JP3371749B2 - 電子部品の製造方法 - Google Patents

電子部品の製造方法

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JP3371749B2
JP3371749B2 JP10285397A JP10285397A JP3371749B2 JP 3371749 B2 JP3371749 B2 JP 3371749B2 JP 10285397 A JP10285397 A JP 10285397A JP 10285397 A JP10285397 A JP 10285397A JP 3371749 B2 JP3371749 B2 JP 3371749B2
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邦彦 浜田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子部品の製造
方法に関するもので、特に、電子部品の外部電極を形成
するために塗布されかつ焼き付けられる導電性ペースト
に含有されるガラス粉末の組成における改良に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】この発明にとって興味ある従来の導電性
ペーストは、通常、少なくとも金属粉末、ガラス粉末お
よびビヒクルを含有している。このような導電性ペース
トは、たとえば電子部品の外部端子電極のような導体を
形成するために用いられている。導電性ペーストをもっ
て外部端子電極を形成する場合、電子部品の表面上の所
定の領域に導電性ペーストが付与され、次いでこれを焼
き付けることが行なわれる。
【0003】このような導電性ペーストが、たとえば積
層セラミックコンデンサの外部電極を形成するために用
いられるとき、積層セラミックコンデンサの部品本体と
なるセラミック積層体の両端面に導電性ペーストが付与
される。セラミック積層体の内部には、複数層をなして
内部電極が形成されていて、これら内部電極の端縁は、
セラミック積層体のいずれかの端面に露出している。し
たがって、セラミック積層体の両端面に付与された導電
性ペーストは、内部電極の端縁に接触する状態となり、
導電性ペーストを焼き付けて形成された外部電極も、内
部電極の端縁に接触する状態を維持し、内部電極と電気
的に接続された状態となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような外部電極と内部電極との電気的接続は、時とし
て、適正に達成されないことがある。
【0005】外部電極と内部電極とが電気的に接続され
るためには、外部電極となる導電性ペーストに含まれる
金属が内部電極の金属に接触し、これら金属が固体間で
相互拡散するか、導電性ペースト中のガラスにこれら金
属がともに溶解してガラスを通して相互拡散するかし
て、金属相互が拡散接合することが必要である。
【0006】ところが、この特定的な例について説明す
ると、内部電極は、その端縁のみにおいてセラミック積
層体の端面に露出しているにすぎず、また、セラミック
積層体の焼成工程においては、内部電極がセラミック部
分より大きく収縮する傾向があるため、ときとして内部
電極の端縁がセラミック積層体の端面より内方に位置し
ていることがある。したがって、上述のような固体拡散
あるいは自然に起こるガラスを通しての拡散によるだけ
では、内部電極に外部電極が所望のように電気的に接続
されないことがある。
【0007】このように、外部電極と内部電極とが適正
に接続されない場合には、積層セラミックコンデンサの
ような電子部品の電気的特性を十分に引き出せなかった
り、外部電極と内部電極とが点接触状態となって電気的
抵抗が大きくなりすぎたりする、という問題を招く。
【0008】そこで、この発明の目的は、上述したよう
な問題を解決するのに適した導電性ペーストを用いての
電子部品の製造方法を提供しようとすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、内部電極が
その端縁を端面に露出させた状態で形成されているセラ
ミック積層体の前記端面に、金属粉末、ガラス粉末およ
びビヒクルを含有する、導電性ペーストを塗布し、所定
の焼付け温度で焼き付けることにより、前記内部電極に
電気的に接続された外部電極を形成する工程を備える、
電子部品の製造方法に向けられるものである。上述した
技術的課題を解決するため、この発明では、前記導電性
ペーストに含有される前記ガラス粉末には、前記金属粉
末と同種の金属元素を予め溶解させておくことにより、
前記金属元素が含まれていて、前記焼き付ける工程にお
いて、前記ガラス粉末から、予め溶解させておいた前記
金属元素を析出させ、この析出した金属元素により、前
記外部電極と前記内部電極との間での金属相互の拡散を
助長させることを特徴としている。
【0010】この発明において、好ましくは、ガラス粉
末中の金属元素として、Ag、Cu、NiおよびPdか
らなる群から選ばれた少なくとも1種が用いられる
【0011】
【実施例1】積層セラミックコンデンサの外部電極のた
めの導電性ペーストを作製した。用いた積層セラミック
コンデンサの部品本体となるセラミック積層体は、寸法
が1.6mm×0.8mm×0.8mmであり、設計静電容量
が110nFであった。また、セラミック積層体の内部
に形成される内部電極は、30層をなし、Pdを含むも
のであった。
【0012】外部電極のための導電性ペーストは、次の
