JPH0468764B2 - - Google Patents
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- JPH0468764B2 JPH0468764B2 JP56070455A JP7045581A JPH0468764B2 JP H0468764 B2 JPH0468764 B2 JP H0468764B2 JP 56070455 A JP56070455 A JP 56070455A JP 7045581 A JP7045581 A JP 7045581A JP H0468764 B2 JPH0468764 B2 JP H0468764B2
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- Japan
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- dielectric constant
- dielectric
- thick film
- sintered
- alumina
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は混成集積回路を構成する高誘電率厚膜
コンデンサの製造方法に関するものである。
コンデンサの製造方法に関するものである。
従来、磁器基板と、下部電極と、その上に形成
されたチタン酸バリウム系誘電体層と、さらにそ
の上に形成された上部電極とからなる厚膜コンデ
ンサを、900〜1050℃の温度で焼成して比誘電率
800〜1000程度の厚膜コンデンサを製造する方法
が知られている。しかし、この方法はチタン酸バ
リウム系誘電体の焼成温度が1300〜1400℃と高い
ため、900〜1050℃の焼成温度ではチタン酸バリ
ウム系誘電体が十分に焼結できず、したがつてそ
れの本来有する高誘電率が得られない問題があつ
た。
されたチタン酸バリウム系誘電体層と、さらにそ
の上に形成された上部電極とからなる厚膜コンデ
ンサを、900〜1050℃の温度で焼成して比誘電率
800〜1000程度の厚膜コンデンサを製造する方法
が知られている。しかし、この方法はチタン酸バ
リウム系誘電体の焼成温度が1300〜1400℃と高い
ため、900〜1050℃の焼成温度ではチタン酸バリ
ウム系誘電体が十分に焼結できず、したがつてそ
れの本来有する高誘電率が得られない問題があつ
た。
そこで、前記従来技術の焼成温度で焼結するペ
ロブスカイト型酸化物誘電体を用いて前記の従来
法と同様にして厚膜コンデンサを製造することが
試みられたが、これまた誘電体が本来有する高誘
電率が得られなかつた。
ロブスカイト型酸化物誘電体を用いて前記の従来
法と同様にして厚膜コンデンサを製造することが
試みられたが、これまた誘電体が本来有する高誘
電率が得られなかつた。
この様に、通常の焼成温度で十分い焼結できる
誘電体を用いて厚膜コンデンサを形成した場合で
もその誘電体が本来有する高誘電率が得られない
のは、厚膜で形成された誘電体層の焼結密度が通
常のデイスク型セラミツクコンデンサの焼結体の
ものより低いことに起因すると考えられる。
誘電体を用いて厚膜コンデンサを形成した場合で
もその誘電体が本来有する高誘電率が得られない
のは、厚膜で形成された誘電体層の焼結密度が通
常のデイスク型セラミツクコンデンサの焼結体の
ものより低いことに起因すると考えられる。
このように前記した従来技術の製造方法で厚膜
コンデンサを形成した場合、誘電体を本来有する
高誘電率が得られないため、厚膜集積回路に占有
する面が大きくなり回路の小型化、高集積化がで
きないという問題があつた。
コンデンサを形成した場合、誘電体を本来有する
高誘電率が得られないため、厚膜集積回路に占有
する面が大きくなり回路の小型化、高集積化がで
きないという問題があつた。
本発明の目的は、前記従来技術の問題点をなく
し誘電体本来の高誘電率が得られる様にした高誘
電率厚膜コンデンサの製造方法を提供することに
ある。
し誘電体本来の高誘電率が得られる様にした高誘
電率厚膜コンデンサの製造方法を提供することに
ある。
上記目的を達成するため通常の厚膜の焼成温度
850〜950℃で焼結するPbを含んだ高誘電率ペロ
ブスカイト型酸化物を誘電体に用いて厚膜コンデ
ンサを形成する実験を種々行つた。その結果、磁
器基板上に下部電極を形成し、その上に上記Pb
を含んだ高誘電率ペロブスカイト型酸化物からな
る誘電体層を形成し、さらにその上に上部電極を
形成して、しかる後焼成して製造された厚膜コン
デンサでは誘電体が本来有する比誘電率に比べて
極めて小さな比誘電率しか得られなかつた。そこ
