JPH025306A

JPH025306A - 導電性ペーストおよびそれを用いた厚膜部品

Info

Publication number: JPH025306A
Application number: JP15568088A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Nomura; 武史野村; Akio Okamura; 岡村　昭雄
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-06-23
Filing date: 1988-06-23
Publication date: 1990-01-10

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
積層セラミックコンデンサ、積層セラミックインダクタ
、積層セラミックＬＣ部品、多層配線基板等の厚膜部品
に関する。

〈従来の技術〉電子機器の小形化や薄形化に伴い、電子機器に適用され
る電子部品も小形化、薄形化の要請が大きい、　従って
、このような電子部品の主要な部分を占める積層セラミ
ックコンデンサ、積層セラミックインダクタ、積層セラ
ミックＬＣ部品、多層配線基板等の厚膜部品においても
同様な傾向となっている。

このような厚膜部品は、通常、グリーンシトと呼ばれる
セラミック素体上に導電性ペーストを印刷したり、導電
性ペーストの生シートを積層し、これらを同時焼成して
得られる。

このとき、導電性ペーストとしては、従来。

金属粉末等の導電体材料をバインダーおよび溶剤を含有
する有機質ビヒクルに分散させたものを用いている。

特開昭５５−８３２１６号公報には、剥離発生をなくし
、かつ創製性を向上させることを主目的として、貴金属
電極ペーストに積層セラミックコンデンサの誘電体材料
と同一材料のセラミック粉末を含有させた積層セラミッ
クコンデンサ用内部電極ペーストが開示されている。

さらに、特開昭５７−１２８９１６号公報には、クラッ
クやデラミネーションの発生の防止を主目的として、磁
器層と導電体とを積層し磁器層内部に導電体を形成する
とき磁器層と導電体とを焼成するようにした積層部品に
おいて、上記導電体に上記磁器層の主成分である酸化物
を添加するようにしたものが開示されている。

また、特開昭６ｌ−２４８４ｉ２号公報には、デラミネ
ーション不良の発生の防止を主目的として、導電体材料
より成るグリーンシート上に所要の内部電極を印刷し、
所要枚数を積層した後、高温で焼成して得られる積層セ
ラミックコンデンサにおいて、上記内部電極中に粒径応
５内部電極の厚さとほぼ同等の寸法を持つ誘電体材料を
３重量％〜２０重量％の範囲内で含有するものが開示さ
れている。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、上記の従来の導電性材料のみの導電性ペースト
では、焼成の際に、焼結性が強く球状になる性質が強（
薄層化できず、厚膜部品の小形化、薄形イヒに対処でき
ないこと、また焼成の際網目状となって電気的な接続が
悪（なり、特に高周波での特性が低下するという欠点が
あった。

また、上記特開昭５５−８３２１６号公報に開示された
セラミック粉末は、剥離発生の防止や耐湿性の向上とい
う面から電気的な特性の劣化を防ぐ効果は得られるが、
その粒径が２〜５μであり、内部電極の厚みをセラミッ
ク粉末の粒径以下にすることは難しい。

また特開昭５７−１２８９１６号公報に開示された酸化
物では、上記同様、クラックやデラミネーション部分の
発生の防止という面から電気的な特性の劣化を防ぐ効果
は得られるが、その粒径については記載されていない、
　通常、固相法で製造されたチタン酸バリウムは１μ以
上であり、この点を考慮すれば、薄層化は電気的な特性
の劣化が伴ない困難であった。

さらに、特開昭６１’　−２４８４１２号公報に開示さ
れた誘電体粉末でも、デラミネーション不良の発生の防
止という面から電気的な特性の劣化は防ぐことができる
が、その粒径は３〜５−であり、薄層化は困難であった
。

本発明は、導電体材料の焼結を抑制することによって導
体層の連続性を向上することができ、その結果電気的な
特性の劣化を伴なうことなく導体層の薄層化が可能な導
電性ペーストおよびそれを用いた厚膜部品を提供するこ
とを目的としている。

〈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導電性ペースト
であって、導電体材料と平均粒径が０．５戸以下の上記
酸化物素体および／または酸化物素体を構成する酸化物
とを含有するものである。

上記において、平均粒径が０．５−以下の酸化物が導電
体材料に対して５〜４０ｖｔ％であることが好ましい。

また、本発明の厚膜部品は、上記の導電性ペーストを酸
化物素体上に印刷して導体層に積層した後、同時焼成し
て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と平均粒径が０５
戸以下の酸化物素体および／または酸化物素体を構成す
る酸化物とを含有する。

酸化物の平均粒径を０．５戸以下とすることにより、こ
のような粒径とすることにより、導電体材料の焼結の抑
制効果が好適に得られ、本発明の厚膜部品にて導体層（
内部電極層）としたとき薄層化が可能となる。

このような平均粒径の微粉末の酸化物の粒子とするには
ボールミルやアトライター等により粉砕するが、または
共沈法や液相反応法による製造等の化学的手法を適用す
ればよい。

また、粒度分布は狭いほどよい、　このような粒径をそ
ろえることにより、分散性が向上する。

なお、平均粒径は、通常、電子顕微鏡写真から算出すれ
ばよい。

酸化物の粒子の形状には特に制限はなく、球状、板状等
のいずれであってもよい。

上記の酸化物は、材質的には、後述する本発明の厚膜部
品の酸化物素体、例えば酸化物誘電体材Ｉ４あるいはこ
れを構成する酸化物のうちの少なくとも一種以上である
ことが好ましい。

このような酸化物を含有させることにより、導電体材料
である金属粉末の焼結挙動が制御され、導体層としての
特性が改善される。

酸化物素体としては、酸化物誘電体材料、酸化物磁性材
料、酸化物絶縁体材料等、各種可能である。

具体的には、酸化物誘電体材料としては、酸化チタン系
およびチタン酸系複合酸化物あるいはこれらの混合物が
好ましい、　酸化チタン系としては、必要に応じＮ　ｉ
　ＯｌＣｕＯｌＭｎ。

０４　、Ａｌ２Ｏ５、ＭｇＯ，５ｉＯｚを含むＴ　ｉ　
Ｏｘ等、チタン酸系複合酸化物としては、Ｂ　ａ　Ｔ　
１０　ｓ、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏｘ　、　Ｃａ　Ｔ　ｓ　
Ｏｌ、Ｍ　ｇ　Ｔ　ｉ　Ｏ＊やこれらの混合物等が挙げ
られる。

なかでも、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏｓが好ましい。

その他、これらを構成するＢａｄ、ＣａＯ１ＳｒＯ等で
あってもよい。

また、酸化物磁性材料とししては、フェライトやフェラ
イトを構成する酸化物等が挙げられる。

酸化物絶縁体材料としては、アルミナ、マグネシア等が
挙げられる。

上記の酸化物は、導電体材料に対して５〜４０ｗｔ％好
ましくは、１５〜２０ｗｔ％含有させるのがよい。

このような含有量とすることにより、本発明の厚膜部品
の導体層（内部電極層）としたとき電気的特性、焼結制
御効果の点でより改善されたものが得られる。

導電体材料の材質としては、導電性の無機材質であるな
らば特に制限はないが、金属粉末であることが好ましい
、　また、焼成後に金属となる酸化物であってもよい。

具体的には、金、白金、パラジウム、銀、ニッケルおよ
び銅のうちの１種以上であることが好ましく、金属単体
であってもこれらの金属の合金（例＾ばＡｇ−Ｐｄ等）
であってもよい。

本発明において、導電体材料はこのような金属あるいは
これらの金属の酸化物の粉末から成ることが好ましいが
、これらと、白金、金、ロジウム等の各種金属等との合
金を用いることができる。

これらの導電体材料である金属等の粉末の形状は、特に
制限はなく、球状、リン片状等のいずれであってもよい
。

粒径は、０．ｌＮ１０μ程度となる。

このような場合、後に詳述する積層セラミックコンデン
サや積層セラミックＬＣ部品のコンデンサの内部電極用
としては、Ｐｂ、Ａｇ、ＮｉおよびＣｕの１種ないし２
種以上の単体ないし合金、特にＰｄまたはＰｄ合金が好
適である。　この場合、Ｐｄは酸化パラジウムであっも
よい。

また、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用としてはＡｇ、Ｃｕある
いはこれらの合金が好適である。　この場合、Ａｇは酸
化銀であってもよい。

さらには、多層配線基板の内部導体あるい（ゴスルーホ
ール導体用としては、Ａｇ、Ｃｕあるいはこれらの合金
等が好適である。

本発明の導電性ペーストは、上記の導電体材↑１と酸化
物の粉末とを有機質ビヒクル中に分散させたものである
。

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。

バインダー含有量は０〜５重量％程度とする。

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１％程度とする。

この他の、総訂１０重量％程度以下の範囲で、必要に応
じて、ソルビクン脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エ
ステル等の分散剤や、ジブチルフタレート、ジブチルフ
タレート、プチルフク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、誘電
体材料を含有する酸化物素体上にスクリーン印刷法の公
知の手段により塗布して焼成し、導体層としたものであ
る。

すなわち、公知の方法でグリーンシートとしたものに、
これを導体層して積層し、焼成して本発明の厚膜部品と
される。　この場合、導体層は１１４１１１程度まで薄
層化が可能となる。

この他、導電性ペーストを生シートとしてもよい。

焼成温度は材料に応じた公知の温度で行＾ばよく、通常
の常圧で行う、　また焼成雰囲気はＮｉ、Ｃｕ等におい
ては非酸化性とするが、他は空気中等で行＾ばよい。

適用可能な厚膜部品についても公知の種々のものでよく
、その導体層も種々のものであってよい。

これらのうち、積層セラミックコンデンサ、積層セラミ
ックイングクク、積層セラミックＬＣ部品、多層配線基
板等に用いると好適である。

第１図に、本発明の厚膜部品として積層セラミックコン
デンサの１例が示される。

本発明による積層セラミックコンデンサ１は、従来のも
のと同様、内部電極２１．２５、と酸化物素体である誘
電体層３を、交互に積層し、各内部電極２１．２５に導
通するように一対の外部電極４１．４５を設けて形成さ
れる。

そして、この内部電極２１．２５に本発明の導電性ペー
ストを用いればよい。　この結果、電極被覆率が向上す
る。

誘電体層３を構成する材質としては、種々の誘電体材料
を含む酸化物素体であれば特に制限はない、　このよう
な誘電体材料としては、上記にて例示したものが具体的
に挙げられる。

この場合誘電体材料および／または誘電体材料を構成す
る酸化物の粒径は、特に制限はないが、コスト面からは
粒径１％以上の市販品を用いればよい。

誘電体層３の積層数は目的に応じて定めればよいが、通
常は１−１００程度とする。　−層あたりの厚さは通常
１０〜１５０Ｉ！１１程度とする。

また、内部電極２１．２５の厚さは、通常１〜２０戸、
特に１〜１５４程度とする。

外部電極４１．４５は、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ等の金属から
形成することができ、その厚さは通常２０〜３００−と
する。

このような積層セラミックコンデンサ１は、従来公知の
グリーンシート法や印刷法により製造される。　また、
その大きさ等は、目的に応じ選定すればよい。

このような積層セラミックコンデンサ１は、誘電体のペ
ーストを作製し、これと導電性ペーストとを積層したの
ち、例えば常圧で８００〜１４００℃にて同時焼成すれ
ばよい。

第２図に、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
ンダクク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ダクタｌＯ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、
特にＮｉ−Ｃｕ系のフェライトを用いることが好ましい
。

一般に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。

Ｎｌ系のフェライトとしてはＮ１フェライト、Ｎ　ｉ　
−Ｃｕフェライト、Ｎ　ｉ　−Ｚ　ｎ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
５ｍｏｎ％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。

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Ｃａ、Ｓｉ、Ｂｉ、Ｖ、Ｐｂ
等が１ｗｔ％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℃、特に８００〜１００
０℃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２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、内部巻線５の厚さは、通常５〜３０ｐ程度、また
、巻線ピッチは通常４０〜１００μ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
、各種導電体材料、例＾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Ｎｉ０１ＺｎＯ，ＣｕＯ１Ｆｅｚｅ３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０．１〜１０４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０．０１〜０．１
μ程度の粒径ど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
インダーとテルピネオール、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３図に、本発明の厚膜部品として積層セラミックＬＣ
部品の１例を示す。

第３図の積層セラミックＬＣ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ｌとを
一体化したものである。

インダクタｌＯ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１は、内部電極２１、．２５を介してセラミックの
誘電体層３を積層したものである。

このような積層セラミックＬＣ部品１００のコンデンサ
ｌおよびインダクタ１０は、前述の第１図および第２図
に示される積層セラミックコンデンサ１および積層セラ
ミックインダクタ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＾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。

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１度で同時焼成するなど
して本発明の厚膜部品とすることができる。

〈実施例〉以下、本発明を実施例によって説明する。

実施例１゜表１に示すようにＰｄ粉末（平均粒径０．６戸）にチタ
ン酸バリウム（平均粒径Ｊ：表１）を加えたものを有機
質ビヒクルに分散させて導電ｉ生ペーストを作製した。

なお、有機質ビヒクルとしては、Ｐｄ扮末１重量部に、
対し、それぞれ、ブチルカルピトール０．８重量部、エ
チルセルロース０．０３重量部、ケロシン０．２重量部
の割合で混合したものを用いた。

一方、平均粒径ｌ鱗のＢａＴｉｏｓｌ重量部に対し、テ
ルピネオール０．２重量部およびエチルセルロース０．
０３重量部、さらにはブチルカルピトール０．２重量部
を含有する酸化物素体となる誘電体層ペーストを作製し
た。

上記の誘導体ペーストから構成されるシート（セラミッ
クシート）上に、前記導電性ペーストを印刷したものを
交互に積層し、これを１２００〜１４００℃で２時間、
空気中で焼成した。

その後、Ａｇ−Ｐｄ金属ペーストを用いて外部電極を形
成し、積層セラミックコンデンサとした。　誘電体層−
層当りの厚さは１０戸とし、内部電極の厚さを表１のよ
うにし、積層数は１１とした。

このような積層セラミックコンデンサ（サンプル）につ
いて特性を調べた。

結果を表１に示す。

なお、内部電力の被覆率は、得られた積層セラミックコ
ンデンサの内部電極面を露出し、非分散型スペクトル分
析によりパラジウムで被覆されている面積を求めた。

表１の結果より、本発明のサンプルはコンデンサとして
十分実用に耐久得るレベルにあることがわかる。

また、サンプルｌ、サンプル２に用いた導電性ペースト
をそれぞれ用いて、ポリエステルフィルム上に上記導電
性ペーストを０．６×０．６Ｘ０．５ｍｍのサイズに印
刷し、３００”Ｃ／　ｈ　ｒの昇温速度にて厚膜のディ
ラトリーを１朋足した。

同様にポリエステルフィルム上に前記の誘電体ペースト
を印刷したものについても測定した。

結果を第４図に示す。

第４図に示される結果から、本発明の導電性ペーストで
は、収縮率が低下することがわかる。

なお、サンプル３においてもサンプル２と同等の結果が
得られた。

サンプル５でもサンプル２．３に比べて効果が低下する
ものの、サンプルｌに比べては格段の効果が得られた。

〈発明の効果〉本発明によれば、導電体材料の焼結を抑制することによ
り導体層の連続性を向上することができる。

この結果、電気的な特性の劣化を伴なうことなく導体層
の薄層化が可能となる。　また、デラミ、クラック等も
防止できる。　さらには、薄層化等によりコスト面でも
有利となる。

【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コンデン
サであるときの１例を示すものであって、その図、第２
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、その一部を切り欠
いて示す平面図、第３図は、本発明の厚膜部品がセラミ
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４図は、デイラメトリーの結果を示すグラフである。符号の説明 ■・・・積層セラミックコンデンサ、１０・・・積層セラミックインダクク、１００・・・積
層セラミックＬＣ部品。２１．２５・・・内部電極、３・・・誘電体層、５・・・内部巻線、６・・・磁性層、Ｆ　Ｉ　Ｇ、３Ｇ、１ＩＧ

Claims

【特許請求の範囲】

（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、導電体材料と平均粒径が０．５μｍ以下
の上記酸化物素体および／または酸化物素体を構成する
酸化物とを含有する導電性ペースト。
（２）平均粒径が０．５μｍ以下の酸化物が導電体材料
に対して５〜４０ｗｔ％である請求項１に記載の導電性
ペースト。
（３）請求項１または２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、上記導電性ペーストを導
体層とした厚膜部品。