JPS6110226A - Reduced reoxidized semiconductor capacitor - Google Patents

Reduced reoxidized semiconductor capacitor

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JPS6110226A
JPS6110226A JP13125984A JP13125984A JPS6110226A JP S6110226 A JPS6110226 A JP S6110226A JP 13125984 A JP13125984 A JP 13125984A JP 13125984 A JP13125984 A JP 13125984A JP S6110226 A JPS6110226 A JP S6110226A
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ceramic
semiconductor
porous
reduction
reoxidation
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治文 万代
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Murata Manufacturing Co Ltd
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はセラミックを還元雰囲気中で熱処理して半導
体化しその後酸化雰囲気中で熱処理して表面に絶縁層を
形成した、還元再酸化型半導体コンデンサに関する。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) This invention relates to a reduction and reoxidation type semiconductor capacitor in which a ceramic is heat-treated in a reducing atmosphere to become a semiconductor, and then heat-treated in an oxidizing atmosphere to form an insulating layer on the surface. Regarding.

(従来技術) たとえばチタン酸バリウム(BaTi03)を主体とし
たセラミックグリーンシートを1300℃前後の空気中
で焼成した後、1000〜1100°Cの還元雰囲気中
で熱処理して半導体化し、その後900〜1000℃の
空気中で熱処理して表面を酸化させ、その表面の酸化層
に銀電極を設けた、還元再酸化型半導体コンデンサが広
く一般に使用されている。このような還元再酸化型半導
体コンデンサは小型で大容量という特徴を有する。
(Prior art) For example, a ceramic green sheet mainly composed of barium titanate (BaTi03) is fired in air at around 1300°C, then heat-treated in a reducing atmosphere at 1000-1100°C to become a semiconductor, and then heated at 900-1000°C. Reduction-reoxidation type semiconductor capacitors are widely used, which have a surface oxidized by heat treatment in air at a temperature of 0.degree. C., and a silver electrode provided on the oxidized layer on the surface. Such a reduction and reoxidation type semiconductor capacitor is characterized by its small size and large capacity.

(発明が解決しようとする問題点) このような還元再酸化型半導体コンデンサにおいて、さ
らに小型で大容量を実現するためには、表面酸化層を薄
くする方法などが考えられる。しかしながら、あまり薄
くすると信頼性の点で問題を生じ、したがって容量を大
きくするにも限界があった。すなわち、このような半導
体コンデンサの材料としては還元され易くかつ再酸化さ
れ易い材料が選ばれるが、表面酸化層を再酸化の段階で
均一にむらなくしかも薄く形成することは困難である。
(Problems to be Solved by the Invention) In order to realize a larger capacity with a smaller size in such a reduction-reoxidation type semiconductor capacitor, a method such as making the surface oxidation layer thinner may be considered. However, if it is made too thin, problems arise in terms of reliability, and therefore there is a limit to increasing the capacity. That is, although a material that is easily reduced and easily reoxidized is selected as a material for such a semiconductor capacitor, it is difficult to form a surface oxidation layer uniformly and evenly and thinly during the reoxidation stage.

なぜなら、半導体層と絶縁層との境界が明確ではないか
らである。現在実現されているもので、その面積容量は
たとえば500〜600nF/+IJIである。
This is because the boundary between the semiconductor layer and the insulating layer is not clear. Currently realized, its areal capacitance is, for example, 500 to 600 nF/+IJI.

それゆえに、この発明の主たる目的は、より一層大容量
化可能な還元再酸化型半導体コンデンサを提供すること
である。
Therefore, the main object of the present invention is to provide a reduction and reoxidation type semiconductor capacitor that can further increase the capacity.

(問題点を解決するための手段) この発明では、還元処理によって半導体化された半導体
セラミック板の少なくとも一方主面に同一または異なる
セラミック材料で多孔質セラミック部分を形成し、再酸
化処理してその多孔質セラミック部分の各セラミック粒
子の表面に絶縁層を形成し、この表面絶縁層に電極を積
層する。
(Means for Solving the Problems) In the present invention, a porous ceramic portion is formed on at least one principal surface of a semiconductor ceramic plate made into a semiconductor by reduction treatment, using the same or a different ceramic material, and then reoxidized to form a porous ceramic portion. An insulating layer is formed on the surface of each ceramic particle of the porous ceramic portion, and an electrode is laminated on this surface insulating layer.

(作用) 多孔質セラミック部分に含まれる各セラミック粒子の表
面に再酸化処理によって形成される表面絶縁層の面積が
大きくなりかつその絶縁層の全面に電極が積層されるの
で、コンデンサとして作用する面積ないし領域もまた大
きくなる。
(Function) The area of the surface insulating layer formed by reoxidation treatment on the surface of each ceramic particle included in the porous ceramic part increases, and electrodes are laminated on the entire surface of the insulating layer, so the area that acts as a capacitor increases. The area also becomes larger.

(発明の効果) この発明によれば、従来に比べて、より一層小型で大容
量のコンデンサを得ることができる。具体的には面積容
量を従来のほぼ1.5〜2倍程度にすることができる。
(Effects of the Invention) According to the present invention, it is possible to obtain a capacitor that is smaller and has a larger capacity than the conventional capacitor. Specifically, the areal capacity can be increased to about 1.5 to 2 times that of the conventional method.

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.

(実施例) 第1図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図である
。第2図はこの実施例の全体を示す図であり、第2図(
a)がその平面図を示し、第2図(b)が第2図(a)
の線nB−11Bにおける断面図を示す。
(Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a main part of an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram showing the whole of this embodiment, and Figure 2 (
a) shows the plan view, and Fig. 2(b) shows the plan view of Fig. 2(a).
A cross-sectional view taken along line nB-11B is shown.

還元再酸化型半導体コンデンサ10は、半導体セラミッ
ク板12を含む。この半導体セラミック板12はたとえ
ばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどから
なり、セラミックグリーンシートの状態で還元雰囲気中
での熱処理により還元されて半導体化されたものである
。この半導体セラミック板12の馬主面上に多孔質セラ
ミック層14.14が形成される。この多孔質セラミッ
クr*tjは、半導体セラミック板12と同一または異
なるセラミック材料からなり、半導体セラミック板がセ
ラミックグリーンシートの状態のとき、その上にたとえ
ばワニスのようなバインダを含む一定の粒度以上のセラ
ミックペーストをたとえば印刷、塗布し、一体的に焼成
されるときそのノ\インダが飛散し或いは蒸発すること
によって、形成される。表面酸化層16が、その多孔質
層14に含まれる各セラミック粒子の表面に、酸化雰囲
気中での熱処理(再酸化処理)によって、形成される。
Reduction-reoxidation semiconductor capacitor 10 includes a semiconductor ceramic plate 12 . The semiconductor ceramic plate 12 is made of, for example, barium titanate or strontium titanate, and is made into a semiconductor by being reduced in the form of a ceramic green sheet by heat treatment in a reducing atmosphere. A porous ceramic layer 14.14 is formed on the main surface of this semiconductor ceramic plate 12. This porous ceramic r*tj is made of the same or different ceramic material as the semiconductor ceramic board 12, and when the semiconductor ceramic board is in the state of a ceramic green sheet, it is coated with particles of a certain particle size or more containing a binder such as varnish. It is formed by, for example, printing or applying a ceramic paste, and then scattering or evaporating the paste when the ceramic paste is fired integrally. A surface oxidation layer 16 is formed on the surface of each ceramic particle included in the porous layer 14 by heat treatment (reoxidation treatment) in an oxidizing atmosphere.

そして、多孔質セラミック層14すなわち表面酸化層1
6上にたとえば銀ペーストの焼付けによって電極18が
全面的に積層される。この電極18は、銀以外の金属で
あってよく、その形成方法も焼付けだけでなく、無電解
メッキなどの湿式メッキやスパッタリング、イオンブレ
ーティング、草着或いはCVDなどの乾式メッキが利用
可能である。そして、電極18には、必要に応じて、リ
ード線が取り付けられる。
Then, the porous ceramic layer 14, that is, the surface oxidized layer 1
An electrode 18 is laminated over the entire surface of the electrode 6 by baking a silver paste, for example. This electrode 18 may be made of a metal other than silver, and its formation method can include not only baking but also wet plating such as electroless plating, dry plating such as sputtering, ion blasting, welding, or CVD. . A lead wire is attached to the electrode 18 as necessary.

