JP2001110233A - 内部電極形成用の導電体ペースト並びに積層セラミック電子部品 - Google Patents

内部電極形成用の導電体ペースト並びに積層セラミック電子部品

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JP2001110233A
JP2001110233A JP29192199A JP29192199A JP2001110233A JP 2001110233 A JP2001110233 A JP 2001110233A JP 29192199 A JP29192199 A JP 29192199A JP 29192199 A JP29192199 A JP 29192199A JP 2001110233 A JP2001110233 A JP 2001110233A
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average particle
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Akira Sasaki
昭 佐々木
Koji Tanaka
公二 田中
Shunichi Yuri
俊一 由利
Tetsuji Maruno
哲司 丸野
Atsushi Masuda
淳 増田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 積層セラミック電子部品の構造欠陥,静電容
量の低下等を確実に防げる内部電極を形成し、価格的に
安価で品質的に良好な積層セラミック電子部品を得る。 【解決手段】 ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が
最大でも0.1μmの誘電体層と同じ組成物の共材を5
〜30wt%添加し、また、平均粒径がプラズマ処理に
より最大でも0.1μmに微紛化された誘電体層と同じ
組成物の共材を5〜30wt%添加し、それを導電体ペ
ーストとして内部電極を誘電体層と交互に積層形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ニッケル粉末を主
成分とする内部電極形成用の導電体ペースト、並びに、
積層セラミックコンデンサ,積層バリスタ,積層誘電体
共振器,積層圧電素子等を含む積層セラミック電子部品
の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器等の小型化に伴って、積層セラ
ミックコンデンサ,積層バリスタ,積層誘電体共振器,
積層圧電素子等のデイスクリート部品は表面実装タイプ
の小型なものになっている。特に、高低電圧の集積回路
に用いられる積層セラミックコンデンサは極小化と共
に、多層化,低廉化が要求されている。
【0003】その積層セラミック電子部品を安価なもの
に構成するべく、内部電極はPdを主成分とするものか
ら価格的に安価なNiを主成分とする導電体ペーストで
形成することによりコストダウンを図ると共に、高品質
な製品として構成することが試みられている。然し、N
iを主成分とする導電体ペーストにより誘電体層と交互
に積層する内部電極を形成すると、内部欠陥が内部電極
と誘電体層との収縮差による歪で発生し易い。
【0004】この内部電極と誘電体層との収縮差を抑制
するため、Ni粉末を主成分とし、誘電体層と同じ組成
物の共材を添加した導電体ペーストにより内部電極を形
成することが行われている。その共材としては誘電体粉
末と添加材をボールミルで均一に混合,解碎した平均粒
径0.7μm程度のものを用い、添加量は収縮挙動を考
慮することから1.0μmのNi粉末に対して0.5w
t%程度に設定されている。
【0005】この共材添加の導電体ペーストにより内部
電極を形成すると共に、誘電体層を300層程度積層形
成すると、内部電極が平均粒径の大きな誘電体層と同じ
共材を含むことから収縮挙動に悪影響を与えて構造欠陥
率40%も発生し、また、誘電体層の形成分を含めると
誘電体材料が大きな比率を占有することになり、静電容
量が92.2μF程度にまで低下してしまうところから
好ましくない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、内部電極形
成用としてNi粉末を主成分とし、誘電体層と同じ組成
物の共材を添加するもので、積層セラミック電子部品の
構造欠陥,静電容量の低下等を生じない内部電極形成用
の導電体ペーストを提供することを目的とする。
【0007】また、本発明はNi粉末を主成分とし、誘
電体層と同じ組成物の共材を添加した導電体ペーストか
ら内部電極を形成することにより安価で、構造欠陥,静
電容量の低下等のない積層セラミック電子部品を提供す
ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
内部電極形成用の導電体ペーストにおいては、誘電体層
と交互に複数積層させて積層チップ素体を構成する内部
電極形成用としてニッケル粉末を主成分とし、平均粒径
が最大でも0.1μmの誘電体層と同じ組成物の共材を
5〜30wt%添加することにより構成されている。
【0009】本発明の請求項2に係る内部電極形成用の
導電体ペーストにおいては、ニッケル粉末を主成分と
し、平均粒径がプラズマ処理により最大でも0.1μm
に微紛化された誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30
