JPH01289232A - 磁器コンデンサ - Google Patents
磁器コンデンサInfo
- Publication number
- JPH01289232A JPH01289232A JP63119503A JP11950388A JPH01289232A JP H01289232 A JPH01289232 A JP H01289232A JP 63119503 A JP63119503 A JP 63119503A JP 11950388 A JP11950388 A JP 11950388A JP H01289232 A JPH01289232 A JP H01289232A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- internal electrodes
- porcelain
- capacitor
- perovskite structure
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- Pending
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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
本発明は各種電子機器に利用される磁器コンデンサに関
するものである。
するものである。
従来の技術
近年、電子回路の高密度化を図るためのコンデンサとし
て、セラミックコンデンサが注目を集めており、その小
型化あるいは大容量化に対する要望が急速に高まってき
ている。コンデンサの容量を犬きくする方法の一つとし
て、誘電体厚みを薄くすることが考えられるが、ただ単
に薄い誘電体磁器の両面に電極を設けただけでは、機械
的強度が低下し実用に供することはできない。
て、セラミックコンデンサが注目を集めており、その小
型化あるいは大容量化に対する要望が急速に高まってき
ている。コンデンサの容量を犬きくする方法の一つとし
て、誘電体厚みを薄くすることが考えられるが、ただ単
に薄い誘電体磁器の両面に電極を設けただけでは、機械
的強度が低下し実用に供することはできない。
磁器の厚みを薄くせずに誘電体の実効厚みを薄くして大
容量化を図ったのが半導体コンデンサである。市販の半
導体コンデンサについて容量値と素子形状から誘電体の
実効厚みを概算すると、数μ論から３０μ墓程度の範囲
になり、この厚みの誘電体磁器の両面に電極を設けた単
板コンデンサと同等と考えることができる。しかしなが
ら、半導体コンデンサは製造工程が複雑なためにコスト
が増加するだけでなく、歩留り良く製品を作ることが困
難であるという問題がある。
容量化を図ったのが半導体コンデンサである。市販の半
導体コンデンサについて容量値と素子形状から誘電体の
実効厚みを概算すると、数μ論から３０μ墓程度の範囲
になり、この厚みの誘電体磁器の両面に電極を設けた単
板コンデンサと同等と考えることができる。しかしなが
ら、半導体コンデンサは製造工程が複雑なためにコスト
が増加するだけでなく、歩留り良く製品を作ることが困
難であるという問題がある。
機械的強度を下げずに大容量化を図る方法として、磁器
内に電極を埋込んで誘電体薄層を形成し。
内に電極を埋込んで誘電体薄層を形成し。
貫通孔を介して電極を外部に取出す方法がある。
（例えば実開昭５６−２６９４２号公報、特開昭５６−
８５８１７号公報、特開昭５６−１２４２２４号公報）
しかし、このような構造のコンデンサの場合、磁器の両
面に電極を設けた単板磁器コンデンサに比べて構造が複
雑なためコストが増加するという問題がある。
８５８１７号公報、特開昭５６−１２４２２４号公報）
しかし、このような構造のコンデンサの場合、磁器の両
面に電極を設けた単板磁器コンデンサに比べて構造が複
雑なためコストが増加するという問題がある。
課題を解決するための手段
上記課題を解決するために１本発明の磁器コンデンサは
、角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔を２〜２
０μｍとした一対の対向内部電極が、磁器側面の外部電
極と接続されており、前記対向内部電極ではさまれた部
分とその池の部分とが、互いに組成の異なるペロブスカ
イト構造の誘電体で構成したものである。
、角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔を２〜２
０μｍとした一対の対向内部電極が、磁器側面の外部電
極と接続されており、前記対向内部電極ではさまれた部
分とその池の部分とが、互いに組成の異なるペロブスカ
イト構造の誘電体で構成したものである。
作用
本発明は上記した構成によって、半導体コンデンサにお
けるような複雑な製造工程を経ることなく、大気中での
一回の焼成のみで安定して歩留り良く大容量コンデンサ
を作製することができる。
けるような複雑な製造工程を経ることなく、大気中での
一回の焼成のみで安定して歩留り良く大容量コンデンサ
を作製することができる。
また、磁器内部の電極が貫通孔を介して外部電極と接続
された構造のコンデンサに比べて、構造が簡単であるた
め安価に製造することができる。さらに、内部電極を埋
設した磁器コンデンサにおいては、大容量化するに従っ
て機械的強度を保持するための磁器部分の割合が増加す
るが１本発明は上記した構成によって、この部分に安価
な誘電体材料を用いることによりコストの一層の低減を
図ることができる。即ち、磁器コンデンサには電気特性
を向上させるだめの各種添加物を添加したペロブスカイ
ト構造の誘電体が用いられるが１機械的強度を保持する
磁器部分にはこれらの添加物を用いる必要はなく、安価
な誘電体材料を用いればよいわけである。また、ただ単
に安価な材料と言うだけではなく、易焼結性の材料を用
いて焼成温度を低減したり、あるいは機械的強度の優れ
た材料を用いてコンデンサ全体の厚みを薄くすることも
でき、これらの利点が本発明の特徴である。
された構造のコンデンサに比べて、構造が簡単であるた
め安価に製造することができる。さらに、内部電極を埋
設した磁器コンデンサにおいては、大容量化するに従っ
て機械的強度を保持するための磁器部分の割合が増加す
るが１本発明は上記した構成によって、この部分に安価
な誘電体材料を用いることによりコストの一層の低減を
図ることができる。即ち、磁器コンデンサには電気特性
を向上させるだめの各種添加物を添加したペロブスカイ
ト構造の誘電体が用いられるが１機械的強度を保持する
磁器部分にはこれらの添加物を用いる必要はなく、安価
な誘電体材料を用いればよいわけである。また、ただ単
に安価な材料と言うだけではなく、易焼結性の材料を用
いて焼成温度を低減したり、あるいは機械的強度の優れ
た材料を用いてコンデンサ全体の厚みを薄くすることも
でき、これらの利点が本発明の特徴である。
しかしながら磁器中に埋設した対向内部電極ではさまれ
た部分とその他の部分とで誘電体組成を変えた場合、耐
熱衝撃性が低下し、コンデンサにリード線を付けるため
にハンダ浸漬を行うと破壊しやすぐなることがわかった
。これを改善するため、誘電体材料を検討した結果、磁
器中の対向内部電極間部分とその他の部分の誘電体材料
として。
た部分とその他の部分とで誘電体組成を変えた場合、耐
熱衝撃性が低下し、コンデンサにリード線を付けるため
にハンダ浸漬を行うと破壊しやすぐなることがわかった
。これを改善するため、誘電体材料を検討した結果、磁
器中の対向内部電極間部分とその他の部分の誘電体材料
として。
互いに組成は異なっていても同じ結晶構造、即ちペロブ
スカイト構造の材料を用いる必要があることがわかった
。さらに、対向内部電極間部分の誘電体層の厚みを変え
て検討した結果、２０μｍ以下の厚みにすることにより
耐熱衝撃性が向上することを見出した。本発明はかかる
事実の発見に基づいてなされたものである。
スカイト構造の材料を用いる必要があることがわかった
。さらに、対向内部電極間部分の誘電体層の厚みを変え
て検討した結果、２０μｍ以下の厚みにすることにより
耐熱衝撃性が向上することを見出した。本発明はかかる
事実の発見に基づいてなされたものである。
実施例
以下本発明を実施例によって詳細に説明する。
チタン酸バリウムに酸化亜鉛を添加して仮焼した粉末が
１００重量部、樹脂としてポリビニルブチラールが８重
量部、可塑剤としてジオクチルフタレートが３．６重量
部、溶剤として酢酸ｎ−ブチル／トリクロルエタン（重
量比２：３）が６０重量部からなるスラリーを作製し、
ドクターブレード法にて２００μｍの厚みにシート成形
した。前記シート上に６．７０ｆｆＸ１，１０ｊｎｌの
長方形状にＰｄペーストをスクリーン印刷した。このよ
うな電極印刷済のシートを２枚用意した。
１００重量部、樹脂としてポリビニルブチラールが８重
量部、可塑剤としてジオクチルフタレートが３．６重量
部、溶剤として酢酸ｎ−ブチル／トリクロルエタン（重
量比２：３）が６０重量部からなるスラリーを作製し、
ドクターブレード法にて２００μｍの厚みにシート成形
した。前記シート上に６．７０ｆｆＸ１，１０ｊｎｌの
長方形状にＰｄペーストをスクリーン印刷した。このよ
うな電極印刷済のシートを２枚用意した。
次に、チタン酸バリウムにスズ酸カルシウムと二酸化マ
ンガンを添加して仮焼した粉末を１００重量部、樹脂と
してエチルセルロースを６重量部、可塑剤としてジブチ
ルフタレートを２重量部、溶剤としてブチルカルピトー
ルを６０重量部加えて混練して誘電体ペーストを作製し
た。このペーストを前記電極印刷済シートのうちの一枚
の電極側に、厚みが約７μ重になるようにスクリーン印
刷した。乾燥後さらにその上に誘電体ペーストを印刷し
、合計で１２μｌの厚みに誘電体ベースＩｆ塗布した。
ンガンを添加して仮焼した粉末を１００重量部、樹脂と
してエチルセルロースを６重量部、可塑剤としてジブチ
ルフタレートを２重量部、溶剤としてブチルカルピトー
ルを６０重量部加えて混練して誘電体ペーストを作製し
た。このペーストを前記電極印刷済シートのうちの一枚
の電極側に、厚みが約７μ重になるようにスクリーン印
刷した。乾燥後さらにその上に誘電体ペーストを印刷し
、合計で１２μｌの厚みに誘電体ベースＩｆ塗布した。
この塗布された誘電体ペースト上に、残ったもう一枚の
電極印刷済シートを電極側を圧着面として、上下の電極
を互いにずらして重なり部分が２．９０ｆｆＸ１．１０
ｆｆになるようにして押しつけ圧着した。得られた圧着
成形体を、対向電極が互いに対向する成形体側面に一つ
ずつ露出するように、３．７０ｆｆＸ１．９０Ｊｆｆ角
に切断し、脱脂径大気中１３ｏＯ“Ｃで焼成し、得られ
た焼結体の側面にムｇ電極を設けた。
電極印刷済シートを電極側を圧着面として、上下の電極
を互いにずらして重なり部分が２．９０ｆｆＸ１．１０
ｆｆになるようにして押しつけ圧着した。得られた圧着
成形体を、対向電極が互いに対向する成形体側面に一つ
ずつ露出するように、３．７０ｆｆＸ１．９０Ｊｆｆ角
に切断し、脱脂径大気中１３ｏＯ“Ｃで焼成し、得られ
た焼結体の側面にムｇ電極を設けた。
第１図は本発明のコンデンサの一実施例を示す断面図で
ある。第１図において、１２は一対の対同円部電極１３
．１４ではさまれた部分の誘電体。
ある。第１図において、１２は一対の対同円部電極１３
．１４ではさまれた部分の誘電体。
１１はそれ以外の部分の誘電体、１５．１６は外部電極
である。
である。
本実施例で得られた試料の形状ｉ３，１０ｊｌｌｌＸ１
．６０ｆｆ Ｘ Ｏ，３５ｆｌの直方体であり、試料断
面から観察した磁器内部の対向内部電極１３．１４間の
誘電体１１層の厚みは約９μｍであった。また、２０°
ｃ−’ｃ’ノ静電容量値は１７０００ｐＦであり、同電
極面積に換算した半導体コンデンサの静電容量値の３〜
４倍であり、機械的強度の点でも問題はないことを確認
した。さらに、磁器内部に埋設された対向内部電極１３
．１４ではさまれた部分以外の部分に、酸化亜鉛を添加
した易焼結性のチタン酸バリウムを用いているため、前
記焼成温度より３０’Ｃ低い１２７０″Ｃで焼成しても
、はぼ同様の電気特性と機械的強度が得られた。
．６０ｆｆ Ｘ Ｏ，３５ｆｌの直方体であり、試料断
面から観察した磁器内部の対向内部電極１３．１４間の
誘電体１１層の厚みは約９μｍであった。また、２０°
ｃ−’ｃ’ノ静電容量値は１７０００ｐＦであり、同電
極面積に換算した半導体コンデンサの静電容量値の３〜
４倍であり、機械的強度の点でも問題はないことを確認
した。さらに、磁器内部に埋設された対向内部電極１３
．１４ではさまれた部分以外の部分に、酸化亜鉛を添加
した易焼結性のチタン酸バリウムを用いているため、前
記焼成温度より３０’Ｃ低い１２７０″Ｃで焼成しても
、はぼ同様の電気特性と機械的強度が得られた。
次いで、前記と同様の方法で、対向内部電極１３．１４
ではさまれた部分の誘電体１２の厚みを変えた磁器コン
デンサを作製した。誘電体１２の厚みを薄くするに従っ
て静電容量は増加するが。
ではさまれた部分の誘電体１２の厚みを変えた磁器コン
デンサを作製した。誘電体１２の厚みを薄くするに従っ
て静電容量は増加するが。
２μｍより薄くすることは実際上不可能であった。
一方、誘電体１２の厚みを厚くしていくと当然のことな
がら静電容量は低下していくが、２０μｍより厚くなる
と、対向内部電極１３．１４間部分以外の誘電体１１と
の焼結収縮率あるいは熱膨張率の差の影響が大きくなり
、焼結体に亀裂が発生したり、耐熱衝撃性が低下したり
することが観測された。
がら静電容量は低下していくが、２０μｍより厚くなる
と、対向内部電極１３．１４間部分以外の誘電体１１と
の焼結収縮率あるいは熱膨張率の差の影響が大きくなり
、焼結体に亀裂が発生したり、耐熱衝撃性が低下したり
することが観測された。
そこで次に、対向内部電極１３．１４ではさまれた部分
とそれ以外の部分とにおける誘電体材料の組み合わせを
検討した。対向内部電極間１３゜１４部分の誘電体１２
の厚みを２０μｍになるようにし、その誘電体材料とし
てチタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどのペ
ロブスカイト構造の材料を用い、その他の磁器部分には
前記ペロブスカイト構造の誘電体以外に、アルミナ系や
マグネシア系などの材料を用いて前記と同様の方法で磁
器コンデンサを作製した。その結果、同じペロブスカイ
ト構造の材料を組み合わせた場合、それぞれに添加剤を
加えて焼結温度を調整すれば、電気特性や機械的強度の
点で何ら問題は発生しなかったが、アルミナ系やマグネ
シア系などのペロブスカイト構造以外の材料との組み合
わせでは、焼結体に亀裂が発生したり、耐熱衝撃性が低
下することがわかった。このことは、結晶構造が同じ材
料間では相互拡散が容易に進行して接合強度が上がるの
に対して、異種構造の材料間では相互拡散が十分に進ま
なかったり、中間化合物が形成されたりすることにより
、接合強度が上がらないことに起因するものと考えられ
る。
とそれ以外の部分とにおける誘電体材料の組み合わせを
検討した。対向内部電極間１３゜１４部分の誘電体１２
の厚みを２０μｍになるようにし、その誘電体材料とし
てチタン酸バリウムやチタン酸ストロンチウムなどのペ
ロブスカイト構造の材料を用い、その他の磁器部分には
前記ペロブスカイト構造の誘電体以外に、アルミナ系や
マグネシア系などの材料を用いて前記と同様の方法で磁
器コンデンサを作製した。その結果、同じペロブスカイ
ト構造の材料を組み合わせた場合、それぞれに添加剤を
加えて焼結温度を調整すれば、電気特性や機械的強度の
点で何ら問題は発生しなかったが、アルミナ系やマグネ
シア系などのペロブスカイト構造以外の材料との組み合
わせでは、焼結体に亀裂が発生したり、耐熱衝撃性が低
下することがわかった。このことは、結晶構造が同じ材
料間では相互拡散が容易に進行して接合強度が上がるの
に対して、異種構造の材料間では相互拡散が十分に進ま
なかったり、中間化合物が形成されたりすることにより
、接合強度が上がらないことに起因するものと考えられ
る。
以上のように本実施例によれば、磁器コンデンサの構造
として、角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔を
２〜２０μ重とした一対の対向内部電極１３．１４が、
磁器側面の外部電極１５゜１６と接続されており、前記
対向内部電極１３゜１４ではさまれた部分とその他の部
分とが、互いに組成の異なるペロブスカイト構造の誘電
体で構 ・成された構造とすることにより、従来の半導
体コンデンサあるいはただ単に内部電極が貫通孔を介し
て外部電極と接続された構造のコンデンサと比べて、電
気的および機械的性質が同等のコンデイサを容易に且つ
安価に製造することができる。
として、角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔を
２〜２０μ重とした一対の対向内部電極１３．１４が、
磁器側面の外部電極１５゜１６と接続されており、前記
対向内部電極１３゜１４ではさまれた部分とその他の部
分とが、互いに組成の異なるペロブスカイト構造の誘電
体で構 ・成された構造とすることにより、従来の半導
体コンデンサあるいはただ単に内部電極が貫通孔を介し
て外部電極と接続された構造のコンデンサと比べて、電
気的および機械的性質が同等のコンデイサを容易に且つ
安価に製造することができる。
発明の効果
以上のように本発明は、磁器コンデンサとして。
角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔ｔ−２〜２
０μｍとした一対の対向内部電極が、磁器側面の外部電
極と接続されており、前記対向内部電極ではさまれた部
分とその他の部分とが、互いに組成の異なるペロブスカ
イト構造の誘電体で構成された構造とすることにより、
従来の半導体コンデンサあるいは内部電極が貫通孔を介
して外部電極と接続された構造の磁器コンデンサと同等
の電気特性と機械的強度を有した、小型大容量の磁器コ
ンデンサを安価に量産性よく製造することを可能とする
ものであり、実用上の価値は非常に太きいものである。
０μｍとした一対の対向内部電極が、磁器側面の外部電
極と接続されており、前記対向内部電極ではさまれた部
分とその他の部分とが、互いに組成の異なるペロブスカ
イト構造の誘電体で構成された構造とすることにより、
従来の半導体コンデンサあるいは内部電極が貫通孔を介
して外部電極と接続された構造の磁器コンデンサと同等
の電気特性と機械的強度を有した、小型大容量の磁器コ
ンデンサを安価に量産性よく製造することを可能とする
ものであり、実用上の価値は非常に太きいものである。
第１図は本発明の一実施例における磁器コンデンサの断
面図である。 １１・・・・・・対向内部電極ではさまれていない誘電
体、１２．１３・・・・・・対向内部電極、１４・・・
・・・対向内部電極ではさまれた誘電体、１６．１６・
・・・・・外部電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ノ／
、／ど −−一 艶１：４４べ 第１図
面図である。 １１・・・・・・対向内部電極ではさまれていない誘電
体、１２．１３・・・・・・対向内部電極、１４・・・
・・・対向内部電極ではさまれた誘電体、１６．１６・
・・・・・外部電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ノ／
、／ど −−一 艶１：４４べ 第１図
Claims (1)
- 角板型誘電体磁器中に埋設されその電極間隔を２〜２０
μｍとした一対の対向内部電極が、磁器側面の外部電極
と接続されており、前記対向内部電極ではさまれた部分
とその他の部分とが、互いに組成の異なるペロブスカイ
ト構造の誘電体で構成された磁器コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119503A JPH01289232A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 磁器コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63119503A JPH01289232A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 磁器コンデンサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01289232A true JPH01289232A (ja) | 1989-11-21 |
Family
ID=14762874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63119503A Pending JPH01289232A (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 磁器コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01289232A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5416042A (en) * | 1994-06-09 | 1995-05-16 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating storage capacitors using high dielectric constant materials |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63119503A patent/JPH01289232A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5416042A (en) * | 1994-06-09 | 1995-05-16 | International Business Machines Corporation | Method of fabricating storage capacitors using high dielectric constant materials |
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