JP3152065B2 - 導電性ペーストおよび積層セラミックコンデンサ - Google Patents
導電性ペーストおよび積層セラミックコンデンサInfo
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミックコンデ
ンサの外部電極の形成に用いる導電性ペースト、および
それを用いた積層セラミックコンデンサに関する。
ンサの外部電極の形成に用いる導電性ペースト、および
それを用いた積層セラミックコンデンサに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、積層セラミックコンデンサの外
部電極は、以下の方法で形成されている。即ち、まず、
Ａｇ等の導電成分の粉末とガラスフリットの粉末を、樹
脂を有機溶剤に溶解した有機ビヒクルに分散させて導電
性ペーストを得る。その後、この導電性ペーストを積層
セラミックコンデンサ素体に塗布し乾燥後、焼付けて有
機物を除去し、導電成分とガラスフリットからなる導電
性被膜を形成する。
部電極は、以下の方法で形成されている。即ち、まず、
Ａｇ等の導電成分の粉末とガラスフリットの粉末を、樹
脂を有機溶剤に溶解した有機ビヒクルに分散させて導電
性ペーストを得る。その後、この導電性ペーストを積層
セラミックコンデンサ素体に塗布し乾燥後、焼付けて有
機物を除去し、導電成分とガラスフリットからなる導電
性被膜を形成する。
【０００３】その後、この導電性被膜の表面にＮｉめっ
き、Ｓｎまたははんだめっきを順次形成して外部電極と
する。この場合、導電性ペースト中のガラスフリットと
しては鉛系、亜鉛系、硼珪酸系等が用いられている。
き、Ｓｎまたははんだめっきを順次形成して外部電極と
する。この場合、導電性ペースト中のガラスフリットと
しては鉛系、亜鉛系、硼珪酸系等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の外部電
極においては、めっき工程でめっき液が積層セラミック
コンデンサ素体へ侵入するためと考えられる不具合が、
たびたび発生していた。つまり、積層セラミックコンデ
ンサの外部電極の接着強度の低下、回路基板に実装した
後の耐基板曲げ強度の低下、熱衝撃によるセラミックの
外部電極取付け部分のクラック等である。
極においては、めっき工程でめっき液が積層セラミック
コンデンサ素体へ侵入するためと考えられる不具合が、
たびたび発生していた。つまり、積層セラミックコンデ
ンサの外部電極の接着強度の低下、回路基板に実装した
後の耐基板曲げ強度の低下、熱衝撃によるセラミックの
外部電極取付け部分のクラック等である。
【０００５】このため、導電性ペースト中のガラスフリ
ットの量を増やすことや、化学的に安定な高融点のガラ
スフリットを用いることで、積層セラミックコンデンサ
素体へのめっき液の侵入を防ぐことが検討されてきた。
ットの量を増やすことや、化学的に安定な高融点のガラ
スフリットを用いることで、積層セラミックコンデンサ
素体へのめっき液の侵入を防ぐことが検討されてきた。
【０００６】しかし、ガラスフリットの量を増やした
り、高融点のガラスフリットを用いる場合、外部電極を
焼付ける時にセラミックにクラックが発生したり、めっ
きの時にめっき付性が悪くなるという問題点が発生して
いた。
り、高融点のガラスフリットを用いる場合、外部電極を
焼付ける時にセラミックにクラックが発生したり、めっ
きの時にめっき付性が悪くなるという問題点が発生して
いた。
【０００７】とくに、小型高容量でバイアス特性が優れ
た、酸化鉛系原料を用いたセラミックコンデンサにおい
て、そのセラミックはガラスフリットとの反応性が高
い。このため、高温で外部電極を焼付けすると、反応に
よりセラミックそのものの特性を損なわれ、めっき液が
侵入しやすくなってコンデンサの特性が劣化するという
問題点を有していた。
た、酸化鉛系原料を用いたセラミックコンデンサにおい
て、そのセラミックはガラスフリットとの反応性が高
い。このため、高温で外部電極を焼付けすると、反応に
よりセラミックそのものの特性を損なわれ、めっき液が
侵入しやすくなってコンデンサの特性が劣化するという
問題点を有していた。
【０００８】そこで、本発明の目的は、積層セラミック
コンデンサの外部電極として用いたときに、外部電極の
接着強度が強く、耐熱衝撃性に優れた、さらに回路基板
に実装した後の基板曲げに強い積層セラミックコンデン
サを得ることができる導電性ペースト、およびそれを用
いた積層セラミックコンデンサを提供することにある。
コンデンサの外部電極として用いたときに、外部電極の
接着強度が強く、耐熱衝撃性に優れた、さらに回路基板
に実装した後の基板曲げに強い積層セラミックコンデン
サを得ることができる導電性ペースト、およびそれを用
いた積層セラミックコンデンサ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、本発明の導電性ペーストは、積層セラミックコンデ
ンサの外部電極として用いる導電性ペーストにおいて、
ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3
からなり、かつ、Ｂｉ2 Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２
重量％であるガラスフリットを含有することを特徴とす
る。
め、本発明の導電性ペーストは、積層セラミックコンデ
ンサの外部電極として用いる導電性ペーストにおいて、
ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3
からなり、かつ、Ｂｉ2 Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２
重量％であるガラスフリットを含有することを特徴とす
る。
【００１０】また、本発明の積層セラミックコンデンサ
は、誘電体セラミックス層を介して配置された内部電極
層と該内部電極層につながる外部電極とからなる積層セ
ラミックコンデンサにおいて、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 からなり、かつ、Ｂｉ2
Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２重量％であるガラスフリ
ットを前記外部電極が含有することを特徴とする。
は、誘電体セラミックス層を介して配置された内部電極
層と該内部電極層につながる外部電極とからなる積層セ
ラミックコンデンサにおいて、ＰｂＯ、Ｂ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 からなり、かつ、Ｂｉ2
Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２重量％であるガラスフリ
ットを前記外部電極が含有することを特徴とする。
【００１１】さらに、ガラスフリット中に含まれる不純
物としてのＺｎＯの量は０．１重量％以下であることを
特徴とするそして、積層セラミックコンデンサとして
は、その誘電体セラミック層が酸化鉛を含有したもので
ある場合が特に好ましい。
物としてのＺｎＯの量は０．１重量％以下であることを
特徴とするそして、積層セラミックコンデンサとして
は、その誘電体セラミック層が酸化鉛を含有したもので
ある場合が特に好ましい。
【００１２】
【作用】本発明の導電性ペーストを積層セラミックコン
デンサ素体に焼付けた場合、導電性ペースト中のガラス
フリットとセラミック、特に酸化鉛を含有するセラミッ
クとの反応が抑えられる。したがって、積層セラミック
コンデンサ素体が反応によって過度に変質して本来の特
性を失ったり、めっき液が侵入しやすくなることがな
い。
デンサ素体に焼付けた場合、導電性ペースト中のガラス
フリットとセラミック、特に酸化鉛を含有するセラミッ
クとの反応が抑えられる。したがって、積層セラミック
コンデンサ素体が反応によって過度に変質して本来の特
性を失ったり、めっき液が侵入しやすくなることがな
い。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の導電性ペーストおよびそれを
用いた積層セラミックコンデンサについて説明する。
用いた積層セラミックコンデンサについて説明する。
【００１４】まず、表１に示すガラスフリット１１種類
を以下の通り作製した。即ち、表１に示す組成比率のガ
ラスフリットとなるように、その出発原料のＰｂ
3 Ｏ4 、Ｈ3 ＢＯ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｂｉ
2 Ｏ3 と不純物としてのＺｎＯを混合し、高温で溶融さ
せた後、急冷してガラス化した。その後、得られたガラ
スを粉砕してガラスフリットを得た。なお、表１におい
て、＊印は本発明の範囲外のものであり、その他は本発
明の範囲内のものである。
を以下の通り作製した。即ち、表１に示す組成比率のガ
ラスフリットとなるように、その出発原料のＰｂ
3 Ｏ4 、Ｈ3 ＢＯ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ（ＯＨ）3 、Ｂｉ
2 Ｏ3 と不純物としてのＺｎＯを混合し、高温で溶融さ
せた後、急冷してガラス化した。その後、得られたガラ
スを粉砕してガラスフリットを得た。なお、表１におい
て、＊印は本発明の範囲外のものであり、その他は本発
明の範囲内のものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】次に、このガラスフリット毎に、１１種類
の導電性ペーストを作製した。即ち、Ａｇ粉末６６重量
％、ガラスフリット５重量％、エチルセルロース樹脂を
ブチルセロソルブに溶解した有機ビヒクル２９重量％を
混合し、三本ロールで混練、分散して導電性ペーストを
作製した。
の導電性ペーストを作製した。即ち、Ａｇ粉末６６重量
％、ガラスフリット５重量％、エチルセルロース樹脂を
ブチルセロソルブに溶解した有機ビヒクル２９重量％を
混合し、三本ロールで混練、分散して導電性ペーストを
作製した。
【００１７】一方、９５Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
−５ＰｂＴｉＯ3 を誘電体主成分とし、Ａｇ／Ｐｄを内
部電極とする積層セラミックコンデンサ素体（寸法、
３．２×１．６×１．０ｍｍ）を、あらかじめ準備して
おいた。
−５ＰｂＴｉＯ3 を誘電体主成分とし、Ａｇ／Ｐｄを内
部電極とする積層セラミックコンデンサ素体（寸法、
３．２×１．６×１．０ｍｍ）を、あらかじめ準備して
おいた。
【００１８】次に、積層セラミックコンデンサ素体の内
部電極が露出した端部に、上記導電性ペーストを塗布、
乾燥後、大気中６３０℃で焼付けて導電性被膜を形成し
た。その後、この導電性被膜の表面にＮｉめっきを施
し、さらにその上にＳｎ−Ｐｂめっきを施して外部電極
を形成し、積層セラミックコンデンサを完成させた。
部電極が露出した端部に、上記導電性ペーストを塗布、
乾燥後、大気中６３０℃で焼付けて導電性被膜を形成し
た。その後、この導電性被膜の表面にＮｉめっきを施
し、さらにその上にＳｎ−Ｐｂめっきを施して外部電極
を形成し、積層セラミックコンデンサを完成させた。
【００１９】次に、以上作製した積層セラミックコンデ
ンサについて、基板曲げ強度試験、外部電極の接着強度
試験および熱衝撃試験を行なった。
ンサについて、基板曲げ強度試験、外部電極の接着強度
試験および熱衝撃試験を行なった。
【００２０】基板曲げ強度試験は、ＪＩＳ Ｃ ６４２
９ 附属書２に準じて行なった。即ち、まず、ガラス布
基材エポキシ樹脂からなる厚み１．６ｍｍの銅張積層板
に、作製した積層セラミックコンデンサをはんだ付けし
た。その後、積層セラミックコンデンサを取り付けた面
の反対側より加圧棒で押してこの銅張積層板をたわま
せ、積層セラミックコンデンサが破損し始める銅張積層
板のたわみ量を基板曲げ強度の値とした。
９ 附属書２に準じて行なった。即ち、まず、ガラス布
基材エポキシ樹脂からなる厚み１．６ｍｍの銅張積層板
に、作製した積層セラミックコンデンサをはんだ付けし
た。その後、積層セラミックコンデンサを取り付けた面
の反対側より加圧棒で押してこの銅張積層板をたわま
せ、積層セラミックコンデンサが破損し始める銅張積層
板のたわみ量を基板曲げ強度の値とした。
【００２１】外部電極の接着強度試験は、積層セラミッ
クコンデンサの両外部電極の端部にリード線をはんだ付
けした後、両リード線をアキシャル方向に定速で引張
り、その破壊強度を外部電極の接着強度とした。
クコンデンサの両外部電極の端部にリード線をはんだ付
けした後、両リード線をアキシャル方向に定速で引張
り、その破壊強度を外部電極の接着強度とした。
【００２２】熱衝撃試験は、室温２５℃において３２５
℃に保持した高温溶融はんだ中に、積層セラミックコン
デンサを３秒間浸漬した後、クラックの発生有無を確認
した。
℃に保持した高温溶融はんだ中に、積層セラミックコン
デンサを３秒間浸漬した後、クラックの発生有無を確認
した。
【００２３】図１に、基板曲げ強度試験の結果を試験数
２０個の平均値として、また接着強度試験の結果を同様
に試験数２０個の平均値として示す。また、図２に、熱
衝撃試験の結果を試験数１００個中のクラック発生個数
として示す。なお、図１および図２中の○印および△印
の傍らに付した数字１〜１１は、表１に示すガラスフリ
ット組成の試料Ｎｏ．を表す。
２０個の平均値として、また接着強度試験の結果を同様
に試験数２０個の平均値として示す。また、図２に、熱
衝撃試験の結果を試験数１００個中のクラック発生個数
として示す。なお、図１および図２中の○印および△印
の傍らに付した数字１〜１１は、表１に示すガラスフリ
ット組成の試料Ｎｏ．を表す。
【００２４】図１に示す通り、ガラスフリット中のＢｉ
2 Ｏ3 含有量を４．０〜３０．２重量％とすることによ
り、基板曲げ強度および接着強度を向上させることがで
きる。そして、特に、Ｂｉ2 Ｏ3 の含有量を８．５〜２
１．３重量％とすることにより、基板曲げ強度を大幅に
向上させることができる。また、図２に示す通り、同様
にＢｉ2 Ｏ3 含有量を４．０〜３０．２重量％とするこ
とにより、熱衝撃試験後のクラックの発生個数は激減し
ており、耐熱衝撃性を向上させることができる。
2 Ｏ3 含有量を４．０〜３０．２重量％とすることによ
り、基板曲げ強度および接着強度を向上させることがで
きる。そして、特に、Ｂｉ2 Ｏ3 の含有量を８．５〜２
１．３重量％とすることにより、基板曲げ強度を大幅に
向上させることができる。また、図２に示す通り、同様
にＢｉ2 Ｏ3 含有量を４．０〜３０．２重量％とするこ
とにより、熱衝撃試験後のクラックの発生個数は激減し
ており、耐熱衝撃性を向上させることができる。
【００２５】また、ガラスフリットの組成中にＺｎＯが
含まれる（試料Ｎｏ１０、試料Ｎｏ．１１）と、基板曲
げ強度および耐熱衝撃性が大幅に低下する。これはガラ
スフリット中のＺｎＯ成分とセラミックの反応によると
考えられる。したがって、ガラスフリット中の不純物と
してのＺｎＯの量は極力少なくし、好ましくは０．１重
量％以下に抑える必要がある。
含まれる（試料Ｎｏ１０、試料Ｎｏ．１１）と、基板曲
げ強度および耐熱衝撃性が大幅に低下する。これはガラ
スフリット中のＺｎＯ成分とセラミックの反応によると
考えられる。したがって、ガラスフリット中の不純物と
してのＺｎＯの量は極力少なくし、好ましくは０．１重
量％以下に抑える必要がある。
【００２６】なお、上記実施例においては、９５Ｐｂ
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −５ＰｂＴｉＯ3 を誘電体主
成分とする積層セラミックコンデンサの場合について説
明したが、本発明はこれのみに限定されるものではな
い。
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −５ＰｂＴｉＯ3 を誘電体主
成分とする積層セラミックコンデンサの場合について説
明したが、本発明はこれのみに限定されるものではな
い。
【００２７】即ち、種々のセラミック誘電体からなる積
層セラミックコンデンサについて、その中でも特に、Ｐ
ｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｆｅ
2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｆｅ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 系、
Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴ
ｉＯ3 系等の酸化鉛を含有したセラミック誘電体からな
る積層セラミックコンデンサについて、同様の効果を得
ることができる。
層セラミックコンデンサについて、その中でも特に、Ｐ
ｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｆｅ
2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｆｅ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 系、
Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴ
ｉＯ3 系等の酸化鉛を含有したセラミック誘電体からな
る積層セラミックコンデンサについて、同様の効果を得
ることができる。
【００２８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
導電性ペーストを用いて積層セラミックコンデンサの外
部電極を形成することにより、その構成ガラスフリット
のセラミックとの反応が抑えられる。したがって、積層
セラミックコンデンサ素体が反応によって過度に変質し
て本来の特性を失ったり、めっき液が侵入しやすくなる
ことがない。
導電性ペーストを用いて積層セラミックコンデンサの外
部電極を形成することにより、その構成ガラスフリット
のセラミックとの反応が抑えられる。したがって、積層
セラミックコンデンサ素体が反応によって過度に変質し
て本来の特性を失ったり、めっき液が侵入しやすくなる
ことがない。
【００２９】このため、形成した外部電極の接着強度が
強く、耐熱衝撃性に優れた、さらに回路基板に実装した
後の基板曲げに強い積層セラミックコンデンサを得るこ
とができる。
強く、耐熱衝撃性に優れた、さらに回路基板に実装した
後の基板曲げに強い積層セラミックコンデンサを得るこ
とができる。
【図１】ガラスフリット中のＢｉ2 Ｏ3 量と外部電極の
接着強度、基板曲げ強度との関係を示すグラフである。
接着強度、基板曲げ強度との関係を示すグラフである。
【図２】ガラスフリット中のＢｉ2 Ｏ3 量と耐熱衝撃性
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
Claims (5)
- 【請求項１】 積層セラミックコンデンサの外部電極と
して用いる導電性ペーストにおいて、ＰｂＯ、Ｂ
2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 からなり、
かつ、Ｂｉ2 Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２重量％であ
るガラスフリッ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】 ガラスフリット中に含まれる不純物とし
てのＺｎＯの量は０．１重量％以下であることを特徴と
する請求項１記載の導電性ペースト。 - 【請求項３】 誘電体セラミックス層を介して配置され
た内部電極層と該内部電極層につながる外部電極とから
なる積層セラミックコンデンサにおいて、ＰｂＯ、Ｂ2
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｂｉ2 Ｏ3 からなり、か
つ、Ｂｉ2 Ｏ3 の割合が４．０〜３０．２重量％である
ガラスフリットを前記外部電極が含有することを特徴と
する積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項４】 ガラスフリット中に含まれる不純物とし
てのＺｎＯの量は０．１重量％以下であることを特徴と
する請求項３記載の積層セラミックコンデンサ。 - 【請求項５】 積層セラミックコンデンサは、その誘電
体セラミック層が酸化鉛を含有したものであることを特
徴とする請求項３または請求項４記載の積層セラミック
コンデンサ。
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