JPS63249319A

JPS63249319A - 積層セラミツクコンデンサ

Info

Publication number: JPS63249319A
Application number: JP8222787A
Authority: JP
Inventors: 直人北原; 谷所　博明; 平間　昌弘; 篠原　義典; 和康疋田
Original assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mining and Cement Co Ltd
Priority date: 1987-04-04
Filing date: 1987-04-04
Publication date: 1988-10-17
Anticipated expiration: 2011-01-17
Also published as: JPH084053B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、セラミック薄板を用いた積層セラミックコン
デンサ及びその製法に関する。更に。

詳しくは、ガラス層と導体層を含む接着層を介在させ、
多数のセラミック薄板を多層に構成した積層セラミック
コンデンサ及びその製法に関する。

［従来の技術］最近、電子機器の小型化に伴い、積層コンデンサの小型
化が進んでいるために、多くの技法により積層セラミッ
クフンデンサが作製されている。

従来の積層セラミックコンデンサは、主に９次の２つの
方法で積層体を作製していた。即ち、第１のものは、微
細化したセラミック粉末を有機バインダ七混練しペース
ト状にした訪電体材料ペーストと、同じように金属粉末
を有機バインダと混練しペースト状にした導体ペースト
と相互にスクリーン印刷法により順次積層していき積層
体を形成する方法である。また、第２の方法は、誘電体
材料ペーストをドクターブレード法等により形成したセ
ラミックグリーンシートを所望の形状９寸法に切断した
薄層に、スクリーン印刷法等により、導体ペーストを被
着し、乾炊した薄層を複数枚積み重ねた後に、熱圧着す
ることにより、積層を作成する方法である。このように
して１Ｍ電体材料と導体の薄層を積み重ねた積層体を作
製し。

次にそれを焼成することにより積層セラミックコンデン
サを製造するものであった。

然し乍ら、このような作製方法では、誘電体セラミック
材料を金属と一緒に１２００〜１４００℃程度の高温で
焼成するために、内部電極材料としては、１２００〜１
４００”Ｃの高温においても誘電体セラミック材料と反
応せずに、また高温においても酸化しない金属であるこ
とが要求され。

この要件を満足するためにパラジウム、白金等の貴金属
ペーストを用いなければならず、積層セラミックコンデ
ンサを経済的に製造するに一種のネックになってい、そ
の低価格化のためには大きな障害であった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は９以上の従来の積層セラミックコンデン
サの作成法の欠点を解消することである。即ち９本発明
は、貴金属を内部電極に用いなければならないという問
題を解消した積層セラミックコンデンサ及びその製法未
提供することを目的とする。即ち１本発明は、焼成した
セラミック薄板を厚膜法により形成した導体層（導体ペ
ースト或いは導体接着剤で形成）或いはガラス層で接着
接合した積層セラミックコンデンサを提供することを目
的とする。また１本発明は、各層のセラミック薄板の間
に空隙を設けることなく、ガラス層をセラミック薄板間
に形成し、比較的に低温で溶着できる材料により、セラ
ミック薄板を多層化して重ね接合することにより、セラ
ミック薄板の表面に設けた接着性導体層によりセラミッ
ク薄板を接合することにより、精度のすぐれた積層セラ
ミックコンデンサ及びその製法を提供することを目的と
する。

［発明の構成］［問題点を解決するための手段］本発明は、セラミック薄板層と接着層を積層した積層セ
ラミックコンデンサにおいて、該セラミック薄板は個別
に焼成して製造したものであり、接着層を挾んで積層き
れてい、該接着層は。

ガラス層、導体層で一定のパターンを構成するもので、
その時、ガラス層或いは導体層の一方または１両方がそ
れを挾んでいるセラミック薄板を接着して形成されてい
、更に、該導体層は導体ペースト或いは導電性接着剤に
よりなることを特徴とするｌａ層セラミックコンデンサ
である。好適には、前記導体層は、セラミック薄板層と
ガラス層により内蔵されてい、外部に露出していない構
成のものである。また、セラミック薄板層は誘電損失０
．０１以下で、厚さ２００μｍ以下であることが好適で
ある。また、その製法は、焼成したセラミック薄板層上
に厚膜スクリーン印刷法により、導体層パターン並びに
ガラス層を形成し、そのよう鎧形成したセラミック薄板
層を多数積み重ね、その上下にセラミック薄板を重ね、
その構成物を比較的に低温で熱処理接合することによる
。

本発明の積層セラミックコンデンサの構造は。

センミック薄板層、接着層で構成され、即ち、接着層を
介在させて、セラミック薄板層を積層し。

組立てたもので、この接着層は、ガラス層と導体層より
なる一定の電極パターンを構成しているものである。

接Ｒ層はガラス、層パターンと導体層パターンとを有し
ており、そのガラス層、導体層の一方或いは両方がセラ
ミック薄板同志を接合接着する役目をしているものであ
る。そのときに、ガラス層を接合接着の役目にする場合
は、ガラス層を介在させて組立ててガラスを溶融せしめ
接合することによりできる。また、導体パターンを接合
の役目に構成する場合は、導体ペースト或いは導体接着
剤を用いて、即ち、セラミック薄板上に導体ペースト或
いは導体接着剤を塗布し１次にセラミック薄板を合わせ
て接合することができる。

本発明では、焼成後のセラミック薄板を用いるために、
介在する接着層の導体パターン、介在ガラス層等を形成
するためにペースト印刷後に加熱処理するときにも、基
板の収縮が生じない、従って、あらかじめ収縮率を考慮
にいれてパターン設計する必要がなく、従来のグリーン
シート積層法に比較して電極パターン形成が正確にでき
、また、ペースト焼成によるセラミック薄板の反りも生
じることが少ない。

更に、導体パターン、即ち、電極は外部に露出していな
いために、貴金属ペーストなどの高価な金属を用いずに
電極を形成できる。

セラミック薄板を多層化するために、ガラス層を接合層
とした場合、セラミック薄板を積み重ねたものを比較的
に低温で焼成処理し、融着させる。接着層には、空隙を
設けずにガラス層、導体層が形成されているため、セラ
ミック薄板相互の接着が良好に行なわれ１機械的強度が
強い積層ヒラミックコンデンサが得られる。

接合層としてガラスを用いる結果、より耐熱性にすぐれ
、気密封止性が良好になり、特性がよく、使用しやすい
積層セラミックフンデンサが得られる。また、ガラス層
は、すぐれた電気的絶縁性をもつために、ガラス層を挾
んで上下のセラミック薄板に印刷された導体層は、良好
な絶縁性を保持でき、同時に気密性が優れたものとなる
。

接合層としてガラス層を用いずに、単に充填層として、
導体層を接合層として用いる場合でも、導体層パターン
の間をガラス示埋めるために、電極の気密性が容易に保
持される。

更に、焼成後のセラミック薄板を使用しているために、
積層セラミック薄板上に形成された″ｙ／ｌ！Ｉパター
ンの位置合わせのためのマージンを小さくとることがで
きる（小さくてもよい）、従って。

パターン精度の優れた積層コンデンサが可能である。ま
た積層セラミックコンデンサとしては、その総計厚さを
抑えるために、１つのセラミック薄板の厚さ２００ｇｍ
以下が好適である。また、このような焼成セラミック薄
板を用いると、容易に誘電損失の小さい誘電体が得られ
、また、同時に、複数のセラミック薄板を積層する際に
薄板が薄く透光性になるために下層の薄板に印刷された
パターンに対して位置合わせが容易にでき、高精度の位
置合わせが可能である。更に、積層時に個々の薄板の反
りを容易に補正でき、ＹＬ面性の高い積層コンデンサが
容易に作製できる０以上の理由から２００μｍ以下の厚
さのセラミック基板が好適であり、製ｍｈからはセラミ
ック基板厚さのド限が約２０μｍとされる。

本発明の積層セラミックコンデンサは、多数のセラミッ
ク薄板を、それらの表面をガラス層を介在させ、積み重
ね、即ち、セラミック薄板両表面上に、電極パターンを
形成し、この電極パターン形成したセラミック薄板を重
ね接合した構造である。

本発明の積層セラミックコンデンサの製造方法を９次に
説明する０個々のセラミック薄板は９個別に焼成された
Ｗｓ電損失値の低い誘電体薄板であり、そのようなセラ
ミック薄板の少なくとも一方の面にスクリーン印刷法な
どにより金属導体層パターン（電極パダ−′／）を形成
したものを少なくとも１枚と１個別に焼成したセラミッ
ク薄板の両面に導体層パターンを導電性ペーストでを形
成し、その上にガラス層をスクリーン印刷法で形成し、
このようなセラミック薄板を多数積み重ね。

その積層体の最上面及び最ド面に２つのセラミック薄板
を付す、このようなガラス層、導体層のうら少なくとも
１つを接合層とする。即ち、ガラス層を接合層とする場
合は、積層体を低温焼成処理し、熔融接合する。導体層
を特徴とする特許は、導体ペースト或いは／及び導電性
接着剤を用い、接合する。

本発明に用いられセラミック薄板は、誘電損失が小さい
ものがよく、好適には、誘電損失０．０１以下の材料が
望ましい、具体的には、誘電体材料としては、アルミナ
、ムライト、ステアライト、フォルステライト、ベリリ
ア、チタニア、窒化アルミニウム、チタン酸バリウムに
代表されるフエロブス力イト構造を有する物質などを用
いる。

゛　　本発明に用いるセラミック薄板は、金属アルフキ
シトを出発原料として、ゾル−ゲル法により製造できる
。特に、このようにして作られたアルミナ薄板が好適で
ある。

用いるセラミック薄板の厚さは、薄ければ薄いほど、大
きい容穢の：１ンデンサが得られる。高周波特性のすぐ
れた積層セラミックコンデンサを作るためには、高周波
領域で誘電損失が小きいことが必要であり、導体層金属
材料の導電性が非常に良好なものでなければならない。

また、導体層パターン（電極パターン）を作成する方法
としては、印刷法により、説明したが。

その中で、特に、スクリーン印刷を用いた厚膜法が有用
である。その他に、導体層を接合層として用いない場合
は、ホトエツチング技術も利用でき、ホトエツチングに
よる薄膜作成法を用いることができる。また、その両方
の技法を用いることもできる。

導体層パターン形成に用いる材料としては。

金、銀、銅、ニッケル、白金、パラジウム又はその組合
わせなど導電性金属であり、そのペーストをスクリーン
印刷法などによりセラミック基板表面上に印刷し、導体
パターン即ち、電極パターンとすることができる。また
９本発明に用いる導体層形成の材料は、特に、高周波用
には、ａｔ、金。

鋼、パラジウム或いはその組合わせを用いることが好適
である。また１本発明の積層セラミックコンデンサの構
造では、前記以外にニッケルなどの比較的に酸化され易
い金属でも用いることができる。

ガラス層の作成法は、上記のようにスクリーン印刷によ
る厚膜作成法でよく、有効である。

セラミック薄板各層を互いに接合するためのガラス層形
成には、比較的に低温で溶融するガラス、例えば、硼珪
酸ガラス、結晶化ガラスなどを使用できる。比較的低温
の融点を有し、取り扱い易いものがよい、この加熱処理
のときに、電極パターンを含むセラミック薄板に障害を
与えないためになるべく低温で接合できる材料を使用す
る。

ガラス溶融接合のための処理温度は好適には５００℃〜
９００℃程度であり、さらに好適には、８００〜８５０
℃である。

実施例では、アルミナ基板を例として示ｔが。

セラミック薄板としては、他に、誘電率の低い薄板材料
が好適であり、　ＢａＯ−工ｉ０．等の誘電体基板。

チタニア（Ｔｉｅｓ）系の基板材料等が好適である。

本発明により得られる積層セラミックコンデンサは９例
えば、電子機器等に使用される混成集積回路用などに使
用され得る。

次に１本発明の積層セラミック：１ンデンサについて実
施例により説明するが９本発明は１次の実施例のものに
限定されるものではない。

［実施例］金属アルフキシト法により形成し、焼成した厚さ３０〜
１２０ｇｍの範囲の極薄のアルミナ薄板ｌの両表面に、
第１図に示すように、銀ペーストをスクリーン印刷法に
より被着し、乾燥し、焼成し、導体ｗＩ（導体層パター
ン）２を形成した後。

更に、その面位低融点ガラスペーストをスクリーン印刷
法により同様にガラス層３を形成した。このように第１
図に示す構造のセラミック薄板を。

少なくとも１枚（通常数枚）を積み重ねたものに１片面
にのみガラス層を形成したカバー用薄板４を２枚用いて
、積層コンデンサ構造体の最上面及び最下面に付し、第
２図の説明断面図に示す構造の積層物を得る０次に、そ
の積層物の多層セラミック薄板を接１接合できるように
加圧しながら約８００〜８５０℃でリフロー炉に入れて
加熱処理した。ガラス層３は溶けて、アルミナ薄板を互
いに接合接着され、多数のアルミナ薄板１は１図示のよ
うな構成で互いに強固に結合され、第２図に示す断面の
本発明の積層物が得られた。この積層焼成物を個々のチ
ップに切断し、端子電極を形成して、積層セラミックコ
ンデンサを製造した。

［発明の効果］本発明の積層セラミックコンデンナは、上記のような構
成をとることにより。

第１に、焼成後のアルミナ薄板を用いることにより、即
ち、セラミック材料の焼成収縮などによる基板寸法精度
の低下がなく、低温焼成で作られる−　　ために比較的
に高い精度の電極を有するコンデンサが可能で１寸法精
度及び積層パターンの位置合わけ精度にすぐれた積層セ
ラミックコンデンサが製造できること。

第２に、接着層内にガラス層に囲まれた導体層を形成す
る構成により、内部電極材料として、従来のバラジウｌ
ｘ　、内金などの高価な貴金属を用いる必要がなく、銀
、ニッケルなどの安価な金属を用いることができる積層
セラミックコンデンサの製造が可能になったこと。

第３に、更に、内部電極材料として用いことのできる金
属材料の種類が広くなったことにより、非常に良好な金
ａｉｍを形成し９例えば、高周波コンデンサにおいて、
高周波特性のすぐれた積層セラミックコンデンサが可能
になったこと。

第４に、従って、用途に合った電極材料の選択が可能に
なるという効果も期待できること。

などの技術的効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の積層セラミックコンデンサの構成に
用いる１つのセンミック薄板の構成を示す説明断面図で
ある。第２図は９本発明の積層セラミックコンデンサの組み立
てた状態を示す説明断面図である。［主要部分の符号の説明〕１、、、、セラミック薄板２、、、、導体！（電極パターン層）３、、、、ガラス層４、．００表面力バー用セラミック薄板特許出願人　　
三菱鉱業セメント株式会社代理人　弁理士　　倉　持　
　裕（外１名）特許庁長官　黒　１）明　雄　殿１．事件の表示　昭和６２年特許願第０８２２２７号２
、発明の名称積層セラミックコンデンサ３、補正をする者　　事件との関係　　出願人住所　東
京都千代田区丸の内−丁目５番１号三菱鉱業セメント株
式会社代表者藤村正哉４、代理人住所’ｔ”ｉｏｔ東京都千代田区神田須田町１丁目２番
地５、補正により増加する発明の数　　　　　０６、補
正の対象［特許請求の範囲］［（１）セラ、ミック薄板層と接着層を積層した積層セ
ラミックコンデンサにおいて。該セラミック薄板は個別に焼成して製造したものであり
、接Ｍ！ｍを挾んで積層されて肚。該接着層は、ガラス層、導体層で一定のパターンを構成
するもので、その時、ガラス層、導体層の一方または１
両方がそれを挾んでいるセラミック薄板を接着して形成
されてい、更に、該導体層は導体ペースト或いは導電性
接着剤によりなることを特徴とする積層セラミックコン
デンサ。 ■前記導体層は、セラミック薄板層とガラス層により内
蔵されてい、外部に露出していないことを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の積層セラミックコンデンサ。０）前記セラミック薄板層は誘電損失０．０１以下で、
厚さ２００μｍ以下であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の積層セラミックコンデンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）セラミック薄板層と接着層を積層した積層セラミ
ックコンデンサにおいて、該セラミック薄板は個別に焼成して製造したものであり
、接着層を挾んで積層されてい、該接着層は、ガラス層
、導体層で一定のパターンを構成するもので、その時、
ガラス層、導体層の一方または、両方がそれを挾んでい
るセラミック薄板を接着して形成されてい、更に、該導
体層は導体ペースト或いは導電性接着剤によりなること
を特徴とする積層セラミックコンデンサ。
（２）前記導体層は、セラミック薄板層とガラス層によ
り内蔵されてい、外部に露出していないことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の積層セラミックコンデン
サ。
（３）前記セラミック薄板層は誘電損失０．０１以下で
、厚さ２００μｍ以下であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の積層セラミックコンデンサ。
（４）焼成したセラミック薄板層上に厚膜スクリーン印
刷法により、導体層パターン並びにガラス層を形成し、
そのように形成したセラミック薄板層を多数積み重ね、
その積層物の再上面及び最下面にセラミック薄板を重ね
、その構成物を比較的に低温で熱処理接合することを特
徴とする積層セラミックコンデンサの製法。