JP3114529B2 - 積層セラミックコンデンサー内部電極用ペースト - Google Patents

積層セラミックコンデンサー内部電極用ペースト

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JP3114529B2 JP06266081A JP26608194A JP3114529B2 JP 3114529 B2 JP3114529 B2 JP 3114529B2 JP 06266081 A JP06266081 A JP 06266081A JP 26608194 A JP26608194 A JP 26608194A JP 3114529 B2 JP3114529 B2 JP 3114529B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、デラミネーションの発
生を効果的に抑制し得る積層セラミックコンデンサ内部
電極用ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】電子部品の軽薄短小化が進み、チップ部
品である積層セラミックコンデンサ(MLCC)も小型
化、高容量化の進歩がますます要求されている。MLC
Cの小型化と高容量化のもっとも効果的な手段は、内部
電極と誘電体層を薄くして多層化をはかることである。
MLCCは、チタン酸バリウム(BaTiO3 )等で代
表される誘電体粉末とポリビニルブチラール等の有機バ
インダーとからなる誘電体グリーンシートに、Pdペー
ストを印刷し、乾燥して、内部Pd電極が交互に重なる
ように積層し熱圧着し、該熱圧着物を切断し、脱バイン
ダーおよび内部Pd電極と誘電体の焼結とのために約1
300℃程度の温度で焼成し、ついで銀(Ag)等の外
部電極を形成して製造される。
【0003】内部電極用ペーストは、電極形成成分とし
てPd粉末、有機バインダーとしてセルロース系樹脂や
アクリル系樹脂、溶剤としてトリメチルベンゼン、テル
ピネオール等からなり、3本ロールミルによって混練し
混合分散することにより製造される。言い換えると、内
部電極用ペーストは、有機バインダーとなる樹脂を有機
溶剤に溶解して得られた有機ビヒクル中にPd等の貴金
属を分散させ粘度調整用の希釈溶剤を加えたものであ
る。有機ビヒクル中の有機溶剤には一般にテルピネオー
ル、メチルエチルケトン等が用いられ、また有機バイン
ダーとしては、エチルセルロース、ニトロセルロース等
のセルロース系樹脂やブチルメタクリレート、メチルメ
タクリレート等のアクリル系樹脂が使用される。希釈溶
剤にはトリメチルベンゼン等が使用される。
【0004】MLCC内部電極用ペーストの代表的なも
のはエチルセルロースをテルピネオールに溶解した有機
ビヒクルにPd粉末を混合分散させたものに、粘度調整
のために、一般に回転粘度計において100回転での粘
度が50000cps以下になるようにトリメチルベン
ゼン等からなる希釈溶剤を加えたものである。ところ
で、上記MLCCの製造工程中、誘電体グリーンシート
の焼成時に不良品を発生することが多い。その原因の1
つとして誘電体層と内部電極層との間に発生する層間剥
離現象(以下、デラミネーションという)がある。デラ
ミネーションの発生原因は種々考えられているが未だ十
分な解明と対策がとられていないのが実状である。本発
明者らは内部電極及び誘電体グリーンシートを構成する
有機バインダー材料と有機溶剤の組合せに着目し、デラ
ミネーションにどのように影響しているか調べた結果、
従来の内部電極用ペーストには極めて不都合な点がある
ことが判明した。
【0005】即ち、内部電極用ペーストには前記のよう
に有機バインダーとしてエチルセルロースが、その有機
溶剤にはテルピネオールが使われ、さらに粘度調整の希
釈溶剤が加えられている。粘度調整用の希釈溶剤には塗
膜からの乾燥性の良いものが使われるため問題はない
が、有機溶剤に使用されるテルピネオールは蒸発速度が
遅く、塗膜中に残存し、誘電体グリーンシートに有機バ
インダーとして多用されているポリビニルブチラールを
溶解させる作用がある。このような内部電極ペーストに
よる誘電体グリーンシート中の有機バインダーに対する
溶解作用を「シートアタック」と称する。シートアタッ
クがあると誘電体グリーンシート中のポリビニルブチラ
ールが溶解して誘電体グリーンシートを膨潤させる。こ
のためシートアタックが大きい場合、焼成時に誘電体層
と内部電極層が剥離し、その結果デラミネーションを発
生させる。デラミネーションが起こると、MLCCの耐
電圧性、絶縁性を低下させ、目的とする静電容量を得ら
れなかったり、負荷寿命特性を劣化させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、シー
トアタック性を解消し、デラミネーションの発生を効果
的に抑制し得る内部電極用ペースト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
に本発明の内部電極用ペーストは、ポリビニルブチラー
ルを有機バインダーとして含有する誘電体グリーンシー
トと組合わさってMLCCを構成し、樹脂からなる有機
バインダーと樹脂溶解用有機溶剤とを有する内部電極用
ペーストであって、該ペーストの樹脂溶解に用いられる
有機溶剤の主成分がゲラニオール、シトラールシトロ
ネロール、1−8−シネオール、プロピオン酸ベンジ
ル、リナロール、リモネンのうち少なくとも一種以上か
らなる点に特徴がある。本発明に基づいて作製されるM
LCCは、誘電体グリーンシートと内部電極用ペースト
の多層積層体である。誘電体グリーンシートはチタン酸
バリウム等の誘電体粉末とポリビニルブチラールの有機
バインダーとからなる。内部電極用ペーストは、エチル
セルロース等の樹脂からなる有機バインダーおよび前記
有機溶剤とからなる有機ビヒクルと、Pd等の貴金属か
らなる電極形成成分と、粘度調整用希釈剤とからなる。
【0008】
【作用】デラミネーションの発生原因の一つであるシー
トアタックは、誘電体グリーンシートに使用される有機
バインダーすなわちポリビニルブチラールをそれに接し
た内部電極用ペースト中の有機溶剤が溶解する為に生じ
る。そのため、誘電体グリーンシートに使用される有機
バインダーに対する溶解性が小さく、内部電極用ペース
トに使用されるエチルセルロース樹脂に対する溶解性が
大きく、その溶解物がペーストとして使用できる適度な
粘性と、適度な乾燥性を有する有機溶剤として、ゲラニ
オール、シトラールシトロネロール、1−8−シネオ
ール、プロピオン酸ベンジル、リナロール、リモネンの
うち少なくとも一種以上を含む溶剤が好適である。上記
有機溶剤は単独で用いても、また複数で用いてもよい。
さらに従来から使用されていたターピネオールと混合し
ても効果は発揮される。
【0009】内部電極用ペーストの有機ビヒクル中にお
いてこれらの有機溶剤が65重量%未満では、エチルセ
ルロースの溶解性が著しく悪くなるとともに、有機ビヒ
クルの粘性が著しく高くなりペースト作製時の作業性を
悪化させる。80重量%以上が好ましい。90重量%を
超えると有機ビヒクルの粘性が低すぎ、3本ロール等に
よる混練を効率よく行なうことができない。従って、有
機溶剤の量は有機ビヒクル全体に対し、好ましくは80
〜90重量%程度がよい。当該ペースト中においてPd
粉が40重量%以下では焼成後の電極厚みが薄くなり、
抵抗値が著しく上昇したり導電性を失い目的とする静電
容量が得られなかったりする。また60重量%以上では
焼成後の電極膜厚が厚くなりデラミネーションの発生原
因となる。従って、当該ペースト中のPd粉の量は、4
0〜60重量%がよい。また、当該ペースト中において
有機ビヒクルが20重量%以下では乾燥膜の強度が弱く
なり、印刷後の内部電極表面にキズ等が発生しやすくな
る。40重量%をこえると焼成後の電極厚さが薄くなり
抵抗値が著しく上昇したり電極としての導電性を失い、
目的とする静電容量が得られなかったりする。従って、
当該ペースト中の有機ビヒクルの量は、20〜40重量
%がよい。
【0010】
【実施例】
(ペースト製造)内部電極用ペーストに使われる有機ビ
ヒクルの作製は、各種溶剤をオイルバス中にて温度80
℃まで加熱し、攪拌羽で攪拌しながら有機バインダー用
樹脂を徐々に加えることによって行なった。当該樹脂が
完全に溶解したことを確認するため溶解物の一部を取り
出し、プレパラート上で当該樹脂の溶け残りがないこと
を確認した。有機ビヒクルの有機バインダー用樹脂に
は、トルエンとエタノールの溶剤が重量で1:1の混合
溶液中にエチルセルロースを5%溶解したときの粘度が
150から250cpsの範囲となるエチルセルロース
を用いた。作製した有機ビヒクルの組成を表1に記載し
た(No.1〜No.14)。次に上記有機ビヒクル3
5g、平均粒径0.3ミクロンのPd粉末(住友金属鉱
山株式会社製、商品名SFP−030)50g、および
希釈剤(日本石油株式会社製、商品名ミネラルスプリッ
ツA)を15g秤量し、3本ロールにより十分混練し、
100gの内部電極用Pdペーストを製造した。製造し
たPdペーストはブルックフィールド社製の回転粘度計
において100回転での粘度が40000ps以下であ
ることを確認した。
【0011】(評価)得られた内部電極用ペーストをポ
リブチラール樹脂を含む厚み約35ミクロンのBaTi
3 系誘電体グリーンシートに約15ミクロンの厚みで
スクリーン印刷し、そのシートを80℃で1分乾燥させ
た。その後、このシートを積層し、80℃、100Kg
/cm2 の条件で3分間熱圧着し、内部電極が30層の
積層体を作製した。その積層体を3mm×5mm角に切
断し、大気炉にて1350℃、2時間焼成した。その
後、焼成体を研磨し、断面を光学顕微鏡にて観察してデ
ラミネーションの発生数を求めた。このときの結果を表
2に示す(No.1〜No.14)。表中の数字は20
個のサンプル中に観察されたデラミネーションの発生割
合を示す。
【0012】(比較例)一方、実施例と同様な製法であ
るが溶剤にテルピネオールを使用した有機ビヒクルを表
1に記載した配合で製造し(No.15)、実施例と同
じ配合でペーストを作製し比較例とした。そして実施例
と同様な手法で積層体を作製、焼成してデラミネーショ
ンの発生数を求めた。結果を表2に示す(No.1
5)。この表からも分かるように従来のテルピネオール
を溶剤にしたものはデラミネーション発生頻度は12/
20であって60%以上の確率を示すのに対し、本発明
の有機溶剤を使用したものは5/20以下、すなわち2
5%以下の頻度しか現れないことが分かる。
【0013】
【表1】ヒ゛ヒクル 溶剤種 溶剤種 溶剤種 エチルセルロース No. 重量% 重量% 重量% 重量% 実施例 1 ケ゛ラニオール 85 15 2 シトラール 85 15 3 シトロネロール 85 15 4 1-8-シネオール 85 15 5 フ゜ロヒ゜オン酸ヘ゛ンシ゛ル 85 15 6 リナロール 85 15 7 リモネン 85 15 8 ケ゛ラニオール シトラール 40 45 15 9 シトラール シトロネロール 40 45 15 10 シトロネロール 1ー8ーシネオール 40 45 15 11 1ー8ーシネオール フ゜ロヒ゜オン酸ヘ゛ンシ゛ル 40 45 15 12 フ゜ロヒ゜オン酸ヘ゛ンシ゛ル リナロール 40 45 15 13 リナロール リモネン 40 45 15 14 リモネン ケ゛ラニオール テルヒ゜ネオール 40 20 25 15 比較例 15 テルヒ゜ネオール 85 15
【0014】
【表2】
【0015】
【発明の効果】本発明の内部電極ペーストは以上のよう
に構成されているので、デラミネーションが抑えられる
ことにより、歩留まりが向上し安定したMLCCの製造
が行える。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−236827(JP,A) 特開 平3−212498(JP,A) 特開 平5−217807(JP,A) 特開 昭64−65816(JP,A) 特開 平1−315903(JP,A) 特開 平4−270210(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 4/00 - 4/40

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリビニルブチラールを有機バインダー
    として含有する誘電体グリーンシートと組合わさって積
    層セラミックコンデンサーを構成し、樹脂からなる有機
    バインダーと樹脂溶解用有機溶剤とからなる有機ビヒク
    ルを有する内部電極用ペーストにおいて、樹脂溶解用有
    機溶剤の主成分がゲラニオール、シトラールシトロネ
    ロール、1−8−シネオール、プロピオン酸ベンジル、
    リナロール、リモネンのうち少なくとも一種であること
    を特徴とする積層セラミックコンデンサー内部電極用ペ
    ースト。
  2. 【請求項2】 有機溶剤の量が有機ビヒクルの65〜9
    0重量%であり、エチルセルロースを樹脂として含む請
    求項1に記載の内部電極用ペースト。
  3. 【請求項3】 樹脂を有機溶剤に溶解して得られた有機
    ビヒクル中にPd粉末を分散させた請求項1または2に
    記載の内部電極用ペースト。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の内部電極用ペーストを
    用いた積層セラミックコンデンサ。
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