JPH0756850B2

JPH0756850B2 - セラミック積層コンデンサおよびその製法

Info

Publication number: JPH0756850B2
Application number: JP25226989A
Authority: JP
Inventors: 正之藤本; 湯二西
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-06-14
Also published as: JPH03116810A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、セラミック積層コンデンサおよびその製法に
関し、更に詳細には、Ni電極を内部電極として用いたセ
ラミック積層コンデンサおよびその製法に関するもので
ある。

（従来の技術）セラミック積層コンデンサは、内部電極としての電極材
料を印刷したセラミックグリーンシートを、順次積層し
て焼成してなるものであり、上記電極材料としては、従
来、Pt、Ag−Pd等の貴金属が用いられていた。しかしな
がら、これら従来の積層磁気コンデンサでは、内部電極
の層数が増えるにつれて、コンデンサの体積に対して内
部電極の占める割合が増加し、コンデンサのコストにも
大きく影響するようになってきた。このような理由か
ら、最近では、内部電極として安価な卑金属を用いたセ
ラミック積層コンデンサが種々検討されており、その一
つとして、内部電極をNiで形成したものが提案されてい
る。

また、従来、Ni電極を内部電極として用いたセラミック
積層コンデンサは、Ni金属粉末に、ガラス成分を添加し
た電極ペーストを、（Ba_１−ｘCa_ｘ（Ti_１−ｙZr_ｙ）O₃粉末を主成分とした
グリーンシート上に印刷し、そして、このシートを通常
の手法により積層し、還元雰囲気中で焼成することによ
って製造されていた。即ち、従来は、内部電極と素体と
は、ガラス成分によって接合されていた。また、ガラス
成分を用いない電極ペーストとして、本出願人は先に、
特開昭64−80007号（特願昭62−236029号）でニッケル
を主成分とする卑金属粉末に、炭化物粉末を添加した電
極ペーストを提案し、また、特開昭64−80010号（特願
昭62−236032号）でニッケルを主成分とする卑金属粉末
に、窒化物粉末を添加した電極ペーストを提案した。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、従来のNi電極を内部電極として用いたセ
ラミック積層コンデンサにおいて、ガラス成分を添加し
た電極ペーストの場合は、上記したように、素体とNi内
部電極がガラス成分により接合されているため、ガラス
相と素体、あるいはガラス相とNi内部電極との熱膨張差
から、焼成過程において、デラミネーションが発生し易
い。このため、得られたセラミック積層コンデンサの耐
湿特性が劣化し、信頼性に問題を残している。また、特
開昭64−80007号で提案の炭化物粉末を用いた電極ペー
ストの場合は、ガラス成分を用いた電極ペーストの問題
点である積層コンデンサの耐湿特性の劣化を防止できる
が、電極ペーストを未焼成の磁器シート、即ちグリーン
シートに積層し、その後還元雰囲気中で焼成処理を施し
てコンデンサ磁器体を得る際、作用の欄に記載のよう
に、炭化物の一部は次のように反応し、これにより金属
粒子の炭化物（MzCw）が析出する。

wM′xCy＋（yxz）Ｍ→（xxw）Ｍ′＋yMzCw 式中、Ｍ′はTi等の金属元素、Ｍは卑金属粉末に含まれ
る金属元素である。

このように、焼成処理によりその一部とは言え、ニッケ
ル等の卑金属粒子の炭化物が析出されることにより、そ
の析出した炭化ニッケルは電極として作用しないため、
得られたコンデンサの比抵抗の増大、或いは容量の低下
の原因となることが生じやすいという問題がある。

この問題点は特開昭64−80010号で提案の窒化物粉末を
用いた電極ペーストの場合にも同様に生ずる。

そこで、本発明は、上記従来のコンデンサの問題点を解
決して、焼成工程においてデラミネーションが発生せ
ず、その結果、種々の特性を良好に維持することのでき
るセラミック積層コンデンサ、およびその製法を提供す
ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）本願の第１の発明は、Ni内部電極と素体とを接合層を介
して接合してなるセラミック積層コンデンサにおいて、
上記接合層がアルミノシリケートで形成されていること
を特徴とするものである。

