JPS62128513A - 積層コンデンサ素子の製造方法 - Google Patents
積層コンデンサ素子の製造方法Info
- Publication number
- JPS62128513A JPS62128513A JP60269768A JP26976885A JPS62128513A JP S62128513 A JPS62128513 A JP S62128513A JP 60269768 A JP60269768 A JP 60269768A JP 26976885 A JP26976885 A JP 26976885A JP S62128513 A JPS62128513 A JP S62128513A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- firing
- copper
- dielectric
- ceramic
- capacitor element
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- 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】
産業上の利用分野
本発明は積層コンデンサ素子の製造方法に関し特に、鉛
を含有する複合ペロブスカイト型固溶体を主成分とした
セラミックを誘電体として用い、内部電極に銅もしくは
銅を主成分とする合金を用いた積層コンデンサ素子の製
造方法に関する。
を含有する複合ペロブスカイト型固溶体を主成分とした
セラミックを誘電体として用い、内部電極に銅もしくは
銅を主成分とする合金を用いた積層コンデンサ素子の製
造方法に関する。
従来の技術
近年セラミックコンデンサは素子の小型化、大容量化へ
の要求から積層型セラミックコンデンサが急速に普及し
つつある。積層型セラミックコンデンサは内部電極とセ
ラミックを一体焼成する工程によって通常製造される。
の要求から積層型セラミックコンデンサが急速に普及し
つつある。積層型セラミックコンデンサは内部電極とセ
ラミックを一体焼成する工程によって通常製造される。
従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材料にはチ
タン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、焼成温度
が１３００℃程度と高いため、内部電極材料としてはＰ
ｔ、Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があった。
タン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、焼成温度
が１３００℃程度と高いため、内部電極材料としてはＰ
ｔ、Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があった。
これに対し低酸素分圧雰囲気中で焼成できるチタン酸バ
リウム系材料を用い、Ｎｉなどの卑金属材料を内部電極
として使用した積層コンデンサ素子が提案されており、
その製造条件についてはジャパニーズジャーナルオブア
プライドフイジクスサブリメント、２Ｏ−４（１９８１
）、Ｐ１４７〜１５０などに報告されている。
リウム系材料を用い、Ｎｉなどの卑金属材料を内部電極
として使用した積層コンデンサ素子が提案されており、
その製造条件についてはジャパニーズジャーナルオブア
プライドフイジクスサブリメント、２Ｏ−４（１９８１
）、Ｐ１４７〜１５０などに報告されている。
いっぽう低酸素分圧雰囲気で焼成でき高い抵抗率を有す
る鉛複合ペロブスカイト系の材料を発明者らはすでに提
案している。
る鉛複合ペロブスカイト系の材料を発明者らはすでに提
案している。
発明か解決しようとする問題点
銅もしくは鋼を主成分とする合金を内部電極として用い
、鉛を含有する複合ペロブスカイト型固溶体を主成分と
したセラミックを誘電体として用いた積層コンデンサ素
子は、その製造工程中、素子の焼成工程において銅電極
が酸化して素子の容量が低下したり、酸化した銅成分が
誘電体セラミックと反応し素子の絶縁抵抗値が低下する
などの問題点や、誘電体セラミックが還元され素子の絶
縁抵抗値が低下したり誘電損失が増大するなどの問題点
があった。本発明は銅電極の酸化と誘電体の還元を防ぐ
積層コンデンサ素子の製造方法を提供するものである。
、鉛を含有する複合ペロブスカイト型固溶体を主成分と
したセラミックを誘電体として用いた積層コンデンサ素
子は、その製造工程中、素子の焼成工程において銅電極
が酸化して素子の容量が低下したり、酸化した銅成分が
誘電体セラミックと反応し素子の絶縁抵抗値が低下する
などの問題点や、誘電体セラミックが還元され素子の絶
縁抵抗値が低下したり誘電損失が増大するなどの問題点
があった。本発明は銅電極の酸化と誘電体の還元を防ぐ
積層コンデンサ素子の製造方法を提供するものである。
問題点を解決するための手段
Ｐｂ（Ｎｉ１／３Ｎｂ２．ａ ）０３を主成分とし、Ｃ
ａ。
ａ。
Ｓｒ、Ｂａからなる群から選ばれた少なくとも一種の成
分の酸化物を含む組成のセラミックを誘電体として用い
、鋼もしくは銅を主成分とする合金を内部電極として、
素子の焼成温度をＴ℃、焼成時の雰囲気酸素分圧をＰＯ
２気圧とし、たとき、８００ ≦ Ｔ ≦ｌｌ００ −０．８”（３Ｔ１５００）≦−１ｏｇ＋ｏＰｏ２≦１
９．３３−（２Ｔ／３００ ）なる範囲で焼成を行う。
分の酸化物を含む組成のセラミックを誘電体として用い
、鋼もしくは銅を主成分とする合金を内部電極として、
素子の焼成温度をＴ℃、焼成時の雰囲気酸素分圧をＰＯ
２気圧とし、たとき、８００ ≦ Ｔ ≦ｌｌ００ −０．８”（３Ｔ１５００）≦−１ｏｇ＋ｏＰｏ２≦１
９．３３−（２Ｔ／３００ ）なる範囲で焼成を行う。
作用
本発明の製造方法によれば、銅電極が酸化して素子の容
量が低下したり、酸化した鋼成分が誘電体セラミックと
反応し素子の絶縁抵抗値が低下するなどの問題点や、誘
電体セラミックが還元され素子の絶縁抵抗値が低下した
り誘電損失が増大するなどの問題点が発生せず、絶縁抵
抗が高（、素子の容量が低下しない積層コンデンサ素子
が得られる。
量が低下したり、酸化した鋼成分が誘電体セラミックと
反応し素子の絶縁抵抗値が低下するなどの問題点や、誘
電体セラミックが還元され素子の絶縁抵抗値が低下した
り誘電損失が増大するなどの問題点が発生せず、絶縁抵
抗が高（、素子の容量が低下しない積層コンデンサ素子
が得られる。
実施例
誘電体として次に示す組成式で表される材料を用いた。
Ａ ： （Ｐｂ １．００ Ｃａ ｏ、ｏｓ）（Ｎｉ！
ｚｓ Ｎｂ＊ｚｓ ） ０６８Ｔｉｏ、２ｓｓ （Ｍｇ
１，２ Ｗ １，２ ）０．０２５０３．０５Ｂ ：
（Ｐｂ （１９８Ｓｒ ０．０７）（Ｎｉｔ／
２ Ｎｂ２ｔ３ ） Ｏ６２Ｔｉｏ、３ａ ０３．
０３ Ｃ：（Ｐｂ ＋、ｏｏ Ｂａ ｏ、ｏｓ）（Ｎｉ
ｔｚ３ Ｎｂ２ｚｓ ）ｃｌｓ５７ｉｏ、３ｓ （
Ｚｎ１ｚ２ Ｗｌ／１１ ）０１０ ０３．Ｏ５誘
電体粉末は通常のセラミック製造方法に従い製造した。
ｚｓ Ｎｂ＊ｚｓ ） ０６８Ｔｉｏ、２ｓｓ （Ｍｇ
１，２ Ｗ １，２ ）０．０２５０３．０５Ｂ ：
（Ｐｂ （１９８Ｓｒ ０．０７）（Ｎｉｔ／
２ Ｎｂ２ｔ３ ） Ｏ６２Ｔｉｏ、３ａ ０３．
０３ Ｃ：（Ｐｂ ＋、ｏｏ Ｂａ ｏ、ｏｓ）（Ｎｉ
ｔｚ３ Ｎｂ２ｚｓ ）ｃｌｓ５７ｉｏ、３ｓ （
Ｚｎ１ｚ２ Ｗｌ／１１ ）０１０ ０３．Ｏ５誘
電体粉末は通常のセラミック製造方法に従い製造した。
仮焼条件は８００℃２時間とした。粉砕した仮焼粉末は
アクリル樹脂、溶剤と混合しドクターブレードを用い厚
さ４２μｍにシート化した。シート上に金属銅粉末とア
クリル樹脂溶剤を混合した電極ペーストを印刷し電極が
交互に引き出されるように積層し切断した。積層体は磁
器ボート内に粗粒ジルコニアを敷きその上に載せ１％０
２−Ｎ２ガスを流し３５０℃でバインダーをバーンアウ
トした。
アクリル樹脂、溶剤と混合しドクターブレードを用い厚
さ４２μｍにシート化した。シート上に金属銅粉末とア
クリル樹脂溶剤を混合した電極ペーストを印刷し電極が
交互に引き出されるように積層し切断した。積層体は磁
器ボート内に粗粒ジルコニアを敷きその上に載せ１％０
２−Ｎ２ガスを流し３５０℃でバインダーをバーンアウ
トした。
第２図に焼成時の積層体を入れるマグネシア磁器容器の
断面を、第３図に焼成炉炉心管の断面示す。マグネシア
磁器容器２１内には上述の仮焼粉２２を体積の１／３程
度敷きつめた上に２００メツシユＺｒＯ２粉２３を約１
咽敷き、そのうえにバーンアウトした積層体２５を置い
た。マグネシア磁器の蓋２４をし、管状電気炉の炉心管
２６内に挿入し、炉心管内をロータリーポンプで脱気し
たのちＮ２−８２混合ガスで置換し、所定の酸素分圧に
なる。ようＮ２とＮ２ガスの混合比を調節しながら混合
ガスを流し所定温度まで４００℃／ ｈ ｒで昇温し２
時間保持後４００℃／ ｈ ｒで降温した。炉心管内の
ＰＯ２は挿入した安定化ジルコニア酸素センサー２７の
大気側と炉内部側に構成した白金電極から引き出した電
極間の電圧Ｅ （Ｖ）より次式より求めた。
断面を、第３図に焼成炉炉心管の断面示す。マグネシア
磁器容器２１内には上述の仮焼粉２２を体積の１／３程
度敷きつめた上に２００メツシユＺｒＯ２粉２３を約１
咽敷き、そのうえにバーンアウトした積層体２５を置い
た。マグネシア磁器の蓋２４をし、管状電気炉の炉心管
２６内に挿入し、炉心管内をロータリーポンプで脱気し
たのちＮ２−８２混合ガスで置換し、所定の酸素分圧に
なる。ようＮ２とＮ２ガスの混合比を調節しながら混合
ガスを流し所定温度まで４００℃／ ｈ ｒで昇温し２
時間保持後４００℃／ ｈ ｒで降温した。炉心管内の
ＰＯ２は挿入した安定化ジルコニア酸素センサー２７の
大気側と炉内部側に構成した白金電極から引き出した電
極間の電圧Ｅ （Ｖ）より次式より求めた。
Ｐｏ ２ ＝０．２・ｅｘｐ（４Ｆ Ｅ ／ ＲＴ ）
ここでＦはファラデ一定数９６４８９クーロン、Ｒはガ
ス定数８．３１４４Ｊ／ｄｅｇ−ｍｏｌ、Ｔは絶対温度
である。
ここでＦはファラデ一定数９６４８９クーロン、Ｒはガ
ス定数８．３１４４Ｊ／ｄｅｇ−ｍｏｌ、Ｔは絶対温度
である。
焼成した積層コンデンザ素子は、外部電極として銅電極
（無機バインダー入り）を印刷法により形成し、前述の
焼成方法と同様の方法で７００℃、Ｐｏ２＝１ｘｌＯ−
６で焼き付けた。
（無機バインダー入り）を印刷法により形成し、前述の
焼成方法と同様の方法で７００℃、Ｐｏ２＝１ｘｌＯ−
６で焼き付けた。
積層コンデンサ素子の外形は７．ＯＸ５．Ｏｘ１．Ｏｍ
ｍて有効電極面積は一層当たり１８ ｍｍ ２ （５、
０Ｘ ３ 、６ ｍｍ ） 、電極層の厚みは２．０μ
ｍ、誘電体層は一層当たり３０μｍで有効層は３０層、
上下に無効層を一層ずつ設けた。
ｍて有効電極面積は一層当たり１８ ｍｍ ２ （５、
０Ｘ ３ 、６ ｍｍ ） 、電極層の厚みは２．０μ
ｍ、誘電体層は一層当たり３０μｍで有効層は３０層、
上下に無効層を一層ずつ設けた。
積層コンデンサ素子は、容量、ｔａｎδを１ｋｌｌｚ、
ＩＶ／ｍｍの電界下で測定した。また抵抗率はｌ ｋ
Ｖ ／ ｍｍの電圧を印加後１分値から求めた。
ＩＶ／ｍｍの電界下で測定した。また抵抗率はｌ ｋ
Ｖ ／ ｍｍの電圧を印加後１分値から求めた。
表１に、用いた誘電体の組成、電極組成、焼成時の酸素
分圧焼成温度、誘電率、ｔａｎδ、抵抗率、を示した。
分圧焼成温度、誘電率、ｔａｎδ、抵抗率、を示した。
第１図は縦軸に酸素分圧、横軸に焼成温度をとったもの
で斜線の範囲が発明の範囲である。
で斜線の範囲が発明の範囲である。
（以下余白）
本発明において使用される条件は下記の理由により限定
される。まず焼成時の酸素分圧の上限については表１お
よび第１図の試料番号１１．１．６にあるようにおのお
