(57)【要約】【課題】内部構造欠陥が発生しにくいだけでなく、ショート不良が生じにくく、積層セラミックコンデンサの小型化かつ大容量化に対応できる内部導電体層形成に適した導電性ペーストを提供する。【解決手段】平均粒径が０．２μｍ以下の液相法で合成した導電性金属粉末と、平均粒径が０．２μｍ以下の気相法で合成した導電性金属粉末とを体積比率で１：９〜９：１の範囲で含む導電性ペーストを用いて積層セラミック電子部品を作製する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも液相法で合成した導電性金属粉末と気相法で合成した導電性金属粉末と、有機ビヒクルとを含み、前記液相法で合成した導電性金属粉末と前記気相法で合成した導電性金属粉末の比率が体積比率で１：９〜９：１の範囲にある導電性ペースト。
【請求項２】
導電性金属粉末は、平均粒径が０．２μｍ以下のニッケル粉末である請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項３】
導電性ペーストは、目開きが５μｍ以下のフィルターで濾過する請求項１に記載の導電性ペースト。
【請求項４】
少なくとも液相法で合成した導電性金属粉末と気相法で合成した導電性金属粉末と、有機ビヒクルとを含み、前記液相法で合成した導電性金属粉末と気相法で合成した導電性金属粉末の比率が体積比率で１：９〜９：１の範囲にある導電性ペーストを用いてセラミックグリーンシートに所望のパターンを有する内部導電体層を形成したセラミックグリーンシートを積層し、切断し焼成して得られる積層セラミック電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導電性ペースト、並びにこの導電性ペーストを用いて形成された積層セラミックコンデンサなどの積層セラミック電子部品に関するもので、特に、積層セラミック電子部品において薄層化および多層化を有利に図り得るようにするためのものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の積層セラミック電子部品の製造方法について、積層セラミックコンデンサを例に説明する。
【０００３】
まず、誘電体セラミック原料粉末、有機バインダ、有機溶剤からなるセラミックグリーンシートを作製する。
【０００４】
一方、導電性金属粉末、有機バインダ、有機溶剤からなる導電性ペーストを作製する。
【０００５】
次に、セラミックグリーンシート面に導電性ペーストを用いてスクリーン印刷などの方法により所望のパターンを有する内部導電体層が形成されたセラミックグリーンシートを得る。
【０００６】
次いで、この内部導電体層が形成されたセラミックグリーンシートを所定枚数積層し、加熱圧着して積層体グリーンブロックとした後、所定形状に切断、分離し積層体グリーンチップとする。
【０００７】
その後、この積層体グリーンチップを、所定の焼成温度にて焼結させ、内部導電体層の露出している両端面に導電材料を塗布して外部電極を形成する。
【０００８】
このようにして、積層セラミックコンデンサを得る。
【０００９】
近年、電子機器が急速に普及しつつあり、これらの電子機器は技術革新が非常に目覚ましく、軽薄短小化および多機能化が要求されている。このような状況下で、数多く使用されている積層セラミックコンデンサにおいても、小型化、大容量化への要望が益々高まっている。
【００１０】
従って、積層セラミックコンデンサにおいては、その小型化かつ大容量化を目的として、セラミック層の薄層化および多層化が進んでいる。例えば、積層セラミックにおいて、そのセラミック層の厚みは１．５μｍ程度のものが実用化されようとしている。
【００１１】
セラミック層の薄層化および多層化を図るためには、内部導電体層の薄層化も重要な課題となるが、このためには焼結挙動の異なるセラミック層と内部導電体層と収縮挙動をできるだけ近づけることが重要な課題となる。
【００１２】
これらの課題を解決するため、セラミック粉末を内部導電体層を形成するために用いられる導電性ペーストに添加し、それによって、内部導電体層の収縮挙動をセラミック層の収縮挙動に近づける方法として、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開平６−２９０９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、積層セラミックコンデンサにおいて、その小型化かつ大容量化を目的として、セラミック層と内部導電体層の薄層化が進むにつれて、上記の方法では十分な効果が得られなくなっている。
【００１４】
ところで、積層セラミックコンデンサに用いる内部導電体層を形成するために用いられる導電性ペーストに含まれる導電性金属粉末としては、液相法または気相法で合成された平均粒径０．４μｍを超えるニッケル粉末が多く用いられている。
【００１５】
ここで、液相法で合成されたニッケル粉末としては、例えば噴霧法やアルコキシド法などで合成されたニッケル粉末をあげることができる。また、気相法で合成されたニッケル粉末としては、例えば、ＣＶＤ法などで合成されたニッケル粉末を例示することができる。
【００１６】
しかしながら、液相法で合成されたニッケル粉末は、結晶性が低い。そのため、液相法で合成されたニッケル粉末を含む導電性ペーストを用いて内部導電体層を形成すると、ニッケル粉末の焼結が進みやすいため、内部導電体層の焼結収縮開始温度が低温化し、その結果セラミック層との焼結収縮開始温度の差が大きくなり、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じやすい傾向にある。
【００１７】
また、気相法で合成されたニッケル粉末は、粉末表面の反応活性が高く、粉どうしがくっつきやすい。すなわち、凝集しやすい。そのため、気相法で合成された粉末の平均粒径が、例えば、０．４μｍ以上のニッケル粉末を含む導電性ペーストを用いて、内部導電体層の厚みが１．５μｍ以下となるような薄層化を行うために、導電性ペーストの塗布厚みを薄くすると、内部導電体層となるべき乾燥後の導電性ペースト膜の表面の平滑性が低下してしまうとともに、導電性ペースト膜の凝集物による内部導電体層の凸部がグリーンシートを貫通してしまい、ショート不良が増加し、歩留を低下させる傾向にある。
【００１８】
このような背景の下、積層セラミックコンデンサの小型化、大容量化を目的としたセラミック層の薄層化において、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥、また、貫通によるショート不良の問題を引き起こさない、内部導電体層形成のための導電性ペーストの実現が望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有する。
【００２０】
本発明の請求項１に記載の発明は、液相法で合成した凝集しにくい導電性金属粉末と、気相法で合成した結晶性が高い導電性金属粉末と、有機ビヒクルとを含み、液相法で合成した導電性金属粉末と気相法で合成した導電性金属粉末の比率が体積比率で１：９〜９：１の範囲にある導電性ペーストであり、焼成時におけるセラミック層と内部導電体層との焼結収縮開始温度の差が小さくなり、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じにくく、導電性ペースト膜の凝集物により内部導電体層の凸部がグリーンシートを貫通してしまうことによるショート不良を少なくすることができる積層セラミック電子部品を提供することができる。
【００２１】
本発明の請求項２に記載の発明は、平均粒径が０．２μｍ以下のニッケル粉末を用いることで、たとえ、凝集物が発生したとしても、内部導電体層の凸部が形成されにくいため、グリーンシートを貫通してしまうショート不良をさらに少なくすることができる。
【００２２】
本発明の請求項３に記載の発明は、導電性ペーストは、目開きが５μｍ以下のフィルターで濾過することで、ニッケル粉末の凝集粒子を除去することができ、印刷した内部導電体層の平滑性が得られ、貫通してしまうショート不良をさらに低減させることができる。
【００２３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の導電性ペーストを用いて内部導電体層を形成したセラミックグリーンシートを積層、切断、焼成して積層セラミック電子部品を得ることにより、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じにくく、ショート不良が少ない積層セラミック電子部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の導電性ペーストは、液相法で合成した凝集しにくい導電性金属粉末と、気相法で合成した結晶性が高い導電性金属粉末とを含み、焼成時におけるセラミック層と内部導電体層との焼結収縮開始温度の差を小さくできるため、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じにくく、かつ内部導電体層の凸部がグリーンシートを貫通してしまうショート不良を少なくすることができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下、積層セラミックコンデンサを例にして本発明の実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４について説明する。
【００２６】
まず平均粒径０．５μｍのチタン酸バリウムと添加物を含むセラミック粉末と、有機バインダと、有機溶剤とを所定量混合し、セラミックスラリーを得た。このセラミックスラリーを用いて、ドクターブレード法により、焼成後の厚みが２．０μｍとなるように厚みを設定したセラミックグリーンシートを作製した。
【００２７】
また、内部導電体層形成用導電性ペーストとして、（表１）に示した平均粒径を持ち、気相法によるニッケル粉末としてＣＶＤ法で合成した粉末と、液相法によるニッケル粉末としてアルコキシド法で合成した粉末とを、（表１）に示した体積比率にて混合し、さらに有機バインダと有機溶剤とを所定量添加し、混練、分散を行うことによって、導電性ペーストを作製した。
【００２８】
なお、（表１）において、合成方法・平均粒径の欄になしと記載されている試料については、その合成方法のニッケル粉末を用いなかったことを意味している。
【００２９】
この導電性ペーストを用いて、焼成後の厚みが１．５μｍとなるように厚みを設定して、セラミックグリーンシート上に所定のパターンで内部導電体層をスクリーン印刷により形成した。
【００３０】
次いで、この内部導電体層が形成されたグリーンシートを３００枚積層し、上下に保護層として適宜枚数の無地のセラミックグリーンシートを積層し、積層体を得た。得られた積層体を加熱圧着して積層体グリーンブロックとした後、所定形状に切断、分離し積層体グリーンチップを得た。その後、積層体グリーンチップを、還元性雰囲気下で最高温度１２５０℃で焼成し、焼結体を得た。得られた焼結体の内部導電体層が露出する両端面に外部電極を形成し、積層セラミックコンデンサを得た。
【００３１】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの外形寸法は、幅１．６ｍｍ、長さ３．２ｍｍおよび厚さ１．５ｍｍであった。
【００３２】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの各試料について、構造欠陥発生数およびショート不良数をそれぞれ評価した。
【００３３】
より詳細には、作製した試料の中から無作為に１００個の試料を抜き取り、断面を顕微鏡観察することによって、クラックまたはデラミネーションなどの構造欠陥が発生している試料数をカウントし、構造欠陥発生数とした。
【００３４】
また、温度２５℃、１ｋＨｚおよび１Ｖｒｍｓの条件下で、電気特性を測定してショート不良が生じている試料数をカウントし、ショート不良数とした。
【００３５】
【表１】
2005197019.tif 000002
【００３６】
（表１）から、液相法で合成したニッケル粉末のみの導電性ペーストを用いて内部導電体層を形成した試料番号１，６，１１では、ショート不良数は少ないが、構造欠陥発生数が多いことが分かる。これは、液相法で合成されたニッケル粉末は、焼結が進みやすいため、内部導電体層の焼結収縮開始温度が低温化し、その結果セラミック層との焼結収縮開始温度の差が大きくなり、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じやすいためである。
【００３７】
また、気相法で合成したニッケル粉末だけを用いた試料番号５，１０，１３の場合には、構造欠陥発生数を確実に抑制することができるが、ショート不良数が多いことが分かる。これは、気相法で合成されたニッケル粉末は、粉末表面の反応活性が高く、粉どうしがくっつきやすい（凝集しやすい）ため、内部導電体層となるべき乾燥後の導電性ペースト膜の表面の平滑性が低下してしまうとともに、導電性ペースト膜の凝集物による内部導電体層の凸部がグリーンシートを貫通してしまい、ショート不良が増加するためである。
【００３８】
一方、本発明により液相法で合成したニッケル粉末と、気相法で合成したニッケル粉末を体積比率で１：９〜９：１で含む導電性ペーストを使用して内部導電体層を形成した試料番号２〜４，７〜９，１２の場合には、構造欠陥発生数を確実に抑制することができるとともにショート不良数を少なくすることができる。
【００３９】
また（表１）より、ニッケル粉末の平均粒径が０．２μｍを超える導電性ペーストを用いた試料番号２〜４では、ショート不良数が多いことがわかる。
【００４０】
これに対して、試料番号７〜９，１２のように、ニッケル粉末の平均粒径が０．２μｍ以下の導電性ペーストを用いた場合には、ショート不良数が少なくなっていることがわかる。
【００４１】
（実施の形態２）
次に、液相法で合成した０．２μｍのニッケル粉末と、気相法で合成した０．２μｍのニッケル粉末を用いて、体積比率１：１で、実施の形態１と同様の方法によって、導電性ペーストを作製した後、目開きが５μｍ、１０μｍの２種のフィルターを用いて濾過し、２種類の導電性ペーストを作製した。
【００４２】
この導電性ペーストを用いてセラミックグリーンシート上に内部導電体層を形成し、積層して、積層セラミックコンデンサを得た。
【００４３】
このようにして得られた積層セラミックコンデンサの各試料の構造欠陥発生数およびショート不良数を実施の形態１の場合と同様の方法によって評価した。
【００４４】
その結果を（表２）に示す。
【００４５】
なお、（表２）において、濾過の欄になしと記載されている試料については、導電性ペーストの濾過を行わなかったことを意味している。
【００４６】
【表２】
2005197019.tif 000003
【００４７】
（表２）から、試料番号１４のように、導電性ペーストの濾過を行わなかった場合には、ショート不良数は７／１００個であり、（表１）の数字と比べて、あまり減少していない。
【００４８】
また、目開きが１０μｍのフィルターを濾過した導電性ペーストを用いて内部導電体層を形成した試料番号１５では、ショート不良数は６／１００個と、あまり減少は見られなかった。
【００４９】
これに対して、目開きが５μｍのフィルターを用いて濾過を行った導電性ペーストを用いた試料番号１６の場合には、ショート不良数が０個と極めて良好な結果が得られた。
【００５０】
以上、積層セラミックコンデンサの実施の形態に基づき説明したが、上述した積層セラミックコンデンサに限らず、他の積層セラミック電子部品、例えば、積層バリスタ、積層チップサーミスタなどについても、同様の効果が得られる。
【００５１】
また、上記実施の形態では気相法合成金属粉末としてＣＶＤ法で合成したニッケル粉末と、液相法合成金属粉末としてアルコキシド法で合成したニッケル粉末とを用いたが、他の気相合成法、液相合成法で作製された金属粉末を用いた場合にも同様の効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明にかかる導電性ペーストは、液相法で合成した凝集しにくい導電性金属粉末と、気相法で合成した結晶性が高い導電性金属粉末とを特定の体積比率で含むことにより、焼成時におけるセラミック層と内部導電体層との焼結収縮開始温度の差を小さくすることができ、クラックやデラミネーションなどの内部構造欠陥が生じにくく、またショート不良を少なくすることができるという効果を有し、積層セラミック電子部品において、セラミック層および内部導電体層の薄層化によって、小型化かつ大容量化などを進める上で有用である。