JPH03280414A - 磁器電子部品 - 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、磁器電子部品、特に、銀を主成分とる磁器電
子部品に関する。

〔従来の技術〕

電子機器の小型化に伴い、電子機器に使用される磁器電
子部品が小型化している。たとえばセラミックコンデン
サでは、小型で軽量な積層セラミックコンデンサが開発
されている。このような積層セラミックコンデンサは、
たとえば、厚さ数μｍの内部電極層と厚さ数十μｍのセ
ラミック誘電体層とが交互に積層され、て一体焼成され
、これに外部電極が形成された構造を有している。

このような積層セラミックコンデンサでは、外部電極は
、金属成分とガラス成分と樹脂成分と有ｆＲｆ’８媒と
から主としてなる金属ペーストを用いて形成されている
。この金属ペーストによる外部電極の形成は、次のよう
にして行われている。まづ、コンデンサ素子の端面に、
上述の金属ペーストを塗布し、これを乾燥する０次に、
金属ペースト中の金属成分とガラス成分とを焼成してコ
ンデンサ素子と一体化する。これにより、コンデンサ素
子上に、外部電極が形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記従来の積層セラミックコンデンサでは、外部電極の
形状を維持するために、製造工程において金属ペースト
の乾燥速度を１００’Ｃ／分以下に設定する必要がある
。すなわち、外部電極の形成のために塗布された金属ペ
ーストの厚みは通常１００〜１５０μｍと非常に厚いた
めに、乾燥速度が１００”Ｃ７分を超えると金属ペース
ト中の有機溶媒の蒸発速度が表面側と内側とで大きく異
なることになり、その結果焼成後の外部電極に凹みが生
しる場合がある。外部電極に凹みが生じると、外部電極
の表面に存在するガラス成分の除去が困難になり、外部
電極のはんだ耐熱性及びはんだ濡れ性を改善するための
メツキ層を設けられなくなる。

このため、上述のように金属ペーストの乾燥速度を１０
０°Ｃ／分以下に設定する必要があるが、これによれば
積層セラミックコンデンサの仕度性が低下し、特に生産
工程の自動化を図る上で障害となる。したがって、前記
従来の積層セラミックコンデンサは、安価に量産するの
が困難である。

本発明の目的は、高速で乾燥可能な金属ペーストを用い
ることにより、安価に量産し得る磁器電子部品を揚供す
ることにある。

（！！ｌ！題を解決するための手段〕 本発明のＴＪ！！Ｌ器電子部高電子部品主成分とする導
電性ペーストが磁器基体に塗布されかつ乾燥・焼成され
ることにより形成された外部電極を有している。そして
、外部電極は、銀を主成分とする導電性粉末と、ガラス
フリットと、有機金属化合物と、有機樹脂と、有機溶剤
とからなる導電性ペーストによって形成されている。

なお、前記有機金属化合物としては、たとえば有機亜鉛
化合物が用いられる。この場合、有機亜鉛化合物は、金
属亜鉛換算で、導電性ペースト中に０．０８〜０．３２
重量％含有される。

また、前記有機金属化合物としては、たとえば有機マン
ガン化合物が用いられる。この場合、有機マンガン化合
物は、金属マンガン換算で、導電性ペースト中に０．０
４５〜０．２６重量％含有される。

〔作用〕

本発明の磁器電子部品では、磁器基体に形成された電極
は、有機金属化合物を含む導電性ペーストを塗布後乾燥
し、これを焼成することにより形成される。このような
外部電極の形成工程において、導電性ペーストの乾燥は
、導電性ペースト中に含まれる有機溶剤の蒸発と有機樹
脂の重合反応により起こるものと考えられている。導電
性ペースト中の有機金属化合物は、塗布された導電性ペ
ーストの形状を損ねることなく有機樹脂の重合反応を促
進する触媒として作用する。したがって、そのため、昇
温速度が１００°Ｃ／分以上の速い場合においても、乾
燥塗膜の形状を損なうことなく均一に乾燥することが可
能になり、この結果本発明の磁器電子部品は安価に量産
され得る。

〔実施例〕

第１図及び第２図に、本発明の一実施例としての積層セ
ラミックコンデンサを示す。第１図は、積層セラミック
コンデンサの斜視図である。第２図は、第１図の■−■
断面図である。

図において、積層セラミックコンデンサ１は、直方体状
の本体部２と、本体部２の両端に対向するように形成さ
れた１対の外部電極３ａ、３ｂとを備えている。

本体部２は、たとえばチタン酸バリウムのような磁器材
料のグリーンソートが多数枚積層されたものを焼成して
一体化することにより構成されている。本体部２の内部
には、内部電極４ａ、４ｂが交互に多数形成されている
。内部電極４ａは、本体部２の図右側端面に形成された
外部電極３ａに接続しており、図左側端面に形成された
外部電極３ｂとは絶縁されている。一方、内部電極４ｂ
は、外部電極３ｂに接続しており、外部電極３ａとは絶
縁されている。また、内部電極４ａ、４ｂは、それぞれ
平行に配置されている。なお、内部電極４ａ、４ｂ及び
外部電極３ａ、３ｂは、たとえば銀−パラジウム系の金
属により形成されている。

このような積層セラミックコンデンサでは、焼成された
磁器材料を介して対向する内部電極４ａ。

４ｂ間でコンデンサが構成される。そして、外部電極３
ａ、３ｂは、それぞれ本体部２内に構成されたコンデン
サの入出力用端子となる。

前記積層セラミックコンデンサ１では、外部電極３ａ、
３ｂは、導電性ペーストを用いて形成されている。この
導電性ペーストは、導電性粉末と、ガラスフリットと、
有機金属化合物と、有機樹脂と、有機溶剤とから主に構
成されている。

導電性粉末は、導電性ペーストの焼成後に本体部２上に
外部電極３ａ、３ｂを形成するための成分である。導電
性粉末は、銀、銀を主成分とする合金の粉末または銀の
粉末に他の種類の導電性金属の粉末を混合したものが用
いられている。このような導電性粉末としては、銀−パ
ラジウム系合金にＰｂ、Ｎｉ、Ｃｕ等の金属粉末を若干
混合したものを例示することができる。このような導電
性粉末の平均粒径は、０．５〜２．０μｍ程度が望まし
い、平均粒径が２．０μｍを超える場合には、導電性粉
末の焼結速度が遅くなりやすい、なお、導電性粉末は、
導電性ペースト中に通常６５〜７５重量％程度混合され
る。

ガラスフリットは、導電性ペーストの焼成時に導電性粉
末を本体部２上に接着するための無機バインダー成分で
ある。ガラスフリットの種類は、特に限定されるもので
はないが、たとえばＢ、０゜と５ｉｆｔとを中心にして
、ＰｂＯ，ＺｎＯ，ＢｉｔＯ，、ＣａＯ５Ｍｇ０１Ｂａ
Ｏ２ＺｒＯｔ、ＡｌｔＯ：＋、ＴｉＯ□等の金属酸化物
を任意の割合で混合することにより得られる硼珪酸系の
ガラス粉末が用いられる。このようなガラス粉末の平均
粒径は、２〜４μｍ程度が望ましい。平均粒径が４μｍ
よりも大きい場合には、導電性ペーストの焼成段階で焼
成ブクレが発生し、本体部２との接着性が低下しやすく
なることがある。また、上述のガラス粉末は、軟化点が
６００℃程度のものが望ましい。

有機金属化合物は、有機樹脂の重合反応を促進する触媒
として作用する、導電性ペーストの乾燥時間を短縮させ
るための成分である。有機金属化合物としては、たとえ
ば次の一般式で示されるナフテン酸の金属塩を用いるこ
とができる。

なお、式中ｎは１〜１３の整数であり、Ｘは亜鉛（Ｚｎ
）またはマンガン（Ｍｎ）である。このようなナラテン
酸の亜鉛塩を用いる場合には、その導電性ペースト中の
混合量は、金属亜鉛換算で０．０８〜０．３２重量％が
望ましい。添加量が０゜０８重量％未満の場合には、１
００°Ｃ／分以上の速さで昇温し乾燥したときに形状を
損なわないという効果が低い、逆に０．３２重量％を超
える場合には、導電性ペーストの乾燥後に大きな体積変
化が起こり、導電性ペースト塗布膜にクランクが発生し
やすくなる。一方、ナフテン酸のマンガン塩を用いる場
合には、その導電性ペースト中の混合量は、金属マンガ
ン換算で０．０４５〜０．２６重量％が望ましい。添加
量が上述の範囲外の場合には、亜鉛塩の場合と同様の問
題が生じる。

有機樹脂は、導電性ペーストに塗布可能な粘弾性を付与
するための成分である。有機樹脂としては、たとえばエ
チルセルロースやロジン樹脂等が用いられる。このよう
な有機樹脂の導電性ペースト中の混合量は、導電性ペー
ストの塗布条件等により適宜設定されるものであるが、
通常３．０〜８．０重量％程度に設定される。

有ｍ熔削は、上述の有機樹脂成分を熔解し、導電性ペー
スト全体に所望の粘性を付与するための成分である。こ
のような有機溶剤としては、たとえばα−テルピネオー
ル、２，２．４４リメチル−１，３−ベンタンジオール
モノイソブチレート、ブチルカルピトールアセテート（
ＢＣＡ）等が用いられる。なお、このような有機溶剤の
混合量は、導電性ペーストの印刷条件等により適宜設定
されるものであるが、通常１６〜２５重量％程度に設定
される。

次に、上述の積層セラミックコンデンサの製造方法につ
いて説明する。

まず、チタン酸バリウム等の誘電磁器材料と有機バイン
ダーと溶媒との混合物をミルで混練し、グリーンシート
形成用のスラリーを作成する。そして、このスラリーを
用いて膜厚２０〜２５μｍ程度のグリーンシートを作成
する。グリーンシートの作成は、スラリーの状態や作成
するグリーンシートの厚みに応じて、たとえばブレード
コーターやロールコータ−等を用いて行われる。

次に、得られたグリーンシート上に内部電極４ａ、４ｂ
を形成するための導電性ペーストを印刷する。導電性ペ
ーストの印刷は、膜厚が数μｍ程度となるように、所定
の内部電極パターンにしたる。

次に、内部電極用の印刷が施されたグリーンシートの積
層を行う。グリーンシートの積層枚数は、本体部２内に
構成しようとするコンデンサの数に応じて設定する。そ
して、グリーンシートの積層体を１２００°Ｃ程度で焼
成し、本体部２を作成する。なお、焼成時の温度は、誘
電磁器材料及び導電性ペースト双方の収縮状態が一致す
るような温度に設定するのが好ましい。こうして得られ
た本体部２０両端部には、それぞれ内部電極４ａまたは
４ｂの端部が露出している。

次に、得られた本体部２の両端面、すなわち内部電極４
ａまたは４ｂが露出する面に外部電極３ａ、３ｂを形成
する。外部１ｉ８ｉｉ３ａ、３ｂの形成−ストの塗布は
、たとえば浸漬法、転写法等を用いて行われる。導電性
ペーストの塗布後、導電性ペーストの乾燥を行う。本実
施例では、導電性ペーストとして上述のような有機金属
化合物を含むものを用いているため、たとえば１００°
Ｃ／分以上（たとえば４００°Ｃ／分）の高速乾燥を行
った場合でも、乾燥後の導電性ペーストの形状は良好に
維持される。したがって、導電性ペーストの乾燥時間を
短縮することができるため自動化が容易であり、積層セ
ラミックコンデンサの生産効率が改善される。

次に、乾燥した導電性ペーストの焼成を行う。

焼成は大気中で行い、また焼成温度は通常７００〜８５
０°Ｃ程度に設定される。なお、焼成温度は、導電性ペ
ースト中の導電性粉末と本体部２との接着状態等に応じ
て、適宜最適な温度に設定される。

