JP2847822B2 - 誘電体磁器の製造方法および積層セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents
誘電体磁器の製造方法および積層セラミックコンデンサの製造方法Info
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- JP2847822B2 JP2847822B2 JP1307035A JP30703589A JP2847822B2 JP 2847822 B2 JP2847822 B2 JP 2847822B2 JP 1307035 A JP1307035 A JP 1307035A JP 30703589 A JP30703589 A JP 30703589A JP 2847822 B2 JP2847822 B2 JP 2847822B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、セラミックコンデンサに用いられる誘電体
材料で、特に、非酸化性雰囲気中での低温焼結が可能で
あり、広範囲な温度領域において誘電率の温度変化の小
さい誘電体磁器の製造方法と積層セラミックコンデンサ
の製造方法に関するものである。
材料で、特に、非酸化性雰囲気中での低温焼結が可能で
あり、広範囲な温度領域において誘電率の温度変化の小
さい誘電体磁器の製造方法と積層セラミックコンデンサ
の製造方法に関するものである。
従来の技術 セラミックコンデンサに用いられる誘電体材料に求め
られる電気的性質としては、高誘電率，低誘電損失，高
絶縁抵抗，低い誘電率の温度依存性，低い誘電率のバイ
アス電界依存性などがある。この中で、誘電率の温度依
存性についてはJIS（日本工業規格）やEIA（米国電子工
業会）規格によって細かく定められている。高誘電率を
有する誘電体材料については、例えば、JIS規格ではＹ
級Ｂ特性（−25℃〜＋85℃での容量変化率が±10％以
内）、また、EIA規格では、X7R特性（−55℃〜＋125℃
での容量変化率が±15％以内）などが定められており、
このように広範囲の温度領域における容量変化率が小さ
い材料が求められる場合もある。従来、この様に温度特
性の良好な誘電体材料は、チタン酸バリウムをベースと
したものが主流であり、誘電率は1000程度であり、焼成
温度も1300℃〜1400℃と高温であるためセラミックコン
デンサの電極材料に白金やパラジウムなどの貴金属を用
いなければならず、これがコスト高となっていた。
られる電気的性質としては、高誘電率，低誘電損失，高
絶縁抵抗，低い誘電率の温度依存性，低い誘電率のバイ
アス電界依存性などがある。この中で、誘電率の温度依
存性についてはJIS（日本工業規格）やEIA（米国電子工
業会）規格によって細かく定められている。高誘電率を
有する誘電体材料については、例えば、JIS規格ではＹ
級Ｂ特性（−25℃〜＋85℃での容量変化率が±10％以
内）、また、EIA規格では、X7R特性（−55℃〜＋125℃
での容量変化率が±15％以内）などが定められており、
このように広範囲の温度領域における容量変化率が小さ
い材料が求められる場合もある。従来、この様に温度特
性の良好な誘電体材料は、チタン酸バリウムをベースと
したものが主流であり、誘電率は1000程度であり、焼成
温度も1300℃〜1400℃と高温であるためセラミックコン
デンサの電極材料に白金やパラジウムなどの貴金属を用
いなければならず、これがコスト高となっていた。
このようなチタン酸バリウム系材料の問題点を解決す
るために、鉛イオンを含むプロブスカイト型の誘電体材
料をベースにする各種組成物の研究（例えば、特開昭57
−57204,特開昭55−51759,特開昭58−217462）や、温度
特性の異なる複数の鉛イオンを含むペロブスカイト型の
誘電体材料を混合して誘電率の温度特性を平坦にする研
究（例えば、特開昭59−203759号公報,JJAP,vol.24（19
85）Supplement pp.427−429）や、チタン酸バリウム
系材料と鉛イオンを含むペロブスカイト型の誘電体材料
を混合して誘電率の温度特性を平坦にする研究（例え
ば、特開昭63−156062号公報）などの多くの試みがなさ
れている。これらの研究により考案された誘電体材料
は、誘電率が高く、誘電率の温度特性も良好である。ま
た、焼成温度も比較的低いため、比較的安価な銀−パラ
ジウム合金も内部電極とした積層セラミックコンデンサ
も製造されるようになった。
るために、鉛イオンを含むプロブスカイト型の誘電体材
料をベースにする各種組成物の研究（例えば、特開昭57
−57204,特開昭55−51759,特開昭58−217462）や、温度
特性の異なる複数の鉛イオンを含むペロブスカイト型の
誘電体材料を混合して誘電率の温度特性を平坦にする研
究（例えば、特開昭59−203759号公報,JJAP,vol.24（19
85）Supplement pp.427−429）や、チタン酸バリウム
系材料と鉛イオンを含むペロブスカイト型の誘電体材料
を混合して誘電率の温度特性を平坦にする研究（例え
ば、特開昭63−156062号公報）などの多くの試みがなさ
れている。これらの研究により考案された誘電体材料
は、誘電率が高く、誘電率の温度特性も良好である。ま
た、焼成温度も比較的低いため、比較的安価な銀−パラ
ジウム合金も内部電極とした積層セラミックコンデンサ
も製造されるようになった。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような誘電体材料では、低酸素分
圧雰囲気中で焼成すると、誘電体磁器の絶縁抵抗が大き
く低下するために、銅などの卑金属を電極とするセラミ
ックコンデンサの作製が困難であるという課題を有して
いた。特に、焼成温度については1000℃以上であるた
め、銅を内部電極とするセラミックコンデンサの作製は
不可能であった。
圧雰囲気中で焼成すると、誘電体磁器の絶縁抵抗が大き
く低下するために、銅などの卑金属を電極とするセラミ
ックコンデンサの作製が困難であるという課題を有して
いた。特に、焼成温度については1000℃以上であるた
め、銅を内部電極とするセラミックコンデンサの作製は
不可能であった。
本発明は上記課題に鑑み、非酸化性雰囲気中での低温
焼結が可能であり、広範囲な温度領域において誘電率の
温度変化の小さい誘電体磁器組成物と、この誘電体磁器
の製造方法と積層セラミックコンデンサの製造方法を提
供することを目的とするものである。
焼結が可能であり、広範囲な温度領域において誘電率の
温度変化の小さい誘電体磁器組成物と、この誘電体磁器
の製造方法と積層セラミックコンデンサの製造方法を提
供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の誘電体磁器の製造
方法は、 一般式(1-x){Pb(Mg1/3Nb2/3)CuａO3+a}・xBa(Ti1-bZrｂ)
O３ 但し、0.01＜ａ≦0.30 ０≦ｂ＜0.15 0.3＜ｘ＜0.8 で表す組成となるようにPb（Mg1/3Nb2/3）O3（以下PMN
と略す）とBa（Ti1-bZrb）O3（以下BTZと略す）と銅酸
化物とを混合する第１の工程と、次にこの混合物を成形
して焼成する第２の工程とを備えたものである。
方法は、 一般式(1-x){Pb(Mg1/3Nb2/3)CuａO3+a}・xBa(Ti1-bZrｂ)
O３ 但し、0.01＜ａ≦0.30 ０≦ｂ＜0.15 0.3＜ｘ＜0.8 で表す組成となるようにPb（Mg1/3Nb2/3）O3（以下PMN
と略す）とBa（Ti1-bZrb）O3（以下BTZと略す）と銅酸
化物とを混合する第１の工程と、次にこの混合物を成形
して焼成する第２の工程とを備えたものである。
また、上記誘電体磁器組成物と、電極の出発原料に酸
化銅を用い、セラミックコンデンサのグリーンチップを
作る工程と、空気中での熱処理によって有機バインダを
除去する工程と、及び還元処理によって内部電極を金属
化する工程、そして中性雰囲気中で誘電体磁器と電極と
を同時焼成する工程より成るセラミックコンデンサの製
造方法を考案し、その各工程条件を詳細に検討すること
により、銅を電極とするセラミックコンデンサの作製に
成功したものである。
化銅を用い、セラミックコンデンサのグリーンチップを
作る工程と、空気中での熱処理によって有機バインダを
除去する工程と、及び還元処理によって内部電極を金属
化する工程、そして中性雰囲気中で誘電体磁器と電極と
を同時焼成する工程より成るセラミックコンデンサの製
造方法を考案し、その各工程条件を詳細に検討すること
により、銅を電極とするセラミックコンデンサの作製に
成功したものである。
作用 この構成によると、まず化合物PMNと化合物BTZを作製
した後、これらと銅酸化物とを混合し、成形、焼成する
ことにより低酸素雰囲気中で1000℃以下の温度で焼成
し、高誘電率と、優れた誘電率の温度依存性を実現した
ものである。これは、PMNとBTZという誘電率の最大値が
それぞれ10,000以上と大きいが、誘電率の温度変化率が
大きく（JIS規格Ｙ級Ｆ特性相当）、また、キュリー温
度がそれぞれ異なる２種の誘電体材料を、両材料が完全
固溶しないよう焼成することにより、誘電率の温度変化
率が小さく、3,000以上の比較的高い誘電率を得ること
ができるものである。また銅酸化物を配合することによ
りPMNとBTZとが完全に固溶しない低温、短時間の焼成に
おいても誘電体磁器の十分な焼結性を得ることができ
る。また、この複合材料は低酸素雰囲気中での焼成によ
っても絶縁抵抗が低下せず、むしろ高い焼結性が実現す
ることにより絶縁抵抗は増大した。
した後、これらと銅酸化物とを混合し、成形、焼成する
ことにより低酸素雰囲気中で1000℃以下の温度で焼成
し、高誘電率と、優れた誘電率の温度依存性を実現した
ものである。これは、PMNとBTZという誘電率の最大値が
それぞれ10,000以上と大きいが、誘電率の温度変化率が
大きく（JIS規格Ｙ級Ｆ特性相当）、また、キュリー温
度がそれぞれ異なる２種の誘電体材料を、両材料が完全
固溶しないよう焼成することにより、誘電率の温度変化
率が小さく、3,000以上の比較的高い誘電率を得ること
ができるものである。また銅酸化物を配合することによ
りPMNとBTZとが完全に固溶しない低温、短時間の焼成に
おいても誘電体磁器の十分な焼結性を得ることができ
る。また、この複合材料は低酸素雰囲気中での焼成によ
っても絶縁抵抗が低下せず、むしろ高い焼結性が実現す
ることにより絶縁抵抗は増大した。
次に、本発明のセラミックコンデンサの製造方法につ
いて述べる。これは内部導体の出発原料に酸化銅を用い
ることにより脱バインダ時の内部導体の収縮，酸化を考
慮せずに空気中で充分に有機バインダを除去でき、脱バ
インダ工程後の水素・窒素雰囲気中での還元工程、窒素
雰囲気中での焼成工程を組み合わせることにより、優れ
た特性および信頼性を有する銅内部電極積層セラミック
コンデンサの製造が可能になったものである。
いて述べる。これは内部導体の出発原料に酸化銅を用い
ることにより脱バインダ時の内部導体の収縮，酸化を考
慮せずに空気中で充分に有機バインダを除去でき、脱バ
インダ工程後の水素・窒素雰囲気中での還元工程、窒素
雰囲気中での焼成工程を組み合わせることにより、優れ
た特性および信頼性を有する銅内部電極積層セラミック
コンデンサの製造が可能になったものである。
実施例 （実施例１） 以下本発明の第１の一実施例として単板コンデンサに
ついて説明する。誘電体磁器組成物の作製には、出発原
料として工業用のPbO,MgO,Nb2O5,BaCO3,TiO2,ZrO2,CuO
を用いた。PMNの合成は次のように行なった。
ついて説明する。誘電体磁器組成物の作製には、出発原
料として工業用のPbO,MgO,Nb2O5,BaCO3,TiO2,ZrO2,CuO
を用いた。PMNの合成は次のように行なった。
まず、MgOとNb2O5をMgNb2O6となるよう秤量配合し、9
50℃で空気中で５時間仮焼し、その後粉砕した。粉砕し
たMgNb2O6とPbOをPb（Mg1/3Nb2/3）O3となるように秤
量，配合し、900℃の温度で空気中で２時間仮焼し、そ
の後粉砕しPMN粉を得た。BaTiO3の合成は次の手順で行
なった。BaCo3とTiO2を1:1のモル比で秤量配合し、1300
℃の温度で２時間仮焼し、その後粉砕した。BaTiO3のTi
の一部をZrで置換したBa（Ti1-xZrx）O3の合成について
は、BaTiO3の合成と同様の方法で行なった。つまり、原
料にBaCO3,TiO2,ZrO2を用い所定の組成となるようこれ
らを秤量配合し、空気中で仮焼後粉砕した。PMN,BaTiO3
合成の際の、配合および粉砕はボールミルを用いた湿式
法で行なった。以上の方法で得られた、PMN,BaTiO3又は
Ba（Ti1-xZrx）O3とCuOを、第１表に示す各所望の配合
比となるように、ボールミルで湿式混合した後、乾燥し
た。
50℃で空気中で５時間仮焼し、その後粉砕した。粉砕し
たMgNb2O6とPbOをPb（Mg1/3Nb2/3）O3となるように秤
量，配合し、900℃の温度で空気中で２時間仮焼し、そ
の後粉砕しPMN粉を得た。BaTiO3の合成は次の手順で行
なった。BaCo3とTiO2を1:1のモル比で秤量配合し、1300
℃の温度で２時間仮焼し、その後粉砕した。BaTiO3のTi
の一部をZrで置換したBa（Ti1-xZrx）O3の合成について
は、BaTiO3の合成と同様の方法で行なった。つまり、原
料にBaCO3,TiO2,ZrO2を用い所定の組成となるようこれ
らを秤量配合し、空気中で仮焼後粉砕した。PMN,BaTiO3
合成の際の、配合および粉砕はボールミルを用いた湿式
法で行なった。以上の方法で得られた、PMN,BaTiO3又は
Ba（Ti1-xZrx）O3とCuOを、第１表に示す各所望の配合
比となるように、ボールミルで湿式混合した後、乾燥し
た。
これら混合物は、空気中800℃で２時間仮焼を行な
い、その後、ボールミルによる粉砕，乾燥を行なった。
このようにして得られた、誘電体磁器組成物粉体に、ポ
リビニルアルコールをバインダとして５重量部加え、混
合，乾燥後，整粒した。整粒した磁器組成物粉体を、10
00kg/cm2の圧力で、直径10mm,厚さ2.5mmのペレットに成
形した。このペレットを、空気中で約700℃の温度で脱
バインダを行ない、その後、窒素中950℃で焼成を行な
った。なお、焼成時間は、それぞれ１時間とし、鉛の飛
散を防ぐためPMN粉中にペレットを埋め込み焼成を行な
った。焼成後、ペレットの収縮率（Shrinkage）を測定
した後、ペレットの両面にAgペーストを塗布し、空気中
120℃で電極ペーストを完全に乾燥させ単板コンデンサ
を作製した。
い、その後、ボールミルによる粉砕，乾燥を行なった。
このようにして得られた、誘電体磁器組成物粉体に、ポ
リビニルアルコールをバインダとして５重量部加え、混
合，乾燥後，整粒した。整粒した磁器組成物粉体を、10
00kg/cm2の圧力で、直径10mm,厚さ2.5mmのペレットに成
形した。このペレットを、空気中で約700℃の温度で脱
バインダを行ない、その後、窒素中950℃で焼成を行な
った。なお、焼成時間は、それぞれ１時間とし、鉛の飛
散を防ぐためPMN粉中にペレットを埋め込み焼成を行な
った。焼成後、ペレットの収縮率（Shrinkage）を測定
した後、ペレットの両面にAgペーストを塗布し、空気中
120℃で電極ペーストを完全に乾燥させ単板コンデンサ
を作製した。
その後、各試料について誘電率（ε），誘電損失（ta
nδ）、および絶縁抵抗（Ｒ）を測定した。εおよびtan
δは25℃、1KHz、1Vrmsの条件で測定を行なった。ま
た、Ｒは、ペレットに50Vの直流バイアスを印加し、１
分後の抵抗値を測定した。
nδ）、および絶縁抵抗（Ｒ）を測定した。εおよびtan
δは25℃、1KHz、1Vrmsの条件で測定を行なった。ま
た、Ｒは、ペレットに50Vの直流バイアスを印加し、１
分後の抵抗値を測定した。
それら測定の結果を第２表に示した。
ここで、容量抵抗積（CR積）は、作製したコンデンサ
の静電容量と、絶縁抵抗の積で表わしたものである。
の静電容量と、絶縁抵抗の積で表わしたものである。
第２表で○印を付けた組成物が、本発明の組成を満足
するものである。第２表より明らかなように、本発明の
誘電体磁器組成物は、低酸素雰囲気中での1000℃以下の
低温で十分に焼結し、高誘電率（Ｋ≧3000）であり、誘
電率の温度変化率も小さく（−55℃〜＋125℃で±20％
以下）、また実用上十分高い抵抗率を有するものであ
る。第２表において、銅酸化物の含有量が少ないと1000
℃以下の温度では焼結せず、誘電率も小さく、不適当で
ある。また、反対に銅酸化物の含有量が多すぎると、十
分な焼結性は得られるものの温度特性は悪化し、また誘
電損失が大きくなりすぎ実用的ではない。また、BaTiO3
の含有量は特に低温焼結性と、誘電率の温度変化率に大
きく影響し、含有量が少ないとPMNによる温度依存性が
強すぎ、また含有量が多いとPMNによる特性が十分に得
られずまた、焼結性も低くなり不適当である。また、Ba
TiO3のTiの１部をZrで置換した場合、Ba（Ti1-xZrx）O3
はBaTiO3よりもキュリー点を低温側にもつため、本発明
の組成物の高温域での温度特性を改善する。しかし、Zr
成分の置換量が多すぎると、キュリー点が低温側にシフ
トし過ぎるため、組成物の温度特性は、むしろ悪化する
ため適当ではない。本発明の範囲内の組成を持つセラミ
ック焼結体の断面を金属顕微鏡にて観察したところ、PM
NとBTZの焼結粒子が共存しており、両者は完全に固溶し
均一組成にはなっていなかった。これは、本発明の製造
方法によると、PMNとBTZは予め個別に合成され、特にBT
Zは1300℃程度の温度で仮焼されており、PMN、BTZ、銅
酸化物の混合物が十分焼結する1000℃以下の温度では、
PMNと完全に固溶することはないからである。また、本
実施例ではN2雰囲気中での焼成結果のみを示したが、空
気中での焼成によっても十分焼結し、誘電特性，温度特
性ともに良好であった。また、今回は、銅酸化物にCuO
（酸化第２銅）を用いたが、Cu2O（酸化第１銅）を用い
ても、誘電体磁器組成物の作製の際、空気中での仮焼で
CuOに酸化されるため、同様の結果が得られた。また、P
MN,銅酸化物,BaTiO3の配合は、今回の方法に限らず、例
えばPMN合成時に銅酸化物を配合，仮焼しても問題な
い。
するものである。第２表より明らかなように、本発明の
誘電体磁器組成物は、低酸素雰囲気中での1000℃以下の
低温で十分に焼結し、高誘電率（Ｋ≧3000）であり、誘
電率の温度変化率も小さく（−55℃〜＋125℃で±20％
以下）、また実用上十分高い抵抗率を有するものであ
る。第２表において、銅酸化物の含有量が少ないと1000
℃以下の温度では焼結せず、誘電率も小さく、不適当で
ある。また、反対に銅酸化物の含有量が多すぎると、十
分な焼結性は得られるものの温度特性は悪化し、また誘
電損失が大きくなりすぎ実用的ではない。また、BaTiO3
の含有量は特に低温焼結性と、誘電率の温度変化率に大
きく影響し、含有量が少ないとPMNによる温度依存性が
強すぎ、また含有量が多いとPMNによる特性が十分に得
られずまた、焼結性も低くなり不適当である。また、Ba
TiO3のTiの１部をZrで置換した場合、Ba（Ti1-xZrx）O3
はBaTiO3よりもキュリー点を低温側にもつため、本発明
の組成物の高温域での温度特性を改善する。しかし、Zr
成分の置換量が多すぎると、キュリー点が低温側にシフ
トし過ぎるため、組成物の温度特性は、むしろ悪化する
ため適当ではない。本発明の範囲内の組成を持つセラミ
ック焼結体の断面を金属顕微鏡にて観察したところ、PM
NとBTZの焼結粒子が共存しており、両者は完全に固溶し
均一組成にはなっていなかった。これは、本発明の製造
方法によると、PMNとBTZは予め個別に合成され、特にBT
Zは1300℃程度の温度で仮焼されており、PMN、BTZ、銅
酸化物の混合物が十分焼結する1000℃以下の温度では、
PMNと完全に固溶することはないからである。また、本
実施例ではN2雰囲気中での焼成結果のみを示したが、空
気中での焼成によっても十分焼結し、誘電特性，温度特
性ともに良好であった。また、今回は、銅酸化物にCuO
（酸化第２銅）を用いたが、Cu2O（酸化第１銅）を用い
ても、誘電体磁器組成物の作製の際、空気中での仮焼で
CuOに酸化されるため、同様の結果が得られた。また、P
MN,銅酸化物,BaTiO3の配合は、今回の方法に限らず、例
えばPMN合成時に銅酸化物を配合，仮焼しても問題な
い。
（実施例２） 以下に、本発明の第２の実施例として、Cuを内部電極
とする積層セラミックコンデンサについて図面を参照し
ながら説明する。
とする積層セラミックコンデンサについて図面を参照し
ながら説明する。
誘電体粉は、実施例１で示した方法で、PMN,CuO,Ba
（Ti0.9Zr0.1）O3を配合、仮焼，粉砕したものを用い
た。用いた誘電体の組成は0.6｛Pb（Mg1/3Nb2/3）Cu0.1
Ｏ3.1｝・0.4Ba（Ti0.9Zr0.1）O3である。
（Ti0.9Zr0.1）O3を配合、仮焼，粉砕したものを用い
た。用いた誘電体の組成は0.6｛Pb（Mg1/3Nb2/3）Cu0.1
Ｏ3.1｝・0.4Ba（Ti0.9Zr0.1）O3である。
この誘電体材料を無機成分とし、有機バインダにはブ
チラール樹脂、可塑剤としてジ−ｎ−ブチルフタレー
ト、溶剤としてトルエンを次表の組成で混合し、スラリ
ーとした。
チラール樹脂、可塑剤としてジ−ｎ−ブチルフタレー
ト、溶剤としてトルエンを次表の組成で混合し、スラリ
ーとした。
無機成分 100部 ブチラール樹脂 10部 ジ−ｎ−ブチルフタレート ５部 トルエン 40部 このスラリーをドクターブレード法で、有機フィルム
上に造膜し、誘電体グリーンシートを作製した。乾燥後
のグリーンシート厚みは約30μｍであった。次に、導体
ペーストはCuO粉体無機成分とし、エチルセルロースを
ターピネオールに溶かしたビヒクルを加え、三段ロール
により適度な粘度になるよう混練したものを用いた。こ
の導体ペーストを前記グリーンシート上にスクリーン印
刷して電極パターンを形成した。同様にして作製した電
極形成済グリーンシートを対向電極として構成されるよ
うに所望の枚数積層し、熱プレスを用いて80℃−120kg/
cm2の温度と圧力で積層体を圧着した。その後、所望の
寸法に切断した。次にこの積層体の脱バインダを空気
中、550℃で第１表に示す条件で行なった。脱バインダ
温度は、予め有機バインダの熱分析の結果に基づき決定
され、バインダが分解する温度以上であれば良いが必要
以上に高温で熱処理を行なうと導体材料の誘電体材料へ
の不必要な拡散が生じるため、約600℃以下で行なうの
が望ましい。なお、この脱バインダによって、酸化銅を
主成分とする導体ペーストは、大きな体積変化を生じ
ず、バインダが飛散したのみであった。バインダを完全
に除去した積層体は、窒素ガスを1.0／分、水素ガス
を0.5／分の流量で流入させたアルミナ炉心管状炉中
で、第２図に示す昇降温条件を用い400℃の温度で熱処
理し、電極材料のCuOへの還元を行なった。還元工程を
終えた積層体は第３図に示す昇降温条件により、950℃
の窒素雰囲気中で焼成された。なお、この焼成工程は、
還元工程で用いた同様管状炉で行なった。以上のように
して作製した積層セラミックコンデンサに外部電極（金
属銅ペースト塗布、乾燥後、600℃の窒素雰囲気で焼き
付け）を設けて、コンデンサとしての評価を行なった。
その結果を第３表に示す。
上に造膜し、誘電体グリーンシートを作製した。乾燥後
のグリーンシート厚みは約30μｍであった。次に、導体
ペーストはCuO粉体無機成分とし、エチルセルロースを
ターピネオールに溶かしたビヒクルを加え、三段ロール
により適度な粘度になるよう混練したものを用いた。こ
の導体ペーストを前記グリーンシート上にスクリーン印
刷して電極パターンを形成した。同様にして作製した電
極形成済グリーンシートを対向電極として構成されるよ
うに所望の枚数積層し、熱プレスを用いて80℃−120kg/
cm2の温度と圧力で積層体を圧着した。その後、所望の
寸法に切断した。次にこの積層体の脱バインダを空気
中、550℃で第１表に示す条件で行なった。脱バインダ
温度は、予め有機バインダの熱分析の結果に基づき決定
され、バインダが分解する温度以上であれば良いが必要
以上に高温で熱処理を行なうと導体材料の誘電体材料へ
の不必要な拡散が生じるため、約600℃以下で行なうの
が望ましい。なお、この脱バインダによって、酸化銅を
主成分とする導体ペーストは、大きな体積変化を生じ
ず、バインダが飛散したのみであった。バインダを完全
に除去した積層体は、窒素ガスを1.0／分、水素ガス
を0.5／分の流量で流入させたアルミナ炉心管状炉中
で、第２図に示す昇降温条件を用い400℃の温度で熱処
理し、電極材料のCuOへの還元を行なった。還元工程を
終えた積層体は第３図に示す昇降温条件により、950℃
の窒素雰囲気中で焼成された。なお、この焼成工程は、
還元工程で用いた同様管状炉で行なった。以上のように
して作製した積層セラミックコンデンサに外部電極（金
属銅ペースト塗布、乾燥後、600℃の窒素雰囲気で焼き
付け）を設けて、コンデンサとしての評価を行なった。
その結果を第３表に示す。
得られた積層セラミックコンデンサの誘電率は約3200
であり、誘電率の温度変化率も小さく、EIA規格のX7R特
性を満足した。また、その他の特性についても第３表か
ら明らかなように実用上十分であった。また、内部の切
断面の観察においても、クラックやデラミネーションは
認められず、耐湿特性や電極のマイグレーション性など
についても実用上十分な結果を示した。
であり、誘電率の温度変化率も小さく、EIA規格のX7R特
性を満足した。また、その他の特性についても第３表か
ら明らかなように実用上十分であった。また、内部の切
断面の観察においても、クラックやデラミネーションは
認められず、耐湿特性や電極のマイグレーション性など
についても実用上十分な結果を示した。
本発明の製造方法により作製された積層セラミックコ
ンデンサの構成を示す断面図を第４図に示した。図中の
１は本発明によって得られた誘電体材料、２は銅内部電
極、３は外部電極である。
ンデンサの構成を示す断面図を第４図に示した。図中の
１は本発明によって得られた誘電体材料、２は銅内部電
極、３は外部電極である。
このように、本発明の誘電体磁器組成物は、低酸素雰
囲気中での低温焼結が可能であり、高誘電率、高絶縁抵
抗を有し、特に、広い温度範囲における誘電率の温化率
が小さいなどの優れた特性を有し、また、本発明の積層
セラミックコンデンサ製造法により、実用上十分な特性
を有する、銅内部電極の積層セラミックコンデンサを作
製する事ができた。
囲気中での低温焼結が可能であり、高誘電率、高絶縁抵
抗を有し、特に、広い温度範囲における誘電率の温化率
が小さいなどの優れた特性を有し、また、本発明の積層
セラミックコンデンサ製造法により、実用上十分な特性
を有する、銅内部電極の積層セラミックコンデンサを作
製する事ができた。
発明の効果 以上本発明によると、化合物PMNと化合物BTZを作製し
た後、これらと銅酸化物とを混合し、成形、焼成するこ
とにより、1000℃以下の低温で十分に焼結し、高誘電
率，高絶縁抵抗、優れた温度特性を有する磁器が得られ
る。
た後、これらと銅酸化物とを混合し、成形、焼成するこ
とにより、1000℃以下の低温で十分に焼結し、高誘電
率，高絶縁抵抗、優れた温度特性を有する磁器が得られ
る。
また、本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法
により、本発明の誘電体磁器組成物を誘電体材料とし、
脱バインダ，還元，焼成の各工程を前記のような構成条
件で行なう事により、メタライズ性に優れた信頼性の高
い、銅電極による積層セラミックコンデンサが得られる
ものである。
により、本発明の誘電体磁器組成物を誘電体材料とし、
脱バインダ，還元，焼成の各工程を前記のような構成条
件で行なう事により、メタライズ性に優れた信頼性の高
い、銅電極による積層セラミックコンデンサが得られる
ものである。
第１図，第２図，第３図はそれぞれ本発明の製造方法の
脱バインダ工程，還元工程，焼成工程の温度プロファイ
ルの一例を示すグラフ、第４図は本発明の製造方法によ
って作製されたグリーンシートによる積層セラミックコ
ンデンサの構成を示す断面図である。 １……誘電体、２……内部電極、３……外部電極。
脱バインダ工程，還元工程，焼成工程の温度プロファイ
ルの一例を示すグラフ、第４図は本発明の製造方法によ
って作製されたグリーンシートによる積層セラミックコ
ンデンサの構成を示す断面図である。 １……誘電体、２……内部電極、３……外部電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 勉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−172106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−299006（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/46
Claims (2)
- 【請求項１】一般式(1-x){Pb(Mg1/3Nb2/3)CuａO3+a}・xB
a(Ti1-bZrｂ)O３ 但し、0.01＜ａ≦0.30 ０≦ｂ＜0.15 0.3＜ｘ＜0.8 で表す組成となるように、Pb（Mg1/3Nb2/3）O3とBa（Ti
1-bZrb）O3と銅酸化物とを混合する第１の工程と、次に
この混合物を成形して焼成する第２の工程とを備えた誘
電体磁器の製造方法。 - 【請求項２】一般式(1-x){Pb(Mg1/3Nb2/3)CuａO3+a}・xB
a(Ti1-bZrｂ)O３ 但し、0.01＜ａ≦0.30 ０≦ｂ＜0.15 0.3＜ｘ＜0.8 で表す組成となるように、Pb（Mg1/3Nb2/3）O3とBa（Ti
1-bZrb）O3と銅酸化物とを混合して形成した誘電体グリ
ーンシートと、CuOを主成分とする内部電極とを交互に
積層して多層体を形成する第１の工程と、次にこの多層
体を空気中で熱処理する第２の工程と、次いで前記多層
体を水素と窒素との混合ガス雰囲気中で熱処理する第３
の工程と、その後前記多層体を窒素雰囲気中で焼結させ
る第４の工程とを備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP1307035A JP2847822B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 誘電体磁器の製造方法および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 |
|---|---|---|---|
| JP1307035A JP2847822B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 誘電体磁器の製造方法および積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170370A JPH03170370A (ja) | 1991-07-23 |
| JP2847822B2 true JP2847822B2 (ja) | 1999-01-20 |
Family
ID=17964257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1307035A Expired - Fee Related JP2847822B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 誘電体磁器の製造方法および積層セラミックコンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2847822B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100481226B1 (ko) * | 2002-06-12 | 2005-04-07 | 한국전기연구원 | 세라믹 액츄에이터용 압전 세라믹 조성물 및 압전 세라믹 제조방법 |
| JP4821197B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2011-11-24 | Ｔｄｋ株式会社 | 剥離層用ペースト及び積層型電子部品の製造方法 |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1307035A patent/JP2847822B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03170370A (ja) | 1991-07-23 |
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