JPS59115512A - セラミツク電子部品の絶縁方法 - 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】 本発明は積層セラミック電子部品の絶縁方法（こ関する
。

積層セラミック電子部品は積層セラミックコンデンサ、
積層セラミックバリスタ、多層セラミック基板、積層セ
ラミックインダクタ、積層セラミック電歪集子、積層セ
ラミック圧電素子、積層型セラミックセンサーなど数多
くのものて突片化されている。

これらの積層セラミック電子部品は、いずれも小形であ
るため、外部に電極を取り出すための電極間隔が小さく
なり、Ｎ、’ｆＭ間の絶縁性、信頼性を確保することが
むすかしかった。

また近年電子回路の集積化に伴って、チップ部品がＨＩ
Ｏなどに多く使用されているが、ここでも外部取出し電
極の間隔が非常に狭（なるため、電極間の絶縁性が問題
となり、特に高温負荷、耐湿負荷などの畏期信頼性につ
いては重大な障害となっていた。

４２８１セラミック部品では、技術上、コスト上の問題
から一般に外部取出し電極として、銀又は銀パラジウム
合金を焼付けていた。しかしながら、銀は水の存在の下
でマイグレーションを起すため特に耐湿負荷試験などの
信頼性を著しく低下させていた。

この問題を解決するため、パラジウムの含有量の多い銀
パラジウム合金を使用したり、！！４ｍの上をハンダ、
ニッケル、銅などの卑金属でメッキなどの方法ζこよっ
て、コーティングしたり、外部電＠を無電解メッキなど
の方法によって銅、ニッケル、を付けるなどの研究、開
発が行われている。

しかしながら、これらのいずれの方法も、その効果がな
かったり、製造プロセスが？Ｉ＃にｆ、ｃ　ツたり、使
用できるセラミック材料に制約があるなどの問題があり
、コストもｔ否くなるなど実用化が進まない状況にある
。

リードの付いている積層セラミック電子部品では電子部
品の事項変化による信頼性を確保するための外部絶縁外
装の方法としては、ノ１−メチツクシールが実用化され
ており、非常に優れた絶縁方法となっているが、これは
形状が大きくなり、しかもコストが著しく高くなること
から、特に信頼性が要求される、部分に限定して使用せ
ざるを得ない状態である。

また一般の電子部品の外部絶縁、外装の方法と゛　して
はエポキシなどの有機樹脂による絶縁が行われそいるが
、有機樹脂は水蒸気をほぼ１００％通過させてしまうた
め、マイグレーゾョン（こ対しては全く防止効果が得ら
れず、耐湿負荷の（ｆｆ頼性を従って外部型枠の材料、
外装方法などにより、信頼性を確保する方法が試みられ
ているが、著しい改善は見られていない。

また、リードの付かない積層セラミックチップ部品につ
いては、部品レベルでの絶縁に対する信頼性を確保する
ことが困難なため、部品を実装した回路全体を外装など
の方法によって絶縁の信頼性を確保しているが、コスト
が高くなったり、形状が大きくなったり、する問題があ
り、信頼性もあまり改善が見られない状況にある。

一般に電子部品の導体部分を絶縁する方法としては、Ｈ
ＩＯなどで使用されている、スクリーン印刷法や、ディ
ップ法、スプレー法などが実用化されているが、スクリ
ーン印刷法は、均一に塗布できるが、位置合せをするこ
とがむすかしく、特に個別の小型部品の場合には、大地
に処理することができず、コスト高になっていた。また
回路毎にスクリーンを用意する必要があり、工程管理の
上でも問題が多かった。

であっ１こり、厚みにバラツキが出たり、ピンポールな
どが発生し易いなどの絶縁層の品質上の欠点があり、限
られた部分でしか使用されていなかった。一方、電気泳
動法ζこよる粉末の塗布は、金属の塗装、ホーローなど
の分野では実用化されている技術ではあるが、いずれも
形状の大きいものに塗布する技術である。

また電子部品にも″眠気化学Ｖｏ１４０、Ａ７　ページ
４７８や特公昭９８−６２９９に記載されているように
シリコンデバイスのパッシベイショントシて研究されて
いる。

しかしながらこれらの技術はいずれも表面全体を有機；
無機あるいはこれらの混合物で覆うもので、本発明のよ
うに非常に微細な金属表面８覆いかつ、セラミック相料
と金属との界面の部分がどの様になるかは明らかでなか
った。

この様に、積層セラミック電子部品の外部に露出した電
極部分を信頼性よ（絶縁することは非常に困難であり、
実際には全（絶縁をされないか、不充分な絶縁方法によ
って、絶縁されて使用される結果、電子部品の信頼性を
、著しく低下させでいた。

本発明はこれらの問題点を全て解決する、新しい外部絶
縁方法を提案するものであり、形状が小さいものでも確
実にかつ、低コストで絶縁できる特徴をもっている。

本発明では、電気泳動法によりて、無機粉末を金属導体
とセラミ、り素体が複合化している部分に塗布すると、
金属導体部分のみではなく、セラミック素体の部分も含
む形で無機粉末が塗布され、その後これを焼付けること
によって充分電子部品の外部絶縁として、利用できるこ
とを見い出したものである。

本発明の方法に従えは、積層セラミック電子部品の外部
に露出した電極の部分に選択的に均一な絶縁層を容易に
形成することができ、しかも大量に小型電子部品を処理
することができるため、コストを低げることも可能であ
る。

