JP2752100B2 - 積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents
積層セラミックコンデンサの製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は積層セラミックコンデンサに係わり、特に、
酸化鉛を含む誘電体層を有する積層セラミックコンデン
サの製造方法に関する。
酸化鉛を含む誘電体層を有する積層セラミックコンデン
サの製造方法に関する。
（従来の技術） 一般に積層セラミックコンデンサ、セラミックグリー
ンシートならびにセラミックシート上に内部電極ペース
トを印刷したシートを交互に重ね、その後加圧して一体
化して積層体とし、この積層体を脱バインダー後焼成し
て得られる。
ンシートならびにセラミックシート上に内部電極ペース
トを印刷したシートを交互に重ね、その後加圧して一体
化して積層体とし、この積層体を脱バインダー後焼成し
て得られる。
この積層セラミックコンデンサの内部電極は焼成によ
りセラミック誘電体と一体化されるために、セラミック
誘電体と反応しないようにその材料を選択する必要があ
り、従来は、この電極材料として、Au、Pt、Pd、Ag等の
様な貴金属およびこれらの合金が主として用いられてき
た。
りセラミック誘電体と一体化されるために、セラミック
誘電体と反応しないようにその材料を選択する必要があ
り、従来は、この電極材料として、Au、Pt、Pd、Ag等の
様な貴金属およびこれらの合金が主として用いられてき
た。
一方、最近、誘電体としては、鉛ペロブスカイト化合
物を主体とする低温焼結型のセラミック誘電体材料が用
いられ始めている。これを用いた積層セラミックコンデ
ンサの内部電極としては、安価なAgやAgを主体とするAg
/Pd合金等が多く用いられている。さらに、最近になっ
て、より安価なCuやNiあるいはこれらの合金等も検討さ
れ始めている。ところが、特に、誘電体が鉛系である場
合、内部電極としてAg主体の電極を用いると、ESR（等
価直列抵抗）が大きくなるという、新たな問題が生じ
た。この問題は、Cuを主体、あるいはNiを主体とする内
部電極を用いた場合にも生じる。このために、酸化鉛を
含む誘電体層を有する積層セラミックコンデンサとして
は、ESRが上昇し、特に高周波領域での使用が難しいと
いう問題点が生じる。
物を主体とする低温焼結型のセラミック誘電体材料が用
いられ始めている。これを用いた積層セラミックコンデ
ンサの内部電極としては、安価なAgやAgを主体とするAg
/Pd合金等が多く用いられている。さらに、最近になっ
て、より安価なCuやNiあるいはこれらの合金等も検討さ
れ始めている。ところが、特に、誘電体が鉛系である場
合、内部電極としてAg主体の電極を用いると、ESR（等
価直列抵抗）が大きくなるという、新たな問題が生じ
た。この問題は、Cuを主体、あるいはNiを主体とする内
部電極を用いた場合にも生じる。このために、酸化鉛を
含む誘電体層を有する積層セラミックコンデンサとして
は、ESRが上昇し、特に高周波領域での使用が難しいと
いう問題点が生じる。
（発明が解決しようとする課題） 前述した様に、酸化鉛を含む酸化鉛系の誘電体層を有
する積層セラミックコンデンサでは、内部電極の切れや
ESRが上昇するために高周波領域での使用ができない等
の問題点があった。
する積層セラミックコンデンサでは、内部電極の切れや
ESRが上昇するために高周波領域での使用ができない等
の問題点があった。
本発明の目的は、内部電極の切れがなく、しかもESR
が上昇することがないので高周波領域まで使用できる酸
化鉛系の誘電体層を有する積層セラミックコンデンサの
製造方法を提供することにある。
が上昇することがないので高周波領域まで使用できる酸
化鉛系の誘電体層を有する積層セラミックコンデンサの
製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段および作用） 本発明は、誘電体層を形成するための酸化鉛を含むセ
ラミックグリーンシート上に、内部電極を形成するため
の金属粉末を含む内部電極ペーストを印刷したシートを
交互に積重ねて加圧して一体化して積層体とし、この積
層体を焼成し、酸化鉛を含む誘電体層を有する積層セラ
ミックコンデンサの製造方法において、前記内部電極ペ
ーストが焼成時にペロブスカイト系複合酸化物となる酸
