JPH09115772A - チップ型電子部品の外部電極 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メッキ層を形成する際の耐メッキ液性が良好
で、電気的特性、信頼性、機械的特性に優れたチップ型
電子部品を提供する。 【解決手段】 外部電極４を第１層４ａと第２層４ｂの
２層構造とし、第１層４ａを金属粉末と無機結合材を含
む導電性ペーストで形成し、第２層４ｂを金属レジネー
トを有機バインダ及び有機溶剤に分散させた導電性ペー
ストで形成する。 【効果】 第１層４ａはベアチップ３と外部電極４との
接合強度の向上に有効に機能し、第２層４ｂでは、金属
レジネートの分解生成物の金属微粒子が、焼成によって
緻密な金属層を形成することで、湿式メッキの際の電解
液の侵入が防止される。電解メッキによる特性劣化が防
止され、外部電極の接合強度も高く、電気的特性、信頼
性、機械的特性に優れたチップ型電子部品を得ることが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チップ型電子部品
の外部電極に係り、特に、外部電極表面に湿式メッキに
よりメッキ層を形成する際の耐メッキ液性が良好で、電
気的特性、信頼性、機械的特性に優れたチップ型電子部
品の外部電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】チップインダクター、チップ抵抗、チッ
プ型積層セラミックコンデンサ、チップサーミスタ等の
チップ型電子部品は、セラミックス焼結体からなるベア
チップと、その内部に設けられた内部電極と、この内部
電極に導通するように、ベアチップの両端面に設けられ
た外部電極とで主に構成され、この外部電極を基板には
んだ付けすることにより実装される。

【０００３】このようなチップ型電子部品において、外
部電極は、チップ型電子部品と基板上の電気回路とを接
続するためのものであるため、その良否が製品の電気的
特性、信頼性、機械的特性等に大きな影響を及ぼす。

【０００４】従来、チップ型電子部品の外部電極は、Ａ
ｇ，Ｐｄ，Ｐｔ等の貴金属粉末と無機結合材を混合した
ものを有機ビヒクルに混練し、得られた導電性ペースト
をベアチップの両端面に塗布した後、６００〜８００℃
程度の温度で焼成して形成されている。この外部電極の
表面には、はんだ付け時のくわれ（溶蝕）を防止するた
めのＮｉメッキ皮膜と、更に、このＮｉメッキ皮膜の酸
化によるはんだ付け性の低下を防止するためのＳｎメッ
キ皮膜又はＳｎ／Ｐｄメッキ皮膜とからなる２層のメッ
キ電極層が形成されている。このメッキ電極層の形成
は、通常、湿式の電解バレルメッキ法で行われている。

【０００５】外部電極表面に電解バレルメッキ法でメッ
キ電極層を形成する際、外部電極の表面及び内部に空孔
があると、この空孔に電解液が侵入する場合がある。外
部電極の空孔内への電解液の侵入は、電子部品の信頼性
の低下や外部電極のベアチップに対する接合強度の低下
の原因となる。

【０００６】従来においては、外部電極のベアチップに
対する接合強度を高めるために、外部電極形成用導電性
ペーストに主としてガラスからなる無機結合材を加えて
いる。そして、この無機結合材の組成や配合比を調整す
ることで、上記電解液の侵入防止を図っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、導電性
ペーストの無機結合材の組成や配合比の調整のみでは、
電解液の侵入を確実に防止することはできず、チップ型
電子部品の性能低下、信頼性低下を引き起こすおそれが
あった。

【０００８】特に、Ａｇ粉末を主体とする導電性ペース
トで形成された外部電極では、通常、焼結粒子の間に大
きな空孔が形成されるところから、湿式メッキに使用す
る強酸性の電解液が外部電極に通過してこの空孔に侵入
し易い。そして、例えば、チップ型積層セラミックコン
デンサの場合、この電解液は、ベアチップを構成してい
る誘電体層と内部電極との間の界面にまで到達すること
がある。強酸性の電解液が積層セラミックコンデンサ内
に侵入すると、誘電体層を形成する誘電体材料が侵食さ
れ、絶縁抵抗が低下する。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解決し、外
部電極表面に湿式メッキによりメッキ層を形成する際の
耐メッキ液性が良好で、電気的特性、信頼性、機械的特
性に優れたチップ型電子部品を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のチップ型電子部
品の外部電極は、セラミック焼結体からなるベアチップ
の表面に接する第１層と、この第１層に積層形成された
第２層とを有するチップ型電子部品の外部電極におい
て、前記第１層は金属粉末及び無機結合材を含む導電性
ペーストで形成され、前記第２層は、金属レジネートを
有機バインダ及び有機溶剤に分散させてなる導電性ペー
ストで形成されていることを特徴とする。

