JPH05342908A

JPH05342908A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JPH05342908A
Application number: JP15218292A
Authority: JP
Inventors: Takatsugu Nohara; 啓継野原; Nobuo Kaihara; 伸男海原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1992-06-11
Publication date: 1993-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】はんだ濡れ性及びはんだ耐熱性が共に良好な
外部電極を形成し得る導電性ペーストを提供する。【構成】導電性ペースト１の主な成分である金属粉末
５を、芯部６となる導電性に優れた金属粒としての銅粒
６Ａと、この芯部６の表面に形成されるはんだ耐熱性に
優れたニッケル層７Ａとこの表面に形成されたはんだ濡
れ性に優れた金属としての銀層７Ｂと、からなる積層構
造の表面層７とによって構成する。さらに他の成分であ
るガラス粉末４としてのほう硅酸鉛系ガラス粉末４Ａを
この軟化点以上の温度で焼付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属粉末とガラス粉末
と溶剤とを主な成分とする導電性ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば積層チップインダクタや積層チッ
プコンデンサ等のセラミック電子部品の外部電極を、導
電性に優れた金属である銀（Ａｇ）を含んだ導電性ペー
ストを用いてセラミック素地表面に焼き付けて形成する
ことが行われている。しかしながらこのような導電性ペ
ーストによって形成された外部電極は、電気抵抗とはん
だ濡れ性には優れているが必ずしもはんだ耐熱性に優れ
ているとは言えないので、この焼き付けられた銀電極上
にはんだ耐熱性に優れたニッケル（Ｎｉ）そして、さら
にその上にはんだ濡れ性に優れた錫（Ｓｎ）等の金属を
めっきによって形成することが行われている。

【０００３】ところがこの場合にめっき時にめっき液が
セラミック素地内へ浸入するので、この残留成分によっ
てセラミック電子部品の特性が劣化されるおそれが生じ
る。

【０００４】このため、このような欠点を改善すべく、
最近になってめっきによらずに樹脂硬化型の導電性ペー
ストをセラミック素地表面に接着して外部電極を形成す
ることが提案されている。この場合に用いられる導電性
ペーストには、金属粉末として銀，銅（Ｃｕ）あるいは
銀の表面層を形成した銅等を成分として使用することが
行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の導
電性ペーストでは、前記のような銀や銅を成分として用
いたことにより形成された外部電極のはんだ濡れ性は良
好となるが、銀や銅ははんだに拡散し易い性質があるた
め、はんだ耐熱性が不十分になるという問題がある。ま
た、樹脂を用いているため、はんだ付けの熱による樹脂
の劣化により、強度低下等の問題もある。

【０００６】本発明は以上のような問題に対処してなさ
れたもので、はんだ濡れ性及びはんだ耐熱性が共に良好
な外部電極を形成し得る導電性ペーストを提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、金属粉末とガラス粉末と溶剤とを主な成分
とする導電性ペーストにおいて、前記金属粉末がはんだ
耐熱性に優れたニッケル層とこのニッケル層表面に形成
されたはんだ濡れ性に優れた金属層との積層構造を有
し、前記ガラス粉末がこの軟化点以上の温度で焼付けら
れることを特徴とするものである。

【０００８】また、他の本発明は、はんだ濡れ性に優れ
た金属層が銀層あるいは錫層からなることを特徴とする
ものである。

【０００９】さらに、その他の本発明は、積層構造が導
電性に優れた金属粒の表面に形成されたことを特徴とす
るものである。

【００１０】さらにまた、その他の本発明は、導電性に
優れた金属粒が銅，銀あるいはニッケルのいずれかから
なることを特徴とするものである。

【００１１】また、その他の本発明は、はんだ濡れ性に
優れた金属層が無電解めっき層からなることを特徴とす
るものである。

【００１２】

【作用】請求項１記載の本発明の構成によれば、導電性
ペーストの主な成分である金属粉末を、はんだ耐熱性に
優れたニッケル層とはんだ濡れ性に優れた金属層とから
なる積層構造を形成し、さらにガラス粉末をこの軟化点
以上の温度で焼付けられるように構成することにより、
はんだ濡れ性及びはんだ耐熱性が共に良好な外部電極を
形成することができる。また、樹脂を用いないので強度
低下等を改善できる。

【００１３】請求項２記載の本発明の構成によれば、は
んだ濡れ性に優れた金属層として銀層あるいは錫層を用
いることにより、請求項１と同様な外部電極を形成する
ことができる。

【００１４】請求項３記載の本発明の構成によれば、積
層構造を導電性に優れた金属粒の表面に形成することに
より、請求項１と同様な外部電極を形成することができ
る。

【００１５】請求項４記載の本発明の構成によれば、導
電性に優れた金属粒として銅，銀あるいはニッケルのい
ずれかを用いることにより請求項１と同様な外部電極を
形成することができる。

【００１６】請求項５記載の本発明の構成によれば、表
面層のはんだ濡れ性に優れた金属層として無電解めっき
層を用いることにより、特に膜厚が均一な金属粉を含ん
だ外部電極を形成することができる。

【００１７】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１８】図１は本発明の導電性ペーストの実施例を
示す拡大図で、本実施例導電性ペースト１は、ガラス粉
末４としてのほう硅酸鉛系のガラス粉末４Ａと溶剤と金
属粉末５とを主な成分としている。また。金属粉末５
は、図２に示すように、芯部６となる導電性に優れた金
属粒としての銅粒６Ａ（粒径５．０μｍ）と、この芯部
６の銅粒６Ａの表面に形成されたはんだ耐熱性に優れた
ニッケル層７Ａ（厚さ０．５μｍ）及びこのニッケル層
７Ａ表面に形成されたはんだ濡れ性に優れた金属層とし
ての銀層７Ｂ（厚さ０．５μｍ）からなる積層構造と、
から構成されている。さらに、ガラス粉末４としてのほ
う硅酸鉛系のガラス粉末４Ａは約３５０℃の軟化点を有
している。

【００１９】ここで、ニッケル層７Ａと銀層７Ｂとから
なる積層構造は、芯部６としての銅粒６Ａに対して表面
層７を構成していることになり、金属粉末５は芯部６と
この表面に形成された表面層７とから構成される。

【００２０】このような積層構造を形成するにあたって
は、予め原料として芯部６となる銅粒６Ａを用意し、こ
の銅粒６Ａの表面に無電解めっき法によって表面層７の
一部としてのニッケル層７Ａをめっきし、さらにこのニ
ッケル層７Ａの表面に同様に無電解めっき法によって銀
層７Ｂをめっきして金属粉末５を形成した。次に、この
金属粉末５（１００重量部）とほう硅酸鉛系ガラス粉末
４Ａ（３０重量部）と溶剤（２０重量部）とを混合して
導電性ペースト１を形成した。

【００２１】次に、このようにして得られた本実施例導
電性ペースト１を適用して積層チップインダクタを製造
した例を説明する。図３に示すように、先ず銅−亜鉛−
コバルト（Ｃｕ−Ｚｎ−Ｃｏ）系のフェライト材料が積
層されて銀の内部電極が形成された例えば２．０×１．
２×０．９ｍｍの寸法のセラミック素地２を用意し、こ
の表面に図１の導電性ペースト１を塗布した。次に、４
００℃で１時間熱処理を施して焼付けて、外部電極３を
形成した。溶剤はこの熱処理のとき外部に蒸発するの
で、外部電極３の成分としてはほとんど金属粉末５とほ
う硅酸鉛系ガラス粉末４Ａが含まれている。

【００２２】このような本実施例によれば、導電性ペー
スト１の主な成分である金属粉末５として、導電性に優
れた金属としての銅粒６Ａを芯部６に用い、この芯部６
の表面にはんだ耐熱性に優れた金属であるニッケル層７
Ａとはんだ濡れ性に優れた金属としての銀層７Ｂとの積
層構造からなる表面層７を形成するようにし、さらにガ
ラス粉末４としてほう硅酸鉛系ガラス粉末４Ａをこの軟
化点以上の温度で焼付けるようにしたので、外部電極３
のはんだ濡れ性及びはんだ耐熱性を良好にすることがで
きる。

【００２３】図３によって得られたセラミック電子部品
に対して、評価試験を施した結果はんだ濡れ性は２１５
℃で０．５秒以内の値が得られ、さらにはんだ耐熱性は
２８０℃で１０秒以上の値が得られ、両特性とも優れて
いることを裏付けることができた。

【００２４】また、端子引張り強度を測定したところ３
ｋｇ以上の値が得られ、さらにたわみ試験を施したとこ
ろ３ｍｍ以上の値が得られた。これらの値は実用的に充
分に優れていることを示している。

【００２５】実施例では、金属粉末５の芯部６として用
いる導電性に優れた金属としては銅に例をあげて示した
が、銀も同様に用いることができ、さらにこれら銅，銀
の導電性よりは多少劣るがニッケルを用いることもでき
る。

【００２６】また、実施例で示したように、金属粉末５
の表面層７として用いるはんだ濡れ性に優れた金属とし
ては、ニッケル表面に銀層を形成した積層構造で示した
が、銀に代えて錫を用いることもできる。さらに、銀あ
るいは錫を単独にはんだ濡れ性に優れた金属として用い
てニッケル表面に表面層を形成することもできる。

【００２７】なお、実施例で金属粉末５の表面層７の一
部にはんだ耐熱性に優れた金属として用いたニッケル層
７Ａは、はんだ濡れ性に劣るので直接表面に存在させる
ことはできない。このため、ニッケル層７Ａの表面に
は、はんだ濡れ性に優れた金属としての銀層あるいは錫
層を形成することが必要となる。

【００２８】下記の表１は本発明で導電性ペーストの成
分の金属粉末として使用可能な（Ａ）表面層及び（Ｂ）
芯部の各金属材料の種類を示すものである。目的，用途
等に応じて（Ａ）表面層の任意の金属材料４と、（Ｂ）
芯部の任意の金属材料とを組み合わせて任意の金属粉末
を構成することができる。但し、芯部あるいは表面層の
いずれかに耐熱性に優れたニッケル層を形成するような
組み合せが必要である。例えば実施例では、（Ａ）表面
層のＮｏ．３の金属材料と、（Ｂ）芯部Ｎｏ．１の金属
材料とを組み合わせて、金属粉末５を構成していること
になる。

【００２９】

【表１】

【００３０】図４は金属粉末２５のその他の組み合せ例
を示すもので、芯部２６としてニッケル粒末２６Ａを用
いて、この表面に表面層２７として銀層２７Ａを単独に
形成した例を示している。

【００３１】なお、各表面層を形成する手段としては特
に無電解めっき法を利用することにより、膜厚を均一に
形成できるという利点が得られる。また、金属粉末と混
合して用いるガラス粉末としては、実施例で示したもの
に限らず、焼付時の温度より低い軟化点を有しているも
のであれば同様に用いることができる。焼付け温度を高
温にすると金属の焼結，酸化，合金等の好ましくない事
態が進行するので、金属粒が変質してしまうおそれがあ
る。このため焼付け温度は比較的低い温度が選ばれる。

【００３２】さらに芯部に用いる金属粒の粒径として
は、導電性ペースト材料として使用するために１乃至２
０μｍ程度の範囲のものが好ましく、また表面層に用い
る各金属層の厚さは０．１乃至１．０μｍ程度の範囲の
ものが好ましい。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、導電
性ペーストの主な成分である金属粉末を、はんだ耐熱性
に優れたニッケル層とこの表面に形成されたはんだ濡れ
性に優れた金属層との積層構造を有するように構成し、
さらにガラス粉末をこの軟化点以上の温度で焼付けるよ
うにしたので、はんだ濡れ性及びはんだ耐熱性が共に良
好な外部電極を形成することができ、また強度低下等の
改善もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の導電性ペーストの実施例を示す拡大図
である。

【図２】図１の主要部である金属粉末を説明する拡大図
である。

【図３】本実施例導電性ペーストを適用して製造したセ
ラミック電子部品を示す断面図である。

【図４】本発明のその他の実施例における導電性ペース
トの金属粉末を説明する拡大図である。

【符号の説明】

１導電性ペースト２セラミック素地３外部電極４ガラス粉末５，２５金属粉末６，２６芯部７，２７表面層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属粉末とガラス粉末と溶剤とを主な成
分とする導電性ペーストにおいて、前記金属粉末がはん
だ耐熱性に優れたニッケル層とこのニッケル層表面に形
成されたはんだ濡れ性に優れた金属層との積層構造を有
し、前記ガラス粉末がこの軟化点以上の温度で焼付けら
れることを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】前記はんだ濡れ性に優れた金属層が銀層
あるいは錫層からなる請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項３】前記積層構造が導電性に優れた金属粒の
表面に形成された請求項１記載の導電性ペースト。
【請求項４】前記導電性に優れた金属粒が銅，銀ある
いはニッケルのいずれかからなる請求項３記載の導電性
ペースト。
【請求項５】前記はんだ濡れ性に優れた金属層が無電
解めっき層からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の
導電性ペースト。