(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミックコンデンサー電極形成用ペーストであって、
１０〜１４重量％の有機ビヒクル及び８６〜９０重量％の白金粉末から成り、当該白金粉末は、１００重量％中、５４〜６０重量％の球状粉末、３６〜４０重量％のフレーク状粉末及び０〜１０重量％の不定形粉末を含有することを特徴とする電極形成用ペースト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、セラミックコンデンサー電極形成用ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンデンサーは、電極層の間に配置された誘電体層に電気容量を持たせることを目的とした電子部品である。コンデンサーは、図１に示すように、誘電体層２の表裏面に電極層３を配置した構造を有するが、近年においては、コンデンサーに耐熱性、耐食性等を付与すべく、誘電体をチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）等のセラミックスで構成したセラミックコンデンサも使用されている。
また、電気機器の小型化の要請に伴い、コンデンサの小型化も進み、今日において、このようなセラミックコンデンサは、電極層を、誘電体層に電極用ペーストにて形成した被膜により構成するとともに、小型で大容量のコンデンサを得るために図２に示すような積層構造を採用することが一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のセラミックコンデンサーは、電極層を構成する被膜の誘電体層への密着性が不十分であったため、使用に伴って、電極層が誘電体層から徐々に剥離していくという問題があった。
【０００４】
電極層が誘電体層から剥離すると、電極層と誘電体層との間に隙間ができ、その部分に誘電率が小さい空気層が介在するため、コンデンサの容量特性が上記理由から経時劣化を引き起こし、コンデンサの目的機能を発揮できなくなるという結果を招く。
【０００５】
また、従来のセラミックコンデンサは、電極層に貫通孔が存在する場合があり、貫通孔の大きさにより、コンデンサの容量値を決める有効電極面積が個々にばらつくために、コンデンサの容量ばらつきが大きくなり、コンデンサの特性歩留まりを低下させるという不都合を生じるという問題があった。
【０００６】
更に、積層構造を有するセラミックコンデンサを製造する場合には、端部に位置する誘電体層に電極層と誘電体層を交互に形成した後、一度で焼成を行う。この場合に、２つの誘電体層に挟まれた電極層に貫通孔が存在すると、貫通孔内に存在する空気及び焼成中に発生する脱ガスが、焼成過程において、気孔内で膨張し、その内部圧力を高めるために、誘電体層と電極層との間で層間剥離を起こし、結果的に誘電体層にふくれや亀裂が発生し、セラミックコンデンサを製造する際の歩留まりが低下するという問題もあった。その問題を解決する手段として長時間焼成を実施すればよいが、ランニングコストアップやリードタイム延長により製造コストを引き上げてしまう。
【０００７】
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電極層が誘電体層から剥離しにくく、かつ、製造する際の歩留まりの向上を図ることのできるセラミックコンデンサー電極形成用ペーストを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明によれば、セラミックコンデンサー電極形成用ペーストであって、１０〜１４重量％の有機ビヒクル及び８６〜９０重量％の白金粉末から成り、当該白金粉末は、１００重量％中、５４〜６０重量％の球状粉末、３６〜４０重量％のフレーク状粉末及び０〜１０重量％の不定形粉末を含有することを特徴とする電極形成用ペーストが提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の電極形成用ペーストは、１０〜１４重量％の有機ビヒクル及び８６〜９０重量％の白金粉末から成り、上記白金粉末は、１００重量％中、５４〜６０重量％の球状粉末、３６〜４０重量％のフレーク状粉末及び０〜１０重量％の不定形粉末を含有するものである。
【００１０】
このとき、電極形成用ペーストにおける白金粉末の含有量を８６〜９０重量％に制限したのは、８６重量％未満では著しい膜密度低下を起こし、９０重量％を超える場合には、印刷適性が悪化するからである。白金粉末の含有量は、８８〜９０重量％であることがより好ましい。
【００１１】
又、白金粉末１００重量％のうち、球状粉末が占める割合を５４〜６０重量％、フレーク状粉末が占める割合を３６〜４０重量％、不定形粉末が占める割合を０〜１０重量％としたのは、セラミックコンデンサーの電極層を構成する被膜の膜密度を８０％以上、表面粗さ（Ｒａ）を０．４〜０．６μｍかつ接着強度を２ｋｇ以上に調整するためである。
【００１２】
即ち、膜密度を８０％以上とすると、コンデンサ特性の劣化及び容量ばらつきを抑制できる。ここで、膜密度とは、電極膜の緻密性を表す概念であり、電極表面を電子顕微鏡又は金属顕微鏡で数カ所視野を変えて写真撮影し、孔面積と全電極面積を算出した場合のその割合（（全電極面積−孔面積）／全電極面積）をいう。従って、膜密度が大きい程、電極層上に形成した被膜に発生する貫通孔の大きさが小さくなり、又は数が少なくなる。
本発明においては、白金粉末の形状における組成を所定の範囲に制限することにより、膜密度の調整を通じて、貫通孔の大きさを小さく、かつ数を少なく保ち、容量ばらつきを小さくしている。又、コンデンサ特性の劣化も抑制することができる。なお、白金粉末の形状における組成を上記の範囲に制限すると、膜密度が８０％以上となるのは、３種類の形状の異なる粉末をバランスよく混合することで、ペースト中の粉末充填度を高くし、焼成収縮率を小さく抑制できることに起因する。
【００１３】
又、電極層を構成する被膜の表面粗さ（Ｒａ）を０．４〜０．６μｍ、接着強度を２ｋｇ以上とすると、被膜の誘電体層への密着性が向上し、電極層を誘電体層から剥離しにくくすることができる。被膜の表面粗さ（Ｒａ）を上記範囲に規定すると膜密度が低下せずに密着性が向上するのは、積層構造を有する場合、白金の基材中への拡散による化学的結合力とともに、表面粗さと関わりの強いアンカー効果による物理的結合力によっても、基材と密着するからである。ここで、表面粗さ（Ｒａ）とは、ＪｌＳＢ０６０１の方法により測定した値をいう。又、接着強度とは、基材と導体との密着力を表す概念であり、２ｍｍ口の導体パターンにφ０．６ｍｍの錫被覆軟銅線をＬ字形に曲げたリード線を半田付けし、２０ｍｍ／ｓｅｃの引っ張り速度で垂直に引っ張ったときの引っ張り強度をいう。なお、白金粉末の形状における組成を上記の範囲に制限すると、表面粗さ（Ｒａ）が０．４〜０．６μｍとなるのは、粒子径が大きいフレーク粉末が骨格を形成し、その隙間を粒子径が小さい球状粉末と不定形粉末が埋めることで、焼成後の表面粗さが安定するからである。又、接着強度が２ｋｇ以上φとなるのは、粒子径が小さい球状粉末と不定形粉末は粉末表面活性に富むため、基材中へ拡散しやすいからである。
【００１４】
図３、４及び５に、球状粉末、フレーク状粉末及び不定形粉末の２次電子顕微鏡観察写真をそれぞれ示す。球状粉末は、直径がサブミクロンオーダーのほぼ球形の粉末であり、フレーク状粉末は、長径が数ミクロンオーダーの扁平な粉末である。又、不定形粉末とは、一次粒子径がオングストロームオーダーの粉末で、所々大きなものが見えるのは一次粒子が凝集した二次粒子である。
【００１５】
以上、述べたように、本発明の電極形成用ペーストは、電極用ぺ一ストを構成する白金粉末の形状における組成を所定の範囲に制限することにより、電極層を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度の調整を通じて、容量ばらつきを小さくし、かつ、コンデンサ特性の劣化を防いでいる。
【００１６】
なお、電極用ぺ一ストを構成する白金粉末において、球状粉末、フレーク状粉末及び不定形粉末が占める割合は、それぞれ、５７〜６０重量％、３８〜４０重量％及び０〜５重量％であることがより好ましい。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
【００１８】
（実施例１）  白金粉末８８重量％に、有機ビヒクル１２重量％を配合したものを用い、白金粉末の形状における組成を、球状粉末５７重量％、フレーク状粉末３８重量％、不定形粉末５重量％とした電極用ペーストを、スクリーン印刷により、誘電体層の表裏面に電極層として形成させ、焼成を行うことにより、図１に示すようなセラミックコンデンサを製造した。
このとき、下部電極を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度は、それぞれ、８８％、０．４５μｍ及び２．４ｋｇであった。
【００１９】
上記のセラミックコンデンサにおいて、誘電体層はジルコン酸チタン酸鉛より構成し、２０μｍの厚さとした。又、電極層の厚さは、４μｍとした。
【００２０】
このようなセラミックコンデンサ２５個について、コンデンサとしての容量及び容量ばらつきを調べた。さらに、上記のセラミックコンデンサを１０００時間、連続使用した後に、電極層の誘電体層からの剥離の有無を調べた。表１に結果を示す。
【００２１】
（実施例２〜９）  実施例１と同様にセラミックコンデンサを製造した。但し、電極用ぺ一ストにおける白金粉末と有機ビヒクルとの配合比及び白金粉末の形状における組成を表１に示す値とすることにより、下部電極を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度を表１に示す値に調整した。
【００２２】
このようなセラミックコンデンサ２５個について、コンデンサとしての容量及び容量ばらつきを調べた。さらに、電極層の誘電体層からの剥離の有無を、実施例１と同様の条件にて調ぺた。表１に結果を示す。
【００２３】
（比較例１）  電極用ペーストとして、実施例１と同様の白金粉末８４重量％に、有機ビヒクル１６重量％を配合したものを用い、白金粉末の形状における組成を、球状粉末３５．７重量％、フレーク状粉末４０．５重量％、不定形粉末２３．８重量％としたことにより、電極層を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度は、それぞれ、７０％、０．６３μｍ及び１．５ｋｇとなった点を除いては、実施例１と同様のセラミックコンデンサを製造した。
【００２４】
このセラミックコンデンサ２５個について、コンデンサとしての容量及び容量ばらつきを調べた。さらに、電極層の誘電体層からの剥離の有無を、実施例１と同様の条件にて調ぺた。表１に結果を示す。
【００２５】
（比較例２〜５）  実施例１と同様にセラミックコンデンサを製造した。但し、電極用ぺ一ストにおける白金粉末と有機ビヒクルとの配合比及び白金粉末の形状における組成を表１に示す値としたことにより、下部電極を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度は表１に示す値となった。
【００２６】
このようなセラミックコンデンサ２５個について、コンデンサとしての容量及び容量ばらつきを調べた。さらに、電極層の誘電体層からの剥離の有無を、実施例１と同様の条件にて調ぺた。表１に結果を示す。尚、比較例２については、被膜にちぢれが生じたため、膜密度及び容量を測定できなかった。
【００２７】
【表１】
0003908426.tif 000002
【００２８】
実施例と比較例との比較から、電極層を構成する白金粉末と有機ビヒクルとの配合比及び電極層を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度を所定の値に制限することにより、セラミックコンデンサの容量に影響を与えることなく、電極層の誘電体層からの剥離及び誘電体層におけるふくれの発生を防止できることがわかる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の電極形成用ペーストは、ペーストに含まれる白金粉末の形状における組成が、所定の範囲に制限されているため、セラミックコンデンサーの電極層を構成する被膜の膜密度、表面粗さ（Ｒａ）及び接着強度が所定の値に制限され、電極層の誘電体層への密着性を向上させることができるとともに、電極層に発生する貫通孔の大きさを小さく保つことができる。
従って、電極層の誘電体層からの剥離や貫通孔の存在に起因するコンデンサ特性の劣化を防ぐことができるとともに、容量ばらつきの抑制を介してコンデンサを製造する際の歩留まりの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  コンデンサの一例を示す模式断面図である。
【図２】  積層構造を有するセラミックコンデンサの一例を示す模式断面図である。
【図３】  球状粉末の粒子構造の一例を示す２次電子顕微鏡観察による（ａ）２０００倍の拡大写真、（ｂ）７５００倍の拡大写真である。
【図４】  フレーク状粉末の粒子構造の一例を示す２次電子顕微鏡観察による（ａ）２０００倍の拡大写真、（ｂ）７５００倍の拡大写真である。
【図５】  不定形粉末の粒子構造の一例を示す２次電子顕微鏡観察による（ａ）２０００倍の拡大写真、（ｂ）７５００倍の拡大写真である。
【符号の説明】
１…コンデンサ、２…誘電体層、３…電極層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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