【００１１】本発明のチップ型電子部品の外部電極で
は、第１層はベアチップと外部電極との接合強度を向上
させるように機能する。第２層は、この第２層を形成す
る導電性ペースト中の金属レジネートの分解生成物、即
ち金属微粒子が、焼成によって緻密な金属層を形成する
ことで、湿式メッキの際の電解液の侵入を防止する。

【００１２】即ち、第１層は無機結合材を含み、これが
ベアチップのセラミック焼結体との間で反応層を形成す
ることで、外部電極の付着強度を高める。

【００１３】第２層では、金属レジネートが、第１層の
比較的大きな金属粒子同士の焼結とは異なり、分子レベ
ルの金属超微小粒子として焼結するため、緻密な金属層
を形成する。この外層の緻密な金属層により、湿式メッ
キ時の電解液の侵入が防止される。このため、電解メッ
キによる特性劣化が防止され、しかも、外部電極の接合
強度も高く、電気的特性、信頼性、機械的特性に優れた
チップ型電子部品を得ることができる。

【００１４】本発明において、第２層を形成する導電性
ペースト中の金属レジネートの金属成分は、Ａｇ，Ｐｄ
及びＰｔよりなる群から選ばれる１種又は２種以上であ
ることが好ましい。

【００１５】また、本発明において、ベアチップを構成
するセラミック焼結体が鉛系ペロブスカイトを主成分と
するセラミック誘電体よりなることが好ましい。

【００１６】このような本発明のチップ型電子部品の外
部電極は、特に、積層セラミックコンデンサに有効であ
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１８】図１は、本発明のチップ型電子部品の外部
電極の一実施例を示す積層セラミックコンデンサの断面
図である。

【００１９】図示の積層セラミックコンデンサ１０は、
表面実装型のチップコンデンサであり、内部電極１を有
する鉛系ペロブスカイトのセラミック誘電体２を複数回
積層して得られたグリーンチップを焼成して得られるベ
アチップ３の両端面に、内部電極１と電気的に接続され
た第１層４ａ及び第２層４ｂからなる２層構造の外部電
極４を形成したものである。

【００２０】ここで、このセラミック誘電体２として
は、鉛系ペロブスカイトの他、チタン酸バリウム系等の
誘電体が用いられ、内部電極１としてはＰｄ，Ｐｔ，Ａ
ｇ／Ｐｄ等の貴金属、或いはＮｉ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｃｏ等
の卑金属が用いられる。

【００２１】本発明に係る外部電極４の第１層４ａは、
金属粉末と無機結合材を含む導電性ペーストで形成さ
れ、第２層４ｂは、金属レジネートを有機バインダ及び
有機溶剤に分散させてなる導電性ペーストで形成され
る。

【００２２】第１層４ａを形成する導電性ペーストは、
Ａｇ，Ｐｄ及びＰｔよりなる群から選ばれる１種又は２
種以上の金属粉末と、無機結合材（ガラスフリット或い
は無機酸化物粉末）を、有機バインダ及び有機溶剤を含
む有機ビヒクルで混練して調製される。

【００２３】第２層４ｂを形成する導電性ペーストは、
Ａｇ，Ｐｄ及びＰｔよりなる群から選ばれる１種又は２
種以上を金属成分とする金属レジネート、例えば、オク
チル酸銀、オクチル酸パラジウム等の有機金属化合物
を、有機バインダ及び有機溶剤を含む有機ビヒクルで混
練して調製される。

【００２４】第１層４ａ及び第２層４ｂを形成する導電
性ペーストの好適配合割合は次の通りである。

【００２５】第１層形成用導電性ペースト配合 金属粉末 ：５０〜８０重量％ 無機結合材 ：金属粉末に対して１．５〜１５重量％ 有機ビヒクル：１５〜４５重量％第２層形成用導電性ペースト配合 金属レジネート：２０〜５５重量％ 有機ビヒクル ：８０〜４５重量％ なお、第２層形成用導電性ペーストは、金属分の含有割
合が５〜２５重量％であることが好ましい。この導電性
ペースト中の金属分の割合が５重量％未満では、第２層
の形成に当り、１回の導電性ペーストの塗布では、形成
される第２層の厚みが極端に薄く、連続した膜を形成す
ることが困難となり、電解液侵入のおそれがある。導電
性ペースト中の金属分の割合が４５重量％を超えると、
導電性ペーストの塗布作業性等が悪くなる。

