JPS62210613A - 積層コンデンサ素子 - Google Patents
積層コンデンサ素子Info
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- JPS62210613A JPS62210613A JP61054053A JP5405386A JPS62210613A JP S62210613 A JPS62210613 A JP S62210613A JP 61054053 A JP61054053 A JP 61054053A JP 5405386 A JP5405386 A JP 5405386A JP S62210613 A JPS62210613 A JP S62210613A
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- Japan
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- capacitor element
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- copper
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- internal electrode
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
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に関し、特に絶縁抵抗値が
高(高周波における誘電損失が小さくかつ電極コストの
小さいものに関する。
高(高周波における誘電損失が小さくかつ電極コストの
小さいものに関する。
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。また回路の高周波化により従来電界コンデン
サが用いられていた領域に積層型セラミックコンデンサ
素子を用いる必要が発生している。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Pt、Pdなどの高価な金属を用
いる必要があった。
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。また回路の高周波化により従来電界コンデン
サが用いられていた領域に積層型セラミックコンデンサ
素子を用いる必要が発生している。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Pt、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いる。
(ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィ
ツクス サブリメント、2O−4(1981L P14
7〜150)いっぽう発明者らは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
料を提案している。
ツクス サブリメント、2O−4(1981L P14
7〜150)いっぽう発明者らは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
料を提案している。
発明が解決しようとする問題点
従来のPdまたはPiを内部電極とした積層コンデンサ
素子は素子価格にしめる電極コストが太き(、と(に高
積層数を要する大容量積層コンデンサの実現を困難にし
ていた。Niを内部電極に用いた積層コンデンサは誘電
体磁器の還元による素子絶縁抵抗値の低下が発生しやす
く、また高周波Iこおける誘電損失が大きくなりやすい
問題点があった。
素子は素子価格にしめる電極コストが太き(、と(に高
積層数を要する大容量積層コンデンサの実現を困難にし
ていた。Niを内部電極に用いた積層コンデンサは誘電
体磁器の還元による素子絶縁抵抗値の低下が発生しやす
く、また高周波Iこおける誘電損失が大きくなりやすい
問題点があった。
本発明では絶縁抵抗値が高(、高周波における誘電損失
の小さい積層コンデンサ素子を実現し、かつ電極コスト
の小さい積層コンデンサ素子を提供することを目的とす
る。
の小さい積層コンデンサ素子を実現し、かつ電極コスト
の小さい積層コンデンサ素子を提供することを目的とす
る。
問題点を解決するための手段
誘電体磁器に次に示す組成物すなわちPb、Ca。
Sr、およびBaからなる群Aから選ばれた成分AとM
g、Ni、Zn、Nb、およびWからなる群Bから選ば
れた成分Bと両者の成分を含む酸化物において、Aは、
Pbとそれ以外の成分の少なくとも一つを含み、Bは群
Bの成分の少なくとも二つを含み、かつAの成分のモル
数の合計をa、Bの成分のモル数の合計をbとしたとき
a/b>1.00であるような組成物を用い、内部電極
層に銅又は、銅を主成分とする合金を用いる。
g、Ni、Zn、Nb、およびWからなる群Bから選ば
れた成分Bと両者の成分を含む酸化物において、Aは、
Pbとそれ以外の成分の少なくとも一つを含み、Bは群
Bの成分の少なくとも二つを含み、かつAの成分のモル
数の合計をa、Bの成分のモル数の合計をbとしたとき
a/b>1.00であるような組成物を用い、内部電極
層に銅又は、銅を主成分とする合金を用いる。
作用
本発明の積層コンデンサ素子において誘電体磁器として
用いられる上記のような鉛ペロブスカイト系の組成物は
、焼成温度における銅の平衡酸素分圧を中心とした広い
酸素分圧範囲で高絶縁抵抗の誘電体磁器かえられるため
、銅を内部電極とした積層コンデンサとした場合、焼成
時の酸素分圧のコントロールが容易で、安定に高絶縁抵
抗を有する積層コンデンサ素子かえられる。また内部電
極に低抵抗で非磁性の銅電極を用いているため薄い板状
にした場合でもコンデンサ素子の高周波における誘電損
失を低下させない。また銅はPd。
用いられる上記のような鉛ペロブスカイト系の組成物は
、焼成温度における銅の平衡酸素分圧を中心とした広い
酸素分圧範囲で高絶縁抵抗の誘電体磁器かえられるため
、銅を内部電極とした積層コンデンサとした場合、焼成
時の酸素分圧のコントロールが容易で、安定に高絶縁抵
抗を有する積層コンデンサ素子かえられる。また内部電
極に低抵抗で非磁性の銅電極を用いているため薄い板状
にした場合でもコンデンサ素子の高周波における誘電損
失を低下させない。また銅はPd。
Ptなどに比べ安価で電極コストを大きく低減すること
ができる。
ができる。
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+、ooCao、o2s)(Mgsz2
Nb2z+ )0.70Tio、2s (Nit/2W
1/2 )0.9503.025B :(Pb+、o
o Bao、os )(Mg1/s Nb2z+ )o
40Tio3o (Zlll/2 W1/2 )0.
3003.Cl5C:(Pbo、ss Sro、o7
)(Ni1/s Nb2z3)o、52Tio3s
03.03 D :(Pb+、os Caa、aq Sro、o+
Bao、o+)Tio、27s (Nitzs
Nb2z+ )o 7o(Zr+1/2Wl/2
)0.02503.09 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
は仮焼粉末に対し7 w t ’3oのアクリル樹脂、
50wtZの溶剤と共にボールミルで混合しドクターブ
レードを用い厚さ35μmにシート化した。内部電極と
しては次に示す組成式で表される材料を用いた。
Nb2z+ )0.70Tio、2s (Nit/2W
1/2 )0.9503.025B :(Pb+、o
o Bao、os )(Mg1/s Nb2z+ )o
40Tio3o (Zlll/2 W1/2 )0.
3003.Cl5C:(Pbo、ss Sro、o7
)(Ni1/s Nb2z3)o、52Tio3s
03.03 D :(Pb+、os Caa、aq Sro、o+
Bao、o+)Tio、27s (Nitzs
Nb2z+ )o 7o(Zr+1/2Wl/2
)0.02503.09 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
は仮焼粉末に対し7 w t ’3oのアクリル樹脂、
50wtZの溶剤と共にボールミルで混合しドクターブ
レードを用い厚さ35μmにシート化した。内部電極と
しては次に示す組成式で表される材料を用いた。
E : Cu
F : Cu−5wt* A g
金属銅粉末および金属銀粉末は粒径0.5〜2.0μm
のものを用い所定比に混合したのち金属粉末に対し5w
t$のアクリル樹脂、3.0wtzの溶剤と共に三本ロ
ールで混練し電極ペーストとしスクリーン印刷法を用い
シート上に内部電極パターンを印刷だ。これを電極が左
右交互に引き出されるように積層し切断した。
のものを用い所定比に混合したのち金属粉末に対し5w
t$のアクリル樹脂、3.0wtzの溶剤と共に三本ロ
ールで混練し電極ペーストとしスクリーン印刷法を用い
シート上に内部電極パターンを印刷だ。これを電極が左
右交互に引き出されるように積層し切断した。
電極が交互に引き出された端面に上述の電極ペーストを
塗布し外部電極とした。
塗布し外部電極とした。
このようにして作成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l ′?6 Q 2−N2
ガスを流し350℃でバインダーをバーンアウトした。
ルコニアを敷きその上に載せl ′?6 Q 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」二連の仮焼粉22を体積の1/3
程度敷きつめた上に200メツシユZr○2扮23を約
1 mm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〜H2混合ガスで置換し、所定の酸素
分圧となるようN2とH2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2
7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」二連の仮焼粉22を体積の1/3
程度敷きつめた上に200メツシユZr○2扮23を約
1 mm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〜H2混合ガスで置換し、所定の酸素
分圧となるようN2とH2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2
7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。
積層コンデンサ素子の外形は2.8X 1.4X0.9
+11111て何効電極面債は一層当たり1.3125
w2(1,75x0.75mm ) 、電極層の厚みは
2,0μm、誘電体層は一層当たり25.0μmで有効
層は30層、上下に無効層を2層ずつ設けた。積層コン
デンサ素子は容量、tanδをI■の交流電圧を印加し
100Hz〜2 MHzの周波数で測定した。また抵抗
率は50 V 、、/ mmの電圧を印加後1分値から
求めた。
+11111て何効電極面債は一層当たり1.3125
w2(1,75x0.75mm ) 、電極層の厚みは
2,0μm、誘電体層は一層当たり25.0μmで有効
層は30層、上下に無効層を2層ずつ設けた。積層コン
デンサ素子は容量、tanδをI■の交流電圧を印加し
100Hz〜2 MHzの周波数で測定した。また抵抗
率は50 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、焼成温度、焼
成雰囲気、誘電率、tanδ、抵抗率、を示した。
成雰囲気、誘電率、tanδ、抵抗率、を示した。
第1図は本発明の積層コンデンサ素子の断面図を示した
図で、11は誘電体層、12は銅または銅を主成分とす
る合金からなる内部電極層、13は銅または銅を主成分
とする合金からなる外部電極である。
図で、11は誘電体層、12は銅または銅を主成分とす
る合金からなる内部電極層、13は銅または銅を主成分
とする合金からなる外部電極である。
(以下余白)
本発明において使用される誘電体は、群AにおいてPb
とCa、Sr、Baの少なくとも一つを含み、群Bにお
いて少なくとも二つの成分を含み、かつa/b>1.0
0であるような組成物であり焼成温度における銅の平衡
酸素分圧付近の広い酸素分圧領域で抵抗値の高い誘電体
磁器が得られるため鋼または銅を主成分とする合金から
なる内部電極と一体焼成するのに適している。内部電極
に、鋼または銅を主成分とする合金、以外の卑金属を使
用したものは本発明で限定した誘電体の焼成温度におけ
る平衡酸素分圧が小さく、誘電体を還元してしまうもし
くは電極が酸化してしまう問題点が予想される。すなわ
ち本発明においては特許請求の範囲に限定した誘電体磁
器組成物と銅または銅を主成分とする合金からなる電極
組成物の組み合わせによって初めて絶縁抵抗値が大きく
高周波における誘電損失が小さい積層コンデンサ素子が
実現される。またこれにより安価な銅が内部電極として
使用が可能となる。
とCa、Sr、Baの少なくとも一つを含み、群Bにお
いて少なくとも二つの成分を含み、かつa/b>1.0
0であるような組成物であり焼成温度における銅の平衡
酸素分圧付近の広い酸素分圧領域で抵抗値の高い誘電体
磁器が得られるため鋼または銅を主成分とする合金から
なる内部電極と一体焼成するのに適している。内部電極
に、鋼または銅を主成分とする合金、以外の卑金属を使
用したものは本発明で限定した誘電体の焼成温度におけ
る平衡酸素分圧が小さく、誘電体を還元してしまうもし
くは電極が酸化してしまう問題点が予想される。すなわ
ち本発明においては特許請求の範囲に限定した誘電体磁
器組成物と銅または銅を主成分とする合金からなる電極
組成物の組み合わせによって初めて絶縁抵抗値が大きく
高周波における誘電損失が小さい積層コンデンサ素子が
実現される。またこれにより安価な銅が内部電極として
使用が可能となる。
発明の効果
本発明の積層コンデンサ素子は安価な謂を内部電極とし
て使用でき、絶縁抵抗値が大きく、高周波の誘電損失の
小さい工業的に有用な積層コンデンサ素子を提供するも
のである。
て使用でき、絶縁抵抗値が大きく、高周波の誘電損失の
小さい工業的に有用な積層コンデンサ素子を提供するも
のである。
第1図は本発明に係る積層コンデンサ素子の断面図、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
炉炉心管断面図である。 11・・・誘電体層、12・・・内部電極層、13・・
・外部電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図
2図は焼成時のマグネシア容器の断面図、第3図は焼成
炉炉心管断面図である。 11・・・誘電体層、12・・・内部電極層、13・・
・外部電極。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図
Claims (2)
- (1)誘電体磁器を介して少なくとも2層以上の内部電
極層を積層し交互に引き出した積層コンデンサ素子にお
いて、誘電体磁器層として次に示す組成物すなわち、P
b、Ca、Sr、およびBaからなる群Aから選ばれた
成分AとMg、Ni、Ti、Zn、Nb、およびWから
なる群Bから選ばれた成分Bの両者の成分を含む酸化物
において、AはPbとそれ以外の成分の少なくとも一つ
を含み、Bは群Bの成分の少なくとも二つを含み、かつ
Aの成分のモル数の合計をa、Bの成分のモル数の合計
をbとしたとき、a/b>1.00であるような組成物
を用い、内部電極層に銅又は銅を主成分とする合金を用
いたことを特徴とする積層コンデンサ素子。 - (2)内部電極と直接接続し積層コンデンサ素子端面付
近に構成される外部電極として銅又は銅を主成分とする
合金を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の積層コンデンサ素子。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61054053A JPS62210613A (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 積層コンデンサ素子 |
EP87301996A EP0238241B1 (en) | 1986-03-12 | 1987-03-09 | Multi-layer ceramic capacitor |
DE8787301996T DE3774734D1 (de) | 1986-03-12 | 1987-03-09 | Keramischer mehrschichtkondensator. |
US07/024,778 US4752858A (en) | 1986-03-12 | 1987-03-11 | Multi-layer ceramic capacitor |
CN87101816A CN1006668B (zh) | 1986-03-12 | 1987-03-11 | 一种叠片瓷介电容器 |
KR1019870002213A KR900002520B1 (ko) | 1986-03-12 | 1987-03-12 | 적층 콘덴서 소자 |
US07/262,501 US4885661A (en) | 1986-03-12 | 1988-10-18 | Multi-layer ceramic capacitor |
EP88309863A EP0364639B1 (en) | 1986-03-12 | 1988-10-20 | Multi-layer ceramic capacitor |
DE3887147T DE3887147T2 (de) | 1986-03-12 | 1988-10-20 | Keramischer Mehrschichtkondensator. |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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