JPH0360006A - Grain boundary insulating type semiconductor ceramic capacitor and its manufacture - Google Patents

Grain boundary insulating type semiconductor ceramic capacitor and its manufacture

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JPH0360006A
JPH0360006A JP1195914A JP19591489A JPH0360006A JP H0360006 A JPH0360006 A JP H0360006A JP 1195914 A JP1195914 A JP 1195914A JP 19591489 A JP19591489 A JP 19591489A JP H0360006 A JPH0360006 A JP H0360006A
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ceramic capacitor
grain boundary
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semiconductor ceramic
varistor
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上野 巖
Yasuo Wakahata
康男 若畑
Kimio Kobayashi
喜美男 小林
Kaori Okamoto
岡本 香織
Akihiro Takami
高見 昭宏
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  • Ceramic Capacitors (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To protect a semiconductor and electronic equipment against abnormal voltage and to always stabilize their properties against temperature by adding specific ingredients to SrTiO3, wherein Ti is superfluous. CONSTITUTION:For example, 0.05-2.0mol% Nb2O5, 0.2-5.0mol% MnO2 and SiO2, and 0.05-4.0mol% LiAlO2 are mixed with powder wherein TiO2 is added to SrTiO3 material powder and Sr/Ti mole ratio is adjusted to 0.95<=Sv/Ti<=1.00, then it is pulverized after calcination, and the fine powder is dispersed in fusion together with an organic binder so as to make to raw sheet. Next, an inner electrode paste 2 consisting of Pd is printed on the raw sheet 1, and plural layers of raw sheet 1 are laminated as they are printed, then they are oxidized again in the air after degreasing and baking. After that, outer electrode paste consisting of Ag is applied on both ends of the inner electrode 2a, and is baked together, and plural layers of inner electrode 2a are so provided as to reach the edge alternately, thus obtaining a laminated ceramic capacitor 4 provided with varistor function, where outer electrodes 3 are provided at both margins of these inner electrodes 2a.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、通常はコンデンサとして電圧の低いノイズや
高周波のノイズを吸収する働きをし、−方パルスや静電
気などの高い電圧が浸入した時はバリスタ機能を発揮し
、電子機器で発生するノイズ、パルス、静電気などの異
常電圧から半導体及び電子機器を保護し、さらにそれら
の特性が温度に対して安定しているところの粒界絶縁型
半導体セラミックコンデンサ及びその製造方法に関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention normally functions as a capacitor to absorb low-voltage noise and high-frequency noise, and when high voltage such as negative pulses or static electricity enters the varistor. Grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitors that perform their functions, protect semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity generated in electronic devices, and whose characteristics are stable over temperature. and its manufacturing method.

従来の技術 電子機器は多機能化、軽薄短小化を実現するためにIC
,LSIなどの半導体素子が広く用いられ、それに伴っ
て機器のノイズ耐力は低下しつつある。そこで、このよ
うな電子機器のノイズ耐力を確保するために、各種IC
,LSIの電源ラインに、バイパスコンデンサとしてフ
ィルムコンデンサ、積層セラミックコンデンサ、半導体
セラミックコンデンサなどが使用されている。しかし、
これらのコンデンサは、電圧の低いノイズや高周波のノ
イズの吸収に対しては優れた性能を示すが、それ自体に
高い電圧を持つパルスや静電気を吸収する機能を持たな
いため、パルスや静電気が侵入すると、機器の誤動作や
半導体の破壊、さらにはコンデンサの破壊を起こすこと
が大きな問題となっている。そこでこのような用途に、
ノイズ吸収性が良好で温度や周波数に対しても安定して
いることに加えて、高いパルス耐力と優れたパルス吸収
性を持つ新しいタイプのコンデンサとして、SrTiO
3系半導体セラミックコンデンサにバリスタ機能を持た
せた粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ(以下、バ
リスタ機能付きセラミックコンデンサという)が開発さ
れ、すでに特開昭57−27001号公報、特開昭57
−35303号公報などにより提供されている。このバ
リスタ機能付きセラミックコンデンサは、通常はコンデ
ンサとして電圧の低いノイズや高周波のノイズを吸収す
るが、パルスや静電気などの高い電圧が侵入した時はバ
リスタとして機能し、電子機器で発生するノイズ、パル
ス、静電気などの異常電圧から半導体及び電子機器を保
護するという特徴を有しており、その使用はますます拡
大されている。
Conventional technologyIn order to make electronic devices multi-functional, lighter, thinner, and smaller, we use ICs.
, LSI, and other semiconductor devices are being widely used, and as a result, the noise tolerance of devices is decreasing. Therefore, in order to ensure the noise tolerance of such electronic devices, various IC
, Film capacitors, multilayer ceramic capacitors, semiconductor ceramic capacitors, and the like are used as bypass capacitors in the power supply lines of LSIs. but,
These capacitors have excellent performance in absorbing low voltage noise and high frequency noise, but they do not have the ability to absorb high voltage pulses and static electricity, so pulses and static electricity can invade. This has become a major problem, causing malfunctions of equipment, destruction of semiconductors, and even destruction of capacitors. Therefore, for this kind of use,
SrTiO is a new type of capacitor that not only has good noise absorption properties and is stable over temperature and frequency, but also has high pulse tolerance and excellent pulse absorption properties.
A grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor (hereinafter referred to as a ceramic capacitor with a varistor function), which is a three-series semiconductor ceramic capacitor with a varistor function, has been developed and has already been published in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-27001 and
-35303, etc. This ceramic capacitor with varistor function normally absorbs low voltage noise and high frequency noise as a capacitor, but when high voltage such as pulses or static electricity enters, it functions as a varistor and absorbs noise and pulses generated in electronic equipment. , it has the characteristic of protecting semiconductors and electronic equipment from abnormal voltages such as static electricity, and its use is expanding more and more.

一方、電子部品分野においては、軽薄短小化。On the other hand, in the field of electronic components, the trend is to become lighter, thinner, and smaller.

高性能化がますます進み、このバリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサに至っても、小型化、高性能化の要請が
強まっている。しかし、従来のバリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサは単板型であるため、小型化すると電極
面積が小さくなり、その結果として容量が低下したり、
信頼性が低下するという問題を招くことになる。従って
、その解決策として、電極面積がかせげる積層化への展
開が予想される。しかしバリスタ機能付きセラミックコ
ンデンサは、通常、SrTiO3系半導体素子の表面に
酸化物を塗布し、熱拡散により粒界層を絶縁化する工程
を有するため、一般に用いられているBaTiO3系積
層セラミックコンデンサと比べ、内部電極と同時に焼成
して積層型のバリスタ機能付きコンデンサ(以下、バリ
スタ機能付き積層セラミックコンデンサという)を形成
することは非常に困難であると考えられていた。
As performance continues to improve, demands for smaller size and higher performance ceramic capacitors with varistor function are increasing. However, since conventional ceramic capacitors with varistor function are single-plate type, miniaturization reduces the electrode area, resulting in a decrease in capacitance.
This results in a problem of reduced reliability. Therefore, as a solution to this problem, it is expected that stacking will be developed to increase the electrode area. However, ceramic capacitors with varistor function usually involve a process of applying oxide to the surface of the SrTiO3-based semiconductor element and insulating the grain boundary layer by thermal diffusion, so compared to the commonly used BaTiO3-based multilayer ceramic capacitors. It was thought that it would be extremely difficult to form a multilayer capacitor with a varistor function (hereinafter referred to as a multilayer ceramic capacitor with a varistor function) by firing simultaneously with the internal electrodes.

そこで、同時焼成の問題点を解決する手法として、特開
昭54−53248号公報、特開昭54−53250号
公報などを応用し、内部電極に当たる部分に有機バイン
ダー量を多くしたセラミックペーストを印刷し、この部
分が焼結過程で多孔層を形成し、焼結した後にその多孔
層に適当な圧力下で導電性金属を注入させる方法、また
は、メツキ法や溶融法によって内部電極を形威しバリス
タ機能付き積層セラミックコンデンサを形成させる方法
が開発、提供されている。しかし、これらはプロセス的
にかなり困難であり、末だに実用化へのレベルに達して
いない。
Therefore, as a method to solve the problem of co-firing, we applied the methods of JP-A-54-53248 and JP-A-54-53250, and printed a ceramic paste with a large amount of organic binder on the parts corresponding to the internal electrodes. However, this part forms a porous layer during the sintering process, and after sintering, a conductive metal is injected into the porous layer under appropriate pressure, or the internal electrode is formed by plating or melting. A method for forming a multilayer ceramic capacitor with a varistor function has been developed and provided. However, these processes are quite difficult and have not yet reached the level of practical use.

また、特開昭59−215701号公報に、非酸化雰囲
気中で仮焼した粉末を原料にした生シートの上に粒界層
を絶縁化することが可能な熱拡散物質を混入した導電性
ペーストを印刷し、酸化性雰囲気中で焼結させる方法、
さらに特開昭63−219115号公報に、予め半導体
化させた粉末を主成分とし、それに絶縁層を形成させる
ための酸化剤及びガラス成分を含む拡散剤を混合した生
シートと、内部電極を交互に積層した成型体を、空気中
または酸化雰囲気中で焼成する方法が報告されている。
In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-215701 discloses a conductive paste containing a heat-diffusing substance capable of insulating the grain boundary layer on a green sheet made from powder calcined in a non-oxidizing atmosphere. a method of printing and sintering in an oxidizing atmosphere,
Furthermore, in Japanese Patent Application Laid-open No. 63-219115, internal electrodes are alternately arranged with a raw sheet made of powder that has been made into a semiconductor in advance and mixed with a diffusing agent containing an oxidizing agent and a glass component to form an insulating layer. A method has been reported in which a molded body laminated with a molded body is fired in air or in an oxidizing atmosphere.

しかし、これらの方法では焼成温度が1000〜120
0℃と比較的低く、セラミックの焼結が起こりにくいた
め、結晶粒子は面接触しに<<、出来上がった素子は、
完全な焼結体に至っていないため、容量が低く、かつバ
リスタとしての代表特性である電圧非直線指数αが小さ
く、バリスタ電圧が不安定であり、さらに信頼性が劣る
という欠点を有するものである。さらにまた、後者の特
開昭63−219115号公報では添加剤としてガラス
成分が添加されているため、結晶粒界にガラス相が析出
し、上記の電気特性が悪化しやすく、信頼性が劣るもの
であり、実用化へのレベルに達していないものである。
However, in these methods, the firing temperature is 1000-120°C.
Because the temperature is relatively low at 0°C and sintering of the ceramic is difficult to occur, the crystal grains are in surface contact and the finished device is
Since it is not a completely sintered body, it has a low capacity, a small voltage nonlinearity index α, which is a typical characteristic of a varistor, the varistor voltage is unstable, and it has the disadvantages of poor reliability. . Furthermore, in the latter Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-219115, since a glass component is added as an additive, a glass phase is precipitated at the grain boundaries, which tends to deteriorate the electrical characteristics described above, resulting in poor reliability. However, it has not yet reached the level of practical application.

なお、積層型バリスタに関する特許として、既に特公昭
58−23921号公報により、ZnO。
In addition, as a patent regarding a multilayer varistor, ZnO has already been disclosed in Japanese Patent Publication No. 58-23921.

F e2oz、TiO2系を用いた積層型電圧非直線素
子が提案されている。しかし、この素子は容量をほとん
ど持たないため、比較的高い電圧を持つパルスや静電気
の吸収に対しては優れた性能を示すが、バリスタ電圧以
下の低い電圧を持つノイズや高周波のノイズに対しては
、はとんど効果を示さないという問題点を有している。
A stacked voltage nonlinear element using Fe2oz and TiO2 systems has been proposed. However, since this element has almost no capacitance, it exhibits excellent performance in absorbing relatively high voltage pulses and static electricity, but it is resistant to low voltage noise below the varistor voltage and high frequency noise. has the problem that it is rarely effective.

発明が解決しようとする課題 今まで、バリスタ機能付き積層セラミックコンデンサに
関して様々な組成、製造方法が開発、提供されてきたが
、上述したようにいずれの場合もプロセス的な面や出来
上がった素子に問題点を有し、実用レベルに達していな
い。従って、バリスタ機能付き積層セラミックコンデン
サに関して、新たな組成及び製造方法の開発が期待され
ているのである。
Problems to be Solved by the Invention Until now, various compositions and manufacturing methods have been developed and provided for multilayer ceramic capacitors with varistor functions, but as mentioned above, in each case there are problems with the process and the finished device. However, it has not reached a practical level. Therefore, the development of new compositions and manufacturing methods for multilayer ceramic capacitors with varistor functions is expected.

本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、通常
はコンデンサとして電圧の低いノイズや高周波のノイズ
を吸収する働きをし、一方パルスや静電気などの高い電
圧が侵入した時はバリスタ機能を発揮し、かつ、それら
の特性が温度に対して常に安定しており、しかもプロセ
ス的にはセラミックコンデンサ材料と内部電極材料との
同時焼成を可能にしたSrTiO3を主成分とする粒界
絶縁型半導体セラミックコンデンサ及びその製造方法を
提供することを目的とするものである。
The present invention was made in view of these points. Normally, it functions as a capacitor to absorb low voltage noise and high frequency noise, but on the other hand, when high voltage such as pulses or static electricity enters, it functions as a varistor. A grain-boundary insulated type mainly composed of SrTiO3, which exhibits high performance characteristics and whose characteristics are always stable with respect to temperature, and which also enables simultaneous firing of the ceramic capacitor material and internal electrode material. The object of the present invention is to provide a semiconductor ceramic capacitor and a method for manufacturing the same.

課題を解決するための手段 上記のような問題点を解決するために本発明は、Srと
Tiのモル比が0.95≦S r / T i<1.0
0となるように過剰のTiを含有したSrTiO3に、
N b 20 s 、  T a 20 s 、  V
 20 s 。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides that the molar ratio of Sr and Ti is 0.95≦S r /T i <1.0.
SrTiO3 containing excess Ti so that it becomes 0,
N b 20 s , T a 20 s , V
20s.

W2O5,D yzO3,Nd2O3,Y2O3,L 
a203+CeO2の内の少なくとも一種類以上を0.
05〜2.Omo1%と、MnとS’ iをそれぞれM
nO2とSiO2の形にして合計量で0.2〜5、Om
o1%と、L i A I O2を0.05〜4.0m
ol%含ませてなる粒界絶縁型半導体セラミックコンデ
ンサを提供するものである。
W2O5, D yzO3, Nd2O3, Y2O3, L
At least one type of a203+CeO2 is added to 0.
05-2. Omo1%, Mn and S' i respectively
The total amount in the form of nO2 and SiO2 is 0.2-5, Om
o1% and L i A I O2 from 0.05 to 4.0 m
The present invention provides a grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor containing ol%.

また、本発明はSrとTiのモル比が0.95≦Sr/
Ti<1.00となるように過剰のTiを含有した5r
TiO+に、Nb2O5,Ta20LV205.WzO
s、Dy2O3,NdzO3,Y2O3゜La2O3,
CeO2の内の少なくとも一種類以上を0.05〜2、
Omo1%と、MnとSiをそれぞれM n O2とS
iO2の形にして合計量で0.2〜5、Omo 1%と
、LiAj!02を0.05〜4.Omo1%含ませて
なる粒界絶縁型半導体セラミック内に、複数層の内部電
極をこれらが交互に対向する端縁に至るように設け、か
っこの内部電極の両端縁に外部電極を設けたことを特徴
とする積層型粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサを
提供するものである。さらに、本発明は、SrとTiの
モル比が0.95≦Sr/Ti1l、QQとなるように
過剰のTiを含有したSrTiO3に、Nb2O5,T
azOs、V2O5,W2O5,Dy2O3゜Nd2O
3,Y2O3,Lazo3.CeO2(D内の少の内の
少なくとも一種類以上を0.05〜2.Omo1%と、
MnとSiをそれぞれMnO2とS i 02の形にし
て合計量で0.2〜5.Omo 1%と、L i Af
Oを0.05〜4.0mol%含ませてなる組成物の混
合粉末を出発原料とし、その混合粉末を粉砕、混合、乾
燥した後、空気中または窒素雰囲気中で仮焼する工程と
、仮焼後、再度粉砕した粉末を有機バインダーと共に溶
媒中に分散させ生シートにし、その後この生シートの上
に、内部電極ペーストを交互に対向する端縁に至るよう
に印刷(但し、最上層及び最下層の生シートには印刷せ
ず)する工程と、この内部電極ペーストの印刷された生
シートを積層、加圧、圧着して成型体を得、その後この
成型体を空気中で仮焼する工程と、仮焼後、還元または
窒素雰囲気中で焼成する工程と、焼成後、空気中で再酸
化する工程と、再酸化後、内部電極を露出させた両端に
外部電極ペーストを塗布し焼付ける工程とを有すること
を特徴とする積層型粒界絶縁型半導体セラミックコンデ
ンサの製造方法を提供するものである。そして、上記内
部電極がAu、Pt、Rh。
Further, the present invention provides that the molar ratio of Sr and Ti is 0.95≦Sr/
5r containing excess Ti so that Ti<1.00
TiO+, Nb2O5, Ta20LV205. WzO
s, Dy2O3, NdzO3, Y2O3゜La2O3,
0.05 to 2 of at least one type of CeO2,
Omo1%, Mn and Si respectively M n O2 and S
The total amount in the form of iO2 is 0.2-5, Omo 1%, LiAj! 02 to 0.05 to 4. In a grain boundary insulated semiconductor ceramic containing 1% Omo, multiple layers of internal electrodes are provided so as to alternately reach opposing edges, and external electrodes are provided on both ends of the internal electrodes in the parentheses. The present invention provides a laminated grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor having the following characteristics. Furthermore, in the present invention, Nb2O5, T
azOs, V2O5, W2O5, Dy2O3゜Nd2O
3, Y2O3, Lazo3. CeO2 (0.05 to 2.Omo1% of at least one type of Omo in D,
Mn and Si are in the form of MnO2 and Si02, respectively, and the total amount is 0.2 to 5. Omo 1% and Li Af
A mixed powder of a composition containing 0.05 to 4.0 mol% of O is used as a starting material, and the mixed powder is pulverized, mixed, dried, and then calcined in air or in a nitrogen atmosphere. After baking, the re-pulverized powder is dispersed in a solvent together with an organic binder to form a green sheet, and then internal electrode paste is printed on top of this green sheet alternately up to the opposing edges (however, the top layer and (without printing on the lower layer raw sheet), and the process of laminating, pressurizing, and crimping the raw sheets printed with this internal electrode paste to obtain a molded body, and then calcining this molded body in air. After calcination, a step of firing in a reducing or nitrogen atmosphere; After calcination, a step of reoxidizing in air; After reoxidation, a step of applying external electrode paste to both ends of the exposed internal electrode and baking. The present invention provides a method for manufacturing a multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor characterized by having the following steps. The internal electrodes are made of Au, Pt, and Rh.

Pd、Niの内の少なくとも一種類以上の金属またはそ
れらの合金あるいは混合物によって形成されることを提
供するものである。また、上記外部電極がPd、Ag、
Ni、Cu、Znの内の少なくとも一種類以上の金属ま
たはそれらの合金あるいは混合物によって形成されるこ
とを提供するものである。
The present invention provides that it is formed of at least one metal selected from Pd and Ni, or an alloy or mixture thereof. Further, the external electrode may be Pd, Ag,
It is provided that it is formed of at least one metal selected from Ni, Cu, and Zn, or an alloy or mixture thereof.

作用 一般ニS r T i Osを半導体化させるには、強
制還元させるか、もしくは半導体化促進剤を添加し還元
雰囲気中で焼成させるかである。しかし、これだけでは
半導体化促進剤の種類によって半導体化が進まない場合
がある。そこで、S r T 103の化学量論より、
Sr過剰、もしくはTi過剰にすると、結晶内の格子欠
陥が増加し、半導体化が促進される。さらに、Nb2O
5,Ta205゜’11’2O5,W2O5,D’12
03.Nd2O3,Y2O3゜La2O3,CeO,(
以下、第1成分とする)を添加すると原子化制御により
半導体化が促進される。
General operation: In order to convert S r Ti Os into a semiconductor, either forced reduction or addition of a semiconductor conversion accelerator and firing in a reducing atmosphere are required. However, with this alone, semiconductor formation may not proceed depending on the type of semiconductor formation accelerator. Therefore, from the stoichiometry of S r T 103,
Excessive Sr or excessive Ti increases lattice defects within the crystal, promoting semiconductor formation. Furthermore, Nb2O
5, Ta205゜'11'2O5, W2O5, D'12
03. Nd2O3, Y2O3゜La2O3, CeO, (
(hereinafter referred to as the first component) promotes semiconductor formation through atomization control.

次に、焼結過程でM n O2とSiO2(となる第2
成分)は積層構造を形成させるのに必要不可欠な物質で
あり、どちらか一方が欠けても、その作用が発揮されな
いものである。上記したように、今まで5rTiO:+
系のバリスタ機能付き積層セラミックコンデンサを作製
することは困難であると考えられていた。その理由は、
まず第1に、バリスタ機能付きセラミックコンデンサ材
料と内部電極材料が焼成過程や再酸化過程において異な
った作用、性質を持つためである。即ち、前者材料は焼
成過程において還元雰囲気焼成を必要とするが、この時
、後者材料は金属で形成されているため、還元雰囲気中
のH2ガスを吸蔵し膨張する。さらに、空気中での再酸
化過程において後者材料は金属酸化物に酸化されたり、
前者材料の再酸化を遮蔽する作用、性質を持つためであ
る。
Next, in the sintering process, M n O2 and SiO2 (second
(components) are essential substances for forming a laminated structure, and even if either one is missing, the effect will not be exhibited. As mentioned above, until now 5rTiO:+
It was thought that it would be difficult to fabricate a multilayer ceramic capacitor with varistor function. The reason is,
Firstly, this is because the ceramic capacitor material with varistor function and the internal electrode material have different actions and properties during the firing process and reoxidation process. That is, the former material requires firing in a reducing atmosphere during the firing process, but at this time, since the latter material is made of metal, it absorbs H2 gas in the reducing atmosphere and expands. Furthermore, during the reoxidation process in air, the latter material is oxidized to metal oxides,
This is because it has the action and property of shielding the former material from re-oxidation.

また、第2の理由として、前者材料をバリスタ機能付き
セラミックコンデンサ素子として形成させるには、還元
雰囲気中で焼成し半導体化させた後、その表面に、高抵
抗の金属酸化物(Mn02゜CuO2,B i20.+
、CO2O3など)を塗布し、空気中で再酸化し粒界部
分を選択的に拡散させ絶縁化させる、即ち、表面拡散工
程を必要とする。
The second reason is that in order to form the former material into a ceramic capacitor element with a varistor function, it is necessary to sinter it in a reducing atmosphere to convert it into a semiconductor, and then apply high-resistance metal oxides (Mn02°CuO2, B i20.+
, CO2O3, etc.) and reoxidizes in the air to selectively diffuse and insulate grain boundary areas, that is, a surface diffusion process is required.

しかし、内部電極材料と交互に積層された構造をもつ素
子では、金属酸化物の拡散が技術的に困難であるためで
ある。
However, this is because it is technically difficult to diffuse the metal oxide in an element having a structure in which internal electrode materials and materials are alternately stacked.

そこで、本発明者らは研究の結果、次のことを発明した
Therefore, as a result of research, the present inventors invented the following.

まず、第1に、Ti過剰のSrTiO3に第1成分を添
加する以外に、第2戊分を添加した材料組成では、還元
雰囲気中での焼成後、素子の表面に上記のような高抵抗
の金属酸化物を塗布しなくても、空気中で再酸化するだ
けで、容易にバリスタ機能付きセラミックコンデンサが
形成されることを見出した。これは、過剰のTiと添加
した第2成分が焼結過程で、低温でMnO25iOz−
TiO2系の液相を形成し焼結を促進させると同時に、
粒界部分に溶解し偏析することになる。そして、これを
空気中で再酸化すると、粒界部分に偏析したMnO2−
3i 02−T i 02系が絶縁化し容易に粒界絶縁
型構造を持つバリスタ機能付きセラミックコンデンサに
なることによる。さらにまた、Tiを過剰にした方が内
部電極の酸化や拡散を抑えられることも見出した。従っ
て、本発明では、これらの理由からTi過剰のS r 
T f 03を用いることにした。
First, in a material composition in which a second component is added in addition to the first component to SrTiO3 with excess Ti, after firing in a reducing atmosphere, the above-mentioned high resistance is formed on the surface of the element. We have discovered that a ceramic capacitor with varistor function can be easily formed by simply reoxidizing in air without applying a metal oxide. This is because excess Ti and the added second component form MnO25iOz- at low temperature during the sintering process.
At the same time, forming a TiO2-based liquid phase and promoting sintering,
It will dissolve and segregate in the grain boundary areas. Then, when this is reoxidized in air, MnO2− segregated at the grain boundaries.
This is because the 3i 02-T i 02 series is insulated and easily becomes a ceramic capacitor with a varistor function having a grain boundary insulation type structure. Furthermore, it has been found that oxidation and diffusion of the internal electrodes can be suppressed by adding too much Ti. Therefore, in the present invention, for these reasons, Ti excess S r
I decided to use T f 03.

また、第2に、Ti過剰のSrTiO3に第2成分を添
加した材料組成では、還元雰囲気中以外に窒素雰囲気中
での焼結でも半導体化することを見出した。これは、上
記第1の理由に示したように低温で液相を形成するため
と、添加したMnが液相を形成する以外に原子化制御剤
として作用し、この時Mn原子の価数が+2.+4と変
化し、電子的に不安定であるという効果のため、焼結性
が向上し窒素雰囲気中でも容易に半導体化すると考えら
れる。
Second, it has been found that a material composition in which a second component is added to SrTiO3 containing excess Ti becomes a semiconductor even when sintered in a nitrogen atmosphere as well as in a reducing atmosphere. This is because the added Mn forms a liquid phase at low temperatures as shown in the first reason above, and also acts as an atomization control agent in addition to forming a liquid phase, and at this time, the valence of the Mn atom increases. +2. +4 and is electronically unstable, which is thought to improve sinterability and make it easier to convert into a semiconductor even in a nitrogen atmosphere.

さらに、第3に、脱脂後の成型体を予め空気中で仮焼す
ると、出来上がったバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサの内部電極切れ、デラミネーション、ワレ、焼
結密度の低下などの諸問題の発生が極力抑えられ、電気
特性や信頼性が著しく向上することを見出した。
Thirdly, if the molded body is calcined in air after degreasing, various problems such as internal electrode breakage, delamination, cracking, and reduction in sintered density of the finished multilayer ceramic capacitor with varistor function may occur. It has been found that the electrical characteristics and reliability are significantly improved.

以上、このような観点を充分に考慮すると、バリスタ機
能付きセラミックコンデンサ材料と内部電極材料を同時
焼成することにより、容易にバリスタ機能付き積層セラ
ミックコンデンサを作製することが可能となる。
As described above, if such viewpoints are fully considered, it becomes possible to easily produce a multilayer ceramic capacitor with a varistor function by co-firing the ceramic capacitor material with a varistor function and the internal electrode material.

さらに、LjAj!O=  (以下、第3成分とする)
中のLi原子は、MnO2−S io2 T i 02
系の液相を粒界部分に均一に拡散させるキャリアーとし
て作用し、半導体の結晶と高抵抗の粒界の境界がシャー
プに形成され、結果として容量やバリスタ電圧の温度特
性の改善を図るものである。そしてまた、第3戎分のA
I!原子は結晶内に固溶し、結晶粒子の抵抗を下げ、結
果として電圧非直線指数αを向上させ、かつ直列等価抵
抗値ESRを低下させるものである。
Furthermore, LjAj! O= (hereinafter referred to as the third component)
The Li atoms inside are MnO2-S io2 T i 02
It acts as a carrier to uniformly diffuse the liquid phase of the system to the grain boundary area, forming a sharp boundary between the semiconductor crystal and the high-resistance grain boundary, and as a result improves the temperature characteristics of capacitance and varistor voltage. be. And again, A for the 3rd stanza
I! The atoms form a solid solution within the crystal, lowering the resistance of the crystal particles, and as a result, increasing the voltage nonlinearity index α and lowering the series equivalent resistance value ESR.

実施例 以下に本発明について、実施例を挙げて具体的に説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples.

(実施例1) まず、平均粒径が0.5μm以下で純度98%以上の・
5rTfO8原料粉末にT i 02を加え、S r 
/ T i比を調整した粉末に、下記第1表〜第15表
に示すように第1成分のN b 20 s、第2成分と
してのMnO2,SiO2(但し、加えるMnO2,S
in::は等mo1%とする)の添加量を種々変え、第
3成分としてL iAj’○ の添加量を1.0mol
%に固定し混合した。その後、この混合粉末をボールミ
ルなどにより湿式粉砕、混合し、乾燥した後、空気中で
600−1200℃で仮焼し、仮焼後、平均粒径が0.
5μm以下になるように再度粉砕し、これを積層型のバ
リスタ機能付きセラミックコンデンサ用出発原料とした
。この微粉末の出発原料をブチラール樹脂などの有機バ
インダーと共に溶媒中に分散させスラリー状とし、これ
をドクター・ブレード法によって50μm程度の厚さの
生シートにし、所定の大きさに切断した。次に、第1図
に示すように、上記のようにして得られた生シート1の
上にPdからなる内部電極ペースト2を所定の大きさに
応じてスクリーン印刷した。なお、第1図から明らかな
ように、最上層及び最下層の生シート1には内部電極ペ
ースト2は印刷しないものとする。また、この時、中間
に積層させる生シート1の上に印刷された内部電極ペー
スト2は、周知のように交互に対向する端縁に至るよう
に印刷した。その後、この内部電極ペースト2の印刷さ
れた向きのまま生シート1を複数層積層し、加圧、圧着
した。次に、空気中で400℃で脱脂し、さらに、空気
中で600〜1250℃で仮焼を行った。その後、還元
雰囲気中で1250〜1350℃で焼成した。この焼成
後、空気中で900〜1250℃で再酸化した。
(Example 1) First, the average particle size is 0.5 μm or less and the purity is 98% or more.
Add T i 02 to 5rTfO8 raw material powder, S r
/ Ti ratio adjusted powder, as shown in Tables 1 to 15 below, N b 20 s as the first component, MnO2, SiO2 as the second component (however, MnO2, S
in:: is the same mole as 1%), and the amount of L iAj'○ added as the third component was 1.0 mol.
% and mixed. Thereafter, this mixed powder is wet-pulverized and mixed using a ball mill or the like, dried, and then calcined in air at 600-1200°C. After calcining, the average particle size is 0.
The powder was ground again to a particle size of 5 μm or less, and used as a starting material for a multilayer ceramic capacitor with a varistor function. This fine powder starting material was dispersed in a solvent together with an organic binder such as butyral resin to form a slurry, and this was made into a green sheet with a thickness of about 50 μm using a doctor blade method and cut into a predetermined size. Next, as shown in FIG. 1, an internal electrode paste 2 made of Pd was screen printed on the raw sheet 1 obtained as described above according to a predetermined size. Note that, as is clear from FIG. 1, the internal electrode paste 2 is not printed on the raw sheet 1 of the uppermost layer and the lowermost layer. Moreover, at this time, the internal electrode pastes 2 printed on the raw sheets 1 to be laminated in the middle were printed so as to reach alternately opposing edges, as is well known. Thereafter, a plurality of raw sheets 1 were laminated in the same direction as the internal electrode paste 2 was printed, and pressed and bonded. Next, it was degreased in air at 400°C, and further calcined in air at 600 to 1250°C. Thereafter, it was fired at 1250 to 1350°C in a reducing atmosphere. After this firing, it was reoxidized in air at 900-1250°C.

その後、第2図に示すように、内部電極2aを露出させ
た両端にAgよりなる外部電極ペーストを塗布し、空気
中で800℃、15分で焼付けることにより、粒界絶縁
型半導体セラミック内に複数層の内部電極2aをこれら
が交互に端縁に至るように設け、かつこの内部電極2a
の両端縁に外部電極3を設けたバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサ4を得た。
Thereafter, as shown in FIG. 2, an external electrode paste made of Ag is applied to both exposed ends of the internal electrode 2a and baked in air at 800°C for 15 minutes to form a grain-boundary insulated semiconductor ceramic. A plurality of layers of internal electrodes 2a are provided in such a way that they alternately reach the edges, and the internal electrodes 2a are
A multilayer ceramic capacitor 4 with a varistor function was obtained, in which external electrodes 3 were provided on both ends of the capacitor.

なお、本実施例でのバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサの形状は5.70X5.00×2.00mm3
の5.5タイプで、内部電極の形成された有効層を10
層積層したものである。また、第3図に本発明の製造工
程を示す。
The shape of the multilayer ceramic capacitor with varistor function in this example is 5.70 x 5.00 x 2.00 mm3.
5.5 type, the effective layer with internal electrodes is 10
It is made of laminated layers. Further, FIG. 3 shows the manufacturing process of the present invention.

このようにして得られたバリスタ機能付き積層セラミッ
クコンデンサについて、その容量、tanδ、バリスタ
電圧、電圧非直線指数α、直列等価抵抗値ESR,容量
温度変化率、及びバリスタ電圧温度係数などの各種電気
特性を、第1表〜第15表に併せて記載する。但し、こ
の時の焼成などの各条件は、空気中での仮焼は1200
℃、2時間、N2:H2=99:1の還元雰囲気中での
焼成は1300℃、2時間、再酸化は1100℃、1時
間で行ったものである。
Various electrical properties of the thus obtained multilayer ceramic capacitor with varistor function include its capacity, tan δ, varistor voltage, voltage nonlinearity index α, series equivalent resistance value ESR, capacitance temperature change rate, and varistor voltage temperature coefficient. are also listed in Tables 1 to 15. However, each condition such as firing at this time is 1200 ml for calcination in air.
C. for 2 hours, calcination in a reducing atmosphere of N2:H2 = 99:1 at 1300.degree. C. for 2 hours, and reoxidation at 1100.degree. C. for 1 hour.

なお、各種電気特性については以下の測定値を記載した
Note that the following measured values are listed for various electrical properties.

◇ 容量Cは測定電圧1.OV、周波数1.0KHzで
の値。
◇ Capacity C is measured voltage 1. OV, value at frequency 1.0KHz.

◇ バリスタ電圧VO41□^は測定電流0.1mAで
の値。
◇ Varistor voltage VO41□^ is the value at a measurement current of 0.1mA.

◇ 電圧非直線指数αは、測定電流0.1mAと1、Q
mAでの値から、 α= 1/ l o g(V+、om^/ V a、 
+ 、n^)の式より算出した。
◇ Voltage non-linearity index α is measured current 0.1mA and 1,Q
From the value in mA, α= 1/ l o g(V+, om^/V a,
+, n^).

◇ 直列等価抵抗値ESRは、測定電圧1.Ovでの共
通点での抵抗値。
◇ The series equivalent resistance value ESR is the measured voltage 1. Resistance value at common point in Ov.

◇ 容量温度変化率(△C/C)は、−25℃と85℃
の二点間での値。
◇ Capacity temperature change rate (△C/C) is -25℃ and 85℃
The value between two points.

◇ バリスタ電圧電温度係数(△V/V)は、25℃と
50℃の二点間での値。
◇ Varistor voltage temperature coefficient (△V/V) is the value between 25℃ and 50℃.

(以  下  余  白  ) 次に、上記第1表〜第15表について解説すると、これ
らの表はS r / T i比、及び第2成分のM n
 O2と5iO=の添加量について規定したものである
(Margin below) Next, to explain Tables 1 to 15 above, these tables show the S r / Ti ratio and the M n of the second component.
This specifies the amounts of O2 and 5iO= added.

ここで、試料番号に本田をつけたのは比較例であり、本
発明の請求範囲外である。即ち、これらの焼結体素子で
は、容量が小さく、かつバリスタ特性を表す電圧非直線
指数αが小さく、また直列等価抵抗値ESRが大きいた
め、コンデンサとしての電圧の低いノイズや高周波のノ
イズを吸収する機能と、バリスタとしてのパルス、静電
気などの高い電圧を吸収する機能の両方を同時に持ち合
わしていなく、さらに容量温度変化率とバリスタ電圧温
度係数が大きく、信頼性や電気特性が温度に影響を受は
易いものである。従って、これらの試料は電子機器で発
生するノイズ、パルス、静電気などの異常電圧から半導
体及び電子機器を保護するバリスタ機能付きセラミック
コンデンサとして適さないものである。これに対し、そ
の他の試料番号のものでは、容量が大きく、かつ電圧非
直線指数αが大きく、さらに直列等価抵抗値ESRが小
さいため、コンデンサとしての電圧の低いノイズや高周
波のノイズを吸収する機能と、バリスタとしてのパルス
、静電気などの高い電圧を吸収する機能の両方を同時に
持ち合わしており、さらに容量温度変化率とバリスタ電
圧温度係数が小さく、信頼性や電気特性が温度に影響を
受けにくい特徴を有している。従って、これらの試料は
電子機器で発生するノイズ、パルス、静電気などの異常
電圧から半導体及び電子機器を保護するため、バリスタ
機能付きセラミックコンデンサとして適しているもので
ある。
Here, the sample number with Honda attached is a comparative example and is outside the scope of the claims of the present invention. In other words, these sintered elements have a small capacitance, a small voltage non-linearity index α representing varistor characteristics, and a large series equivalent resistance value ESR, so they cannot absorb low voltage noise or high frequency noise as a capacitor. It does not have both the function of absorbing high voltages such as pulses and static electricity as a varistor, and the capacitance temperature change rate and varistor voltage temperature coefficient are large, and reliability and electrical characteristics are not affected by temperature. It is easy to receive. Therefore, these samples are not suitable as ceramic capacitors with varistor functions that protect semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity generated in electronic devices. On the other hand, the other sample numbers have a large capacitance, a large voltage nonlinearity index α, and a small series equivalent resistance value ESR, so they have the ability to absorb low voltage noise and high frequency noise as a capacitor. It also has the function of absorbing high voltages such as pulses and static electricity as a varistor, and also has a small capacitance temperature change rate and varistor voltage temperature coefficient, so its reliability and electrical characteristics are not affected by temperature. It has characteristics. Therefore, these samples are suitable as ceramic capacitors with varistor function in order to protect semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity generated in electronic devices.

ここで、本発明において、5rT103のS r / 
T i比を規定したのは、S r / T i比が1、
 OOより大きい場合はSr過剰となり、MnO2−3
io□−Ti 02系の液相が形成されにくいことから
、粒界絶縁型構造になりにくく、かつ内部電極が酸化や
拡散を起こし、結果として電気特性や信頼性が低下する
ためである。一方、S r / T i比が0.95未
満では焼結体が多孔質となり、焼結密度が低下するため
である。さらに、積層型バリスタ機能付きセラミックコ
ンデンサ用出発原料の平均粒径を0.5μm以下に規定
したのは、0.5μmより大きい場合には、スラリー状
にした時に粉が凝集したり、出来上がった焼結体素子の
焼結密度が小さく、かつ半導体化しにくいために電気特
性も不安定となりやすいためである。
Here, in the present invention, S r / of 5rT103
The Ti ratio was defined as S r /Ti ratio of 1,
If it is larger than OO, Sr will be excessive and MnO2-3
This is because the io□-Ti 02-based liquid phase is difficult to form, making it difficult to form a grain boundary insulation type structure, and causing oxidation and diffusion of the internal electrodes, resulting in a decrease in electrical characteristics and reliability. On the other hand, if the S r /T i ratio is less than 0.95, the sintered body becomes porous and the sintered density decreases. Furthermore, the reason why the average particle size of the starting material for a multilayer ceramic capacitor with a varistor function is specified to be 0.5 μm or less is because if it is larger than 0.5 μm, the powder may aggregate when it is made into a slurry, or the finished sintered material may This is because the solid element has a low sintered density and is difficult to convert into a semiconductor, so its electrical properties tend to be unstable.

次に、第2成分としてのMnO2とSiO2の合計の添
加量を規定したのは、これら第2成分の添加量が0.2
mo1%未満では添加効果が得られないため、MnO+
  S i 02−T i 02系の液相が形成されに
くいために、粒界絶縁型構造になりに<<、電気特性や
焼結密度が低下するためである。一方、第2成分の添加
量が5.0mol%を超えると、粒界部に偏析する高抵
抗の酸化物量が増大し電気特性が低下するためである。
Next, the total addition amount of MnO2 and SiO2 as the second component was specified because the addition amount of these second components was 0.2
MnO+
This is because the S i 02-T i 02 system liquid phase is difficult to form, resulting in a grain boundary insulated structure, resulting in lower electrical properties and sintered density. On the other hand, if the amount of the second component added exceeds 5.0 mol %, the amount of high-resistance oxides segregated at the grain boundaries will increase and the electrical properties will deteriorate.

さらに、脱脂後の成型体を予め空気中で600〜125
0℃で仮焼するのは、本発明のバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサの製造方法中で最も重要な工程であ
り、この工程の結果が出来上がったバリスタ機能付き積
層セラミックコンデンサの電気特性や信頼性をほぼ決定
するものである。この工程の目的は、バリスタ機能付き
セラミックコンデンサ材料と内部電極材料の接着力の強
化、さらにでき上がったバリスタ機能付き積層セラミッ
クコンデンサの平均粒径の制御である。
Furthermore, the molded body after degreasing is heated to a temperature of 600 to 125 in advance in the air.
Calcining at 0°C is the most important step in the method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor with a varistor function according to the present invention, and the results of this step determine the electrical characteristics and reliability of the multilayer ceramic capacitor with a varistor function. This is almost decided. The purpose of this step is to strengthen the adhesion between the varistor function ceramic capacitor material and the internal electrode material, and to control the average particle size of the finished varistor function multilayer ceramic capacitor.

ここで、空気中での仮焼温度を600−1250℃の範
囲に規定したのは、仮焼温度が600℃未満ではその効
果が得られないためである。一方、仮焼温度が1250
℃を超えると、 ■ バリスタ機能付きセラミックコンデンサ材料の焼結
が進行してしまう。この状態で還元または窒素雰囲気中
で焼成すると、急激な収縮による応力集中が焼結体内に
発生し、結果として得られたバリスタ機能付き積層セラ
ミックコンデンサでは、デラミネーション、ワレなどの
諸問題が発生することになる。
Here, the reason why the calcination temperature in air is specified to be in the range of 600-1250°C is because the effect cannot be obtained if the calcination temperature is less than 600°C. On the other hand, the calcination temperature is 1250
If the temperature exceeds ℃, sintering of the ceramic capacitor material with varistor function will proceed. When fired in a reducing or nitrogen atmosphere in this state, stress concentration occurs within the sintered body due to rapid contraction, resulting in various problems such as delamination and cracking in the resulting multilayer ceramic capacitor with varistor function. It turns out.

■ Niを内部電極材料で使用した場合では、前者のセ
ラミックコンデンサ材料の焼結化とNi内部電極材料の
酸化が生じ、次に焼結体とNiが反応し、Niの拡散が
進行し、結果として得られたバリスタ機能付き積層セラ
ミックコンデンサでは、内部電極切れ、デラミネーショ
ン。
■ When Ni is used as the internal electrode material, sintering of the former ceramic capacitor material and oxidation of the Ni internal electrode material occur, and then the sintered body and Ni react, and Ni diffusion progresses, resulting in The resulting multilayer ceramic capacitor with varistor function suffers from internal electrode breakage and delamination.

ワレなどの諸問題が発生する。Various problems such as cracks occur.

■ 1250℃を超える高温で仮焼を行うとξMn 0
2  S i 02  T i 02系の液相焼結が急
激に進行し、粒成長が促進され焼結体密度や充てん密度
の低下が著しく起こる。
■ If calcination is performed at a high temperature exceeding 1250℃, ξMn 0
The liquid phase sintering of the 2 S i 02 T i 02 system progresses rapidly, grain growth is promoted, and the sintered body density and packing density are significantly reduced.

■ その後、還元または窒素雰囲気中で焼成した場合、
半導体化が起こりにくくなる。
■ If it is then fired in a reducing or nitrogen atmosphere,
Semiconductorization becomes less likely to occur.

という理由により、電気特性や信頼性が著しく低下する
ためである。
This is because the electrical characteristics and reliability deteriorate significantly.

さらに、第3成分としてのLiAlO2が添加されてい
ることにより、容量温度変化率とバリスタ電圧温度係数
が改善されるものである。即ち、添加されたLiAlO
2中のLi原子がM n O2SiO2TiO2系の液
相を粒界部分に均一に拡散させるキャリアーとして作用
し、半導体の結晶と高抵抗の粒界がシャープに形成され
ることによるものである。さらにまた、LiAjl!0
2が添加されていることにより、電圧非直線指数αが向
上し、かつ直列等価抵抗値ESRが低下するものである
。これは添加したLiAl0:+中のAl原子が結晶内
に固溶し、結晶粒子の抵抗を下げるためである。
Furthermore, by adding LiAlO2 as a third component, the capacitance temperature change rate and varistor voltage temperature coefficient are improved. That is, the added LiAlO
This is because the Li atoms in 2 act as carriers to uniformly diffuse the M n O 2 SiO 2 TiO 2 -based liquid phase to the grain boundary portion, and sharp grain boundaries with the semiconductor crystal and high resistance are formed. Yet again, LiAjl! 0
By adding 2, the voltage non-linearity index α is improved and the series equivalent resistance value ESR is reduced. This is because the Al atoms in the added LiAl0:+ form a solid solution in the crystal and lower the resistance of the crystal particles.

このようにして得られたバリスタ機能付き積層セラミッ
クコンデンサは、上述の特公昭58−23921号公報
で報告されている積層型バリスタに比べ、大容量であり
、かつ温度特性1周波数特性に優れた特性を有し、前者
ではサージ吸収性に優れたバリスタ材料を単に積層して
いるのに対し、本発明ではノイズ吸収性に優れたコンデ
ンサ機能と、パルス、静電気吸収性に優れたバリスタ機
能の両方機能を有するバリスタ機能付きセラミックコン
デンサ材料を積層したものであり、その機能、使用目的
において全く別のものである。
The thus obtained multilayer ceramic capacitor with varistor function has a larger capacity and superior temperature and frequency characteristics compared to the multilayer varistor reported in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 58-23921. In the former case, varistor materials with excellent surge absorption properties are simply laminated, whereas in the present invention, the present invention has both a capacitor function with excellent noise absorption properties and a varistor function with excellent pulse and static electricity absorption properties. It is a laminated ceramic capacitor material with a varistor function, and its function and purpose of use are completely different.

(実施例2) 実施例1により、第2成分としてのMnO2とSiO2
の合計の添加量が0.2〜5.0mo 1%が必要であ
ることが解った。次に、この第2成分としてのMnO2
とSiO+の添加比について、これを種々変え、Sr/
Ti比を0.97、第1成分としてのN b 20 s
の添加量を1.0mol%、第3成分としてのL i 
A 102の添加量を1.0mol%に固定し、上記実
施例1と同様の方法でバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサを作製した。その結果を下記の第16表に記
載する。
(Example 2) According to Example 1, MnO2 and SiO2 as the second component
It was found that a total addition amount of 0.2 to 5.0 mo 1% is required. Next, MnO2 as this second component
The addition ratio of Sr/SiO+ was varied, and Sr/
Ti ratio is 0.97, N b 20 s as the first component
The addition amount of 1.0 mol%, Li as the third component
A multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in Example 1, with the amount of A102 added being fixed at 1.0 mol%. The results are listed in Table 16 below.

(以  下  余  白  ) 上記第16表について解説すると、その測定結果より明
らかなようにバリスタ機能付き積層セラミックコンデン
サを作製するには、MnO2とSiO2の両方が必要で
あり、どちらか一方が欠けてもバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサを作製することができない。即ち、
両成分が存在して初めてMnO2S i 02−T i
 02系の液相ができ、粒界部分に溶解、偏析し、再酸
化すると、粒界部分に偏析したM n O2S 10 
:!が絶縁化し、容易に粒界絶縁型構造を持つ素子とな
るためである。
(Margin below) To explain Table 16 above, it is clear from the measurement results that both MnO2 and SiO2 are required to fabricate a multilayer ceramic capacitor with a varistor function, and if one or the other is missing. However, it is not possible to fabricate a multilayer ceramic capacitor with a varistor function. That is,
Only when both components are present MnO2S i 02-T i
A 02-based liquid phase is formed, which dissolves and segregates at the grain boundary, and when reoxidized, M n O2S 10 segregates at the grain boundary.
:! This is because it becomes insulated and easily becomes an element having a grain boundary insulation type structure.

なお、容量、電圧非直線指数α、ESRなどの電気特性
を比較すると、若干MnO2過剰の方が好ましい。
Note that when comparing electrical properties such as capacity, voltage nonlinearity index α, and ESR, it is preferable to have a slight excess of MnO2.

(実施例3) 次に、第1成分としてのNb2O5,Ta205゜V2
O5,W2O5,Dy20s、Nd2O3,Y2O3゜
La2O3,CeO2の原子化制御剤の添加量を規定す
るため、これを種々変え、S r / T i比を0.
97、第2戊分の添加量をMnO2,1,0mol%、
SiO2,1゜Qmo 1%の合計2.0mol%、第
3戊分としてのL i A l 02の添加量を1.0
mol%に固定し、上記実施例1.2と同様の方法でバ
リスタ機能付き積層セラミ・ツクコンデンサを作製した
。その結果を下記の第17表〜第25表に記載する。
(Example 3) Next, Nb2O5, Ta205°V2 as the first component
In order to specify the addition amount of the atomization control agent of O5, W2O5, Dy20s, Nd2O3, Y2O3゜La2O3, CeO2, this was varied and the S r / Ti ratio was set to 0.
97, the amount of the second addition is MnO2, 1.0 mol%,
The total amount of SiO2,1゜Qmo 1% is 2.0 mol%, and the amount of L i A l 02 added as the third fraction is 1.0.
A multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in Example 1.2, with the mol% being fixed. The results are shown in Tables 17 to 25 below.

(以  下  余  白  ) 上記第17表〜第25表について解説すると、第1成分
の添加量を規定したのは、その測定結果より明らかなよ
うに、添加量が0.05mo1%未満ではその添加効果
が得られず、半導体化が起こりにくいためである。一方
、第1威分の添加量が合計で2.0mol%を超えると
半導体化が抑制され、所望の電気特性が得られず、さら
に焼結密度が低下するためである。
(Margin below) To explain Tables 17 to 25 above, the reason for specifying the amount of the first component added is that, as is clear from the measurement results, if the amount added is less than 0.05 mo1%, the amount of the first component added is This is because no effect can be obtained and it is difficult to convert into a semiconductor. On the other hand, if the total amount of the first component added exceeds 2.0 mol %, semiconductor formation will be suppressed, desired electrical properties will not be obtained, and the sintered density will further decrease.

なお、第1成分としてはNb2O5,Tazosを添加
した方が、他のV2O5,W2O5,Dy2O3゜Nd
2O5,Y2O3,La20+、Ce0zを添加する場
合よりも若干電気特性的に優れていた。
Note that it is better to add Nb2O5 and Tazos as the first component than other V2O5, W2O5, Dy2O3゜Nd
The electrical properties were slightly better than those in which 2O5, Y2O3, La20+, and Ce0z were added.

さらに、第1成分の混合物組成についても、その一部の
組合せについて実施し、電気特性を測定したが、その結
果は第25表に示したように、種類添加した場合とほと
んど特性に差が見られないものであった。しかし、この
場合もNb2O5゜Ta205を添加した方が、他の成
分を添加する場合よりも若干電気特性的に優れていた。
Furthermore, some combinations of the mixture composition of the first component were tested and the electrical properties were measured, but as shown in Table 25, there was almost no difference in the properties compared to when different types were added. It was impossible. However, in this case as well, the addition of Nb2O5°Ta205 was slightly better in terms of electrical properties than the addition of other components.

また、出発原料の平均粒径が0.5μmよりも大きい場
合には、第11tc分の効果が得られにくい傾向があり
、0.5μm以下に抑える必要があることが確認された
Furthermore, it was confirmed that when the average particle size of the starting material is larger than 0.5 μm, it tends to be difficult to obtain the effect of the 11th tc, and it is necessary to suppress it to 0.5 μm or less.

(実施例4) 次に、第3成分としてのLiAfO2の添加量を規定す
るためこれを種々変え、Sr/Ti比を0.97、第1
成分の添加量をN bz Os 、  0.5mo1%
、Ta2Q5.0.5mo 1%、第2成分の添加量を
MnO21,0mo 1%、SiO3゜1.0mol%
に固定し、上記実施例と同様の方法でバリスタ機能付き
積層セラミックコンデンサを作製した。その結果を下記
の第26表に記載する。
(Example 4) Next, in order to specify the amount of LiAfO2 added as the third component, this was changed variously, and the Sr/Ti ratio was set to 0.97,
The amount of addition of the component was N bz Os, 0.5mol1%
, Ta2Q5.0.5mo 1%, the addition amount of the second component was MnO21.0mo 1%, SiO3゜1.0mol%
A multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in the above example. The results are listed in Table 26 below.

(以  下  余  白  ) 上記第26表に記載したように、まず第1の特徴として
、第3成分のLiA10zを添加することにより、容量
温度変化率とバリスタ電圧温度係数が改善されることが
解る。これは添加したLiA10z中のLi原子がMn
O2−31o2−TiOx系の液相を粒界部分に均一に
拡散させるキャリアーとして作用し、そのために半導体
の結晶と高抵抗の粒界の境界がシャープに形成されるた
めである。
(Left below) As stated in Table 26 above, the first characteristic is that the capacitance temperature change rate and varistor voltage temperature coefficient are improved by adding the third component, LiA10z. . This means that the Li atoms in the added LiA10z are Mn.
This is because it acts as a carrier that uniformly diffuses the O2-31o2-TiOx-based liquid phase into the grain boundary portion, thereby forming a sharp boundary between the semiconductor crystal and the high-resistance grain boundary.

また、第2の特徴として、L i A I Ozを添加
することによって電圧非直線指数αが向上し、かつ直列
等価抵抗値ESRが低下する。これは、添加したLiA
lO2中のAI!原子が結晶内に固溶し、結晶粒子の抵
抗を下げるためである。
Moreover, as a second feature, by adding L i A I Oz, the voltage nonlinearity index α is improved and the series equivalent resistance value ESR is reduced. This is the added LiA
AI in lO2! This is because the atoms are solidly dissolved within the crystal and lower the resistance of the crystal particles.

ここで、第3成分としてのLiA10zの添加量を規定
したのは、第3成分の添加量が0.05未満ではその添
加効果が得られず、容量温度変化率とバリスタ電圧温度
係数が改善されないためと、電圧非直線指数αが向上し
ないためと、さらに直列等価抵抗値ESRが低下しない
ためである。
Here, the addition amount of LiA10z as the third component was specified because if the addition amount of the third component is less than 0.05, the addition effect will not be obtained, and the capacitance temperature change rate and varistor voltage temperature coefficient will not be improved. This is because the voltage nonlinearity index α does not improve, and the series equivalent resistance value ESR does not decrease.

一方、第3成分の添加量が2.0mol%を超えると結
晶内への固溶限界量を超えるため、余分のLiAl0z
が粒界部分に析出し粒界の抵抗を下げ、結果として容量
、電圧非直線指数αが急激に低下し、直列等価抵抗値E
SRが上昇し、さらに焼成密度が低下し、機械強度が低
下するためである。
On the other hand, if the amount of the third component added exceeds 2.0 mol%, the amount of the third component added exceeds the solid solubility limit in the crystal, so that excess LiAl0z
precipitates at the grain boundaries and lowers the resistance of the grain boundaries, resulting in a rapid decrease in capacitance and voltage nonlinearity index α, and the series equivalent resistance value E
This is because SR increases, firing density further decreases, and mechanical strength decreases.

なお、第3成分のLiAl0zの添加物として、Li2
OとAlO2の混合添加物を使用することが考えられる
In addition, as an additive for the third component LiAl0z, Li2
It is conceivable to use a mixed additive of O and AlO2.

しかし、このLi2OとAlO3の混合添加物を使用し
た場合には、Li2Oが非常に不安定な物質であるため
に、焼成中にLi2Oが容易に分解し、大気中に飛散、
拡散するため、でき上がった焼結素子中にはLi原子が
ほとんど存在しないこと、また一部イオン化したLi刊
イオンが高温電圧負荷下で移動し、特性劣化が起こるこ
とを確認した。そこで、LiをLiAlO2の形で添加
させることにより、Liの機能を損なうことなく、粒界
中で安定したものを提供することができる。
However, when this mixed additive of Li2O and AlO3 is used, since Li2O is a very unstable substance, Li2O easily decomposes during firing and scatters into the atmosphere.
It was confirmed that due to diffusion, there were almost no Li atoms in the completed sintered element, and that partially ionized Li ions migrated under high-temperature voltage loads, causing property deterioration. Therefore, by adding Li in the form of LiAlO2, it is possible to provide something stable in the grain boundaries without impairing the function of Li.

従って、gJ3成分としては必ずLiAlO2が必要で
あることを確認した。
Therefore, it was confirmed that LiAlO2 is absolutely necessary as the gJ3 component.

(実施例5) 上記の各実施例では内部電極としてPdを用いた場合に
ついて説明したが、他のAu、Pt、Rh。
(Example 5) In each of the above examples, the case where Pd was used as the internal electrode was explained, but other materials such as Au, Pt, and Rh were used.

Niについて、S r / T i比を0.97、第1
成分の添加量をN b20s 0.5 m o 1%、
TazOsQ、5mo1%、第2成分の添加量をMnO
21、0mol%、S i 021.0mo 1%、第
3戎分としてのLiA10zの添加量を1.0mol%
に固定し、上記実施例1と同様の方法でバリスタ機能付
き積層セラミックコンデンサを作製した。
For Ni, the S r /T i ratio was set to 0.97, the first
The amount of addition of the components was N b20s 0.5 m o 1%,
TazOsQ, 5mo1%, the amount of the second component added is MnO
21, 0 mol%, S i 021.0mo 1%, the amount of LiA10z added as the third portion was 1.0 mol%
A multilayer ceramic capacitor with a varistor function was produced in the same manner as in Example 1 above.

その結果を下記の第27表に記載する。The results are listed in Table 27 below.

(以  下  余  白  ) 上記第27表に記載したように、内部電極としてはAu
、Pt、Rh、Pd、Niの内の少なくとも一種類以上
の金属またはそれらの合金あるいは混合物を用いること
ができ、効果が得られることを確認した。しかし、Ni
を使用する場合はNiの酸化が比較的低温度で起こるた
め、Pdを混合するか、若干Ti過剰のSrTiO3を
用いた方が酸化が抑えられる。
(Left below) As stated in Table 27 above, the internal electrodes are made of Au.
, Pt, Rh, Pd, and Ni, or their alloys or mixtures can be used and it has been confirmed that effects can be obtained. However, Ni
When using SrTiO3, oxidation of Ni occurs at a relatively low temperature, so oxidation can be suppressed by mixing Pd or using SrTiO3 with a slight excess of Ti.

以上、本発明の実施例では、一部の組合せについて示し
たが、他の組合せでも同様の効果が得られることを確認
した。
Although some combinations have been shown in the examples of the present invention, it has been confirmed that similar effects can be obtained with other combinations.

そして、本発明の実施例ではTi過剰のS r T i
 03を作製するに当たり、SrTiO3にT i 0
2を添加したが、Tiを炭酸化物、水酸化物、有機化合
物などの形で用いてもよく、同様の効果が得られること
は言うまでもない。
In the embodiment of the present invention, Ti excess S r T i
In preparing 03, T i 0 was added to SrTiO3.
Although Ti is added in the above example, Ti may be used in the form of carbonate, hydroxide, organic compound, etc., and it goes without saying that similar effects can be obtained.

また、本発明の実施例では、原料粉末に5rTiO:+
を用いたが、SrOまたはSrCO3と、TiO2など
から5rTiO:+を作製したものを原料粉末にしても
同様の効果が得られることはもちろんである。
In addition, in the examples of the present invention, 5rTiO:+
Although 5rTiO:+ was prepared from SrO or SrCO3 and TiO2, etc. as a raw material powder, the same effect can of course be obtained.

さらに、第2成分としてのMnO2、S i 02につ
いても、これらの炭酸化物、水酸化物などの形で用いて
も同様の効果が得られることは言うまでもない。しかし
、MnCO3の形で用いた方が粒径も細かく揃っており
、かつ分解し易いため、特性的に安定した素子を作製す
ることができ、量産性に適していることが確認された。
Furthermore, it goes without saying that similar effects can be obtained even when MnO2 and S i 02 as the second component are used in the form of their carbonates, hydroxides, and the like. However, it was confirmed that when used in the form of MnCO3, the particle size is finer and more uniform, and it is easier to decompose, making it possible to produce elements with stable characteristics and being suitable for mass production.

次に、上記実施例では、焼成を還元雰囲気中で行う場合
について説明したが、これは窒素雰囲気中で行うように
してもよいものである。しかし、窒素雰囲気中で焼成を
行った場合には、半導体化が若干しにくい面があるため
、還元雰囲気中で焼成を行うよりも若干高温度(135
0〜1450℃)側で焼成する方が特性上は好ましいも
のである。
Next, in the above embodiments, the case where the firing is performed in a reducing atmosphere has been described, but this may also be performed in a nitrogen atmosphere. However, when firing in a nitrogen atmosphere, it is somewhat difficult to convert into a semiconductor, so the temperature is slightly higher (135
From the viewpoint of characteristics, it is preferable to perform firing at a temperature of 0 to 1450°C.

また、上記実施例では、混合粉末の仮焼を空気中で行う
場合について説明したが、これは、窒素雰囲気中で行っ
ても同様の効果が得られることを確認した。
Furthermore, in the above embodiments, the case where the mixed powder was calcined in air was described, but it was confirmed that similar effects could be obtained even if calcining was performed in a nitrogen atmosphere.

さらに、上記実施例では、再酸化温度を1100℃と固
定したが、これは所望とする電気特性を得るために、9
00〜1250℃の温度範囲で行えばよいものである。
Furthermore, in the above example, the reoxidation temperature was fixed at 1100°C;
It may be carried out within a temperature range of 00 to 1250°C.

しかし、1200℃以上で再酸化を行う場合は、最高温
度の保持時間を極力抑えなければ粒界のみならず結晶粒
子も絶縁化される恐れがあり、注意を必要とする。また
、Niを内部電極として用いた場合に関しても、120
0℃以上で再酸化を行う場合には保持時間を極力抑えな
ければNiが酸化される恐れがあり、同じく注意を必要
とする。
However, when reoxidizing at 1200° C. or higher, care must be taken because not only the grain boundaries but also the crystal grains may become insulated unless the holding time at the maximum temperature is minimized. Also, when Ni is used as the internal electrode, 120
When reoxidizing at temperatures above 0° C., there is a risk that Ni may be oxidized unless the holding time is suppressed as much as possible, so caution is also required.

そしてまた、上記実施例では外部電極としてAgを用い
たが、他のPd、Ni、Cu、Znでも同様の効果が得
られることを確認した。即ち、外部電極としてP d 
+ A g + N l+ Cu +  Z nの内の
少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるい
は混合物を用いてもよいものである。しかし、PdやA
gを外部電極として使用する場合は素子とオーミック接
触しに<<、バリスタ電圧に若干極性が現れるが、この
場合も基本性能とじては特に問題がないものである。
Furthermore, although Ag was used as the external electrode in the above embodiment, it was confirmed that similar effects could be obtained using other materials such as Pd, Ni, Cu, and Zn. That is, P d as an external electrode
+ A g + N l + Cu + Z n or an alloy or mixture thereof may be used. However, Pd and A
When g is used as an external electrode, a slight polarity appears in the varistor voltage due to ohmic contact with the element, but in this case as well, there is no problem in terms of basic performance.

以上、実施例で示した方法で得られたバリスタ機能付き
積層セラミックコンデンサの平均粒径は2.0〜3.0
μm程度であった。ここで、成型体の空気中での仮焼温
度を1300℃よりも高温で行うと、上述したようにM
 n 02− Si Q2−Ti02系の液相焼結が急
激に進行し粒成長が促進され、平均粒径が約2倍以上に
なる。そして、このように平均粒径が大きくなった場合
には、焼結密度の低下、電圧非直線指数αの低下、直列
等価抵抗値ESRの上昇、電気特性のバラツキなどの諸
問題が発生し、電気特性や信頼性が著しく低下し、実用
化には向かないものである。
As mentioned above, the average particle size of the multilayer ceramic capacitor with varistor function obtained by the method shown in the example is 2.0 to 3.0.
It was about μm. Here, if the molded body is calcined in air at a temperature higher than 1300°C, M
Liquid phase sintering of the n 02-Si Q2-Ti02 system rapidly progresses, grain growth is promoted, and the average grain size becomes about twice or more. When the average grain size increases in this way, various problems occur such as a decrease in sintered density, a decrease in voltage nonlinearity index α, an increase in series equivalent resistance value ESR, and variations in electrical characteristics. Electrical characteristics and reliability deteriorate significantly, making it unsuitable for practical use.

また、上記実施例では積層型のバリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサについて説明したが、本発明は上記組成
物を用い、従来と同様の単板型のバリスタ機能付きセラ
ミックコンデンサを作製した場合でも、優れたコンデン
サ特性、バリスタ特性が得られることを確認した。
Further, in the above embodiment, a multilayer ceramic capacitor with a varistor function was explained, but even when a single-plate ceramic capacitor with a varistor function similar to the conventional one is manufactured using the above composition, an excellent capacitor can be obtained. It was confirmed that the characteristics and varistor characteristics could be obtained.

以上、このようにして得られた素子は、大容量で、かつ
電圧非直線指数αが大きく、バリスタ電圧、直列等価抵
抗値ESRが小さく、さらに温度特性1周波数特性、ノ
イズ特性が優れているため、通常はコンデンサとして電
圧の低いノイズや高周波のノイズを吸収する働きをし、
一方パルスや静電気などの高い電圧が侵入した時はバリ
スタ機能を発揮し、ノイズ、パルス、静電気などの異常
電圧に対して優県た応答性を示し、かつそれらの特性が
温度に対して常に安定しているため、従来のフィルムコ
ンデンサ、積層セラミックコンデンサ、半導体セラミッ
クコンデンサに変わるものとして期待されるものである
。さらに、本発明のバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサは、従来の単板型のバリスタ機能付きセラミッ
クコンデンサに比べて小型でありながら大容量であり、
かつ高性能であるため、実装部品としての応用も大いに
期待されるものである。
As described above, the element obtained in this way has a large capacity, a large voltage nonlinearity index α, a small varistor voltage, a small series equivalent resistance value ESR, and also has excellent temperature characteristics, frequency characteristics, and noise characteristics. , usually acts as a capacitor to absorb low voltage noise and high frequency noise.
On the other hand, when high voltages such as pulses and static electricity enter, it exhibits a varistor function, exhibiting excellent responsiveness to abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity, and whose characteristics are always stable against temperature. Therefore, it is expected to be an alternative to conventional film capacitors, multilayer ceramic capacitors, and semiconductor ceramic capacitors. Furthermore, the multilayer ceramic capacitor with a varistor function of the present invention is smaller and has a larger capacity than a conventional single-plate ceramic capacitor with a varistor function.
Since it also has high performance, there are great expectations for its application as a mounted component.

発明の効果 以上に示したように本発明によれば、コンデンサ機能と
バリスタ機能を同時に有するバリスタ機能付きセラミッ
クコンデンサを得ることができる。その作用としては、
通常はコンデンサとして電圧の低いノイズや高周波のノ
イズを吸収する働きをし、一方パルスや静電気などの高
い電圧が侵入した時はバリスタ機能を発揮するため、電
子機器で発生するノイズ、パルス、静電気などの異常電
圧から半導体及び電子機器を保護する働きを持つことに
なる。そして、それらの特性は温度に対して常に安定し
ているものである。従って、その応用として、 ■ 電子機器に使用されているIC,LSIなどの保護
用のバイパスコンデンサとして、従来のフィルムコンデ
ンサ、積層セラミックコンデンサ、半導体セラミックコ
ンデンサなどにとって代わる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a ceramic capacitor with a varistor function that has both a capacitor function and a varistor function. Its action is
Normally, it works as a capacitor to absorb low-voltage noise and high-frequency noise, but when high voltage such as pulses and static electricity enters, it performs a varistor function, so it absorbs noise, pulses, and static electricity generated by electronic equipment. It has the function of protecting semiconductors and electronic equipment from abnormal voltages. Moreover, these characteristics are always stable with respect to temperature. Therefore, its applications include: (1) It replaces conventional film capacitors, multilayer ceramic capacitors, semiconductor ceramic capacitors, etc. as bypass capacitors for protection of ICs, LSIs, etc. used in electronic equipment.

■ 静電気による機器の破壊や機器の誤動作防止、誘導
性負荷0N−OFFサージ吸収に使用されているZnO
系バリスタにとって代わる。
■ ZnO is used to prevent equipment damage and equipment malfunction due to static electricity, and to absorb inductive load 0N-OFF surges.
Replaces the barista.

という応用が期待でき、一つの素子で上記の、■の効果
を同時に発揮し、その用途は大きいものである。
This device can be expected to have many applications, as it simultaneously exhibits the above effects (2) with a single device.

以上、記載してきたように、本発明でバリスタ機能付き
積層セラミックコンデンサを容易に作製できるようにな
った理由は、バリスタ機能付きセラミックコンデンサ材
料と内部電極材料との同時焼成が可能となったためであ
る。そして、同時焼成が可能となった理由は、Ti過剰
の5rTiO:+に、半導体化成分を添加する以外にM
nO2と5iOzを添加した組成では、今まで行われて
来た金属酸化物の表面拡散工程を経なくても、再酸化す
るだけで、容易に粒界絶縁型半導体セラミックコンデン
サになることによるものであり、本発明はこの点にプロ
セス面で最大の特長を有しているものである。
As described above, the reason why a multilayer ceramic capacitor with a varistor function can be easily produced with the present invention is because it is now possible to simultaneously fire the ceramic capacitor material with a varistor function and the internal electrode material. . The reason why simultaneous firing became possible is that in addition to adding a semiconductor component to 5rTiO:+ with excess Ti, M
This is because the composition containing nO2 and 5iOz can easily become a grain-boundary insulated semiconductor ceramic capacitor simply by reoxidation without going through the surface diffusion process of metal oxide that has been carried out up to now. This is the most advantageous feature of the present invention in terms of process.

さらに、本発明のバリスタ機能付き積層セラミックコン
デンサは、従来の単板型のバリスタ機能付きセラミック
コンデンサに比べ小型でありながら大容量であり、かつ
高性能であるため面実装部品としての応用も大いに期待
され、ビデオカメラ、通信機器などの高密度実装用素子
としても使用できるものである。
Furthermore, the multilayer ceramic capacitor with a varistor function of the present invention is smaller than the conventional single-plate ceramic capacitor with a varistor function, has a large capacity, and has high performance, so it is highly expected to be applied as a surface-mounted component. It can also be used as a high-density packaging element for video cameras, communication equipment, etc.

従って、本発明によればノイズ、パルス、静電気などの
異常電圧から半導体及び電子機器を保護し、かつそれら
の特性が温度に対して常に安定している素子を得ること
ができ、その実用上の効果は極めて大きいものである。
Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an element that protects semiconductors and electronic equipment from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity, and whose characteristics are always stable with respect to temperature. The effect is extremely large.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図はこの発明の詳細な説明するためのバリスタ機能
付きセラミックコンデンサの分解斜視図であり、積層す
る生シート及びその上に印刷される内部電極ペーストの
形状を説明するための図、第2図はこの発明の実施例に
より得られたバリスタ機能付き積層セラミックコンデン
サを示す一部切欠断面図、第3図はこの発明の詳細な説
明するためのバリスタ機能付き積層セラミックコンデン
サの製造工程を示す図である。 1・・・・・・生シート、2・・・・・・内部電極ペー
スト、2a・・・・・・内部電極、3・・・・・・外部
電極、4・・・・・・バリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサ。
FIG. 1 is an exploded perspective view of a ceramic capacitor with a varistor function for explaining the present invention in detail, and FIG. The figure is a partially cutaway sectional view showing a multilayer ceramic capacitor with a varistor function obtained according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is. 1... raw sheet, 2... internal electrode paste, 2a... internal electrode, 3... external electrode, 4... varistor function Multilayer ceramic capacitor.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)SrとTiのモル比が0.95≦Sr/Ti<1
.00となるように過剰のTiを含有したSrTiO_
3に、Nb_2O_5,Ta_2O_5,V_2O_5
,W_2O_5,Dy_2O_3,Nd_2O_3,Y
_2O_3,La_2O_3,CeO_2の内の少なく
とも一種類以上を0.05〜2.0mol%と、Mnと
SiをそれぞれMnO_2とSiO_2の形にして合計
量で0.2〜5.0mol%と、LiAlO_2を0.
05〜4.0mol%含ませてなる粒界絶縁型半導体セ
ラミックコンデンサ。
(1) The molar ratio of Sr and Ti is 0.95≦Sr/Ti<1
.. SrTiO_ containing excess Ti so that it becomes 00
3, Nb_2O_5, Ta_2O_5, V_2O_5
, W_2O_5, Dy_2O_3, Nd_2O_3, Y
At least one of _2O_3, La_2O_3, CeO_2 in an amount of 0.05 to 2.0 mol%, Mn and Si in the form of MnO_2 and SiO_2, respectively, in a total amount of 0.2 to 5.0 mol%, and LiAlO_2. 0.
A grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor containing 05 to 4.0 mol%.
(2)SrとTiのモル比が0.95≦Sr/Ti<1
.00となるように過剰のTiを含有したSrTiO_
3に、Nb_2O_5,Ta_2O_5,V_2O_5
,W_2O_5,Dy_2O_3,Nd_2O_3,Y
_2O_3,La_2O_3,CeO_2の内の少なく
とも一種類以上を0.05〜2.0mol%と、Mnと
SiをそれぞれMnO_2とSiO_2の形にして合計
量で0.2〜5.0mol%と、LiAlO_2を0.
05〜4.0mol%含ませてなる粒界絶縁型半導体セ
ラミック内に、複数層の内部電極をこれらが交互に対向
する端縁に至るように設け、かつこの内部電極の両端縁
に外部電極を設けたことを特徴とする積層型粒界絶縁型
半導体セラミックコンデンサ。
(2) The molar ratio of Sr and Ti is 0.95≦Sr/Ti<1
.. SrTiO_ containing excess Ti so that it becomes 00
3, Nb_2O_5, Ta_2O_5, V_2O_5
, W_2O_5, Dy_2O_3, Nd_2O_3, Y
At least one of _2O_3, La_2O_3, CeO_2 in an amount of 0.05 to 2.0 mol%, Mn and Si in the form of MnO_2 and SiO_2, respectively, in a total amount of 0.2 to 5.0 mol%, and LiAlO_2. 0.
A plurality of layers of internal electrodes are provided in a grain boundary insulated semiconductor ceramic containing 05 to 4.0 mol% so that they alternately reach opposing edges, and external electrodes are provided on both edges of the internal electrodes. A multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor characterized by:
(3)内部電極がAu,Pt,Rh,Pd,Niの内の
少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるい
は混合物によって形成されることを特徴とする請求項2
記載の積層型粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ。
(3) Claim 2, wherein the internal electrode is formed of at least one metal selected from Au, Pt, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or mixture thereof.
The multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor described above.
(4)外部電極がPd,Ag,Ni,Cu,Znの内の
少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるい
は混合物によって形成されることを特徴とする請求項2
または3記載の積層型粒界絶縁型半導体セラミックコン
デンサ。
(4) Claim 2, wherein the external electrode is formed of at least one metal selected from Pd, Ag, Ni, Cu, and Zn, or an alloy or mixture thereof.
or 3. The laminated grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor according to 3.
(5)SrとTiのモル比が0.95≦Sr/Ti<1
.00となるように過剰のTiを含有したSrTiO_
3に、Nb_2O_5,Ta_2O_5,V_2O_5
,W_2O_5,Dy_2O_3,Nd_2O_3,Y
_2O_3,La_2O_3,CeO_2の内の少なく
とも一種類以上を0.05〜2.0mol%と、Mnと
SiをそれぞれMnO_2とSiO_2の形にして合計
量で0.2〜5.0mol%と、LiAlO_2を0.
05〜4.0mol%含ませてなる組成物の混合粉末を
出発原料とし、その混合粉末を粉砕,混合,乾燥した後
、空気中または窒素雰囲気中で仮焼する工程と、仮焼後
、再度粉砕した粉末を有機バインダーと共に溶媒中に分
散させ生シートにし、その後この生シートの上に、内部
電極ペーストを交互に対向する端縁に至るように印刷(
但し、最上層及び最下層の生シートには印刷せず)する
工程と、この内部電極ペーストの印刷された生シートを
積層,加圧,圧着して成型体を得、その後この成型体を
空気中で仮焼する工程と、仮焼後、還元または窒素雰囲
気中で焼成する工程と、焼成後、空気中で再酸化する工
程と、再酸化後、内部電極を露出させた両端に外部電極
ペーストを塗布し焼付ける工程とを有することを特徴と
する積層型粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製
造方法。
(5) The molar ratio of Sr and Ti is 0.95≦Sr/Ti<1
.. SrTiO_ containing excess Ti so that it becomes 00
3, Nb_2O_5, Ta_2O_5, V_2O_5
, W_2O_5, Dy_2O_3, Nd_2O_3, Y
At least one of _2O_3, La_2O_3, CeO_2 in an amount of 0.05 to 2.0 mol%, Mn and Si in the form of MnO_2 and SiO_2, respectively, in a total amount of 0.2 to 5.0 mol%, and LiAlO_2. 0.
A mixed powder of a composition containing 05 to 4.0 mol% is used as a starting material, and the mixed powder is pulverized, mixed, dried, and then calcined in air or in a nitrogen atmosphere. The pulverized powder is dispersed in a solvent together with an organic binder to form a green sheet, and then internal electrode paste is printed on top of this green sheet alternately reaching the opposing edges (
However, the green sheets of the top and bottom layers are not printed), the raw sheets printed with this internal electrode paste are laminated, pressed, and crimped to obtain a molded body, and then this molded body is air-filled. A process of calcination in the atmosphere, a process of calcination in a reducing or nitrogen atmosphere after calcination, a process of re-oxidation in the air after calcination, and a process of applying external electrode paste to both ends with exposed internal electrodes after re-oxidation. 1. A method for manufacturing a multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor, comprising the steps of applying and baking.
(6)内部電極がAu,Pt,Rh,Pd,Niの内の
少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるい
は混合物によって形成されることを特徴とする請求項5
記載の積層型粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの
製造方法。
(6) Claim 5, characterized in that the internal electrode is formed of at least one metal selected from Au, Pt, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or mixture thereof.
The method for manufacturing the multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor described above.
(7)外部電極がPd,Ag,Ni,Cu,Znの内の
少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるい
は混合物によって形成されることを特徴とする請求項5
または6記載の積層型粒界絶縁型半導体セラミックコン
デンサの製造方法。
(7) Claim 5, characterized in that the external electrode is formed of at least one metal selected from Pd, Ag, Ni, Cu, and Zn, or an alloy or mixture thereof.
Alternatively, the method for manufacturing a multilayer grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor according to 6.
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