JPS631730B2 - - Google Patents

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JPS631730B2
JPS631730B2 JP55145171A JP14517180A JPS631730B2 JP S631730 B2 JPS631730 B2 JP S631730B2 JP 55145171 A JP55145171 A JP 55145171A JP 14517180 A JP14517180 A JP 14517180A JP S631730 B2 JPS631730 B2 JP S631730B2
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JP
Japan
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plating
substrate
electrode
peripheral side
component
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Expired
Application number
JP55145171A
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English (en)
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JPS5769724A (en
Inventor
Hiromitsu Tagi
Norya Sato
Takeshi Nishio
Hiroyuki Hoashi
Tsuneji Kuroki
Masaaki Imada
Noboru Aki
Katsumi Kaji
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は製造が容易で安価に得られ、かつ諸特
性の安定した高電圧用セラミツクコンデンサの製
造方法に関するものである。 従来から誘電体機能特性を利用した高電圧用セ
ラミツクコンデンサの電極材料としては磁器素体
の表面にガラスフリツトが含まれているAg、Ag
−Pd、Ag−Pt等の貴金属を主体とした焼付電極
法が実用化されている。しかし近年の貴金属の高
騰に伴ない、貴金属に代えて諸々のメツキ方法が
開発されつつあるが、これらの方法にも多くの欠
点がある。例えば磁器素体表面に焼付銀電極を形
成し、その後ニツケル電極、銅電極を電解メツキ
法により形成することも可能であるが、この方法
ではますます価格高に成り、また焼付金属層表面
が粗面で多くの小孔が存在するため、メツキ処理
においてメツキ液がこの小孔内部に浸透し、焼付
金属層と磁器素体の付着強度を劣化させる欠点が
あつた。他の方法としては一般的に知られている
無電解メツキ法が用いられるが、この方法は最初
に塩化スズと塩化パラジウムを化学的反応により
触媒活性化処理を施している。しかし高電圧用セ
ラミツクコンデンサの電極として使用する場合に
は多くの問題点がある。即ち電極材料及び関連材
料の種類、取付方法によつて引張強度が銀焼付電
極に比べ1/2に低下し、さらには耐電圧等の電気
的特性(寿命テストによる特性劣化)等が著しく
劣化するものであつた。例えば磁器コンデンサの
電極を形成する場合、無電解ニツケルメツキ方法
はその工法の性質上、基板全周表面上に形成され
易く、その場合は周側面の被膜を研削除去して対
向容量電極を形成するが、金属イオンが粒子間あ
るいは粒界内部に浸透し、高電圧を印加した場
合、粒界にそつて破壊が発生する。この場合は沿
面耐電圧距離は基板の厚みで決定され、電極周端
部における電界の集中によつて絶縁破壊が起り易
く、基板の厚みを余り薄くすることはできなく、
さらに周側部も設計値より深く研削する必要があ
つた。しかし、これらも再現性が悪く、数多くの
問題点を持つていた。又これらの方法に対し、部
分メツキ方法としては磁器表面に所要パターンの
金属層を形成するに際しあらかじめ磁器表面の所
要部に合成樹脂のメツキレジストを付与し次いで
磁器面を活性化した後メツキレジストを除去し、
その後無電解メツキを施して磁器表面に金属層を
形成する方法、また真空蒸着法、フオトエツチン
グ法等種々の方法があるが、いづれも高電圧用セ
ラミツクコンデンサ電極としては満足する結果が
得られない。即ち従来から知られているメツキ付
与方法ではメツキの密着性が悪く、特に高電圧を
目的としたコンデンサ製品の素体厚みは2.0〜10
m/mと厚く、形状は4.5〜16m/m直径と種々あ
り、量産性を考慮した場合困難なものであつた。
さらに破壊電圧を少しでも高めるため、磁器面の
電極部に何m/mかの縁を設ける方法、周側部に
ガラスを塗布する方法等数多くの方法が用いられ
ているが、決定的な方法はなかつた。これは電極
材料及び形成方法等と密接な関係にある。 本発明は上記のような数多くの欠点を除去し、
寿命や特性において著しく安定した高電圧用セラ
ミツクコンデンサの製造方法を提供したものであ
る。 即ち本発明は、印刷あるいは吹付可能でかつ
Pt、Pdのうち少なくとも一方の成分又はPt、Pd
のうち少なくとも一方の成分とNi成分を含有す
るペーストを、誘電体セラミツク基板にこの基板
の周側部が残るように塗布し、次いで400℃〜920
℃の温度範囲で熱処理を施すことにより基板に少
