JPS58186928A - セラミツク積層コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はセラミック積層コンデンサに関し、特に、電
極材料の改良に関するものＣある。

セラミック積層コンデンサは、図面に示づように、負型
的には、複数個の内部電極１を含み、各内部電極ｉｍｌ
にはセラミック２か介在し、内部電−１はいずれかの外
部電極３に導通した状態とされる。

このようなセラミック積層コンデンυを製造するには、
たとえば次のような方法が採用される。

すなわち、厚さ５Ｏ−＝１００μ−のセラミッククリー
ンシートを、印刷、ドクターブレード法、スプレー払な
どにより作成し、このセラミックグリーンシー［・の上
に内部電極１となる金属粉末のベース］・を印刷し、こ
れらを複数枚積み重ねて熱圧着し、一体化したものを自
然雰囲気中１２５０〜１４００℃で１１１成して焼結体
を作り、内部電１１１と導通する外部電極３を焼結体の
端面に焼付けていた。

この場合、内部電極１の材料としては、次のような条件
を満足する必要があった。

■セラミックが焼結する温度以上の融点を有すること。

■自然雰囲気中で１３００’Ｃ前侵の１１度に加熱して
も、セラミックと接触して鹸化したり、セラミックと反
応を起こさないこと。

このような各条件を満足する内部電極１の材料としては
、パラジウム、白金、鍜−パラジウムなどの貴金属があ
り、これまでの多くのセラミック積層コンデンサにおい
ては、内部電極１としてこのような負金属が使用されて
いた。

しかしながら、上述の貴金属は、内部電極１のための材
料として優れた特性を有しているが、反面、高価である
ため、セラミック積層コンデンサのコストに占める割合
が２０〜５０％にも達し、コストアップの最大の原因に
なっていた。

このような問題に対処するため、内部電極１の材料とし
て、安価な卑金属を用いる試みがなされるようになった
。たとえば、卑金属として、ニッケルを用いると、ニッ
ケルは３００℃以上の酸化性雰囲気で加熱すると酸化し
、セラミックと反応するため、電極を形成することがで
きなくなる。

このニッケルの鹸化を防止するためには、中性まＩこは
還元性雰囲気中でセラミックを内部電極１とともに焼成
するようにしなければならないが、一般的に、セラミッ
クは、強く還元されてしまい、比抵抗が１０〜１０８Ω
・０層と低くなり、コンデンサ用１ｌＩｌ１体として使
用できなくなる。

卑金属を内部電極１として用いる他の試みとして、次の
ようなものもあった。前述した試みが開−を招いたのは
、内部電極１となるべき金属粉末のペーストを印刷する
工程の後で、セラミックの焼成を行なう工程を実施した
ためである。したがって、セラミックの１ｉＩＩＩＲの
讃で、内部電極１を形成することができれば、前述した
ような問題に遭遇しないことになる。そこで、次の試み
として、鋺述の典型的な１程における１内部電極１とな
る金属粉末のペーストを印刷する工程」の代わりに、カ
ーボン粉末のペーストを印刷する工程を実績した。これ
によれば、セラミックの焼成後には、カーボンが燃焼し
てしまい、内部電極１が形成されるべき部分に一閣を残
すことになる。そこで、アルミニウム、鉛、錫なくの金
属の溶−したものをこのｓｌｌに注入して、内部電極１
を形成することが行なわれていた。

他方、外部電極３としては、前述したように、焼付にノ
により形成していた。この外部電極３を形成するだめの
材料としては、一般に、鍜または銀−パラジウムのペー
ストを用い、これを焼付けていた。これが一般的な方法
であるが、ここで高価な貴金属を用いることから、内部
電極１の場合と同様に、セラミック積層コンデンサのコ
ストアップの原因となり′【いた。また、銀、銀−パラ
ジウムによる外部電Ｊｊ３ｔ、このようなセラミック積
ｆｉ１−Ｊンｆンサをチップ型部品としてプリント回路
基板等Ｉ＼はんだ付けする際、はんだ食ゎれという不都
合な現象も生じていた。さらに、前述した内部電！ａｌ
ｌに対し【、ニッケル、鉛、アルミニウム、錫なとの卑
金属表用い（いる場合、このような負金属による外部電
４１３とのなじみが急（、導通不良というｖａｍｂ生じ
た。

口のような外部電極３に対する＠題に対処するため、外
部ｔ！［１３のＩＩＮとして安価な銅を用いる試みもな
された。しかしながら、銅を用いた外部電極３の焼付６
）による形成には、銅粉末のペースト庖構成するガラス
フリットの開発と重要なｒｌＪＭをＩＩＬ−Ｃいｌご。

１ｊラスタリツトの代表的なものとしく、小つクイｌ１
ｌＩ給があるが、これを用いて銅の外部電極３を自然雰
囲気中で焼付けにより形成した場合、銅が容易に鹸化さ
れ°【、酸化鋼となるため、電気抵抗が轟くなり、電極
としては不都合なものになる。そこで、綱ペーストの焼
付けを、中性または弱還元性雰囲気中で行なうのも１つ
の方法Ｃあるが、この場合には、セラミックが還元され
、絶縁抵抗が劣化し、また、誘電損失が増大するという
不都合が生じるのである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、コストダウンが
図られかつ品質が向上されたセラミック積−コンデンサ
を提供′することである。

この発明は、要約すれば、内部電極を卑金属から構成し
、外部ｉＩ機を、綱、ニッケル、アルミニウムのいずれ
か少なくとも１種により構成した、セラミック績−」ン
デンサである。

以下、この発明を、種々の好ましい実施例に関連して説
明する。

再び図面を参照して、この発明の実ｆｌＩ例では、内部
ｉ１１倫１ｆ構成′りる材料として、ニッケル、鉄、コ
バルト、さらにまた、融点の比較的低い鉛、アルミニウ
ム、錫、等が用いられる。これらはいｆれも安価な卑金
属である。

内５ｓｉｉ極１の材料の例として褐げられたニッケル、
鉄、」バルトなどを用いる場合、これらの金属粉末のペ
ーストをセラミックグリーンシート上に印刷して、中性
または還元性ｌｔｓ気中でセラミックをこれら金属ペー
ストとともに焼成するのは、従来例において述べたのと
同様である。ここで、従来において生じたセラミックの
還元という内題を遊番プるために、好ましくは、非還元
性誘電体セラミソ：）組成物Ｄ・用いられる。このよう
な非還元＋！Ｌ講亀体セノミソ２組ｊｔｃｍとしては、
本願出願人によ〕で既に特許出願されている次のような
組成物が例示される。

（ＤＩＩｌｆＡ式 ％式％ ） で表わされるブタン酸バリウム系誘電体セラミック組成
’ｊｈ　Ｌｊ　ｄｊい（、Ｉ、Ｘ、Ｖが次の範囲にある
ことを特徴とする非還元性誘電体セフミック組成物１゜ １．００５≦―≦１．０３ ０．０２＝ｘ≦０．２２ ｏ＜ｙ≦０．２０ ■組成式 ％式％ で表わされるブタン畿バリウム系誘亀体セラミックＩ＃
成物におい（’、ａｌ、Ｘ、ｙが次の範囲にあることを
特徴とする非還元性誘電体セラミック組成物。

１．００５≦―≦１．０３ ０．０２≦Ｘ≦０．２２ ０．０５≦ｙ≦０．３５ ■組成式 ％式％） で表わされるチタン酸バリウム系誘電体セラミック組成
物において、鶴、Ｘ、Ｖ、Ｚが次のａｌｌにあることを
特徴とする非還元性誘電体セラミック組成物。

１．００５≦−≦１．０３ ０．０２≦Ｘ≦０．２２ ０．０５≦ｙ≦０．３５ ｏ、００＜ｚ≦０．２０ ■ＣａＺｒ０ａとＭｎＯ□とからなり、一般式０式％ と表わしたとき、Ｃａ　Ｘ　Ｚｒ　ＯｓのＸが次に示す
範囲にあり、かツＣａ　Ｘ　Ｚ　ｒ　Ｏｓの一１ｉ１．
００に対しＭｎ　Ｏｚ　　（−ｖ　）が次に示す重量比
からなることを特徴とする非還元性誘電体セラミック組
成物。

０．８５＜ｘ　＜１．３０ ０．０５＜ｙ　＜０．０８　（重量比）■（Ｂａ　Ｃａ
　）Ｚｒ　ＯｓとＭｎＯ２とからなり、一般式 ％式％ のＸ、Ｖが次に示す範囲にあり、かつ（Ｂａ　。

ｃａｌ−８）、ＺｒＯ＃の１１鏝１．００に対しＭｎ　
Ｏｚ　　（−１＞が次に示すＩＩ鏝比からなることを特
徴とする非還元性誘電体セラミック組成物。

０　　　　＜ｘ　＜０．　２０ ０．８５＜ｙ　＜０．３０ ０．００５＜Ｚ　＜Ｑ、ｏｓ　（Ｉｉ重量比これらの非
還元性誘電体セラミック組成物■〜■は、中性または還
元性雰囲気中で焼成しても絶縁抵抗の低下が起こらず、
また、誘電損失の増大も生じない。したがって、ニッケ
ル、鉄、コバルトなどの卑金属を内部電極として用い、
これらの卑金属が鹸化されまたはセラミックと反応する
ことを防止しながら、中性または還元性雰囲気中で焼成
することができる。

一方、比較的低い一点をもつものとして例承した鉛、ア
ルミニウム、錫のような卑金属は、従来技術において既
に述べた注入方式を用いることができ、これによれば、
上述の非還元性誘電体セラミック組成物に限らず、通常
の誘電体セラミック組成物を用いることができる。

この発明の実施例の外部電極３としては、銅、ニッケル
もしくはアルミニウム、またはこれらの合金が用いられ
る。銅またはニッケルを用いる場合、これらの金属粉末
のペーストを焼付けするｈ法、蒸着法、スパッタ法、無
電解めっき法、溶射法、などが用いられ得る。特に、銅
の焼付けに関しては、用いられるガラスフリットとして
、最近、優れた性質をもつものが提案されている。その
−例は、ホウケイ酸亜船、ホウケイ酸バリウムなどであ
る。これらの組成のガラスフリットによれば、自然雰囲
気中での良好な銅の焼付けが可能となりた。したがって
、この場合には、誘電体セラミック材料としては、あえ
て非還元性誘電体セラミック組成物を用いることなく、
通常の誘電体セラミック組成物を用いて、ＷｓｌＩなく
銅の外部電極３を焼付けにより形成することができる。

なお、セラミック材料として、前述したような非還元性
誘電体セラミック組成物を用いれば、ガラスフリットの
組成または特性にとられれることなく、外部電極３の焼
付ｔプによる形成を行なうことができるのはもちろんで
ある。

内部電極１として注入方式を用いる場合、比較的低い融
点の材料を用いるため、外部電極３を予め設けておき、
その後、内部電極１の金属を注入する５沫が適用される
。

外部電−３としてアルミニウムを用いる場合には、上述
した銅またはニッケルの外部電極３の形成方性のうち、
無電解めっき沫が適用することがＣきないだけで、他の
５沫は等しく適用することができる。

以上のように、この発明によれば、内部電極として卑金
属が用いられ１、外部電極として、銅、ニッケルもしく
はアルミニウム、またはこれらの合金が用いられてセラ
ミック積層コンデンサが構成されるので、いずれも安価
な金属を用いていることから、安価なセラミック積層コ
ンデンサを提供９−ることができる。セラミック積層コ
ンデンサにおいて電極材料がコストに占める割合が約半
分にも達する現状を考慮すれば、このコストダウンに対
する効果は極めて大きいものであるということができる
。また、外部電極として、従来ように、銀、帳−パラジ
ウムを用いる場合に比べて、外部電極と内部電極とのな
じみが良好となり、外部電極の引張り強度が高くなり、
かつ、良好な導通を得ることができる。また、従来の銀
、銀−パラジウムによる外部電極のように、はんだ付け
する際のはんだ食われという境象も生じにくい。

【図面の簡単な説明】

図面は、セラミック積層コンデンサの鈎型的な断面構造
を示す。 図において、１は内部電極、２はセラミック、３は外部
電槽である。 特許出願人　株式会社村田製作所 手続補正− 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第　６９０３８　　号２、発明の名称 セラミック積層フンデンンサ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名ＩＩ
　　　（６２３）株式会社村田製作所代表１　村　　　
１）　　　昭 ４、代理人 住　所　大阪市を区天神橋２丁目３醤９＠　八千代第一
ピル自発補正 ６、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の― ７、補正の内容 明細−第１０頁第１４行のｒＯ，８５＜ｙ３０」をｒＯ
，８５＜Ｖ　＜１．３０Ｊに補正１

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　ｎいにセフミンクを介しく極層され！。 状１　’（−配ｌｌされ静電容鏝を形成りるｋめの複数
   −の内部電極と、内部電極の所定のものに接続される静
   電容−取出のための１対の外部電輪と４ｒ−入るセラミ
   ック柚■」）ｉンナにおいむ、前記内部電極は時金属か
   らなり、 舶記外部電極は、銅、−ツクル、メルζ−ウｔ、を含む
   グルーｌから選ばれた少なくとも一種の８属からなるこ
   とを特徴と（る、セラミック積鵬−］ンｉンリ。
2. （２）　　ｅｌｉ＆！ｂうくンクは、非還元性しシくン
   ン−（゛ある、特許請求の範囲第１墳記赦のＬフミｌり
   積■」ンーｆンリ。
3. （３）　　６ｔｉ記外部電極は銅からなる、特許−＊の
   範囲第１墳または第２項記載のせラミック楡−２」ンｉ
   ンリ。
4. （４）　＃２外部電機は、銅を焼付番プることによＪ【
   形成される、特許請求の範囲第３項記載のセラミック積
   層コンデンサ。