JPH06349313A

JPH06349313A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JPH06349313A
Application number: JP5160446A
Authority: JP
Inventors: Akira Otani; 明大谷; Kunihiko Hamada; 邦彦浜田; Haruhiko Kano; 東彦狩野; Shuji Mushimoto; 修二虫本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-06-03
Filing date: 1993-06-03
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2018-11-05
Also published as: JP3463320B2

Abstract

(57)【要約】【目的】メッキ液に対する耐性が大きく、特性の劣化
を防止することが可能で、信頼性の高い外部電極を形成
することが可能な導電性ペーストを提供する。【構成】導電粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒク
ルとを含有してなる導電性ペーストにおいて、ガラスフ
リットとして、ＺｎＯ：３〜１３重量％ＳｉＯ₂ ：３５〜５５重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：１５〜３０重量％アルカリ土類金属の酸化物：５〜１５重量％アルカリ金属の酸化物：５〜１０重量％を含有するホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本願発明は、導電性ペーストに関
し、詳しくは、積層セラミックコンデンサなどのセラミ
ック電子部品の外部電極を形成するために用いられる導
電性ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術及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などのセラミック電子部品には、導
電性ペーストを塗布焼付けすることにより外部電極（端
子電極）を形成し、その上に半田濡れ性などの特性を向
上させるために、ＮｉメッキとＳｎメッキ、あるいはＮ
ｉメッキと半田メッキなどの種々のメッキ処理を施すよ
うにしたもの（メッキ品）がある。

【０００３】このようなセラミック電子部品（メッキ
品）の外部電極を形成するために用いられる導電性ペー
ストとしては、通常、導電粉末（金属成分）に、ガラス
フリットや有機ビヒクルなどを配合してなる導電性ペー
ストが使用されている。

【０００４】そして、このような導電性ペーストにおい
て、ガラスフリットは、外部電極とセラミック電子部品
素体（例えば積層セラミックコンデンサ素子などのセラ
ミック素体）との接合のために使用される。

【０００５】しかし、外部電極を形成した後、半田濡れ
性などの特性を向上させるために外部電極に電解メッキ
を施す場合、従来のガラスフリットを用いて形成した外
部電極では、構成成分の一部であるガラスフリットがメ
ッキ液に溶解し、外部電極とセラミック電子部品素体と
の間の接合力が低下するという問題点がある。

【０００６】そして、極端な場合には、ガラスフリット
が溶出した部分からメッキ液がセラミックの内部に侵入
し、セラミック電子部品（例えば積層セラミックコンデ
ンサ）のＱ特性の劣化や熱衝撃試験後の静電容量の低下
を発生させるという問題点がある。

【０００７】本願発明は、上記問題点を解決するもので
あり、メッキ液に対する耐性が大きく、特性の劣化を防
止することが可能で、信頼性の高い外部電極を形成する
ことが可能な導電性ペーストに関する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願第１の発明の導電性ペーストは、導電粉末と、
ガラスフリットと、有機ビヒクルとを含有してなるセラ
ミック電子部品の外部電極形成用の導電性ペーストであ
って、ガラスフリットとして、ＺｎＯ：３〜１３重量％ＳｉＯ₂ ：３５〜５５重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：１５〜３０重量％アルカリ土類金属の酸化物：５〜１５重量％アルカリ金属の酸化物：５〜１０重量％を含有するホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットを用いたこ
とを特徴とする。

【０００９】また、本願第２の発明の導電性ペースト
は、導電粉末と、ガラスフリットと、有機ビヒクルとを
含有してなるセラミック電子部品の外部電極形成用の導
電性ペーストであって、ガラスフリットとして、請求項
１記載の導電性ペーストにおいて用いたホウケイ酸亜鉛
系ガラスフリット２０〜８０重量％と、ホウケイ酸鉛系
ガラスフリットを２０〜８０重量％とを配合してなる混
合ガラスフリットを用いたことを特徴とする。

【００１０】なお、本願第１の発明の導電性ペーストに
おいて、ホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットの構成成分
（ＺｎＯ，ＳｉＯ₂，Ｂ₂Ｏ₃，アルカリ土類金属の酸化
物，アルカリ金属の酸化物）の割合を限定したのは以下
の理由による。

