WO2005104148A1 - 電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

　第１の焼結電極層上に第２の焼結電極層が積層されている構造を有する外部電極を備えた電子部品であって、第１，第２の焼結電極層が緻密に焼結されており、かつ外観不良及び電気的接続の信頼性が生じ難い電子部品を提供する。 　外部電極７，８が、第１の焼結電極層７ａ，８ａと、第２の焼結電極層７ｂ，８ｂとを有し、第１の焼結電極層７ａ，８ａが、アルカリ金属含有第１のホウケイ酸系ガラスを含み、第１のホウケイ酸系ガラスでは、ホウ素以外の全ての元素を１００重量％としたときに、ケイ素が８５～９５重量％、アルカリ金属が０．５～１．５重量％含まれており、第２の焼結電極層７ｂ，８ｂは、アルカリ金属含有第２のホウケイ酸系ガラスを含み、該第２のホウケイ酸系ガラスには、ホウ素以外の全ての元素を１００重量％としたとき、ケイ素が６５～８０重量％、アルカリ金属が３．５～８．０重量％含まれている電子部品。

Description

明 細 書

電子部品及びその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、電子部品本体の外表面に外部電極が形成されている電子部品及びそ の製造方法に関し、より詳細には、外部電極が複数の焼結電極層を積層した構造を 有する電子部品及びその製造方法に関する。

背景技術

[0002] 従来、積層セラミックコンデンサなどの電子部品の製造に際しては、電子部品本体 を作製した後に、該電子部品本体の外表面に外部電極が形成されている。この種の 外部電極としては、導電ペーストの焼付けにより形成された焼結電極層の表面に、 S nメツキ膜などを形成したものが多用されていた。

[0003] 他方、近年、鉛フリー実装を果たすために、半田に代えて、導電性接着剤により電 子部品をプリント回路基板などに実装する方法が注目されている。導電性接着剤に より電子部品をプリント回路基板などに実装する場合には、外部電極が導電性接着 剤により接合されることになる。この場合、外部電極表面が Snメツキ膜などにより形成 されていると、導電性接着剤の熱処理による硬化に際し、外部電極表面が酸化しが ちであった。その結果、接触抵抗が増大したり、電気的接続の信頼性が低下したりす るという問題があった。

[0004] そこで、下記の特許文献 1には、 Snメツキ膜に代えて、複数の焼結電極層を積層し てなる外部電極を用いた電子部品が開示されている。すなわち、特許文献 1に記載 の積層セラミック電子部品では、 Mまたは Ni合金力もなる内部電極を有する積層セ ラミック素体の両端面に、 Cuまたは Cu合金を主成分とする第 1の焼結電極層と、 Ag または Ag合金を主成分とする第 2の焼結電極層を積層してなる外部電極が形成され ている。ここでは、まず、 Cuまたは Cu合金とガラスフリットとを含む第 1の導電ペースト を塗布し、その上に Agまたは Ag— Pd合金を主成分とする金属粉末にガラスフリットを 加えてなる第 2の導電ペーストを塗布し、しかる後第 1,第 2の導電ペーストを同時に 700°Cで焼付けることにより、上記外部電極が形成されている。 特許文献 1：特開 2002-158137号公報

発明の開示

[0005] 特許文献 1に記載の製造方法では、外部電極が上記第 1,第 2の焼結電極層を積 層した構造を有するため、特に、外側の第 2の焼結電極層が Agまたは Ag合金を主 成分とするため酸化し 1 、従って導電性接着剤による実装に適している。

[0006] しカゝしながら、第 1の焼結電極層の主成分である Cuまたは Cu合金の焼結温度は、 第 2の焼結電極層の主成分金属である Agまたは Ag合金に比べて相対的に高い。 従って、第 1,第 2の焼結電極層を同時焼成により形成する場合、主成分金属の焼結 温度が上記のように異なるため、焼結温度や雰囲気の制御が実際には非常に困難 であった。そのため、同時焼成により外部電極を形成した場合、一方の焼結電極層 の緻密性が十分でなぐ信頼性が低下しがちであるという問題があった。

[0007] 本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、第 1,第 2の焼結電極層を積 層してなる外部電極を有する電子部品であって、第 1,第 2の焼結電極層の緻密性 が十分であり、かつ信頼性に優れた電子部品及びその製造方法を提供することにあ る。

本発明の他の目的は、外部電極表面が酸化し難ぐ導電性接着剤による実装に適 した電子部品及びその製造方法を提供することにある。

[0008] 本発明に係る電子部品は、電子部品本体と、電子部品本体の表面に形成された外 部電極とを備え、前記外部電極が第 1の焼結電極層と、第 1の焼結電極層上に積層 されており、かつ第 1の焼結電極層とは異なる金属を主成分とする第 2の焼結電極層 を有する電子部品であって、前記第 1の焼結電極層は、アルカリ金属を含む第 1のホ ゥケィ酸系ガラスを含有し、前記第 1のホウケィ酸系ガラスには、波長分散型 X線マイ クロアナライザにより分析された値で、ホウ素以外のすべての元素の含有割合を 100 重量％としたとき、ケィ素が 85— 95重量％、アルカリ金属が 0. 5-1. 5重量％含ま れており、前記第 2の焼結電極層は、アルカリ金属を含む第 2のホウケィ酸系ガラスを 含有し、前記第 2のホウケィ酸系ガラスには、波長分散型 X線マイクロアナライザによ り分析された値で、ホウ素以外のすべての元素の含有割合を 100重量％としたとき、 ケィ素が 65— 80重量％、アルカリ金属が 3. 5-8. 0重量％含まれていることを特徴 とする。

[0009] 本発明に係る電子部品のある特定の局面では、前記第 1のホウケィ酸系ガラスが含 有するアルカリ金属がカリウムであり、前記第 2のホウケィ酸系ガラス含有しているァ ルカリ金属がナトリウムである。

本発明に係る電子部品のさらに他の特定の局面では、前記第 2の焼結電極層は、 貴金属を主成分とする。上記貴金属としては、好ましくは、銀 パラジウムが用いられ る。

[0010] 本発明に係る電子部品のさらに別の特定の局面では、前記電子部品本体は内部 電極を有し、前記第 1の焼結電極層は、前記内部電極と合金化する金属を主成分と する。本発明の電子部品のより限定的な局面では、前記内部電極はニッケルを主成 分とし、前記内部電極と合金化する金属が銅である。

[0011] 本発明に係る電子部品のさらに別の特定の局面では、前記電子部品の外部電極 は、実装基板の電極パターンに対して、榭脂に金属フィラーを分散させてなる導電性 接着剤により接続される外部電極である。

[0012] 本発明に係る電子部品の製造方法は、電子部品本体と、電子部品本体の表面に 形成された外部電極とを備え、前記外部電極が第 1の焼結電極層と、第 1の焼結電 極層上に積層されており、かつ第 1の焼結電極層とは異なる金属を主成分とする第 2 の焼結電極層を有する電子部品であって、電子部品本体表面に、主成分金属として の第 1の金属と、第 1の軟ィ匕温度を有するアルカリ金属を含む第 1のホウケィ酸系ガラ スとを含有する第 1の導電ペーストを塗布して、前記第 1の軟化温度よりも高い第 1の 焼結温度で焼結させて第 1の焼結電極層を形成する工程と、第 1の焼結電極層の表 面に、前記第 1の金属とは異なる第 2の金属と、前記第 1の軟ィ匕温度よりも低い第 2の 軟化温度を有するアルカリ金属を含む第 2のホウケィ酸系ガラスとを含有する第 2の 導電ペーストを塗布し、前記第 1の軟化温度よりも低ぐかつ前記第 2の軟化温度より も高い第 2の焼結温度で焼結させて第 2の焼結電極層を形成する工程とを含むこと を特徴とする。

[0013] 本発明に係る電子部品の製造方法のある特定の局面では、前記第 2の金属が、第 2のホウケィ酸系ガラスによって前記第 2の金属の溶融温度よりも低い前記第 2の焼 結温度で焼結され、該第 2の焼結温度が、前記第 1の軟化温度よりも 50°C以上低くさ れている。

[0014] 本発明に係る電子部品の製造方法の他の特定の局面では、前記第 1の金属が前 記第 1のホウケィ酸系ガラスによって前記第 1の金属の溶融温度よりも低い第 1の焼 結温度で焼結され、前記第 2の金属が第 2のホウケィ酸系ガラスによって前記第 2の 金属の溶融温度よりも低い第 2の焼結温度で焼結され、第 1の金属の溶融温度に対 する第 1の焼結温度の温度低下幅に比べて、第 2の金属の溶融温度に対する第 2の 焼結温度の温度低下幅の方が大きくされている。

[0015] 本発明に係る電子部品の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記第 1のホウ ケィ酸系ガラスが含有しているアルカリ金属がカリウムであり、前記第 2のホウケィ酸 系ガラスが含有しているアルカリ金属がナトリウムである。

本発明に係る電子部品の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記第 2の金属 は、貴金属である。上記貴金属としては、好ましくは、銀 パラジウムが用いられる。

[0016] 本発明に係る電子部品の製造方法のさらに他の特定の局面では、前記電子部品 本体は内部電極を有し、前記第 1の金属が、前記内部電極と合金化する金属である 本発明に係る電子部品の製造方法のさらに別の特定の局面では、前記内部電極 はニッケルを主成分とし、前記内部電極と合金化する金属は銅である。

[0017] 本発明に係る電子部品では、電子部品本体の表面に第 1,第 2の焼結電極層が積 層されてなる外部電極が形成されている。そして、上記第 1の焼結電極層は、第 1の 金属と、アルカリ金属を含む第 1のホウケィ酸系ガラスとを含有しており、この第 1のホ ゥケィ酸系ガラスが、波長分散型 X線マイクロアナライザにより分析された値で、ホウ 素以外の全ての元素を 100重量％とした場合、ケィ素が 85— 95重量％、及びアル カリ金属が 0. 5-1. 5重量％の割合で含まれている組成を有する。他方、第 2の焼 結電極層は、第 1の金属とは異なる第 2の金属と、アルカリ金属を含む第 2のホウケィ 酸系ガラスとを含有しており、第 2のホウケィ酸系ガラスには、波長分散型 X線マイク 口アナライザにより分析された値で、ホウ素以外の全ての元素の含有割合を 100重量 %としたときに、ケィ素が 65— 80重量％、アルカリ金属が 3. 5-8. 0重量％含まれ ている組成を有する。

[0018] 従って、第 2の焼結電極層に含有されて 、る第 2のホウケィ酸系ガラスの第 2の軟ィ匕 点が、第 1の焼結電極層に含まれている第 1のホウケィ酸系ガラスの第 1の軟ィ匕点より も低くなる。よって、第 1の焼結電極層及び第 2の焼結電極層をこの順序で別々に焼 結した場合、第 2の焼結電極層を得る際の第 2の焼結温度を相対的に低くすることが でき、それによつて第 2の焼結電極層を得るに際しての焼結に際し、第 1の焼結電極 層に含まれている第 1のホウケィ酸系ガラスが軟ィ匕しない。従って、第 1の焼結電極 層を第 1の焼結電極層を得るのに十分な条件で焼結し、緻密な第 1の焼結電極層を 形成した後に、上記第 2の焼結電極層を形成したとしても、第 1の焼結電極層中の第 1のホウケィ酸系ガラスが軟ィ匕しないために、緻密な第 1,第 2の焼結電極層を有する 外部電極を形成することができる。

[0019] よって、本発明によれば、第 1,第 2の焼結電極層を積層してなる外部電極の信頼 性を効果的に高めることが可能となる。

第 1のホウケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がカリウムであり、第 2のホ ゥケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がナトリウムである場合には、ナトリウ ムが含有されている第 2のホウケィ酸系ガラスの第 2の軟ィ匕点が第 1のホウケィ酸系ガ ラスの第 1の軟ィ匕点よりも確実に低くされる。

[0020] 第 2の焼結電極層が、貴金属を主成分とする場合、 Agや Ag合金などの貴金属は 酸化され難いため、外部電極表面の酸ィ匕が生じ難い。従って、導電性接着剤による 実装に適した電子部品を提供することができる。特に、上記貴金属として、銀 パラジ ゥム合金を用いた場合には、導電性に優れ、かつ耐酸化性に優れた外部電極を形 成することができる。

[0021] 電子部品本体が内部電極を有し、第 1の焼結電極層が内部電極と合金化する金属 を主成分とする場合には、第 1の焼結電極層と内部電極との電気的接続の信頼性の 向上及び接合強度の改善を図ることができる。

[0022] 内部電極がニッケルを主成分とし、内部電極と合金化する金属が銅である場合に は、ニッケルと銅との合金化により、第 1の焼結電極層と内部電極との電気的接続の 信頼性の向上及び接合強度の改善を図ることができる。 [0023] 電子部品の外部電極が、実装基板の電極パターンに対して樹脂に金属フィラーを 分散させてなる導電性接着剤で接続されるものである場合には、外部電極が外側に 上記第 2の焼結電極層を有するため、 Snメツキ膜などと異なり、耐酸化性に優れてい る。従って、導電性接着剤により外部電極を電極パターンに確実に接続することがで きる。

[0024] 本発明に係る電子部品の製造方法では、第 1の金属と、第 1の軟化温度を有する 第 1のホウケィ酸系ガラスとを含有する第 1の導電ペーストを塗布して、第 1の軟ィ匕温 度よりも高い第 1の焼結温度で焼結させて第 1の焼結電極層を形成し、次に、第 1の 焼結電極層表面に、第 2の金属を主成分と、第 1の軟化温度よりも低い第 2の軟化温 度を有する第 2のホウケィ酸系ガラスとを含有する第 2の導電ペーストを塗布し、第 1 の軟化温度よりも低ぐかつ第 2の軟化温度よりも高い第 2の焼結温度で焼結して第 2 の焼結電極層を形成する。従って、第 1,第 2の焼結電極層を同時焼成する場合に 比べて、温度制御や雰囲気制御が容易である。し力も、第 1の焼結電極層及び第 2 の焼結電極層のそれぞれの緻密性も高められる。

[0025] すなわち、前述した特許文献 1に記載の製造方法では、第 1,第 2の焼結電極層は 同時焼成により得られていたため、実際には、焼結に際しての温度制御や雰囲気制 御が困難であり、第 1,第 2の焼結電極層の双方を緻密とすることは困難であった。

[0026] これに対して、本発明に係る製造方法では、第 1の焼結電極層及び第 2の焼結電 極層が異なる工程で焼結されるため、各焼結工程の雰囲気制御を独立して行うこと により緻密な第 1の焼結電極層及び第 2の焼結電極層を形成することができる。

[0027] のみならず、本発明に係る製造方法では、第 2の焼結電極層を形成する際の第 2 の焼結温度は第 1の軟ィ匕温度よりも低ぐかつ第 2の軟ィ匕温度よりも高くされている。 従って、第 2の焼結電極層を形成する工程において、先に焼結されていた第 1の焼 結電極層中の第 1のホウケィ酸系ガラスが軟ィ匕しない。よって、第 2の焼結電極層を 形成した後において、第 1の焼結電極層中のガラス成分の変形による不良等が生じ 難いので、より一層信頼性に優れた電子部品を確実に提供することが可能となる。

[0028] 第 2の金属が、第 2のホウケィ酸系ガラスにより、第 2の金属の溶融温度よりも低い第 2の焼結温度で焼結され、第 2の焼結温度が第 1の軟化温度よりも 50°C以上低い場 合には、本発明に従って、外部電極の不良がより一層生じ難い電子部品を提供する ことができる。

[0029] 第 1の金属が第 1のホウケィ酸系ガラスにより第 1の金属の溶融温度よりも低い焼結 温度で焼結され、第 2の金属が第 2のホウケィ酸系ガラスにより第 2の金属の溶解温 度よりも低い第 2の焼結温度で焼結され、第 1の金属の溶融温度に対する第 1の焼結 温度の温度低下幅に比べて、第 2の金属の溶融温度に対する第 2の焼結温度の温 度低下幅が大きくされている場合には、第 2の焼結電極層を得る工程において第 1の 焼結電極層の第 1のホウケィ酸系ガラスの変形等がより一層生じ難ぐかつ第 1,第 2 の焼結電極層の緻密性をより一層効果的に高めることができる。

[0030] 第 1のホウケィ酸系ガラスが含有するアルカリ金属がカリウムであり、第 2のホウケィ 酸系ガラスが含有するアルカリ金属がナトリウムである場合には、アルカリ金属の差に よっても、第 2のホウケィ酸系ガラスの第 2の軟ィ匕温度が低められる。

[0031] 第 2の金属が貴金属である場合には、第 2の焼結電極層表面が酸ィ匕し難いため、 導電性接着剤での実装に適した電子部品を本発明に従って提供することができ、上 記金属として銀-パラジウムが用いられて ヽる場合には、外部電極の導電性及び耐 酸化性をより一層高めることができる。

[0032] 電子部品本体が内部電極を有し、上記第 1の金属が内部電極と合金化する金属に より形成されている場合には、外部電極と内部電極との電気的接続の信頼性を高め ることができ、かつ両者の機械的接合強度の改善を図ることができる。特に、内部電 極がニッケルを主成分とする場合、内部電極と合金化する金属として銅を用いた場 合、ニッケルと銅が確実に合金化し、内部電極と外部電極との電気的接続の信頼性 を効果的に高めることが可能となる。

図面の簡単な説明

[0033] [図 1]図 1は、本発明の一実施形態で製造される電子部品としての積層セラミックコン デンサを示す正面断面図である。

[図 2]図 2は、第 2の焼結電極層の焼付けに際し、第 1の焼結電極層中の第 1のホウケ ィ酸系ガラスが軟ィ匕した場合の問題点を示す部分切欠正面断面図である。

符号の説明 [0034] 1…積層セラミックコンデンサ（電子部品）

2…セラミック焼結体

2a, 2b…第 1,第 2の端面

3— 6· · ·内部電極

7, 8…外部電極

7a, 8a…第 1の焼結電極層

7b, 8b…第 2の焼結電極層

発明を実施するための最良の形態

[0035] 以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明 を明らかにする。

図 1は、本発明の一実施形態に係る電子部品としての積層セラミックコンデンサを 示す正面断面図である。積層セラミックコンデンサ 1は、セラミック焼結体 2を有する。 セラミック焼結体 2は、チタン酸バリウム系セラミックスのような適宜の誘電体セラミック スにより構成される。

[0036] セラミック焼結体 2の内部には、内部電極 3— 6がセラミック層を介して対向するよう に配置されている。内部電極 3, 5が、セラミック焼結体 2の第 1の端面 2aに引き出さ れており、内部電極 4, 6が、第 1の端面 2aとは反対側の第 2の端面 2bに引き出され ている。

[0037] 本実施形態では、内部電極 3— 6は、 Niを主成分とする導電ペーストをセラミック焼 結体 2の焼成に際して焼付けることにより形成されている。従って、内部電極 3— 6は 、 Niを主成分とする。

[0038] 端面 2a, 2bを覆うように外部電極 7, 8が形成されている。外部電極 7, 8は、第 1の 焼結電極層 7a, 8aと、第 1の焼結電極層上に形成された第 2の焼結電極層 7b, 8bと を有する。本実施形態では、第 1の焼結電極層 7a, 8aは、主成分金属としての Cu粉 末と、第 1のホウケィ酸系ガラスとを含む導電ペーストを第 1の焼結温度で焼付けるこ とにより形成されている。

[0039] 第 1のホウケィ酸系ガラスは、アルカリ金属を含み、波長分散型 X線マイクロアナラ ィザにより分析された場合、ホウ素以外の元素の含有割合を 100重量％としたときに 、ケィ素が 85— 95重量％、アルカリ金属が 0. 5-1. 5重量％含まれている組成を有 する。

[0040] 他方、第 2の焼結電極層 7b, 8bは、本実施形態では、主成分金属としての Ag— Pd 合金粉末と、第 2のホウケィ酸系ガラスとを含む導電ペーストを第 2の焼結温度で焼 付けることにより形成されている。

第 2のホウケィ酸系ガラスは、アルカリ金属を含み、波長分散型 X線マイクロアナラ ィザで分析された場合、ホウ素以外の全ての元素の含有割合を 100重量％としたと きに、ケィ素が 65— 80重量％、アルカリ金属が 3. 5-8. 0重量％含まれている組成 を有する。

[0041] 上記 Cuの融点は 1083°Cであり、本実施形態で用いられている Ag-

Pdの融点は約 960— 1050°Cである。他方、第 1のホウケィ酸系ガラスに比べて、第 2のホウケィ酸系ガラスでは、アルカリ金属の含有割合が相対的に高いため、第 2の ホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕点である第 2の軟ィ匕点、第 1のホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕 点である第 1の軟ィ匕点よりも低くされている。すなわち、第 1のホウケィ酸系ガラスの第 1の軟化点は約 760— 810の温度であり、第 2のホウケィ酸系ガラスの第 2の軟化点 は 580— 630の範囲にある。

[0042] よって、本実施形態の積層セラミックコンデンサ 1を得るにあたっては、上記第 1の 焼結温度は約 860— 910の温度とされて、第 1の焼結電極層 7a, 8aが形成され、第 2の焼結温度は 680°C— 730°C、すなわち第 1の焼結温度よりも低い温度とされて第 2の焼結電極層 7b, 8bが形成される。

[0043] 上記のように、第 1の焼結温度は 860— 910°Cの範囲にあり、従って、 Cuは、第 1 の軟ィ匕点を有する第 1のホウケィ酸系ガラスにより、 Cuの融点よりも低ぐ第 1の軟ィ匕 点より高い温度で焼結され、緻密な第 1の焼結電極層 7a, 8aが形成される。そして、 第 2の焼結電極層 7b, 8bを形成するに際しての第 2の焼結温度は 680— 730°Cの 範囲とされているため、第 2の焼結電極層 7b, 8bを形成するに際し、第 1の焼結電極 層 7a, 8a中の第 1のホウケィ酸系ガラスは軟ィ匕しない。従って、第 1の焼結電極層 7a , 8aを構成している第 1のホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕を招くことなぐ第 2の焼結電極 層 7b, 8bを形成することができる。し力も、第 2のホウケィ酸系ガラスの第 2の軟ィ匕点 が 580— 630の温度であるため、 Ag— Pdはその融点より低ぐ第 2の軟ィ匕点より高い 温度で緻密に焼結され得る。

[0044] 第 2の軟ィヒ温度の第 2のホウケィ酸系ガラスによって第 2の金属の溶融温度よりも低 い第 2の焼結温度で第 2の金属を焼結させ、第 2の焼結温度が、第 1の軟化温度より も 50°C以上低い場合には、第 2の焼結電極層の形成に際し、第 1の焼結電極層中 の第 1のホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕を確実に防止することができ、好ましい。

[0045] 上記本実施形態の製造方法では、 Cuの溶融温度に対する第 1の焼結電極層の第 1の焼結温度の温度低下幅は 173— 223°Cであり、該温度低下幅に比べて第 2の焼 結電極層に含まれている Ag— Pd合金の溶融温度に対する第 2の焼結電極層 7b, 8 bの第 2の焼結温度の温度低下幅 230— 280°Cの方が大きくされているので、第 2の 焼結電極層を緻密にすることが可能とされている。

[0046] なお、第 2の焼結温度が第 1のホウケィ酸系ガラスの第 1の軟ィ匕点よりも低い場合に は、第 2の焼結電極層 7b, 8bの形成に際し第 1のホウケィ酸系ガラスが軟ィ匕し、図 2 に示す防出部 17cなどが生じる。図 2は、第 2の本発明の範囲外の条件で第 1,第 2 の焼結電極層を形成された際の問題点を説明するための部分切欠正面断面図であ る。図 2に示すように、セラミック焼結体 2の外表面に第 1,第 2の焼結電極層 17a, 17 bが形成されている力 ここでは、膨出部 17cが生じている。膨出部 17cは、第 1のホ ゥケィ酸系ガラスが第 2の焼結電極層 17bの形成に際し軟ィ匕し、膨らんだ部分である 。そのため、外部電極 17の外観不良が生じたり、第 1,第 2の焼結電極層 17a, 17b 間の電気的接続の信頼性が損なわれたりする。

[0047] これに対して、本実施形態の積層セラミックコンデンサ 1の製造方法では、前記第 1 ,第 2の焼結電極層をそれぞれ、第 1,第 2の焼結温度で順次形成されるため、上記 のように第 1,第 2の焼結電極層 7a, 8a, 7b, 8bが緻密に焼結され、信頼性に優れ た積層セラミックコンデンサ 1を提供することができる。これを具体的な実験例につき 説明する。

[0048] セラミック焼結体 2として、チタン酸バリウム系セラミックス力 なり、長さ 1. Ο Χ ΨΙΟ.

5 Χ厚み 0. 5mmのセラミック焼結体を用意した。なお、内部電極積層数は約 50枚と し、内部電極は Niにより形成した。 上記セラミック焼結体 2の端面 2a, 2bを覆うように第 1の焼結電極層 7a, 8aを、 Cu 含有導電ペーストを塗布し、焼付けることにより形成した。 Cu含有導電ペーストとして は、 Cu粉末 100重量部に対し、第 1のホウケィ酸系ガラスを 15重量部含み、さらに溶 剤が添加されて固形比が 20体積％とされたものを用いた。第 1のホウケィ酸系ガラス としては、焼結後に波長分散型 X線マイクロアナライザにより分析した場合に、ホウ素 以外の全ての元素の含有割合を 100重量％としたときに、ケィ素が 90重量％、アル カリ金属としてカリウムが 1. 0重量⁰ /₀含まれている糸且成のものを用いた。この第 1のホ ゥケィ酸系ガラスのガラス軟ィ匕点は 750°Cである。

[0049] 上記組成の Cu導電ペーストを、端面 2a, 2b上における乾燥後の膜厚が 25 μ mと なるように塗布し、さらに図 1の電極かぶり寸法 eが 50 mとなるように塗布した。しか る後、酸素濃度 0— 5ppmの雰囲気で最高温度が 850°Cとなるように、最高温度に 1 0分間維持することにより焼付け、第 1の焼結電極層 7a, 8aを形成した。

[0050] 次に、第 2の焼結電極層 7b, 8bを形成するために、 Ag-Pd粉末含有導電ペースト を用意した。この導電ペーストでは、 Agと

Pdとの比が重量比で 0. 85 : 0. 15の割合とされている Ag—Pd合金からなる粉末と、 第 2のホウケィ酸系ガラスと、溶剤とを含む導電ペーストを用意した。ここで、 Ag—Pd 合金粉末 100重量部に対し、上記第 2のホウケィ酸系ガラスの配合割合は 15重量部 とした。また、導電ペーストにおける固形分量は 20体積％とした。

[0051] 上記第 2のホウケィ酸系ガラスとしては、第 2の軟化点が 800°C、 750°C及び 600°C の 3種類のホウケィ酸系ガラスを用意した。上記の 3種の第 2のホウケィ酸系ガラスを 焼付けた後に波長分散型 X線マイクロアナライザにより分析した場合、それぞれ下記 の糸且成を有していた。

[0052] (a)軟ィ匕点 800°Cの第 2のホウケィ酸系ガラス' "ホウ素以外の全ての元素の含有割 合を 100重量％としたとき、ケィ素が 90重量％、アルカリ金属としてのナトリウムが 1. 0重量％。

(b)軟ィ匕点が 750°Cの第 2のホウケィ酸系ガラス…ホウ素以外の全ての元素の含有 割合を 100重量％としたとき、ケィ素が 85重量％、ナトリウムが 2. 5重量％。

[0053] (c)軟ィ匕点 600°Cの第 2のホウケィ酸系ガラス' "ホウ素以外の全ての元素の含有割 合を 100重量％としたとき、ケィ素が 75重量％、ナトリウムが 5. 0重量％。

[0054] また、 Ag— Pd含有導電ペーストを第 1の焼結電極層 7a, 8a上に塗布するに際して は、端面 2a, 2b上の位置において乾燥後の膜厚が 30 mとなるようにし、図 1の電 極かぶり寸法 Eが 250 μ mとなるように導電ペーストを塗布した。

[0055] 焼付けに際しては、酸素濃度 0— 5ppmの雰囲気で、最高温度が 600°C、 700°C、

800°C、または 900°Cとなるようにして、最高温度にそれぞれ 10分間維持するように して焼付けを行った。

上記のようにして 3種類の第 2のホウケィ酸系ガラスを用い、焼結温度を種々変更し 、第 2の焼結電極層 7b, 8bを形成した。得られた各積層セラミックコンデンサの外観 不良及び信頼性を以下の要領で評価した。

[0056] (1)外観不良…倍率 3. 5倍の実体顕微鏡で外部電極を観察し、表面にブリスタと 称されて!/、るふくれが生じて 、るか否か、あるいは外部電極の部分的な剥がれが存 在する力否かなどを観察し、 100個の積層セラミックコンデンサ中の外観不良が生じ て ヽた積層セラミックコンデンサの数を求めた。結果を下記の表 1に示す。

[0057] (2)信頼性評価

得られた積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗 loglRは約 11である。各積層セラミツ クコンデンサ 50個について、 70°C及び相対湿度 95%の雰囲気下で 1Wの電力を印 加し、 500時間維持し、耐湿負荷試験を行った。この耐湿負試験後に絶縁抵抗を測 定し、 loglRを求め、 loglRが 6を下回ったものを信頼性不良とした。下記の表 1に 50 個の積層セラミックコンデンサ中の信頼性不良となった積層セラミックコンデンサの数 を示す。

[0058] [表 1]

1層目

750 :

ガラス軟化点

2層目

80o UOV, 60(TC

ガラス軟化点

2層目

900 800 700 900 800 700 900 800

焼付温度 （で） 700 600 外観不良 （個） 70 40 0 100 40 0 100 30 0 0 信頼性不^ (個） 0 6 40 0 3 20 0 0 0 7 [0059] 表 1から明らかなように、第 2の焼結電極層 7b, 8bの焼付けに際しての温度すなわ ち第 2の焼結温度が第 1の焼結電極層 7a, 8aに用いた第 1のホウケィ酸系ガラスの 軟ィ匕点よりも高い場合には外観不良が生じた。また、第 2の焼結温度が第 2のホウケ ィ酸系ガラスの第 2の軟ィ匕点よりも低い場合には、信頼性不良が生じた。

[0060] これに対して、第 1の焼結電極層 7a, 8aに用いられている第 1のホウケィ酸系ガラス の軟ィ匕点が、第 2の焼結電極層に用いられて 、る第 2のホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕点 よりも高ぐ第 2の焼結温度が第 1のホウケィ酸系ガラスの軟ィ匕点よりも低ぐ第 2のホ ゥケィ酸系ガラスの軟ィ匕点よりも高い場合には、外観不良及び信頼性不良を生じな 力 たことがわ力る。

[0061] なお、上記実施形態では、内部電極 3— 6が Niを用いて形成されており、第 1の焼 結電極層 7a, 8aが主成分金属として Cuを含んでいた。 Niと Cuとは容易に合金化す るため、内部電極 3— 6と外部電極 7, 8の焼結電極層 7a, 8aの電気的接続の信頼 性及び接合強度を高めることができる。

[0062] なお、本実施形態では、第 1の焼結電極層 7a, 8aの主成分金属として Cuが用いら れているが、 Niと合金化する金属であれば、 Cu以外の様々な金属を用いることがで きる。

[0063] また、内部電極は Ni以外の金属を用いて構成されてもよぐその場合には、内部電 極を構成する金属と合金化する適宜の金属を第 1の焼結電極層の主成分金属として 用いればよい。

また、上記実施形態では、第 2の焼結電極層 7b, 8bは、 Ag— Pd合金により構成さ れていた力 Agなどの他の貴金属を主成分としてもよい。第 2の焼結電極層 7b, 8b が貴金属を主成分とする場合、表面が酸化され難いため、導電性接着剤により実装 される電子部品に好適に用いることができる。すなわち、榭脂に金属フィラーを充填 してなる導電性接着剤を用いて実装した場合、導電性接着剤は通常熱処理により硬 化される。この場合の加熱により、貴金属を主成分とする第 2の焼結電極層 7b, 8bが 酸ィ匕し難いため、導電性接着剤を用いた実装構造の信頼性を高めることができる。

[0064] なお、上記実施形態では、第 1のホウケィ酸系ガラスが含有しているアルカリ金属が カリウムであり、第 2のホウケィ酸系ガラスが含有しているアルカリ金属がナトリウムとさ れていた。この場合、ナトリウムを含む第 2のホウケィ酸系ガラスは、カリウムを含む第 1のホウケィ酸系ガラスに比べて軟ィ匕点が低くなるため、本発明に従って第 2のホウケ ィ酸系ガラスを含む第 2の焼結電極層の焼付けに際しての第 2の焼結温度を確実に 低くすることができる。もっとも、第 1,第 2のホウケィ酸系ガラスに含まれるアルカリ金 属は、上記カリウムとナトリウムの組み合わせに限定されるものではない。