実験例 BaTiO3を主体とした組成物にバインダを加えてセ
ラミ・7クペーストを調製し、このセラミックペースト
を押出し成型して、或いはドクタブレード法など公知の
方法によって、半導体セラミック板12となるべきセラ
ミックグリーンシートを得る。このグリーンシートの厚
みは400μmとした。セラミックグリーンシートを第
2図に示すように円板状に打ち抜く。一方、同じ組成の
セラミックグリーンシートを空気中1330°Cで焼成
し、分級して、粒度30〜90μmの粉体(A)を得る
。別に、BaTiO3を主体とした仮焼粉末(B)を得
る。なお、その仮焼塩度は1150℃である。ついで、
A=50%、B=10%、フェス=40%からなるセラ
ミックペーストを作成し、第2図に示すような円形のパ
ターンで、セラミックグリーンシートの両生面上に印刷
、塗布する。その後、乾燥させ、空気中1330℃で2
時間焼成する。したがって、この状態では、緻密な半導
体セラミック板12と、多孔質セラミック部分14とが
形成されている。ついでN290%、N210%の還元
雰囲気中において、1150℃で1時間熱処理して再酸
化処理し、第1図で示すように、多孔質セラミック部分
14の各セラミック粒子の表面に、表面酸化層16を形
成した。
Experimental example A ceramic green paste to be made into the semiconductor ceramic plate 12 is prepared by adding a binder to a composition mainly composed of BaTiO3 to prepare a ceramic paste, and by extrusion molding this ceramic paste or by a known method such as a doctor blade method. Get a sheet. The thickness of this green sheet was 400 μm. The ceramic green sheet is punched out into a disk shape as shown in FIG. On the other hand, a ceramic green sheet having the same composition is fired in air at 1330°C and classified to obtain powder (A) with a particle size of 30 to 90 μm. Separately, a calcined powder (B) mainly composed of BaTiO3 is obtained. In addition, the calcining salinity is 1150°C. Then,
A ceramic paste consisting of A=50%, B=10%, and face=40% is prepared, and printed and applied on both sides of a ceramic green sheet in a circular pattern as shown in FIG. After that, it was dried in air at 1330℃ for 2 hours.
Bake for an hour. Therefore, in this state, a dense semiconductor ceramic plate 12 and a porous ceramic portion 14 are formed. Next, in a reducing atmosphere of 90% N2 and 10% N2, heat treatment is performed at 1150° C. for 1 hour to perform reoxidation treatment, and as shown in FIG. was formed.

その多孔質セラミック層14の表面酸化1’i16上に
銀ペーストを印刷し、830℃で焼付けて電極18を形
成した。
A silver paste was printed on the surface oxidation 1'i16 of the porous ceramic layer 14 and baked at 830° C. to form the electrode 18.

この試料において、面積容量は950nF/cdとなり
、その誘電体損失は3.5%、破壊電圧は250■であ
った。
In this sample, the areal capacitance was 950 nF/cd, the dielectric loss was 3.5%, and the breakdown voltage was 250 ■.

さらに、上述の試料に、従来と同じように、リード線を
取り付け、樹脂で表面を被覆して:lンデンサをつくっ
た。そして、そのようにして得たコンデンサに、85℃
の高温状態で直流25Vを連続的に印加し、また40℃
の湿度95%の状態中で直流18Vを連続的に印加する
テストを行なった。その結果、3000時間経過後も1
00個の試料中不良は1個も発生しなかった。
Furthermore, lead wires were attached to the above-mentioned sample in the same manner as in the conventional method, and the surface was coated with resin to produce a densifier. Then, the capacitor thus obtained was heated at 85°C.
DC 25V was continuously applied at a high temperature of 40℃.
A test was conducted in which 18 V DC was continuously applied at a humidity of 95%. As a result, even after 3000 hours, 1
Out of 00 samples, not a single defect occurred.

比較例 実施例と同じセラミックグリーンシートを、多孔質部分
を形成することなく焼成し、後は実施例と全く同じ方法
で試料を作成した。その結果、面積容量は580 n 
F/ad、誘電体損失は3.0%、破壊電圧は250■
であった。
Comparative Example The same ceramic green sheet as in the example was fired without forming a porous portion, and then a sample was prepared in exactly the same manner as in the example. As a result, the areal capacity is 580 n
F/ad, dielectric loss is 3.0%, breakdown voltage is 250■
Met.

