JP2003178622A - 電極ペースト組成物 - Google Patents
電極ペースト組成物Info
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Landscapes
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- Conductive Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 積層セラミックコンデンサ、積層圧電トラン
ス及び積層インダクタ等の積層セラミック電子部品のセ
ラミック材料に限定されることなく使用でき、その上、
低コストの電極ペースト組成物を提供する。 【解決手段】 銀、金からなる金属微粉末または合金微
粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペースト組成物で
あって、前記金属微粉末または合金微粉末の組成比が５
〜３０ｗｔ％の金、残部銀である電極ペースト組成物。
ス及び積層インダクタ等の積層セラミック電子部品のセ
ラミック材料に限定されることなく使用でき、その上、
低コストの電極ペースト組成物を提供する。 【解決手段】 銀、金からなる金属微粉末または合金微
粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペースト組成物で
あって、前記金属微粉末または合金微粉末の組成比が５
〜３０ｗｔ％の金、残部銀である電極ペースト組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック電子部
品に導電性や電荷収集の機能を付与するための電極ペー
スト組成物に関し、特に積層セラミックコンデンサや積
層圧電トランス、積層インダクタ等の積層セラミック電
子部品の内部電極用の電極ペースト組成物における複数
の金属材料の組成比率に関するものである。
品に導電性や電荷収集の機能を付与するための電極ペー
スト組成物に関し、特に積層セラミックコンデンサや積
層圧電トランス、積層インダクタ等の積層セラミック電
子部品の内部電極用の電極ペースト組成物における複数
の金属材料の組成比率に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ノート型パーソナルコンピュータ
や携帯情報端末機器、携帯電話等の電子機器の普及に伴
い、電子機器の軽量化、携帯性、電池の長寿命化等の要
求が高まり、積層型セラミックコンデンサや積層圧電ト
ランス、積層インダクタ等の小型の積層セラミック電子
部品が多用され、前記電子機器の更なる普及に貢献して
いる。
や携帯情報端末機器、携帯電話等の電子機器の普及に伴
い、電子機器の軽量化、携帯性、電池の長寿命化等の要
求が高まり、積層型セラミックコンデンサや積層圧電ト
ランス、積層インダクタ等の小型の積層セラミック電子
部品が多用され、前記電子機器の更なる普及に貢献して
いる。
【０００３】これらの積層セラミック電子部品は、それ
ぞれの機能を発現する各種の機能性セラミック層と内部
電極層を多層化、一体焼結した構造で、一体焼結の際に
セラミックスが緻密化し、内部電極は溶融しないで電極
を形成できるように、内部電極材料としては、セラミッ
クスの焼結温度より融点が高い金属材料組成物が用いら
れる。また、内部電極の形成方法としては、主無機成分
として、金属微粉末や合金微粉末、副無機成分としてセ
ラミックスと金属電極の結合剤の役割を担うガラス微粉
末やセラミックス微粉末を有機ビヒクル中に分散した電
極ペーストを用いたスクリーン印刷方法が一般的であ
る。
ぞれの機能を発現する各種の機能性セラミック層と内部
電極層を多層化、一体焼結した構造で、一体焼結の際に
セラミックスが緻密化し、内部電極は溶融しないで電極
を形成できるように、内部電極材料としては、セラミッ
クスの焼結温度より融点が高い金属材料組成物が用いら
れる。また、内部電極の形成方法としては、主無機成分
として、金属微粉末や合金微粉末、副無機成分としてセ
ラミックスと金属電極の結合剤の役割を担うガラス微粉
末やセラミックス微粉末を有機ビヒクル中に分散した電
極ペーストを用いたスクリーン印刷方法が一般的であ
る。
【０００４】従来、積層セラミックコンデンサや積層圧
電トランス、積層インダクタの主成分である電子部品用
セラミックスは１０００℃以上の高温で、かつ、大気中
や酸素雰囲気中で焼結されている。このような高温で、
かつ、酸化性雰囲気中で焼結し、電極機能を形成できる
金属としては、白金、金、パラジウム、銀等の貴金属が
あるが、商業的コストとの関係で、一番安価な銀を主成
分として、銀−パラジウムの合金を用いるのが一般的で
あった。
電トランス、積層インダクタの主成分である電子部品用
セラミックスは１０００℃以上の高温で、かつ、大気中
や酸素雰囲気中で焼結されている。このような高温で、
かつ、酸化性雰囲気中で焼結し、電極機能を形成できる
金属としては、白金、金、パラジウム、銀等の貴金属が
あるが、商業的コストとの関係で、一番安価な銀を主成
分として、銀−パラジウムの合金を用いるのが一般的で
あった。
【０００５】銀−パラジウムの合金の状態図を図１に示
す。縦軸は、融点の温度、横軸は、ｗｔ％をそれぞれ示
す。図１から、銀とパラジウムは全率固溶型の合金であ
り、合金組成で融点が決まることから、セラミックスの
焼結温度から、それより高い融点の銀−パラジウム組成
の内部電極を用いることで、積層セラミックコンデンサ
や積層圧電トランス、積層インダクタが製造されてい
た。
す。縦軸は、融点の温度、横軸は、ｗｔ％をそれぞれ示
す。図１から、銀とパラジウムは全率固溶型の合金であ
り、合金組成で融点が決まることから、セラミックスの
焼結温度から、それより高い融点の銀−パラジウム組成
の内部電極を用いることで、積層セラミックコンデンサ
や積層圧電トランス、積層インダクタが製造されてい
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年、地球温暖化防止
や自然環境保全対策の一貫として自動車の排気ガス規制
がより整備され、排気ガスの分解触媒として、貴金属の
うち特にパラジウムの用途が拡大し、地球上に資源量が
偏在するパラジウムの市場価格が数倍に高騰し、電子部
品の内部電極として使用することがコスト上困難になり
つつある。
や自然環境保全対策の一貫として自動車の排気ガス規制
がより整備され、排気ガスの分解触媒として、貴金属の
うち特にパラジウムの用途が拡大し、地球上に資源量が
偏在するパラジウムの市場価格が数倍に高騰し、電子部
品の内部電極として使用することがコスト上困難になり
つつある。
【０００７】内部電極のコスト低減のため、電極の薄膜
化や銀−パラジウム合金のパラジウム含有量の低減の方
法があるが、前述の電極の薄膜化は電極自体の電気抵抗
が大きくなり、発熱が多くなり、所定の電子セラミック
部品の性能を発揮出来なくなるという問題点がある。
化や銀−パラジウム合金のパラジウム含有量の低減の方
法があるが、前述の電極の薄膜化は電極自体の電気抵抗
が大きくなり、発熱が多くなり、所定の電子セラミック
部品の性能を発揮出来なくなるという問題点がある。
【０００８】また、後述のパラジウム含有量の低減は、
それに伴い、内部電極の融点が低下するので、パラジウ
ム含有量の低減に伴い、セラミックスの焼結温度を低下
させる必要があり、その結果、焼結不足により、緻密な
セラミックスが得られなくなり、電子部品としての機能
を発揮できなくなるという問題点がある。
それに伴い、内部電極の融点が低下するので、パラジウ
ム含有量の低減に伴い、セラミックスの焼結温度を低下
させる必要があり、その結果、焼結不足により、緻密な
セラミックスが得られなくなり、電子部品としての機能
を発揮できなくなるという問題点がある。
【０００９】内部電極材料のコスト低減方法で、内部電
極材料にパラジウムを使用しない方法として、特開平６
−２９０９８５号公報や特開２０００−１６９２２７号
公報にコスト的に安価な金属材料としてニッケルを主成
分とした技術が示されている。しかし、この技術では、
セラミック材料がチタン酸バリウム系の強誘電体材料に
限定されており、積層セラミックコンデンサや積層圧電
トランス，積層インダクタ等でチタン酸バリウム系以外
のセラミック材料を用いた積層セラミック電子部品への
適用は出来ないという問題点がある。
極材料にパラジウムを使用しない方法として、特開平６
−２９０９８５号公報や特開２０００−１６９２２７号
公報にコスト的に安価な金属材料としてニッケルを主成
分とした技術が示されている。しかし、この技術では、
セラミック材料がチタン酸バリウム系の強誘電体材料に
限定されており、積層セラミックコンデンサや積層圧電
トランス，積層インダクタ等でチタン酸バリウム系以外
のセラミック材料を用いた積層セラミック電子部品への
適用は出来ないという問題点がある。
【００１０】そこで、本発明は、上記の課題を解決し、
積層セラミックコンデンサ、積層圧電トランス及び積層
インダクタ等の積層セラミック電子部品のセラミック材
料に限定されることなく使用でき、その上、低コストの
内部電極用の電極ペースト組成物を提供することを目的
とする。
積層セラミックコンデンサ、積層圧電トランス及び積層
インダクタ等の積層セラミック電子部品のセラミック材
料に限定されることなく使用でき、その上、低コストの
内部電極用の電極ペースト組成物を提供することを目的
とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、主無機
成分として、銀、金の金属微粉末、または合金微粉末を
有機ビヒクル中に分散した電極ペーストで、金属微粉
末、または合金微粉末として金の重量が５％〜３０％、
残部銀の金属成分重量組成比からなる電極ペースト組成
物が得られる。
成分として、銀、金の金属微粉末、または合金微粉末を
有機ビヒクル中に分散した電極ペーストで、金属微粉
末、または合金微粉末として金の重量が５％〜３０％、
残部銀の金属成分重量組成比からなる電極ペースト組成
物が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、主無機成分とし
て、銀、金、パラジウムの金属微粉末、または合金微粉
末を有機ビヒクル中に分散した電極ペーストで、金属微
粉末、または合金微粉末として金の重量が５％〜３０
％、パラジウムの重量が５％〜２０％、残部銀の金属成
分重量組成比からなる電極ペースト組成物が得られる。
て、銀、金、パラジウムの金属微粉末、または合金微粉
末を有機ビヒクル中に分散した電極ペーストで、金属微
粉末、または合金微粉末として金の重量が５％〜３０
％、パラジウムの重量が５％〜２０％、残部銀の金属成
分重量組成比からなる電極ペースト組成物が得られる。
【００１３】即ち、本発明は、銀、金からなる金属微粉
末または合金微粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペ
ースト組成物であって、前記金属微粉末または合金微粉
末の組成比が５〜３０ｗｔ％の金、残部銀であることを
特徴とする電極ペースト組成物である。
末または合金微粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペ
ースト組成物であって、前記金属微粉末または合金微粉
末の組成比が５〜３０ｗｔ％の金、残部銀であることを
特徴とする電極ペースト組成物である。
【００１４】また、本発明は、銀、金及びパラジウムか
らなる金属微粉末または合金微粉末を有機ビヒクル中に
分散した電極ペースト組成物であって、前記金属微粉末
または合金微粉末の組成比が５〜３０ｗｔ％の金、５〜
２０ｗｔ％のパラジウム、残部銀であることを特徴とす
る電極ペースト組成物である。
らなる金属微粉末または合金微粉末を有機ビヒクル中に
分散した電極ペースト組成物であって、前記金属微粉末
または合金微粉末の組成比が５〜３０ｗｔ％の金、５〜
２０ｗｔ％のパラジウム、残部銀であることを特徴とす
る電極ペースト組成物である。
【００１５】内部電極の主金属成分である銀に全率固溶
して融点が上昇する金属は、白金、金、パラジウムがあ
る。図２に、銀−金合金の状態図を示した。また、図３
に、金−パラジウム合金の状態図を示した。図２及び図
３は、いずれも図１と同じ全率固溶型の合金であり、各
金属成分の組成で融点が決まることが分かる。したがっ
て、銀−パラジウム合金のパラジウムの一部、または全
てを金に置換することが可能であり、その際の合金の融
点は、各金属成分の組成比率に依存する。よって、金は
５〜３０ｗｔ％、残部銀の組成が好ましい。
して融点が上昇する金属は、白金、金、パラジウムがあ
る。図２に、銀−金合金の状態図を示した。また、図３
に、金−パラジウム合金の状態図を示した。図２及び図
３は、いずれも図１と同じ全率固溶型の合金であり、各
金属成分の組成で融点が決まることが分かる。したがっ
て、銀−パラジウム合金のパラジウムの一部、または全
てを金に置換することが可能であり、その際の合金の融
点は、各金属成分の組成比率に依存する。よって、金は
５〜３０ｗｔ％、残部銀の組成が好ましい。
【００１６】図１、図２、及び図３から推定される銀−
金−パラジウムの三元系状態図の融液析出図を図４に示
す。パラジウムを金で置換した時、パラジウムと金の融
点の違いから合金の融点が変化するので、置換量を変化
して融点を一定に保つ必要がある。よって、金は５〜３
０ｗｔ％、パラジウムは５〜２０ｗｔ％、残部銀の組成
が好ましい。
金−パラジウムの三元系状態図の融液析出図を図４に示
す。パラジウムを金で置換した時、パラジウムと金の融
点の違いから合金の融点が変化するので、置換量を変化
して融点を一定に保つ必要がある。よって、金は５〜３
０ｗｔ％、パラジウムは５〜２０ｗｔ％、残部銀の組成
が好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施の形態により
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１８】（実施の形態１）化学式がＰｂ（Ｆｅ−Ｎ
ｂ）（Ｆｅ−Ｗ）Ｏ３系の強誘電体セラミックス仮焼粉
末を出発原料として、厚さ２０μｍのセラミックグリー
ンシートを作製し、このシート上にスクリーン印刷法に
より、銀７０ｗｔ％−金３０ｗｔ％の金属成分を有する
内部電極ペーストを厚さ３μｍで所定のパターンを印刷
し、この印刷シートを打ち抜き、６０枚積層し、大気中
９６０℃で焼結し、寸法が３.２ｍｍ×１.６ｍｍ×１.
２ｍｍの積層セラミックコンデンサを試作した。
ｂ）（Ｆｅ−Ｗ）Ｏ３系の強誘電体セラミックス仮焼粉
末を出発原料として、厚さ２０μｍのセラミックグリー
ンシートを作製し、このシート上にスクリーン印刷法に
より、銀７０ｗｔ％−金３０ｗｔ％の金属成分を有する
内部電極ペーストを厚さ３μｍで所定のパターンを印刷
し、この印刷シートを打ち抜き、６０枚積層し、大気中
９６０℃で焼結し、寸法が３.２ｍｍ×１.６ｍｍ×１.
２ｍｍの積層セラミックコンデンサを試作した。
【００１９】比較のため、銀８５ｗｔ％−パラジウム１
５ｗｔ％の金属成分を有する内部電極ペーストを用いて
同じ構造の積層セラミックコンデンサを試作した。試作
した積層セラミックコンデンサの静電容量と試作に用い
た内部電極の金属成分の物性、試作に要した内部電極の
コストを表１に示す。
５ｗｔ％の金属成分を有する内部電極ペーストを用いて
同じ構造の積層セラミックコンデンサを試作した。試作
した積層セラミックコンデンサの静電容量と試作に用い
た内部電極の金属成分の物性、試作に要した内部電極の
コストを表１に示す。
【００２０】
【表１】
【００２１】（実施の形態２）化学式がＰｂ（Ｍｎ−Ｓ
ｂ）ＴｉＺｒＯ３系の圧電セラミックス仮焼粉末を出発
原料として、厚さ２００μｍのセラミックグリーンシー
トを作製し、このシート上にスクリーン印刷法により、
銀５０ｗｔ％−金３０ｗｔ％−パラジウム２０ｗｔ％の
金属成分を有する内部電極ペーストを厚さ４μｍで所定
のパターンを印刷し、この印刷シートを打ち抜き、１３
枚積層し、大気中１０６０℃で焼結し、寸法が４２ｍｍ
×４ｍｍ×２.６ｍｍのローゼン型積層圧電トランスを
試作した。
ｂ）ＴｉＺｒＯ３系の圧電セラミックス仮焼粉末を出発
原料として、厚さ２００μｍのセラミックグリーンシー
トを作製し、このシート上にスクリーン印刷法により、
銀５０ｗｔ％−金３０ｗｔ％−パラジウム２０ｗｔ％の
金属成分を有する内部電極ペーストを厚さ４μｍで所定
のパターンを印刷し、この印刷シートを打ち抜き、１３
枚積層し、大気中１０６０℃で焼結し、寸法が４２ｍｍ
×４ｍｍ×２.６ｍｍのローゼン型積層圧電トランスを
試作した。
【００２２】比較のため、銀６０ｗｔ％−パラジウム４
０ｗｔ％の金属成分を有する内部電極ペーストを用いて
同じ構造のローゼン型積層圧電トランスを試作した。試
作した積層圧電トランスの２００ｋΩ負荷時の昇圧比と
試作に用いた内部電極の金属成分の物性、試作に要した
内部電極のコストを表２に示した。
０ｗｔ％の金属成分を有する内部電極ペーストを用いて
同じ構造のローゼン型積層圧電トランスを試作した。試
作した積層圧電トランスの２００ｋΩ負荷時の昇圧比と
試作に用いた内部電極の金属成分の物性、試作に要した
内部電極のコストを表２に示した。
【００２３】
【表２】
【００２４】表１、表２から、本発明の内部電極ペース
ト組成物を用いることにより、積層セラミックコンデン
サや積層圧電トランスの性能は比較例と同じで、内部電
極コストが従来の６０％から７０％に低減できることが
明らかである。
ト組成物を用いることにより、積層セラミックコンデン
サや積層圧電トランスの性能は比較例と同じで、内部電
極コストが従来の６０％から７０％に低減できることが
明らかである。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
積層セラミックコンデンサ、積層圧電トランス及び積層
インダクタ等の積層セラミック電子部品のセラミック材
料に限定されることなく使用でき、その上、低コストの
内部電極用の電極ペースト組成物を提供することが可能
となった。
積層セラミックコンデンサ、積層圧電トランス及び積層
インダクタ等の積層セラミック電子部品のセラミック材
料に限定されることなく使用でき、その上、低コストの
内部電極用の電極ペースト組成物を提供することが可能
となった。
【図１】銀−パラジウム合金の状態図。
【図２】銀−金合金の状態図。
【図３】金−パラジウム合金の状態図。
【図４】銀−金−パラジウムの推定三元系状態図の融液
析出図。
析出図。
Claims (2)
- 【請求項１】 銀、金からなる金属微粉末または合金微
粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペースト組成物で
あって、前記金属微粉末または合金微粉末の組成比が５
〜３０ｗｔ％の金、残部銀であることを特徴とする電極
ペースト組成物。 - 【請求項２】 銀、金及びパラジウムからなる金属微粉
末または合金微粉末を有機ビヒクル中に分散した電極ペ
ースト組成物であって、前記金属微粉末または合金微粉
末の組成比が５〜３０ｗｔ％の金、５〜２０ｗｔ％のパ
ラジウム、残部銀であることを特徴とする電極ペースト
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001374421A JP2003178622A (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 電極ペースト組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001374421A JP2003178622A (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 電極ペースト組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003178622A true JP2003178622A (ja) | 2003-06-27 |
Family
ID=19182983
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001374421A Withdrawn JP2003178622A (ja) | 2001-12-07 | 2001-12-07 | 電極ペースト組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003178622A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008300607A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Koa Corp | チップ抵抗器 |
| JP4637256B1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-02-23 | 新日鉄マテリアルズ株式会社 | 半導体用ボンディングワイヤー |
| JP2011514432A (ja) * | 2007-09-07 | 2011-05-06 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 銀および少なくとも２種の非銀含有元素を含有する多元素合金粉末 |
-
2001
- 2001-12-07 JP JP2001374421A patent/JP2003178622A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008300607A (ja) * | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Koa Corp | チップ抵抗器 |
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| JP2011077254A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Nippon Steel Materials Co Ltd | 半導体用ボンディングワイヤー |
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Legal Events
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