JPS6033793B2 - 銅被膜を有するセラミツク体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はたとえば電極あるいは導電部として被着形成
された銅被膜を有するセラミック体に関するものである
。

この発明が導き出された背景として説明するのに好適な
例としては、何らこれに限定されるものではないがセラ
ミックコンデンサがある。

セラミックコンデンサは誘電体セラミックの対向主表面
に容量取り出し用の電極を形成したものが基本的構造で
ある。

そして電極としては銀を焼き付けたものが一般的であっ
た。これは銀粉にガラスフリットおよびビヒクルを加え
てペースト状としたものを、誘電体セラミックの対向主
表面に塗布あるいは印刷などで付与し、空気中にて熱処
理を行って焼き付けたものである。この銀電極は電気的
特性、半田付け性などについていずれも実用上十分に良
好な結果を示し、いままで電極にはこの銀電極が主とし
て用いられてきた。

しかしながら、昨今銀の価格の高騰に伴い、銀電極のセ
ラミックコンデンサ全体に占める価格の割合が上昇し、
ひいては全体の価格を押し上げる結果となった。

したがって、銀電極に代わりうる安価な電極の出現が望
まれている。そこで、まず、ニッケルの無電解〆ッキ被
膜について有用性が検討された。

誘電体セラミックに被着したニッケルの無電解メッキ膜
は十分な接着強度を有しており、電極として一応使用可
能であるという目途がつも、た。しかし、ニッケルの比
抵抗値は７．２４×１０‐６０・抑と銀の比抵抗値であ
る１．６２×１０‐６０・ｃのにくらべて高く、高周波
特性が低下するという欠点を有していることが判明した
。またこの欠点を補うためにニッケル表面の全面に半田
を形成する処理も施さなければならなくなつた。次にニ
ッケルの無電解〆ッキ電極に代わるものとして銅よりな
る乾式メッキ膜がある。

その一例として銅のスパッタリング膜からなる電極があ
る。銅は銀の比抵抗値に近い値（１．７２×１０‐６０
・ｃの）を示す点でニッケル電極にくらべてすぐれた特
性を有している。しかし「 この銅電極は乾式メッキ膜
であるため、その膜厚が銀の焼き付け電極にくらべて薄
く、銅そのものの導電性が十分に生かしきれず、これが
ために高周波特性において難点が見られた。難点を解消
するには膜厚を厚くすればよいが、膜形成時間を長くし
なければならす、量産性を考慮した場合好ましいもので
はない。この池乾式メッキ膜として真空蒸着膜、イオン
プレーティング膜、気相蒸着膜などがあるが、いずれも
スパッタリング膜と同程度、あるいはそれ以下の効果し
か得られないものであり、量産性あるいは高周波特性を
改善するまでには至っていない。いずれにしても、乾式
メッキ膜からなる電極では膜厚が薄く、各特性に良好な
結果を得るまでには至っていない。

したがって、何らかの形で電極の膜厚を厚くした構造を
見し、出す必要がある。したがって「 この発明は膜厚
の厚い導電性の被膜を有するセラミック体を提供するこ
とを目的とする。また、この発明は銅被膜により膜厚の
厚い導電性被膜を構成したセラミック体を提供すること
を目的とする。

すなわち、この発明はセラミック本体の表面の所要個所
に銅の乾式メッキ膜が形成され、さらにその上に銅の電
解メッキ膜が形成されたものからなる鋼被膜を有するセ
ラミック体である。

セラミック本体としては、譲露体セラミック、圧電体セ
ラミック、半導体セラミック、抵抗体セラミック、絶縁
体セラミック、磁性体セラミックのいずれか１種があり
、これらの表面にはいずれも各セラミックの電気的特性
を引き出すための電極として、あるいは回路部、さらに
は導電部としての銅被膜が形成される。

そして銅被膜は、セラミック体の表面の形成すべき個所
に第１層として、イオンプレーティング膜、スパッタリ
ング膜などからなるいわゆる乾式メッキ膜から構成され
る。

通常これらの乾式メッキ膜は０．２〜１りの範囲で形成
される。

これはメッキ膜形成速度と量産性から勘案して算出され
たもので、膜厚を厚くすることによる所要時間はできる
かぎり短縮した状態とし、次に第２層の電解メッキ膜を
形成することができる膜厚として必要な値を示したもの
である。銅の乾式メッキ膜が形成された上にはさらに銅
の電解メッキ膜が形成される。

電解メッキ膜の形成に当っては公知の方法にて形成され
るが、電解液としてシアン化鋼、硫化銅、あるいはピロ
リン酸銅などがあるものの、銅の乾式メッキ膜の上に形
成するには、ピロリン酸銅について好ましい結果が得ら
れる。ピロリン酸銅以外について好ましくないと判断さ
れる理由としては、シアン化鋼、硫酸銅などについては
析出した銅の電解膜の粒径が細かいために応力が加わり
やすくなり、銅の乾式メッキ膜との間の密着性が損われ
ることになり、その結果形成された空間が誘電体損失の
低下をもたらし、電気的特性を低下させることによるか
らである。一方、ピロリン酸銅を用いたものは電解液そ
のものが中性であり、セラミック体に何ら悪影響を与え
ることなく、また生成された膜そのものも粒径が大きい
ため十分な密着性を有しており、電気的特性の劣化をも
たらすことはない。

また、電解膜としてはその厚みが０．５〜３〃程度にお
いて電気的特性にすぐれたものが得られる。

たとえば、コンデンサについて云えば、高周波特性に改
善効果が現われる。また、銅の乾式メッキ膜とおよびそ
の上に形成された銅の電解メッキ膜からなる導電性被膜
は、熱処理などの外部的環境にさらされても電気的特性
の劣化などがほとんど見られない。以下、この発明を実
施例に従って詳細に説明する。

この実施例においては、セラミック体として誘電体セラ
ミックを用いた場合について説明する。

まず、誘電体セラミックとして、チタン酸ストロンチウ
ム系の粒界絶縁型半導体のものを準備した。この誘電体
セラミックを大きさが５側？，０．３側ｔの円板状とし
、スパッタリング装置の陽極側に誘電体セラミックを設
置する一方、銅のターゲットを陰極に設置した。

次いで真空槽を一旦１０‐６Ｔｏｒｒ程度の高真空状態
とし、そののちアルゴンガスを真空槽内に導入したガス
圧を１×１０‐１〜１×１０‐４Ｔｏｎとした。さらに
陰極、陽極間に直流電圧を印加し、これにより誘電体セ
ラミックの表面に銅のスパッタリング膜を形成した。こ
のようにして譲露体セラミックの対向主表面に形成され
た銅のスパッタリング膜の上にはさらに銅の電解メッキ
膜が形成される。銅の電解メッキ膜は次のようにして作
成される。

つまり、銅のスパッタリング膜を形成した誘電体セラミ
ックを陰極側に設置し、一方陽極側に銅板を設置した。
このときメッキ浴槽にはピロリン酸銅が充たされている
。次いで、陰極、陽極間に直流電圧を印加した。これに
より、銅のスパッタリング膜上に銅の電解メッキ膜を形
成した。このようにして得られたコンデンサについて、
絶縁抵抗（ＩＲ）、直列等価抵抗（Ｅ．Ｓ．Ｒ）、半田
槽に浸潰したときの容量変化率（△Ｃ）、破壊電圧（Ｂ
Ｄ．Ｖ）および誘電損失（ｔａｎ６）の各特性を測定し
、その結果を第１表に示した。第１表 上述した特性のうち、△Ｃはコンデンサを３５０℃の半
田槽に２晩沙間浸潰し、初期値の静電容量に対する変化
率を求めた値である。

また、−Ｂ．Ｄ．Ｖはコンデンサに電圧を静的に加えて
コンデンサが破壊するに至らない状態での最高ＥＯ力ロ
電圧を示したものである。なお、比較参考例として、電
極の種類が銅のスパッタリング膜、ニッケルの無電解〆
ッキ膜および銀の焼付け電極からなるコンデンサを従来
公知の方法で作成し、同様に各特性を測定し、その結果
も第１表に合わせて示した。

このときの誘電体セラミックはこの発明の上述の実施例
と同じものを用いたことはもちろんである。以上の実施
例から明らかなように、ニッケル無電解電極、銅のスパ
ッタリング電極に〈らべて各特性においてすぐれた値を
示しており、また銀電極にくらべても同等あるいはそれ
以上の特性が得られている。

したがって、この発明にかかる銅被膜によって誘電体セ
ラミックが有する特性を十分に引き出せるものであるこ
とが判明した。上述の実施例においては、セラミックコ
ンデンサの電極としての役割を果たす銅被膜について説
明したが、その他のコンデンサ、たとえば貫通形コンデ
ンサ、円筒状コンデンサ、積層コンヂンサなどにも適用
することができる。また、バリスタ、負特性サーミスタ
、正特性サーミスタなどの半導体セラミックの電極とし
て使用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セラミツク本体の表面の所要個所に銅の乾式メツキ
   膜が形成され、さらにその上に銅の電解メツキ膜が形成
   されたものからなる銅被膜を有するセラミツク体。 ２ セラミツク本体は、誘電体セラミツク、圧電体セラ
   ミツク、半導体セラミツク、抵抗体セラミツク、絶縁体
   セラミツク、磁性体セラミツクのいずれか１種である特
   許請求の範囲第１項記載の銅被膜を有するセラミツク体
   。 ３ 銅の乾式メツキ膜は、イオンプレーテイング膜、ス
   パツタリング膜のうちいずれか１種からなる特許請求の
   範囲第１項記載の銅被膜を有するセラミツク体。 ４ 銅の電解メツキ膜は電解液としてピロリン酸銅を用
   いたものから形成された特許請求の範囲第１項記載の銅
   被膜を有するセラミツク体。 ５ セラミツク本体は誘電体セラミツクであり、銅被膜
   は容量取り出し用の電極である特許請求の範囲第１項記
   載の銅被膜を有するセラミツク体。