さらに、上記実施形態では、内部電極を有する積層セラミックコンデンサ 1にっき説 明したが、本発明は内部電極を有する積層セラミックコンデンサ以外の他の積層セラ ミック電子部品にも適用することができ得る。さらに本発明に係る電子部品は、内部 電極を有しない電子部品であってもよい。すなわち、内部電極を有しない電子部品 本体、例えば抵抗チップの外表面に複数の外部電極が形成されて 、る抵抗体のよう な様々な電子部品に本発明を適用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 電子部品本体と、電子部品本体の表面に形成された外部電極とを備え、前記外部 電極が第 1の焼結電極層と、第 1の焼結電極層上に積層されており、かつ第 1の焼結 電極層とは異なる金属を主成分とする第 2の焼結電極層を有する電子部品であって 前記第 1の焼結電極層は、アルカリ金属を含む第 1のホウケィ酸系ガラスを含有し、 前記第 1のホウケィ酸系ガラスには、波長分散型 X線マイクロアナライザにより分析さ れた値で、

ホウ素以外のすべての元素の含有割合を 100重量％としたとき、ケィ素が 85— 95 重量％、アルカリ金属が 0. 5-1. 5重量％含まれており、

前記第 2の焼結電極層は、アルカリ金属を含む第 2のホウケィ酸系ガラスを含有し、 前記第 2のホウケィ酸系ガラスには、波長分散型 X線マイクロアナライザにより分析さ れた値で、

ホウ素以外のすべての元素の含有割合を 100重量％としたとき、ケィ素が 65— 80 重量％、アルカリ金属が 3. 5-8. 0重量％含まれていることを特徴とする電子部品。

[2] 前記第 1のホウケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がカリウムであり、前 記第 2のホウケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がナトリウムである、請求 項 1に記載の電子部品。

[3] 前記第 2の焼結電極層の主成分金属が、貴金属である、請求項 1に記載の電子部

P

PPo

[4] 前記貴金属が、銀-パラジウムである、請求項 3に記載の電子部品。

[5] 前記電子部品本体が内部電極を有し、前記第 1の焼結電極層は、前記内部電極と 合金化する金属を主成分とする、請求項 1に記載の電子部品。

[6] 前記内部電極がニッケルを主成分とし、前記内部電極と合金化する金属が銅であ る、請求項 5に記載の電子部品。

[7] 前記電子部品の外部電極は、実装基板の電極パターンに対して、榭脂に金属フィ ラーを分散させてなる導電性接着剤で接続される外部電極である、請求項 1一 6の ヽ ずれ力 1項に記載の電子部品。

[8] 電子部品本体と、電子部品本体の表面に形成された外部電極とを備え、前記外部 電極が第 1の焼結電極層と、第 1の焼結電極層上に積層されており、かつ第 1の焼結 電極層とは異なる金属を主成分とする第 2の焼結電極層を有する電子部品であって 電子部品本体表面に、主成分金属としての第 1の金属と、第 1の軟化温度を有する アルカリ金属を含む第 1のホウケィ酸系ガラスとを含有する第 1の導電ペーストを塗布 して、前記第 1の軟化温度よりも高!、第 1の焼結温度で焼結させて第 1の焼結電極層 を形成する工程と、

第 1の焼結電極層の表面に、前記第 1の金属とは異なる第 2の金属と、前記第 1の 軟化温度よりも低い第 2の軟化温度を有するアルカリ金属を含む第 2のホウケィ酸系 ガラスとを含有する第 2の導電ペーストを塗布し、前記第 1の軟ィ匕温度よりも低ぐ力 つ前記第 2の軟化温度よりも高い第 2の焼結温度で焼結させて第 2の焼結電極層を 形成する工程とを備えることを特徴とする電子部品の製造方法。

[9] 前記第 2の金属が、第 2のホウケィ酸系ガラスによって前記第 2の金属の溶融温度 よりも低い前記第 2の焼結温度で焼結され、該第 2の焼結温度が、前記第 1の軟化温 度よりも 50°C以上低くされて 、る、請求項 8に記載の電子部品の製造方法。

[10] 前記第 1の金属が前記第 1のホウケィ酸系ガラスによって前記第 1の金属の溶融温 度よりも低い第 1の焼結温度で焼結され、前記第 2の金属が第 2のホウケィ酸系ガラ スによって前記第 2の金属の溶融温度よりも低い第 2の焼結温度で焼結され、第 1の 金属の溶融温度に対する第 1の焼結温度の温度低下幅に比べて、第 2の金属の溶 融温度に対する第 2の焼結温度の温度低下幅の方が大きくされている、請求項 8に 記載の電子部品の製造方法。

[11] 前記第 1のホウケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がカリウムであり、前 記第 2のホウケィ酸系ガラスに含有されているアルカリ金属がナトリウムである、請求 項 8に記載の電子部品の製造方法。

[12] 前記第 2の金属が、貴金属である、請求項 8に記載の電子部品の製造方法。

[13] 前記貴金属が、銀-パラジウムである、請求項 12に記載の電子部品の製造方法。

[14] 前記電子部品本体が内部電極を有し、前記第 1の金属が、前記内部電極と合金化 する金属である、請求項 7— 13のいずれ力 1項に記載の電子部品の製造方法。 前記内部電極がニッケルを主成分とし、前記内部電極と合金化する金属が銅であ る、請求項 14に記載の電子部品の製造方法。