JPH0855756A - セラミック体の導体層形成方法 - Google Patents

セラミック体の導体層形成方法

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JPH0855756A
JPH0855756A JP18816494A JP18816494A JPH0855756A JP H0855756 A JPH0855756 A JP H0855756A JP 18816494 A JP18816494 A JP 18816494A JP 18816494 A JP18816494 A JP 18816494A JP H0855756 A JPH0855756 A JP H0855756A
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JP
Japan
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metal
ceramic body
conductor layer
metal oxide
ceramic
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JP18816494A
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English (en)
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Shunji Murai
俊二 村井
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 セラミック体と導体層の相互に高い結合力を
確保できる導体層形成方法を提供すること。 【構成】 金属酸化物2を分散した未焼成のセラミック
板1を還元雰囲気下で熱処理することにより、内部に分
散されている金属酸化物2を還元しその金属分Mをセラ
ミック板1の表面に偏析させその層(導体層)を形成す
ることができる。上記の金属層3が偏析により形成され
ているので、該金属層3とセラミック板1とに高い結合
力を得ることができ、依って後工程で物理処理や化学処
理が加わった場合でも金属層3に剥離を生じることがな
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミック体の表面に
導体層を形成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】セラミックを主体とするコンデンサ,イ
ンダクタ,トランス,抵抗器,回路基板等の各種電子,
電気部品は、単一或いは多層構造のセラミックチップの
内外に部品回路を構成する導体層を有している。
【0003】従来、上記の導体層の形成には大別して下
記2種類の方法が採用されている。1つは、金属粉末と
ガラスフリットと溶剤とを混合して調製した導電組成物
をディップ,スクリーン印刷等の手法によって焼成後の
セラミック体に付着させ、これを焼き付けてセラミック
体に結合させる方法であり、もう1つは、金属粉末とセ
ラミック粉末とバインダーと溶剤とを混合して調製した
導電組成物をディップ,スクリーン印刷等の手法によっ
て焼成前のセラミック体に付着させ、これをセラミック
体と共に焼成して該セラミック体に結合させる方法であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法では、導体層とセラミック体との結合がガラス成分
の共有によって行われるため、後工程で加熱等の物理処
理やメッキ等の化学処理が加わるとガラス成分が変性を
受けて結合力が低下し導体層の剥離を招く問題点があ
る。また、後者の方法でも導電組成物とセラミック体と
の馴染みが悪いと上記と同様に形成後の導体層に剥離を
生じる問題点がある。
【0005】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、セラミック体と導体層の
相互に高い結合力を確保できる導体層形成方法を提供す
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、請求項1の発明は、金属酸化物を分散した未焼成の
セラミック体を還元雰囲気下で熱処理することを特徴と
している。
【0007】請求項2の発明は、金属酸化物末を分散し
た未焼成のセラミック体の表面に偏析促進剤を所定形状
で付着した後、該セラミック体を還元雰囲気下で熱処理
することを特徴としている。
【0008】請求項3の発明は、金属酸化物を分散した
未焼成のセラミック体の表面に導電組成物を所定形状で
付着した後、該セラミック体を還元雰囲気下で熱処理す
ることを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1の発明では、セラミック体を還元雰囲
気下で熱処理すると、内部に分散されている金属酸化物
が還元されてその金属分がセラミック体表面に偏析しそ
の層(導体層)が形成される。
【0010】請求項2の発明では、偏析促進剤付着後の
セラミック体を還元雰囲気下で熱処理すると、内部に分