【００２６】この第１層４ａ及び第２層４ｂからなる２
層構造の外部電極４は、ベアチップ３の外部電極形成端
面を第１層形成用導電性ペーストに浸漬した後引き上げ
て１５０〜２００℃で乾燥した後、６００〜８００℃で
焼成して第１層４ａを焼き付け、次いで、この第１層４
ａを焼き付けたベアチップ３の外部電極形成端面を第２
層形成用導電性ペーストに浸漬した後引き上げて、同様
に乾燥、焼成して第２層４ｂを焼き付けることにより形
成することができる。

【００２７】なお、本発明において、外部電極４の第１
層４ａの厚さは３０〜８０μｍとし、第２層４ｂの厚さ
は５〜１５μｍとするのが、外部電極付着強度及び耐メ
ッキ液性の確保の面で好適である。

【００２８】この積層セラミックコンデンサ１０は、外
部電極４の表面に更にＮｉメッキ皮膜５及びＳｎ又はＳ
ｎ／Ｐｂメッキ皮膜６を形成して使用される。

【００２９】なお、本発明のチップ型電子部品の外部電
極は、図示の積層セラミックコンデンサの他、チップ抵
抗、チップサーミスタ、チップインダクター等の様々な
チップ型電子部品に適用することができる。また、積層
セラミックコンデンサは、チタン酸バリウム、チタン酸
ストロンチウムといったセラミック誘電体を用いたもの
であっても良い。

【００３０】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００３１】なお、以下において使用した積層セラミッ
クコンデンサチップは、鉛ペロブスカイト（ＰＬＺＴ）
系セラミック誘電体を用いた、層間８０μｍの６．８η
Ｆ品で、チップ寸法：長さ３．２ｍｍ×幅１．６ｍｍ×
高さ１．０５ｍｍのものである。

【００３２】実施例１ 上記積層セラミックコンデンサチップに図１のような２
層構造の外部電極を形成した。

【００３３】まず、Ａｇ金属粉末７５重量部と、この金
属粉末に対して１０重量％の硼珪酸鉛亜鉛系ガラスフリ
ットを、エチルセルロース、ブチルカルビトール及びテ
ルピネオールを含む有機ビヒクルに混練して全体を１０
０重量部として第１層形成用導電性ペーストを調製し
た。この第１層形成用導電性ペーストをベアチップ３の
両端面に塗布して、大気圧下、２００℃で１０分間乾燥
した後、大気圧下、２５℃／分の昇温速度で７５０℃ま
で昇温して焼成し、第１層４ａを形成した。この第１層
４ａの電極厚みは約４０μｍであった。

【００３４】次に、市販の銀の金属レジネート（エヌ・
イー ケムキャット（株）製）を、エチルセルロース、
ブチルカルビトール及びテルピネオールを含む有機ビヒ
クルに混練して第２層形成用導電性ペーストを調製し
た。金属レジネートと有機ビヒクルの混合重量比は、金
属レジネート：有機ビヒクル＝５０：５０（導電性ペー
スト中の金属成分重量１５重量％）とした。この第２層
形成用導電性ペーストを、第１層４ａを形成したベアチ
ップ３の第１層４ａ上に塗布し、大気圧下、２００℃で
１０分間乾燥した後、大気圧下、２５℃／分の昇温速度
で７５０℃まで昇温して焼成し、第２層４ｂを形成し
た。この第２層４ｂの電極厚みは約５〜８μｍであっ
た。

【００３５】その後、形成された外部電極上に、常法に
従ってＮｉメッキ皮膜５及びＳｎ／Ｐｂメッキ皮膜６を
順次形成した。得られた積層セラミックコンデンサにつ
いて、諸特性を次の方法により測定し、結果を表１に示
した。

【００３６】 静電容量（ηＦ）及び誘電正接（％）
（試験個数＝３０） ＬＣＲメータ（ヒューレットパッカード社製４２８４
型）を用い、１ｋＨｚ、１Ｖｒｍｓで測定した。

【００３７】 絶縁抵抗（Ω）（試験個数＝１５） 高抵抗計（ヒューレットパッカード社製４３２９Ａ）を
用い、５００Ｖの直流電圧を印加した後、３０秒経過後
の抵抗を測定した。

