(57)【要約】【課題】外部電極の表面にガラスフリットが偏析することを防止して、はんだ濡れ性に優れた外部電極を形成することを可能ならしめるとともに、外部電極の表面にめっきを施して、その表面に金属めっき膜を形成する場合に、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することを可能ならしめる。【解決手段】外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上の冷却速度で冷却を行う。  また、場合によっては、２℃／sec以上で、かつ、１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行う。【選択図】図２
2005079391.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品の製造方法において、
電子部品素子に塗布された外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、
導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上の冷却速度で冷却を行うこと
を特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項２】
ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品の製造方法において、
電子部品素子に塗布された外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、
導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上で、かつ、１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行うこと
を特徴とする電子部品の製造方法。
【請求項３】
前記電子部品が、セラミック電子部品素子に外部電極を形成してなるセラミック電子部品であることを特徴とする請求項１又は２記載の電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、電子部品の製造方法に関し、詳しくは、ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品には、例えば図１に示すチップ型の積層セラミックコンデンサなどのように、導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品がある。
この積層セラミックコンデンサは、図１に示すように、セラミック素子１の内部に、セラミック層２を介して複数の内部電極３ａ，３ｂが互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互にセラミック素子１の異なる側の端面５ａ，５ｂに引き出されているとともに、セラミック素子１の両端側に、内部電極３ａ，３ｂと導通するように一対の外部電極４ａ，４ｂが配設された構造を有している。
【０００３】
このような積層セラミックコンデンサは、一般に、内部電極パターンが印刷されたセラミックグリーンシートを積層し、その上下両面側に内部電極パターンが印刷されていない外層用のセラミックグリーンシートを積層した後、圧着し、得られたマザー積層体を所定の位置でカットして個々のセラミック素体（セラミック素子）に分割した後、セラミック素体を焼成し、得られた焼結体（セラミック素子）の両端に、金属粉末を、ガラスフリット、有機ビヒクルなどとともに混練してペースト状にした導電性ペーストを塗布し、これを焼き付けて外部電極を形成することにより製造されている。
【０００４】
ところで、セラミック素子に塗布された導電性ペーストを焼き付ける工程においては、例えば、図５に示すように、常温から約２５分間で約９００℃（最高焼成温度）に昇温し、９００℃で１０分間保持した後、電子部品が取り出される温度まで、約８分間（約０．６２５℃／sec）で降温するようにした焼成方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、上述のような焼成方法（焼成条件）では、導電性ペースト中のガラスフリットは、導電性ペーストを焼き付ける際に外部電極の表面に偏析することがあり、ガラスフリットが外部電極の表面に偏析すると、以下のような問題が発生する場合がある。
(１)外部電極の表面に偏析したガラスフリットが、実装工程で用いられるはんだをはじく（すなわち、はんだ濡れ性が悪い）ため、接続不良を引き起こすなど、実装信頼性の低下を招く。
(２)導電性ペーストを用いて形成した外部電極の表面にめっきを施す場合、表面に絶縁体であるガラスフリットが偏析していると、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することが困難になり、接続不良を引き起こす。
【特許文献１】特開平５−２４３０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願発明は、上記問題点を解決し、外部電極の表面にガラスフリットが偏析することを防止して、はんだ濡れ性に優れた外部電極を形成することを可能とし、かつ、外部電極の表面にめっきを施して、その表面に金属めっき膜を形成する場合においては、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することを可能として、信頼性の高い電子部品を効率よく製造できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本願発明（請求項１）の電子部品の製造方法は、
ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品の製造方法において、