本願の第２の発明は、電極ペーストを、セラミック素体
用グリーンシート上に印刷し、この後、該グリーンシー
トを複数枚積層したものを焼成することからなるセラミ
ック積層コンデンサの製法において、前記電極ペースト
はNi成分100重量部に対してSiおよびAlをそれらの酸化
物の形で0.1〜10重量部添加したペーストであることを
特徴とする。

（作用）本発明によれば、上記したように、Niペースト中へSiお
よびAlをそれらの酸化物として添加することにより、焼
成後、素体・内部電極間に板状のアルミノシリケート相
が析出する。

これは、焼成過程高温において、Ni電極中に固溶あるい
は偏在していたSiおよびAlの酸化物が、焼成過程冷却中
にNi電極から析出し、アルミノシリケート相としてエピ
タキシャル成長を起こしていると考えられる。また、こ
のアルミノシリケート相は、SiおよびAlの酸化物を主成
分とし、Niが混合したものである。

以上により、本発明によれば、従来のように、内部電極
ペースト中にガラス成分を添加しなくとも、素体−電極
間を強固に結合することが可能であり、デラミネーショ
ンも抑えられ、セラミック積層コンデンサの信頼性の向
上が図れる。

なお、Si、Al成分を素体成分中へ添加すると、コンデン
サの誘電率等の電気的特性が大きく変動し、その電気特
性を把握しずらくなるので、本発明ではSiおよびAlの添
加を電極ペーストで行うこととした。また、この電極ペ
ースト中への添加はSiおよびAlを酸化物の形で、その総
添加量の範囲をNi成分100重量部に対して0.1〜10重量部
としたのは、添加量が0.1重量部より少ないと、アルミ
ノシリケート相の析出量が少なく、素体−電極間の接合
が十分でなく、コンデンサの静電容量が低下するととも
に、誘電損失が悪化する等の特性上の問題が生ずる一
方、添加量が10重量部を超えると、電極自体の焼結が阻
害され、多孔質の電極となり、耐湿特性の低下を招くか
らである。

（実施例）以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例に
よるセラミック積層コンデンサ、およびその製造方法に
ついて説明する。

セラミック積層コンデンサの構造図面は、本発明の実施例によるセラミック積層コンデン
サの２層を示す断面図である。

セラミック積層コンデンサは、第１図に示されているよ
うな、Niで内部電極１が形成された誘電体すなわち素体
２を複数枚積層して形成されている。また、上記内部電
極１と素体２の間には、アルミノシリケート相である接
合層３が形成され、該内部電極１と素体２とは、該接合
層３によって強固に接合されている。

具体的実施例まず、上記素体２を形成するため、次の作業を行った。

すなわち、まず、純度99.9％以上のBaCO₃、CaCO₃、Ti
O₂,ZrO₂を出発原料として、基本成分〔（Ba_0.91Ca_0.09）Ｏ〕_1.02（Ti_0.83Zr_0.17）O₂ となるように秤量した。

次に、上記秤量した原料を15時間、湿式混合し、粉砕し
た後、乾燥し、次いで、大気中において、約1200℃で、
２時間仮焼を行った。

上記基本成分100重量部に対し、２重量部のLi₂O−CaO−
SiO₂ガラス粉末を添加し、これと同時に、アクリル酸エ
ステルポリマ、グリセリン、縮合燐酸塩の水溶液からな
る有機バインダを15重量部加え、更に50重量部の純水を
加え、ボールミルで混合し、セラミック原料のスラリを
作製した。この原料スラリから、ドクターブレード法に
よりセラミックグリーンシートを作製した。

一方、Niを95重量％、Al₂O₃とSiO₂とを総量で５重量％
に、有機ビヒクルを添加して、導電性の電極ペーストを
作製し、この電極ペーストを、上記セラミックグリーン
シートの一方の主面上に、内部電極の電極パターンで印
刷した。この後、上記のように電極パターンが印刷され
たセラミックグリーンシートを所定の枚数積層し、熱圧
着し一体化させた。

