JPS5886713A - 厚膜コンデンサの製造方法 - Google Patents
厚膜コンデンサの製造方法Info
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- JPS5886713A JPS5886713A JP18627381A JP18627381A JPS5886713A JP S5886713 A JPS5886713 A JP S5886713A JP 18627381 A JP18627381 A JP 18627381A JP 18627381 A JP18627381 A JP 18627381A JP S5886713 A JPS5886713 A JP S5886713A
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- Japan
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- thick film
- film
- capacitor
- heat treatment
- boundary layer
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、超小型で、機器の小型化や軽量化に適した厚
膜コンデンサの製造方法に関するものである。
膜コンデンサの製造方法に関するものである。
粒界障壁を利用した境界層型のセラミックコンデンサは
、比較的小型で大容量のものが得られ、耐圧も高く熱的
安定性にも侵れていることから、電子回路に広く用いら
れるようになってきた。その代表的なものとして、チタ
ン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）およびチタン酸バ
リウＡ （ＢａＴｉ０３）を主成分とする境界層型セラ
ミックスコンデンサがある。その組成９Ｍ法にはいろい
ろなものがあるが、基本的には、半導体化したＳ ｒ
Ｔ ｓ Ｏ３結晶粒子またはＢ ａ Ｔ Ｌ Ｏａ結晶
粒子と、添加物によって形成された境界層（障壁）から
成る微細構造を有しており、その大きな静電容量は粒界
に依存しているｏ Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３境界層型セラ
ミックコンデンサの代表的なものは、Ｓ ｒ Ｔ １０
ａに０．５モル係前後のＢ１２ｏ３９Ｍｎ０２を加え
、円板状に成型して、１ｏＯｏ℃以上の窒素雰囲気中で
焼成した後、８００℃前後の酸化性雰囲気で粒界に゛添
加物の酸化物膜を形成することにより得られる。
、比較的小型で大容量のものが得られ、耐圧も高く熱的
安定性にも侵れていることから、電子回路に広く用いら
れるようになってきた。その代表的なものとして、チタ
ン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）およびチタン酸バ
リウＡ （ＢａＴｉ０３）を主成分とする境界層型セラ
ミックスコンデンサがある。その組成９Ｍ法にはいろい
ろなものがあるが、基本的には、半導体化したＳ ｒ
Ｔ ｓ Ｏ３結晶粒子またはＢ ａ Ｔ Ｌ Ｏａ結晶
粒子と、添加物によって形成された境界層（障壁）から
成る微細構造を有しており、その大きな静電容量は粒界
に依存しているｏ Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３境界層型セラ
ミックコンデンサの代表的なものは、Ｓ ｒ Ｔ １０
ａに０．５モル係前後のＢ１２ｏ３９Ｍｎ０２を加え
、円板状に成型して、１ｏＯｏ℃以上の窒素雰囲気中で
焼成した後、８００℃前後の酸化性雰囲気で粒界に゛添
加物の酸化物膜を形成することにより得られる。
このような境界層型のセラミックコンデンサにおいて、
静電容量の大きさは電極間に直列に接続された粒界の数
に反比例する。したがって、静電容量は素子径と素子厚
みで制御することができる。
静電容量の大きさは電極間に直列に接続された粒界の数
に反比例する。したがって、静電容量は素子径と素子厚
みで制御することができる。
しかし、焼結体であるため、ある程度以上薄いものを得
ることは製造技術的に困難である。。通常の研磨技術に
よって得られるＳｒＴｉＯ３境界層型セラミックコンデ
ンサの厚みは、もっとも薄いもので３００μｍ程度であ
る。Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏａ境界層型セラミックコンデン
サについても同様である。
ることは製造技術的に困難である。。通常の研磨技術に
よって得られるＳｒＴｉＯ３境界層型セラミックコンデ
ンサの厚みは、もっとも薄いもので３００μｍ程度であ
る。Ｂ ａ Ｔ ｉ Ｏａ境界層型セラミックコンデン
サについても同様である。
一方、近年、半導体ＩＣ，ＬＳＩの発展に伴い、電子部
品が急速に小型、軽量化されており、これらを利用して
、各種の小型軽量民生用電子機器が開発されている。そ
のためには、もっと小型、軽量で回路にコンパクトに組
みこめる大容量コンデンサが必要とされて−いる。
品が急速に小型、軽量化されており、これらを利用して
、各種の小型軽量民生用電子機器が開発されている。そ
のためには、もっと小型、軽量で回路にコンパクトに組
みこめる大容量コンデンサが必要とされて−いる。
本発明はかかる状況に基づいてなされたもので、以下に
実施例と共にその詳細を説明する。
実施例と共にその詳細を説明する。
（、実施例１）
研磨、洗浄されたアルミナセラミック基板に、白金ペー
ストを印刷し１．１０５０１：で焼付けを行った。次に
印刷焼付けられた白金電極上に、ＳｒＴ １０ ａ （
９７−６モ／’％）、Ｍｎ０２（０，４モル％）’、５
ｔｏ２（１，６モルチ）、Ｂ１２ｏ３（０，４モル％）
から成る粉体を、プラズマ溶射法によっそ吹き付け、約
１００μｍの厚膜を形成した。その後１１ｏｏ℃の窒素
中で熱処理を行い、冷却後、再度８００℃の空気中で熱
処理を行った。次に膜の上面に、マスクを用いてＡＱの
蒸着電極を設けた。得られた素子の断面図を図面に示す
。図において、１はアルミナセラミック基板、２は白金
電極、３はＳｒＴｉＯ３を主成分とする膜、４はＡＩｌ
電極である。電極２−４間の誘電特性を調べた結果、約
０．０１μＦ／Ｉａの静電容量を有することがわかった
。これは、十分コンデンサとして利用可能な値である。
ストを印刷し１．１０５０１：で焼付けを行った。次に
印刷焼付けられた白金電極上に、ＳｒＴ １０ ａ （
９７−６モ／’％）、Ｍｎ０２（０，４モル％）’、５
ｔｏ２（１，６モルチ）、Ｂ１２ｏ３（０，４モル％）
から成る粉体を、プラズマ溶射法によっそ吹き付け、約
１００μｍの厚膜を形成した。その後１１ｏｏ℃の窒素
中で熱処理を行い、冷却後、再度８００℃の空気中で熱
処理を行った。次に膜の上面に、マスクを用いてＡＱの
蒸着電極を設けた。得られた素子の断面図を図面に示す
。図において、１はアルミナセラミック基板、２は白金
電極、３はＳｒＴｉＯ３を主成分とする膜、４はＡＩｌ
電極である。電極２−４間の誘電特性を調べた結果、約
０．０１μＦ／Ｉａの静電容量を有することがわかった
。これは、十分コンデンサとして利用可能な値である。
走査型電子顕微鏡を用いて得られた膜の微細構造を調べ
た結果、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成分とする膜の厚み
は、約６０μｍに収縮しており、細かい！３ ｒ Ｔ
ｉ Ｏｓ微結晶粒子と添加物の一部が析出した粒界から
成っていることがわかった。
た結果、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成分とする膜の厚み
は、約６０μｍに収縮しており、細かい！３ ｒ Ｔ
ｉ Ｏｓ微結晶粒子と添加物の一部が析出した粒界から
成っていることがわかった。
次に、熱処理する以前のＳｒＴｉＯ３を主成分とする膜
に、同様にしてへ２電極を設けて誘電特性を測定した。
に、同様にしてへ２電極を設けて誘電特性を測定した。
この場合には０ 、００１μＦ〆ｄ以下の静電容量しか
得られず、コンデンサとして用いるのに不適当であった
。この膜について走査型電子顕微鏡を用いて微細構造を
観察した結果、５ｒＴｉｏ３を主成分とする膜は均質な
膜となっておシ、本実施例で見られたような粒界構造は
見られなかった。
得られず、コンデンサとして用いるのに不適当であった
。この膜について走査型電子顕微鏡を用いて微細構造を
観察した結果、５ｒＴｉｏ３を主成分とする膜は均質な
膜となっておシ、本実施例で見られたような粒界構造は
見られなかった。
上記検討結果から明らかなように、実施例ではプラズマ
溶射という手法によって、接着のためのガラス成分を必
要とせずに、焼結タイプのＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３境界層
型セラミックコンデンサと同一組成から成る厚膜を基板
上に形成し、そこに熱処理によって添加物を析出させ、
Ｓ ｒ Ｔ ＊ Ｏｓ微結晶粒子と粒界を形成させてお
り、厚膜であるにもかかわらず、焼結タイプのＳ ｒ
Ｔ ＊ Ｏｓ境界層型セラミックコンデンサに劣らない
優れた特性の境界層型セラミックコンデンサが得られる
。また、この境界層型セラミックコンデンサは厚膜構造
であるため、回路基板上に作りこむことができ、超小型
実装が可能である。
溶射という手法によって、接着のためのガラス成分を必
要とせずに、焼結タイプのＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏ３境界層
型セラミックコンデンサと同一組成から成る厚膜を基板
上に形成し、そこに熱処理によって添加物を析出させ、
Ｓ ｒ Ｔ ＊ Ｏｓ微結晶粒子と粒界を形成させてお
り、厚膜であるにもかかわらず、焼結タイプのＳ ｒ
Ｔ ＊ Ｏｓ境界層型セラミックコンデンサに劣らない
優れた特性の境界層型セラミックコンデンサが得られる
。また、この境界層型セラミックコンデンサは厚膜構造
であるため、回路基板上に作りこむことができ、超小型
実装が可能である。
なお、本実施例では、特定の焼結タイプのＳ ｒ Ｔ
ｉ Ｏｓ境界層型セラミツ・クコ“ンデンサ用組成から
成る原料を用いた場合について説明したが、その原理か
ら考えて、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成分とし、粒界で
大きな静電容量を生ずるのに有効な添加物を含む組成で
あれば、いずれを用いても同様の手法を用いて厚膜コン
デンサを形成し得ることは明らかであり、実際各種希土
類やＢ ａ Ｔ Ｉ Ｏｓなどを添加物として含むもの
を用いても、同様のプロセスで厚膜バリスタを形成する
ことができる。また本実施例では、熱処理温度として、
１１００℃と８ｏＯ℃を用いたが、粒界が形成される温
度以上であれば、コンデンサとしての性能を示すことが
わかった。本実施例の組成の場合には５００℃以上の熱
処理によってコンデンサとしての特性が得られた。すな
わち熱処理温度として、粒界の形成される温度、言い換
えれば、熱によって膜内でＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓの微結
晶化が起こり、その粒界に添加物が偏析し始める温度以
上にとれば、コンデンサとしての性質を示すことがわか
った。
ｉ Ｏｓ境界層型セラミツ・クコ“ンデンサ用組成から
成る原料を用いた場合について説明したが、その原理か
ら考えて、Ｓ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓを主成分とし、粒界で
大きな静電容量を生ずるのに有効な添加物を含む組成で
あれば、いずれを用いても同様の手法を用いて厚膜コン
デンサを形成し得ることは明らかであり、実際各種希土
類やＢ ａ Ｔ Ｉ Ｏｓなどを添加物として含むもの
を用いても、同様のプロセスで厚膜バリスタを形成する
ことができる。また本実施例では、熱処理温度として、
１１００℃と８ｏＯ℃を用いたが、粒界が形成される温
度以上であれば、コンデンサとしての性能を示すことが
わかった。本実施例の組成の場合には５００℃以上の熱
処理によってコンデンサとしての特性が得られた。すな
わち熱処理温度として、粒界の形成される温度、言い換
えれば、熱によって膜内でＳ ｒ Ｔ ｉ Ｏｓの微結
晶化が起こり、その粒界に添加物が偏析し始める温度以
上にとれば、コンデンサとしての性質を示すことがわか
った。
基板上に形成する電極は、膜の熱処理温度で抵接値の大
幅に上昇するものでなければ、白金にこだわる必要はな
く、例えば金などを用いても良い。
幅に上昇するものでなければ、白金にこだわる必要はな
く、例えば金などを用いても良い。
（実施例２）
原料粉末として、Ｂ ａ Ｔ １Ｏ３（９９−４モル係
）、Ｄｙ２０３（０，１モル係）、Ｓ ｔ Ｏ２（ｏ
−ｓモル係）とし、実施例１と同一の手法で、図面と同
様の構成の素子を形成した。この場合にもＳ ｒ Ｔ
ｉ Ｏ３の場合とほぼ同様の誘電特性が得られ、コンデ
ンサとして十分使用できることがわかった。すなわち実
施例１で主成分として用いた５ｒＴｉＯのかわりにＢ
ａ Ｔ ｉ Ｏ３を用いても同様の製法によって厚膜コ
ンデンサの得られることがわかった。
）、Ｄｙ２０３（０，１モル係）、Ｓ ｔ Ｏ２（ｏ
−ｓモル係）とし、実施例１と同一の手法で、図面と同
様の構成の素子を形成した。この場合にもＳ ｒ Ｔ
ｉ Ｏ３の場合とほぼ同様の誘電特性が得られ、コンデ
ンサとして十分使用できることがわかった。すなわち実
施例１で主成分として用いた５ｒＴｉＯのかわりにＢ
ａ Ｔ ｉ Ｏ３を用いても同様の製法によって厚膜コ
ンデンサの得られることがわかった。
その微細構造の観察を行った結果、実施例１とほぼ同じ
結果を得た。したがってＢａＴｉＯ３を主成分とした場
合にも、熱処理温度、添加物についてＳ ｒ Ｔ ｉ
Ｏｓを主成分とした場合と同一の考え方ができることは
明らかである。
結果を得た。したがってＢａＴｉＯ３を主成分とした場
合にも、熱処理温度、添加物についてＳ ｒ Ｔ ｉ
Ｏｓを主成分とした場合と同一の考え方ができることは
明らかである。
上記各実施例で用いたプラズマ溶射装置は、溶射トーチ
、粉末送給装置、制御装置および電源から構成されてい
る。まずガスを溶射トーチ内のア−り発生部に導き、数
１０００’ｌ：の高温に加熱する。これによりガスはプ
ラズマ状態となってノズルから噴出する。このプラズマ
ジェットの中へ、溶射用原料粉末を送給用ガス流にのせ
て送りこむと、この原料粉末は溶融状態となって基板表
面に高速度で溶射され、皮膜状に析出する。上記各実施
例ではガスに不活性ガスを用い、アーク電流として９０
０Ａ流し、３〜６分溶射を行って厚膜を形成した。膜厚
は、溶射時間を変えることによって１通常、２０μｍ〜
５００μｍの間で制御でき、厚み方向に使用した場合の
耐電圧と静電容量を制御することができる。
、粉末送給装置、制御装置および電源から構成されてい
る。まずガスを溶射トーチ内のア−り発生部に導き、数
１０００’ｌ：の高温に加熱する。これによりガスはプ
ラズマ状態となってノズルから噴出する。このプラズマ
ジェットの中へ、溶射用原料粉末を送給用ガス流にのせ
て送りこむと、この原料粉末は溶融状態となって基板表
面に高速度で溶射され、皮膜状に析出する。上記各実施
例ではガスに不活性ガスを用い、アーク電流として９０
０Ａ流し、３〜６分溶射を行って厚膜を形成した。膜厚
は、溶射時間を変えることによって１通常、２０μｍ〜
５００μｍの間で制御でき、厚み方向に使用した場合の
耐電圧と静電容量を制御することができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれば２０〜
６００μｍの任意の膜厚の厚膜コンデンサを形成するこ
とができ、しかも回路基板として用いられるアルミナな
どのセラミック基板上に作り得ることから、回路部品の
超小型実装に貢献し得るものである。
６００μｍの任意の膜厚の厚膜コンデンサを形成するこ
とができ、しかも回路基板として用いられるアルミナな
どのセラミック基板上に作り得ることから、回路部品の
超小型実装に貢献し得るものである。
図面は本発明の一実施例で得られる厚膜コンデンサの断
面図である。 １・・・・・・アルミナセラミック基板、２・・・・・
・白金電極、３・・・・・・ＳｒＴｉＯ３を主成分とす
る膜、４・・・・・・Ａ℃電極。
面図である。 １・・・・・・アルミナセラミック基板、２・・・・・
・白金電極、３・・・・・・ＳｒＴｉＯ３を主成分とす
る膜、４・・・・・・Ａ℃電極。
Claims (1)
- チタン酸ストロンチウムまたはチタン酸バリウムを主成
分とし、境界層形のセラミックコンデンサを形成するの
に有効な添加物を含む粉末を、あらかじめ第１の電極を
設けた基板上にプラズマ溶射法によって吹き付けて厚膜
を形成した後、熱処理を行い、この熱処理によって、厚
膜内部にチタン酸ストロンチウムまたはチタン酸バリウ
ムを主成分とする結晶粒子と、添加物の偏析した粒界と
を形成せしめ、しかる後、前記厚膜上に第２の電極を形
成することを特徴とする厚膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627381A JPS5886713A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 厚膜コンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18627381A JPS5886713A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 厚膜コンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5886713A true JPS5886713A (ja) | 1983-05-24 |
| JPH0133928B2 JPH0133928B2 (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=16185405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18627381A Granted JPS5886713A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | 厚膜コンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5886713A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60113919A (ja) * | 1983-11-26 | 1985-06-20 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子の製造方法 |
| JPS60136213A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子の製造方法 |
| JPS61142726A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-06-30 | 日新電機株式会社 | 多層形セラミツクコンデンサの製造方法 |
| JP2008021895A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | キャパシタ |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51147751A (en) * | 1975-06-11 | 1976-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of making semiconductive ceramic capacitors |
| JPS5572023A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-30 | Murata Manufacturing Co | Method of manufacturing grain boundary insulated laminated porcelain capacitor |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP18627381A patent/JPS5886713A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51147751A (en) * | 1975-06-11 | 1976-12-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method of making semiconductive ceramic capacitors |
| JPS5572023A (en) * | 1978-11-24 | 1980-05-30 | Murata Manufacturing Co | Method of manufacturing grain boundary insulated laminated porcelain capacitor |
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|---|---|---|---|---|
| JPS60113919A (ja) * | 1983-11-26 | 1985-06-20 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子の製造方法 |
| JPS60136213A (ja) * | 1983-12-23 | 1985-07-19 | 松下電器産業株式会社 | 複合機能素子の製造方法 |
| JPS61142726A (ja) * | 1984-12-17 | 1986-06-30 | 日新電機株式会社 | 多層形セラミツクコンデンサの製造方法 |
| JP2008021895A (ja) * | 2006-07-14 | 2008-01-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | キャパシタ |
| JP4591709B2 (ja) * | 2006-07-14 | 2010-12-01 | 信越化学工業株式会社 | キャパシタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0133928B2 (ja) | 1989-07-17 |
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