こうして得られた積層セラミックコンデンサ１の外部電
極３ａ、３ｂには、はんだ耐熱性が良好なＮｉメ・７キ
を施す。そして、さらにその上に５ｎ−Ｐｂのはんだメ
ンキを施す。これにより、良好なはんだ濡れ性とはんだ
耐熱性を有する積層セラミックコンデンサが得られる。

上述のような積層セラミンクコンデンサの製造工程は、
外部電極形成時に導電性ペーストの高速乾燥が可能なた
め、自動化することができる。このため、本実施例の積
層セラミックコンデンサは、安価に量産することができ
る。

〔他の実施例〕

前記実施例では本発明をセラミックコンデンサの磁器電
子部品に適用されてもよい。

〔発明の効果〕

本発明のｍＷＮ電子部品では、上述のような高速で乾燥
可能な導電性ペーストを用いて電極を形成している。こ
のため、本発明の磁器電子部品は安価に量産し得る。

〔実験例〕

比表面積３．　５ｎ（／ｇのＡｇ粉末５０重量部と、比
表面積０２５０ｒｒｒ／ｇのＡｇ粉末５０重量部と、軟
化温度６４０°Ｃの硼珪酸亜鉛ガラス２．８重量部とを
混合し、これにエチルセルロース樹脂を３０重量％含む
α−テルピネオール１８重量部とロジン樹脂を４０重量
％含むα−テルピネオール８重量部とを添加した。そし
て、この混合物を３本ロールミルで混練してペースト状
とし、銀ペーストを作成した。また、得られた銀ペース
トにさらにα−テルピネオールを添加してシェアレート
８ｓｅｃ−’、粘度４００〜４５０ボイズとなるように
調整した。得られた銀ペースト１００重量部に対して金
属亜鉛を８重量％含むナフテン酸亜鉛液または金属マン
ガンを６重量％含むナフテン酸マンガン液を所定量添加
し、３本ロールミルを用いて混練することにより試料ペ
ーストを作成した。

次に、チタン酸バリウムを主成分とする誘電体中に銀−
パラジウム合金の内部電極を備えた、大きさ約２．ＯＸ
ｌ、０５Ｘ０．９５ｍの積層セラミックコンデンサ素子
を準備し、浸漬法により試料ペーストを塗布した。そし
て、この試料ペーストを４００℃／分の速さで昇温乾燥
した後、７５０°Ｃで８分間焼成することにより、外部
電極が形成された積層セラミックコンデンサを製造した
。

得られた積層セラミックコンデンサについて、実体顕微
鏡を用いて外観と外部電極の外観とを調べた。

結果を表に示す。

傘 金属Ｚｎ （Ｍｎ） 換算での添加量。

＊ 凹みなし。

＊２ 凹み発生。

＊３ クランク発生。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る積層セラミックコンデ
ンサの斜視図、第２図は第１図の■−■断面図である。 １・・・積層セラミックコンデンサ、２・・・本体部、
３ａ、３ｂ・・・外部電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）銀を主成分とする導電性ペーストが磁器基体に塗
   布されかつ乾燥・焼成されることにより形成された外部
   電極を有する磁器電子部品において、前記外部電極が、
   銀を主成分とする導電性粉末と、ガラスフリットと、有
   機金属化合物と、有機樹脂と、有機溶剤とからなる導電
   性ペーストによって形成されていることを特徴とする磁
   器電子部品。
2. （２）前記有機金属化合物が、有機亜鉛化合物でありか
   つ金属亜鉛換算で前記導電性ペースト中に０．０８〜０
   ．３２重量％含有されていることを特徴とする請求項（
   １）に記載の磁器電子部品。
3. （３）前記有機金属化合物が、有機マンガン化合物であ
   りかつ金属マンガン換算で前記導電性ペースト中に０．
   ０４５〜０．２６重量％含有されていることを特徴とす
   る請求項（１）に記載の磁器電子部品。