JP2001131655A - 導電ペースト用銅合金粉 - Google Patents
導電ペースト用銅合金粉Info
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Abstract
った、耐熱性に優れた導電ペースト用銅合金粉末を提供
する。 【解決手段】Cu:80〜99.9重量%及びAg,C
r,Zrから成る群から選ばれた1又は2以上の元素
0.1〜20重量%から成り、平均粒径が0.1〜1μ
mである導電ペースト用銅合金粉である。
Description
電ペースト用銅合金粉に関し、特に積層セラミックコン
デンサ内部電極用合金粉として用いた場合に最適な導電
ペースト用銅合金粉に関する。
ミック誘電体シート上に金属粉末ペーストを印刷又はス
プレイし、相互に電極構造をもつように多数枚を積み重
ね、圧着により一体化したものを焼結し、外部引出し電
極を焼きつけて製造されている。このような積層セラミ
ックコンデンサは実効誘電体の厚みを薄くすることがで
き、大きな容量容積比をもつことができ、また内部イン
ダクタンスが小さく、高周波数帯域例えばGHzオーダ
ーまで使用できるなどの特性がある。
ラミック誘電体と内部電極とを同時に焼成するため、電
極材料としてはセラミックスの焼結温度より高い融点を
もつこと、セラミックスと反応しないことが必要であ
る。このため以前はPt,Pdなどの貴金属を使用して
いたが高価であるという欠点があった。この欠点を解決
するため、誘電体セラミックスの焼結温度を900〜1
100℃に低下させ、電極材料にAg−Pd合金を用い
たり、Niなどの安価な卑金属を用いたものが実用化さ
れている。近年は、さらに高周波数帯域で作動させるた
めの積層セラミックコンデンサの要求があり、このため
内部電極用導体としては、電気抵抗が低いことが必須事
項であり、現在はCuが有力候補として挙げられてい
る。
低融点のため誘電体と電極の焼結温度の差が大きく、電
極の割れや剥離、あるいは誘電体の焼成不良等が発生し
やすいという問題がある。またCuは雰囲気中の酸素に
より、脱バインダー焼結工程で容易に酸化され、酸化物
の混入によって電極が焼結不良になったり、電気比抵抗
が増加するという問題がある。これに対して、雰囲気を
還元性にすれば酸化を妨げることはできるが、セラミッ
ク誘電体が還元されてしまい誘電体としての良好な性能
を発揮できないという問題がある。
その際に雰囲気により酸化されない粉末が望まれてい
る。本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、C
uを主体とする合金から成る耐熱性に優れた導電ペース
ト用銅合金粉を開発し、これを提供すること、特に焼結
開始温度の上昇を図り、耐酸化性向上を図った、耐熱性
に優れた導電ペースト用銅合金粉を提供することを目的
とする。
決するためになされたもので、その特徴とする技術手段
はCu:80〜99.9重量%及びAg,Cr,Zrか
ら成る群から選ばれた1又は2以上の元素0.1〜20
重量%から成り、平均粒径が0.1〜1μmであること
を特徴とする導電ペースト用銅合金粉である。本発明は
Cuの焼結開始温度を高め、高温硬さを向上させる一
方、電気比抵抗をあまり増加させない元素を添加する。
また合金化によって、活量低下と不働態の形成を図り、
耐熱性を向上させることができる。
上昇に効果があるもの、又は、高温硬さの向上が見られ
るもので、電気比抵抗の増加の少ない金属としてAg、
Cr、Zrからなる群を選定した。これらの添加量は
0.1重量%未満では耐熱性、耐酸化性改善の効果が少
なく、20重量%を越えると電気比抵抗の増加が著し
く、従来のNiよりも高抵抗となるため、0.1〜20
重量%の範囲に限定した。また平均粒度は均一な膜厚を
形成する導電ペーストとして適切な粒度とし、0.1〜
1μmとした。0.1μm未満ではスクリーン印刷等が
困難になる。1μmを越えると膜厚にばらつきを生ずる
ので1μm以下に限定した。銅合金粉の形状は球形が好
ましい。これはペーストにしたときに分散性、流動性に
優れるためである。
粒度の揃った球形状の粉を容易に製造することができ
る。例えばCuの塩化物及び合金化すべき元素の塩化物
をそれぞれ加熱して蒸発させ、これらの蒸気を混合し水
素ガスによって還元する。合金の組成及び粉体の粒度
は、反応条件を変化させて制御することができる。化学
気相反応では異種金属元素が原子レベルで混合するため
均一な合金を得ることができる。
の合金粉の成分、平均粒径を変化させた銅合金粉を試作
し、銅合金粉の焼結開始温度、電気比抵抗及び昇温時の
重量増加率を測定した。測定結果を表1、図1、図2に
示す。
けて圧粉体を製作し、この圧粉体の温度をあげていった
ときの圧粉体の高さ(試料高さ)と温度の関係を調査
し、圧粉体の高さが減少し始めた温度を焼結開始温度と
した。重量増加率は、TG測定により空気気流中600
℃での重量増加率を求めた。
発明の実施例、No.13〜No.15は比較例であ
る。実施例では比較例No.13(Cu単独)よりも焼
結開始温度が向上し、酸化による重量増加が少なく、電
気抵抗の上昇も許容される範囲である。これに比べ、比
較例No.14では電気抵抗が過大であり,No.15
では、粒度が過大でペーストの流動性が劣り、また、電
気抵抗が大きい。
7及び比較例であるNo.13についての温度と試料高
さとの関係を模式的に示すもので、曲線11,12はそ
れぞれ実施例、比較例を示す。実施例では焼結開始温度
が、Cu単独の場合よりも高いことがわかる。図2は温
度上昇に伴う合金の重量変化の関係を模式的に示すグラ
フで、実施例であるNo.7(曲線21)及び比較例で
あるNo.13(曲線22)を示す。実施例では重量変
化が小さく、酸化しにくいことを示している。
電体シートと、本発明の銅合金粉を有機溶媒中に分散さ
せた導電性ペーストを印刷法により成膜したものを複数
積層した後、焼成して積層セラミックコンデンサを製造
した。得られた積層セラミックコンデンサは割れ、剥離
などの欠陥がなく、従来よりも高い周波数帯域で良好な
作動特性を示した。
く、焼結開始温度が高く、かつ、耐酸化性に優れるの
で、積層セラミックコンデンサ内部電極用として最適で
ある。
ンサ用の導電ペースト用金属として高周波数帯域で良好
な作動特性を示し、電気抵抗が小さく、焼結開始温度が
高く、耐酸化性の向上した、耐熱性に優れた導電ペース
ト用銅合金粉を安価に提供することが可能となった。
すグラフである。
グラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 Cu:80〜99.9重量%及びAg,
Cr,Zrから成る群から選ばれた1又は2以上の元素
0.1〜20重量%から成り、平均粒径が0.1〜1μ
mであることを特徴とする導電ペースト用銅合金粉。
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