WO2022202039A1 - 電子部品 - Google Patents

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悠太 星野
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H01G4/12—Ceramic dielectrics
    • H01G4/129—Ceramic dielectrics containing a glassy phase, e.g. glass ceramic

Definitions

  • the present invention relates to an electronic component, and more particularly to an electronic component comprising a ceramic body and a glass layer partially covering the surface of the ceramic body.
  • An electronic component including a ceramic body can have external electrodes on both sides of the ceramic body for mounting on a circuit board or the like.
  • terminal electrodes are provided at both ends of a ceramic body (thermistor chip), and metal plating layers are formed on the surfaces of the terminal electrodes by electrolytic plating.
  • the side surfaces of the ceramic body are covered with a high-resistance layer such as a glass layer.
  • an object of the present invention is to provide an electronic component having a glass layer resistant to a plating solution.
  • the ceramic body comprises a ceramic body, external electrodes provided on part of the surface of the ceramic body, and a glass layer covering at least part of the surface of the ceramic body.
  • the glass layer contains silicon atoms, titanium atoms and zirconium atoms, and the glass layer has a titanium dispersion ratio of 90% or more and a zirconium dispersion ratio of 60% or more.
  • the present invention since a glass layer resistant to a plating solution is formed, it is possible to provide an electronic component that can suppress peeling of the glass layer during electroplating.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary electronic component in an embodiment of the present invention
  • FIG. 1 shows a TEM image of a cross-sectional view of a glass layer and the result of examining the distribution of Ti and Zr from the TEM image by EDX analysis in an embodiment of the present invention.
  • 1 shows a TEM image of a cross-sectional view of a glass layer and the result of examining the distribution of Ti and Zr from the TEM image by EDX analysis in an embodiment of the present invention.
  • 1 is a schematic perspective view of a ceramic body in an example of the present invention; FIG.
  • An electronic component of this embodiment includes a ceramic body, external electrodes provided on the surface of the ceramic body, and a glass layer covering at least a portion of the surface of the ceramic body, wherein the glass layer is Containing silicon atoms, titanium atoms and zirconium atoms, the glass layer has a titanium dispersion ratio of 90% or more and a zirconium dispersion ratio of 60% or more.
  • the electronic component comprises a ceramic body, external electrodes and a glass layer provided on the surface of the ceramic body, the shape, size and material of the ceramic body, and the number, arrangement and shape of the external electrodes etc. are not particularly limited.
  • the ceramic body may or may not have embedded internal electrodes, and if present, the internal electrodes are electrically connected to the external electrodes in a suitable manner.
  • Electronic components that can be used in the present embodiment can be, for example, surface-mounted components, particularly chip components. (coils), resistors such as chip resistors, transistors, LC composites, and the like.
  • the electronic component 10 of this embodiment can be a laminated ceramic capacitor as shown in FIG. and external electrodes 9a and 9b provided on the surface of the ceramic body 1 and electrically connected to the internal electrodes 5a and 5b, respectively. More specifically, the internal electrodes 5a and 5b are embedded in the ceramic body 1, laminated so as to be alternately exposed from the opposing end surfaces of the ceramic body 1, and electrically connected to the external electrodes 9a and 9b, respectively. ing.
  • the electronic component 10 of this embodiment is not limited to the one illustrated in FIG. 1, and may be various electronic components as described above.
  • Electronic component 10 of the present embodiment includes glass layer 6 in contact with the surface of ceramic body 1, as shown in FIG.
  • the glass layer 6 covers at least part of the surface of the ceramic body 1 .
  • the glass layer 6 preferably covers at least a portion of the surface of the ceramic body 1 on which the external electrodes 9a and 9b are not provided, and more preferably covers the entire surface.
  • a part of the glass layer 6 may also be provided on the surface of the ceramic body 1 covered with the external electrodes 9a and 9b. Since the glass layer 6 is insulative, it is formed at a position avoiding the internal electrodes 5a and 5b.
  • the glass layer 6 may be formed over the entire surface of the ceramic body 1 in the case of an electronic component (for example, a wire wound inductor) that does not have internal electrodes.
  • a glass layer imparted with conductivity by containing a metal may be used.
  • a conductive glass layer can also be provided on the internal electrodes 5a and 5b.
  • the specific resistance of the conductive glass layer is desirably less than 1.0 ⁇ 10 ⁇ 2 ⁇ cm in order to ensure conduction with the internal electrodes.
  • the glass layer 6 By configuring the glass layer 6 as described above, it is possible to protect the surface of the ceramic body 1 that is not covered with the external electrodes 9a and 9b when forming the plating layers.
  • the glass layer 6 contains titanium atoms and zirconium atoms. Their content and dispersion state can be grasped as “titanium dispersion ratio” and "zirconium dispersion ratio".
  • the “titanium dispersion ratio” corresponds to the area ratio of the region judged to contain the titanium (Ti) element in the cross section of the glass layer.
  • the “zirconium dispersion ratio” corresponds to the area ratio of the region judged to contain the zirconium (Zr) element in the cross section of the glass layer. For example, if it is determined that the titanium element exists in the entire observation range of the cross section (100% of the area of the observation range), the titanium dispersion ratio will be 100%. Further, for example, if it is determined that the zirconium element exists in 80% of the area of the observation range of the cross section, the zirconium dispersion ratio will be 80%.
  • the mechanism by which the plating solution resistance of the glass layer 6 can be improved when the titanium dispersion ratio and the zirconia dispersion ratio in the glass layer 6 are high it is speculated as follows.
  • the surface of the glass layer 6 is dissolved and the thickness is reduced. If the pH of the plating solution is alkaline, the network structure of the glass layer may be destroyed.
  • the stability constant of the metal oxide constituting the glass layer 6 and the components contained in the plating solution have an effect. dissolution can occur. The gradual dissolution of the glass layer 6 weakens the bond between the glass layer 6 and the ceramic body 1 and promotes separation therebetween.
  • oxides such as SiO 2 , TiO 2 and ZrO 2 are present alone in the glass layer 6. It is presumed that a network such as Si--O--Ti or Si--O--Zr is formed.
  • TiO 2 and ZrO 2 have high chemical stability and are strongly bonded as Si--O--Ti and Si--O--Zr. (that is, the titanium dispersion ratio and the zirconia dispersion ratio are high), dissolution of the glass layer 6 is suppressed, and plating solution resistance is improved.
  • Ti 4+ and Zr 4+ which have larger ionic radii than Si 4+ ions and have larger bonding strength with oxygen ions, enter the space of the network structure.
  • the glass layer has a titanium dispersion ratio of 90% or more and a zirconium dispersion ratio of 60% or more, so that a glass layer having excellent plating resistance can be obtained.
  • the titanium dispersion ratio is preferably 95% or more, more preferably 99%, still more preferably 99.9%, and the upper limit is 100%.
  • the zirconium dispersion ratio is preferably 75% or more, more preferably 78%, still more preferably 99.9%, and the upper limit is 100%.
  • both the titanium dispersion ratio and the zirconium dispersion ratio are at high levels, such as a titanium dispersion ratio of 90% or more and a zirconium dispersion ratio of 60% or more, the plating solution resistance of the glass layer 6 is greatly improved. can.
  • both titanium and zirconium have similar actions to improve plating solution resistance, a glass layer that satisfies only either the titanium dispersion ratio of 90% or more or the zirconium dispersion ratio of 60% or more. Even if it is 6, the resistance to the plating solution can be improved as compared with the conventional glass layer.
  • the “titanium dispersion ratio” and the “zirconium dispersion ratio” are obtained by the following procedures 1) to 7) using the intensity data of the EDX image. First, the “titanium dispersion ratio” will be described as an example.
  • the cross section of the glass layer 6 is observed at a magnification of about 200,000 times, and a TEM image and an EDX mapping image of Ti are obtained for the same observation area.
  • the interface between them may be slightly inclined (see FIG. 3). If the tilt angle exceeds 20°, it is corrected by image processing so that it is within 20°, or the image of another portion of the glass layer 6 is changed.
  • TEM-EDX device FE-TEM/EDX (JEOL JEM-F200 (manufactured by JEOL Ltd.) / analysis system Noran system 7 (manufactured by Thermo Fisher Scientific)
  • the numerical data contained in the CVS file is assumed to be matrix-like numerical data.
  • An example is matrix-like numerical data of 256 rows ⁇ 256 columns. Each of these numerical data corresponds to the intensity in each of the small sections obtained by dividing the TEM image and the EDX image into 256 divisions in the vertical direction and 256 divisions in the horizontal direction. If the matrix-like numerical data is output in the form of spreadsheet software, for example, the processing of subsequent procedures will be facilitated.
  • Vmax is determined among numerical data contained in the CVS file, and a coefficient (100/Vmax) is determined using the maximum value.
  • the positions of all the four corners on the numerical data in matrix form are specified, and the numerical values enclosed by the rectangular range having the two corners are specified.
  • the data corresponds to intensity data included in the "measurement target area" specified in the EDX image.
  • the glass layer 6 and other layers (ceramic Focus on the two corners adjacent to the interface with the element 1 or the protective film).
  • FIG. 3 the upper left corner near the interface between the glass layer 6 and the protective film and the lower right corner near the interface between the glass layer 6 and the ceramic body 1 are shown.
  • the corners are on the diagonals of the rectangular "area of interest”.
  • the positions of these two corners are specified on the matrix-like numerical data in the CVS file by the method described above. Numerical data surrounded by a rectangular range having two corners corresponds to intensity data included in the "measurement target area" specified in the EDX image.
  • a gap may occur at the interface between the glass layer 6 and the ceramic body 1 or at the interface between the glass layer 6 and the protective film. If the gap is located at any of the four corners, the two corners are determined by treating the surface of the glass layer 6 facing the gap as the "interface”. This makes it possible to clearly define the "measurement target area”.
  • the porosity of the glass layer 6 is low. If there are voids, titanium and zirconium cannot be present in those portions. Therefore, if voids exist in the "measurement target area", the values of Nti20 and Nzr20 decrease, and the titanium dispersion ratio and the zirconium dispersion ratio decrease. Therefore, it is preferable that the glass layer 6 is dense.
  • the glass layer 6 preferably has a thickness of 0.01 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • Such a thin glass layer 6 can be formed by using a sol-gel method, for example.
  • the external electrode 9 may include a base electrode layer and a plating layer arranged on the base electrode layer.
  • the underlying electrode layer may include at least one of a baking layer, a resin layer and a thin film layer.
  • the thickness of the base electrode layer is preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • the baking layer contains glass and metal.
  • the metal material constituting the baking layer is composed of one metal selected from the group consisting of Ni, Cu, Ag, Pd and Au, or an alloy containing this metal, such as an alloy of Ag and Pd. etc. can be used.
  • Glass contains Si and Zn.
  • the baking layer may be composed of a plurality of laminated layers.
  • the baking layer may be a layer in which a conductive paste is applied to the ceramic body and baked, or a layer that is baked at the same time as the internal electrodes 5a and 5b.
  • the resin layer contains conductive particles and thermosetting resin.
  • the resin layer may be provided directly on the ceramic body without providing the baking layer.
  • the resin layer may be composed of a plurality of laminated layers.
  • the maximum thickness of the resin layer is preferably 5 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the thin film layer is formed by a thin film forming method such as sputtering or vapor deposition.
  • a thin film layer is a layer of 1 ⁇ m or less on which metal particles are deposited.
  • the material constituting the plated layer is composed of one metal selected from the group consisting of Ni, Cu, Ag, Pd, and Au, or an alloy containing this metal, such as an alloy of Ag and Pd. can be used.
  • the plating layer may be composed of a plurality of laminated layers.
  • the plating layer preferably has a two-layer structure in which a Sn plating layer is formed on a Ni plating layer.
  • the Ni plating layer has a function of preventing the underlying electrode layer from being eroded by solder when mounting the electronic component.
  • the Sn plating layer has the function of improving wettability with solder when mounting electronic components, and facilitating the mounting of electronic components.
  • the average thickness of the Ni plating layer is preferably 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the average thickness of the Sn plating layer is preferably 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the electronic component 10 of this embodiment can be manufactured, for example, by the following method.
  • the ceramic body 1 is prepared.
  • the ceramic body 1 can be made by any suitable method.
  • the ceramic material forming the ceramic body 1 is not particularly limited, and is not particularly limited as long as it is a ceramic material used for electronic components. Since the electronic component 10 exemplarily shown in FIG. 1 is a multilayer capacitor, the ceramic material is a dielectric material such as BaTiO 3 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , CaZrO 3 , (BaSr)TiO 3 , Ba( ZrTi )O3 and ( BiZn ) Nb2O7 and the like. If present, the material forming the internal electrodes 5a and 5b is not particularly limited as long as it is conductive, and examples thereof include Ag, Cu, Pt, Ni, Al, Pd, and Au. Ag, Cu, and Ni are preferable for the material forming the internal electrodes 5a and 5b.
  • the ceramic material used in the present embodiment is not limited to the materials described above, and can be appropriately selected according to the type, configuration, etc. of the electronic component.
  • the ceramic material may be a ferrite material containing Fe, Ni, Zn, Mn, Cu, or the like.
  • the ceramic body may have coils instead of the internal electrodes.
  • Such a coil may be, for example, pre-embedded in the ceramic body or wound around the ceramic body before or after forming the external electrodes, as long as it is finally electrically connected to the external electrodes.
  • the glass layer 6 is formed on the surface of the ceramic body 1 except for the internal electrodes 5a and 5b.
  • the glass layer 6 can be formed by a thin film forming method using a solution.
  • Sol-gel methods, MOD (metal organic compound decomposition) methods, CSD (chemical solution deposition) methods, and the like can be used as thin film preparation methods. These methods are often treated synonymously.
  • the term "sol-gel method” is used to encompass the narrow sense of "sol-gel method", MOD and CSD, unless otherwise specified.
  • the glass layer 6 By forming the glass layer 6 by build-up from precursors of TiO 2 and ZrO 2 using a sol-gel method, a dense glass layer 6 with few pores can be formed. Further, by allowing the sol-gel reaction to progress slowly, it is possible to suppress the formation of voids inside the glass layer 6 .
  • methods for allowing the sol-gel reaction to proceed slowly include using a solvent with a high boiling point as the solvent used in the raw material composition, and reducing the rate of temperature rise during heat treatment.
  • the raw material composition may be a liquid (paste) in which a glass raw material (glass precursor) and an organic polymer are dissolved or dispersed in a solvent.
  • the glass precursor is a glass raw material, and any starting material that can form a glass matrix (glass region 13) may be used.
  • Precursors of glass essentially include precursors of TiO 2 and ZrO 2 in addition to precursors of SiO 2 , which is the main skeleton of glass, and others can be mixed as appropriate.
  • Glass precursors include metal alkoxides, acetylacetonate complexes, acetates, and the like. In addition, these raw materials may be modified with functional groups such as long-chain alkyl groups and epoxy groups. Compounds that can be used as glass precursors are described below.
  • metal alkoxide Elements capable of synthesizing metal alkoxides include Li, Be, B, C, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Hg, Tl, Pb, Bi, Th, Pa, U, Pu. Alkoxides of these elements can be used as precursors for glasses.
  • metal alkoxides that can be used as glass precursors are shown below.
  • acetylacetonate complex Specific acetylacetonate complexes that can be used as glass precursors are illustrated below. Lithium acetylacetonate, Titanium(IV) oxyacetylacetonate, Titanium diisopropoxide bis(acetylacetonate), Zirconium(IV) trifluoroacetylacetonate, Zirconium(IV) acetylacetonate , aluminum acetylacetonate, aluminum (III) acetylacetonate, calcium (II) acetylacetonate, zinc (II) acetylacetonate, and other metal complexes of acetylacetonate.
  • Acetate Specific acetates that can be used as glass precursors are exemplified below. Acetates such as zirconium acetate, zirconium(IV) acetate hydroxide, and basic aluminum acetate.
  • the glass contained in the glass layer 6 may contain additives (hereinafter referred to as "glass additives") such as those exemplified below. Additives can be mixed in the form of powders, microparticles or nanoparticles.
  • Soda Ash (Sodium Carbonate Na2CO3 ), Sodium Hydrogen Carbonate ( NaHCO3 ) , Sodium Percarbonate ( 2Na2CO3.3H2O2 ), Sodium Sulfite ( Na2SO3 ), Sodium Hydrogen Sulfite ( NaHSO3 ) , sodium sulfate ( Na2SO4 ), sodium thiosulfate ( Na2S2O3 ), sodium nitrate ( NaNO3 ) , sodium sulfite ( NaNO2 ) and other oxoacid salts; sodium fluoride (NaF), chloride Halogen compounds such as sodium (NaCl), sodium bromide (NaBr) and sodium iodide (NaI); oxides such as sodium peroxide ( Na2O2 ) and sodium hydroxide (NaOH); hydroxides and hydrogenation Sodium (NaH), sodium sulfide ( Na2S), sodium hydrogen sulfide (NaHS), sodium silicate ( Na
  • Calcium peroxide CaO2
  • calcium hydroxide Ca(OH) 2
  • calcium fluoride CaF2
  • calcium chloride CaCl2.2H2O
  • calcium bromide CaBr2.2H2O
  • Inorganic salts such as calcium iodide (CaI 2 3H 2 O), calcium hydride (CaH 2 ), calcium carbide (CaC 2 ), calcium phosphide (Ca 3 P 2 ); calcium carbonate (CaCO 3 ), hydrogen carbonate Calcium (Ca( HCO3 ) 2 ), Calcium nitrate (Ca( NO3 ) 2.4H2O ), Calcium sulfate ( CaSO4.2H2O ), Calcium sulfite ( CaSO3 ) , Calcium silicate ( CaSiO3 or Ca 2 SiO 4 ), calcium phosphate (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), calcium pyrophosphate (Ca 2 O 7 P 2 ), calcium hypochlorite (Ca[ClO)
  • Lithium carbonate ( Li2CO3 ) lithium chloride (LiCl), lithium titanate ( Li2TiO3 ), lithium nitride ( Li3N ), lithium peroxide ( Li2O2 ), lithium citrate ( Li3C 6H5O7 ), lithium fluoride ( LiF), lithium hexafluorophosphate ( LiPF6 ), lithium acetate ( C2H3LiO2 ), lithium iodide ( LiI), lithium hypochlorite ( ClLiO ) , lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium bromide (LiBr), lithium nitrate (LiNO 3 ), lithium hydroxide (LiOH), lithium aluminum hydride (LiAlH 4 ), lithium triethylborohydride ( Li( C2H5 ) 3BH ) , lithium hydride (LiH), lithium amide ( LiNH2 ), lithium imide ( Li2NH ), lithium diisopropy
  • boron triiodide (BI3), sodium cyanoborohydride ( NaBH3CN ), sodium borohydride (NaBH4), tetrafluoroboric acid ( HBF4 ), triethylborane ( ( CH3CH2 ) 3B ), Borax ( Na2B4O5 ( OH) 4.8H2O ), boric acid (B (OH)3 ) .
  • Organic polymers are used to increase the viscosity of the raw material composition to make it pasty.
  • organic polymers include acrylic (acrylic acid, methacrylic acid, or homopolymers or copolymers of their esters, specifically acrylic acid ester copolymers, methacrylic acid ester copolymers, acrylic acid ester-methacrylic acid ester copolymer, etc.), polyvinyl acetal (specifically, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, etc.), cellulose (specifically, hydroxypropylcellulose, cellulose ether, carboxymethylcellulose, acetylcellulose, acetylnitrocellulose, etc.), Polyvinyl alcohol-based, polyvinyl acetate-based, polyvinyl chloride, polypropylene carbonate-based, polyvinylpyrrolidone, and other homopolymers or copolymers may be mentioned, and at least one selected from these may be contained.
  • Solvents are alcohol-based (specifically, 2-ethylhexanol (185°C), benzyl alcohol (205°C), 1,3-butanediol (207°C), 1,4-butanediol (228°C), etc.) , Ketone-based (specifically, cyclohexanone (156 ° C), diacetone alcohol (166 ° C), diisobutyl ketone (168 ° C), etc.), glycol ether-based (specifically, butyl carbitol acetate (247 ° C), Ethyl carbitol (202°C), diethylene glycol monoethyl ether (202°C), diethylene glycol monomethyl ether (194°C), ethylene glycol monomethyl ether acetate (144°C), ethylene glycol monoethyl ether (135°C), ethylene glycol monomethyl ether ( 124°C), 2-methoxyethanol (124°C), propylene glycol monomethyl
  • the feedstock composition may include frit (and optionally glass additives), and solvent, as well as any suitable reactants and additives, and the like.
  • a reactant for obtaining a compound having a structure represented by the formula -OMO- (M is a metal atom) as a main skeleton by reacting a metal alkoxide for example, water or an alkoxy group of a metal alkoxide is converted to a hydroxyl group. and hydroxy group-containing compounds that can be substituted for.
  • additives include catalysts that promote such reactions, viscosity modifiers, pH modifiers, stabilizers, and the like.
  • such a raw material composition is applied to a predetermined region of the ceramic body 1 and dried as appropriate to form a coating film derived from the raw material composition.
  • the coating method is not particularly limited, and dipping, spraying, screen printing, brush coating, inkjet printing, and the like can be used. Drying is carried out such that most, preferably substantially all, of the solvent in the raw composition is removed. More specifically, drying can be carried out by heating the ceramic body coated with the raw material composition at, for example, 25 to 200° C. for 5 to 60 minutes.
  • the heat treatment temperature and time may be, for example, 300° C. or higher and 1100° C. or lower, for example, 10 to 60 minutes.
  • the temperature of the heat treatment is particularly preferably 400° C. or higher and 1000° C. or lower.
  • the raw material composition is gelled to form the glass layer 6 as a sol-gel fired film.
  • the glass layer 6 formed by the sol-gel method in this way is a dense glass layer 6 with few pores.
  • External electrodes are formed on the obtained ceramic body with the glass layer.
  • a base electrode layer is formed on the surface of the ceramic body with the glass layer.
  • the base electrode layer of the external electrodes 9 is formed by various thin film forming methods, various printing methods, dipping methods, or the like.
  • the conductive paste is baked after applying the conductive paste to both end faces of the ceramic body.
  • the conductive paste contains an organic solvent, metal particles and glass. The baking temperature is, for example, 840°C.
  • a plating layer is formed by plating so as to cover the base electrode layer.
  • the external electrodes 9 are formed by forming the plating layers. Electroplating can be performed by immersing a ceramic body having an underlying electrode layer in a plating solution (plating bath) and plating under predetermined conditions.
  • the plating solution to be used and the conditions for the plating treatment can be appropriately selected according to the type of metal to be plated, the thickness of the plating film, and the like.
  • the electronic component 10 of the present embodiment can be manufactured.
  • ceramic bodies for wound inductors were used on the assumption that the electronic components were wound inductors. fits.
  • Example 1 Preparation of ceramic body 1'
  • a ceramic body 1' for a wound inductor was prepared.
  • This ceramic body 1' was made of a ferrite material and had a shape as schematically shown in FIG.
  • a raw material composition (paste) was prepared by mixing raw materials (components) shown in Table 1 in a predetermined mass.
  • the paste contains Si alkoxide (TEOS: tetraethyl orthosilicate), Ti alkoxide (TiBu: titanium butoxide), and Zr alkoxide (ZrPr: zirconia propoxide) as glass precursors.
  • TEOS tetraethyl orthosilicate
  • Ti alkoxide TiBu: titanium butoxide
  • Zr alkoxide ZrPr: zirconia propoxide
  • 0.01N-HCl (0.01 N hydrochloric acid aqueous solution) functions as a catalyst acid and water for hydrolysis
  • HPC hydroxypropyl cellulose
  • a coating film derived from the raw material composition was formed.
  • the coated ceramic body 1′ was heat-treated at 815° C. for 30 minutes in an air atmosphere (ordinary pressure) to form a glass layer derived from the coating film, which was used as a sample for measurement. .
  • Example 2-5 Comparative Examples 1-2
  • a glass layer was formed on the surface of the ceramic body in the same manner as in Example 1, except that the solvents shown in Table 2 were used (Examples 2-5, Comparative Examples 1-2).
  • Table 2 shows the results of the titanium dispersion ratio and the zirconium dispersion ratio of each sample. Note that Example 1 is also shown in Table 2.

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Abstract

めっき液に対して耐性のあるガラス層を備えた電子部品を提供する。セラミック素体と、該セラミック素体の表面の一部に設けられた外部電極と、前記セラミック素体の前記表面の少なくとも一部を覆うガラス層とを備え、前記ガラス層はケイ素原子、チタン原子およびジルコニウム原子を含み、前記ガラス層は、チタン分散比率が９０％以上であり、ジルコニウム分散比率が６０％以上である、電子部品である。

Description

電子部品
　本発明は、電子部品に関し、より詳細には、セラミック素体と、該セラミック素体の表面の一部を覆うガラス層とを備える電子部品に関する。
　セラミック素体を含む電子部品では、セラミック素体の両側に、回路基板等に実装するための外部電極を備え得る。例えば特許文献１では、セラミック素体（サーミスタチップ）の両端部に端子電極を設け、端子電極の表面に電解めっきにより金属めっき層を形成している。電解めっきのときに、セラミック素体の側面にめっき膜が形成されることを防止するために、セラミック素体の側面を、ガラス層などの高抵抗層で覆っている。
特開平８－２３６３０６号公報
　特許文献１では、セラミック素体の側面にガラス層を形成した後に電解めっきを行うため、ガラス層はめっき液に接触する。
　しかしながら、ガラスはめっき液に対する耐性が低いことがあり、めっき工程中にガラス層がセラミック素体から剥離するおそれがある。ガラス層が剥離すると、セラミック素体の側面にめっき膜が形成され得るため、ガラス層の剥離を抑制することが求められる。
　そこで本発明は、めっき液に対して耐性のあるガラス層を備えた電子部品を提供することを目的とする。
　本発明の１つの要旨によれば、セラミック素体と、該セラミック素体の表面の一部に設けられた外部電極と、前記セラミック素体の前記表面の少なくとも一部を覆うガラス層とを備え、前記ガラス層はケイ素原子、チタン原子およびジルコニウム原子を含み、前記ガラス層は、チタン分散比率が９０％以上であり、ジルコニウム分散比率が６０％以上である、電子部品が提供される。
　本発明によれば、めっき液に対して耐性のあるガラス層を形成しているので、電解めっき時のガラス層の剥離を抑制できる電子部品が提供される。
は、本発明の実施形態における例示的な電子部品の概略模式断面図である。 本発明の実施形態において、ガラス層の断面図のＴＥＭ像および該ＴＥＭ像からＥＤＸ分析によりＴｉおよびＺｒの分布を調べた結果を示す。 本発明の実施形態において、ガラス層の断面図のＴＥＭ像および該ＴＥＭ像からＥＤＸ分析によりＴｉおよびＺｒの分布を調べた結果を示す。 本発明の実施例におけるセラミック素体の概略模式斜視図である。
　本実施形態の電子部品は、セラミック素体と、該セラミック素体の表面に設けられた外部電極と、前記セラミック素体の前記表面の少なくとも一部を覆うガラス層とを備え、前記ガラス層はケイ素原子、チタン原子およびジルコニウム原子を含み、前記ガラス層は、チタン分散比率が９０％以上であり、ジルコニウム分散比率が６０％以上である。
　発明者らは、鋭意検討した結果、ガラス層の特性を示す指標として、新たに「チタン分散比率」と「ジルコニウム分散比率」という概念を規定し、それらがガラス層の耐めっき液性と相関性を有することを新たに見出して本発明を完成するに至った。
　以下に、本発明に係る電子部品について説明する。
　電子部品は、セラミック素体と、該セラミック素体の表面に設けられた外部電極およびガラス層を備えるものであれば、セラミック素体の形状、寸法および材料、ならびに外部電極の数、配置および形状等は特に限定されない。セラミック素体は内部電極を埋設していても、いなくてもよく、存在する場合には内部電極は外部電極に適切な態様で電気的に接続される。
　本実施形態に利用可能な電子部品は、例えば表面実装型、特にチップ部品であり得、より詳細には、積層セラミックコンデンサ等のコンデンサ（キャパシタ）、巻線インダクタ、フィルムインダクタ、積層インダクタ等のインダクタ（コイル）、チップ抵抗器等の抵抗器、トランジスタ、ＬＣ複合部品などであり得る。
　例示的には、本実施形態の電子部品１０は、図１に示すような積層セラミックコンデンサであり得、セラミック材料からなるセラミック部３およびセラミック部３を介して互いに対向する内部電極５ａ、５ｂを含むセラミック素体１と、セラミック素体１の表面に設けられ、かつ内部電極５ａ、５ｂとそれぞれ電気的に接続された外部電極９ａ、９ｂとを備える。より詳細には、内部電極５ａ、５ｂは、セラミック素体１に埋設され、セラミック素体１の対向する端面から交互に露出するように積層され、それぞれ外部電極９ａ、９ｂと電気的に接続されている。しかしながら、本実施形態の電子部品１０は、図１に例示するものに限定されず、上述したような種々の電子部品であり得る。
　本実施形態の電子部品１０において、図１に示すように、セラミック素体１の表面に接触するガラス層６を含む。ガラス層６は、セラミック素体１の表面の少なくとも一部を覆っている。ガラス層６は、外部電極９ａ、９ｂが設けられていないセラミック素体１の表面のうち、少なくとも一部を覆っていることが好ましく、全てを覆っていることがより好ましい。さらに、図１に示すように、ガラス層６の一部を、外部電極９ａ、９ｂで覆われているセラミック素体１の表面にも設けてもよい。
　ガラス層６は絶縁性であるので、内部電極５ａ、５ｂを避けた位置に形成する。内部電極が存在しない電子部品（例えば、巻き線インダクタ）であれば、セラミック素体１の全面にガラス層６を形成してもよい。
　なお、ＴｉおよびＺｒを含む本発明のガラス層の変形例として、金属を含むことにより導電性を付与したガラス層を用いてもよい。導電性のガラス層であれば、内部電極５ａ、５ｂ上に設けることもできる。
　導電性のガラス層の比抵抗は内部電極との導通確保のため、比抵抗は１．０×１０－２Ω・ｃｍ未満であることが望ましい。
　ガラス層６を上記のように構成することにより、めっき層を形成するときに、外部電極９ａ、９ｂで覆われていないセラミック素体１の表面を保護することができる。
　ガラス層６は、チタン原子とジルコニウム原子とを含む。それらの含有量および分散状態は、「チタン分散比率」および「ジルコニウム分散比率」として把握することができる。
　「チタン分散比率」は、ガラス層の断面において、チタン（Ｔｉ）元素が存在すると判断された領域の面積率に相当する。同様に、「ジルコニウム分散比率」は、ガラス層の断面において、ジルコニウム（Ｚｒ）元素が存在すると判断された領域の面積率に相当する。
　例えば、断面の観察範囲全体（観察範囲の面積の１００％）にチタン元素が存在すると判断されると、チタン分散比率は１００％になる。
　また、例えば、断面の観察範囲の面積の８０％にジルコニウム元素が存在すると判断されると、ジルコニウム分散比率は８０％になる。
　ガラス層６におけるチタン分散比率およびジルコニア分散比率が高いと、ガラス層６の耐めっき液性が向上できるメカニズムは定かではないが、以下のように推測される。
　まず、ガラス層６がめっき液に接触すると、ガラス層６の表面が溶解して厚さが減少する。めっき液のｐＨがアルカリ性である場合は、ガラス層の網目構造を破壊してしまうことが考えられる。他にも、めっき液に含まれる成分と、ガラス層６を構成する金属酸化物の安定度定数が影響していると考えられ、安定度定数が高いと、ガラス層６を構成する金属酸化物の溶解が起き得る。ガラス層６が徐々に溶解することにより、ガラス層６とセラミック素体１との間の結合が脆弱になり、それらの間の剥離が進行する。
　本実施の形態では、ゾル－ゲル法を用いてガラス層６を形成しているため、ガラス層６の中ではＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２などの酸化物が単独で存在しているだけでなく、Ｓｉ－Ｏ－ＴｉやＳi－Ｏ－Ｚｒなどのネットワークを形成していると推測される。ＴｉＯ２およびＺｒＯ２は化学的安定性が高いことに加え、さらにＳｉ－Ｏ－Ｔｉ、Ｓｉ－Ｏ－Ｚｒとして強固に結合しているため、ガラス層６内にＴｉ，Ｚｒが多く含まれている（つまり、チタン分散比率およびジルコニア分散比率が高い）ことにより、ガラス層６の溶解が抑制されて、耐めっき液性が向上する。その他、Ｓｉ４＋イオンよりイオン半径が大きく酸素イオンとの結合強度も大きいＴｉ４＋、Ｚｒ４＋が、網目構造の空間に入り込んでいることも考えられる。
　本発明では、ガラス層におけるチタン分散比率が９０％以上であり、ジルコニウム分散比率が６０％以上であることにより、耐めっき性に優れたガラス層を得ることができる。
　チタン分散比率は、好ましくは９５％以上であり、より好ましくは９９％であり、さらに好ましくは９９．９％であり、上限は１００％である。
　ジルコニウム分散比率は、好ましくは７５％以上であり、より好ましくは７８％であり、さらに好ましくは９９．９％であり、上限は１００％である。
　なお、チタン分散比率が９０％以上、かつジルコニウム分散比率が６０％以上のように、チタン分散比率とジルコニウム分散比率の両方が高いレベルにあると、ガラス層６の耐めっき液特性は大幅に改善し得る。しかしながら、チタンとジルコニウムはいずれも同様の作用によって耐めっき液性を向上していることから、チタン分散比率が９０％以上、またはジルコニウム分散比率が６０％以上のいずれか一方のみを満足するガラス層６であっても、従来のガラス層に比べると耐めっき液性を向上することができる。
　「チタン分散比率」と「ジルコニウム分散比率」は、ＥＤＸ像の強度データを用いて、以下の手順１）～７）で求める。
　まず「チタン分散比率」を例にとって説明する。
１）ＴＥＭ－ＥＤＸにより、ガラス層６の断面を倍率約２０万倍で観察し、同じ観察領域について、ＴＥＭ像とＴｉのＥＤＸマッピング像を取得する。このとき、ガラス層６とセラミック素体１との界面が、画面上で水平になるように取得することが好ましい（図２参照）。それらの界面は多少傾斜していてもよく（図３参照）、例えば、傾斜角（画面上の水平方向と界面とのなす角度）が２０°以内であればよい。傾斜角が２０°を超える場合は、２０°以内となるように画像処理によりは修正するか、ガラス層６の別の部分の画像に変更する。
２）ＴＥＭ－ＥＤＸ装置（FE-TEM/EDX（JEOL JEM-F200（日本電子株式会社製）/分析システム Noran system 7（サーモフィッシャーサイエンティフィック社製）））を用いて、ＴｉのＥＤＸ像から、強度データをＣＶＳファイルとして取り出す。ＣＶＳファイルに含まれる数値データは、マトリクス状の数値データとする。一例としては、２５６行×２５６列のマトリクス状の数値データが挙げられる。これらの数値データの各々は、ＴＥＭ像およびＥＤＸ像を縦方向に２５６分割×横方向に２５６分割した小区画の各々における強度に相当する。マトリクス状の数値データは、例えば表計算ソフトウェアの形式で出力すると、以降の手順の処理が容易である。
３）ＣＶＳファイルの数値データを規格化する。ＣＶＳファイルに含まれる数値データのうち最大値（Ｖmax）を決定し、当該最大値を用いた係数（１００／Ｖmax）を決定する。
４）決定した係数を、ＣＶＳファイルの全数値データにかけ算する。これにより、数値データの最大値が１００となるように、全数値データを規格化できる。
５）ＴＥＭ像を頼りにガラス層６の範囲を決定する。図２では、ガラス層６とセラミック素体１との界面を通る水平方向の線（下側の破線）と、ガラス層６とサンプル切断用の保護膜との界面を通る水平方向の線（上側の破線）を引き、それら２本の破線で挟まれた領域を「測定対象領域」とする。「測定対象領域」は、必ず矩形（長方形または正方形）となる。
　なお、図３のように、それらの界面が水平方向から傾斜している場合は、下側の破線は、ガラス層６とセラミック素体１との界面のうち最も高い位置を通るように水平に引き、上側の破線は、ガラス層６と保護膜との界面のうち最も低い位置を通るように水平に引く。このように破線を引くことにより、２本の破線で挟まれた「測定対象領域」には、ガラス層６のみが含まれるようになる。
６）ＴＥＭ像の横にＴｉのＥＤＸ像を並べて、上下の破線をＥＤＸ像まで延長する（図２）。破線と各ＥＤＸ像の左右の縁部とが交差した位置（ガラス層６の４隅の位置）を、それぞれのＣＶＳファイル内のマトリクスデータ上で特定する。例えば、右下の隅部の位置は、マトリクス状の数値データのうち最右欄にあり、かつ下から上に向かって数値の変化を見たときに、数値が有意な値（例えば、数値が１０以上）になる位置と見なすことができる。マトリクス状の数値データ上で特定された「４隅」で囲まれた範囲の数値データが、ＥＤＸ像において２本の破線で挟まれた「測定対象領域」に含まれる強度データに相当する。なお、マトリクス状の数値データ上において、４隅の位置を全て特定する代わりに、対角線上にある２つの隅部の位置を特定して、その２つの隅部を有する矩形範囲で囲まれた数値データが、ＥＤＸ像で特定した「測定対象領域」に含まれる強度データに相当する。
　また、図３のようにガラス層６の界面が傾斜している場合には、破線と各ＥＤＸ像の左右の縁部とが交差する４つの位置のうち、ガラス層６と他の層（セラミック素体１または保護膜）との界面に隣接する２つの隅部に着目する。図３では、ガラス層６と保護膜との界面近傍にある左上の隅部と、ガラス層６とセラミック素体１との界面近傍にある右下の隅部の２つであり、それら２つの隅部は矩形の「測定対象領域」の対角線上にある。この２つの隅部の位置を、上述したような手法でＣＶＳファイル内のマトリクス状の数値データ上で特定する。その２つの隅部を有する矩形範囲で囲まれた数値データが、ＥＤＸ像で特定した「測定対象領域」に含まれる強度データに相当する。
　なお、ガラス層６とセラミック素体１との界面、またはガラス層６と保護膜との界面に空隙が生じることがある。空隙が４隅のいずれかの位置にある場合には、空隙に面しているガラス層６の表面を「界面」として扱って２つの隅部を決定する。これにより、「測定対象領域」を明確に定義することができる。
７）マトリクス状の数値データ上において「測定対象領域」に対応するとして特定された矩形範囲内にある数値データの総数（「Ｎtitotal」とする）と、該矩形範囲内にあり２０以上の数値データの個数（「Ｎti20」とする）とを数える。
８）ＮtitotalとＮti20を下式（１）に代入して、「チタン分散比率」を求める

　チタン分散比率（％）＝Ｎti20／Ｎtitotal×１００・・・（１）
　ジルコニウム分散比率も、ガラス層６の断面のＴＥＭ像とＺｒのＥＤＸマッピング像を取得し、同様の手順により、マトリクス状の数値データ上において「測定対象領域」に対応するとして特定された矩形範囲内にある数値データの総数（「Ｎzrtotal」とする）と、該矩形範囲内にあり２０以上の数値データの個数（「Ｎzr20」とする）とを数え、下式（２）に代入して「ジルコニウム分散比率」を求める

　ジルコニウム分散比率（％）＝Ｎzr20／Ｎzrtotal×１００・・・（２）
　チタン分散比率が１００％ということは、Ｎti20＝Ｎtitotalということである。つまり、ＴｉのＥＤＸ像上に規定した「測定対象領域」の全てにチタンが観察されたことを意味する。そのような場合、チタンは「測定対象領域」に均一分散していると見なすこともできる。このように、チタン分散比率が高い場合には、「測定対象領域」内においてチタンが比較的均一に分散していると推測することができる。
　同様に、ジルコニウム分散比率が高い場合には、「測定対象領域」内においてジルコニウムが比較的均一に分散していると推測することができる。
　また、チタン分散比率およびジルコニウム分散比率を向上するためには、ガラス層６の空隙率が低いことが望ましい。空隙が存在するとその部分にはチタンおよびジルコニウムを存在させることができない。そのため、「測定対象領域」内に空隙が存在すると、Ｎti20の値およびＮzr20の値が小さくなり、チタン分散比率およびジルコニウム分散比率が低くなる。そのため、ガラス層６は緻密であることが好ましい。
　ガラス層６は、厚さが０．０１μｍ以上２μｍ以下であることが好ましい。このような薄いガラス層６は、例えばゾル－ゲル法を用いることで形成することができる。
　外部電極９は、下地電極層と、下地電極層上に配置されためっき層とを含み得る。下地電極層は、焼き付け層、樹脂層および薄膜層の少なくとも１つを含み得る。下地電極層の厚さは、１０μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
　焼き付け層は、ガラスと金属とを含む。焼き付け層を構成する金属材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、ＰｄおよびＡｕからなる群より選ばれる１種の金属、または、この金属を含む合金で構成されており、たとえばＡｇとＰｄとの合金などを用いることができる。ガラスは、ＳｉおよびＺｎを含む。焼き付け層は、積層された複数の層で構成されていてもよい。焼き付け層としては、セラミック素体に導電性ペーストが塗布されて焼き付けられた層、または、内部電極５ａ、５ｂと同時に焼成された層であってもよい。
　樹脂層は、導電性粒子と熱硬化性樹脂とを含む。樹脂層が設けられる場合は、焼付け層が設けられずに、樹脂層がセラミック素体上に直接設けられてもよい。樹脂層は、積層された複数の層で構成されていてもよい。樹脂層の最大厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
　薄膜層は、スパッタ法または蒸着法などの薄膜形成法により形成される。薄膜層は、金属粒子が堆積した１μｍ以下の層である。
　めっき層を構成する材料としては、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ａｕからなる群より選ばれる１種の金属、または、この金属を含む合金で構成されており、たとえばＡｇとＰｄとの合金などを用いることができる。
　めっき層は、積層された複数の層で構成されていてもよい。この場合、めっき層としては、Ｎｉめっき層の上にＳｎめっき層が形成された２層構造であることが好ましい。Ｎｉめっき層は、下地電極層が電子部品を実装する際の半田によって浸食されることを防止する機能を有する。Ｓｎめっき層は、電子部品を実装する際の半田との濡れ性を向上させ、電子部品の実装を容易にする機能を有する。
　Ｎｉめっき層の平均厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。Ｓｎめっき層の平均厚さは、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
［製造方法］
　本実施形態の電子部品１０は、例えば以下の方法により製造可能である。
１）セラミック素体１の準備
　まず、セラミック素体１を準備する。セラミック素体１は、任意の適切な方法により作製され得る。
　例えば、セラミック素体１（より詳細にはセラミック部３）を構成するセラミック材料は、特に限定されず、電子部品に用いられるセラミック材料であれば特に限定されない。図１に例示的に示した電子部品１０は積層コンデンサであるので、セラミック材料は、誘電体材料であり、例えば、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＺｒＯ３、（ＢａＳｒ）ＴｉＯ３、Ｂａ（ＺｒＴｉ）Ｏ３および（ＢｉＺｎ）Ｎｂ２Ｏ７等が挙げられる。存在する場合、内部電極５ａ、５ｂを構成する材料は、導電性であれば特に限定されず、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄ、Ａｕ等が挙げられる。内部電極５ａ、５ｂを構成する材料は、Ａｇ、Ｃｕ、及びＮｉが好ましい。
　なお、本実施形態に用いられるセラミック材料は、上記した材料に限定されず、電子部品の種類、構成等に応じて適宜選択され得る。例えば、電子部品が、フェライトコイル部品である場合には、セラミック材料は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｃｕ等を含むフェライト材料であってもよい。この場合、セラミック素体は、内部電極の代わりに、コイルを備えていればよい。かかるコイルは、最終的に外部電極に電気的に接続される限り、例えばセラミック素体に予め埋設されていても、外部電極を形成する前または後にセラミック素体の周囲に巻き付けられてもよい。
２）ガラス層６の形成
　次に、セラミック素体１の表面のうち、内部電極５ａ、５ｂを除いた領域にガラス層６を形成する。
　本実施形態では、ガラス層６は、溶液を用いた薄膜作製法にて形成し得る。薄膜作製法としては、ゾル－ゲル法、MOD(金属有機化合物分解法)法、CSD（chemical solution deposition）法などが利用できる。なお、これらの方法は同義に扱われることが多い。本明細書で使用する「ゾル－ゲル法」の用語は、特に説明がない限り、狭義の「ゾル－ゲル法」、MODおよびCSDを包含するものとして使用する。
　ゾル－ゲル法を用いてＴｉＯ２、ＺｒＯ２の前駆体から、ビルドアップでガラス層６を形成することで、細孔が少なく、緻密なガラス層６を形成することができる。また、ゾル－ゲル反応を緩やかに進行させることにより、ガラス層６内部に空隙が生じることを抑制しうる。ゾル－ゲル反応を緩やかに進行させる方法としては、原料組成物に使用する溶媒として、沸点の高いものを使用すること、加熱処理時の温度上昇率を低くすることなどが上げられる。
　ゾル－ゲル法を用いてガラス層６を形成する場合、ガラス層６を形成するための原料組成物を準備する。原料組成物は、ガラスの原料（ガラスの前駆体）、および有機高分子が溶媒中に溶解または分散した液状物（ペースト）であってもよい。
［ガラスの前駆体］
　ガラスの前駆体はガラス原料であり、ガラスのマトリクス（ガラス領域１３）を生じ得る出発原料であればよい。ガラスの前駆体としては、ガラスの主骨格となるSiO2の前駆体に加え、TiO2、ZrO2の前駆体を必須で含み、さらにその他は適宜混合できる。ガラスの前駆体としては、金属アルコキシド、アセチルアセトナート錯体、酢酸塩等が挙げられる。また、それらの原料は、長鎖アルキル基やエポキシ基等の官能基で修飾されていてもよい。以下に、ガラスの前駆体として使用し得る化合物について説明する。
（金属アルコキシド）
　金属アルコキシドを合成可能な元素としては、Li, Be, B, C, Na, Mg, Al, Si, P, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, As, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Cd, In, Sn, Sb, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ta, W, Hg, Tl, Pb, Bi, Th, Pa, U, Puが挙げられる。これらの元素のアルコキシドは、ガラスの前駆体として利用し得る。
　ガラスの前駆体として利用できる具体的な金属アルコキシドを以下に例示する。
　ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カルシウムジエトキシド、リチウムイソプロポキシド、リチウムエトキシド、リチウムtert-ブトキシド、リチウムメトキシド、ホウ素アルコキシド、カリウム t-ブトキシド、オルトケイ酸テトラエチル、アリルトリメトキシシラン、イソブチル(トリメトキシ)シラン、オルトケイ酸テトラプロピル、オルトケイ酸テトラメチル、　[3-(ジエチルアミノ)プロピル]トリメトキシシラン、トリエトキシ(オクチル)シラン、トリエトキシビニルシラン、トリエトキシフェニルシラン、トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシメチルシラン、ブチルトリクロロシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメトキシ（メチル）オクチルシラン（Dimethoxy(methyl)octylsilane）、ジメトキシジメチルシラン、トリス(tert-ブトキシ)シラノール、トリス(tert-ペントキシ)シラノール、ヘキサデシルトリメトキシシラン、トリス(1,2-ベンゼンジオラート-O,O′)ケイ酸二カリウム（Dipotassium tris(1,2-benzenediolato-O,O′)silicate）、オルトケイ酸テトラブチル、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸テトラメチルアンモニウム 溶液、クロロトリイソプロポキシチタン(IV)、チタン(IV)イソプロポキシド、チタン(IV) 2-エチルヘキシルオキシド、チタン(IV)エトキシド、チタン(IV)ブトキシド、チタン(IV)tert-ブトキシド、チタン(IV)プロポキシド、チタン(IV)メトキシド、ジルコニウム（IV）ビス（ジエチルシトレート）ジプロポキシド（Zirconium(IV) bis(diethyl citrato)dipropoxide）、ジルコニウム（IV）ジブトキシド（ビス-2,4-ペンタンジオネート）（Zirconium(IV) dibutoxide(bis-2,4-pentanedionate)）、ジルコニウム（IV）2-エチルヘキサノエート（Zirconium(IV) 2-ethylhexanoate）、ジルコニウム(IV)イソプロポキシドイソプロパノール錯体、ジルコニウム(IV)エトキシド、ジルコニウム(IV)ブトキシド、ジルコニウム(IV)tert-ブトキシド、ジルコニウム(IV)プロポキシド、アルミニウムtert-ブトキシド（Aluminum tert-butoxide）、アルミニウムイソプロポキシド、アルミニウムエトキシド、アルミニウム-トリ-sec-ブトキシド、アルミニウムフェノキシド等の金属アルコキシド。
（アセチルアセトナート錯体）
　ガラスの前駆体として利用できる具体的なアセチルアセトナート錯体を以下に例示する。
　リチウムアセチルアセトナート、チタン(IV)オキシアセチルアセトナート、チタンジイソプロポキシドビス(アセチルアセトナート)、ジルコニウム（IV）トリフルオロアセチルアセトナート（Zirconium(IV) trifluoroacetylacetonate）、ジルコニウム(IV)アセチルアセトナート、アセチルアセトン酸アルミニウム、アルミニウム（III）アセチルアセトナート、カルシウム（II）アセチルアセトナート、亜鉛（II）アセチルアセトナート等のアセチルアセトナートの金属錯体。
（酢酸塩）
　ガラスの前駆体として利用できる具体的な酢酸塩を以下に例示する。
　酢酸ジルコニウム、酢酸水酸化ジルコニウム(IV)、塩基性酢酸アルミニウム等の酢酸塩。
（ガラス用添加物）
　ガラス層６に含まれるガラスは、以下に例示するような添加物（これを「ガラス用添加物」と称する）を含んでもよい。添加物は、粉末、微粒子またはナノ粒子の形態で混合し得る。
　ソーダ灰（炭酸ナトリウム Na2CO3）、炭酸水素ナトリウム（NaHCO3）、過炭酸ナトリウム（2Na2CO3・3H2O2）、亜硫酸ナトリウム（Na2SO3）、亜硫酸水素ナトリウム（NaHSO3）、硫酸ナトリウム（Na2SO4）、チオ硫酸ナトリウム（Na2S2O3）、硝酸ナトリウム（NaNO3）、亜硫酸ナトリウム（NaNO2）等のオキソ酸の塩；フッ化ナトリウム（NaF）、塩化ナトリウム（NaCl）、臭化ナトリウム（NaBr）、ヨウ化ナトリウム（NaI）等のハロゲン化合物；過酸化ナトリウム（Na2O2）、水酸化ナトリウム（NaOH）等の酸化物；水酸化物や水素化ナトリウム（NaH）、硫化ナトリウム（Na2S）、硫化水素ナトリウム（NaHS）、珪酸ナトリウム（Na2SiO3）、リン酸三ナトリウム（Na3PO4）、ほう酸ナトリウム（Na3BO3）、水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）、シアン化ナトリウム（NaCN）、シアン酸ナトリウム（NaOCN）、テトラクロロ金酸ナトリウム（Na[AuCl4]）等の無機塩；酢酸ナトリウム（CH3COONa）、クエン酸ナトリウム等の有機酸塩。
　過酸化カルシウム（CaO2）、水酸化カルシウム（Ca(OH)2）、フッ化カルシウム（CaF2）、塩化カルシウム（CaCl2・2H2O）、臭化カルシウム（CaBr2・2H2O）、ヨウ化カルシウム（CaI2・3H2O）、水素化カルシウム（CaH2）、炭化カルシウム（CaC2）、リン化カルシウム（Ca3P2）等の無機塩；炭酸カルシウム（CaCO3）、炭酸水素カルシウム（Ca(HCO3)2）、硝酸カルシウム（Ca(NO3)2・4H2O）、硫酸カルシウム（CaSO4・2H2O）、亜硫酸カルシウム（CaSO3）、ケイ酸カルシウム（CaSiO3またはCa2SiO4）、リン酸カルシウム（Ca3(PO4)2）、ピロリン酸カルシウム（Ca2O7P2）、次亜塩素酸カルシウム（Ca[ClO]2）、塩素酸カルシウム（Ca(ClO3)2）、過塩素酸カルシウム（Ca(ClO4)2）、臭素酸カルシウム（Ca(BrO3)2）、ヨウ素酸カルシウム（Ca(IO3)2、H2O）、亜ヒ酸カルシウム（Ca3(AsO4)2）、クロム酸カルシウム（CaCrO4）、タングステン酸カルシウム（CaWO4）、モリブデン酸カルシウム（CaMoO4）、炭酸カルシウムマグネシウム（CaMg(CO3)2）、ハイドロキシアパタイト（Ca5(PO4)3(OH)またはCa10(PO4)6(OH)2）等のオキソ酸塩；酢酸カルシウム（Ca(CH3COO)2）、グルコン酸カルシウム（C12H22CaO14）、クエン酸カルシウム（Ca3(C6H5O7)2）、リンゴ酸カルシウム（Ca(C2H4O(COO)2）、乳酸カルシウム（C6H10CaO6）、安息香酸カルシウム（C14H10CaO4）、ステアリン酸カルシウム（Ca(C17H35COO)2）、アスパラギン酸カルシウム（Ca(C4H6NO4)2）等の有機塩。
　炭酸リチウム（Li2CO3）、塩化リチウム（LiCl）、チタン酸リチウム（Li2TiO3）、窒化リチウム（Li3N）、過酸化リチウム（Li2O2）、クエン酸リチウム（Li3C6H5O7）、フッ化リチウム（LiF）、ヘキサフルオロリン酸リチウム（LiPF6）、酢酸リチウム（C2H3LiO2）、ヨウ化リチウム（LiI）、次亜塩素酸リチウム（ClLiO）、四ホウ酸リチウム（Li2B4O7）、臭化リチウム（LiBr）、硝酸リチウム（LiNO3）、水酸化リチウム（LiOH）、水素化アルミニウムリチウム（LiAlH4）、水素化トリエチルホウ素リチウム（Li(C2H5)3BH）、水素化リチウム（LiH）、リチウムアミド（LiNH2）、リチウムイミド（Li2NH）、リチウムジイソプロピルアミド（C6H14LiN or LiN(C3H7)2）、リチウムテトラメチルピペリジド（C9H18LiN）、硫化リチウム（Li2S）、硫酸リチウム（Li2SO4）、リチウムチオフェノラート（C6H5LiS）、リチウムフェノキシド（C6H5LiO）。
　三ヨウ化ホウ素（BI3）、シアノ水素化ホウ素ナトリウム（NaBH3CN）、水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）、テトラフルオロほう酸（HBF4）、トリエチルボラン（(CH3CH2)3B）、硼砂（Na2B4O5(OH)4・8H2O）、ほう酸（B(OH)3）。
　ヒ化カリウム (K3As)、臭化カリウム (KBr)、炭化カリウム (K2C2)、塩化カリウム (KCl)、フッ化カリウム (KF)、水素化カリウム (KH)、ヨウ化カリウム (KI)、三ヨウ化カリウム (KI3)、アジ化カリウム (KN3)、窒化カリウム (K3N)、超酸化カリウム (KO2)、オゾン化カリウム (KO3)、過酸化カリウム (K2O2)、リン化カリウム (K3P)、硫化カリウム (K2S)、セレン化カリウム (K2Se)、テルル化カリウム (K2Te)、テトラフルオロアルミン酸カリウム(KAlF4)、テトラフルオロホウ酸カリウム (KBF4)、テトラヒドロホウ酸カリウム (KBH4)、カリウムメタニド (KCH3)、シアン化カリウム (KCN)、ギ酸カリウム (KHCOO)、フッ化水素カリウム (KHF2)、テトラヨード水銀(II)酸カリウム (K2[HgI4])、硫化水素カリウム (KHS)、オクタクロロ二モリブデン(II)酸カリウム (K4[Mo2Cl8])、カリウムアミド (KNH2)、水酸化カリウム (KOH)、ヘキサフルオロリン酸カリウム (KPF6)、炭酸カリウム (K2CO3)、テトラクロリド白金(II)酸カリウム (K2[PtCl4])、ヘキサクロリド白金(IV)酸カリウム (K2[PtCl6])、ノナヒドリドレニウム(VII)酸カリウム (K2[ReH9])、硫酸カリウム (K2SO4)、酢酸カリウム (CH3COOK)、シアン化金(I)カリウム (K[Au(CN)2])、ヘキサニトロコバルト(III)酸カリウム (K3[Co(NO2)6])、ヘキサシアノ鉄(III)酸カリウム (K3[Fe(CN)6])、ヘキサシアノ鉄(II)酸カリウム (K4[Fe(CN)6])、カリウムメトキシド (KOCH3)、カリウムエトキシド (KOCH2CH3)、カリウム tert-ブトキシド (KOC(CH3)3)、シアン酸カリウム (KOCN)、雷酸カリウム (KONC)、チオシアン酸カリウム (KSCN)、硫酸カリウムアルミニウム (AlK(SO4)2)、アルミン酸カリウム (KAlO2)、ヒ酸カリウム (K3AsO4)、臭素酸カリウム (KBrO3)、次亜塩素酸カリウム (KClO)、亜塩素酸カリウム (KClO2)、塩素酸カリウム (KClO3)、過塩素酸カリウム (KClO4)、炭酸カリウム (K2CO3)、クロム酸カリウム (K2CrO4)、二クロム酸カリウム (K2Cr2O7)、テトラキス(ペルオキソ)クロム(V)酸カリウム (K3Cr(O2)4)、銅(III)酸カリウム (KCuO2)、鉄酸カリウム(K2FeO4)、ヨウ素酸カリウム (KIO3)、過ヨウ素酸カリウム(KIO4)、過マンガン酸カリウム (KMnO4)、マンガン酸カリウム (K2MnO4)、次亜マンガン酸カリウム(K3MnO4)、モリブデン酸カリウム (K2MoO4)、亜硝酸カリウム (KNO2)、硝酸カリウム (KNO3)、リン酸三カリウム (K3PO4)、過レニウム酸カリウム (KReO4)、セレン酸カリウム (K2SeO4)、ケイ酸カリウム (K2SiO3)、亜硫酸カリウム (K2SO3)、硫酸カリウム (K2SO4)、チオ硫酸カリウム (K2S2O3)、二亜硫酸カリウム (K2S2O5)、ジチオン酸カリウム (K2S2O6)、二硫酸カリウム (K2S2O7)、ペルオキソ二硫酸カリウム (K2S2O8)、ヒ酸二水素カリウム (KH2AsO4)、ヒ酸水素二カリウム (K2HAsO4)、炭酸水素カリウム (KHCO3)、リン酸二水素カリウム (KH2PO4)、リン酸水素二カリウム (K2HPO4)、セレン酸水素カリウム (KHSeO4)、亜硫酸水素カリウム (KHSO3)、硫酸水素カリウム (KHSO4)、ペルオキソ硫酸水素カリウム (KHSO5)。
　亜硫酸バリウム（BaSO3）、塩化バリウム（BaCl2）、塩素酸バリウム（Ba(ClO3)2）、過塩素酸バリウム（Ba(ClO4)2）、過酸化バリウム（BaO2）、クロム酸バリウム（BaCrO4）、酢酸バリウム（C4H6O4Ba）、シアン化バリウム（Ba(CN)2）、臭化バリウム（BaBr2）、シュウ酸バリウム（BaC2O4）、硝酸バリウム（BaN2O6）、水酸化バリウム（Ba(OH)2）、水素化バリウム（H2Ba）、炭酸バリウム（BaCO3）、ヨウ化バリウム（BaI2）、硫化バリウム（BaS）、硫酸バリウム（BaSO4）。
　酸化ナトリウム（Na2O）、酸化カルシウム（CaO）、酸化リチウム（Li2O）、酸化ホウ素（B2O3）、酸化カリウム (K2O)、酸化バリウム（BaO）、酸化ケイ素（SiO2）、酸化チタン（TiO2）、酸化ジルコン（ZrO2）、酸化アルミニウム（Al2O3）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化マグネシウム（MgO）等の金属酸化物。
［有機高分子］
　有機高分子は、原料組成物の粘度を増加してペースト状にするために使用される。有機高分子としては、アクリル系（アクリル酸、メタクリル酸またはそれらのエステルの単独重合体または共重合体、具体的にはアクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸エステル共重合体、アクリル酸エステル－メタクリル酸エステル共重合体等）、ポリビニルアセタール系（具体的にはポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール等）、セルロース系（具体的にはヒドロキシプロピルセルロース、セルロースエーテル、カルボキシメチルセルロース、アセチルセルロース、アセチルニトロセルロース等）、ポリビニルアルコール系、ポリ酢酸ビニル系、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレンカーボネート系、ポリビニルピロリドン等の単独重合体または共重合体が挙げられ、これらの中から選ばれる少なくとも１種を含有する。
［溶媒］
　溶媒は、アルコール系（具体的には、2-エチルヘキサノール（185℃）、ベンジルアルコール（205℃）、1,3-ブタンジオール（207℃）、1,4-ブタンジオール（228℃）等）、ケトン系（具体的には、シクロヘキサノン（156℃）、ダイアセトンアルコール（166℃）、ジイソブチルケトン（168℃）等）、グリコールエーテル系（具体的には、ブチルカルビトールアセテート（247℃）、エチルカルビトール（202℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（202℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（194℃）、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート（144℃）、エチレングリコールモノエチルエーテル（135℃）、エチレングリコールモノメチルエーテル（124℃）、2-メトキシエタノール（124℃）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（121℃）等）が好ましい。これらの溶媒は沸点が高いため、ゾル－ゲル反応が緩やかに進み、ガラス層６内部に空隙が生まれにくく、チタン分散比率およびジルコニウム分散比率を向上できると考えられる。
［その他の成分（反応物質、添加剤）］
　原料組成物は、ガラス原料（および任意でガラス用添加物）、および溶媒に加えて、任意の適切な反応物質および添加剤等を含み得る。金属アルコキシドを反応させて式－Ｏ－Ｍ－Ｏ－（Ｍは金属原子）で表される構造を主骨格として有する化合物を得るための反応物質として、例えば水や、金属アルコキシドのアルコキシ基を水酸基に置換し得るヒドロキシ基含有化合物等が挙げられる。添加剤としては、例えば、かかる反応を促進する触媒や、粘度調整剤、ｐＨ調整剤、安定化剤等が挙げられる。
　次に、かかる原料組成物を、セラミック素体１の所定の領域に塗布し、適宜乾燥させて、原料組成物に由来する塗膜を形成する。塗布方法は、特に限定されず、浸漬、スプレー、スクリーン印刷、はけ塗り、インクジェット印刷等を用いることができる。乾燥は、原料組成物中の溶媒の大部分、好ましくは実質的に全部が除去されるように実施される。より詳細には、乾燥は、原料組成物を塗布したセラミック素体を、例えば２５～２００℃にて５～６０分間、加熱することにより実施され得る。
　次に、塗膜付きのセラミック素体を、加熱処理に付して、塗膜に由来するガラス層６を得る。加熱処理の温度および時間は、例えば３００℃以上１１００℃以下、例えば１０～６０分間であり得る。加熱処理の温度は、特に好ましくは４００℃以上１０００℃以下である。
　この加熱処理の間（該当する場合には乾燥処理および加熱処理の間）に、原料組成物がゲル化して、ゾル－ゲル焼成膜としてガラス層６が形成される。
　このようにゾル－ゲル法で形成されたガラス層６は、細孔が少ない緻密なガラス層６になる。
３）外部電極９およびめっき相の形成
　得られたガラス層付きのセラミック素体に、外部電極を形成する。
　ガラス層付きのセラミック素体の表面に下地電極層が形成される。具体的には、外部電極９の下地電極層が、各種の薄膜形成法、各種の印刷法またはディップ法などにより形成される。たとえば、ディップ法により下地電極層を形成する場合、セラミック素体の両端面に導電性ペーストを塗布した後、導電性ペーストを焼き付ける。導電性ペーストは、有機溶剤と金属粒子とガラスとを含む。焼付け温度は、例えば８４０℃である。
　次に、めっき処理により下地電極層を覆うようにめっき層が形成される。めっき層が形成されることにより、外部電極９が構成される。
　電解めっきは、下地電極層を備えるセラミック素体をめっき液（めっき浴）に浸漬して、所定の条件でめっき処理することにより実施され得る。使用するめっき液およびめっき処理の条件は、めっきする金属の種類、めっき膜の厚さ等に応じて適宜選択し得る。
　これにより、本実施形態の電子部品１０が製造され得る。
　以上、本発明の１つの実施形態について説明したが、本発明は当該実施形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能である。
　以下の実施例および比較例においては、電子部品が巻線インダクタである場合を想定して、巻線インダクタ用のセラミック素体を使用したが、これらの結果は、他の電子部品にも同様に当て嵌まる。
（実施例１）
１）セラミック素体１’の準備
　まず、巻線インダクタ用のセラミック素体１’を準備した。このセラミック素体１’は、フェライト材料から成り、図４に模式的に示すような形状を有していた。このセラミック素体１’の各寸法は次の通りであった：Ｌ＝０．７０ｍｍ、Ｗ＝０．３０ｍｍ、Ｔ＝０．５０ｍｍ、Ｅ＝０．３０ｍｍ、Ｆ＝０．３２ｍｍ、Ｇ＝０．２９ｍｍ。
２）ガラス層の形成
　表１に示す原料（成分）を所定質量にて混合して原料組成物（ペースト）を調製した。なお、ペーストは、ガラスの前駆体として、Siアルコキシド（TEOS：オルトケイ酸テトラエチル）、Tiアルコキシド（TiBu：チタンブトキシド）、Zrアルコキシド（ZrPr：ジルコニアプロポキシド）を含む。0.01N-HCl（0.01規定塩酸水溶液）は、触媒である酸と加水分解用の水として機能し、HPC（ヒドロキシプロピルセルロース）は、粘度調整剤および安定化剤として機能する。
　次に、上記セラミック素体１’の下側のＬＷ面（図４参照）およびその外周に、原料組成物を塗布し、空気雰囲気（常圧）下、１５０℃にて３０分間乾燥させて、原料組成物に由来する塗膜を形成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　その後、塗膜付きのセラミック素体１’を、空気雰囲気（常圧）下、８１５℃にて３０分間加熱処理を行い、塗膜に由来するガラス層を形成して、測定用の試料とした。
（実施例２～５、比較例１～２）
　使用する溶媒を表２に示す溶媒としたこと以外は、実施例１と同様にして、セラミック素体の表面にガラス層を形成した（実施例２～５、比較例１～２）。各試料のチタン分散比率およびジルコニウム分散比率の結果を表２に示す。なお、実施例１についても表２に記載した。
　実施例１～５、比較例１～２に従って得られた試料について、耐めっき液性のテストを行った。その結果を表２に記載した。
　耐めっき液性は、以下の要領で行った。
１．同じ条件で作製したガラス層のサンプルを、各々の実施例および比較例で最低Ｎ＝１０準備した。
２．ＳＥＭ－ＥＤＸにより倍率約１０００倍でガラス層表面のＥＤＸ像と原子比率をサンプル数Ｎ＝５で取得した。
３．ガラス成分（Ｓｉ、Ｔｉ、ＺｒおよびＡｌ）の原子％を全て足し合わせる。これをセラミック素体の主成分（Ｆｅ）で割り、Ｎ＝５で取得したあと平均値を出して、これを初期のガラス量とした。
４．ＳＥＭ－ＥＤＸを測定していない残りのサンプルをＣｕめっき液に６０℃２４時間浸漬し、水洗、乾燥した。
５．４のサンプルを使い２～３を行い、この数値を浸漬後のガラス量とした。
６．３、５で得られたガラス量からめっき液浸漬による減少率を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２の結果を考察する。
　実施例１～５は、使用した溶媒の沸点が高かったので、ガラス中のＴｉおよびＺｒの分散比率が高く、そのためガラス層の減少率が少なかった。一方、比較例１はガラスにＴｉおよびＺｒを混合しなかったので、ガラス層の減少率が多かった。比較例２は、使用した溶媒の沸点が低かったので、ガラス中のＴｉおよびＺｒの分散比率が低く、そのためガラス層の減少率が多かった。
　本願は、２０２１年３月２６日付けで日本国にて出願された特願２０２１-０５４０７８に基づく優先権を主張し、その記載内容の全てが、参照することにより本明細書に援用される。
　　１　セラミック素体
　　３　セラミック部
　　５ａ、５ｂ　内部電極
　　６　ガラス層
　　９、９ａ、９ｂ　外部電極
　　１０　電子部品

Claims (2)

  1. 　セラミック素体と、該セラミック素体の表面の一部に設けられた外部電極と、前記セラミック素体の前記表面の少なくとも一部を覆うガラス層とを備え、
    　前記ガラス層はケイ素原子、チタン原子およびジルコニウム原子を含み、前記ガラス層は、チタン分散比率が９０％以上であり、ジルコニウム分散比率が６０％以上である、電子部品。
  2. 　前記チタン分散比率が９５％以上であり、ジルコニウム分散比率が７５％以上である、請求項１に記載の電子部品。
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