JP2009146732A - Conductive paste for ceramic electronic component and ceramic electronic component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層セラミックコンデンサ等のセラミック電子部品の電極材料として用いられる導電性ペースト、および、そのような導電性ペーストを外部電極形成材料として用いたセラミック電子部品に関する。 The present invention relates to a conductive paste used as an electrode material of a ceramic electronic component such as a multilayer ceramic capacitor, and a ceramic electronic component using such a conductive paste as an external electrode forming material.
積層セラミックコンデンサは、複数のセラミック層が積層されてなるセラミック素体と、それぞれの端縁が前記セラミック層のいずれかの端面に露出するように前記セラミック層間に形成された複数の内部電極と、露出した前記内部電極に電気的に接続されるように設けられた外部電極とを備えている。外部電極は、例えば有機バインダを溶剤に溶解した有機ビヒクル中に導電性を有する金属粉末およびガラス粉末を分散させて得られる導電性ペーストをセラミック素体の表面に塗布し焼き付けることにより形成されている。そして、通常、外部電極上には、はんだ濡れ性やはんだ耐熱性の向上を目的として、ニッケル、スズ、はんだ等の湿式めっきが施される。 The multilayer ceramic capacitor has a ceramic body in which a plurality of ceramic layers are laminated, and a plurality of internal electrodes formed between the ceramic layers so that each edge is exposed at one end face of the ceramic layer, And an external electrode provided so as to be electrically connected to the exposed internal electrode. The external electrode is formed, for example, by applying and baking a conductive paste obtained by dispersing conductive metal powder and glass powder in an organic vehicle in which an organic binder is dissolved in a solvent. . In general, wet plating of nickel, tin, solder, or the like is performed on the external electrode for the purpose of improving solder wettability and solder heat resistance.
近年、内部電極を構成する金属材料として、ニッケル、コバルト、銅などの卑金属を用いることが主流となってきており、それに伴い外部電極を構成する金属粉末も卑金属が用いられるようになってきた。なかでも、銅は、各種卑金属と良好な電気的接続を形成しやすいことから広く用いられている。 In recent years, the use of base metals such as nickel, cobalt, and copper has become the mainstream as the metal material that constitutes the internal electrode, and accordingly, the metal powder that constitutes the external electrode has also come to be used. Of these, copper is widely used because it easily forms good electrical connections with various base metals.
しかしながら、このような卑金属を用いた外部電極は、次のような理由から、従来の銀や銀/パラジウム等の貴金属を用いた外部電極と比較して、ポアや亀裂が発生しやすいという難点があった。 However, the external electrode using such a base metal has a drawback that pores and cracks are likely to occur compared to the conventional external electrode using a noble metal such as silver or silver / palladium for the following reasons. there were.
すなわち、外部電極は、例えばトンネル炉内で、溶媒が除去される過程、有機バインダが燃焼、分解、飛散する過程(以下、「脱バインダ」ともいう。)、ガラスが融解し、金属粉末が焼結する過程を経て形成される。このとき、炉内の雰囲気の酸素濃度が高いほど脱バインダは良好に行われる。しかしながら、卑金属からなる金属粉末では、雰囲気の酸素濃度が高いと表面が酸化する(後述するように、ポアや亀裂の原因となる。)ため、例えば数〜数十ppm程度の低濃度の酸素雰囲気で焼き付けており、その結果、脱バインダは不十分となる。 That is, in the external electrode, for example, in a tunnel furnace, a process in which a solvent is removed, a process in which an organic binder is burned, decomposed, and scattered (hereinafter also referred to as “binder removal”), a glass is melted, and a metal powder is baked. It is formed through the process of tying. At this time, the higher the oxygen concentration in the atmosphere in the furnace, the better the binder removal. However, in a metal powder made of a base metal, the surface is oxidized when the oxygen concentration in the atmosphere is high (causes pores and cracks, as will be described later). For example, a low concentration oxygen atmosphere of about several to several tens of ppm. As a result, binder removal is insufficient.
脱バインダが不十分なまま、ガラスの流動化および卑金属粉末の焼結が始まると、カーボンやビヒクル分解物等の炭素質の有機物残渣(以下、残留カーボンともいう。)が膜中に閉じ込められてしまう。この閉じこまれた残留カーボンは、その後の高温段階で様々な問題を引き起こし、電子部品の特性や信頼性を低下させる。 When glass fluidization and sintering of the base metal powder start with insufficient binder removal, carbonaceous organic residues (hereinafter also referred to as residual carbon) such as carbon and vehicle decomposition products are trapped in the film. End up. This confined residual carbon causes various problems at the subsequent high temperature stage, and deteriorates the characteristics and reliability of the electronic component.
そこで、有機バインダとして熱分解性の良い樹脂を使用したり、ガラス成分として低温で軟化し難いものを用いるなど、脱バインダが完全に行われた後に、ガラスの融解および金属粉末の焼結を進行させる方法が種々提案されている(例えば、特許文献1参照。) Therefore, after the binder has been completely removed, such as using a resin with good thermal decomposability as the organic binder or using a glass component that is difficult to soften at low temperatures, the glass is melted and the metal powder is sintered. Various methods have been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、これらの方法では、脱バインダが略終了すると、炉内の雰囲気、特に膜およびその近傍の雰囲気の酸素濃度が高まるため、金属粉末表面の酸化が避けられない。金属粉末表面が酸化されると、焼結の開始が一定温度まで抑制され、その一定温度を越えた時点で急激に焼結が開始する。同時に急激な体積収縮が生じ、その結果、ポアや亀裂が発生する。ポアや亀裂が発生すると、表面にめっき処理を施した際に、めっき液が外部電極からセラミック層と内部電極との界面へと浸入しやすくなり、絶縁抵抗の低下や層剥離といった内部欠陥不良が発生するおそれがある。
本発明は上記従来技術の課題を解決するためになされたもので、脱バインダが良好に行われ、かつ、ポアや亀裂が少なく十分に緻密な電極を形成しうるセラミック電子部品用導電性ペースト、および、そのような導電性ペーストを外部電極形成材料として用いたセラミック電子部品を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and a conductive paste for a ceramic electronic component capable of forming a sufficiently dense electrode with good removal of the binder and few pores and cracks, And it aims at providing the ceramic electronic component which used such an electrically conductive paste as an external electrode formation material.
上記目的を達成するため、本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストは、金属粉末、ガラス粉末、有機バインダおよび有機溶剤を含有する導電性ペーストであって、前記ガラス粉末は、前記有機バインダの熱分解終了温度をTとしたとき、軟化点Ts1が(T+10)℃以下である低軟化点ガラス粉末と、軟化点Ts2が(T+10)℃を超える高軟化点ガラス粉末からなり、かつ、前記低軟化点ガラス粉末の含有量が、前記金属粉末100質量部に対して、0.1質量部以上、5質量部未満であることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the conductive paste for a ceramic electronic component of the present invention is a conductive paste containing a metal powder, a glass powder, an organic binder and an organic solvent, and the glass powder is a heat of the organic binder. When the decomposition end temperature is T, the softening point Ts 1 is composed of a low softening point glass powder having a softening point Ts 1 of (T + 10) ° C. or less, and a high softening point glass powder having a softening point Ts 2 exceeding (T + 10) ° C. The content of the low softening point glass powder is 0.1 parts by mass or more and less than 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal powder.
また、本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体の表面に、請求項1乃至5のいずれか1項記載の導電性ペーストを塗付し焼き付けてなる外部電極を具備することを特徴とするものである。 Moreover, the ceramic electronic component of the present invention comprises an external electrode formed by applying and baking the conductive paste according to any one of claims 1 to 5 on the surface of a ceramic body. It is.
本発明によれば、脱バインダが良好に行われ、かつ、ポアや亀裂が少なく十分に緻密な電極を形成しうるセラミック電子部品用導電性ペースト、および、そのような導電性ペーストからなる外部電極を備えた高品質、高信頼性のセラミック電子部品を得ることができる。 According to the present invention, a conductive paste for a ceramic electronic component that is capable of forming a sufficiently dense electrode with a good debinding and having few pores and cracks, and an external electrode made of such a conductive paste It is possible to obtain a high-quality, highly reliable ceramic electronic component having
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストは、金属粉末、ガラス粉末、有機バインダおよび溶剤を含むものである。 The conductive paste for ceramic electronic parts of the present invention contains metal powder, glass powder, an organic binder and a solvent.
本発明において用いられる金属粉末としては、例えば、銅、ニッケル、コバルト等の卑金属元素からなる金属単体、または、前記卑金属元素から選ばれる少なくとも1種を含む合金からなる粉末が挙げられる。このような金属単体または合金からなる金属粉末は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the metal powder used in the present invention include a single metal composed of a base metal element such as copper, nickel and cobalt, or a powder composed of an alloy containing at least one selected from the base metal elements. Such metal powders consisting of a single metal or an alloy may be used alone or in combination of two or more.
これらの金属粉末の形状は、特に限定されるものではなく、球状、フレーク状等、任意の形状であってよいが、ポアおよび亀裂の少ない外部電極を形成する観点からは、その少なくとも50質量%以上が、平均粒子径0.1μm以上、3μm未満の球状金属粉末であることが好ましい。すなわち、平均粒子径0.1μm以上、3μm未満の球状金属粉末を、金属粉末全体の50質量%以上含有させることにより、外部電極を形成する際、乾燥後の塗膜内の空隙を少なくすることができるとともに、金属粉末自身のネッキングが生じやすくなり、その結果、ポアや亀裂の発生が抑制される。なお、平均粒子径0.1μm以上、3μm未満の球状金属粉末は、金属粉末全体の75質量%以上とすることがより好ましく、金属粉末のほぼ全てを平均粒子径0.1μm以上、3μm未満の球状金属粉末とすることがよりいっそう好ましい。また、この場合、球状金属粉末は、平均粒子径が0.3μm以上、2.5μm未満であることがより好ましく、平均粒子径が0.5μm以上、2μm未満であることがよりいっそう好ましい。ここで、上記金属粉末の平均粒子径は、エキネン溶媒でマイクロトラックにより測定した個数積算分布における50%粒子径(D50値)である。 The shape of these metal powders is not particularly limited, and may be any shape such as a spherical shape or a flake shape. From the viewpoint of forming an external electrode with few pores and cracks, at least 50% by mass thereof. The above is preferably a spherical metal powder having an average particle size of 0.1 μm or more and less than 3 μm. That is, by containing 50% by mass or more of a spherical metal powder having an average particle size of 0.1 μm or more and less than 3 μm, when forming an external electrode, the voids in the coating film after drying are reduced. In addition, the metal powder itself is easily necked, and as a result, the occurrence of pores and cracks is suppressed. The spherical metal powder having an average particle size of 0.1 μm or more and less than 3 μm is more preferably 75% by mass or more of the whole metal powder, and almost all of the metal powder has an average particle size of 0.1 μm or more and less than 3 μm. It is even more preferable to use a spherical metal powder. In this case, the spherical metal powder preferably has an average particle size of 0.3 μm or more and less than 2.5 μm, and more preferably 0.5 μm or more and less than 2 μm. Here, the average particle diameter of the metal powder is a 50% particle diameter (D50 value) in the number cumulative distribution measured by microtrack with an echene solvent.
この金属粉末のセラミック電子部品用導電性ペースト中における含有量は、セラミック電子部品用導電性ペースト全体の65質量%以上、85質量%未満とすることが好ましく、70質量%以上、80質量%未満とすることがより好ましい。65質量%未満であると、ポア(空隙)が多くなり導電性が低下する。また、85質量%を超えると、表面外観が不良となる。 The content of the metal powder in the conductive paste for ceramic electronic components is preferably 65% by mass or more and less than 85% by mass of the entire conductive paste for ceramic electronic components, and is 70% by mass or more and less than 80% by mass. More preferably. If it is less than 65% by mass, pores (voids) increase and the conductivity decreases. On the other hand, if it exceeds 85% by mass, the surface appearance becomes poor.
本発明において用いられるガラス粉末は、基本的に上記金属粉末の焼結を容易にするために加えられるものであるが、本発明においては、低軟化点ガラス粉末と高軟化点ガラス粉末を併用する。 The glass powder used in the present invention is basically added to facilitate the sintering of the metal powder, but in the present invention, the low softening point glass powder and the high softening point glass powder are used in combination. .
低軟化点ガラス粉末は、脱バインダが終了したとき、あるいは、脱バインダが終了して間もない間に軟化するガラスであり、具体的には、有機バインダの熱分解終了温度をTとしたとき、軟化点Ts1が(T+100)℃以下、好ましくは(T+50)℃以下、より好ましくは(T+20)℃以下のものである。低軟化点ガラス粉末の軟化点Ts1は、400℃以上、500℃未満であることが好ましく、425℃以上、475℃未満であることがより好ましい。 The low softening point glass powder is a glass that softens when the binder removal is completed or shortly after the binder removal is finished, specifically, when the thermal decomposition end temperature of the organic binder is T The softening point Ts 1 is (T + 100) ° C. or lower, preferably (T + 50) ° C. or lower, more preferably (T + 20) ° C. or lower. The softening point Ts 1 of the low softening point glass powder is preferably 400 ° C. or higher and lower than 500 ° C., more preferably 425 ° C. or higher and lower than 475 ° C.
また、高軟化点ガラス粉末は、金属粉末が焼結している際に軟化するガラスであり、具体的には、軟化点Ts2が(T+100)℃超、好ましくは(T+150)℃超、より好ましくは(T+200)℃超のものである。高軟化点ガラス粉末の軟化点Ts2は、500℃以上、700℃未満であることが好ましく、550℃以上、650℃未満であることがより好ましい。 The high softening point glass powder is a glass that softens when the metal powder is sintered. Specifically, the softening point Ts 2 is higher than (T + 100) ° C., preferably higher than (T + 150) ° C. Preferably, it is higher than (T + 200) ° C. The softening point Ts 2 of the high softening point glass powder is preferably 500 ° C. or higher and lower than 700 ° C., more preferably 550 ° C. or higher and lower than 650 ° C.
このような低軟化点ガラス粉末と高軟化点ガラス粉末を併用すると、金属粉末表面の酸化が進行する前にまず低軟化点ガラス粉末が溶融して、金属粉末がネッキングした状態となり、この後、高軟化点ガラス粉末が軟化して金属粉末の焼結が進行するため、ポアや亀裂を生じることなく収縮する。この結果、ポアや亀裂のない外部電極が形成される。 When such a low softening point glass powder and a high softening point glass powder are used in combination, the low softening point glass powder is first melted and the metal powder is necked before the oxidation of the metal powder surface proceeds, Since the high softening point glass powder is softened and the sintering of the metal powder proceeds, the glass powder shrinks without causing pores or cracks. As a result, an external electrode free from pores and cracks is formed.
脱バインダの効率を落とさず、かつ、金属粉末をネッキングさせてポアや亀裂の発生を抑制するためには、低軟化点ガラス粉末は、金属粉末100質量部に対して0.1質量部以上、5質量部未満の範囲で配合する。好ましくは0.5質量部以上、3質量部未満であり、より好ましくは1質量部以上、2質量部未満である。また、高軟化点ガラス粉末は、セラミック電子部品用導電性ペースト全体の5質量%以上、15質量%未満となる範囲で配合することが好ましい。より好ましくは、6質量%以上、12質量%未満となる範囲である。 In order to suppress the occurrence of pores and cracks without reducing the efficiency of binder removal and necking the metal powder, the low softening point glass powder is 0.1 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the metal powder, It mix | blends in the range below 5 mass parts. Preferably they are 0.5 mass part or more and less than 3 mass parts, More preferably, they are 1 mass part or more and less than 2 mass parts. Moreover, it is preferable to mix | blend the high softening point glass powder in the range used as 5 to less than 15 mass% of the whole electrically conductive paste for ceramic electronic components. More preferably, it is the range which becomes 6 mass% or more and less than 12 mass%.
また、低軟化点ガラス粉末は、堀場製作所製LA−920により測定される平均粒子径が、0.1μm以上、5μm未満であることが、少ない量で金属粉末を焼結させることが可能となり、融解したガラス粉末が脱バインダの阻害要因となりにくくなることから、好ましい。平均粒子径は、0.5μm以上、3μm未満であることがより好ましい。 In addition, the low softening point glass powder has an average particle diameter measured by LA-920 manufactured by HORIBA, Ltd. of 0.1 μm or more and less than 5 μm, which makes it possible to sinter the metal powder in a small amount. The melted glass powder is preferable because it is less likely to become an inhibitor of binder removal. The average particle size is more preferably 0.5 μm or more and less than 3 μm.
これらの低軟化点ガラス粉末および高軟化点ガラス粉末としては、例えば、ホウ酸塩ガラス、珪酸塩ガラス、ホウ珪酸塩ガラス、これらの混合物などが使用される。特に、低軟化点ガラス粉末には、Bi2O3−B2O3−ZnO系ガラス粉末および/またはPbO−SiO2−B2O3系ガラス粉末を使用することが好ましく、電気的信頼性の高いセラミック電子部品を得ることができる。 Examples of the low softening point glass powder and the high softening point glass powder include borate glass, silicate glass, borosilicate glass, and a mixture thereof. In particular, it is preferable to use Bi 2 O 3 —B 2 O 3 —ZnO glass powder and / or PbO—SiO 2 —B 2 O 3 glass powder as the low softening point glass powder. Ceramic electronic parts with high height can be obtained.
本発明において用いられる有機バインダとしては、炉内の雰囲気の酸素濃度が低い状態でも熱分解するものが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸エステルの(共)重合体、(メタ)アクリル酸エステルと(メタ)アクリル酸との共重合体等のアクリル樹脂が使用される。(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、iso−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、iso−ブチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、グリシジルメタクリレート、メチルグリシジルメタクリレート、2−ヒドロキシ(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノ(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオール(メタ)アクリレート等が挙げられる。これらのなかでも、iso−ブチルメタクリレートが、熱分解性が良好で、残留カーボンが少なく、電気的特性を低下させないことから好ましい。 The organic binder used in the present invention is preferably one that thermally decomposes even when the oxygen concentration in the furnace atmosphere is low. For example, a (co) polymer of (meth) acrylate ester, (meth) acrylate ester and ( An acrylic resin such as a copolymer with (meth) acrylic acid is used. Specific examples of (meth) acrylic acid esters include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, iso-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso- Butyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, glycidyl methacrylate, methyl glycidyl methacrylate, 2-hydroxy (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, hydroxybutyl (meth) acrylate , Diethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylamino (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate Rate, 1,6-hexanediol (meth) acrylate. Among these, iso-butyl methacrylate is preferable because it has good thermal decomposability, little residual carbon, and does not deteriorate electrical characteristics.
有機バインダは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。また、そのセラミック電子部品用導電性ペースト中の含有量は、ペースト化を容易にし、かつ、乾燥後の塗膜内の空隙を少なくする観点からは、セラミック電子部品用導電性ペースト全体の2質量%以上、15質量%未満とすることが好ましく、4質量%以上、8質量%未満とすることがより好ましい。 An organic binder may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be mixed and used for it. Further, the content in the conductive paste for ceramic electronic components is 2 mass of the entire conductive paste for ceramic electronic components from the viewpoint of facilitating pasting and reducing the voids in the coating film after drying. % Or more and less than 15% by mass, preferably 4% by mass or more and less than 8% by mass.
本発明において用いられる溶剤は、有機バインダを溶解することができるものであれば、特に制限なく使用することができるが、導電性ペーストを塗付した際に、塗膜があまり速く乾燥し過ぎることのないものが好ましい。具体的には、例えばジオキサン、トルエン、エチルセルソルブ、シクロヘキサノン、ブチルセルソルブ、ブチルセルソルブアセテート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジアセトンアルコール、ベンジルアルコール、テルピネオール、ジヒドロテルピネオール等が使用される。また、脂肪族炭化水素、乳酸ブチル、ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等のフタル酸エステル、ジブチルアジペート、ジオクチルアジペート等のアジピン酸エステル等も用いることができる。これらの溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。溶剤としては、なかでもテルピネオール、ジヒドロテルピネオールが、適度な粘性の導電性ペーストが得られることから好ましい。 The solvent used in the present invention can be used without any limitation as long as it can dissolve the organic binder, but when the conductive paste is applied, the coating film dries too quickly. Those without are preferred. Specifically, for example, dioxane, toluene, ethyl cellosolve, cyclohexanone, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diacetone alcohol, benzyl alcohol, Terpineol, dihydroterpineol and the like are used. Further, aliphatic hydrocarbons, phthalic acid esters such as butyl lactate, dibutyl phthalate and dioctyl phthalate, and adipic acid esters such as dibutyl adipate and dioctyl adipate can also be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among them, terpineol and dihydroterpineol are preferable as the solvent because a conductive paste having an appropriate viscosity can be obtained.
この溶剤の添加量は、導電性ペーストを塗付する際のタレを防止する観点から、金属粉末100質量部に対して5質量部以上、30質量部未満であることが好ましく、10質量部以上、20質量部未満であることがより好ましい。 The addition amount of the solvent is preferably 5 parts by mass or more and less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the metal powder from the viewpoint of preventing sagging when applying the conductive paste. More preferably, it is less than 20 parts by mass.
本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストには、以上の各成分の他、金属粉末の分散性を向上させる目的で分散剤を添加することができる。また、セラミック素体等に塗付した際の塗布形状等を調整する目的で、レベリング剤、増粘剤、チクソトロピック付与剤、消泡剤等を添加することも可能である。これらの添加剤は、いずれも本発明の効果を阻害しない範囲で使用される。 In addition to the above components, a dispersant may be added to the conductive paste for ceramic electronic components of the present invention for the purpose of improving the dispersibility of the metal powder. In addition, a leveling agent, a thickener, a thixotropic agent, an antifoaming agent, and the like can be added for the purpose of adjusting the coating shape when applied to the ceramic body. Any of these additives is used as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストは、上述したような金属粉末と、ガラス粉末と、有機バインダと、溶剤と、必要に応じて配合される各種成分とを十分に混合し、ペースト状にすることにより得られる。本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストの粘度は、20〜100Pa・s(E型粘度計、3°コーン、2.5rpm、25°)であることが好ましい。 The conductive paste for ceramic electronic parts of the present invention is a paste obtained by sufficiently mixing the metal powder, glass powder, organic binder, solvent, and various components blended as necessary. Can be obtained. The viscosity of the conductive paste for ceramic electronic components of the present invention is preferably 20 to 100 Pa · s (E-type viscometer, 3 ° cone, 2.5 rpm, 25 °).
本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストは、例えば、積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラミックサーミスタ等の積層型のセラミック電子部品に用いることができ、また、単板型のセラミック電子部品の導電性ぺーストとしても用いることができる。 The conductive paste for ceramic electronic components of the present invention can be used for multilayer ceramic electronic components such as multilayer ceramic capacitors, multilayer ceramic inductors, multilayer ceramic thermistors, etc. It can also be used as a sex paste.
次に、本発明のセラミック電子部品用導電性ペーストを用いた本発明のセラミック電子部品の実施の形態を図面を用いて説明する。 Next, an embodiment of the ceramic electronic component of the present invention using the conductive paste for a ceramic electronic component of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のセラミック電子部品の一実施形態の積層セラミックコンデンサを示す断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the ceramic electronic component of the present invention.
図1に示すように、本実施形態の積層セラミックコンデンサ10は、セラミック素体12と、内部電極14と、外部電極16と、めっき膜18とを備えている。
As shown in FIG. 1, the multilayer
セラミック素体12は、誘電体材料、例えばBaTiO3を主成分とする、セラミック層12aとなるべきセラミックグリーンシートを複数枚、例えば30〜50枚程度)積層し、所定の温度で焼成したものである。このセラミック素体12は、ほぼ直方体の形状を有している。
The
内部電極14は、それぞれの端縁がセラミック素体12の互いに対向するいずれかの端面に露出するようにセラミック層12a間に形成されている。これらの内部電極14は、例えば銅、ニッケル等の導電成分を含む導電性ペーストを所定のセラミックグリーンシート上に、スクリーン印刷やインクジェット方式等により直接所望のパターンに塗布し、同時に焼成することにより形成される。
The
この内部電極14の厚さは、公知の技術により、導電成分を含む導電性ペーストの塗布量を調整することにより制御することができる。具体的には、複数回塗布する方法、固形分濃度を増大または低減する方法、印刷版の深さ、スクリーン版のレジスト厚み等を変更する方法等により制御することができる。
The thickness of the
外部電極16は、セラミック素体12の内部電極14が露出している両端面に、本発明の導電性ペーストをディップ法やスクリーン印刷等の公知の方法により塗布し、乾燥させた後、例えば700〜900℃で30分〜2時間程度焼き付けることにより形成される。つまり、この外部電極16は、本発明の導電性ペーストの焼結体から構成される。これらの外部電極16は、上記内部電極14と電気的かつ機械的に接合されている。なお、外部電極16用の導電性ペーストの焼成は、セラミック素体12の焼成と同時に行うようにしてもよい。すなわち、内部電極14用の導電性ペーストを塗布したセラミックグリーンシートを積層し、この積層体の両端面に外部電極16用の導電性ペーストを塗布した後、同時に焼成するようにしてもよい。
The
めっき膜18は、外部電極16を覆うように、例えばニッケル、スズ、はんだ等による湿式めっきにより形成される。
The
このように構成される積層セラミックコンデンサ10においては、残留カーボンが少なく、かつ、ポアや亀裂のない緻密度の高い外部電極16が得られるため、めっき液の浸入に伴う内部欠陥不良の発生が防止され、高い信頼性を備えることができる。
In the multilayer
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to these Examples at all.
実施例1〜7、比較例1〜3
表1に示す成分を用い、表2に示す組成の導電性ペーストを調製した。
まず、有機バインダ((D)成分)を溶剤((E)成分)に溶解した後、この溶液に他の配合成分((A)〜(C)成分)を加え、三本ロールで分散、混練して、導電性ペーストを調製した。
Examples 1-7, Comparative Examples 1-3
Using the components shown in Table 1, a conductive paste having the composition shown in Table 2 was prepared.
First, an organic binder (component (D)) is dissolved in a solvent (component (E)), then other compounding components (components (A) to (C)) are added to this solution, and dispersed and kneaded with three rolls. Thus, a conductive paste was prepared.
次いで、得られた各導電性ペーストを1005型セラミック素体の両端部にディップ法により塗付し、150℃で15分間乾燥した後、窒素雰囲気中において800℃で50分間加熱することにより導電性ペーストを焼き付けて外部電極を形成した。この後、この外部電極上にニッケルめっき膜を無電解めっきにより形成し、さらにこのニッケルめっき膜上にスズめっき膜を電解めっきにより形成して積層セラミックコンデンサを作製した。 Next, each conductive paste thus obtained was applied to both ends of a 1005 type ceramic body by dipping, dried at 150 ° C. for 15 minutes, and then heated at 800 ° C. for 50 minutes in a nitrogen atmosphere. The paste was baked to form external electrodes. Thereafter, a nickel plating film was formed on the external electrode by electroless plating, and a tin plating film was further formed on the nickel plating film by electrolytic plating to produce a multilayer ceramic capacitor.
上記各実施例および各比較例で得られた導電性ペーストおよび積層セラミックコンデンサについて、下記に示す方法で各種特性を評価し、その結果を表1に併せ示した。 Various characteristics of the conductive pastes and multilayer ceramic capacitors obtained in the above Examples and Comparative Examples were evaluated by the methods shown below. The results are also shown in Table 1.
[緻密性]
外部電極を形成したセラミック素体を、一方の外部電極から他方の外部電極にかけて切断し、その切断面(外部電極)におけるポアの面積率を画像解析により算出し、以下の基準で評価した(試料数各50個)。
◎:ポア面積率 0%以上、1%未満
○:ポア面積率 1%以上、5%未満
×:ポア面積率 5%以上
[亀裂]
上記切断面(外部電極)を観察し、亀裂(セラミック素体の端部にまで達する凹み)乃至凹みの発生状況を調べ、以下の基準で評価した(試料数各50個)。
◎:亀裂も3μm以下の凹みもなし
○:亀裂はないが、3μm以下の凹みあり
×:亀裂あり
[高温試験]
積層セラミックコンデンサの絶縁抵抗を測定し、180℃、10時間の熱処理を行った後に再び絶縁抵抗を測定し、その減少率を算出して、以下の基準で評価した(試料数各200個)。なお、評価は全試料の平均値で行った。
◎:減少率 0%以上、3%未満
○:減少率 3%以上、10%未満
×:減少率 10%以上
[Denseness]
The ceramic body on which the external electrode was formed was cut from one external electrode to the other external electrode, and the area ratio of pores on the cut surface (external electrode) was calculated by image analysis and evaluated according to the following criteria (sample) Number 50 each).
◎: Pore area ratio 0% or more, less than 1% ○: Pore area ratio 1% or more, less than 5% ×: Pore area ratio 5% or more [crack]
The cut surface (external electrode) was observed, and the occurrence of cracks (dents reaching the end of the ceramic body) or dents was examined and evaluated according to the following criteria (50 samples each).
◎: No crack or dent of 3 μm or less ○: No crack, but dent of 3 μm or less ×: Cracked [High temperature test]
The insulation resistance of the multilayer ceramic capacitor was measured, and after heat treatment at 180 ° C. for 10 hours, the insulation resistance was measured again, and the reduction rate was calculated and evaluated according to the following criteria (200 samples each). In addition, evaluation was performed by the average value of all the samples.
◎: Reduction rate 0% or more, less than 3% ○: Reduction rate 3% or more, less than 10% ×:
表2から明らかなように、実施例では、いずれも亀裂がなく、高い緻密性を有し、かつ、高温試験の結果も良好であった。これに対し、低軟化点ガラス粉末未添加の比較例1および比較例3では、亀裂が生じ、高温試験における絶縁抵抗の低下も大きかった。また、低軟化点ガラス粉末を過剰配合した比較例2では、緻密性が低下し、亀裂も生じたうえ、高温試験における絶縁抵抗の低下も大きかった。 As is clear from Table 2, all of the examples were free from cracks, had high density, and the results of the high temperature test were also good. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 3 to which no low softening point glass powder was added, cracks occurred, and the decrease in insulation resistance in the high temperature test was large. Further, in Comparative Example 2 in which the low softening point glass powder was excessively blended, the compactness was reduced, cracks were generated, and the insulation resistance was greatly reduced in the high temperature test.
10…積層セラミックコンデンサ(セラミック電子部品)、12…セラミック素体、12a…セラミック層、14…内部電極、16…外部電極、18…めっき膜
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ガラス粉末は、前記有機バインダの熱分解終了温度をTとしたとき、軟化点Ts1が(T+100)℃以下である低軟化点ガラス粉末と、軟化点Ts2が(T+100)℃を超える高軟化点ガラス粉末からなり、かつ、
前記低軟化点ガラス粉末の含有量が、前記金属粉末100質量部に対して、0.1質量部以上、5質量部未満であることを特徴とするセラミック電子部品用導電性ペースト。 A conductive paste containing metal powder, glass powder, organic binder and organic solvent,
The glass powder has a low softening point glass powder having a softening point Ts 1 of (T + 100) ° C. or lower and a softening point Ts 2 higher than (T + 100) ° C., where T is the thermal decomposition end temperature of the organic binder. Made of softening point glass powder, and
Content of the said low softening point glass powder is 0.1 mass part or more and less than 5 mass parts with respect to 100 mass parts of said metal powder, The electrically conductive paste for ceramic electronic components characterized by the above-mentioned.
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