JPS63246810A - 銅内部電極を有する多層セラミックコンデンサに用いる高k誘電組成物 - Google Patents
銅内部電極を有する多層セラミックコンデンサに用いる高k誘電組成物Info
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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。
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]
本発明は内部鋼電極を有する多層セラミックコンデンサ
に用いる誘電定数が5000を超えるセラミック組成物
に関する。
に用いる誘電定数が5000を超えるセラミック組成物
に関する。
[従来の技術]
銅は、高導電性及び安価のため、多層セラミック −y
ンデンサ[MLC−s]の内部電極として°理想的な金
属である。然しながら、MLC″Sに銅7I極を用いる
ことにはためらいがあった0次のような技術的問題があ
ったからである。
ンデンサ[MLC−s]の内部電極として°理想的な金
属である。然しながら、MLC″Sに銅7I極を用いる
ことにはためらいがあった0次のような技術的問題があ
ったからである。
(a) 銅電極の多層を有する多層セラミック装置の
再現性があり信頼性がある加工の問題、及び (b) 銅の融点[1083℃コ以下で焼結しなけれ
ばならず、また多層セラミック/銅描造を焼成する場合
に銅を酸化から保護するために必要な低酸素含量の雰囲
気下で還元に対する抵抗性がなければならないセラミッ
ク組成物の高誘電定数を達成する問題。
再現性があり信頼性がある加工の問題、及び (b) 銅の融点[1083℃コ以下で焼結しなけれ
ばならず、また多層セラミック/銅描造を焼成する場合
に銅を酸化から保護するために必要な低酸素含量の雰囲
気下で還元に対する抵抗性がなければならないセラミッ
ク組成物の高誘電定数を達成する問題。
本出願人の係属中の出願[EL−02131に説明され
ているように、多くの銅電極[例えば25]を有するM
LC″Sの加工は適当なアクリル結合剤でできた電極ペ
ーストを用い1例えば窒素、二酸化炭素及び水素の混合
物のような焼成の間銅を酸化から保護する雰囲気中でコ
ンデンサを焼成して達成できる。さらに銅電極を有する
MLC−sに用いるに適した1000以上の誘電定数[
K]を有するセラミック組成物は米国特許’:jS
4,101,952号に説明されている。これらの組成
物はアルカリ上類チタネートを基礎としアルカリ上類ア
ルミノボレートを加え900〜1080℃で焼成を行な
う、これらの組成物は易還元性酸化物1例えば酸化鉛、
酸化ビスマス、酸化カドミウム、及び揮発性弗化物を含
まない、即ち、これらは銅電極を有するMLC−sに必
要な焼成工程の間化学的に安定である。然しなから、こ
れらの組成物の誘電定数は≦4000であり、Y5V又
はZ5Uの温度安定性についてのA、E、1.仕様を満
たし、減結合及びバイパス適用に通常用いられる小さい
コンデンサに適当なキャパシタンスを提供するには低く
すぎる。従って、(1)化学的に安定で還元に対して抵
抗性であり、(2)銅の融点以下で密な密封構造に焼結
でき、かつ(3)従来達成されたより実質的に高い誘電
定数を有する誘電組成物に対する需要が存在している。
ているように、多くの銅電極[例えば25]を有するM
LC″Sの加工は適当なアクリル結合剤でできた電極ペ
ーストを用い1例えば窒素、二酸化炭素及び水素の混合
物のような焼成の間銅を酸化から保護する雰囲気中でコ
ンデンサを焼成して達成できる。さらに銅電極を有する
MLC−sに用いるに適した1000以上の誘電定数[
K]を有するセラミック組成物は米国特許’:jS
4,101,952号に説明されている。これらの組成
物はアルカリ上類チタネートを基礎としアルカリ上類ア
ルミノボレートを加え900〜1080℃で焼成を行な
う、これらの組成物は易還元性酸化物1例えば酸化鉛、
酸化ビスマス、酸化カドミウム、及び揮発性弗化物を含
まない、即ち、これらは銅電極を有するMLC−sに必
要な焼成工程の間化学的に安定である。然しなから、こ
れらの組成物の誘電定数は≦4000であり、Y5V又
はZ5Uの温度安定性についてのA、E、1.仕様を満
たし、減結合及びバイパス適用に通常用いられる小さい
コンデンサに適当なキャパシタンスを提供するには低く
すぎる。従って、(1)化学的に安定で還元に対して抵
抗性であり、(2)銅の融点以下で密な密封構造に焼結
でき、かつ(3)従来達成されたより実質的に高い誘電
定数を有する誘電組成物に対する需要が存在している。
[発明の概要コ
第一に2本発明は、化学量論的に次の基準を特徴とする
。ガラス形成及びガラス変性イオンの両者を有するフラ
ックスの粒子間相を有するドーナ−ドープB a T
i 03から本質的になる誘電組成物に関する。
。ガラス形成及びガラス変性イオンの両者を有するフラ
ックスの粒子間相を有するドーナ−ドープB a T
i 03から本質的になる誘電組成物に関する。
(a) ドープした13aTi03におけるA位置
イオンとB位置イオンとの比。
イオンとB位置イオンとの比。
式中。
NA−2価A位置イオンの数;
Nn−4価B位置イオンの数;
NC−トーナ補償イオンの数;
No−電荷3+又は5+のトーナ イオンの数;(b)
トーナ イオン(ND )と全イオン(N工)との
比。
トーナ イオン(ND )と全イオン(N工)との
比。
No /NT−0,5〜3.0%:
(C) NC/NDは少なくとも0.20゜(d)
ガラス形成イオン(Na)と全イオン(NI)との比
。
ガラス形成イオン(Na)と全イオン(NI)との比
。
Na/NT−0,5〜3.5%;及び
(e) ガラス変性イオン(NM ) と全イオン(
NT)との比。
NT)との比。
Nいt / N□ −1,5〜5.096゜第二に1
本発明は、化学m論的に次の基準を特徴とする。BaT
iO3の酸化物、ガラス形成カチオンの酸化物、ガラス
変性カチオンの酸化物。
本発明は、化学m論的に次の基準を特徴とする。BaT
iO3の酸化物、ガラス形成カチオンの酸化物、ガラス
変性カチオンの酸化物。
A位置ドーパント酸化物、B位置ドーパント酸化物、ト
ーナ イオンの酸化物、トーナ袖償イオンの酸化物の微
細分割粒子の混合物から本質的になる低酸素含有雰囲気
で焼成してガラス形成及びガラス変性イオンの両者を有
するフラックスの粒子間層を有するドーナードープBa
TiO3を製造するための組成物。
ーナ イオンの酸化物、トーナ袖償イオンの酸化物の微
細分割粒子の混合物から本質的になる低酸素含有雰囲気
で焼成してガラス形成及びガラス変性イオンの両者を有
するフラックスの粒子間層を有するドーナードープBa
TiO3を製造するための組成物。
(a) A位置酸化物とB位置酸化物とのモル比が1
.20〜1.10゜ (b) トーナ酸化物と全酸化物とのモル比が0.
5〜3.09ci; (C) トーナ補償酸化物とトーナ酸化物とのモル
比が少なくとも0.20; (d) ガラス形成酸化物と全酸化物とのモル比が0
.5〜3,5%; (e) ガラス変性酸化物と全酸化物とのモル比が1
.5〜5.0%。
.20〜1.10゜ (b) トーナ酸化物と全酸化物とのモル比が0.
5〜3.09ci; (C) トーナ補償酸化物とトーナ酸化物とのモル
比が少なくとも0.20; (d) ガラス形成酸化物と全酸化物とのモル比が0
.5〜3,5%; (e) ガラス変性酸化物と全酸化物とのモル比が1
.5〜5.0%。
[先行文献コ
米国特許第4,101,952号[Burn]この特許
はに値>1000を有する低焼成モノリシック コンデ
ンサに関し、その誘電層は5〜15%の非結晶性ガラス
[アルカリ上類アルミノボレート ガラス]及び95〜
85%結晶相[アルカリ土類金属チタネート]からなり
、電極はペース金属でできている。
はに値>1000を有する低焼成モノリシック コンデ
ンサに関し、その誘電層は5〜15%の非結晶性ガラス
[アルカリ上類アルミノボレート ガラス]及び95〜
85%結晶相[アルカリ土類金属チタネート]からなり
、電極はペース金属でできている。
米国特許第4,234.367号[Herron、 e
t at]ヘロン特許は、(1)結晶化性ガラスの未処
理シートに銅導電体パターンを印刷し、(2)該印刷銅
パターンに第2結晶化性ガラス未処理シートをラミネー
トし、(3)該複合体構造を焼成し先ずH2/H20中
で結合剤を焼尽した後不活性雰囲気でガラスを焼結して
銅冶金学でガラス−セラミック複合体構造を形成する方
法に関する。
t at]ヘロン特許は、(1)結晶化性ガラスの未処
理シートに銅導電体パターンを印刷し、(2)該印刷銅
パターンに第2結晶化性ガラス未処理シートをラミネー
トし、(3)該複合体構造を焼成し先ずH2/H20中
で結合剤を焼尽した後不活性雰囲気でガラスを焼結して
銅冶金学でガラス−セラミック複合体構造を形成する方
法に関する。
米国特許第4,308.570号[Burnl〜 この
第2バーン特許は、10〜50重量%の非還元性ガラス
[アルカリ上類ボレート]及び90〜50重量%の非還
元性結晶性セラミック相[MgTiO3コからなり約1
0のに値を有する鍋内部電極を有するモノリシック セ
ラミックコンデンサに関する。
第2バーン特許は、10〜50重量%の非還元性ガラス
[アルカリ上類ボレート]及び90〜50重量%の非還
元性結晶性セラミック相[MgTiO3コからなり約1
0のに値を有する鍋内部電極を有するモノリシック セ
ラミックコンデンサに関する。
米国特許m 4,551,357号[T akeuc
hl ]この特許は銅/重合体ペーストを誘電体未−処
理シートに印刷するセラミック回路板の製造方法に関す
る。この銅ペーストの有機結合剤は誘電体の有機結合剤
より熱的に安定である。この印刷未処理シートは有機結
合剤の分解点以下の酸化雰囲気で加熱した後低酸素含有
雰囲気で焼成して有機物質を分解する。
hl ]この特許は銅/重合体ペーストを誘電体未−処
理シートに印刷するセラミック回路板の製造方法に関す
る。この銅ペーストの有機結合剤は誘電体の有機結合剤
より熱的に安定である。この印刷未処理シートは有機結
合剤の分解点以下の酸化雰囲気で加熱した後低酸素含有
雰囲気で焼成して有機物質を分解する。
E P O01553B3号
(a)0.02〜0.05モルのMg、Zr又はCaで
ドープした100部のBaTiO3及び(b)0.2〜
10部のBa2O3及びBad。
ドープした100部のBaTiO3及び(b)0.2〜
10部のBa2O3及びBad。
MgO,ZnO,BaO及びCaOから選ばれた金属酸
化物を包含する低温焼結性セラミック誘電組成物。
化物を包含する低温焼結性セラミック誘電組成物。
E P 0 01553G4号
(a ) 0.02〜0.05モルのMg、Zn、Sr
又はCaでドープした100部のBaTiO3及び(b
) L)、2〜10部のBa201又は5i02を包含
する低温焼結性セラミック誘電組成物。
又はCaでドープした100部のBaTiO3及び(b
) L)、2〜10部のBa201又は5i02を包含
する低温焼結性セラミック誘電組成物。
E P 0 01553[i5号及び 015530G
号(a ) 0.02〜G、(15モルのMg、Zn、
Sr又はCaでドープした100部のB a T i
03及び(b)0.2〜10部のLi2O及び5i02
の混合物を包含する低1M焼結性セラミック誘電組成物
。
号(a ) 0.02〜G、(15モルのMg、Zn、
Sr又はCaでドープした100部のB a T i
03及び(b)0.2〜10部のLi2O及び5i02
の混合物を包含する低1M焼結性セラミック誘電組成物
。
E P 0 0164841号
本文献は結合剤の焼尽を容易にするため電気絶縁ガラス
、白゛機結合剤及び無機化酸化物に基づ(セラミック誘
電組成物に関する。
、白゛機結合剤及び無機化酸化物に基づ(セラミック誘
電組成物に関する。
[発明の詳細な説明]
A :A電組成物
本発明の誘電組成物は、バリウム チタネートをベース
とし、弗化物及び還元性酸化物、又はその先駆体を含ま
ない、ニオブ、タンタルのような5価のイオン、ネオジ
ミウムのような3価の希土類イオンから選ばれたトーナ
ドーパントを。
とし、弗化物及び還元性酸化物、又はその先駆体を含ま
ない、ニオブ、タンタルのような5価のイオン、ネオジ
ミウムのような3価の希土類イオンから選ばれたトーナ
ドーパントを。
トーナ ドーパントは低酸素含有雰囲気で加熱するとチ
タネート誘電体が半導体になる傾向を増大することが知
