JPH10172346A - 電子部品用端子電極とそれを用いた積層セラミックコンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子部品の端子電極であって、低コストで導
電性に優れ劣化しにくい加熱乾燥タイプの電子部品用端
子電極を提供する。 【解決手段】 本発明の電子部品用端子電極は、金属粒
子と樹脂から構成され、金属粒子の内部と表面近傍の組
成が異なり、金属粒子の内部骨格部分４が融点６００℃
以上の物質であり、表面近傍部分５が融点５００℃以下
の物質である。これにより、端子電極形成用の導電性ペ
ーストを加熱乾燥させると、金属粒子の内部骨格部分４
は軟化することなく表面近傍部分５のみが軟化し、従来
に比して金属粒子間の接触面積が増大することにより、
金属粒子同士または素子電極（内部電極２）との境界部
で良好な結合性を有した、導電性に優れ劣化しにくい端
子電極３が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱乾燥タイプの
電子部品用端子電極に関するものであり、積層セラミッ
クコンデンサ、積層インダクタ、圧電体、抵抗体などの
電子部品用端子電極として利用できる。

【０００２】

【従来の技術】従来の電子部品用の端子電極としては、
その多くが銀などの金属粉末、ガラスフリット、樹脂、
溶剤などを含んだ導電性ペーストを電子部品素体の所定
の位置に塗布乾燥した後、焼き付けることにより塗膜を
焼結したものであった。

【０００３】例えば、積層セラミックコンデンサの場
合、従来、端子電極形成用の金属材料として、銀、金、
白金、パラジウムなどの貴金属粉末が一般的に用いられ
てきたが、コストアップの問題のために、より安価な材
料として銅やニッケルなどを用いることが検討されてい
る。しかしながら、これらは比較的酸化され易いので、
焼成雰囲気中の酸素濃度が高いと酸化物を生じ、導体と
しての機能を果たさなくなり、所定の静電容量が得られ
ないなどの問題を生じることがある。また、これらの酸
化を防止するために、通常、低酸素分圧の窒素雰囲気下
で焼成が行われるが、導電性ペーストに含まれる樹脂の
燃焼時に窒素中に混入している微量の酸素が消費され
て、さらに酸素分圧が低下し、その結果、セラミック素
体が還元して特性劣化を引き起こすなどの問題が生じ
る。

【０００４】この問題を解決するための一手法として、
樹脂を主成分とする接着型の熱硬化型端子電極が検討さ
れているが、この場合には、電気的接続の安定化とセラ
ミック素体との接着性が実用上問題となる。導電粉末と
して、通常用いられている銀、銅などの金属は剛体であ
り、樹脂を形状支持体として含有する端子電極におい
て、金属粒子間はおのおの点として接触している。この
ため、加熱による樹脂の膨張や実装基板のたわみなどの
原因によって金属粒子間のコンタクトが外れ、結果とし
て、特性劣化を引き起こす場合があった。

【０００５】また、発振子などの圧電体の場合、従来か
ら素体上の焼付電極とケースとのコンタクトをとるため
に、銀金属粉と樹脂を主成分とする硬化型の導電性ペー
ストを用いて実装されるが、使用時の素子の振動等によ
り端子電極とケースとのコンタクトが外れ、機能しなく
なる場合があった。

【０００６】また、積層インダクタや抵抗体等でもコス
ト低減のため、樹脂の端子電極が検討されているが、コ
ンデンサと同様に接触不良を起こす場合があった。ま
た、積層インダクタの場合、直流抵抗成分が増加し、高
周波に適する特性が得られない等の欠点があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、係る従来の
課題を解決するためになされたもので、低コストで導電
性に優れ劣化しにくい加熱乾燥タイプの電子部品用端子
電極を提供することを第１の目的とする。

【０００８】また、本発明は、内部電極あるいは素体上
の表層電極を有する電子部品において、内部電極あるい
は素体上の表層電極と端子電極との電気的接続を安定化
することができる電子部品用端子電極を提供することを
第２の目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子部品用端子電極は、金属粒子と樹脂か
らなる電子部品用端子電極において、前記金属粒子の内
部と表面近傍の組成が異なり、前記金属粒子の内部骨格
部分が融点６００℃以上の物質であり、かつ表面近傍部
分が融点５００℃以下の物質であることを特徴とするも
のである。

【００１０】本発明において、樹脂としては公知のもの
なら特に制限されないが、端子電極に機械強度を必要と
する場合は、エポキシ、アクリル等の熱硬化性樹脂を用
いる方が好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の電子部品用端子電極は、
前記構成からなるものであり、端子電極形成用の導電性
ペーストを加熱乾燥させると、金属粒子の内部骨格部分
は軟化することなく表面近傍部分のみが軟化し、従来に
比して金属粒子間の接触面積が増大することにより、金
属粒子同士または素体上の焼付電極（表層電極）あるい
は内部電極との境界部で良好な結合性を有した、導電性
に優れ劣化しにくい端子電極を得ることができるように
したものである。これにより、例えば、積層セラミック
コンデンサに本発明の電子部品用端子電極を形成させた
場合に、セラミック素子の端面に導出されている内部電
極の引き出し導体との接触を良好に保つことができ、静
電容量抜けなどの電気特性の劣化を防止することができ
る。また、例えば、積層インダクタの場合、内部電極と
の接触を良好に保つことができ、かつ、端子電極自体の
直流抵抗成分も下げることができ、低ＥＳＲ化により高
周波に適した特性を得ることができる。また、圧電体の
場合は、振動によるコンタクト不良を低減でき、抵抗体
の場合もたわみ等による接触不良を防止することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１３】主要金属粉末として、平均粒径１．５μｍ
の銀粉、平均粒径０．８μｍの銅粉、および平均粒径
１．０μｍのニッケル粉を用い、それぞれの金属粉の周
囲にインジウムまたは錫の被覆膜を無電解めっき法によ
り形成させた。

【００１４】次いで、金属粉末として前記被覆膜を有す
る金属粉を１００重量部、樹脂としてエポキシ樹脂を３
０重量部、溶剤としてテルピネオールを２０重量部を混
合、混錬して導電性ぺ−ストをそれぞれ作製した。

【００１５】次いで、評価用の素子として、鉛複合ペロ
ブスカイト系誘電体材料と銀―パラジウムの内部電極と
からなる積層セラミックコンデンサ（Ｆ特性、０．１μ
Ｆ品、約２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×１．０ｍｍ）か、
もしくはチタン酸バリウム系誘電体材料と銅またはニッ
ケルの内部電極とからなる積層セラミックコンデンサ
（Ｆ特性、０．１μＦ品、約２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ
×１．０ｍｍ）を用い、これらの素子の端部に前記導電
性ペーストを塗布した後に、大気中２００〜２５０℃で
３０分乾燥を行って端子電極を形成させた。

【００１６】また、比較例として、インジウムまたは錫
の被覆膜を設けずに、金属粉末を銀、銅またはニッケル
単独にした以外は前記導電性ペーストと同様にしてそれ
ぞれ作製した導電性ぺ−ストを用い、前記積層セラミッ
クコンデンサの端部に前記導電性ペーストを塗布した後
に、大気中２００〜２５０℃で３０分乾燥を行って端子
電極を形成させた。

【００１７】それぞれ作製した試料について、端子電極
の金属粒子間の接触状態ならびに内部電極と端子電極と
の結合状態の指標として、室温での静電容量および誘電
損失を各試料とも１００個ずつ、ＬＣＲメータ−を用い
て１ｋＨｚで測定した。それぞれの試料の評価結果は、
（表１）に示す。

【００１８】また、端子電極中の金属粒子の状態を確認
するため、光学顕微鏡を用いて断面の観察を行い、さら
に各部分の元素分析を行った。観察ならびに分析した結
果については、後述する。

【００１９】上記実施例の効果を、（表１）を参照して
説明する。

【００２０】

【表１】

【００２１】（表１）は、上記実施例のそれぞれの試料
に対する静電容量および誘電損失の評価結果を示すもの
である。

【００２２】この（表１）から明らかなように、インジ
ウムまたは錫の被覆膜を有していない金属粉末を含んだ
導電性ペーストを用いて端子電極を形成させた試料は、
いずれも内部電極と端子電極との接合が悪く、容量の引
き出しが不完全であり、静電容量の値は非常にばらつい
た。これに対して、インジウムまたは錫の被覆膜を有す
る金属粉末を含んだ導電性ペーストを用いて端子電極を
形成させた試料は、いずれも内部電極と端子電極との接
合が良化し、全数で規定容量をほぼ満足している。

【００２３】また、インジウムまたは錫の被覆膜を有す
る金属粉末を含んだ導電性ペーストを用いて端子電極を
形成させた試料の誘電損失は、インジウムまたは錫の被
覆膜を有していない金属粉末を含んだ導電性ペーストを
用いて端子電極を形成させた試料のそれと比較すると、
良化する傾向がみられた。この結果から明らかなよう
に、インジウムまたは錫の被覆膜を有する金属粉末を用
いた導電性ペーストを用いて端子電極を形成させた試料
は、いずれも金属粒子間の接触面積が増大し、かつ、内
部電極と端子電極との接合が良化することで、規定の誘
電損失（従来の焼結型端子電極を有する積層セラミック
コンデンサで約２％程度）にほぼ近い値を得ることがで
きる。

【００２４】また、各実施例における端子電極構造を確
認分析したところ、銀、銅またはニッケルを主成分とす
る内部骨格金属のまわりに軟化してなじんだインジウム
相または錫相が存在することが元素分析の結果わかっ
た。この端子電極中の金属粒子の状態を示したのが図１
（ｂ）（詳細は後述）である。

【００２５】図１（ａ）は、本実施例に係る積層セラミ
ックコンデンサの内部電極と端子電極の接合部分を簡略
化して示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）中
の符号Ａで特定した部分を拡大して示す図で、本実施例
に係る積層セラミックコンデンサの内部電極と端子電極
の接合部分を拡大して示す断面図である。図２は、本比
較例に係る積層セラミックコンデンサの内部電極と端子
電極の接合部分を拡大して示す断面図である。これらの
図において、図中の符号の１は誘電体セラミック層、２
は内部電極、３は端子電極、４は金属粒子の内部骨格部
分（銀、銅またはニッケルの金属相）、５は金属粒子の
表面近傍部分（インジウムまたは錫の金属相もしくはイ
ンジウムまたは錫と銀、銅、ニッケルまたはパラジウム
との合金相）、６は樹脂、７は空孔である。

【００２６】なお、上記の各実施例では、主要金属粉末
として銀、銅およびニッケル粉末を用いた場合について
説明したが、本発明の電子部品用端子電極においては、
これら銀、銅およびニッケルの単体に限られるものでは
なく、これらの合金あるいは混合物を用いることが可能
である。

【００２７】さらに、上記の各実施例では、インジウム
または錫の被覆膜を主要金属粉末の周囲に形成させた場
合について説明したが、本発明の電子部品用端子電極に
おいては、インジウムまたは錫に限られるものではな
く、ガリウム、鉛、ビスマスなどの他の単体の金属もし
くはこれらの合金を用いることが可能である。

【００２８】さらに、上記の各実施例では、無電解メッ
キ法を用いて主要金属粉末の周囲にインジウムまたは錫
の被覆膜を形成させた場合について説明したが、本発明
の電子部品用端子電極においては、この方法に限定され
るものではない。

【００２９】さらに、上記の各実施例では、本発明の電
子部品用端子電極を備えた積層セラミックコンデンサに
ついて説明したが、本発明の電子部品用端子電極は、積
層セラミックコンデンサの端子電極のみではなく、種々
の電子部品用端子電極として使用することが可能であ
る。

【００３０】本発明は、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、各構成成分の配合
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。

【００３１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、金属粒子
と樹脂からなる電子部品用端子電極において、前記金属
粒子の内部と表面近傍の組成が異なり、前記金属粒子の
内部骨格部分が融点６００℃以上の物質であり、かつ表
面近傍部分が融点が５００℃以下の物質であることによ
り、高温で焼き付けることなしに、低コストで導電性に
優れ劣化しにくい加熱乾燥タイプの電子部品用端子電極
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本実施例に係る積層セラミックコンデ
ンサの内部電極と端子電極の接合部分を簡略化して示す
断面図 （ｂ）は図１（ａ）中の符号Ａで特定した部分を拡大し
て示す図で、本実施例に係る積層セラミックコンデンサ
の内部電極と端子電極の接合部分を拡大して示す断面図

【図２】本比較例に係る積層セラミックコンデンサの内
部電極と端子電極の接合部分を拡大して示す断面図

【符号の説明】

１ 誘電体セラミック層 ２ 内部電極 ３ 端子電極 ４ 金属粒子の内部骨格部分 ５ 金属粒子の表面近傍部分 ６ 樹脂 ７ 空孔

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金属粒子と樹脂からなる電子部品用端子電
   極において、前記金属粒子の内部と表面近傍の組成が異
   なり、前記金属粒子の内部骨格部分が融点６００℃以上
   の物質であり、かつ表面近傍部分が融点５００℃以下の
   物質であることを特徴とする電子部品用端子電極。
2. 【請求項２】金属粒子の内部骨格部分が銀、銅およびニ
   ッケルの単体か、もしくはこれらの合金あるいは混合物
   であることを特徴とする請求項１記載の電子部品用端子
   電極。
3. 【請求項３】金属粒子の内部骨格部分の主成分が銀であ
   り、表面近傍部分がインジウム、ガリウム、鉛、錫、ビ
   スマスから選ばれる少なくとも１種の単体か２種以上の
   合金、もしくは銀との合金であることを特徴とする請求
   項１または２記載の電子部品用端子電極。
4. 【請求項４】金属粒子の内部骨格部分の主成分が銅であ
   り、表面近傍部分がインジウム、ガリウム、鉛、錫、ビ
   スマスから選ばれる少なくとも１種の単体か２種以上の
   合金、もしくは銅との合金であることを特徴とする請求
   項１または２記載の電子部品用端子電極。
5. 【請求項５】金属粒子の内部骨格部分の主成分がニッケ
   ルであり、表面近傍部分がインジウム、ガリウム、鉛、
   錫、ビスマスから選ばれる少なくとも１種の単体か２種
   以上の合金、もしくはニッケルとの合金であることを特
   徴とする請求項１または２記載の電子部品用端子電極。
6. 【請求項６】内部電極を有する電子部品において、その
   内部電極が銀、パラジウム、ニッケル、銅のうち少なく
   とも１種からなる端子電極未形成の部品素子に対して端
   子電極として形成することを特徴とする請求項１から５
   のいずれかに記載の電子部品用端子電極。
7. 【請求項７】素子表面上に電極を有する電子部品におい
   て、その電極が銀、パラジウム、銅のうち少なくとも１
   種からなる端子電極未形成の部品素子に対して素子端子
   電極もしくは基板との接着用の端子電極として形成する
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の電
   子部品用端子電極。
8. 【請求項８】請求項１から６のいずれかに記載の電子部
   品用端子電極を有する積層セラミックコンデンサ。