JPS5858717A - 電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、主として、セラミックで成る電子部品に関し
、史Ｃ二詳しくは、外部導体との接続部分となる外部亀
他のｌＩ成に係るものである。

例えば、チップ状もしくはプリント回路基板挿入タイプ
等のリードレス瑠子部品は、プリン）Ｉ回路基板上の導
体パターンに直接半田付は固定される外部１ａ極を有し
、また、一般のリード綴付の電子部品においても、リー
ド線を半田付は固定する外部−極を育する。これらの外
部瑠極を構成する場合、従来は、酸化銀Ａ、Ｏの粉末を
導電成分とし、これば＝低融点フリットガラスン含有さ
せた銀ペーストラ、スクリーンψ刷法等の手段によって
磁器素体上Ｉ：塗布し、かつ焼付けて構成するのが一般
的であった。このため、従来の電子部品には次のような
欠点があった。

（イ１　鍜は有限の資源であって、コスト的に高く、こ
のためコストダウンに限界があった。因Ｉ：通常の６ａ
器コンデンサにおいては、全体のコスＨ二対する外部−
極のコストの割合はイ程度と、きわめて大さなウエート
を占めている。

＋０１　　外部−極にプリント回路基板の導体パターン
やリード線等の外部導体を半田付けした場合。

半田中に鏝が拡散移行するＰ）ｒ謂「半出喰われ現象」
が発失し、曙他密雲牲が低下したり、或は静電容量不足
等の機能的障Ｗｒを招き属い。

し→　シルバーマイグレーション１ｖ生し、絶縁耐電圧
の低下等、信頼性Ｖ損い易い、特に、半田付は時のサー
マルショック等によって、磁器素体にマイクロクラック
が入るのを完全に防止することが不可能であるため、こ
のマイクロクラック内ｔ：銀カ拡１ｔ［行し、シルバー
マイグレージョンの進行が助長され、信頼性ン低下させ
る欠点がある。

上述の鎖の悦付け１１極の欠点を除去する手段として−
無鴫解メッキ法またはこれと電気メツキ法との組合せに
ょ曝ハニッケルや銅等の安価な卑金属より成る一極を形
成する方法も試みられているが、メッキ膜が酸化され昌
＜、リード線等の外部導体との半田付け（二当って特殊
な活性フラックスを必要とし、また、化学的処理ｃ：Ｌ
って素体に材部しもしくは浸透したメッキ液の桟留イオ
ンが寿命特性を劣化させる。更に％南極を独立させるに
当って外周器１を施し、メッキ皮膜を部分的に削除しな
ければならないため、素体の厚みが薄い場合は、外周研
磨力に耐えることができず、破細。

割れ等を生じることがある。このため、素体の厚みがあ
る程度以上のものに限定して通用しなければならないと
いう制約があった。

この他、真空蒸暑法によって金属薄膜χ形［ｆｔＴる方
法も試みられているが、素体に対する金属薄膜の材部力
が弱く、１ｓ極が剥離し易い上に、加工性、生産性に劣
るため、実用に向かない。

本発明は上述する従来の間融点を解決し、半田喰われ現
象やシルバーマイグレーション１ｖ生じる余地がなく、
ｉ［ＩｊＩＩ波特性、信頼性、半田付は性及び寿命特性
が非常に良好で、しかも量産性が高く、コストの安価な
電子部品を提供することを目的とする。

この目的を連成するため、本発明に係る電子部品は％卑
金属ペース）Ｙ焼付けして形成された外部電極を糞する
こと！特徴とする。

以下１１！施例たる添付回向を参照して、本発明の内容
な異体的感二説明する。第１図は本発明に係る電子部品
の斜視図である。この冥施例では、チップ状の電子部品
を示し、磁器等より成る平板状の基板１の相対する両熾
邪に、外部１ｓ極２．５’ｌｋ付与したチップ状の電子
部品を示している。このようなデツプ状−子部品の具体
例としては、第２図Ｃ：示すように、誘電体磁器で成る
基板１の内部に、多数の内部ｌｌ極４．４・・・を埋設
し、内部１ａ極４％　４・・・の隔−毎に、その相反す
る一端１に：前記外部一極２，５に導通させた積層形Ｆ
Ｂ器コンデンサ、或は第３図Ｃ：示すように％誘電体磁
器で成る基板１の内部に、２つの内部−極４，４１に埋
設し、その相反する一端を外部ｉＩ極２．５に導通させ
た単層内部陽極構造のチップ状ｉａａコンｆンサを始め
として、チップ状抵抗素子、インダクタ、サーミスタ、
ジャンパ部品等々、非常に多種のものが提案されている
。

