JPH07192528A

JPH07192528A - 導電性ペースト

Info

Publication number: JPH07192528A
Application number: JP5330670A
Authority: JP
Inventors: Chinatsu Amamiya; 千夏雨宮; Masahito Shirakata; 雅人白方
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1993-12-27
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-07-28

Abstract

(57)【要約】【目的】鉛系複合ペロブスカイト酸化物を誘電体とす
る積層セラミックコンデンサの、焼成工程におけるセラ
ミック誘導体と内部電極との間の層剥離のない、電気的
特性の安定性に優れ信頼性の高い積層セラミックコンデ
ンサを得る。【構成】少なくとも銀を含む金属粉末と、有機バイン
ダーと溶剤を混練してなる導電性ペーストにおいてチタ
ンをコートした銀粉末を含有させている。さらに導電性
ペースト中の前記金属粉の銀の量に対してチタン量を
０．１〜１０ｗｔ％としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電性ペーストに関し特
に鉛系複合ペロブスカイト酸化物を誘電体として用いる
積層セラミックコンデンサの内部電極形成に用いられる
導電性ペーストに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に積層セラミックコンデンサの内部
電極に用いられる導電性の金属ペーストは銀・パラジウ
ムなどの金属粉末と、有機バインダー及び溶剤からなる
ビヒクルを混合しこれを３本ロールミル等により混練し
て製造される。

【０００３】積層セラミックコンデンサは、誘電体セラ
ミック混合粉末を有機バインダーと混合しキャスティン
グ法等によりシート状に加工した後、上述した導電性の
金属ペーストを用いて内部電極を印刷し積層・圧着・切
断・焼成し外部電極を形成して製造される。

【０００４】このように、積層セラミックコンデンサの
製造に際しては、シート状にした誘電体セラミック混合
粉末と、導電性の金属ペースト中の金属粉末とを同時に
焼結させる工程が欠かせない。

【０００５】この工程の層剥離問題の改善策として、特
開平０２−０１６０６号公報では、導電体材料のＡｇ
と、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｃａのメタノーオーガニックの
少なくとも１種類以上またはその分解物とを含有する導
電性ペーストを用いる事によって分散性をあげ、焼結収
縮制御の効果をあげてデラミ、クラック等の構造欠陥を
防止する事が述べられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】積層セラミックコンデ
ンサは、上記焼成工程により各セラミック誘電体と各内
部電極とが緻密に一体化され始めて所定のコンデンサ特
性を示すものであるので、上記焼成工程では、焼結後に
積層体のセラミックと内部電極とが剥離してしまう、い
わゆる層剥離が、発生しないことが、コンデンサとして
の電気特性の安定性及び信頼性確保の上で非常に重要で
ある。この層剥離の原因の１つは、金属（内部電極）と
セラミック（誘電体）との接合面に働く応力が両者の間
の接着力より大きいときにおこるのであるが、この観点
から焼成工程における焼結の過程を考えると、セラミッ
クと金属との間には、一般に以下の関係がある。

【０００７】接着力が弱く強固な接合が得られない。

【０００８】焼結による体積収縮の程度に差があるこ
とから、焼成中の、特に昇温過程で両者の接合面に応力
が発生する。

【０００９】熱膨張係数の差が大きいので、焼成中の
昇温・降温による体積の膨張収縮に伴って発生する応力
が大きい。

【００１０】この様な理由で、従来の導電性ペーストを
用いた、積層セラミックコンデンサでは層剥離の問題が
ある。

【００１１】前述の公開公報の導電性ペーストを用いて
も、積層セラミックコンデンサの焼成工程における層剥
離発生を決める２つの要因の応力制御しか改善されない
ので、剥離発生防止効果が十分であるとは言えない。

【００１２】よって公報記載の導電性ペーストでは、焼
結収縮差に起因する応力発生は緩和されるが、接着力の
ばらつきによる応力の局部集中と、それに起因するマイ
クロクラックの発生などが起きることがある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の導電性ペースト
は、銀を含む金属粉末と有機バインダーと溶剤を混練し
てなる導電性ペーストにおいてチタンをコートした銀粉
末を含有する事を特徴とする。

【００１４】また、銀の量に対してチタン量が０．１〜
１０ｗｔ％であることをも特徴とする。

【００１５】

【作用】前述したように、積層セラミックコンデンサの
内部電極形成に用いられる従来の導電性ペーストは、通
常、銀粉末を少なくとも含む金属粉末を有機バインダと
溶剤からなるビヒクル中に分散させて得られるものであ
る。これに対して、本発明による導電性ペーストは従来
の導電性ペーストに加えて、更に、チタンでコートした
銀粉末をも含有している。このチタンでコートした銀粉
末を含む導電性ペーストは、焼成工程で以下のような作
用を行う。

【００１６】説明の簡便化のために、ここでは、銀粉末
だけからなる金属粉末を含む導電性ペーストを例にして
説明することとし、銀粉末と有機バインダと溶剤とから
なる導電性ペーストとする。

【００１７】まず、従来の導電性ペーストに更にチタン
でコートした銀粉末を含ませた導電性ペースト用いて製
造した積層セラミックコンデンサの、セラミック−導電
性ペースト接合部の焼成前後の模式的拡大断面図であ
る。図１（ｂ）を参照して説明する。焼成時にＴｉ１で
コートした銀粉末２は粉末表面で銀・チタン合金６を形
成する。この銀・チタン合金６は鉄と同様に不定量の酸
素と結合するので、セラミック３と内部電極７の接合界
面では、セラミック３中の酸化物（チタンを含むセラミ
ックの場合には、チタン酸化物も含まれる。）４と銀・
チタン合金６とが結びついて、銀・チタン酸化物５が形
成される。

【００１８】その結果セラミック３と内部電極７とは、
セラミック３，銀・チタン酸化物５，銀・チタン合金
６，内部電極７と連続する層によって、高い接着力で強
固に接合され、両者の間の剥離が生じなくなる。

【００１９】次に、図２（ｂ）は、層剥離が生じた積層
セラミックコンデンサの断面の状態を示す模式的拡大断
面図である。従来のペーストでは、セラミック３の焼結
収縮に比べて内部電極（銀）７の焼結収縮がより低温で
始る。そのためセラミック３と内部電極７との間に隙間
８が出来る。焼結が進むにつれて隙間８は拡大し連結し
ていくが、内部電極７の焼結収縮がセラミック３の焼結
収縮よりも常に早いため一度発生した隙間８は消えるこ
とがなく、最終的にセラミック３と内部電極７とが剥離
したままになってしまう。

【００２０】これに対して、本発明の様にチタンでコー
トした銀粉末を含む導電性ペーストの場合、昇温過程で
は、銀粉末にコートしたチタンの焼結収縮抑制効果によ
り隙間８の発生が防止される。

【００２１】しかも降温過程では、セラミック・内部電
極間に形成された、セラミック３，銀・チタン酸化物
５，銀・チタン合金６，内部電極（銀）７相互間の化学
結合によって、熱膨張係数差による収縮差に起因する隙
間８の発生が防止される。

【００２２】また銀をチタンでコートする事によって銀
・チタン合金の生成及びセラミック部との結合を効果的
に生成する事ができる。

【００２３】尚、以上の作用は、ペースト中の金属粉末
として、銀粉末を主体としてこれにパラジウム粉末を用
いた混合粉などにも適用出来る。

【００２４】

【実施例】次に本発明の好適な実施例について説明す
る。表１に、本発明の実施例による積層セラミックコン
デンサにおける導電性ペーストの組成を示す。導電性ペ
ースト中の金属粉末は、銀及びチタンでコートした銀粉
末中の銀が７０％、パラジウム３０％の混合粉末であ
る。それぞれの粉末の粒径は、銀粉末が０．２〜０．５
μｍであり、パラジウム粉末は０．１〜０．３μｍであ
る。

【００２５】Ｔｉでコートした銀粉末は、粒径０．２〜
０．５μｍの銀粉末をチタンアルコラート溶液に浸漬し
乾燥するという工程をチタンの厚さが０．０１〜０．１
μｍ程度になるまで繰り返す事によって得る。本実施例
におけるセラミック誘電体はチタンを含みＰｂ（Ｍｇ_1/2Ｗ_1/2）Ｏ₃−Ｐｂ（Ｎｉ_1/3Ｎ
ｂ_2/3）Ｏ₃−ＰｂＴｉＯ₃ で表される鉛系複合ペロブスカイト酸化物誘電体であ
る。本実施例では、銀粉末とパラジウム粉末、チタンで
コートした銀粉末とを上記及び表１の比率になるように
混合する。

【００２６】次に、ビヒクルに上記の銀・パラジウム・
チタンでコートした銀粉末の混合粉末を混合した後に、
三本ロールを用いて混練し、表１に示す組成１〜組成１
０の導電性ペーストを得た。

【００２７】別に、上述の鉛系ペロブスカイト酸化物を
用いて，厚さ８μｍのグリーンシート酸化物を作り、こ
のグリーンシート上に、組成１〜組成１０の各々の導電
性ペーストを用いて所定のパターンをスクリーン印刷
し、これを１５０層積層した後に切断して未焼成の積層
セラミックコンデンサとした。

【００２８】得られた積層セラミックコンデンサを、３
００℃〜４００℃で熱処理してバインダを分解した後
に、焼成を行って積層セラミックコンデンサを得た。焼
成は、１００℃／ｈで昇温し、１０００℃で４時間保持
した後、１００℃／ｈで降温させる条件で行った。

【００２９】得られた積層セラミックコンデンサについ
て、導電性ペーストの各組成毎に、セラミック誘電体と
内部電極との間の層剥離及びセラミック誘電体内部のク
ラック発生数量の調査すると共に、信頼性試験を実施し
た。上記剥離発生数及びクラック発生数の調査は、各組
成毎にコンデンサ毎に５０，０００個に対して行った。

【００３０】また、信頼性試験は耐湿負荷試験（温度８
５℃、湿度８５％ＲＨ、印加電圧２５ＤＣＶ、試料数：
各組成毎に５００個ずつ）であり、１０００時間後の不
良発生数を調査した。

【００３１】表１に上記の調査結果を示す。表１を参照
するとＴｉでコートした銀粉末の形でチタンを金属粉末
に対して０．１〜１０ｗｔ％含有する導電性ペーストを
用いた積層セラミックコンデンサでは、剥離、クラック
発生及び信頼性試験での不良発生とも全くなく、本発明
の効果が確認出来た。尚、本実施例は、チタンを含む鉛
系複合ペロブスカイト酸化物を誘電体とする積層セラミ
ックコンデンサに本発明を適用した例であったが、チタ
ンを含まない鉛系のペロブスカイト酸化物、Ｐｂ（Ｆ
ｅ，Ｗ）Ｏ₃−Ｐｂ（Ｆｅ，Ｎｂ）Ｏ₃−Ｐｂ（Ｚｎ，
Ｎｂ）Ｏ₃を誘電体とする積層セラミックコンデンサに
おいても同様の結果が得られた。

【００３２】

【表１】

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の導電性ペ
ーストにチタンでコートした銀粉末を含有するこを特徴
とし、層剥離を抑えた積層セラミックコンデンサを提供
することができる。

【００３４】本発明の導電性ペーストによれば、積層セ
ラミックコンデンサの製造工程において、セラミック誘
電体と内部電極との間の接着力を向上させ、しかも焼成
工程での焼結収縮差及び熱膨張係数差による体積収縮差
に起因する応力発生を緩和することができる。しかも、
本発明の導電性ペーストは、真空中や不活性ガス雰囲気
中で焼成する必要がなく、空気中などの酸素存在下で焼
成することができるので、鉛系複合ペロブスカイト酸化
物のように、その誘電特性が焼成雰囲気中の酸素の存在
によって影響されるセラミックを誘電体とする積層セラ
ミックコンデンサの製造に大いに効果がある。

【００３５】従って、本発明の導電性ペーストを用いた
積層セラミックコンデンサの製造方法によれば、鉛系複
合ペロブスカイト酸化物を誘電体とする積層セラミック
コンデンサであって、焼成工程におけるセラミックを誘
電体と内部電極との間の層剥離のない、電気的特性の安
定性に優れ信頼性の高い積層セラミックコンデンサを提
供出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本発明の導電性ペーストを用いた積層セ
ラミックコンデンサの焼成前の模式的拡大図。（ｂ）本発明の導電性ペーストを用いた積層セラミック
コンデンサの焼成後の模式的拡大図。

【図２】（ａ）従来の導電性ペーストを用いた積層セラ
ミックコンデンサの焼成前の模式的拡大図。（ｂ）従来の導電性ペーストを用いた積層セラミックコ
ンデンサの焼成後の模式的拡大図。

【符号の説明】

１Ｔｉ２銀３セラミック４酸化物（誘電体）５銀・チタン酸化物６銀・チタン合金７内部電極８隙間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも銀を含む金属粉末と、有機バ
インダーと溶剤を混練してなる導電性ペーストにおいて
チタンをコートした銀粉末を含有する事を特徴とする導
電性ペースト。
【請求項２】前記導電性ペースト中の銀粉末及びチタ
ンをコートした銀粉末中の銀の総量に対してチタン量が
０．１〜１０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１記
載の導電性ペースト。