JPH01236512A - 積層セラミック体用内部電極ペースト - Google Patents
積層セラミック体用内部電極ペーストInfo
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- JPH01236512A JPH01236512A JP63062384A JP6238488A JPH01236512A JP H01236512 A JPH01236512 A JP H01236512A JP 63062384 A JP63062384 A JP 63062384A JP 6238488 A JP6238488 A JP 6238488A JP H01236512 A JPH01236512 A JP H01236512A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- internal electrode
- mixture
- cuo
- electrode paste
- ceramic
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/09—Use of materials for the conductive, e.g. metallic pattern
- H05K1/092—Dispersed materials, e.g. conductive pastes or inks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4611—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards
- H05K3/4626—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials
- H05K3/4629—Manufacturing multilayer circuits by laminating two or more circuit boards characterised by the insulating layers or materials laminating inorganic sheets comprising printed circuits, e.g. green ceramic sheets
Landscapes
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
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。
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、積、・−セラミックコンデンサやセラミック
多層基板等の積層セラミック体の内部電極として用いら
れる、銅または銅を主成分とする合金贋金形成するため
に用いられる積層セラミック体用内部″准極ペーストに
1関するものである。
多層基板等の積層セラミック体の内部電極として用いら
れる、銅または銅を主成分とする合金贋金形成するため
に用いられる積層セラミック体用内部″准極ペーストに
1関するものである。
従来の技術
近年、電極1−とセラミック層とを層犬に積層−体止し
た積層セラミック体が積層コンデンサやセラミック多層
基板等の電子部品として急速て需要が増大して^る。
た積層セラミック体が積層コンデンサやセラミック多層
基板等の電子部品として急速て需要が増大して^る。
ところで、従来の積層セラミックコンデンサは焼成温度
が1300℃以上のチタン酸バリウム等をセラミック材
、aとして用いており、内部電、セ材料としてはセラミ
ック材料の・焼成温度より融点が烏貝であるPt 、
Pdなどの高′面な金属を用いる必要があった。従って
、製品コスト低減のため安浦な卑金属を内部電極て用い
ようとする試みがなされている。
が1300℃以上のチタン酸バリウム等をセラミック材
、aとして用いており、内部電、セ材料としてはセラミ
ック材料の・焼成温度より融点が烏貝であるPt 、
Pdなどの高′面な金属を用いる必要があった。従って
、製品コスト低減のため安浦な卑金属を内部電極て用い
ようとする試みがなされている。
これに対し発明者らは、9oO〜10oO℃の低温で焼
成可能な鉛ペロブスカイト酸化物を誘電体に用り、銅ま
たは綱を主成分とする合金を内部電極に用いた積層コン
デンサ素子を提案してきた。
成可能な鉛ペロブスカイト酸化物を誘電体に用り、銅ま
たは綱を主成分とする合金を内部電極に用いた積層コン
デンサ素子を提案してきた。
まだ、これとは別にチタン浚バリウム系誘電体を用い、
N1 を内部電極に用いた積層セラミックコンデンサが
晶泰されており、その製置方法については特開昭60−
17’3611号公報に記載の方法などが知られている
。
N1 を内部電極に用いた積層セラミックコンデンサが
晶泰されており、その製置方法については特開昭60−
17’3611号公報に記載の方法などが知られている
。
一方、セラミック多7!f基板は焼成温度が1600〜
17oo℃と高いアルミナをセラミック材料だ用い、W
やMOを内部電属(配線導体)とするアルミナ多層基板
が主体であった。しかしながら。
17oo℃と高いアルミナをセラミック材料だ用い、W
やMOを内部電属(配線導体)とするアルミナ多層基板
が主体であった。しかしながら。
電子機器の高周波比とデジタル化に伴いセラミック材料
の低誘電率化と内部電極(配線導体)の低抵抗化が強く
望まれている。このため、1MlしKおける誘電率が6
゜7と低く(アルミナでは10)、90Q〜1000℃
と低温で焼成可能なム1205−(ao−8in2−M
gO−B20.をセラミック材料としNi 、 Cu
、ムU、ムgまだはλg−Pd等を内部電極(配線導体
)とするセラミック多層基板が虎案されている。
の低誘電率化と内部電極(配線導体)の低抵抗化が強く
望まれている。このため、1MlしKおける誘電率が6
゜7と低く(アルミナでは10)、90Q〜1000℃
と低温で焼成可能なム1205−(ao−8in2−M
gO−B20.をセラミック材料としNi 、 Cu
、ムU、ムgまだはλg−Pd等を内部電極(配線導体
)とするセラミック多層基板が虎案されている。
以上示したような、従来の桐または銅合金を内部電極と
する積層セラミック体の内部電極形成に用Aられていた
内部′心函ペーストは、出発1′Q科に銅合金または金
1桐の粉末もしく・は、CuOを用いていた。
する積層セラミック体の内部電極形成に用Aられていた
内部′心函ペーストは、出発1′Q科に銅合金または金
1桐の粉末もしく・は、CuOを用いていた。
発明が解決しようとする課1項
しかしながら、上記のような従来の技術で7は点眼すべ
き二つの間:照点が生じる。このことは内部′五・鳶ペ
ースト及びセラミック材料中に用いられる有機バインダ
ーに起因している。
き二つの間:照点が生じる。このことは内部′五・鳶ペ
ースト及びセラミック材料中に用いられる有機バインダ
ーに起因している。
すなわち、−6目の問題点はセラミック材料をシート成
形するために用いられる有機バインダー及び内部電函ペ
ーストに含まれる有機バインダーが内部′電極材料の衰
化が発生しないような非酸化性雰囲気では、完全に除去
するのが困、准で有機バインダーのカーボナイズ現象が
発生しやすく、焼成4にセラミック材料が残留している
カーボンにより、還元され素子の絶家抵抗の低下や焼結
密度の低下が生じることにある。
形するために用いられる有機バインダー及び内部電函ペ
ーストに含まれる有機バインダーが内部′電極材料の衰
化が発生しないような非酸化性雰囲気では、完全に除去
するのが困、准で有機バインダーのカーボナイズ現象が
発生しやすく、焼成4にセラミック材料が残留している
カーボンにより、還元され素子の絶家抵抗の低下や焼結
密度の低下が生じることにある。
次に、二爵目の間″頂点は酸化性雰囲気で完全に有機バ
インダーを除去しようとする際に生じる。
インダーを除去しようとする際に生じる。
すなわち、内部電極ペーストの出発原料に金属調及び銅
合金粉末を用いた場合、有機バインダー成分の:除去(
以下単にバインダーアウトと記す)の際に内部電極形成
の・後止やこの除土じる体積膨張により、高置、皮にお
ける誘電損失の増大やクランクが発生するといった間:
質を有していた。また、一方向部電極ペーストの出発原
料にCuOを用いた場合には、酸比ヰ雰囲気でのバイン
ダーアウト時【クラックの発生lマ生じないが、焼成ま
たは座元処理工程にお込て、CuOを金属銅に還元する
1′D:に大きな体積収縮を生じ焼結体Icクラックが
発生したりセラミ′ツク層と電極層との間に空洞が生じ
るいわゆるデラミネーションが発生するといった間、項
を有していた。
合金粉末を用いた場合、有機バインダー成分の:除去(
以下単にバインダーアウトと記す)の際に内部電極形成
の・後止やこの除土じる体積膨張により、高置、皮にお
ける誘電損失の増大やクランクが発生するといった間:
質を有していた。また、一方向部電極ペーストの出発原
料にCuOを用いた場合には、酸比ヰ雰囲気でのバイン
ダーアウト時【クラックの発生lマ生じないが、焼成ま
たは座元処理工程にお込て、CuOを金属銅に還元する
1′D:に大きな体積収縮を生じ焼結体Icクラックが
発生したりセラミ′ツク層と電極層との間に空洞が生じ
るいわゆるデラミネーションが発生するといった間、項
を有していた。
さらに、内部電極ペーストの出発原44KCu20を用
いた場合には、積層数が比較的少ないか電甑面遺が小さ
い場合には間但ないが、積層数が多い場合には金属含有
量の低いCu2Oを用Aているたや、還元処理の1祭ク
ツツクが発生したりして好ましくない。
いた場合には、積層数が比較的少ないか電甑面遺が小さ
い場合には間但ないが、積層数が多い場合には金属含有
量の低いCu2Oを用Aているたや、還元処理の1祭ク
ツツクが発生したりして好ましくない。
以上述べたような間温点は、高密度及び高容昨化等のた
めに積層数の多い積層セラミック体はど顕著にみられる
。
めに積層数の多い積層セラミック体はど顕著にみられる
。
まだ、内部電極ペーストの出発1京科として金属を剛力
た場合ては、平均粒子径の小さり金属粉末が必要で、製
造時の粉砕に要するコスト及び防錆夙理に要するコスト
などのため池金では安浦な卑金属の利点を充分に生かせ
ないという間但があった。
た場合ては、平均粒子径の小さり金属粉末が必要で、製
造時の粉砕に要するコスト及び防錆夙理に要するコスト
などのため池金では安浦な卑金属の利点を充分に生かせ
ないという間但があった。
本発明はこのような問題点を解決するもので、A責層数
の多い銅と内部電極とする晴層セラミック体(において
、酸[ヒキ雰囲気にてバインダー除去が可能で、しかも
、その後の還元処理により、クランク等の溝潰欠陥が発
生しない信@注の優れた内部′電極ペーストを提供する
ことを目的とするものである。
の多い銅と内部電極とする晴層セラミック体(において
、酸[ヒキ雰囲気にてバインダー除去が可能で、しかも
、その後の還元処理により、クランク等の溝潰欠陥が発
生しない信@注の優れた内部′電極ペーストを提供する
ことを目的とするものである。
課須を解決するだめの手段
上記課頭を解決するだめに1本発明の積層セラミック体
用内部′准4原ペーストは出発1原料に平均粒子(X
o 、1〜10μmのOuO及びCuからなる混合物に
おいて、Cu含有量が10〜70wt%である混合物を
用い、CuO及びCuまたは、 CuO及びCuと添加
無4S分の2昆合物に対し、0.5〜10wt%の有機
バインダー及び、@削を添anしたものである。また、
積層するセラミック材料を構成する元素、またはこれを
含む化合物もしくは銅と合金をつくる金・4元素、また
はこれを含む化合物を無機成分として、CuO及びCu
の混合物に対して、1〜60wt%添加したものを重臣
ペーストとしたものである。
用内部′准4原ペーストは出発1原料に平均粒子(X
o 、1〜10μmのOuO及びCuからなる混合物に
おいて、Cu含有量が10〜70wt%である混合物を
用い、CuO及びCuまたは、 CuO及びCuと添加
無4S分の2昆合物に対し、0.5〜10wt%の有機
バインダー及び、@削を添anしたものである。また、
積層するセラミック材料を構成する元素、またはこれを
含む化合物もしくは銅と合金をつくる金・4元素、また
はこれを含む化合物を無機成分として、CuO及びCu
の混合物に対して、1〜60wt%添加したものを重臣
ペーストとしたものである。
作用
本発明の積層セラミック体用内部電極ベーストを用いる
ことにより、酸化性雰囲気にてクランクの発生等の問題
を生じることなく有機バインダーを完全に除去でき、カ
ーボンの残留を防ぐことができるので、焼成時のセラミ
ック材料の還元による絶縁抵抗の低下、焼成密度の低下
を防ぐことができる。すなわち、CuOは金属鋼のよう
に酸化による大きな体潰膨脹が生じないため、金属鋼の
みを用Aた場合に比べ、CuとCuOの混合物を用いた
場合には、酸化性雰囲気でのバインダーアウトの際クラ
ンクが発生しないのである。また、このバインダーアウ
ト時に生成したCuOは、250−850℃の低温で、
かつ比較的高酸素分圧で完全に還元されるため、バイン
ダーアウト後のグリーンボディを適当な還元条件にて還
元処理することにより、良好な導電性を有する内部電画
を得ることができる。また、 CuO及びCuの混合物
を出発原料に用いた場合には、CuOやCu2Oを単独
で出発原料に用いた場合に比べ内部電極ペーストの印刷
・乾燥後の塗膜中における単位体積当だシの金属含有量
が高いため、還元処理の1祭の体積収縮が小さく還元処
理後のグリーンボディ及び焼結体にクランクやデラミネ
ーションが発生しない。さらば、この還元処理後のグリ
ーンボディを内部電極が酸比されず、セラミック材料が
還元されない雰囲気にて5尭成することにより、セラミ
ック層が#密で絶6豫抵抗が高く所望の特・住を有する
とともに、内部電翫層が酸化物の介在がなく良好な導電
性を有する完全な金属鋼である積層セラミyり体が得ら
れることとなる。
ことにより、酸化性雰囲気にてクランクの発生等の問題
を生じることなく有機バインダーを完全に除去でき、カ
ーボンの残留を防ぐことができるので、焼成時のセラミ
ック材料の還元による絶縁抵抗の低下、焼成密度の低下
を防ぐことができる。すなわち、CuOは金属鋼のよう
に酸化による大きな体潰膨脹が生じないため、金属鋼の
みを用Aた場合に比べ、CuとCuOの混合物を用いた
場合には、酸化性雰囲気でのバインダーアウトの際クラ
ンクが発生しないのである。また、このバインダーアウ
ト時に生成したCuOは、250−850℃の低温で、
かつ比較的高酸素分圧で完全に還元されるため、バイン
ダーアウト後のグリーンボディを適当な還元条件にて還
元処理することにより、良好な導電性を有する内部電画
を得ることができる。また、 CuO及びCuの混合物
を出発原料に用いた場合には、CuOやCu2Oを単独
で出発原料に用いた場合に比べ内部電極ペーストの印刷
・乾燥後の塗膜中における単位体積当だシの金属含有量
が高いため、還元処理の1祭の体積収縮が小さく還元処
理後のグリーンボディ及び焼結体にクランクやデラミネ
ーションが発生しない。さらば、この還元処理後のグリ
ーンボディを内部電極が酸比されず、セラミック材料が
還元されない雰囲気にて5尭成することにより、セラミ
ック層が#密で絶6豫抵抗が高く所望の特・住を有する
とともに、内部電翫層が酸化物の介在がなく良好な導電
性を有する完全な金属鋼である積層セラミyり体が得ら
れることとなる。
また、無機成分として積層セラミック体に用いるセフミ
ック材料を構成する元素または、これを含む化合物の形
で添加したり、セラミック材料と親和性のちるガラスフ
リット等を添加することにより、内部重臣層とセラミッ
ク層との接着性を向上させることができる。
ック材料を構成する元素または、これを含む化合物の形
で添加したり、セラミック材料と親和性のちるガラスフ
リット等を添加することにより、内部重臣層とセラミッ
ク層との接着性を向上させることができる。
さらて、積層セラミック体(Cmいるセラミック材料の
!*桔層温度必要とする電照の特性に応じて桐と合金を
つくる他の金属元素を金4、酸化物もしくは他の化合物
の形で添加することにより銅合金内部電至層を得ること
ができる。
!*桔層温度必要とする電照の特性に応じて桐と合金を
つくる他の金属元素を金4、酸化物もしくは他の化合物
の形で添加することにより銅合金内部電至層を得ること
ができる。
実施例
以下に本発明の内部電極ペーストを積層セラミック体と
して積層セラミックコンデンサに適用した場合の実施例
について説明する。
して積層セラミックコンデンサに適用した場合の実施例
について説明する。
(実施例1)
誘電体セラミックとして次に示す組成式で表わされる材
料を用いた。
料を用いた。
(PbtoO”a025 )”g115 Nb215
)(L70 ”[L25(Ni1/2 ”1/2)10
501025誘電体セラミック粉末は連木のセラミック
製造方法に従い製造した。仮焼条件は800℃2時間と
しだ。粉砕した仮焼粉末は仮焼粉末に対し、有機バイン
ダーとしてSwt%のポリビニルブチラール樹脂、可塑
剤として3wt%のジブチルフタレート、s owt%
の溶剤と共〈ボールミルで混合しドクターブレードを用
い1享さ36μmにシート化した。内部電極ペーストと
しては、それぞれ平均粒子径α07 μm、1.2pm
、9.3μm、 12μmの4種頌の平均粒子径をもつ
CuOまた平均粒子径0.05 pm 、 0.5 μ
m 、 10pm、 16μrHの4@類の;洞及び平
均粒子径1.0μmのCu2Oを出発1原料として用い
た。このCu 、 Cu2O、CuOまたはCuとCu
2Oの混合物において、Cu含有量が5.10゜50
、70 、80 wtcXの混合物に対しo、3wt5
% 。
)(L70 ”[L25(Ni1/2 ”1/2)10
501025誘電体セラミック粉末は連木のセラミック
製造方法に従い製造した。仮焼条件は800℃2時間と
しだ。粉砕した仮焼粉末は仮焼粉末に対し、有機バイン
ダーとしてSwt%のポリビニルブチラール樹脂、可塑
剤として3wt%のジブチルフタレート、s owt%
の溶剤と共〈ボールミルで混合しドクターブレードを用
い1享さ36μmにシート化した。内部電極ペーストと
しては、それぞれ平均粒子径α07 μm、1.2pm
、9.3μm、 12μmの4種頌の平均粒子径をもつ
CuOまた平均粒子径0.05 pm 、 0.5 μ
m 、 10pm、 16μrHの4@類の;洞及び平
均粒子径1.0μmのCu2Oを出発1原料として用い
た。このCu 、 Cu2O、CuOまたはCuとCu
2Oの混合物において、Cu含有量が5.10゜50
、70 、80 wtcXの混合物に対しo、3wt5
% 。
Q、5 wt%、2,5wt%、 10wt% 、 1
5wt% のエチルセルロースと45wt%のテレピン
油を溶剤として添加し三本ロールで混疎し、電圧ペース
トとしスクリーン印判法を用い、誘電体セラミックグリ
ーンシート上に内部重態パターンを印11i11 した
。
5wt% のエチルセルロースと45wt%のテレピン
油を溶剤として添加し三本ロールで混疎し、電圧ペース
トとしスクリーン印判法を用い、誘電体セラミックグリ
ーンシート上に内部重態パターンを印11i11 した
。
この時の印刷享みは12〜18μmであった。これを電
圧が左右変可に引き出されるように積層し切断した。
圧が左右変可に引き出されるように積層し切断した。
このようにして作戎した積層体は、磁器ボート内に粗粒
ジルコニアを敷き、その上に載せ空気中で昇温速・隻1
2℃/hrにて600℃まで昇1温し600℃にて6時
間保持してバインダーアウトした。
ジルコニアを敷き、その上に載せ空気中で昇温速・隻1
2℃/hrにて600℃まで昇1温し600℃にて6時
間保持してバインダーアウトした。
第1図に示すように、バインダーアウトした積層体試料
14を載せた磁器ポート12を、管状炉中の内径6o・
1の炉心管11の内部に入れ、20℃3wt%アンモニ
ア水15をバブリングした窒素ガスを毎分1リットル流
し、450 ’Cで8時間保持し、内部゛成極を還元し
た。
14を載せた磁器ポート12を、管状炉中の内径6o・
1の炉心管11の内部に入れ、20℃3wt%アンモニ
ア水15をバブリングした窒素ガスを毎分1リットル流
し、450 ’Cで8時間保持し、内部゛成極を還元し
た。
第2・図に焼成時の積層体を入れるマグネシア磁器容器
の断面を示す。また、第3図((焼成炉炉心管の断面を
それぞれ示す。マグネシア磁器容器21内ては上述の仮
焼粉22を体積の1X3程度数きつめれ上に200メツ
シユのZrO□粉23全23.1M敷き、その土に内部
重態を還元処理した積ja体26を置いた。マグネシア
磁器の蓋24をし、管状心気炉の炉心管26内に挿入し
、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのち、N2−
N2混合ガスで置換し、酸素分圧がlX10−8とな
るようN2とN2 ガスの混合比を満面しながら混合
ガスを流し980℃まで400’C/hr で昇温し2
時間保持後400℃/hrで降温した。炉心管内のPO
2は挿入した安定化ジルコニア酸素センサー27の大気
側と炉内部側に構成した白金電極から引き出した電極間
の電圧K (V)から次式から求めた。
の断面を示す。また、第3図((焼成炉炉心管の断面を
それぞれ示す。マグネシア磁器容器21内ては上述の仮
焼粉22を体積の1X3程度数きつめれ上に200メツ
シユのZrO□粉23全23.1M敷き、その土に内部
重態を還元処理した積ja体26を置いた。マグネシア
磁器の蓋24をし、管状心気炉の炉心管26内に挿入し
、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのち、N2−
N2混合ガスで置換し、酸素分圧がlX10−8とな
るようN2とN2 ガスの混合比を満面しながら混合
ガスを流し980℃まで400’C/hr で昇温し2
時間保持後400℃/hrで降温した。炉心管内のPO
2は挿入した安定化ジルコニア酸素センサー27の大気
側と炉内部側に構成した白金電極から引き出した電極間
の電圧K (V)から次式から求めた。
Po = 0.2− (4FE/RT )2
6)Cp ここで、Fはファラデ一定a96489クーロン。
6)Cp ここで、Fはファラデ一定a96489クーロン。
Rはガス定数8.3144J/d6g@mod、Tは絶
対温度である。
対温度である。
積・−セラミックコンデンサの外形は2.8X1.4X
0.9.川で有効電極面積は一層当たり1.3126−
(1,75X0.75Jff)、 醒極層の享みは3.
0〜4.0μm、誘電体層は一層当だ926.0μmで
有効層数は30層、上下に無効層を7層ずつ設けた。
0.9.川で有効電極面積は一層当たり1.3126−
(1,75X0.75Jff)、 醒極層の享みは3.
0〜4.0μm、誘電体層は一層当だ926.0μmで
有効層数は30層、上下に無効層を7層ずつ設けた。
このようにして得られた積層セラミックコンデンサに外
部室・函として、In−Ga合金を塗布し、室温におけ
る容量、tanδを1vの交流電圧を印加しIKt(z
の周波数で測定した。また、抵抗率は50 V / a
の電圧を印加後1分値から求めた。
部室・函として、In−Ga合金を塗布し、室温におけ
る容量、tanδを1vの交流電圧を印加しIKt(z
の周波数で測定した。また、抵抗率は50 V / a
の電圧を印加後1分値から求めた。
第1表及び第2表に容量、tanδ、抵抗直、及び得ら
れた積層セラミック3717丈の構造欠陥や製造工程中
に発生した問題点を備考欄に示した。
れた積層セラミック3717丈の構造欠陥や製造工程中
に発生した問題点を備考欄に示した。
第1表及び第2表から明らかなように、出発原料として
はバインダーアウト時のクラックや還元処理時及び・塊
成時のデラミネーションの発生しないCU金含有瞳が1
o〜7owt%のCuOとCuの混合物が好ましroま
た、その平均粒子径としては0.1〜10μmが好まし
いことがわかる。すなわち0.1μmよシ小さい場合に
は内部電極ペースト印刷時のバッキングが十分でなく塗
膜の密度が低く還元処理後クラックが発生したり、焼成
時にデラミネーションが発生することとなる。一方、1
oItrrLより大きい場合には、バインダーアウト時
にCuOへの散出による体積膨張によりクラックが発生
する。
はバインダーアウト時のクラックや還元処理時及び・塊
成時のデラミネーションの発生しないCU金含有瞳が1
o〜7owt%のCuOとCuの混合物が好ましroま
た、その平均粒子径としては0.1〜10μmが好まし
いことがわかる。すなわち0.1μmよシ小さい場合に
は内部電極ペースト印刷時のバッキングが十分でなく塗
膜の密度が低く還元処理後クラックが発生したり、焼成
時にデラミネーションが発生することとなる。一方、1
oItrrLより大きい場合には、バインダーアウト時
にCuOへの散出による体積膨張によりクラックが発生
する。
有機バインダーの添加酸としては、CuOとOuの混合
物に対し0.5〜10wt%が最適であると思われる。
物に対し0.5〜10wt%が最適であると思われる。
有:幾バインダーの添加11が0.5 wt餐未満では
、電極ペーストとしてのチクソ性が低下し印、訓時に滲
みが発生し好ましくない。一方、10wt%より多いと
バインダーアウト時に有機バインダーの分解により発生
する多量の分解ガスにより、クラックが発生し好ましく
ない。
、電極ペーストとしてのチクソ性が低下し印、訓時に滲
みが発生し好ましくない。一方、10wt%より多いと
バインダーアウト時に有機バインダーの分解により発生
する多量の分解ガスにより、クラックが発生し好ましく
ない。
ところで、実施例1では有機バインダーとしてエチルセ
ルロースを用いたが、アクリル樹脂等の他の有機バイン
ダーを用いてもよい。
ルロースを用いたが、アクリル樹脂等の他の有機バイン
ダーを用いてもよい。
(実施例2)
誘電体セラミック材料、およびそのシート化については
実施例1と同様の方法を用いた。
実施例1と同様の方法を用いた。
内部電極ペーストとしては、平均粒径1.0μmのCu
O及び平均粒子径0.6μmのCuを1=1に混合した
ものを出発原料に用いこの混合物に対し。
O及び平均粒子径0.6μmのCuを1=1に混合した
ものを出発原料に用いこの混合物に対し。
0.5〜s o wt% の無機成分(第3表に示すよ
うな誘電体セラミック材料と同一またはこれを構成する
元素もしくはその化合物)、さらにこのCu2O、Cu
及び無機成分に対し2.5 wtにのエチルセルロース
と4617t%(7)テレピン油を溶剤として添?J1
1して、三本ロールで混練し電極ペーストとし。
うな誘電体セラミック材料と同一またはこれを構成する
元素もしくはその化合物)、さらにこのCu2O、Cu
及び無機成分に対し2.5 wtにのエチルセルロース
と4617t%(7)テレピン油を溶剤として添?J1
1して、三本ロールで混練し電極ペーストとし。
スクリーン印刷法を用い誘′;体セラミックグリーンシ
ート上に内部tiパターンを印刷した。これを電極が左
右交互に引き出されるように積層し切断した。まだ、こ
のとき有効層数が30層及び60層の試料を作製した。
ート上に内部tiパターンを印刷した。これを電極が左
右交互に引き出されるように積層し切断した。まだ、こ
のとき有効層数が30層及び60層の試料を作製した。
このようにして作製した積層体を、実施例1と同様にし
て還元処理及び焼成を行い積層セラミックコンデンサを
作製し、In−Ga合金を外部電極として塗布した。こ
の試料について室温における容量、tanδを1vの交
流電圧を印加しIKl(Zの周波数で測定した。また、
抵抗率は50 V / 、itmの電圧を印加後1分値
から求めた。
て還元処理及び焼成を行い積層セラミックコンデンサを
作製し、In−Ga合金を外部電極として塗布した。こ
の試料について室温における容量、tanδを1vの交
流電圧を印加しIKl(Zの周波数で測定した。また、
抵抗率は50 V / 、itmの電圧を印加後1分値
から求めた。
第3表に容量、tanδ、抵抗値、及び得られた積層セ
ラミックコンデンサの構造欠陥や製造工程中に発生した
問題点を備考瀾に示した。
ラミックコンデンサの構造欠陥や製造工程中に発生した
問題点を備考瀾に示した。
(以下余 白)
第3表から明らかなように、誘電体セラミック材料と同
一またはこれを構成する元素もしくはその化合物を1〜
sowtに添加することにより、積層数を増加させても
内部電極とセラミックとの接着強度が向上し、還元処理
後のクラックや焼成後のデラミネーションのない良好な
積層セラミックコンデンサが得られる。ここで、無機成
分の添加量を1 wt5%未満にすると、接着強度の向
上が不十分で積層数を60層といったような多積層にす
ると、バインダーアウト後の還元処理によシ、CuOが
金属鋼に還元される際の体積収縮が犬きくなり、クラッ
クが発生したシする。一方、無機成分の添加量がsow
tにを越えると内部電極層が網目状になったり、電極と
しての連続性が低下し電極としての機能を果たさなくな
り好ましくない。
一またはこれを構成する元素もしくはその化合物を1〜
sowtに添加することにより、積層数を増加させても
内部電極とセラミックとの接着強度が向上し、還元処理
後のクラックや焼成後のデラミネーションのない良好な
積層セラミックコンデンサが得られる。ここで、無機成
分の添加量を1 wt5%未満にすると、接着強度の向
上が不十分で積層数を60層といったような多積層にす
ると、バインダーアウト後の還元処理によシ、CuOが
金属鋼に還元される際の体積収縮が犬きくなり、クラッ
クが発生したシする。一方、無機成分の添加量がsow
tにを越えると内部電極層が網目状になったり、電極と
しての連続性が低下し電極としての機能を果たさなくな
り好ましくない。
なお、本実施例では誘電体セラミック材料と同一または
これを構成する元素もしくはその化合物を添加した場合
についてのみ示したが、セラミック材料と親和性のある
ホウケイ酸亜鉛ガラス等のガラスフリットを無機成分と
して添加しても同様の効果が得られる。
これを構成する元素もしくはその化合物を添加した場合
についてのみ示したが、セラミック材料と親和性のある
ホウケイ酸亜鉛ガラス等のガラスフリットを無機成分と
して添加しても同様の効果が得られる。
(実施例3)
誘電体セラミックとして次に示す組成式で表される材料
を用いた。
を用いた。
(Pb” )(’g1/!1Nb215)a90[L
5 α5 ”’+y2W 1/2)[Ll 0s シート化については実施例1及び2と同様の方法を用い
た。
5 α5 ”’+y2W 1/2)[Ll 0s シート化については実施例1及び2と同様の方法を用い
た。
内部電極ペーストとしては、平均粒径1.2μmのCu
O及び平均粒子径0.5μmのCuを1:1に混合した
ものを出発原料に用い、銅と合金を形成する金属として
平均粒子径1.0μmのNi f:CuO及びCuの混
合物に対し40wt%添加した1次にこのCuO及びN
iに対し2,5wt(Xのエチルセルロースと4 B1
t’Wf)テレピン油を溶剤として添加して、三本ロー
ルで混練し電極ペーストとし、スクリーン印1nlJ
法を用い誘電体セラミックグリーンシート上に内部電極
パターンを印刷した。これを、電極が左右交互に引き出
されるように積層し切断した。
O及び平均粒子径0.5μmのCuを1:1に混合した
ものを出発原料に用い、銅と合金を形成する金属として
平均粒子径1.0μmのNi f:CuO及びCuの混
合物に対し40wt%添加した1次にこのCuO及びN
iに対し2,5wt(Xのエチルセルロースと4 B1
t’Wf)テレピン油を溶剤として添加して、三本ロー
ルで混練し電極ペーストとし、スクリーン印1nlJ
法を用い誘電体セラミックグリーンシート上に内部電極
パターンを印刷した。これを、電極が左右交互に引き出
されるように積層し切断した。
まだ、このときの有効層数は20層とした。
次に、この積層体を実施例1及び2と同様にして還元処
理したのち、1160℃にて酸素分圧がlX10’−’
となるような条件にて焼成した。
理したのち、1160℃にて酸素分圧がlX10’−’
となるような条件にて焼成した。
一方、比較例としてNiを含まない内部電極ペーストを
作製し、上記と同様にして積層セラミックコンデンサを
作製した。
作製し、上記と同様にして積層セラミックコンデンサを
作製した。
このようにして得られた積層セラミックコンデンサに、
In−Ga合金を外部電離として塗布した。
In−Ga合金を外部電離として塗布した。
この試料について室温における容−省、tanδを1v
の交流電圧を印加し1K)(zの周波数で測定した。
の交流電圧を印加し1K)(zの周波数で測定した。
その結果、Niを含有した本発明による内部電極ペース
トを用Aた試料ておいては、容量が1.2nFでtan
δが20X10−’と良好な結果が得られた。一方、比
較例としてNiを含有しない内部電極ペーストを用いた
試料では、容量が得られなかった。このことは、焼成温
度が1150’Cと高(Niを含有しない場合には、銅
の融点1083℃を越えるため焼成中に銅が溶融し、こ
の際の表面張力により銅が粒状となり、内部電極として
の機能を失うため、容量が得られなくなったと考えられ
る。一方、本発明のNiを含有した内部電極ペーストを
用いた場合には、この合金の融点が1150℃を越える
ため、焼成中に1容1′Mすることなく内部電極が焼結
し、良好な内部電極をもつ、積層セラミックコンデンサ
が得られることとなる。
トを用Aた試料ておいては、容量が1.2nFでtan
δが20X10−’と良好な結果が得られた。一方、比
較例としてNiを含有しない内部電極ペーストを用いた
試料では、容量が得られなかった。このことは、焼成温
度が1150’Cと高(Niを含有しない場合には、銅
の融点1083℃を越えるため焼成中に銅が溶融し、こ
の際の表面張力により銅が粒状となり、内部電極として
の機能を失うため、容量が得られなくなったと考えられ
る。一方、本発明のNiを含有した内部電極ペーストを
用いた場合には、この合金の融点が1150℃を越える
ため、焼成中に1容1′Mすることなく内部電極が焼結
し、良好な内部電極をもつ、積層セラミックコンデンサ
が得られることとなる。
なお、本実施例では金@Niを用いたが、その曲の化合
吻の形で用いても同様の効果が得られる。
吻の形で用いても同様の効果が得られる。
また、その他の銅と合金を形成する金属もしくはその化
合物を添加することにより、内部電極材料の、@点や導
電性等の特性を制御することができる。
合物を添加することにより、内部電極材料の、@点や導
電性等の特性を制御することができる。
さらに、実施例2で示したように積層数の多い積層セラ
ミック体において、内部電極層とセラミック材料層との
接着強度を改善する目的で添加した無機成分を銅と合金
を形成する金属もしくはその化合−吻と同時に添加する
ことにより、積層数の多力漬層セラミック体に適した内
部電極ペーストが得られる。
ミック体において、内部電極層とセラミック材料層との
接着強度を改善する目的で添加した無機成分を銅と合金
を形成する金属もしくはその化合−吻と同時に添加する
ことにより、積層数の多力漬層セラミック体に適した内
部電極ペーストが得られる。
以上の三つの実施例より明らかなように、本発明による
平均1粒子径0.1〜10 ItmのCuO及びCuか
らなる混合物において、Cu含有量が1O−V7゜wt
にである混合物を用い、この混合・物に対し0.5〜1
0 wt%の有機バインダー及び溶剤を添加したことを
特徴とする積層セラミック体用内部電極ペーストもしく
は、積層するセラミック材料を構成する元素またはこれ
を含む化合物もしくは銅と合金をつくる金嘱元素または
これを含む化合物を無機成分として、OuO及びOuの
混合物て対して1〜6owt%添/111しだものて対
し、0.5〜10wt%の有(幾バインダー、さらに溶
剤を含有することを特徴とする積層セラミック体用内部
電極ペーストを用いることによシ、構造欠陥のない良好
な積層セラミック体が得られることとなる。
平均1粒子径0.1〜10 ItmのCuO及びCuか
らなる混合物において、Cu含有量が1O−V7゜wt
にである混合物を用い、この混合・物に対し0.5〜1
0 wt%の有機バインダー及び溶剤を添加したことを
特徴とする積層セラミック体用内部電極ペーストもしく
は、積層するセラミック材料を構成する元素またはこれ
を含む化合物もしくは銅と合金をつくる金嘱元素または
これを含む化合物を無機成分として、OuO及びOuの
混合物て対して1〜6owt%添/111しだものて対
し、0.5〜10wt%の有(幾バインダー、さらに溶
剤を含有することを特徴とする積層セラミック体用内部
電極ペーストを用いることによシ、構造欠陥のない良好
な積層セラミック体が得られることとなる。
なお、本実施例では積層セラミック体として積層セラミ
ックコンデンサに限って説明したが、セラミック多層基
板やセラミック積層アクチュエータ等の他の積層セラミ
ック体において、本発明の内部電極ペーストを用いるこ
とによシ、同様の効果が得られることは言うまでもない
。
ックコンデンサに限って説明したが、セラミック多層基
板やセラミック積層アクチュエータ等の他の積層セラミ
ック体において、本発明の内部電極ペーストを用いるこ
とによシ、同様の効果が得られることは言うまでもない
。
発明の効果
本発明の内部電極ペーストを用いることにより、クラッ
クやデラミネーション等の構造欠陥の発生しない、信頼
性の浸れた銅または銅合金を内部電極とする、積層セラ
ミック体を得ることができるとともに、積層セラミック
体の多積層化が可能となり、部品の高、生能化と高密・
変実装が可能となる。
クやデラミネーション等の構造欠陥の発生しない、信頼
性の浸れた銅または銅合金を内部電極とする、積層セラ
ミック体を得ることができるとともに、積層セラミック
体の多積層化が可能となり、部品の高、生能化と高密・
変実装が可能となる。
第1図は本発明の一実施例てよる内部電極の還元装置を
示す断面図、第2図は焼成時Dマグネシア容器を示す断
面図、第3図は焼成炉の炉心管を示す断面図である。 1゛1・・・・・・炉心管、12・・・・・磁器ボート
、13・・・・・粗1位ジルコニア、14・・・・・・
積層本試料、16・・・・・・アンモニア水。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3rl!J
示す断面図、第2図は焼成時Dマグネシア容器を示す断
面図、第3図は焼成炉の炉心管を示す断面図である。 1゛1・・・・・・炉心管、12・・・・・磁器ボート
、13・・・・・粗1位ジルコニア、14・・・・・・
積層本試料、16・・・・・・アンモニア水。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第2図 第3rl!J
Claims (4)
- (1)平均粒子径0.1〜10μmのCuO及びCuか
らなる混合物において、Cu含有量が10〜70wt%
である混合物に対し、0.5〜10wt%の有機バイン
ダー、さらに溶剤を含有することを特徴とする積層セラ
ミック体用内部電極ペースト。 - (2)平均粒子径0.1〜10μmのCuO及びCuか
らなる混合物において、Cu含有量が10〜70wt%
である混合物に対し、1〜50wt%の無機成分を含有
し、CuO,Cu及びその他の無機成分の混合物に対し
、0.5〜10wt%の有機バインダー、さらに溶剤を
含有することを特徴とする積層セラミック体用内部電極
ペースト。 - (3)無機成分が積層セラミック体におけるセラミック
材料と同一または、これを構成する元素もしくはその化
合物であることを特徴とする請求項2に記載の積層セラ
ミック体用内部電極ペースト。 - (4)無機成分が積層セラミック体における、電極材料
である銅と固溶体を形成する元素もしくはその化合物で
あることを特徴とする請求項2記載の積層セラミック体
用内部電極ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63062384A JP2825812B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 積層セラミック体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63062384A JP2825812B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 積層セラミック体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01236512A true JPH01236512A (ja) | 1989-09-21 |
| JP2825812B2 JP2825812B2 (ja) | 1998-11-18 |
Family
ID=13198576
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63062384A Expired - Fee Related JP2825812B2 (ja) | 1988-03-16 | 1988-03-16 | 積層セラミック体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2825812B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020111682A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | Jx金属株式会社 | 導電性組成物 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62263894A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-16 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 銅導電ペ−スト |
| JPS6481106A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co | Composition for forming conductive film |
-
1988
- 1988-03-16 JP JP63062384A patent/JP2825812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62263894A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-11-16 | Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd | 銅導電ペ−スト |
| JPS6481106A (en) * | 1987-09-22 | 1989-03-27 | Sumitomo Metal Mining Co | Composition for forming conductive film |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020111682A (ja) * | 2019-01-11 | 2020-07-27 | Jx金属株式会社 | 導電性組成物 |
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|---|---|
| JP2825812B2 (ja) | 1998-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |