JPH07240342A - コンデンサ - Google Patents

コンデンサ

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JPH07240342A
JPH07240342A JP2967094A JP2967094A JPH07240342A JP H07240342 A JPH07240342 A JP H07240342A JP 2967094 A JP2967094 A JP 2967094A JP 2967094 A JP2967094 A JP 2967094A JP H07240342 A JPH07240342 A JP H07240342A
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JP
Japan
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oxide
ceramics
dielectric
ceramic dielectric
ceramic
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Application number
JP2967094A
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English (en)
Inventor
Hirotane Sugiura
浦 裕 胤 杉
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 厚膜法により酸化物系セラミックスを含有す
るセラミックス誘電体の表面に電極を形成するにあたっ
て、還元雰囲気且つ高温で電極用ペーストが塗布された
セラミックス誘電体を加熱処理する際にセラミックス誘
電体内の酸化物系セラミックスの還元を抑制すること。 【構成】 酸化物系セラミックスと、酸化物系セラミッ
クスの還元を抑制する還元抑制剤とから成るセラミック
ス誘電体11と;厚膜法によりセラミックス誘電体の表
面に形成された電極12と;を備えたコンデンサ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、酸化物系セラミックス
を含有するコンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のコンデンサとしては、1
993年2月4日〜5日に開催された日本セラミックス
協会主催の第11回電子材料部会セミナーの配付資料の
『チタン酸塩系誘電体のマイクロ波特性』に示されるも
のが知られている。ここには、厚膜法によりセラミック
ス誘電体の表面に銅製の電極が形成されたものが開示さ
れている。ここで、セラミックス誘電体には、比誘電率
(即ち真空中の誘電率に対する誘電率)が20〜30の
ジルコニウム,ニオブ,タンタル酸塩系誘電体や比誘電
率15〜100のチタン酸塩系誘電体等の比誘電率の高
い酸化物系セラミックスが使用されている。
【0003】そこで、厚膜法を用いたコンデンサの製造
方法について説明する。
【0004】まず、銅の粉末を溶剤中に分散させて電極
用ペーストを形成し、その電極用ペーストを酸化物系セ
ラミックスを含有するセラミックス誘電体の表面に塗布
して乾燥させ、その後、還元雰囲気で略900℃で電極
用ペーストが塗布されたセラミックス誘電体を焼付ける
ことにより目的のコンデンサを製造している。ここで、
還元雰囲気で処理するのは、銅が酸化して非導電性の酸
化銅が生成するのを防ぐためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記したコ
ンデンサにおいては、セラミックス誘電体として酸化物
系セラミックスが使用されているので、還元雰囲気且つ
高温雰囲気で電極用ペーストが塗布されたセラミックス
誘電体を焼付ける過程において、酸化物系セラミックス
の一部が還元されて酸化物系セラミックス内から酸素が
脱落する恐れがある。その結果、酸化物系セラミックス
の構造が変化し、焼付け前の酸化物系セラミックスと比
較して、比誘電率及びQ値(誘電損失を表す量の逆数)
が低下する恐れがある。
【0006】故に、本発明は、厚膜法により酸化物系セ
ラミックスを含有するセラミックス誘電体の表面に電極
を形成するにあたって、還元雰囲気且つ高温で電極用ペ
ーストが塗布されたセラミックス誘電体を加熱処理する
際にセラミックス誘電体内の酸化物系セラミックスの還
元を抑制することを、その技術的課題とするものであ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために請求項1の発明において講じた技術的手段(以
下第1の技術的手段と称する)は、図1に示すように、
コンデンサ10を、酸化物系セラミックスと、酸化物系
セラミックスの還元を抑制する還元抑制剤とから成るセ
ラミックス誘電体11と、厚膜法によりセラミックス誘
電体の表面に形成された電極12とから構成したことで
ある。
【0008】ここで、前記酸化物系セラミックスには、
比誘電率20〜30のジルコニウム,ニオブ酸塩系、主
に比誘電率15〜100のチタン酸塩系、比誘電率が1
000以上の複合酸化物系等のセラミックスを用いると
良い。又、前記ジルコニウム,ニオブ酸塩系セラミック
スとしては、BaZrO3 (比誘電率40),SrZr
3 (比誘電率30),Sr2 Nb2 7 (比誘電率5
2),Ca2 Nb2 7 (比誘電率33)等を用いると
良い。又、チタン酸塩系としては、ZrTiO3 (比誘
電率42),BaTi4 9 (比誘電率39),SrT
iO3 (比誘電率255),MgTiO3 −CaTiO
3 (比誘電率21),LaTi2 7 (比誘電率44)
等を用いると良い。
【0009】又、前記還元抑制剤は、酸化物系セラミッ
クスの粉体と混合,焼成したときに酸化物系セラミック
スの焼結粒を包囲する性質を有し、酸化物系セラミック
スと反応しないものである。還元抑制剤として、二酸化
マンガン、酸化クロム等が用いると良い。
【0010】又、前記セラミックス誘電体は、酸化物系
セラミックスの多結晶体と還元抑制剤の粉体を混入して
焼結することにより製造される。
【0011】又、前記電極は、導電性の良好な金属から
成り、具体的には、銅,銀,金等の金属から成る。
【0012】更に、第1の技術的手段によるコンデンサ
は、厚膜法を用いて前記セラミックス誘電体の表面に電
極を形成することにより製造される。具体的には、金属
の粉体を溶剤中に分散させて電極用ペーストを形成し、
その電極用ペーストを前記セラミックス誘電体の表面に
塗布して乾燥させ、その後、還元雰囲気且つ高温で電極
用ペーストが塗布された前記セラミックス誘電体を加熱
処理することにより製造される。
【0013】上記技術的課題を解決するために請求項2
の発明において講じた技術的手段(以下第2の技術的手
段と称する)は、還元抑制剤に酸化物を用いたことであ
る。
【0014】ここで、前記酸化物には、二酸化マンガ
ン、酸化クロム等を用いると良い。
【0015】上記技術的課題を解決するために請求項3
の発明において講じた技術的手段(以下第3の技術的手
段と称する)は、前記酸化物に二酸化マンガンを用いた
ことである。
【0016】図2は二酸化マンガンの含有量とセラミッ
クス誘電体の還元雰囲気加熱処理前の比誘電率との関係
を示すグラフ、図3は二酸化マンガンの含有量と還元雰
囲気中加熱処理前後におけるセラミックス誘電体の誘電
率変化率(減少率)との関係を示すグラフ、図4は二酸
化マンガンの含有量とセラミックス誘電体の還元雰囲気
加熱処理前のQ値との関係を示すグラフである。
【0017】ここで、前記二酸化マンガンの含有量は
0.05〜1.0重量%であることが好ましい。二酸化
マンガンの含有量が0.05重量%未満であると、図
3,図5から明らかなように、セラミックス誘電体の誘
電率減少率及びQ値減少率が大きくなる。これは、酸化
物系セラミックスの粉体と混合,焼成したときに還元抑
制剤である二酸化マンガンが酸化物系セラミックスの各
焼結粒を包囲し難くなったためと考えられる。一方、二
酸化マンガンの含有量が1.0重量%よりも多いと、図
3から明らかなように、セラミックス誘電体の誘電率変
化率(減少率)が大きくなる。又、この場合、図2に示
す如く還元雰囲気中加熱処理前のセラミックス誘電体の
比誘電率が酸化物系セラミックスのみを含有するセラミ
ックス誘電体よりも小さくなり過ぎる恐れがあると共に
図4に示す如くQ値が小さくなる。又、二酸化マンガン
の含有量は0.1〜0.5重量%であることがより好ま
しい。
【0018】更に、二酸化マンガンの含有量は0.2〜
0.4重量%であることがより一層好ましく、この場
合、図3に示す如くセラミックス誘電体の誘電率減少率
が略0になると共に図4に示す如く二酸化マンガンを含
有しないものよりもQ値が大きくなる。
【0019】
【作用】上記第1の技術的手段によれば、セラミックス
誘電体が酸化物系セラミックスの還元を抑制するための
還元抑制剤を含有するようにしたので、厚膜法によりセ
ラミックス誘電体の表面に電極を形成するにあたって、
還元雰囲気且つ高温で電極用ペーストが塗布されたセラ
ミックス誘電体を加熱処理する際にセラミックス誘電体
内の酸化物系セラミックスが還元されるのを抑制でき
る。これは、前述したように、酸化物系セラミックスの
粉体と混合したときに酸化物系セラミックスの各焼結粒
を包囲するという還元抑制剤の性質によるものである。
このように、酸化物系セラミックスから酸素が脱落する
のを抑制することができるため、酸化物系セラミックス
の構造は殆ど変化せず、その結果、酸化物系セラミック
スつまりセラミックス誘電体の誘電率並びにQ値が変化
するのを防ぐことができる。
【0020】上記第2の技術的手段によれば、還元抑制
剤として酸化物を用いたので、還元雰囲気且つ高温で電
極用ペーストが塗布されたセラミックス誘電体を加熱処
理する際に酸化物系セラミックスの代わりに酸化物が還
元され、その結果、酸化物系セラミックスの誘電率及び
Q値が変化するのをより防ぐことができる。
【0021】上記第3の技術的手段によれば、還元抑制
剤として酸化物である二酸化マンガンを用いたので、第
2の技術的手段と同様な作用を有する。
【0022】
【実施例】以下、具体的な実施例について説明する。
【0023】(実施例)MgCO3 80.09g、Ca
CO3 5.00g、TiO2 79.88g及びMnO2
0.33g(MnO2 の含有量0.2重量%)をボール
ミルを用いて24時間混合し、100℃で15時間乾燥
した。次いで、1100℃で3時間仮焼きを行ったとこ
ろ、各成分が反応して(Mg0.95Ca0.05)TiO3
0.2重量%MnO2 が生成した。
【0024】次に、生成した(Mg0.95Ca0.05)Ti
3 −0.2重量%MnO2 にバインダであるPVA
(ポリビニルアルコール)1重量%を混合しながら前記
生成物をボールミルを用いて24時間粉砕する。次い
で、100℃で15時間乾燥し、1t/cm2 でプレス
成形して径20mm,肉厚10mmのプレス成形品を得
た。このプレス成形品を1350℃で3時間焼成してセ
ラミックス誘電体を生成した。このセラミックス誘電体
の比誘電率を測定した結果を表1に、Q値を測定した結
果を表2に示す。
【0025】銅粉体を溶剤中に分散させて電極用ペース
トを形成し、その電極用ペーストを前記セラミックス誘
電体の表面に塗布して120℃で10分間乾燥させる。
その後、窒素雰囲気で電極用ペーストが塗布された前記
セラミックス誘電体を900℃,10分間加熱処理する
ことにより目的のコンデンサを製造した。
【0026】このコンデンサ内のセラミックス誘電体の
比誘電率(即ちセラミックス誘電体の窒素雰囲気加熱処
理後の比誘電率)並びに窒素雰囲気加熱処理前後におけ
るセラミックス誘電体の誘電率変化率(減少率)を測定
した結果を表1に示す。ここで、誘電率変化率(減少
率)とは、(加熱処理後の比誘電率−加熱処理前の比誘
電率)の絶対値を加熱処理前の比誘電率で割ったもので
ある。又、コンデンサ内のセラミックス誘電体のQ値
(即ちセラミックス誘電体の窒素雰囲気加熱処理後のQ
値)並びに窒素雰囲気加熱処理前後におけるセラミック
ス誘電体のQ値変化率(減少率)を測定した結果を表2
に示す。ここで、Q値変化率(減少率)とは、(加熱処
理後のQ値−加熱処理前のQ値)の絶対値を加熱処理前
のQ値で割ったものである。
【0027】
【表1】
【0028】
【表2】
【0029】表1から明らかなように、窒素雰囲気加熱
処理前後におけるセラミックス誘電体の比誘電率の低下
が全くない。これは、還元雰囲気且つ高温で電極用ペー
ストが塗布されたセラミックス誘電体を加熱処理する際
にMnO2 によりセラミックス誘電体内の酸化物系セラ
ミックスの還元が抑制されるためと考えられる。つま
り、MnO2 が酸化物系セラミックスの還元抑制剤とな
っていると考えられる。
【0030】又、表2から明らかなように、窒素雰囲気
加熱処理前後におけるセラミックス誘電体のQ値の低下
が全くない。これも、MnO2 が酸化物系セラミックス
の還元抑制剤となっているためと考えられる。
【0031】(従来例)従来例に係るコンデンサは、M
nO2 を添加しないこと以外は本実施例と同様な方法で
製造される。従来例に係るセラミックス誘電体の窒素雰
囲気加熱処理前の比誘電率、従来例に係るセラミックス
誘電体の窒素雰囲気加熱処理後の比誘電率及び窒素雰囲
気加熱処理前後におけるセラミックス誘電体の誘電率変
化率(減少率)の測定結果を表1に示す。又、同様に窒
素雰囲気加熱処理前のQ値、窒素雰囲気加熱処理後のQ
値及び窒素雰囲気加熱処理前後におけるQ値変化率(減
少率)を表2に示す。
【0032】表1,2から明らかなように、窒素雰囲気
加熱処理前後においてセラミックス誘電体の比誘電率並
びにQ値が低下している。これは、セラミックス誘電体
内に酸化物系セラミックスの還元抑制剤を含有していな
いためと考えられる。
【0033】