１ｉ１１ｅ外部１１極２．５は、従来は鍜ベーストな筆
塗り、転写等の手段で塗布し、かつ焼付けること５二よ
って形成していたが、本発明ｌ二おいては、卑金属粉末
を導電成分とする卑金属ペースト１／Ｗｌ！布し、かつ
悦付けることによって形成しである。すなわち、卑金属
粉末を導−成分とし、これ（＝フリットガラスを含１１
！させた卑金属ペーストを、従来と同様の手段で基体１
上に塗布し、かり悦付けることＣ：よりて形成Ｔるもの
である。前記卑金属粉末としては、ニッケル粉末、銅粉
末等が挙げられるが、銅粉末が適当である。ニッケルは
比抵抗が大きく、１１１Ｉ＋周波領域Ｃ二おける周波数
特性が劣るという欠点があるが、銅は銅と似た物性を持
ち、高周波特性及び信頼性が高いからである。

上述のように、卑金属ペースト、特に銅ペーストを塗布
、＠付けることＣ二よって外部電極２，３を形成Ｔると
、次のような効果が得られる。

（イ１　卑金属ペーストは、鏝ペーストや他の貴金属ペ
ーストに比べて、資源上の制約が少なく、コストが遥か
？二安価である。このため、製品コストが大幅に低紙さ
れる。

１ｏ１　　早釡属ペースト、特に銅ペーストを用いた場
合は、銀ペーストの場合と同様の物性を持つ外部電極２
，５を形成することができるから、高周波特性及び信頼
性が高くなる。

（ハ）銀−極の場合に避けることのできないＶルバーマ
イグレーション及び半田喰われ現象が皆無となる。この
ため、信頼性及び寿命特性が著るしく同上する。

に）半田付は時のサーマルショックＣ：より磁器基板１
にマイクロクラックが発生したとしても、シルバーマイ
グレーション及び半田喰われ現象が皆無であるから、信
頼性や寿命特性が劣化することがない。

（ホ）ロール転写法またはスクリーン印刷法等Ｉ：よっ
て形成できるから、従来の工程そのままで全製品に適用
できる。このため、量産性が高い。

ト１　無−解メツキ＠、　ｍｌ気メッキ法による電極形
成と興なって、メッキ膜の酸化や残留イオンによる寿命
特性の劣化、素体の厚さＣ二よる制約がない。

１ト１悦付は電極であるから、１徳の材部力が強固で、
ｌＩ極剥離等の住じ麹い引張強度の大きな外部ｌＩ極２
，３を形成することかできる。

本発明は、外部電極を１ｉ！する全ての電子部品に通用
できる０例えばｗ４４図及びＷ２Ｂ図に示すよう響二、
基板１の厚み方向の両面に、卑ｆＩｌ属ペーストを焼付
けした外部亀＆２．５’ｌｌ設けると共Ｃ，両ｏ＠Ｉｆ
ｌＣニクサビ状等の係止部５．５を設けたプリント回路
基板挿入タイプの電子部品、或は第６図及びｓＲ７図Ｃ
二示すようＣ，基板１の厚み方向の両面１：卑会撫ペー
ストｖ焼付けした外部電極２，３を設け、該外部Ｓ極２
％　５にリード線Ｃ図示しない】を半田付けするリード
線付電子部品、貝には第８図Ｃ：示すように１円筒状の
基体１の外周面に゛１卑金飄ベース）Ｖ焼付けした外部
電極２％　５Ｙ１ｉし、該外部電極２．５５−リードｓ
１に＊回して半田付けする円筒状のり−ドｌ１ｌａｌｌ
子部品等々、各種の電子部品Ｃ二広く通用することがで
き、いずれの場合も１ＩＩＪ配効果を得ることができる
。

