JPH0648669B2 - 多層セラミック蓄電器の製造方法 - Google Patents
多層セラミック蓄電器の製造方法Info
- Publication number
- JPH0648669B2 JPH0648669B2 JP3101739A JP10173991A JPH0648669B2 JP H0648669 B2 JPH0648669 B2 JP H0648669B2 JP 3101739 A JP3101739 A JP 3101739A JP 10173991 A JP10173991 A JP 10173991A JP H0648669 B2 JPH0648669 B2 JP H0648669B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- layer
- dielectric
- ceramic capacitor
- multilayer ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 26
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 36
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 15
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 3
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 3
- LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N lead tin Chemical compound [Sn].[Pb] LQBJWKCYZGMFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 3
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 6
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000007799 cork Substances 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N palladium silver Chemical compound [Pd].[Ag] SWELZOZIOHGSPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
- H01G4/302—Stacked capacitors obtained by injection of metal in cavities formed in a ceramic body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/33—Thin- or thick-film capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/43—Electric condenser making
- Y10T29/435—Solid dielectric type
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、多層セラミック蓄電器
の製造方法に関する。さらに詳しくは、焼結により誘電
体層の間に形成された気空層に、別途の加圧を行わず
に、内部電極形成用の溶融金属を自動的に注入し得るよ
うにした多層セラミック蓄電器の製造方法に関する。
の製造方法に関する。さらに詳しくは、焼結により誘電
体層の間に形成された気空層に、別途の加圧を行わず
に、内部電極形成用の溶融金属を自動的に注入し得るよ
うにした多層セラミック蓄電器の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、多層セラミック蓄電器におい
て、チタン酸バリウム系の誘電体が、かなり高い誘電常
数を有することから、単位厚さ当たりの静電容量を極大
化しうる利点があり、広範囲に使用されている。このよ
うな多層セラミック蓄電器は、多数個の薄板状の誘電体
層を積層した誘電体と、該誘電体の各層間にそれぞれ挟
着された内部電極とから構成されている。
て、チタン酸バリウム系の誘電体が、かなり高い誘電常
数を有することから、単位厚さ当たりの静電容量を極大
化しうる利点があり、広範囲に使用されている。このよ
うな多層セラミック蓄電器は、多数個の薄板状の誘電体
層を積層した誘電体と、該誘電体の各層間にそれぞれ挟
着された内部電極とから構成されている。
【0003】そうした多層セラミック蓄電器の製造方法
には、次のような二つの方法が行われている。 (1)内部電極を構成する物質とセラミック誘電体とを
同時に焼結する。たとえば、多数個の矩形シート状の薄
いセラミック誘電体層それぞれの一方の表面部位に、白
金又は金のような貴金属を含有する電極形成用ペースト
を塗布し、これらの誘電体層を積層した後、高温焼成を
行う。 (2)誘電体を焼結して気空層を形成させた後、該気空
層内に電極物質を注入する。
には、次のような二つの方法が行われている。 (1)内部電極を構成する物質とセラミック誘電体とを
同時に焼結する。たとえば、多数個の矩形シート状の薄
いセラミック誘電体層それぞれの一方の表面部位に、白
金又は金のような貴金属を含有する電極形成用ペースト
を塗布し、これらの誘電体層を積層した後、高温焼成を
行う。 (2)誘電体を焼結して気空層を形成させた後、該気空
層内に電極物質を注入する。
【0004】しかるに、このような従来の方法において
は、内部電極として高温の酸化雰囲気で安定化する金、
パラジウム又は銀−パラジウム合金などのような高価な
貴金属を使用するため、製造原価が高価になるという欠
点があった。また、これら電極物質は、熱膨張率が誘電
体と異なっているため、焼結を行ったとき、電極と誘電
体との緻密な接触が保持されず、そのことが原因で製造
品の収率が低下するという問題点があった。
は、内部電極として高温の酸化雰囲気で安定化する金、
パラジウム又は銀−パラジウム合金などのような高価な
貴金属を使用するため、製造原価が高価になるという欠
点があった。また、これら電極物質は、熱膨張率が誘電
体と異なっているため、焼結を行ったとき、電極と誘電
体との緻密な接触が保持されず、そのことが原因で製造
品の収率が低下するという問題点があった。
【0005】そこで、これらの問題点を解決するため、
高価な貴金属からなる電極物質を使用せずに、誘電体層
がそれぞれ積層される間隙に各気空層を形成させ、その
気空層内に溶融金属を注入して内部電極を形成するセラ
ミック蓄電器の製造方法が、米国特許第3,679,9
50号、同第3,965,552号、同第4,030,
004号及び同第4,353,957号にそれぞれ開示
されている。すなわち、多数個の矩形シート状のセラミ
ック誘電体層の表面に、それぞれスクリーン印刷又は塗
布により、分子中に塩素原子を含有する有機物を含む類
似電極材料を塗布し、これら多数個のシート状セラミッ
ク誘電体層を順次積層した後、焼結を行い、有機物中の
塩素によって気空層を形成させる。その後、これら気空
層の内部にスズ、銅、アルミニウム、鉛又はインジウム
などのような溶融金属を注入し、内部電極を形成するこ
とにより、比較的低廉なセラミック蓄電器が製造され
る。そこで、前述の貴金属で内部電極を形成する方法よ
りも、その製造原価が低廉になり、かつ、高温で焼結を
行うため、組織が緻密で、誘電率の高い誘電体が得られ
るという利点があった。
高価な貴金属からなる電極物質を使用せずに、誘電体層
がそれぞれ積層される間隙に各気空層を形成させ、その
気空層内に溶融金属を注入して内部電極を形成するセラ
ミック蓄電器の製造方法が、米国特許第3,679,9
50号、同第3,965,552号、同第4,030,
004号及び同第4,353,957号にそれぞれ開示
されている。すなわち、多数個の矩形シート状のセラミ
ック誘電体層の表面に、それぞれスクリーン印刷又は塗
布により、分子中に塩素原子を含有する有機物を含む類
似電極材料を塗布し、これら多数個のシート状セラミッ
ク誘電体層を順次積層した後、焼結を行い、有機物中の
塩素によって気空層を形成させる。その後、これら気空
層の内部にスズ、銅、アルミニウム、鉛又はインジウム
などのような溶融金属を注入し、内部電極を形成するこ
とにより、比較的低廉なセラミック蓄電器が製造され
る。そこで、前述の貴金属で内部電極を形成する方法よ
りも、その製造原価が低廉になり、かつ、高温で焼結を
行うため、組織が緻密で、誘電率の高い誘電体が得られ
るという利点があった。
【0006】しかし、このような方法において、焼結に
より形成された気空層の内部に溶融金属を注入するに
は、約10気圧以上の高圧を加えなければならず、それ
ゆえ、注入の条件を維持するために別途の加圧装置が必
要となるので、その製造工程が煩雑になるという欠点が
あった。
より形成された気空層の内部に溶融金属を注入するに
は、約10気圧以上の高圧を加えなければならず、それ
ゆえ、注入の条件を維持するために別途の加圧装置が必
要となるので、その製造工程が煩雑になるという欠点が
あった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述のよう
な問題点を解消することを目的としたものである。すな
