JPH07335487A - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外部電極を電子部品素体から遠ざける方向に
外力が加わった場合であっても、電子部品素体における
クラック等が生じ難い電子部品を提供する。 【構成】 外部電極１４，１５が、電極１４ａ〜１４
ｄ，１５ａ〜１５ｄを積層した構造を有し、外部電極１
４，１５内に、はんだにより溶融しない金属からなる電
極１４ｃ，１５ｃの内側に界面活性剤層１４ｅ，１５ｅ
が形成されている電子部品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、外部電極を有する電子
部品及びその製造方法に関し、特に、外部電極構造が改
良された電子部品及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品の一例を図１を参照して
説明する。図１は、従来の積層コンデンサを基板上に実
装した状態を示す縦断面図である。

【０００３】積層コンデンサ１は、セラミック焼結体２
内に複数の内部電極３ａ〜３ｆをセラミック層を介して
重なり合うように配置した構造を有する。焼結体２の一
方端面２ａには、外部電極４が、他方端面２ｂには外部
電極５が形成されている。外部電極４，５は、例えば、
それぞれ、内側から順に、ＡｇまたはＡｇ−Ｐｄ合金な
どよりなる電極４ａ，５ａと、Ｎｉなどからなる電極４
ｂ，５ｂと、ＳｎやＰｂ−Ｓｎもしくははんだ等よりな
る電極４ｃ，５ｃとを有する。

【０００４】電極４ａ，５ａがＡｇやＡｇ−Ｐｄ合金に
より構成されているのは、内部電極３ａ〜３ｆとの電気
的接続の信頼性を高め、かつ充分な導電性を外部電極
４，５に与えるためである。また、ＡｇやＡｇ−Ｐｄ合
金などのＡｇ含有材料により電極４ａ，５ａが形成され
ているため、はんだ付けに際し、はんだと電極４ａ，５
ａとが接触すると、はんだ食われ現象が生じる。従っ
て、電極４ａ，５ａをはんだと接触させないために、Ｎ
ｉなどよりなる電極４ｂ，５ｂが形成されている。さら
に、Ｎｉよりなる電極４ｂ，５ｂは、はんだ付け性が充
分でないため、はんだ付け性に優れたＳｎなどよりなる
電極４ｃ，５ｃが最外側層に形成されている。

【０００５】図１では、基板６上の電極ランド６ａ，６
ｂに、外部電極４，５がはんだ７，８により接合され、
それによって積層コンデンサ１が基板６上に面実装され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１に示したように積
層コンデンサ１が基板６に面実装された状態において、
周囲温度が変化した場合、基板６やはんだ７，８が膨張
あるいは収縮する。その結果、はんだ７，８により基板
６に接合されている積層コンデンサ１に対して、上記膨
張や収縮による物理的ストレスが与えられる。また、周
囲温度の変化だけでなく、外力により基板６がたわんだ
りすることもあり、そのような場合においても、物理的
ストレスがはんだ７，８を介して積層コンデンサ１に与
えられる。

【０００７】上記のような物理的ストレスが与えられた
場合、特に、基板６の積層コンデンサ１側の主面が凸状
となるように、基板６がたわんだ場合には、外部電極
４，５を焼結体２から遠ざける方向にストレスが加わ
る。その結果、外部電極４，５間が遠ざかる方向に加わ
るストレスにより、セラミック焼結体２にクラックが生
じることがあった。

【０００８】本発明の目的は、電子部品が結合されてい
る基板などのたわみ等に起因する外力が電子部品に与え
られた場合であっても、電子部品素体のクラック等が生
じ難い、電子部品及びそのような電子部品の製造方法を
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電子部品は、上
記課題を達成するために考えられたものであり、電子部
品素体と、前記電子部品素体の外表面に形成された複数
層の電極よりなる外部電極と、前記外部電極内におい
て、はんだにより溶融しない金属からなる電極よりも内
側に形成されている界面活性剤層とを備える、電子部品
である。

【００１０】また、本発明の電子部品の製造方法は、上
記電子部品を製造するための方法であり、第１の製造方
法は、電子部品素体の外部電極形成領域に少なくとも１
層の第１の電極を形成する工程と、前記第１の電極を形
成する工程の後に、界面活性剤含有メッキ浴を用いて電
解メッキすることにより界面活性剤層及び第２の電極を
形成する工程とを備える、電子部品の製造方法であり、
第２の製造方法は、電子部品素体の外部電極形成領域
に、少なくとも１層の第１の電極を形成する工程と、前
記第１の電極を形成する工程の後に、電子部品素体の少
なくとも第１の電極が形成されている領域を界面活性剤
水溶液に浸漬して界面活性剤層を形成する工程と、前記
界面活性剤層上に第２の電極を形成する工程とを備え
る、電子部品の製造方法である。

【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
電子部品は、電子部品素体の外表面に形成された外部電
極が複数層の電極により構成されており、かつ外部電極
内において、上記界面活性剤層が設けられていることを
特徴とする。界面活性剤層は、上記のように、はんだに
溶融しない金属からなる電極よりも内側に形成されてい
ることが必要である。

【００１２】界面活性剤層は、外部電極が電子部品素体
から分離しようとする方向にストレスが加わった際に、
部分的に内側の電極から剥離することにより、上記スト
レスを緩和させるために設けられている。また、界面活
性剤層は、その内側に位置する電極と、外側に位置する
電極との電気的接続の信頼性を損なうものであってはな
らない。従って、界面活性剤層は、内側及び外側の電極
に比べ、非常に薄い厚みの層、例えば１００Å〜５００
Å程度の層として形成される。

【００１３】上記界面活性剤層は、はんだに溶融しない
金属からなる電極よりも内側に形成されることが必要で
ある。界面活性剤層の外側に位置する電極がはんだによ
り溶融する金属のみの場合、例えばＳｎなどからなる電
極のみの場合には、はんだ付けに際し該Ｓｎなどよりな
る電極が溶融し、界面活性剤層が溶融状態にある高温の
はんだに直接さらされることになり、界面活性剤層が消
失してしまう。従って、最終的に得られた電子部品にお
いて、界面活性剤層の上記ストレス緩和作用を期待する
ことができなくなる。よって、界面活性剤層は、はんだ
に溶融しない金属からなる電極よりも内側に形成される
ことが必要である。

【００１４】なお、はんだに溶融しない金属からなる電
極よりも内側に形成されていることが必要であるだけで
あり、はんだに溶融しない金属からなる電極と界面活性
剤層との間に、はんだにより溶融する電極が介在されて
いてもよい。

【００１５】界面活性剤層を構成するための界面活性剤
としては、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性
剤、カチオン系界面活性剤などの適宜の界面活性剤を使
用することができる。このような界面活性剤の具体的な
例としては、日本油脂社製ナイミーン（商品名）、三洋
化成社製カチオンＬＱ（商品名）などを挙げることがで
きる。

【００１６】本発明の電子部品は、上記界面活性剤層の
ストレス緩和作用により、物理的なストレスが電子部品
素体に及ぶのを緩和することに特徴を有するものであ
る。従って、その他の構造については、特に限定される
ものではない。

【００１７】例えば、電子部品素体としては、セラミッ
クスを利用したものの他、圧電単結晶などのセラミック
ス以外の材料を用いたものであってもよい。また、外部
電極についても、従来より電子部品に用いられている複
数層の電極からなる適宜の外部電極を採用することがで
きる。さらに、外部電極を構成している複数の電極の形
成方法についても特に限定されない。例えば、メッキ、
蒸着もしくはスパッタリングなどの適宜の方法で各電極
を形成することができる。

【００１８】さらに、本発明の電子部品は、チップ型電
子部品に好適に用いることができ、例えば図１に示した
積層コンデンサ１において基板６のたわみに起因するス
トレスを上記界面活性剤層の作用により緩和させ、セラ
ミックスのクラックを防止することができる。しかしな
がら、例えばリード付きの電子部品にも本発明を適用す
ることができ、その場合には、外部電極に接合されたリ
ード端子からの外力による電子部品素体のクラック等を
同様に効果的に防止することができる。

【００１９】次に、本発明の製造方法につき説明する。
本発明の電子部品の製造方法では、まず、電子部品素体
の外部電極形成領域に、少なくとも１層の第１の電極を
形成する。この少なくとも１層の第１の電極の形成につ
いては、適宜の方法により行い得る。例えば、蒸着、メ
ッキもしくはスパッタリングなどの薄膜形成法や、導電
ペーストを塗布し焼き付ける方法等を採用することがで
きる。もっとも、複数層の電極からなる外部電極を形成
する場合には、電極の連続的形成が容易であるためメッ
キ法を採用することが好ましい。

【００２０】本発明の第１の電子部品の製造方法では、
上記第１の電極の形成に引き続き、界面活性剤含有メッ
キ浴を用いて電解メッキすることにより、上記界面活性
剤層及び第２の電極が形成される。すなわち、第１の方
法では、界面活性剤層と第２の電極とが同一工程により
形成される。この場合、界面活性剤は、第２の電極を形
成するためのメッキ浴に予め含有されており、従って、
メッキ浴に電子部品素体を浸漬した際に、第１の電極上
に界面活性剤が付着されることになる。また、上記メッ
キ浴中の界面活性剤層の濃度を調整することにより最適
な厚さの界面活性剤層を形成することができる。第２の
電極としては、はんだにより溶融しない金属からなるの
もを形成することが必要である。なぜならば、界面活性
剤層の外側に第２の電極が形成されるからである。

【００２１】なお、第２の電極を形成した後に、さらに
ＳｎやＳｎ−Ｐｂなどのはんだ付け性に優れた金属材料
により第２の電極上に他の電極を形成してもよい。

【００２２】本発明の第２の電子部品の製造方法では、
上記第１の電極を形成した後に、電子部品素体の少なく
とも第１の電極が形成されている部分を界面活性剤水溶
液に浸漬することにより界面活性剤層が形成される。こ
の場合、電子部品素体全体を界面活性剤水溶液に浸漬し
てもよく、あるいは第１の電極が形成されている部分の
みが界面活性剤水溶液に浸漬されるようにしてもよい。

【００２３】また、界面活性剤水溶液に浸漬した後に、
好ましくは、界面活性剤水溶液に浸漬された部分を水に
より洗浄することにより、界面活性剤層の厚みを薄く
し、それによって所望の界面活性剤層を形成してもよ
い。もっとも、浸漬により所望の厚さの界面活性剤層を
形成し得る場合には、上記のような洗浄作業を省略して
もよい。

【００２４】次に、上記界面活性剤層上に、第２の電極
が形成される。第２の電極の形成は、メッキ、蒸着、ス
パッタリングなどの薄膜形成法や、導電ペーストを塗布
し焼き付ける方法等の適宜の方法により形成し得る。

【００２５】また、第２の電極を構成する金属として
は、第１の方法の場合と同様に、Ｎｉなどのように、は
んだに対して溶融しない金属を使用することが必要であ
る。さらに、第２の電極上に、さらにＳｎやＳｎ−Ｐｂ
などのはんだ付けに優れた金属よりなる電極を１層以上
形成してもよい。

【００２６】本発明は、上述した電子部品及び電子部品
の製造方法であるが、適用される電子部品としては、上
述したように、面実装に適したチップ型電子部品に限ら
ず、リード端子付きの電子部品であってもよい。もっと
も、面実装可能なチップ型電子部品に適用した場合に
は、図１に示した基板６のたわみ等に起因する実装状態
におけるストレスを効果的に緩和することができるた
め、チップ型電子部品に好適に本発明を適用することが
できる。

【００２７】

【作用】複数の電極よりなる外部電極内に上記界面活性
剤層が形成されているため、本発明の電子部品及び本発
明の製造方法により得られる電子部品では、外部電極が
電子部品素体から遠ざかる方向に物理的ストレスが加え
られた場合、該界面活性剤層が部分的に内側の電極から
剥離する。その結果、電子部品素体への上記ストレスの
伝達を緩和することができる。従って、電子部品素体の
クラック等を効果的に防止することができる。

【００２８】また、界面活性剤層は、上記のように部分
的に剥離するものであるため、その両側の電極間の電気
的接続の信頼性を損なわない。従って、上記部分的剥離
が生じた場合であっても、電子部品は実装状態において
確実に機能する。

【００２９】また、本発明の第１の製造方法では、界面
活性剤含有メッキ浴を用いて電解メッキすることによ
り、まずメッキ浴に浸漬された電子部品素体の第１の電
極上に界面活性剤が付着し、次に第２の電極が形成され
る。すなわち、第１の方法で界面活性剤層と第２の電極
とが同一工程で形成されるため、本発明の電子部品を効
率よく形成することができる。特に、界面活性剤層及び
第２の電極が上記界面活性剤含有メッキ浴を用いて形成
されるため、第１の電極形成工程についてもメッキ法を
用いた場合には、メッキ法により上記界面活性剤層を内
部に有する外部電極を、より一層効率よく形成すること
ができる。

【００３０】さらに、本発明の第２の電子部品の製造方
法では、第１の電極形成後に、界面活性剤水溶液に少な
くとも第１の電極が形成されている部分を浸漬すること
により界面活性剤層が形成されるため、界面活性剤水溶
液の濃度を調整したり、そのあとに必要に応じて洗浄を
行うことにより、所望の厚みの界面活性剤層を確実に形
成することができる。

【００３１】

【実施例の説明】以下、実施例を説明することにより、
本発明を明らかにする。図２は、本発明の一実施例に係
る電子部品として積層コンデンサを示す縦断面図であ
る。

【００３２】本実施例の積層コンデンサ１１は、セラミ
ック焼結体１２を有する。セラミック焼結体１２は、例
えばチタン酸バリウム等の誘電体セラミックスよりな
り、内部に内部電極１３ａ〜１３ｆを有する。セラミッ
ク焼結体１２の端面１２ａ，１２ｂには、それぞれ、該
端面１２ａまたは１２ｂに引き出された内部電極に電気
的に接続されるように、外部電極１４，１５が形成され
ている。外部電極１４，１５は、それぞれ、４つの電極
層を有する。すなわち、内側から順に、ＡｇまたはＡｇ
−Ｐｄよりなる電極１４ａ，１５ａ、Ｎｉなどのはんだ
により溶融されない金属材料よりなる電極１４ｂ，１５
ｂ、同じくはんだにより溶融されないＮｉなどよりなる
電極１４ｃ，１５ｃ及びはんだ付け性に優れた金属材
料、例えばＳｎ、Ｓｎ−Ｐｂまたははんだよりなる電極
１４ｄ，１５ｄを有する。そして、本実施例の特徴は、
上記電極１４ｂ，１５ｂと、電極１４ｃ，１５ｃとの間
に、界面活性剤層１４ｅ，１５ｅが形成されていること
にある。

【００３３】界面活性剤層１４ｅ，１５ｅは、それぞ
れ、電極１４ｂ，１５ｂと、電極１４ｃ，１５ｃとの間
の電気的接続の信頼性を損なわない程度の厚みに形成さ
れている。従って、界面活性剤層１４ｅ，１５ｅが存在
したとしても、外部電極１４，１５の電気的な機能には
影響を与えない。

【００３４】界面活性剤層１４ｅ，１５ｅは、上記のよ
うに非常に厚みの薄い層として構成されているため、外
部電極１４，１５が電子部品素体としてのセラミック焼
結体１２から遠ざかる方向に外力が加わったとしても、
界面活性剤層１４ｅ，１５ｅが内側の電極１４ｂ，１５
ｂから部分的に剥離することにより、外力のセラミック
焼結体１２への伝達を緩和することができる。従って、
セラミック焼結体１２のクラックを効果的に防止するこ
とができる。

【００３５】なお、上記のような外力が加わり、界面活
性剤層１４ｅ，１５ｅが部分的に剥離したとしても、そ
の他の部分では、外部電極として充分に機能するため、
電子部品１１は、上記のような外力が加わった後におい
ても、面実装状態においてその機能を確実に果たす。

【００３６】次に、具体的な実験例につき説明する。以
下の実施例１，２及び比較例においては、図２に示した
積層コンデンサ１１を作製し、評価した。実施例１ 内部電極１３ａ〜１３ｆが形成されたセラミック焼結体
１２の両端面に、Ａｇ含有導電ペーストを塗布し、乾燥
し、しかる後８００℃の温度で焼き付けることにより、
電極１４ａ，１５ａを形成した。

【００３７】次に、電極１４ａ，１５ａ上に、下記の表
１に示す組成のメッキ浴を用いることにより電解バレル
メッキ法により、厚み２〜３μｍのＮｉメッキ層よりな
る電極１４ｂ，１５ｂを形成した。

【００３８】次に、下記の表２に示す界面活性剤含有メ
ッキ浴を用い電解バレルメッキを行うことにより、電極
１４ｂ，１５ｂ上に、極めて厚みの薄い界面活性剤層１
４ｅ，１５ｅと、厚み１０〜１５μｍのＮｉよりなる電
極１４ｃ，１５ｃとを同一工程により形成した。

【００３９】さらに、電極１４ｃ，１５ｃ上に、メッキ
により厚み３μｍのＳｎ−Ｐｂメッキ層よりなる電極１
４ｄ，１５ｄを形成した。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【表２】

【００４２】実施例２ 実施例１と同様にして、電極１４ａ，１５ａ及び電極１
４ｂ，１５ｂを形成した後、セラミック焼結体１２を界
面活性剤含有水溶液中に浸漬し、次に純水で３回洗浄し
た。使用した界面活性剤水溶液は、界面活性剤として日
本油脂社製のナイミーン（商品名）を１重量％含む水溶
液である。上記のようにして、極めて厚みの薄い界面活
性剤層１４ｅ，１５ｅを形成した。

【００４３】次に、表１に示した組成のメッキ浴を用い
電解バレルメッキを行い、厚み１０〜１５μｍのＮｉメ
ッキ層よりなる電極１４ｃ，１５ｃを形成した。さら
に、電極１４ｃ，１５ｃ上に、電解メッキ法により、厚
み３〜５μｍのＳｎ−Ｐｂメッキ層よりなる電極１４
ｄ，１５ｄを形成した。

【００４４】比較例 実施例１，２で用いたセラミック焼結体１２に、実施例
１，２と同様にして、電極１４ａ，１５ａ及び電極１４
ｂ，１５ｂを形成した後、直ちに、厚み３〜５μｍのＳ
ｎ−Ｐｂメッキ層よりなる電極を形成した。

【００４５】評価 上記実施例１，２及び比較例で得た積層コンデンサ各３
６個を用い、下記の要領で評価した。

【００４６】上記積層コンデンサをアルミニウム基板に
はんだ付けし、−５５℃→１２５℃→−５５℃の温度変
化を与える工程を１サイクルとし、冷熱サイクル試験を
行った。該冷熱サイクル試験後、セラミックスにクラッ
クが生じているものを不良品として計算し、各３６個の
積層コンデンサ中の不良品数を調べた。結果を下記の表
３に示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】表３から明らかなように、比較例では、５
０サイクルの冷熱サイクル試験後に、不良品の発生が得
られたのに対し、実施例１，２では、上記冷熱サイクル
を２００サイクル経過した後であっても不良品数は０で
あった。従って、上記界面活性剤層を設けたことによ
り、セラミック焼結体への外力の伝達を効果的に緩和し
得ることがわかる。

【００４９】なお、実施例１，２の積層コンデンサを、
上記冷熱サイクル後に調べたところ、電極１４ｂ，１５
ｂと電極１４ｃ，１５ｃとの間において部分的な剥離が
生じていることが認められた。従って、上記界面活性剤
層により、部分的剥離が引き起こされ、それによって焼
結体に加わるストレスが緩和されていることがわかる。

【００５０】なお、実施例１，２の積層コンデンサにつ
いて、上記冷熱サイクル試験後の電気的特性を測定した
ところ、電気的特性に劣化はみられなかった。従って、
上記のような部分的な剥離が生じていたとしても、積層
コンデンサとしての電気的特性には影響を与えないこと
がわかる。

【００５１】

【発明の効果】本発明の電子部品では、外部電極を構成
している複数の電極内に上記界面活性剤層が形成されて
いるため、電子部品に内部電極をセラミック焼結体から
遠ざける方向に外力が加わったとしても、界面活性剤層
の部分的な剥離により外力の電子部品素体への伝達を緩
和することができる。従って、周囲温度の変化などのよ
うな熱ストレスが加わったり、電子部品が実装されてい
る基板のたわみ等により外力が加わったとしても、電子
部品素体のクラックを確実に防止することが可能とな
る。

【００５２】しかも、界面活性剤層が部分的に剥離した
としても、外部電極としての機能には影響を与えない。
従って、例えば面実装型電子部品に適用した場合には、
実装状態における信頼性の優れた電子部品を提供するこ
とが可能となる。

【００５３】また、本発明の電子部品の製造方法では、
上記のような界面活性剤層が外部電極内に配置された信
頼性に優れた電子部品を提供することができ、第１の方
法では、界面活性剤含有メッキ浴を用い、電解メッキに
より、界面活性剤層及び第２の電極が同一工程により構
成されるため、界面活性剤層を有する上記電子部品を効
率よく生産することができる。

【００５４】また、第２の方法では、界面活性剤水溶液
に電子部品素体を浸漬することにより界面活性剤層が形
成されるものであるため、界面活性剤水溶液の濃度を調
整したり、そのあとの必要に応じて行われる洗浄作業を
調節することにより、所望の厚みの界面活性剤層を確実
に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の積層コンデンサを基板上に実装した状態
を示す縦断面図。

【図２】実施例の積層コンデンサを説明するための縦断
面図。

【符号の説明】

１１…積層コンデンサ １２…セラミック焼結体（電子部品素体） １４，１５…外部電極 １４ａ，１５ａ…電極 １４ｂ，１５ｂ…電極 １４ｃ，１５ｃ…電極 １４ｄ，１５ｄ…電極 １４ｅ，１５ｅ…界面活性剤層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子部品素体と、 前記電子部品素体の外表面に形成された複数層の電極よ
   りなる外部電極と、 前記外部電極内において、はんだにより溶融しない金属
   からなる電極よりも内側に形成されている界面活性剤層
   とを備える、電子部品。
2. 【請求項２】 電子部品素体の外部電極形成領域に少な
   くとも１層の第１の電極を形成する工程と、 前記第１の電極を形成する工程の後に、界面活性剤含有
   メッキ浴を用いて電解メッキすることにより界面活性剤
   層及び第２の電極を形成する工程とを備える、電子部品
   の製造方法。
3. 【請求項３】 電子部品素体の外部電極形成領域に、少
   なくとも１層の第１の電極を形成する工程と、 前記第１の電極を形成する工程の後に、電子部品素体の
   少なくとも第１の電極が形成されている領域を界面活性
   剤水溶液に浸漬して界面活性剤層を形成する工程と、 前記界面活性剤層上に第２の電極を形成する工程とを備
   える、電子部品の製造方法。