JPH0650703B2 - Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitor - Google Patents

Paste composition and method for manufacturing laminated ceramic capacitor

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JPH0650703B2
JPH0650703B2 JP18406889A JP18406889A JPH0650703B2 JP H0650703 B2 JPH0650703 B2 JP H0650703B2 JP 18406889 A JP18406889 A JP 18406889A JP 18406889 A JP18406889 A JP 18406889A JP H0650703 B2 JPH0650703 B2 JP H0650703B2
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heat treatment
wiring board
producing
dielectric
organic binder
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誠一 中谷
祐伯  聖
勉 西村
靖彦 箱谷
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はセラミック積層体の製造方法とそれに適用する
ための導体ペースト組成物に関するものである。セラミ
ック積層体としては、多層セラミック配線基板及び積層
セラミックコンデンサ等が挙げられる。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a ceramic laminate and a conductor paste composition applied to the method. Examples of the ceramic laminated body include a multilayer ceramic wiring board and a laminated ceramic capacitor.

従来の技術 多層基板に用いられる導体材料としては、Au,Pt,
Pd等の貴金属とW,Mo,Cu等の卑金属が使用され
る。この金属材料に有機バインダ、溶剤を加えてペース
ト状にしたものをアルミナなどの絶縁基板上にスクリー
ン印刷し、焼き付けて導体パターンを形成するものであ
る。また、多層基板ではこれらの導体ペーストの他、絶
縁材料としてのセラミックやガラス粉末を有機バインダ
を溶かした溶剤中に分散させたものを用いて多層化する
方法と、前記絶縁粉末、有機バインダ等からなるグリー
ンシート上に、前記導体ペーストでパターン形成したも
のを積層して多層化する方法がある。これらに使用され
る金属導体材料に注目すると、Au,Ag/Pd、は空
気中で焼成できる反面、貴金属であるためコストが高
い。一方W,Mo,Cuは、卑金属で安価であるが焼成
雰囲気を還元雰囲気か中性の雰囲気で行う必要がある。
2. Description of the Related Art Conductive materials used for multilayer substrates include Au, Pt,
Noble metals such as Pd and base metals such as W, Mo and Cu are used. A paste is formed by adding an organic binder and a solvent to this metal material, which is screen-printed on an insulating substrate such as alumina and baked to form a conductor pattern. Further, in the case of a multi-layer substrate, in addition to these conductor pastes, a method of forming a multi-layer by using ceramic or glass powder as an insulating material dispersed in a solvent in which an organic binder is dissolved, and the insulating powder, the organic binder, etc. There is a method in which a pattern formed of the conductor paste is laminated on the green sheet to form a multilayer. Focusing on the metal conductor materials used for these, Au and Ag / Pd can be fired in the air, but are expensive because they are noble metals. On the other hand, W, Mo, and Cu are base metals and are inexpensive, but the firing atmosphere must be a reducing atmosphere or a neutral atmosphere.

またW,Moでは、1500℃以上の高温焼成となる。
さらに信頼性の面からAuでは、半田食われが問題とな
り、Ag/Pdでは、マイグレーション及び導体抵抗が
高いという問題がある。そのため導体抵抗が低く、マイ
グレーションが少なく半田付け性も良好なCuが近年注
目されつつある。
Further, W and Mo are fired at a high temperature of 1500 ° C. or higher.
Further, in terms of reliability, Au has a problem of solder erosion, and Ag / Pd has a problem of high migration and conductor resistance. Therefore, Cu, which has low conductor resistance, low migration, and good solderability, has been attracting attention in recent years.

しかし、前記のようにCuを用いるためには、窒素のよ
うな中性の雰囲気中で焼成を行う必要があり、そして、
窒素雰囲気中ではペースト中の有機バインダの分解除去
が困難となる。これは、窒素中の酸素濃度が低いためバ
インダの分解が起こらず、カーボンの形で残りメタライ
ズ性能(シート抵抗,半田濡れ性,接着強度)に悪影響
を及ぼす。逆に酸素濃度が高いと、銅電極が酸化され半
田付け性能が悪くなる。そのため焼成は、窒素雰囲気に
若干の酸素をコントロールしながら行うことが要求され
る。また積層セラミックコンデンサのようなグリーンシ
ートを用いた積層体においても同じ様な問題が起こる。
However, as described above, in order to use Cu, it is necessary to perform firing in a neutral atmosphere such as nitrogen, and
In a nitrogen atmosphere, it becomes difficult to decompose and remove the organic binder in the paste. This is because the oxygen concentration in nitrogen is low, so that the binder does not decompose and remains in the form of carbon, which adversely affects the metallization performance (sheet resistance, solder wettability, adhesive strength). On the contrary, when the oxygen concentration is high, the copper electrode is oxidized and the soldering performance is deteriorated. Therefore, firing is required to be performed while controlling a slight amount of oxygen in a nitrogen atmosphere. The same problem occurs in a laminated body using a green sheet such as a laminated ceramic capacitor.

すなわち、誘電体などのグリーンシート中に含まれる有
機バインダの除去が困難となり、その除去が完全でない
とバインダは、炭化されたまま残り層間にブリスタを発
生させたり、電極−誘電体間のマッチングを悪くさせる
要因となる。
That is, it becomes difficult to remove the organic binder contained in the green sheet such as a dielectric, and if the removal is not complete, the binder remains carbonized and causes blisters between the layers, or does not match the electrode-dielectric. It becomes a factor to make it worse.

そこで、このバインダ除去とCuメタライズを両立させ
る方法が提案された。それは、電極の出発原料に酸化銅
を用いる方法で、この方法によればあらかじめ空気中で
脱バインダのための熱処理を行い、その後酸化銅を還元
して金属銅にし、さらに窒素中で焼成を行うものであ
る。この方法は、あらかじめ脱バインダを行い、還元さ
らに焼成するためCu電極の積層体をうるには最適な方
法である。この酸化銅による多層化方法は、たとえば特
願昭59−147833号,酸化銅ペーストは特願昭6
0−23846号,特願昭62−121912号,特願
昭60−140816号に述べられている。
Therefore, a method has been proposed in which the binder removal and the Cu metallization are compatible with each other. In this method, copper oxide is used as the starting material for the electrode. According to this method, heat treatment for removing the binder is performed in air in advance, then copper oxide is reduced to metallic copper, and then firing is performed in nitrogen. It is a thing. This method is the most suitable method for obtaining a laminated body of Cu electrodes because binder removal is performed in advance, reduction and firing are performed. This multilayer method using copper oxide is disclosed in, for example, Japanese Patent Application No. 59-147833, and copper oxide paste is disclosed in Japanese Patent Application No.
No. 0-23846, Japanese Patent Application No. 62-121912, Japanese Patent Application No. 60-140816.

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、次のような解決す
べき課題が明らかとなった。それは、上記のようなセラ
ミック積層体において、セラミック材料と酸化銅ペース
トとの焼成時のマッチング性がセラミック材料の組成に
よって異なる点にある。従って、酸化銅ペーストの組成
も積層するセラミック材料によって選択する必要があ
る。しかし、従来の酸化銅ペーストでは、焼成時にクラ
ックや、デラミネーションが発生し、また電極メタライ
ズ性(接着強度,シート抵抗など)も問題点を有してい
た。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention However, with the above-described configuration, the following problems to be solved have become clear. This is because in the ceramic laminate as described above, the matching property between the ceramic material and the copper oxide paste during firing differs depending on the composition of the ceramic material. Therefore, the composition of the copper oxide paste must be selected according to the ceramic material to be laminated. However, the conventional copper oxide paste has problems such as cracking and delamination during firing, and electrode metallizing properties (adhesive strength, sheet resistance, etc.).

本発明は上記課題に鑑み、セラミック積層体の作製に対
しセラミック材料とマッチング性が良好で、かつメタラ
イズ性能に富む酸化銅ペーストとそれを用いたセラミッ
ク積層体の製造方法を提供するものである。
In view of the above problems, the present invention provides a copper oxide paste having good metallizing performance and good matching with a ceramic material for producing a ceramic laminate, and a method for producing a ceramic laminate using the same.

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の酸化銅ペーストの組
成が、CuO粉末80.0〜99.0重量%、PbO粉末0.5〜1
0.0重量%に、MgO,Nb,Ta,Ni
O,TiO,WO,CaO,ZnOより選ばれた少
なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有した無機成分
と、少なくとも有機バインダと溶剤よりなる有機ビヒク
ル成分とからなり、セラミック積層体の製造方法が、空
気中での熱処理により有機バインダの除去を行う工程
と、水素中での熱処理により内部電極の還元を行う工程
と、窒素中での熱処理により誘電体と内部電極の焼結を
行う工程とから構成されたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the composition of the copper oxide paste of the present invention is such that the CuO powder is 80.0 to 99.0 wt% and the PbO powder is 0.5 to 1
0.0 wt%, MgO, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5, Ni
Manufacture of a ceramic laminate comprising an inorganic component containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from O, TiO 2 , WO 3 , CaO and ZnO, and an organic vehicle component composed of at least an organic binder and a solvent. The method includes a step of removing the organic binder by heat treatment in air, a step of reducing the internal electrode by heat treatment in hydrogen, and a step of sintering the dielectric and the internal electrode by heat treatment in nitrogen. It is composed of and.

作用 本発明は、セラミック積層体をつくる上で上記した構成
のCuOペーストを用いること、及び前記の製造法によ
り、セラミック材料と良好なマッチング性を得ることが
できるものである。CuOペーストは、CuOの他にP
bOを添加し、さらにMgO,Nb,Ta
,NiO,TiO,WO,CaO,ZnOよ
り選択された添加物を加えることにより構成される。そ
して、本発明のセラミック積層体としては、主にセラミ
ック多層配線基板や積層セラミックコンデンサ等に適用
される。
Action The present invention is able to obtain good matching properties with a ceramic material by using the CuO paste having the above-mentioned configuration in producing a ceramic laminate and by the above-mentioned manufacturing method. CuO paste is P in addition to CuO
bO was added, and further MgO, Nb 2 O 5 , Ta
It is composed by adding an additive selected from 2 O 5 , NiO, TiO 2 , WO 3 , CaO and ZnO. The ceramic laminated body of the present invention is mainly applied to a ceramic multilayer wiring board, a laminated ceramic capacitor and the like.

一般にセラミック多層配線基板に使用される基板材料
は、銅の融点(1083℃)以下で焼結させる必要性か
ら、主にガラス−セラミック複合タイプが使用される。
In general, a glass-ceramic composite type is mainly used as a substrate material used for a ceramic multilayer wiring substrate because it needs to be sintered at a melting point of copper (1083 ° C.) or less.

