JPH0210606A - 導電性ペーストおよびそれを用いた厚膜部品 - 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、導電性ペーストおよびこれを導体層に用いた
積層セラミックインダクタ、積層セラミックＬＣ部品等
の厚膜部品に関する。

〈従来の技術〉 積層セラミックインダクタ、積層セラミックＬＣ部品等
の導体層に使用される導電性ペーストには、従来、導電
性材料として球状もしくは球に類した形状、リン片状ま
たは球状とリン片状の両方の形状が混合した状態の導電
性無機物粒子が用いられている。

特に、磁性体として、低温焼成用のＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎフ
ェライト等のＮｉ系フェライトを用いた積層セラミック
インダクタやＬＣ部品では、高い品質係数を得るために
導電性材料にＡｇが用いられている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上記のＡｇ粒子を用いた導電性ペーストでは、導体層を
形成するため印刷した磁性体ペーストと同時焼成する場
合、焼成後のチップ内部に電極（導体）成分のデラミ、
クラック等の構造欠陥が認められ、これに起因して磁性
体のインダクタンス低下、導体の直流抵抗の上昇、品質
係数の低下が生じるという問題があった。

この場合のデラミ、クラック等の構造欠陥は焼成時の収
縮率や線膨張率が導体層と磁性体とで大きく異なるため
に多発すると考えられる。

本発明は、導体層とした場合のデラミ、クラック等の構
造欠陥を防止することができ、断線不良等がなく良好な
特性を与える導電性ペーストおよびそれを用いた積層セ
ラミックインダクタ部品、積層セラミックＬＣ部品等の
厚膜部品を提供することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、本発明の導電性ペーストは
、酸化物素体上に積層して同時焼成するものであって、
導電体材料のＡｇと、Ｍｇのメタロ−オーガニック、Ｔ
ｉのメタロ−オーガニック、Ｓｎのメタロ−オーガニッ
クおよびＣａのメタロ−オーガニックのうちの少なくと
も１種以上またはその分解物とを含有するものである。

この場合、上記のメタロ−オーガニックまたはその分解
物は、Ａｇに対して金属換算で０．１〜７ｗｔ％含有さ
れることが好ましい。

そして、本発明の厚膜部品は、このような導電性ペース
トを酸化物素体好ましくは磁性酸化物素体上に積層した
後同時焼成し、導体層としたものである。

以下、本発明の構成について説明する。

本発明の導電性ペーストは、導電体材料のＡｇと、Ｍｇ
のメタロ−オーガニック、Ｔｉのメタロ−オーガニック
、Ｓｎのメタロ−オーガニックおよびＣａのメタロ−オ
ーガニックのうちの少なくとも１種以上またはその分解
物とを含有する。

メタロ−オーガニックとは、中心金属かへテロ原子を介
して配位子（Ｃ原子）に結合しているものであり、中心
金属が、直接、Ｃ原子に結合しているオルガノーメタリ
ックスとは異なるものである。　従って、上記のメクロ
ーオーガニックは、それぞれ、中心金属がＭｇ、Ｔｉ、
Ｓｎ、Ｃａであるものである。

ヘテロ原子としては、０、Ｓ、ＮおよびＰのうちのいず
れかであり、なかでもＯ，ＳおよびＮのうちのいずれか
であることが好ましい。

例えば、このようなメタロ−オーガニックとしては、 Ｒ−Ｓ−Ｍ、　　Ｒ−Ｓ−Ｍ−Ｓ−Ｒ （ここで、ＭはＭｇ、Ｔｉ、ＳｎまたはＣａであり、Ｒ
は芳香族基あるいは脂肪族基である。）が挙げられる。

メタロ−オーガニックは、金属レジネートとよばれる場
合もあり、金属レジネートのとき有機部分をなすものは
、樹脂あるいは他の天然物から導かれるものである。　
金属レジネートはその化合物中に金属原子を一個含むも
のであるが、メタロ−オーガエックスは、一般にレジネ
ートの混合物から構成される。　メタロオーガエックス
あるいはレジネートの混合物は、液状あるいはペースト
状として作製されるものである。

このメタロ−オーガニツタないし金属レジネートの詳細
については、Ｃ，Ｙ、Ｃｕｏ、５ｏｌｉｄＳｔａｔｅ　
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、　１７ｆ２）、４９−５５（１
９７４）等を参照することができる。

このようなメクローオーガニックは、上述のように、液
状あるいはペースト状であるため、導電性ペーストを作
製する際の分散性が向上する。

このような分散性の向上は、初期分散性の向上のみなら
ず、後述のように厚膜部品とするにあたっては焼成を行
うが、その際に分解して生成する酸化物も分散性が良好
であるので、焼結制御効果は高いものとなる。

また、このようにして生成する酸化物は、従来にないほ
ど微粉末化しており、平均粒径は０．０１〜０．１μｓ
程度となる。　そして、この微粉末化によっても、焼成
の際の高い焼結制御効果が得られる。

本発明において、メタロ−オーガニックの一部または全
部は、その分解物であってもよい。

分解物は通常酸化物であり、メタロ−オーガニックに起
因する酸化物を存在させることにより上記の効果は同様
に実現する。　この場合、予め酸化物粒子を導電性ペー
スト中に含有させるときには、このような効果は実現し
ない。

このような分解酸化物はペースト組成物あるいはその原
料組成物を例えば２００〜４００℃にて熱処理すること
によって得られる。

このようなメタロ−オーガニックまたはその分解物は、
導電体材料のＡｇに対して金属換算で０．１〜７ｗｔ％
、好ましくは０．１〜３ｗｔ％、さらに好ましくは０．
５〜２ｗｔ％含有されるとよい。

このように含有させることにより、本発明の効果は増大
する。

本発明の導電性ペーストは、本発明の厚膜部品である積
層セラミックインダクタや積層セラミックＬＣ部品のイ
ンダクタの内部巻線として用いるため、前述のように、
導電体材料としてＡｇを適用する。　この場合、Ａｇの
一部は酸化銀であってもよい。

またＡｇを主体にするものであれば、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｇ
−Ｐｄ等の合金であってもよい。

このとき、Ａｇは９５ｗｔ％以上含有されるものである
。

本発明の導電性ペーストは、Ａｇとメタロ−オーガニッ
クまたはその分解物とを有機質ビヒクル中に分散させた
ものである。

具体的には、Ａｇに有機質ビヒクルを加える際にメタロ
−オーガニックを添加し、例えばロール処理等により十
分に分散させればよい。

このとき、前述のようにＡｇをメタロ−オーガニックに
分散して２００〜４００℃程度で熱処理してから有機質
ビヒクルに分散してもよい。

有機質ビヒクルは、バインダーおよび溶剤を含有するも
のである。

バインダーとしては、例えばエチルセルロース、アクリ
ル樹脂、ブチラール樹脂等公知のものはいずれも使用可
能である。

バイングー含有量はＯ〜５重量重量％上する。

溶剤としては、例えばテルピネオール、ブチルカルピト
ール、ケロシン等公知のものはいずれも使用可能である
。

溶剤含有量は２０〜５５重量％程度とする。

この他、総計１０重量％程度以下の範囲で、必要に応じ
、ソルビタン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステ
ル等の分散剤や、ジオクチルフタレート、ジブチルフタ
レート、ブチルフタリルグリコール酸ブチル等の可塑剤
や、誘電体、磁性体、絶縁体等の各種セラミック粉体等
を添加することもできる。

本発明の厚膜部品は、本発明の導電性ペーストを酸化物
素体上にスクリーン印刷法等の公知の手段により塗布し
、必要に応じ乾燥し、さらには必要に応じこの塗布・乾
燥を繰り返し導体層のパターンとし、次いでこれを積層
し焼成したものである。

あるいは、公知の方法で生シートとしたものを導体層と
して積層し、焼成してもよい。

焼成温度は材質に応じた公知の温度で行えばよく、通常
、常圧で行う。

第１図には、本発明の厚膜部品として積層セラミックイ
ンダクタ゛の１例を示す。

本発明による積層セラミックインダクタ１０は、従来の
ものと同様、内部巻線５、磁性層６および１対の外部電
極４１．４５を有する。

積層セラミックインダクタ１０の内部巻線５は、前記の
導電性ペーストから形成される。

したがって、このような積層セラミックインダクタは、
電気抵抗が小さく、インダクタのＱ値が向上する。

積層セラミックインタクク１０の磁性層６の材質として
は、スピネル構造を有する各種スピネルソフトフェライ
トを用いることができるが、焼成温度の関係でＮｉ系の
フェライトを用いることが好ましい。

Ｎｉ系のフェライトは、低温焼成材料であり、このよう
な磁性層を用いたとき、本発明の積層セラミックインダ
クタは焼成時液相の生成が無く、しかも電気抵抗の点で
、より優れたものとなる。

Ｎｉ系のフェライトとしてはＮｉフェライト、Ｎ　１−
Ｃｕフェライト、Ｎｉ−Ｚｎフェライト、Ｎｉ−Ｃｕ−
Ｚｎフェライト等がある。

この場合、Ｎｉの含有量は、ＮｉＯに換算して４５〜５
５ｍｏ１％が好ましく、このＮｉの一部をＣｕおよび／
またはＺｎが４０ｍｏ１％程度以下置換してもよい３ この他、Ｃｏ、Ｍｎ等が全体の５ｗｔ％程度以下含有さ
れていてもよい、　さ　らにＣａＳｉ、Ｂｉ、ｖ、ｐｂ
等カ１　ｗｔ％程度以下含有されていてもよい。

このような、フェライト系の磁性層６は、本発明の導電
性ペーストと６００〜１０００’Ｃ１特に８００〜１０
００℃の焼成温度にて同時焼成可能である。

積層セラミックインダクタ１０は、従来公知の構造とす
ればよく、外形は通常はぼ直方体状の形状とする。　そ
して第１図に示されるように、内部巻線５は磁性層６内
にて、通常スパイラル状に配置され、その両端部は各外
部電極４１．４５に接続されている。

このような場合、内部巻線５の巻線パターン、すなわち
閉磁路形状は種々のパターンとすることができ、またそ
の巻数も用途に応じ適宜選択すればよい、　また、積層
セラミックインダクタ１０の各種寸法等には制限はなく
、用途に応じ適宜選択すればよい。

なお、内部者＃ｉ！５の厚さは、通常５〜３０．１１１
１程度、また、巻線ピッチは通常３０〜１００−程度と
する。外部電極４１．４５の厚さは通常５０〜５００−
とする。

また、外部電極４１．４５の材質については制限はなく
、各種電導体材料、例えばＡｇ−Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｕ等の
印刷膜、メツキ膜、蒸着ないしスパッタ膜あるいはこれ
らの積層膜などいずれも使用可能である。

このような積層セラミックインダクタ１０を製造するに
は従来公知の印刷法を用いればよい。

フェライトペーストは、次のようにして作製する。

まず、所定量のＮｉｐ、ＺｎＯｌＣｕＯｌＦｅｗ　Ｏｓ
等のフェライト原料粉末を所定量ボールミル等により湿
式混合する。　用いる各粉末の粒径は０．１〜１０μ程
度とする。

こうして湿式混合したものを、通常スプレードライヤー
により乾燥し、その後仮焼する。

これを通常は、ボールミルで粉体粒径 ０．０１〜０．１μ程度の粒径となるまで湿式粉砕し、
スプレードライヤーにより乾燥する。

得られた混合フェライト粉末をエチルセルロース等のバ
インダーとチルとネオール、ブチルカルピトール等の溶
媒中に溶かしてペーストとする。

なお、ペースト中には各種ガラスや酸化物を含有させる
ことができる。

このような積層セラミックインダクタ１０は、外部電極
４１．４５にハンダ付等を行なうことにより、プリント
基板上等に搭載され、各種電子機器等に使用される。

以上では、積層セラミックコイルを例にとり本発明を説
明したが、積層セラミックトランスの場合も本質的に同
様であり、用いる各種材料および製造工程に違いはない
。

第２図には、本発明の厚膜部品として積層セラミックＬ
Ｃ部品の１例を示す。

第２図のＬＣ複合部品１００は、積層セラミックインダ
クタ１０と積層セラミックコンデンサ１１とを一体化し
たものである。　インダクタ１０は、所定のパターンに
形成した内部巻線５を介在させながら、磁性層６を積層
したものである。　また、このインダクタ１０に積層一
体化されるコンデンサ１１は、内部電極を介してセラミ
ックの誘電体層を積層したものである。

このような積層セラミックＬＣ複合部品１００の積層セ
ラミックインダクタ１０は、前述の第１図に示される積
層セラミックイングクタ１０と同様のものである。

この他、上記に準じ、多層配線基板用の内部導体やスル
ーホール用導体としても使用可能である。

例えば、低温焼成用の多層配線基板材料としては、公知
のガラス−アルミナ系、ガラス−アルミナ−フォルステ
ライト系、ホウ酸−スズ−バリウム系等がある６ 本発明の導電性ペーストは、この他公知の各種セラミッ
ク材料用のペーストやグリーンシートと組合わせること
ができ、６００〜１４００℃の温度で同時焼成すること
ができる。

〈実施例〉 以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１ 球状のＡｇ粉末（平均粒径０．８，１１）に金属レジネ
ートとしてＭｇレジネート（商品名Ｍｅｔａｌ　Ｒａ５
ｉｎａｔｅ、エンゲルハード製）を金属換算で２ｗｔ％
加え、３５０℃で熱処理した後、有機質ビヒクルに分散
させて導電性ペーストを作製した。

なお、有機質ビヒクルとしてはＡｇ粉末１重量部に対し
、テルピネオール０．２重量部、エチルセルロース０．
０３重量部、ブチルカルピトール０．１重量部の割合で
混合したものを用いた。

これを導電性ペーストＮ０１１とする。

また、導電性ペーストＮｏ、１においてＭｇレジネート
のかわりにＣａレジネート、Ｔｉレジネート、Ｓｎレジ
ネートをそれぞれ加えたものを、順に、導電性ペースト
Ｎｏ、２、Ｎｏ、３、Ｎｏ、４とする。

さらに、比較の導電性ペーストとして金属レジネートを
加えないものを作製し、導電性ペーストＮｏ、１０とす
る。

また、金属レジネートのかわりに金属酸化物としてＳｎ
Ｏ□（平均粒径０．５μ）をＡｇに対してｉｔ％加えた
ものを導電性ペースト５とする。

次に、フェライト原料として、粒径０．１〜１、Ｏｐｘ
程度のＮｉｐ、Ｃｕｂ、ＺｎＯおよびＦｅａｒｓの粉体
を用い、これをボールミルを用いて湿式混合し、次いで
、この湿式混合物をスプレードライヤーにより乾燥し、
７５０’Ｃにて仮焼し、顆粒として、これをボールミル
にて粉砕したのちスプレードライヤーで乾燥し、平均粒
径０．１声の粉体とした。

次いで、この粉体を所定量のエチルセルロースとともに
テルピネオール中に溶解し、ヘンシェルミキサーで混合
して３本ロールで分散し、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎフェライト
のフェライトペーストＮｏ、１００を作製した。

上記の導電性ペーストＮｏ、１〜Ｎｏ、４（本発明）、
Ｎｏ、５、Ｎｏ、１０（比較）をそれぞれポリエステル
フィルム上に５×５Ｘ０．５ｍｍのサイズに印刷し、３
００℃／ｈｒの昇温速度にてデイラメトリーを測定した
。

同様にポリエステルフィルム上にフェライトペーストＮ
ｏ、１００を印刷したものについても測定した。

これらの結果を第３図に示す。

第３図に示される結果から、本発明の金属レジネートを
加えた導電性ペーストでは厚膜部品とする際の焼成温度
に至るまでの収縮率がフェライトペーストと類似するご
仁がわかる。

実施例２ 実施例１の導電性ペーストとフェライトペーストを用い
、印刷積層法によって４．５ｍｍＸ３．２ｍｍＸ１．１
ｍｍの第１図に示されるセラミックインダクタを作製し
た。

各フェライト層の厚さは４０μ、内部巻線の厚さは２０
戸、その線巾は３００Ｐ、コイルは長径２．５ｍｆｆＩ
、短径１．３ｍｍの楕円形とした。

外部電極はＡｇ−Ｐｄ−ガラスペーストまたはＡｇ−Ｐ
ｄペーストで構成した。

焼成温度は８５０℃とし、また焼結時間は２時間とし、
焼成雰囲気は空気中とした。　これらの積層セラミック
インダクタの断面を電子顕微鏡により観察した。

その結果、本発明の導電性ペースト Ｎ００１〜Ｎｏ、４を用いたものはデラミ、クラックの
発生が全く観察されなかったが、比較の導電性ペースト
を用いたものでは、デラミ、クラックの発生が観察され
た。

さらに、上記のクラックの発生個数について調べたとこ
ろ以下の結果を得た。　なお、クラックの発生個数は、
５００個中の欠損個数を顕微鏡にて測定した。　結果を
以下に示す。

導電性ペーストＮｏ、　　クラックの発生個数１（本発
明） ２（本発明） ３（本発明） ４（本発明） ５（比較） １０（比較） 〈発明の効果〉 本発明によれば、金属レジネートを加えることにより、
厚膜部品の導体層としたとき、磁性体の収縮率特に、厚
膜部品とする際の焼成温度に至るまでの収縮率を類似さ
せることができ、焼成時における電極成分のデラミ、ク
ラック等の構造欠陥ない良好なものが得られる。

符号の説明 １０・・・積層セラミックインダクタ、１００・・・積
層セラミックＬＣ部品、５・・・内部巻線、 ６・・・磁性体

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の厚膜部品が積層セラミックインダク
タであるときの１例を示すものであって、その一部を切
欠いて示す平面図である。 第２図は、本発明の厚膜部品が積層セラミックＬＣ部品
であるときの１例を示すものであって、その一部を切欠
いて示す斜視図である。 第３図は、デイラメトリーの結果を示すグラフである。 特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社Ｆ　Ｉ　Ｇ、２ ＦＩＧ、３ 五 廣 ＣＣ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化物素体上に積層して同時焼成する導電性ペー
   ストであって、導電体材料のＡｇと、Ｍｇのメタロ−オ
   ーガニック、Ｔｉのメタロ−オーガニック、Ｓｎのメタ
   ロ−オーガニックおよびＣａのメタロ−オーガニックの
   うちの少なくとも１種以上またはその分解物とを含有す
   る導電性ペースト。
2. （２）Ｍｇのメタロ−オーガニック、Ｔｉのメタロ−オ
   ーガニック、Ｓｎのメタロ−オーガニックおよびＣａの
   メタロ−オーガニックのうちの少なくとも１種以上また
   はその分解物がＡｇに対して金属換算で０．１〜７ｗｔ
   ％含有される請求項１に記載の導電性ペースト。
3. （３）請求項１または２に記載の導電性ペーストを酸化
   物素体上に積層した後、同時焼成し、導電体層とした厚
   膜部品。
4. （４）酸化物素体が磁性酸化物素体である請求項３に記
   載の厚膜部品。