JP2002270456A

JP2002270456A - 導電性ペーストおよび積層セラミック電子部品

Info

Publication number: JP2002270456A
Application number: JP2001063591A
Authority: JP
Inventors: Shinya Watanabe; 伸也渡辺; Masayoshi Maeda; 昌禎前田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-20

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、いわゆる「シートアタック」現象
が発生せず、かつ導電性ペーストの経時的な粘度増加が
少なく安定した、積層セラミック電子部品の内部電極形
成用導電性ペーストおよびこれを用いた積層セラミック
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、積層セラミ
ック電子部品の内部電極形成に供される導電性ペースト
であって、導電性無機成分と、有機バインダと有機溶剤
とからなる有機ビヒクルと、を含有し、有機溶剤は、溶
解パラメータが８．５未満であるイソボニルアセテート
または／およびノピルアセテートを含有することを特徴
とする。また、本発明の積層セラミック電子部品は、少
なくとも複数のセラミック層が積層状態にあるセラミッ
ク積層体と、セラミック層間に形成された複数の内部電
極と、を備える積層セラミック電子部品であって、内部
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、積層セラミック電
子部品の内部電極形成に供される導電性ペーストおよび
これを用いて内部電極が形成された積層セラミック電子
部品に関し、特に積層セラミックコンデンサの内部電極
形成に好適に用いられる導電性ペースト、およびこれを
用いて内部電極が形成された積層セラミックコンデンサ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より積層セラミック電子部品、例え
ば積層セラミックコンデンサは、主にセラミック積層体
と、内部電極と、端子電極とからなる。セラミック積層
体は、例えば、誘電体材料を含む生のセラミック層が複
数積層された生の積層体が焼成されてなる。内部電極
は、セラミック積層体内のセラミック層間にあって、複
数の生のセラミック層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同時焼成されてなり、内部電
極のそれぞれの端縁は、上述のセラミック層の何れかの
端面に露出するように形成されている。端子電極は、セ
ラミック積層体の端面に露出した内部電極の一端に接合
されるように、導電性ペーストがセラミック積層体の端
面に塗布され焼付けられてなる。

【０００３】生のセラミック層は、例えば誘電体材料等
のセラミック材料と、ブチラール樹脂等の有機バインダ
とエタノール等の有機溶剤を混練した有機バインダと、
を含有してなるセラミックスラリーを、シート状に成形
したセラミックグリーンシートが用いられる。

【０００４】内部電極形成用の導電性ペーストは、例え
ばＮｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｐｄ等の導電性無機成分と有機ビ
ヒクルを含有してなり、有機ビヒクルは、例えばエチル
セルロース樹脂やアルキド樹脂等の有機バインダを、テ
ルピネオールやメチルエチルケトン等の有機溶剤中に分
散させてペースト状にしたものが用いられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】生のセラミック層上に
導電性ペーストを印刷した際に、導電性ペースト中の溶
剤が生のセラミック層に含まれる有機バインダを溶解す
る、いわゆる「シートアタック」現象があるが、具体的
には、生のセラミック層に含まれる有機バインダとして
ブチラール樹脂を、導電性ペーストの有機溶剤としてテ
ルピネオールを選択した場合に同現象が生じる。

【０００６】近年、積層セラミック電子部品はその小型
化ならびに多層化が進み、セラミック層１層あたりの厚
みが減少傾向にあるが、導電性ペーストを印刷する生の
セラミック層の厚みが１０μｍ以下となると、印刷後に
キャリアテープ等の支持体から生のセラミック層が剥が
れにくくなり、場合によっては生のセラミック層に穴や
皺等が発生する等、上述した「シートアタック」現象の
影響が顕在化する。また、穴や皺等が発生した生のセラ
ミック層を用いて積層セラミック電子部品を製造する
と、目的とする電気的特性が得られないという問題点が
あった。

【０００７】そこで、この「シートアタック」現象を解
決する方法として、特開平７−２１８３３号公報におい
て、ブチラール樹脂を溶解しない溶剤である水素添加テ
ルピネオールを用いた導電性ペーストが提案されてい
る。しかしながら、テルピネオールを水素添加テルピネ
オールに変更すると、導電性ペーストの粘度が経時的に
増加していくため、スクリーン印刷等の手法により生の
セラミック層上に印刷する際に膜厚の変動が起こり易い
という問題が新たに生じる。膜厚が変動した不均一な塗
布膜を用いて積層セラミック電子部品を製造すると、体
積変化の不均一さに起因してデラミネーションが生じた
り、セラミック積層体にクラックが生じる等の不具合が
発生する恐れがある。

【０００８】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、いわゆる「シートアタック」現象が
発生せず、かつ導電性ペーストの経時的な粘度増加が少
なく安定した、積層セラミック電子部品の内部電極形成
用導電性ペーストおよびこれを用いた積層セラミック電
子部品を提供することにある。

【０００９】

【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、積層セラミック電子部
品の内部電極形成に供される導電性ペーストであって、
導電性無機成分と、有機バインダと有機溶剤とからなる
有機ビヒクルと、を含有し、有機溶剤は、溶解パラメー
タが８．５未満であるイソボニルアセテートまたは／お
よびノピルアセテートを含有することを特徴とする。

【００１０】また、本発明の導電性ペーストは、上述し
た導電性ペーストであって、イソボニルアセテートまた
は／およびノピルアセテートは、有機ビヒクル１００重
量％のうち合計で２０〜７０重量％含有することが好ま
しい。

【００１１】また、本発明の導電性ペーストは、上述し
た導電性ペーストであって、有機バインダは、有機ビヒ
クル１００重量％のうち１〜７重量％含有することが好
ましい。

【００１２】本発明の積層セラミック電子部品は、少な
くとも複数のセラミック層が積層状態にあるセラミック
積層体と、セラミック層間に形成された複数の内部電極
と、を備える積層セラミック電子部品であって、内部電
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。

【００１３】また、本発明の積層セラミック電子部品
は、上述した積層セラミック電子部品であって、生のセ
ラミック層はセラミックグリーンシートであり、セラミ
ックグリーンシートに含まれる有機バインダは、ブチラ
ール樹脂であることが好ましい。

【００１４】

【発明の実施の形態】いわゆる「シートアタック」現象
は、生のセラミック層に含まれる有機バインダを溶解す
るために生じる。例えば、生のセラミック層に含まれる
有機バインダがブチラール樹脂である場合、ブチラール
樹脂の溶解パラメータが８．５〜１４の範囲内であるこ
とから、導電性ペーストに含有する有機溶剤の溶解パラ
メータが８．５〜１４の範囲外であれば、いわゆる「シ
ートアタック」現象は発生しないと考えられる。そこ
で、このような有機溶剤のうち、積層セラミック電子部
品の内部電極形成に供される導電性ペーストに好適なも
のを検討した結果、テルペン系溶剤のうち、イソボニル
アセテートとノピルアセテートが特に優れることが判明
した。

【００１５】また、イソボニルアセテートとノピルアセ
テートは、導電性ペーストに一般的に用いられる有機バ
インダであるエトセル系樹脂やアクリル系樹脂を十分に
溶解するため、導電性ペーストに含まれる有機バインダ
が導電性無機成分に吸着し易く、分散が安定することに
よって粘度の経時的な変化が少なくなる。

【００１６】また、イソボニルアセテートとノピルアセ
テートは、有機ビヒクル１００重量％のうち合計で２０
〜７０重量％含有することが好ましい。含有量が２０重
量％以上であれば、別途希釈溶剤を添加しなくても導電
性ペーストの粘度調整が適当となり、導電性ペースト中
における導電性無機成分のコンテントが低下しないこと
から、印刷時の電極膜厚の低下が生じにくい。他方、含
有量が７０重量％以下であれば、印刷後の乾燥工程にお
いて十分に乾燥されて飛散し、残存による悪影響が略な
い。

【００１７】また、本発明の導電性ペースト中に含有す
る有機バインダは、有機ビヒクル１００重量％のうち１
〜７重量％含有することが好ましい。含有量が１重量％
以上であれば、ペーストの粘度が低すぎず適当となり、
印刷時にニジミやダレが生じない。他方、含有量が７重
量％以下であれば、粘度が高すぎず適当となり、印刷時
にカスレが生じない。このニジミ，ダレおよびカスレは
膜形状不良であり、膜形状不良が生じた塗布膜を用いて
積層セラミック電子部品を製造すると、電気特性のバラ
ツキが生じる恐れがある。なお、有機ビヒクルの種類
は、特に限定はしないが、例えば導電性ペーストに一般
的に用いられる有機バインダであるエトセル系樹脂やア
クリル系樹脂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中に含有す
る導電性無機成分としては、生のセラミック層と共に同
時焼成する際の焼成温度や雰囲気に耐え得るものであれ
ば特に限定はしないが、例えば積層セラミック電子部品
が積層セラミックコンデンサである場合、Ｐｄ，Ａｇ，
Ａｕ，Ｐｔ，ＮｉおよびＣｕ等の単体あるいはその混合
物，合金粉末等を適宜調整して用いることができる。

【００１９】また、本発明の導電性ペーストは、必要に
応じて可塑剤や分散剤等の添加剤を含有することを妨げ
ない。

【００２０】本発明の積層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、積層セラミック電子部品１は、セラミック積層
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。

【００２１】セラミック積層体２は、ＢａＴｉＯ₃を主
成分とする誘電体材料からなるセラミックグリーンシー
トが複数積層され、所定形状にカットされた、生のセラ
ミック積層体が焼成されてなる。

【００２２】内部電極３，３は、セラミック積層体２内
のセラミック層２ａ間にあって、複数のセラミックグリ
ーンシート上に本発明の導電性ペーストが印刷され、生
のセラミック積層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、セラミック積層体２の何れ
かの端面に露出するように形成されている。

【００２３】端子電極４，４は、セラミック積層体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、端子電極形成用の導電性ペース
トがセラミック積層体２の端面に塗布され焼付けられて
なる。

【００２４】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。

【００２５】なお、本発明の積層セラミック電子部品の
セラミック積層体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，絶縁体，磁性体，圧電体ならびに半導体材料から
なっても構わない。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、何層形成されていても構わない。また、端
子電極４，４の形状，位置ならびに数は、上述の実施形
態に限定されるない。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。

【００２６】

【実施例】まず、溶剤として、イソボニルアセテート，
ノピルアセテート，水素添加ターピネオールアセテー
ト，ターピネオールをそれぞれ準備し、各溶剤９０重量
部にエチルセルロース樹脂粉末１０重量部を添加し、攪
拌機により均一に混合して、順に実施例１，２および比
較例１，２の有機ビヒクルを得た。

【００２７】次いで、上記有機ビヒクル４５重量％と、
平均粒径１．０μｍのＮｉ粉末５５重量％とを混合し、
３本ロールによって均一に分散させて、実施例１，２お
よび比較例１，２の導電性ペーストを得た。

【００２８】次いで、微細化させたチタン酸バリウム粉
末９０重量％と、ブチラール樹脂５重量％と、エタノー
ル５重量％とを混合し、これを混練してセラミックスラ
リーを得た後、ドクターブレードを用いてシート成形し
て、厚みが１０μｍであるセラミックグリーンシートを
得た。

【００２９】次いで、セラミックグリーンシート上に、
実施例１，２および比較例１，２の導電性ペーストをス
クリーン印刷して、ねらいの膜厚が５．００μｍの塗布
膜を形成した後、これらを１５０℃のオーブンにて５分
間乾燥させて、電極膜を備える実施例１，２および比較
例１，２の試験サンプルＡを得た。

【００３０】そこで、実施例１，２および比較例１，２
の試験サンプルＡについて、導電性ペーストの溶剤名，
溶解パラメータ、ならびにシートアタックの有無を確認
し、これを表１にまとめた。なお、シートアタックは、
各試験サンプルＡの電極膜を備える表面ならびに裏面を
金属顕微鏡（倍率１００倍）にて観察し、穴あるいは皺
の発生の有無を確認した。

【００３１】

【表１】

【００３２】表１から明らかであるように、導電性ペー
ストの溶剤として、溶解パラメータが８．５未満である
イソボニルアセテート，ノピルアセテート，水素添加タ
ーピネオールアセテートを用いた実施例１，２および比
較例１の試験サンプルＡは、シートアタックが確認され
なかったが、導電性ペーストの溶剤として、溶解パラメ
ータが８．９であるターピネオールを用いた比較例２の
試験サンプルＡは、シートアタックが確認された。

【００３３】次いで、実施例１，２および比較例１，２
の導電性ペーストの初期粘度および製造後７，１５，３
０日後の粘度を測定し、初期粘度に対する３０日後の粘
度の変化率を求め、これを表２にまとめた。なお、導電
性ペーストの粘度測定は、トキメック社製のＥ型粘度計
を用いて、２５℃，２．５ｒｐｍの条件で実施した。ま
た、評価に用いる導電性ペーストの初期粘度の許容範囲
は、２０±３Ｐａ・ｓとした。また、粘度変化率は、次
式により求めた。粘度変化率（％）＝（３０日後粘度−初期粘度）／初期
粘度×１００

【００３４】

【表２】

【００３５】表２から明らかであるように、溶剤として
イゾボニルアセテートまたはノピルアセテートを用いた
実施例１，２の導電性ペーストは、粘度変化率が３．４
７〜４．６９％で低く、後述する比較例の導電性ペース
トと比較して優れる結果となった。

【００３６】これに対して、溶剤として水素添加ターピ
ネオールアセテートまたはターピネオールを用いた比較
例１，２の導電性ペーストは、粘度変化率が１３．３９
〜１７．３０％で高く、前述した本発明の導電性ペース
トと比較して明らかに劣る結果となった。

【００３７】次いで、ペースト作製直後の実施例１,２
および比較例１,２の導電性ペーストを、上述したセラ
ミックグリーンシート上にスクリーン印刷して、ねらい
の膜厚が５．００μｍの塗布膜を形成した後、これらを
１５０℃のオーブンにて５分間乾燥させて、電極膜を備
える実施例１，２および比較例１，２の試験サンプルＢ
１を得た。

【００３８】同様にして、ペースト製造後３０日経過し
た実施例１,２および比較例１,２の導電性ペーストを用
いて、上述の試験サンプルＢ１と同様に、実施例１，２
および比較例１，２の試験サンプルＢ２を得た。

【００３９】そこで、実施例１，２および比較例１，２
の試験サンプルＢ１およびＢ２の電極膜の膜厚を測定
し、試験サンプルＢ１に対する試験サンプルＢ２の膜厚
変動率を求め、これらを表３にまとめた。なお、電極膜
の膜厚は、セイコー電子製の蛍光Ｘ線膜厚計を用いて計
測した。また、膜厚変動率は、次式により求めた。膜厚変動率（％）＝（試験サンプルＢ２の膜厚−試験サ
ンプルＢ１の膜厚）／試験サンプルＢ１の膜厚×１００

【００４０】

【表３】

【００４１】表３から明らかであるように、溶剤として
イゾボニルアセテートまたはノピルアセテートを用いた
実施例１，２の膜厚変動率は、１．７９〜２．６３％で
低く、後述する比較例の膜厚変動率と比較して優れる結
果となった。

【００４２】これに対して、溶剤として水素添加ターピ
ネオールアセテートまたはターピネオールを用いた比較
例１，２の膜厚変動率は、５．３１〜８．１５％で高
く、前述した本発明の導電性ペーストと比較して明らか
に劣る結果となった。

【００４３】

【発明の効果】以上のように本発明の導電性ペースト
は、積層セラミック電子部品の内部電極形成に供される
導電性ペーストであって、導電性無機成分と、有機バイ
ンダと有機溶剤とからなる有機ビヒクルと、を含有し、
有機溶剤は、溶解パラメータが８．５未満であるイソボ
ニルアセテートまたは／およびノピルアセテートを含有
することを特徴とすることで、例えばセラミックグリー
ンシート上にスクリーン印刷等の手法により塗布膜を形
成した場合であっても、いわゆる「シートアタック」現
象が発生せず、かつ導電性ペーストの経時的な粘度増加
が少なく安定しているという、本発明に特有の効果が得
られる。

【００４４】また、上述した本発明の導電性ペーストで
あって、さらにイソボニルアセテートまたは／およびノ
ピルアセテートが、有機ビヒクル１００重量％のうち合
計で２０〜７０重量％含有することを特徴とすること
で、上述した本発明に特有の効果が得られると同時に、
別途希釈溶剤を添加しなくても導電性ペーストの粘度調
整が適当となり、導電性ペースト中における導電性無機
成分のコンテントが低下しないことから、印刷時の電極
膜厚の低下が生じにくく、また、印刷後の乾燥工程にお
いて十分に乾燥されて飛散し、残存による悪影響が略な
いという、さらに好ましい効果が得られる。

【００４５】また、上述した本発明の導電性ペーストで
あって、さらに有機バインダが、有機ビヒクル１００重
量％のうち１〜７重量％含有することを特徴とすること
で、上述した本発明に特有の効果が得られると同時に、
ペーストの粘度が適当となり、印刷時にニジミ、ダレ、
カスレ等が生じないという、さらに好ましい効果が得ら
れる。

【００４６】本発明の積層セラミック電子部品は、少な
くとも複数のセラミック層が積層状態にあるセラミック
積層体と、セラミック層間に形成された複数の内部電極
と、を備える積層セラミック電子部品であって、内部電
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ことで、塗布膜が形成される
生のセラミック層は、いわゆる「シートアタック」現象
による穴や皺等の発生がないため、、目的とする電気的
特性が得られ易く、また、塗布膜の膜厚変動が少ないた
め、体積変化の不均一さに起因するデラミネーションが
減少し、セラミック積層体にクラックが生じる等の不具
合が発生しにくいという、本発明に特有の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一つの実施形態の積層セラミック
電子部品の断面図である。

【符号の説明】

１積層セラミック電子部品２セラミック積層体２ａセラミック層３内部電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月６日（２００１．４．６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】

【請求項１２】また、本発明の積層セラミック電子部
品は、セラミックグリーンシートからなる複数の生のセ
ラミック層が積層されてなる生のセラミック積層体と、
生のセラミック層間にあって上述した本発明の導電性ペ
ーストを用いて形成された電極膜と、が同時焼成されて
なるセラミック積層体を備える積層セラミック電子部品
であって、セラミックグリーンシートに含まれる有機バ
インダは、ブチラール樹脂であることが好ましい。 ─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年４月９日（２００１．４．９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】また、本発明の積層セラミック電子部品
は、セラミックグリーンシートからなる複数の生のセラ
ミック層が積層されてなる生のセラミック積層体と、生
のセラミック層間にあって上述した本発明の導電性ペー
ストを用いて形成された電極膜と、が同時焼成されてな
るセラミック積層体を備える積層セラミック電子部品で
あって、セラミックグリーンシートに含まれる有機バイ
ンダは、ブチラール樹脂であることが好ましい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】積層セラミック電子部品の内部電極形成
に供される導電性ペーストであって、導電性無機成分と、有機バインダと有機溶剤とからなる
有機ビヒクルと、を含有し、前記有機溶剤は、溶解パラメータが８．５未満であるイ
ソボニルアセテートまたは／およびノピルアセテートを
含有することを特徴とする、導電性ペースト。
【請求項２】前記イソボニルアセテートまたは／およ
びノピルアセテートは、有機ビヒクル１００重量％のう
ち合計で２０〜７０重量％含有することを特徴とする、
請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】前記有機バインダは、有機ビヒクル１０
０重量％のうち１〜７重量％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。
【請求項４】少なくとも複数のセラミック層が積層状
態にあるセラミック積層体と、前記セラミック層間に形
成された複数の内部電極と、を備える積層セラミック電
子部品であって、前記内部電極は、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、積
層セラミック電子部品。
【請求項５】前記生のセラミック層はセラミックグリ
ーンシートであり、前記セラミックグリーンシートに含まれる有機バインダ
は、ブチラール樹脂であることを特徴とする、請求項４
に記載の積層セラミック電子部品。