JPH03218615A

JPH03218615A - 電極の形成方法およびそれを用いた積層チップ部品

Info

Publication number: JPH03218615A
Application number: JP2013844A
Authority: JP
Inventors: Mariko Ishikawa; 真理子石川; Ryo Kimura; 涼木村; Hideyuki Okinaka; 秀行沖中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-01-24
Filing date: 1990-01-24
Publication date: 1991-09-26

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積層チップ部品に用いられる電極の形成方法お
よびそれを用いた積層チップ部品に関するものである。

従来の技術電子部品の小型化の要求に伴って、積層チップ部品が多
く用いられるようになってきた。その電極材料として、
従来より金．銀，白金．パラジウムなどの貴金属が用い
られているが、積層チ・ソプ部品の材料コストにおいて
、内部電極の占める割合が大きく、コスト低減のため貴
金属の卑金属材料への置換、あるいは使用量削減などの
検討がなされている。

卑金属材料への全面置換については、現在銅およびニッ
ケルなどが用いられている。しかし、卑金属類は一般に
低い平衡酸素分圧を有するため、高温にて焼成する際、
酸化物が形成され、導電性が低下するため、焼成雰囲気
の制御を行わねばならないという問題がある。さらに、
積層チップ部品はセラミック材料と内部電極材料を同時
に焼成した後、外部電極を塗布、焼き付けしなければな
らず、この外部電極の形成においても雰囲気制御が必要
となり、歩留りの低下、製造コストの増大などの問題が
生じる。

一方、貴金属の使用量削減については、卑金属を基体物
質としてこれに貴金属を被覆する方法が試みられている
（例えば、特公昭４６−４０５９３号公報、特開昭６０
−１００６７９号公報）。しかし、この方法においては
貴金属被覆を高温で焼き付ける際に、基体物質の被覆金
属への熱拡散を完全に抑えることは基体的にできないた
め、上記の卑金属への全面置換と同様な問題が生じるこ
とは容易に考えられる。また、基体物質に酸化ケイ素，
酸化アルミニウム，酸化ジルコニウム，二酸化チタン、
あるいはチタン酸バリウムなどの酸化物を用いる方法が
検討されているが、これらはいずれも絶縁体であるため
、電極材料としての導電性を保持するには被覆厚みを厚
くしなければならず、やはり大幅なコスト削減は期待で
きない。

さらに、積層チップ部品を焼成する際に端部に露出した
内部電極が蒸発あるいは収縮により表面から後退し、内
部電極と外部電極の接続不良が発生することにより、コ
ンデンサの場合は電極面積の減少による容量低下、イン
ダクタの場合は抵抗の増加などの問題が生じる。

発明が解決しようとする課題上記した構成の卑金属材料を用いた電極材料用粒子、さ
らには卑金属あるいは酸化物に貴金属被覆を施した電極
材料用粒子については、高温での熱処理による高温酸化
あるいは組み合わせる材料との相互反応、およびそれに
伴う導電性の低下を防ぐためには、どしても被覆厚みを
厚くしなければならず、したがって貴金属使用量が多く
なり、電極材料のコストを大幅に削減できないという問
題がある。

また、従来の焼成プロセスでは、焼成時に内部電極と外
部電極との接続不良が発生するという問題もある。

本発明は、安価な遷移金属酸化物を用いて種々の積層チ
ップ部品を形成するにあたり、電極形成コストを大幅に
削減し、さらに信頼性の高い積層チップ部品を提供する
ことを目的としてなされたものである。

課題を解決するための手段上記課題を解決するため、本発明の電極の形成方法は、
まず内部電極および外部電極材料用粒子として、酸化ニ
ッケル，酸化銅，酸化鉄．酸化コバルトなど遷移金属酸
化物粉末の粒子表面を基体物質の５．０〜１５．０重量
％の貴金属で被覆したものを用いる。さらに、未焼成チ
ップに外部取り出し用電極として内部電極と同様の電極
ペーストを塗布し、空気中において内部電極を有する積
層体と外部電極とを同時焼成した後、それを水素雰囲気
中にて還元することを特徴とするものである。

ここで、被覆貴金属量を基体物質の５．０〜１５．０重
量％としたのは、コストの低減を図るには貴金属使用量
を可能なかぎり少なくすることが必要なためである。な
お、被覆貴金属は、基体物質全体を一様に覆う必要はな
い。つまり基体物質の拡散が積層チップ部品の特性に影
響を与えない程度に抑制されていればよく、適当なフリ
ットを用い、焼結温度の低下を図れば５．０重量％でも
実用上十分な拡散防止の効果が得られる。また、被覆貴
金属量が１５．０重量％を超えると、使用量削減の効果
が小さくなる。

なお、還元温度は電極と共に焼成する材料の電気特性に
影響を与えない範囲であれば、上限はない。

作用本発明は上記した構成により、空気中焼成の際、基体物
質である遷移金属酸化物の熱拡散を抑制することができ
る。さらに、遷移金属材料を用いたことにより、電極材
料のコスト、ひいては積層チップ部品のコストを大幅に
削減することができる。さらに、内部電極と外部電極を
同時に焼成した後、水素還元を施すことにより電極を形
成するため、複雑な雰囲気制御が不要で、安価なかつ内
部電極と外部電極の接続不良の生じない信頼性の高い遷
移金属電極を得ることができる。

実施例以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

（実施例１）市販の粒径０．５μｍの酸化鉄、および酸化コバルト粉
末をそれぞれ中性タイプのパラジウムイオンを含む活性
化液に浸漬し、粉末の活性化処理を行った。別途、塩化
パラジウムを濃アンモニア水に溶かし、これに塩酸を加
えてｐＨを８．５に調整したパラジウムメッキ液を作製
した。このパラジウムメッキ液にヒドラジンを加え、上
記活性化処理を行った粉末を投入し、攪拌することによ
って粉末表面にパラジウムをメッキした。メッキ処理後
、デカンテーション法による水洗を行い、乾燥してパラ
ジウム被覆粉末を得た。こうして得られた粉末の基体物
質とパラジウムの重量比は、９０／１０であった。

上記パラジウム被覆粉末５．０ｇに対して、バインダー
としてエチルセルローズ（４５ｃｐｓ）ヲ１．０重量％
、溶媒としてテレビノール１　．　１　ｃｃを加えて三
本ロールにてよく混練して電極ペーストを作製した。ま
た、比較試料として、パラジウム被覆を施さない酸化鉄
および酸化コバルトについても同様に電極ペーストを作
製した。

一方、ＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体材料をグリー
ンシ一トに加工するため、誘電体粉末２００・ｇに対し
てポリビニルプチラール１５ｇ１ブチルベンジルフタレ
ート９ｇ，｝ルエン１２０ＣＣ　，エタノール７０ｃｃ
を加えて攪拌後、ボールミル中で１６時間混合し、スラ
リーを作製した。

次に、上記のようにして得られたスラリーを用いて、ド
クターブレード法にて有機フイルム上に造膜して、厚さ
約４０ミクロンのグリーンシ一トを得た。次いで、上記
のペースト化した４種の電極材料用粒子を上記加工済み
のグリーンシ一ト上に、それぞれスクリーン印刷して電
極パターンを形成した。そして、同様にして作製された
電極形成済みシートをシート上の電極がグリーンシ一ト
を介して対向電極として構成されるように積層した。

次に、この積層体を熱プレスによってラミネートした後
、所定の寸法に切断し、電極が露出している端面に、上
記電極ペーストを外部電極として塗布し、１２５０度に
て２時間、空気中にて焼成した後、さらに３５０℃−４
時間純水素中にて内部電極の還元を行った。このように
して得られたチップコンデンサの誘電率はパラジウム被
覆ヲ施したものは、いずれもε＝１２０００の特性を有
していたが、パラジウム被覆を施さないものは電極材料
が一部誘電体と反応しており、誘電率が、酸化鉄のもの
がε＝９０００、酸化コバルトのもノカε＝１００００
に低下しており、パラジウム被覆の有効性が確かめられ
た。

（実施例２）市販の粒径０．５μｍを有する酸化銅粉末に、実施例１
と同様にパラジウム被覆を施し、電極ペーストを作製し
た。

一方、マグネシウム・ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍ　ｇ　ｌ／
３Ｎ　ｂ　２／３）　０３］を主成分とする誘電体粉末
１００重量部、ポリビニルプチラール樹脂８重量部、ジ
ブチフタレート４重量部、トリクロルエタン４０重量部
、酢酸ブチル２５重量部を加えて、ボールミルで２０時
間混練した。こうして得られた誘電体スラリーをリバー
スロール法にて４０μｍ厚みにシート成形した。

次に、上記電極ペーストを上記誘電体シート上に所望の
パターンに印刷し、これを積層することにより、電極と
誘電体とが交互に積層された積層体を作製した後、所望
の寸法に切断し、電極が露出している端面に、上記の電
極ペーストを外部電極として塗布し、１１００℃にて２
時間焼成した後、２００℃にて５時間水素還元を行った
。これにより得られた積層チップコンデンサの静電容量
値は、誘電体の誘電率（ε＝１２０００）から計算され
た設計値とよく一致しており、本発明による電極形成法
の実用性が確認された。

（実施例３）中性タイプのパラジウムイオンを含む活性化液に、粒径
０．５μｍを有する酸化ニッケル粉末を浸漬して活性化
処理を行った。別途、塩化白金とアンモニア水と塩酸か
らなるメッキ液を作成し、このメッキ液にヒドラジンと
活性化処理済の粉末を投入し、攪拌することによって粉
末表面に白金をメッキした。メッキ処理後、デカンテー
ション法による水洗を行い、乾燥して白金被覆粉末を得
た。こうして得られた粉末の基体物質と白金の重量比は
９　０／１　０であった。そして、この・白金被覆粉末
を用い、実施例１と同様に電極ペーストを作製した。

次に、粒径１〜３μｍのＮｉ−Ｚｎフェライト粉を上記
方法にてペースト化し、磁性体ペーストとする。その後
、このようにして得られた磁性体ペーストと電極ペース
トとを交互に印刷して、電極がスパイラル状になるよう
構成した。すなわち、スパイラル状に構成された電極を
磁性粒子が埋め込んだ構造とする。

これを所望の寸法に切断し、得られた積層体の内部電極
が露出した端面に、上記の電極ペーストを外部電極とし
て塗布し、１２００℃にて２時間空気中で焼成した後、
２５０℃−４時間純水素中で還元した。

このようにして得られたインダクタ部品はインダクタン
ス１００μＨの特性を有することを確認した。

本実施例以外にも、本発明による電極形成法が、圧電ア
クチニエータ、積層型バリスタなどにも応用できること
は言うまでもない。また、基体物質については本実施例
に挙げた酸化ニッケル，酸化鋼，酸化鉄、および酸化コ
バルトのみではなく、それらの反応生成物も用いること
ができることも言うまでもない。さらに、本実施例で用
いた酸化物粉末は、０．５μｍの範囲の粒子径を有して
いたが、粒子径および粒子形状については特に規定され
ることはない。

さらに、被覆貴金属として上記実施例に加えて、無電解
メッキが可能な金，銀，ロジウム，イリジウム，ルテニ
ウム、およびこれらの合金を用いることができる。また
、貴金属被覆に際して、上記２種類以上の貴金属を被覆
することも可能である。

発明の効果以上のように、本発明にかかる電極形成法は、酸化ニッ
ケル，酸化銅，酸化鉄，酸化コバルトあるいはその反応
生成物表面に貴金属被覆を施し、内部電極と外部電極を
同時に空気中にて焼成した後、水素還元を施すものであ
る。よって、空気中での焼成時の熱拡散が抑制され、ま
た電極材料コストおよび電極形成コストを大幅に削減す
ることが可能となり、さらには内部電極と外部電極の接
続不良を防止することにより、安価で且つ信頼性の高い
高性能な積層チップ部品を提供することができるもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　内部電極および外部取り出し用電極に遷移金属
酸化物粉末の粒子表面を基体物質の５．０〜１５．０重
量％の貴金属で被覆した電極材料用粒子を用い、セラミ
ック層と上記内部電極層を積層してなる積層体の焼結と
上記外部取り出し用電極の焼き付けを空気中にて同時に
行った後、水素雰囲気中にて還元処理を行うことを特徴
とする電極の形成方法。
（２）　２００℃以上の水素雰囲気中にて還元すること
を特徴とする請求項１記載の電極の形成方法。
（３）　請求項１記載の方法により電極が形成された積
層チップ部品。