ように作製した。
【0013】この発明の実施例に係るガラス粉末を作製
するため、軟化点450℃のZn−B−Si系ガラスを
用意し、これを1100℃に加熱して溶融させ、その状
態でこのガラスにAgを3wt%溶解した。この溶融ガラ
スを、急冷し、次いで、平均粒径5μmとなるように粉
砕することによって、実施例に係るガラス粉末を得た。
【0014】他方、Agを溶解させないことを除いて、
同様のガラス材料を用い、同様の方法にて、比較例とし
てのガラス粉末を作製した。
【0015】このような各ガラス粉末5wt%とAg粉末
70wt%とビヒクル25wt%とをそれぞれ混合して、実
施例および比較例としての導電性ペーストをそれぞれ作
製した。
【0016】これら導電性ペーストの各々を、前述のセ
ラミック積層体の両端面に塗布し、後の表1に示すよう
に、500℃、600℃、700℃、および800℃の
各温度で焼き付けることによって、外部電極を形成し、
試料としての積層セラミックコンデンサを完成させた。
【0017】次いで、これら積層セラミックコンデンサ
の静電容量を測定し、各全数50に対する、静電容量の
平均値および最小値(単位:nF)を求めた。その結果
が、表1に示されている。
【0018】
【表1】 表1から、いずれの焼付け温度であっても、実施例の方
が、比較例に比べて、高い静電容量を取り出すことがで
き、外部電極と内部電極との電気的接続がより適正に達
成されていることがわかる。
【0019】特に、比較例において、焼付け温度が比較
的低い500℃〜600℃のものでは、静電容量の最小
値が72nF〜75nFと低く、導電性ペーストに含有
されるガラス粉末にAgを含まない場合には、焼付け温
度を低くしたとき、外部電極と内部電極との間において
十分な電気的接続が達成されなくなることがあることが
わかる。
【0020】この実施例および比較例において用いたガ
ラスは、450℃の軟化点を有するものであるが、50
0℃〜600℃では、ガラスの粘度がなおも高いため、
内部電極の金属面に導電性ペーストあるいは外部電極中
の金属粉末が接触する確率が低く、また、ガラスに対す
るAgやPdの溶解可能な量も少ない。したがって、内
部電極の金属と外部電極の金属とが、固体間で相互拡散
することも、ガラスを通して相互拡散することも、あま
り期待できない。
【0021】この結果、比較例において、焼付け温度が
500℃〜600℃のものでは、外部電極と内部電極と
の間において十分な電気的接続が達成されないときがあ
り、そのため、高い静電容量を安定して取り出すことが
できなかったものと考えられる。
【0022】これに対して、実施例では、焼付け温度が
500〜600℃と低くても、当初、導電性ペーストの
ガラス粉末中に含まれていたAgが、流動するガラスか
ら析出し、内部電極内に拡散し、外部電極と内部電極と
の間での金属相互の拡散を助けるため、外部電極と内部
電極との電気的接続がより高い信頼性をもって達成さ
れ、そのため、高い静電容量を安定して取り出すことが
できたものと考えられる。
【0023】
【実施例2】実施例1と同様、積層セラミックコンデン
サの外部電極のための導電性ペーストを作製した。用い
た積層セラミックコンデンサの部品本体となるセラミッ
ク積層体は、寸法が3.2mm×1.6mm×1.2mmであ
り、設計静電容量が1μFであった。また、セラミック
積層体の内部に形成される内部電極は、90層をなし、
Niを含むものであった。
【0024】外部電極のための導電性ペーストは、次の
ように作製した。
【0025】この発明の実施例に係るガラス粉末を作製
するため、軟化点450℃のZn−B−Si系ガラスを
用意し、これを1100℃に加熱して溶融させ、その状
態でこのガラスにCuOを5wt%溶解した。この溶融ガ
ラスを、急冷し、次いで、平均粒径5μmとなるように
粉砕することによって、実施例に係るガラス粉末を得
た。
【0026】他方、CuOを溶解させないことを除い
て、同様のガラス材料を用い、同様の方法にて、比較例
としてのガラス粉末を作製した。
【0027】このような各ガラス粉末5wt%とCu粉末
70wt%とビヒクル25wt%とをそれぞれ混合して、実
施例および比較例としての導電性ペーストをそれぞれ作
製した。
【0028】これら導電性ペーストの各々を、前述のセ
ラミック積層体の両端面に塗布し、N2 中において、後
の表2に示すように、600℃、700℃、800℃、
および900℃の各温度で焼き付けることによって、外
部電極を形成し、試料としての積層セラミックコンデン
サを完成させた。
【0029】次いで、これら積層セラミックコンデンサ
の静電容量を測定し、各全数50に対する、静電容量の
平均値および最小値(単位:nF)を求めた。その結果
が、表2に示されている。
【0030】
【表2】 表2からわかるように、まず、600℃の焼付け温度で
は、実施例および比較例のいずれでも、所望の静電容量
を取り出すことができなかった。
【0031】次に、表2から、700℃〜900℃の焼
付け温度の場合には、一般的に、実施例の方が、比較例
に比べて、高い静電容量を取り出すことができ、外部電
極と内部電極との電気的接続がより高い信頼性をもって
達成されていることがわかる。このことは、前述した実
施例1と実質的に同様の理由による。
【0032】また、比較例において、焼付け温度をたと
え700℃〜900℃と高くしても、静電容量の最小値
が830nF〜843nFと低く、導電性ペーストに含
有されるガラス粉末にCuを含まない場合には、外部電
極と内部電極との間において十分な電気的接続が達成さ
れなくなることがあることがわかる。
【0033】この実施例のように、導電性ペーストにC
uを含むとともに、内部電極にNiを含む場合には、こ
れらCuやNiを酸化させない雰囲気で焼付け工程を実
施する必要がある。一方、CuやNiの酸化物は、ある
程度、ガラスに溶解するため、ガラスに接する表面にあ
るこれらの酸化物は、焼付け中にガラスに溶解するもの
の、ガラスに溶解したCuやNiの酸化物の量はわずか
で再析出しにくい。
【0034】しかしながら、この実施例では、ガラス中
に溶解しているCu酸化物について言えば、焼付け中に
溶解したCu酸化物だけでなく、導電性ペーストの段階
でガラス粉末に予め5wt%溶解されていたCu酸化物も
ガラス中に存在しているので、焼付け工程において、ガ
ラスからCuがより順調に析出し、これが内部電極のN
iと外部電極のCuとの接合および焼結を助けるように
作用していると考えられる。
【0035】なお、上述した各実施例では、導電性ペー
ストに含有されるガラス粉末中の金属元素として、Ag
またはCuが用いられたが、NiもしくはPd、また
は、これらの合金等、2種以上の組合せが用いられて
も、実質的に同様の効果が奏されることが確認されてい
る。
【0036】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、導電
性ペーストに含有されるガラス粉末が、金属粉末と同種
の金属元素を含んでいるので、焼付け中において、この
金属元素が、流動するガラスから析出して、当該導電性
ペーストを焼き付けて得られる外部電極とこれに接触す
内部電極との間での金属相互の拡散を助長し、そのた
め、これら外部電極と内部電極との間での電気的接続を
より信頼性の高いものとすることができる。
【0037】また、この発明によれば、上述した実施例
からわかるように、導電性ペーストは、比較的低温で焼
付け可能である。したがって、焼付けのためのエネルギ
ーコストを低減することができるとともに、この導電性
ペーストの焼付け工程に付される電子部品への熱による
悪影響を抑制することができる。
【0038】また、この発明によれば、導電性ペースト
焼付け時において、ガラスが溶融して流れ出した後に
残ることのあるポアの一部は、ガラスから析出した金属
元素により有利に埋められるので、当該導電性ペースト
を焼き付けて得られた外部電極の密度の向上を図ること
ができる。
【0039】また、この発明によれば、導電性ペースト
焼付け時においてガラスから析出した金属元素の一部
は、当該導電性ペーストを焼き付けて得られた外部電極
の表面にも分布することになるので、たとえば外部電極
表面にめっきを施すとき、めっき膜の付着性の向上を図
ることができる。
【0040】また、この発明によれば、ガラス粉末中の
金属元素が、導電性ペーストに含有する金属粉末を構成
する金属と同種であるので、焼付け中においてガラスか
ら析出した金属元素が、金属粉末の金属の性質や挙動を
妨げるといった悪影響を及ぼすことは絶対にあり得な
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−208831(JP,A) 特開 平7−6623(JP,A) 特開 昭61−18154(JP,A) 特開 昭61−183912(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/00 - 1/24 H01G 4/30

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部電極がその端縁を端面に露出させた
    状態で形成されているセラミック積層体の前記端面に、
    金属粉末、ガラス粉末およびビヒクルを含有する、導電
    性ペーストを塗布し、所定の焼付け温度で焼き付けるこ
    とにより、前記内部電極に電気的に接続された外部電極
    を形成する工程を備える、電子部品の製造方法であっ
    て、 前記導電性ペーストに含有される前記ガラス粉末には、
    前記金属粉末と同種の金属元素を予め溶解させておくこ
    とにより、前記金属元素が含まれていて、 前記焼き付ける工程において、前記ガラス粉末から、予
    め溶解させておいた前記金属元素を析出させ、この析出
    した金属元素により、前記外部電極と前記内部電極との
    間での金属相互の拡散を助長させることを特徴とする、
    電子部品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ガラス粉末中の金属元素は、Ag、
    Cu、NiおよびPdからなる群から選ばれた少なくと
    も1種を含む、請求項1に記載の電子部品の製造方法。
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JP4576660B2 (ja) * 2000-03-28 2010-11-10 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサ用導電性ペーストならびにこれを用いた積層セラミックコンデンサ
DE102007043098A1 (de) * 2007-09-10 2009-03-12 Epcos Ag Verfahren zur Herstellung eines Vielschichtbauelements

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