JPH04345670A - セラミックコンデンサー電極用導体ペースト - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はセラミックコンデンサー
電極用導体ペーストに関するものである。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】積層
セラミックコンデンサーとしては、図１に示すような構
成のものが公知である。図において、１は内部電極、２
は外部電極、３はセラミック（誘電体）、４ａ、４ｂは
メッキ層である。そして、内部電極１としてはパラジウ
ム、白金あるいは銀−パラジウム等の貴金属が用いられ
、外部電極２にも銀あるいは銀−パラジウム等の貴金属
が用いられ、メッキ層４ａ、４ｂとしては各々ニッケル
メッキ、半田メッキが施されていた。

【０００３】しかし、内部電極および外部電極には高価
な貴金属が用いられていたので、近年、コストダウンを
目的として、内部電極を卑金属であるニッケルに置換し
ようとする試みが成されている。ところで、誘電体材料
として、チタン酸バリウムを主体としたペロブスカイト
型構造のセラミックを用いた場合、その焼成は１０００
℃以上、例えば１３００℃前後の高温で行われることが
多い。この場合、内部電極材料としてニッケルを用いた
場合、昇温過程の７００℃付近でニッケルの焼結が始ま
り、より高い温度で誘電体であるセラミックが焼結を開
始する。このセラミックの焼結に伴う収縮によりセラミ
ックと既に焼結したニッケル膜との間に歪が生じ、ニッ
ケル膜の厚みが薄い場合にしばしばニッケル膜が破損し
、静電容量を初めとするコンデンサーとしての諸特性を
劣下させる。

【０００４】本発明はこのような従来の技術の有する問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、誘電
体であるセラミックと内部電極との焼結温度の相違によ
る内部電極膜の破損を防止し、コンデンサー機能を劣下
させることのないセラミックコンデンサー電極用導体ペ
ーストを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】内部電極材料の焼結温度
をセラミック（誘電体）のその値と同程度にするために
、本発明の要旨は、６５〜９９重量％のニッケル粉末と
１〜３５重量％のタングステン粉末とを合計で１００重
量％有し、これに適量の有機ビヒクルを加えたセラミッ
クコンデンサー電極用導体ペーストにある。

【０００６】ニッケル粉末の粒径は５μ以下が好ましく
、電極の薄層化のためには、１μ以下とするのがより好
ましい。

【０００７】タングステン粉末はニッケル粉末と効率的
に反応させるため、その粒径はニッケル粉末と同程度以
下とするのが好ましい。しかし、タングステン粉末の粒
径が極端に小さくなると製造工程中にタングステン粉が
酸化するという問題が発生するので、粒径下限は０．５
μとするのが好ましい。

【０００８】タングステンの比率はニッケル相の固溶限
度内に留めるのが好ましく、タングステンの比率が３５
重量％を超えると、焼成後のシート抵抗が極端に増大す
る。

【０００９】一方、タングステンの比率が１重量％未満
であると、内部電極膜の焼結温度の上昇が充分でなく、
本発明の目的を達成することができない。

【００１０】有機ビヒクルとしては、一般的に導電性ペ
ーストとして常用されているすべてのものが使用可能で
あるが、例えば、有機ビヒクル中の樹脂成分としては、
エチルセルロースやレジン類等が使用できる。また、樹
脂成分を溶解するための溶媒としては、高沸点のターピ
ネオール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールア
セテート、ジブチルフタレート、または１，１，３−ト
リメチルペンタンジオールのモノエステルおよびジエス
テル化合物が挙げられる。

【００１１】

【作用】ニッケル粉末に適量のタングステン粉末を加え
た内部電極を用いることによって焼結温度の上昇を図り
、セラミック（誘電体）の焼結温度と略等しくすること
ができるので、焼成時に内部電極が破損することはない
。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。

【００１３】（実施例１）平均粒径０．５μのニッケル
粉および平均粒径０．６μのタングステン粉を以下の表
１に示す通りの比率で合計で１００重量％とし、これに
有機ビヒクルを等量添加して３本ロールミルにより混合
し、表１のＮｏ１〜９に示すペースト（内部電極材とな
るもの）を得た。なお、有機ビヒクルとしては、ターピ
ネオールにエチルセルロースを溶解したものを用いた。

【００１４】そして、４００メッシュのスクリーンを用
いて、粒径０．１μのチタン酸バリウム粉末（誘電体と
なるもの）に適量のアクリル系樹脂（バインダー）を添
加したものから得たグリーンシート上に上記各ペースト
を印刷し、バッチ式炉で１２０℃×５分間乾燥後、空気
雰囲気中で徐々に加熱し、４００℃で２時間保定するこ
とにより脱脂を行った。さらに、これを窒素雰囲気（Ｏ
２１ｐｐｍ　以下）のベルト式炉で、最高温度１２５０
℃で２時間保定することにより焼結を行った。

【００１５】次いで、得られた焼結体の電極面上の中心
線平均粗さ（Ｒａ　）　およびシート抵抗（２μ厚換算
）を測定した。その結果を表１に示す。なお、以下の表
１〜表３中の（Ｗ／（Ｎｉ＋Ｗ））×１００（重量％）
を本願明細書ではタングステン置換量という。

【００１６】

【表１】

【００１７】表１から明らかなように、中心線平均粗さ
（Ｒａ　）　およびシート抵抗はタングステン置換量が
２０％で最小となる。この結果は、次のように考えるこ
とができる。すなわち、タングステン置換量が２０％よ
り小さい場合、電極膜の焼結が誘電体の焼結より低い温
度で始まり、その後に誘電体の焼結が行われるため、誘
電体の焼結に伴う収縮によって先に焼結がほぼ完了して
いる電極面に襞状の凹凸が形成され、中心線平均粗さ（
Ｒａ　）　が増大する。また、電極膜が局部的に破断し
、その結果シート抵抗の増大が起こる。

【００１８】一方、タングステン置換量が２０％より大
きい場合、電極膜の焼結温度が上がり過ぎ、１２５０℃
の焼成温度では電極膜が焼結不足となり、その結果、電
極膜表面の中心線平均粗さ（Ｒａ　）　およびシート抵
抗の増大が起こる。

【００１９】しかし、タングステン置換量が２０％前後
のとき、上記焼成温度で誘電体と電極膜両者の焼結がほ
ぼ同時に起こり、平滑緻密な電極膜が形成されるものと
思われる。

【００２０】（実施例２）チタン酸バリウム粉末の粒径
を０．５μのものを用い、焼成温度を１３００℃とした
以外は実施例１と同様の試験を行った。その結果を以下
の表２に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】表２において、中心線平均粗さ（Ｒａ　）
　が最小を示すタングステン置換量は２０〜２５％であ
り、シート抵抗が最小を示すタングステン置換量は２５
％であって、これらの物性値が最小を示すタングステン
置換量は実施例１の場合よりやや多くなっている。この
理由は、次のように考えることができる。本実施例の焼
成温度（１３００℃）は実施例１の焼成温度（１２５０
℃）よりやや高いので、その焼成温度で焼結を行う電極
のタングステン置換量が実施例１よりやや多くなり、実
施例１より高温でその電極膜と誘電体の焼結がほぼ同時
に起こったものと思われる。

【００２３】（実施例３）誘電体粉末として、粒径が０
．５μのＰｂ（Ｚｒ０．５２＋Ｔｉ０．４８）Ｏ３　＋
０．００５Ｎｂ２　Ｏ５　を用い、焼成温度を１０５０
℃とした以外は、実施例１と同様の試験を行った。その
結果を以下の表３に示す。

【００２４】

【表３】

【００２５】中心線平均粗さ（Ｒａ　）　およびシート
抵抗はタングステン置換量が５％で最小となっている。 この理由は、誘電体の焼成温度が実施例１、２のその値
より低いので、よりタングステン置換量の少ない（焼結
温度の低い）電極膜のものでその電極膜と誘電体の焼結
が略同時に起こったものと思われる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によるセラミックコンデンサー電
極用導体ペーストでは、電極膜と誘電体の焼結を略同時
に行うことが可能なので、これらの焼結温度の違いによ
る電極膜の破損を回避することができ、コンデンサーの
特性が劣下することはない。また、ニッケル電極膜のタ
ングステン置換量を変えることにより、広範囲に渡り電
極膜の焼結温度を誘電体のそれに合わせることが可能で
あり、誘電体の実用上の様々な仕様変化に適応した内部
電極を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】積層セラミックコンデンサーの断面図である。

【符号の説明】

１…内部電極 ２…外部電極 ３…セラミック ４ａ，４ｂ…メッキ層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　６５〜９９重量％のニッケル粉末と１
   〜３５重量％のタングステン粉末とを合計で１００重量
   ％有し、これに適量の有機ビヒクルを加えたセラミック
   コンデンサー電極用導体ペースト