JPH08315634A - 導電ペースト及びそれを用いたセラミック電子部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】セラミック電子部品の電極形成用として用いた
ときに、はんだ付け性、はんだ耐熱性やセラミックに対
する接着強度に優れた導電ペースト、及びそれを用いた
セラミック電子部品を提供する。 【構成】導電粉末と、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系
ガラスフリットと、有機ビヒクルとからなり、ガラスフ
リットは、ｘＢ₂ Ｏ₃ −ｙＢｉ₂ Ｏ₃ −ｚＺｎＯとした
とき、ｘ，ｙ，ｚ（共にモル％）が各頂点Ａ（ｘ＝５
０，ｙ＝５０，ｚ＝０），Ｂ（ｘ＝３０，ｙ＝２０，ｚ
＝５０），Ｃ（ｘ＝１５，ｙ＝４０，ｚ＝４５），Ｄ
（ｘ＝１５，ｙ＝７０，ｚ＝１５），Ｅ（ｘ＝２０，ｙ
＝７５，ｚ＝５），Ｆ（ｘ＝３０，ｙ＝７０，ｚ＝０）
を結ぶ領域内にある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は導電ペースト、及びそれ
を電極材料としたセラミックコンデンサなどのセラミッ
ク電子部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えば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は、セラミック電子
部品素体の所定位置に導電ペーストをスクリーン印刷法
などで塗布し、乾燥した後、空気中で焼成することによ
り得られている。

【０００３】そして、このような導電ペーストとして
は、Ａｇなどの導電粉末とガラスフリットとを混合した
ものに、樹脂及び溶剤からなる有機ビヒクルを加えて混
練したものが用いられている。さらに、導電ペースト中
のガラスフリットとしては、主に硼珪酸鉛系、硼珪酸ビ
スマス系などのガラスフリットが使用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】導電ペースト中のガラ
スフリットは、Ａｇなどの導電成分と電子部品素体のセ
ラミックとの接合に関与するものである。そして、その
組成は、セラミックとの反応性などによって、得られる
電極のはんだ付け性やはんだ耐熱性及び接着強度など
や、セラミック自体の例えば誘電特性などに影響を及ぼ
すものである。

【０００５】そこで、本発明の目的は、このガラス成分
を種々検討した結果、セラミック電子部品の電極形成用
として用いたときに、はんだ付け性、はんだ耐熱性やセ
ラミックに対する接着強度に優れた導電ペースト、及び
それを用いたセラミック電子部品を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の導電ペーストは、導電粉末と、Ｂ₂ Ｏ₃ −
Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラスフリットと、有機ビヒクル
とからなる。

【０００７】又、導電ペースト中の導電粉末はＡｇ、Ｐ
ｄ及びＡｕのうち少なくとも１つを主成分とすることを
特徴とする。

【０００８】又、導電ペースト中のＢ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ
₃ −ＺｎＯ系ガラスフリットは、ｘＢ₂ Ｏ₃ −ｙＢｉ₂
Ｏ₃ −ｚＺｎＯとしたとき、各構成成分ｘ，ｙ，ｚが以
下のモル％の各頂点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ領域
内にあることを特徴とする。

【０００９】さらに、導電ペースト中のＢ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ
₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラスフリット１００重量部に対し
て、ＣｏＯを９重量部以下含有することを特徴とする。

【００１０】又、上記目的を達成するため、本発明のセ
ラミック電子部品は、セラミック素体表面に、導電金属
と、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラスとを含む電
極が形成されていることを特徴とする。

【００１１】又、電極中の導電金属はＡｇ、Ｐｄ及びＡ
ｕのうち少なくとも１つを主成分とすることを特徴とす
る。

【００１２】又、電極中のＢ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −Ｚｎ
Ｏ系ガラスは、ｘＢ₂ Ｏ₃ −ｙＢｉ₂ Ｏ₃ −ｚＺｎＯと
したとき、各構成成分ｘ，ｙ，ｚが以下のモル％の各頂
点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ領域内にあることを特
徴とする。

【００１３】又、電極中のＢ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −Ｚｎ
Ｏ系ガラス１００重量部に対して、ＣｏＯを９重量部以
下含有していることを特徴とする。

【００１４】さらに、セラミック電子部品はセラミック
コンデンサであることを特徴とする。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の導電ペーストおよびそれを用
いたセラミック電子部品について、セラミックコンデン
サを例としてその実施例を説明する。

【００１６】（実施例１）まず、ガラスフリットを以下
の通り作製した。即ち、表１に示すガラス組成（但し、
表１の試料番号１−１７〜１−２３の具体的なガラス組
成は表２に示す）となるように、その出発原料のＨ₃ Ｂ
Ｏ₃ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ、ＳｉＯ₂ 、Ｐｂ₃ Ｏ₄ 又は
ＢａＣＯ₃ を混合し、高温で溶融させた後急冷してガラ
ス化した。その後、得られたガラスを粉砕してガラスフ
リットを得た。なお、以上のガラス組成のうち試料番号
１−１〜１−１６については、図１に示す三元組成図中
に●印で示してある。又、表１において、＊印を付した
ものはガラスフリットの組成範囲として好ましくないも
のである。