これは、アルミナ等のセラミック粉に硼珪酸鉛ガラスな
どの低軟化点ガラス粉を混合させたもので、ガラスは低
温焼成化、アルミナは強度補強の働きがある。硼珪酸鉛
ガラス粉を使用する理由は、ガラス材料の中でも低軟化
点ガラスであること、また絶縁特性に優れていること、
及び熱膨張係数がSiのそれに近いため基板上へのベア
チップ実装に適していることなどからである。
This is a mixture of ceramic powder such as alumina and low softening point glass powder such as lead borosilicate glass. The glass has a function of low temperature firing and the alumina has a function of reinforcing strength. The reason for using lead borosilicate glass powder is that it has a low softening point glass among glass materials, and that it has excellent insulating properties,
Also, since the thermal expansion coefficient is close to that of Si, it is suitable for bare chip mounting on a substrate.

また、積層セラミックコンデンサの誘電体材料には、銅
を電極とするための鉛複合ペロブスカイト材料が用いら
れる。これは前記と同様、銅の融点以下で焼結させる必
要性から必然的に決定されたものである。以上のような
セラミック積層体組成物に対して本発明のCuOペース
トは、PbOと他の添加物を同時に加えることで基板材
料との濡れ性,反応性を高めることができ、Cuと積層
体組成物との一体化に適している。
A lead composite perovskite material for using copper as an electrode is used as the dielectric material of the monolithic ceramic capacitor. This is inevitably determined from the necessity of sintering below the melting point of copper, as described above. The CuO paste of the present invention can improve wettability and reactivity with a substrate material by simultaneously adding PbO and other additives to the ceramic laminate composition as described above. Suitable for integration with objects.

また積層体の製造法の概要は、本発明のCuOペースト
とセラミック材料による生積層体を形成(主にセラミッ
ク組成物のグリーンシートとCuOペーストによる印刷
と積層される。)し、空気中での熱処理で脱バインダを
行う。導体の出発原料にCuOを用いる理由はまさにこ
の点にある。すなわち本工程では、積層体中の有機バイ
ンダのみが除去され内部のCuOや他の添加物は何の反
応も、焼結も起こらない。つぎに低温でセラミック材料
を還元せずにCuOのみを還元する(望ましくは、15
0〜300℃の水素雰囲気)。さらに窒素雰囲気での焼
成でセラミック材料と導体材料の焼結を行う(望ましく
は、900〜950℃程度)。
In addition, the outline of the method for producing a laminate is to form a green laminate of the CuO paste of the present invention and a ceramic material (mainly the green sheet of the ceramic composition and the printing of the CuO paste are laminated), and the laminate is prepared in the air. The binder is removed by heat treatment. This is the reason why CuO is used as the starting material of the conductor. That is, in this step, only the organic binder in the laminate is removed, and CuO and other additives inside do not undergo any reaction or sintering. Then, at low temperature, only CuO is reduced without reducing the ceramic material (preferably 15).
Hydrogen atmosphere at 0 to 300 ° C). Further, the ceramic material and the conductor material are sintered by firing in a nitrogen atmosphere (desirably about 900 to 950 ° C.).

導体層のCuO粉は脱バインダ時において、大きな焼結
反応が起こらない反面、還元時にCu金属となり著しい
体積収縮が起こる。そのため、CuO粉のみの導体組成
では、Cuの収縮が大きすぎるため電極とセラミック層
間に隙間が生じたり、セラミック層にクラックが生じる
原因となる。しかし本発明のCuO組成物では上記のよ
うな問題が起こらない。つまり、添加物のPbOは、融
点(880℃)付近でセラミック材料と反応し、さらに
他の添加物を同時に添加することで電極層の焼結収縮が
セラミックのそれと大差なくなる。その結果良好なメタ
ライズ性能が得られる。
The CuO powder of the conductor layer does not undergo a large sintering reaction during binder removal, but on the other hand, it becomes Cu metal during reduction and undergoes significant volume shrinkage. Therefore, with a conductor composition containing only CuO powder, the contraction of Cu is too large, which may cause a gap between the electrode and the ceramic layer or a crack in the ceramic layer. However, the CuO composition of the present invention does not cause the above problems. That is, the additive PbO reacts with the ceramic material near the melting point (880 ° C.), and by adding another additive at the same time, the sintering shrinkage of the electrode layer is almost the same as that of the ceramic. As a result, good metallization performance can be obtained.

PbO単独での添加では、セラミック材料との反応がよ
いものの電極層の収縮が大きすぎるため、デラミネーシ
ョンが発生し易い。また他の添加物だけでは、単にフィ
ラーとして働くのみでセラミックと密着性が得られずク
ラックの発生の原因となる。
When PbO is added alone, the reaction with the ceramic material is good, but the shrinkage of the electrode layer is too large, so delamination is likely to occur. Further, the other additives alone serve only as a filler, failing to obtain adhesiveness with the ceramic, and cause cracks to occur.

また、CuO粉の量に対して総添加物量が0.1重量%以
下では、良好なメタライズ性が得られず、逆に20重量
%以上では、導体層の収縮が小さすぎるため焼結体との
マッチング性が悪くなる。望ましくは、PbOが1〜3
重量%、他の添加物が1〜5重量%が良い。
Further, if the total amount of the additive is 0.1% by weight or less with respect to the amount of CuO powder, good metallization cannot be obtained, and conversely, if it is 20% by weight or more, the shrinkage of the conductor layer is too small and matching with the sintered body is achieved. The sex becomes worse. Desirably, PbO is 1 to 3
%, And 1 to 5% by weight of other additives are good.

実施例1 以下本発明の一実施例の積層セラミックコンデンサにつ
いて、図面を参照しながら説明する。第1図は本発明の
第一の実施例における積層セラミックコンデンサの概要
図を示すものである。第1図において、1は内部電極
層、2はセラミック誘電体材料、3は外部電極である。
Example 1 A multilayer ceramic capacitor of one example of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram of a monolithic ceramic capacitor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is an internal electrode layer, 2 is a ceramic dielectric material, and 3 is an external electrode.

以上のように構成された積層セラミックコンデンサにつ
いて、以下詳細に説明する。
The multilayer ceramic capacitor configured as described above will be described in detail below.

誘電体材料の組成及びグリーンシートの組成は第1表に
示す通りである。
The composition of the dielectric material and the composition of the green sheet are as shown in Table 1.

まず本発明にかかる誘電体材料は、 Pb(Mg1/3Nb2/3)Oをベースとし他にPbTiO
Pb(Ni1/2W1/2)Oを加えたものを使用した。平均粒
径は、1.5μmで、誘電体はあらかじめMgコロンバイ
トを作製し(MgO,Nbを1000℃で仮焼す
る。)、後に他の成分を加えて再度仮焼(約800
℃)、粉砕して得たものである。この誘電体を無機成分
として、有機バインダにはポリビニールブチラール、可
塑剤としてDBP、溶剤としてトルエンとエタノールの
混合液を用いてスラリーとした。このスラリーをドクタ
ーブレード法で、有機フィルム上に造膜しグリーンシー
トとした。乾燥後の膜厚は、約30μmであった。
First, the dielectric material according to the present invention is based on Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 and also contains PbTiO 3 ,
The one to which Pb (Ni 1/2 W 1/2 ) O 3 was added was used. The average particle size is 1.5 μm, and Mg columbite is prepared in advance as a dielectric (MgO, Nb 2 O 5 is calcined at 1000 ° C.), and then other components are added thereto and calcined again (about 800).
℃) and crushed. This dielectric was used as an inorganic component, polyvinyl butyral as an organic binder, DBP as a plasticizer, and a mixed solution of toluene and ethanol as a solvent to form a slurry. This slurry was formed into a green sheet by a doctor blade method on an organic film. The film thickness after drying was about 30 μm.

次に、酸化銅ペーストの作製方法について説明する。Next, a method for producing the copper oxide paste will be described.

酸化銅粉は、平均粒径2.5μmのものを用い、他に試薬
のPbO,MgO,Nb,Ta,NiO,
TiO,WO,CaO,ZnOをそれぞれ第2表に
示すような無機組成とした。
As the copper oxide powder, one having an average particle size of 2.5 μm was used, and other reagents such as PbO, MgO, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , NiO,
TiO 2 , WO 3 , CaO, and ZnO were made to have an inorganic composition as shown in Table 2.

次に、有機成分のビヒクル組成は、溶剤としてテルピネ
オールを用い、バインダであるエチルセルロースを溶か
したものを用いた。この有機ビヒクルと前記の無機組成
物を三段ロールにて混練しペーストとした。
Next, as the vehicle composition of the organic component, terpineol was used as a solvent, and ethyl cellulose as a binder was dissolved. This organic vehicle and the above inorganic composition were kneaded with a three-stage roll to form a paste.

次に、積層コンデンサの製造方法について説明する。Next, a method of manufacturing the multilayer capacitor will be described.

前記CuOペースト(NO.4)を前記の誘電体グリーン
シート上に、スクリーン印刷して内部電極パターンを形
成した。同様にして作製した電極形成済みグリーンシー
トを、対向電極として構成されるように6枚重ねて積層
し、熱プレスで80℃−120Kg/cm2の圧力で張り合わ
せた。そして、焼成後の寸法が1.6×3.2mmとなるように
収縮率を考慮して切断した。電極の有効面積は、2.88mm
2(1.2×2.4mm)であり、誘電体の有効総数は5層、誘電
体層の厚みは焼成後で約20μmである。次に、この未
焼結積層体の脱バインダを行う。本実施例に使用した誘
電体グリーンシートの有機バインダ及びCuOペースト
中の有機バインダは、それぞれブチラール樹脂、エチル
セルロースである。したがって、空気中の熱処理で分解
除去を行うためには、その分解性から300℃以上の温
度が必要である。尚、脱バインダの温度は、バインダが
分解する温度以上であれば良いが、必要以上の高温で行
うと酸化第二銅の誘電体への拡散が多くなり誘電特性を
悪くする。また脱バインダの温度条件の決定は、あらか
じめ有機バインダの熱分析の結果に基づいて行うべきも
のである。なお脱バインダ温度と誘電特性の結果を第3
表に示す。
The CuO paste (NO. 4) was screen-printed on the dielectric green sheet to form an internal electrode pattern. Six green sheets with electrodes formed in the same manner were laminated so as to constitute a counter electrode, and laminated with a hot press at a pressure of 80 ° C.-120 Kg / cm 2 . Then, cutting was performed in consideration of the shrinkage ratio so that the dimension after firing was 1.6 × 3.2 mm. The effective area of the electrode is 2.88mm
2 (1.2 × 2.4 mm), the effective total number of dielectric layers is 5, and the thickness of the dielectric layers is about 20 μm after firing. Next, the unsintered laminate is debindered. The organic binder of the dielectric green sheet and the organic binder in the CuO paste used in this example are butyral resin and ethyl cellulose, respectively. Therefore, in order to decompose and remove by heat treatment in air, a temperature of 300 ° C. or higher is required due to its decomposability. It should be noted that the temperature of the binder removal may be higher than the temperature at which the binder decomposes, but if it is performed at an unnecessarily high temperature, the cupric oxide is diffused into the dielectric much and the dielectric properties deteriorate. Further, the temperature condition of the binder removal should be determined in advance based on the result of the thermal analysis of the organic binder. The results of the binder removal temperature and the dielectric characteristics are
Shown in the table.

尚各温度における保持時間は2時間で、昇温,降温スピ
ードは100(℃/時間)で行った。評価は、後の還
元,焼成の各工程を経て、かつ外部電極として市販のC
uペーストを端面に塗布し900℃−10分窒素中で焼
き付けた後の結果である。
The holding time at each temperature was 2 hours, and the temperature rising / falling speed was 100 (° C./hour). The evaluation was conducted through the subsequent steps of reduction and firing, and the commercially available C was used as an external electrode.
It is the result after applying u paste on the end face and baking in nitrogen at 900 ° C. for 10 minutes.

脱バインダの温度としては、300℃から800℃の範
囲が最適であり、300℃以下では、有機バインダの未
分解でカーボンが残存し、誘電体中の酸化鉛を還元し誘
電性がえられなかったものと考えられる。逆に、800
℃以上では、誘電体が焼結し後の還元工程で、電極が還
元できなくなるためと思われる。
The optimum binder removal temperature is in the range of 300 ° C to 800 ° C. Below 300 ° C, carbon remains due to undecomposition of the organic binder and lead oxide in the dielectric material is reduced, and the dielectric property cannot be obtained. It is believed that Conversely, 800
It is considered that at temperatures above ℃, the electrode cannot be reduced in the reduction step after sintering of the dielectric.

次に還元工程では、バッチ式の電気炉において、水素1
00%の雰囲気で100℃〜400℃の範囲で各温度5
時間保持して検討した。その結果を第4表に示す。
Next, in the reduction step, hydrogen 1
Each temperature 5 in the range of 100 ° C to 400 ° C in the atmosphere of 00%
I kept it for a while and examined it. The results are shown in Table 4.

このときの脱バインダ温度は700℃で、焼成は900
℃で行ったものである。性能評価の結果、金属銅への還
元は、150℃以上で充分起こっているのがわかる。そ
れ以下では、酸化銅のままで存在するので電極として機
能せず誘電特性が得られなかったものと考えられる。逆
に、350℃以上では、誘電体中の酸化鉛成分が還元さ
れ誘電体が灰色を呈する。誘電体中に金属鉛が存在する
と誘電特性が得られず、焼成の際金属銅とも反応して低
融点のCu−Pb合金が析出する。従って還元の温度
は、150から300℃が適している。次に焼成工程を
説明する。
At this time, the binder removal temperature is 700 ° C., and the firing is 900
It was performed at ° C. As a result of performance evaluation, it can be seen that the reduction to metallic copper sufficiently occurs at 150 ° C. or higher. It is considered that below that, since the copper oxide remained as it was, it did not function as an electrode and the dielectric characteristics were not obtained. On the contrary, at 350 ° C. or higher, the lead oxide component in the dielectric is reduced and the dielectric turns gray. If metallic lead is present in the dielectric, the dielectric characteristics cannot be obtained, and upon firing, it also reacts with metallic copper to precipitate a low melting point Cu—Pb alloy. Therefore, the reduction temperature is preferably 150 to 300 ° C. Next, the firing process will be described.

焼成は、窒素雰囲気のベルト式電気炉で実施した。内部
残存酸素量は、1〜2ppmで800℃〜1100℃の範
囲で実施した。以上のようにして作製された積層コンデ
ンサの端子部に外部電極用のCuペーストを塗布して前
記と同じ焼成炉で焼き付けた。
The firing was performed in a belt type electric furnace in a nitrogen atmosphere. The internal residual oxygen amount was 1 to 2 ppm, and the temperature range was 800 ° C to 1100 ° C. The Cu paste for external electrodes was applied to the terminal portion of the multilayer capacitor manufactured as described above and baked in the same baking furnace as described above.

焼成の温度と誘電特性の評価結果を第5表に示す。Table 5 shows the evaluation results of the firing temperature and the dielectric properties.

焼成温度の影響としては、850から1050℃の範囲
で良好な誘電特性が得られている。
Regarding the effect of the firing temperature, good dielectric properties are obtained in the range of 850 to 1050 ° C.

標準条件におけるCuOペーストの評価結果を第6表に
示す。
Table 6 shows the evaluation results of the CuO paste under the standard conditions.

第6表から、添加物としてPbO単独では、デラミネー
ションは発生し易く、他の添加物と同時に添加したもの
は、有効な誘電性やマッチングが得られている。また、
その他の添加物も単独で添加したものは、デラミネーシ
ョンが発生している。
From Table 6, delamination is likely to occur when PbO alone is used as an additive, and effective dielectric properties and matching are obtained when PbO is added at the same time as other additives. Also,
When the other additives were added alone, delamination occurred.

実施例2 次に、セラミック基板と前記誘電体との複合化の例を示
す。セラミック基板材料としては、第7表に示す組成の
ガラス及びアルミナ粉より構成されている。
Example 2 Next, an example of compounding a ceramic substrate and the dielectric will be described. The ceramic substrate material is composed of glass and alumina powder having the composition shown in Table 7.

第7表に示す組成の基板材料は、焼結温度が約900℃
である。この材料を実施例1のように有機バインダと溶
剤,可塑剤を加えてグリーンシートを作製する。
The substrate material having the composition shown in Table 7 has a sintering temperature of about 900 ° C.
Is. An organic binder, a solvent and a plasticizer are added to this material as in Example 1 to produce a green sheet.

基板材料によるグリーンシートは、厚みが約200μm
で、スルーホールのための穴がパンチングによって開け
られている。
The green sheet made of substrate material has a thickness of about 200 μm.
The holes for the through holes are punched.

つぎにCuOペーストは、同様に実施例1のものを用い
た。
Next, the CuO paste used in Example 1 was used in the same manner.

多層基板の作製は、前記のグリーンシート上に前記Cu
Oペースト(NO.4)で導体パターンをスクリーン印刷
する。同様にして、実施例1で作製した誘電体グリーン
シート上にCuOペースト(NO.4)で電極パターンを
スクリーン印刷し、前記基板用グリーンシートと誘電体
用グリーンシートを所望の枚数積層し、加熱圧着した。
このとき、誘電体グリーンシートは基板用グリーンシー
トの内部に構成されるようにした。次に、積層された未
焼結基板を脱バインダ,還元,焼成の各工程を経て作製
する。
The multi-layer substrate is manufactured by forming the Cu on the green sheet.
The conductor pattern is screen-printed with O paste (NO.4). Similarly, an electrode pattern is screen-printed on the dielectric green sheet produced in Example 1 with CuO paste (NO.4), and the desired number of the above-mentioned substrate green sheet and dielectric green sheet are laminated and heated. Crimped.
At this time, the dielectric green sheet was formed inside the substrate green sheet. Next, the stacked unsintered substrates are manufactured through the steps of removing the binder, reducing and firing.

各工程の条件は実施例1の標準条件(脱バインダ,還
元,焼成が600℃,200℃,900℃)で行った。
The conditions of each process were the standard conditions of Example 1 (binder removal, reduction, and firing were 600 ° C., 200 ° C., 900 ° C.).

このようにして作製された多層基板の表面に、市販のC
uペーストを用いて最上層パターンを印刷し、900℃
の窒素雰囲気で焼成した。また、この基板の表面にさら
に、グレーズ抵抗体を印刷し、焼成した。グレーズ抵抗
体の特性を評価するために、比較のためアルミナ基板状
に形成したものも同時に作製し評価した。その結果を第
8表に示す。
On the surface of the multi-layer substrate thus produced, commercially available C
Print the top layer pattern using u paste, 900 ℃
Was fired in a nitrogen atmosphere. Further, a glaze resistor was printed on the surface of this substrate and baked. In order to evaluate the characteristics of the glaze resistor, one formed on an alumina substrate was also prepared and evaluated for comparison. The results are shown in Table 8.

使用したグレーズ抵抗体は、硼珪酸バリウムガラスに珪
化チタン粉末を混合したものにビヒクルを加えて混練し
たものである。ガラスと珪化物の量によって、シート抵
抗が10,100,1K,10KΩ/□の4種類のもの
を用いた。第8表からもわかるように、アルミナ基板上
と同等の性能が得られており実使用上の問題はない。
The glaze resistor used is a mixture of barium borosilicate glass and titanium silicide powder mixed with a vehicle and kneaded. Four types of sheets having sheet resistances of 10, 100, 1K and 10KΩ / □ were used depending on the amounts of glass and silicide. As can be seen from Table 8, the same performance as on the alumina substrate was obtained and there was no problem in actual use.

また、内部に形成した誘電特性も誘電率に換算して約5
000以上得られ、誘電損も約0.5%以下のものが得ら
れた。
Also, the dielectric properties formed inside are converted to a dielectric constant of about 5
000 or more, and the dielectric loss was about 0.5% or less.

本実施例においては、グレーズ抵抗体を基板焼成の後で
行ったが、基板内に形成し同時焼成しても同様な結果が
得られた。このことは、基板材料中に、誘電体及び抵抗
体を形成できることを意味し、今後の高密度な配線基板
をうる上で有効な手段である。
In this embodiment, the glaze resistor was fired after the substrate was fired, but similar results were obtained by forming it in the substrate and firing it simultaneously. This means that a dielectric and a resistor can be formed in the substrate material, which is an effective means for obtaining a high-density wiring substrate in the future.

発明の効果 以上のように本発明は、CuO粉末80.0〜99.0重量%、
PbO粉末0.5〜10.0重量%に、MgO,Nb
Ta,NiO,TiO,WO,CaO,Zn
Oより選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10.0重量%
含有したペースト組成物を用いることにより、セラミッ
ク積層体の作製の際、セラミック材料とマッチング性に
富む、良好な積層体が得られる。
As described above, according to the present invention, the CuO powder is 80.0 to 99.0% by weight,
0.5 to 10.0% by weight of PbO powder, MgO, Nb 2 O 5 ,
Ta 2 O 5 , NiO, TiO 2 , WO 3 , CaO, Zn
0.5-10.0% by weight of at least one selected from O
By using the contained paste composition, it is possible to obtain a good laminate that is highly compatible with the ceramic material when the ceramic laminate is produced.

また、積層体の製造方法が、空気中での熱処理による脱
バインダ工程と、水素中での熱処理による還元工程と、
窒素中での焼成工程とから構成されるもので、これによ
り雰囲気コントロールが容易で、信頼性に富むCuメタ
ライズが可能となった。
In addition, the method for manufacturing a laminate includes a binder removal step by heat treatment in air, a reduction step by heat treatment in hydrogen,
This is composed of a firing process in nitrogen, which makes it possible to easily control the atmosphere and achieve highly reliable Cu metallization.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の第一の実施例における積層セラミック
コンデンサの概略図である。 1……内部電極層、2……誘電体材料、3……外部電極
層。
FIG. 1 is a schematic diagram of a monolithic ceramic capacitor according to a first embodiment of the present invention. 1 ... Internal electrode layer, 2 ... Dielectric material, 3 ... External electrode layer.

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】CuO粉末80.0〜99.0重量%、PbO粉末
0.5〜10.0重量%に、MgO,Nb,Ta
,NiO,TiO,WO,CaO,ZnOよ
り選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有
した無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりな
る有機ビヒクル成分を備えたことを特徴とするペースト
組成物。
1. CuO powder 80.0-99.0% by weight, PbO powder
0.5 to 10.0% by weight of MgO, Nb 2 O 5 , Ta
2 O 5, NiO, TiO 2 , WO 3, CaO, and an inorganic component at least one or more containing 0.5 to 10 wt% selected from ZnO, further comprising an organic vehicle component consisting of at least an organic binder and a solvent A characteristic paste composition.
【請求項2】鉛複合ペロブスカイト化合物を誘電体とす
る積層セラミックコンデンサの製造方法であって、内部
電極ペースト組成物が、CuO粉末80.0〜99.0重量%、
PbO粉末0.5〜10.0重量%に、MgO,Nb
Ta,NiO,TiO,WO,CaO,Zn
Oより選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10重量%
含有した無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よ
りなる有機ビヒクル成分とからなり、空気中での熱処理
により有機バインダの除去を行う工程と、水素中での熱
処理により内部電極の還元を行う工程と、窒素中での熱
処理により誘電体と内部電極の焼結を行う工程とからな
ることを特徴とする積層セラミックコンデンサの製造方
法。
2. A method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor using a lead composite perovskite compound as a dielectric, wherein an internal electrode paste composition comprises CuO powder 80.0-99.0% by weight,
0.5 to 10.0% by weight of PbO powder, MgO, Nb 2 O 5 ,
Ta 2 O 5 , NiO, TiO 2 , WO 3 , CaO, Zn
0.5 to 10% by weight of at least one selected from O
An inorganic component contained, and consisting of at least an organic vehicle component consisting of an organic binder and a solvent, a step of removing the organic binder by heat treatment in air, a step of reducing the internal electrode by heat treatment in hydrogen, A method of manufacturing a monolithic ceramic capacitor, which comprises a step of sintering a dielectric and an internal electrode by heat treatment in nitrogen.
【請求項3】有機バインダの除去を300〜800℃の
温度範囲で行うことを特徴とする請求項(2)記載の積層
セラミックコンデンサの製造方法。
3. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the organic binder is removed in a temperature range of 300 to 800 ° C.
【請求項4】還元熱処理を150〜350℃の温度範囲
で行うことを特徴とする請求項(2)記載の積層セラミッ
クコンデンサの製造方法。
4. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the reduction heat treatment is performed in a temperature range of 150 to 350 ° C.
【請求項5】焼成温度が850〜1050℃の温度範囲
であることを特徴とする請求項(2)記載の積層セラミッ
クコンデンサの製造方法。
5. The method for producing a monolithic ceramic capacitor according to claim 2, wherein the firing temperature is in the temperature range of 850 to 1050 ° C.
【請求項6】誘電体組成物が、Pb(Mg1/3Nb2/3)O
PbTiO,Pb(Ni1/2W1/2)O、の混合物を主成
分とすることを特徴とする請求項(2)記載の積層セラミ
ックコンデンサの製造方法。
6. A dielectric composition comprising Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ,
The method for producing a multilayer ceramic capacitor according to claim (2), characterized in that a mixture of PbTiO 3 and Pb (Ni 1/2 W 1/2 ) O 3 is contained as a main component.
【請求項7】ガラス−セラミック混合物を絶縁材料とす
るセラミック多層配線基板の製造法であって、導体配線
ペースト組成物が、CuO粉末80.0〜99.0重量%、Pb
O粉末0.5〜10.0重量%に、MgO,Nb,Ta
,NiO,TiO,WO,CaO,ZnOよ
り選ばれた少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有
した無機成分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりな
る有機ビヒクル成分とからなり、空気中での熱処理によ
り有機バインダの除去を行う工程と、水素中での熱処理
により内部電極の還元を行う工程と、窒素中での熱処理
により誘電体と内部電極の焼結を行う工程とからなるこ
とを特徴とする多層セラミック配線基板の製造方法。
7. A method for producing a ceramic multilayer wiring board using a glass-ceramic mixture as an insulating material, wherein the conductor wiring paste composition comprises CuO powder 80.0-99.0% by weight and Pb.
0.5 to 10.0 wt% of O powder, MgO, Nb 2 O 5 , Ta
2 O 5 , NiO, TiO 2 , WO 3 , CaO, ZnO, an inorganic vehicle component containing 0.5 to 10 wt% of at least one selected from the following, an organic vehicle component composed of at least an organic binder and a solvent, and air. A heat treatment in a heat treatment to remove the organic binder, a heat treatment in hydrogen to reduce the inner electrode, and a heat treatment in nitrogen to sinter the dielectric and the inner electrode. A method for manufacturing a multilayer ceramic wiring board, comprising:
【請求項8】有機バインダの除去を300〜800℃の
温度範囲で行うことを特徴とする請求項(7)記載の多層
セラミック配線基板の製造方法。
8. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 7, wherein the organic binder is removed in a temperature range of 300 to 800 ° C.
【請求項9】還元熱処理を150〜300℃の温度範囲
で行うことを特徴とする請求項(7)記載の多層セラミッ
ク配線基板の製造方法。
9. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 7, wherein the reduction heat treatment is performed in a temperature range of 150 to 300 ° C.
【請求項10】焼成温度が850〜950℃の温度範囲
であることを特徴とする請求項(7)記載の多層セラミッ
ク配線基板の製造方法。
10. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 7, wherein the firing temperature is in the temperature range of 850 to 950 ° C.
【請求項11】ガラス−セラミック混合物を絶縁材料と
するセラミック多層配線基板の内部に、鉛複合ペロブス
カイト化合物を誘電体とするコンデンサおよび/もしく
は、抵抗体を形成する方法であって、導体配線ペースト
組成物がCuO粉末80.0〜99.0重量%、PbO粉末0.5
〜10.0重量%に、MgO,Nb,Ta,N
iO,TiO,WO,CaO,ZnOより選ばれた
少なくとも1種以上を0.5〜10重量%含有した無機成
分と、少なくとも有機バインダと溶剤よりなる有機ビヒ
クル成分とからなり、空気中での熱処理により有機バイ
ンダの除去を行う工程と、水素中での熱処理により内部
電極の還元を行う工程と、窒素中での熱処理により誘電
体と内部電極の焼結を行う工程とからなることを特徴と
する多層セラミック配線基板の製造方法。
11. A method for forming a capacitor and / or a resistor having a lead composite perovskite compound as a dielectric inside a ceramic multilayer wiring board having a glass-ceramic mixture as an insulating material, comprising a conductor wiring paste composition. CuO powder 80.0-99.0% by weight, PbO powder 0.5
To 10.0 wt% MgO, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , N
Heat treatment in air comprising an inorganic component containing 0.5 to 10% by weight of at least one selected from iO, TiO 2 , WO 3 , CaO and ZnO, and an organic vehicle component composed of at least an organic binder and a solvent. Is used to remove the organic binder, a heat treatment in hydrogen is performed to reduce the internal electrodes, and a heat treatment in nitrogen is performed to sinter the dielectric and the internal electrodes. Manufacturing method of multilayer ceramic wiring board.
【請求項12】有機バインダの除去を300〜800℃
の温度範囲で行うことを特徴とする請求項(11)記載の多
層セラミック配線基板の製造方法。
12. Removal of the organic binder from 300 to 800 ° C.
The method for manufacturing a multilayer ceramic wiring board according to claim 11, wherein the method is performed in the temperature range of.
【請求項13】還元熱処理を150〜300℃の温度範
囲で行うことを特徴とする請求項(11)記載の多層セラミ
ック配線基板の製造方法。
13. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 11, wherein the reduction heat treatment is performed in a temperature range of 150 to 300 ° C.
【請求項14】焼成温度が850〜950℃の温度範囲
であることを特徴とする請求項(11)記載の多層セラミッ
ク配線基板の製造方法。
14. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 11, wherein the firing temperature is in the temperature range of 850 to 950 ° C.
【請求項15】抵抗体材料が珪化物とガラス混合物を主
成分とするペーストより成ることを特徴とする請求項(1
1)記載の多層セラミック配線基板の製造方法。
15. The resistor material comprises a paste containing a silicide and a glass mixture as main components.
1) A method for manufacturing a multilayer ceramic wiring board as described above.
【請求項16】誘電体組成物が、Pb(Mg1/3Nb2/3)
,PbTiO,Pb(Ni1/2W1/2)O、の混合物
を主成分とすることを特徴とする請求項(11)記載の多層
セラミック配線基板の製造方法。
16. The dielectric composition comprises Pb (Mg 1/3 Nb 2/3 ).
12. The method for producing a multilayer ceramic wiring board according to claim 11, wherein the main component is a mixture of O 3 , PbTiO 3 , and Pb (Ni 1/2 W 1/2 ) O 3 .
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JP2002260950A (en) * 2000-12-28 2002-09-13 Denso Corp Manufacturing method of laminated dielectric element, and paste material for electrode
JP2002260951A (en) * 2000-12-28 2002-09-13 Denso Corp Laminated dielectric element and its manufacturing method and paste material for electrode
US7154736B2 (en) * 2001-05-08 2006-12-26 Epcos Ag Ceramic multi-layer element and a method for the production thereof
JP2006196717A (en) * 2005-01-14 2006-07-27 Nec Tokin Corp Laminated piezoelectric ceramics element, and manufacturing method thereof
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