【００３８】 信頼性（耐湿負荷試験）（試験個数＝
２０） ８５℃の温度で８５％の相対湿度下、６３０Ｖの直流電
圧を印加して１０００時間までの劣化の有無を調べた。

【００３９】 信頼性（高温負荷試験）（試験個数＝
３０） １２５℃の温度で、１％以下の相対湿度下、６３０Ｖの
直流電圧を印加して１０００時間までの劣化の有無を調
べた。

【００４０】 外部電極付着強度（試験個数＝１０） 試料の端子電極に０．８ｍｍのはんだ引き綱線を２３０
℃のホットプレート上で共晶クリームはんだにより接着
し、この綱線を１０ｍｍ／分で引っ張ることにより付着
強度を測定した。

【００４１】比較例１ 第２層形成用導電性ペーストの金属レジネートと有機ビ
ヒクルとの混合重量比を金属レジネート：有機ビヒクル
＝１５：８５（導電性ペースト中の金属成分重量４．５
重量％）としたこと以外は実施例１と同様にして積層セ
ラミックコンデンサを製造し、同様に諸特性を測定し、
結果を表１に示した。なお、第２層は部分的に途切れ、
電極厚みは０〜３μｍの範囲でばらついた。

【００４２】比較例２ 第２層を形成せず、第１層のみの外部電極を形成したこ
と以外は実施例１と同様にして積層セラミックコンデン
サを製造し、同様に諸特性を測定し、結果を表１に示し
た。なお、第１層の電極厚みは約４０〜５０μｍとし
た。

【００４３】

【表１】

【００４４】表１に示す結果から次のことが明らかであ
る。即ち、本発明に係る実施例１の積層セラミックコン
デンサは、電気的特性、耐湿負荷試験、高温負荷試験に
おいて不良が皆無である。比較例１のように、第２層の
電極厚みが薄くなり、膜が均一に形成されないと、電気
的特性、信頼性の低下が見られる。第２層を形成してい
ない比較例２では、電気的特性、信頼性が悪く、電解メ
ッキによる劣化が見られる。なお、実施例１の外部電極
付着強度は、比較例２に示す従来品と同等の値を示すこ
とが確認された。

【００４５】上記実施例の説明は、積層セラミックコン
デンサについて行ったが、本発明は、積層セラミックコ
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
ック電子部品にも適用し得るものである。即ち、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
表面に電解メッキによりメッキ層を形成させる場合に
は、本発明のチップ型電子部品の外部電極を適用するこ
とにより、信頼性に高いチップ型電子部品を製造するこ
とができる。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明のチップ型電
子部品の外部電極によれば、外部電極を金属粉末と無機
結合材を含む導電性ペーストで形成された第１層と、金
属レジネートを含む導電性ペーストで形成された第２層
との２層構造とすることにより、耐メッキ液性が高く、
かつベアチップへの付着強度の高い外部電極を形成する
ことが可能となり、電気的特性、信頼性、機械的特性に
優れたチップ型電子部品の外部電極を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のチップ型電子部品の外部電極の一実施
例を示す積層セラミックコンデンサの断面図である。

【符号の説明】

１ 内部電極 ２ セラミック誘電体 ３ ベアチップ ４ 外部電極 ４ａ 第１層 ４ｂ 第２層 ５ Ｎｉメッキ皮膜 ６ Ｓｎ／Ｐｂメッキ皮膜 １０ 積層セラミックコンデンサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック焼結体からなるベアチップの
   表面に接する第１層と、この第１層に積層形成された第
   ２層とを有するチップ型電子部品の外部電極において、
   前記第１層は金属粉末及び無機結合材を含む導電性ペー
   ストで形成され、前記第２層は、金属レジネートを有機
   バインダ及び有機溶剤に分散させてなる導電性ペースト
   で形成されていることを特徴とするチップ型電子部品の
   外部電極。
2. 【請求項２】 請求項１において、該金属レジネート中
   の金属がＡｇ，Ｐｄ及びＰｔよりなる群から選ばれる１
   種又は２種以上であることを特徴とするチップ型電子部
   品の外部電極。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、セラミック焼
   結体が鉛系ペロブスカイトを主成分とするセラミック誘
   電体よりなることを特徴とするチップ型電子部品の外部
   電極。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれか１項
   において、チップ型電子部品が積層セラミックコンデン
   サであることを特徴とするチップ型電子部品の外部電
   極。