【００１７】次に、これらガラスフリット６．５ｗｔ
％、平均粒径が約３μｍのＡｇ粉末７５．５ｗｔ％、エ
チルセルロース樹脂をテルピネオールに溶解した有機ビ
ヒクル１８．０ｗｔ％を混合し、三本ロールにより十分
に混練、分散させて導電ペーストを作製した。

【００１８】その後、あらかじめ準備しておいた直径
８．５ｍｍ、厚さ０．８５ｍｍのＳｒＴｉＯ₃ 系の誘電
体セラミックの両面に、導電ペーストをスクリーン印刷
法で塗布し、８１０℃で１０分間焼成して電極を形成
し、セラミックコンデンサを作製した。

【００１９】以上得られたセラミックコンデンサについ
て、静電容量、誘電損失、絶縁抵抗、電極接着強度、は
んだ付け性及びはんだ耐熱性を評価した。

【００２０】この場合、静電容量及び誘電損失は、室温
２５℃において、周波数１ｋＨｚ、電圧１．０Ｖｒｍｓ
の条件で測定した。又、絶縁抵抗は、室温２５℃におい
て、２５０Ｖ．ＤＣを６０秒間印加して測定した。

【００２１】又、電極接着強度は、セラミックコンデン
サの電極にリード線をはんだ付けした後、そのリード線
を電極面と垂直に２０ｍｍ／分の定速で引張り、その破
壊時の強度を電極接着強度とした。

【００２２】又、はんだ付け性は、セラミックコンデン
サの電極部分にロジンフラックスを塗布した後、１２０
℃で１分間予熱し、その後２３５℃の溶融Ｈ６０Ａはん
だ（Ｓｎ／Ｐｂ＝６０／４０ｗｔ比）中に２秒間浸漬し
引き上げた。その後、はんだで濡れている電極面積の比
率ではんだ付け性を評価した。

【００２３】さらに、はんだ耐熱性は、セラミックコン
デンサの電極部分にロジンフラックスを塗布した後、１
２０℃で１分間予熱し、その後２６５℃の溶融Ｈ６０Ａ
はんだ中に３０秒間浸漬し引き上げた。その後、残って
いる電極面積の比率ではんだ耐熱性を評価した。

【００２４】以上の結果を、表１に示す。なお、表１に
おいて、はんだ付け性欄の○印は電極面積の８０％以上
がはんだで濡れている状態を示し、△印は電極面積の５
０％以上８０％未満がはんだで濡れている状態を示し、
×印は電極面積の５０％未満しかはんだに濡れていない
状態を示す。又、はんだ耐熱性欄の○印は電極面積の５
０％以上が残っている状態を示し、△印は電極面積の５
０％未満しか残っていない状態を示し、×印は電極がす
べて消失して全く残っていない状態を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【表２】

【００２７】表１に示す通り、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −
ＺｎＯ系ガラスを含む本発明の導電ペーストで得た電極
を有するセラミックコンデンサは、他のガラス系のフリ
ットを含む導電ペーストを用いた場合と比較して、電極
のはんだ付け性及びはんだ耐熱性に優れたものが得られ
る。又、静電容量も他のガラス系と比較して、やや高容
量のものが得られる。

【００２８】但し、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガ
ラスの組成範囲は、図１に示す三元組成図において、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ領域内にあることが好ま
しい。即ち、Ｂ₂ Ｏ₃ 量が上記組成範囲から外れた場合
には、試料番号１−１、１−２、１−３、１−４、１−
７、１−８、１−９に示すように、はんだ付け性及びは
んだ耐熱性が悪く好ましくない。又、Ｂ₂ Ｏ₃ 量が上記
組成範囲外でさらに増加した場合には、ガラス化しな
い。

【００２９】又、ＺｎＯ量やＢｉ₂ Ｏ₃ 量が上記組成範
囲から外れた場合には、例えば試料番号１−１４に示す
ように、Ａｇ粉末の焼結温度域でガラス化せず、本発明
の導電ペースト用のガラスフリットとしては不適であ
る。

【００３０】（実施例２）まず、ガラスフリットを以下
の通り作製した。即ち、表３に示すガラス組成となるよ
うに、その出発原料のＨ₃ ＢＯ₃ 、Ｂｉ₂ Ｏ₃ 、ＺｎＯ
又はＣｏＯを混合し、高温で溶融させた後、急冷してガ
ラス化した。その後、得られたガラスを粉砕してガラス
フリットを得た。