電子部品素子に塗布された外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、
導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上の冷却速度で冷却を行うこと
を特徴としている。
【０００８】
また、本願発明（請求項２）の電子部品の製造方法は、
ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた電子部品の製造方法において、
電子部品素子に塗布された外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、
導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上で、かつ、１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行うこと
を特徴としている。
【０００９】
また、請求項３の電子部品の製造方法は、前記電子部品が、セラミック電子部品素子に外部電極を形成してなるセラミック電子部品であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明（請求項１）の電子部品の製造方法は、電子部品素子に塗布された外部電極形成用の導電性ペーストを焼き付けるための熱処理工程において、導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上の冷却速度で冷却を行うようにしているので、ガラスフリットが偏析することを抑制、防止して、はんだ濡れ性に優れた外部電極を形成することが可能になるとともに、外部電極の表面にめっきを施して、その表面に金属めっき膜を形成する場合には、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することが可能になり、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができるようになる。
【００１１】
すなわち、導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上の冷却速度で冷却を行うことにより、導電性ペーストが焼結した焼結体からガラスフリットが押し出されて外部電極の表面に偏析する前の、ガラスフリットが溶融状態にあってよく分散した状態のまま導電性ペーストの焼結体全体を硬化させることが可能になり、はんだ濡れ性に優れた外部電極を形成することが可能になるとともに、外部電極の表面にめっきを施して、その表面に金属めっき膜を形成する場合には、外部電極の表面に絶縁体であるガラスフリットが偏析していないため、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することが可能になり、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができるようになる。
なお、本願発明においては、ガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度に達するまでの昇温速度や、該所定の焼き付け温度での保持時間などは、ガラスフリットの偏析に大きな影響を与えず、もっぱら、焼き付け温度からガラスフリットの軟化点までの冷却速度が、ガラスフリットの偏析に大きな影響を与える要因であることが確認されている。
【００１２】
また、本願発明（請求項２）の電子部品の製造方法は、導電性ペースト中のガラスフリットの軟化点を超える所定の焼き付け温度で導電性ペーストの焼き付けを行った後、少なくともガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上で、かつ、１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行うようにしているので、サーマルショックにより電子部品にダメージを与えることなく、導電性ペーストが焼結した焼結体からガラスフリットが押し出されて外部電極の表面に偏析する前の、ガラスフリットがよく分散した状態のまま導電性ペーストの焼結体全体を硬化させることが可能になり、外部電極の表面にガラスフリットが偏析することを確実に、抑制、防止することが可能になる。
【００１３】
また、請求項３の電子部品の製造方法のように、本願発明をセラミック電子部品素子に外部電極を形成してなるセラミック電子部品に適用することにより、はんだ濡れ性に優れた外部電極、あるいは、外部電極の表面に均一なめっき膜を備えたセラミック電子部品を確実に製造することができるようになる。特に、請求項２の要件を備えること（１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行うこと）により、製品にサーマルショックによるダメージを与えることを確実に防止することが可能になり、有意義である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本願発明の実施例を示して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
この実施例１では、図１に示すように、セラミック素子（セラミック電子部品素子）１の内部に、セラミック層２を介して複数の内部電極３ａ，３ｂが互いに対向するように配設され、かつ、その一端側が交互にセラミック素子１の異なる側の端面５ａ，５ｂに引き出されているとともに、セラミック素子１の両端側に、内部電極３ａ，３ｂと導通するように一対の外部電極４ａ，４ｂが配設された構造を有する積層セラミックコンデンサを製造するにあたって、ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより外部電極を形成する場合を例にとって説明する。
【００１６】
［電子部品素子（チップ素子）の作製］
(１)まず、ＢａＴｉＯ3を主成分とする誘電体粉末と有機バインダ、分散剤及び溶剤を混合してセラミックスラリーを調整し、このセラミックスラリーを成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを形成する。
(２)それから、Ｐｄ粉末と有機ビヒクルを混練して作成した内部電極形成用の導電性ペーストをセラミックグリーンシートの表面に印刷して内部電極パターンを形成する。
(３)そして、内部電極パターンが形成されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層するとともに、その上下に、内部電極パターンの形成されていないセラミックグリーンシートを積層した後、圧着することにより、マザー積層体を形成する。
(４)次に、このマザー積層体を裁断して、個々の素子に分割した後、所定の条件で焼成することによりセラミック電子部品素子（チップ素子）を得る。なお、焼成後のチップ素子の大きさは、長さ３．２mm、幅２．５mm、高さ２．５mmである
［セラミック電子部品素子（チップ素子）への外部電極の形成］。
それから、焼成されたセラミック電子部品素子の両端部に、外部電極形成用の導電性ペーストを塗布して、焼き付けることにより、外部電極を形成した。
なお、外部電極の形成に用いた導電性ペーストの組成、焼成条件、及び冷却条件は以下の通りである。
【００１７】
＜外部電極形成用の導電性ペーストの組成＞
(ａ)導電成分
Ａｇ／Ｐｄ粉末（Ａｇ：Ｐｄ＝９０／１０（重量比）：８０重量％）
(ｂ)ガラスフリット
ホウケイ酸亜鉛ガラス：３．０重量％
軟化点：約６００℃
(ｃ)有機ビヒクル（樹脂＋溶剤）
樹脂：９．５＋溶剤：７．５＝１７．０ｗｔ％
【００１８】
＜焼成条件＞
最高焼成温度                ：９３０℃
最高焼成温度でのキープ時間  ：１０min
焼成雰囲気                  ：大気
【００１９】
＜冷却条件＞
この実施例１では、図２に示すような温度プロファイルで焼成を行い、最高焼成温度（焼き付け温度）９３０℃で１０分間保持した後の、最高焼成温度（焼き付け温度）９３０℃から導電性ペーストに含まれるガラスフリットの軟化点（約６００℃）までの「冷却区間」の冷却速度を、表１に示すように、２００℃／sec，１５０℃／sec，１００℃／sec，１０℃／sec，２．０℃／sec，０．６７℃／sec，０．５℃／sec，０．３３℃／secと変化させた。
【００２０】
なお、上記の焼成工程では、アルミナ粉末などの敷粉を用いる必要がないように、ジルコニアコートを施したアルミナ匣を用い、セラミック電子部品素子をアルミナ匣に入れて焼成を行い、最高焼成温度（焼き付け温度）からガラスフリットの軟化点（約６００℃）までの「冷却区間」では、雰囲気ガス（大気）の置換量を制御することにより、表１に示すような冷却速度を実現した。
【００２１】
そして、導電性ペーストを焼き付けることにより外部電極を形成した電子部品素子を研磨媒体とともにバレルに入れ、バレルを回転させることにより研磨（バレル仕上げ）を行った。
【００２２】
［特性の評価］
そして、このようにして作製した試料（積層セラミックコンデンサ）について、「はんだ付性」の測定試験を行うとともに、「クラック発生数」を調べた。
なお、「はんだ付性」の測定試験は、１ロット２０個の試料について、ロジン２５％とアルコール（残分）からなるフラックスを用い、はんだ温度２３０℃±５℃、浸漬時間２秒間の条件で、試料をはんだに浸漬することにより行い、外観観察によるはんだ被覆率が９０％以上の場合を合格として評価した。
また、「クラック発生数」は、１ロット２０個の試料について、断面研磨後に顕微鏡でクラックの有無を観察することにより調べた値である。
その結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
2005079391.tif 000003
【００２４】
表１に示すように、「冷却区間」の冷却速度を２℃〜１５０℃／secとした場合には、はんだ付性が良好で、しかも、サーマルショックによるクラック発生が認められず、望ましい結果が得られることが確認された。一方、「冷却区間」の冷却速度が１５０℃／secを超えると、サーマルショックによるクラックが発生し、２００℃／secでは試料２０個中の２個にクラックの発生が認められた。
【００２５】
また、冷却速度が２℃／sec未満になると、ガラスフリットの外部電極表面への析出が顕著となり、はんだ付性不良が発生することがわかった。
以上の結果から、はんだ付性を確保するためには、「冷却区間」の冷却速度を２℃／sec以上とすることが望ましいことが確認された。
さらに、はんだ付性を確保しつつ、クラックの発生を減らすためには、「冷却区間」の冷却速度を２℃〜１５０℃／secとすることが望ましいことが確認された。
【実施例２】
【００２６】
［電子部品素子（チップ素子）の作製］
上記実施例１の場合と同一の条件で作製した、焼成済みのセラミック電子部品素子（チップ素子）の両端部に、外部電極形成用の導電性ペーストを塗布して、焼き付けることにより、外部電極を形成した。
なお、外部電極の形成に用いた導電性ペーストの組成、焼成条件、及び冷却条件は以下の通りである。
【００２７】
＜外部電極形成用の導電性ペーストの組成＞
(ａ)導電成分
Ａｇ粉末：７０重量％
(ｂ)ガラスフリット
ホウケイ酸亜鉛ガラス：７．０重量％
軟化点：約７００℃
(ｃ)有機ビヒクル（樹脂＋溶剤）
樹脂：７．５＋溶剤：５．５＝１３．０ｗｔ％
【００２８】
＜焼成条件＞
最高焼成温度                ：８４０℃
最高焼成温度でのキープ時間  ：１０min
焼成雰囲気                  ：大気
【００２９】
＜冷却条件＞
この実施例２では、図４に示すような温度プロファイルで焼成を行い、最高焼成温度（焼き付け温度）８４０℃で１０分間保持した後の、最高焼成温度（焼き付け温度）から導電性ペーストに含まれるガラスフリットの軟化点（約７００℃）までの「冷却区間」の冷却速度を、表２に示すように、２００℃／sec，１５０℃／sec，１００℃／sec，１０℃／sec，２．０℃／sec，０．６７℃／sec，０．５℃／sec，０．３３℃／secと変化させた。
なお、冷却速度の調整は上記実施例１の場合と同様に、雰囲気ガス（大気）の置換量を制御することにより行った。
【００３０】
その後、導電性ペーストを焼き付けることにより外部電極を形成したセラミック電子部品素子に、Ｎｉめっき及びＳｎめっきを施して、図３に示すように、外部電極４ａ，４ｂ上にＮｉめっき膜６を形成し、さらにＮｉめっき膜６上にＳｎめっき膜７を形成した。なお、図３において、図１と同一符号を付した部分は、同一又は相当部分を示している。
【００３１】
［特性の評価］
上述のようにしてめっき処理を施した試料について、「はんだ耐熱性」の測定試験を行うとともに、「クラック発生数」を調べ、さらに、外部電極４ａ，４ｂ上に形成された「Ｎｉめっき膜の厚み」を調べた。
「はんだ耐熱性」の測定試験は、１ロット２０個の試料について、ロジン２５％とアルコール（残分）からなるフラックスを用い、はんだ温度２７０℃±５℃、浸漬時間５秒間の条件で、試料をはんだに浸漬することにより行い、外観でのはんだ被覆率が１００％の場合を合格として評価した。
また、「クラック発生数」は、１ロット２０個の試料について、断面研磨後に顕微鏡でクラックの有無を観察することにより行った。
さらに、「めっき膜の厚み」は、外部電極の断面研磨後に顕微鏡でＮｉめっき膜の厚みを調べることにより行った。
その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2005079391.tif 000004
【００３３】
表２に示すように、「冷却区間」の冷却速度を２℃〜１５０℃／secとした場合には、はんだ耐熱性が良好で、しかも、サーマルショックによるクラック発生が認められず、望ましい結果が得られことが確認された。一方、「冷却区間」の冷却速度が１５０℃／secを超えるとサーマルショックによるクラックが発生し、２００℃／secでは試料２０個中の４個にクラックの発生が認められた。
また、冷却速度が２℃／sec未満になると、ガラスフリットの外部電極表面への析出が顕著となり、はんだ耐熱性不良が発生することがわかった。
以上の結果から、はんだ耐熱性を確保するためには、「冷却区間」の冷却速度を２℃／sec以上とすることが望ましいことが確認され、さらに、はんだ耐熱性を確保しつつ、クラック発生を減らすためには、「冷却区間」の冷却速度を２℃〜１５０℃／secとすることが望ましいことが確認された。
【００３４】
上記実施例１及び２において、積層セラミックコンデンサを製造する場合を例にとって説明したが、本願発明は積層セラミックコンデンサに限らず、ガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布して焼き付けることにより形成される外部電極を備えた種々の電子部品、例えば、チップ型の積層バリスタやインダクタなどに広く適用することが可能である。
【００３５】
また、本願発明は、さらにその他の点においても上記実施例１及び２に限定されるものではなく、導電性ペーストに含まれるガラスフリットの種類、外部電極の形状などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本願発明（請求項１）の電子部品の製造方法によれば、ガラスフリットが偏析することを抑制、防止して、はんだ濡れ性に優れた外部電極を形成することが可能になるとともに、外部電極の表面にめっきを施して、その表面に金属めっき膜を形成する場合には、外部電極の表面に均一なめっき膜を形成することが可能になり、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができるようになる。
また、導電性ペーストの焼き付けを行った後、ガラスフリットの軟化点まで、２℃／sec以上で、かつ、１５０℃／secを超えない冷却速度で冷却を行うことようにした場合、サーマルショックにより電子部品にダメージを与えることなく、信頼性の高い電子部品を効率よく製造することができるようになる。
したがって、本願発明は、外部電極を備えた種々の電子部品、特にセラミック電子部品を製造する場合に広く適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本願発明の一実施例（実施例１）にかかる電子部品（積層セラミックコンデンサ）の構成を示す断面図である。
【図２】本願発明の一実施例（実施例１）にかかる電子部品（積層セラミックコンデンサ）を製造する際の、焼成・冷却工程を説明する図である。
【図３】本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる電子部品（積層セラミックコンデンサ）の構成を示す断面図である。
【図４】本願発明の他の実施例（実施例２）にかかる電子部品（積層セラミックコンデンサ）を製造する際の、焼成・冷却工程を説明する図である。
【図５】従来のセラミック電子部品の銅端子電極形成方法における導電性ペーストの焼成条件を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１            セラミック素子
２            セラミック層
３ａ，３ｂ    内部電極
４ａ，４ｂ    外部電極
５ａ，５ｂ    セラミック素子の端面
６            Ｎｉめっき膜
７            Ｓｎめっき膜
【図１】
2005079391.tif 000005
【図２】
2005079391.tif 000006
【図３】
2005079391.tif 000007
【図４】
2005079391.tif 000008
【図５】
2005079391.tif 000009