(57)【要約】  【課題】セラミックス半導体でなる素体表面に絶縁体層を形成することなく端子電極における電気めっきの際のめっき伸びを防止することができる構造のチップ型電子部品を提供する。  【解決手段】素体１の表面粗さＲａと、素体側面と上下面との間の角部６の内接円の半径Ｒが、０．１μｍ≦Ｒａ≦０．５μｍでかつＲ≧０．０３×Ｗ（但しＷは素体１の幅）、または０．１μｍ≦Ｒａ≦０．６μｍでかつＲ≧０．０５×Ｗもしくは０．１μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍでかつＲ≧０．１０×Ｗとする。【選択図】図１
2005251993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦０．５μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．０３×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とするチップ型電子部品。
【請求項２】
直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦０．６μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．０５×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とするチップ型電子部品。
【請求項３】
直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．１０×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とするチップ型電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＮＴＣサーミスタ、ＰＴＣサーミスタあるいはバリスタのように、素体が半導体セラミックスからなるチップ型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーミスタやバリスタは、シート積層法や、チップ状に切り出したセラミック素体の両端に端子電極を付けることによって構成される。前記シート積層法による場合は、セラミックグリーンシート上に電極ペーストを印刷、乾燥し、これを上下の保護用のグリーンシートと共に積層した後、切断してチップとし、これを焼成し、チップの両端に端子電極を付けて製造される。バリスタも同様の方法によって製造される。
【０００３】
また、前記サーミスタやバリスタは、プリント基板に表面実装するために、端子電極は、銀ペースト等を焼付けした焼付電極上に半田食われを防止するためのニッケル等を電気めっきにより形成し、その上に半田付けを容易にするための錫あるいは錫−鉛等を電気めっきにより形成する。
【０００４】
このようなニッケルや錫等の電気めっきはバレルめっきにより行なわれるが、直方体状に形成されたセラミックス素体が半導体でなるため、図４に示すように、素体２０の両端に設けられた端子電極２１、２２より、相手側端子電極２２、２１に向けて、素体側面と上下面との間の角部２４に沿って、電気めっきによる金属膜が形成されるめっき伸び２３が生じる。
【０００５】
このようなめっき伸び２３はつぎのような理由により起こる。すなわち、バレルめっきは、めっき液により外部と電気的に導通可能な回転円筒体内に複数の負極棒を設けると共に、導電性を有する球体でなるメディアを、焼付電極を設けた多数のチップと共に前記回転円筒体内に入れ、この回転円筒体をめっき液に浸漬し、回転円筒体の外部にめっき液に浸漬して設けた正極と前記負極棒との間に通電することにより、前記チップの焼付電極上に負極棒より直接に通電するか、あるいはメディアを介して通電させて電気めっきを行なうものである。
【０００６】
このようなバレルめっきを行なう場合、回転円筒体の回転に伴い、流動状態にあるチップの角部２４は、チップの上下面や側面に比較して正極に近くなるタイミングが多くなり（すなわち電界集中が起こり）、かつ、セラミックス素体１が半導体であるため、微小電流が流れるため、前記角部２４に沿って端子電極２１、２２側からめっき伸び２３が生じるのである。このめっき伸び２３が生じると、外観が不良となり、極端な場合には端子電極２１、２２間が短絡するショート不良を生じる。
【０００７】
前記めっき伸び２３を防止するため、従来は、セラミックス素体２０の表面をガラス等の絶縁体層により覆い、これにより電気めっき時に素体２０の表面が電流が流れることを防止している（例えば特許文献１参照。）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１５１８０５公報（図１、段落００１２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述のように、従来はセラミックス素体を絶縁体層によって覆うことによりめっき伸び２３を防止しているが、しかし絶縁体層の形成の工程を付加する必要があるために工数が増え、コストアップにつながる等の問題点がある。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑み、セラミックス半導体でなる素体表面に絶縁体層を形成することなく、電気めっきの際の角部に沿うめっき伸びを防止することができる構造のチップ型電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
（１）本発明のチップ型電子部品は、直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦０．５μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．０３×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とする。
【００１２】
（２）また、本発明のチップ型電子部品は、直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦０．６μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．０５×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とする。
【００１３】
（３）また、本発明のチップ型電子部品は、直方体状をなす半導体セラミックス素体内に互いに内部で対向する複数の内部電極を有し、1以上の内部電極を前記素体の一方の端部に引き出し、残りの内部電極を前記素体の他方の端部に引き出し、前記素体の両端にそれぞれの端部に引き出された内部電極に接続された端子電極を有し、前記端子電極は、素体に焼き付けた焼付電極と、この焼付電極上に電気めっきにより形成されためっき電極とを有するチップ型電子部品であって、
前記素体の表面粗さＲａを０．１μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍとし、
前記素体の幅をＷ、前記素体の側面と上下面との間の角部の内接円の半径をＲとしたとき、Ｒ≧０．１０×Ｗとし、
前記素体は前記端子電極で覆われた部分以外の部分が外部に露出した構造としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、表面粗さＲａおよび角部の内接円の半径Ｒを前記のように設定することにより、電界集中が良好に抑制され、前記めっき伸びを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は本発明によるチップ型電子部品の一実施の形態を示す斜視図、図２はその縦断面図、図３は図２のＥ−Ｅ断面図である。１は負の温度抵抗特性（ＮＴＣ特性）を有する直方体状をなすセラミックス素体であり、この素体１は、例えばＭｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｚｒ等の化合物によって構成される半導体である。２、３は素体１に内蔵した内部電極であり、銀、銀-パラジウムあるいはパラジウム等からなるものである。
【００１６】
４、５はそれぞれ素体１の両端に引き出された前記内部電極２、３に接続されるように設けた端子電極である。６は素体１の側面と上下面との間の角部である。なお、本発明において、上下面とは内部電極２、３と平行面をなす面を意味し、側面とは内部電極２、３に垂直な面を意味するもので、図示の上面や側面がプリント基板への実装面であってもよい。この実施の形態では一方の内部電極２を２枚、他方の内部電極３を1枚としているが、それぞれ1枚ずつあるいは複数枚ずつ設けてもよい。
【００１７】
前記端子電極４、５は、焼付電極７と、その上に形成され、焼付電極７が半田と合金を作って侵食される（食われる）ことを防止する第１のめっき層８と、半田付け用の第２のめっき層９とからなる。前記素体１は、端子電極４、５で覆われた部分以外の部分は外部に露出している。
【００１８】
前記素体１は、例えばシート積層法により製造される。すなわち前記素体を構成する元素の割合が所定の比になるように、前記元素の化合物を所定の割合で混合し、湿式混合等により均一に混合する。その後乾燥させて解砕した後、仮焼成し、仮焼成粉をボールミルで湿式粉砕する。その粉砕したものを乾燥して粉砕粉に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤等を加えてボールミルにより混合、粉砕してスラリー化する。このスラリーをドクターブレード法やスクリーン印刷法等の手段によってシート化し、そのシートを乾燥させてセラミックグリーンシートを得る。
【００１９】
次に内部電極２、３を構成する電極ペーストを、印刷法等の手段によってグリーンシートの上に所定のパターンで塗布することにより形成する。また、素体１の上下面を形成するための電極を持たないグリーンシートを準備する。これらのグリーンシートを重ね合わせ、圧力を加えて圧着し、乾燥工程等の必要な工程を経た後、内部電極２、３の各一端が端面から露出するように切断し、グリーンチップを得る。そしてこのグリーンチップを加熱することにより脱バインダ処理を行ない、その後焼成して焼成体を得る。
【００２０】
このようにして得た焼成体でなる端子電極４、５を付ける前のチップを、遠心バレルに入れ、素体１の側面と上下面との間の角部６に丸みを持たせるための比較的粒径の大きな（粒径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ）のセラミックボール等からなる大径研磨剤と、素体１の表面を平滑化するための比較液粒径の小さな（粒径が０．１〜２．０μｍ）の砥石粉末のような小径研磨剤と水とを入れ、バレルを回転させて面取りと研磨を行なう。
【００２１】
ここで、バレルによる面取り、研磨時間の調整、大小の研磨剤の径および量を調整して、素体１の表面粗さＲａが０．１μｍ≦Ｒａ≦０．５μｍとなるようにすると同時に、前記角部６の内接円の半径Ｒが素体１の幅Ｗ（図１参照）に対し、Ｒ≧０．０３×Ｗとなるように研磨する。また、別の態様として、０．１μｍ≦Ｒａ≦０．６μｍでかつＲ≧０．０５×Ｗかあるいは０．１μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍでかつＲ≧０．１０×Ｗとする。
【００２２】
このようにして得られた個々の素体の両端部に対して、銀等の貴金属を主成分とする電極ペーストを塗布して乾燥した後、焼付けして焼付電極７を形成する。そして個々の素子に対し、焼付電極７上に、半田食われ防止用のニッケルからなる第1のめっき層８を電気めっきにより形成し、その上に半田付け用の錫または錫−鉛等からなる第２のめっき層９を電気めっきにより形成する。
【００２３】
なお第１のめっき層８は０．５μｍ以上の厚みに形成することが半田食われを防止する意味で好ましく、また、５．０μｍ以下の厚みに形成することが、不必要に厚く形成することを防ぐ意味で好ましい。また、第２のめっき層９は半田付け性を確保する意味において２．０μｍ以上の厚みに形成することが好ましく、また、１０．０μｍ以下の厚みに形成することが、不必要に厚く形成することを防ぐ意味で好ましい。
【実施例】
【００２４】
酸化マンガン（Mn3O4）：５２．８５mol%、酸化コバルト（Co3O4）：３１．０４mol%、酸化鉄（Fe2O3）：１３．４２mol%、酸化ジルコニウム（ZrO2）：２．６９mol%を混合し、湿式混合によって均一に混合した。その後乾燥させて解砕した後、１０００℃で２時間仮焼成し、仮焼成粉をボールミルで１６時間湿式粉砕した。その後乾燥させて解砕し、解砕した粉砕粉に有機バインダ、有機溶剤、有機可塑剤を加えてボールミルで２０時間混合、粉砕してスラリー化した。
【００２５】
このスラリーをドクターブレード法によってシート化し、乾燥してグリーンシートを得た。このグリーンシートに対し、パラジウムを主体とした電極ペーストを印刷法により塗布、乾燥して内部電極２、３を形成した。
【００２６】
このように内部電極２、３を形成したグリーンシートと、内部電極を形成していない上下面形成用のグリーンシートとを重ね合わせて圧着し、乾燥等の必要な工程を経て所定の寸法に切断し、グリーン状態の素体（チップ）１を得た。この場合、最終素子のサイズとしてはサイズＡ＝（長さ１．６ｍｍ）×（幅０．８ｍｍ）×（高さ０．８ｍｍ）、同様にサイズＢ＝１．０ｍｍ×０．５ｍｍ×０．５ｍｍ、サイズＣ＝０．６ｍｍ×０．３ｍｍ×０．３ｍｍ、サイズＤ＝０．４ｍｍ×０．２ｍｍ×０．２ｍｍの４種のサイズのものを試作した。
【００２７】
この素体１を４００℃で２時間加熱して脱バインダを行ない、その後、１２５０℃で２時間、大気中で焼成して焼成体を得た。
【００２８】
このようにして得た焼結体チップを遠心バレルに入れ、直径が０．１ｍｍ〜１．０ｍｍのジルコニアボールからなる面取り用大径研磨剤と、直径が０．１μｍ〜２．０μｍのアルミナからなる砥石粉末としての小径研磨剤とを水に入れ、これらを回転させて研磨し、面取りした。
【００２９】
このとき、バレル時間の調整および大径研磨剤であるジルコニアボール、アルミナでなる小径研磨剤のそれぞれの径を前記範囲で調整すると共に、研磨前の表面粗さＲａが４．０μｍであった素体１に対し、これらの大径研磨剤、小径研磨剤の混合比および溶剤（水）に対する研磨剤の含有率をそれぞれ調整して研磨することにより、表面粗さＲａを０．０５μｍ、０．１μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、１．０μｍ、２．０μｍに変化させた。また、各表面粗さＲａについて、角部６の内接円１０の半径Ｒが幅Ｗの０％、３％、５％、１０％、２０％、３０％となるようにした。
【００３０】
この研磨に際し、比較的大きなサイズの素体の研磨の場合には、大径研磨剤の径を大きくし、小さい素体の研磨の場合には大径研磨剤、小径研磨剤の径を小さくした。また、表面粗さＲａの値を小さく（平滑度を高く）し、前記角部６の内接円１０の半径Ｒを小さくする場合には大径研磨剤の小径研磨剤に対する相対混合率α（重量％）＝大径研磨剤／（大径研磨剤＋小径研磨剤）を小さくした。また、表面粗さＲａの値を大きく（平滑度を低下）し、前記角部６の内接円１０の半径Ｒを大きくする場合には前記大径研磨剤の小径研磨剤に対する相対混合率（前記αの値）を大きくした。また、平滑度を高く（Ｒａの値を小さく）、前記半径Ｒを大きくする場合には、研磨時間を長くした。
【００３１】
具体的には、素子のサイズに応じて下記の径の研磨剤を使用した。
サイズＡ：大径研磨剤の径０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ
小径研磨剤の径０．１μｍ〜２．０μｍ
サイズＢ：大径研磨剤の径０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ
小径研磨剤の径０．１μｍ〜１．０μｍ
サイズＣ：大径研磨剤の径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
小径研磨剤の径０．１μｍ〜０．５μｍ
サイズＤ：大径研磨剤の径０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ
小径研磨剤の径０．１μｍ〜０．５μｍ
【００３２】
また、例えばサイズＡのものについて、表面粗さＲａ＝０．１μｍ（後述の表２参照）とする場合、前記半径Ｒが０％、３％、５％、１０％、２０％、３０％（素体幅Ｗに対する割合）を有するものを得るため、それぞれ下記の大小研磨剤の混合率αと水に対する研磨剤の含有率β（重量％）＝研磨剤／（研磨剤＋水）と研磨時間Ｔとした。
Ｒ＝０％：α＝５％    β＝１５％    Ｔ＝６０分
Ｒ＝３％：α＝３０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒ＝５％：α＝５０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒ＝１０％：α＝８０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒ＝２０％：α＝８０％    β＝１５％    Ｔ＝２４０分
Ｒ＝３０％：α＝８０％    β＝１５％    Ｔ＝４８０分
【００３３】
また、例えばサイズＡのものについて、前記半径Ｒが３％で、表面粗さＲａが０．０５μｍ、０．１μｍ、０．３μｍ、０．５μｍ、０．６μｍ、１．０μｍ、２．０μｍ（後述の表１〜表７参照）のものを得るため、下記のような大小研磨剤混合率α、水に対する研磨剤含有率βのものを使用し、下記の時間研磨した。
Ｒａ＝０．０５μｍ：α＝１０％    β＝２５％    Ｔ＝４８０分