化物を含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサ
の製造方法である。焼成時にペロブスカイト系複合酸化
物となる酸化物が、ZrO2、MgNb2O6およびZnNb2O6より成
る群から選ばれた少なくとも１種である。
ラミックグリーンシート上に、内部電極を形成するため
の金属粉末を含む内部電極ペーストを印刷したシートを
交互に積重ねて加圧して一体化して積層体とし、この積
層体を焼成し、酸化鉛を含む誘電体層を有する積層セラ
ミックコンデンサの製造方法において、前記内部電極ペ
ーストが焼成時にペロブスカイト系複合酸化物となる酸
化物を含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサ
の製造方法である。焼成時にペロブスカイト系複合酸化
物となる酸化物が、ZrO2、MgNb2O6およびZnNb2O6より成
る群から選ばれた少なくとも１種である。
酸化鉛を含む誘電体層を有する従来の積層セラミック
コンデンサにおいて、内部電極の切れやESRの上昇は以
下の原因に起因すると考えられる。即ち、セラミックグ
リーンシート中に含まれるPbと、内部電極ペースト中の
Agとが反応し、Agを主体とする内部電極の金属（例え
ば、Ag70/Pd30）の実質的な融点が下がってしまうた
め、誘電体の通常の焼成温度において電極切れを起こす
と考えられる。
コンデンサにおいて、内部電極の切れやESRの上昇は以
下の原因に起因すると考えられる。即ち、セラミックグ
リーンシート中に含まれるPbと、内部電極ペースト中の
Agとが反応し、Agを主体とする内部電極の金属（例え
ば、Ag70/Pd30）の実質的な融点が下がってしまうた
め、誘電体の通常の焼成温度において電極切れを起こす
と考えられる。
これに対して、本発明の製造方法においては、内部電
極ペースト中に含まれるZrO2やMgNb2O6やZnNb2O6の酸化
物が、誘電体の焼成時にグリーンシートから放出される
Pd蒸気を取囲んでその一部がPbZrO3やPb（Mg1/3Nb2/3）
O3やPb（Zn1/3Nb2/3）O3等のペロブスカイト系複合酸化
物となり、内部電極中の金属がPb蒸気と反応ることを防
ぐために電極の切れが防止できると考えられる。しか
も、Pb蒸気との反応生成物はプロブスカイト系複合酸化
物であるために、誘電体層の誘電特性に影響を及ぼすこ
とがなく、極めて有効である。
極ペースト中に含まれるZrO2やMgNb2O6やZnNb2O6の酸化
物が、誘電体の焼成時にグリーンシートから放出される
Pd蒸気を取囲んでその一部がPbZrO3やPb（Mg1/3Nb2/3）
O3やPb（Zn1/3Nb2/3）O3等のペロブスカイト系複合酸化
物となり、内部電極中の金属がPb蒸気と反応ることを防
ぐために電極の切れが防止できると考えられる。しか
も、Pb蒸気との反応生成物はプロブスカイト系複合酸化
物であるために、誘電体層の誘電特性に影響を及ぼすこ
とがなく、極めて有効である。
内部電極ペースト中に含まれる上記酸化物の量は、金
属粉末100重量部に対して20重量部以下の範囲が好まし
い。なお、この添加量が20重量部を越えると、内部電極
の有効面積が減少し、実質的なコンデンサの容量が低下
してしまう。
属粉末100重量部に対して20重量部以下の範囲が好まし
い。なお、この添加量が20重量部を越えると、内部電極
の有効面積が減少し、実質的なコンデンサの容量が低下
してしまう。
また、内部電極ペースト中に含まれる上記酸化物の粉
末は、粒径が0.5〜10μｍの範囲が望ましく、好ましく
は、２〜５μｍの範囲である。粒径が0.5μｍより細か
い場合は電極中に拡散してしまうために、電極の抵抗値
が高くなり、ESRが上昇してしまい、また、10μｍを超
えると内部電極を印刷する時にスクリーンが目詰まりを
起こすと共に、内部電極を印刷したシートを積層圧着す
る際にシートを破り、欠陥を作る可能性があり、信頼性
の低下を招く。
末は、粒径が0.5〜10μｍの範囲が望ましく、好ましく
は、２〜５μｍの範囲である。粒径が0.5μｍより細か
い場合は電極中に拡散してしまうために、電極の抵抗値
が高くなり、ESRが上昇してしまい、また、10μｍを超
えると内部電極を印刷する時にスクリーンが目詰まりを
起こすと共に、内部電極を印刷したシートを積層圧着す
る際にシートを破り、欠陥を作る可能性があり、信頼性
の低下を招く。
なお、本発明における誘電体はPbTiO3を主体とし、Pb
のサイトをBa、Ca、Sr等で置換し、また、Tiサイトを
（Zn1/3Nb2/3）、（Mg1/3Nb2/3）、Zr等で置換したペロ
ブスカイト系の複合酸化物を様いることが好ましい。ま
た更に、MnO2、CoO、ランタニド元素等の添加物を含ん
でいても良い。この誘電体は少なくともPbOに換算して3
0wt％以上のPbを含んでいることが本発明の効果上好ま
しい。
のサイトをBa、Ca、Sr等で置換し、また、Tiサイトを
（Zn1/3Nb2/3）、（Mg1/3Nb2/3）、Zr等で置換したペロ
ブスカイト系の複合酸化物を様いることが好ましい。ま
た更に、MnO2、CoO、ランタニド元素等の添加物を含ん
でいても良い。この誘電体は少なくともPbOに換算して3
0wt％以上のPbを含んでいることが本発明の効果上好ま
しい。
（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。
誘電体層として、（Pb0.9Ca0.1）1.03（Zn1/3Nb2/3）
0.3（Mg1/2Nb2/3）0.5Ti0.2O3と組成となる様に、通常
のセラミック手法で、PbO、CaCO3、ZnO、Nb2O5、MgC
O3、TiO2を秤量し、混合した後、880℃で２時間仮焼
し、粉砕して、粒径が0.5〜0.9μｍの粉末を得た。この
粉末に、有機バインダー、溶剤、可塑剤を加えて、セラ
ミックスラリーを作成した。このスラリーを一定の厚み
を持つドクターブレードでキャリアフィルム上にシート
引きし、固化乾燥して、誘電体のグリーンシートを作成
した。
0.3（Mg1/2Nb2/3）0.5Ti0.2O3と組成となる様に、通常
のセラミック手法で、PbO、CaCO3、ZnO、Nb2O5、MgC
O3、TiO2を秤量し、混合した後、880℃で２時間仮焼
し、粉砕して、粒径が0.5〜0.9μｍの粉末を得た。この
粉末に、有機バインダー、溶剤、可塑剤を加えて、セラ
ミックスラリーを作成した。このスラリーを一定の厚み
を持つドクターブレードでキャリアフィルム上にシート
引きし、固化乾燥して、誘電体のグリーンシートを作成
した。
内部電極ペーストは、Ag70wt％、Pd30wt％の混合粉末
100部に対して、平均粒径が約５μｍのZrO2粉末を０〜5
0部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール60
部、石油系シンナー10部を加えて、均一混合して作成し
た。
100部に対して、平均粒径が約５μｍのZrO2粉末を０〜5
0部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール60
部、石油系シンナー10部を加えて、均一混合して作成し
た。
この電極ペーストをグリーンシートにスクリーン印刷
し、これを10枚積層して圧着し、切断して積層体とし、
この積層体を950℃〜1050℃の焼成温度で焼成し、外部
電極を焼き付けて積層セラミックコンデンサとした。
し、これを10枚積層して圧着し、切断して積層体とし、
この積層体を950℃〜1050℃の焼成温度で焼成し、外部
電極を焼き付けて積層セラミックコンデンサとした。
この様にして得られた積層セラミックコンデンサの電
気的特性を測定した結果を第１表に示した。表中の各種
測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均値
である。
気的特性を測定した結果を第１表に示した。表中の各種
測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均値
である。
次に、他の内部電極ペーストとして、平均粒径0.96μ
ｍのCu粉末100部に対して、平均粒径５μｍのZrO2の粉
末を10部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール
60部、石油系シンナー10部を加えて均一混合し、他の内
部電極ペーストを作成した。このペーストを同様なグリ
ーンシート上にスクリーン印刷し、これを10枚積層して
圧着し、切断して積層体を得、この積層体を0.5％のO2
を含むN2ガス中で420℃で脱バインダした。この積層体
を酸素分圧10-8〜10-9atmのN2ガス中で950℃で１時間焼
成した後、外部電極として市販の銅ペースト（Dupont70
