(57)【要約】【課題】リフロー工程において、セラミックコンデンサ素子１が金属端子４から脱落せず、セラミックコンデンサ素子１にも接合部分にもクラックが発生しないセラミックコンデンサを提供する。【解決手段】一対の二段階屈曲を有する金属端子４と、少なくとも１つのセラミックコンデンサ素子１とからなるセラミックコンデンサであって、セラミックコンデンサ素子１の端子電極２と金属端子４の間が、Ａｇ−Ｃｕ合金などの７７９℃から９６０℃までの温度範囲内に融点を有する高融点金属材料で接合されているセラミックコンデンサ。および、セラミックコンデンサ素子１の端子電極２と金属端子４の間を、非酸化性雰囲気において７７９℃から９６０℃までの温度範囲で焼き付けるセラミックコンデンサの製造方法。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属端子と、
少なくとも１つのセラミック素子と、
前記セラミック素子の前記金属端子に当接する側に形成された一対の端子電極とからなり、
前記端子電極と前記金属端子間は、高融点金属材料を介して接合されていることを特徴とするセラミックコンデンサ。
【請求項２】
前記高融点金属材料は、
７７９℃から９６０℃までの温度範囲内に融点を有する金属材料であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項３】
前記金属端子は、
前記端子電極に当接する側の表面に金属層が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項４】
前記高融点金属材料は、
前記端子電極に含まれる金属と、前記金属端子または前記金属層に含まれる金属を含む合金材料であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項５】
前記金属層は、
Ａｇ層であることを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項６】
前記金属層は、
物理的気相成長法、化学的気相成長法、および電気化学的成膜法のうちの一つにより形成された金属薄膜であることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項７】
前記端子電極は、
Ｃｕを主成分とする端子電極であることを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項８】
前記高融点合金材料は、
Ａｇ−Ｃｕ系合金であることを特徴とする請求項１から請求項７のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項９】
前記金属端子は、
先端部が前記端子電極の一つに接続され、中間部に折り返し部を有し、前記折り返し部の後方に外部と接続される端子部を有し、
前記金属端子の折り返し部は、少なくとも一つの曲げ部を含み、
前記金属端子のそれぞれは、前記折り返し部の最初の曲げ部と、前記先端部との間の部分が、前期端子電極に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項１０】
前記金属端子の前記折り返し部は、二つの曲げ部を有することを特徴とする請求項１から請求項９のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサ。
【請求項１１】
一対の金属端子と、少なくとも１つのセラミック素子とからなるセラミックコンデンサの製造方法であって、
前記セラミック素子の内部電極が露出した端面に金属ペーストを塗布する工程と、
前記金属ペーストを乾燥する工程と、
前記セラミック素子と前記金属ペーストを非酸化性雰囲気中で焼付ける工程と、
前記金属端子を、前記セラミック素子の形成した金属端面に接着する工程と、前記セラミック素子と前記金属端子の一体物を、非酸化性雰囲気中で焼付ける工程と、
を含むことを特徴とするセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１２】
一対の金属端子と、少なくとも１つのセラミック素子とからなるセラミックコンデンサの製造方法であって、
前記セラミック素子の端面に金属ペーストを塗布する工程と、
前記金属ペーストを乾燥する工程と、
前記金属端子を、前記セラミックコンデンサ素子の金属ペーストを塗布した端面に接着する工程と、
前記セラミックコンデンサ素子と前記金属端子の一体物を、非酸化性雰囲気中で焼付ける工程と、
を含むことを特徴とするセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１３】
前記金属ペーストは、
金属材料としてＣｕを含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１４】
前記金属端子は、
前記セラミックコンデンサ素子の、前記金属ペーストを塗布した端面に接着される面に、金属層を有することを特徴とする請求項１１から請求項１３のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１５】
前記金属層は、
Ａｇ層であることを特徴とする請求項１１から請求項１４のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１６】
前記金属層は、
物理的気相成長法、化学的気相成長法、電気化学的成膜法より選択された方法によって形成されることを特徴とする請求項１１から請求項１５のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１７】
前記焼付け工程は、
７７９℃から９６０℃までの温度範囲でおこなわれる工程であることを特徴とする請求項１１から請求項１６のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【請求項１８】
前記非酸化性雰囲気は、
Ｎ２ガス雰囲気、もしくは、Ｎ２ガスを主成分としてＨ２ガスを１〜１０ｖｏｌ％含む混合ガス雰囲気であることを特徴とする請求項１１から請求項１７のうちのいずれか１項に記載のセラミックコンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチング電源用の平滑セラミックコンデンサなどに用いられる、セラミックコンデンサおよびセラミックコンデンサの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミックコンデンサなどのセラミック電子部品においては、外部接続端子として金属板（以下、これを「金属端子」という）を設け、セラミック素子と金属端子とを接続する場合が多い（以下、この接合を「内部接合」という）。セラミック電子部品は、この金属端子により基板に接続され、電子回路が構成される。このような構成は、スイッチング電源用の平滑用セラミックコンデンサを用いた電子回路において特に多用されている。
【０００３】
金属端子を備えたセラミック電子部品の基本的な構造は公知である。例えば、積層型コンデンサでは、両端面にある電極の端子（以下、これを「端子電極」という）に、垂直に折り曲げた金属端子を、はんだ、導電性接着剤、導電ペーストなどの接合剤を介して接合する場合がある。複数個の素子を積み重ねた積層型コンデンサにおいては、最外部の端子電極に金属端子が接合される。
【０００４】
金属端子を備えたセラミック電子部品は、取り付け基板に設置された後に、リフロー工程において基板とはんだ付けされる。金属端子を有するセラミック電子部品には、リフロー工程におけるはんだ付け時の熱環境により、二つの問題が生ずる。
【０００５】
第一には、はんだ材料の再溶融により、金属端子からセラミックが脱落する、という問題がある。
【０００６】
金属端子を備えたセラミック電子部品の内部接合では、Ｓｎ−９０Ｐｂが多用されているが、Ｐｂを含むために環境上好ましくなく、Ｐｂを含まない高融点のはんだ合金はＳｎ−１０Ｓｂの２４５℃程度である。リフロー工程における、金属端子と取り付け基板との接続には、従来、融点が１８０〜１９０℃程度のＳｎ−Ｐｂはんだが用いられていたが、このはんだもＰｂを含むため、現在はＳｎ−Ａｇ系はんだに移行しつつある。この場合のリフロー温度は２６０℃程度の高温雰囲気となり、このため、Ｓｎ−１０Ｓｂはんだを用いるとリフロー中に内部接合が乖離し、セラミックコンデンサ素子が金属端子から脱落してしまう。
そこで、代替材料として内部接合用に導電性接着剤を使用する提案もなされている。しかし、樹脂の吸湿性が接合強度に大きく影響し、実用化は困難である。
【０００７】
第二には、熱応力や熱衝撃によるクラックの発生という問題がある。
【０００８】
セラミック素子と金属端子の間には、リフロー工程やヒートサイクル試験の際の熱応力や熱衝撃により応力が発生する。この応力は、セラミック素子と金属端子の線膨張係数差が最大の発生原因であり、セラミック素子の端子電極と金属電極の付近において最大となる。加熱と冷却の条件によっては、セラミック素子や内部接合部分にクラックが発生する場合がある。このクラックは、電気的な信頼性の低下や、セラミック素子の脱落の原因となる。
【０００９】
上記第一、第二の問題に鑑み、加熱工程に強いセラミックコンデンサ素子と金属端子の接続構造に関して、以下の（１）〜（３）に示す検討がおこなわれてきた。
【００１０】
（１）特開２０００−１２４０６３号公報に開示された技術は、金属端子の構造を二層構造とし、セラミック素子にはんだ付けする技術である。同公報の金属端子は、セラミックと同等か、それに近い線膨張係数を有する金属層を含んでいる。これにより、熱応力の影響を緩和する。
【００１１】
（２）特開２０００−２２３３５５号公報に開示された技術は、垂直に折り曲げられた金属端子を、セラミック電子部品に接合させる技術である。同公報に記載の技術によれば、金属端子の厚みを、セラミック素子との接合部分を基板取り付け部分よりも薄くし、金属端子の厚さを不均衡にしている。これにより、熱衝撃によるはんだ部分へのクラックの発生を抑制する。
【００１２】
（３）特開２００２−２５８０４号公報に開示された技術は、セラミック素子と金属端子の間に、低融点金属を主成分とする箔を挟み、加熱して接合する技術である。同公報の低融点金属は、Ｓｎの他に、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎの中から少なくとも一種を含み、かつ、Ｐｂを含まないことを特徴としている。同公報に開示された低融点金属の融点は２００〜２３０℃程度である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術には下記のような問題点がある。
例えば（１）および（２）の公報におけるはんだ材料は、低融点のために、はんだの再溶融による部品の脱落を回避できない。また、環境問題に対応したはんだ材料の提案もなされていない。
【００１４】
さらに、（１）および（２）の開示における金属端子の形状は、厚さを除いては単なる直角の金属板である。このような金属端子の形状では、接合面に水平な方向の応力が生じた場合、それらを緩和したり吸収したりすることはできない。
【００１５】
また、（３）で接合に用いる金属箔の材料も、低融点金属材料であるため、セラミック部品の取り付け基板への実装や、ヒートサイクルなどの熱環境におけるはんだの再溶融による部品の脱落を回避できない。
【００１６】
このように、リフロー工程などの熱環境における、セラミック素子の脱落や、クラック発生などが生じない接合構造を有するセラミックコンデンサの実現は、依然として大きな課題となっている。
【００１７】
そこで本発明は、上記の問題点を解決し、リフロー工程などの熱環境において、セラミック素子の脱落の発生がなく、セラミック素子やはんだ部分のクラック発生がないセラミックコンデンサおよびセラミックコンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は、一対の金属端子と、少なくとも１つのセラミックコンデンサ素子とからなるセラミックコンデンサであって、セラミックコンデンサ素子の、金属端子に当接する側の面には、端子電極が形成されており、セラミックコンデンサ素子と金属端子の間が、端子電極を介して、高融点金属材料によって接合されているセラミックコンデンサによって解決される。
【００１９】
ここで、融点が７７９℃から９６０℃の温度範囲内にある金属材料である。セラミック素子と金属端子の間を、上記の高融点金属材料で接合することにより、リフロー工程の温度範囲において、接合部が再溶融せず、部品の脱落が回避できる。
【００２０】
Ｓｎ−３．５Ａｇのような、一般的な非鉛系の中温はんだ合金によるリフロー工程の場合、炉内雰囲気は２６０℃程度である。本発明の構成では、この温度において再溶融が生じることはなく、セラミック素子が脱落する恐れはない。
【００２１】
高融点金属材料は、端子電極に含まれる金属材料と、金属端子表面に含まれる金属材料とを主成分とする合金材料であることが好ましい。
【００２２】
高融点金属材料として想定する合金の組成に応じて、端子電極の金属材料そのものを、高融点金属材料の成分とすることもできる。あるいは、金属端子の、端子電極に当接する側の表面に、高融点金属材料の成分となる金属材料の層を形成することもできる。
【００２３】
金属端子に金属層を設ける場合、その金属層は公知の薄膜作製技術によって作製することが可能である。金属層をドライプロセスにより作製する場合は、スパッタリング法、蒸着法などの物理的気相成長法や、有機金属による化学的気相成長（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法などの化学的気相成長法などから作製方法を選択することができる。ウェットプロセスの場合は、各種めっき法から作製方法を選択することができる。
【００２４】
Ａｇ−Ｃｕ系合金は、高融点合金で、機械的強度に優れており、本発明に適した材料のひとつである。Ａｇ−Ｃｕ系合金を用いる場合、金属端子の表面に形成されている金属層は、Ａｇ層であることが好ましく、端子電極はＣｕを主成分とすることが好ましい。
【００２５】
Ａｇ層をめっき膜とした場合、他の薄膜作製法に比べ電気抵抗の低い膜であることが多く、非常に好ましい。また、他の薄膜作製法に比べて、より簡便な設備で作製することができる。
【００２６】
上記のＡｇ層は、端子電極のＣｕとの間で固体拡散を生じ、高融点金属材料であるＡｇ−Ｃｕ系合金を形成する。Ａｇ−Ｃｕ系合金の融点は７７９℃以上にあり、これは、高融点金属材料の温度範囲にある。したがって、接合部にＡｇ−Ｃｕ系合金を用いることにより、リフロー工程などの熱環境においても、内部結合の再溶融せず、素子の脱落は生じない。
【００２７】
上記の金属端子は、先端にセラミック素子との接合部を有し、それより後方に第１の屈曲部を有し、基板に取り付ける付近に第２の屈曲部とを有する、二段階の屈曲構造であることが望ましい。
【００２８】
金属端子が上記のような構造を有することにより、金属端子は高い弾力性を有する。この弾力により、熱応力や熱衝撃などにともなう、端子電極近傍のひずみが緩和される。したがって、ひずみに起因するクラックの発生を防止できる。
【００２９】
金属端子への曲げ加工の際に、屈曲部分にはひずみが蓄積される。しかし、このひずみは、７７９℃から９６０℃までの温度範囲の加熱により解消される。これは、上記の温度範囲が、一般に電極材料として用いられるＣｕ合金、Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金などの焼きなまし温度に相当することによる。
【００３０】
また、本発明のセラミックコンデンサの製造方法は、以下の方法によることが好ましい。
【００３１】
セラミックコンデンサの素子の端面に金属ペーストを塗布した後に乾燥させ、非酸化性雰囲気で焼付ける。そして、金属端子を、セラミックコンデンサ素子の金属ペーストを塗布した端面に接着する。そして、セラミックコンデンサ素子と前記金属端子の一体物を、非酸化性雰囲気で焼付ける。
【００３２】
端子電極と金属端子の接着は、金属ペーストの焼付け前でも、金属ペーストの焼付け後でもよい。また、焼付けの雰囲気を非酸化性雰囲気とすることによって、金属ペーストの酸化を抑え、電気特性の劣化を回避できる。
【００３３】
上述のように、Ａｇ−Ｃｕ系合金を高融点金属材料として用いる場合、金属ペーストの金属材料にＣｕを含むことが好ましく、金属ペーストに接する金属端子の表面にはＡｇ層を形成するのが好ましい。
【００３４】
上記のＣｕペーストを塗布したセラミック素子、あるいは、上記の一体物は、７７９℃から９６０℃までの温度範囲で焼付けることが望ましい。
【００３５】
一体物の焼付け工程の初期段階において、ＡｇとＣｕは相互固体拡散を起こす。Ａｇ−Ｃｕ系合金の融点は、７７９℃である。焼付けの工程の温度が７７９℃以上の場合、相互固体拡散領域においてＡｇとＣｕの溶融が生じ、Ａｇ−Ｃｕ系合金からなる接着部が形成される。この接着部により、セラミックコンデンサ素体の端子電極と金属端子に、Ａｇ−Ｃｕ系合金の融着による強固な接合が生ずる。加熱温度が９６０℃を超える場合、Ａｇが溶融してしまい、チップが脱落する。
【００３６】
上記のＣｕペースト、あるいは、上記の一体物は、非酸化性雰囲気で焼付けることが望ましい。このとき非酸化性雰囲気は、酸素分圧が１Ｐａ以下であることが好ましい。非酸化性雰囲気は、Ｎ２ガスもしくはＮ２ガスとＨ２ガスの混合ガスを用い、混合ガス中のＨ２ガスの割合は、１〜１０％であることが好ましい。上記の雰囲気で焼付けることにより、Ｃｕの酸化を防止し、電気特性の劣化を抑えることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の一実施形態における、セラミックコンデンサの断面図である。図１に示すように、セラミックコンデンサ素子１と、金属端子４とは、端子電極２を介して接合部３によって接合されている。
【００３８】
セラミックコンデンサ素子１の作製は、従来公知の積層セラミック電子部品の作製方法を任意に用いることができる。セラミックコンデンサ素子１の誘電体層材料は特に限定されず、例えば、酸化チタン系、チタン系複合酸化物、あるいはこれらの混合物などを用いることができる。酸化チタン系としては、必要に応じてＮｉＯ、ＣｕＯ、Ｍｎ２Ｏ４、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＳｉＯ２などを添加したＴｉＯ２が、チタン酸系複合酸化物としては、ＢａＴｉＯ３などがあげられる。特にＢａＴｉＯ３系のセラミック誘電体を用いた場合、良好な電気特性が得られる。
【００３９】
セラミックコンデンサ素子１の内部電極６の材料は特に限定されないが、Ｎｉ、またはＣｕを含むことが好ましい。また、誘電体層材料に耐還元性材料を使用することで、安価な卑金属を用いることができる。例えば、内部電極６としてＮｉおよびＮｉ系合金を用いると、製造コストを抑えられるため好ましい。Ｎｉ合金としては、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ａｌなどから選択される一種以上の元素を含む合金が好ましい。
【００４０】
セラミックコンデンサ素子１は、長さ方向において相対する内部電極６が露出した両端面に端子電極２を有する。
【００４１】
端子電極２は、例えば、金属ペーストを塗布して作製される。金属ペーストは、上記導電材の他にガラスフリットと有機ビヒクルとを含む。
【００４２】
金属ペーストの導電材は、比抵抗が低く、金属端子表面の材料と反応し、高融点金属材料を形成する材料であることが好ましい。例えば、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｉなどの一種以上を用いることができる。特にＣｕ、Ｎｉ、あるいはそれらの合金は、安価なため非常に好ましい。本実施形態においては、高融点金属材料としてＡｇ−Ｃｕ合金を想定し、金属ペーストの導電材をＣｕとした。
【００４３】
金属ペーストにガラスビヒクルを添加することにより、端子電極２とセラミックコンデンサ素子１との密着性と、金属ペーストの焼結性を同時に向上させることができる。ガラスビヒクルの組成は、非酸化性雰囲気で焼付けても、ガラスとしての機能を果たすものであれば、特に限定されない。例えば、Ｂ２Ｏ３、および／またはＳｉＯ２を含み、ＣａＯ、ＢａＯ、ＺｎＯ、Ｐ２Ｏ５、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、Ｌｉ２Ｏ、ＭｎＯ、ＣｕＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｖ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、ＭｏＯ３などの金属酸化物を少なくとも１種以上含有するものが好ましい。また、金属ペーストへのガラス添加量は、特に限定する必要はないが、通常、金属成分に対して０．５〜２０．０重量％程度である。この範囲であれば、焼成後の比抵抗を下げることなく、良好な焼結性が得られる。
【００４４】
金属ペーストに用いる有機ビヒクルは、バインダーを有機溶剤中に溶解したものである。バインダーは特に限定されず、例えば、エチルセルロースなどの通常の各種バインダーから適宜選択することができる。有機溶剤も特に限定されない。例えば、ターピネオール、アセトン、トルエンなどの各種有機溶剤から適宜選択することができる。
【００４５】
上述の金属ペーストは、セラミックコンデンサ素子１の内部電極６が露出した両端面に塗布される。塗布後の金属ペーストを、焼付け、あるいは乾燥した後、金属端子４を接着する。
【００４６】
金属端子４の形態は特に限定されないが、金属端子に弾力を与えることができる形状であることが好ましい。例えば、形状を接合部３より上方の金属板を屈曲させ、接地する箇所でさらに屈曲させた二段階の屈曲構造が好ましい。この二段階の屈曲構造により、セラミック部品に加わった応力を緩和することができる。したがって、端子電極２や接合部３に大きな応力が蓄積することを回避でき、クラックの発生を防止できる。
【００４７】
金属端子４の材質は、高融点金属材料の組成を考慮して選定することができる。また、金属端子４の材質はセラミック電子部品と同等か、もしくはそれに近い熱膨張係数を有することが好ましい。熱膨張係数差が大きな場合は、リフロー工程などに熱ひずみが生ずる可能性が大きい。そのため、一般的な誘電体セラミック材料の熱膨張係数と同等か、それに近い値の熱膨張係数を有する材料を用いることが好ましい。この条件に合う金属端子４の材料として、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を用いることができる。これらの合金の熱膨張係数は、１０×１０−６／℃ないし１．５×１０−５／℃である。Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を、金属端子４の材料に用いることは、熱応力や熱衝撃に起因するひずみを緩和するために有効である。
【００４８】
本実施形態では、高融点金属材料としてＡｇ−Ｃｕ合金を想定し、Ｆｅ−Ｎｉ系合金やＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金を金属端子４に用いた。その場合、金属端子４表面の、少なくとも端子電極２と接する部分には、Ａｇ層５を設けることが好ましい。金属端子４へのＡｇ層５の形成方法は、公知の各種成膜方法を適宜用いることができる。本実施形態では、めっき法によりＡｇ膜を形成した。めっき法は、簡便な設備によって、比抵抗の低い膜を容易に得られるため好ましい。
【００４９】
端子電極２を形成したセラミックコンデンサ素子１を、金属端子４によって挟みこみ、焼付けをおこなう。１個以上のセラミックコンデンサ素子を、端子電極２が対向するように積み重ね、金属端子４によって挟みこみ、焼付けることもできる。このとき、金属端子４のＡｇ層５を有する側が、端子電極２に接するように挟みこむのが好ましい。この際、金属端子４と端子電極２とが離れないよう、保持することが好ましい。この保持方法は特に限定されないが、金属を折り曲げたバネ機能を有する治具などを用いればよい。
【００５０】
焼付けは、通常、炉内を非酸化性雰囲気に保持されたベルト炉などでおこなわれる。ベルト炉内の雰囲気を非酸化性に保つことは、金属材料の酸化を回避するために重要である。ベルト炉内の雰囲気は、Ｎ２ガス、あるいは、Ｎ２ガスを主成分としＨ２ガスを１〜１０ｖｏｌ％含む混合ガスによって保つのが好ましい。焼付けをこの雰囲気でおこなうことにより、金属材料の酸化を回避できると共に、酸化物誘電体材料の還元を抑えることができる。
【００５１】
ベルト炉での熱処理過程中に、室温から高温度（７７９℃未満）になると、端子電極２のＣｕとＡｇ層５のＡｇとの間に、徐々に相互固相拡散が生ずる。ベルト炉内の温度が７７９℃以上に達すると、この相互固相拡散領域において溶融が生じる。この結果、端子電極２と、金属板４およびＡｇ層５が接触している界面の一部に、Ａｇ−Ｃｕ合金が形成され、接合部３となる。この接合部３により、端子電極２と金属板４が強固に融着する。こうして得られる内部接合は非常に強固であり、かつ、後の実装工程における通常のリフロー温度環境下においても結合部は再溶融せず、セラミックコンデンサ素子１が脱落することはない。
【００５２】
セラミックコンデンサの形成方法は、上記の実施形態の方法に限定する必要はない。例えば、途中工程で端子電極２の焼成を省略することもできる。まず、セラミックコンデンサ素子１の内部電極６が露出した両端に、Ｃｕ端子電極ペーストを塗布し、乾燥させる。得られたＣｕ端子電極ペーストの乾燥膜に、金属端子４のＡｇ層５が接するように挟み、ベルト炉で焼付けることによって、強固な接合部３を形成することが可能である。
【００５３】
本発明の実施の一形態において作製したセラミックコンデンサは、接合部３の融着により熱によるセラミック素子の脱落がなく、金属電極４の形状による応力緩和によりセラミック素子や接合部にクラックが生じない。
【００５４】
【実施例】
以下、本発明の実施例および比較例によって、本発明をさらに詳細に説明する。
【００５５】
（実施例１）
（端子電極ペーストの形成）
以下の手順で、金属層用ペーストを作製した。金属材料としてＣｕ（平均粒径：１．０μｍ）と、ガラスフリットとしてＳｒＯ系ガラス（平均粒径：３．０μｍ）とを用意した。ペースト中の含有量比が、Ｃｕ：ガラス：ビヒクル＝６７：３：３０（重量％）となるよう混合し、三本ロールを用いて混練して、Ｃｕペーストを得た。
【００５６】
（端子電極の形成）
ＢａＴｉＯ３の積層体からなるセラミックコンデンサ素子１を用意し、その内部電極６の露出した両端に、上記作製方法で得たＣｕペーストを塗布し、１５０℃−１０分の条件で乾燥させた。その後、９６％Ｎ２−４％Ｈ２雰囲気としたベルト炉内で、焼付けをおこなった。焼付けの条件は、温度設定を８００℃−５分、ベルト炉内への搬入から排出まで１時間とした。以上の手順で、セラミックコンデンサ素子１に端子電極２を形成した。
【００５７】
（金属端子との結合）
４２％Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金に、電解めっき法によりＡｇ層５を形成し、形状を整えて金属端子４を作製した。端子電極２が形成されたセラミックコンデンサ素子１を、上記の金属端子４で挟んで固定した。このとき、金属端子４のめっき層５を形成した面が端子電極２に接するように設定した。この状態で、ベルト炉により結合処理をおこない、セラミックコンデンサを得た。ベルト炉での結合温度は８００〜９００℃−５分とした。
【００５８】
得られたセラミックコンデンサを用いて、２６０℃の温度環境下で、荷重による落下試験をおこなった。２６０℃の温度環境は、再リフロー工程における環境を想定したものである。落下試験は、５ｇ、１０ｇ、１５ｇ、２０ｇの荷重条件で、それぞれ３０個の試料についておこなった。その結果、上記温度環境におけるセラミックコンデンサ素子の落下は生じなかった。
【００５９】
（比較例１）
セラミックコンデンサ素子１の端子電極２と、金属端子４との焼付け温度を、７００および７７０℃とした。それ以外はすべて実施例１と同一条件とした。実施例１と同様にセラミックコンデンサの作製と落下試験をおこなった。その結果、全てのセラミックコンデンサ素子が金属端子から落下した。
【００６０】
実施例１と比較例１の結果を、表１に示す。
【００６１】
【表１】
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【００６２】
表１に示されるように、比較例では全てのセラミックコンデンサ素子が金属端子から落下したが、本実施例のセラミックコンデンサでは、再リフロー工程においてもセラミックコンデンサ素子の落下は生じなかった。
【００６３】
（実施例２）
実施例２では、Ｃｕペーストをセラミックコンデンサ素子１に塗布し、乾燥後に金属端子４に直接付着させ、焼付ける方法で、セラミックコンデンサを得た。
【００６４】
（Ｃｕペーストの作製）
Ｃｕペーストは、実施例１と同様の方法によって作製した。
【００６５】
（Ｃｕペースト層の形成）
Ｃｕペーストを、セラミックコンデンサ素子に塗布し乾燥させてＣｕペースト層を得た。乾燥の条件は実施例１と同様である。
【００６６】
（金属端子との接合）
４２％Ｎｉ−５２％Ｆｅ合金に、電解めっき法によりＡｇ層５を形成し、形状を整えて金属端子４を作製した。上記のＣｕペースト層を設けたセラミックコンデンサ素子１を、上記の金属端子４で挟んで固定した。このとき、金属端子４のめっき層５を形成した面が、Ｃｕペースト層に接するように設定した。この状態で、ベルト炉で焼付け処理をおこない、セラミックコンデンサを得た。ベルト炉での焼付け温度は８００℃−５分とした。
【００６７】
得られたセラミックコンデンサを用いて、２６０℃の温度環境下で、荷重による落下試験をおこなった。落下試験は、５ｇ、１０ｇ、１５ｇ、２０ｇの荷重条件で、それぞれ３０個の試料についておこなった。その結果、上記温度環境におけるセラミックコンデンサ素子の落下は生じなかった。
【００６８】
（比較例２）
焼付け温度を７８０℃−５分とした以外は、すべて実施例２と同じ条件で、セラミックコンデンサを得た。得られたセラミックコンデンサに対し、実施例２と同様の条件で落下試験をおこなった。その結果、上記温度環境におけるセラミックコンデンサ素子の落下は生じなかった。
【００６９】
実施例２と比較例２との結果を、表２に示す。
【００７０】
【表２】
2004047671.tif 000004
【００７１】
実施例２と比較例２の結果より、本発明のセラミックコンデンサは、Ｃｕペーストをセラミックコンデンサ素子に塗布し、乾燥させ、そのまま金属端子に付着させ、結合部を形成させた場合にも、再リフロー工程に結合部が融けることはなく、セラミックコンデンサ素子の落下が生じないことが明らかになった。金属端子の焼付け温度を変えても、落下試験におけるセラミックコンデンサ素子の落下は生じなかった。
【００７２】
以上、本発明の好ましい実施形態、および本発明の好ましい実施例について示したが、本発明はこれらの例に限定されない。いわゆる当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的思想に属するものと了解される。
【００７３】
【発明の効果】
本発明のセラミックコンデンサは、高温雰囲気下においてもセラミックコンデンサ素子の脱落がなく、熱応力によるクラックの発生もない。したがって、基板への実装を容易とし、生産効率を大きく向上させる。
また、本発明のセラミックコンデンサの製造方法によれば、本発明のセラミックコンデンサを容易に得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態のセラミックコンデンサの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１　セラミックコンデンサ素体
２　端子電極
３　接合部
４　金属端子
５　Ａｇ層
６　内部電極
【図１】
2004047671.tif 000005