JPH01140708A - 電極用ペースト組成物 - 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、電極用ペースト組成物に関し、詳しくはＺｎ
−５ｎ系混合ペーストでこれまでの銀ペーストよりも静
電容量をより大きくでき、また低温で焼成が可能な半導
体磁器コンデンサー電極用ペースト組成物に関する。

［従来の技術］ 亜鉛をコンデンサー用電極として用いる方法は従来から
行なわれてきており、紙コンデンサーやフィルムコンデ
ンサーの場合は真空蒸着法により電極を形成している（
新電気１９８７年１月号第１４９頁）。

また、半導体磁器コンデンサーに電極として亜鉛が用い
られた例としては、以下のようなものが開示されている
。

■半導体磁器素体表面にＡ　Ｊ　ＳＣｕおよびＺｎの金
属群か４選ばれた少なくとも一種またはその合金を溶射
して電極を形成して半導体磁器コンデンサーを得る方法
（特開昭５２−３２５６５）。

■チタン酸ストロンチウムを主体とする半導体磁器のよ
うな表面にＳｎＳＡＳｎ５Ａ、Ｚｎ５Ｃｕなどの金属を
蒸着した後、次に８００〜１２００℃の温度で熱処理し
て上記の金属の化合物の被膜を形成する方法、あるいは
上記の熱処理により、磁器内部に上記の金属化合物を拡
散させる方法。このように金属を蒸着後熱処理すること
により、特性にムラがなく、長時間安定した特性を維持
することが出来る製造方法（特開昭５３−１１５０９５
　）。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、■は溶射法であり、かなり高温で亜鉛を
吹きつける必要があり、熱衝撃や電極膜厚の安定性、カ
バ一部分の破損など多量生産方式の面で難しい点がある
。また■は真空蒸着後熱処理する方法であるが、やはり
　８００〜１２００℃という高温を必要とし、さらに空
気中で処理することが出来ないので、新たな設備投資を
必要とするなどの問題点がある。

また、半導体磁器コンデンサー電極用ペーストとしでは
、通常銀ペーストが使用されているが、最近貴金属、特
に銀の値段が高くなる傾向にあるので、その代替品とし
て卑金属を用いた電極ペーストを開発することが出来れ
ば、材料費および焼成電力費の点で経済性をさらに向上
させることができる。

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたもので、本発
明の目的は、安価な電極材料を用いて静電容量をより大
きくでき、かつ電極形成工程における消費電力等を大幅
に低減できる半導体磁器コンデンサー電極用ペースト組
成物を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者は、上記問題点を解決するために鋭意検討した
結果、特定比を有するＺｎ−Ｓｎ混合粉末を用いて、半
導体磁器コンデンサーの電極用ペーストとして使用する
と、従来からの銀ペーストよりも静電容ｆｆ１（ｐＦ）
をより大きく、また低温で焼成が可能な卑金属電極ペー
スト組成物を見出し本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、亜鉛粉末とスズ粉末の混合粉末を含
有することを特徴とする半導体磁器コンデンサー電極用
ペースト組成物である。

以下、本発明をさらに詳しく説明する。

本発明で用いられる亜鉛粉末およびスズ粉末は、特に限
定されるものではないが、９９％以上の純度の製品が好
ましく、粒径としては、１〜ＢＯμｍの製品が好ましく
用いられる。

本発明における亜鉛粉末とスズ粉末との混合比は１０：
１から１：５の範囲が好ましい。この範囲をはずれると
電極の密着性や誘電損失（ｔａｎδ）の値が悪くなった
り、あるいは半田付は性が悪くなるなどの影響が出てく
る。

これまでの銀電極ペーストを用いたスクリーン印刷法に
よる方法での亜鉛系電極ペーストの使用は、未だ行なわ
れておらず、本発明はその面に着目して検討した結果、
Ｚｎ−８ｎ系混合ペーストでこれまでの銀ペーストより
も静電容量をより大きくすることの出来る卑金属電極ペ
ーストを見出したものである。亜鉛粉末単独でもコンデ
ンサーの代表的性能である静電容量の値を、従来の銀ペ
ーストの値よりも大きくすることは出来るが、電極の密
着性や半田付は性の向上のためにスズ粉末との混合を行
なう。

次に、本発明のペースト組成物では媒体油力（用いられ
るが、媒体油としては天然樹脂油系媒体およびテレピン
油系媒体が好ましく用いられる。これらの媒体油単独ま
たは混合媒体油の前記亜鉛とスズとの混合粉末に対する
混合比は、亜鉛とスズの混合粉末１００重量部に対して
２５〜１００重量部添加するのが好ましい。この組成範
囲内において卑金属部分の酸化による誘電損失の増大を
防ぎ、また離形性の良好なかつ膜割れや剥離などを起こ
さず磁器の部分との密着性の良好なペーストにすること
ができる。

本発明で用いられる天然樹脂油系媒体とは、エステルレ
ジン、樹脂酸などを含む油をいい、例えば、エステルレ
ジン、マレイン酸などを含む、セイコーアドバンス社製
ＪＲＰ８００系の油（引火点４２℃、発火点４２０℃）
が用いられる。

また、テレピン油系媒体は、松ヤニを水蒸気蒸溜して得
られる揮発性の油で、主成分としてδ−ピネンやその他
リモネンなどを含むもので、沸点範囲１５２〜１６５℃
までに８０〜８５％流出する油である。テレピン油系媒
体としては、例えば、ＢＬＹＴＨＥＣＯＬＯＵＲ８ＬＴ
Ｄ、のＧ−４１８４系のものが好ましく用いられる。

この印刷用媒体のうち天然樹脂油系の媒体は、空気中の
焼付けにおいてカーボン化し、その還元性により卑金属
の酸化を防ぐ効果があり、テレピン油系の媒体は、良好
な塗布膜を形成し、乾燥焼付けにおいて離形性を良くす
る作用がある。

これらの媒体油は、それぞれ単独で用いてもよく、また
混合して用いてもよい。混合して用いる場合には、天然
樹脂油系媒体とテレピン油系媒体との混合重量比として
は、４：１から　１：１の範囲が好ましい。

本発明の電極用ペースト組成物は以上のような組成割合
でそれぞれ混合したものである。

次に、本発明の電極用ペースト組成物を用いて半導体磁
器コンデンサーの電極を形成する場合の方法を以下に説
明する。

まず、本発明の電極用ペースト組成物を半導体磁器コン
デンサー素体の表面に塗布する。この亜鉛−スズ系電極
ペーストの塗布法は通常のスクリーン印刷法により行な
うことができ、また乾燥焼付も条件は異なるが、銀ペー
ストの場合と装置および方法は同じであるので、特に新
たに大きな設備投資をせずに実施することが出来る。

このように卑金属ペーストを塗布した半導体磁器コンデ
ンサーを乾燥後４５０〜７５０℃の温度範囲、さらに好
ましくは４８０〜６５０℃の温度範囲で０．５〜１時間
焼付を行なうことにより、半導体磁器コンデンサーの表
面に亜鉛−スズ系電極を生成させることができる。この
場合、焼付温度が高くなると卑金属の酸化が起り易くな
り、ｔａｎδの増大がみられる。また焼付温度が余り低
すぎると、卑金属層が充分溶融密着せず静電容量の値が
悪くなる。

このようにして得られた半導体磁器コンデンサーは、従
来の銀ペーストを塗布して得られた半導体磁器コンデン
サーよりも静電容量のより大きなものが得られ、半導体
磁器コンデンサー電極用ペーストとして好適なものであ
る。

［実施例］ 以下、本発明を実施例および比較例によりさらに詳しく
説明する。

実施例１〜１２ スクリーン印刷用媒体のうち還元性のある天然樹脂油系
媒体（商品名ＪＲＰ８００、セイコーアドバンス社製）
と成膜性および離形性の良好なテレピン油系媒体（商品
名Ｇ−４１３４、ＢＬＹＴＨＥ　Ｃ０ＬＯＵＲ９社製）
とを重量で４：１の割合で秤量した後充分混練して混合
媒体を作成した。この混合媒体１００重量部に対して混
合卑金属粉末１００重量部を添加した。

卑金属の混合割合は、重量比で亜鉛：スズを５：１、３
：　　ｌ、　　２：　　１、１：１、１：２、１：　５
にそれぞれ変えて行ない充分混練した。

これらの亜鉛−スズ系電極ペーストを半導体磁器コンデ
ンサー用素体表面に塗布し、乾燥後５００℃、０．５時
間で焼付を行なった。冷却後ＬＣＲメーターにより　ｌ
　ＫＨｚにおける静電容量（ｐ　Ｆ）および誘電損失（
ｔａｎδ）を測定し、また絶縁抵抗試験器を用いて２５
Ｖにおける絶縁抵抗（ＭΩ）を測定した。さらにこれら
の測定値から誘電率（ε）を計算した。これらの結果を
第１表にまとめて示した。

比較例１〜６ 実施例１と同じロットの半導体磁器コンデンサー用素体
表面に従来から使用されている銀電極ペースト（商品名
ＸＲ８，北陸塗料■製）を塗布し、乾燥後５００℃、０
．５ｈｒおよび８００℃、０．５ｈｒで焼付を行なった
。冷却後ＬＣＲメーターにより静電容量およびｔａｎδ
を測定し、また絶縁抵抗試験器にて２５Ｖで絶縁抵抗を
測定した。更に測定値から誘電率を計算した。これらの
結果を第２表に示した。

以上の実施例１〜２０および比較例１〜１２から明らか
なように、同一の形状、焼付温度および時間で比較した
場合、本発明のペースト組成物を塗布したものは静電容
量等のコンデンサー特性に優れており、低温焼成が可能
であることがわかる。また、比較例５〜１２のように従
来の８００℃、０，５時間処理して得られたものと比較
しても同様に静電容量等のコンデンサー特性が向上して
いることがわかる。

実施例１３〜１８ 実施例１と同じ天然樹脂油系媒体およびテレピン油系媒
体とを重量で３＝１の割合で秤量した後充分混練して混
合媒体を作成した。この混合媒体１００重量部に対して
混合卑金属粉末１００重量部を添加した。卑金属の混合
割合は重量比で亜鉛：スズを１０：　　Ｌ　　５：　　
１．　３：　　１にそれぞれ変えて行ない充分混練した
。これらの亜鉛−スズ系電極ペーストを半導体磁器コン
デンサー用素体に塗布し、乾燥後５００℃、０．５ｈｒ
で焼付けを行なった。冷却後ＬＣＲメーターにより　Ｉ
ＫＩＩｚにおける静電容量およびｔａｎδを測定し、ま
た絶縁抵抗試験器を用いて２５Ｖにおける絶縁抵抗を測
定した。更に測知値から誘電率を計算した。これらの結
果を第３表にまとめて示した。

実施例１９〜２０ 実施例１と同じ天然樹脂油系媒体およびテレピン油系媒
体とを重量でｌ：１の割合で秤量した後充分混練して混
合媒体を作成した。この混合媒体１００重量部に対して
混合卑金属粉末１００重量部を添加した。卑金属の混合
割合は重量比で亜鉛：スズを３：１として行ない充分混
練した。以下実施例１と同様な処理を行ない、測定した
結果を第４表に示した。

実施例２１〜２８ スクリーン印刷用媒体のうち、卑金属の酸化を“防ぐ効
果の良好な天然樹脂油系媒体単味を用い、これに重量比
で３＝７の割合に混合卑金属粉末を添加した。卑金属の
混合割合は、重量比で亜鉛：スズを５：１および３二１
に変えて行ない充分混練した。以下実施例１と同様な処
理を行ない、測定した結果を第５表に示した。

実施例２９〜３０ スクリーン印刷用媒体のうち離形性の良好なテレピン油
系媒体単味を用い、これに重量比で１：ｌの割合に混合
卑金属粉末を添加した。卑金属の混合割合は、重量比で
亜鉛：スズを５：ｌおよび３：ｌに変えて行ない充分混
練した。以下実施例１と同様な処理を行ない、測定した
結果を第５表にまとめて示した。

実施例３１〜４８ 実施例１と同じ天然樹脂油系媒体およびテレピン油系媒
体とを重量で３：１の割合で秤量した後充分混練して混
合媒体を作成した。この混合媒体１００重量部に対して
混合卑金属粉末１００重量部を添加した。卑金属の混合
割合は、重量比で亜鉛：スズを５：　　Ｌ　　３：　　
ｌに変えて行ない充分混練した。以下実施例１と同様な
処理を行なうが、焼付条件を４５０℃、４８０℃、５２
０℃、５５０℃、５７５℃、６００℃各３０分に変更し
た。これらのものの測定結果を第６表にまとめて示した
。

実施例４９〜５０ 実施例１と同じ天然樹脂油系媒体およびテレピン油系媒
体とを重量で５：２の割合で秤量した後充分混練して混
合媒体を作成した。この混合媒体１００重量部に対して
混合卑金属粉末３００重量部を添加した。卑金属の混合
割合は、重量比で亜鉛：スズを４＝１にして行ない充分
混練した。以下実施例１と同様な処理を行なうが、焼付
条件を６００℃、３０分にした。これらの測定結果を第
８表にまとめて示した。

［発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、以下のような効果が得
られる。

■電極材料として高価な銀の替りに、卑金属である安価
な亜鉛とスズの粉末を使用するものであるので経済性が
大幅に向上する。

■これまでの銀の電極ペーストに比較して、コンデンサ
ーの代表的な性能である静電容量の値が著しく大きくな
るので、同一静電容量を持つコンデンサーを作る場合、
形状を小形化できる。従って原料費、処理費が小さくな
り、コストを著しく減少出来る。

■焼付温度が従来の銀ベース！・の８００℃に比較して
、Ｚｎ−３ｎ系ペーストの場合には４５０〜７５０℃の
低温焼付が可能なので焼付用電力費が減少する。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. １．亜鉛粉末とスズ粉末の混合粉末を含有することを特
   徴とする半導体磁器コンデンサー電極用ペースト組成物
   。
2. ２．前記亜鉛粉末とスズ粉末の混合粉末の重量比が１０
   ：１〜１：５の範囲にある特許請求の範囲第１項に記載
   の電極用ペースト組成物。
3. ３．前記亜鉛粉末とスズ粉末の混合粉末１００重量部に
   対し、媒体油２５〜１００重量部添加した特許請求の範
   囲第１項または第２項に記載の電極用ペースト組成物。
4. ４．前記媒体油が天然樹脂油系媒体とテレピン油系媒体
   との混合媒体である特許請求の範囲第３項に記載の電極
   用ペースト組成物。
5. ５．前記天然樹脂油系媒体とテレピン油系媒体との混合
   重量比が４：１〜１：１の範囲にある特許請求の範囲第
   ４項に記載の電極用ペースト組成物。