なくとも0.8μm未満の金属粒子層を形成し、次い
で無電解メツキによりNiまたはCuの金属電極を
形成し、次いで基板の周側部または表裏面エツヂ
部に表面粗度5μm以下の面取を施したことを特徴
とする高電圧用磁器コンデンサの製造方法であ
り、本発明の方法によつて得られた高電圧用磁器
コンデンサは従来迄の焼付銀電極法によつて得ら
れたものに対し、高温湿度中におけるAgイオン
マイグレーシヨンによる特性劣化がなく、さらに
高電圧に対しても安定なもので、これらは本発明
の電極材料及び工法、さらには設計等の組合せに
よつて始めて効果が生ずるものである。 尚、図面に示した通りイにおいて1は誘電体セ
ラミツク基板、ロにおいて2は無電解メツキ後の
金属電極層である。ハは周側部及びR又はC面取
を施した試料を示し、3は研摩後の表面である。
ニは周側部を研摩した試料を示す。 以下、本発明の実施例及び限定理由に付いて述
べる。誘電体セラミツク基板としてはBaTiO3
SrTiO3−PbTiO3−Bi2O3・TiO2系の素体を用
い、厚み4m/m、形状15m/m直径で、硝酸処理
により表面を粗くした基板を用い、周側部が残る
ようなマスクを用いて本発明の電極を吹付又は印
刷方法を用いて形成した。尚、Pt、Pd成分及び
Pt−Ni成分のペースト作成方法としては、
PdCl2・H2PtCl6・6H2O等の化合物、Ni成分と
しては平均0.5μmのNi粉末を用い、電極金属成分
を約0.1〜15wt%、セルローズ系、アクリル系等
の有機バインダを約3〜15wt%、テレピン油、
ブチルカルビトールアセテート等の溶剤成分を約
96.9〜70wt%の比率で混合した。印刷用としては
粘土を約30000〜60000CPSに調整し、吹付用とし
ては粘土を約100〜400CPSに調整し、セラミツク
基板の裏表に付与した。 尚、金属粉末として、0.5μmの粒径を有するNi
粉末を用いたが、スクリーン用、吹付用と用途に
より多少異なるが平均粒径1.0μm以下であれば問
題はない。その後80゜〜100℃の温度で乾燥し溶剤
を蒸発させた後、電気炉を用いて400℃〜920℃の
温度範囲で焼付を行ない、0.8μm未満の金属粒子
層を形成した。尚400℃〜920℃の間で焼付を行な
うことの必要性は、セラミツク基板面に強固な活
性金属粒子層を形成することであり、熱処理温度
が400℃未満では有機物質が完全に飛散せずニツ
ケルまたは銅の無電解メツキが不完全になり、素
体と電極との接着強度が低下し、また電気特性に
おいては破壊電圧の低下、さらに損失角が悪化す
るため好ましくない。920℃を越える温度では金
属粒子層が一部酸化されメツキが困難になる。ま
た電気特性も劣化するため、好ましい範囲内の温
度で熱処理を行ない、0.8μm未満(0は含まず)
の活性金属粒子層を形成した後、Ni無電解メツ
キとしては硫酸ニツケルに次亜燐酸ナトリウム
(又はヒドラジン、水素化ホウ素化合物等)を含
むメツキ液に浸漬してニツケル膜を形成した。ま
た銅メツキとしては硫酸銅を用い、還元剤として
ホルマリン、錯化剤としてロツシエル塩、アルカ
リ剤として水酸化ナトリウムを用い銅の無電解メ
ツキを行なつた。 尚、本発明においては、ペースト焼付後の
0.8μm未満(0は含まず)の粒子層の上に、Ni又
はCuの無電解メツキを行なうことによつて電極
としての機能が始めて生ずる。尚従来からコンデ
ンサ等の電極材料として用いられている焼付銀
は、焼付後の膜厚が3〜20μmと厚く形成され、
その膜層自体が電極層として利用できるが、本発
明の焼付後の金属粒子層は0.8μm未満と著しく薄
く、それ自体では電極機能としての働きはなく、
又半田付もできないもので、その無電解Niまた
はCuメツキによつて始めて電極機能として利用
でき、半田付も可能になる。 尚、本発明は焼付後の活性金属粒子層として平
均0.8μm未満の厚みで存在しておれば十分にその
機能を発揮することができるが、高電圧用セラミ
ツクコンデンサの電極として利用した場合、
0.8μm以上ではメツキ後の基板との接着強度が低
下し、また無電解メツキを施す場合、所定以外の
部分にメツキが付着し耐電圧が低下し特に湿中負
荷寿命特性において電気特性が劣化する。またメ
ツキ電極形成後、素体の周側部または表裏面エツ
ヂ部を5μm以下の表面粗度に研摩することの必要
性は、鉛面距離を長くすると同時に、コロナ電圧
の向上を計るためであり、5μm以上の表面粗さで
は、特性のバラツキ、湿度寿命において著しく特
性が低下するため好ましくない。尚従来から知ら
れている一般的な無電解メツキ法、即ち最初に塩
化スズと塩化パラジウムを化学的反応により触媒
活性化処理を施し、その後無電解メツキを行なう
方法では素体の全面に付着したPdとSnイオンの
働きによつて高電圧用の電極として利用した場
合、湿中寿命において著しく低下する。また一般
的な考えとして全面メツキ後周側部を研摩する方
法も考えられるが、これらも粒界への拡散現象が
起き、電気特性が悪く高電圧用コンデンサへの応
用には不向きであつた。また従来から知られてい
る焼付銀電極では湿中寿命試験においてイオンマ
イグレーシヨンが著しく、これらの防止のためガ
ラス等を周側部に塗布する方法が行なわれていた
が、完全ではなかつた。 さらに、Pd、Pt、Au等の触媒金属を樹脂、溶
剤等でペースト状としたものを用いて活性化処理
を行ない、その後無電解メツキを施す方法も考え
られているが、破壊電圧を十分に向上させること
ができなかつた。 即ち、本発明においては、Pd、PtまたはPt、
PdとNi成分の活性金属を付与して0.8μm未満の
金属粒子層を形成した後、無電解メツキを施して
金属電極とし、その後、基板の周側部または表裏
面エツヂ部に表面粗度5μm以下の面取を施すこと
により、初めて破壊電圧が十分に高い高電圧用セ
ラミツクコンデンサが得られるものである。 尚、本発明において素体との接着性を高めるた
め、セラミツク素体表面をフツ酸、硝酸等の化学
的処理あるいは機械的処理によつて表面を粗くす
ると、より一層効果がある。 尚、本発明の実施例を第1表に示す。第1表の
高圧用コンデンサの作製としては上記に明記した
方法で作製し、リード線はPb−Sn系の半田を用
い被覆樹脂としてはフエノール系を用い、高電圧
用コンデンサとした。第1表の各値は10個の平均
値であり。85℃85%RHの湿度負荷寿命は破壊し
た時間である(1個の値)。
【表】
【表】 第1表において、No.1、2、7、11、16、19、
23、26、31、32は、本発明外の比較例である。
尚、No.1〜29迄は無電解メツキとしてNiメツキ
であり、No.30はCuメツキである。尚No.1〜16迄
は活性金属としてPd成分を用い、No.1〜6迄は
ペーストの熱処理温度を600℃一定、素体周側部
の表面粗度を7μm一定とし、熱処理後の金属層の
平均厚みを変化させたもので、No.1は電気特性が
悪く、特に破壊電圧、コロナ電圧、寿命特性にお
いて著しく悪いものである。尚、表には示してい
ないがメツキの精度が悪く設計値の電極を得るこ
とは困難であつた。尚、活性金属層の厚みとして
はNo.5の0.05μm前後が優秀な特性を示した。No.
7〜10はメツキ後の素体の周側部、エツヂ部を研
摩し表面粗度を変化させたもので、No.7の粗い所
ではコロナ電圧及び寿命特性において劣化の傾向
がみられた。 No.11〜16は活性ペーストの熱処理温度を変化させ
たもので、No.11の低い温度では誘電特性、さらに
他の諸特性も著しく悪いものであつた。またNo.16
の高い温度も電気特性の低下をきたし、劣化の傾
向が見られた。No.17〜18は活性金属としてPt成
分を用いた場合でこれらも良好な特性を示した。 No.19〜30迄は活性焼付ペーストとしてPd成分
とNi成分を同時に用いたものであり、Pd成分単
体の場と同様、範囲内の実施例は著しく良好な特
性を示している。尚、Ni成分が含まれている場
合はセラミツク素子への印刷性精度がよく微少容
量値を目的とする場合は有利である。 No.30は無電解メツキとしてCuメツキを施した
もので、Niメツキに比べ金属面の硬度は軟らか
くなるが、利用用途によつてはその機能を十分に
発揮することができる。No.31は従来から知られて
いる塩化第2錫と塩化パラジウム液を用いた方法
で(この場合は、周側部に樹脂等で特殊加工しな
ければ全面にメツキが付着する)、全面メツキ後、
周側部を研摩(1μm粗度)した試料であるが、誘
電特性も低く、また他の諸特性も悪いものであつ
た。No.32は一般的な焼付銀を用いた試料で周側部
を研摩(1μm粗度)したものであるが、耐湿負荷
寿命試験において劣化が生じた。尚、寿命試験に
おいて破壊した試料を分析すると。Ag成分の黒
化が発生(イオンマイグレーシヨン)していた。 以上のように本発明の方法によつて作製した高
電圧用セラミツクコンデンサは、特性的に著しく
安定であり、工業的量産化に適した産業価値の大
きい製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
図面イ〜ニは本発明方法を段階的に示した側面
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 印刷あるいは吹付可能でかつPt、Pdのうち
    少なくとも一方の成分又はPt、Pdのうち少なく
    とも一方の成分とNi成分を含有するペーストを、
    誘電体セラミツク基板にこの基板の周側部が残る
    ように塗布し、次いで400℃〜920℃の温度範囲内
    で熱処理を施して基板上に0.8μm未満の金属粒子
    層を形成し、次いで無電解メツキによりニツケル
    または銅の金属電極を形成し、次いで基板の周側
    部または表裏面エツヂ部に表面粗度5μm以下の面
    取を施したことを特徴とする高電圧用セラミツク
    コンデンサの製造方法。 2 誘電体セラミツク基板として、化学的、機械
    的処理により表面を粗くした素体を用いることを
    特徴とした特許請求の範囲第1項記載の高電圧用
    セラミツクコンデンサの製造方法。
JP55145171A 1980-10-16 1980-10-16 Method of producing high voltage ceramic condenser Granted JPS5769724A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS56116613A (en) * 1980-02-19 1981-09-12 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Method of manufacturing ceramic electronic part

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