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JP4428001B2 - Manufacturing method of ceramic capacitor - Google Patents

Manufacturing method of ceramic capacitor Download PDF

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JP4428001B2
JP4428001B2 JP2003309133A JP2003309133A JP4428001B2 JP 4428001 B2 JP4428001 B2 JP 4428001B2 JP 2003309133 A JP2003309133 A JP 2003309133A JP 2003309133 A JP2003309133 A JP 2003309133A JP 4428001 B2 JP4428001 B2 JP 4428001B2
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conductive paste
ceramic capacitor
glass frit
external electrode
baking
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秀樹 大森
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Description

本願発明は、セラミックコンデンサの製造方法に関し、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セラミックコンデンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic capacitor , and more particularly, to a method for manufacturing a ceramic capacitor including an external electrode formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit.

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。
Examples of the electronic component include an electronic component including an external electrode formed by applying and baking a conductive paste, such as a chip-type multilayer ceramic capacitor shown in FIG.
As shown in FIG. 1, this multilayer ceramic capacitor is disposed inside a ceramic element 1 such that a plurality of internal electrodes 3a and 3b face each other with a ceramic layer 2 therebetween, and one end side thereof is alternately arranged. A structure in which a pair of external electrodes 4a and 4b are arranged on both end sides of the ceramic element 1 so as to be electrically connected to the internal electrodes 3a and 3b while being drawn out to the end faces 5a and 5b on different sides of the ceramic element 1. Have.

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。   Such a multilayer ceramic capacitor is generally formed by laminating ceramic green sheets on which internal electrode patterns are printed, laminating ceramic green sheets for outer layers on which the internal electrode patterns are not printed on both upper and lower surfaces, and then crimping them. Then, the obtained mother laminate is cut at a predetermined position and divided into individual ceramic bodies (ceramic elements), then the ceramic bodies are fired, and both ends of the obtained sintered body (ceramic elements) It is manufactured by applying a conductive paste made by kneading metal powder together with glass frit, organic vehicle or the like into a paste and baking it to form an external electrode.

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)。   By the way, in the step of baking the conductive paste applied to the ceramic element, for example, as shown in FIG. 5, the temperature is raised from room temperature to about 900 ° C. (maximum firing temperature) in about 25 minutes and then at 900 ° C. for 10 minutes. A firing method is known in which the temperature is lowered for about 8 minutes (about 0.625 ° C./sec) until the temperature at which the electronic component is taken out after being held (see, for example, Patent Document 1).

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。
特開平5−243083号公報
However, in the firing method (firing conditions) as described above, the glass frit in the conductive paste may segregate on the surface of the external electrode when the conductive paste is baked, and the glass frit segregates on the surface of the external electrode. Then, the following problems may occur.
(1) Since the glass frit segregated on the surface of the external electrode repels the solder used in the mounting process (that is, the solder wettability is bad), it causes a connection failure such as poor connection.
(2) When plating is performed on the surface of the external electrode formed using the conductive paste, if a glass frit as an insulator is segregated on the surface, a uniform plating film may be formed on the surface of the external electrode. It becomes difficult and causes poor connection.
JP-A-5-243083

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、信頼性の高いセラミックコンデンサ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。 The present invention solves the above problems, prevents the glass frit from segregating on the surface of the external electrode, makes it possible to form an external electrode with excellent solder wettability, and provides a surface on the surface of the external electrode. When plating and forming a metal plating film on the surface, it is possible to form a uniform plating film on the surface of the external electrode so that a highly reliable ceramic capacitor can be manufactured efficiently. Is an issue.

上記課題を解決するために、本願発明(請求項1)のセラミックコンデンサの製造方法は、
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セラミックコンデンサの製造方法であって、
セラミックコンデンサ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。
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a ceramic capacitor of the present invention (Claim 1)
A method for producing a ceramic capacitor having an external electrode formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit,
In the heat treatment process for baking the conductive paste for forming the external electrode applied to the ceramic capacitor element,
The conductive paste is baked at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste, and then cooled to at least the softening point of the glass frit at a cooling rate of 2 ° C./sec or more. It is said.

また、本願発明(請求項2)のセラミックコンデンサの製造方法は、
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セラミックコンデンサの製造方法であって、
セラミックコンデンサ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。
In addition, the method of manufacturing the ceramic capacitor of the present invention (Claim 2) is as follows.
A method for producing a ceramic capacitor having an external electrode formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit,
In the heat treatment process for baking the conductive paste for forming the external electrode applied to the ceramic capacitor element,
After baking the conductive paste at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste, at least 2 ° C / sec and exceeding 150 ° C / sec to the softening point of the glass frit It is characterized by cooling at a low cooling rate.

本願発明(請求項1)のセラミックコンデンサの製造方法は、セラミックコンデンサ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、信頼性の高いセラミックコンデンサを効率よく製造することができるようになる。 The method for manufacturing a ceramic capacitor of the present invention (Claim 1) exceeds the softening point of the glass frit in the conductive paste in the heat treatment step for baking the conductive paste for forming an external electrode applied to the ceramic capacitor element. After baking the conductive paste at a predetermined baking temperature, cooling is performed at a cooling rate of 2 ° C./sec or more until at least the softening point of the glass frit, so that segregation of the glass frit is suppressed, It is possible to form an external electrode with excellent solder wettability, and when the surface of the external electrode is plated to form a metal plating film on the surface, the surface of the external electrode it is possible to form a uniform plated film, so that high ceramic capacitor reliability can be produced efficiently That.

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、信頼性の高いセラミックコンデンサを効率よく製造することができるようになる。 That is, after the conductive paste is baked at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste, cooling is performed at a cooling rate of 2 ° C./sec or more until at least the softening point of the glass frit. Thus, the sintered body of the conductive paste in a state where the glass frit is in a molten state and well dispersed before the glass frit is extruded from the sintered body obtained by sintering the conductive paste and segregates on the surface of the external electrode. When it is possible to cure the whole, it is possible to form an external electrode with excellent solder wettability, and when plating the surface of the external electrode and forming a metal plating film on the surface Because the glass frit, which is an insulator, is not segregated on the surface of the external electrode, it is possible to form a uniform plating film on the surface of the external electrode. It is possible to efficiently produce a high ceramic capacitor.

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。   In the present invention, the rate of temperature rise until reaching a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit, the holding time at the predetermined baking temperature, etc. do not significantly affect the segregation of the glass frit, It has been confirmed that the cooling rate from the baking temperature to the softening point of the glass frit is a factor that greatly affects the segregation of the glass frit.

また、本願発明(請求項2)のセラミックコンデンサの製造方法は、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セラミックコンデンサ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。 The method for manufacturing a ceramic capacitor according to the present invention (Claim 2) is characterized in that at least a softening point of the glass frit is obtained after the conductive paste is baked at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste. Since the cooling is performed at a cooling rate of 2 ° C./sec or more and not exceeding 150 ° C./sec, the conductive paste is sintered without damaging the ceramic capacitor due to thermal shock. It becomes possible to cure the entire sintered body of the conductive paste while the glass frit is well dispersed before the glass frit is extruded from the bonded body and segregated on the surface of the external electrode. It is possible to reliably suppress and prevent the segregation of the glass frit.

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。   Hereinafter, examples of the present invention will be shown and features thereof will be described in more detail.

この実施例1では、図1に示すように、セラミックコンデンサ素子(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。 In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a plurality of internal electrodes 3a and 3b are disposed inside a ceramic capacitor element (ceramic electronic component element) 1 so as to face each other with a ceramic layer 2 interposed therebetween. In addition, a pair of external electrodes 4a, 4b are alternately drawn out to end faces 5a, 5b on different sides of the ceramic element 1 and are electrically connected to the internal electrodes 3a, 3b at both ends of the ceramic element 1. In the case of manufacturing a multilayer ceramic capacitor having a structure in which an external electrode is formed, an example in which an external electrode is formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit will be described.

セラミックコンデンサ素子(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コンデンサ素子(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
[Production of ceramic capacitor element (chip element)]
(1) First, a ceramic powder is prepared by mixing a dielectric powder containing BaTiO 3 as a main component, an organic binder, a dispersant and a solvent, and forming the ceramic slurry to form a plurality of ceramic green sheets. .
(2) Then, an internal electrode pattern is formed by printing an internal electrode forming conductive paste prepared by kneading Pd powder and an organic vehicle on the surface of the ceramic green sheet.
(3) Then, a predetermined number of ceramic green sheets on which internal electrode patterns are formed are laminated, and ceramic green sheets on which no internal electrode patterns are formed are laminated on the upper and lower sides of the ceramic green sheets. Form.
(4) Next, this mother laminated body is cut and divided into individual elements, and then fired under predetermined conditions to obtain a ceramic capacitor element (chip element). The size of the chip element after firing is 3.2 mm in length, 2.5 mm in width, and 2.5 mm in height.

[セラミックコンデンサ素子(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コンデンサ素子の両端部に、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。
[Formation of external electrodes on ceramic capacitor elements (chip elements)]
Then, a conductive paste for forming an external electrode was applied to both ends of the fired ceramic capacitor element and baked to form an external electrode.
The composition, firing conditions, and cooling conditions of the conductive paste used for forming the external electrodes are as follows.

<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%
<Composition of conductive paste for external electrode formation>
(a) Conductive component Ag / Pd powder (Ag: Pd = 90/10 (weight ratio): 80% by weight)
(b) Glass frit Borosilicate zinc glass: 3.0% by weight
Softening point: about 600 ° C
(c) Organic vehicle (resin + solvent)
Resin: 9.5 + Solvent: 7.5 = 17.0 wt%

<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
<Baking conditions>
Maximum firing temperature: 930 ° C
Keeping time at maximum firing temperature: 10 min
Firing atmosphere: Air

<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。
<Cooling conditions>
In Example 1, baking is performed with a temperature profile as shown in FIG. 2, and after holding at a maximum baking temperature (baking temperature) of 930 ° C. for 10 minutes, the highest baking temperature (baking temperature) of 930 ° C. is changed to a conductive paste. As shown in Table 1, the cooling rate of the “cooling section” up to the softening point (about 600 ° C.) of the glass frit included is 200 ° C./sec, 150 ° C./sec, 100 ° C./sec, 10 ° C./sec, It was changed to 2.0 ° C./sec, 0.67 ° C./sec, 0.5 ° C./sec, and 0.33 ° C./sec.

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、セラミックコンデンサ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。 In the above firing step, so there is no need to use a sock powder such as alumina powder, using alumina Napishtim subjected zirconia coating and fired putting ceramic capacitor element in an alumina Napishtim, maximum firing temperature (baking In the “cooling section” from the temperature) to the softening point of the glass frit (about 600 ° C.), the cooling rate as shown in Table 1 was realized by controlling the replacement amount of the atmospheric gas (atmosphere).

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セラミックコンデンサ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。 Then, the ceramic capacitor element on which the external electrode was formed by baking the conductive paste was placed in a barrel together with the polishing medium, and polishing (barrel finishing) was performed by rotating the barrel.

[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。
[Characteristic evaluation]
And about the sample (multilayer ceramic capacitor) produced in this way, while performing the measurement test of "solderability", "the number of crack generation" was investigated.
In addition, the measurement test of “solderability” was performed on a sample of 20 lots using a flux consisting of 25% rosin and alcohol (residue) under the conditions of a soldering temperature of 230 ° C. ± 5 ° C. and an immersion time of 2 seconds. The sample was immersed in the solder, and the case where the solder coverage by appearance observation was 90% or more was evaluated as acceptable.
Further, the “number of cracks” is a value obtained by observing the presence or absence of cracks with a microscope after cross-section polishing for 20 samples per lot.
The results are shown in Table 1.

Figure 0004428001
Figure 0004428001

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。   As shown in Table 1, when the cooling rate of the “cooling section” is 2 ° C. to 150 ° C./sec, solderability is good, and cracks due to thermal shock are not observed, and desirable results are obtained. It was confirmed that it was obtained. On the other hand, when the cooling rate in the “cooling section” exceeded 150 ° C./sec, cracks due to thermal shock occurred, and at 200 ° C./sec, cracks were observed in two of the 20 samples.

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。
Further, it was found that when the cooling rate was less than 2 ° C./sec, precipitation of the glass frit on the surface of the external electrode became remarkable, resulting in poor solderability.
From the above results, it was confirmed that the cooling rate in the “cooling section” is desirably 2 ° C./sec or more in order to ensure solderability.
Furthermore, it was confirmed that the cooling rate in the “cooling section” is preferably 2 ° C. to 150 ° C./sec in order to reduce the occurrence of cracks while ensuring solderability.

セラミックコンデンサ素子(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コンデンサ素子(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。
[Production of ceramic capacitor element (chip element)]
An external electrode is formed by applying and baking a conductive paste for forming an external electrode on both ends of a fired ceramic capacitor element (chip element) manufactured under the same conditions as in Example 1 above. did.
The composition, firing conditions, and cooling conditions of the conductive paste used for forming the external electrodes are as follows.

<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%
<Composition of conductive paste for external electrode formation>
(a) Conductive component Ag powder: 70% by weight
(b) Glass frit Zinc borosilicate glass: 7.0% by weight
Softening point: about 700 ° C
(c) Organic vehicle (resin + solvent)
Resin: 7.5 + Solvent: 5.5 = 13.0 wt%

<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
<Baking conditions>
Maximum firing temperature: 840 ° C
Keeping time at maximum firing temperature: 10 min
Firing atmosphere: Air

<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。
<Cooling conditions>
In Example 2, baking is performed with a temperature profile as shown in FIG. 4, and the maximum baking temperature (baking temperature) is held at 840 ° C. for 10 minutes. As shown in Table 2, the cooling rate of the “cooling section” up to the softening point (about 700 ° C.) of the glass frit is 200 ° C./sec, 150 ° C./sec, 100 ° C./sec, 10 ° C./sec, 2. It was changed to 0 ° C./sec, 0.67 ° C./sec, 0.5 ° C./sec, and 0.33 ° C./sec.
The cooling rate was adjusted by controlling the replacement amount of the atmospheric gas (atmosphere) as in the case of Example 1.

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コンデンサ素子に、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。 Thereafter, Ni plating and Sn plating are performed on the ceramic capacitor element in which the external electrode is formed by baking the conductive paste, and as shown in FIG. 3, the Ni plating film 6 is formed on the external electrodes 4a and 4b. Further, an Sn plating film 7 was formed on the Ni plating film 6. In FIG. 3, the parts denoted by the same reference numerals as those in FIG. 1 indicate the same or corresponding parts.

[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。
[Characteristic evaluation]
For the sample plated as described above, a “solder heat resistance” measurement test is performed, the “number of cracks generated” is examined, and the “Ni plating film formed on the external electrodes 4a and 4b” is further examined. "Thickness" was examined.
“Solder heat resistance” measurement test is performed on 20 samples per lot, using a flux consisting of 25% rosin and alcohol (residue) under the conditions of a soldering temperature of 270 ° C. ± 5 ° C. and an immersion time of 5 seconds. Was immersed in the solder, and the case where the solder coverage in appearance was 100% was evaluated as a pass.
The “number of cracks generated” was determined by observing the presence or absence of cracks with a microscope after cross-section polishing for 20 samples per lot.
Further, the “thickness of the plating film” was performed by examining the thickness of the Ni plating film with a microscope after the cross section of the external electrode was polished.
The results are shown in Table 2.

Figure 0004428001
Figure 0004428001

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。
As shown in Table 2, when the cooling rate of the “cooling section” is 2 ° C. to 150 ° C./sec, the solder heat resistance is good, and cracks due to thermal shock are not observed, and a desirable result is obtained. It was confirmed that it was obtained. On the other hand, when the cooling rate in the “cooling section” exceeded 150 ° C./sec, cracks due to thermal shock occurred, and at 200 ° C./sec, occurrence of cracks was observed in 4 of 20 samples.
Further, it was found that when the cooling rate was less than 2 ° C./sec, precipitation of the glass frit on the surface of the external electrode became remarkable, resulting in poor solder heat resistance.
From the above results, it was confirmed that the cooling rate of the “cooling section” is preferably 2 ° C./sec or more in order to ensure solder heat resistance, and further cracks occurred while ensuring solder heat resistance. In order to reduce this, it was confirmed that the cooling rate in the “cooling section” is desirably 2 ° C. to 150 ° C./sec.

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。   In addition, the present invention is not limited to the above-described Examples 1 and 2 in other points, and relates to the type of glass frit contained in the conductive paste, the shape of the external electrode, etc. Various applications and modifications can be added.

本願発明(請求項1)のセラミックコンデンサ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、信頼性の高いセラミックコンデンサ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セラミックコンデンサにダメージを与えることなく、信頼性の高いセラミックコンデンサを効率よく製造することができるようになる。
According to the method for manufacturing a ceramic capacitor of the present invention (Claim 1), it is possible to suppress and prevent segregation of the glass frit, and to form an external electrode excellent in solder wettability. When plating the surface of the metal and forming a metal plating film on the surface, it becomes possible to form a uniform plating film on the surface of the external electrode, and a highly reliable ceramic capacitor is efficiently manufactured. Will be able to.
In addition, when the conductive paste is baked and then cooled to the softening point of the glass frit at a cooling rate of 2 ° C./sec or more and not exceeding 150 ° C./sec, A highly reliable ceramic capacitor can be efficiently manufactured without damaging the ceramic capacitor .

本願発明の一実施例(実施例1)にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the multilayer ceramic capacitor concerning one Example (Example 1) of this invention. 本願発明の一実施例(実施例1)にかかる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。It is a figure explaining the baking and cooling process at the time of manufacturing the multilayer ceramic capacitor concerning one Example (Example 1) of this invention. 本願発明の他の実施例(実施例2)にかかる積層セラミックコンデンサの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the multilayer ceramic capacitor concerning the other Example (Example 2) of this invention. 本願発明の他の実施例(実施例2)にかかる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。It is a figure explaining the baking and cooling process at the time of manufacturing the multilayer ceramic capacitor concerning other examples (Example 2) of this invention. 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。It is a figure which shows the baking conditions of the electrically conductive paste in the conventional copper terminal electrode formation method of a ceramic electronic component.

1 セラミックコンデンサ素子(セラミック電子部品素子)
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
1 Ceramic capacitor element (ceramic electronic component element)
2 Ceramic layer 3a, 3b Internal electrode 4a, 4b External electrode 5a, 5b End face of ceramic element 6 Ni plating film 7 Sn plating film

Claims (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セラミックコンデンサの製造方法であって、
セラミックコンデンサ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
を特徴とするセラミックコンデンサの製造方法。
A method for producing a ceramic capacitor having an external electrode formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit,
In the heat treatment process for baking the conductive paste for forming the external electrode applied to the ceramic capacitor element,
The conductive paste is baked at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste, and then cooled to at least the softening point of the glass frit at a cooling rate of 2 ° C./sec or more. A method for manufacturing a ceramic capacitor .
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セラミックコンデンサの製造方法であって、
セラミックコンデンサ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
を特徴とするセラミックコンデンサの製造方法。
A method for producing a ceramic capacitor having an external electrode formed by applying and baking a conductive paste containing glass frit,
In the heat treatment process for baking the conductive paste for forming the external electrode applied to the ceramic capacitor element,
After baking the conductive paste at a predetermined baking temperature exceeding the softening point of the glass frit in the conductive paste, at least 2 ° C / sec and exceeding 150 ° C / sec to the softening point of the glass frit A method for producing a ceramic capacitor , characterized in that cooling is performed at a cooling rate that does not occur.
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