JP3780945B2 - セラミック電子部品 - Google Patents
セラミック電子部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3780945B2 JP3780945B2 JP2002002576A JP2002002576A JP3780945B2 JP 3780945 B2 JP3780945 B2 JP 3780945B2 JP 2002002576 A JP2002002576 A JP 2002002576A JP 2002002576 A JP2002002576 A JP 2002002576A JP 3780945 B2 JP3780945 B2 JP 3780945B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic
- component
- glass
- ceramic electronic
- electronic component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G2/00—Details of capacitors not covered by a single one of groups H01G4/00-H01G11/00
- H01G2/14—Protection against electric or thermal overload
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、中高電圧域で用いられるセラミック電子部品に関するものであり、特に中高電圧域で用いられるセラミックコンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりセラミック電子部品は、誘電体、半導体、圧電体等のセラミック材料からなるセラミック素体を備える。これらのセラミック電子部品に付随する電極や配線を構成する材料として導電性ペーストが多く用いられている。
【0003】
セラミック電子部品の電極形成に用いられる導電性ペーストの場合、ガラス粉末が添加される場合がある。導電性ペースト中にガラス粉末を添加する効果としては、一般に電極焼成時に軟化流動して導電成分の焼結を促進させること、端子電極の密着強度を向上させること、セラミック素体をガラスでコートすることにより耐湿性を向上させること、さらにセラミック電子部品がセラミックコンデンサの場合に、端子電極とセラミック素体の界面部に生成するポアを埋めることにより静電容量の低下を防ぐこと等が挙げられる。
【0004】
また、従来よりセラミック電子部品の電極形成に用いられる導電性ペーストは、Pb系ガラスが多く使用されてきたが、近年では環境問題への配慮から非Pb系ガラスへの置き換えが求められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の非Pb系ガラス、例えばBi系ガラスを添加した導電性ペーストを用いて端子電極を形成した中高電圧域で用いられるセラミック電子部品、特に中高電圧域で用いられるセラミックコンデンサは、Pb系ガラスを含有する従来の導電性ペーストを用いて端子電極を形成した同様のセラミック電子部品と比較して、セラミック素体の発熱温度が高くなるという問題がある。これは、ガラス中のBi成分が、高電圧ならびに高周波負荷時にセラミック素体に拡散し、セラミックが還元されて半導体化するために、セラミック素体のtanδが上昇するためと考えられる。
【0006】
本発明の目的は、上述の問題点を解消すべくなされたもので、Pb成分を含有せずに、セラミック素体の焼結促進、密着強度向上、耐湿性向上を実現しつつ、なおかつセラミック素体の異常発熱を抑制し得る導電性ペーストを用いて端子電極を形成した、セラミック電子部品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、本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体と、導電性ペーストを用いてセラミック素体上に形成された端子電極と、を備える、セラミック電子部品であって、導電性ペーストは、導電成分とガラス粉末と有機ビヒクルとを含有し、ガラス粉末は、結晶化ガラスからなり、結晶化ガラスは、B成分とBi成分とAl成分とアルカリ土類金属と不可避不純物とからなる酸化物であり、ガラス粉末は、端子電極の焼付け形成時に少なくとも一部が溶融してセラミック素体内部に浸透し、浸透の深さは、セラミック素体の表面から150μm以内であることを特徴とする。
【0008】
なお、結晶化ガラス中の不可避不純物とは、ガラス作製時に不可避的に混入する不純物のことである。具体的には、ガラス原料を溶融させるるつぼからの不純物として、白金るつぼを用いた場合のPt、石英るつぼを用いた場合のSiが挙げられる。また、得られたガラスの粉砕工程で混入する不純物として、SUSロールで荒粉砕した場合のFe、ジルコニアボールで微粉砕した場合のZrが挙げられる。
【0009】
