JPS6023957Y2 - 電極構造 - Google Patents
電極構造Info
- Publication number
- JPS6023957Y2 JPS6023957Y2 JP1982070540U JP7054082U JPS6023957Y2 JP S6023957 Y2 JPS6023957 Y2 JP S6023957Y2 JP 1982070540 U JP1982070540 U JP 1982070540U JP 7054082 U JP7054082 U JP 7054082U JP S6023957 Y2 JPS6023957 Y2 JP S6023957Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- solder
- soldering
- lead wire
- ceramic member
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案はセラミックコンデンサ又はセラミックフィルタ
等の如くセラミック部材を用いたものにおけるセラミッ
ク表面上の半田付は用の電極構造に関するものである。
等の如くセラミック部材を用いたものにおけるセラミッ
ク表面上の半田付は用の電極構造に関するものである。
一般に、セラミックコンデンサ又はセラミック部材には
金又は銀よりなる電極が焼結蒸着又はメッキ等により接
合されている。
金又は銀よりなる電極が焼結蒸着又はメッキ等により接
合されている。
このような電極にリード線を半田付すると上記した電極
となっている金又は銀が半田の中へ拡散し、この拡散に
より上記の電極が痩せてセラミックとの接合強度が低下
することにより剥離しやすくなり、上記リード線を半田
付けした部分における電極の接合強度が劣化するという
欠点があった。
となっている金又は銀が半田の中へ拡散し、この拡散に
より上記の電極が痩せてセラミックとの接合強度が低下
することにより剥離しやすくなり、上記リード線を半田
付けした部分における電極の接合強度が劣化するという
欠点があった。
このような欠点を除去するために、従来では上記半田付
の温度を厳しく制御し、かつ半田付を短時間で仕上げ、
更に予め半田に２〜３％の銀を添加する等の対策がなさ
れてきたが、充分な効果が得られなかった。
の温度を厳しく制御し、かつ半田付を短時間で仕上げ、
更に予め半田に２〜３％の銀を添加する等の対策がなさ
れてきたが、充分な効果が得られなかった。
本考案は、上記した欠点を除去し、半田付温度と時間の
制限を緩和してリード線の半田付作業を簡単、かつ容易
にすると共に、リード線の半田付は部分における電極の
セラミックへの接合強度を長期に亘り安定したものとし
得る電極構造を提供するものであり、 リード線を半田付けするためにセラミック部材の表面に
形成された電極構造において、半田に拡散が困難なニッ
ケル、チタン、またクロムからなる第１の電極をセラミ
ック部材上に接合し、リード線の半田付は用にこの第１
の電極の上に半田に拡散が容易な金または銀からなる第
２の電極を接合して前記第１と第２の電極の二層構造を
形成してなることを特徴とするものである。
制限を緩和してリード線の半田付作業を簡単、かつ容易
にすると共に、リード線の半田付は部分における電極の
セラミックへの接合強度を長期に亘り安定したものとし
得る電極構造を提供するものであり、 リード線を半田付けするためにセラミック部材の表面に
形成された電極構造において、半田に拡散が困難なニッ
ケル、チタン、またクロムからなる第１の電極をセラミ
ック部材上に接合し、リード線の半田付は用にこの第１
の電極の上に半田に拡散が容易な金または銀からなる第
２の電極を接合して前記第１と第２の電極の二層構造を
形成してなることを特徴とするものである。
半田（Ｐｂ−Ｓｎ合金）の成分中、母材との結合に関与
するものはスズ（Ｓｎ）であり、接合部において母材金
属との合金相を形成する。
するものはスズ（Ｓｎ）であり、接合部において母材金
属との合金相を形成する。
従ってＳｎ量が多いほど半田付は部分でのろう付は付着
が容易となり、またＳｎが多ければ電気抵抗も減少する
ので、電気的な用途にはＳｎが５０％以上の半田が使用
されるのが一般的である。
が容易となり、またＳｎが多ければ電気抵抗も減少する
ので、電気的な用途にはＳｎが５０％以上の半田が使用
されるのが一般的である。
本考案の電極構造のリード線半田付は用の第２の電極は
、Ｓｎに対する拡散元素としてみた場合に、２００〜２
５０℃の半田付は温度条件下で拡散の活性化エネルギー
Ｑの高い、従って拡散定数りの大きい良電導体である金
（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）から成り、従って第２の電極に
対するリード線の半田付けの接合強度が充分に確保され
るものである。
、Ｓｎに対する拡散元素としてみた場合に、２００〜２
５０℃の半田付は温度条件下で拡散の活性化エネルギー
Ｑの高い、従って拡散定数りの大きい良電導体である金
