(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝導性金属粉末１００重量部と、
ベース樹脂５〜３０重量部と、
球形の架橋高分子０．５〜１０重量部と、を含み、
前記球形の架橋高分子はゴム、ポリスチレン系、アクリル系、シリコン系、エポキシ系からなる群より選択される一つ以上を含み、弾性及び２５０℃以上で耐熱性を有し、前記球形の架橋高分子の平均粒径は０．０５μｍ〜５０μｍである伝導性ペースト。
【請求項２】
前記伝導性金属は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）及び銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）からなる群より選択された一つ以上である請求項１に記載の伝導性ペースト。
【請求項３】
誘電体層を含むセラミック本体と、
前記セラミック本体内で前記誘電体層を介して対向配置される第１内部電極及び第２内部電極と、
前記第１内部電極と電気的に連結された第１電極層及び前記第２内部電極と電気的に連結された第２電極層と、
前記第１電極層上に形成される第１伝導性樹脂層及び前記第２電極層上に形成される第２伝導性樹脂層と、を含み、
前記第１伝導性樹脂層及び前記第２伝導性樹脂層は請求項１または２に記載の伝導性ペーストで形成される積層セラミック電子部品。
【請求項４】
前記球形の架橋高分子の平均粒径は０．０５μｍ以上伝導性樹脂層の厚さの１／２以下である請求項３に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項５】
前記伝導性樹脂層の厚さは、３μｍ〜１００μｍである請求項４に記載の積層セラミック電子部品。
【請求項６】
誘電体層及び内部電極を含むセラミック本体と、
前記内部電極と電気的に連結された電極層と、
前記電極層上に形成され、伝導性金属粉末１００重量部、ベース樹脂５〜３０重量部及び球形の架橋高分子０．５〜１０重量部を含む伝導性樹脂層と、を含み、
前記球形の架橋高分子はゴム、ポリスチレン系、アクリル系、シリコン系、エポキシ系からなる群より選択される一つ以上を含み、弾性及び２５０℃以上で耐熱性を有し、
前記球形の架橋高分子は、平均粒径が０．０５μｍ以上前記伝導性樹脂層の厚さの１／２以下で、前記伝導性樹脂層の厚さは３μｍ〜１００μｍである積層セラミック電子部品。
【請求項７】
誘電体層、並びに前記誘電体層を介して対向配置される第１内部電極及び第２内部電極を含むセラミック本体を設ける段階と、
前記第１内部電極と電気的に連結されるように第１電極層を形成するとともに、前記第２内部電極と電気的に連結されるように第２電極層を形成する段階と、
架橋可能な物質を硬化させて球形の架橋高分子を設ける段階と、
伝導性金属粉末１００重量部、ベース樹脂５〜３０重量部及び前記球形の架橋高分子０．５〜１０重量部を混合して請求項１または２に記載の伝導性ペーストを設ける段階と、
前記第１電極層上に前記伝導性ペーストを塗布してから硬化させて第１伝導性樹脂層を形成するとともに、前記第２電極層上に前記伝導性ペーストを塗布してから硬化させて第２伝導性樹脂層を形成する段階と、
を含む積層セラミック電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層セラミック電子部品の曲げ強度特性を改善するための外部電極用伝導性ペースト、これを適用した積層セラミック電子部品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック電子部品のうち、積層セラミックキャパシタは、積層された複数の誘電体層、誘電体層を介して対向配置される内部電極、上記内部電極に電気的に接続された外部電極を含む。
【０００３】
積層セラミックキャパシタは小型でありながらも高容量が保障され、実装が容易であるという長所により、コンピューター、ＰＤＡ、携帯電話などの移動通信装置の部品として広く用いられている。
【０００４】
最近では、電子製品が小型化及び多機能化するに伴って、チップ部品も小型化及び高機能化される傾向であるため、積層セラミックキャパシタもサイズが小さく、容量の大きい高容量の製品が必要とされている。
【０００５】
このために、誘電体層及び内部電極層を薄くして複数の誘電体層を積層した積層セラミックキャパシタが製造されており、外部電極も薄層化されている。
【０００６】
また、自動車や医療機器のように高信頼性を必要とする分野において、多くの機能が電子化され、需要が増加することにより、積層セラミックキャパシタも高信頼性が求められている。
【０００７】
高信頼性において問題となる要素には外部衝撃によるクラック発生などがあり、これを解決するための手段として、外部電極の電極層とめっき層との間に伝導性物質を含む樹脂組成物を塗布して外部衝撃を吸収し、めっき液の浸透を防いで信頼性を向上させている。
【０００８】
しかし、電場及び高圧品のような特殊仕様の製品群に適用するためには、現在より高い信頼性を有する積層セラミック電子部品が必要で、これにより外部電極も現在より高い水準の曲げ強度特性が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】日本特許公開公報２００２−３６７８５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は積層セラミック電子部品の曲げ強度特性を改善するための外部電極用伝導性ペースト、これを適用した積層セラミック電子部品及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一実施形態は、伝導性金属粉末１００重量部と、ベース樹脂５〜３０重量部と、球形の架橋高分子０．５〜１０重量部と、を含む外部電極用伝導性ペーストを提供する。
【００１２】
上記球形の架橋高分子の平均粒径は０．０５μｍ〜５０μｍであってよい。
【００１３】
上記球形の架橋高分子は弾性及び２５０℃以上で耐熱性を有することができ、ゴム、ポリスチレン系、アクリル系、シリコン系、エポキシ系からなる群より選択される一つ以上を含んでよい。
【００１４】
上記伝導性金属は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）及び銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）からなる群より選択された一つ以上であってよい。
【００１５】
本発明の他の実施形態は、誘電体層を含むセラミック本体と、上記セラミック本体内で上記誘電体層を介して対向配置される第１及び第２内部電極と、上記第１内部電極と電気的に連結された第１電極層及び上記第２内部電極と電気的に連結された第２電極層と、上記第１電極層上に形成される第１伝導性樹脂層及び上記第２電極層上に形成される第２伝導性樹脂層とを含み、上記第１及び第２伝導性樹脂層は伝導性金属粉末１００重量部、ベース樹脂５〜３０重量部及び球形の架橋高分子０．５〜１０重量部を含む積層セラミック電子部品を提供する。
【００１６】
上記球形の架橋高分子の平均粒径は０．０５μｍ〜５０μｍであってよい。
【００１７】
また、上記球形の架橋高分子の平均粒径は、０．０５μｍ以上伝導性樹脂層の厚さの１／２以下であってよく、上記伝導性樹脂層の厚さは３μｍ〜１００μｍであってよい。
【００１８】
上記球形の架橋高分子は弾性及び２５０℃以上で耐熱性を有することができ、ゴム、ポリスチレン系、アクリル系、シリコン系、エポキシ系からなる群より選択される一つ以上を含んでよい。
【００１９】
上記伝導性金属は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）及び銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）からなる群より選択された一つ以上であってよい。
【００２０】
本発明の他の実施形態は、誘電体層及び内部電極を含むセラミック本体と、上記内部電極と電気的に連結された電極層と、上記電極層上に形成され、伝導性金属粉末１００重量部、ベース樹脂５〜３０重量部及び球形の架橋高分子０．５〜１０重量部を含む伝導性樹脂層とを含み、上記球形の架橋高分子は、平均粒径が０．０５μｍ以上上記伝導性樹脂層の厚さの１／２以下で、上記伝導性樹脂層の厚さは３μｍ〜１００μｍである積層セラミック電子部品を提供する。
【００２１】
本発明のさらに他の実施形態は、誘電体層及び上記誘電体層を介して対向配置される第１及び第２内部電極を含むセラミック本体を設ける段階と、上記第１及び第２内部電極と電気的に連結されるように第１及び第２電極層を形成する段階と、架橋可能な物質を硬化させて球形の架橋高分子を設ける段階と、伝導性金属粉末１００重量部、ベース樹脂５〜３０重量部及び上記球形の架橋高分子０．５〜１０重量部を混合して外部電極用伝導性ペーストを設ける段階と、上記第１及び第２電極層上に上記外部電極用伝導性ペーストを塗布、硬化させて第１及び第２伝導性樹脂層を形成する段階とを含む積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。
【００２２】
上記球形の架橋高分子は平均粒径が０．０５μｍ〜５０μｍであってよく、２５０℃以上で耐熱性を有することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、積層セラミック電子部品の曲げ強度特性を改善することができる外部電極用ペースト、これを適用した積層セラミック電子部品及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による外部電極ペーストの微細構造を示すＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真である。
【図２】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタを概略的に示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による図１のＡ−Ａ'断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタと比較例の積層セラミックキャパシタの曲げクラックの深さによる容量変化不良を検出する実験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下では、添付の図面を参照し、本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態による外部電極ペーストの微細構造を示すＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）写真である。
【００２７】
本発明の一実施形態による外部電極用伝導性ペーストは伝導性金属２粉末と、ベース樹脂３と、球形の架橋高分子１とを含んでよく、それぞれは伝導性金属２粉末  １００重量部に対して、ベース樹脂３  ５〜３０重量部及び球形の架橋高分子１  ０．５〜１０重量部で含まれてよい。
【００２８】
図２は本発明の一実施形態による積層セラミック電子部品を概略的に示す斜視図で、図３は図１のＡ−Ａ'断面図である。
【００２９】
本発明の他の実施形態は、誘電体層１１を含むセラミック本体１０と、上記セラミック本体１０内で上記誘電体層１１を介して対向配置される第１及び第２内部電極２１、２２と、第１及び第２外部電極３１、３２を含み、上記第１外部電極３１は上記第１内部電極２１と電気的に連結された第１電極層３１ａ及び上記第１電極層３１ａ上に形成される第１伝導性樹脂層３１ｂを含み、上記第２外部電極３２は上記第２内部電極２２と電気的に連結された第２電極層３２ａ及び上記第２電極層３２ｂ上に形成される第２伝導性樹脂層３２ｂを含み、上記第１及び第２伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂは伝導性金属２粉末  １００重量部、ベース樹脂３  ５〜３０重量部及び球形の架橋高分子１  ０．５〜１０重量部を含む積層セラミック電子部品を提供する。
【００３０】
上記第１及び第２伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂは上記本発明の一実施形態による外部電極用伝導性ペーストを適用して形成されるもので、以下で合わせて説明する。
【００３１】
上記ベース樹脂３は接合性及び衝撃吸収性を有し、伝導性金属２粉末と混合してペーストを作ることができるものであれば特に制限されず、例えば、エポキシ系樹脂を含むことができる。
【００３２】
上記ベース樹脂３の含量が５重量部未満では、樹脂が足らずペーストの製造作業が困難で、相安定性が低下して相分離や粘度経時変化を誘発することがあり、金属の分散性が落ちて充填率が低下し、これにより緻密度の低下を誘発することがある。ベース樹脂３の含量が３０重量部を超えると、樹脂含量が多くて金属間の接触性が落ち比抵抗が増加し、表面部分の樹脂面積が増加して伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂを形成した後、めっき層を形成する際、未めっき問題が発生することがある。
【００３３】
上記球形の架橋高分子１の含量が０．５重量部未満では、曲げクラック特性の向上効果が現れず、１０重量部を超えると、伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの上部にめっき層を形成する際、未めっき不良や固着強度の低下が現れる。
【００３４】
上記球形の架橋高分子１の平均粒径は０．０５μｍ〜５０μｍであってよい。架橋高分子を球形に合成すると、ナノサイズの粒子を容易に製作することができる。球形の架橋高分子１の平均粒径が０．０５μｍ未満では、粒子が小さすぎて衝撃吸収の役割を十分に果たすことができず、５０μｍを超えると、伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂに含まれた伝導性金属２粉末のネッキング（ｎｅｃｋｉｎｇ）を妨げて伝導性が確保されなかったり、未めっきを誘発することがある。
【００３５】
より具体的には、上記球形の架橋高分子１の平均粒径は、０．０５μｍ以上伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さの１／２以下であってよく、上記伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さは３μｍ〜１００μｍであってよい。上記球形の架橋高分子１の平均粒径が伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さの１／２を超えると、伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂ上部にめっき層を形成する際、未めっき不良が発生する。
【００３６】
上記球形の架橋高分子１は、弾性及び２５０℃以上で耐熱性を有する物質で形成されてよい。特に、伝導性ペーストを塗布してから熱処理を経て伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂを形成するため、高温で耐熱性を有することが求められる。上記球形の架橋高分子１はこれに制限されないが、ゴム、ポリスチレン系、アクリル系、シリコン系、エポキシ系からなる群より選択される一つ以上を含むことができる。
【００３７】
上記伝導性金属２は銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）及び銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）からなる群より選択される一つ以上であってよく、これに制限されない。
【００３８】
上記誘電体層１１を形成する原料は十分な静電容量が得られる限り、特に制限されず、例えば、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）粉末であることができる。また、上記誘電体層１１を形成する材料はチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）などのパウダーに、本発明の目的に応じて、多様なセラミック添加剤、有機溶剤、可塑剤、結合剤、分散剤などを添加してよい。
【００３９】
上記内部電極２１、２２を形成する材料は特に制限されず、例えば、銀（Ａｇ）、鉛（Ｐｂ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）の一つ以上の物質を含んでよい。
【００４０】
上記第１及び第２電極層３１ａ、３２ａを形成する材料は内部電極２１、２２と電気的に連結される材質であれば特に制限されず、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、銀（Ａｇ）及び銀−パラジウム（Ａｇ−Ｐｄ）からなる群より選択された一つ以上であってよい。
【００４１】
本発明の他の実施形態は、誘電体層１１及び内部電極２１、２２を含むセラミック本体１０と、上記内部電極２１、２２と電気的に連結された電極層３１ａ、３２ａと、上記電極層３１ａ、３２ａ上に形成され、伝導性金属２粉末  １００重量部、ベース樹脂３  ５〜３０重量部及び球形の架橋高分子１  ０．５〜１０重量部を含む伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂとを含み、上記球形の架橋高分子１は、平均粒径が０．０５μｍ以上上記伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂ厚さの１／２以下で、上記伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さは３μｍ〜１００μｍである積層セラミック電子部品を提供する。
【００４２】
本発明のさらに他の実施形態は、誘電体層１１及び上記誘電体層１１を介して対向配置される第１及び第２内部電極２１、２２を含むセラミック本体１０を設ける段階と、上記第１及び第２内部電極２１，２２と電気的に連結されるように第１及び第２電極層３１ａ、３２ａを形成する段階と、架橋可能な物質を硬化させて球形の架橋高分子１を設ける段階と、伝導性金属２粉末  １００重量部、ベース樹脂３  ５〜３０重量部及び上記球形の架橋高分子１  ０．５〜１０重量部を混合して外部電極用伝導性ペーストを設ける段階と、上記第１及び第２電極層３１ａ、３２ａ上に上記外部電極用伝導性ペーストを塗布してから硬化させて第１及び第２伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂを形成する段階とを含む積層セラミック電子部品の製造方法を提供する。
【００４３】
上記積層セラミックキャパシタの製造方法に関する特徴は上述した本発明の一実施形態による積層セラミックキャパシタに関する説明と重なるため、ここではその説明を省略する。
【００４４】
下表１には積層セラミック電子部品の伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂ内に含まれる球形の架橋高分子１の含量を変化させながら積層セラミック電子部品の特性を評価した結果を示した。上記伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂは球形の架橋高分子１の他に、伝導性金属２（Ｃｕ）  １００重量部及びエポキシ樹脂  １３重量部を含んでいる。曲げ強度特性は球形の架橋高分子１の含量が異なるそれぞれの積層セラミック電子部品を５ｍｍ曲げた時に生じたクラック数を調べたもので、めっき特性はそれぞれの積層セラミック電子部品の伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂ上に形成するとき、未めっき面積が５％以上の個数を調査したものである。
【００４５】
【表１】
0005483501.tif 000002
（＊は比較例である）
【００４６】
上記表１を参照すると、球形の架橋高分子１が０．５重量部未満では、曲げクラック不良が発生し、１０重量部を超えると、未めっき不良が発生することが分かる。従って、外部電極用ペーストまたは伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂに球形の架橋高分子１は０．５〜１０重量部含まれることが好ましい。
【００４７】
下表２及び表３には伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さ及び伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂに含まれる球形の架橋高分子１の平均粒径による積層セラミック電子部品の特性を評価した結果を示した。曲げ強度特性及びめっき特性は、上記と同様の条件で評価し、未めっき面積が５％以上の場合、めっき特性が悪いとした。本評価に用いられた積層セラミック電子部品は、伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂが伝導性金属２（Ｃｕ）  １００重量部、エポキシ樹脂  １３重量部及び球形の架橋高分子１  １．５重量部を含む。
【００４８】
【表２】
0005483501.tif 000003
（＊は比較例である）
【００４９】
【表３】
0005483501.tif 000004
（＊は比較例である）
【００５０】
表２及び表３によると、実験された範囲において、曲げ強度特性は球形の架橋高分子１のサイズに関わらず全て良好であることが分かる。但し、球形の架橋高分子１のサイズが伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さの１／２を超えると、めっき特性が悪いことが分かる。従って、球形の架橋高分子１は伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂの厚さの１／２以下含まれることが好ましい。
【００５１】
下表４には伝導性金属２  １００重量部とエポキシ樹脂  １３重量部を含む伝導性樹脂層を適用した積層セラミック電子部品（以下、比較例１）と伝導性金属２  １００重量部、エポキシ樹脂  １３重量部、球形の架橋高分子１  １．５重量部を含む伝導性樹脂層を適用した積層セラミック電子部品（以下、実施例１）の曲げ程度を５ｍｍまで連続的に変化させながら、クラック発生により容量が低下した積層セラミック電子部品の個数を示した。
【００５２】
【表４】
0005483501.tif 000005
【００５３】
表４に示したように、実施例１では積層セラミック電子部品を５ｍｍまで曲げる間、クラック発生による容量低下が観察されなかったが、比較例１では５ｍｍ曲げた地点でクラック発生による容量低下が観察されることが分かる。
【００５４】
図４は表４に用いられたものと同様の積層セラミック電子部品（比較例１及び実施例１）の曲げ程度を連続的に変化させながら、クラック発生により容量が低下したものの比率を示すグラフである。比較例１では４．８ｍｍで初めてクラックが発生し容量低下が観察されたが、実施例１では８．４ｍｍまで曲げて初めて容量低下が観察され、容量低下が発生する曲げの深さの平均値も実施例１が比較例１より遥かに大きいことが分かる。
【００５５】
従って、表４及び図４から、伝導性樹脂層３１ｂ、３２ｂに球形の架橋高分子１を添加すると、積層セラミック電子部品の曲げ強度特性が向上することが分かる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
【符号の説明】
【００５７】
１  球形の架橋高分子
２  伝導性金属
３  ベース樹脂
１０  セラミック本体
１１  誘電体層
２１  第１内部電極
２２  第２内部電極
３１  第１外部電極
３１ａ  第１電極層
３１ｂ  第１伝導性樹脂層
３２  第２外部電極
３２ａ  第２電極層
３２ｂ  第２伝導性樹脂層
【図２】
0005483501.tif 000006
【図３】
0005483501.tif 000007
【図４】
0005483501.tif 000008
【図１】
0005483501.tif 000009