JP2002140934A - 導電性ペーストならびにセラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電極膜の乾燥後に皺の発生を防止
し得る導電性ペースト、ならびに外観に優れかつ信頼性
の確保されたセラミック電子部品を提供することにあ
る。 【解決手段】 本発明の導電性ペーストは、少なくとも
導電成分と、有機ビヒクルと、を含有し、有機ビヒクル
は、有機バインダと、有機バインダを溶解し得る第１溶
剤と、有機バインダを溶解し得ない第２溶剤と、を含有
し、第１溶剤の沸点は、第２溶剤の沸点または蒸留温度
の終点より２０℃以上高く、第２溶剤の含有量は、有機
ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％であるこ
とを特徴とする。また、本発明のセラミック電子部品
は、セラミック素体と、セラミック素体に接するように
形成された端子電極と、を備え、端子電極は、本発明の
導電性ペーストを用いて形成されていることを特徴とす
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、導電性ペーストな
らびにセラミック電子部品に関するもので、特にチップ
型セラミック電子部品の端子電極形成に好適な導電性ペ
ーストならびにセラミック電子部品に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック電子部品の端子電極
は、例えばセラミック素体に導電性ペーストをディッピ
ング等の方法により塗布した電極膜を乾燥させた後、焼
付けることで形成される。このような用途に用いられる
導電性ペーストは、一般に少なくとも導電成分と、有機
ビヒクルと、溶剤と、さらにガラスフリット等の無機バ
インダを含有することが多い。また、有機ビヒクルとし
ては、主にエチルセルロース，ニトロセルロース，アク
リル樹脂等の有機バインダを、ターピネオール，２−ブ
トキシエタノール，ジエチレングリコールモノブチルエ
ーテル等の有機溶剤に溶解させたものが用いられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電性ペーストの場合、ディッピング等により導電性ペ
ーストをセラミック素体に塗布した電極膜を乾燥させた
際に、電極膜の表面に皺が発生する場合があった。皺の
発生は外観上好ましくないばかりか、焼付け後の端子電
極に亀裂が発生し、セラミック電子部品の信頼性が著し
く低下する問題がある。

【０００４】電極膜の表面に皺が発生する原因として
は、導電性ペースト中の溶剤が、電極膜の乾燥時に急激
に揮発することが挙げられる。従来の有機ビヒクルに用
いる有機溶剤は、有機バインダを溶解するものが選択さ
れているため、溶剤が揮発すると有機ビヒクル中の有機
バインダが析出する。ところが、電極膜の乾燥が熱風乾
燥等による場合、電極膜の表面から溶剤が優先的に揮発
するため、乾燥初期の段階では、電極膜の表面に有機バ
インダが析出して皮膜が形成される。さらに乾燥が進行
すると、揮発した溶剤量に相当する体積分だけ電極膜が
収縮するが、上述した有機バインダの皮膜の面積は、収
縮後の電極膜の表面積よりも大きいため、皮膜が余って
皺が発生する。

【０００５】乾燥初期の段階で、電極膜の表面に有機バ
インダの皮膜が発生しないようにするためには、乾燥温
度を低くするか、より沸点の高い溶剤を使用する方法が
考えられる。しかしながら、乾燥時間が長くなり生産性
に劣る問題があり、乾燥が不十分である場合には、後工
程で端子電極（電極膜）が剥離する問題がある。

【０００６】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、乾燥後の電極膜に皺が発生するこ
と、ならびに焼付け後に亀裂が発生することが抑制され
た端子電極を形成し得る導電性ペースト、ならびに外観
に優れかつ電気的特性の信頼性が確保されたセラミック
電子部品を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の導電性ペーストは、少なくとも導電成分
と、有機ビヒクルと、を含有し、有機ビヒクルは、有機
バインダと、有機バインダを溶解し得る第１溶剤と、有
機バインダを溶解し得ない第２溶剤と、を含有し、第１
溶剤の沸点は、第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点よ
り２０℃以上高く、第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル
１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを特徴
とする。

【０００８】なお、本発明において、有機バインダを溶
解し得ない第２溶剤とは、室温における有機バインダの
飽和溶液濃度が約１％未満であって、有機バインダを溶
解し得る第１溶剤の溶解度の１／１０以下の溶解度を有
する溶剤をいう。

【０００９】また、上述の導電性ペーストは、第１溶剤
の沸点が第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より３０
℃以上高いことが好ましい。

【００１０】また、本発明の導電性ペーストは、さらに
無機バインダを含有してもよい。

【００１１】本発明のセラミック電子部品は、セラミッ
ク素体と、セラミック素体に接するように形成された端
子電極と、を備え、端子電極は、上述した本発明の導電
性ペーストを用いて形成されていることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の導電性ペーストは、有機
ビヒクルを構成する溶剤として、有機バインダを溶解し
得る第１溶剤と、有機バインダを溶解しない第２溶剤の
２種類を用い、第１溶剤の沸点は第２溶剤の沸点または
蒸留温度の終点より２０℃以上高いことに特徴がある。
第２溶剤が含まれていることにより、乾燥初期の段階で
は、低沸点である第２溶剤が優先的に揮発する。このと
き、第２溶剤には有機バインダが溶解していないため、
第２溶剤の揮発に伴う有機バインダの析出が起こらず、
電極膜の表面に有機バインダの皮膜が形成されない。次
いで、より高沸点の第１溶剤が揮発するが、第２溶剤の
含有により導電性ペースト全体に占める第１溶剤の量が
比較的少なくされているため、第１溶剤の揮発に伴う有
機バインダの析出は少なく、第１溶剤量に相当する体積
分だけ電極膜が収縮しても皺の発生が抑制される。

【００１３】なお、第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル
１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを要す
る。第２溶剤の含有量が３０重量％以上であれば、皺発
生の抑制効果が十分に発揮される。他方、第２溶剤の含
有量が７０重量％以下であれば、有機ビヒクルがゲル化
することなく、また有機ビヒクル中の第２溶剤が経時的
に分離することがないため、ディッピング可能な程度の
流動特性ならびに分散安定性に優れた導電性ペーストが
得られる。

【００１４】また、高沸点である第１溶剤と低沸点であ
る第２溶剤との沸点の温度差は、少なくとも２０℃以上
であることを要し、好ましくは３０℃以上である。沸点
の温度差が３０℃以上である場合に、皺発生の抑制効果
が十分に発揮される。なお、混合溶剤の沸点が不明確で
ある場合には、第２溶剤の沸点を蒸留温度の終点と読み
替えることができる。

【００１５】また、本発明の導電性ペーストは、さらに
無機バインダを含有することを妨げない。無機バインダ
としては、特に限定はしないが、例えばＢ−Ｓｉ−Ｂａ
−Ｏ系ガラスフリット，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｏ系ガラスフ
リット，Ｂ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系ガラスフリット等、従来
から公知である種々のガラスフリットを適宜選択して用
いることができる。

【００１６】また、本発明の導電性ペーストにおける導
電成分としては、特に限定はしないが、例えばＡｇ，Ｐ
ｄ，Ａｕ，Ｐｔ等の貴金属類から選ばれる少なくとも１
種、あるいはＮｉ，Ｃｕ，Ａｌ等の卑金属類から選ばれ
る少なくとも１種の導電性粉末を適宜選択して用いるこ
とができる。

【００１７】また、有機バインダならびに溶剤として
は、特に限定はしないが、例えば有機バインダとして
は、従来から公知であるエチルセルロース，ニトロセル
ロース，アクリル樹脂等が挙げられ、高沸点である第１
溶剤としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ルが挙げられ、低沸点である第２溶剤としては、有機ビ
ヒクルを溶解しない炭化水素系の混合溶剤等を適宜調整
して用いることができる。

【００１８】また、本発明の導電性ペーストにおける導
電成分ならびに有機バインダの含有割合は、特に限定は
しないが、例えば導電成分としてＡｇ粉末７６重量％
と、有機ビヒクル２４重量％と、を混合したものが挙げ
られる。

【００１９】本発明のセラミック電子部品の一つの実施
形態について、図１に基づいて詳細に説明する。すなわ
ち、セラミック電子部品１は、セラミック素体２と、内
部電極３，３と、端子電極４，４と、めっき膜５，５と
から構成される。

【００２０】セラミック素体２は、ＢａＴｉＯ₃を主成
分とする誘電体材料からなるセラミック層２ａが複数積
層された生のセラミック素体が焼成されてなる。

【００２１】内部電極３，３は、セラミック素体２内の
セラミック層２ａ間にあって、複数の生のセラミック層
２ａ上に導電性ペーストが印刷され、生のセラミック層
とともに積層されてなる生のセラミック素体と同時焼成
されてなり、内部電極３，３のそれぞれの端縁は、セラ
ミック素体２の何れかの端面に露出するように形成され
ている。

【００２２】端子電極４，４は、セラミック素体２の端
面に露出した内部電極３，３の一端と電気的かつ機械的
に接合されるように、本発明の導電性ペーストがセラミ
ック素体２の端面に塗布され焼付けられてなる。

【００２３】めっき膜５，５は、例えば、ＳｎやＮｉ等
の無電解めっきや、はんだめっき等からなり、端子電極
４，４上に少なくとも１層形成されてなる。

【００２４】なお、本発明のセラミック電子部品のセラ
ミック素体２の材料は、上述の実施形態に限定されるこ
となく、例えばＰｂＺｒＯ₃等その他の誘電体材料や、
絶縁体、磁性体、半導体材料からなっても構わない。ま
た、セラミック素体２は、１枚のセラミック層２ａから
構成されていてもよく、また何層形成されていても構わ
ない。また、本発明の積層セラミック電子部品の内部電
極３の枚数は、上述の実施形態に限定されることなく、
必ずしも備えている必要はなく、また何層形成されてい
ても構わない。また、めっき膜５，５は、必ずしも備え
ている必要はなく、また何層形成されていても構わな
い。

【００２５】

【実施例】まず、有機バインダとしてエチルセルロー
ス、第１溶剤としてジエチレングリコールモノブチルエ
ーテル（沸点２３０℃）、第２溶剤としてシェルゾール
Ｄ４０（蒸留温度、初留点１６２℃、終点１９７℃：昭
和シェル石油製）を準備し、表１に示した割合で混合
し、試料Ａ〜Ｅの有機ビヒクルを作製した。

【００２６】なお、シェルゾールＤ４０溶剤は、室温に
おけるエチルセルロースの飽和溶液濃度が１％未満であ
って、本発明において、有機バインダを溶解し得ない溶
剤に相当するものである。

【００２７】次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜
Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤
を準備し、第２溶剤を含有させることなく、表１に示し
た割合で混合し、試料Ｆの有機ビヒクルを作製した。

【００２８】次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜
Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤
と、第１溶剤との沸点温度差が３０℃以上であるが、有
機バインダであるエチルセルロースを溶解する２−ブト
キシエタノール（沸点１７０℃）を準備し、表１に示し
た割合で混合し、試料Ｇの有機ビヒクルを作製した。

【００２９】次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜
Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤
と、有機バインダであるエチルセルロースを溶解しない
が、第１溶剤の沸点との沸点温度差が２０℃未満である
ｎ−ドデカン（沸点２１６℃）を準備し、表１に示した
割合で混合し、試料Ｈの有機ビヒクルを作製した。

【００３０】

【表１】

【００３１】次いで、試料Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｈの有機ビヒク
ル２５重量％と、導電成分として銀粉末７０重量％と、
無機バインダとしてＢ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系ガラスフリッ
ト５重量％と、をそれぞれ準備して混合し、ボールミル
を用いて分散させて、試料１〜７の導電性ペーストを作
製した。なお、試料Ｅの有機ビヒクルは、作成後数時間
の放置でゲル化し、ディッピングに必要なペースト流動
性が得られないため、導電性ペーストを作製することな
く評価を中止した。

【００３２】次いで、内部電極を備え、コンデンサとし
て機能するチップ形状のセラミック素体の両端面に、試
料１〜７の導電性ペーストをディッピングの手法により
塗布して、端子電極となるべき電極膜を形成し、これを
１５０℃の熱風オーブンにて乾燥させて、乾燥電極膜を
備える試料１〜７の焼付け前セラミック電子部品をそれ
ぞれ１００個ずつ得た。そこで、試料１〜７の焼付け前
セラミック電子部品の乾燥電極膜の外観形状を観察して
皺発生率を算出し、これらを表２にまとめた。なお、皺
発生率は、乾燥電極膜に皺が生じている焼き付け前セラ
ミック電子部品の個数を計数し、全数１００個に対する
割合とした。

【００３３】次いで、試料１〜７の焼成前セラミック電
子部品の乾燥電極膜を６００℃で焼付けして、外形寸法
が３．２ｍｍ×２．５ｍｍ×１．５ｍｍである試料１〜
７のセラミック電子部品を得た。そこで、試料１〜７の
セラミック電子部品の端子電極の外観形状を観察して亀
裂発生率を算出し、また上述した皺発生率ならびに亀裂
発生率に基づいて評価を与え、これらを表２にまとめ
た。なお、亀裂発生率は、端子電極に亀裂が発生してい
るセラミック電子部品の個数を計数し、全数１００個に
対する割合とした。また、評価は、本発明の範囲内とな
った試料について○、本発明の範囲外である試料につい
て×とした。

【００３４】

【表２】

【００３５】表２から明らかであるように、有機バイン
ダを溶解する第１溶剤と、有機バインダを溶解しない第
２溶剤とを含有し、かつ第２溶剤の含有量が有機ビヒク
ル１００重量％のうち３０〜７０重量％である試料Ａ〜
Ｃの有機ビヒクルを用いた試料１〜３のセラミック電子
部品は、皺発生率ならびに亀裂発生率が何れも０％であ
り、本発明の範囲内となった。

【００３６】これに対して、第２溶剤の含有量が有機ビ
ヒクル１００重量％のうち２０重量％である試料Ｄの有
機ビヒクルを用いた試料４のセラミック電子部品は、皺
発生率が７０％で亀裂発生率が５０％であり、何れも高
く劣ったため本発明の範囲外となった。

【００３７】また、第２溶剤を含有しない試料Ｆ、有機
バインダを溶解する第２溶剤を含有する（有機バインダ
を溶解しない第２溶剤を含有しない）試料Ｇ、ならびに
有機バインダを溶解しないが、第１溶剤の沸点との沸点
温度差が２０℃未満である試料Ｈの有機ビヒクルを用い
た試料５〜７のセラミック電子部品は、皺発生率が１０
０％で亀裂発生率が８０〜１００％であり、何れも高く
劣った。

【００３８】

【発明の効果】以上のように本発明の導電性ペースト
は、少なくとも導電成分と、有機ビヒクルと、を含有
し、有機ビヒクルは、有機バインダと、有機バインダを
溶解し得る第１溶剤と、有機バインダを溶解し得ない第
２溶剤と、を含有し、第１溶剤の沸点は、第２溶剤の沸
点または蒸留温度の終点より２０℃以上高く、第２溶剤
の含有量は、有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７
０重量％であることを特徴とすることで、乾燥後の電極
膜に皺が発生すること、ならびに焼付け後に亀裂が発生
することが抑制された端子電極を備える、電気的特性の
信頼性が確保されたセラミック電子部品を提供できる。

【００３９】また、本発明のセラミック電子部品は、セ
ラミック素体と、セラミック素体に接するように形成さ
れた端子電極と、を備え、端子電極は、本発明の導電性
ペーストを用いて形成されていることを特徴とすること
で、乾燥後の電極膜に皺が発生すること、ならびに焼付
け後に亀裂が発生することが抑制され、電気的特性の信
頼性が確保される効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施の形態のセラミック電
子部品の断面図である。

【符号の説明】

１， セラミック電子部品 ２， セラミック素体 ４， 端子電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも導電成分と、有機ビヒクル
   と、を含有し、 前記有機ビヒクルは、有機バインダと、前記有機バイン
   ダを溶解し得る第１溶剤と、前記有機バインダを溶解し
   得ない第２溶剤と、を含有し、 前記第１溶剤の沸点は、前記第２溶剤の沸点または蒸留
   温度の終点より２０℃以上高く、 前記第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル１００重量％の
   うち３０〜７０重量％であることを特徴とする、導電性
   ペースト。
2. 【請求項２】 前記第１溶剤の沸点は、前記第２溶剤の
   沸点または蒸留温度の終点より３０℃以上高いことを特
   徴とする、請求項１に記載の導電性ペースト。
3. 【請求項３】 さらに、無機バインダを含有することを
   特徴とする、請求項１または２に記載の導電性ペース
   ト。
4. 【請求項４】 セラミック素体と、セラミック素体に接
   するように形成された端子電極と、を備えるセラミック
   電子部品であって、 前記端子電極は、請求項１〜３の何れかに記載の導電性
   ペーストを用いて形成されていることを特徴とする、セ
   ラミック電子部品。