WO2006126352A1

WO2006126352A1 - セラミック電子部品およびその製造方法

Info

Publication number: WO2006126352A1
Application number: PCT/JP2006/308400
Authority: WO
Inventors: Yoshihiro Omura
Original assignee: Murata Manufacturing Co., Ltd.
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2006-11-30
Also published as: TWI317530B; EP1890302A4; EP1890302A1; KR100908985B1; US20080130199A1; KR20080010435A; EP1890302B1; US7436649B2; JP4665966B2; CN101180690A; JPWO2006126352A1; TW200701275A; CN101180690B

Abstract

　金属端子が端子電極に取り付けられた構造を有するセラミック電子部品において、金属端子の端子電極に対する接合部の耐熱性を向上させるとともに、接合強度を向上させる。　金属端子（２）の、接合材（１０）との接触面を、Ａｇ系金属のめっき膜からなるコーティング層（１３）によって構成する。接合材（１０）は、Ｃｕ系金属からなりかつ平均粒径が２．０μｍ以下の金属粉末とガラス成分とを含む。金属端子（２）を、接合材（１０）を介して端子電極（８）に接合する工程において、端子電極（８）と金属端子（２）とを接合材（１０）を介して密着させた状態で５５０～７５０°Cの温度で熱処理し、金属端子（２）と金属接合層（１０ａ）との間にＡｇ－Ｃｕ合金層（１４）を形成し、端子電極（８）と金属端子（２）とをＡｇ－Ｃｕ合金接合する。

Description

明細書

セラミック電子部品およびその製造方法

技術分野

[0001] この発明は、セラミック電子部品およびその製造方法に関するもので、特に、金属端子が端子電極に取り付けられた構造を有するセラミック電子部品およびその製造方法に関するものである。

背景技術

[0002] この発明にとって興味あるセラミック電子部品として、積層セラミックコンデンサがある。積層セラミックコンデンサは、セラミックをもって構成される電子部品本体としてのコンデンサ本体を備えて!/、る。コンデンサ本体の両端面には端子電極が形成されている。

[0003] また、積層セラミックコンデンサの実装状態において、熱的または機械的要因のために配線基板力コンデンサ本体に加わる応力によって、コンデンサ本体にクラック等の機械的損傷力 Sもたらされることがある。そこで、上記のような応力をできるだけ緩和し、機械的損傷を招かないようにするため、金属端子が端子電極に取り付けられた構造を有する積層セラミックコンデンサが提案されて、る。

[0004] 上述のような金属端子が取り付けられた積層セラミックコンデンサにおいて、端子電極と金属端子とを接合するための接合材としては、特許第 3376971号公報 (特許文献 1)に記載のように、半田を用いるのが一般的である。

[0005] し力しながら、半田は、その融点が比較的低いため、積層セラミックコンデンサの配線基板への実装に際しての半田リフロー工程において、コンデンサ本体が金属端子力も脱落することがある。また、半田と金属端子との間で Cu Sn、 Ag Sn等の金属間

3 3

化合物が生成され、これが原因となったり、金属端子と半田との線膨張係数の違いが原因となったりして、熱衝撃を加えると、半田と金属端子との界面にクラックが入り、機械的信頼性が低下することがある。

[0006] そこで、特開 2002— 231569号公報（特許文献 2)および特開 2004— 47671号公報 (特許文献 3)に記載のように、 Ag— Cu合金によって端子電極と金属端子とを接合することにより、耐熱性を向上させることが提案されている。し力しながら、 Ag— Cu合金で接合した端子電極と金属端子との接合部分は、耐熱性こそ高いものの、その接合強度は必ずしも十分とは言えな力つた。

[0007] 本件発明者は、その原因を追求したところ、一般に Ag— Cu合金の合金化に必要とされる温度、すなわち Ag— Cu合金の共晶温度である 779°Cといった比較的高い温度では、めっき層またはペースト層を構成している Agまたは Cuが、隣接する層に拡散してカーケンダルボイドを生成し、めっき層またはペースト層が実質的になくなつてしまうためであることを見出した。特許文献 2では合金化温度の具体的な開示はないが、特許文献 3では、合金化温度が 800°Cであるという開示がある。

[0008] 上述の拡散は、めっき層で最も生じやすぐ以下、接合用ペースト層、端子電極または金属端子の順で生じやすぐたとえば「Cu端子電極一 Cuペースト接合層一 Ag めっき層一 Cu金属端子」とヽつた配置順序で接合部分が構成されてヽる場合、まず、 Agめっき層が Cuペースト接合層に拡散し、カーケンダルボイドを生成し、 Agめっき層がなくなってしまう。

[0009] なお、特許文献 2では、その実施例にぉ、て、接合強度を測定するために荷重をかけて落下試験を行なっている。コンデンサ素子に 20gの荷重をかけても、コンデンサ素子が落下しな、と記載されて、るが、この 20gの荷重と、うのはごくわずかな荷重であり、これに耐えられたからといっても、必ずしも十分な接合強度を有しているとは言えない。少なくとも、この 20gより 1桁高い接合強度でないと、接合強度が十分であるとは言えない。このように、特許文献 2に記載のものにおいて、接合強度がそれほど高くないのは、合金化のための熱処理により金属端子の Ag膜が端子電極に形成した Cu膜に拡散してなくなってしまっているからあろうと推測される。

特許文献 1 :特許第 3376971号公報

特許文献 2：特開 2002— 231569号公報

特許文献 3：特開 2004 -47671号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0010] そこで、この発明は、端子電極と金属端子との接合部分の耐熱性を向上させることができるとともに、その接合強度をも向上させることができる、セラミック電子部品の製造方法、およびこの製造方法によって得ることができるセラミック電子部品を提供しようとすることである。

課題を解決するための手段

[0011] この発明は、簡単に言えば、端子電極と金属端子との接合のために Ag— Cu合金接合が適用されることを特徴としている。

[0012] より詳細には、この発明は、両端面に端子電極が形成されたセラミック電子部品本体を用意する工程と、端子電極に接合されるべき金属端子を用意する工程と、金属端子を端子電極に接合するための接合材を用意する工程と、金属端子を、接合材を介して端子電極に接合する接合工程とを備える、セラミック電子部品の製造方法にまず向けられるものであって、前述した技術的課題を解決するため、次のような構成を備えることを特徴としている。

[0013] すなわち、金属端子の、接合材との接触面は、 Ag系金属および Cu系金属のいずれか一方を含み、接合材は、 Ag系金属および Cu系金属のいずれか他方カゝらなる金属粉末を含む。この金属粉末は、平均粒径が 2. 0 m以下とされる。また、金属端子および接合材の少なくとも一方は、ガラス成分を含む。そして、前述の接合工程は、端子電極と金属端子とを接合材を介して密着させた状態で 550〜750°Cの温度で熱処理することによって、端子電極と金属端子とを Ag— Cu合金接合する工程を備えることを特徴としている。

[0014] この発明に係るセラミック電子部品の製造方法において、上記接合材に含まれる金属粉末は、比較的大径の大径粒子と比較的小径の小径粒子とを含み、すなわち、少なくとも 2つのピークを有する粒度分布を示すものであり、大径粒子の平均粒径に対する、小径粒子の平均粒径の比率は 0. 3〜0. 6の範囲内にあることが好ましい。この場合、より好ましくは、小径粒子の平均粒径は 1 μ m以下とされる。

[0015] また、この発明に係るセラミック電子部品の製造方法において、金属端子は、 Cu系金属からなる母材と Ag系金属のめっき膜からなるコーティング層とを備え、接合材は、 Cu系金属からなる金属粉末とガラス成分とを含むことが好ま、。

[0016] この発明は、また、セラミック電子部品本体と、セラミック電子部品本体の両端面に形成される端子電極と、端子電極に金属接合層を介して接合される金属端子とを備える、セラミック電子部品にも向けられる。

[0017] この発明に係るセラミック電子部品は、金属端子の、金属接合層との接触面が、 Ag 系金属および Cu系金属のいずれか一方を含み、金属接合層が、ガラス成分を含み、かつその緻密化率が 40%以上であり、金属端子と金属接合層とが、 Ag— Cu合金によって接合されて、ることを特徴として、る。

[0018] この発明に係るセラミック電子部品において、金属端子は、 Cu系金属力なる母材と Ag系金属のめっき膜からなるコーティング層とを備え、金属接合層は Cu系金属からなることが好ましい。

[0019] この発明において、ガラス成分は、 Bi、 Si、 B、 Pbおよび Zn力も選ばれる少なくとも 2種の酸ィ匕物を主成分とするものであることが好まし、。

発明の効果

[0020] この発明に係るセラミック電子部品の製造方法によれば、端子電極と金属端子とが Ag— Cu合金接合によって接合されるので、まず、接合部分の耐熱性を向上させることがでさる。

[0021] また、この発明に係るセラミック電子部品の製造方法によれば、接合材に含まれる金属粉末の平均粒径を 2. O /z m以下とするとともに、金属端子および接合材の少なくとも一方にガラス成分を含有させている。これらのことから、 Agと Cuとの間での反応性を向上させることができるとともに、 Agと Cuとの合金化温度を引き下げることができる。その結果、 550〜750°Cといった比較的低い温度で Agと Cuとを十分に合金化させることができ、たとえば、最も拡散されやすいめつき層であっても、これを確実に残すことができ、端子電極と金属端子との接合部分において、高い接合強度および信頼性の高、接合状態を与えることができる。

[0022] この発明に係るセラミック電子部品の製造方法において、接合材に含まれる金属粉末が、前述したように、大径粒子と小径粒子とを含み、大径粒子の平均粒径に対する、小径粒子の平均粒径の比率が 0. 3〜0. 6の範囲内にされると、金属粉末を構成する粒子同士を最密充填させることが容易となり、粒子間の空隙を低減させることができる。その結果、金属粉末を構成する粒子の反応性を高め、熱処理後において、接合部分の緻密度を向上させることができ、高い接合強度を確実に得ることができる

。特に、小径粒子の平均粒径が: L m以下とされると、上述の効果がより顕著に発揮される。なお、このような効果がより確実に発揮されるようにするには、大径粒子 100 重量部に対して、小径粒子が 5〜50重量部の割合で混在していることが好ましい。

[0023] この発明に係るセラミック電子部品によれば、端子電極と金属端子とを接合する金属接合層の緻密化率が 40%以上 (ポア率が 60%未満)であるので、接合部分にお V、て高、導電性および機械的強度を確保することができる。

[0024] この発明において、金属端子が、 Cu系金属力なる母材と Ag系金属のめっき膜からなるコーティング層とを備え、接合材が、 Cu系金属からなる金属粉末とガラス成分とを含む場合、得られたセラミック電子部品において、端子電極、金属接合層および金属端子を、すべて、 Cu系金属で構成することができる。

[0025] したがって、端子電極、金属接合層および金属端子の各々における線膨張係数を実質的に同等することができ、接合部分において熱による応力を発生させに《することができる。その結果、熱衝撃によって接合部分にクラック等が生じに《なり、セラミック電子部品の機械的信頼性を高めることができる。

[0026] また、 Cu系金属は、たとえば Fe— Ni系金属に比べ、導電率および熱伝導率が高い。その結果、接合部分での電気抵抗による発熱を抑えることができるとともに、セラミック電子部品本体での発熱を配線基板に伝えやすくすることができる。このようなことから、この好ましい実施態様は、大電流下で使用される平滑コンデンサにおいて有禾 IJ〖こ適用することができる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]図 1は、この発明の一実施形態を説明するためのセラミック電子部品 1の一部を拡大して示す断面図であり、（a)は、金属端子 2を端子電極 8に接合するにあたって実施される熱処理の前の状態を示し、（b)は、熱処理の後の状態を示す。

[図 2]図 2は、図 1 (b)に対応する図であって、熱処理において 750°Cを超える温度が付与された場合の状態を示す図である。

[図 3]図 3は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 1の例を示す正面図である。 [図 4]図 4は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 2の例を示す正面図である。

[図 5]図 5は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 3の例を示す正面図である。

[図 6]図 6は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 4の例を示す正面図である。

[図 7]図 7は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 5の例を示す側面図である。

[図 8]図 8は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 6の例を示す側面図である。

[図 9]図 9は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての第 7の例を示す側面図である。

[図 10]図 10は、実験例 1において作製した試料についての熱処理温度と金属端子の接合強度との関係を示す図である。

[図 11]図 11は、図 10に示した各試料にっヽての金属接合層の緻密化率と金属端子の接合強度との関係を示す図である。

[図 12]図 12は、実験例 2において評価した、実施例および比較例についての金属端子の接合強度に対する熱衝撃の影響を示す図である。

[図 13]図 13は、実験例 3において評価した、大径粒子の平均粒径に対する、小径粒子の平均粒径の比率と金属端子の接合強度との関係を示す図である。

符号の説明

1, 21a〜21g セラミック電子部品

2, 25a〜25g 金属端子

3 セラミック層

4, 5 内部電極

6, 23 セラミック電子部品本体

7 端面

8, 24 端子電極 10 接合材

10a, 26 金属接合層

11 母材

12, 13 コーティング層

14 Ag— Cu合金層

発明を実施するための最良の形態

[0029] 図 1は、この発明の一実施形態を説明するためのもので、セラミック電子部品 1の一部を拡大して示している。図 1において、（a)は、金属端子 2の接合にあたって実施される熱処理の前の状態を示し、（b)は、熱処理の後の状態を示している。

[0030] 図示したセラミック電子部品 1は、積層セラミックコンデンサを構成するもので、積層された複数のセラミック層 3と内部電極 4および 5とを交互に積層した積層構造を有するセラミック電子部品本体 6を備えている。内部電極 4および 5のうち、内部電極 4は、セラミック電子部品本体 6の一方の端面 7にまで引き出され、内部電極 5は、図示しないが、セラミック電子部品本体 6の他方の端面にまで引き出されている。そして、これら内部電極 4と内部電極 5とが、積層方向に関して交互に配置されて！、る。

[0031] 図 1には、セラミック電子部品本体 6の一方の端面 7側の構成が図示されている。また、一方の端面 7側の構成と図示しない他方の端面側の構成とは実質的に同様である。したがって、以下には、図示した端面 7側の構成について説明し、他方の端面側の構成についての説明は省略する。

[0032] セラミック電子部品本体 6の端面 7には、内部電極 4に電気的に接続される端子電極 8が形成される。端子電極 8は、たとえば、 Cu系金属粉末を含む導電性ペーストを焼き付けることによって形成される。

[0033] セラミック電子部品 1を製造するため、上述のように端子電極 8が形成されたセラミツク電子部品本体 6が用意されるとともに、端子電極 8に接合されるべき金属端子 2、および金属端子 2を端子電極 8に接合するための接合材 10が用意される。

[0034] 金属端子 2は、図 1 (a)に示すように、母材 11とコーティング層 12および 13とを備えている。母材 11は、好ましくは、たとえばベリリウム銅、コルソン合金、リン青銅等の耐熱性銅合金のような Cu系金属から構成される。また、母材 11上に形成される下地のコーティング層 12は、 Ni系金属のめっき膜から構成され、その上に形成されるコーテイング層 13は、 Ag系金属のめっき膜から構成される。このようにして、金属端子 2の最外層表面は、 Ag系金属から構成される。

[0035] 接合材 10は、 Cu系金属力もなる、平均粒径が 2. 0 μ m以下の金属粉末を含み、かつガラス成分を含んでいる。上述の Cu系金属力なる金属粉末としては、好ましくは、真球度が 1. 2〜2. 4の球形 Cu粉末が用いられる。なお、金属端子 2の最外層の表面が、前述した場合と異なり、 Ag系金属ではなく Cu系金属カゝら構成される場合には、接合材 10に含まれる金属粉末としては、 Ag系金属カゝらなるものが用いられる。

[0036] なお、上述のように用いられる Ag系金属および Cu系金属は、それぞれ、純 Agおよび純 Cuである場合に限らず、 Ag系金属および Cu系金属としての特性を実質的に損なうことがない範囲であれば、たとえば硬度向上や融点調整のために他の金属が添加されたものであってもよい。より具体的には、 Ag系金属であれば、 Agを主成分としながら、 Sn、 Zn、 Cd等が添加されてもよぐ他方、 Cu系金属であれば、 Cuを主成分としながら、 Sn、 Zn、 Ni、 P等が添加されてもよい。

[0037] 接合材 10に含まれる金属粉末は、平均粒径が 2. 0 μ m以下であると前述したが、比較的大径の大径粒子と比較的小径の小径粒子とを混在させて、ることが好まヽ。この場合、大径粒子の平均粒径に対する、小径粒子の平均粒径の比率は 0. 3〜0 . 6の範囲内になるように選ばれる。また、より好ましくは、小径粒子の平均粒径は 1 m以下とされる。

[0038] 上述のように、接合材 10に含まれる金属粉末において、大径粒子と小径粒子とを混在させると、粒子同士を最密充填させることが容易となる。なお、このように、大径粒子と小径粒子とを混在させる場合であっても、各粒子の真球度については、前述したように、 1. 2〜2. 4とされること力子ましい。また、好ましくは、大径粒子 100重量部に対して、小径粒子が 5〜50重量部の割合で混合される。

[0039] 接合材 10に含まれるガラス成分は、たとえば Bi O -B O —SiOガラスまたは P

2 3 2 3 2

bO-ZnO-SiOガラスのように、 Bi、 Si、 B、 Pbおよび Znから選ばれる少なくとも 2

2

種の酸ィ匕物を主成分とするものであることが好ましい。なお、ガラス成分は、接合材 1 0に代えて、あるいは接合材 10に加えて、金属端子 2側に含まれていてもよい。 [0040] 次に、金属端子 2を、接合材 10を介して端子電極 8に接合する接合工程が実施される。この接合工程では、図 1 (a)に示すように、端子電極 8と金属端子 2とを接合材 1 0を介して密着させた状態で 550〜750°Cの温度で熱処理される。その結果、図 l (b )に示すように接合材 10が焼結して金属接合層 10aが形成され、この金属接合層 10 aを介して、金属端子 2が端子電極 8に接合される。このとき、金属端子 2、より具体的には Ag系金属力もなるコーティング層 13と Cu系金属からなる金属接合層 10aとの間には、 Ag— Cu合金層 14が形成され、これによつて、端子電極 8と金属端子 2とが Ag —Cu合金接合される ₀

[0041] 上述した Ag— Cu合金層 14は、半田より高い耐熱性を有している。また、接合材 10 に含まれる Cu系金属粉末の平均粒径が 2. 0 m以下であり、かつ接合材 10にガラス成分が含まれているので、 Agと Cuとの反応性を向上させるとともに、これらの合金化温度を引き下げることができる。その結果、前述したように、 550〜750°Cの温度による熱処理で、十分に合金化させながら、 Agまたは Cuの拡散を引き起こさないようにすることができる。

[0042] なお、上記の熱処理温度が 550°C未満の場合には、合金化が十分に進まず、高い接合強度を得ることができない。他方、熱処理温度が 750°Cを超えると、図 2に示すように、コーティング層 13を構成する Agが Cuを含む接合材 10または金属接合層 10 aに拡散し、カーケンダルボイドを生成し、十分な接合強度を得ることができない。なお、図 2では Ag系金属からなるコーティング層 13については、大半が消失し、ほとんど空洞になって、る状態が図示されて!、る。

[0043] 前述したように、接合材 10に含まれる金属粉末が大径粒子と小径粒子とを含み、これらの平均粒径の比率が 0. 3〜0. 6の範囲内に選ばれると、粒子間の空隙を低減させることができるので、上述した熱処理工程において、金属粉末の反応性を高めることができ、金属接合層 10aの緻密度を向上させ、端子電極 8と金属端子 2との間でより高い接合強度を得ることができる。

[0044] なお、上記の実施形態は、この発明が積層コンデンサに適用された場合について説明したが、この発明は、積層セラミックコンデンサに限らず、抵抗器、インダクタ等のセラミック電子部品に対しても適用することができる。 [0045] 図 3ないし図 9は、この発明に係るセラミック電子部品に備える金属端子の形状についての種々の例を示している。図 3ないし図 6には、それぞれ、セラミック電子部品 21 a、 21b、 21cおよび 21dが正面図で示され、図 7ないし図 9には、それぞれ、セラミツク電子部品 21e、 21fおよび 21gが側面図で示されている。

[0046] 図 3ないし図 9には、共通して、セラミック電子部品 21a〜21gが配線基板 22上に実装された状態が示されている。セラミック電子部品 21a〜21gは、共通して、セラミック電子部品本体 23と、セラミック電子部品本体 23の両端面に形成される端子電極 24 と端子電極 24に金属端子 25a〜25gの各々を接合している金属接合層 26とを備えている。

[0047] 図 3に示したセラミック電子部品 21aでは、金属端子 25aは、逆 U字状に延びるように曲げられ、配線基板 22に対する接続部となる接続端部 27aは、セラミック電子部品本体 23の外方へ延びるように折り曲げられて、る。

[0048] 図 4に示したセラミック電子部品 21bでは、金属端子 25bは、金属端子 25aの場合と同様、逆 U字状に延びるように曲げられているが、配線基板 22に対する接続部となる接続端部 27bは、セラミック電子部品本体 23の内方へ延びるように折り曲げられている。