また、本発明のセラミック電子部品は、上述のセラミック電子部品であって、導電性ペーストに含有するアルカリ土類金属は、Ca,SrおよびBaからなる群より選ばれる少なくとも一種であることが好ましい。
【0010】
また、本発明のセラミック電子部品は、上述のセラミック電子部品であって、導電性ペーストに含有する結晶化ガラスの含有量は、導電成分100体積%に対して1〜25体積%の範囲内であることが好ましい。
【0011】
また、本発明のセラミック電子部品は、上述のセラミック電子部品であって、中高電圧域で用いられるセラミックコンデンサであることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明のセラミック電子部品は、端子電極中にB成分とBi成分とAl成分とアルカリ土類金属とからなる結晶化ガラスからなることを要する。すなわち、上述した結晶化ガラスを含有する導電性ペーストを用いて端子電極が焼付け形成されていることを要する。さらに、端子電極の焼付け形成時に、このような結晶化ガラスを溶融させ、セラミック素体の表面から150μm以内まで浸透させることを要する。このような本発明のセラミック電子部品は、Pb成分を含有せずに、セラミック素体の焼結促進、密着強度向上、耐湿性向上を実現しつつ、なおかつセラミック素体の異常発熱を抑制し、よってセラミック素体のtanδが上昇することを抑制し得る。なお、不可避不純物として、その他の元素が微量含有することを妨げない。
【0013】
なお、本発明における結晶化ガラスとは、ガラス作製時は、非晶質ガラスであるが、ガラスを加熱していくと少なくとも一部が結晶化するガラスを指す。また、結晶溶融温度とは、ガラス加熱時に結晶化したガラスが溶融を開始する温度を指す。また、焼付け温度とは、セラミック素体に導電性ペーストを塗布した後、導電成分を焼結させるときの温度を指し、セラミック電子部品の端子電極形成用導電性ペーストの場合、一般に導電成分の融点より100〜200℃前後低い温度で焼付けを行なう。
【0014】
また、本発明のセラミック電子部品の端子電極形成に用いられる導電性ペーストに含有するアルカリ土類金属成分としては、Ca,SrおよびBaから選ばれる1種以上を適宜用いることができるが、ガラス製造上の扱いやすさや環境への負荷を考慮すると、CaまたはSrを用いることがより好ましい。
【0015】
また、本発明のセラミック電子部品の端子電極形成に用いられる導電性ペーストに含有する結晶化ガラスの含有量は、導電成分100体積%に対して1〜25体積%であることが好ましい。添加量が1体積%未満では、結晶化ガラスを含有させた効果が小さく、端子電極の密着強度を確保することが困難となる。他方、含有量が25体積%を超えると、セラミック素体へのガラスの浸透割合が増え、中高電圧域で用いるとセラミック素体が異常発熱するとともに、ガラスが端子電極の表面に偏析して、半田濡れ不良やめっき付き不良を生じることがある。
【0016】
なお、本発明のセラミック電子部品の端子電極形成に用いられる導電性ペーストに含有する導電成分としては、特に限定はしないが、例えばAg,Pd等の貴金属粉末ならびにこれらの合金粉末や、Ni,Cu等の卑金属粉末ならびにこれらの合金粉末を適宜調整して用いることができる。
【0017】
本発明のセラミック電子部品の一つの実施形態としてセラミックコンデンサを例に挙げ、図1に基づいて詳細に説明する。セラミックコンデンサ1は、セラミック素体2と、セラミック素体2の両主面に本発明の導電性ペーストを用いて形成された一対の端子電極3,3と、端子電極3,3に電気的に接合されたリード線4,4と、端子電極3,3とリード線4,4を電気的・機械的に接合させてなる半田5,5と、セラミック素体2と端子電極3,3と半田5,5を完全に覆い、リード線4,4の一端を覆うように形成されてなる外装樹脂6とからなる。
【0018】
セラミック素体2は、例えば誘電体,磁性体,圧電体,絶縁体等として機能する材料からなる、例えば単板型あるいは積層型の生のセラミック素体が焼成されてなるが、本発明のセラミック電子部品におけるセラミック素体は、特にこれらに限定されるものではない。
【0019】
端子電極3,3は上述した本発明の導電性ペーストからなり、例えばセラミック素体2の両主面に塗布され乾燥された後に焼付けられてなる。なお、端子電極3,3は、焼成前の生のセラミック素体の両主面に本発明の導電性ペーストが塗布され電極膜が形成された後に、生のセラミック素体とともに同時に焼成されてもよく、形成方法について特に限定されるものではない。
【0020】
また、本発明のセラミック電子部品は、図1に示したセラミックコンデンサ1の形状に限定されることなく、例えば、複数のセラミックグリーンシートが積層されたセラミック素体を焼成してなるセラミック素体と、そのセラミック素体の両主面に本発明の導電性ペーストを用いて形成された一対の端子電極を備える積層セラミック電子部品であっても構わない。また、リード線や外装樹脂の材料は特に限定されることなく、またこれらを備えていなくても構わない。
【0021】
【実施例】