（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）から成り、従って第２の電極に
対するリード線の半田付けの接合強度が充分に確保され
るものである。
また本考案の電極構造では、第２の電極とセラミック部
材表面との間に、前記ＡｕまたはＡｇとの接合性に優れ
且つ半田に対する拡散定数りの比較的低い金属介在層と
してニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）またはクロム（
Ｃｒ）からなる第１の電極を有するので、リード線の半
田付は部分において半田中への拡散による電極全体の半
田喰れが第１の電極によって阻止され、リード線に引張
り力が作用したときに半田付は部分でのセラミック部材
との接合が容易に剥離されることもなく、充分な接合強
度を保持できるようになるものである。
材表面との間に、前記ＡｕまたはＡｇとの接合性に優れ
且つ半田に対する拡散定数りの比較的低い金属介在層と
してニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）またはクロム（
Ｃｒ）からなる第１の電極を有するので、リード線の半
田付は部分において半田中への拡散による電極全体の半
田喰れが第１の電極によって阻止され、リード線に引張
り力が作用したときに半田付は部分でのセラミック部材
との接合が容易に剥離されることもなく、充分な接合強
度を保持できるようになるものである。
ここで異種金属同士の拡散はそれによる合金層の厚さＷ
と反応時間ｔとで次のように表現される。
と反応時間ｔとで次のように表現される。
Ｗ２＝２Ｄｔ
上式でＤは拡散定数であり、次のように表わされる。
Ｄ ＝ Ｄｏ ｅｘｐ （−Ｑ ／ＲＴ）但し加は定数
〔ｄ−８ｅＣ−１〕、Ｑは活性化エネルギー（Ｋｃａｌ
−ｍｏド１〕、Ｒは気体定数（＝１．９８６ｃａｌ
１１ ｄｅｇ−” −ｍｏｌ−’ ）、Ｔは温度（Ｋ）
である。
〔ｄ−８ｅＣ−１〕、Ｑは活性化エネルギー（Ｋｃａｌ
−ｍｏド１〕、Ｒは気体定数（＝１．９８６ｃａｌ
１１ ｄｅｇ−” −ｍｏｌ−’ ）、Ｔは温度（Ｋ）
である。
ちなみにＳｎに対するＡｕの拡散データは、１３５〜２
２５°ＣにおいてＩ）ｏ＝ｏ、ｔ６（ｃｎ！−５ｅｃ−
’）、Ｑ＝１７．７（Ｋｃａｌ−ｍｏｌ−’）、同じ＜
Ａｇの拡散データは、１３５〜２２５℃においてＤｏ＝
０．１８ （ｃＪ−ｓｅｃ−’）、Ｑ＝１８．４ （
Ｋｃａｌ −ｍｏｌ−”）であり、Ｐｂに対するＡｕの
拡散データは９４〜３２５℃において面＝ ０．４１
Ｘ １Ｏ−２（ｃｎ−８ｅｃ−”）、Ｑ ＝ ９．３５
（Ｋｃａｌ ＊ ｍｏｌ−”）、同じく〜の拡散デー
タは２２０〜３２０℃においてＤｏ ＝ ０．７９Ｘ
１Ｏ−２（Ｃ７１！ −５ｅｃ−”）、Ｑ ＝８．０２
（Ｋｃａｌ ＠ｍｏｌ−’）であり、Ａｕ、Ａｇとも
ほぼ同等の拡散特性を持っているので、本考案の第２の
電極にはこれらいずれかを用いることができる。
２５°ＣにおいてＩ）ｏ＝ｏ、ｔ６（ｃｎ！−５ｅｃ−
’）、Ｑ＝１７．７（Ｋｃａｌ−ｍｏｌ−’）、同じ＜
Ａｇの拡散データは、１３５〜２２５℃においてＤｏ＝
０．１８ （ｃＪ−ｓｅｃ−’）、Ｑ＝１８．４ （
Ｋｃａｌ −ｍｏｌ−”）であり、Ｐｂに対するＡｕの
拡散データは９４〜３２５℃において面＝ ０．４１
Ｘ １Ｏ−２（ｃｎ−８ｅｃ−”）、Ｑ ＝ ９．３５
（Ｋｃａｌ ＊ ｍｏｌ−”）、同じく〜の拡散デー
タは２２０〜３２０℃においてＤｏ ＝ ０．７９Ｘ
１Ｏ−２（Ｃ７１！ −５ｅｃ−”）、Ｑ ＝８．０２
（Ｋｃａｌ ＠ｍｏｌ−’）であり、Ａｕ、Ａｇとも
ほぼ同等の拡散特性を持っているので、本考案の第２の
電極にはこれらいずれかを用いることができる。
また第１の電極には、セラミック部材との接合性が良く
しかも半田への拡散性の低いＮｉを主に用いるが、一般
的に軟ろう付が推奨されない金属として良く知られてい
るＴｉやＣｒを代りに用いても良い。
しかも半田への拡散性の低いＮｉを主に用いるが、一般
的に軟ろう付が推奨されない金属として良く知られてい
るＴｉやＣｒを代りに用いても良い。
以下に、本考案の一実施例を図について詳細に説明する
。
。
第１図において、１はセラミックコンデンサ又はセラミ
ックフィルタ等のセラミック部材であり、該セラミック
部材には半田に拡散が困難な材料としてのニッケルより
なる第１の電極２が蒸着により接合されている。
ックフィルタ等のセラミック部材であり、該セラミック
部材には半田に拡散が困難な材料としてのニッケルより
なる第１の電極２が蒸着により接合されている。
この第１の電極２には半田に拡散が容易な材料として金
よりなる第２の電極３がメッキにより接合されている。
よりなる第２の電極３がメッキにより接合されている。
このような第１、第２よりなる二重の電極構造のもので
は、上記第２の電極３にリード線４を半田５により半田
付けする場合、上記第２の電極３のＡｕは半田に容易に
拡散して接合するが、第１の電極２のＮｉは半田５に拡
散しにくいので、結果として第１の電極２とセラミック
部材１・・との接合強度をそのまま維持でき、効果的な
剥離の防止ができる。
は、上記第２の電極３にリード線４を半田５により半田
付けする場合、上記第２の電極３のＡｕは半田に容易に
拡散して接合するが、第１の電極２のＮｉは半田５に拡
散しにくいので、結果として第１の電極２とセラミック
部材１・・との接合強度をそのまま維持でき、効果的な
剥離の防止ができる。
一般に半田付は性を評価する場合、対象金属の表面上で
の半田の単位重量当りの拡がり面積、すなわち拡がり量
〔ｃＩｌ／ｇ〕を測定する拡がり試験が行なわれる。
の半田の単位重量当りの拡がり面積、すなわち拡がり量
〔ｃＩｌ／ｇ〕を測定する拡がり試験が行なわれる。
第２図は、母材鋼板表面と、該母材表面上に施したロジ
ウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ ）の各メッキ層の表面
とに対して、２００°Ｃにてロージンフラックスを用い
て５ｎ−４Ｏ％ｐｂの半田の拡がり試験を行なった結果
を示している。
ウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ ）の各メッキ層の表面
とに対して、２００°Ｃにてロージンフラックスを用い
て５ｎ−４Ｏ％ｐｂの半田の拡がり試験を行なった結果
を示している。
第２図で、スズ（Ｓｎ）は最も拡がり量が大きいが、信
頼性を要求される電子材料としては経時変化が問題とな
るので、金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）を第２の電極に用い
るのが良いことが判る。
頼性を要求される電子材料としては経時変化が問題とな
るので、金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）を第２の電極に用い
るのが良いことが判る。
第３図は、セラミック部材上に直接形成したＮびツキ電
極（破線カーブ）と、本考案に従ってＮｉ−Ａｕの二層
構造にした電極（実線カーブ）とについて同一の半田の
拡がり試験を２００℃と２５０℃とで行なった結果を示
している。
極（破線カーブ）と、本考案に従ってＮｉ−Ａｕの二層
構造にした電極（実線カーブ）とについて同一の半田の
拡がり試験を２００℃と２５０℃とで行なった結果を示
している。
第３図において本考案に係る電極では実線カーブに示す
ように半田の拡がり性が良く、また特に注目すべきは２
５０℃での試験結果で破線カーブが川砂程度で拡がり量
が急に低下してＡｇ′ｗＬ極の半田喰われによる消失を
起しているのに対して本考案の実線カーブ（２５０℃）
では半田喰われなしに更に拡がり量が大きくなっている
ことである。
ように半田の拡がり性が良く、また特に注目すべきは２
５０℃での試験結果で破線カーブが川砂程度で拡がり量
が急に低下してＡｇ′ｗＬ極の半田喰われによる消失を
起しているのに対して本考案の実線カーブ（２５０℃）
では半田喰われなしに更に拡がり量が大きくなっている
ことである。
このことは、セラミック部材上に直接形成したＡｇ電極
では半田付は温度を２５０℃に高くすると半田付は時間
を１０秒未満に短かく管理する必要があるが、本考案で
は温度が多少高くなろうとも、また時間が多少長汀こう
が、半田付は性は一同に低下せず、かえつて向上するこ
とを意味している。
では半田付は温度を２５０℃に高くすると半田付は時間
を１０秒未満に短かく管理する必要があるが、本考案で
は温度が多少高くなろうとも、また時間が多少長汀こう
が、半田付は性は一同に低下せず、かえつて向上するこ
とを意味している。
第４図は第３図で行なった試験と同じ条件で細いリード
線（０，１３ｍｍ）を半田付けし、リード線を引張って
剥離試験を行なった結果を示している。
線（０，１３ｍｍ）を半田付けし、リード線を引張って
剥離試験を行なった結果を示している。
但し第４図において半田付は温度は２００℃、半田付は
時間は横軸に示す通りであり、実線カーブは本考案に従
うＮｉ −Ａｕ二層電極、破線カーブはＡｇ単層電極で
のそれぞれ剥離を生じたときのリード線に加わっていた
荷重（ｇ）の変化を示している。
時間は横軸に示す通りであり、実線カーブは本考案に従
うＮｉ −Ａｕ二層電極、破線カーブはＡｇ単層電極で
のそれぞれ剥離を生じたときのリード線に加わっていた
荷重（ｇ）の変化を示している。
２００’Ｃでの半田付けにおいてさえ、Ａｇ単層電極で
は半田付は時間が川砂を超えると細いリード線が切断す
る前にほとんど力を加えなくても電極が剥離してしまう
ことが第４図の破線カーブから明らかである。
は半田付は時間が川砂を超えると細いリード線が切断す
る前にほとんど力を加えなくても電極が剥離してしまう
ことが第４図の破線カーブから明らかである。
一方、本考案に従えば、実線カーブに示すように半田付
は時間にかかわらず約１７０１／の荷重の強度を示して
おり、これは実験に用いた細いリード線（０，１３ｍｍ
）の引張り強度にほかならず、すなわち本考案のもので
は電極の剥離以前にリード線が切断したことが判る。
は時間にかかわらず約１７０１／の荷重の強度を示して
おり、これは実験に用いた細いリード線（０，１３ｍｍ
）の引張り強度にほかならず、すなわち本考案のもので
は電極の剥離以前にリード線が切断したことが判る。
以上に述べたように本考案によれば電極にリード線を半
田付けするに際して、半田付けの温度と時間の制御をこ
とさら厳重にする必要がなく、また接合性が良いので簡
単かつ容易にでき、しかもリード線４と電極部、電極部
とセラミック部材１との接合強度を長期に安定したもの
となし得るものである。
田付けするに際して、半田付けの温度と時間の制御をこ
とさら厳重にする必要がなく、また接合性が良いので簡
単かつ容易にでき、しかもリード線４と電極部、電極部
とセラミック部材１との接合強度を長期に安定したもの
となし得るものである。
第１図は本考案の一実施例を示す側面図、第２図は各種
金属の半田付は拡がり量の測定結果を示す線図、第３図
はＡｇ単層電極と本考案によるＮｉ−Ａｕ二層電極との
半田拡がり試験結果を示す線図、第４図は同じ＜Ａｇ単
層電極と本考案によるＮｉ−Ａｕ二層電極とのリード線
半田付は後の剥離強度と半田付は時間との関係を示す線
図である。 １・・・・・・セラミック部材、２・・・・・・第１の
電極、３・・・・・・第２の電極、４・・・・・・リー
ド線、５・・・・・・半田。
金属の半田付は拡がり量の測定結果を示す線図、第３図
はＡｇ単層電極と本考案によるＮｉ−Ａｕ二層電極との
半田拡がり試験結果を示す線図、第４図は同じ＜Ａｇ単
層電極と本考案によるＮｉ−Ａｕ二層電極とのリード線
半田付は後の剥離強度と半田付は時間との関係を示す線
図である。 １・・・・・・セラミック部材、２・・・・・・第１の
電極、３・・・・・・第２の電極、４・・・・・・リー
ド線、５・・・・・・半田。
Claims (1)
- リード線を半田付けするためにセラミック部材の表面に
形成された電極構造であって、半田に拡散が困難なニッ
ケル、チタン、またクロムからなる第１の電極がセラミ
ック部材上に接合され、リード線の半田付は用にこの第
１の電極の上に半田に拡散が容易な金または銀からなる
第２の電極が接合されて前記第１と第２の電極の二層構
造が形成されていることを特徴とする電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982070540U JPS6023957Y2 (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1982070540U JPS6023957Y2 (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57203537U JPS57203537U (ja) | 1982-12-24 |
| JPS6023957Y2 true JPS6023957Y2 (ja) | 1985-07-17 |
Family
ID=29866360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1982070540U Expired JPS6023957Y2 (ja) | 1982-05-17 | 1982-05-17 | 電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6023957Y2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184814A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | 株式会社村田製作所 | セラミツクコンデンサ |
| JPS6184813A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | 株式会社村田製作所 | セラミツクコンデンサ |
| JPS6184815A (ja) * | 1984-10-02 | 1986-04-30 | 株式会社村田製作所 | セラミツクコンデンサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221712A (en) * | 1975-08-05 | 1977-02-18 | Quest Automation | Phototelegraphic system |
-
1982
- 1982-05-17 JP JP1982070540U patent/JPS6023957Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221712A (en) * | 1975-08-05 | 1977-02-18 | Quest Automation | Phototelegraphic system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57203537U (ja) | 1982-12-24 |
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