JPS63236785A - セラミツク電子部品の電極形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁器コンデンサ、バリスタ、サーミスタ、圧
電体などのセラミック電子部品に電極を形成するセラミ
ック電子部品の電極形成方法に関するものである。

従来の技術 近年、セラミック電子部品に電極を形成する方法として
は、銀粉末、パラジウム粉末あるいは銀−パラジウム粉
末と、ガラスフリット粉末と、有機ビヒクルからなる導
電性ペーストが主として用いられているが、これらは貴
金属で高価であり、また銀ペーストは金属マイグレーシ
ョンを起し易く、信頼性に問題があることなどから、亜
鉛粉末を主体としたペーストが用いられるようになって
きている。

以下図面を参照しながら、上述したような従来の亜鉛粉
末を主体としたペーストを用いてなるセラミック電子部
品の電極形成方法について説明する。

第２図および第３図は、従来の形成方法による亜鉛粉末
を主体としたペーストを用いて構成されたセラミック電
子部品を示すものである。

第２図、第３図において、１はセラミック電子部品素子
、２は第１電極層として亜鉛粉末とガラスフリット粉末
と有機ビヒクルから形成された亜鉛電極、３は銅、ニッ
ケル、半田などのメッキ電極あるいは銅粉末とガラスフ
リット粉末と有機ビヒクルから形成された銅電極のいづ
れかから形成された第２電極層、４はリード線、６はリ
ード線４を第１電極層の亜鉛電極２または第２電極層３
に固着するだめの半田である。

ここで、第１電極層である亜鉛電極２は、第２図に示し
たようにこの亜鉛電極２のみで使用される場合と、第３
図に示したようにその上に銅、半田、ニッケルなどから
なるメッキ電極あるいは銅粉末とガラスフリット粉末と
有機ビヒクルよシ形成された銅電極よシなる第２電極層
３を設けて使用される場合とがあり、第１電極層である
亜鉛電極２の形成時の焼付温度としては４１９．５°Ｃ
（亜鉛の融点）から９０７°Ｃ（亜鉛の沸点）が用いら
れ（特開昭５７−１８０１１２号公報）、第２電極層３
として銅粉末、ガラスフリット粉末、有機ビヒクルから
なる銅電極を形成するときの焼成時の雰囲気には中性ま
たは還元性が用いられる（特開昭６０−１２１７１２号
公報）。

以上のようにして構成されたセラミック電子部品の動作
について説明する。まず、所定の電圧をリード線から印
加すると、第２電極層、第１電極層を通してセラミック
電子部品素体へ電圧が印加されて、セラミック電子部品
が所定の動作をするものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記のような電極形成方法では次のよう
な欠点を有している。

（１）電極が亜鉛で一層の場合 第一に、焼付温度が４１９．５°Ｃから９３０℃である
ため、低温側では亜鉛粉末同志の接触が不十分になるた
め抵抗値が大きく、高温側では亜鉛が酸化亜鉛になるた
め低温側と同じく抵抗値が高くなり、良好なオーミック
コンタクトが得られず、セラミック電子部品素子の特性
低下を招く。

第二に、亜鉛電極上にリード線を固着するための半田付
けは一般に用いられている半田ゴテによる加熱方式では
非常に難しく、特殊な半田作業を必要とするため、量産
化に適さない。

第三に、リードレスタイプのチップ部品になると半田付
作業はさらに難しくなる。

（２）第１電極層が亜鉛、第２電極層がメッキによる場
合 第一に、第２電極層がメッキによる形成方法は、亜鉛電
極一層の場合よりも半田付作業は容易となるが、スクリ
ーン印刷、乾燥、焼付して形成する方法と比較して工法
が煩雑である。

第二に、例えば無電解ニッケルメッキ方法では、まずフ
ッ化アンモニウム溶液による表面処理、次に塩化第二ス
ズおよび塩化パラジウム溶液による処理の後、無電解ニ
ッケルメッキを行うため、これら処理溶液によるセラミ
ック電子部品素子の特性への影響およびこれら処理溶液
の残留により信頼性の低下を招く。

（３）第１電極層が亜鉛、第２電極層が鍋焼付電極の場
合 銅電極を形成するときの焼付時の雰囲気が中性または還
元性であるため、適用できるセラミック電子部品素子が
限定される。即ち、これらの雰囲気中で焼付すると焼結
体内の酸素が奪われるため特性が低下する。

本発明は上記のような欠点に鑑み、特性が安定でしかも
その形成方法が容易なセラミック電子部品の電極形成方
法を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 この目的を達成するための本発明のセラミック電子部品
の電極形成方法は、第１電極層として亜鉛粉末とガラス
フリット粉末と有機ビヒクルからなるペーストを塗布し
てから乾燥し、５００　℃から７００°Ｃの温度範囲で
焼付形成し、第２電極層は銅粉末とガラスフリフト粉末
と有機ビヒクルからなるペーストを第１電極層上に塗布
してから乾燥して、この第２電極層は第１電極層と同時
および個別のいづれかで焼付して電極を形成するもので
、この場合の焼付時の雰囲気は第１電極層、第２電極層
とも大気中で行う方法である。

作用 この形成方法により電極が形成されたセラミック電子部
品は、 （１）第１電極層である亜鉛電極の形成時の焼付温度を
低温側は５００°Ｃ以上とすることにより、亜鉛粉末同
志の接触がよくなり低抵抗の電極が得られ、高温側は７
００℃以下とすることにより、亜鉛の酸化を防ぎ低抵抗
の電極が得られ、セラミック電子部品素子とのオーミッ
クコンタクトもよくなる。

（２）第２電極層を銅粉末とガラスフリット粉末と有機
ビヒクルからなる銅ペーストとし、その焼付温度を第１
電極層である亜鉛電極の焼付温度と同等もしくはそれよ
シも低くすることによシ、亜鉛電極への熱的影響（亜鉛
の酸化による抵抗値の上昇など）を小さくする。

（３）第２電極層である銅ペーストを大気中で焼付する
ことにより、セラミック電子部品素子への適用が限定さ
れなくなる。なお、大気中で焼付が可能でしかも半田付
作業のできる銅ペーストは比較的容易に市場から入手す
ることができる。

（４）第１電極層である亜鉛電極、第２電極層である銅
電極を、塗布、乾燥、焼付という方法で形成することに
より、その作業は容易でしかもメッキ工法で形成したと
きの各種処理液によるセラミック電子部品素子への影響
もなく、特性の安定したものが得られる。

実施例 以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。

第１図は本発明の電極形成方法によシ得られたセラミッ
ク電子部品の構成を示す断面図である。

第１図において、６はセラミック電子部品素子であり、
例えばＢａＴｉＯ３系の２５°Ｃにおける抵抗値が１０
Ωの正特性サーミスタ素子、７は亜鉛電極であシ、亜鉛
粉末とガラスフリット粉末と有機ビヒクルからなる亜鉛
ペーストをスクリーン法でセラミック電子部品素子６の
両生面上に塗布し、１６゜°Ｃで１６分間乾燥した後、
大気中でかつ５００°Ｃから７００℃の温度範囲で焼付
形成して形成された第１電極層、８は銅電極であり、市
販の銅粉末とガラスフリット粉末と有機ビヒクルからな
る銅ペースト（８産フェロ−，０ＸＩＦ５５１４）をス
クリーン印刷、１５０℃で２０分乾燥後、４５０℃から
７００　℃の範囲で焼付形成した第２電極層、４はリー
ド線、６はリード線４を第２電極層３に固着するための
半田である。

ここで、本発明の効果を明らかにするため、上記と同一
の正特性サーミスタ素子を用い、第１電極層である亜鉛
電極の焼付温度と第２電極層である銅電極の焼付温度を
かえて、さらに比較のだめに第２電極層として無電解銅
メッキ電極を弗化水素と塩酸の混合液で表面処理したの
ち塩化第２スズ溶液および塩化パラジウム溶液で処理し
、次に硫酸鋼、酒石酸ナトリウム−カリウム、水酸化ナ
トリウム、ホルマリンからなるメッキ浴で銅電極を形成
した各種試料に、リード線を半田付して完成品とし、そ
れぞれのオーミックコンタクト（完成品の２６℃におけ
る素子抵抗値とこれら各種電極を除去し、インジウム・
ガリウム電極を設けたときの２６℃における素子抵抗値
との差で表示。）と信頼性（８５°Ｃ高温放置試験、４
０℃９０〜９６チ湿中放置特性）を比較した結果を第１
表に示した。

（以下余白） 第１表 なお、第１表において試料＆１〜煮１２は第１電極層と
第２電極層を別々に焼付（個別焼付）したもの、Ａ１６
〜＆１８は同時に焼付したものであり、信頼性試験にお
ける評価は、七硬れ２ｏ００時間後の試料の２６°Ｃに
おける抵抗値変化が初期に比較して±１０％以内のもの
は０、±１０％以上のものはΔで表示した。

試料点１および試料Ａ１１　、４１２は試料点２から黒
１０に比較するとオーミックコンタクトが悪い。これは
第１電極層である亜鉛電極の焼付温度はＳＯＯｏＣから
７００　℃の範囲が良好なことを示すものである。

試料点２と黒３と黒４および試料点６と黒６とＡ７およ
び試料＆８と黒９と＆　１０とを比較するといづれの場
合にも第１電極層である亜鉛電極の焼付温度よりも第２
電極層である銅電極の焼付温度が高くなるとオーミック
コンタクトは大きくなっている。このことよシ第２電極
層の焼付温度は第１電極層の焼付温度と同温度もしくは
低い温度とすることがよい。

試料／１３　、　Ａ５　、　＆　９と試料＆１６　、　
Ａ１７　。

Ａ１８とを比較するといづれの場合にも特性はほぼ同等
で差異がみられないことから第１電極層と第２電極層の
焼付は個別でも同時でもよい。

試料＆１３からＡ１６の特性はオーミックコンタクトは
比較的良好であるが、信頼性が悪く、第２電極層の変色
も認められた。このことから、第２電極層としてはＣｕ
ペーストが良好でその形成方法もメッキ法に比較すると
簡単であった。

以上の結果から、第１電極層は亜鉛電極でその焼付温度
は５００℃から７００℃、第２電極層は銅電極でその焼
付温度は第１電極層と同等もしくは低い温度で大気中で
焼付することにより特性の安定な正特性サーミスタ素子
を容易に得ることができた。

さらに、上記の条件をバリスタ素子、磁器コンデンサ素
子、負特性サーミスタ素子圧電体にも適用したが、その
結果は正特性サーミスタ素子と同様に良好な結果が得ら
れた。

本発明において、このような効果が得られたのは、第１
電極層を亜鉛電極（亜鉛ペースト）として、その焼付温
度範囲を規定することによシ、亜鉛粉末同志の接触状態
の改善と亜鉛粉末の酸化を防止して安定した電極とし、
さらに第２電極層を銅電極（銅ペースト）として、その
焼付温度を第１電極層と同等もしくはそれ以下とするこ
とによシ第２電極焼付時の第１電極への熱的影響（亜鉛
電極の酸化）を極力少なくすることにより特性の安定化
が得られ、その形成方法も印刷、乾燥、焼付（大気中）
とすることにより容易におこなうことができるものであ
る。実施例において、セラミック電子部品にはリード線
を設けたが、リード線を必要としないセラミック電子部
品でも同様な効果が得られることは勿論である。

発明の効果 以上のように本発明は、セラミック電子部品の素子に、
第１電極層として亜鉛電極、第２電極層として銅電極を
それぞれペーストの形で塗布、乾燥、大気中焼成し、こ
のときの第１電極層の焼付温度は５００°Ｃから７００
℃，第２電極層は第１電極層と同温度かもしくは低い温
度で同時又は個別焼付することにより、特性の安定した
セラミック電子部品が容易に得られるもので、その工業
的価値は大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるセラミック電子部品の
構成を示す断面図、第２図、第３図は従来のセラミック
電子部品の構成を示す断面図である。 １・・・・・・セラミック電子部品素体、２・・・・・
・亜鉛電極、３・・・・・・銅電極、４・・・・・・リ
ード線、６・・・・・・半田。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名６−
ｅラミー、７ｔ３唯良還ｘＮシ アー！全腎覧也 第１図　　　　　　Ｆｌ−）ｔｉｌｌ覧奄第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　セラミック素子の表裏の所要部に、第１電極層として
   亜鉛粉末とガラス粉末と有機ビヒクルからなるペースト
   を塗布してから乾燥し、大気中で、５００℃から７００
   ℃の温度範囲で焼付して形成し、この上に第２電極層と
   して銅粉末とガラス粉末と有機ビヒクルからなるペース
   トを塗布してから乾燥し、この第２電極層は第１電極層
   の焼付温度と同温度かそれよりも低い温度でその第１電
   極層と同時および個別のいづれかで大気中で焼付形成し
   てなるセラミック電子部品の電極形成方法。