01D）を焼き付けて、積層セラミックコンデンサとし
た。この様にして得られた積層セラミックコンデンサの
電気的特性を測定した結果を第２表に示した。表中の各
種測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均
値である。
ｍのCu粉末100部に対して、平均粒径５μｍのZrO2の粉
末を10部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール
60部、石油系シンナー10部を加えて均一混合し、他の内
部電極ペーストを作成した。このペーストを同様なグリ
ーンシート上にスクリーン印刷し、これを10枚積層して
圧着し、切断して積層体を得、この積層体を0.5％のO2
を含むN2ガス中で420℃で脱バインダした。この積層体
を酸素分圧10-8〜10-9atmのN2ガス中で950℃で１時間焼
成した後、外部電極として市販の銅ペースト（Dupont70
01D）を焼き付けて、積層セラミックコンデンサとし
た。この様にして得られた積層セラミックコンデンサの
電気的特性を測定した結果を第２表に示した。表中の各
種測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均
値である。
これらの表から明らかな様に、本実施例の積層セラミ
ックコンデンサは、内部電極ペースト内に含まれるZrO2
が焼結時に発生するPb蒸気を吸収してペロブスカイト系
複合酸化物となり、電極ペースト内の金属がPb蒸気と反
応することを防ぐことができるために、AgやCuやNiを主
体とする内部電極の電極切れがなく、そのために、容量
低下がなく、ESRの上昇がなく、高周波領域でも安定に
使用できる。
ックコンデンサは、内部電極ペースト内に含まれるZrO2
が焼結時に発生するPb蒸気を吸収してペロブスカイト系
複合酸化物となり、電極ペースト内の金属がPb蒸気と反
応することを防ぐことができるために、AgやCuやNiを主
体とする内部電極の電極切れがなく、そのために、容量
低下がなく、ESRの上昇がなく、高周波領域でも安定に
使用できる。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
まず、誘電体層として、（Pb0.9Ca0.1）1.03（Zn1/3N
b2/3）0.3（Mg1/3Nb2/3）0.5Ti0.2O3と組成となる様
に、上記実施例と同様に、通常のセラミック手法で、グ
リーンシートを作成した。
b2/3）0.3（Mg1/3Nb2/3）0.5Ti0.2O3と組成となる様
に、上記実施例と同様に、通常のセラミック手法で、グ
リーンシートを作成した。
一方、これとは別に、MgCO3とNb2O5およびZnOとNb2O5
を等モルの割合で秤量し、混合した後、1100℃で８時間
仮焼し、粉砕して、平均粒径が約３μｍのMgNb2O6およ
びZnNb2O6の粉末を作成した。
を等モルの割合で秤量し、混合した後、1100℃で８時間
仮焼し、粉砕して、平均粒径が約３μｍのMgNb2O6およ
びZnNb2O6の粉末を作成した。
内部電極ペーストは、Ag70wt％、Pd30wt％の混合粉末
100部に対して、上述のMgNb2O6およびZnNb2O6の粉末を
０〜50部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール
60部、石油系シンナー10部を加えて、均一混合して作成
した。
100部に対して、上述のMgNb2O6およびZnNb2O6の粉末を
０〜50部、エチルセルロース30部、ブチルカルビトール
60部、石油系シンナー10部を加えて、均一混合して作成
した。
この電極ペーストをグリーンシートにスクリーン印刷
し、これを10枚積層して圧着し、切断して積層体とし、
この積層体を950℃〜1050℃の焼成温度で焼成し、外部
電極を焼き付けて積層セラミックコンデンサとした。
し、これを10枚積層して圧着し、切断して積層体とし、
この積層体を950℃〜1050℃の焼成温度で焼成し、外部
電極を焼き付けて積層セラミックコンデンサとした。
この様にして得られた積層セラミックコンデンサの電
気的特性を測定した結果を第３表に示した。表中の各種
測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均値
である。
気的特性を測定した結果を第３表に示した。表中の各種
測定データは各５個のコンデンサの測定データの平均値
である。
この第３表から明らかな様に、本実施例の積層セラミ
ックコンデンサは、内部電極ペースト内に含まれるMgNb
2O6もしくはZnNb2O6が焼給時に発生するPb蒸気を吸収し
てペロブスカイト系複合酸化物となり、電極ペースト内
の金属がPb蒸気と反応することを防ぐことができるため
に、AgやCuやNiを主体とする内部電極の電極切れがな
く、そのために、容量低下がなく、ESRの上昇がなく、
高周波領域でも安定に使用できる。なお、この実施例に
おいては、内部電極ペーストとしてAg/Pdの金属を含む
ものについて説明したが、金属として、CuやNiを含む内
部電極ペーストに対しても、同様な効果がある。
ックコンデンサは、内部電極ペースト内に含まれるMgNb
2O6もしくはZnNb2O6が焼給時に発生するPb蒸気を吸収し
てペロブスカイト系複合酸化物となり、電極ペースト内
の金属がPb蒸気と反応することを防ぐことができるため
に、AgやCuやNiを主体とする内部電極の電極切れがな
く、そのために、容量低下がなく、ESRの上昇がなく、
高周波領域でも安定に使用できる。なお、この実施例に
おいては、内部電極ペーストとしてAg/Pdの金属を含む
ものについて説明したが、金属として、CuやNiを含む内
部電極ペーストに対しても、同様な効果がある。
以上の様に、本発明によれば、内部電極の切れがな
く、しかもESRが上昇することがないので、高周波領域
まで使用できる酸化鉛系の誘電体層を有する積層セラミ
ックコンデンサの製造方法を提供することができる。
く、しかもESRが上昇することがないので、高周波領域
まで使用できる酸化鉛系の誘電体層を有する積層セラミ
ックコンデンサの製造方法を提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】誘電体層を形成するための酸化鉛を含むセ
ラミックグリーンシート上に、内部電極を形成するため
の金属粉末を含む内部電極ペーストを印刷したシートを
交互に積重ねて加圧して一体化して積層体とし、この積
層体を焼成し、酸化鉛を含む誘電体層を有する積層セラ
ミックコンデンサの製造方法において、前記内部電極ペ
ーストが焼成時にペロブスカイト系複合酸化物となる酸
化物を含むことを特徴とする積層セラミックコンデンサ
の製造方法。 - 【請求項２】前記焼成時にペロブスカイト系複合酸化物
となる酸化物が、ZrO2、MgNb2O6およびZnNb2O6より成る
群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする
請求項１記載の積層セラミックコンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24718388A JP2752100B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24718388A JP2752100B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0294617A JPH0294617A (ja) | 1990-04-05 |
| JP2752100B2 true JP2752100B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=17159674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24718388A Expired - Fee Related JP2752100B2 (ja) | 1988-09-30 | 1988-09-30 | 積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752100B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-30 JP JP24718388A patent/JP2752100B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0294617A (ja) | 1990-04-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |