JPH06204077A - セラミックチップコンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な手段で、且つはんだ濡れ性の改善とは
んだ食われ現象の解消を可能とた積層セラミックチップ
コンデンサの提供。 【構成】 セラミックコンデンサ素子３の内部電極２が
露出する両端面に形成する外部電極４として、導電性ペ
ーストを浸漬法により塗布し、銀パラジウム合金及びガ
ラスフリットからなる第一層５と、無電解めっき法によ
りリンを１〜１０ｗｔ％含み、厚さ０．１ミクロン以上
のパラジウムからなる第二層６とで構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は外部電極技術を改良した
セラミックチップコンデンサ及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミックチップコンデンサは、
図２に示すようにセラミック誘電体１０と内部電極１１
が交互に積層されコンデンサ素子１２の両端部に、両端
部から交互に露出された内部電極１１と接続して設ける
外部電極１３として、銀パラジウム又は銀の金属粉末に
ガラスフリット粉末を添加し、さらにバインダとしてポ
リマーと溶剤を加えた導電性ペーストを塗布し、６００
〜９００℃の高温度で焼成することで形成していた。

【０００３】この外部電極１３の機能は、複数の内部電
極１１を電気的に並列に接続するとともにチップコンデ
ンサをプリント配線基板のランドにはんだ付けするため
の端子であり、外部電極１３はコンデンサ素子１２と十
分な機械的接合強度と良好なはんだ濡れ性を持つことが
要求される。

【０００４】しかしながら、上記の構成になる外部電極
１３は、コンデンサ素子１２との機械的接合強度を保持
するために加えられたガラスフリットが外部電極１３の
はんだ濡れ性を阻害する作用がある。このためこれらセ
ラミックチップコンデンサは外部電極１３のはんだ濡れ
性が不十分で、プリント配線基板にはんだ付けする際の
歩留りが低く手直し作業が必要であった。

【０００５】また、はんだ付けの温度が高かったり時間
が長過ぎたりすると外部電極１３の銀が溶融はんだ中に
拡散し電極機能が消失する、いわゆるはんだ食われが生
じる場合があり信頼性に欠ける面があった。

【０００６】そのため、これを回避する技術として、図
３に示すようにセラミック誘電体１０と内部電極１１が
交互に積層されコンデンサ素子１２の両端部に形成した
外部電極１３の上にはんだ食われを防止するニッケル層
１４とはんだ濡れ性の良いはんだ又はすず層１５を順次
電気めっき法で形成する方法が実用化されているが、こ
の技術にも次のような問題点がある。

【０００７】すなわち、第一に、電気めっき浴が酸性で
あるため、めっき中にめっき液が下地電極のガラスフリ
ットを溶解しながら外部電極１３と内部電極１１の接合
箇所まで浸透しこの部分に残存し、これがコンデンサを
長期に使用する間に次第に内部電極１１間のセラミック
誘電体１０層の隙間に浸透して絶縁抵抗が低下する故障
となる場合があり、信頼性上問題である。

【０００８】第二に、ニッケル層１４とはんだ又はすず
層１５の二種類の電気めっきが必要であり大規模な設備
と長時間を要するため工業的に不利である。

【０００９】第三に、電気めっきの際、チップに通電す
るためにダミーと称する金属の小球又は線片を大量に使
用するが、めっき膜はこのダミーにも付着し、この分め
っき液が無駄に消費され製造コスト的に不利である。

【００１０】第四に、電気めっきは一定のめっき膜厚及
び膜性状を得るために、液組成、液温度、濃度、時間、
ｐＨ、電流密度及びチップとダミーの比などを厳密に管
理する必要がある。管理が不十分の場合は不良発生や市
場故障につながる場合があり製造困難である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
外部電極形成技術は、はんだ食われ現象があり、これを
防止するために、外部電極の上にニッケル層とはんだ又
はすず層を順次電気めっき法で形成する手段もあるが、
電気めっき手段をこの種セラミックチップコンデンサに
適用した場合、絶縁抵抗低下要因を抱えると同時に、コ
スト高、製造の困難性を伴い、必ずしも有効な手段とは
言えなかった。

【００１２】本発明は、上記の課題を解決するために成
されたもので、簡易な手段で、且つはんだ濡れ性の改善
とはんだ食われ現象の解消を可能としたセラミックチッ
プコンデンサ及びその製造方法を提供することを目的と
するものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明のセラミックチッ
プコンデンサは、セラミック誘電体と内部電極が交互に
積層され、この内部電極が交互に露出された両端部に外
部電極を設けたセラミックチップコンデンサにおいて、
前記外部電極が銀パラジウム合金及びガラスフリットか
らなる第一層とリンを１〜１０ｗｔ％含む厚さ０．１ミ
クロン以上のパラジウムからなる第二層とからなること
を特徴とするものである。

【００１４】また、本発明のセラミックチップコンデン
サの製造方法は、セラミック誘電体と内部電極が交互に
積層され、この内部電極が交互に露出された両端部に外
部電極を形成してなるセラミックチップコンデンサの製
造方法において、前記外部電極形成手段として粉末状の
銀とパラジウム又は銀パラジウム合金粉末にガラスフリ
ットを添加した導電性ペーストを塗布−焼成して第一層
を形成し、次にこの第一層上に無電解めっき法によりリ
ンを１〜１０ｗｔ％含み、厚さ０．１ミクロン以上のパ
ラジウム膜からなる第二層を形成することを特徴とする
ものである。

【００１５】

【作用】以上の構成によれば、外部電極を構成する第一
層の銀パラジウムは、金属粉末を高温度で焼成すること
により内部電極であるパラジウム又は銀パラジウムと粉
末冶金的に接合し内部電極を電気的に接続する作用を有
すると共に第二層となるパラジウム−リンの無電解めっ
きの活性点となり、無電解めっき膜は銀パラジウムの面
にのみ選択的に付着しセラミック素体にはめっきされな
い。また、第一層に含まれるガラスフリットは外部電極
とセラミック素体との機械的強度を与える無機バインダ
としての作用を有する。

【００１６】そして、第二層のパラジウム−リンは、は
んだ濡れ性が良好であるためプリント配線基板にはんだ
付けするときの歩留りが極めて高く、また、高温度の溶
融はんだ中でもはんだ食われが全くないため基板実装後
の信頼性向上に貢献する。

【００１７】さらに、第二層を構成するリンの含有量及
び厚さを上記の範囲にするのは、リンの含有量が１ｗｔ
％未満ではめっきの付着が不十分で、１０ｗｔ％を越え
るとはんだ濡れ性が悪くなり、また、第二層のめっき厚
さ０．１ミクロン未満では、はんだ耐熱性及びはんだ濡
れ性の経時変化に問題があるなどの理由に基づくもので
ある。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
すなわち、公知の手段で製造された、例えば図１に示す
ようにセラミック誘電体１と内部電極２が交互に積層さ
れ長さ３．２ｍｍ、幅１．６ｍｍのセラミックコンデン
サ素子３の内部電極２が露出する両端面に、Ａｇ粉末８
０重量％とＰｄ２０重量％を混合した金属粉末とガラス
フリットと有機バインダと有機溶剤を成分とする導電性
ペーストを浸漬法により塗布し、乾燥後８００℃で焼成
することによって外部電極４として銀パラジウム合金及
びガラスフリットからなる第一層５を形成する。

【００１９】次に、ＰｄイオンとＰイオン、錯化剤及び
還元剤を含み、例えば、Ｐｄ濃度１．１％、ｐＨ８．
０、温度５０℃に調整しためっき浴に、前記外部電極４
として形成した第一層５を形成した試料を２０分間浸漬
し、次に脱イオン水で超音波洗浄を水洗槽をかえて２回
行い１５０℃で２時間の乾燥を行い、前記第一層５上に
リンを含むパラジウム膜からなる第二層６を形成する。

【００２０】なお、この第二層６のリンを含むパラジウ
ム膜として、リンを１〜１０ｗｔ％含み、厚さ０．１ミ
クロン以上のパラジウムで構成するものとするが、その
根拠は、リンの含有量が１ｗｔ％未満ではめっきの付着
が不十分で、１０ｗｔ％を越えるとはんだ濡れ性が悪く
なり、また、第二層６のめっき厚さ０．１ミクロン未満
では、はんだ耐熱性及びはんだ濡れ性の経時変化に問題
があるなどの理由に基づくものであり、本発明者の実験
結果（第二層のめっき厚を蛍光Ｘ線分析機で測定した）
から、例えば、厚さ０．３ミクロンのパラジウム−リン
をメッキするのに１５〜２０分で容易に得ることができ
る。

【００２１】以上のような構成によれば、外部電極４の
外装がはんだ付け性及びはんだ耐熱性に優れるパラジウ
ム−リンであることから、従来の銀又は銀パラジウムか
らなる外部電極を有するセラミックチップコンデンサの
欠点が著しく改善される。

【００２２】また、前記最外装の形成手段は、セラミッ
クに悪影響を与えない弱アルカリ性のめっき液を用い、
短時間にめっきが終了できる無電解めっき液であること
から、従来のニッケル及びはんだ層を形成するための電
気めっき法に比べコンデンサの信頼性に悪影響を与える
ことがない。

【００２３】さらに、電気めっき法でみられるダミーの
無駄なめっき膜生成がないため、めっき液の消費が著し
く低減でき、製造コスト上も有利で、従来技術の課題を
一気に解決できる優れた効果を得ることが可能となる。

【００２４】また、第二層６形成に用いるめっき装置と
しては、めっき浴の容器、５０℃程度の温度調節装置、
上下に揺動を与える装置及び水洗槽などで工業的には非
常に簡単なものでよいことから、製造作業容易にして低
コスト化に貢献できるなどの効果をも有する。

【００２５】以下、実験結果に基づき本発明の実施例と
従来例の比較について述べる。すなわち、前述した構成
によって得られた図１に示す構成からなる実施例Ａと、
外部電極として実施例Ａと同じ第１層の外部電極層のみ
でめっきを行わない図２に示す構成からなる従来例Ｂ
と、外部電極として実施例Ａと同じ第一層の上に、公知
の方法でニッケル及びはんだ又はすずを電気めっきした
図３に示す構成からなる従来例ＣのＪＩＳ Ｃ ５１０
２によるはんだ付け性及びはんだ耐熱性試験、さらには
８５℃−８５％ＲＨで直流２Ｖ印加２０００時間の耐湿
負荷試験結果を表１及び表２に示す。

【００２６】なお、試料はいずれも定格５０Ｖ−０．１
μＦで、それぞれ１００個である。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表１及び表２から明らかなように、従来例
Ｂは耐湿負荷試験後における累積故障率は皆無である
が、はんだ付け性及びはんだ耐熱性特性が極度に悪く、
また、従来例Ｃははんだ付け性及びはんだ耐熱性におけ
る不良は皆無であるが、耐湿負荷試験において時間の経
過と共に故障率が増加し、両者とも実用上大きな問題を
抱える結果となったのに対して、実施例Ａははんだ付け
性及びはんだ耐熱性はもとより耐湿負荷特性においても
何ら問題なく、本発明の優れた効果を実証した。

【００３０】なお、上記実施例では、第一層形成手段と
して粉末状の銀とパラジウムにガラスフリットを添加し
た導電性ペーストを用いるものを例示して説明したが、
銀パラジウム合金粉末にガラスフリットを添加した導電
性ペーストを用いても同効である。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明の方法によれば、従
来の銀又は銀パラジウム電極の欠点であるはんだ付け性
及びはんだ耐熱性において著しい改善が図られるととも
に、従来のニッケルとはんだの電気めっきの欠点である
信頼性も向上できる。さらに、従来の電気めっきより工
程を短縮でき、且つ製造装置も簡単なもので良いことか
らその工業的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るセラミックチップコン
デンサを示す正断面図。

【図２】従来例に係るセラミックチップコンデンサを示
す正断面図。

【図３】他の従来例に係るセラミックチップコンデンサ
を示す正断面図。

【符号の説明】

１ セラミック誘電体 ２ 内部電極 ３ セラミックコンデンサ素子 ４ 外部電極 ５ 第一層 ６ 第二層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セラミック誘電体と内部電極が交互に積
   層され、この内部電極が交互に露出された両端部に外部
   電極を設けたセラミックチップコンデンサにおいて、前
   記外部電極が銀パラジウム合金及びガラスフリットから
   なる第一層と、リンを１〜１０ｗｔ％含む厚さ０．１ミ
   クロン以上のパラジウムからなる第二層との２層構造か
   らなることを特徴とするセラミックチップコンデンサ。
2. 【請求項２】 セラミック誘電体と内部電極が交互に積
   層され、この内部電極が交互に露出された両端部に外部
   電極を形成してなるセラミックチップコンデンサの製造
   方法において、前記外部電極形成手段として、前記両端
   面に粉末状の銀とパラジウム又は銀パラジウム合金粉末
   にガラスフリットを添加した導電性ペーストを塗布−焼
   成して第一層を形成し、次に、この第一層上にリン−パ
   ラジウム無電解めっき法によりリンを１〜１０ｗｔ％含
   む厚さ０．１ミクロン以上のパラジウム膜からなる第二
   層を形成することを特徴とするセラミックチップコンデ
   ンサの製造方法。