わち本発明の目的は、誘電体を焼結して気空層を形成さ
せた後、該気空層に溶融金属を注入して多層セラミック
蓄電器を製造する方法において、該溶融金属を注入する
のに高圧を必要としない方法を提供することである。ま
た、本発明のもう一つの目的は、溶融電極の物質が自動
的に浸透し得る新しい類似電極の物質を提供することに
ある。
な問題点を解消することを目的としたものである。すな
わち本発明の目的は、誘電体を焼結して気空層を形成さ
せた後、該気空層に溶融金属を注入して多層セラミック
蓄電器を製造する方法において、該溶融金属を注入する
のに高圧を必要としない方法を提供することである。ま
た、本発明のもう一つの目的は、溶融電極の物質が自動
的に浸透し得る新しい類似電極の物質を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、類似
電極物質を塗布した誘電体層を積層して焼結を行い、形
成された気空層内に内部電極形成用の溶融金属を注入し
て多層セラミック蓄電器を製造する方法において、焼結
により酸化した気空層の表面の少なくとも一部を還元
し、別途の圧力を加えることなく溶融金属を気空層内部
に浸透させることを特徴とする多層セラミック蓄電器の
製造方法である。
電極物質を塗布した誘電体層を積層して焼結を行い、形
成された気空層内に内部電極形成用の溶融金属を注入し
て多層セラミック蓄電器を製造する方法において、焼結
により酸化した気空層の表面の少なくとも一部を還元
し、別途の圧力を加えることなく溶融金属を気空層内部
に浸透させることを特徴とする多層セラミック蓄電器の
製造方法である。
【0009】本発明において用いられる誘電体層は、多
層セラミック蓄電器の誘電体層として通常用いられるも
のでよく、主成分としてはチタン酸バリウム、酸化チタ
ンなどが例示される。
層セラミック蓄電器の誘電体層として通常用いられるも
のでよく、主成分としてはチタン酸バリウム、酸化チタ
ンなどが例示される。
【0010】本発明の製造法において、気空層内に注入
する金属としては、鉛、スズ、鉛−スズ合金、ウッド合
金、その他の低融点金属などが例示され、融点が低く、
また容易に入手しうることから、鉛、スズ又は鉛−スズ
合金が好ましい。
する金属としては、鉛、スズ、鉛−スズ合金、ウッド合
金、その他の低融点金属などが例示され、融点が低く、
また容易に入手しうることから、鉛、スズ又は鉛−スズ
合金が好ましい。
【0011】これらの金属が気空層の内部に浸透するた
めには、まず、該金属が気空層表面に濡れることを必要
とする。この濡れ性は、気空層を形成する材料と注入金
属との表面エネルギーによって決定される。これを熱力
学的に考察すると、気空層を形成している材料の表面エ
ネルギーが溶融金属の表面エネルギーよりも高い場合
に、溶融金属の自動的な浸透が可能になる。そこで、上
記内部電極形成用の溶融金属を、別途の高圧を加えるこ
となく気空層内部に注入するためには、気空層を形成す
る材料の表面エネルギーが溶融金属の表面エネルギーよ
りも大きくなければならない。そこで、本発明において
は、気空層を形成する材料の表面に高いエネルギーを維
持させるために、気空層の表面の少なくとも一部に金属
を包含させることによって、表面エネルギーを増加させ
る。そして、この場合、セラミック誘電体を焼結する工
程で金属酸化物を生じ、表面エネルギーが低下するの
で、特に、本発明の方法においては、これら焼結の際に
生成した金属酸化物を還元雰囲気で熱処理し、その表面
の少なくとも一部を還元することにより、気空層に高い
表面エネルギーを与えることに特徴がある。
めには、まず、該金属が気空層表面に濡れることを必要
とする。この濡れ性は、気空層を形成する材料と注入金
属との表面エネルギーによって決定される。これを熱力
学的に考察すると、気空層を形成している材料の表面エ
ネルギーが溶融金属の表面エネルギーよりも高い場合
に、溶融金属の自動的な浸透が可能になる。そこで、上
記内部電極形成用の溶融金属を、別途の高圧を加えるこ
となく気空層内部に注入するためには、気空層を形成す
る材料の表面エネルギーが溶融金属の表面エネルギーよ
りも大きくなければならない。そこで、本発明において
は、気空層を形成する材料の表面に高いエネルギーを維
持させるために、気空層の表面の少なくとも一部に金属
を包含させることによって、表面エネルギーを増加させ
る。そして、この場合、セラミック誘電体を焼結する工
程で金属酸化物を生じ、表面エネルギーが低下するの
で、特に、本発明の方法においては、これら焼結の際に
生成した金属酸化物を還元雰囲気で熱処理し、その表面
の少なくとも一部を還元することにより、気空層に高い
表面エネルギーを与えることに特徴がある。
【0012】そこで、本発明の多層セラミック蓄電器の
製造方法においては、誘電体を焼結するとき、酸化物が
形成されても、その誘電体自体が還元されない程度の低
い温度で、その表面の少なくとも一部を容易に還元し得
る金属酸化物を気空層形成物質として選択する。
製造方法においては、誘電体を焼結するとき、酸化物が
形成されても、その誘電体自体が還元されない程度の低
い温度で、その表面の少なくとも一部を容易に還元し得
る金属酸化物を気空層形成物質として選択する。
【0013】したがって、本発明においては、気空層と
して、還元状態においては上述のような還元温度の低い
金属;焼成段階、すなわち酸化状態においては該金属の
酸化物が用いられる。このような金属としては、ニッケ
ルがとくに好ましい。また酸化物としてはこれらの金属
の酸化物が例示され、酸化ニッケル(NiO)がとくに
好ましい。
して、還元状態においては上述のような還元温度の低い
金属;焼成段階、すなわち酸化状態においては該金属の
酸化物が用いられる。このような金属としては、ニッケ
ルがとくに好ましい。また酸化物としてはこれらの金属
の酸化物が例示され、酸化ニッケル(NiO)がとくに
好ましい。
【0014】とくに酸化ニッケルは、誘電体を焼結する
際に溶融することなく、気空層内の支えとしての役割を
果たし、かなり低い温度で容易に還元されて、還元雰囲
気で焼成する際に生成するチタン酸バリウムの半導体化
を抑制し、気空層の表面エネルギーを金属ニッケルの表
面エネルギーに相当する値にまで高めることができる。
際に溶融することなく、気空層内の支えとしての役割を
果たし、かなり低い温度で容易に還元されて、還元雰囲
気で焼成する際に生成するチタン酸バリウムの半導体化
を抑制し、気空層の表面エネルギーを金属ニッケルの表
面エネルギーに相当する値にまで高めることができる。
【0015】本発明に用いられる類似電極物質は、誘電
体層の表面に塗布して用いられ、焼成後、前述の酸化状
態の気空層を形成するものである。したがって、気空層
に用いる金属の化合物が用いられ、前述の気空層の選択
理由により、ニッケル化合物が好ましい。浸透性が優れ
ていること、及び反応によって金属ニッケルを容易に形
成することから、2NiCO3 ・3Ni(OH)2・4H
2 Oがとくに好ましい。また気空層内の気空の形成を容
易にするために、カーボンブラックを使用することが好
ましい。
体層の表面に塗布して用いられ、焼成後、前述の酸化状
態の気空層を形成するものである。したがって、気空層
に用いる金属の化合物が用いられ、前述の気空層の選択
理由により、ニッケル化合物が好ましい。浸透性が優れ
ていること、及び反応によって金属ニッケルを容易に形
成することから、2NiCO3 ・3Ni(OH)2・4H
2 Oがとくに好ましい。また気空層内の気空の形成を容
易にするために、カーボンブラックを使用することが好
ましい。
【0016】本発明による多層セラミック蓄電器の製造
は、まず個々の誘電体層を成形し、その一方の表面にそ
れぞれ類似電極物質を塗布し、これを積層して誘電体を
形成し、焼結して、類似電極物質を気空層に変える。こ
の気空層の表面の少なくとも一部を還元して金属とした
後、融溶金属を、加圧を伴わないで該気空層に浸透させ
て内部電極を形成し、このようにして多層セラミック蓄
電器を製造する。
は、まず個々の誘電体層を成形し、その一方の表面にそ
れぞれ類似電極物質を塗布し、これを積層して誘電体を
形成し、焼結して、類似電極物質を気空層に変える。こ
の気空層の表面の少なくとも一部を還元して金属とした
後、融溶金属を、加圧を伴わないで該気空層に浸透させ
て内部電極を形成し、このようにして多層セラミック蓄
電器を製造する。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例及び図によって説明す
る。本発明は実施例によって限定されるものではない。
る。本発明は実施例によって限定されるものではない。
【0018】図1〜5は、本発明の多層セラミック蓄電
器の製造工程を示した図である。図1に示すような、チ
タン酸バリウムからなり、上下表面の形状が矩形の薄い
複数個の誘電体層(1)を、テープ成形法によって成形
した。それらの誘電体層(1)の一方の表面の中央部位
を包含するように、2NiCO3 ・3Ni(OH)2・4
H2 Oとカーボンブラックを重量比で4:1の割合に混
合して得た混合物を、さらに、α−ターフェノール、エ
チルセルロース及びフタル酸ジブチルを混合して得た有
機材料混合物と重合比1:1で混合してペースト状物と
し、これを類似電極物質(2)として、それぞれにスク
リーン印刷によって塗布した。すなわち、該類似電極物
質(2)が、各誘電体層(1)の相対する両側端部位に
たがいにジクザグ状に積層し得るように、たとえば図1