また１図示はしていないが、外部電極２，５の表向に半
田コートを謄丁と、リード線や導体パターン等の外部導
体との半田接続が容ｉｐ、ｔ：なる。半田コートは、半
田浸漬法またはスクリーン印刷法等Ｃ二よって施す、ス
クリーン印刷法による場合は、所定のパターンで均一な
層厚の半田コートｙ形成できる。

次に、実測ｆ−夕を挙げて本発明の効果１に史Ｃ：具体
的ｇ：説明する。まず、第９図乃至ｌＫ１５図は、ｗ４
６図及びｌＲ７図に示す構造の磁器コンデンサＩ：おい
て、−外部ＩＩ他２．５ｖ銅ペースト焼付は電極とした
本発明電：係る磁器コンデンサの初期特性１に％同じく
銀ペースト焼付は電極とした従来品の初期特性と比較し
て示す実測特性図である。第９図は静糟容量特性、５Ｒ
１０図は誘喝損失特性、第１１園は絶縁抵抗特性、第１
２図は直流電圧破壊特性％第１５図は引張り強度特性を
示し、また第１４図及びｌＫ１５図は本発明Ｃ：係る１
ｉＩｉ器コンデンサの静−容量温度特性及び周波数特性
なそれぞれ示している。

第９図乃至第１５図から明らかなようＣ，本発明Ｃ：係
る磁器コンデンサは、従来の銀ペースト焼付１１他によ
る磁器コンデンサと遜色のない初期特性が得られる。ま
た、Ｋ１４図及びＫ１５図に示すように、本発明１二よ
れば、静−容量温度特性が良好で、しかも、′＆周波領
域での周波数特性に優れたＭｉ磁器コンデンサ得られる
。すなわち、銅ペースト焼付によって外部電極２，５を
構成した場合、銅の物性が銀と似ていることから、銀ペ
ースト焼付による外部ＩＩ極を付与した場合と同様に、
信頼性が高＜ｓｉ％周波特性の優れた電子部品が得られ
るのである。

ｍｃ、ｌ！１６図はシルバーマイグレータョン試験ｆ−
タを示している。試験に当っては、ｌＫ１７図に示すよ
うに、アルミナ基板６の表面１：、ギャップｇ１−１−
５＋ｕ娶隔てて２つの外部１１１極２．５を設けた試料
を使用し、＠１Ｂ図Ｃ二示すように、この試料を水中に
入れて、外部ｌＩ極２−３間に可変直流１１１ｉｉ１１
７ｃよって直流−圧を印加した。試料は、外部−極２．
５を鍜ペースト焼付け（ニよって構輯した従来品と、銅
ペースト焼付けによって構成した本発明品との２品積を
用意した。

第１６図の試験データを見れば明らかなように、従来の
鈑ペースト焼付は電極の場合は、電圧印加時間が２〜５
分ン経過すると、電流値が急増し、シルバーマイグレー
ションの急激な進行が鯰められる。これ（＝対し、本発
明（：係る銅ペースト焼付ｉｌ極の場合は、電圧印加時
間が２〜５分を経過しても殆んど一流が流れず、シルバ
ーマイグレーションの進行は殆んど認められない、電圧
印加時間が７〜８分ン経過した後にごく僅かの一流が流
れるだけである。

また、＠１９図は温度加速試験データを示し。

＠２０図は１１１ｍＥｈ加速試験データを示している。

これらのデータから明らかなように、本発明に係る銅ペ
ースト焼付けｉｌ極を有するＭｉ器コンデンサは、従来
の銅ペースト焼付は電極を有する磁器コン７ンサに比べ
て、温度加速試験、電圧加速試験のいずれにおいても勝
曝ハ優れた寿命特性ン有することがわかる０次に、これ
らの試験データから、推定寿命を算出する。磁器コン７
ンサの推定寿命は次式から算出される。

但し。

Ａｌ、・・・推定寿命 声　・・・試験条件下での絶縁破壊時間Ｔ　°°°試験
温度 Ｔｏ゛°°基準温度（２０℃） △７°゛°寿命半減温度 Ｖ　°°°試験印加電圧 Ｖｏ−°°基基準比圧５０Ｖ） ｎ　・・・電圧依存指数 この式を利用し、基準−圧５０ｖ１基準温１ｆ２０υに
おけるＦｉ！ｉ器コンデンサの寿命を推定すると、銀ペ
ースト悦付ｍ＋極で成る従来品の推定寿命が１、２０　
Ｘ　１０’年であるのに対し、本発明に係る銅ペースト
焼付は電極の推定寿命は２．２５　Ｘ　１０１０年とな
り、５桁以上も改善される。

史に、第２１図及び第２２図は半田耐熱特性を示してい
る。第２１図は従来品の、１４２２１ｍは本発明品の半
田耐熱特性をそれぞれ示している。温度条件は５５０±
１０℃とした。第２１図と第２２因との比較から明らか
なようＣ二、従来の鈑ペース）９’２ｉ付け１１極の場
合は、１０時間を経過した後に静寒容を変化率が静糟容
量減少方同≦二大幅（二増大するが、本発明の銅ペース
ト焼付けＩＩ極の場合は、静電容量変化率は長時間に亘
って、非常に小さく抑えられる。

以上運べたように、本発明に係る電子部品は、卑金属ペ
ーストの悦付けで成る外部１１極１に：’ｗすることを
特徴とするから、半田喰われ現象やシルバーマイグレー
ション等を生じる余地がなく、高周波特性、傷頼性、半
田付性および寿命特性が非常に良好で、しかもｔ産性に
富むコストの安価な電子部品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明Ｃ二係るチップ状の電子部品の斜視図％
ｌＲ２図、第３図は同じくその別々の実施例における各
正面ｌｌＴ向図、第４図は同じく史≦：浅の実施例（二
おける正面図、第５図は同じくそ、の側１図、第６図は
同じく更に別の１５１！施例Ｃ二おける正面図、＠７図
は同じくその側面図、第８図は史に別の実施例における
正面断面図、第９図乃至第１５図は本発明に係る電子部
品の初期特性を従来品のそれと比較して示す図で、＠９
図は静電容量特性ｔ％５Ｒ１０図は誘曙損矢特性Ｙ％第
１１図は絶縁抵抗特性を、第１２図は直流電圧破壊特性
を、第１５図は半田耐熱特性を示す、＠１４図は本発明
に係る電子部品の静電容量特性図、第１５図は同じく周
波数特性図、第１６図は本発明響二係る電子部品と従来
品とのシルバーマイグレーション試験結果を示す図、第
１７囚は同じく試験に供された試料の平面図、９１８図
は同σ゛く試験条件を示す図、第１９図は同じく温度加
速試験結果を示す図、１Ｒ２０図は回じく１圧加速試験
結果を示す図、１Ｒ２１図は従来品の半田耐熱特性図、
第２２図は本発明に係る電子部品の半田耐熱特性図ｔ′
それぞれ示している。 １・・・基板 ２．５　　・・・　外部亀他 第１図 第２図 第３図 第４図　　第５図 第６図　　　　第７図 第８図 第１６図 電圧印加゛時間　（ｍｌｎ） 第１７図 第旧図 第１９図 温度　（＠Ｃ） ＊２１図 第２２図 時間（ｓｅｃ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）卑金属ペーストの悦付けで構成された外部１１Ｉ
   極′％：肩することｔ特徴とする電子部品。 １２１　　ｆＪ配配合金属ペースト、銅を導−成分とし
   ガラスフリットＹ含有するもので成ることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の電子部品。 （３１前記外部１１Ａ極は、表面に半田コートを有する
   ことを特徴とする特許請求の範囲＠ＩＪＪまたは１ｉＬ
   ２項に記載の電子部品。 １ｊｌｌ　　［ｉ］紀半田コートは、半田浸漬によって
   付与したことを特徴とする特許請求の範囲ＩＫ５項区：
   記載の電子部品。 （５）前記半田コートは、半田ペーストラスクリーン印
   刷すること≦二よって付与したことン特黴とする特許請
   求の範囲＠５ＸＪＩに記載の電子部品。