で、本発明者は焼結されて磁器基板となるグリー
ンシート上に下部電極を形成し、その上に誘電体
層を形成し、さらにその上に上部電極を形成し
て、しかる後同時焼成したところ、基板の焼結に
よる収縮と同時に誘電体層の収縮も進行しその結
果十分な焼結密度が得られ、本発明の目的を実現
し得ることを見出した。
850〜950℃で焼結するPbを含んだ高誘電率ペロ
ブスカイト型酸化物を誘電体に用いて厚膜コンデ
ンサを形成する実験を種々行つた。その結果、磁
器基板上に下部電極を形成し、その上に上記Pb
を含んだ高誘電率ペロブスカイト型酸化物からな
る誘電体層を形成し、さらにその上に上部電極を
形成して、しかる後焼成して製造された厚膜コン
デンサでは誘電体が本来有する比誘電率に比べて
極めて小さな比誘電率しか得られなかつた。そこ
で、本発明者は焼結されて磁器基板となるグリー
ンシート上に下部電極を形成し、その上に誘電体
層を形成し、さらにその上に上部電極を形成し
て、しかる後同時焼成したところ、基板の焼結に
よる収縮と同時に誘電体層の収縮も進行しその結
果十分な焼結密度が得られ、本発明の目的を実現
し得ることを見出した。
すなわち、本発明はアルミナ40〜60重量％と結
晶性ガラス60〜40重量％とからなるアルミナ・ガ
ラス組成物と、鉛系高誘電率ペロブスカイト型酸
化物とを同時焼成可能なようにそれぞれ組成を調
整した後、前記アルミナ・ガラス組成物のグリー
ンシート上に下部電極を形成し、その上に前記鉛
系高誘電率ペロブスカイト型酸化物層を形成し、
さらにその上に上部電極を形成して、同時に焼成
することを特徴とする、高誘電率厚膜コンデンサ
の製造方法である。
晶性ガラス60〜40重量％とからなるアルミナ・ガ
ラス組成物と、鉛系高誘電率ペロブスカイト型酸
化物とを同時焼成可能なようにそれぞれ組成を調
整した後、前記アルミナ・ガラス組成物のグリー
ンシート上に下部電極を形成し、その上に前記鉛
系高誘電率ペロブスカイト型酸化物層を形成し、
さらにその上に上部電極を形成して、同時に焼成
することを特徴とする、高誘電率厚膜コンデンサ
の製造方法である。
ここで基板となるグリーンシートは焼成の際、
誘電体と反応して誘電体の諸特性を劣化させては
ならない。好ましくは、下部電極の下に誘電体と
同一の材料で30μm程度の誘電体層を形成するの
が望ましい。またグリーンシート上に下部電極、
誘電体層、上部電極を形成した後、熱プレスで熱
圧着し、しかる後同時焼成することでさらに誘電
体層の焼結密度が大きくなり誘電体が本来有する
高誘電率にほぼ近い値の厚膜コンデンサが得られ
る。
誘電体と反応して誘電体の諸特性を劣化させては
ならない。好ましくは、下部電極の下に誘電体と
同一の材料で30μm程度の誘電体層を形成するの
が望ましい。またグリーンシート上に下部電極、
誘電体層、上部電極を形成した後、熱プレスで熱
圧着し、しかる後同時焼成することでさらに誘電
体層の焼結密度が大きくなり誘電体が本来有する
高誘電率にほぼ近い値の厚膜コンデンサが得られ
る。
本発明による、焼結されて磁器基板となるグリ
ーンシートは、誘電体の焼成温度とほぼ同じ温度
で焼結させるためアルミナと結晶性ガラスとから
なりその比率は、アルミナ40〜60重量％で残部が
ガラスとなる。上記アルミナ・ガラス粉末に有機
バインダー、有機溶媒、可塑剤等を適当量添加混
合し通常方法でグリーンシート化する。有機バイ
ンダーとして例えばポリビニルブチラール、エチ
ルセルロース、ニトロセルロース、メチルメタク
リレート、ブチルメタクリレートなどが、有機溶
媒として例えば、エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、
トルエン、キシレンなどが、可塑剤としては例え
ば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、ブ
チルフタリル・ブチルグリコレートなどが用いら
れる。
ーンシートは、誘電体の焼成温度とほぼ同じ温度
で焼結させるためアルミナと結晶性ガラスとから
なりその比率は、アルミナ40〜60重量％で残部が
ガラスとなる。上記アルミナ・ガラス粉末に有機
バインダー、有機溶媒、可塑剤等を適当量添加混
合し通常方法でグリーンシート化する。有機バイ
ンダーとして例えばポリビニルブチラール、エチ
ルセルロース、ニトロセルロース、メチルメタク
リレート、ブチルメタクリレートなどが、有機溶
媒として例えば、エチレングリコールモノエチル
エーテル、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、
トルエン、キシレンなどが、可塑剤としては例え
ば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジブチル、ブ
チルフタリル・ブチルグリコレートなどが用いら
れる。
またグリーンシートと誘電体とを熱圧着し高密
度化するための熱圧着装置としては例えば金型を
用いた熱プレス機が適当である。
度化するための熱圧着装置としては例えば金型を
用いた熱プレス機が適当である。
また厚膜コンデンサの誘電体はPbO、Fe2O3、
WO3、Nb2O5から構成される。これら酸化物を
PbO66.09重量％（以下単に％と表記）、
Fe2O313.1％、WO37.47％、Nb2O513.34％の組成
物に配合し、通常の技術により混合、仮焼、粉砕
した15μm以下の誘電体微粉末を作成する。この
ようにして得た誘電体粉末は、950℃以下の温度
で焼結し、しかもキユリー点が常温にあり、キユ
リー点における比誘電率が15000以上である高誘
電率ペロブスカイト型酸化物である。次に上記誘
電体粉末を、有機バインダーと有機溶媒からなる
有機ビヒクルに適量混合し、三本ロールなどを用
いて十分分散させて、スクリーン印刷に適した粘
度を有する誘電体ペーストを作成する。有機バイ
ンダーとして例えばエチルセルロース、ポリビニ
ルブチラール、ニトロセルロースなどが有機溶媒
としてα−テルピネオール、β−テルピネオー
ル、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、
ブチルカルビトールアセテートなどが用いられ
る。
WO3、Nb2O5から構成される。これら酸化物を
PbO66.09重量％（以下単に％と表記）、
Fe2O313.1％、WO37.47％、Nb2O513.34％の組成
物に配合し、通常の技術により混合、仮焼、粉砕
した15μm以下の誘電体微粉末を作成する。この
ようにして得た誘電体粉末は、950℃以下の温度
で焼結し、しかもキユリー点が常温にあり、キユ
リー点における比誘電率が15000以上である高誘
電率ペロブスカイト型酸化物である。次に上記誘
電体粉末を、有機バインダーと有機溶媒からなる
有機ビヒクルに適量混合し、三本ロールなどを用
いて十分分散させて、スクリーン印刷に適した粘
度を有する誘電体ペーストを作成する。有機バイ
ンダーとして例えばエチルセルロース、ポリビニ
ルブチラール、ニトロセルロースなどが有機溶媒
としてα−テルピネオール、β−テルピネオー
ル、ブチルカルビトール、エチルカルビトール、
ブチルカルビトールアセテートなどが用いられ
る。
また厚膜コンデンサの上部電極、下部電極は市
販のAg／Pbを主成分とした電極ペーストを用い
ることができる。
販のAg／Pbを主成分とした電極ペーストを用い
ることができる。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
焼結されて磁器基板となるグリーンシートの組
成として、結晶性ガラス粉末45％とアルミナ粉末
55％をアルミナボールミルで湿式混合し、乾燥し
てガラス・アルミナ混合微粉末（平均粒径
0.8μm）を得た。得られたガラス・アルミナ混合
粉末100重量部（以下単に部と表記）、と有機バイ
ンダーとしてポリビニルブチラール5.7部、有機
溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテ
ル43部、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル7.2部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル1.08
部をホモジナイザー（高速混合器）で30分間混合
後、真空脱泡して粘度5000センチポイズの泥漿を
得た。次にこの泥漿をドクターブレードを介して
膜厚1.2mmのグリーンシートを作製した。一方、
酸化物をPbO66.09％、Fe2O313.10％、WO37.47
％、Nb2O513.34％の組成になる様に配合し、こ
れらを樹脂ボールミルで湿式混合し乾燥後、750
℃の温度で２時間仮焼し、ボールミルで湿式粉砕
し粉末粒径15μm以下の誘電体微粉末を得た。こ
の誘電体微粉末100部を、α−テルピネオールに
エチルセルロース10％を溶解して作成した有機ビ
ヒクル20部に三本ロールを用いて均一に分散させ
てスクリーン印刷に適した粘度を有する誘電体ペ
ーストを作成した。
成として、結晶性ガラス粉末45％とアルミナ粉末
55％をアルミナボールミルで湿式混合し、乾燥し
てガラス・アルミナ混合微粉末（平均粒径
0.8μm）を得た。得られたガラス・アルミナ混合
粉末100重量部（以下単に部と表記）、と有機バイ
ンダーとしてポリビニルブチラール5.7部、有機
