JPH05335176A - 積層セラミック磁器素子及びその製造方法 - Google Patents

積層セラミック磁器素子及びその製造方法

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JPH05335176A
JPH05335176A JP14130292A JP14130292A JPH05335176A JP H05335176 A JPH05335176 A JP H05335176A JP 14130292 A JP14130292 A JP 14130292A JP 14130292 A JP14130292 A JP 14130292A JP H05335176 A JPH05335176 A JP H05335176A
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洋一 生越
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子機器などで発生するノイズ、パルス、静
電気などの異常高電圧からIC,LSIなどの半導体素
子および電子機器などの回路を保護するために使用され
る積層セラミック磁器素子及びその製造方法に関し、実
用化が可能で比較的容易な製造方法で積層セラミック磁
器素子を得ることを目的とするものである。 【構成】 積層セラミック磁器素子の外部電極3部分に
メッキ後、同素子を大気圧下または減圧下で活性度の高
い水溶液中で放置し、さらにイオン交換水中で放置する
ことにより、イオンを素子の外部に排除してフリーの状
態のイオン濃度を低くすることができる。またコーティ
ング膜を通ってイオンが侵入した場合でも同素子を大気
圧下または減圧下で活性度の高い水溶液中で放置し、さ
らにイオン交換水中で放置することにより、イオンを素
子の外部に排除して湿中負荷試験などで残留イオンが特
性を劣化させるのを抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野行】本発明は、電子機器や電気機器
で発生するノイズ、パルス、静電気などの異常高電圧か
らIC,、LSIなどの半導体素子および電子機器や電
気機器の回路を保護する積層セラミック磁器素子及びそ
の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年電子機器や電気機器は小型化、多機
能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、それに伴って電子機器や電気機器のノイ
ズ、パルス、静電気などの異常高電圧の影響を受けやす
くなっている。
【0003】そこで、これら電子機器や電気機器のノイ
ズ、パルス、静電気などの異常高電圧を抑制するために
フィルムコンデンサ、電解コンデンサ、半導体セラミッ
クコンデンサ、積層セラミックコンデンサなどが用いら
れているが、これらは電圧の比較的低いノイズや高周波
ノイズの吸収、抑制には優れた特性を示すが、高い電圧
のパルスや静電気に対してはその効果を示さず、半導体
素子の誤動作や破壊を引き起こすことがある。
【0004】一方高い電圧のパルスや静電気を吸収、抑
制するためにはSiC、ZnO系バリスタが用いられて
いるが、これらは電圧の比較的低いノイズや高周波ノイ
ズの吸収、抑制にはその効果を示さず半導体素子の誤動
作を引き起こすことがある。
【0005】これら両者の欠点を補完するものとして特
開昭57−27001号公報、特開昭57−35303
号公報に示されているようにSrTiO3系バリスタが
実用化され使用されている。
【0006】一方電子部品の分野においては、機器の小
型化に対応して軽薄短小化、高性能化がますます進み、
面実装可能なチップ部品の開発が必要不可欠になってき
ている。これらに対応して特開昭54−53248号公
報、特開昭54−53250号公報などに開示された内
容を応用した例や、特開昭59−215701号公報、
特開昭63−219115号公報に開示された例がある
が、これらの方法はプロセス的に複雑であったり、得ら
れた特性が目的を達成するのに不十分であったりして未
だに実用化の段階に達していない。そこで我々発明者は
特願平1−86243号に新しい組成及び製造方法によ
り実用化可能な方法を示した。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来、積層型SrTi
3バリスタに関しては前記従来例で示したように様々
な材料組成、製造方法が開発されてきたが、いずれの場
合もプロセスが複雑であったり得られた特性が目的を達
成するのに不十分であったりして未だに実用化の段階に
達していない。また、前記我々発明者が開示した新しい
方法にはメッキ後で特性が不安定になるという問題点を
有していた。
【0008】本発明は前記従来の問題点を解決するもの
で、実用化が可能で、かつ比較的容易な製造方法で積層
セラミック磁器素子を得ることができる積層セラミック
磁器素子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。
【0009】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明では、一方が端縁まで至る内部電極層がセラミ
ック層を介して交互に配置されるようにそれぞれ複数雑
層積層し、かつ前記内部電極の両端縁に外部電極を設け
てなる積層セラミック磁器素子の前記外部電極部分にメ
ッキを施した後、減圧下及び大気圧下で活性度の高い水
溶液中で放置し、さらにイオン交換水中で放置する製造
方法とするものである。
【0010】
【作用】この製造方法により、積層セラミック磁器素子
の外部及び内部に付着、侵入した陽イオンあるいは陰イ
オンを積層セラミック磁器素子部の外部に排除し、信頼
性試験などで残留イオンが特性を劣化させることを抑制
することができる。
【0011】
【実施例】
(実施例1)以下に実施例を挙げて具体的に説明する。
【0012】まずSrTiO3,CaCO3,BaC
3,MgCO3,TiO2を下記の(表1)および(表
2)の1から7に示すように組成比を種々変えて秤量
し、ボールミルなどで20Hr混合する。次に、乾燥し
た後1100℃で4Hr焼成し、再びボールミルなどで
75Hr粉砕した後乾燥し第1成分とする。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】次に、第1成分、第2成分、第3成分を上
記の(表1)および(表2)の1から7に示した組成比
になるように秤量し、ボールミルなどで20Hr混合し
た後乾燥し、ブチラール系の樹脂および酢酸ブチルなど
の有機溶剤と混合し、ドクターブレード法などにより5
0μmの厚みにシート成形、乾燥し、所定の大きさに切
断した。
【0016】その後、図2に示すように所定の大きさに
切断されたセラミックシート1の最上層および最下層に
は内部電極2を形成せず、その他の層となるセラミック
シート1にAg−Pdなどからなる内部電極2を一方が
端縁まで至るようにスクリーン印刷などにより形成し、
これらを相対向する内部電極2が交互に端縁に至るよう
に例えば30層積層し、加圧、圧着し、所定の大きさに
切断する。次に、空気中で600℃で脱脂し、さらに空
気中で1200℃で仮焼した後、例えばN2:H2=1
0:1の還元性雰囲気中で1250℃で4Hr焼成した
のち空気中で900℃で2Hr再酸化する。その後、内
部電極2を露出させた両端面にAgなどからなる外部電
極ペーストを塗布し、空気中で850℃で10分間焼成
し積層セラミック磁器素子を得た。次に例えば電解法に
よりNiメッキをしさらに半田メッキを施す。このよう
にして得られた積層セラミック磁器素子を図1に一部切
欠斜視図で示す。
【0017】この積層セラミック磁器素子を活性度の高
い水溶液、すなわち純水の表面張力より小さい、例えば
アルキルベンゼンスルホン酸などの水溶液中で放置した
後イオン交換水中に浸漬し、10mmHgの圧力下で30
分放置した後120℃で3Hr乾燥し、このようにして
得られた積層セラミック磁器素子の特性および湿中負荷
試験の結果を(表3)および(表4)の試料番号1から
7に示す。
【0018】
【表3】
【0019】
【表4】
【0020】(実施例2)まずSrTiO3,CaC
3,BaCO3,MgCO3,TiO2を上記の(表1)
および(表2)の試料番号8から16に示すように組成
比を種々変えて秤量し、ボールミルなどで20Hr混合
する。次に、乾燥した後1100℃で4Hr焼成し、再
びボールミルなどで75Hr粉砕した後乾燥し第1成分
とする。
【0021】次に、第1成分、第2成分、第3成分を上
記の(表1)および(表2)の試料番号8から16に示
した組成比になるように秤量し、ボールミルなどで20
Hr混合した後乾燥し、ブチラール系の樹脂および酢酸
ブチルなどの有機溶剤と混合し、ドクターブレード法な
どにより50μmの厚みにシート成形、乾燥し、所定の
大きさに切断した。
【0022】その後、図2に示すように所定の大きさに
切断されたセラミックシート1の最上層および最下層に
は内部電極2を形成せず、その他の層となるセラミック
シート1にNi−Pdからなる内部電極2を一方が端縁
まで至るようにスクリーン印刷などにより形成し、これ
らを相対向する内部電極2が交互に端縁に至るようにた
とえば30層積層し、加圧、圧着し、所定の大きさに切
断する。次に、空気中で700℃で脱脂し、さらに空気
中で1150℃で仮焼した後、内部電極2を露出させた
両端面にNiなどからなる外部電極ペーストを塗布し、
例えばN2:H2=10:1の還元性雰囲気中で1270
℃で3Hr焼成したのち空気中で900℃で2Hr再酸
化する。その後、内部電極2を露出させた両端面にAg
などからなる外部電極ペーストを塗布し、空気中で85
0℃で10分間焼成し積層セラミック磁器素子を得た。
このようにして得られた積層セラミック磁器素子を図1
に一部切欠斜視図で示す。次に、pH=4の酸性に耐え
る耐酸性のある例えばSiO2から成るコーティング材
を例えばディップなどの方法により塗布し、400℃で
30分間焼成する。
【0023】この積層セラミック磁器素子を25mmHg
の圧力下で50分間、界面活性剤、例えばアルキルベン
ゼンスルホン酸などの水溶液中に浸漬し、その後イオン
交換水中に浸漬した後120℃で3Hr乾燥し、その後
例えば電解法によるNiメッキをしさらに半田メッキを
施す。このようにして得られた積層セラミック磁器素子
の特性および湿中負荷試験の結果を(表3)および(表
4)の試料番号8から16に示す。
【0024】なお、本実施例で示した水中放置に用いた
イオン交換水の導電率は0.5μS/cmであったが、2
00μS/cm以下であれば同様の効果があることを確認
した。また本実施例では大気圧下での水中放置について
は示さなかったが、大気圧下でも水中放置時間を長くす
れば同様の効果があることを確認した。さらに減圧水中
放置の場合の減圧の程度は大気圧に近い程効果が得られ
るまでに時間がかかり、減圧すればする程短時間で効果
が得られるだけであることから、減圧の程度はとくに限
定する必要はない。
【0025】また、水中放置前に用いたコーティング剤
については、pH=4の酸性に耐える耐酸性のある、例
えばSiO2から成るコーティング材についてのみ示し
たが、メッキ液のpHに耐えるだけの耐酸性、耐アルカ
リ性および半田付けの際の温度に耐えるだけの耐熱性を
有するコーティング剤であればどのようなものであって
もかまわない。なお、V0.1mAは0.1mAの直流電流
を流した時に積層セラミック磁器素子の両端にかかる電
圧である。また本実施例で示した積層セラミック磁器素
子の形状は、通常1,3タイプと呼ばれる大きさのもの
である。
【0026】また、メッキの種類については一部につい
てのみ示したがどのような金属のメッキであってもかま
わないものであり、酸性メッキでも塩基性メッキでも、
また電解メッキでも無電解メッキでもかまわない。また
活性度の高い水溶液の種類については一部についてのみ
示したが界面の自由エネルギーを低下させる作用を持ち
純水より表面張力の小さいものでその後の洗浄で容易に
除去できるものであればどのようなものであってもかま
わない。
【0027】
【発明の効果】以上に示したように本発明によれば、メ
ッキを施した後に大気圧下で活性度の高い水溶液中で放
置し、さらにイオン交換水中で放置することにより、積
層セラミック磁器素子の内部に侵入した陽イオン及び陰
イオンを同素子の外部に排除することにより、フリーの
状態のイオン濃度を低くすることができる。また、さら
に減圧下で同素子を活性度の高いすなわち純水の表面張
力より小さい水溶液中で放置し、さらにイオン交換水中
で放置し、同素子の内部に水を強制的に含侵させること
により同素子の内部の表面から離れた部分でもフリーの
状態のイオン濃度を低くするのに特に有効である。
【0028】このようにして得られた積層セラミック磁
器素子の湿中負荷試験の結果、メッキを施した後に大気
圧下または減圧下で活性度の高い水溶液中で放置しイオ
ン交換水中で放置することにより初期特性、とくにta
nδを小さくすることができるとともに、バリスタ電圧
および静電容量の変化率を著しく小さくすることができ
る。またコーティング膜を通って微量のイオンが素子内
部に侵入した場合でも、同素子の内部に侵入した陽イオ
ン及び陰イオンを同素子の外部に排除することができ、
信頼性試験、特に湿中負荷試験などでイオンが特性を劣
化させるのを抑制することができる。
【0029】以上に示したように本発明はプロセス的に
も容易で、実用化が可能な比較的容易な製造方法で積層
セラミック磁器素子を得ることができ、実用上の効果は
極めて大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による積層セラミック磁器素
子の構成を示す一部切欠斜視図
【図2】同実施例による製造方法を説明する要部分解斜
視図
【符号の説明】
1 セラミックシート 2 内部電極層 3 外部電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セラミック層の主成分がSrTiO3また
    はSrの一部をca,Mg,Baで置換したもの及びこ
    れらの混合物であり、内部電極および外部電極の主成分
    がAg,Pd,Ni,Cu,Zn,In,Ga,Na,
    k,Li,のうち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である積層セラミック磁器素
    子。
  2. 【請求項2】一方が端縁まで至る内部電極層がセラミッ
    ク層を介して交互に配置されるようにそれぞれ複数層積
    層し、かつ前記内部電極の両端縁に外部電極を設けてな
    る積層セラミック磁器素子の前記外部電極部分にメッキ
    を施した後、大気圧下または減圧下で活性度の高い水溶
    液中に放置し、さらにイオン交換水中に放置する請求項
    1記載の積層セラミック磁器素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10726994B2 (en) 2016-06-06 2020-07-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic capacitor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10726994B2 (en) 2016-06-06 2020-07-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Multilayer ceramic capacitor

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