JP3428418B2 - セラミック内部電極用ペースト - Google Patents

セラミック内部電極用ペースト

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JP3428418B2
JP3428418B2 JP03139098A JP3139098A JP3428418B2 JP 3428418 B2 JP3428418 B2 JP 3428418B2 JP 03139098 A JP03139098 A JP 03139098A JP 3139098 A JP3139098 A JP 3139098A JP 3428418 B2 JP3428418 B2 JP 3428418B2
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層セラミックコ
ンデンサの内部電極用などに用いられるセラミック内部
電極用ペーストに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、例えば積層セラミックコンデン
サは、チタン酸バリウムなどを主成分としたセラミック
誘電体材料からなる厚さ10〜30μmのセラミック生
シート上に、PdやAg/Pdを主成分とした内部電極
ペーストをスクリーン印刷した所定枚数のシートを積
層、圧着、切断し、大気中で900〜1400℃で焼成
することによって製造される。
【0003】そして、セラミック生シートとしては、セ
ラミック粉末と有機バインダとを混合、分散したスラリ
ーをドクターブレード法などによりシート状にして、適
度に乾燥して作製したものが用いられる。
【0004】又、内部電極ペーストとしては、Pd粉末
又はAgとPdの合金もしくは混合粉末を有機ビヒクル
中に混合、分散したものが用いられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、上記積層セ
ラミックコンデンサの焼成は2つの工程からなる。即
ち、セラミックの生シートに含まれるバインダーと内部
電極ペーストに含まれるバインダ成分を燃焼分解する脱
脂工程と、セラミック粉末と金属粉末を焼結させる本焼
成工程である。
【0006】ところが脱脂工程では、内部電極材料とし
て用いる金属粉末の触媒効果により、内部電極ペースト
中のバインダ成分が比較的低い温度(200℃付近)で
急発熱を起こす。このため、積層セラミックコンデンサ
の誘電体層にクラックやデラミネーションなどの構造欠
陥が発生するという問題点を有していた。
【0007】また本焼成工程では、内部電極のPd及び
Ag/Pd成分が大気中での焼成中、特に300℃〜8
00℃で酸化し膨脹する。このPd及びAg/Pdの酸
化膨脹によってセラミック内部に応力が発生し、デラミ
ネーションなどの構造欠陥が発生しやすくなるという問
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
コンデンサなどのセラミックの内部電極として用いた場
合に、脱脂工程で内部電極ペースト中のバインダ成分が
低温で急発熱することなく、又、本焼成工程で内部電極
のPd及びAg/Pdの酸化膨脹を吸収して、デラミネ
ーションなどのセラミックの構造欠陥の発生を防止する
ことができる、セラミック内部電極用ペーストを提供す
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、本発明のセラミック内部電極用ペーストは、Pd又
はAg/Pdからなる金属粉末と、Pdレジネートと、
Crレジネートと、有機ビヒクルとを含むことを特徴と
する。
【0010】又、前記Ag/Pdからなる金属粉末は、
AgとPdの合金粉末、AgとPdの共沈粉末、及びA
gとPdの混合粉末の群から選ばれる少なくとも1種で
あることを特徴とする。
【0011】又、前記Pdレジネートは、その分子中に
硫黄(S)を有することを特徴とする。
【0012】さらに、前記PdレジネートをPd金属換
算で、前記金属粉末中のPd量100重量部に対して
2.0〜3.0重量部含有し、かつCrレジネートをC
23換算で、前記金属粉末100重量部に対して0.
03〜0.12重量部含有することを特徴とする。
【0013】このように、Pdレジネートを添加した電
極ペーストをセラミックの内部電極として用いることに
より、セラミックの本焼成工程において、内部電極とし
てのPdが酸化膨脹しても、その膨張を吸収するだけの
空隙を有する塗膜密度の小さい電極を形成することがで
きる。
【0014】なお、Pdレジネート以外に、例えばA
u、Ptなどの貴金属の金属レジネートを用いることも
できるが、Au、Ptの金属レジネートは金属重量含有
率が高く、ペーストの塗膜密度を小さくするためには多
くの金属レジネートを添加する必要がある。又、Au、
Ptは貴金属の中でも特に高価であり、積極的に使用す
ることはできない。他方、金属レジネートとして卑金属
のレジネートがあるが、この卑金属のレジネートは、電
極材料であるPdおよびAg/Pdの焼結を阻害する傾
向があるため、得られる電極の特性が低下しやすく単独
での使用に適さない。
【0015】又、Pdレジネートに加えてCrレジネー
トを添加することにより、Pdレジネート添加によるP
d、Agなどの金属粉末の急激な粒成長を抑制すること
ができる。
【0016】さらに、セラミックの脱脂工程において、
硫黄を含む化合物を添加すると金属粉末の触媒効果によ
る脱脂時のバインダ成分の急発熱を抑制することができ
る。したがって、硫黄を主鎖にもつPdレジネートを用
いることにより、脱脂工程における電極ペースト中のバ
インダ成分の急発熱を抑制することができる。
【0017】このように電極ペーストにPdレジネート
とCrレジネートを添加することによって、 Pdの酸
化膨脹やバインダ成分の急熱による、デラミネーション
などのセラミックの構造欠陥を防止することができる。
【0018】なお、PdレジネートとCrレジネートの
添加量は、以下の範囲が好ましい。
【0019】即ち、Pdレジネート量は、金属換算でP
d粉末に対して2.0〜3.0重量部が好ましい。2重
量部未満では、塗膜密度の低下が不十分でPdの酸化膨
張を十分吸収できず、構造欠陥が発生しやすい。一方、
3重量部を超えると塗膜密度が小さくなりすぎて、逆に
構造欠陥が発生しやすくなる。
【0020】又、Crレジネート量は、Cr23換算で
金属粉末に対して0.03〜0.12重量部が好まし
い。0.03重量部未満ではPdレジネート添加による
金属粉末の粒成長に対する抑制が十分でなく、デラミネ
ーションが発生しやすい。一方、0.12重量部を超え
るとペースト塗膜とセラミックシートとの密着性が劣化
し、本焼成後に積層セラミックコンデンサのセラミック
部と電極部が剥がれやすくなる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック内部電
極用ペーストの実施の形態を、実施例に基づき説明す
る。
【0022】(実施例1)まず、ペーストの出発原料と
して、平均粒子径0.7μmの球状のPd粉末、Pd金
属含有率10%のパラジウムバルサム(化学式C1018
SPdCl13)からなるPdレジネート、Cr23
算で含有率6%のナフテン酸クロムからなるCrレジネ
ート、エチルセルロース8%溶液からなる有機ビヒクル
を用意した。又、溶剤としてはターピネオールを用い
た。
【0023】次に、これら原料を表1に示す比率で秤量
分取し、3本ロールで混練しペーストとした。
【0024】
【表1】
【0025】次に、チタン酸バリウムを主成分とする誘
電体粉末と有機バインダからなる厚さ20μmのセラミ
ック生シートに、表1に示すペーストを厚さ2μmにス
クリーン印刷し乾燥させた。そして、この乾燥塗膜の密
度を求めた。その後、内部電極層が11層となるように
積層して圧着し、切断した後、大気中1300℃で焼成
して積層セラミックコンデンサの焼結体を得た。
【0026】その後、この焼結体の内部電極面に垂直に
切断した断面を観察して、デラミネーション、クラック
などの構造欠陥の有無を確認した。
【0027】以上のペースト乾燥塗膜密度及び構造欠陥
発生率の確認結果について、表2に示す。
【0028】
【表2】
【0029】表1及び表2の試料番号6〜12から明ら
かなように、Pdペースト中にPdレジネートとCrレ
ジネートを含有させることにより、ペースト乾燥塗膜密
度を小さくしてPdの酸化膨張を吸収し、又金属粉末の
異常成長を抑えることができ、その結果、デラミネーシ
ョンなどの構造欠陥の発生を抑えることができる。
【0030】又、Pdレジネートとして、分子中に硫黄
を有するレジネートを用いているため、脱脂工程におけ
る低温度でのバインダ成分の急発熱を抑制でき、これに
よっても構造欠陥の発生を防止できる。
【0031】これに対して、試料番号1〜5に示すよう
に、Pdレジネート及び/又はCrレジネートを含有さ
せないと、構造欠陥の発生を抑えることができない。
【0032】なお、試料番号6〜10に示すように、P
dレジネートの含有量としては、Pd金属換算でPd
(粉末)に対して2.0重量部以上3.0重量部以下
が、より構造欠陥の発生を抑えることができ、より好ま
しい。又、Crレジネートの含有量としては、Cr23
換算で金属粉末に対して0.03重量部以上0.12重
量部以下が、より構造欠陥の発生を抑えることができ
て、より好ましい。
【0033】(実施例2)まず、ペーストの出発原料と
して、平均粒子径0.7μmの球状のAg/Pd(Ag
/Pd=3/7重量比)共沈粉末、金属含有率10%の
パラジウムバルサム(化学式C1018SPdCl13
からなるPdレジネート、Cr23換算で含有率6%の
ナフテン酸クロムからなるCrレジネート、エチルセル
ロース8%溶液からなる有機ビヒクルを用意した。な
お、溶剤としてはターピネオールを用いた。
【0034】次に、これら原料を表3に示す比率で秤量
分取し、3本ロールで混練しペーストとした。
【0035】
【表3】
【0036】次に、チタン酸バリウムを主成分とする誘
電体粉末と有機バインダからなる厚さ20μmのセラミ
ック生シートに、表3に示すペーストを厚さ2μmにス
クリーン印刷し乾燥させた。そして、この乾燥塗膜の密
度を求めた。その後、内部電極層が11層となるように
積層して圧着し、切断した後、空気中1300℃で焼成
して積層セラミックコンデンサの焼結体を得た。
【0037】その後、この焼結体の内部電極面に垂直に
切断した断面を観察して、デラミネーション、クラック
などの構造欠陥の有無を確認した。
【0038】以上のペースト乾燥塗膜密度及び構造欠陥
発生率の確認結果について、表4に示す。
【0039】
【表4】
【0040】表3及び表4から明らかなように、Ag/
Pdペーストの場合もPdペーストの場合と同様に、ペ
ースト中にPdレジネートとCrレジネートを含有させ
ることにより、ペースト乾燥塗膜密度を小さくしてAg
/Pdの酸化膨張を吸収し、又金属粉末の異常成長を抑
えることができ、その結果、デラミネーションなどの構
造欠陥の発生を抑えることができる。
【0041】又、Pdレジネートとして、分子中に硫黄
を有するレジネートを用いているため、脱脂工程におけ
る低温度でのバインダ成分の急発熱を抑制でき、これに
よっても構造欠陥の発生を防止できる。
【0042】なお、試料番号21〜25に示すように、
Pdレジネートの含有量としては、Pd金属換算でPd
(粉末)に対して2.0重量部以上3.0重量部以下
が、より構造欠陥の発生を抑えることができ、より好ま
しい。又、Crレジネートの含有量としては、Cr23
換算で金属粉末に対して0.03重量部以上0.12重
量部以下が、より構造欠陥の発生を抑えることができ
て、より好ましい。
【0043】なお、上記実施例1、2では、本願発明の
内部電極用ペーストが積層セラミックコンデンサの内部
電極として用いられる場合を例として説明したが、これ
に限定されるものではない。多層基板、LC複合部品な
どのセラミックの内部電極用ペーストとして用いられる
場合にも、同様の効果を発揮することができる。
【0044】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、Pdレジ
ネートとCrレジネートを含有した本願発明のPdペー
スト又はAg/Pdペーストをセラミック内部電極用と
して用いることにより、例えば積層セラミックコンデン
サの場合、ペースト乾燥塗膜密度を小さくしてPdの酸
化膨張を吸収し、又金属粉末の異常成長を抑えることが
でき、その結果、デラミネーションなどの構造欠陥の発
生を抑えることができる。
【0045】又、Pdレジネートとして、分子中に硫黄
を有するPdレジネートを用いることにより、脱脂工程
における低温度でのバインダ成分の急発熱を抑制できる
ため、さらに構造欠陥の発生を防止することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/22 H01G 4/12 361

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Pd又はAg/Pdからなる金属粉末
    と、Pdレジネートと、Crレジネートと、有機ビヒク
    ルとを含む、セラミック内部電極用ペースト。
  2. 【請求項2】 前記Ag/Pdからなる金属粉末は、A
    gとPdの合金粉末、AgとPdの共沈粉末、及びAg
    とPdの混合粉末の群から選ばれる少なくとも1種であ
    ることを特徴とする、請求項1記載のセラミック内部電
    極用ペースト。
  3. 【請求項3】 前記Pdレジネートは、その分子中に硫
    黄を有することを特徴とする、請求項1又は請求項2記
    載のセラミック内部電極用ペースト。
  4. 【請求項4】 前記PdレジネートをPd金属換算で、
    前記金属粉末中のPd量100重量部に対して2.0〜
    3.0重量部含有し、かつCrレジネートをCr23
    算で、前記金属粉末100重量部に対して0.03〜
    0.12重量部含有することを特徴とする、請求項1〜
    3のいずれかに記載のセラミック内部電極用ペースト。
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