JP2593137B2 - 導電ペースト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、焼付により導体膜を形成する導電ペースト
に関し、特に積層磁器コンデンサの内部電極或は外部電
極を形成するのに最適な導電ペーストに関する。

［従来の技術］ 積層磁器コンデンサは、誘電体磁器層と、これを挟ん
で対向する２組の内部電極、及びこれら内部電極を各々
の組ごとに隣接する外部電極を基本的な構成部材とす
る。近年、この種の積層磁器コンデンサの製造において
は、焼成工程の簡略化を図り、製造コストを低減する目
的で、磁器と電極とを同時焼成する方法が実施されてい
る。例えば、内部電極形成用の導電ペーストが印刷され
た未焼成の磁器シート、いわゆるグリーンシートを積層
し、さらに所定の工程を経て六面体の生チップを製作し
た後、前記導電ペーストと未焼成の磁器とを同時に焼成
する方法である。更には、前記六面体の生チップの両端
に外部電極形成用の導電ペーストを塗布した後、磁器と
内外電極形成用の導電ペーストを同時に焼成する方法が
実施されている。

この様な同時焼成方式で用いられる導電ペーストや磁
器材料は、焼成工程における熱収縮特性の近いものを選
択することが必要であり、さもなくばデラミネーション
やクラックが発生しやすい。

従来、導電ペーストの熱収縮を磁器のそれと近づける
ため、それにガラスフリット粉末を含有させたり（特開
昭54−140958号公報）、共材といわれるグリーンシート
と同種あるいは類似の磁器材料粉末を導電ペーストに含
有させる手段（特開昭54−140960号、特開昭57−30308
号）等が提案されている。

［発明が解決しようとしている問題点］ しかしながら、ガラスフリットや共材を含有させた前
記導電ペーストについては、次のような問題があった。
即ち、この導電ペーストを使用した積層磁器コンデンサ
の場合、デラミネーションやクラックの問題がほぼ解決
される一方で、ガラスフリットや共材を含有しない導電
ペーストを使用した場合に比較し、外部電極と誘電体磁
器との結合力が悪くなる。例えば、外部電極の剥離試験
を1Kgの荷重で行なうと、電極の剥離がガラスフリット
や共材の含有率にほぼ比例して多く発生するようにな
り、含有率０％の場合、殆ど剥離が見られないのに対
し、５重量％から20重量％と増加するに従い約５〜65％
の剥離が発生する。

この発明は、ガラスフリットや共材を含む従来の導電
ペーストに於ける前記問題点を解決するもので、外部電
極の誘電体磁器に対する結合力を改良できる導電ペース
トを提供することを目的とするものである。

［問題を解決するための手段］ 即ち、本発明における前記の目的は、ニッケルを主成
分とする卑金属粉末と、硼化物粉末とを含有し、ガラス
フリット及び磁器材料を含有しないことを特徴とする導
電ペーストにより達成される。

ここで、前記硼化物粉末はMg、Ca、Sr、Ba、Ｙ、Mn,C
u、Ti、Al、Co、Cr、Mo、Nb、Ta、Hf、Ｖ、Ni、Ｗ、Z
r、Feの硼化物のうち少なくとも一種以上から成る。

また、前記各成分の望ましい含有比は、前記卑金属粉
末が70〜99重量％、硼化物粉末が１〜30重量％である。
さらに、前記卑金属粉末と硼化物粉末全体の内、ニッケ
ル粉末成分は50重量％以上含まれるのがよい。

［作用］ 後述するように、前記導電ペーストは、従来のガラス
フリットや、いわゆる共材と呼ばれる磁器材料を含む導
電ペーストに比べて、誘電体磁器に対する結合力が強
く、外部電極の剥離強度試験において、良好な結果が得
られ、しかも焼成時の誘電体磁器に発生するクラックも
少ない。これは次のような理由によるものと考えられ
る。

前記導電ペーストに含有する硼化物粉末は、還元雰囲
気中での焼成や高温での焼成過程において、硼化物の大
部分はそのまま残るが、一部は次のように反応し、これ
により金属粒子の硼化物（M_ZB_W）が析出する。

wM′_xB_y＋（yxz）Ｍ→（xxw）Ｍ′＋yM_zB_w ただし、Ｍ′はMg、Ca、Sr、Ba、Ｙ、Mn,Cu、Ti、A
l、Co、Cr、Mo、Nb、Ta、Hf、Ｖ、Ni、Ｗ、Zr、Fe等の
金属元素であり、Ｍは卑金属粉末に含まれる金属元素で
ある。ｘ＝１、２、３または４、ｙ＝１、２、３または
６、ｚ＝１、２、３または４、ｗ＝１、２または３であ
り、前記Ｍの種類により決まる。例えば、ＭがNiの場
合、ｚ＝１、ｗ＝１、ＭがCuの場合、ｚ＝３、ｗ＝１、
ＭがAlの場合、ｚ＝１、ｗ＝２である。

前記の反応により、金属粒子の急激な収縮が抑制さ
れ、かつ金属粒子と磁器との反応が妨げられず、むしろ
硼化物から分離した金属成分（Ｍ′）が磁器と反応す
る。この結果、外部電極と磁器との結合力が劣化せず、
外部電極の剥離試験に於て良い結果がもたらされる。