図1に示したセラミックコンデンサを作製して、発熱温度の測定を行なった。まず、表1に示すそれぞれの組成となるように、出発原料であるアルカリ土類金属の水酸化物,Bi2O3,H3BO3,Al(OH)3,CaCO3,SrCO3およびBaCO3を調合し、白金製のるつぼに入れて900〜1300℃に1時間保持した。次に、試料が完全に溶融したことを確認し、炉から取り出して純水中に投入してガラス化させた。得られたビーズ状のガラスをボールミルで湿式粉砕して、表1に示した組成割合からなる試料1〜9のガラス粉末を得た。なお、試料1〜6のガラス粉末については、DTA曲線ならびに高温X線回折法から、昇温していくと結晶化する結晶化ガラスであることを確認し、試料7〜9のガラス粉末については、非晶質ガラスであることを確認した。
【0022】
【表1】
【0023】
次いで、導電成分として粒径0.1〜5μmのAg粉末33体積%と、試料1〜9のガラス粉末6体積%と、ビヒクル61体積%を混合し、3本ロールミルで混練して、試料1〜9の導電性ペーストを得た。なおビヒクルとしては、ターピネオール80重量%にエチルセルロースを20重量%の割合で溶解させたものを用いた。
【0024】
次いで、目標とする静電容量が1nFとなるようなBaTiO3からなるセラミック素体の両主面に試料1〜9の導電性ペーストを3mmφのパターンでスクリーン印刷し、空気中800℃で2時間焼成して端子電極を形成し、それぞれ200個ずつの試料1〜9の試験サンプルを得た。
【0025】
そこで、それぞれ100個ずつの試料1〜9の試験サンプルについて、セラミック素体の表面からのガラスの浸透深さを測定し、これらを表2にまとめた。なお、ガラスの浸透深さは、X線マイクロアナライザを用いて、加速電圧15kV,照射電流100nA,Dwell time(1つの画素での取り込み時間)50msの条件で測定した。
【0026】
次いで、残りの100個の試料1〜9の試験サンプルの端子電極にリード線を半田で半田付けし、外装樹脂を用いてセラミック素体と端子電極とリード線の一端と半田を被覆して、試料1〜9のセラミックコンデンサを得た。
【0027】
そこで、試料1〜9のセラミックコンデンサに対してAC電圧3kVp−pを印加し、熱電対を用いて外装樹脂表面の温度を測定し、室温25℃との差(ΔT)を求め、これを発熱温度として表2にそれぞれまとめた。評価は、発熱温度が30℃以下である試料を本発明の範囲内として○印で表し、30℃を超える試料を本発明の範囲外として×印で表した。
【0028】
【表2】
【0029】
表2から明らかであるように、結晶化ガラスであって、B成分,Bi成分およびAl成分と、アルカリ土類金属であるCa,SrおよびBaからなる群より選ばれる少なくとも一種とからなる、試料1〜6のガラス粉末を含有する試料1〜6のセラミックコンデンサのうち、浸透深さが150μm以下である試料1,3および5のセラミックコンデンサは、発熱温度(ΔT)が21.5〜24.5℃であり、本発明の範囲内となった。
【0030】
これに対して、浸透深さが150μmを超えて173〜189μmである試料2,4および6のセラミックコンデンサは、発熱温度が36.9〜38.3℃であり、本発明の範囲外となった。
【0031】
また、B成分,Bi成分およびAl成分と、アルカリ土類金属であるCa,SrおよびBaからなる群より選ばれる少なくとも一種とからなるが、非晶質ガラスである試料7〜9のガラス粉末を含有する試料7〜9のセラミックコンデンサは、何れも浸透深さが150μmを超えて205〜250μmであるため、発熱温度は38.5〜40.5℃であり、本発明の範囲外となった。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体と、導電性ペーストを用いてセラミック素体上に形成された端子電極と、を備える、セラミック電子部品であって、導電性ペーストは、導電成分とガラス粉末と有機ビヒクルとを含有し、ガラス粉末は、結晶化ガラスを含有し、結晶化ガラスは、B成分とBi成分とAl成分とアルカリ土類金属と不可避不純物とからなる酸化物であり、ガラス粉末は、端子電極の焼付け形成時に少なくとも一部が溶融してセラミック素体内部に浸透し、浸透の深さは、セラミック素体の表面から150μm以内であることを特徴とすることで、中高電圧域で用いた場合であっても、セラミック素体の焼結促進、密着強度向上、耐湿性向上を実現しつつ、かつセラミック素体の異常発熱を抑制し得、なおかつ端子電極中にPb成分を含有しないセラミック電子部品を提供することができる。
【0033】
また、本発明のセラミック電子部品の端子電極焼付け形成に用いられる導電性ペーストに含有する結晶化ガラスの含有量が、導電成分100体積%に対して1〜25体積%であれば、セラミック素体の焼結促進、密着強度向上、耐湿性向上を実現しつつ、かつセラミック素体の異常発熱を抑制し得るとともに、この導電性ペーストを用いて端子電極を形成した場合にガラスが端子電極の表面に偏析すること、ならびに半田濡れ不良やめっき付き不良を抑制する効果が高まる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る一つの実施の形態のセラミック電子部品の断面図である。
【符号の説明】
1 セラミック電子部品
2 セラミック素体
3 端子電極
Claims (4)
- セラミック素体と、導電性ペーストを用いて前記セラミック素体上に形成された端子電極と、を備える、セラミック電子部品であって、
前記導電性ペーストは、導電成分とガラス粉末と有機ビヒクルとを含有し、
前記ガラス粉末は、結晶化ガラスからなり、
前記結晶化ガラスは、B成分とBi成分とAl成分とアルカリ土類金属と不可避不純物とからなる酸化物であり、
前記ガラス粉末は、前記端子電極の焼付け形成時に少なくとも一部が溶融して前記セラミック素体内部に浸透し、
前記浸透の深さは、前記セラミック素体の表面から150μm以内であることを特徴とする、セラミック電子部品。 - 前記導電性ペーストに含有するアルカリ土類金属は、Ca,SrおよびBaからなる群より選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1に記載のセラミック電子部品
- 前記導電性ペーストに含有する前記結晶化ガラスの含有量は、導電成分100体積%に対して1〜25体積%の範囲内であることを特徴とする、請求項1または2に記載のセラミック電子部品。
- 中高電圧域で用いられるセラミックコンデンサであることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載のセラミック電子部品。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002002576A JP3780945B2 (ja) | 2001-03-14 | 2002-01-09 | セラミック電子部品 |
TW091101126A TW527607B (en) | 2001-03-14 | 2002-01-24 | Ceramic electronic element |
KR10-2002-0008423A KR100438126B1 (ko) | 2001-03-14 | 2002-02-18 | 세라믹 전자부품 |
CNB021073376A CN1181496C (zh) | 2001-03-14 | 2002-03-13 | 陶瓷电子零件 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001072029 | 2001-03-14 | ||
JP2001-72029 | 2001-03-14 | ||
JP2002002576A JP3780945B2 (ja) | 2001-03-14 | 2002-01-09 | セラミック電子部品 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002343671A JP2002343671A (ja) | 2002-11-29 |
JP3780945B2 true JP3780945B2 (ja) | 2006-05-31 |
Family
ID=26611235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002002576A Expired - Lifetime JP3780945B2 (ja) | 2001-03-14 | 2002-01-09 | セラミック電子部品 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3780945B2 (ja) |
KR (1) | KR100438126B1 (ja) |
CN (1) | CN1181496C (ja) |
TW (1) | TW527607B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7384577B2 (en) * | 2005-03-09 | 2008-06-10 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Black conductive thick film compositions, black electrodes, and methods of forming thereof |
JP4650794B2 (ja) * | 2005-07-01 | 2011-03-16 | 昭栄化学工業株式会社 | 積層電子部品用導体ペーストおよびそれを用いた積層電子部品 |
KR101015259B1 (ko) * | 2010-08-19 | 2011-02-16 | 주식회사 튜풀테크놀러지 | 전기 에너지 개선 장치 및 그 제조방법 |
WO2018067716A1 (en) | 2016-10-05 | 2018-04-12 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Tape measure with compact retraction system |
-
2002
- 2002-01-09 JP JP2002002576A patent/JP3780945B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2002-01-24 TW TW091101126A patent/TW527607B/zh not_active IP Right Cessation