次に、上記一体化させたグリーンシートの積層体をカッ
トし、チップ化したものを、加熱炉中に配置し、空気中
で、室温から600℃まで昇温させて加熱し、有機バイン
ダを燃焼させた。更に、加熱炉の雰囲気を非酸性雰囲気
（例えば、H₂1.5％−N₂98.5％）に変え、焼成温度1200
℃で３時間保持し、上記チップ化したものの焼成を行っ
た。

以上により得られたコンデンサチップの電極−素体界面
の構造は、上記図の様であった。

このように作製されたコンデンサチップ100個の絶縁抵
抗を測定したところ、いずれも10³MΩ以上であり、ガラ
ス成分で内部電極と素体を結合したものと変わらなかっ
た。このことから、本実施例によるものも、上記アルミ
ノシリケート相からなる接合層３によって、内部電極１
−素体２間が強固に結合されていることが分かる。

比較例電極ペーストを、Niを95重量％、PbO−BaO−SiO₂ガラス
を５重量％に、有機ビヒクルを添加して形成したものに
変えた他は上記実施例と同様の方法で、比較例のコンデ
ンサチップを作製した。

以上のように作製した実施例のコンデンサチップと比較
例のコンデンサチップを用いて、デラミネーション検査
と、コンデンサの信頼性で問題となる耐湿負荷試験を行
った。

デラミネーション検査は、上記実施例と比較例のコンデ
ンサチップをそれぞれ100個づつ各々樹脂中に埋め込
み、チップの内部電極が形成されている面を紙やすりを
用いて水平方向に研磨しながら、時々拡大鏡（×30）で
研磨面を観察さる方法で行った。

その結果、本実施例のコンデンサチップでは、デラミネ
ーションの発生個数は零、即ち、発生率0/100であった
のに対して、比較例でのデラミネーション発生個数は３
個、即ち発生率3/100であった。

次に、耐湿負荷試験は、上記実施例と比較例のコンデン
サチップをそれぞれ100個づつ、予め所定形状パターン
ニングされているプリント基板に、リフロー炉を用いて
ハンダ付けした後、定格電圧（50V）を印加した状態
で、恒温（60℃）恒湿（95％）槽中に1000時間放置し、
この放置の前後の絶縁抵抗を比較することにより行っ
た。

その結果、本実施例のコンデンサチップでは、そのいず
れもが絶縁抵抗の変化が無かったのに対して、比較例の
ものでは、５個のチップにおいて絶縁抵抗抵抗の低下が
見られ、即ち、耐湿特性劣化率が5/100であった。

（発明の効果）以上の説明から分かるように、本発明のセラミック積層
コンデンサによれば、Ni内部電極と素体との間にアルミ
ノシリケートから成る接合層を有しているので、内部電
極−素体間が強固に結合され、かつデラミネーションの
発生も抑えられるとともに、耐湿特性が向上する等の効
果がある。

また、本発明の製法によれば、NiにSiおよびAlの酸化物
を添加したペーストを用いるようにしたので、ガラス成
分を用いなくとも、内部電極−素体間に強固に結合さ
れ、かつデラミネーションの発生がなく、耐湿特性が向
上したNi内部電極と素体との間にアルミノシリケートか
ら成る接合層を有するセラミック積層コンデンサを容易
に製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例によるセラミック積層コンデンサ
の２層の断面図である。１……内部電極２……素体３……接合層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ni内部電極と素体とを接合層を介して接合
してなるセラミック積層コンデンサにおいて、前記接合
層がアルミノシリケートで形成されていることを特徴と
するセラミック積層コンデンサ。
【請求項２】電極ペーストを、セラミック素体用グリー
ンシート上に印刷し、この後、該グリーンシートを複数
枚積層したものを焼成することからなるセラミック積層
コンデンサの製法において、前記電極ペーストはNi成分
100重量部に対してSiおよびAlをそれらの酸化物の形で
0.1〜10重量部添加したペーストであることを特徴とす
るセラミック積層コンデンサの製法。