電子部品の外部電極形成方法

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【発明の名称】	電子部品の外部電極形成方法
【発明者】	【氏名】小林文幸【氏名】黒岩慎一郎【氏名】川端和昭【氏名】米田康信
【要約】	【課題】ピンホールが殆ど内在しない外部電極を形成することができる電子部品の外部電極形成方法を提供する。【解決手段】

【特許請求の範囲】
【請求項１】素子にペースト状の外部電極材を塗布する塗布工程と、ペースト状の外部電極材が塗布された前記素子を、減圧雰囲気中におき、ペースト状の外部電極材を脱気処理する減圧脱気工程と、脱気処理された前記ペースト状の外部電極材を乾燥する乾燥工程と、を備えたことを特徴とする電子部品の外部電極形成方法。
【請求項２】前記減圧脱気工程において、ペースト状の外部電極材が塗布された前記素子を、４００ｍｍＨｇ以上減圧した雰囲気中において、ペースト状の外部電極材を脱気処理することを特徴とする請求項１記載の電子部品の外部電極形成方法。
【請求項３】前記減圧脱気工程において、ペースト状の外部電極材が塗布された前記素子を、７００ｍｍＨｇ以上減圧した雰囲気中において、ペースト状の外部電極材を脱気処理することを特徴とする請求項１記載の電子部品の外部電極形成方法。
【請求項４】前記乾燥工程において、低温での予備乾燥を行った後、高温での本乾燥を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の電子部品の外部電極形成方法。

【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品の外部電極形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】表面実装型電子部品の外部電極形成方法の一つとして、従来より、浸漬法が知られている。この浸漬法は、ペースト状の外部電極材を入れた容器に素子の端部を浸漬、引き上げて、素子にペースト状の外部電極材を塗布した後、乾燥、焼成することによって外部電極を形成する方法である。このとき、外部電極内にピンホールと呼ばれる小空洞が生じていると、外部電極の耐候性及び機械的強度が劣化する。
【０００３】そこで、従来は、ペースト状の外部電極材へ素子を浸漬する際の浸漬スピードやペースト状の外部電極材から素子を引き上げる際の引き上げスピードを調節して、素子に塗布されたペースト状の外部電極材の中に気泡を取り込まないようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の浸漬スピードや引き上げスピードの調整だけでは、素子に塗布されたペースト状の外部電極材の中に気泡を取り込んでしまうことを十分に阻止することができなかった。このため、従来の外部電極は、ピンホールが内在し易く、耐候性及び機械的強度に問題があった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、ピンホールが殆ど内在しない外部電極を形成することができる電子部品の外部電極形成方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成するために、本発明に係る電子部品の外部電極形成方法は、（ａ）素子にペースト状の外部電極材を塗布する塗布工程と、（ｂ）ペースト状の外部電極材が塗布された前記素子を、減圧雰囲気中におき、ペースト状の外部電極材を脱気処理する減圧脱気工程と、（ｃ）脱気処理された前記ペースト状の外部電極材を乾燥する乾燥工程と、を備えたことを特徴とする。減圧脱気工程においては、雰囲気を４００ｍｍＨｇ以上減圧することが好ましい。
【０００７】以上の方法により、塗布工程で、ペースト状の外部電極材中に気泡を取り込んでしまっても、後工程の減圧脱気工程において、減圧雰囲気中に素子をおくことによって、ペースト状の外部電極材に内在している気泡が外部電極材の表面に移動してはじける。これにより、ペースト状の外部電極材に取り込まれた気泡が除去される。
【０００８】さらに、減圧脱気工程において、雰囲気を７００ｍｍＨｇ以上減圧することにより、減圧保持時間が短くなる。
【０００９】また、減圧脱気工程でペースト状の外部電極材に内在している気泡が外部電極材の表面に移動してはじける際、外部電極材表面に凸凹が生じることがある。そこで、乾燥工程において、低温での予備乾燥を行った後、高温での本乾燥を行うことにより、予備乾燥中にペースト状の外部電極材表面の凸凹をレベリングすることが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る電子部品の外部電極形成方法の実施の形態について説明する。本実施形態では、図１に示すように、電子部品として積層セラミックコンデンサ１を用い、その外部電極を形成し、ピンホール（小空洞）内在率の測定と耐湿負荷試験を行って本発明の有効性を明らかにする。本実施形態で使用する積層セラミックコンデンサ１は、長さが５．７ｍｍ、幅が５．０ｍｍ、高さが２．５ｍｍのサイズとした。これは、大型の電子部品ほど気泡を抱え込みやすく、本発明の効果が顕著に現れるからである。
【００１１】この積層セラミックコンデンサ１は以下のようにして製作した。ＴｉＯ₃及びＢａＣＯ₃等のセラミック原料を秤量、混合、仮焼、粉砕して粉末原料にする。この粉末原料に、有機バインダ、分散剤及び水を混合し、セラミックスラリーを得た。得られたセラミックスラリーをドクターブレード法等の方法を用いてセラミックグリーンシートを形成した。このセラミックグリーンシート上に、Ｎｉなどの金属粉末を含有した導電ペーストをスクリーン印刷等により長方形状に印刷し、内部電極を形成した。
【００１２】次に、内部電極が形成されたセラミックグリーンシートを複数枚積層し、さらに、その上下に保護用セラミックグリーンシートを積層して積層体を得た。得られた積層体を厚み方向に加圧後、有機バインダを飛散させるために、脱脂を行った。次に、セラミックを焼結させるために焼成をし、図１に示す内部電極３ａ，３ｂを内蔵した焼結誘電体素子２を得た。
【００１３】次に、この誘電体素子２の一方の端部を、ＡｇやＣｕ等のペースト状の外部電極材を入れた容器に浸漬、引き上げて、図２に示すように、素子２の端部にペースト状の外部電極材４を塗布した（塗布工程）。このとき、素子２に塗布されたペースト状の外部電極材４の中にできるだけ気泡５を取り込まないように、ペースト状の外部電極材へ素子２を浸漬する際のスピードやペースト状の外部電極材から素子２を引き上げる際の引き上げスピードが調整される。
【００１４】次に、ペースト状の外部電極材４を塗布した素子２を、減圧チャンバーの中に入れた後、チャンバー内を真空ポンプを用いて減圧し、減圧脱気処理をした（減圧脱気工程）。その際、チャンバー内の減圧度合を、表１に示すように種々変えて、複数種類の試料（試料番号２～１３）を製作した。比較のために、減圧脱気処理を行わなかった試料（試料番号１）も製作した。この減圧脱気処理により、ペースト状の外部電極材４に内在している気泡５が外部電極材４の表面に移動してはじけ、除去される。
【００１５】
【表１】

【００１６】次に、脱気処理されたペースト状の外部電極材４を乾燥した（乾燥工程）。同様にして、誘電体素子２の他方の端部にもペースト状の外部電極材４を塗布し、減圧脱気し、乾燥した。この後、図３に示すように、乾燥された外部電極材４を焼き付けて外部電極６とし、その表面にＮｉやＳｎ等のメッキ膜７を形成した。こうして、図３に示すような積層セラミックコンデンサ１を得た。
【００１７】この後、得られた積層セラミックコンデンサ１の耐湿負荷試験と外部電極６のピンホール内在率の測定を行った。この結果を前記表１に示す。なお、ピンホール内在率は各試料毎に５００個の積層セラミックコンデンサ１の垂直断面を顕微鏡で観察して、外部電極６に直径が１００μｍ以上のピンホール（小空洞）がある積層セラミックコンデンサの数をカウントすることによって算出した。また、耐湿負荷試験は、各試料毎に７２個の積層セラミックコンデンサ１を湿度９５％以上の試験環境に晒した後、積層セラミックコンデンサ１の絶縁抵抗が１ＭΩ以下になったものを不良と判定した。
【００１８】表１から明らかなように、ペースト状の外部電極材４を乾燥する前に減圧脱気処理を行うことにより、ピンホール内在率や耐湿負荷不良を低減することができる（試料番号２～１３参照）。つまり、積層セラミックコンデンサ１は、塗布工程で、ペースト状の外部電極材４中に気泡５を取り込んでしまっても、後工程の減圧脱気工程において、減圧雰囲気中に誘電体素子２をおくことによって、ペースト状の外部電極材４に内在している気泡５を除去することができる。この結果、ピンホールが殆ど内在しない外部電極６を有する積層セラミックコンデンサ１を得ることができる。
【００１９】特に、誘電体素子２を２００ｍｍＨｇ減圧した雰囲気中に６００秒間おいて、ペースト状の外部電極材４を減圧脱気処理しても、ピンホールはなくならなかった（試料番号２参照）のに対して、４００ｍｍＨｇ減圧した雰囲気中に３００秒間おくだけで、ピンホールが全くなくなった（試料番号３参照）。このように、減圧脱気工程において、雰囲気を４００ｍｍＨｇ以上減圧することにより、外部電極６のピンホール内在率を０％にすることができる。
【００２０】さらに、表１から、減圧脱気工程において、雰囲気の減圧度合が高くなるにつれて、外部電極６のピンホールがなくなるまでの減圧保持時間が短くなることが確認される。
【００２１】ところで、ペースト状の外部電極材４を減圧脱気処理すると、外部電極材４の表面が凸凹状になる場合がある。これは、試料番号２等のように減圧下での保持時間が長くなると、ペースト状の外部電極材４に含まれている溶剤が揮発して外部電極材４の粘度が高くなり、外部電極材４の表面のレベリング性が低下して、気泡５がはじける際に生じる外部電極材４表面の凸凹をレベリングすることが難しくなるからである。また、試料番号８，９等のように、目標減圧値に達するまでの時間が速く、しかも、減圧下での保持時間が短い場合には、その後すぐに１００℃以上の温度で乾燥させると、外部電極材４表面のレベリングがまだ終わらないうちに外部電極材４が硬化してしまうからである。
【００２２】そこで、減圧脱気処理後の外部電極材４の表面形状をよくするために、減圧脱気処理後に低温（２０～６０℃）での予備乾燥を行い、予備乾燥中に外部電極材４表面のレベリングを行わせ、外部電極材４の表面形状をよくさせる。その後、高温（１００℃以上）での本乾燥を行うようにする。
【００２３】本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変更することができる。特に、前記実施形態では、積層セラミックコンデンサを例にして説明したが、これ以外に、積層セラミックコイルやセラミックフィルタ等の電子部品の外部電極形成にも本発明の方法を適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発明によれば、塗布工程で、ペースト状の外部電極材中に気泡を取り込んでしまっても、後工程の減圧脱気工程において、減圧雰囲気中に素子をおくことによって、ペースト状の外部電極材に取り込まれた気泡を除去することができる。この結果、ピンホールが殆ど内在しない外部電極を有する電子部品を得ることができる。
【００２５】さらに、減圧脱気工程において、雰囲気を７００ｍｍＨｇ以上減圧することにより、減圧保持時間を短くすることができる。
【００２６】また、乾燥工程において、低温での予備乾燥を行った後、高温での本乾燥を行うことにより、予備乾燥中にペースト状の外部電極材表面の凸凹をレベリングすることができる。

【出願人】	【識別番号】０００００６２３１【氏名又は名称】株式会社村田製作所
【出願日】	平成１２年８月９日（２０００．８．９）
【代理人】	【識別番号】１０００９１４３２【弁理士】【氏名又は名称】森下武一
【公開番号】	特開２００２－５７０６２（Ｐ２００２－５７０６２Ａ）
【公開日】	平成１４年２月２２日（２００２．２．２２）
【出願番号】	特願２０００－２４１５９６（Ｐ２０００－２４１５９６）