JPH04324687A - 卑金属電極材料 - Google Patents
卑金属電極材料Info
- Publication number
- JPH04324687A JPH04324687A JP3094296A JP9429691A JPH04324687A JP H04324687 A JPH04324687 A JP H04324687A JP 3094296 A JP3094296 A JP 3094296A JP 9429691 A JP9429691 A JP 9429691A JP H04324687 A JPH04324687 A JP H04324687A
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- Japan
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- internal electrode
- laminated
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は積層型セラミックス素
子の内部電極材料としての卑金属電極材料に関するもの
である。
子の内部電極材料としての卑金属電極材料に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】従来、一体焼成型の積層セラミックス素
子を製造する場合には、内部電極材料としてＰｔ、Ａｕ
、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属が用いられている。しかし、こ
の様な貴金属は高価であり、内部電極として使用した場
合に、製品の大幅なコストアップを招くために、Ｎｉ、
Ｃｕ等の安価な金属を内部電極材料として用いる様にな
りつゝある。
子を製造する場合には、内部電極材料としてＰｔ、Ａｕ
、Ａｇ、Ｐｄ等の貴金属が用いられている。しかし、こ
の様な貴金属は高価であり、内部電極として使用した場
合に、製品の大幅なコストアップを招くために、Ｎｉ、
Ｃｕ等の安価な金属を内部電極材料として用いる様にな
りつゝある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】併し、この様な安価な
内部電極材料としてのＮｉ、Ｃｕ等の材料を焼成する場
合には酸化を防ぐために還元雰囲気で焼成する必要があ
る。また、多くの誘電、圧電セラミックスは還元雰囲気
で焼成されると、容易に還元されて十分な絶縁性が得ら
れなくなる。特に、鉛系の誘電、圧電セラミックスは還
元され易く、本来の電気的特性が発現しなくなる欠点が
ある。また、耐還元性の誘電セラミックス材料として、
チタン酸バリウム系の材料が開発されているが、誘電率
のバイアス依存性、温度依存性および容量の経時変化が
鉛材料よりも劣る等の欠点が見られる。
内部電極材料としてのＮｉ、Ｃｕ等の材料を焼成する場
合には酸化を防ぐために還元雰囲気で焼成する必要があ
る。また、多くの誘電、圧電セラミックスは還元雰囲気
で焼成されると、容易に還元されて十分な絶縁性が得ら
れなくなる。特に、鉛系の誘電、圧電セラミックスは還
元され易く、本来の電気的特性が発現しなくなる欠点が
ある。また、耐還元性の誘電セラミックス材料として、
チタン酸バリウム系の材料が開発されているが、誘電率
のバイアス依存性、温度依存性および容量の経時変化が
鉛材料よりも劣る等の欠点が見られる。
【０００４】従って、この発明の目的は、この様な従来
における課題を解決するために、Ｎｉ、Ｃｕ等の卑金属
を内部電極とした一体焼成型のセラミックス素子を酸化
、中性雰囲気で焼成可能とした安価で優れた特性を示す
積層型セラミックス素子用の内部電極材料としての卑金
属電極材料を提供することにある。
における課題を解決するために、Ｎｉ、Ｃｕ等の卑金属
を内部電極とした一体焼成型のセラミックス素子を酸化
、中性雰囲気で焼成可能とした安価で優れた特性を示す
積層型セラミックス素子用の内部電極材料としての卑金
属電極材料を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、この発明に依れば、積層型セラミックス素子用の
内部電極材料としての卑金属電極材料は、脱バインダー
温度以上で水素を放出する物質を含有することを特徴と
している。
めに、この発明に依れば、積層型セラミックス素子用の
内部電極材料としての卑金属電極材料は、脱バインダー
温度以上で水素を放出する物質を含有することを特徴と
している。
【０００６】この発明においては、脱バインダー温度以
上で水素を放出する物質を卑金属粉末に混合して卑金属
電極材料として用いたり、或は水素放出物質として水素
化チタン等の金属水素化物を用いるか、或は水素放出物