に示すように、該類似電極物質(2)の一方の側端部の
みを前記各誘電体層(1)の一方の側端縁部位に合わせ
て塗布した。その後、これら誘電体層(1)を、図2の
ように前記の類似電極物質(2)がたがいにジグザグ状
に位置するように配置して、順次積層することにより、
誘電体を構成した。このようにして構成された積層誘電
体を図3に、またそのA−A断面図を図4に示す。
器の製造工程を示した図である。図1に示すような、チ
タン酸バリウムからなり、上下表面の形状が矩形の薄い
複数個の誘電体層(1)を、テープ成形法によって成形
した。それらの誘電体層(1)の一方の表面の中央部位
を包含するように、2NiCO3 ・3Ni(OH)2・4
H2 Oとカーボンブラックを重量比で4:1の割合に混
合して得た混合物を、さらに、α−ターフェノール、エ
チルセルロース及びフタル酸ジブチルを混合して得た有
機材料混合物と重合比1:1で混合してペースト状物と
し、これを類似電極物質(2)として、それぞれにスク
リーン印刷によって塗布した。すなわち、該類似電極物
質(2)が、各誘電体層(1)の相対する両側端部位に
たがいにジクザグ状に積層し得るように、たとえば図1
に示すように、該類似電極物質(2)の一方の側端部の
みを前記各誘電体層(1)の一方の側端縁部位に合わせ
て塗布した。その後、これら誘電体層(1)を、図2の
ように前記の類似電極物質(2)がたがいにジグザグ状
に位置するように配置して、順次積層することにより、
誘電体を構成した。このようにして構成された積層誘電
体を図3に、またそのA−A断面図を図4に示す。
【0019】ついで、該誘電体を焼結することによっ
て、気空層としてNiO層を形成した。このようにして
形成されたNiO層を内包する誘電体を、CO/CO2
混合ガス又はH2 /H2 O混合ガスを用いた還元雰囲気
中で700℃に加熱することにより、気空層内のNiO
表面をニッケルに還元した。
て、気空層としてNiO層を形成した。このようにして
形成されたNiO層を内包する誘電体を、CO/CO2
混合ガス又はH2 /H2 O混合ガスを用いた還元雰囲気
中で700℃に加熱することにより、気空層内のNiO
表面をニッケルに還元した。
【0020】ついで、誘気空層の内部に電極形成用物質
として溶融金属を注入した。図6はこの工程で該溶融金
属を浸透させる注入装置を示す概略断面図である。この
電極注入装置は、圧力ゲージ(4)、真空ゲージ
(5)、コーク(6)及び上下に昇降可能な支持棒
(7)などを具備している。図示しない溶融装置でスズ
を加熱溶融して得た溶融スズ(8)を装置の内部に収納
し、焼結工程を経た積層誘電体(9)を支持棒(7)の
下方側端部に固定し、装置の内部圧力を適宜に調節し
て、積層誘電体(9)の内部の空気を除去した後、該支
持棒(7)を前記の溶融スズ(8)にまで下降させるこ
とによって、毛細管作用により、該溶融スズ(8)を積
層誘電体(9)の気空層内に浸透させた。注入には、と
くに加圧を必要としなかった。
として溶融金属を注入した。図6はこの工程で該溶融金
属を浸透させる注入装置を示す概略断面図である。この
電極注入装置は、圧力ゲージ(4)、真空ゲージ
(5)、コーク(6)及び上下に昇降可能な支持棒
(7)などを具備している。図示しない溶融装置でスズ
を加熱溶融して得た溶融スズ(8)を装置の内部に収納
し、焼結工程を経た積層誘電体(9)を支持棒(7)の
下方側端部に固定し、装置の内部圧力を適宜に調節し
て、積層誘電体(9)の内部の空気を除去した後、該支
持棒(7)を前記の溶融スズ(8)にまで下降させるこ
とによって、毛細管作用により、該溶融スズ(8)を積
層誘電体(9)の気空層内に浸透させた。注入には、と
くに加圧を必要としなかった。
【0021】なお、このようにNiO層を還元して得た
ニッケル表面が、溶融スズとの間に親和性を有し、溶融
スズの滲透が可能になることを、別途の実験によっても
証明した。すなわち、NiOを同様の条件で還元してニ
ッケル表面を得、溶融スズをその上に落として接触角を
測定した結果、接触角は26度であった。他の溶融金属
について同様の測定を行ったところ、接触角は20〜5
0度の間であった。
ニッケル表面が、溶融スズとの間に親和性を有し、溶融
スズの滲透が可能になることを、別途の実験によっても
証明した。すなわち、NiOを同様の条件で還元してニ
ッケル表面を得、溶融スズをその上に落として接触角を
測定した結果、接触角は26度であった。他の溶融金属
について同様の測定を行ったところ、接触角は20〜5
0度の間であった。
【0022】このようにして内部にスズ電極を形成させ
た誘電体の両方の側面部位に外部電極(3)を結合する
ことにより、図5に示すような、本発明によるセラミッ
ク蓄電器の製造を行った。
た誘電体の両方の側面部位に外部電極(3)を結合する
ことにより、図5に示すような、本発明によるセラミッ
ク蓄電器の製造を行った。
【0023】このようにして製造された多層セラミック
蓄電器の微細構造を走査顕微鏡によって拡大して観察す
ると、気空層に浸透して形成された内部電極が、白く線
状に観察された。このことから、スズが気空層に沿って
連続的に浸透し、内部電極の役割を果たしていることを
確認した。図7に蓄電器の微細組織の走査電子顕微鏡写
真を示す。白く線状に写っているのが、上述のスズの層
である。
蓄電器の微細構造を走査顕微鏡によって拡大して観察す
ると、気空層に浸透して形成された内部電極が、白く線
状に観察された。このことから、スズが気空層に沿って
連続的に浸透し、内部電極の役割を果たしていることを
確認した。図7に蓄電器の微細組織の走査電子顕微鏡写
真を示す。白く線状に写っているのが、上述のスズの層
である。
【0024】さらに、本発明の方法により製造された多
層セラミック蓄電器の静電容量を、セラミック誘電体の
誘電率と蓄電器の形状から計算された静電容量と比較し
たところ、約70%の値を表わした。このことから、注
入されたスズが内部電極の役割を十分に遂行しているも
のと認められた。ここで、静電容量における30%程度
の差異は、気空層材料と誘電層との間の接触部分におけ
る有効電極面積の減少に起因するものである。
層セラミック蓄電器の静電容量を、セラミック誘電体の
誘電率と蓄電器の形状から計算された静電容量と比較し
たところ、約70%の値を表わした。このことから、注
入されたスズが内部電極の役割を十分に遂行しているも
のと認められた。ここで、静電容量における30%程度
の差異は、気空層材料と誘電層との間の接触部分におけ
る有効電極面積の減少に起因するものである。
【0025】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の多層セ
ラミック蓄電器の製造方法においては、内部電極用の物
質を気空層内に注入して多層セラミックの蓄電器を製造
する場合、従来のように別途の高圧を加えなくても、気
空層内に溶融金属が自動的に浸透し得るため、従来の方
法に比べ、多層セラミック蓄電器の製造が容易となり、
その原価が節減されるという効果がある。
ラミック蓄電器の製造方法においては、内部電極用の物
質を気空層内に注入して多層セラミックの蓄電器を製造
する場合、従来のように別途の高圧を加えなくても、気
空層内に溶融金属が自動的に浸透し得るため、従来の方
法に比べ、多層セラミック蓄電器の製造が容易となり、
その原価が節減されるという効果がある。
【図1】本発明による多層セラミック蓄電器の製造工程
(図1〜5)のうち、誘電体層に類似電極物質を塗布し
た状態を示す斜視図である。
(図1〜5)のうち、誘電体層に類似電極物質を塗布し
た状態を示す斜視図である。
【図2】誘電体層の積層方法を示す図である。
【図3】誘電体層を積層した誘電体の斜視図である。
【図4】図3のA−A線の断面図である。
【図5】誘電体に外部電極を結合した状態を示す蓄電器
の斜視図である。
の斜視図である。
【図6】気空層内部に溶融金属を注入する装置の概略の
断面図である。
断面図である。
【図7】本発明の製造方法により製造された多層セラミ
ック蓄電器の微細構造を示す走査電子顕微鏡写真の模式
図である。
ック蓄電器の微細構造を示す走査電子顕微鏡写真の模式
図である。
1 誘電体層 2 類似電極物質 3 外部電極 4 圧力ゲージ 5 真空ゲージ 6 コーク 7 支持棒 8 溶融金属 9 焼結した積層誘電体
Claims (4)
- 【請求項1】 類似電極物質を塗布した誘電体層を積層
して焼結を行い、形成された気空層内に内部電極形成用
の溶融金属を注入して多層セラミック蓄電器を製造する
方法において、 焼結により酸化した気空層の表面の少なくとも一部を還
元し、別途の圧力を加えることなく溶融金属を気空層内
部に浸透させることを特徴とする多層セラミック蓄電器
の製造方法。 - 【請求項2】 上記類似電極の物質が、2NiCO3 ・
3Ni(OH)2・4H2 Oとカーボンブラックとの混合
物からなり、焼結した後の気空層に酸化ニッケルが形成
されている請求項1記載の製造方法。 - 【請求項3】 上記内部電極形成用の溶融金属が、鉛、
スズ又は鉛−スズ合金からなることを特徴とする請求項
1記載の製造方法。 - 【請求項4】 酸化ニッケルからなる気空層の表面を還
元法により金属ニッケルに還元し、表面エネルギーを金
属の表面エネルギーに相応すべく増加させることによ
り、他の金属との接触性を向上させることを特徴とする
請求項1又は請求項2記載の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR4784/1990 | 1990-04-07 | ||
KR1019900004784A KR920006856B1 (ko) | 1990-04-07 | 1990-04-07 | 주입전극법에 의한 다층세라믹 축전기의 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05308033A JPH05308033A (ja) | 1993-11-19 |
JPH0648669B2 true JPH0648669B2 (ja) | 1994-06-22 |
Family
ID=19297775
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3101739A Expired - Fee Related JPH0648669B2 (ja) | 1990-04-07 | 1991-04-08 | 多層セラミック蓄電器の製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5090099A (ja) |
JP (1) | JPH0648669B2 (ja) |
KR (1) | KR920006856B1 (ja) |
GB (1) | GB2242784B (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69401826T2 (de) * | 1993-03-25 | 1997-06-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dünnschichtkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung |
US6570753B2 (en) | 2001-05-25 | 2003-05-27 | University Of Houston | Capacitor and method of storing energy |
JP2004080048A (ja) * | 2003-10-06 | 2004-03-11 | Kyocera Corp | 電子部品 |
CN102906835B (zh) | 2009-12-16 | 2016-08-17 | 艾普瑞特材料技术有限责任公司 | 具有三维高比表面积电极的电容器和制造方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1301378B (de) * | 1966-03-30 | 1969-08-21 | Ibm | Verfahren zur Herstellung vielschichtiger elektrischer Schaltungselemente auf keramischer Basis |
US3965552A (en) * | 1972-07-24 | 1976-06-29 | N L Industries, Inc. | Process for forming internal conductors and electrodes |
US4189760A (en) * | 1973-05-13 | 1980-02-19 | Erie Technological Products, Inc. | Monolithic capacitor with non-noble metal electrodes and method of making the same |
GB2103422B (en) * | 1981-07-30 | 1985-02-27 | Standard Telephones Cables Ltd | Ceramic capacitors |
EP0089550A3 (de) * | 1982-03-19 | 1984-09-26 | DRALORIC Electronic GmbH | Monolithischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung |
JPS61193418A (ja) * | 1985-02-21 | 1986-08-27 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミツクコンデンサ |
US4935843A (en) * | 1988-07-01 | 1990-06-19 | Avx Corporation | Lead filled ceramic capacitor |
-
1990
- 1990-04-07 KR KR1019900004784A patent/KR920006856B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1991
- 1991-01-08 US US07/639,509 patent/US5090099A/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-17 GB GB9101042A patent/GB2242784B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-08 JP JP3101739A patent/JPH0648669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR920006856B1 (ko) | 1992-08-20 |
KR910019263A (ko) | 1991-11-30 |
US5090099A (en) | 1992-02-25 |
JPH05308033A (ja) | 1993-11-19 |
GB9101042D0 (en) | 1991-02-27 |
GB2242784B (en) | 1994-08-24 |
GB2242784A (en) | 1991-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0821377B1 (en) | Method of producing a monolithic ceramic capacitor | |
US4189760A (en) | Monolithic capacitor with non-noble metal electrodes and method of making the same | |
JP2002260951A (ja) | 積層型誘電素子及びその製造方法,並びに電極用ペースト材料 | |
EP1793416A2 (en) | Capacitor and method for manufacturing the same | |
JP4590868B2 (ja) | 積層型圧電体素子及びその製造方法 | |
JPH0648669B2 (ja) | 多層セラミック蓄電器の製造方法 | |
JP2994492B2 (ja) | 積層型圧電アクチュエータおよびその製造方法 | |
Shoji et al. | Effect of heat treatment on dielectric properties of X7R designated MLCs with Ni internal electrodes | |
JP2003115416A (ja) | 導電性ペースト、積層セラミック電子部品の製造方法および積層セラミック電子部品 | |
JP3088509B2 (ja) | セラミック電子部品の製造方法 | |
KR0168894B1 (ko) | 적층 세라믹 캐패시터 제조 방법 | |
JP4122845B2 (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 | |
JP6130370B2 (ja) | 多層圧電デバイスの製造方法、助剤を含む多層圧電デバイス、および多層圧電デバイスの破壊応力抑制のための助剤の使用 | |
JP2970781B2 (ja) | 積層コンデンサの製造方法 | |
JP3075230B2 (ja) | セラミック電子部品の製造方法 | |
US7277269B2 (en) | Refractory metal nickel electrodes for capacitors | |
CA1098186A (en) | Capacitor with non-noble metal electrodes and method of making the same | |
JP4192523B2 (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 | |
WO2021235238A1 (ja) | コンデンサ | |
JPH11233364A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 | |
JP3873928B2 (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 | |
JP4561165B2 (ja) | 積層セラミック電子部品の製造方法 | |
JPH09102436A (ja) | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 | |
JP2007227482A (ja) | 積層セラミック素子の製造方法及びセッター | |
JP4581584B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |