JPH065402A - セラミック素子 - Google Patents

セラミック素子

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JPH065402A
JPH065402A JP18586892A JP18586892A JPH065402A JP H065402 A JPH065402 A JP H065402A JP 18586892 A JP18586892 A JP 18586892A JP 18586892 A JP18586892 A JP 18586892A JP H065402 A JPH065402 A JP H065402A
Authority
JP
Japan
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ceramic
site
electrode
resistance
electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP18586892A
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English (en)
Inventor
Hideaki Niimi
秀明 新見
Terunobu Ishikawa
輝伸 石川
Yasunobu Yoneda
康信 米田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP18586892A priority Critical patent/JPH065402A/ja
Publication of JPH065402A publication Critical patent/JPH065402A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電極にNi,Fe,Co等の卑金属を採用し
てセラミックと同時焼成する場合の、セラミックの還元
を防止して電気的特性の悪化を回避できるセラミック素
子を提供する。 【構成】 セラミック層2,6と内部電極3とを一体焼
成してなるPTCサーミスタ1を構成する場合に、上記
セラミック層2,6を構成するチタン酸バリウムのモル
比Baサイト/Tiサイトを1.02〜1.3 の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンデンサ,PTCサ
ーミスタ,あるいは回路基板等の電子回路部品として採
用されるセラミック素子に関し、詳細には電極にNi,
Fe,Co等の卑金属を採用して焼成,あるいは熱処理
を施す場合の、セラミックの還元を防止して電気的特性
が悪化するのを回避できるようにしたセラミック組成物
の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にセラミック素子においては、セラ
ミックが有する誘電性,半導性,絶縁性を利用してコン
デンサ,サーミスタ,フィルタ,あるいは回路基板等の
各種の電子回路部品として使用されている。このセラミ
ック素子に採用される電極には、耐酸化性,耐熱性を向
上させる観点から、従来、PtやPd,及びこれらの合
金からなる貴金属を用いる場合が多い。しかし、これら
の貴金属は高価であることから、部品コストが上昇する
という問題がある。また、PTCサーミスタ等に採用さ
れる半導体セラミックでは、電極にPtやPdを用いる
とオーミック接触が得られなくなる場合があり、その結
果抵抗値が著しく上昇するという問題がある。このた
め、従来、上記電極にCu,Ni,Fe,あるいはCo
等の卑金属を使用し、低コスト化及びオーミック性の向
上を図る試みがなされている。例えば、チタン酸バリウ
ム系セラミック層とNiからなる電極とを交互に積層
し、この積層体を一体焼結してなるセラミック素子を、
積層型コンデンサとして採用したものが提案されている
(例えば、特公昭56-46641号公報参照) 。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記Ni等
の卑金属を電極に採用する場合、該電極とセラミックと
を大気中で同時焼成したり,あるいは還元焼成した後,
再酸化処理を施す際に、電極材料が酸化しないように酸
素分圧を下げるようにしている。しかしながら、従来の
セラミック素子では、上記酸素分圧を下げるとセラミッ
クが還元されてしまうという問題が生じる。その結果、
例えばコンデンサ用誘電体セラミックでは絶縁抵抗が低
下したり,サーミスタ用半導体セラミックではキュリー
温度での抵抗値が急激に上昇する,いわゆるPTC特性
が得られなくなる。ここで、上記酸素分圧を高精度に制
御することによってセラミックの還元を回避することが
考えられる。しかし、この酸素分圧を高精度にコントロ
ールすることは困難であり、この点での改善が要請され
ている。
【0004】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、電極にNi金属等を採用して焼成,熱処理を施
す際に、酸素分圧を高精度に制御することなくセラミッ
クの還元を防止でき、ひいては電気的特性の悪化を回避
できるセラミック素子を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、上述の
目的を達成するために鋭意検討したところ、チタン酸バ
リウムのBaサイト/Tiサイト比を規制することによ
ってセラミック自体の耐還元性を向上できることを見出
した。このような耐還元性に優れたセラミックを採用す
ることにより、還元性雰囲気で焼成してもセラミックの
還元を防止でき、ひいては酸素分圧の制御を不要にでき
ることを見出し、本発明を成したものである。
【0006】そこで本発明は、セラミックと電極とから
なるセラミック素子において、該セラミックがチタン酸
バリウムを主成分とし、これのモル比Baサイト/Ti
サイトを1.02〜1.3 の範囲内としたことを特徴としてい
る。
【0007】ここで、本発明のセラミック素子には、チ
タン酸バリウムを主成分とするコンデンサ,サーミス
タ,フィルタ,抵抗器,あるいは基板等の電子回路部品
が含まれる。また、上記セラミック素子の構造として
は、セラミックの表面に電極を形成したもの、またこの
電極の一部を焼結体の内部に形成したもの、あるいはセ
ラミック層と電極とを交互に積層し、この積層体内に電
極を埋設してなるものが含まれる。
【0008】
【作用】本発明に係るセラミック素子によれば、チタン
酸バリウムのモル比Baサイト/Tiサイトを1.02〜1.
3 の範囲内としたので、このような組成比とすることに
より耐還元性に優れたセラミックが得られる。従って、
上記セラミックとNi,Fe,Co等の卑金属からなる
電極とを同時焼成したり,あるいは熱処理する場合に、
還元雰囲気で行ってもセラミックが還元されることはな
いから、酸素分圧のコントロールを不要にでき、ひいて
は電気時特性の悪化を回避できる。この結果、コンデン
サ用誘電体セラミックでの絶縁抵抗を向上でき、またサ
ーミスタ用半導体セラミックでのPTC特性を向上でき
る。なお、本発明で用いているモル比Baサイト/Ti
サイトとは、一般にBaサイトに入るといわれているC
a,Sr,Pb,La,Ndなどと、Tiサイトに入る
といわれているTa,W,Nb,Zrなどとの焼成体の
組成比を示す数値である。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明す
る。図1及び図2は本発明の一実施例によるセラミック
素子を説明するための図である。本実施例では、正の抵
抗温度特性を有する積層型のサーミスタに適用した場合
を例にとって説明する。図において、1は本実施例の正
特性サーミスタであり、これは半導体セラミック層2と
Ni金属からなる内部電極3とを交互に積層するととも
に、これの上面,下面にダミー用セラミック層6を重ね
て積層体を形成し、この積層体を一体焼結して焼結体4
を形成して構成されている。この焼結体4は、上記セラ
ミック層2,6と内部電極3とを同時に還元性雰囲気中
にて高温焼成して形成されたものである。
【0010】上記焼結体4の左, 右端面4a,4bには
上記各内部電極3の一端面3aのみが交互に露出してお
り、他の端面は焼結体4内に埋設されている。また、上
記焼結体4の左, 右端面4a,4bにはAgからなる外
部電極5が被覆形成されており、この外部電極5は上記
各内部電極3の一端面3aに電気的に接続されている。
【0011】そして、上記セラミック層2,6は、チタ
ン酸バリウムを主成分とし、これのモル比Baサイト/
Tiサイトが1.02〜1.3 の範囲内からなる組成物により
構成されている。
【0012】次に、上記正特性サーミスタ1の一製造方
法について説明する。まず、原料として、BaCO3
TiO2 ,La2 3 ,SiO2 を用い、これらの各原
料を以下の組成となるよう調合する。 (Ba0.998 La0.002 )m TiO3 +0.01SiO2 上記原料を、純水及びジルコニアボールとともにポリエ
チレン製ポット内に入れて5時間粉砕混合した後、乾燥
させて1100℃×2時間仮焼成する。
【0013】次に、上記仮焼結体を再度粉砕して仮焼成
粉を形成し、この粉末に有機バインダー,溶剤,及び分
散剤を混合してスラリーを形成する。このスラリーから
厚さ0.1mm のセラミックグリーンシートを形成する。次
いで、このグリーシートを7.5 ×6.5mm の大きさにカッ
トし、これにより多数の半導体セラミック層2,6を形
成する。
【0014】次に、Ni粉末にワニスを混合して電極ペ
ーストを作成し、このペーストを上記各セラミック層2
の上面に印刷して内部電極3を形成する。この内部電極
3はこれの一端面3aのみがセラミック層2の端縁に位
置し、残りの端面は内側に位置するように形成する。
【0015】次いで、図2に示すように、上記セラミッ
ク層2と内部電極3とが交互に重なり、かつ各内部電極
3の一端面3aがセラミック層2の左, 右端縁に交互に
露出するよう積層し、これの上面,下面にダミー用セラ
ミック層6を重ねた後、これを圧着して積層体を形成す
る。
【0016】上記積層体を、大気中で加熱してバインダ
を燃焼させた後、続いてH2/N2 =3%の還元雰囲気中
にて1350℃に昇温し、2 時間焼成して焼結体4を得る。
そして、この焼結体4の左, 右端面4a,4bにAgペ
ーストを塗布した後、650 ℃で焼き付けて外部電極5を
形成し、この外部電極5と各内部電極3とを電気的に接
続する。これにより本実施例の積層型正特性サーミスタ
1が製造される。
【0017】
【表1】
【0018】表1は、上記方法により製造された正特性
サーミスタ1の効果を確認するために行った特性試験の
結果を示す。この試験は、表に示すように、Baサイト
/Tiサイト比を1.00〜1.40の範囲で変化させて本実施
例方法により多数の試料を製造し、この各試料の室温で
の抵抗値(Ω),及び抵抗温度係数( %/ ℃) を測定し
た。なお、抵抗温度係数は、次式により算出した。 抵抗温度係数=In(R140/R120)/(140 −120)×100 ここで、R140 は140 ℃における抵抗値、R120 は120
℃における抵抗値である。
【0019】表1からも明らかなように、Baサイト/
Tiサイト比が1.02未満の場合は、抵抗値は低いもの
の、抵抗温度係数は負のNTC特性となっている。また
Baサイト/Tiサイト比が1.3 を越えると、抵抗値は
5.8 Ωと急激に上昇している。これに対して、Ba/T
i比が1.02〜1.3 の範囲内では、何れの試料も抵抗値は
0.20〜0.42Ωと1Ω以下であり、しかも抵抗温度係数は
2.0 〜5.2 と満足できるPTC特性が得られている。こ
のようにBaサイト/Tiサイト比を1.02〜1.3とする
ことにより、耐還元性に優れたセラミック層が得られる
ことから、還元性雰囲気で焼成を行ってもセラミック層
が還元されることはない。その結果、電気的特性の悪化
を回避でき、ひいてはNi等の卑金属の採用を可能にで
きる。
【0020】なお、上記実施例ではPTCサーミスタを
例にとって説明したが、本発明のセラミック素子の用途
は勿論これに限られるものではなく、チタン酸バリウム
を主成分とするコンデンサ等の電子部品に採用できる。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明に係るセラミック素
子によれば、チタン酸バリウムのモル比Baサイト/T
iサイトを1.02〜1.3 としたので、セラミックの耐還元
性を大幅に向上でき、これによりセラミックとNi,F
e,Co等の卑金属からなる電極とを還元雰囲気で焼成
してもセラミックの還元を防止でき、ひいては電気特性
の悪化を回避できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるセラミック素子を説明
するための断面図である。
【図2】上記実施例のセラミック素子の分解斜視図であ
る。
【符号の説明】 1 正特性サーミスタ(セラミック素子) 2,6 セラミック層(セラミック) 3 内部電極(電極)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セラミックと電極とからなるセラミック
    素子において、該セラミックがチタン酸バリウムを主成
    分とし、モル比Baサイト/Tiサイトを1.02〜1.3 の
    範囲としたことを特徴とするセラミック素子。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記電極の少なくと
    も一部がセラミック内部に埋設されていることを特徴と
    するセラミック素子。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、上記セラミッ
    クが、正の抵抗温度特性を有する半導体セラミックであ
    り、該セラミックと電極とを交互に積層して構成されて
    いることを特徴とするセラミック素子。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
    上記電極がNi,Fe,Co,W,Ta,Ti,Mo,
    Nbのうち少なくとも1種以上の元素を含んでいること
    を特徴とするセラミック素子。
JP18586892A 1992-06-19 1992-06-19 セラミック素子 Pending JPH065402A (ja)

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JP18586892A JPH065402A (ja) 1992-06-19 1992-06-19 セラミック素子

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6911102B2 (en) * 1999-08-09 2005-06-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element
JP2008205343A (ja) * 2007-02-22 2008-09-04 Tdk Corp 積層型サーミスタの製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6911102B2 (en) * 1999-08-09 2005-06-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Laminated type semiconductor ceramic element and production method for the laminated type semiconductor ceramic element
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010918