上述の実施例では、多孔質部分14の厚みは50μm程
度とした。しかしながら、この多孔質部分14の厚みは
20μm〜100μmの範囲で任意に設定すればよい。
In the above embodiment, the thickness of the porous portion 14 was approximately 50 μm. However, the thickness of this porous portion 14 may be arbitrarily set within the range of 20 μm to 100 μm.

発明者の実験によれば、多孔質部分の厚みが20μm以
下では表面絶縁層の表面積を拡大するという効果が小さ
く、一方100μm以上では誘電体損失が大きくなる。
According to the inventor's experiments, when the thickness of the porous portion is 20 μm or less, the effect of expanding the surface area of the surface insulating layer is small, while when it is 100 μm or more, the dielectric loss increases.

多孔質部分14は、半導体セラミック板12とのなしみ
などを考えれば、半導体セラミ・7り板12と同一のセ
ラミック材料であることが好ましい。
The porous portion 14 is preferably made of the same ceramic material as the semiconductor ceramic board 12 in view of stains with the semiconductor ceramic board 12.

第2図の例では、全体の形状を円板状に形成している。In the example shown in FIG. 2, the overall shape is formed into a disk shape.

しかしながら、このような外形形状は、その他矩形板状
など、任意の形状が考えられよう。
However, such an external shape may be any other shape such as a rectangular plate shape.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図である
。 第2図は第1図実施例の全体を示す図であり、第2図(
a)はその平面図、第2図(b)は第2図(a)の線1
1B−IIBにおける断面図である。 図において、12は半導体セラミック板、14は多孔質
部分、16は表面酸化層、18は電極を示す。 特許出願人 株式会社 村田製作所 代理人 弁理士 岡 1) 全 啓 (ほか1名)
FIG. 1 is a sectional view showing essential parts of an embodiment of the present invention. Figure 2 is a diagram showing the entire embodiment of Figure 1, and Figure 2 (
a) is its plan view, and Fig. 2(b) is the line 1 of Fig. 2(a).
FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1B-IIB. In the figure, 12 is a semiconductor ceramic plate, 14 is a porous portion, 16 is a surface oxidation layer, and 18 is an electrode. Patent applicant Murata Manufacturing Co., Ltd. Representative Patent attorney Oka 1) Kei Zen (and 1 other person)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 還元処理によって半導体化された緻密な半導体セラ
ミック板、 前記半導体セラミック板の少なくとも一方主面に形成さ
れた多孔質セラミック部分、 前記再酸化処理されることによって前記多孔質部分に含
まれる各セラミック粒子の表面に形成された表面絶縁層
、および 前記表面絶縁層上に積層された電極を含む、還元再酸化
型半導体コンデンサ。 2 前記半導体セラック板はセラミックグリーンシート
を焼成して形成され、 前記多孔質セラミック部分は一定の粒度以上のセラミッ
クペーストを前記セラミックグリーンシートの主面に印
刷して一体的に焼成され、セラミックペーストに含まれ
ていたバインダが飛散することによって形成された、特
許請求の範囲第1項記載の還元再酸化型半導体コンデン
サ。
[Scope of Claims] 1. A dense semiconductor ceramic plate made into a semiconductor by reduction treatment, a porous ceramic portion formed on at least one main surface of the semiconductor ceramic plate, and the porous portion formed by the reoxidation treatment. A reduction and reoxidation type semiconductor capacitor, comprising: a surface insulating layer formed on the surface of each ceramic particle included in the semiconductor capacitor; and an electrode laminated on the surface insulating layer. 2. The semiconductor shellac board is formed by firing a ceramic green sheet, and the porous ceramic part is formed by printing a ceramic paste of a certain particle size or more on the main surface of the ceramic green sheet and integrally firing it, and then forming the ceramic paste into a ceramic paste. The reduction and reoxidation type semiconductor capacitor according to claim 1, which is formed by scattering the contained binder.
JP59131259A 1984-06-25 1984-06-25 Reduction-reoxidation type semiconductor capacitor Expired - Lifetime JPH0640534B2 (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5683918A (en) * 1979-12-12 1981-07-08 Tdk Electronics Co Ltd Semiconductor condenser

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5683918A (en) * 1979-12-12 1981-07-08 Tdk Electronics Co Ltd Semiconductor condenser

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