【発明の効果】請求項1の発明は、以下の如く効果を有
する。
【0034】セラミックス誘電体が酸化物系セラミック
スの還元を抑制するための還元抑制剤を含有するように
したので、厚膜法によりセラミックス誘電体の表面に電
極を形成するにあたって、還元雰囲気且つ高温で電極用
ペーストが塗布されたセラミックス誘電体を加熱処理す
る際にセラミックス誘電体内の酸化物系セラミックスが
還元されるのを抑制できる。従って、酸化物系セラミッ
クスの構造は殆ど変化せず、その結果、酸化物系セラミ
ックスつまりセラミックス誘電体の誘電率及びQ値が変
化するのを抑制することができる。
【0035】請求項2の発明は、以下の如く効果を有す
る。
【0036】還元抑制剤として酸化物を用いたので、還
元雰囲気且つ高温で電極用ペーストが塗布されたセラミ
ックス誘電体を加熱処理する際に酸化物系セラミックス
の代わりに酸化物が還元され、その結果、酸化物系セラ
ミックスの誘電率及びQ値が変化するのをより防ぐこと
ができる。
【0037】請求項3の発明は、以下の如く効果を有す
る。
【0038】還元抑制剤として酸化物である二酸化マン
ガンを用いたので、請求項2の発明と同様な効果を有す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るコンデンサの断面図である。
【図2】二酸化マンガンの含有量とセラミックス誘電体
の還元雰囲気加熱処理前の比誘電率との関係を示すグラ
フである。
【図3】二酸化マンガンの含有量と還元雰囲気加熱処理
前後におけるセラミックス誘電体の誘電率変化率(減少
率)との関係を示すグラフである。
【図4】二酸化マンガンの含有量とセラミックス誘電体
の還元雰囲気加熱処理前のQ値との関係を示すグラフで
ある。
【図5】二酸化マンガンの含有量と還元雰囲気加熱処理
前後におけるセラミックス誘電体のQ値変化率(減少
率)との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
10 コンデンサ 11 セラミックス誘電体 12 電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酸化物系セラミックスと、前記酸化物系
    セラミックスの還元を抑制する還元抑制剤とから成るセ
    ラミックス誘電体と、 厚膜法により前記セラミックス誘電体の表面に形成され
    た電極とを備えたことを特徴とするコンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記還元抑制剤は酸化物であることを特
    徴とする請求項1記載のセラミックス誘電体。
  3. 【請求項3】 前記酸化物は二酸化マンガンであること
    を特徴とする請求項2記載のセラミックス誘電体。
JP2967094A 1994-02-28 1994-02-28 コンデンサ Pending JPH07240342A (ja)

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JP2967094A JPH07240342A (ja) 1994-02-28 1994-02-28 コンデンサ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1921641A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-14 E.I.Du pont de nemours and company Method of making thin-film capacitors on metal foil using thick top electrodes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1921641A1 (en) * 2006-11-10 2008-05-14 E.I.Du pont de nemours and company Method of making thin-film capacitors on metal foil using thick top electrodes
US7818855B2 (en) 2006-11-10 2010-10-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of making thin-film capacitors on metal foil using thick top electrodes

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