JPH03214716A - 電極の形成方法およびそれを用いた電子部品 - Google Patents

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 本発明は各種電子部品に用いられる電極の形成方法およ
びそれを用いた電子部品に関するものである。

従来の技術 従来より、導電性粒子と樹脂および溶剤、場合によって
はそれに微量のフリット、金属酸化物お２　＼−ノ よび有機金属酸化物を加えたものからなる導電性塗料が
、各種部品の電極材料として広範囲に使用されている。

その導電性粒子としては、金・銀・白金・パラジウムな
どの高価な貴金属が用いられておシ、電極材料のコスト
低減のため、貴金属の卑金属材料への置換あるいは使用
量削減などの検討がなされている。

そして、卑金属材料としては、銅およびニッケｌレなど
が用いられているが、いずれも空気中の焼付けあるいは
放置などにより、酸化物が形成され導電性が低下する問
題点を有している。最近、実用化され始めた銅電極材料
の場合（例えば、特開昭６１　−１　４４８１　３号公
報）、酸化銅電極を用い、空気中で脱バインダーし、水
素還元した後、中性あるいは還元雰囲気中にて焼成する
方法が用いられているが、銅の融点が１０８３度である
ことから、高温で焼成するセラミソク材料には適用でき
ない欠点がある。ここで、融点の高い材料としてニッケ
ルが挙げられているが、酸化ニッケルは酸化鋼と比べて
還元されに＜＜、例えば誘電体３　・ 材料と組み合わせて使用する場合に、還元処理によって
誘電体材料の電気特性に影響を与える場合がある。

一方、貴金属の使用量削減については、卑金属を基体物
質としてこれに貴金属を被覆する方法が試みられている
（例えば、特公昭４６−４０５９３号公報、特開昭６０
−１００６７９号公報）。しかし、この方法においては
貴金属被覆粉末を高温で焼付ける際に、基体物質の被覆
金属への熱拡散を完全に抑えることは基本的にできない
ため、上記の卑金属への全面置換と同様な問題が生じる
ことは容易に考えられる。また、基体物質に酸化ケイ素
，酸化アノレミニウム，酸化ジルコニウム，二酸化チタ
ン、あるいはチタン酸バリウムなどの酸化物を用いる方
法が検討されているが、これらはいずれも絶縁体である
ため、電極材料としての導電性を保持するには被覆厚み
を厚くしなければならず、やはり大幅なコスト削減は期
待できない。

発明が解決しようとする課題 上記した構成の卑金属材料を用いた導電性粒子さらには
卑金属あるいは酸化物に貴金属被覆を施した導電性粒子
については、高温での熱処珈による高温酸化、あるいは
組み合わせる材料との相互反応、およびそれに伴う導電
性の低下、耐ハンダ濡れ特性の低下などの問題があり、
これに加えて複雑な雰囲気制飢プロセスが要求されるた
め、多額の設備投資を必要とし、電極形成コストを大幅
に削減できないという問題がある。

本発明は、酸化ニソケノレを用いて安価に種々の電子部
品用電極を形成するにあたり、焼成時の熱拡散、および
還元処理工程において、電子部品としての特性が損なわ
れるという問題を解決することを目的としてなされたも
のである。

課題を解決するだめの手段 上記課題を解決するため、本発明の電極の形成方法は、
酸化ニソケルに還元性を高めるために酸化銅を０．１〜
２０．○ｍｏ１％添加し、さらに組み合わせる材料との
相互反応を防止するために、５．０〜１６．○重量係の
貴金属被覆を施し、空気中で焼成後、それを水素雰囲気
中にて還元することを特６ 徴とするものである。

ここで、酸化銅の添加量を０．１〜２０，ｏ　ｍｏｌ％
と規定したのは、酸化銅の添加量がｏ．１ｍｏ１％より
少ないと、還元温度が低い場合に酸化ニノケノレの還元
性にほとんど影響を与えないからであり、また添加量が
２０　，Ｏ　ｍｏ１％より多くなると、ＮｉＯＣｕ２０
系の融点の低下に応じて焼成温度を下げなければならず
、機械的強度の点で問題が生じるためである。一方、貴
金属の被覆量を６．０〜１５．０重量％と規定したのは
、コストの低減を図るには貴金属使用量を可能な限り少
なくすることが必要なためである。ここで、被覆貴金属
は基体物質である酸化鋼添加酸化ニノケノレ粒子全体を
一様に覆う必要はなく、基体物質の拡散がセラミソク部
品の特性に影響を与えない程度に抑制されていれば良く
、６．０重量係でも実用上充分な拡散防止の効果を得る
ことは可能である。また、被覆貴金属量が１５．ｏ重量
チを超えると、使用量削減の効果が小さくなる。

そして、還元温度は電極と共に焼成する材料の６　・ 電気特性に影響を与えない範囲であれば、上限はない。

作用 本発明は上記した構成により、酸化銅添加酸化ニソケノ
レ電極の焼成中の熱拡散を抑制し、さらにはその焼結膜
を低温で還元して金属化することができるものである。

従って、電極形成される部品（セラミソクコンデンサ，
フェライ１・，抵抗体，アノレミナ基板，多層配線基板
など）の電気特性を損なうことなく、安価な方法で電極
を形成することが可能となる。

実施例 以下、本発明について実施例により詳細に説明する。

（実施例１） 市販の酸化ニソケル粉末に酸化銅粉末をそれぞれ０，０
６，０，１　，０，５　　，　１，０　，　５，０　，
　１０．０　，２０　，０　，　３０　，０　，　５０
　，Ｏ　ｍｏ１％添加し、１１００℃で４時間仮焼を行
うことにより固溶させ、さらにボー／レミノレで粉砕す
ることにより、粒径約０．５ミア クロンの粉末を得た。

上記酸化鋼添加酸化ニッケル粉末、および比較試料とし
て市販の酸化ニッケル粉末（粒径約０．５μｍ）をそれ
ぞれ中性タイプのパラジウムイオンを含む活性化処理液
に上記粉末を浸漬し、粉末の活性化処理を行った。別途
、塩化パラジウムを濃アンモニア水に溶かし、これに塩
酸を加えてｐＨ８．５に調整したパラジウムメッキ液を
作製した。このパラジウムメッキ液にヒドラジンを加え
、上記活性化処理を行った粉末を投．入し、撹拌するこ
とによって粉末表面にパラジウムをメッキした。

上記粒子に対し、それぞれｓ，ｏｗｔ％のポリビニノレ
アノレコール水溶液を加えてよく混合し、加圧力２ｔ／
ｃａでプレス成形した。この成形体を９２６゜Ｃで２時
間空気中で焼成した後、２　０　０℃　，　２５０゜Ｃ
，３００゜Ｃでそれぞれ４時間純水素中で還元を行った
。

以上のようにして得られた焼結体の還元前後の質量変化
からそれぞれの還元率を求めた結果を下記のく表１〉に
示す。

く表１ 〉 シＫ 下 ，全 ｛） ９、７ 〈表１〉の結果から、酸化鋼添加により還元性が高めら
れていることが解る。

（実施例２） 実施例１と同様にして得られたパラジウム被覆酸化銅５
，Ｏ　ｍｏ１　％添加酸化ニッケル粉末と、パラジウム
被覆酸化ニソケル粉末各々５ｇに対し、それぞれガラス
フリットとしてホウケイ酸鉛ガラス：２ρｗｔ％、バイ
ンダーとしてエチルセノレローズ（４ｓｃｐｓ）：１，
ｏｗｔ％　、溶媒としてテレピノーノレ：１，５ｃｃを
加えて三本ローノレにてよく混練してペーストとする。

このようにして得られたペーストをスクリーン印刷にて
９６％アノレミナ基板上に印刷して、１０５゜Ｃで１０
分間乾燥の後、９５０゜Ｃで２時間空気中で焼成し、さ
らに２５０゜Ｃで４時間純水素中で還元を行った。

以上のようにして得られた電極の比抵抗は、酸化銅を添
加したものが６．．２Ｘ１０−’Ω・α、酸化ニソケノ
レのみのものが１．１ｋΩ・αであった。つまり、本発
明によって得られる電極の電気抵抗は十分に低いのに対
して、酸化銅を添加しない粉末で１０．；−； は、２５０℃では還元が容易に行われず、実用上、低抵
抗を要求される電極材料としては好ましくないことが明
らかである。また、・・ンダ付け性、ノ・ンダ濡れ性を
調べだが本発明の方法による電極材料の場合は良好な結
果が得られた。

（実施例３） 実施例２にて用いたパラジウム被覆酸化銅添加酸化ニソ
ケノレ粉末、および比較材料として市販の酸化ニソケル
粉末それぞれ６ｇに対して、バインダーとしてエチルセ
ルローズ（４ｓｃｐｓ）を１．ＯＷｔｑ６、溶媒として
テレピノール１．１ｃｃを加えて三本ロールにてよく混
練して、それぞれの電極ペーストを作製した。

一方、ＢａＴｉＯ５を主成分とする誘電体材料２種（焼
成温度１２６０℃および１３２０゜Ｃ）をグリーンシ一
トに加工するため、誘電体粉末２００９に対してポリビ
ニノレブチラーノレ１５ｇ、プチルベンジルフタレート
９．Ｌ　　｝／レエン１２０ｃｃ，エタノーノレ７０ｃ
ｃを加えて撹拌後、ボーノレミノレ中で１６時間混合し
、スラリーを作製した。

次に、上記のようにして得られたスラリーを用いて、ド
クターブレード法にて有機フ・イルム上に造膜して、厚
さ約４０ミクロンのグリーンシ一トを得た。次いで、上
記の電極ペーストを、それぞれ上記加工済みのグリーン
シ一ト上にスクリーン印刷して電極パターンを形成した
。同様にして作製された電極形成済みシートを、シート
上の電極がグリーンシ一トを介して対向電極として構成
されるように積層した。

次に、これらの積層体を熱プレスによってラミネートし
た後、所定の寸法【切断した。この積層型チップコンデ
ンサを空気中にて６００゜Ｃ−１０時間保持して脱バイ
ンダー処理を施した。この脱バインダーされた素子をそ
れぞれの最適焼成温度にて空気中で焼成し、さらに３！
５０℃−４時間純水素中にて内部電極の還元を行った。

その後、外部電極を構成するために金属銅ペーストを塗
布し、６００度の窒素雰囲気中にて焼付けた。

これら４種のコンデンサの誘電率を測定したところ、１
２５０℃で焼成を行ったものは、電極材料にかかわらず
ε−１２０００の特性が得られた。

しかし、１３２０゜Ｃで焼成を行ったものは、パラジウ
ム被覆を施したものはε＝１２ＱＯｏの特性が得られた
が、酸化ニッケルのみの試料は、誘電体と酸化ニッケル
が拡散を起こしており、誘電率が約３分の２に低下して
いた。この結果から、パラジウム被覆の拡散抑制効果が
明らかとなった。

本実施例ではチップコンデンサの内部電極として用いた
例を示したが、外部電極に用いても良い結果が得られ、
さらにはディスク型のセラミソクコンデンサの両面電極
として用いても良い結果が得られることは容易に考えら
れる。また、誘電体材料としてＢａＴｉＯｓ以外にもＳ
ｒＴｉ０５　，ＰｂＯを主成分とするペロブスカイト型
構造を有する高誘電率材料に限らず、ＴｉＯｚ系の容量
セラミソクコンデンサの電極にも用いることができるの
は言うまでもない。

（実施例４） 実施例２にて用いたパラジウム被覆酸化銅添加酸化ニッ
ケル粉末６ｇに対し、ガラスフリットと１３ して軟化点；８３０゜Ｃを有するホウケイ酸鉛ガラス；
　ｓ，ｏｗｔ％、バインダーとしてエチルセノレローズ
；１．ＯＷｔ％、溶媒としてテレピノール；１，２ＣＣ
を加えて三本ローノレにてよく混練してペーストとする
〇 一方、抵抗体は粒子制御されたタングステンシリサイド
系粉末を有機ビヒクノレを用いてペースト化し、上記電
極ペーストにて抵抗用電極ノクソドを形成したアノレミ
ナ基板上にスクリーン印刷する。

その後、１０５゜Ｃ−１０分間の乾燥の後、９５０゜Ｃ
−１０分間空気中焼付けを行い、さらに２５０’０３時
間純水素中で還元を行った。このようにして得られたチ
ップ抵抗器は安定した抵抗特性を示し、本発明方法によ
る端子電極の構成により、安価で高性能なチップ抵抗器
が得られた。

（実施例６） 実施例２にて用いたパラジウム被覆酸化鋼添加酸化ニソ
ケノレ５ｇに対して、ガラスフリソトをｏ．ｃｓｗｔ　
％　、ハインダーとしてエチルセノレローズを１，ＯＷ
ｔ％、溶媒としてテレピノー）Ｖ　１　，２　ＣＣを加
え１４・＼一／ で三本ローノレでよく混練し、印刷ペーストとする。

このようにして得られたペーストをアノレミナ基板上に
スクリーン印刷にて所望の回路・くターンに印刷し乾燥
する。その後、９３０℃−１０分の焼成条件にて焼き付
けし、４００℃−２時間純水素中で還元を行った。

以上のようにして得られた回路パターンの電極は抵抗も
低く、ノ・ンダ付け性も良好であ９た。この電極は混成
集積回路の導体電極、チップ部品のランド電極に実用で
きた。

（実施例６） 実施例２にて用いたパラジウム被覆酸化銅添加酸化ニッ
ケル粉末６ｇをバインダーとしてエチノレセルローズ、
テレピノーノレを用いてペースト化する。次に、磁性粒
子として粒径１〜３μｍのＮｉ−Ｚｎフェライト粉を上
記方法にてペースト化し、磁性体ペーストとする。その
後、このようにして得られた磁性体ペーストと電極ペー
ストとを交互に印刷して、電極がスパイラル状になるよ
う構成する。すなわち、スパイラル状に構成された電極
１６　、　７ を磁性粒子が埋め込んだ構造とする。

以上のような方法にて印刷された積層体を１２００℃−
２時間空気中の焼成条件にて焼結した後、２２０゜Ｃ−
４時間純水素中で還元した。

このようにして得られたインダクタ部品はインダクタン
ス１ｏｏｍｇの特性を有することを確認した。

発明の効果 以上のように、本発明にかかる電極は、空気中での焼成
時の熱拡散が抑制され、且つ容易に還元できるため、誘
電体材料，磁性体材料，抵抗体材料，絶縁体材料などと
組み合わせることによって、安価で且つ高性能な電子部
品を提供することができるものである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化銅を０．１〜２０．０ｍｏｌ％添加した酸化
   ニッケル粉末に５．０〜１５．０重量％のパラジウムを
   被覆し、空気中焼成の後、水素雰囲気中にて還元するこ
   とを特徴とする電極の形成方法。
2. （２）２００℃以上の水素雰囲気中にて還元することを
   特徴とする請求項１記載の電極の形成方法。
3. （３）請求項１により得られた電極を用いてなる電子部
   品。