[0049] 図 5に示したセラミック電子部品 21cでは、金属端子 25cは、比較的鋭い屈曲角をもって逆 V字状に延びるように曲げられ、配線基板 22に対する接続部となる接続端部 27cは、セラミック電子部品本体 23の内方へ延びるように折り曲げられている。

[0050] 図 6に示したセラミック電子部品 21dでは、金属端子 25dは、接続端部 27dの部分を含めて L字状に延びるように曲げられ、接続端部 27dは、セラミック電子部品本体 2 3の外方へ延びるように折り曲げられて、る。

[0051] 図 7に示したセラミック電子部品 21eでは、通常の板状の金属端子 25eが取り付けられている。

[0052] 図 8に示したセラミック電子部品 21fでは、図 3ないし図 5に示したような二重構造の金属端子 25fを備えているが、金属端子 25fの外側に位置する部分において、穴 28 が設けられている。

[0053] 図 9に示したセラミック電子部品 21gでは、金属端子 25gは、櫛歯状の形状を有している。

[0054] 次に、この発明による効果を確認するために実施した実験例について説明する。

[0055] [実験例 1]

セラミック電子部品本体として、内部電極が Ni系金属力もなり、端子電極が Cu系金属からなる積層セラミックコンデンサのためのセラミック電子部品本体を用意した。また、接合材として、平均粒径が 1. 3 mの Cu系金属粉末、 Bi O —B O — SiOガ

2 3 2 3 2 ラス成分および有機ビヒクルを含む導電性ペーストを用意した。また、金属端子として

、図 3に示すような形状のものであって、ベリリウム銅を母材とし、 Niめっき膜を下地コ一ティング層とし、 Agめっき膜をその上のコーティング層としたものを用意した。

[0056] 次に、端子電極と金属端子とを接合材を介して密着させた状態で固定し、その状態で、接合材としての導電性ペースト中の有機ビヒクル成分を乾燥させるために、 15 0°Cの温度に設定された恒温槽で 20分間乾燥処理し、次いで、その状態を維持したまま、中性雰囲気のオーブンにて、 500。C、 550°C, 600。C、 650°C, 700。C、 750 °Cおよび 800°Cの各温度で熱処理し、各試料に係る、金属端子が取り付けられたセラミック電子部品を得た。

[0057] このようにして得られたセラミック電子部品の端子電極に対する金属端子の接合強度を評価した結果が図 10に示されている。

[0058] 図 10に示すように、熱処理温度が 550〜750°Cの温度範囲とされたとき、比較的高い接合強度が得られている。これに対して、熱処理温度が 550°C未満の 500°Cとされたときには、金属端子側の Agと接合材に含まれる Cuとが十分に合金化せず、接合強度が低くなつている。他方、熱処理温度が 750°Cを超える 800°Cとされたときには、金属端子側の Agが接合材中に拡散し、カーケンダルボイドを生成し、接合強度が低くなつている。

[0059] 図 11には、図 10に示した各試料の緻密化率が示されている。緻密化率は、熱処理後の金属接合層中の任意の点について、断面顕微鏡写真上での面積比率から算出して求めたものである。

[0060] 図 11に示すように、緻密化率が 40%未満 (合金化がほとんど進んで、な、状態）では、接合強度が低い。他方、緻密化率が 91% (熱処理温度が 750°C)を超えると、接合強度が急に低下している。これは、熱処理温度が 750°Cを超えると、金属端子側の Agの拡散が生じるためであると考えられる。なお、緻密化率が 70% (熱処理温度が 650°C)を超えると、接合強度が徐々に低下しているのは、金属接合層中のガラス成分が徐々に拡散して、く力ではな、かと推測される。

[0061] なお、上記実験例 1では、接合材に含まれるガラス成分として、 Bi O —B O — Si

2 3 2 3

Oガラスを用いた力 Bi O — B O — SiOガラスを用いた場合にも、実質的に同

2 2 3 2 3 2

様の結果が得られた。

[0062] [実験例 2]

上記実験例 1にお、て作製した試料のうち、熱処理温度を 650°Cにして得られた試料を実施例とし、接合材として半田を用いたものを比較例として、金属端子の接合強度に及ぼす熱衝撃の影響を調査した。その結果が図 12に示されて、る。

[0063] 図 12に示すように、比較例では、熱衝撃によって接合強度が大幅に低下しているのに対し、実施例では、熱衝撃による接合強度の低下がほとんど認められない。

[0064] [実験例 3]

前述した実験例 1では、接合材として、平均粒径が 1. 3 mの Cu系金属粉末を含む導電性ペーストを用いたが、この実験例 3では、接合材となる導電性ペースト中の Cu系金属粉末として、比較的大径の大径粒子と比較的小径の小径粒子とを混在させたものを用いた。

[0065] より具体的には、 Cu系金属粉末として、大径粒子の平均粒径については 1. 25 ^ mに固定し、小径粒子の平均粒径を種々に変動させ、大径粒子 100重量部に対して小径粒子 25重量部の割合で混合したものを用いた。また、熱処理温度を 650°Cに設定した。その他の条件については、実験例 1の場合と同様にし、各試料となるセラミツク電子部品を得た。そして、このセラミック電子部品の端子電極に対する金属端子の接合強度を評価した。その結果が図 13に示されて、る。

[0066] 図 13に示すように、「小径粒子の粒径 Z大径粒子の粒径」の変動によって接合強度が変動し、「小径粒子の粒径 Z大径粒子の粒径」が 0. 3〜0. 6の範囲内にあるとき、比較的高い接合強度が得られている。

[0067] 他方、「小径粒子の粒径 Z大径粒子の粒径」が 0. 6を超えると、 Cu系金属粉末の反応性が低下し、そのため、接合強度が低下している。他方、「小径粒子の粒径'大径粒子の粒径」が 0. 3未満となると、小径粒子同士の凝集が進み、金属粉末の分散性が低下し、接合部分の緻密性が阻害される。その結果、接合強度が低下している

Claims

請求の範囲

[1] 両端面に端子電極が形成されたセラミック電子部品本体を用意する工程と、

前記端子電極に接合されるべき金属端子を用意する工程と、

前記金属端子を前記端子電極に接合するための接合材を用意する工程と、前記金属端子を、前記接合材を介して前記端子電極に接合する接合工程とを備え、

前記金属端子の、前記接合材との接触面は、 Ag系金属および Cu系金属のいずれか一方を含み、

前記接合材は、 Ag系金属および Cu系金属のいずれか他方カゝらなる、平均粒径が

2. 0 m以下の金属粉末を含み、

前記金属端子および前記接合材の少なくとも一方は、ガラス成分を含み、前記接合工程は、前記端子電極と前記金属端子とを前記接合材を介して密着させた状態で 550〜750°Cの温度で熱処理することによって、前記端子電極と前記金属端子とを Ag— Cu合金接合する工程を備える、

セラミック電子部品の製造方法。

[2] 前記接合材に含まれる前記金属粉末は、比較的大径の大径粒子と比較的小径の小径粒子とを含み、前記大径粒子の平均粒径に対する、前記小径粒子の平均粒径の比率は 0. 3〜0. 6の範囲内にある、請求項 1に記載のセラミック電子部品の製造方法。

[3] 前記小径粒子の平均粒径は 1 μ m以下である、請求項 2に記載のセラミック電子部品の製造方法。

[4] 前記金属端子は、 Cu系金属力なる母材と Ag系金属のめっき膜からなるコーティング層とを備え、前記接合材は、 Cu系金属力なる前記金属粉末と前記ガラス成分とを含む、請求項 1ないし 3のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。

[5] 前記ガラス成分は、 Bi、 Si、 B、 Pbおよび Zn力選ばれる少なくとも 2種の酸ィ匕物を主成分とする、請求項 1に記載のセラミック電子部品の製造方法。

[6] セラミック電子部品本体と、

前記セラミック電子部品本体の両端面に形成される端子電極と、前記端子電極に金属接合層を介して接合される金属端子と

を備え、

前記金属端子の、前記金属接合層との接触面は、 Ag系金属および Cu系金属のいずれか一方を含み、

前記金属接合層は、ガラス成分を含み、かつ緻密化率が 40%以上であり、前記金属端子と前記金属接合層とは、 Ag— Cu合金によって接合されている、セラミック電子部品。

[7] 前記金属端子は、 Cu系金属力なる母材と Ag系金属のめっき膜からなるコーティング層とを備え、前記金属接合層は Cu系金属力もなる、請求項 6に記載のセラミック電子部品。

[8] 前記ガラス成分は、 Bi、 Si、 B、 Pbおよび Zn力選ばれる少なくとも 2種の酸ィ匕物を主成分とする、請求項 6または 7に記載のセラミック電子部品。