NL8303448A - MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. - Google Patents
MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8303448A NL8303448A NL8303448A NL8303448A NL8303448A NL 8303448 A NL8303448 A NL 8303448A NL 8303448 A NL8303448 A NL 8303448A NL 8303448 A NL8303448 A NL 8303448A NL 8303448 A NL8303448 A NL 8303448A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- layers
- ceramic
- dielectric
- pressure
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 title description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 21
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 17
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 16
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 12
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 9
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 238000009770 conventional sintering Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/005—Electrodes
- H01G4/008—Selection of materials
- H01G4/0085—Fried electrodes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/001—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides
- C22C32/0015—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with only oxides with only single oxides as main non-metallic constituents
- C22C32/0021—Matrix based on noble metals, Cu or alloys thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
* i .. t.· EHN 10.795 1 N.V. Philips1 Gloeilampenfabrieken te Eindhoven "Meerlaags keramische condensator"* i .. t. · EHN 10.795 1 N.V. Philips1 Incandescent light factories in Eindhoven "Multilayer ceramic capacitor"
De uitvinding heeft betrekking op een neerlaags condensator samengesteld uit afwisselende lagen van een diëlektrisch oxydisch keramisch materiaal en een elektrode materiaal, een compacte eenheid vormend op grond van de toepassing van temperatuur en druk.The invention relates to a downward capacitor composed of alternating layers of a dielectric oxidic ceramic material and an electrode material, forming a compact unit by virtue of the application of temperature and pressure.
5 Meer laags condensatoren van het bovenbeschreven type (z.g. monolithische keramische condensatoren), warden tot nu toe qp industriële schaal i.h.a. op de volgende wijze vervaardigd.5 More layer capacitors of the type described above (so-called monolithic ceramic capacitors) have hitherto been qp industrial scale i.h.a. manufactured in the following manner.
Een slurry van fijn gemalen keramisch, diëlektrisch poeder gemengd met een bindmiddel wordt afgezet in dunne lagen die 10 tot folies gedroogd worden en vervolgens van elektroden voorzien d.m.v. het erop zeefdrukken van een metaal-pasta. Deze folies worden gestapeld en samengeperst en in afzonderlijke condensator-licharren opgedeeld. Deze condensatar-lichamen worden gesinterd bij temperaturen tussen 1200 en 1400°C, afhankelijk van de samenstelling van het kera-15 mische, diëlektrische materiaal. Tijdens de sintering krimpt het keramische, diëlektrische poeder compact en verdicht zich tot een dichte, polykristallijne structuur. Tegelijkertijd sinteren de poederdeeltjes uit de metaalpasta tot elektrode-lagen van metaal die een samenhangend geheel vormen met de diëlektrische lagen.A slurry of finely ground ceramic dielectric powder mixed with a binder is deposited in thin layers which are dried into films and then electrodes provided by screen printing a metal paste on it. These films are stacked and compressed and divided into separate capacitor bodies. These condensate bodies are sintered at temperatures between 1200 and 1400 ° C depending on the composition of the ceramic dielectric material. During sintering, the ceramic dielectric powder shrinks compactly and compacts into a dense polycrystalline structure. At the same time, the powder particles from the metal paste sinter to form electrode layers of metal which form a coherent whole with the dielectric layers.
20 In de praktijk heeft men echter moeite om een stapel van foutloze dunne laagjes te maken. Men heeft te maken met het optreden van kortsluitingen bij lage spanningen (deze schrijft men toe aan een te hoge porositeit, resp. aan het optreden van scheuren en delaminaties = het niet-hechten van lagen in het eindprodukt).In practice, however, it is difficult to make a stack of flawless thin layers. One has to do with the occurrence of short circuits at low voltages (these are attributed to too high porosity, or to the occurrence of cracks and delaminations = non-adhesion of layers in the final product).
25 De porositeit zou men kunnen beperken door het sinteren onder gelijktijdig aanleggen van druk te doen plaatsvinden (z.g. druks interen). Als men deze druk niet alzijdig (isostatisch) aanlegt, maar in een richting dwars op het vlak van de lagen (uniaxiaal) dan zou men tevens het optreden van delaminatie kunnen voor kanen.The porosity could be limited by having the sintering take place under simultaneous application of pressure (so-called pressure sintering). If this pressure is not applied on all sides (isostatic), but in a direction transverse to the plane of the layers (uniaxial), the occurrence of delamination could also occur for greaves.
30 Uit proeven die tot de onderhavige uitvinding hebben geleid is echter gebleken dat bij het toepassen van een uniaxiaal druksinterproces cm neerlaags condensatoren te vervaardigen een nieuw^probleem optreedt: de eindprodukten voldoen niet aan de gestelde eisen omdat het metaal Λ *- n *7 ‘ * ’ ‘ ' ' ............. ~ ....... ...... ' —......However, tests which have led to the present invention have shown that a new problem arises when using a uniaxial pressure sintering process to manufacture downward capacitors: the end products do not meet the requirements because the metal Λ * - n * 7 ' * '' '' ............. ~ ....... ...... '—......
«’ ·’ : * » ΡΗΝ 10.795 2«’ ·:: * »ΡΗΝ 10,795 2
«ν' XX
van de elektrode lagen zidi In meerdere of mindere mate met het cxydische, keramische materiaal van de diëlektrische lagen· mengt.of the electrode layers zidi Mixes to a greater or lesser extent with the oxidic ceramic material of the dielectric layers.
Dit wordt toegeschreven aan de omstandigheid dat t.g.v. de hoge drukken die bij het uniaxiale druks interproces uitgeoefend worden 5 de vloeigrens van het metaal van de eléktrodelagen gepasseerd wordt.This is attributed to the fact that due to the high pressures exerted in the uniaxial pressure interprocess, the yield strength of the metal of the electrode layers is passed.
Het onder deze omstandigheden relatief zachte metaal wordt dan gemakkelijk in het keramische materiaal, dat bij het begin van het sinteren nog niet maximaal dicht is, geperst. Dit doorpersprobleem is ernstiger naarmate de keramische lagen'dunner zijn.The relatively soft metal under these conditions is then easily pressed into the ceramic material, which is not yet fully closed at the start of the sintering. This pressing problem is more serious the thinner the ceramic layers.
10 De uitvinding lost dit probleem cp doordat hij een meerlaagscondensator van de In de aanhef beschreven soort verschaft die gekenmerkt wordt door lagen elektrode materiaal die bestaan uit een mengsel van 7 tot 60 volumeprocent metaal met een hoog electrisch geleidingsvermogen en van 40 tot 93 volumeprocent keramische deeltjes 15 van een materiaal met een s intertenperatuur die boven de sinter- temperatuur van het oxydische keramische materiaal van de diëlektrische lagen ligt.The invention solves this problem in that it provides a multilayer capacitor of the type described in the opening paragraph, which is characterized by layers of electrode material consisting of a mixture of 7 to 60 volume percent metal with a high electrical conductivity and of 40 to 93 volume percent ceramic particles. 15 of a material having a temperature above the sintering temperature of the oxidic ceramic of the dielectric layers.
De toevoeging van een bepaalde hoeveelheid keramische deeltjes, die niet aan het sinterproces deelnemen, aan het metaal 20 van de electrodelagen maakt dat tijdens het uniaxiale druks interproces tussen de diëlektrische keramische lagen ruimte overblijft voor het metaal. De keramische deeltjes fungeren a.h.w. als pijlers die zorgen dat het metaal niet in de keramische lagen gedrukt kan warden.The addition of a certain amount of ceramic particles, which do not participate in the sintering process, to the metal 20 of the electrode layers leaves space for the metal during the uniaxial pressure interprocess between the dielectric ceramic layers. The ceramic particles act as pillars which ensure that the metal cannot be pressed into the ceramic layers.
De "pijlers" hebben een ontlastende, werking waardoor de druk niet 25 direct op het metaal komt te staan. Opdat deze functie effectief wordt uitgevoerd dient het aandeel aan keramische deeltjes in de elektrode laag bij voorkeur niet minder dan 40 volume % te bedragen. Bij een aandeel van meer dan 90 volume % aan keramische deeltjes kan voor bepaalde toepassingen het geleidingsvermogen van de elektrode lagen te 30 gering worden. Afhankelijk van o.a. de grootte van de deeltjes is net een aandeel van 7 vol. % aan metaal in de elektrode laag nog een redelijk geleidingsvermogen gerealiseerd.The "pillars" have a relieving effect, as a result of which the pressure is not put directly on the metal. For this function to be effectively performed, the proportion of ceramic particles in the electrode layer should preferably not be less than 40% by volume. With a proportion of more than 90% by volume of ceramic particles, the conductivity of the electrode layers may become too low for certain applications. Depending on, among other things, the size of the particles, a proportion of 7 is just full. % of metal in the electrode layer still has a reasonable conductivity.
Representatieve materialen voor het metaal van de eléktrodelagen zijn b.v. Pd (smeltpunt 1552°C), Pt (smeltpunt 1774°C), 35 Ni (smeltpunt 1445°C), Ag (smeltpunt 961°C), Cu (smeltpunt 1083°C) en legeringen daarvan.Representative materials for the metal of the electrode layers are e.g. Pd (melting point 1552 ° C), Pt (melting point 1774 ° C), 35 Ni (melting point 1445 ° C), Ag (melting point 961 ° C), Cu (melting point 1083 ° C) and alloys thereof.
Geschikte materialen voer de keramische deeltjes in de eléktrodelagen zijn bijvoorbeeld ZrO, en A^O^. Ook barium-titanaat "i " ~ * ΛSuitable materials for feeding the ceramic particles into the electrode layers are, for example, ZrO, and A ^ O ^. Also barium titanate "i" ~ * Λ
j* Jj * J
2 «2 ΕΉΝ 10.795 3 is bruikbaar indien het een zodanig van de sinter reactiviteit van het bariumrtitanaat van het diëlektricum verschillende sinter reactiviteit heeft dat het er slecht mee samensintert. Representatieve oxydische, keramische materialen voor het diëlektricum zijn titanaten, 5 zirconaten, titanaat-zirccnaten en wolframaten. De meeste hiervan zijn ferro-elektrisch bij kamertemperatuur. Eten uitzondering is Sr-' titanaat, dat bij kamertemperatuur niet ferro-elektrisch is. Dit en andere niet ferro-elektrische materialen kunnen ook als diëlektricum in condensatoren volgens de uitvinding toegepast worden.2 2 2 ΕΉΝ 10,795 3 is useful if it has such a sinter reactivity different from the sinter reactivity of the barium titanate of the dielectric that it does not sinter well with it. Representative oxidic ceramic materials for the dielectric are titanates, zirconates, titanate zirconates, and tungstates. Most of these are ferroelectric at room temperature. The exception is Sr-titanate, which is non-ferroelectric at room temperature. This and other non-ferroelectric materials can also be used as a dielectric in capacitors according to the invention.
10 Cm meerlaagscandensatcren te realiseren die aan bepaalde hoge kwaliteitseisen voldoen wordt bij voorkeur barium-titanaat voor de diëlektrische lagen gebruikt. Voer verschillende doeleinden kan dit nog kleine, doch specifieke hoeveelheden Co, Ni, Mn, Mg, Ta, Bi en/of Nb bevatten. Opdat het barium-titanaat de gewenste diëlektrische 15 eigenschappen krijgt dient het in een oxyderende atmosfeer (hoge partiële zuurstof druk) gestookt te worden. Bij het vervaardigen van meerdaags condensatoren d.m.v. een conventioneel sinterproces gebruikt man tot nu toe meestal Pd als elektrode materiaal.Barium titanate is preferably used for the dielectric layers to achieve 10 cm multilayer scan results that meet certain high quality requirements. For various purposes, this may still contain small but specific amounts of Co, Ni, Mn, Mg, Ta, Bi and / or Nb. In order for the barium titanate to obtain the desired dielectric properties, it must be fired in an oxidizing atmosphere (high partial oxygen pressure). When manufacturing multi-day capacitors by means of a conventional sintering process has hitherto mostly used Pd as the electrode material.
De uitvinding maakt het toepassen van een uniaxiaal 20 druksinterprocêdê mogelijk waardoor de toptenperatuur ongeveer 200°C lager kan liggen dan bij het conventionele sinterproces. Dit betekent dat het elektrode materiaal uit een Ag-Pd legering kan bestaan. Hoe lager de druks intertemperatuur, hoe hoger het Ag gehalte (en hoe lager dé prijs) kan zijn. Als het Ag gehalte toeneemt, i.h.b. boven 30 at.%, 25 is uit experimenten gebleken dat zonder de toevoeging van deeltjes van niet aan het sinterproces deelnemend keramisch materiaal die de uitvinding voorschrijft de kans dat de elektrode lagen in het keramische materiaal geperst worden steeds groter wordt.The invention makes possible the use of a uniaxial pressure sintering process, whereby the top temperature can be about 200 ° C lower than in the conventional sintering process. This means that the electrode material can consist of an Ag-Pd alloy. The lower the busy inter-temperature, the higher the Ag content (and the lower the price) can be. If the Ag content increases, especially above 30 at%, 25 experiments have shown that without the addition of particles of ceramic material not participating in the sintering process which the invention prescribes, the probability that the electrode layers are pressed into the ceramic material becomes increasingly greater.
In het kader van het conventionele sinterproces van 30 meerlaagscandensatoren is wel eens voorgesteld om keramische deeltjes aan het materiaal van de elektrodelagen toe te voegen. Dit had echter een heel ander doel dan dat door de uitvinding wordt nagestreefd, nl. het opvangen van het verschil in uitzettingscoëfficient tussen elektrode materiaal en keramiek of het beter aan elkaar 35 sinteren van elektrode materiaal en keramiek. In beide gevallen had het aan het elektrode metaal toe te voegen keramische materiaal essentieel dezelfde samenstelling als het keramische materiaal van de diëlektrische lagen. Daar bij het conventionele sinterproces Λ - - - ' ' ~ EHN 10.795 4 I · t ," geen druk op de neerlagen structuren wordt uitgeoefend treedt het probleem waarvoor de uitvinding een oplossing geeft daar niet op.In the context of the conventional sintering process of multilayer scanning capacitors, it has been proposed to add ceramic particles to the material of the electrode layers. However, this had a very different purpose than that which is pursued by the invention, namely to absorb the difference in expansion coefficient between electrode material and ceramic or better to sinter electrode material and ceramic together. In both cases, the ceramic material to be added to the electrode metal had essentially the same composition as the ceramic material of the dielectric layers. Since no pressure is exerted on the depositing structures in the conventional sintering process, the problem for which the invention provides a solution does not arise.
De uitvinding zal aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld nader worden toegelicht.The invention will be further elucidated on the basis of an exemplary embodiment.
5 Figuur 1 toont een druks inter systeem;Figure 1 shows a busy inter system;
Figuur 2 toont, gedeeltelijk in aanzicht en gedeeltelijk in doorsnede, een meerlaags keramische condensator;Figure 2 shows, partly in view and partly in section, a multilayer ceramic capacitor;
Figuur 3 toont het fasediagram van Ag-Pd.Figure 3 shows the phase diagram of Ag-Pd.
Voor het vervaardigen van meerlaags keramische condensatoren 10 volgens de uitvinding kan een druks inter systeem zoals getoond in figuur 1 gebruikt worden. Dit is in principe een druksysteem bestaande uit een hydraulische pers (1) voorzien van een cilinder (2) met een watergekoelde kop. De drukken die warden uitgeoefend hangen af van de topterrperatuur die bij het druksinterproces wordt aangelegd. Het 15 interessante drukgebied ligt tussen 200 bar en 5 kbar. De druk is afleesbaar op een manometer (3). De druk wordt overgebracht via een (boven) stenpel (4) van refractair (= tegen hoge temperaturen bestand) materiaal zoals Al2°3 SiC.For the manufacture of multilayer ceramic capacitors 10 according to the invention, a pressurized inter system as shown in Figure 1 can be used. This is in principle a pressure system consisting of a hydraulic press (1) fitted with a cylinder (2) with a water-cooled head. The pressures applied depend on the top temperature applied during the pressure sintering process. The interesting pressure range is between 200 bar and 5 kbar. The pressure can be read on a manometer (3). The pressure is transferred via a (top) stem (4) of refractory (= high temperature resistant) material such as Al2 ° 3 SiC.
Een samen te persen pakket (5) wordt op een anderstenpel 20 (6), eveneens van refractair materiaal, geplaatst. Er wordt voor gezorgd dat de stertpelvlakken die de druk op het pakket zetten zo nauwkeurig mogelijk evenwijdig zijn. De stempels (4,6) zijn opgesteld in een buisoven (7) die voorzien is van een verwarmingsspiraal (8). Het hydraulisch systeem (1,2) biedt de mogelijkheid de drukopbouw te 25 regelen, terwijl de gesloten omhulling de mogelijkheid biedt onder verschillende gascondities te werken.A package (5) to be compressed is placed on another stripe 20 (6), also of refractory material. Care is taken to ensure that the star faces that apply pressure to the package are as parallel as possible. The outriggers (4,6) are arranged in a tube furnace (7) provided with a heating coil (8). The hydraulic system (1,2) offers the possibility of controlling the pressure build-up, while the closed casing offers the possibility of operating under different gas conditions.
Voor het maken van de diëlektrische keramische folies wordt b.v. een laag-gedoteerd bariumtitanaat gebruikt, bij voorkeur met een zodanige deeltjesgrootte dat na het heetpersen de korrelgrootte 30 kleiner dan 1 ^um is.For example, to make the dielectric ceramic films, e.g. use a low-doped barium titanate, preferably with a particle size such that after hot pressing, the grain size is less than 1 µm.
Met een bariumtitanaatpoeder dat 1,2 gew.% Nb20<5 031 0,3 gew.% Co^O^ bevat is een diëlektrische constante £*r van 3000 realiseerbaar en kan een condensator verkregen worden met een terrpera- tuurcoëfficient van de capaciteit TC = . 100% die kleiner is ^25 35 dan 15% in het tenperatuurgebied- van -55¾ tot 125¾. Hiermee voldoet het aan de z.g. X7R specificatie. (Ter vergelijking diene dat cm aan de Z5U specificatie te voldoen de tenperatuurcoëfficient van de capaciteit tussen +22% en -56% moet liggen in het temperatuur- “ ”** ^ * * f*· «* PHN 10,795 5 gebied van +10°C tot 85°C) Het poeder wordt gemengd net een organisch bindmiddel (b.v. polyvinylalcchol). Van de aldus verkregen gietmassa worden vellen getrokken net een dikte van enkele tientallen microns i.h.b. 20-50micron. Ma drogen worden hieruit folies op de juiste maat 5 gesneden. Op de folies worden door middel van zeefdrukken patronen van elektrode-materiaal, bestaande uit een mengsel van oxydisch-keramisch poeder en metallisch poeder, in een bindmiddel, aangebracht.With a barium titanate powder containing 1.2 wt.% Nb 2 O <5 031 0.3 wt.% Co 2 O 3, a dielectric constant £ * r of 3000 can be realized and a capacitor having a terreperature coefficient of the capacity TC can be obtained =. 100% which is smaller ^ 25 35 than 15% in the temperature range-from -55¾ to 125¾. This complies with the so-called X7R specification. (For comparison, in order to meet the Z5U specification, the temperature coefficient of capacitance must be between + 22% and -56% in the temperature range “” ** ^ * * f * · «* PHN 10.795 5 +10 ° C to 85 ° C) The powder is mixed with an organic binder (eg polyvinyl alcohol). Sheets are drawn with a thickness of several tens of microns, in particular from the casting mass thus obtained. 20-50micron. After drying, films are cut from this to the correct size 5. Patterns of electrode material consisting of a mixture of oxidic-ceramic powder and metallic powder in a binder are applied to the films by means of screen printing.
De respectieve vellen worden zodanig gestapeld dat een pakket (5) ontstaat waarin bij elk uiteindelijk condensator lichaam de elektrode 10 patronen (9, 10) afwisselend naar één kant en naar de tegenoverliggende kant doorlopen, zodat elke twee opeenvolgende elektrode patronen elkaar gedeeltelijk overlappen (fig. 2). Om een goede hechting van de lagen onderling te verkrijgen wordt het pakket (5) eerst gelamineerd door liet bij een temperatuur van ongeveer 75°C aan een druk van ongeveer 15 3 kbar te onderwerpen. Hierna volgt het uitstoken van het bindmiddel uit de folies. Dit kan in een aparte oven plaatsvinden. Bij de toepassing van een uniaxiaal druks interprocédé kan het uitstoken echter op een zeer praktische wijze geschieden door het in de druksinterapparatuur, tijdens het opwarmen van de complete pakketten naar de toptenperatuur, 20 plaats te doen vinden.The respective sheets are stacked to form a package (5) in which, with each final capacitor body, the electrode 10 cartridges (9, 10) pass alternately to one side and to the opposite side, so that each two consecutive electrode cartridges partially overlap (fig. 2). To obtain good adhesion of the layers to each other, the package (5) is first laminated by subjecting it to a pressure of about 15 kbar at a temperature of about 75 ° C. This is followed by the sticking out of the binder from the films. This can be done in a separate oven. However, in the use of a uniaxial pressure interprocess, the firing can be done in a very practical manner by causing it to take place in the pressure sintering equipment during the heating of the complete packages to the top temperature.
Het aan een druks interproces te onderwerpen pakket 5 wordt tussen de stenpels 4 en 6 van het druksysteem 1 geplaatst.The package 5 to be subjected to a printing interprocess is placed between the stamps 4 and 6 of the printing system 1.
Het opwanten van de oven 7 met het erin geplaatste pakket 5 naar de druksintertenperatuur vindt, in ongeveer 90 minuten 25 plaats. Afhankelijk van de samenstelling van het oxydische keramische, diëlectrische materiaal kan de druks intertenperatuur tussen ongeveer 900 en 1200°C liggen. De druksintertenperaturen liggen ongeveer 20Q°C lager dan de s intertenperatur en bij het conventionele sinter-procêdé. Als de druks intertenperatuur bereikt is wordt de druk aan-30 gelegd. Bij de onderhavige experimenten was de druks intertenperatuur ongeveer 1080°C en de druk ongeveer .500 bar. Afhankelijk van de ingestelde temperatuur en druk kan een sintertijd tot ongeveer 120 minuten nodig zijn. Daarna wordt de druk weggenomen en het geheel naar kamertemperatuur afgekoeld.The furnace 7 with the package 5 placed therein to the pressure sintering temperature takes place in about 90 minutes. Depending on the composition of the oxidic ceramic, dielectric material, the pressure temperature can be between about 900 and 1200 ° C. The pressure sintering temperatures are about 20 ° C lower than the sintering temperature and in the conventional sintering process. When the pressure temperature is reached, the pressure is applied. In the present experiments, the pressure intertemperature was about 1080 ° C and the pressure about .500 bar. Depending on the set temperature and pressure, a sintering time of up to about 120 minutes may be required. The pressure is then released and the whole cooled to room temperature.
35 Het na heetpersen en afkoelen tot kamertemperatuur verkregen compacte pakket wordt in stukken gezaagd cm afzonderlijke monolitische keramische condensatorchips te verkrijgen. Van elk dergelijk lichaam worden de zijkanten (11, 12) waarin de elektroden r> T “ ~ ’ ', Λ i;. -i, - . -.· o EHN 10.795 6 \ uitmonden gemetalliseerd cm kopcontacten te vormen (fig. 2). De resulterende condensatoren vertoonden de volgende eigenschappen:The compact package obtained after hot pressing and cooling to room temperature is cut into pieces to obtain individual monolithic ceramic capacitor chips. For each such body, the sides (11, 12) in which the electrodes r> T “~’ ', Λ i ;. -i, -. - EHN 10.795 6 \ mouths to form metallized head contacts (fig. 2). The resulting capacitors showed the following properties:
Afmeting N n d C tg <5. VDimension N n d C tg <5. V
5 (nF) (1° J (104mH) (v) 1210 34 50 17 230 157 2 630 1812 70 50 17 900 160 1 580 105 (nF) (1 ° J (104mH) (v) 1210 34 50 17 230 157 2 630 1812 70 50 17 900 160 1 580 10
Hierin is: N : aantal diëlektrische lagen d : dikte diëlektrische lagen n : aantal monsters C : capaciteit 15 tg^ : dissipatiefactor (loss tangent) R. Λ : isolatie weerstandHerein is: N: number of dielectric layers d: thickness of dielectric layers n: number of samples C: capacity 15 tg ^: dissipation factor (loss tangent) R. Λ: insulation resistance
ISOISO
VQ : doorslag spanningVQ: voltage breakdown
Uit deze resultaten blijkt dat een zeer hoge capaciteit 20 per volume-eenheid realiseerbaar is. Realiseert men diëlectrische lagen die dunner zijn dan 17 ^um, dan kont men zelfs in het ^uF gebied.These results show that a very high capacity per volume unit is achievable. If dielectric layers thinner than 17 µm are realized, then one is even present in the ^ uF region.
Figuur 3 toont het fasediagram van het Ag-Pd systeem. Afhankelijk van het Ag gehalte ligt het smeltpunt van Ag-Pd tussen 961°C en 1552°C. De uitvinding maakt het gebruik van Ag-Pd met een 25 aanzienlijk Ag gehalte als elektrode metaal mogelijk.Figure 3 shows the phase diagram of the Ag-Pd system. Depending on the Ag content, the melting point of Ag-Pd is between 961 ° C and 1552 ° C. The invention allows the use of Ag-Pd with a substantial Ag content as the electrode metal.
Resumerend kan gesteld warden dat de uitvinding de vervaardiging mogelijk maakt van meer laags keramische condensatoren met diëlectrische lagen met een dikte van hoogstens 20 ^um die practisch poriënvrij zijn (dichtheid > 99%) 30 35 G ' ' : 4 3In summary, it can be stated that the invention enables the manufacture of multi-layer ceramic capacitors with dielectric layers with a thickness of at most 20 µm, which are practically pore-free (density> 99%). 30 35 G '': 4 3
Claims (6)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8303448A NL8303448A (en) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. |
US06/656,220 US4574329A (en) | 1983-10-07 | 1984-10-01 | Multilayer ceramic capacitor |
JP20721584A JPS6097613A (en) | 1983-10-07 | 1984-10-04 | Multilayer ceramic condenser |
DE8484201418T DE3471546D1 (en) | 1983-10-07 | 1984-10-04 | Multilayer ceramic capacitor |
EP84201418A EP0137565B1 (en) | 1983-10-07 | 1984-10-04 | Multilayer ceramic capacitor |
ES536512A ES536512A0 (en) | 1983-10-07 | 1984-10-04 | A MULTILAYER CAPACITOR COMPOSED OF ALTERNATE LAYERS OF A CERAMIC MATERIAL OF DIELECTRIC OXIDE AND AN ELECTRODE MATERIAL |
KR1019840006155A KR850003050A (en) | 1983-10-07 | 1984-10-05 | Multilayer ceramic capacitors |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NL8303448 | 1983-10-07 | ||
NL8303448A NL8303448A (en) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NL8303448A true NL8303448A (en) | 1985-05-01 |
Family
ID=19842519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NL8303448A NL8303448A (en) | 1983-10-07 | 1983-10-07 | MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6097613A (en) |
NL (1) | NL8303448A (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5583216A (en) * | 1978-12-19 | 1980-06-23 | Nippon Electric Co | Internal polarity paste for laminated ceramic capacitor |
JPS56162821A (en) * | 1980-05-20 | 1981-12-15 | Kyoto Ceramic | Laminated ceramic capacitor |
-
1983
- 1983-10-07 NL NL8303448A patent/NL8303448A/en not_active Application Discontinuation
-
1984
- 1984-10-04 JP JP20721584A patent/JPS6097613A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6097613A (en) | 1985-05-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4082906A (en) | Low temperature fired ceramic capacitors | |
EP0137565B1 (en) | Multilayer ceramic capacitor | |
CN109920644A (en) | The manufacturing method of ceramic electronic component and ceramic electronic component | |
NL8303447A (en) | METHOD FOR MAKING MULTI-LAYER CAPACITORS. | |
JP5386848B2 (en) | Piezoelectric ceramic | |
CN110197767A (en) | The manufacturing method of laminated ceramic capacitor and laminated ceramic capacitor | |
KR102687952B1 (en) | Multilayer ceramic capacitor and manufacturing method of the same | |
CN108878143A (en) | The manufacturing method of multilayer ceramic capacitor and multilayer ceramic capacitor | |
CN108695072A (en) | The manufacturing method of multilayer ceramic capacitor and multilayer ceramic capacitor | |
JPS5850727A (en) | Dielectric composition and method of producing ceramic condenser | |
US4158219A (en) | Heterophasic ceramic capacitor | |
DE69318954T2 (en) | Multi-layer ceramic parts | |
US4503482A (en) | Ceramic dielectric basis on bismuth-containing BaTiO3 | |
KR920700462A (en) | Multilayer grain boundary insulation semiconductor ceramic capacitor and its manufacturing method | |
US4870538A (en) | High energy density capacitor and method of fabrication | |
JP2021191721A (en) | Dielectric substance and laminated ceramic electronic component containing the same | |
JPS6339086B2 (en) | ||
US4435738A (en) | Multilayer ceramic capacitors | |
NL8303448A (en) | MULTI-LAYER CERAMIC CAPACITOR. | |
JP3241054B2 (en) | Multilayer ceramic capacitor and method of manufacturing the same | |
NL8401865A (en) | Multilayer ceramic capacitor - made by uniaxial pressure sintering of alternate layers of ceramic and ceramic-metal mixt. | |
JPH0512997Y2 (en) | ||
JP2605743B2 (en) | Manufacturing method of multilayer ceramic capacitor | |
JPH0793225B2 (en) | Ceramic capacitor and manufacturing method thereof | |
KR20240079846A (en) | Method for manufacturing a multilayer piezoelectric element including internal electrodes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A1B | A search report has been drawn up | ||
BV | The patent application has lapsed |