散されている金属酸化物が偏析促進剤付着箇所で還元さ
れてその金属分が同箇所のみに偏析し、偏析促進剤の付
着形状に合致した導体層が形成される。
【0011】請求項3の発明では、導電組成物付着後の
セラミック体を還元雰囲気下で熱処理すると、内部に分
散されている金属酸化物が導電組成物付着箇所で還元さ
れてその金属分が同箇所のみに偏析し、導電組成物とセ
ラミック体との界面に導体層が形成される。
【0012】
【実施例】図1乃至図3は本発明の第1実施例に係るも
のであり、以下同図を参照してセラミック板の表面全体
に導体層を形成する方法を説明する。
【0013】まず、セラミック粉末と金属酸化物の粉末
とバインダーとを混合して調製したスラリーを材料と
し、図1に示すような未焼成のセラミック板1、即ち金
属酸化物2がほぼ均一に分散されたセラミック板1を用
意する。セラミック粉末にはアルミナ,チタン酸バリウ
ム又はフェライト等の種々のものが利用でき、また金属
酸化物にはCo,Fe,Ni,Ru,Mn,Cr,W,
Nb,Ta又はMoの酸化物のうち少なくとも1種が利
用できる。
【0014】次に、上記のセラミック板1を酸素分圧が
10-11 〜10-13 の還元雰囲気に投入し、これを10
00℃前後の温度下で約1時間熱処理する。
【0015】この熱処理ではセラミック板1自体が焼成
されると同時に、図2に示すように、セラミック板1の
表面付近の金属酸化物2(Mは金属原子,Oは酸素)が
還元されてその分布が薄くなると共に内部の金属酸化物
2が表面に移動し、この繰り返しによって金属酸化物2
の金属分Mがセラミック板1の表面に層状に偏析して金
属層3(図3参照)が形成される。
【0016】このように本実施例によれば、セラミック
板1を還元雰囲気下で熱処理することにより、内部に分
散されている金属酸化物2を還元してその金属分Mをセ
ラミック板1の表面全体に層状に偏析させ、所期の金属
層(導体層)3を形成することができる。
【0017】また、上記の金属層3が金属偏析により形
成されているので、金属層部分を別途形成する従来のも
のに比べて該金属層3とセラミック板1とに高い結合力
を得ることができ、依って後工程で物理処理や化学処理
が加わった場合でも金属層3に剥離を生じることがな
い。
【0018】更に、金属酸化物2を還元しその金属分M
を偏析させているだけなので、従来のような温度上の制
限がなく、金属酸化酸化物2を選択するだけで所望種の
金属層3を形成できる。
【0019】尚、上記の金属層3のみでは所期の導電性
を確保し難い場合には、該金属層3の表面に、金属粉末
とバインダーと溶剤とを混合して調製した導電組成物を
金属層3の表面に付着しこれを焼き付ける方法、或いは
電解メッキ,無電解メッキ,蒸着又はイオンプレーティ
ング等の方法によって第2の金属層4を形成するように
してもよい。
【0020】図5乃至図7は本発明の第2実施例に係る
ものであり、以下同図を参照してセラミック板の表面に
所定形状の導体層を形成する方法を説明する。
【0021】まず、第1実施例と同様に、金属酸化物2
がほぼ均一に分散された未焼成のセラミック板1を用意
する。
【0022】次に、セラミック板1の表面に偏析促進剤
5を所定形状(図示例は矩形状)で付着する。偏析促進
剤5にはカーボン粉末とバインダーと溶剤とを混合して
調製したものやバインダーのような有機物を利用するこ
とができ、その付着には塗布,スクリーン印刷等の手法
が利用できる。
【0023】次に、上記のセラミック板1を酸素分圧が
10-11 〜10-13 の還元雰囲気に投入し、これを10
00℃前後の温度下で約1時間熱処理する。
【0024】この熱処理ではセラミック板1自体が焼成
されると同時に、図6に示すように、セラミック板1の
偏析促進剤付着箇所付近の金属酸化物2(Mは金属原
子,Oは酸素)の還元が下記式 C+MO(金属酸化物)→CO↑+M(金属原子) に示すような反応で促進されてその分布が薄くなると共
に内部の金属酸化物2が同箇所に移動し、この繰り返し
によって金属酸化物2の金属分Mがセラミック板1の偏
析促進剤付着箇所のみに層状に偏析して金属層3(図7
参照)が形成される。
【0025】このように本実施例によれば、偏析促進剤
5の付着形状によって金属偏析をコントロールして所望
形状の金属層3をセラミック板1に形成できる。他の効
果は第1実施例と同様である。
【0026】図8乃至図10は本発明の第3実施例に係
るものであり、以下同図を参照してセラミック基板の表
面に所定形状の導体層を形成する方法を説明する。
【0027】まず、第1実施例と同様に、金属酸化物2
がほぼ均一に分散された未焼成のセラミック板1を用意
する。
【0028】次に、セラミック板1の表面に導電組成物
6を所定形状(図示例は矩形状)で付着する。導電組成
物6には金属粉末とバインダーと溶剤とを混合して調製
したものを利用することができ、その付着には塗布,ス
クリーン印刷等の手法が利用できる。
【0029】次に、上記のセラミック板1を酸素分圧が
10-11 〜10-13 の還元雰囲気に投入し、これを10
00℃前後の温度下で約1時間熱処理する。
【0030】この熱処理ではセラミック板1と導電組成
物6が焼成されると同時に、図9に示すように、セラミ
ック板1の導電組成物付着箇所付近の金属酸化物2(M
は金属原子,Oは酸素)の還元が同箇所の酸素濃度が低
くなること、言い換えれば同箇所の金属酸化物2の濃度
が高くなることに起因して促進されその分布が薄くなる
と共に内部の金属酸化物2が同箇所に移動し、この繰り
返しによって金属酸化物2の金属分Mがセラミック板1
の導電組成物付着箇所のみに層状に偏析して金属層3
(図10参照)が形成される。
【0031】このように本実施例によれば、導電組成物
6とセラミック板1との界面に金属層3を形成し、該金
属層3を媒体として導電組成物6とセラミック板1とを
結合できるので、従来のようなガラスフリットを用いな
くとも導電組成物6とセラミック板1とに高い結合力を
得ることができ、依って後工程で物理処理や化学処理が
加わった場合でも導電組成物6及び金属層3に剥離を生
じることがない。
【0032】図11及び図12には第2実施例で説明し
た導体層形成方法を積層コンデンサの製造に適用した例
を示してある。以下同図を参照して積層コンデンサの製
造方法を説明する。
【0033】まず、セラミック粉末(チタン酸バリウ
ム)とバインダーと金属酸化物(酸化ニッケル)の粉末
とを混合して調製したスラリーを材料とし、ドクターブ
レード等の手段によって図11に示すような未焼成のセ
ラミックシート11、即ち金属酸化物12がほぼ均一に
分散されたセラミックシート11を用意し、該シート1
1表面に偏析促進剤13を内部電極の2倍長さに相当す
る形状で多数個,所定配列で付着形成する。
【0034】次に、上記のシート11を、金属酸化物を
有しない通常のシートと共に所定の順序で複数枚積み重
ねて圧着し、該積層物を部品寸法に基づいて決定された
2方向の切断線に沿って格子状に切断して積層チップを
作成する。各偏析促進剤13はこの切断によって2分さ
れ内部電極に相当する形状となる。
【0035】次に、上記の積層チップを酸素分圧が10
-11 〜10-13 の還元雰囲気に投入し、これを1000
℃前後の温度下で約1時間熱処理する。
【0036】この熱処理では積層チップ自体が焼成され
ると同時に、積層チップを構成するシート間の偏析促進
剤介在箇所のみに金属酸化物12の金属分(Ni)が偏
析して内部電極となる金属層14(図12参照)が形成
される。
【0037】この後は内部電極の端縁が露出する積層チ
ップの端面に外部電極を形成し、必要に応じて該外部電
極の表面にメッキ処理を施す。以上で積層コンデンサの
製造を完了する。
【0038】このように本実施例によれば、内部電極と
なる所定形状の金属層14を第2実施例と同様の偏析コ
ントロールによって簡単に形成することができる。
【0039】また、上記の金属層(内部電極)14が金
属偏析により形成されているので、金属層部分を別途形
成する従来のものに比べて該金属層(内部電極)14と
セラミックシート111とに高い結合力を得ることがで
き、依って後工程で物理処理や化学処理が加わった場合
でも金属層14に剥離を生じることがない。
【0040】更に、金属酸化物2を還元しその金属分M
を偏析させているだけなので、従来のような温度上の制
限がなく、金属酸化酸化物12を選択するだけで所望種
の金属層(内部電極)14を形成できる。
【0041】図13及び図14には第3実施例で説明し
た導体層形成方法を積層コンデンサの製造に適用した例
を示してある。以下同図を参照して積層コンデンサの製
造方法を説明する。
【0042】まず、セラミック粉末(チタン酸バリウ
ム)とバインダーと金属酸化物(酸化ニッケル)の粉末
とを混合して調製したスラリーを材料とし、ドクターブ
レード等の手段によって図13に示すような未焼成のセ
ラミックシート11、即ち金属酸化物12がほぼ均一に
分散されたセラミックシート11を用意し、該シート1
1表面に導電組成物15を内部電極の2倍長さに相当す
る形状で多数個,所定配列で付着形成する。
【0043】次に、上記のシート11を、金属酸化物を
有しない通常のシートと共に所定の順序で複数枚積み重
ねて圧着し、該積層物を部品寸法に基づいて決定された
2方向の切断線に沿って格子状に切断して積層チップを
作成する。各導電組成物15はこの切断によって2分さ
れ内部電極に相当する形状となる。
【0044】次に、上記の積層チップを酸素分圧が10
-11 〜10-13 の還元雰囲気に投入し、これを1000
℃前後の温度下で約1時間熱処理する。
【0045】この熱処理では積層チップと導電組成物1
5が焼成されると同時に、積層チップを構成するシート
間の導電組成物介在箇所のみに金属酸化物12の金属分
(Ni)が偏析して、内部電極となる導電組成物15の
周囲に金属層14(図14参照)が形成される。
【0046】この後は内部電極の端縁が露出する積層チ
ップの端面に外部電極を形成し、必要に応じて該外部電
極の表面にメッキ処理を施す。以上で積層コンデンサの
製造を完了する。
【0047】このように本実施例によれば、内部電極と
なる導電組成物15とセラミックシート11との界面に
金属層14を形成し、該金属層14を媒体として導電組
成物(内部電極)15とセラミックシート11とを結合
できるので、従来のようなガラスフリットを用いなくと
も導電組成物(内部電極)15とセラミックシート11
とに高い結合力を得ることができ、依って後工程で物理
処理や化学処理が加わった場合でも導電組成物15及び
金属層14に剥離を生じることがない。
【0048】尚、第2実施例と第3実施例で説明した導
体層形成方法は上記の積層コンデンサに限らず、単一或
いは多層構造のセラミックチップの内外に導体層を形成
する各種電子,電気部品、例えばインダクタ,トラン
ス,抵抗器,回路基板等に広く適用でき同様の効果を発
揮することができる。
【0049】
【発明の効果】以上詳述したように、請求項1の発明に
よれば、セラミック体を還元雰囲気下で熱処理すること
により、内部に分散されている金属酸化物を還元してそ
の金属分をセラミック体の表面に層状に偏析させ、所期
の導体層を形成することができる。また、上記の導体層
が金属偏析により形成されているので、導体層部分を別
途形成する従来のものに比べて該導体層とセラミック体
とに高い結合力を得ることができ、依って後工程で物理
処理や化学処理が加わった場合でも導体層に剥離を生じ
ることがない。更に、金属酸化物を還元しその金属分を
偏析させているだけなので、従来のような温度上の制限
がなく、金属酸化酸化物を選択するだけで所望種の金属
から成る導体層を形成できる。
【0050】請求項2の発明によれば、偏析促進剤の付
着形状によって金属偏析をコントロールして所望形状の
導体層をセラミック体に形成できる。他の効果は請求項
1の発明と同様である。
【0051】請求項3の発明によれば、導体層となる導
電組成物とセラミック体との界面に金属層を形成し、該
金属層を媒体として導電組成物とセラミック体とを結合
できるので、従来のようなガラスフリットを用いなくと
も導電組成物とセラミック体とに高い結合力を得ること
ができ、依って後工程で物理処理や化学処理が加わった
場合でも導電組成物及び金属層に剥離を生じることがな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る熱処理前のセラミッ
ク板の斜視図
【図2】同実施例に係る金属偏析作用を示す図
【図3】同実施例に係る熱処理後のセラミック板の斜視
【図4】第2の金属層を形成した例を示す断面図
【図5】本発明の第2実施例に係る熱処理前のセラミッ
ク板の斜視図
【図6】同実施例に係る金属偏析作用を示す図
【図7】同実施例に係る熱処理後のセラミック板の斜視
【図8】本発明の第3実施例に係る熱処理前のセラミッ
ク板の斜視図
【図9】同実施例に係る金属偏析作用を示す図
【図10】同実施例に係る熱処理後のセラミック板の断
面図
【図11】第2実施例の導体層形成方法を積層コンデン
サの製造に適用した例を示す熱処理前のセラミックシー
トの斜視図
【図12】同例に係る熱処理後の積層チップの断面図
【図13】第3実施例の導体層形成方法を積層コンデン
サの製造に適用した例を示す熱処理前のセラミックシー
トの斜視図
【図14】同例に係る熱処理後の積層チップの断面図
【符号の説明】
1…セラミック板、2…金属酸化物、3…金属層、4…
第2の金属層、5…偏析促進剤、6…導電組成物、11
…セラミックシート、12…金属酸化物、13…偏析促
進剤、14…金属層、15…導電組成物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H05K 3/46 H 6921−4E

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属酸化物を分散した未焼成のセラミッ
    ク体を還元雰囲気下で熱処理する、 ことを特徴とするセラミック体の導体層形成方法。
  2. 【請求項2】 金属酸化物末を分散した未焼成のセラミ
    ック体の表面に偏析促進剤を所定形状で付着した後、該
    セラミック体を還元雰囲気下で熱処理する、 ことを特徴とするセラミック体の導体層形成方法。
  3. 【請求項3】 金属酸化物を分散した未焼成のセラミッ
    ク体の表面に導電組成物を所定形状で付着した後、該セ
    ラミック体を還元雰囲気下で熱処理する、 ことを特徴とするセラミック体の導電層形成方法。
JP18816494A 1994-08-10 1994-08-10 セラミック体の導体層形成方法 Pending JPH0855756A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007503725A (ja) * 2003-08-26 2007-02-22 ナノインク インコーポレーティッド パターニングツールとしてナノリソグラフィを使用する、導体パターンを製造する方法
JP2010267687A (ja) * 2009-05-13 2010-11-25 Murata Mfg Co Ltd 積層型電子部品およびその製造方法
KR101426322B1 (ko) * 2011-10-14 2014-08-06 티디케이가부시기가이샤 적층 세라믹 전자 부품

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