質として卑金属電極粉末に水素を吸蔵させた卑金属電極
材料を用いる等して積層型セラミックス素子用の内部電
極材料として用いることによって、上述の目的を達成す
ることが出来る。殆どの金属は水素を吸蔵する。金属に
吸蔵された水素は高温に加熱されると放出される。従っ
て、水素放出温度が脱バインダー温度以上である金属粉
末を、内部電極材料として用いれば、セラミックスの焼
結時にのみ水素が放出される。積層体では、放出された
水素ガスが散逸し難いために内部電極近傍のみを還元雰
囲気に保って卑金属内部電極の酸化を防止し乍ら酸化、
中性雰囲気で誘電、圧電セラミックスを焼成することが
出来る。これによって、耐還元性に乏しい鉛系誘電、圧
電セラミックスにより卑金属内部電極を有する一体焼成
型のセラミックス素子を製造することが可能になる。
上で水素を放出する物質を卑金属粉末に混合して卑金属
電極材料として用いたり、或は水素放出物質として水素
化チタン等の金属水素化物を用いるか、或は水素放出物
質として卑金属電極粉末に水素を吸蔵させた卑金属電極
材料を用いる等して積層型セラミックス素子用の内部電
極材料として用いることによって、上述の目的を達成す
ることが出来る。殆どの金属は水素を吸蔵する。金属に
吸蔵された水素は高温に加熱されると放出される。従っ
て、水素放出温度が脱バインダー温度以上である金属粉
末を、内部電極材料として用いれば、セラミックスの焼
結時にのみ水素が放出される。積層体では、放出された
水素ガスが散逸し難いために内部電極近傍のみを還元雰
囲気に保って卑金属内部電極の酸化を防止し乍ら酸化、
中性雰囲気で誘電、圧電セラミックスを焼成することが
出来る。これによって、耐還元性に乏しい鉛系誘電、圧
電セラミックスにより卑金属内部電極を有する一体焼成
型のセラミックス素子を製造することが可能になる。
【０００７】すなわち、この発明の卑金属電極材料は、
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ等の卑金属を内部電極と
して用いて有機バインダーを加えて内部電極ペーストと
して、これをチタン酸ジルコン酸鉛のセラミックスグリ
ーンシート上にスクリーン印刷し、これを積層して真空
加熱圧着して積層素子とし、酸化、中性雰囲気で焼成し
て積層型セラミックス素子用の内部電極材料とされる。 或はまた、内部電極ペーストとして、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ
、Ｃｒ、Ｔｉ等の卑金属に水素を吸蔵させて、これに有
機バインダーを加えて内部電極ペーストとして用いるこ
とも出来る。
Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ等の卑金属を内部電極と
して用いて有機バインダーを加えて内部電極ペーストと
して、これをチタン酸ジルコン酸鉛のセラミックスグリ
ーンシート上にスクリーン印刷し、これを積層して真空
加熱圧着して積層素子とし、酸化、中性雰囲気で焼成し
て積層型セラミックス素子用の内部電極材料とされる。 或はまた、内部電極ペーストとして、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ
、Ｃｒ、Ｔｉ等の卑金属に水素を吸蔵させて、これに有
機バインダーを加えて内部電極ペーストとして用いるこ
とも出来る。
【０００８】
【発明の効果】この様に、この発明の卑金属電極材料に
依れば、卑金属を内部電極とした鉛系の積層セラミック
ス素子の製造が可能となり、鉛系誘電セラミックス材料
を用いて積層コンデンサを製造すれば、安価で誘電特性
が安定し、信頼性が高い素子を供給することが出来る。 また、卑金属電極材料として鉛系圧電セラミックス材料
を用いれば、積層型圧電素子を安価に製造することが出
来る様になる。特に、圧電素子では、印加される電圧が
高いために、従来使用されているＡｇーＰｄ系の内部電
極ではエレクトロマイグレーション（電子移行）が起こ
って信頼性に問題が見られる。また、この発明の卑金属
電極材料に依れば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ等のエレク
トロマイグレーションを起こし難い金属を内部電極とし
て使用することが可能となるために、積層型圧電素子の
信頼性を大幅に改善することが出来る。
依れば、卑金属を内部電極とした鉛系の積層セラミック
ス素子の製造が可能となり、鉛系誘電セラミックス材料
を用いて積層コンデンサを製造すれば、安価で誘電特性
が安定し、信頼性が高い素子を供給することが出来る。 また、卑金属電極材料として鉛系圧電セラミックス材料
を用いれば、積層型圧電素子を安価に製造することが出
来る様になる。特に、圧電素子では、印加される電圧が
高いために、従来使用されているＡｇーＰｄ系の内部電
極ではエレクトロマイグレーション（電子移行）が起こ
って信頼性に問題が見られる。また、この発明の卑金属
電極材料に依れば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｔｉ等のエレク
トロマイグレーションを起こし難い金属を内部電極とし
て使用することが可能となるために、積層型圧電素子の
信頼性を大幅に改善することが出来る。
【０００９】更に、卑金属内部電極を有する素子を焼成
する場合には、従来では焼成雰囲気中の酸素分圧を極め
て低く抑える必要があるために、水素や一酸化炭素等の
還元性ガスを使用するか、炉内を真空にして雰囲気を完
全に置換しなくてはならなかったが、この発明に依れば
、大気炉や簡易雰囲気炉で卑金属内部電極を有する素子
を焼成できるために焼成炉への設備費を少なくすること
が出来る等の効果が得られる。
する場合には、従来では焼成雰囲気中の酸素分圧を極め
て低く抑える必要があるために、水素や一酸化炭素等の
還元性ガスを使用するか、炉内を真空にして雰囲気を完
全に置換しなくてはならなかったが、この発明に依れば
、大気炉や簡易雰囲気炉で卑金属内部電極を有する素子
を焼成できるために焼成炉への設備費を少なくすること
が出来る等の効果が得られる。
【００１０】
【実施例】次に、この発明の卑金属電極材料の実施例に
就いて説明する。 実施例 １ 卑金属の内部電極として平均粒径が１μｍのＮｉ粉末を
用い、これに水素放出物質として水素化チタンを１０重
量％加えて良く混合した。また、エチルセルロースとブ
チルカルビトールを１：１０の割合で混合、溶解して有
機バインダーとした。Ｎｉ、ＴｉーＨ２粉末の混合物に
４５重量％の有機バインダーを加え、３本ロールで混練
して無機物を均一に分散させた。更に、ブチルカルビト
ールを約３０重量％加えて粘度を５００ポイズに調整し
て、内部電極ペーストとした。比較用として、水素化チ
タンを加えないＮｉ粉末のみの内部電極ペーストも同様
にして用意した。セラミックスグリーンシートは、１μ
ｍに粉砕したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）粉末に水
２０重量％、分散剤０．５重量％、有機バインダー２０
重量％を加えてスラリーとして、このスラリーをドクタ
ーブレードで１００μｍの厚さに成形することによって
得た。
就いて説明する。 実施例 １ 卑金属の内部電極として平均粒径が１μｍのＮｉ粉末を
用い、これに水素放出物質として水素化チタンを１０重
量％加えて良く混合した。また、エチルセルロースとブ
チルカルビトールを１：１０の割合で混合、溶解して有
機バインダーとした。Ｎｉ、ＴｉーＨ２粉末の混合物に
４５重量％の有機バインダーを加え、３本ロールで混練
して無機物を均一に分散させた。更に、ブチルカルビト
ールを約３０重量％加えて粘度を５００ポイズに調整し
て、内部電極ペーストとした。比較用として、水素化チ
タンを加えないＮｉ粉末のみの内部電極ペーストも同様
にして用意した。セラミックスグリーンシートは、１μ
ｍに粉砕したチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）粉末に水
２０重量％、分散剤０．５重量％、有機バインダー２０
重量％を加えてスラリーとして、このスラリーをドクタ
ーブレードで１００μｍの厚さに成形することによって
得た。
【００１１】この様にして得たチタン酸ジルコン酸鉛（
ＰＺＴ）セラミックスグリーンシート上にスクリーン印
刷法によって上記内部電極ペーストを２０〜２５μｍの
厚さに印刷し、これを１００枚積層して真空加熱圧着し
て積層素子とした。得られた積層素子を空気中で温度２
５０℃まで昇温して４８時間保持し、脱バインダーを行
った。焼結は、空気中と窒素中とで１２００℃で１時間
行った。また、これを図１および図２に示される様に、
テーブル５上の中央のセッター３の上に適宜な数、例え
ば４個の積層素子１を配置して、これらセッター３上の
積層素子１を、４個のスペーサー４によってテーブル５
上に設置された匣鉢２で覆って、電気容量と誘電損失等
の特性の相違を調べた。この結果を次の表１に示す。
ＰＺＴ）セラミックスグリーンシート上にスクリーン印
刷法によって上記内部電極ペーストを２０〜２５μｍの
厚さに印刷し、これを１００枚積層して真空加熱圧着し
て積層素子とした。得られた積層素子を空気中で温度２
５０℃まで昇温して４８時間保持し、脱バインダーを行
った。焼結は、空気中と窒素中とで１２００℃で１時間
行った。また、これを図１および図２に示される様に、
テーブル５上の中央のセッター３の上に適宜な数、例え
ば４個の積層素子１を配置して、これらセッター３上の
積層素子１を、４個のスペーサー４によってテーブル５
上に設置された匣鉢２で覆って、電気容量と誘電損失等
の特性の相違を調べた。この結果を次の表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】上記の表において、水素チタン（ＴｉーＨ
２）を加えない場合に、ニッケル（Ｎｉ）が酸化して体
積が増加するためか、デラミネーション（離層）が多数
発生した。また、電気容量も非常に小さくて１％以下で
あり、Ｎｉが内部電極として機能していない。水素化チ
タンを加えた場合に、窒素雰囲気で焼成すると、電気容
量は積層素子仕様から期待される計算値の９７％の値が
測定され、ほゞ完全に内部電極が形成されていることが
伺える。また、大気中で積層素子を匣鉢で覆って焼成し
ても、良好な誘電特性が得られ、誘電損失も小さく、圧
電セラミックスの還元は起こっていない。
２）を加えない場合に、ニッケル（Ｎｉ）が酸化して体
積が増加するためか、デラミネーション（離層）が多数
発生した。また、電気容量も非常に小さくて１％以下で
あり、Ｎｉが内部電極として機能していない。水素化チ
タンを加えた場合に、窒素雰囲気で焼成すると、電気容
量は積層素子仕様から期待される計算値の９７％の値が
測定され、ほゞ完全に内部電極が形成されていることが
伺える。また、大気中で積層素子を匣鉢で覆って焼成し
ても、良好な誘電特性が得られ、誘電損失も小さく、圧
電セラミックスの還元は起こっていない。
【００１４】実施例 ２
平均粒径１μｍのＮｉ粉末を圧力容器の中に入れ、容器
内を真空脱気した後に水素ガスを圧力１０ｋｇ／ｃｍ２
まで導入した。この容器を温度２００℃の恒温槽内に２
４時間放置し、Ｎｉ粉末中に水素を吸蔵させた。実施例
１と同様に、水素を吸蔵させたＮｉ粉末に有機バインダ
ーを加えて内部電極ペーストとし、グリーンシートに印
刷して、これを１００枚積層し、真空加熱圧着して積層
素子とした。得られた積層素子を実施例１と同様に脱バ
インダーと焼成を行った。この結果を次の表２に示す。
内を真空脱気した後に水素ガスを圧力１０ｋｇ／ｃｍ２
まで導入した。この容器を温度２００℃の恒温槽内に２
４時間放置し、Ｎｉ粉末中に水素を吸蔵させた。実施例
１と同様に、水素を吸蔵させたＮｉ粉末に有機バインダ
ーを加えて内部電極ペーストとし、グリーンシートに印
刷して、これを１００枚積層し、真空加熱圧着して積層
素子とした。得られた積層素子を実施例１と同様に脱バ
インダーと焼成を行った。この結果を次の表２に示す。
【００１５】
【表２】
【００１６】表２から理解される様に、水素を吸蔵させ
たＮｉ粉末を用いた場合にのみ良好な誘電特性が示され
ており、この発明の効果が明確に現れている。
たＮｉ粉末を用いた場合にのみ良好な誘電特性が示され
ており、この発明の効果が明確に現れている。
【図１】この発明の卑金属電極部材の焼成の一実施例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図２】図１の実施例での一部断面した側面図である。
１ 積層素子
２ 匣鉢
３ セッター
４ スペーサー
５ テーブル
Claims (3)
- 【請求項１】 脱バインダー温度以上で水素を放出す
る物質を含有することを特徴とする卑金属電極材料。 - 【請求項２】 水素放出物質として水素化チタン等の
金属水素化物を用いることを特徴とする請求項１記載の
卑金属電極材料。 - 【請求項３】 水素放出物質として卑金属電極粉末自
身に水素を吸蔵させたものを用いることを特徴とする卑
金属電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094296A JPH04324687A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 卑金属電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3094296A JPH04324687A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 卑金属電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04324687A true JPH04324687A (ja) | 1992-11-13 |
Family
ID=14106309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3094296A Pending JPH04324687A (ja) | 1991-04-24 | 1991-04-24 | 卑金属電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04324687A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001045138A3 (de) * | 1999-12-16 | 2002-03-14 | Epcos Ag | Piezoelektrisches bauelement |
| WO2001024287A3 (de) * | 1999-09-30 | 2002-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Innenelektroden für einen piezostapelaktor und zugehöriges herstellung-verfahren |
| WO2002004379A3 (de) * | 2000-07-11 | 2002-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Gesinterter, elektrisch leitfähiger werkstoff, keramisches mehrlagenbauteil mit diesem werkstoff, und verfahren zu dessen herstellung |
| JP2002261345A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-09-13 | Denso Corp | 積層一体焼成型の電気機械変換素子 |
| JP2021100020A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-04-24 JP JP3094296A patent/JPH04324687A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001024287A3 (de) * | 1999-09-30 | 2002-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Innenelektroden für einen piezostapelaktor und zugehöriges herstellung-verfahren |
| WO2001045138A3 (de) * | 1999-12-16 | 2002-03-14 | Epcos Ag | Piezoelektrisches bauelement |
| JP2003529917A (ja) * | 1999-12-16 | 2003-10-07 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | 圧電構造素子 |
| DE10062672B4 (de) * | 1999-12-16 | 2010-01-21 | Epcos Ag | Piezoelektrisches Bauelement |
| US7855488B2 (en) | 1999-12-16 | 2010-12-21 | Epcos Ag | Piezoceramic device |
| US8209828B2 (en) | 1999-12-16 | 2012-07-03 | Epcos Ag | Method for making a piezoceramic device |
| DE10062672B9 (de) * | 1999-12-16 | 2012-07-12 | Epcos Ag | Piezoelektrisches Bauelement |
| WO2002004379A3 (de) * | 2000-07-11 | 2002-06-27 | Bosch Gmbh Robert | Gesinterter, elektrisch leitfähiger werkstoff, keramisches mehrlagenbauteil mit diesem werkstoff, und verfahren zu dessen herstellung |
| JP2002261345A (ja) * | 2000-12-28 | 2002-09-13 | Denso Corp | 積層一体焼成型の電気機械変換素子 |
| JP2021100020A (ja) * | 2019-12-20 | 2021-07-01 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミック電子部品及びその製造方法 |
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