- 2002-02-18 KR KR10-2002-0008423A patent/KR100438126B1/ko active IP Right Grant
- 2002-03-13 CN CNB021073376A patent/CN1181496C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1181496C (zh) | 2004-12-22 |
KR20020073089A (ko) | 2002-09-19 |
KR100438126B1 (ko) | 2004-07-01 |
TW527607B (en) | 2003-04-11 |
CN1375834A (zh) | 2002-10-23 |
JP2002343671A (ja) | 2002-11-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3799933B2 (ja) | 導電性ペーストおよびセラミック電子部品 | |
JP2002217054A (ja) | 電子部品およびその製造方法 | |
JP3827060B2 (ja) | 積層セラミック部品端子電極用導体ペースト | |
US6936558B2 (en) | Low temperature sinterable dielectric ceramic composition, multilayer ceramic chip capacitor and ceramic electronic device | |
JP4577461B2 (ja) | 導体ペースト組成物および積層コンデンサ | |
JP3780945B2 (ja) | セラミック電子部品 | |
JP4029204B2 (ja) | 誘電体セラミック組成物および積層セラミック電子部品 | |
JP2002008938A (ja) | 積層型電子部品およびその製法 | |
JPH0740633B2 (ja) | 絶縁層用組成物 | |
JP4325900B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
JP2004039355A (ja) | 導電性組成物 | |
JP4506090B2 (ja) | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ | |
JP3744710B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサ | |
JP3030558B2 (ja) | 誘電体磁器材料 | |
JPH0945581A (ja) | 積層型コンデンサ | |
JP2019067827A (ja) | 積層電子部品 | |
JP4419487B2 (ja) | 酸化物磁器組成物、セラミック多層基板およびセラミック電子部品 | |
JP3233020B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサの製造方法 | |
JP4254136B2 (ja) | 導電性ペーストおよびセラミック電子部品 | |
JP4552937B2 (ja) | 導電性ペーストおよびそれを用いた圧電電子部品 | |
JPH0738214A (ja) | ガラスセラミック基板およびその製造方法 | |
JP2009206433A (ja) | 積層電子部品およびその製造方法 | |
JP2009043516A (ja) | 導電性ペースト及び圧電部品 | |
JP3638466B2 (ja) | 高周波用電子部品 | |
JP2002158134A (ja) | 導電性ペーストおよびこれを用いたセラミック電子部品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3780945 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090317 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100317 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110317 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120317 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120317 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130317 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140317 Year of fee payment: 8 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |