JPS634331B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は諸特性の安定した誘電体セラミツク電
子部品を容易にかつ安価に製造することができる
方法に関するものである。 従来から、誘電体素子や圧電素子、半導体素子
等の機能特性を利用したセラミツク電子部品の電
極には、磁器素体の表面にAg、Ag−Pd、Ag−
Pt、Ag−Ni等の貴金属を主体とした焼付電極が
使用されている。しかし、近年の貴金属の価格高
騰に伴ない、メツキによる電極の形成法が種々開
発されつつある。しかしながら、これらの方法に
も多くの欠点がある。 たとえば、特開昭55−41774号公報のように、
セラミツク素体表面にガラスフリツトが含まれて
いる焼付銀電極を形成し、その後ニツケル電極お
よび銀電極を無電解メツキ法等により形成するこ
とも可能であるが、この方法では、焼付金属表面
が粗面で多くの小孔が存在しているために、メツ
キ処理の際にメツキ液がこの小孔内部に浸透し、
焼付銀層とセラミツク素体の付着強度を劣化させ
るという欠点があつた。他の方法としては直接無
電解ニツケルメツキ法を用いるもので、これは最
初に塩化錫と塩化パラジウムを化学的反応させ
て、素体表面に触媒活性化処理をほどこすことが
一般的であつた。しかし、この方法にはセラミツ
ク電子部品用の電極として使用する場合には多く
の問題がある。すなわち、電極材料や関連材料の
種類および取付方法によつて引張強度が低下する
（焼付銀電極に比べて1/2に低下）だけでなく、寿
命試験による特性劣化等がいちぢるしく劣化する
ものであつた。たとえば、セラミツク電子部品素
体に電極を形成する場合、無電解ニツケルメツキ
方法では、その工法の性質上、基板全周表面上に
メツキ膜が形成されやすく、その場合には周側面
のメツキ膜を研削除去して対向電極を形成するの
であるが、沿面耐電圧距離が基板の厚みで決定さ
れ、電極周端部における電界の集中によつて絶縁
破壊が起こりやすく、基板をあまり薄くすること
ができなかつた。また、これらの方法に代えて部
分メツキ法の使用も考えられる。これは、セラミ
ツク素体表面に所要パターンの金属層を形成する
に際し、あらかじめセラミツク素体表面の所要個
所にメツキレジストを付与しておき、ついでその
表面を活性化したのち、メツキレジストを除去
し、その後無電解メツキを施してセラミツク素体
表面に金属層を形成する方法である。これ以外に
も、真空蒸着法やフオトエツチング法等種々の方
法があるが、いずれの方法によつてもセラミツク
電子部品用電極としては満足する結果が得られて
いない。すなわち、従来から知られているメツキ
付与方法では、メツキの密着性が悪く、特にま
た、コンデンサを例にとつた場合、小型化を目的
としたコンデンサの素体厚みは0.1〜0.3mmと薄
く、その直径が4.5〜16mmと種々あり、量産性を
考慮した場合、実施困難なものであつた。さらに
容量値を少しでも大きく得るために、素体の対向
する二つの面全体にそれぞれ電極を形成した場合
には、上述したように寿命特性が極度に悪く、信
頼性上からセラミツク素体面の電極部に縁を設け
る必要があつた。 本発明は、このような従来の方法にあつた数多
くの欠点を除去し、寿命特性がいちぢるしく安定
している誘電体セラミツク電子部品の製造方法を
提供するものである。すなわち、本発明の方法
は、銀化合物を銀成分に換算して0.05〜30重量％
含み、誘電体セラミツク基板に端部が残るよう塗
布してから、350〜850℃の範囲内の温度で熱処理
を施し、その後さらに無電解メツキ法により銅の
電極を形成するものである。この方法によつて得
られた電極は、従来までの焼付銀電極法によつて
得られた電極に比べて非常に良好な特性を有し、
十分な機能を得ることができるものである。 以下、本発明の方法について、実施例をあげて
説明する。 誘電体基板としてはBaTiO₃−SrTiO₃−
PbTiO₃−Bi₂O₃・TiO₂系のセラミツク素体をそ
れぞれ用いた。それらの厚みは0.15〜1.3mm、直
径４〜12mmである。これら基板の全面に、あるい
は両面に１mmの縁（端面部）が残るようなマスク
を用い、吹付法または印刷法によつてペーストを
付与した。なお、セラミツク素体表面と電極との
接着強度、特性向上を目的として、セラミツク素
体面をあらかじめ化学的処理、機械的処理により
粗くしておくこともよい方法である。なお、Ag
化合物が含まれているペーストはAgに換算して
0.05〜30重量％の量のAgNO₃、アミド系、フエ
ノール系またはセルローズ系等の有機バインダー
成分、エチルセロソルブ、ブチルカルビトールま
たはアルコール等の溶剤を用い、印刷用としては
粘度30000〜60000C.P.、吹付用としては粘度100
〜400C.S.Pに調整して作製し、これをセラミツク
基板の裏表に付与した。その後、80〜100℃の温
度で乾燥させた後、電気炉を用い、350〜850℃の
範囲内の温度で焼付けし、金属銀粒子層を形成し
た。それから、無電解メツキ法により銅メツキ膜
を形成し、電極を設けた。なお、無電解メツキ液
としては、金属塩としての硫酸銅、錯化剤として
のEDTA、および還元剤としてのホルマリンを
含む公知の組成の液を使用した。 次にSn−Pb系主体の半田材料を用いて浸漬法
によりリード線を取付け、その後、フエノール系
被覆樹脂、ワツクス含浸を行なつて完成品とし
た。 本発明において、Ag化合物の成分を含むペー
ストを付与し、その後350〜850℃の範囲内の温度
で焼付けしているのは、セラミツク基板面に安定
した金属銀粒子層を形成するためであり、350℃
より低い温度では樹脂成分が残り、金属電極の均
一な形成が困難になるだけでなく、その接着強度
も低下するので好ましくない。また、850℃より
高い温度では、金属銀粒子層が良好な状態で形成
されず、金属電極を形成するための銀メツキ皮膜
の形成が不均一になり、電子部品としての特性が
悪化する。 上述ではAg化合物としてAgNO₃を用いている
が、それに代えて有機酸銀、Ag₂CO₃、酢酸銀、
シアン化銀等、焼付後にAgが金属粒子として残
る化合物を使用しても、まつたく同等の効果を得
ることができる。 Ag化合物がペースト中にAg成分に換算して
0.05〜30重量％含まれているとき、セラミツク素
体表面に形成される金属銀粒子層は十分にその機
能を発揮することができる。その量が30重量％を
越えると、従来の焼付銀と比較して、価格的に特
徴がなくなる。そして、湿中負荷寿命試験におい
て、Agのイオンマイグレーシヨンが発生し、電
子部品としての特性のばらつきが大きくなる。そ
れだけでなく、Cuの無電解メツキにおいて、電
極の輪郭が不明瞭になり、寸法外の部分にもCu
が付着するという欠点を生じる。また、0.05重量
％よりも少なくなると、無電解銅メツキ膜を形成
するのに十分なだけの金属銀粒子層が形成されな
くなる。すなわち、上述のような金属銀粒子層を
形成し、その上にCuの無電解メツキをすること
によつてはじめて、湿中負荷寿命試験において、
Agイオンマイグレーシヨンが発生しなくなるも
のである。無論、この下地となるAgの層は非常
に薄いものであり、それ自体で電極としての機能
を発揮し得ないものである。 下表に、本発明の方法の実施例と比較例を対比
させて示す。なお、この表は、Ag化合物として
上述のAgNO₃を用いた場合のものである。また
表の誘電特性としての誘電率εおよび誘電正接
tanδは、20℃の温度下において1KHzの周波数で
測定した値で示しており、また湿中負荷寿命試験
は温度85℃、相対湿度85％の高温高湿雰囲気中に
おいて、直流電圧1000Vを1000時間印加するとい
う条件で実施した。絶縁抵抗は直流1000Vを２分
間印加して測定した。

【表】 上表において、No.１、９、10、16、17は本発明
の範囲外の比較例である。なお、No.１〜９は銀化
合物含有ペーストの焼付温度を一定にし、銀成分
の量を変化させた例であり、特にNo.４、５は湿中
負荷寿命試験後においても安定した特性を示して
いる。No.10、17については、湿中寿命試験におい
て表面が黒化しているのが認められた。これは、
Agのイオンマイグレーシヨンを生じたためであ
り、特にNo.17の焼付銀電極はそれが特に顕著なも
のであつた。No.10〜16は焼付温度を変化させた場
合の特性であり、焼付温度の低いNo.10は誘電率が
低く、湿中負荷試験後の絶縁抵抗の低いものであ
つた。焼付温度の高いNo.16は誘電率の低下が著し
く、No.10同様実用的でない。 ここには示していないが、リード線と電極面と
の接着強度も従来からの焼付銀電極品に比べて同
等か、さらには優れた値を示している。 以上のように、本発明のセラミツク電子部品の
製造方法は、従来の焼付電極銀等に比べて電極の
価格が1/10〜1/20ですみ、特性もいちぢるしく安
定であり、現在の貴金属の価格高騰に十分対処で
きるもので、産業的価値の大なる製造方法であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 銀化合物を銀成分に換算して0.05〜30重量％
   含み、印刷または吹付けの可能なペーストを、誘
   電体セラミツク基板に端部が残るように塗布して
   から、350〜850℃の範囲内の温度で熱処理を施し
   て金属銀粒子層を形成し、その後その金属銀粒子
   層上にさらに無電解メツキ法により銅の金属電極
   を形成することを特徴とする誘電体セラミツク電
   子部品の製造方法。 ２ 誘電体セラミツク基板として、あらかじめ表
   面を粗面化した基板を使用することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の誘電体セラミツク
   電子部品の製造方法。