られているにもかかわらず、キューリ一温度低下剤とし
て酸化ジルコニウムと共に用いる。低焼結温度は、ガラ
ス形成酸化物1例えば酸化はう素を変性剤としての酸化
亜鉛及び/又は酸化リチウムと共に含むフラックスの少
量を添加することによって達成された。該フラックスは
酸化アルミニウム及び/又は酸化バリウムのようなアル
カリ土類酸化物をも含むことができる。更に。
タネート誘電体が半導体になる傾向を増大することが知
られているにもかかわらず、キューリ一温度低下剤とし
て酸化ジルコニウムと共に用いる。低焼結温度は、ガラ
ス形成酸化物1例えば酸化はう素を変性剤としての酸化
亜鉛及び/又は酸化リチウムと共に含むフラックスの少
量を添加することによって達成された。該フラックスは
酸化アルミニウム及び/又は酸化バリウムのようなアル
カリ土類酸化物をも含むことができる。更に。
アクセプタ ドーパント、例えば酸化マンガンはバリウ
ム チタネートに存在するか又はフラックスに添加しな
ければならない、高誘電定数及び高抵抗[半導体のない
こと]は、(a)アクセプタによるトーナ ドーパント
の部分補償及び(b)見出だされた一定の要件に従うカ
チオン化学量論の正確なバランスを同時に調整すること
によって達成される。
ム チタネートに存在するか又はフラックスに添加しな
ければならない、高誘電定数及び高抵抗[半導体のない
こと]は、(a)アクセプタによるトーナ ドーパント
の部分補償及び(b)見出だされた一定の要件に従うカ
チオン化学量論の正確なバランスを同時に調整すること
によって達成される。
誘電組成物の成分は次のように定義される。
NA−2(i’fA位置イオン[Ba”、Ca”。
Sr”]の数
N3−4fiHiB位置イオン[Ti4+、7:、4+
]の数 N、−トーナ イオン[NbQ + 、 Nb=i
+ 等]の数 N、−一ド−す補償[アクセプタコイオンc〜in”、
Mn”、Co2+等]の数NG−ガラス形成イオン[B
34.Si4+。
]の数 N、−トーナ イオン[NbQ + 、 Nb=i
+ 等]の数 N、−一ド−す補償[アクセプタコイオンc〜in”、
Mn”、Co2+等]の数NG−ガラス形成イオン[B
34.Si4+。
Q e 4 + 、 p 5+等]の数N M−フラ
ックス変性剤イオン[Li”。
ックス変性剤イオン[Li”。
Zn”、Cu十等]の数、及び
トーナーアクセプタ バランスは、比Nc/NDで定め
られ、これは半導体を防ぐために約0.20より大きく
なければならない、因子Sは誘電体の化学量論を定義し
、バリウム チタネート洛Tの置換の予期位置にトーナ
及び補償イオンを含み、好ましくは約1.03の値を有
する。Sが約1.02以下であるとセラミックは一般に
半導体になるが、Sが約1.09より高いと誘電定数は
低下する。NOか高すぎる場合と同様である。
られ、これは半導体を防ぐために約0.20より大きく
なければならない、因子Sは誘電体の化学量論を定義し
、バリウム チタネート洛Tの置換の予期位置にトーナ
及び補償イオンを含み、好ましくは約1.03の値を有
する。Sが約1.02以下であるとセラミックは一般に
半導体になるが、Sが約1.09より高いと誘電定数は
低下する。NOか高すぎる場合と同様である。
ガラス変性剤酸化物と粒子間[1nLergranul
ar ]焼結相を形成するガラス形成酸化物は、焼結過
程の間に2価A位置イオン[5ice 1onlの未知
量を溶解することによって化学量論に影響し得る。従っ
て、焼結相の量とその組成は誘電体の最終化学量論に影
響する。半導体はSの値が該範囲の下限である場合この
効果から生じ得る。予め形成したバリウム チタネート
が用いられる場合、その化学量論をSの決定にあたって
考慮しなければならない。
ar ]焼結相を形成するガラス形成酸化物は、焼結過
程の間に2価A位置イオン[5ice 1onlの未知
量を溶解することによって化学量論に影響し得る。従っ
て、焼結相の量とその組成は誘電体の最終化学量論に影
響する。半導体はSの値が該範囲の下限である場合この
効果から生じ得る。予め形成したバリウム チタネート
が用いられる場合、その化学量論をSの決定にあたって
考慮しなければならない。
B 試験方法
キャパシタンス
キャパシタンスは物質の電荷を貯蔵する能力の規準であ
り、C−KAN/にで数学的に表わされ°る。ここで、
には誘電定数であり、Aは電極のオーバラップ面積に等
しく、Nは誘電層の数であり。
り、C−KAN/にで数学的に表わされ°る。ここで、
には誘電定数であり、Aは電極のオーバラップ面積に等
しく、Nは誘電層の数であり。
tは誘電層の厚さである。
キャパシタンスのtF位は、ファラド又はマイクロファ
ラド[10″″Oファラド]、ノナファラドN0−9フ
ァラドコ、ピコファラド[10−12フアラド]のよう
なその区分である。
ラド[10″″Oファラド]、ノナファラドN0−9フ
ァラドコ、ピコファラド[10−12フアラド]のよう
なその区分である。
損失係数
損失係数[DF]は電圧と電流の間の位相差の規準であ
る。完全なコンデンサでは位相差は9[J’である。然
しなから、実際の誘電系では。
る。完全なコンデンサでは位相差は9[J’である。然
しなから、実際の誘電系では。
この位(1」差は漏洩及び緩和損のため90“よりσの
量だけ少ない、特にDFは角度σのタンジェントである
。
量だけ少ない、特にDFは角度σのタンジェントである
。
絶縁抵抗
絶縁抵抗[IR]はDC電流の漏洩に耐える荷電コンデ
ンサの能力の規準である。絶縁抵抗はオーム・ファラド
[ΩF]で表わされキャパシタンスにかかわらず所定の
誘電体について定数である。
ンサの能力の規準である。絶縁抵抗はオーム・ファラド
[ΩF]で表わされキャパシタンスにかかわらず所定の
誘電体について定数である。
キャパシタンスの温度係数[TCC]
キャパシタンスの温度係数は20℃におけるキャパシタ
ンスに対する温度関数としてのキャパシタンスの変化の
規qである。Y5U及びY5VはTCCについてのA、
E、1.仕(lであり、それぞれ+22%+ 56
96 、及び+2296. 8396を超えない一3
0℃及び85℃の間のキャパシタンス変化を許容する。
ンスに対する温度関数としてのキャパシタンスの変化の
規qである。Y5U及びY5VはTCCについてのA、
E、1.仕(lであり、それぞれ+22%+ 56
96 、及び+2296. 8396を超えない一3
0℃及び85℃の間のキャパシタンス変化を許容する。
キャパシタンス及び損失係数はヒユーレット−パラカー
ドHP4192A多周波LCRメータを用いて測定した
。絶縁抵抗はコンデンサを100VDCで2分間帯電し
た後ヒユーレット−バラカード4140B pAメー
タを用いて測定した。
ドHP4192A多周波LCRメータを用いて測定した
。絶縁抵抗はコンデンサを100VDCで2分間帯電し
た後ヒユーレット−バラカード4140B pAメー
タを用いて測定した。
誘電層の厚みと面積はコンデンサの磨き断面及び光学顕
微鏡を用いて測定また。誘電定数は次の式を用いて計算
した。
微鏡を用いて測定また。誘電定数は次の式を用いて計算
した。
K−H−を
式中、Cはコンデンサのキャパシタンスてあり。
Aは誘電層と接触する小電極の面積であり。
tは誘電層の厚みである。
全てのコンデンサは電気測定を行なう前に焼成後少なく
とも15時間エイジングした。この時間の間に物質のエ
イジング速度特性でキャパシタンス及び損失係数は減少
するのが普通である。典型的なキャパシタンス エイジ
ング速度はディケイド[時間]あたり1〜5%である。
とも15時間エイジングした。この時間の間に物質のエ
イジング速度特性でキャパシタンス及び損失係数は減少
するのが普通である。典型的なキャパシタンス エイジ
ング速度はディケイド[時間]あたり1〜5%である。
C焼成方法
内部銅電極を有する多層コンデンサ
[MLC−s]は重要な漏洩をすることなく制御雰囲気
を含むように密封した炉内で焼成する。ベース金属電極
を有するMLC−sを焼成するため制御された酸素分圧
の雰囲気の使用は知られている。N2 、H,+H2、
CO+CO2+H2の雰囲気が説明されており、N2+
H20+N2 、及びCO□+H2+N2を含む他の雰
囲気も使用できる。混合物による雰囲気制御及び安全上
の理由からCO2+H2+H2の雰囲気が好ましい。
を含むように密封した炉内で焼成する。ベース金属電極
を有するMLC−sを焼成するため制御された酸素分圧
の雰囲気の使用は知られている。N2 、H,+H2、
CO+CO2+H2の雰囲気が説明されており、N2+
H20+N2 、及びCO□+H2+N2を含む他の雰
囲気も使用できる。混合物による雰囲気制御及び安全上
の理由からCO2+H2+H2の雰囲気が好ましい。
N2の非爆発性水準のみが必要であり、−酸化炭素の貯
蔵及びパイプ移送は必要ではない。
蔵及びパイプ移送は必要ではない。
未処理[グリーン]MLC−sはN2中で400℃に予
め焼成してほとんどの有機結合剤を除くことができる。
め焼成してほとんどの有機結合剤を除くことができる。
またMLC−sは予め焼成することなく直接焼結するこ
とができる。都合のよい加熱速度は25℃/分で750
℃まで10℃/分に減少して1050℃までである。浸
漬時間は通常1050〜1065℃で2〜2.5時間で
。
とができる。都合のよい加熱速度は25℃/分で750
℃まで10℃/分に減少して1050℃までである。浸
漬時間は通常1050〜1065℃で2〜2.5時間で
。
次いで炉を自然速度で冷却する。N2+C02+H2の
気体混合物は全サイクルの間適当な流速で炉を循環して
任かに正の圧力を維持する。co2/H2比は酸素分圧
を決定する。良好な結果は20/1〜65/1のCO2
/N2比で達成され1050℃でI X 10−9〜l
Xl0−+o気圧の酸素分圧を生じる。これは炉の熱ゾ
ーンに設置した酸素センサで確認される。雰囲気がより
還元性である場合、電極の不十分な焼結及び/又は誘′
屯体が半導体になるためMLC−sの脱ラミネート化が
起り品い、雰囲気がより酸化性である場合、銅電極は誘
電体と過剰に反応するか、又はそれに溶解する。電極と
セラミックとの間の仁かな反応は良好な電極結合にa利
であり得るが、誘電体厚みの変更及び電極の数の変更の
ために特性の変化を避けることを最小にすべきである。
気体混合物は全サイクルの間適当な流速で炉を循環して
任かに正の圧力を維持する。co2/H2比は酸素分圧
を決定する。良好な結果は20/1〜65/1のCO2
/N2比で達成され1050℃でI X 10−9〜l
Xl0−+o気圧の酸素分圧を生じる。これは炉の熱ゾ
ーンに設置した酸素センサで確認される。雰囲気がより
還元性である場合、電極の不十分な焼結及び/又は誘′
屯体が半導体になるためMLC−sの脱ラミネート化が
起り品い、雰囲気がより酸化性である場合、銅電極は誘
電体と過剰に反応するか、又はそれに溶解する。電極と
セラミックとの間の仁かな反応は良好な電極結合にa利
であり得るが、誘電体厚みの変更及び電極の数の変更の
ために特性の変化を避けることを最小にすべきである。
D 電極
良好な印刷特性のため、空気中で焼成されるMLC’s
に用いる電極ペーストは通常エチルセルロース結り剤を
含有する。然しなから、従来の経験及び若干のY−(f
B実験で、MLC″Sの均質焼結内部銅電極はこのタイ
プの電極ペーストではiすられない、外部電極を過剰に
酸化することなくMLCの中心の電極から結合剤を焼尽
することが困難なため多数の層を有するMLC−sの場
合に特にそうである。
に用いる電極ペーストは通常エチルセルロース結り剤を
含有する。然しなから、従来の経験及び若干のY−(f
B実験で、MLC″Sの均質焼結内部銅電極はこのタイ
プの電極ペーストではiすられない、外部電極を過剰に
酸化することなくMLCの中心の電極から結合剤を焼尽
することが困難なため多数の層を有するMLC−sの場
合に特にそうである。
従って、銅電極ペーストはアクリル結合剤に基づくもの
が開発された6 これはエチル セルロースに伴う焼尽
の問題を避け、低金属レイダウンしコ2マイクロメータ
焼成って秀れた印刷特性を有する。
が開発された6 これはエチル セルロースに伴う焼尽
の問題を避け、低金属レイダウンしコ2マイクロメータ
焼成って秀れた印刷特性を有する。
スクリーン印刷性電極ペーストにアクリル結合剤を用い
る主な困難性は、低い結合剤水準を用いない限りペース
トがスクリーンに粘着し及び/又は過度に流れることで
ある。低い結合剤水準では。
る主な困難性は、低い結合剤水準を用いない限りペース
トがスクリーンに粘着し及び/又は過度に流れることで
ある。低い結合剤水準では。
ペーストの固体含量は高く印刷沈青はMLC電極に濃す
ぎる。この問題はアクリルに対する貧溶媒。
ぎる。この問題はアクリルに対する貧溶媒。
β−テルピネオールでペーストを調合することで解決さ
れた。ブチル メタクリレート以外にメチル メタクリ
レートは10!Ifm96のような低い濃度でもβ−テ
ルピネオールに溶解することはできない、然しなから、
ブチル メタクリレートは20〜30重量%の濃度範囲
で容易に溶解することが見出だされた。少量の表面活性
剤[RK−500;フォスフェート エステル表面活
性剤に対するGAFの商標名]を含むこのようなビヒク
ルでつくったペーストは、微細銅粉末1例えばメッツ社
の銅粉末#10.特に400−メツシュ スクリーンを
用いた場合に、極めて良好な成果をあげた。極めて薄い
層[≦3.53.5ミフロンコた電極均一性が25電極
のような多くの電極を有するMLC−sを焼成した場合
に達成された。
れた。ブチル メタクリレート以外にメチル メタクリ
レートは10!Ifm96のような低い濃度でもβ−テ
ルピネオールに溶解することはできない、然しなから、
ブチル メタクリレートは20〜30重量%の濃度範囲
で容易に溶解することが見出だされた。少量の表面活性
剤[RK−500;フォスフェート エステル表面活
性剤に対するGAFの商標名]を含むこのようなビヒク
ルでつくったペーストは、微細銅粉末1例えばメッツ社
の銅粉末#10.特に400−メツシュ スクリーンを
用いた場合に、極めて良好な成果をあげた。極めて薄い
層[≦3.53.5ミフロンコた電極均一性が25電極
のような多くの電極を有するMLC−sを焼成した場合
に達成された。
[実施例]
例1
第1セラミツク フラックスを100.0gのほう酸、
547.5gのBaCO3及び40.0gのM n C
O3の混合物からつくった。これらは3BaO−B20
3及びB a O−M n O2の混合物の先駆体であ
った。混合成分を700℃で5時間焼成した後粒径く2
ミクロンにボールミルした1次いでこのフラックスを8
5.6gのBaTi0q、10.0gのBaZr0q。
547.5gのBaCO3及び40.0gのM n C
O3の混合物からつくった。これらは3BaO−B20
3及びB a O−M n O2の混合物の先駆体であ
った。混合成分を700℃で5時間焼成した後粒径く2
ミクロンにボールミルした1次いでこのフラックスを8
5.6gのBaTi0q、10.0gのBaZr0q。
1.0gのNd203.0.79gのNb2O5及び0
.88gのLi2CO3とアクリル結合剤溶液[Du
Pont 5200; 5200はアクリル結合剤流
し込み溶液のデュポン社の商標名]と共に混合し一夜粉
砕した。このスラリーからセラミックテープを流込み成
形し、1μmの銅粉末をデュポン エルバサイト204
4 [E 1vacite 2044はブチルメタクリ
レート樹脂のデュポン社の商標名]の20%β−テルピ
ネオール溶液に分散した銅ペーストを用いてMLCコン
デンサ[サイズ1209]をつくった。コンデンサのあ
るものは5活性層[6電極]を有し、他のものは15活
性層[16電極]を有した。厚みは焼成で約25マイク
ロメータの誘電層を生じるものであった。これらのコン
デンサは1050〜1065℃で上記のN、H+H2+
CO2の雰囲気で焼成した。焼成後、チップを仁かに研
心して末端の伜かの酸化物膜を除いた9次いで銅末端ペ
ースト[Du Pont 7001D ;7001Dは
厚膜銅ペーストのデュポン社の商標名コを適用し窒素中
700℃で焼成した。リード線を常法によりPb−3n
はんだで取付けた。
.88gのLi2CO3とアクリル結合剤溶液[Du
Pont 5200; 5200はアクリル結合剤流
し込み溶液のデュポン社の商標名]と共に混合し一夜粉
砕した。このスラリーからセラミックテープを流込み成
形し、1μmの銅粉末をデュポン エルバサイト204
4 [E 1vacite 2044はブチルメタクリ
レート樹脂のデュポン社の商標名]の20%β−テルピ
ネオール溶液に分散した銅ペーストを用いてMLCコン
デンサ[サイズ1209]をつくった。コンデンサのあ
るものは5活性層[6電極]を有し、他のものは15活
性層[16電極]を有した。厚みは焼成で約25マイク
ロメータの誘電層を生じるものであった。これらのコン
デンサは1050〜1065℃で上記のN、H+H2+
CO2の雰囲気で焼成した。焼成後、チップを仁かに研
心して末端の伜かの酸化物膜を除いた9次いで銅末端ペ
ースト[Du Pont 7001D ;7001Dは
厚膜銅ペーストのデュポン社の商標名コを適用し窒素中
700℃で焼成した。リード線を常法によりPb−3n
はんだで取付けた。
キャパシタンスはY5C’TCCで5層部品は0.06
μFであり15層のものは0.15μFであった。絶縁
抵抗はMLC″Sの両セットとも15.000ΩFを超
え、DFは2%未満であった。誘電定数は多数の電極で
は若干低くみえ[6000vs7600] 、銅電極と
誘電体との若−1′−の相互作用の4能性を示した5然
しなから。
μFであり15層のものは0.15μFであった。絶縁
抵抗はMLC″Sの両セットとも15.000ΩFを超
え、DFは2%未満であった。誘電定数は多数の電極で
は若干低くみえ[6000vs7600] 、銅電極と
誘電体との若−1′−の相互作用の4能性を示した5然
しなから。
24時間125℃で200 V/11で試験した場合1
5層部品で秀れた安定性が得られ、試験した22部品の
うち失敗はなかった。
5層部品で秀れた安定性が得られ、試験した22部品の
うち失敗はなかった。
例1の組成物は次の特性を自°する。
S 糟1.06
No =1.396 [Nb、Nd]
NC/ND −0,29[Mn/Nb十NdコN<;
−1,8% [B] NM −2,796[L i] 例2 第2セラミツク フラックスを45.35重量96のZ
nO,23,0%のほう酸、20.0%のBaCO3及
び11.65%のM n CO3の混合物からつくった
。この化合物は3ZnO・B2O3及びBaO−MnO
2の先駆体であった。
−1,8% [B] NM −2,796[L i] 例2 第2セラミツク フラックスを45.35重量96のZ
nO,23,0%のほう酸、20.0%のBaCO3及
び11.65%のM n CO3の混合物からつくった
。この化合物は3ZnO・B2O3及びBaO−MnO
2の先駆体であった。
混合成分を700℃で5時間焼成した後粒径[Ds。]
く2ミクロンに粉砕した1例1と同様の方法で2.83
gのフラックス、85.0gのBaTiO3,10,0
gのBaZrO3゜2.0gのNd2O3,及び0.5
gのLi2CO3からなるスリップからセラミック テ
ープを製造した、銅mhのMLC−sは5活性層で他の
ものは25活性層で製造した。
く2ミクロンに粉砕した1例1と同様の方法で2.83
gのフラックス、85.0gのBaTiO3,10,0
gのBaZrO3゜2.0gのNd2O3,及び0.5
gのLi2CO3からなるスリップからセラミック テ
ープを製造した、銅mhのMLC−sは5活性層で他の
ものは25活性層で製造した。
キャパシタンスは5層部品は0.06μFであり25層
のものは0.42μFであった。絶縁抵抗はMLC−s
の両セットとも20,000ΩFて、DFは296未満
てあった。誘電定数は5層MLC″Sは8500〜90
00であり25層のものは8200〜8600てあった
1例2の組成物は次の特性をHする。
のものは0.42μFであった。絶縁抵抗はMLC−s
の両セットとも20,000ΩFて、DFは296未満
てあった。誘電定数は5層MLC″Sは8500〜90
00であり25層のものは8200〜8600てあった
1例2の組成物は次の特性をHする。
S −1,03
N n ” 1.4%[Nd]
N c / N l) −0、29[M n / N
dコNa = 1. 5?ti [BコNM−3
,8%[Zn、Li] 例3〜17 M L S″Sの代わりに単板コンデンサをつくった例
3〜6を除き1上記と同様の方法を用いた次の6例でさ
らに本発明を説明する0組成は表1に示し電気データは
表2に示す。
dコNa = 1. 5?ti [BコNM−3
,8%[Zn、Li] 例3〜17 M L S″Sの代わりに単板コンデンサをつくった例
3〜6を除き1上記と同様の方法を用いた次の6例でさ
らに本発明を説明する0組成は表1に示し電気データは
表2に示す。
例3及び4は、ガラス形成酸化物[酸化はう素]への変
性剤酸化物の添加は焼結性を改心するがKはトーナの添
加なしで低いことを示している3例5〜9は、バリウム
チタネート セラミックへのトーナ ドーパントの添
加はSが1603未満及び/又はアクセプタ水準が低く
すぎる場合に低酸素含量の雰囲気で焼成すると半導体物
質を生じる傾向があることを示している9例10〜14
は。
性剤酸化物の添加は焼結性を改心するがKはトーナの添
加なしで低いことを示している3例5〜9は、バリウム
チタネート セラミックへのトーナ ドーパントの添
加はSが1603未満及び/又はアクセプタ水準が低く
すぎる場合に低酸素含量の雰囲気で焼成すると半導体物
質を生じる傾向があることを示している9例10〜14
は。
どのような種類のトーナが単独で又は互いに組合わせて
用い得るかを説明する。また1例10は。
用い得るかを説明する。また1例10は。
他のアルカリ上類酸化物がフラックス又はセラミックに
含まれ得ることを示す、最後に1例15〜17は、シリ
カ又はアルミナを含むフラックス組成物の使用を説明す
るものである。
含まれ得ることを示す、最後に1例15〜17は、シリ
カ又はアルミナを含むフラックス組成物の使用を説明す
るものである。
表 1
イオン
30.3730 0.055g 0.3730
0.05511 −4 0.3730
G、05511 0.3730 0.0558
− −7 0.4189 − 0.
3G44 0.0362 0.01+9 Nb5゜
8 0.3877 0.0363 0.3755 0
.03B3 0.01+9 Nd”Q [1,
4240−0,3[i44 0.03B2 0.01
+9 Nb”+00.31t77 0.0363
0.3755 0.0383 0.01+
9 Nd”II O,4290−0,3844
0,0362G、0119 Nb”14 0.43
02 − 0.31i7G 0.0362
0.01+9 Nd”15 0.4088
− 0.3730 0.0307 0.
0119 Nd3”1[i 0.4099
− 0.3730 0.0307 0.0119
Nd”17 0.4083 − 0
.3730 0.0307 0.01+9
Nd”表 1 (続き) 3 − 0.0410 4.8 − −
0 0 1.004 − 0.0410
4.5 0.0135 Li 1.5 0
1.005 − 0.0410 4.5 0.
0Ofli8 Li Q、8 0 1.00
6 − 0.0410 4.5 0.0+35
Li 1.5 0 1.QQ8 0、口02
0 0.0275 3.1 0.02
38 Ll 2.7 0.1
7 1.0510 0.0037 Q、027
5 3.I Q、0238 1.i 2.7
0,31 1.0512 0.0034 0.01
58 1.8 0.0238 Ll 2.7
0.29 1.0013 0.0034 0.01
511 +、8 0.0238 11 2.7 0
.29 1.06+4 0.0034 0.0151
1 +、1! 0.0238 Ll 2.7
0.29 1.09+5 0.0035 0.00
4g 0.80.0135 Ll 3.3 0
.29 1.030.0024 0.B O,01
411Zn(Sl) 0.0041 ^1 0.0041 AI 表 2 3 板コンデンサ m−多孔性 −一4
板コンデンサ IEI(102,1<15 <
15 −−5 板コンデンサ −一 半導
体 −一6 板コンデンサ −一 半導体
−一7 6 −一 半導体 −一
8 6 −一 半導体 −一9
6 11t500 1.7 <1<
I Y5Vto 6 71
00 3.2 12K 200 Y5
VII 6 [
14000,525K1000 Y5V12
b e5o0 1.2 20K
20oo Y5V13 6
5000 0.7 20K 2000 さ
Y51114 6 5500 1
.2 40に1500 Y5U15
6 511i00 0.6 40K
I500 Y5V1[i 6
5400 11.0 IOK 300
Y5V17 6 8500
0.8 20に2000 Y5V出願人
代理人 弁理士 鈴江武彦
0.05511 −4 0.3730
G、05511 0.3730 0.0558
− −7 0.4189 − 0.
3G44 0.0362 0.01+9 Nb5゜
8 0.3877 0.0363 0.3755 0
.03B3 0.01+9 Nd”Q [1,
4240−0,3[i44 0.03B2 0.01
+9 Nb”+00.31t77 0.0363
0.3755 0.0383 0.01+
9 Nd”II O,4290−0,3844
0,0362G、0119 Nb”14 0.43
02 − 0.31i7G 0.0362
0.01+9 Nd”15 0.4088
− 0.3730 0.0307 0.
0119 Nd3”1[i 0.4099
− 0.3730 0.0307 0.0119
Nd”17 0.4083 − 0
.3730 0.0307 0.01+9
Nd”表 1 (続き) 3 − 0.0410 4.8 − −
0 0 1.004 − 0.0410
4.5 0.0135 Li 1.5 0
1.005 − 0.0410 4.5 0.
0Ofli8 Li Q、8 0 1.00
6 − 0.0410 4.5 0.0+35
Li 1.5 0 1.QQ8 0、口02
0 0.0275 3.1 0.02
38 Ll 2.7 0.1
7 1.0510 0.0037 Q、027
5 3.I Q、0238 1.i 2.7
0,31 1.0512 0.0034 0.01
58 1.8 0.0238 Ll 2.7
0.29 1.0013 0.0034 0.01
511 +、8 0.0238 11 2.7 0
.29 1.06+4 0.0034 0.0151
1 +、1! 0.0238 Ll 2.7
0.29 1.09+5 0.0035 0.00
4g 0.80.0135 Ll 3.3 0
.29 1.030.0024 0.B O,01
411Zn(Sl) 0.0041 ^1 0.0041 AI 表 2 3 板コンデンサ m−多孔性 −一4
板コンデンサ IEI(102,1<15 <
15 −−5 板コンデンサ −一 半導
体 −一6 板コンデンサ −一 半導体
−一7 6 −一 半導体 −一
8 6 −一 半導体 −一9
6 11t500 1.7 <1<
I Y5Vto 6 71
00 3.2 12K 200 Y5
VII 6 [
14000,525K1000 Y5V12
b e5o0 1.2 20K
20oo Y5V13 6
5000 0.7 20K 2000 さ
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.2 40に1500 Y5U15
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5400 11.0 IOK 300
Y5V17 6 8500
0.8 20に2000 Y5V出願人
代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、化学量論的に次の基準を特徴とする、ガラス形成及
びガラス変性イオンの両者を有するフラックスの粒子間
相を有するドーナードープBaTiO_3から本質的に
なる誘電組成物。 (a)ドープしたBaTiO_3におけるA位置イオン
とB位置イオンとの比、 N_A+N_D^3^+ =1.02〜1.10 N_B+N_D^5^++Nc 式中、 N_A=2価A位置イオンの数; N_B=4価B位置イオンの数; N_c=ドーナ補償イオンの数; N_D=ドーナイオンの数; (b)ドーナイオン(N_D)と全イオン(N_T)と
の比、 N_D/N_T=0.5〜3.0%; (c)N_C/N_Dは少なくとも0.20;(d)ガ
ラス形成イオン(N_G)と全イオン(N_T)との比
、 N_G/N_T=0.5〜3.5%;及び (e)ガラス変性イオン(N_M)と全イオン(N_T
)との比、 N_M/N_T=1.5〜5.0%。 2、ガラス形成イオンがB^3^+、Si^4^+、G
e^4^+、P^5+、及びその混合物から選ばれる請
求項1記載の誘電組成物。 3、ガラス変性イオンがLi^+、Zn^2^+、Cu
^+、及びその混合物から選ばれる請求項1記載の誘電
組成物。 4、2価A位置イオンがBa^2^+、Ca^2^+、
Sr^2^+、Mg^2^+、及びその混合物から選ば
れる請求項1記載の誘電組成物。 5、4価B位置イオンがTi^4^+、Zr^4^+、
及びその混合物から選ばれる請求項1記載の誘電組成物
。 6、ドーナイオンがNb^5^+、Ta^5^+、3価
希土類イオン、及びその混合物から選ばれる請求項1記
載の誘電組成物。 7、ドーナ補償イオンがMn^2^+、Mn^3^+、
Ni^2^+、Cr^3^+、Co^2^+、Co^3
^+、Ga^3^+、及びその混合物から選ばれる請求
項1記載の誘電組成物 8、化学量論的に次の基準を特徴とする、 BaTiO_3の酸化物、ガラス形成カチオンの酸化物
、ガラス変性カチオンの酸化物、A位置ドーパント酸化
物、B位置ドーパント酸化物、ドーナイオンの酸化物、
ドーナ補償イオンの酸化物の微細分割粒子の混合物から
本質的になる低酸素含有雰囲気で焼成してガラス形成及
びガラス変性イオンの両者を有するフラックスの粒子間
相を有するドーナードープBaTiO_3を製造するた
めの組成物。 (a)A位置酸化物とB位置酸化物とのモル比か1.2
0〜1.10; (b)ドーナ酸化物と全酸化物とのモル比が0.5〜3
.0%; (c)ドーナ補償酸化物とドーナ酸化物とのモル比が少
なくとも0.20; (d)ガラス形成酸化物と全酸化物とのモル比が0.5
〜3.5%; (e)ガラス変性酸化物と全酸化物とのモル比が1.5
〜5.0%。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US326087A | 1987-01-13 | 1987-01-13 | |
US003,260 | 1987-01-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63246810A true JPS63246810A (ja) | 1988-10-13 |
JP2897990B2 JP2897990B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=21704968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63005662A Expired - Lifetime JP2897990B2 (ja) | 1987-01-13 | 1988-01-13 | 銅内部電極を有する多層セラミックコンデンサに用いる高k誘電組成物 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0275053B1 (ja) |
JP (1) | JP2897990B2 (ja) |
KR (1) | KR900007897B1 (ja) |
CA (1) | CA1280810C (ja) |
DE (1) | DE3863778D1 (ja) |
HK (1) | HK38392A (ja) |
SG (1) | SG14292G (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02222126A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックスコンデンサ |
JP5651703B2 (ja) * | 2010-10-20 | 2015-01-14 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2613722B2 (ja) * | 1991-09-27 | 1997-05-28 | 日本碍子株式会社 | 低温焼成用誘電体磁器組成物の製造法 |
JP3435607B2 (ja) * | 1992-05-01 | 2003-08-11 | 株式会社村田製作所 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
US5646081A (en) * | 1995-04-12 | 1997-07-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Non-reduced dielectric ceramic compositions |
US6139780A (en) * | 1998-05-28 | 2000-10-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Dynamic random access memories with dielectric compositions stable to reduction |
US6960546B2 (en) | 2002-09-27 | 2005-11-01 | Paratek Microwave, Inc. | Dielectric composite materials including an electronically tunable dielectric phase and a calcium and oxygen-containing compound phase |
DE102018102387B3 (de) * | 2018-02-02 | 2019-06-27 | Schott Ag | Glaskeramik mit ionenleitender Restglasphase und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2522870A1 (fr) * | 1982-03-02 | 1983-09-09 | Europ Composants Electron | Composition ceramique dielectrique a base de titanate de baryum stable en fonction de la temperature et condensateur utilisant cette composition |
GB2143227B (en) * | 1983-07-13 | 1986-07-30 | Standard Telephones Cables Ltd | Ceramic dielectric compositions |
-
1988
- 1988-01-09 EP EP88100204A patent/EP0275053B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-09 DE DE8888100204T patent/DE3863778D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-12 CA CA000556377A patent/CA1280810C/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-01-12 KR KR1019880000151A patent/KR900007897B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-01-13 JP JP63005662A patent/JP2897990B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-02-17 SG SG142/92A patent/SG14292G/en unknown
- 1992-05-28 HK HK383/92A patent/HK38392A/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02222126A (ja) * | 1989-02-22 | 1990-09-04 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックスコンデンサ |
JPH088190B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1996-01-29 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックスコンデンサ |
JP5651703B2 (ja) * | 2010-10-20 | 2015-01-14 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA1280810C (en) | 1991-02-26 |
EP0275053A1 (en) | 1988-07-20 |
HK38392A (en) | 1992-06-04 |
DE3863778D1 (de) | 1991-08-29 |
KR900007897B1 (ko) | 1990-10-22 |
EP0275053B1 (en) | 1991-07-24 |
KR880009405A (ko) | 1988-09-15 |
JP2897990B2 (ja) | 1999-05-31 |
SG14292G (en) | 1992-04-16 |
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