキを行い、メッキ後のセラミック電子部品素体
における層間剥離の有無を超音波探傷法により検出し
た。なお、下記の表１に示す層間剥離率は、実施例及び
比較例それぞれ各１０００個について層間剥離が発生し
た割合を示したものである。

【００１８】また、上記のようにしてＳｎがメッキされ
た実施例及び比較例各１０００個の積層コンデンサチッ
プにつき、相対湿度８５％及び温度７０℃の環境の下に
１０００時間放置した後、両端面の外部電極間の絶縁抵
抗を測定することにより耐湿負荷試験を行った。結果を
表１に併せて示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】表１から明らかなように、実施例のように
上記条件で外部電極を研磨した後、Ｎｉメッキ膜及びＳ
ｎメッキ膜を形成すれば、層間剥離率をほぼ０とするこ
とができ、かつ耐湿負荷試験において不良と判断される
ものが皆無となることがわかる。すなわち、上記バレル
研磨により、外部電極表面の細孔が閉塞され、かつ表面
に存在していた不要ガラスフリットを除去することがで
きるため、層間剥離現象を効果的に防止し得るものと考
えられる。

【００２１】実験例２ 次に、実験例１と同様にして、ただし、研磨条件を変更
することにより、メッキ膜表面の光沢やメッキ後の外部
電極不良等の発生について実験した。

【００２２】ポットの回転速度の選定 直径５ｍｍの球状の多数のセラミックボールを研磨材と
して用い、ポットの回転速度を０〜２００ｒｐｍの間で
変化させ、３０分間ポットを回転させた。以後の工程は
実験例１と同様にしてＮｉメッキ膜及びＳｎメッキ膜を
形成した。形成されたメッキ膜表面の光沢を測定した。
この光沢度については、外観を目視により評価し、光沢
度の優れたものから光沢度が充分でないものまでを１０
段階に分けて評価した。結果を図５に示す。

【００２３】図５から明らかなように、回転速度が低い
場合には、研磨材がポットの内壁をずり落ちてしまうた
めか、また、回転速度が高すぎる場合には、ポットの内
壁と一緒に研磨材及びコンデンサチップが回転してしま
うためか、外部電極表面の研磨が充分に行われず、最終
的なメッキ膜表面の光沢度が充分でなかった。従って、
バレル研磨を行っておくことによりメッキ膜表面の光沢
度を改善するには、５０〜１５０ｒｐｍの回転速度で行
うことが好ましい。

【００２４】研磨材の径の選定 ポットの回転速度を９０ｒｐｍとし、９０分間ポットを
回転させてバレル研磨を行った。バレル研磨後は実験例
１と同様にしてメッキ膜を形成し、さらにメッキ膜表面
の光沢度をの回転速度の選定と同様にして行った。結
果を下記の表２に示す。

【００２５】

【表２】

【００２６】表２から明らかなように、研磨材の径を２
〜１０ｍｍの範囲とすれば、メッキ膜表面の光沢度が良
好であることがわかる。上記バレル研磨はポット内にお
いて研磨材が落下して積層コンデンサチップの外部電極
表面に衝突した際の衝撃により行われるものと思われる
が、研磨材の径が２ｍｍ未満では研磨材の重量が小さく
なるため上記衝撃が小さくなり過ぎ、充分な研磨効果が
得られないものと考えられる。また、逆に、研磨材の径
が大き過ぎる場合には、ポット内において研磨材が均一
に分布されないためか、研磨ばらつきが生じ、最終的に
積層コンデンサチップ間においてメッキ膜の光沢ばらつ
きが大きかった。

【００２７】研磨時間の選定 直径５ｍｍのセラミックボールからなる研磨材を用い、
９０ｒｐｍの回転速度で下記の表３に示す時間内で研磨
した。以後の工程は実験例１と同様にし、さらにメッキ
膜表面の光沢度を上記と同様にして評価した。また、研
磨後の外部電極エッジ部分における削れ量、すなわち図
１の矢印Ａで示すエッジ部分における外部電極の膜厚を
測定した。

【００２８】結果を下記の表３に示す。

【００２９】

【表３】

【００３０】表３から明らかなように、バレル研磨時間
を３０分以上とすることにより外部電極表面のメッキ膜
の光沢度が良好となり、３０分未満では研磨が充分に行
われないためか、メッキ膜表面の光沢度が充分でなかっ
た。

【００３１】また、エッジ部の外部電極の厚みは、セラ
ミック電子部品素体端面と側面並びに上面及び下面の外
部電極部分との間の電気的接続を確保するために重要で
あり、湿式メッキ時のメッキ液の内部への侵入を防止す
るためにも重要であり、さらに、耐半田くわれ現象を防
止するためにも重要である。ところが、バレル研磨時間
が９０分を超えると、エッジ部における外部電極削れ量
が５μｍを超え、従ってエッジ部における外部電極の厚
みが薄くなりすぎ、不適当であることがわかる。

【００３２】上記バレル研磨に際してのポットの回転
速度の選定、研磨材の径の選定及びバレル時間の選
定から、上記積層コンデンサチップの外部電極表面を研
磨するに際しては、直径２〜１０ｍｍ程度の球状のセラ
ミック材を研磨材として用い、バレル研磨に際しての回
転速度を５０〜１５０ｒｐｍとし、３０〜９０分の間ポ
ットを回転させることが好ましいことがわかる。

【００３３】しかしながら、上記バレル研磨に際しての
ポットの回転数、研磨材の径及びバレル研磨時間につい
ては、対象となるセラミック電子部品素体の組成、寸法
及び外部電極の組成及び寸法等によって異なるため、上
記範囲が好ましいとは必ずしもいえない場合もある。す
なわち、上記研磨条件は対象物によって異なるため、一
義的に定め得ないものである。

【００３４】なお、上記実施例の説明は、積層コンデン
サについて行ったが、本発明は、積層コンデンサ等の積
層セラミック電子部品以外の他のセラミック電子部品の
製造方法にも適用し得るものである。すなわち、内部電
極が存在しないセラミック電子部品においても外部電極
表面に湿式メッキによりメッキ膜を形成する場合には、
本発明の製造方法を適用することにより、外部電極上の
メッキ表面の光沢度を高めることができ、かつ均一なメ
ッキ膜を安定に形成することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明では、外部電極形成後のメッキ膜
の形成に先立ち、外部電極を研磨するため、該研磨によ
り導電ペーストで焼き付けられた外部電極中の細孔を塞
ぐことができる。従って、湿式メッキに際し、メッキ液
がセラミック電子部品素体内に侵入することを防止する
ことができるため、積層セラミック電子部品では層間剥
がれを防止することができ、かつ絶縁抵抗の低下等を確
実に防止することが可能となる。特に、内部電極とし
て、Ｎｉ等の卑金属からなるものを用いた場合には、メ
ッキ液による酸化等を確実に防止することができ、従っ
て、より一層耐湿性に優れた信頼性の高いセラミック電
子部品を提供することができる。

【００３６】さらに、上記バレル研磨により、外部電極
表面の異物が確実に除去されるため、メッキ不足等のメ
ッキ不良を低減することができる。本願発明者によれ
ば、メッキ不良発生率は、従来２０ｐｐｍ程度てあった
のに対し、本発明の方法では５ｐｐｍ以下に低減し得る
ことが確かめられている。

【００３７】また、上記研磨を行っておくことにより、
最終的に形成されるメッキ膜表面の光沢度が高められ、
かつ光沢度のばらつきが低減される。従って、外観品位
の優れたセラミック電子部品を提供することができる。

【００３８】また、外部電極表面が平滑になるため、半
田付け性も高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外部電極が形成された積層コンデンサチップを
示す断面図。

【図２】外部電極上にメッキ膜を形成した状態を示す部
分切欠拡大断面図。

【図３】外部電極焼付け時の積層コンデンサチップを示
す部分切欠断面図。

【図４】バレル研磨を説明するための斜視図。

【図５】バレル研磨に際してのポットの回転数と、外部
電極上のメッキ膜表面の光沢度との関係を示す図。

【符号の説明】 １…セラミック電子部品素体 ７，８…外部電極 ９，１０…メッキ膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック電子部品素体に導電ペースト
   を付与し、該導電ペーストを焼き付けて外部電極を形成
   する工程と、 前記セラミック電子部品素体の外部電極をバレル研磨す
   る工程と、 バレル研磨後に、前記外部電極上に湿式メッキにより少
   なくとも１のメッキ膜を形成する工程とを備えることを
   特徴とする、セラミック電子部品の製造方法。