JP3302594B2 - 積層電子部品及びその製造方法 - Google Patents
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- H01G4/002—Details
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、数１００ＭＨｚ
〜数ＧＨｚ程度の高周波領域での使用に適した積層電子
部品及びそれらの製造方法に関するものである。
〜数ＧＨｚ程度の高周波領域での使用に適した積層電子
部品及びそれらの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波領域での使用に適した低容量型の
積層磁器コンデンサの誘電体磁器層の材料としては、例
えば、低誘電率ガラス系材料、ＭＺＳ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｒＴｉＯ3 系材料等、ＳｉＯ2 を主成分の一部として含
有する誘電体磁器組成物が多く提案されている。
積層磁器コンデンサの誘電体磁器層の材料としては、例
えば、低誘電率ガラス系材料、ＭＺＳ−Ａｌ2 Ｏ3 −Ｓ
ｒＴｉＯ3 系材料等、ＳｉＯ2 を主成分の一部として含
有する誘電体磁器組成物が多く提案されている。
【０００３】ここで、低誘電率ガラス系材料は粗大な粒
子を多く含み、この粒子は粒度分布に非常に幅が有り、
しかも形状が異方形状（角張った形状）になっている。
また、これらの低誘電率ガラス系材料は、一般的に非常
に硬く、粉砕により微粒子化を実現しようとすると、破
壊靱性値が小さいので、異方形状になり易い。
子を多く含み、この粒子は粒度分布に非常に幅が有り、
しかも形状が異方形状（角張った形状）になっている。
また、これらの低誘電率ガラス系材料は、一般的に非常
に硬く、粉砕により微粒子化を実現しようとすると、破
壊靱性値が小さいので、異方形状になり易い。
【０００４】また、ＭＺＳの原料の一部に使用されてい
るシリカ原料は一般に結晶質シリカ系材料が使用されて
いる。結晶質シリカ系材料の主成分であるＳｉＯ2 は非
常に硬い材料であり、しかも市販されているシリカ原料
は結晶質（α−ｑｕａｒｔｚ）で、非常に粒子径が大き
く（平均粒子径で３μｍ以上、最大径は８μｍ以上）、
粒度分布にも幅が有り過ぎる。また、この粒子は、ガラ
ス系材料の場合と同様の理由から、異方形状をしてい
る。
るシリカ原料は一般に結晶質シリカ系材料が使用されて
いる。結晶質シリカ系材料の主成分であるＳｉＯ2 は非
常に硬い材料であり、しかも市販されているシリカ原料
は結晶質（α−ｑｕａｒｔｚ）で、非常に粒子径が大き
く（平均粒子径で３μｍ以上、最大径は８μｍ以上）、
粒度分布にも幅が有り過ぎる。また、この粒子は、ガラ
ス系材料の場合と同様の理由から、異方形状をしてい
る。
【０００５】微細なシリカ原料の粉末を得るために、粉
砕したシリカ粉末の懸濁液の上澄みを分級する方法があ
るが、そういった方法で得られる微細なシリカ原料の粉
末でも、その粒度は高々１．５μｍ程度であり、しかも
その粒子の形状は角張った異方形状をしている。
砕したシリカ粉末の懸濁液の上澄みを分級する方法があ
るが、そういった方法で得られる微細なシリカ原料の粉
末でも、その粒度は高々１．５μｍ程度であり、しかも
その粒子の形状は角張った異方形状をしている。
【０００６】このため、このような大きな粒子径で異方
形状のシリカ原料の粉末を用いて作製したＭＺＳの粉体
も、シリカ原料の粉末の粒子形状が残っており、粗く、
異方形状である。
形状のシリカ原料の粉末を用いて作製したＭＺＳの粉体
も、シリカ原料の粉末の粒子形状が残っており、粗く、
異方形状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このような異方形状の
ＭＺＳを用いてグリーンシートを作成すると、グリーン
シートの表面が粗くなり、誘電体磁器層の厚みの均一性
が悪くなり、積層磁器コンデンサの容量分布が悪くな
る。また、グリーンシートの表面が粗くなることによっ
て内部電極の表面も荒れ、内部電極の表面抵抗が上昇
し、Ｑ値の周波数特性、特に高周波領域におけるＱ値の
周波数特性が悪くなる。
ＭＺＳを用いてグリーンシートを作成すると、グリーン
シートの表面が粗くなり、誘電体磁器層の厚みの均一性
が悪くなり、積層磁器コンデンサの容量分布が悪くな
る。また、グリーンシートの表面が粗くなることによっ
て内部電極の表面も荒れ、内部電極の表面抵抗が上昇
し、Ｑ値の周波数特性、特に高周波領域におけるＱ値の
周波数特性が悪くなる。
【０００８】また、このようなＭＺＳを用いて作成した
グリーンシートはバインダー量の適正範囲の幅が狭く、
バインダー量が過剰になったり、足りなくなり易い。バ
インダー量が過剰になると、チップのカット時にバリが
多く発生し、バレルを施してもバリは完全には消滅しな
い。バインダー量が足りなくなると、シートの密着強度
が低下して、積層ずれ、エアの巻き込みが起こり、信頼
性の低下を引き起こす。
グリーンシートはバインダー量の適正範囲の幅が狭く、
バインダー量が過剰になったり、足りなくなり易い。バ
インダー量が過剰になると、チップのカット時にバリが
多く発生し、バレルを施してもバリは完全には消滅しな
い。バインダー量が足りなくなると、シートの密着強度
が低下して、積層ずれ、エアの巻き込みが起こり、信頼
性の低下を引き起こす。
【０００９】また、このようなＭＺＳを用いて作成した
グリーンシートは収縮開始温度が高いので、焼成時に積
層磁器コンデンサにデラミネーションを生じさせ易い。
グリーンシートは収縮開始温度が高いので、焼成時に積
層磁器コンデンサにデラミネーションを生じさせ易い。
【００１０】更に、ガラス系材料を用いた場合は、高周
波領域で、結晶質の材料と比較して、損失が大きくなる
と言われている。
波領域で、結晶質の材料と比較して、損失が大きくなる
と言われている。
【００１１】本発明は、Ｑ値の周波数特性、特に高周波
領域におけるＱ値の周波数特性が良好で、焼成温度の低
い積層電子部品を提供することと、所望の特性を備えた
この種の積層電子部品を容易に得ることができる積層電
子部品の製造方法を提供することを目的とする。
領域におけるＱ値の周波数特性が良好で、焼成温度の低
い積層電子部品を提供することと、所望の特性を備えた
この種の積層電子部品を容易に得ることができる積層電
子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に係る積層電子部
品は、１又は２以上の磁器層と２以上の内部電極とを交
互に積層してなり、該磁器層と該内部電極との界面の粗
さが０μｍを超え、０．２μｍ以下である。
品は、１又は２以上の磁器層と２以上の内部電極とを交
互に積層してなり、該磁器層と該内部電極との界面の粗
さが０μｍを超え、０．２μｍ以下である。
【００１３】ここで、磁器層は誘電体磁器組成物からな
り、該誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＳｉＯ
２を仮焼してなるＭＺＳとＡｌ２Ｏ３とＳｒＴｉＯ３と
を主成分とする混合物の焼結体からなり、該磁器層は前
記内部電極に挟持され、該磁器層と該内部電極によって
磁器コンデンサが形成されている。
り、該誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＺｎＯ及びＳｉＯ
２を仮焼してなるＭＺＳとＡｌ２Ｏ３とＳｒＴｉＯ３と
を主成分とする混合物の焼結体からなり、該磁器層は前
記内部電極に挟持され、該磁器層と該内部電極によって
磁器コンデンサが形成されている。
【００１４】また、本発明に係る積層電子部品の製造方
法は、ＳｉＯ2 を含有する混合物を仮焼する工程と、該
仮焼によって得られたものを含む磁器原料を調製する工
程と、該磁器原料からなる未焼成磁器層と内部電極パタ
ーンとを交互に積層した積層体を形成する工程と、該積
層体を焼成する工程と、該積層体に外部電極を形成する
工程とを備え、前記ＳｉＯ2 として、平均一次粒子径が
８０ｎｍ〜０．５μｍで、粒子形状が略球状のものを使
用するものである。
法は、ＳｉＯ2 を含有する混合物を仮焼する工程と、該
仮焼によって得られたものを含む磁器原料を調製する工
程と、該磁器原料からなる未焼成磁器層と内部電極パタ
ーンとを交互に積層した積層体を形成する工程と、該積
層体を焼成する工程と、該積層体に外部電極を形成する
工程とを備え、前記ＳｉＯ2 として、平均一次粒子径が
８０ｎｍ〜０．５μｍで、粒子形状が略球状のものを使
用するものである。
【００１５】ここで、前記混合物としてＭｇＯ、ＺｎＯ
及びＳｉＯ2 を含有するものを使用し、前記積層物を形
成する工程を、前記仮焼によって得られたＭＺＳを主成
分の一部とする未焼結磁器シートを形成する工程と、該
未焼結磁器シートに内部電極パターンを形成する工程
と、該内部電極パターンを形成した該未焼結磁器シート
を積層する工程とで構成して、積層磁器コンデンサを製
造するようにしてもよい。
及びＳｉＯ2 を含有するものを使用し、前記積層物を形
成する工程を、前記仮焼によって得られたＭＺＳを主成
分の一部とする未焼結磁器シートを形成する工程と、該
未焼結磁器シートに内部電極パターンを形成する工程
と、該内部電極パターンを形成した該未焼結磁器シート
を積層する工程とで構成して、積層磁器コンデンサを製
造するようにしてもよい。
【００１６】また、前記ＳｉＯ2 としては、結晶質、非
晶質、いずれのものも使用することができるが、上記の
ような微細粒子を製造する観点から考えると非晶質のも
のが好ましい。また、未焼結磁器シートとしては、例え
ばＭＺＳ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＳｒＴｉＯ3 を主成分とする
ものを使用することができるが、ＭＺＳが含まれるもの
であれば、これ以外のものを使用してもよい。
晶質、いずれのものも使用することができるが、上記の
ような微細粒子を製造する観点から考えると非晶質のも
のが好ましい。また、未焼結磁器シートとしては、例え
ばＭＺＳ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＳｒＴｉＯ3 を主成分とする
ものを使用することができるが、ＭＺＳが含まれるもの
であれば、これ以外のものを使用してもよい。
【００１７】なお、本発明は、積層磁器コンデンサ以外
に、磁器組成物を使用している積層インダクタ、積層Ｌ
Ｃ部品等、磁器組成物の原料としてＳｉＯ2 を使用する
積層電子部品にも適用可能である。
に、磁器組成物を使用している積層インダクタ、積層Ｌ
Ｃ部品等、磁器組成物の原料としてＳｉＯ2 を使用する
積層電子部品にも適用可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】まず、出発原料として、ＭｇＯ，
ＺｎＯ及びＳｉＯ2 を表１に示すような比率で秤量し、
これらをボールミルに入れ、湿式で１５時間粉砕混合
し、これらの混合物からな泥漿を得た。ここで、ＳｉＯ
2 は、平均１次粒子径が０．１μｍで、粒子形状がほゞ
球形の非晶質シリカ（実施例１）と、平均１次粒子径が
３μｍで、粒子形状が角状の結晶質シリカ（比較例１）
を使用した。
ＺｎＯ及びＳｉＯ2 を表１に示すような比率で秤量し、
これらをボールミルに入れ、湿式で１５時間粉砕混合
し、これらの混合物からな泥漿を得た。ここで、ＳｉＯ
2 は、平均１次粒子径が０．１μｍで、粒子形状がほゞ
球形の非晶質シリカ（実施例１）と、平均１次粒子径が
３μｍで、粒子形状が角状の結晶質シリカ（比較例１）
を使用した。
【００１９】
【表１】
【００２０】次に、この泥漿をボールミルから取り出し
て濾過し、ケーキの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充
分に乾燥させ、混合物の粉末を得た。そして、この混合
物の粉末を加熱炉に入れ、大気中において８５０〜１２
００℃で仮焼し、混合物を構成している化合物を相互に
反応させ、ＭＺＳを得た。ここで、ＭＺＳの成分と焼成
温度との関係を調べたところ、表２に示す通りであっ
た。
て濾過し、ケーキの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充
分に乾燥させ、混合物の粉末を得た。そして、この混合
物の粉末を加熱炉に入れ、大気中において８５０〜１２
００℃で仮焼し、混合物を構成している化合物を相互に
反応させ、ＭＺＳを得た。ここで、ＭＺＳの成分と焼成
温度との関係を調べたところ、表２に示す通りであっ
た。
【００２１】
【表２】
【００２２】次に、この仮焼で得られたＭＺＳをボール
ミルに入れ、湿式で充分に粉砕してＭＺＳの泥漿を形成
し、この泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥
器に入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、ＭＺＳの粉末を
得た。そして、ＭＺＳ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＳｒＴｉＯ3 を
表３に示すような配合比率で秤量し、これらをボールミ
ルに入れ、湿式で充分に混合し、これらの混合物からな
る泥漿を得た。
ミルに入れ、湿式で充分に粉砕してＭＺＳの泥漿を形成
し、この泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥
器に入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、ＭＺＳの粉末を
得た。そして、ＭＺＳ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＳｒＴｉＯ3 を
表３に示すような配合比率で秤量し、これらをボールミ
ルに入れ、湿式で充分に混合し、これらの混合物からな
る泥漿を得た。
【００２３】
【表３】
【００２４】次に、この泥漿を取り出して濾過し、ケー
キの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、
混合物の粉末を得た。そして、この混合物の粉末に溶剤
系バインダーを加えて充分に混合してスラリーを作成
し、このスラリーをドクターブレード法で塗工して、グ
リーンシートを作成した。ここで、グリーンシートの表
面粗さＲA を調べたところ、表４に示す通りであった。
キの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、
混合物の粉末を得た。そして、この混合物の粉末に溶剤
系バインダーを加えて充分に混合してスラリーを作成
し、このスラリーをドクターブレード法で塗工して、グ
リーンシートを作成した。ここで、グリーンシートの表
面粗さＲA を調べたところ、表４に示す通りであった。
【００２５】
【表４】
【００２６】次に、このグリーンシートにＡｇペースト
からなる内部電極パターンを印刷し、このグリーンシー
トを複数枚積層した。ここで、内部電極パターンは隣り
合うグリーンシート間で長手方向に半分程ずれるように
した。そして、この積層したグリーンシートに厚さ方向
から圧力を加え、グリーンシート相互を圧着させ、この
圧着させた積層物を格子状に裁断し、積層体チップを得
た。
からなる内部電極パターンを印刷し、このグリーンシー
トを複数枚積層した。ここで、内部電極パターンは隣り
合うグリーンシート間で長手方向に半分程ずれるように
した。そして、この積層したグリーンシートに厚さ方向
から圧力を加え、グリーンシート相互を圧着させ、この
圧着させた積層物を格子状に裁断し、積層体チップを得
た。
【００２７】次に、この積層体チップを大気中で加熱
し、まず、グリーンシート中に含まれている有機バイン
ダーを燃焼除去させ、その後、１０００℃で２時間焼成
し、積層体チップを焼結させた。ここで、この焼成によ
って得られた積層体チップを切断し、その切断面を研磨
し、顕微鏡で観察したところ、図１，２の顕微鏡写真に
示すようになっていた。ここで、図１は実施例１に係る
積層磁器コンデンサの断面の顕微鏡写真、図２は比較例
１に係る積層磁器コンデンサの断面の顕微鏡写真であ
る。
し、まず、グリーンシート中に含まれている有機バイン
ダーを燃焼除去させ、その後、１０００℃で２時間焼成
し、積層体チップを焼結させた。ここで、この焼成によ
って得られた積層体チップを切断し、その切断面を研磨
し、顕微鏡で観察したところ、図１，２の顕微鏡写真に
示すようになっていた。ここで、図１は実施例１に係る
積層磁器コンデンサの断面の顕微鏡写真、図２は比較例
１に係る積層磁器コンデンサの断面の顕微鏡写真であ
る。
【００２８】次に、積層体チップの両端部にＡｇペース
トを塗布し、７００℃で１５分間焼き付けて、静電容量
が１ｐＦの積層チップコンデンサを得た。そして、この
積層チップコンデンサの高周波特性（Ｑ値）を測定した
ところ、表５に示す通りであった。
トを塗布し、７００℃で１５分間焼き付けて、静電容量
が１ｐＦの積層チップコンデンサを得た。そして、この
積層チップコンデンサの高周波特性（Ｑ値）を測定した
ところ、表５に示す通りであった。
【００２９】
【表５】
【００３０】表５の結果から、実施例１と比較例１の高
周波特性（Ｑ値）を比較してみると、グリーンシートの
平均シート表面粗さＲA が滑らか（表４参照）で、誘電
体磁器層と内部電極との界面が滑らか（図１，２参照）
な実施例１の方が高周波特性（Ｑ値）において優位性が
見られることがわかる。
周波特性（Ｑ値）を比較してみると、グリーンシートの
平均シート表面粗さＲA が滑らか（表４参照）で、誘電
体磁器層と内部電極との界面が滑らか（図１，２参照）
な実施例１の方が高周波特性（Ｑ値）において優位性が
見られることがわかる。
【００３１】なお、上記では積層磁器コンデンサを例に
挙げて説明しているが、積層インダクタ、積層ＬＣ部品
についても同様の実験をしたところ、同様の優位性が認
められた。
挙げて説明しているが、積層インダクタ、積層ＬＣ部品
についても同様の実験をしたところ、同様の優位性が認
められた。
【００３２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、磁器層
の表面が非常に平滑になり、内部電極の表面抵抗が小さ
くなり、積層電子部品のＱ値の周波数特性、特に高周波
領域におけるＱ値の周波数特性が良好になるという効果
がある。
の表面が非常に平滑になり、内部電極の表面抵抗が小さ
くなり、積層電子部品のＱ値の周波数特性、特に高周波
領域におけるＱ値の周波数特性が良好になるという効果
がある。
【００３３】請求項２〜５に記載の発明によれば、バイ
ンダー量、可塑剤量の適正値の範囲が広くなり、積層体
チップの裁断時のバリの発生が少なくなり、シートの密
着強度が向上し、積層ずれやエアーの巻き込みが防止さ
れ、信頼性の高い積層電子部品が得られるという効果が
ある。
ンダー量、可塑剤量の適正値の範囲が広くなり、積層体
チップの裁断時のバリの発生が少なくなり、シートの密
着強度が向上し、積層ずれやエアーの巻き込みが防止さ
れ、信頼性の高い積層電子部品が得られるという効果が
ある。
【００３４】請求項２〜５に記載の発明によれば、積層
体チップの焼成温度、すなわち積層体チップの収縮開始
温度を約５０℃低温化できるので、積層体チップにデラ
ミネーションが発生し難くなるという効果がある。
体チップの焼成温度、すなわち積層体チップの収縮開始
温度を約５０℃低温化できるので、積層体チップにデラ
ミネーションが発生し難くなるという効果がある。
【図１】実施例１に係る積層磁器コンデンサの断面の顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
【図２】比較例１に係る積層磁器コンデンサの断面の顕
微鏡写真である。
微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茶園 広一 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽 誘電株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−333207（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01G 4/00 - 4/42
Claims (5)
- 【請求項１】 １又は２以上の磁器層と２以上の内部電
極とを交互に積層してなり、該磁器層は誘電体磁器組成
物からなり、該誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＺｎＯ及
びＳｉＯ ２ を仮焼してなる珪酸マグネシウム・亜鉛（以
下、「ＭＺＳ」という。）とＡｌ ２ Ｏ ３ とＳｒＴｉＯ ３
とを主成分とする混合物の焼結体からなり、該磁器層は
前記内部電極に挟持され、該磁器層と該内部電極によっ
て磁器コンデンサが形成され、該磁器層と該内部電極と
の界面の粗さは０μｍを超え、０．２μｍ以下であるこ
とを特徴とする積層電子部品。 - 【請求項２】 ＳｉＯ２を含有する混合物を仮焼する工
程と、該仮焼によって得られたものを含む磁器原料を調
製する工程と、該磁器原料からなる未焼成磁器層と内部
電極パターンとを交互に積層した積層物を形成する工程
と、該積層物を焼成する工程と、該積層物に外部電極を
形成する工程とを備え、前記ＳｉＯ２として、平均一次
粒子径が８０ｎｍ〜０．５μｍで、粒子形状が略球状の
ものを使用することを特徴とする積層電子部品の製造方
法。 - 【請求項３】 前記混合物がＭｇＯ、ＺｎＯ及びＳｉＯ
２を含有し、前記積層物を形成する工程が、前記仮焼に
よって得られたＭＺＳを主成分の一部とする未焼結磁器
シートを形成する工程と、該未焼結磁器シートに内部電
極パターンを形成する工程と、該内部電極パターンを形
成した該未焼結磁器シートを積層する工程とからなるこ
とを特徴とする請求項２に記載の積層電子部品の製造方
法。 - 【請求項４】 前記ＳｉＯ２が非晶質であることを特徴
とする請求項２又は３に記載の積層電子部品の製造方
法。 - 【請求項５】 前記未焼結磁器シートがＭＺＳ、Ａｌ２
Ｏ３及びＳｒＴｉＯ３を主成分とすることを特徴とする
請求項２〜４のいずれかに記載の積層電子部品の製造方
法。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP04159897A JP3302594B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 積層電子部品及びその製造方法 |
| US09/018,912 US6137672A (en) | 1997-02-10 | 1998-02-05 | Laminated electronic part, method for the production thereof, and dielectric ceramic composition |
| US09/656,221 US6346161B1 (en) | 1997-02-10 | 2000-09-06 | Laminated electronic part, method for the production thereof, and dielectric ceramic composition |
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|---|---|---|---|
| JP04159897A Expired - Fee Related JP3302594B2 (ja) | 1997-02-10 | 1997-02-10 | 積層電子部品及びその製造方法 |
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| US5534290A (en) * | 1990-04-03 | 1996-07-09 | Visatech Corporation | Surround print process for the manufacture of electrode embedded dielectric green sheets |
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| JPH07211132A (ja) * | 1994-01-10 | 1995-08-11 | Murata Mfg Co Ltd | 導電性ペーストおよびこれを用いた積層セラミックコンデンサの製造方法 |
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-
1998
- 1998-02-05 US US09/018,912 patent/US6137672A/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-09-06 US US09/656,221 patent/US6346161B1/en not_active Expired - Fee Related
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