【００１１】［ＺｎＯ］ＺｎＯの含有量を３〜１３重量
％に限定したのは、ＺｎＯの含有量が３重量％未満にな
るとガラスフリットの軟化温度が高くなるとともに、セ
ラミック電子部品素体（セラミック素体）との相性が悪
くなり、また、１３重量％を越えると、セラミック電子
部品素体とガラスフリットとの反応性が大きくなり、そ
の反応生成物がメッキ液に溶解してメッキ劣化を引き起
こすことによる。

【００１２】［ＳｉＯ₂］ＳｉＯ₂の含有量を３５〜５５
重量％に限定したのは、ＳｉＯ₂の含有量が３５重量％
未満になるとガラスフリットのメッキ液に対する安定性
が低下してメッキ劣化を引き起こし、また、５５重量％
を越えるとガラスフリットの軟化温度が高くなりすぎて
好ましくないことによる。

【００１３】［Ｂ₂Ｏ₃］Ｂ₂Ｏ₃の含有量を１５〜３０重
量％に限定したのは、Ｂ₂Ｏ₃の含有量が１５重量％未満
になるとガラスフリットがガラス化しにくくなるととも
に、軟化温度を下げることが困難になり、また、３０重
量％を越えるとガラスフリットのメッキ液に対する安定
性が低下することによる。

【００１４】［アルカリ土類金属の酸化物］アルカリ土
類金属の酸化物の含有量を５〜１５重量％に限定したの
は、アルカリ土類金属の酸化物の含有量が５重量％未満
になるとガラスフリットの安定性が低下し、また、１５
重量％を越えるとガラスフリットの軟化温度が高くなり
すぎて好ましくないことによる。

【００１５】［アルカリ金属の酸化物］アルカリ金属の
酸化物の含有量を５〜１０重量％に限定したのは、アル
カリ金属の酸化物の含有量が５重量％未満になるとガラ
スフリットの作業温度が高くなり好ましくないからであ
り、また、１０重量％を越えるとガラスフリットの耐水
性が低下して好ましくないからである。

【００１６】なお、本願発明の導電性ペーストにおい
て、ガラスフリットは、導電粉末とガラスフリットの合
計量（固形分）に対して３〜１０重量％の範囲で添加す
ることが望ましい。これは、ガラスフリットの添加量が
Ａｇ粉末とガラスフリットの合計量の３重量％未満にな
ると電極とセラミックの接着強度が低下し、また、１０
量％を越えるとメッキ付着性が低下するためである。

【００１７】また、本願発明の導電性ペーストにおいて
は、セラミック電子部品素体との熱膨張係数を調整する
ために、５重量％程度までの割合でガラスフリットにＡ
ｌ₂Ｏ₃を添加してもよい。

【００１８】

【実施例】以下、本願発明の実施例を比較例とともに示
して、その特徴とするところをさらに詳しく説明する。

【００１９】［実施例１］この実施例においては、導電
粉末としてＡｇ粉末を用い、これに、有機ビヒクル（こ
の実施例ではセルロース系樹脂をブチルカルビトールに
溶解したもの）及び表１に示すような組成のホウケイ酸
亜鉛系のガラスフリットを配合することにより導電性ペ
ースト（本願第１の発明にかかる導電性ペースト）を調
製した。

【００２０】なお、この実施例においては、導電性ペー
スト中のＡｇ粉末とガラスフリットの合計量（固形分）
を７６重量％とし、Ａｇ粉末とガラスフリットの合計量
に対するガラスフリットの割合を６重量％とした。

【００２１】上記の導電性ペーストを用いて、積層セラ
ミックコンデンサの外部電極（端子電極）を形成した
後、７７０℃（ピーク）で１０分間焼成した。それか
ら、外部電極上にＮｉの電解メッキとＳｎの電解メッキ
を重ねて施した。

【００２２】そして、得られた積層セラミックコンデン
サについて、Ｑ特性及び外部電極の引張り強度を測定す
るとともに、熱衝撃（ヒートサイクル）試験を行い、そ
の特性を評価した。その結果を表１に示す。

【００２３】

【表１】

【００２４】なお、表１において、試料番号に*印を付
したもの（試料番号５）は本願第１の発明の範囲外の試
料（比較例）であり、その他は本願第１の発明の範囲内
の試料（実施例）である。

【００２５】熱衝撃試験は、−５５〜１２５℃のサイク
ルを２００サイクル繰返した後の不良品数と良品数の比
（不良品数／良品数）を示す。なお、不良品と良品と
は、静電容量の大きさから判定した。

【００２６】また、Ｑは、その値が大きいほど損失が小
さく、特性が良いことを示す。

【００２７】表１より、本願第１の発明の実施例にかか
る導電性ペーストを用いて形成した外部電極は、比較例
（試料番号５）の導電性ペーストを用いて形成した外部
電極と比較して、引張り強度が大きく、また、積層セラ
ミックコンデンサのＱ値も大きいことがわかる。

【００２８】さらに、熱衝撃試験においても、本願第１
の発明の実施例にかかる導電性ペーストを用いて外部電
極を形成した積層セラミックコンデンサは、比較例の積
層セラミックコンデンサよりも不良品率が低いことが確
認された。

【００２９】なお、上記実施例では、アルカリ土類金属
の酸化物としてＣａＯを用い、アルカリ金属の酸化物と
してＬｉ₂Ｏを用いた場合について説明したが、本願第
１の発明の導電性ペーストにおいては、これらに限ら
ず、他のアルカリ土類金属の酸化物及びアルカリ金属の
酸化物を用いることが可能である。

【００３０】［実施例２］この実施例においては、導電
粉末としてＡｇ粉末を用い、これに、有機ビヒクル（こ
の実施例ではセルロース系樹脂をブチルカルビトールに
溶解したもの）、及び表２に示すような組成のホウケイ
酸亜鉛系ガラスフリットと表３に示すような組成のホウ
ケイ酸鉛系ガラスフリットとを、表４に示すような割合
で配合して導電性ペースト（本願第２の発明にかかる導
電性ペースト）を調製した。

【００３１】

【表２】

【００３２】

【表３】

【００３３】なお、表２において、フリット番号に＊印
を付したホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットは本願第１の
発明の導電性ペーストを構成するホウケイ酸亜鉛系ガラ
スフリットの組成範囲を外れた比較用のホウケイ酸亜鉛
系ガラスフリットである。

【００３４】なお、この実施例においては、導電性ペー
スト中のＡｇ粉末と混合ガラスフリットの合計量（固形
分）を７６重量％とし、Ａｇ粉末と混合ガラスフリット
の合計量に対する混合ガラスフリットの割合を４重量％
とした。

【００３５】上記の導電性ペーストを用いて、積層セラ
ミックコンデンサの外部電極（端子電極）を形成した
後、７７０℃（ピーク）で１０分間焼成した。それか
ら、外部電極上にＮｉの電解メッキとＳｎの電解メッキ
を重ねて施した。

【００３６】そして、得られた積層セラミックコンデン
サについて、外部電極の引張り強度及びたわみ強度を測
定するとともに、熱衝撃（ヒートサイクル）試験を行
い、その特性を評価した。その結果を表４に示す。

【００３７】

【表４】

【００３８】なお、表４において、試料番号に*印を付
したもの（試料番号６，７，８）は本願第２の発明の範
囲外の試料（比較例）であり、その他は本願第２の発明
の範囲内の試料（実施例）である。

【００３９】なお、試料番号６，７の比較例において
は、ホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットの組成が本願第１
の発明の導電性ペーストを構成するホウケイ酸亜鉛系ガ
ラスフリットの組成範囲から外れており、かつ、試料番
号６においては、ホウケイ酸鉛系ガラスフリットが配合
されていないガラスフリット（すなわち、ホウケイ酸亜
鉛系ガラスフリットのみ）が用いられている。また、試
料番号８の比較例においては、ホウケイ酸亜鉛系ガラス
フリットが配合されていないガラスフリット（すなわ
ち、ホウケイ酸鉛系ガラスフリットのみ）が用いられて
いる。

【００４０】表４より、本願第２の発明の導電性ペース
トを用いて外部電極を形成した場合においても、本願第
１の発明の導電性ペーストを用いた場合と同様の効果が
得られること、及び優れたたわみ強度が得られることが
わかる。

【００４１】なお、上記の各実施例では、導電粉末とし
てＡｇ粉末を用いた場合について説明したが、本願発明
の導電性ペーストにおいては、導電粉末はＡｇ粉末に限
られるものではなく、例えばＣｕ粉末などの他の金属粉
末、あるいはＡｇ−Ｐｄ粉末のような合金粉末などを導
電粉末として用いることが可能である。

【００４２】さらに、上記各実施例では、本願発明の導
電性ペーストを用いて積層セラミックコンデンサの外部
電極を形成した場合について説明したが、本願発明の導
電性ペーストは、積層セラミックコンデンサの外部電極
のみではなく、セラミック半導体デバイスや正特性サー
ミスタ装置などの種々のセラミック電子部品の外部電極
を形成する場合に使用することが可能である。

【００４３】本願発明は、さらにその他の点においても
上記実施例に限定されるものではなく、有機ビヒクルの
種類、あるいは各構成成分（導電粉末、ガラスフリット
及び有機ビヒクル）の配合割合などに関して、発明の要
旨の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが
可能である。

【００４４】

【発明の効果】上述のように、本願第１の発明の導電性
ペーストは、ガラスフリットとして、ＺｎＯ：３〜１３
重量％，ＳｉＯ₂：３５〜５５重量％，Ｂ₂Ｏ₃：１５〜
３０重量％，アルカリ土類金属の酸化物：５〜１５重量
％，アルカリ金属の酸化物：５〜１０重量％を含有する
ガラスフリットを用いているため、メッキ工程における
外部電極のメッキ液への溶解を防止し、外部電極及び外
部電極を形成したセラミック電子部品の特性の劣化を防
止することができる。

【００４５】また、ガラスフリット中のＳｉＯ₂量を増
やしたことにより、メッキ液（酸性溶液）に対するガラ
スフリットの安定性が増大するため、外部電極の膜厚を
小さくすることが可能になり、コストを低減することが
できる。

【００４６】さらに、ガラスフリット中のＳｉＯ₂量を
増やしたことにより、ガラスフリットの軟化温度が上昇
するため、外部電極（導電性ペースト）の焼成時に外部
電極の焼結収縮によるセラミック電子部品の締め付けが
緩和され、セラミック電子部品の耐熱衝撃性が向上す
る。

【００４７】また、本願第２の発明の導電性ペースト
は、本願第１の発明の導電性ペーストにおいて用いられ
ているホウケイ酸亜鉛系ガラスフリット２０〜８０重量
％と、ホウケイ酸鉛系ガラスフリットを２０〜８０重量
％とを配合してなる混合ガラスフリットを用いており、
これを用いて外部電極を形成した場合には、本願第１の
発明の導電性ペーストを用いた場合と同様の効果を得る
ことができるとともに、優れたたわみ強度を実現するこ
とができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者虫本修二京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電粉末と、ガラスフリットと、有機ビ
ヒクルとを含有してなるセラミック電子部品の外部電極
形成用の導電性ペーストであって、ガラスフリットとして、ＺｎＯ：３〜１３重量％ＳｉＯ₂ ：３５〜５５重量％Ｂ₂Ｏ₃ ：１５〜３０重量％アルカリ土類金属の酸化物：５〜１５重量％アルカリ金属の酸化物：５〜１０重量％を含有するホウケイ酸亜鉛系ガラスフリットを用いたこ
とを特徴とする導電性ペースト。
【請求項２】導電粉末と、ガラスフリットと、有機ビ
ヒクルとを含有してなるセラミック電子部品の外部電極
形成用の導電性ペーストであって、ガラスフリットとして、請求項１記載の導電性ペースト
において用いたホウケイ酸亜鉛系ガラスフリット２０〜
８０重量％と、ホウケイ酸鉛系ガラスフリットを２０〜
８０重量％とを配合してなる混合ガラスフリットを用い
たことを特徴とする導電性ペースト。