【００３１】次に、これらガラスフリットを用いて、そ
の他は実施例１と同様にして、電極ペーストを作製し、
セラミックコンデンサを作製した。

【００３２】その後、得られたセラミックコンデンサに
ついて、実施例１と同様にして、静電容量、誘電損失、
絶縁抵抗、電極接着強度及びはんだ付け性を確認した。
なお、電極接着強度については、実施例１の場合と同様
のセラミックコンデンサ作製直後の初期と、１５０℃で
８時間エージング後とについて評価した。

【００３３】以上の結果を、表３に示す。なお、表３に
おいて、はんだ付け性欄の○及び×は、実施例１の場合
と同じ判定状態を示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】表３に示す通り、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −
ＺｎＯ系ガラス１００重量部に対してＣｏＯを９重量部
以下添加したガラスフリットを含む本発明の導電ペース
トで得た電極を有するセラミックコンデンサは、エージ
ング後の電極接着強度の低下が抑えられたものが得られ
る。但し、ＣｏＯの添加量が９ｗｔ％を超える場合に
は、試料番号２−５及び２−１０に示すように、はんだ
付け性が悪くなり好ましくない。

【００３６】なお、上記実施例においては、導電成分が
Ａｇの場合を示したが、本発明はこれのみに限定される
ものではない。即ち、Ａｇ、Ｐｄ及びＡｕのうちの１種
類又はこれらの混合物や合金などの、酸化性あるいは中
性雰囲気中で焼成する電極ペーストの場合に同様の効果
が得られる。

【００３７】又、上記実施例においては、ＣｏＯを添加
することによって、エージング後の電極接着強度の低下
を抑えているが、ＣｏＯ以外にＣｕＯ、Ｆｅ₂ Ｏ₃ 、Ｎ
ｉＯ、ＴｉＯ₂ 又はＺｒＯ₂ を添加することによって
も、同様の効果を得ることができる。

【００３８】又、上記実施例においては、セラミック電
子部品がセラミックコンデンサの場合について説明した
が、それ以外に、絶縁部品、抵抗部品、圧電部品、磁性
部品、厚膜部品などのセラミック電子部品についても同
様の効果が得られる。

【００３９】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
導電ペーストを用いることにより、含有するガラスフリ
ット成分のために、はんだ付け性、はんだ耐熱性及びセ
ラミックに対する接着強度に優れた電極を得ることがで
きる。

【００４０】したがって、本発明の導電ペーストを用い
ることにより、はんだ付け性、はんだ耐熱性及びセラミ
ックに対する接着強度に優れた電極を有するセラミック
電子部品を得ることができる。

【００４１】又、本発明の導電ペーストをセラミックコ
ンデンサの電極用材料として用いることにより、静電容
量の大きな、誘電損失や絶縁抵抗特性に優れたセラミッ
クコンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガラス組成範囲を示す三元組成図である。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電粉末と、Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −Ｚ
   ｎＯ系ガラスフリットと、有機ビヒクルとからなる導電
   ペースト。
2. 【請求項２】 導電粉末はＡｇ、Ｐｄ及びＡｕのうち少
   なくとも１つを主成分とすることを特徴とする請求項１
   記載の導電ペースト。
3. 【請求項３】 Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラス
   フリットは、ｘＢ₂Ｏ₃ −ｙＢｉ₂ Ｏ₃ −ｚＺｎＯとし
   たとき、各構成成分ｘ，ｙ，ｚが以下のモル％の各頂点
   Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ領域内にあることを特徴
   とする請求項１又は請求項２記載の導電ペースト。
4. 【請求項４】 Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラス
   フリット１００重量部に対して、ＣｏＯを９重量部以下
   含有することを特徴とする請求項１又は請求項３記載の
   導電ペースト。
5. 【請求項５】 セラミック素体表面に、導電金属と、Ｂ
   ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃−ＺｎＯ系ガラスとを含む電極が形
   成されていることを特徴とするセラミック電子部品。
6. 【請求項６】 導電金属はＡｇ、Ｐｄ及びＡｕのうち少
   なくとも１つを主成分とすることを特徴とする請求項５
   記載のセラミック電子部品。
7. 【請求項７】 Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラス
   は、ｘＢ₂ Ｏ₃ −ｙＢｉ₂ Ｏ₃ −ｚＺｎＯとしたとき、
   各構成成分ｘ，ｙ，ｚが以下のモル％の各頂点Ａ，Ｂ，
   Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを結ぶ領域内にあることを特徴とする請
   求項５又は請求項６記載のセラミック電子部品。
8. 【請求項８】 Ｂ₂ Ｏ₃ −Ｂｉ₂ Ｏ₃ −ＺｎＯ系ガラス
   １００重量部に対して、ＣｏＯを９重量部以下含有して
   いることを特徴とする請求項５又は請求項７記載のセラ
   ミック電子部品。
9. 【請求項９】 セラミック電子部品はセラミックコンデ
   ンサであることを特徴とする請求項５、６、７又は８記
   載のセラミック電子部品。