(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも導電成分と、有機ビヒクルと、を含有し、
前記有機ビヒクルは、有機バインダと、前記有機バインダを溶解し得る第１溶剤と、前記有機バインダを溶解し得ない第２溶剤と、を含有し、
前記第１溶剤の沸点は、前記第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より２０℃以上高く、
前記第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを特徴とする、導電性ペースト。
【請求項２】
前記第１溶剤の沸点は、前記第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より３０℃以上高いことを特徴とする、請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
さらに、無機バインダを含有することを特徴とする、請求項１または２に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
セラミック素体と、セラミック素体に接するように形成された端子電極と、を備えるセラミック電子部品であって、
前記端子電極は、請求項１〜３の何れかに記載の導電性ペーストを用いて形成されていることを特徴とする、セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性ペーストならびにセラミック電子部品に関するもので、特にチップ型セラミック電子部品の端子電極形成に好適な導電性ペーストならびにセラミック電子部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、セラミック電子部品の端子電極は、例えばセラミック素体に導電性ペーストをディッピング等の方法により塗布した電極膜を乾燥させた後、焼付けることで形成される。このような用途に用いられる導電性ペーストは、一般に少なくとも導電成分と、有機ビヒクルと、溶剤と、さらにガラスフリット等の無機バインダを含有することが多い。また、有機ビヒクルとしては、主にエチルセルロース，ニトロセルロース，アクリル樹脂等の有機バインダを、ターピネオール，２−ブトキシエタノール，ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の有機溶剤に溶解させたものが用いられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の導電性ペーストの場合、ディッピング等により導電性ペーストをセラミック素体に塗布した電極膜を乾燥させた際に、電極膜の表面に皺が発生する場合があった。皺の発生は外観上好ましくないばかりか、焼付け後の端子電極に亀裂が発生し、セラミック電子部品の信頼性が著しく低下する問題がある。
【０００４】
電極膜の表面に皺が発生する原因としては、導電性ペースト中の溶剤が、電極膜の乾燥時に急激に揮発することが挙げられる。従来の有機ビヒクルに用いる有機溶剤は、有機バインダを溶解するものが選択されているため、溶剤が揮発すると有機ビヒクル中の有機バインダが析出する。ところが、電極膜の乾燥が熱風乾燥等による場合、電極膜の表面から溶剤が優先的に揮発するため、乾燥初期の段階では、電極膜の表面に有機バインダが析出して皮膜が形成される。さらに乾燥が進行すると、揮発した溶剤量に相当する体積分だけ電極膜が収縮するが、上述した有機バインダの皮膜の面積は、収縮後の電極膜の表面積よりも大きいため、皮膜が余って皺が発生する。
【０００５】
乾燥初期の段階で、電極膜の表面に有機バインダの皮膜が発生しないようにするためには、乾燥温度を低くするか、より沸点の高い溶剤を使用する方法が考えられる。しかしながら、乾燥時間が長くなり生産性に劣る問題があり、乾燥が不十分である場合には、後工程で端子電極（電極膜）が剥離する問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、上述の問題点を解消すべくなされたもので、乾燥後の電極膜に皺が発生すること、ならびに焼付け後に亀裂が発生することが抑制された端子電極を形成し得る導電性ペースト、ならびに外観に優れかつ電気的特性の信頼性が確保されたセラミック電子部品を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の導電性ペーストは、少なくとも導電成分と、有機ビヒクルと、を含有し、有機ビヒクルは、有機バインダと、有機バインダを溶解し得る第１溶剤と、有機バインダを溶解し得ない第２溶剤と、を含有し、第１溶剤の沸点は、第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より２０℃以上高く、第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明において、有機バインダを溶解し得ない第２溶剤とは、室温における有機バインダの飽和溶液濃度が約１％未満であって、有機バインダを溶解し得る第１溶剤の溶解度の１／１０以下の溶解度を有する溶剤をいう。
【０００９】
また、上述の導電性ペーストは、第１溶剤の沸点が第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より３０℃以上高いことが好ましい。
【００１０】
また、本発明の導電性ペーストは、さらに無機バインダを含有してもよい。
【００１１】
本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体と、セラミック素体に接するように形成された端子電極と、を備え、端子電極は、上述した本発明の導電性ペーストを用いて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の導電性ペーストは、有機ビヒクルを構成する溶剤として、有機バインダを溶解し得る第１溶剤と、有機バインダを溶解しない第２溶剤の２種類を用い、第１溶剤の沸点は第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より２０℃以上高いことに特徴がある。第２溶剤が含まれていることにより、乾燥初期の段階では、低沸点である第２溶剤が優先的に揮発する。このとき、第２溶剤には有機バインダが溶解していないため、第２溶剤の揮発に伴う有機バインダの析出が起こらず、電極膜の表面に有機バインダの皮膜が形成されない。次いで、より高沸点の第１溶剤が揮発するが、第２溶剤の含有により導電性ペースト全体に占める第１溶剤の量が比較的少なくされているため、第１溶剤の揮発に伴う有機バインダの析出は少なく、第１溶剤量に相当する体積分だけ電極膜が収縮しても皺の発生が抑制される。
【００１３】
なお、第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを要する。第２溶剤の含有量が３０重量％以上であれば、皺発生の抑制効果が十分に発揮される。他方、第２溶剤の含有量が７０重量％以下であれば、有機ビヒクルがゲル化することなく、また有機ビヒクル中の第２溶剤が経時的に分離することがないため、ディッピング可能な程度の流動特性ならびに分散安定性に優れた導電性ペーストが得られる。
【００１４】
また、高沸点である第１溶剤と低沸点である第２溶剤との沸点の温度差は、少なくとも２０℃以上であることを要し、好ましくは３０℃以上である。沸点の温度差が３０℃以上である場合に、皺発生の抑制効果が十分に発揮される。なお、混合溶剤の沸点が不明確である場合には、第２溶剤の沸点を蒸留温度の終点と読み替えることができる。
【００１５】
また、本発明の導電性ペーストは、さらに無機バインダを含有することを妨げない。無機バインダとしては、特に限定はしないが、例えばＢ−Ｓｉ−Ｂａ−Ｏ系ガラスフリット，Ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ−Ｏ系ガラスフリット，Ｂ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系ガラスフリット等、従来から公知である種々のガラスフリットを適宜選択して用いることができる。
【００１６】
また、本発明の導電性ペーストにおける導電成分としては、特に限定はしないが、例えばＡｇ，Ｐｄ，Ａｕ，Ｐｔ等の貴金属類から選ばれる少なくとも１種、あるいはＮｉ，Ｃｕ，Ａｌ等の卑金属類から選ばれる少なくとも１種の導電性粉末を適宜選択して用いることができる。
【００１７】
また、有機バインダならびに溶剤としては、特に限定はしないが、例えば有機バインダとしては、従来から公知であるエチルセルロース，ニトロセルロース，アクリル樹脂等が挙げられ、高沸点である第１溶剤としては、ジエチレングリコールモノブチルエーテルが挙げられ、低沸点である第２溶剤としては、有機ビヒクルを溶解しない炭化水素系の混合溶剤等を適宜調整して用いることができる。
【００１８】
また、本発明の導電性ペーストにおける導電成分ならびに有機バインダの含有割合は、特に限定はしないが、例えば導電成分としてＡｇ粉末７６重量％と、有機ビヒクル２４重量％と、を混合したものが挙げられる。
【００１９】
本発明のセラミック電子部品の一つの実施形態について、図１に基づいて詳細に説明する。すなわち、セラミック電子部品１は、セラミック素体２と、内部電極３，３と、端子電極４，４と、めっき膜５，５とから構成される。
【００２０】
セラミック素体２は、ＢａＴｉＯ３を主成分とする誘電体材料からなるセラミック層２ａが複数積層された生のセラミック素体が焼成されてなる。
【００２１】
内部電極３，３は、セラミック素体２内のセラミック層２ａ間にあって、複数の生のセラミック層２ａ上に導電性ペーストが印刷され、生のセラミック層とともに積層されてなる生のセラミック素体と同時焼成されてなり、内部電極３，３のそれぞれの端縁は、セラミック素体２の何れかの端面に露出するように形成されている。
【００２２】
端子電極４，４は、セラミック素体２の端面に露出した内部電極３，３の一端と電気的かつ機械的に接合されるように、本発明の導電性ペーストがセラミック素体２の端面に塗布され焼付けられてなる。
【００２３】
めっき膜５，５は、例えば、ＳｎやＮｉ等の無電解めっきや、はんだめっき等からなり、端子電極４，４上に少なくとも１層形成されてなる。
【００２４】
なお、本発明のセラミック電子部品のセラミック素体２の材料は、上述の実施形態に限定されることなく、例えばＰｂＺｒＯ３等その他の誘電体材料や、絶縁体、磁性体、半導体材料からなっても構わない。また、セラミック素体２は、１枚のセラミック層２ａから構成されていてもよく、また何層形成されていても構わない。また、本発明の積層セラミック電子部品の内部電極３の枚数は、上述の実施形態に限定されることなく、必ずしも備えている必要はなく、また何層形成されていても構わない。また、めっき膜５，５は、必ずしも備えている必要はなく、また何層形成されていても構わない。
【００２５】
【実施例】
まず、有機バインダとしてエチルセルロース、第１溶剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル（沸点２３０℃）、第２溶剤としてシェルゾールＤ４０（蒸留温度、初留点１６２℃、終点１９７℃：昭和シェル石油製）を準備し、表１に示した割合で混合し、試料Ａ〜Ｅの有機ビヒクルを作製した。
【００２６】
なお、シェルゾールＤ４０溶剤は、室温におけるエチルセルロースの飽和溶液濃度が１％未満であって、本発明において、有機バインダを溶解し得ない溶剤に相当するものである。
【００２７】
次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤を準備し、第２溶剤を含有させることなく、表１に示した割合で混合し、試料Ｆの有機ビヒクルを作製した。
【００２８】
次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤と、第１溶剤との沸点温度差が３０℃以上であるが、有機バインダであるエチルセルロースを溶解する２−ブトキシエタノール（沸点１７０℃）を準備し、表１に示した割合で混合し、試料Ｇの有機ビヒクルを作製した。
【００２９】
次いで、比較例として、上述した試料Ａ〜Ｅの有機ビヒクルと同じ有機バインダならびに第１溶剤と、有機バインダであるエチルセルロースを溶解しないが、第１溶剤の沸点との沸点温度差が２０℃未満であるｎ−ドデカン（沸点２１６℃）を準備し、表１に示した割合で混合し、試料Ｈの有機ビヒクルを作製した。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
次いで、試料Ａ〜Ｄ，Ｆ〜Ｈの有機ビヒクル２５重量％と、導電成分として銀粉末７０重量％と、無機バインダとしてＢ−Ｓｉ−Ｐｂ−Ｏ系ガラスフリット５重量％と、をそれぞれ準備して混合し、ボールミルを用いて分散させて、試料１〜７の導電性ペーストを作製した。なお、試料Ｅの有機ビヒクルは、作成後数時間の放置でゲル化し、ディッピングに必要なペースト流動性が得られないため、導電性ペーストを作製することなく評価を中止した。
【００３２】
次いで、内部電極を備え、コンデンサとして機能するチップ形状のセラミック素体の両端面に、試料１〜７の導電性ペーストをディッピングの手法により塗布して、端子電極となるべき電極膜を形成し、これを１５０℃の熱風オーブンにて乾燥させて、乾燥電極膜を備える試料１〜７の焼付け前セラミック電子部品をそれぞれ１００個ずつ得た。そこで、試料１〜７の焼付け前セラミック電子部品の乾燥電極膜の外観形状を観察して皺発生率を算出し、これらを表２にまとめた。なお、皺発生率は、乾燥電極膜に皺が生じている焼き付け前セラミック電子部品の個数を計数し、全数１００個に対する割合とした。
【００３３】
次いで、試料１〜７の焼成前セラミック電子部品の乾燥電極膜を６００℃で焼付けして、外形寸法が３．２ｍｍ×２．５ｍｍ×１．５ｍｍである試料１〜７のセラミック電子部品を得た。そこで、試料１〜７のセラミック電子部品の端子電極の外観形状を観察して亀裂発生率を算出し、また上述した皺発生率ならびに亀裂発生率に基づいて評価を与え、これらを表２にまとめた。なお、亀裂発生率は、端子電極に亀裂が発生しているセラミック電子部品の個数を計数し、全数１００個に対する割合とした。また、評価は、本発明の範囲内となった試料について○、本発明の範囲外である試料について×とした。
【００３４】
【表２】
0003613214.tif 000003
【００３５】
表２から明らかであるように、有機バインダを溶解する第１溶剤と、有機バインダを溶解しない第２溶剤とを含有し、かつ第２溶剤の含有量が有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％である試料Ａ〜Ｃの有機ビヒクルを用いた試料１〜３のセラミック電子部品は、皺発生率ならびに亀裂発生率が何れも０％であり、本発明の範囲内となった。
【００３６】
これに対して、第２溶剤の含有量が有機ビヒクル１００重量％のうち２０重量％である試料Ｄの有機ビヒクルを用いた試料４のセラミック電子部品は、皺発生率が７０％で亀裂発生率が５０％であり、何れも高く劣ったため本発明の範囲外となった。
【００３７】
また、第２溶剤を含有しない試料Ｆ、有機バインダを溶解する第２溶剤を含有する（有機バインダを溶解しない第２溶剤を含有しない）試料Ｇ、ならびに有機バインダを溶解しないが、第１溶剤の沸点との沸点温度差が２０℃未満である試料Ｈの有機ビヒクルを用いた試料５〜７のセラミック電子部品は、皺発生率が１００％で亀裂発生率が８０〜１００％であり、何れも高く劣った。
【００３８】
【発明の効果】
以上のように本発明の導電性ペーストは、少なくとも導電成分と、有機ビヒクルと、を含有し、有機ビヒクルは、有機バインダと、有機バインダを溶解し得る第１溶剤と、有機バインダを溶解し得ない第２溶剤と、を含有し、第１溶剤の沸点は、第２溶剤の沸点または蒸留温度の終点より２０℃以上高く、第２溶剤の含有量は、有機ビヒクル１００重量％のうち３０〜７０重量％であることを特徴とすることで、乾燥後の電極膜に皺が発生すること、ならびに焼付け後に亀裂が発生することが抑制された端子電極を備える、電気的特性の信頼性が確保されたセラミック電子部品を提供できる。
【００３９】
また、本発明のセラミック電子部品は、セラミック素体と、セラミック素体に接するように形成された端子電極と、を備え、端子電極は、本発明の導電性ペーストを用いて形成されていることを特徴とすることで、乾燥後の電極膜に皺が発生すること、ならびに焼付け後に亀裂が発生することが抑制され、電気的特性の信頼性が確保される効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一つの実施の形態のセラミック電子部品の断面図である。
【符号の説明】
１，  セラミック電子部品
２，  セラミック素体
４，  端子電極
【図１】
0003613214.tif 000004