の焼成温度と焼成雰囲気酸素分圧が８００’Ｃ，１×１
０−３気圧、９００℃で１ ×１０−４気圧、１０００
℃で１ ×１０−５気圧では素子の抵抗値がＩ Ｘ １
０ ’Ω以下となり、試料番号１２．２．７にあるよう
に、おのおの８２０℃で１×１０−５気圧、９２０℃で
１ ×１０−５気圧、１０２０℃で１ ×１０−６気圧
では素子の抵抗値が１×１０◆９Ω以上となることから
、第１図でこれらの２つの群の間を通る一１ｏｇＰｏ２
＝−０．８＋（３Ｔ１５００）が境界となった。下限に
ついては試料番号１５．５．１０にあるようにおのおの
９２０℃で１ｘｌ Ｑ−１４気圧、１０４０℃でｌ ｘ
ｌ Ｑ Ｊ気圧、１１００℃、ｌ ｘ ｌ Ｑ−Ｉｔ
気圧、では素子の抵抗値がやはりｌＸ１０◆９Ω以下と
なり、試料番号１４．４．９にあるように、９００℃、
ｌ ｘ ｌ Ｑ Ｊ気圧、１０４０℃、ｌ ｘ ｌ Ｑ
Ｊ２気圧、１０８０℃、Ｉ Ｘ １０−１２気圧では
素子の抵抗値が１×１０◆９Ω以上となることから、第
１図でこれらの２つの群の間を通る一ＩｏｇＰｏｚ −
１９，３３−（２Ｔ／３００）が境界となった。
される。まず焼成時の酸素分圧の上限については表１お
よび第１図の試料番号１１．１．６にあるようにおのお
の焼成温度と焼成雰囲気酸素分圧が８００’Ｃ，１×１
０−３気圧、９００℃で１ ×１０−４気圧、１０００
℃で１ ×１０−５気圧では素子の抵抗値がＩ Ｘ １
０ ’Ω以下となり、試料番号１２．２．７にあるよう
に、おのおの８２０℃で１×１０−５気圧、９２０℃で
１ ×１０−５気圧、１０２０℃で１ ×１０−６気圧
では素子の抵抗値が１×１０◆９Ω以上となることから
、第１図でこれらの２つの群の間を通る一１ｏｇＰｏ２
＝−０．８＋（３Ｔ１５００）が境界となった。下限に
ついては試料番号１５．５．１０にあるようにおのおの
９２０℃で１ｘｌ Ｑ−１４気圧、１０４０℃でｌ ｘ
ｌ Ｑ Ｊ気圧、１１００℃、ｌ ｘ ｌ Ｑ−Ｉｔ
気圧、では素子の抵抗値がやはりｌＸ１０◆９Ω以下と
なり、試料番号１４．４．９にあるように、９００℃、
ｌ ｘ ｌ Ｑ Ｊ気圧、１０４０℃、ｌ ｘ ｌ Ｑ
Ｊ２気圧、１０８０℃、Ｉ Ｘ １０−１２気圧では
素子の抵抗値が１×１０◆９Ω以上となることから、第
１図でこれらの２つの群の間を通る一ＩｏｇＰｏｚ −
１９，３３−（２Ｔ／３００）が境界となった。
また焼成温度が１１００℃以上では試料番号１６にある
ように焼成中に銅が溶融し層状に電極が形成されず島状
に偏在するため容量が低下し、８００℃以下では試料番
号１７にあるように誘電体がチ密化せずやはり容量が低
下するので発明の範囲外とした。
ように焼成中に銅が溶融し層状に電極が形成されず島状
に偏在するため容量が低下し、８００℃以下では試料番
号１７にあるように誘電体がチ密化せずやはり容量が低
下するので発明の範囲外とした。
発明の効果
本発明の範囲の積層コンデンサ素子の製造法によると、
高い誘電率を有するＰｂ（Ｎｉｓ問Ｎｂ２ｚ３）０３を
主成分とする材料を誘電体として用い、銅もしくは銅を
主成分とする電極材料をもちいた、小型大容量低コスト
でかつ高信頼性の積層コンデンサ素子が得られる。
高い誘電率を有するＰｂ（Ｎｉｓ問Ｎｂ２ｚ３）０３を
主成分とする材料を誘電体として用い、銅もしくは銅を
主成分とする電極材料をもちいた、小型大容量低コスト
でかつ高信頼性の積層コンデンサ素子が得られる。
第１図は本発明に係る積層コンデンザ素子の製造法にお
ける、焼成温度と焼成時の酸素分圧雰囲気の範囲を示す
グラフ、第２図は焼成時のマグネシア容器の断面図、第
３図は焼成炉炉心管断面図ケ＃＃＝１功である。 ２１・・・マグネシア磁器容器、２２・・・仮焼粉、２
３・・・粗粒ジルコニア、２４・・・マグネシア容器蓋
、２５・・・ｆｆ１層体試料、２６・・・炉心管、２７
・・・安定化ジルコニア酸素センサー。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 徹頗諷 （°Ｃ）
ける、焼成温度と焼成時の酸素分圧雰囲気の範囲を示す
グラフ、第２図は焼成時のマグネシア容器の断面図、第
３図は焼成炉炉心管断面図ケ＃＃＝１功である。 ２１・・・マグネシア磁器容器、２２・・・仮焼粉、２
３・・・粗粒ジルコニア、２４・・・マグネシア容器蓋
、２５・・・ｆｆ１層体試料、２６・・・炉心管、２７
・・・安定化ジルコニア酸素センサー。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 徹頗諷 （°Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｐｂ（Ｎｉ＿１＿／＿３、Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３を
主成分としＣａ、Ｂｒ、Ｂａ、からなる群の少なくとも
一つの成分の酸化物を含む組成からなるセラミックを誘
電体として用い、内部電極に銅もしくは銅を主成分とす
る合金を用いて、素子の焼成温度をＴ℃、焼成時の雰囲
気酸素分圧をＰｏ＿２気圧としたとき ８００≦Ｔ≦１１００ −０．８＋（３Ｔ／５００）≦−ｌｏｇ＿１＿０Ｐｏ＿
２≦１９．３３−（２Ｔ／３００）なる範囲の条件下で
焼成することを特徴とする積層コンデンサ素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269768A JPH073809B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 積層コンデンサ素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60269768A JPH073809B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 積層コンデンサ素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128513A true JPS62128513A (ja) | 1987-06-10 |
| JPH073809B2 JPH073809B2 (ja) | 1995-01-18 |
Family
ID=17476874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60269768A Expired - Lifetime JPH073809B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 積層コンデンサ素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH073809B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003007561A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モールド型積層セラミック電子部品 |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60269768A patent/JPH073809B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003007561A (ja) * | 2001-06-26 | 2003-01-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モールド型積層セラミック電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH073809B2 (ja) | 1995-01-18 |
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