Ｒａ＝０．１μｍ：α＝３０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒａ＝０．３μｍ：α＝３０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒａ＝０．５μｍ：α＝３０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒａ＝０．６μｍ：α＝３０％    β＝１５％    Ｔ＝１８０分
Ｒａ＝１．０μｍ：α＝５０％    β＝１０％    Ｔ＝１２０分
Ｒａ＝２．０μｍ：α＝５０％    β＝５％    Ｔ＝１２０分
【００３４】
このように、大小研磨剤混合率α、水に対する研磨剤含有率β、時間研磨Ｔを調整することで所望の表面粗さＲａ、前記半径Ｒを有するサンプルを得た。
【００３５】
そしてこれらのサンプルについて、めっき伸びを調べた。めっき伸びは、図４において、端子電極の素体長手方向の幅をｂ、めっき伸びａをしたとき、ａ＞ｂ×０．１の場合をめっき伸びが発生したものと判定し、それぞれ1万個中のサンプルに対して何％めっき伸びが発生したかを調べた。
【００３６】
また、前記アルミナでなる小径研磨剤の無いものでバレル研磨した場合と、バレル研磨しない場合とについてもめっき伸びを調べた。これらの各サンプルについてのめっき伸びの有無を表１〜表８に示す。表１〜表８内の数値（％）はめっき伸びの発生率を示している。
【００３７】
【表１】
2005251993.tif 000003
【００３８】
【表２】
2005251993.tif 000004
【００３９】
【表３】
2005251993.tif 000005
【００４０】
【表４】
2005251993.tif 000006
【００４１】
【表５】
2005251993.tif 000007
【００４２】
【表６】
2005251993.tif 000008
【００４３】
【表７】
2005251993.tif 000009
【００４４】
【表８】
2005251993.tif 000010
表８に示すように研磨しない素体１の表面粗さＲａは４．０μｍであった。表1に示すように、表面粗さＲａが０．０５μｍの場合には平滑度が高すぎて、銀でなる電極ペーストを焼付けた際の密着性が悪く、ニッケルめっき中に端子電極が素体１から剥離し、正常なめっきができなかった。
【００４５】
表２〜表４に示すように、０．１μｍ≦Ｒａ≦０．５μｍの場合、前記角部６の内接円１０の半径Ｒが幅Ｗに対してＲ≧０．０３×Ｗであればめっき伸びが発生しなかった。
【００４６】
また、表２〜表５に示すように、０．１μｍ≦Ｒａ≦０．６μｍの場合、前記角部の内接円１０の半径Ｒが幅Ｗに対してＲ≧０．０５×Ｗであればめっき伸びが発生しなかった。
【００４７】
また、表２〜表７に示すように、０．１μｍ≦Ｒａ≦２．０μｍの場合、前記角部６の内接円１０の半径Ｒが幅Ｗに対してＲ≧０．１０×Ｗであればめっき伸びが発生しなかった。
【００４８】
また、バレル研磨なしの場合と、砥石粉末がなく、大径研磨剤であるジルコニアボールだけで研磨した場合には、表８に示すように、いずれの半径Ｒの場合にもめっき伸びが発生した。これは大径研磨剤だけの場合には、表面粗さＲａがかえって粗くなるためと考えられる。
【００４９】
このようなことから、表面粗さＲａと角部の内接円の半径Ｒとの相乗効果によってめっき伸びが有効に防止できることが判明した。なお、前記半径Ｒについては、０．３０×Ｗ以下である（より好ましくは０．２０×Ｗ以下）ことが、チップを安定して収容具に収容することや研磨時間を短縮する意味で好ましい。
【００５０】
また、本発明は、ＮＴＣサーミスタ以外に、素体としてセラミックス半導体を用いるＰＴＣサーミスタやバリスタに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明によるチップ型電子部品の一実施の形態であるＮＴＣサーミスタの斜視図である。
【図２】本実施の形態のＮＴＣサーミスタの縦断面図である。
【図３】図２のＥ−Ｅ断面図である。
【図４】従来のチップ型電子部品を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：素体、２、３：内部電極、４、５：端子電極、６：角部、７：焼付電極、８：第1のめっき層、９：第２のめっき層、１０：内接円、Ｒ：内接円の半径、Ｒａ：表面粗さ
【図１】
2005251993.tif 000011
【図２】
2005251993.tif 000012
【図３】
2005251993.tif 000013
【図４】
2005251993.tif 000014