以下本発明を、実施例によって詳細に説明する。

実施例１ 通常行なわれている方法によって製造したＢａＴｉ０．
　　糸積層セラミックチップコンデンサの寸法が１胡×
２關Ｘ１ｍで容量が０．１μＦのものに通常行われてい
る　ディップ法に従って、銀ペーストを塗布し、チップ
両端に外部電極を焼付けた。

外部電極は、Ｍ１００％のものを用い、９００℃で焼付
けを行った。

このチップコンデンサを第１図に示す様な装置を用いて
固定し、電気泳動法をイテうためにスラリー４の入った
槽５の中に入れて、１直流電圧６を印加し、絶縁層の塗
布をイテった。■気泳動法用スラリーの組成は次に示す
ものを用い、これらの借成成分をホモジナイザーで充分
均一分散して、電気泳動法用のスラリーとした。

エチルアルコール　　　　　４００ｍ／ホウケイ酸鉛ガ
ラス粉末　　　５０ｇ ポリビニルブチラール　　　　　４ｇ 水　　　　　　　　　　　　　　　８ｍｌスラリー４を
入れた槽５は、スターテ−７を用いて、均一になる様に
攪拌し、サンプル３と対向電極２の間に５０Ｖの直流を
５分間印加した。

その結果電極の表面には約３００μｍの厚さの均一なガ
ラス粉末層が形成された。

この積層コンデンサを８００℃で１０分間熱処理し、絶
縁層を焼付けた。

電極部分にリード＊ｌｌＮをハンダ付けし、容量、誘電
損失、絶縁抵抗を測定した。

その結果、絶縁層を形成する前の電気特性と全く変化が
認められなかった。

次にこの試料を８５℃相対湿度９０〜９５％の恒温槽中
で５０Ｖの直流電圧を印加する試験を行った。

その結果絶縁層を形成しなかった試料および有機樹脂で
外装を行った試料は３００時間以内にショート状態にな
ったが、本発明の製造方法に従って絶縁した試料は５０
０時間を経過しても、電気特性に変化は認められなかっ
た。

実施例２ 通常行なわれている方法に従って、アルミナ基板玉に銀
−パラジウムペーストを用いて、導体回路をＷ、開法ｌ
こより形ｔ１にした。

この導体（］路をＮ１Ｃ気落（鉤法用のスラリーの中に
浸漬し陰極、対向電極を陽極になるように直流電圧を印
加した。

スラリーの組成、”ＦＪｊ圧印圧印性条件施例［と同様
であった。

この結果、表面の導体ｗ−Ｅとその付近のみに３００μ
ｍの無機粉末層が形成され１こ。この基板を１３３０℃
で１０分間熱処理して、絶縁Ｍ８焼付けた。

この方法によって形成された絶縁層は均一でピンホール
が全くないものであった。

実施例３ グリーンシートを＠層して、焼結する方法によって得ら
れたＰＺＴ系ｔｉｔ層セラミック圧電素子に外１市取出
し電極を８００℃で；完き伺けた。

実施例１で述べた方法と同様の方法で電気泳動法によっ
て、絶縁層を形成するためζこ、スラリーの槽の中に入
れ、直流電圧を印加した。

電気泳動法のスラリー組成は次のものを用いた。

イソプロビアアルコール　　　　４００ｍ／ホウイイ酸
鉛系結晶化ガラス〜　　５０ｇヨウ素　　　　　　　　
　　　　　　　３ｇサンプルと対向電極の間に１５０ｖ
の直流を３分間印加した。

その結果、外部電極上に２００μｍの厚さのガラス粉末
層が形成した。

このサンプルを８００℃で１０分間熱処理して、絶縁層
を焼付けた。

このようにして絶縁層を形成した積層セラミック圧電素
子を分極処理した後、３００ｖの交流電圧を加えて、振
動させたところ、良好な振動特性を示した。

またこのサンプルを湿度９０〜９５％、ＩＪｆｎ度４０
℃の条件で電圧と印加し、振動を行ったが、５００時間
連続動作しても異常は生じなかった。

以上実施例で示したように、本発明によれは、積層セラ
ミック電子部品の外部の電極露出部分付近に選択的に絶
縁層を均一に形成し、しかもセラミック部分と、電極部
分の両方にまたがって、絶縁層を形成でき、しかも焼付
けることによって、緻密なガラス又はセラミック層とな
り、耐湿、耐絶縁性の優れたチップ状の積層セラミ、り
電子部品を形成することができる。

また電気泳動法は、大量に処理することが可能なため、
量産化が可能となり、製造コストを下げることができる
。

本発明の実施例では積層セラミ、クコンデンサ、多層セ
ラミック基板、圧電素子を示したが、この他にも、積層
バリスタ、積層インダクタ、積層型センサなと、あらゆ
る積層セラミック電子部品に本発明の方法が適用できる
ことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電気泳動法を行うための装置の一例を
示す概略図である。図の中の番号はそれぞれ１；陽極、
２；陰極、３；チップサンプル、４；スラリー、５；恒
温槽、６；直流電源、７；攪拌機、を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミック電子部品の外部に露出した電極の全部または
   一部に電気泳動法により、無機粉末を塗布し、その後焼
   付ける工稈を有することを特徴とするセラミック電子部
   品の絶縁方法。