JP3018866B2 - 積層電子部品の外部電極用卑金属組成物 - Google Patents
積層電子部品の外部電極用卑金属組成物Info
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Description
のような積層電子部品の外部電極を形成するための卑金
属組成物に関し、特に、Cuを主成分として含む外部電
極用卑金属組成物に関する。
は、従来、AgやAg−Pdなどが用いられていた。し
かしながら、これらの内部電極材料は高価であるため、
より安価な材料として、卑金属であるNiを用いること
が試みられている。
は、例えば、導電性に優れ、低温で焼付け可能なAgよ
りなる第1の電極層上に、Niよりなる第2の電極層を
形成し、さらに半田付け性を高めるために外側にSnも
しくは半田よりなる第3の電極層を形成した構造のもの
が用いられている。
ことがない。従って、内部電極をNiで構成すると、内
部電極と外部電極の第1の電極層すなわちAgとが確実
に接続され難く、所望の静電容量を得ることができない
ことがあった。
らなる外部電極か注目されている。しかしながら、Cu
は酸化し易いため、Cu含有導電ペーストを焼き付けて
外部電極を形成する場合には、還元雰囲気下で焼き付け
る必要があった。ところが、還元雰囲気下では酸素濃度
が低いため、Cuペースト中の有機物の分解速度が低
い。そのため、Cuペースト中のガラスが溶融し、さら
にCuの焼結が進行した状態において、上記溶融したガ
ラス中に取り込まれている有機物の分解により発生した
気体が、溶融ガラス中で発泡することになる。その結
果、発泡により、ブリスタと称されている現象が発生
し、外部電極の一部が膨出することがあった。ブリスタ
が発生すると、外部電極の導電性が低下するだけでな
く、外部電極を他の素子や導電パターンと電気的に接続
した場合に、十分な接合強度を得ることができないこと
がある。
ラスとの反応によって生じることもある。特公平4−9
5307号公報には、ホウ珪酸鉛亜鉛ガラスフリット5
〜15重量%と、結晶化温度が600〜750℃のホウ
珪酸亜鉛ガラスフリット2〜5重量%とを含むCuペー
ストを用いれば、上記ブリスタの発生を抑制し得ること
が提案されている。
行技術では、ガラスフリットがかなり多く配合されてい
るため、800℃以上の温度でかつ還元雰囲気中で焼き
付けた場合、ガラスの一部が外部電極表面を覆ったりす
るので、半田のぬれ性が低下したり、その上にメッキ層
を形成することができなかったりすることがあった。
く、かつ半田メッキ等を良好に行うことを可能とする積
層電子部品用の外部電極形成用卑金属組成物を提供する
ことにある。
量%のCuと、2〜10重量%のガラスフリットと、1
0〜28重量%の有機ビヒクルとを含み、前記ガラスフ
リットが、ホウ珪酸鉛亜鉛及びホウ珪酸亜鉛の内の少な
くとも1種と、Ba−Si系ガラスとを含み、かつZn
をZnOに換算して10重量%未満の範囲で含むことを
特徴とする、積層電子部品の外部電極用卑金属組成物で
ある。
り、導電ペースト用ガラスフリットに用いられるものを
適宜使用できるが、例えば、30ZnO−40SiO2
−20BaO−10LiO2 等を挙げることができる。
しては、従来より積層電子部品の外部電極用導電ペース
トを構成するのに用いられている公知の有機ビヒクルを
適宜用いることができる。すなわち、例えばセルロース
系樹脂を含んだ有機ビヒクルを使用することができる。
成するために、ガラスの含有量を低減してCuペースト
を種々作製し、検討した結果、ホウ珪酸鉛亜鉛及びホウ
珪酸亜鉛系ガラスの少なくとも1種に対し、Ba−Si
系ガラスを特定の割合で配合し、かつZn含有量を上記
特定の割合としたガラスフリットを用いれば、ブリスタ
の発生を生じることなく、良好にセラミック焼結体に焼
き付け得る導電ペーストを構成し得ることを見出した。
ラスフリットを用いることにより、ガラスフリットの配
合割合を低下させたことに特徴を有し、ガラスフリット
の配合割合が少ないため、ガラスが電極表面を覆った
り、半田ぬれ性やメッキ付着性が低下したりすることを
防止することを可能としたものである。
のガラスフリットを含むため、ガラスフリットの使用量
を従来に比べて低減し得るので、電極表面が確実に導電
性材料であるCuで構成されており、かつ半田ぬれ性や
メッキ付着性に優れた外部電極を形成することが可能と
なる。
明することにより、本発明を明らかにする。
ために、長さ2mm、幅1.25mmで、内部に複数の
内部電極がセラミック層を介して積層されているセラミ
ック焼結体を用意した。このセラミック焼結体に、下記
のCuペーストを塗布し、焼き付けることにより積層コ
ンデンサを構成した。なお、この積層コンデンサの設計
容量は、1.2μFである。
料番号1〜20の20種類のCuペーストを用意した。
なお、表1中の試料番号1〜10では、ガラスフリット
として、ホウ珪酸鉛亜鉛(PbO−B2 O3 −SiO2
−ZnO)に対してBa−Si系ガラスフリットとして
の30ZnO−40SiO2 −20BaO−10LiO
2 を重量比で2対1の割合で混合してなるものを用い
た。また、ホウ珪酸鉛亜鉛ガラスフリット中へのZnO
の添加割合は、下記の表1に示されているように異なら
されている。
記ガラスフリットは、下記の表1に示すように、5重量
%または12重量%の割合で配合されており、セルロー
ス系有機ビヒクルが25重量%含有されており、残部が
Cu粉末よりなる。
は、ガラスフリットがホウ珪酸亜鉛B2 O2 −SiO2
−ZnOと、上記と同一のBa−Si系ガラスフリット
とを重量比で2対1の割合で含み、ホウ珪酸亜鉛ガラス
フリット中のZnO量が下記の表1に示す割合となるよ
うに異ならされている。また、試料番号11〜20のC
uペーストでは、ガラスフリット量は表1に示すように
5重量%あるいは12重量%であり、セルロース系有機
ビヒクルが25重量%の割合で含まれており、かつ残部
がCu粉末とされている。
添加は、ベース組成となるガラスに対しZnOを添加す
ることにより行われ、例えば試料番号4のガラスフリッ
トでは、ホウ珪酸亜鉛ガラス98重量%とZnO2重量
%となるように混合した。ベースとなるガラスと、Zn
Oとを、1000℃以上の温度で溶融し、ガラス化した
後粉砕することにより、上記ZnOの添加されたガラス
フリットを作製した。
してZnOを添加してもよい。上記各組成の導電ペース
トを、積層コンデンサ用焼結体チップの両端面に酸素濃
度50ppmの窒素雰囲気中において800℃の温度で
焼付け、外部電極を形成した。
におけるブリスタの発生の有無を観察した。結果を下記
の表1に示す。なお、下記の表1における上記ブリスタ
とは、外部電極を観察した場合に、直径50μm以上の
大きさの膨れが生じているものを指し、下記の表1にお
いては1つの外部電極上に2個以上のブリスタが発生し
ているものについて×印の評価記号を打つことによりブ
リスタの発生による不良とした。
面に、Niを電気メッキし、メッキ膜の付着性を評価し
た。メッキ膜付着性は、ガラスフリットを含まない電極
上(試料番号1の場合)にNiが2μmの厚みにメッキ
される条件にて、Niを電気メッキし、Niメッキ膜の
厚みを測定することにより行った。1μm以下の場合に
は、十分な厚みのメッキ膜が形成されず、半田耐熱性が
低下するため好ましくない。この結果についても下記の
表1に併せて示す。
抵抗(IR)についても測定した。結果を下記の表1に
示す。
中のZnO量が10重量%を超える試料番号8〜10及
び13〜20では、1つの外部電極当たり2個以上のブ
リスタが発生し、良品の外部電極を形成し得ないことが
わかる。
ースト中のガラスフリット量が10重量%を超える試料
番号4,6,8,10,12,14,16,18,20
では、十分なメッキ付着性を示さないことがわかる。
1では、絶縁抵抗が低く、従って耐圧の不充分な積層コ
ンデンサしか得られなかった。これに対して、本発明の
範囲内に入る試料番号3,5,7,11のCuペースト
を用いた場合には、1つの外部電極あたりに2個以上の
ブリスタが発生することがなく、十分な膜厚のNiメッ
キ膜を形成することができ、かつ絶縁抵抗の不良も発生
し難いことがわかる。
外部電極を形成する場合につき説明したが、本発明の卑
金属組成物は、積層コンデンサだけでなくセラミック多
層基板などの外部電極にCuを使用する他の積層セラミ
ック電子部品にも適用することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 70〜85重量%のCuと、2〜10重
量%のガラスフリットと、10〜28重量%の有機ビヒ
クルとを含み、 前記ガラスフリットが、ホウ珪酸鉛亜鉛及びホウ珪酸亜
鉛の内の少なくとも1種と、Ba−Si系ガラスとを含
み、かつZnをZnOに換算して10重量%未満の範囲
で含むことを特徴とする、積層電子部品の外部電極用卑
金属組成物。
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