溶媒としてエチレングリコールモノメチルエーテ
ル43部、ジエチレングリコールモノブチルエーテ
ル7.2部、可塑剤としてフタル酸ジオクチル1.08
部をホモジナイザー（高速混合器）で30分間混合
後、真空脱泡して粘度5000センチポイズの泥漿を
得た。次にこの泥漿をドクターブレードを介して
膜厚1.2mmのグリーンシートを作製した。一方、
酸化物をPbO66.09％、Fe2O313.10％、WO37.47
％、Nb2O513.34％の組成になる様に配合し、こ
れらを樹脂ボールミルで湿式混合し乾燥後、750
℃の温度で２時間仮焼し、ボールミルで湿式粉砕
し粉末粒径15μm以下の誘電体微粉末を得た。こ
の誘電体微粉末100部を、α−テルピネオールに
エチルセルロース10％を溶解して作成した有機ビ
ヒクル20部に三本ロールを用いて均一に分散させ
てスクリーン印刷に適した粘度を有する誘電体ペ
ーストを作成した。
厚膜コンデンサを構成するは第１図の平面図と
第２図の断面図に示すように焼結されて磁器基板
となる前記記載のグリーンシート１の上に電極ペ
ーストを印刷・乾燥して下部電極２を形成し、さ
らにその上に前記記載の誘電体ペーストを印刷・
乾燥して誘電体層３を形成し、さらにその上に電
極ペーストを印刷・乾燥して上部電極４を形成し
た後に、ベルト炉で焼成した。焼成温度は、厚膜
コンデンサの比誘電率におよぼす誘電体層の焼結
密度の影響を調べるため850〜950℃で各10分間焼
成してそれぞれ焼結密度の異なる厚膜コンデンサ
を製造した。得られた厚膜コンデンサの容量を25
℃に空調された部屋でLCRメーターを用いて周
波数1KHzで測定し、その比誘電率を次式により
算出した。
第２図の断面図に示すように焼結されて磁器基板
となる前記記載のグリーンシート１の上に電極ペ
ーストを印刷・乾燥して下部電極２を形成し、さ
らにその上に前記記載の誘電体ペーストを印刷・
乾燥して誘電体層３を形成し、さらにその上に電
極ペーストを印刷・乾燥して上部電極４を形成し
た後に、ベルト炉で焼成した。焼成温度は、厚膜
コンデンサの比誘電率におよぼす誘電体層の焼結
密度の影響を調べるため850〜950℃で各10分間焼
成してそれぞれ焼結密度の異なる厚膜コンデンサ
を製造した。得られた厚膜コンデンサの容量を25
℃に空調された部屋でLCRメーターを用いて周
波数1KHzで測定し、その比誘電率を次式により
算出した。
ε＝Cd／0.0885S
但し式中、Ｃは容量（pF）、Ｓは電極面積
（cm2）、ｄは誘電体の厚さ（cm）である。
（cm2）、ｄは誘電体の厚さ（cm）である。
第３図は本発明で得られた厚膜コンデンサの測
定結果で、焼結密度と比誘電率の関係を示す。第
３図の曲線から明らかなように、誘電体層の焼結
密度が高くなるに伴つて比誘電率は大きくなつて
いることが判る。このように焼結されて磁器基板
となるグリーンシート上に形成された厚膜コンデ
ンサの誘電体層の焼結密度は、通常のデイスク型
セラミツクコンデンサの焼結体と同程度のものが
得られる。従つて比誘電率は10000を超えて誘電
体本来の誘電率に近づき、従来技術の厚膜コンデ
ンサの場合の10倍以上となつている。
定結果で、焼結密度と比誘電率の関係を示す。第
３図の曲線から明らかなように、誘電体層の焼結
密度が高くなるに伴つて比誘電率は大きくなつて
いることが判る。このように焼結されて磁器基板
となるグリーンシート上に形成された厚膜コンデ
ンサの誘電体層の焼結密度は、通常のデイスク型
セラミツクコンデンサの焼結体と同程度のものが
得られる。従つて比誘電率は10000を超えて誘電
体本来の誘電率に近づき、従来技術の厚膜コンデ
ンサの場合の10倍以上となつている。
以上述べたように本発明によれば、通常の厚膜
の焼成温度で焼結する高誘電率ペロブスカイト型
酸化物を誘電体として用いて厚膜コンデンサを形
成する場合、焼結されて磁器基板となるグリーン
シート上に下部電極、誘電体層、上部電極をこの
順に形成するか、または前記グリーンシートと下
部電極との間にさらに同一誘電体層を形成するこ
とにより、誘電体が本来有する高誘電率の厚膜コ
ンデンサを得ることができる。また焼結されて磁
器基板となるグリーンシートのガラス・アルミナ
の組成を、前記高誘電率ペロブスカイト型酸化物
の焼成温度と同温度で焼結されるよう選び、下部
電極、上部電極にはAg／Ptを主成分とする電極
ペーストを用いて同時焼成することで高誘電率ペ
ロブスカイト型酸化物が本来有する高誘電率の厚
膜コンデンサが得られることを確認した。
の焼成温度で焼結する高誘電率ペロブスカイト型
酸化物を誘電体として用いて厚膜コンデンサを形
成する場合、焼結されて磁器基板となるグリーン
シート上に下部電極、誘電体層、上部電極をこの
順に形成するか、または前記グリーンシートと下
部電極との間にさらに同一誘電体層を形成するこ
とにより、誘電体が本来有する高誘電率の厚膜コ
ンデンサを得ることができる。また焼結されて磁
器基板となるグリーンシートのガラス・アルミナ
の組成を、前記高誘電率ペロブスカイト型酸化物
の焼成温度と同温度で焼結されるよう選び、下部
電極、上部電極にはAg／Ptを主成分とする電極
ペーストを用いて同時焼成することで高誘電率ペ
ロブスカイト型酸化物が本来有する高誘電率の厚
膜コンデンサが得られることを確認した。
第１図は本発明の方法により得られる高誘電率
厚膜コンデンサの平面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図、第３図は高誘電率厚膜コンデンサの比
誘電率の誘電体層焼結密度依存性を示す図であ
る。 １……グリーンシート、２……下部電極、３…
…誘電体層、４……上部電極。
厚膜コンデンサの平面図、第２図は第１図のＡ−
Ａ断面図、第３図は高誘電率厚膜コンデンサの比
誘電率の誘電体層焼結密度依存性を示す図であ
る。 １……グリーンシート、２……下部電極、３…
…誘電体層、４……上部電極。
Claims (1)
- １ アルミナ40〜60重量％と結晶性ガラス60〜40
重量％とからなるアルミナ・ガラス組成物と、鉛
系高誘電率ペロブスカイト型酸化物とを同時焼成
可能なようにそれぞれ組成を調整した後、前記ア
ルミナ・ガラス組成物のグリーンシート上に下部
電極を形成し、その上に前記鉛系高誘電率ペロブ
スカイト型酸化物層を形成し、さらにその上に上
部電極を形成して、同時に焼成することを特徴と
する高誘電率厚膜コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7045581A JPS57186316A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Method of producing high dielectric constant thick film condenser |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7045581A JPS57186316A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Method of producing high dielectric constant thick film condenser |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57186316A JPS57186316A (en) | 1982-11-16 |
| JPH0468764B2 true JPH0468764B2 (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13431994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7045581A Granted JPS57186316A (en) | 1981-05-11 | 1981-05-11 | Method of producing high dielectric constant thick film condenser |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57186316A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52136354A (en) * | 1976-05-10 | 1977-11-15 | Murata Manufacturing Co | Laminated ceramic capacitor |
| JPS5640229A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Murata Manufacturing Co | Production of layerrbuilt ceramic capacitor |
-
1981
- 1981-05-11 JP JP7045581A patent/JPS57186316A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57186316A (en) | 1982-11-16 |
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