JPH1092226A

JPH1092226A - 導電性組成物

Info

Publication number: JPH1092226A
Application number: JP8240556A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Miki; 寿三木
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1996-09-11
Filing date: 1996-09-11
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】層厚みの薄い平滑な電極層を形成するととも
に、電気的特性の劣化やデラミネーションなどの内部欠
陥を防止することが可能な導電性組成物を提供する。【解決手段】導電粉末と、有機ビヒクルと、アニオン
界面活性剤とからなることを特徴とする。アニオン界面
活性剤は、導電性組成物１００ｗｔ％のうち０．５〜５
ｗｔ％含有する。また、アニオン界面活性剤としてはリ
ン酸エステル系を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性組成物に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型高密度化にともない、そ
の電子機器に使用される積層セラミックコンデンサにお
いても小型大容量化、高密度化が進められている。さら
に、積層セラミックコンデンサのコストダウンを図るた
め、内部電極材料としてＰｄなどの貴金属に代わってＮ
ｉなどの卑金属が用いられるようになってきている。

【０００３】通常、このＮｉなどの卑金属を内部電極と
する積層セラミックコンデンサは、次のようにして製造
されている。即ち、まず、誘電体セラミック層としてド
クターブレード法などで得たセラミックグリーンシート
に、Ｎｉなどの卑金属を導電成分とする導電性組成物を
内部電極層としてスクリーン印刷法などにより印刷す
る。次に、積層し圧着した後、このセラミックグリーン
シートと内部電極層とからなる圧着体を還元雰囲気中で
同時焼成し、その後、外部電極を形成して得られる。ま
た、このスクリーン印刷用の導電性組成物としては、Ｎ
ｉなどの卑金属粉末をエチルセルロース樹脂やアルキッ
ド樹脂などの樹脂成分およびテルピネオールなどの溶剤
成分を含有する有機ビヒクルに分散させたペースト状の
ものが用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、Ｎｉを内部電極
とする積層セラミックコンデンサの製造において、内部
電極層の膜厚は、スクリーン印刷後の導電性組成物の乾
燥膜厚で５〜１０μｍとする必要があった。これは、乾
燥膜厚が５μｍ未満では、焼成後の内部電極層が網目状
化したり切れたりして、静電容量が小さくなるなどの電
気特性の悪化が生じるためである。

【０００５】一方、市場の小型大容量化・高密度化の要
求に対応して、積層セラミックコンデンサの薄層化およ
び多層化、すなわち、誘電体セラミック層を薄くし層数
を増大させるとともに、内部電極層を薄くし層数を増大
させるという必要が生じている。

【０００６】しかしながら、従来の乾燥膜厚５〜１０μ
ｍでは厚すぎて、積層した圧着体に内部歪みが生じやす
くなるとともに焼成時の脱バインダが不十分となり、焼
成後にデラミネーションなどの内部欠陥が発生し、製品
の信頼性を悪化させるという問題点を有していた。

【０００７】そこで、本発明の目的は、膜厚の薄い平滑
な電極層を形成するとともに、電気的特性の劣化やデラ
ミネーションなどの内部欠陥を防止することが可能な導
電性組成物を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような目
的に鑑みてなされたものである。本発明の導電性組成物
は、導電粉末と、有機ビヒクルと、アニオン界面活性剤
とからなることに特徴がある。

【０００９】また、本発明の導電性組成物においては、
前記アニオン界面活性剤は、前記導電性組成物１００ｗ
ｔ％のうち０．５〜５ｗｔ％含有することが好ましい。

【００１０】また、本発明の導電性組成物においては、
前記アニオン界面活性剤は、リン酸エステル系であるこ
とが好ましい。

【００１１】また、本発明の導電性組成物においては、
前記導電粉末は、Ｎｉ粉末であることが好ましい。

【００１２】また、本発明の導電性組成物においては、
前記Ｎｉ粉末の平均粒径は０．３〜０．８μｍの範囲内
であることが好ましい。

【００１３】また、本発明の導電性組成物においては、
前記Ｎｉ粉末は、導電性組成物１００ｗｔ％のうち３０
〜５０ｗｔ％含有することが好ましい。

【００１４】さらに、本発明の導電性組成物は、積層セ
ラミックコンデンサの内部電極に用いられることが好ま
しい。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の導電性組成物は、導電粉末と有機
ビヒクルとアニオン界面活性剤とを有している。このよ
うな組成を有することによって、膜厚の薄い平滑な電極
層を形成するとともに、電気的特性の劣化やデラミネー
ションなどの内部欠陥を防止することが可能となる。

【００１６】なぜなら、アニオン界面活性剤が導電粉末
と有機ビヒクルとの界面に作用して両者の濡れを促進さ
せる。その結果、均一で平滑な電極膜を形成することが
でき、膜厚の薄い電極膜でも電気的特性を満足すること
が可能となるからである。また、デラミネーションなど
の内部欠陥防止に有効なのは、電極膜を薄く形成するこ
とができ、積層した場合に歪みが小さくなるためであ
る。

【００１７】本発明で用いられるアニオン界面活性剤
は、上述したような特性を有していれば、組成等は特に
限定されるものではない。具体的には、リン酸エステル
系、硫酸エステル系が代表される。好ましくはリン酸エ
ステル系である。この場合、比較的少量で濡れ性を向上
させることができる点で有効である。

【００１８】なお、リン酸エステル系としては、ポリオ
キシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルが代表
される。さらに具体的にはＲＯ（ＣＨ₂ＣＨ₂Ｏ）Ｐ
（Ｏ）ＡＢ（ただし、Ａ、Ｂは、ＯＨまたはＲＯ（ＣＨ
₂ＣＨ₂）_n）が代表される。

【００１９】上記アニオン界面活性剤の含有量は、上記
のような特性が得られる適量であれば特に限定されるも
のではないが、好ましくは上記導電性組成物１００ｗｔ
％のうち０．５〜５ｗｔ％の範囲内である。含有量が
０．５ｗｔ％未満の場合には、添加効果に乏しく、上記
特性が充分に得られないので好ましくない。一方、含有
量が５ｗｔ％を越える場合には、粘度が極端に下がり、
にじみ等が生じるのでスクリーン印刷には適さない。

【００２０】また、本発明で用いられる導電粉末は必ず
しも限定されるものではない。具体的にはＮｉ、Ｐｄ、
Ｃｕ、Ａｇなどが挙げられる。好ましくはＮｉ粉末であ
る。

【００２１】また、Ｎｉ粉末を用いた場合には、粉末の
平均粒径は０．３〜０．８μｍの範囲内が好ましい。平
均粒径が０．３μｍ未満の場合には、導電性組成物の乾
燥後の厚膜体の焼成収縮率が大きくなり、膜厚が薄いと
電極切れが発生しやすいので好ましくない。一方、平均
粒径が０．８μｍを越える場合には、導電性組成物の乾
燥後の厚膜体の表面粗さが大きくなるので好ましくな
い。

【００２２】上記Ｎｉ粉末の含有量は、必ずしも限定さ
れるものではないが、好ましくは上記導電性組成物１０
０ｗｔ％のうち３０〜５０ｗｔ％の範囲内である。Ｎｉ
粉末の含有量が３０ｗｔ％未満の場合には、導電性組成
物の乾燥膜厚が薄くなるので好ましくない。一方、含有
量が５０ｗｔ％を越える場合には、導電性組成物の乾燥
膜厚が厚くなり、積層セラミックコンデンサの薄層化、
多層化に充分対応できないので好ましくない。

【００２３】さらに、本発明で用いられる有機ビヒクル
は特に限定されるものではなく、広く一般に用いられて
いるものであれば利用できる。具体的には、樹脂成分と
してエチルセルロース樹脂、アルキッド樹脂、アクリル
樹脂などが挙げられる。なお、これらは単独あるいは適
宜組み合わせて用いてもよい。また、溶剤成分としては
テレピネオール、ブチルカルビトール、ケロシンなどが
挙げられる。なお、これらは単独あるいは適宜組み合わ
せて用いてもよい。

【００２４】次に、本発明を実施例に基づき、さらに具
体的に説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。

【００２５】

【実施例】まず、導電性組成物（以下、導電性Ｎｉペー
ストとする。）を作製した。即ち、粒径範囲が０．１〜
１．２μｍであって平均粒径が０．３μｍ〜１．０μｍ
のＮｉ粉末２５〜５５重量％と、エチルセルロース樹脂
およびアルキッド樹脂をテレピネオール溶剤に溶解した
有機ビヒクル７４〜４０重量％と、アニオン界面活性剤
としてリン酸エステル系のもの、カチオン界面活性剤と
して第４級アンモニウム系のものをそれぞれ０．５〜
５．０ｗｔ％とを混合した後、三本ロールで混練して導
電性Ｎｉペーストとした。なお、数値範囲はいずれもＮ
ｉ粉末と有機ビヒクルと界面活性剤との合計を１００ｗ
ｔ％としたものである。

【００２６】表１に、作製した導電性Ｎｉペーストのそ
れぞれの組成を示す。表１において＊印を付した試料は
本発明の範囲外のものである。

【００２７】

【表１】

【００２８】次に、上記導電性Ｎｉペーストを内部電極
として、積層セラミックコンデンサを作製した。即ち、
まず、非還元性のＢａＴｉＯ₃系セラミック原料粉末に
ポリビニールブチラールの有機バインダーおよびトルエ
ンの有機溶剤を加え混練してスラリーを得た。続いて、
このスラリーをドクターブレード法によりシート状に成
形して、厚さ８μｍのセラミックグリーンシートを作製
した。

【００２９】その後、このグリーンシートに先に準備し
た各導電性Ｎｉペーストをスクリーン印刷し、乾燥させ
て導電性Ｎｉペーストの厚膜体を形成した。ここで、乾
燥後の厚膜体にＸ線を照射したときに発生する蛍光Ｘ線
の強度により乾燥膜厚を測定し、また、接触針式粗さ計
により乾燥後の厚膜体の表面粗さをＪＩＳＢ０６０
１に定める中心線平均粗さ（Ｒａ）と十点平均粗さ（Ｒ
ｚ）として測定した。表１にその測定結果および評価を
示す。なお、評価はそれぞれ◎：非常に良好である、
○：良好である、×：実用的に問題あり、とした。

【００３０】次に、上記導電性Ｎｉペーストの厚膜体を
形成した所定枚数のセラミックグリーンシートを容量電
極を形成するように積み重ね、厚膜体を有しないセラミ
ックグリーンシートに挟んで圧着した後、所定のチップ
寸法に切断し圧着体とした。

【００３１】その後、Ｎ₂中で１３００℃で５時間焼成
して積層セラミックの焼結体を得た。そして、最後に、
この積層セラミック焼結体の内部の容量電極が露出して
いる焼結体の端部に導電性Ａｇペーストを塗付し、空気
中７５０℃で焼き付けて外部電極を形成して、積層セラ
ミックコンデンサを完成させた。

【００３２】ここで、表１の評価結果について説明す
る。表１の試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６の評価を◎とし
たのは、いずれもＮｉ粉末の平均粒径が０．３〜０．８
μｍ、Ｎｉ粉末の含有量が３０〜５０ｗｔ％、有機ビヒ
クルの含有量が６９〜４５ｗｔ％、アニオン界面活性剤
１〜５ｗｔ％の範囲内のものであり、このような導電性
Ｎｉペーストを用いて、スクリーン印刷法で内部電極層
を形成することにより、その乾燥膜厚は０．５〜２．０
μｍ、表面粗さは中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍ
以下で、十点平均粗さ（Ｒｚ）が２．０μｍ以下になる
からである。

【００３３】上記試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６を用いた
場合には、積層セラミックコンデンサのさらなる薄層化
およびさらなる多層化、例えば、誘電体セラミック層を
４．５μｍ以下に薄くし層数を増大させるとともに、内
部電極層を２．０μｍ以下に薄くし層数を増大させると
いったものに対しても、積層した圧着体に内部歪みが生
じにくく、焼成時の脱バインダーも容易であり、焼成後
にデラミネーションなどの内部欠陥が発生することも防
止できるので、製品の信頼性がより一層向上することに
なる。

【００３４】また、試料Ｎｏ．７の評価を○としたの
は、Ｎｉ粉末の含有量が５０ｗｔ％を越えることによ
り、その乾燥膜厚が２．０μｍを越え、十点平均粗さ
（Ｒｚ）が２．０μｍを越えてしまうからである。

【００３５】また、試料Ｎｏ．８の評価を○としたの
は、Ｎｉ粉末の含有量が３０ｗｔ％未満であるため、そ
の乾燥膜厚が０．５未満と薄くなるからである。

【００３６】また、試料Ｎｏ．９の評価を○としたの
は、アニオン界面活性剤の含有量が１．０未満であるた
め、厚膜体の十点平均粗さ（Ｒｚ）が２．０μｍを越え
るからである。

【００３７】また、試料Ｎｏ．１０の評価を○としたの
は、Ｎｉ粉末の平均粒径が０．８μｍを越えるため、厚
膜体の中心線平均粗さ（Ｒａ）が０．５μｍを越え、十
点平均粗さ（Ｒｚ）が２．０μｍを越えてしまうからで
ある。

【００３８】上記試料Ｎｏ．７〜試料Ｎｏ．１０は、試
料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６と比較すると幾分劣化してい
るが、従来のものに比べて積層セラミックコンデンサの
薄層化および多層化に充分対応できているものである。

【００３９】さらに、試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．１２
の評価を×としたのは、界面活性剤としてカチオン界面
活性剤を用いているため、厚膜体の中心線平均粗さ（Ｒ
ａ）が０．５μｍを越え、十点平均粗さ（Ｒｚ）が２．
０μｍを大きく越えてしまうからである。

【００４０】上記試料Ｎｏ．１１、試料Ｎｏ．１２を用
いた場合には、積層セラミックコンデンサの薄層化およ
び多層化に対応できておらず、実用的ではない。

【００４１】

【発明の効果】本発明の導電性組成物を用いれば、膜厚
の薄い平滑な電極層を形成することができるとともに、
電気的特性の劣化やデラミネーションなどの内部欠陥を
防止することが可能となる。

【００４２】従って、積層セラミックコンデンサの内部
電極としては特に有効であり、積層セラミックコンデン
サの薄層化および多層化に対応することが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電粉末と、有機ビヒクルと、アニオン
界面活性剤とからなることを特徴とする導電性組成物。
【請求項２】前記アニオン界面活性剤は、前記導電性
組成物１００ｗｔ％のうち０．５〜５ｗｔ％含有するこ
とを特徴とする請求項１に記載の導電性組成物。
【請求項３】前記アニオン界面活性剤は、リン酸エス
テル系であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の導電性組成物。
【請求項４】前記導電粉末は、Ｎｉ粉末であることを
特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の導
電性組成物。
【請求項５】前記Ｎｉ粉末の平均粒径は０．３〜０．
８μｍの範囲内であることを特徴とする請求項４に記載
の導電性組成物。
【請求項６】前記Ｎｉ粉末は、導電性組成物１００ｗ
ｔ％のうち３０〜５０ｗｔ％含有することを特徴とする
請求項４または請求項５に記載の導電性組成物。
【請求項７】積層セラミックコンデンサの内部電極に
用いられることを特徴とする請求項１から請求項６のい
ずれかに記載の導電性組成物。