wt%添加することにより構成されている。
【0010】本発明の請求項3に係る積層セラミック電
子部品においては、内部電極と誘電体層とを交互に複数
積層させて積層チップ素体を形成し、その積層チップ素
体を部品本体として構成されるもので、ニッケル粉末を
主成分とし、平均粒径が最大でも0.1μmの誘電体層
と同じ組成物の共材を5〜30wt%含有した導電体ペ
ーストにより内部電極を形成することにより構成されて
いる。
【0011】本発明の請求項4に係る積層セラミック電
子部品においては、ニッケル粉末を主成分とし、平均粒
径がプラズマ処理により最大でも0.1μmに微紛化さ
れた誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30wt%含有
した導電体ペーストにより内部電極を形成することによ
り構成されている。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明は内部電極形成用の導電体
ペーストに係り、また、その導電体ペーストにより形成
した内部電極を有する積層セラミック電子部品に係る。
以下、本発明に係る積層セラミック電子部品の一実施の
形態として積層セラミックコンデンサを説明すると共
に、積層セラミックコンデンサの内部電極を形成するも
のとして導電体ペーストを説明する。
【0013】積層セラミックコンデンサは内部電極と誘
電体層とを交互に複数積層させて積層チップ素体を形成
し、その積層チップ素体を部品本体として外部電極を両
端部に設けることにより構成する。この構成中で、誘電
体層は鉛系ベロブスカイト,チタン酸バリュウム系,チ
タン酸ストロンチウム系等の誘電体材料により形成す
る。また、内部電極はニッケル(Ni)を主成分とし、
誘電体層と同じ組成物の共材を添加したNi導電体ペー
ストにより形成する。
【0014】誘電体組成物共材はチタン酸塩及びまたは
ジルコン酸塩を含み、詳しくは、BaTiO,CaT
iO,SrTiO3及びMgTiO3の少なくとも1種
以上及びまたはBaZrO,CaZrO,SrZr
3及びMgZrO3の少なくとも1種以上を含む。この
共材は、平均粒径が最大でも0.1μmの大きさのもの
とし、主成分となるNi粉末に対して5〜30wt%添
加することによりNi導電体ペーストとする。
【0015】その共材としてチタン酸バリュウム(Ba
TiO)を例示すると、他の添加材を含めてボールミ
ルで均一に混合し、この混合材をプラズマ処理で微紛化
する乾式解碎処理により、平均粒径が最大でも0.1μ
mのものとして容易に得られる。また、Ni粉末に対し
て5〜30wt%添加し、有機バインダー及び溶剤等を
分散混合することによりNi内部電極用の導電体ペース
トとして得られる。
【0016】その導電体ペーストを用いては、誘電体層
となるセラミックグリーンシートのシート面上にNi内
部電極として印刷形成する。この内部電極は誘電体層と
交互に所定数複数積層し、そのセラミックシート積層体
を乾燥処理してから部品単位に切断し、還元性雰囲気中
で1300〜1400℃で焼成処理することにより積層
チップ素体として得られる。
【0017】その積層チップ素体は、平均粒径が最大で
も0.1μmの大きさで主成分となるNi粉末に対して
5〜30wt%の共材を添加した導電体ペーストでNi
内部電極を形成することから、積層数を300層程度に
設定しても、Ni内部電極と誘電体層との収縮挙動差を
抑えられることにより、内部欠陥がなく所定の静電容量
を有するものとして得られる。
【0018】その積層チップ素体には、Ni内部電極と
電気的に接続する下地層と、この下地層(5)に重ねて
ニッケル(Ni)等による中間メッキ層と、更に、その
電気メッキ層に重ねて錫(Sn)等による最外メッキ層
とを被覆形成することから、外部電極を両端部に設けた
積層セラミックコンデンサとして得られる。
【0019】上述したNi導電体ペーストにより内部電
極を形成する積層セラミックコンデンサの有効性を確認
するべく、まず、チタン酸バリュウムを主成分とする誘
電体材料をボールミルで混合した後、その混合体をプラ
ズマ処理で微紛化し、ここで得られた凝集体を乾式解砕
処理で粒子化した。その処理条件を任意に変え、平均粒
径としては0.5μm、0.2μm、0.1μm、0.
05μmの誘電体粉末を作製した。
【0020】次に、各平均粒径の誘電体粉末を共材と
し、各共材の添加量をNi粉末に対して3.0wt%、
5.0wt%、10.0wt%、20.0wt%、3
0.0wt%、40.0wt%に設定して各粉末を均一
に混合した。それに溶剤としてアルコール類のブチルカ
ルビトール20wt%、有機バインダーとしてエチルセ
ルローズ2wt%、界面活性剤としてエチル型陰イオン
活性剤0.2wt%を夫々加え、ボールミルで混合分散
することにより回転粘度計の100rpm値が25p
a.sの導電体ペーストを作製した。
【0021】積層チップ素体としては、チタン酸バリュ
ウムを主成分とする誘電体材料と有機バインダー,分散
剤,消泡剤等を混合物したセラミックペーストを作製
し、ドクターブレード法により得た厚さ9μmのセラミ
ックグリーンシート上に、内部電極となるNiを主成分
とする導電体ペーストを厚さ5.0μm印刷し、その内
部電極と交互になるよう誘電体層を300層積層し、熱
圧着後、積層チップ単位に切断し、還元雰囲気中で13
00℃の高温度で焼成し、外形寸法1.41mm×0.
77mm×0.77mmの試料を作製した。
【0022】各試料50個分について、構造欠陥及び静
電容量(μF)を計測した。構造欠陥は、試料を樹脂に
埋め込み研磨し、金属顕微鏡にて欠陥有無を確認した。
その結果は、次の表1で示す通りであった。
【0023】
【表1】
【0024】上記表1から、共材の添加量5.0wt%
を基準にした場合(従来例,試料1,試料3,試料5,
試料7)は共材の平均粒径が小さくなると、構造欠陥の
発生率が少なくなる。また、平均粒径が0.1μm以下
になると、構造欠陥の発生は全く見られなくなる(試料
5,試料7)と共に、静電容量も併せてよくなり、特
に、平均粒径が0.1μmを境に極端によくなることが
判る。
【0025】共材の添加量10.0wt%を基準にした
場合(試料2,試料4,試料6,試料8)は、同様に、
共材の平均粒径が小さくなると構造欠陥が少なくなり、
平均粒径が0.1μm以下になると、構造欠陥の発生は
見られなくなる(試料6,試料8)と共に、静電容量も
併せて良くなることが判る。
【0026】このことから、共材の平均粒径が0.1μ
mを超える場合は添加量を5.0wt%とするものより
10.0wt%とするものが静電容量のよいものになる
が、共材の平均粒径が0.1μm以下の場合は殆ど変わ
らないことが理解できる。
【0027】また、共材の平均粒径が0.1μmを基準
にし、添加量を3.0wt%,5.0wt%,10.0
wt%,20.0wt%,30.0wt%及び40.0
wt%(試料9,試料5,試料6,試料10,試料1
1,試料12)と増加すると、3.0wt%(試料9)
を除いて構造欠陥の発生は見られないが、40.0wt
%(試料12)なると、静電容量が従来例と比較しても
極端に悪くなることが判る。これはNi粉末成分が少な
く、内部電極の面積が少なくなることによる。また、
3.0wt%の場合は収縮挙動差が生じ、その抑制効果
を発揮できないことによる。
【0028】以上のことから、Ni粉末に対して平均粒
径が最大でも0.1μmの共材を5.0wt%〜30.
0wt%の添加量であれば、誘電体層との収縮挙動差を
抑制する効果が発揮でき、構造欠陥がなく、静電容量も
よい高品質の積層セラミック電子部品を得ることができ
る。また、共材は解砕処理においてプラズマ処理を施す
ことにより平均粒径が最大でも0.1μmとして容易に
微紛化できて品質も格段と改善することができる。
【0029】
【発明の効果】以上の如く、本発明に係る内部電極形成
用の導電体ペーストに依れば、ニッケル粉末を主成分と
し、平均粒径が最大でも0.1μmの誘電体層と同じ組
成物の共材を5〜30wt%添加し、また、平均粒径が
プラズマ処理により最大でも0.1μmに微紛化された
誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30wt%添加する
ことにより、積層セラミック電子部品の構造欠陥,静電
容量の低下等を確実に防げる内部電極を形成することが
できる。
【0030】本発明に係る積層セラミック電子部品に依
れば、ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が最大でも
0.1μmの誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30w
t%含有し、また、平均粒径がプラズマ処理により最大
でも0.1μmに微紛化された誘電体層と同じ組成物の
共材を5〜30wt%含有した導電体ペーストで内部電
極を誘電体層と交互に形成することにより安価で、構造
欠陥,静電容量の低下等のない品質的に良好な積層セラ
ミック電子部品を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 由利 俊一 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 丸野 哲司 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 増田 淳 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5E001 AB03 AC04 AC09 AE01 AE02 AE03 AF00 AF06 AH01 AH05 AH06 AH09 AJ01 5E082 AA01 AB03 BC14 BC33 BC38 EE04 EE22 EE23 EE35 FG06 FG26 FG27 FG54 GG10 GG11 GG26 GG28 JJ03 JJ05 JJ12 JJ21 JJ23 LL02 MM22 MM24 PP03 PP09 5G301 DA10 DA32 DD01

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体層と交互に複数積層させて積層チ
    ップ素体を構成する内部電極形成用の導電体ペーストで
    あって、ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が最大で
    も0.1μmの誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30
    wt%添加してなることを特徴とする内部電極形成用の
    導電体ペースト。
  2. 【請求項2】 ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が
    プラズマ処理により最大でも0.1μmに微紛化された
    誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30wt%添加して
    なることを特徴とする請求項1に記載の内部電極形成用
    の導電体ペースト。
  3. 【請求項3】 内部電極と誘電体層とを交互に複数積層
    させて積層チップ素体を形成し、その積層チップ素体を
    部品本体として構成される積層セラミック電子部品であ
    って、ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が最大でも
    0.1μmの誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30w
    t%含有した導電体ペーストにより内部電極を形成して
    なることを特徴とする積層セラミック電子部品。
  4. 【請求項4】 ニッケル粉末を主成分とし、平均粒径が
    プラズマ処理により最大でも0.1μmに微紛化された
    誘電体層と同じ組成物の共材を5〜30wt%含有した
    導電体ペーストにより内部電極を形成してなることを特
    徴とする請求項3に記載の積層セラミック電子部品。
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