JPH02150007A

JPH02150007A - 積層磁器コンデンサ

Info

Publication number: JPH02150007A
Application number: JP30359788A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Fujibayashi; 藤林　むつみ; Yoshio Akimoto; 秋本　欣男; Hiroshi Saito; 博斎藤; Toshiya Nakamura; 俊哉中村; Hiroshi Kishi; 弘志岸
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1990-06-08

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、積層磁器コンデンサに関するものである。

（従来の技術）積層磁器コンデンサは、内部電極としての電極材料を印
刷したセラミックグリーンシートを、順次積層し焼成し
てなるものであり、上記電極ｃｔ材料としては、従来、鋤、ＰｔＳＡｇ−Ｐｄ等の貴金属
が用いられていた。しかしながら、これら従来の積層磁
器コンデンサでは、内部電極の層数が増えるにつれて、
コンデンサの体積に対して内部電極の占める割合が増加
し、コンデンサのコストにも大きく影響するようになっ
てきた。

このような理由から、最近では、内部ｆｌｓ極として安
価な卑金属を用いた積層磁器コンデンサが種々検討され
ており、例えば、内部電極として旧、Ｆｅ、　Ｃｏ等の
卑金属材料を用い、また、外部電極としてはＡｇＳＡｇ
−Ｐｄ等の貴金属粉末にガラスフリットを加えたペース
トを塗布し、焼き付けるものや、ＮＩＳ　００％　ＣＬ
Ｉ等の金属粉末にガラスフリットを加えたペーストを焼
き付けるものなどが提案されている。

また、これらの積層磁器コンデンサを回路基板等に実装
する際の半田付け性を向上させる目的から、上記焼き付
け電極の表面に更にＮ１メッキあるいは半田メッキを施
すことも検討されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、外部電極として、上記前者のように、Ａ
ｇ、　Ａｇ−Ｐｄ等の電極材料ペーストを焼き付けた場
合、内部電極とのなじみが悪いために、内部電極と外部
電極との接続部分に接続不良が生じ、静電容量の低下や
、誘電損失の増大が起こり易かった。

また、外部電極の電極材料として、後者のように、Ｎｌ
５ＣＯ％　Ｃｕ等を選択した場合は、大気中で焼き付け
ると、外部電極に接触する部分の内部電極が酸化されて
、接続不良を生じたり、あるいは高抵抗化し、静電容量
の低下や、誘電損失の増大が生じてしまう。

このため、外部電極の電極材料として、Ｎ１゜Ｃ０％　
Ｃｕ等を選択した場合は、Ｎ２、Ａ「等の中性ガス雰囲
気中、あるいは、Ｎ２に少量のＮ２を混合した還元性ガ
ス雰囲気中で焼き付けなればならなかったが、このよう
に、中性あるいは還元性ガス中で焼き付けを行なう場合
、電極材料ペースト中に含まれるビヒクル類の分解が充
分行なわれず、残留した有機物のために、電極層の緻密
化が妨げられ、電極層の引張り強度が低下するという問
題が発生していた。

そこで、従来は、電極層の焼き付けを行なう前に、予め
電極材料中に含まれるビヒクル類を除去するための脱脂
工程を設けなければならず、作業工程の複雑化が避けら
れなかった。

そこで、本発明の目的は、上記従来コンデンサの問題点
を解決して、接続不良による電気的特性の低下を生ずる
ことなく、また、外部電極の焼き付けを大気中において
容易に行なうことのできる積層磁器コンデンサを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段）本願の第１の発明による積層磁器コンデンサは、内部電
極が卑金属からなり、外部電極として、八ｇとＺｎとガ
ラスフリットとを含む焼き付け電極層を備えていること
を特徴とするものである。

上記積層磁器コンデンサは、上記焼き付け電極層上に、
Ｎｉ、　Ｃｕｓ　Ｓｎおよび半田のうちの少なくとも１
種で形成されたメッキ層を更に備えていることが望まし
い。

本願の第２の発明による積層磁器コンデンサは、内部電
極が卑金属からなり、外部電極として、ＡｇとＺｎと、
Ｎ１、Ｐｅ１ＣＯＳＣｒのうちから選ばれる少なくとも
１種と、ガラスフリットとを含む焼き付け電極層を備え
ていることを特徴とするものである。

この積層磁器コンデンサは、更に、上記焼き付け電極層
上に、Ｎ１、Ｃｕ、　Ｓｎおよび半田のうちの少なくと
も１種で形成されたメッキ層を備えていることが望まし
い。

（作　用）本願の第１の発明による積層磁器コンデンサにおいては
、上記したように、内部電極が卑金属からなり、外部電
極として、八２とＺｎとガラスフリットとを含む焼き付
け電極層を備えているので、焼き付け電極層に含まれる
Ｚｎと、内部電極の卑金属との濡れ性が良いために、内
部電極と外部電極との接続部分が良好に接続され、かつ
、その際、焼き付け電極中に含まれるＡｇの働きにより
、大気中焼き付け時の内部電極と外部電極との接続部分
の酸化、および外部電極中に含まれる上記Ｚｎの酸化が
防止できる。

本願の第２の発明による積層磁器コンデンサにおいては
、上記したように、内部電極が卑金属からなり、外部電
極として、ＡｇとＺｎと、Ｎ１゜ｒｅ、　Ｇｏ、　Ｃｒ
のうちから選ばれる少なくとも１種と、ガラスフリット
とを含む焼き付け電極層を備えているので、焼き付け電
極層に含まれるＺｎおよびＮ１、Ｆｅｓ　Ｃｏ、　Ｃｒ
と、内部電極の卑金属との濡れ性が良いために、内部電
極と外部電極との接続部分が良好に接続され、かつ、そ
の際、焼き付け電極中に含まれるＡｇの働きにより、大
気中焼き付け時の内部電極と外部電極との接続部分の酸
化、および外部電極中に含まれる上記ＺｎおよびＮｉ５
Ｆｅ、　Ｃｏ、Ｃ「の酸化が防止できる。

また、上記２つの発明の積層磁器コンデンサの焼き付け
電極層の表面に、Ｎ１１ＣｕＳＳｎおよび半田のうちの
少なくとも１種で形成されたメッキ層を施せば、実装時
の半田濡れ性および耐半田性を向上させることができる
。

（実施例）以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施例による積層
磁器コンデンサについて説明する。

図面は、本発明の実施例による積層磁器コンデンサの断
面図である。

積層磁器コンデンサの構造この積層磁器コンデンサは、卑金属であるＮｌで内部電
極１が形成された誘電体２を複数枚積層して形成された
コンデンサチップ本体３と、このコンデンサチップ本体
３の側面に形成された外部電極４とを備えている。

上記外部電極４は、金属とガラス成分からなるペースト
の焼結体で形成された第１層５と、メッキ層である第２
層６および第３層７からなっている。

上記第１層５は、内部電極１と接続しやすく、大気焼き
付けが可能な金属成分と、この金属成分と濡れ性の良い
ガラス成分とから構成される。

具体的に、上記金属成分としては、主成分として八ｇ、
　Ｚｎを少なくとも含み、更に旧、Ｐｅ％　ＣＯ％Ｃ「
等の卑金属を組み合せたものが望ましい。また、上記ガ
ラス成分は、大気焼き付け性を考慮して設定されるが、
ホウケイ酸亜鉛系、鉛系、バリウム系等、多種の中から
、用途に応じて幅広く選択することができる。

上記第２層６および第３層７は、上記第１層５の大気焼
き付けの際に、金属成分が酸化されて、劣化する半田に
対する濡れ性を改善し、またはこの濡れ性および耐半田
性を向上させるためのものである。したがって、第２層
６は、ＮｌまたはＣｕを材料として、一方、第３層７は
、Ｓｎまたは半田を材料として、無電解および電解メッ
キ法を使用して形成される。

積層磁器コンデンサの製造方法先ず、上記コンデンサチップ本体３は、卑金属であるＮ
１で内部電極１が形成された誘電体２を複数枚積層し、
これを焼成することによって形成される。

次に、外部電極４について説明すると、この外部電極４
の形成は、先ず第１層５を形成するための上記ペースト
の調整から行なわれる。このペーストの調整は、Ａｇ粉
末と、Ｚｎ粉末と、ガラス粉末とを、１０〜ｇ９：１０
〜７１１：１〜２０の割合で秤量した後、有機バインダ
ー溶液を全重量に対して２０〜３０％の割合で添加し、
これを３本ロールミルで混合して行なわれる。このペー
ストを２１整する際には、旧、Ｐｅｓ　Ｃｏｓ　Ｃｒの
うちから選ばれる少なくとも１種の粉末を前記Ｚｎ粉末
との合計量が前記Ｚｎ粉末の配合割合の範囲内で混合し
てもよい。

上記ペーストを、焼成済みの上記コンデンサチップ本体
３の側面に、図面に示したようにして塗布し、乾燥した
後、大気中で６００〜８５０℃で焼き付けを行なって、
外部電極４の上記第１層５を形成する。

上記第２層６および第３層、７は、無電解および電解メ
ッキ等をバレルメッキで行なって、上記第１層５上に形
成される。

発明の効果を確認するための試料の作製この試料とする
内部電極にＮｉを用いた積層磁器コンデンサとしては、
例えば、特公昭６０−２０８５０号、特公昭００−２０
８５１号、特公昭８１−１４６０７号、特公昭６Ｌ−１
４１３０８号、特公昭（ｉｌ−１４６０９号、特公昭０
１−１４０１０号、特公昭６１−１４０１１号、特公昭
６２−２４３８８号、特開昭０２−１３１４１２号、特
開昭Ｈ−１３１４１３号、特開昭０２−１３１４１４号
、特開昭６２−１３１４１５号、特開昭８２−１５７８
０４号、特開昭８２−１５７８０５号、特開昭６２−１
５７６０ｉｉ号、および特開昭８２−１５７６０７号公
報等に記載されている誘電体磁器組成物を用いたものを
使用する事ができる。

誘電体材料としては、特公昭８Ｏ−２０８５ｚ号公報に
開示されているように、組成式（１３ａｏ、　、ｏ　　
Ｃａ０、０６　　Ｓｒｏ、　０４）　　（Ｔｌｏ、　８
２　　Ｚｒｏ、　Ｉ　ｇ）　０３かうなる主成分に対し
て、Ｌｉ２０−ＢａＯ−ＣａＯ−８ｒＯ−８ＩＯｚから
なるガラス成分を１．０重冊％添加したものを用意した
。誘電体材料と有機バインダ、分散剤、消泡剤の混合水
溶液から原料スラリを作製し、ドクターブレード法によ
り厚さ４０ｇｍのセラミックグリーンシートを得た。こ
のセラミックグリンシート上に、内部電極となるＮｌペ
ーストを印刷した後、内部電極が互いに対向するように
、４０枚のセラミックグリーンシートを積層し、熱圧着
した後、還元雰囲気中、１，１５０℃で焼成し、外形寸
法、３．１５ｍｎ＋　Ｘ　２．４５ｍｍ　Ｘ　１．１５
ａ＋ｍの評価用試料チップを作製した。

上記のようにして作製された評価用試料チップの側面に
、以下に説明するようにして、外部電極４を形成して、
本発明の実施例によるサンプル１〜３８を作製した。

外部電極の第１層を形成するにあたって、先ず第１表に
示す組成比の粉末材料を用意し、これらを混合した後、
有機バインダ溶液を粉末に対して、１５〜３５重量パー
セントの割合で添加し、３本ロールミルで混合して、外
部電極の第１層用のペーストを作成した。粘度の調整は
、有機溶剤で行なう。このペーストを側面に塗布した評
価用試料チップを大気中で、６００〜８５０°ＣでＧＯ
分程度焼き付け、外部電極の第１層を形成した。この第
１層の焼成後の膜厚は、平面部で６０〜８０μｍ１角部
で１０〜３０μｍであった。

この第１層の上に、第２層として、旧およびＣｕから選
ばれる無電解ないしは電解メッキ層を設け、更に、その
上に第３層として、電解錫または電解半田（Ｓｎ−Ｐｂ
）メッキ層を形成し、サンプルを作製した。

また、第１表に示したように、ペーストの組成を本発明
のものとは変えて、本発明のサンプルの方法とはほぼ同
一の作製方法で比較例１〜８を作製した。

（以下余白）試料の測定以上のようにして得られたサンプルおよび比較例のチッ
プコンデンサを、室温で、周波数ｌＫ１１Ｚ、入力電圧
１ｖで、静電容量、誘電損失をΔｐ１定した。また、直
流電圧１００Ｖを２０秒間印加し、絶縁抵抗値を測定し
た。更に、半田耐熱性の評価は、試料を３００℃および
３３０℃の半田溶液中に、３秒間浸漬し、電気特性およ
び外観を調べた。

更にまた、外部電極の固着力評価試験として、試料を銅
配線ガラスエポキシ基板に半田付けし、裏から該試料を
押し、破壊時の強度を調べた。

結果を第１表に示した。

この第１表から分かるように、本実施例のサンプルは、
静電容量、誘電損失、絶縁抵抗値、十［■耐熱性、強度
の全ての点で満足のゆくものであった。

これに対して、比較例のものは、例えば静電容量が極め
て低かったり、強度の点で満足がゆかないものであった
。なお、比較例においては、静７ｕ容量の点で満足のゆ
かないものについては、他の試験は行なわなかった。

（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、積層磁器コンデ
ンサの外部電極の焼き付けを大気中で容易に行なえるば
かりでなく、製品としての積層磁器コンデンサも静電容
量等の電気的特性が良好なものであるととともに、接続
強度の点でも満足のゆくものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例による積層磁器コンデンサの断面
図である。１・・・内部電極２・・・誘電体４・・・外部電極５・・・第１層６・・・第２層７・・・第３層

Claims

【特許請求の範囲】

１．内部電極が卑金属からなり、外部電極として、Ａｇ
とＺｎとガラスフリットとを含む焼き付け電極層を備え
ていることを特徴とする積層磁器コンデンサ。
２．内部電極が卑金属からなり、外部電極として、Ａｇ
とＺｎと、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒのうちから選ばれる
少なくとも１種と、ガラスフリットとを含む焼き付け電
極層を備えていることを特徴とする積層磁器コンデンサ
。
３．更に、焼き付け電極層上に、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎおよ
び半田のうちの少なくとも１種で形成されたメッキ層を
備えていることを特徴とする請求項第１項又は第２項記
載の積層磁器コンデンサ。