［実施例］ 次に本発明の実施例と比較例について説明する。

（実施例） 卑金属粉末成分として、平均粒径1.0μｍ、純度99.9
％のNi粉末を、硼化物粉末として平均粒径0.5μｍ、純
度99.9％の第１の各欄に示す硼化物粉末も、バインダと
してエチルセルローズ16gとブチルカルビトール64gとを
用い、これらを擂潰機で５時間粗混合した後、ロールミ
ルで１時間混合し、導電ペーストを調整した。なお、表
１に於て、Ni粉末の重量比は硼化物粉末との総重量に対
する比（重量％）で表わした。

この導電ペーストを外部電極形成用ペーストとして、
次の方法で積層磁器コンデンサを製作した。（Ba_0.90Sr
_0.10）TiO₃を主体とし、若干のLi₂O−CaO−SiO₂ガラス
粉末を含む磁器スラリにより、厚さ約30μｍのグリーン
シートを作り、これにNi導電ペーストをスクリーン印刷
し、乾燥した。次に、前記グリーンシートの印刷面を上
にして同様のグリーンシートを内部電極が交互にずれる
ように合計30枚積層し、更にこの積層物の上下両面に各
々厚さ60μｍのグリーンシートを４枚ずつ積層して圧着
した後、これを個々のチップ毎に裁断した。

交互に対向した２組の内部電極に各々接続するよう、
積層チップの両端面に前記外部電極形成用の導電ペース
トを約50μｍの厚みでほぼ均一に塗布し、これを乾燥し
た。次いで、この生チップを２％のH₂ガスを含むN₂ガス
雰囲気中に於て、1250℃の温度で２時間焼成した。

こうして得られた積層磁器コンデンサチップの長さは
3.2mm、幅は2.5mm、厚さは0.8mmであり、その構造を第
１図に示す。同図に於て、１はチップ、２は誘電体磁
器、３は内部電極、４は外部電極を各々示す。

前記積層磁器コンデンサチップの20個について、その
外部電極４を研削、除去し、その跡の誘電体磁器２の素
地を50倍の拡大鏡を用いて目視検査し、クラックの発生
率を調べた。また、別の20個を第２図に示すように試験
用治具５に半田６で固着し、チップ１の中央に1Kgの荷
重を加え、これによって外部電極５の剥離が発生するか
否か調べた。

これら試験によるクラック及び電極剥離の発生率を、
試験に供した試料20個のうちの発生数により、表１に示
した。

（実施例２） BaTiO₃系磁器に代えて、表２に示す誘電体磁器を各々
使用し、かつ表２で示す外部電極形成用の導電ペースト
を用いて、前記実施例１同様に積層磁器コンデンサチッ
プを製作した。更に、これらについて同様に試験を行
い、その結果を表３に示した。

（実施例３） Ni、Al、Cu、Zn及びTiB₂を、表４の各欄に示す割合で
含有する外部電極形成用の導電ペーストを用い、前記実
施例１と同様にして積層磁器コンデンサチップを製作し
た。更に、これについて同様に試験を行った結果を表４
に示す。

（比較例） 表５に示すように、Ni粉末以外に無機成分を含まない
外部電極形成用の導電ペースト、Ni粉末とCaO−B₂O₃−S
iO₂系ガラスフリットとを含む導電ペースト、及びNi粉
末と誘電体磁器の共材であるところのBaTiO₃粉末とを含
む外部電極を各々用いて、前記実施例１と同様にして積
層磁器コンデンサチップを製作した。更に、これについ
て同様に試験を行い、その結果を表５に示した。

なお、以上の実施例等から明らかにされた、本発明の
望ましい実施態様を挙げると次の通りである。

（１）電極粉末に含有させる硼化物粉末は、Mg、Ca、S
r、Ba、Ｙ、Mn,Cu、Ti、Al、Co、Cr、Mo、Nb、Ta、Hf、
Ｖ、Ni、Ｗ、Zr、Feの硼化物のうち、少なくのも一種以
上から成ること。

（３）電極粉末中の卑金属粉末と硼化物粉末との割合
は、卑金属粉末が70〜99重量％、硼化物粉末が１〜30重
量％であること。

（４）導電ペースト中の卑金属粉末がNi以外の金属を含
む場合、卑金属粉末と硼化物粉末との総量に対するNi粉
末成分の含有料が50重量％以上であること。

［発明の効果］ 以上説明した通り、本発明の導電ペーストによれば、
積層磁器コンデンサにおけるクラックを少なくし、且つ
電極の結着力を強く保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は積層磁器コンデンサチップの構造を示す縦断側
面面図、第２図は実施例、比較例に於ける外部電極剥離
試験の方法を示す説明図である。 １……誘電体磁器層、２……内部電極、３……外部電極

フロントページの続き (72)発明者 茶園 広一 東京都台東区上野１丁目２番12号 太陽 誘電株式会社内 (72)発明者 大塩 稔 東京都台東区上野１丁目２番12号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−188002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−158122（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−139017（ＪＰ，Ａ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ニッケルを主成分とする卑金属粉末と、硼
   化物粉末とを含有し、ガラスフリット及び磁器材料を含
   有しないことを特徴とする導電ペースト。
2. 【請求項２】前記硼化物粉末はMg、Ca、Sr、Ba、Ｙ、M
   n,Cu、Ti、Al、Co、Cr、Mo、Nb、Ta、Hf、Ｖ、Ni、Ｗ、
   Zr、Feの硼化物のうち少なくとも一種以上から成ること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の導電ペース
   ト。
3. 【請求項３】前記卑金属粉末が70〜99重量％、硼化物粉
   末が１〜30重量％であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の導電ペースト。
4. 【請求項４】前記卑金属粉末と硼化物粉末との内、ニッ
   ケル粉末成分が50重量％以上であることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項に記載の導電
   ペースト。