JPH10172859A

JPH10172859A - セラミック電子部品およびその製造方法

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Publication number: JPH10172859A
Application number: JP33011796A
Authority: JP
Inventors: Yukio Sanada; 幸雄眞田; Eiji Ito; 英治伊藤; Hisashi Wada; 久志和田; Kunihiko Hamada; 邦彦浜田; Yasunobu Yoneda; 康信米田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】積層セラミックコンデンサのようなセラミッ
ク電子部品において、外部電極と内部電極との接続信頼
性、および外部電極の緻密性を高める。【解決手段】外部電極５を形成するため、たとえばポ
リイミド系樹脂のような４００℃以上の耐熱温度を有す
る熱硬化性樹脂６と、平均粒径１．０μｍ以下のものを
５ vol％以上含有する金属粉末７とを含む、導電性ペー
ストを用意し、これを、内部電極４に接するように、セ
ラミック素体２の表面に付与し、その状態で、導電性ペ
ーストに対して４００℃以上の温度を付与し、それによ
って、平均粒径１．０μｍ以下の金属粉末７の少なくと
も一部を内部電極４と相互拡散に基づき接合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、セラミック電子
部品およびその製造方法に関するもので、特に、セラミ
ック電子部品に備える外部導体と内部導体との接続性お
よび外部導体の緻密性の向上を図るための改良に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】セラミック電子部品において、たとえば
積層セラミックコンデンサのように、セラミック素体を
備え、このセラミック素体の内部には、内部電極のよう
な内部導体が形成され、内部導体の一部がセラミック素
体の表面に露出し、セラミック素体の表面に形成された
外部電極のような外部導体が内部導体に電気的に接続さ
れている構造を有するものがある。

【０００３】上述のような構造を有するセラミック電子
部品の外部導体は、（１）金属粉末とガラスとを有機ビ
ヒクルとともに混合して得られた導電性ペーストを塗布
し、たとえば７００℃〜８００℃のような比較的高い温
度で焼き付ける方法、あるいは（２）金属粉末とエポキ
シ系樹脂のような熱硬化性樹脂等との混合により得られ
た導電性ペーストを塗布し、熱硬化性樹脂を加熱して硬
化させる方法によって形成されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、（１）
の方法では、外部導体と内部導体との接続は、両導体の
金属の合金化および相互拡散により良好なものとなる
が、焼付け時の樹脂成分の揮散等により、外部導体にポ
アが形成されることがあり、時として耐湿性が劣化する
ことがある。このことは、その後に実施されることのあ
るめっき工程におけるめっき液あるいは空気中の水蒸気
が外部電極に浸透し、セラミック素体に悪影響を及ぼし
たりする問題を引き起こす。

【０００５】他方、（２）の方法では、ポアが無く緻密
な構造の外部導体を得ることができるが、外部導体と内
部導体との接続信頼性については、金属粉末が内部導体
に接触する確率に頼ることになるので、（１）の方法に
比べて劣るという問題に遭遇する。そこで、この発明の
目的は、内部導体との接続信頼性が高く、かつ緻密な外
部導体を備える、セラミック電子部品およびその製造方
法を提供しようとすることである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、まず、セラ
ミック素体と、セラミック素体の表面に一部が露出する
ようにセラミック素体の内部に形成された金属からなる
内部導体と、内部導体に電気的に接続されるようにセラ
ミック素体の表面に形成された外部導体とを備える、セ
ラミック電子部品に向けられるものであって、上述した
技術的課題を解決するため、次のような構成を備えるこ
とを特徴としている。

【０００７】すなわち、外部導体は、熱硬化性樹脂をマ
トリックスとして分散された金属粉末を含み、金属粉末
は、平均粒径１．０μｍ以下のものを金属粉末全体の５
vol％以上含有しており、平均粒径１．０μｍ以下の金
属粉末の少なくとも一部は、内部導体と相互拡散に基づ
き接合されていることを特徴としている。この発明は、
また、上述のようなセラミック電子部品の製造方法にも
向けられる。この製造方法では、内部導体が形成された
セラミック素体を用意するとともに、４００℃以上の耐
熱温度を有する熱硬化性樹脂と、平均粒径１．０μｍ以
下のものを５ vol％以上含有する金属粉末とを含む、導
電性ペーストを用意し、次いで、導電性ペーストを、内
部導体に接触するように、セラミック素体の表面に付与
し、その状態で、導電性ペーストに対して４００℃以上
の温度を付与し、それによって、平均粒径１．０μｍ以
下の金属粉末の少なくとも一部を内部導体と相互拡散に
基づき接合させる、各工程を備えることを特徴としてい
る。

【０００８】上述の４００℃以上の耐熱温度を有する熱
硬化性樹脂としては、たとえばポリイミド系樹脂が有利
に用いられる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明は、セラミック素体と、
セラミック素体の表面に一部が露出するようにセラミッ
ク素体の内部に形成された金属からなる内部導体と、内
部導体に電気的に接続されるようにセラミック素体の表
面に形成された外部導体とを備える、セラミック電子部
品であれば、積層セラミックコンデンサだけでなく、積
層セラミックバリスタ、多層セラミック回路基板、ある
いはセラミックフィルタのようなセラミック電子部品に
も適用することができる。以下に、この発明の実施形態
の説明を積層セラミックコンデンサおよびその製造方法
に関連して行なう。

【００１０】図１には、この発明の一実施形態による積
層セラミックコンデンサ１の一部が拡大されて断面図で
示されている。積層セラミックコンデンサ１は、セラミ
ック素体２を備える。セラミック素体２は、複数のセラ
ミック層３と複数の内部電極４とからなる積層構造を有
する。複数の内部電極４は、内部導体となるもので、セ
ラミック素体２の図示した一方の端面にまで届き、ここ
で露出するように形成されたものと、セラミック素体２
の図示しない他方の端面にまで届き、ここで露出するよ
うに形成されたものとが、交互に配置される。

【００１１】このようなセラミック素体２の各端面に外
部電極５が形成される。外部電極５は、外部導体となる
もので、対応の内部導体としての内部電極４と電気的に
接続される。これら外部電極５を形成するため、次のよ
うな工程が実施される。まず、４００℃以上の耐熱温度
を有する、たとえばポリイミド系樹脂のような熱硬化性
樹脂と、銀粉末のような金属粉末とを含む、導電性ペー
ストが用意される。金属粉末は、平均粒径１．０μｍ以
下のものを金属粉末全体の５ vol％以上含有している。

【００１２】次いで、上述の導電性ペーストによって外
部電極５を形成するため、導電性ペーストがセラミック
素体２の各端面に付与される。付与された導電性ペース
トは、対応の内部電極４に接触する状態となる。次い
で、上述の状態で、導電性ペーストに対して４００℃以
上の温度が付与される。これによって、導電性ペースト
に含有されていた熱硬化性樹脂が硬化する。また、導電
性ペーストに含有されていた金属粉末の特定のものが、
内部電極４と相互拡散に基づき接合される。後述する実
験例からわかるように、金属粉末のうち、特に平均粒径
１．０μｍ以下の金属粉末が、内部電極４と相互拡散に
基づき接合されやすく、また、このような平均粒径を有
する金属粉末が、金属粉末全体の５ vol％以上含有して
いるときに、十分な相互拡散が生じる。

【００１３】なお、４００℃以上の温度による熱処理
は、上述したように熱硬化性樹脂を硬化させることを兼
ねて実施されても、あるいは、熱硬化性樹脂の硬化後に
あらためて実施されてもよい。このようにして、外部電
極５は、図１に示すように、熱硬化性樹脂６をマトリッ
クスとして分散された金属粉末７を含む緻密な構造を有
し、得られた積層セラミックコンデンサ１の耐湿信頼性
を高めることができる。また、金属粉末７に含まれる特
定のものは、内部電極４と焼結し拡散接合されることに
よって、外部電極５と内部電極４との接続の信頼性を高
めるように機能する。

【００１４】以下に、この発明の効果を確認するため実
施した実験例について記載しておく。

【００１５】

【実験例】まず、この実験に供される積層セラミックコ
ンデンサのためのセラミック素体として、平面寸法が
２．０mm×１．２mmで、静電容量が１．０μＦ、内部電
極材料がＡｇ／Ｐｄ（Ａｇ：Ｐｄ＝７：３）のものを用
意した。他方、導電性ペーストとして、ポリイミドおよ
び銀粉末を含む種々の試料を用意した。ここで、銀粉末
については、以下の表１に示すような平均粒径の異なる
種々のものを用意した。

【００１６】

【表１】上の表１に示す銀粉末１〜４の特定のものを、種々の比
率でポリイミドと混合して、種々の導電性ペーストの試
料を作製した。各試料の組成が、以下の表２に示されて
いる。なお、各試料における銀粉末とポリイミドとの混
合割合は、重量比で９：１となるようにした。

【００１７】

【表２】表２に示した導電性ペーストの試料１〜６のうち、
「＊」を付した試料４および６が、この発明の範囲外の
ものである。

【００１８】これら導電性ペーストを前述したセラミッ
ク素体に塗布し、４００℃の温度で３０分間熱処理し
て、外部電極を形成し、得られた積層セラミックコンデ
ンサの静電容量、等価直列抵抗（ＥＳＲ）および耐湿負
荷特性（８５℃、８５％ＲＨ、５００時間）を評価し
た。その結果が、以下の表３に示されている。

【００１９】

【表３】表３からわかるように、この発明の範囲内にある試料１
〜３および５によれば、規定の静電容量を取得でき、Ｅ
ＳＲについても好ましい結果を示している。また、耐湿
負荷試験の結果も、不良は認められなかった。これら試
料１〜３および５についての外部電極断面を観察したと
ころ、外部電極に含まれる金属粉末の一部は、内部電極
と焼結し拡散接合していることが確認された。

【００２０】これに対して、この発明の範囲外である試
料４では、静電容量が規定の値より低くなり、また、Ｅ
ＳＲについては、上述の試料１〜３および５に比べて、
３倍以上の値を示した。これは、平均粒径０．５μｍと
いった１．０μｍ以下の銀粉末１を含有するものの、そ
の含有率が金属粉末全体の３ vol％というように５ vol
％未満であるためであると考えられる。

【００２１】また、同じくこの発明の範囲外である試料
６でも、静電容量が規定の値より低くなり、また、ＥＳ
Ｒについては、この発明の範囲内の試料１〜３および５
に比べて、４倍近くの値を示した。これは、平均粒径
２．０μｍおよび平均粒径１０μｍといった、いずれも
１．０μｍを越える銀粉末３および４しか含有していな
いためであると考えられる。なお、この試料６の耐湿負
荷試験で発生した不良は、いわゆるオープンモードの不
良であって、具体的には、外部電極がセラミック素体か
ら剥離し、内部電極とつながらない状態となっていたも
のである。

【００２２】上述した実験例では、導電性ペーストを４
００℃の温度で熱処理したが、熱処理温度が４００℃を
越えてより高くなるほど、導電性ペーストに含まれる金
属粉末と内部電極との相互拡散がより促進されるので、
この発明においては、導電性ペーストに付与する温度を
４００℃以上とした。また、上述した実験例では、導電
性ペーストの銀粉末とポリイミドとの混合比（重量比）
を９：１としたものを用いたが、決してこれに限らず、
外部導体としての導電性を有する範囲で適宜選択され
る。

【００２３】

【発明の効果】このように、この発明に係るセラミック
電子部品によれば、外部導体は、金属粉末を分散した状
態で硬化された熱硬化性樹脂で構成されるので、外部導
体を緻密な構造とすることができ、それゆえ、セラミッ
ク電子部品の耐湿性を優れたものとすることができると
ともに、樹脂に分散された金属粉末は、平均粒径１．０
μｍ以下のものを金属粉末全体の５ vol％以上含有して
おり、平均粒径１．０μｍ以下の金属粉末の少なくとも
一部は、内部導体と相互拡散に基づき接合されているの
で、外部導体と内部導体との接続信頼性を高くすること
ができる。

【００２４】また、この発明に係るセラミック電子部品
の製造方法によれば、４００℃以上の耐熱温度を有する
熱硬化性樹脂と、平均粒径１．０μｍ以下のものを５ v
ol％以上含有する金属粉末とを含む、導電性ペースト
を、内部導体に接触するように、セラミック素体の表面
に付与し、その状態で、導電性ペーストに対して４００
℃以上の温度を付与することによって、平均粒径１．０
μｍ以下の金属粉末の少なくとも一部を内部導体と相互
拡散に基づき接合させることを行なっている。したがっ
て、外部導体と内部導体との接続信頼性が高く、また、
樹脂成分を揮散させるような高温での焼付けを行なわな
いので、ポアの無い緻密な構造の外部導体を有する耐湿
性に優れたセラミック電子部品を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態によるセラミック電子部
品の一例としての積層セラミックコンデンサ１の一部を
拡大して示す断面図である。

【符号の説明】

１積層セラミックコンデンサ２セラミック素体４内部電極５外部電極６熱硬化性樹脂７金属粉末

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浜田邦彦京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内 (72)発明者米田康信京都府長岡京市天神二丁目26番10号株式会社村田製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セラミック素体と、セラミック素体の表
面に一部が露出するようにセラミック素体の内部に形成
された金属からなる内部導体と、内部導体に電気的に接
続されるようにセラミック素体の表面に形成された外部
導体とを備える、セラミック電子部品において、外部導体は、熱硬化性樹脂をマトリックスとして分散さ
れた金属粉末を含み、金属粉末は、平均粒径１．０μｍ以下のものを金属粉末
全体の５ vol％以上含有しており、平均粒径１．０μｍ以下の金属粉末の少なくとも一部
は、内部導体と相互拡散に基づき接合されていることを
特徴とする、セラミック電子部品。
【請求項２】セラミック素体と、セラミック素体の表
面に一部が露出するようにセラミック素体の内部に形成
された金属からなる内部導体と、内部導体に電気的に接
続されるようにセラミック素体の表面に形成された外部
導体とを備える、セラミック電子部品の製造方法であっ
て、内部導体が形成されたセラミック素体を用意し、４００℃以上の耐熱温度を有する熱硬化性樹脂と、平均
粒径１．０μｍ以下のものを５ vol％以上含有する金属
粉末とを含む、導電性ペーストを用意し、導電性ペーストを、内部導体に接触するように、セラミ
ック素体の表面に付与し、その状態で、導電性ペーストに対して４００℃以上の温
度を付与し、それによって、平均粒径１．０μｍ以下の
金属粉末の少なくとも一部を内部導体と相互拡散に基づ
き接合させる、各工程を備える、セラミック電子部品の
製造方法。
【請求項３】４００℃以上の耐熱温度を有する熱硬化
性樹脂は、ポリイミド系樹脂である、請求項２に記載の
セラミック電子部品の製造方法。