JPH0766893B2 - 積層コンデンサ素子 - Google Patents
積層コンデンサ素子Info
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- JPH0766893B2 JPH0766893B2 JP63307386A JP30738688A JPH0766893B2 JP H0766893 B2 JPH0766893 B2 JP H0766893B2 JP 63307386 A JP63307386 A JP 63307386A JP 30738688 A JP30738688 A JP 30738688A JP H0766893 B2 JPH0766893 B2 JP H0766893B2
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は積層コンデンサ素子に関し、特に小型大容量で
かつ電極コストの小さいものに関する。
かつ電極コストの小さいものに関する。
従来の技術 近年セラミックコンデンサは素子の小型化、大容量化へ
の要求から、積層型セラミックコンデンサが、急速に普
及しつつある。また、回路の高周波化により、従来アル
ミ電解コンデンサまたはタンタル電解コンデンサが用い
られていた0.1μＦ以上の大容量領域に、セラミック積
層コンデンサを用いる必要が発生している。
の要求から、積層型セラミックコンデンサが、急速に普
及しつつある。また、回路の高周波化により、従来アル
ミ電解コンデンサまたはタンタル電解コンデンサが用い
られていた0.1μＦ以上の大容量領域に、セラミック積
層コンデンサを用いる必要が発生している。
素子形状を小さく保ちながら大容量のセラミック積層コ
ンデンサを得るには、高誘電率の誘電体を用いる、誘電
体層の厚さを薄くする、容量を構成する内部電極層の層
数を増やし、かつ１層当りの電極面積を増やすことが必
要となる。
ンデンサを得るには、高誘電率の誘電体を用いる、誘電
体層の厚さを薄くする、容量を構成する内部電極層の層
数を増やし、かつ１層当りの電極面積を増やすことが必
要となる。
しかし誘電体層の厚さを薄くすると、誘電体誘電特性上
の問題点が発生するほか、素子の絶縁耐圧の低下、寿命
特性の低下などの問題点がある。また誘電体層の厚さを
薄くし、内部電極の層数を増すと内部電極の入っている
部分といない部分との焼成後の収縮の相違より素子に歪
がはいり、層間剥離やクラックの発生する問題点があ
る。また、内部電極層数、一層当りの電極面積の増大
は、とくにパラジウムなどの貴金属電極を使用する場合
において内部電極コストによる素子価格の増大をまねく
問題点があった。
の問題点が発生するほか、素子の絶縁耐圧の低下、寿命
特性の低下などの問題点がある。また誘電体層の厚さを
薄くし、内部電極の層数を増すと内部電極の入っている
部分といない部分との焼成後の収縮の相違より素子に歪
がはいり、層間剥離やクラックの発生する問題点があ
る。また、内部電極層数、一層当りの電極面積の増大
は、とくにパラジウムなどの貴金属電極を使用する場合
において内部電極コストによる素子価格の増大をまねく
問題点があった。
発明が解決しようとする課題 本発明では以上の問題点に鑑み、小型の形状を保ったま
ま大容量を達成しかつ電極コストの小さい積層コンデン
サ素子を提供することを課題とする。
ま大容量を達成しかつ電極コストの小さい積層コンデン
サ素子を提供することを課題とする。
課題を解決するための手段 本発明は上記課題を解決するため、誘電体磁器層を介し
て少なくとも２層以上の内部電極層を交互に積層した積
層コンデンサ素子において、誘電体磁器層をPb,Ca,Srお
よびBaの内少なくともPbを含む組成物Ａと、Mg,Ni,Zn,C
u,Ti,Zr,Nb,TaおよびＷの内少なくとも２種の元素を含
む組成物Ｂの両者を含む酸化物から構成し、かつ、前記
内部電極層がパラジウム金属もしくはパラジウムを主成
分とする合金から構成し、かつ、前記誘電体磁器層の厚
さをｘμｍ、前記内部電極層の厚さをｙμｍとしたと
き、 7.0μｍ≧ ｘ ≧1.0μｍ 0.7μｍ≧ ｙ ≧0.07μｍ 100.0≧x/y≧10.0 としたものである。
て少なくとも２層以上の内部電極層を交互に積層した積
層コンデンサ素子において、誘電体磁器層をPb,Ca,Srお
よびBaの内少なくともPbを含む組成物Ａと、Mg,Ni,Zn,C
u,Ti,Zr,Nb,TaおよびＷの内少なくとも２種の元素を含
む組成物Ｂの両者を含む酸化物から構成し、かつ、前記
内部電極層がパラジウム金属もしくはパラジウムを主成
分とする合金から構成し、かつ、前記誘電体磁器層の厚
さをｘμｍ、前記内部電極層の厚さをｙμｍとしたと
き、 7.0μｍ≧ ｘ ≧1.0μｍ 0.7μｍ≧ ｙ ≧0.07μｍ 100.0≧x/y≧10.0 としたものである。
作用 上記構成のセラミック積層コンデンサ素子においては、
Pbを含有する複合酸化物系誘電体材料とパラジウム系電
極材料の組み合わせにより、誘電体層，電極層共従来に
比べてはるかに薄膜化が可能となり、この薄膜化された
構成により、絶縁不良、寿命不良、構造欠陥が防止さ
れ、かつ寿命の低下がみられない。
Pbを含有する複合酸化物系誘電体材料とパラジウム系電
極材料の組み合わせにより、誘電体層，電極層共従来に
比べてはるかに薄膜化が可能となり、この薄膜化された
構成により、絶縁不良、寿命不良、構造欠陥が防止さ
れ、かつ寿命の低下がみられない。
実施例 実施例−１ 誘電体層の出発原料の組成としては、次に示す組成式で
表わされる材料を用いた。
表わされる材料を用いた。
A:Pb1.0（Mg1/3Nb2/3）0.7Ti1.19（Ni1/2Ｗ1/2）0.11O3 B:Pb0.88Sr0.15（Zn1/3Nb2/3）0.85Ti0.15Ｏ3.03＋MnO2
0.35wt％ C:Pb0.60Ca0.45（Mg1/3Nb2/3）0.95Zr0.05Ｏ3.05 D:Pb1.00Ba0.03（Mg1/3Nb2/3）0.90（Ni1/3Ta2/3）0.05
（Cu1/2Ｗ1/2）0.05Ｏ3.03 誘電体粉末は通常のセラック製造方法に従い製造した。
誘電体粉末は、仮焼後直径0.6mmのジルコニア質玉石と
ともに媒体撹拌ミルを用い湿式粉砕し、平均粒径0.14μ
ｍで粒径分布のそろった粉末とした。仮焼粉末は仮焼粉
末に対し6wt％のアクリル系樹脂、70wt％の溶剤および
有機系分散剤と、直径3mmのジルコニア質玉石ととも
に、振動ミル（ペイントコンディショナー）中でスラリ
ー化し、リバースロールコータを用い有機フィルム上に
所定の厚さに塗布し乾燥した。
0.35wt％ C:Pb0.60Ca0.45（Mg1/3Nb2/3）0.95Zr0.05Ｏ3.05 D:Pb1.00Ba0.03（Mg1/3Nb2/3）0.90（Ni1/3Ta2/3）0.05
（Cu1/2Ｗ1/2）0.05Ｏ3.03 誘電体粉末は通常のセラック製造方法に従い製造した。
誘電体粉末は、仮焼後直径0.6mmのジルコニア質玉石と
ともに媒体撹拌ミルを用い湿式粉砕し、平均粒径0.14μ
ｍで粒径分布のそろった粉末とした。仮焼粉末は仮焼粉
末に対し6wt％のアクリル系樹脂、70wt％の溶剤および
有機系分散剤と、直径3mmのジルコニア質玉石ととも
に、振動ミル（ペイントコンディショナー）中でスラリ
ー化し、リバースロールコータを用い有機フィルム上に
所定の厚さに塗布し乾燥した。
内部電極の出発原料には、パラジウム黒粉末を用い、5w
t％のアクリル系樹脂、60wt％の溶剤および有機系分散
剤とともに、３本ロール混合器を用いスラリー化した。
この電極ペーストは、グラビア転写法を用い、有機フィ
ルム上に所定の厚さにあらかじめ定められた内部電極パ
ターンを印刷した。
t％のアクリル系樹脂、60wt％の溶剤および有機系分散
剤とともに、３本ロール混合器を用いスラリー化した。
この電極ペーストは、グラビア転写法を用い、有機フィ
ルム上に所定の厚さにあらかじめ定められた内部電極パ
ターンを印刷した。
次に金属製定盤上に有機フィルム上に形成した上記誘電
体シートを圧着し、有機フィルムを剥離する操作を繰り
返して所定の厚さまで積層したダミー層の上に、上記の
内部電極パターンを所定の位置に圧着しその有機フィル
ムを剥離し、そのうえに誘電体シートを圧着しその有機
フィルムを剥離する操作を、内部電極層が51層積層され
るまで繰り返し、その上に再び誘電体シートのみを所定
の厚みまで積層してダミー層を形成した。積層体は所定
の位置で切断し、積層チップとした。
体シートを圧着し、有機フィルムを剥離する操作を繰り
返して所定の厚さまで積層したダミー層の上に、上記の
内部電極パターンを所定の位置に圧着しその有機フィル
ムを剥離し、そのうえに誘電体シートを圧着しその有機
フィルムを剥離する操作を、内部電極層が51層積層され
るまで繰り返し、その上に再び誘電体シートのみを所定
の厚みまで積層してダミー層を形成した。積層体は所定
の位置で切断し、積層チップとした。
積層チップは磁器容器中に粗粒マグネシア粉を敷き詰め
た上にならべ、350℃まで10時間かけて昇温し６時間保
持後冷却してバインダ分をバーンアウトした。冷却後容
器内の積層チップ上に、誘電体仮焼粉と粗粒マグネシャ
を重量比で1:3に混合したマッフル粉を積層体が隠れる
程度かぶせ、マグネシア容器に蓋をして、再び前記管状
炉炉心管中に挿入し、8ppm酸素混入窒素ガスを毎分300c
c流しながら、誘電体材料Ａについては1000℃、B,C,Dに
ついては850℃まで300℃／時で昇温し、45分間保持後室
温まで降温した。
た上にならべ、350℃まで10時間かけて昇温し６時間保
持後冷却してバインダ分をバーンアウトした。冷却後容
器内の積層チップ上に、誘電体仮焼粉と粗粒マグネシャ
を重量比で1:3に混合したマッフル粉を積層体が隠れる
程度かぶせ、マグネシア容器に蓋をして、再び前記管状
炉炉心管中に挿入し、8ppm酸素混入窒素ガスを毎分300c
c流しながら、誘電体材料Ａについては1000℃、B,C,Dに
ついては850℃まで300℃／時で昇温し、45分間保持後室
温まで降温した。
焼成後の積層チップは、内部電極が露出した断面に焼付
け銀ペーストを塗布し、空気中700℃で10分間焼き付け
て、外部電極とした。
け銀ペーストを塗布し、空気中700℃で10分間焼き付け
て、外部電極とした。
作成した積層コンデンサ素子は外形3.2x1.6x1.25mm電極
一層あたりの有効面積は2.97mm2である。
一層あたりの有効面積は2.97mm2である。
作成した積層コンデンサ素子は、20℃、1kHz、信号電圧
1Vの交流で容量とtanδを測定し、5V直流電圧印加後１
分値の抵抗値を測定した。さらに、各試料10ケの試料に
ついて50V直流電圧を印加し絶縁破壊の有無を調べた。
また別の各試料10ケの試料については85℃湿度85％中に
5Vの直流電圧を印加して200時間放置したのち、素子の
絶縁抵抗値を測定した抵抗値が1x107以下となったもの
を不良とした。さらに別の各試料10ケの試料について
は、内部電極層を電極面に垂直に研磨して露出させ、試
料中の層間剥離、クラックの有無を確認した。
1Vの交流で容量とtanδを測定し、5V直流電圧印加後１
分値の抵抗値を測定した。さらに、各試料10ケの試料に
ついて50V直流電圧を印加し絶縁破壊の有無を調べた。
また別の各試料10ケの試料については85℃湿度85％中に
5Vの直流電圧を印加して200時間放置したのち、素子の
絶縁抵抗値を測定した抵抗値が1x107以下となったもの
を不良とした。さらに別の各試料10ケの試料について
は、内部電極層を電極面に垂直に研磨して露出させ、試
料中の層間剥離、クラックの有無を確認した。
第１表に各試料番号とその誘電体の組成、誘電体層厚、
電極膜厚をしめす。電極層厚さは印刷時の固形分塗着量
より計算した。第２表に各試料の上記の各測定結果を示
す。
電極膜厚をしめす。電極層厚さは印刷時の固形分塗着量
より計算した。第２表に各試料の上記の各測定結果を示
す。
第１表、第２表より明かな様に、本願発明の積層コンデ
ンサ素子は、従来のものと比べてはるかに薄膜化が可能
で、容量もほぼ計算値通り得られ、構造欠陥もほぼ無く
なり、良好な特性が得られる。誘電体厚さが1.0μｍよ
り小さいものは、誘電体層の緻密性が不足し電極間に貫
通孔があるため絶縁破壊寿命不良が発生すると考えられ
る。電極層厚さが1.0μｍ以上または誘電体層厚さとの
比が10以下のものは誘電体層と電極層の間に欠陥が発生
し絶縁破壊、寿命不良が発生する。電極層厚みが0.07μ
ｍ以下のものは電極の連続性がなくなり容量が低下す
る。
ンサ素子は、従来のものと比べてはるかに薄膜化が可能
で、容量もほぼ計算値通り得られ、構造欠陥もほぼ無く
なり、良好な特性が得られる。誘電体厚さが1.0μｍよ
り小さいものは、誘電体層の緻密性が不足し電極間に貫
通孔があるため絶縁破壊寿命不良が発生すると考えられ
る。電極層厚さが1.0μｍ以上または誘電体層厚さとの
比が10以下のものは誘電体層と電極層の間に欠陥が発生
し絶縁破壊、寿命不良が発生する。電極層厚みが0.07μ
ｍ以下のものは電極の連続性がなくなり容量が低下す
る。
実施例−２ 誘電体原料は実施例−１のA,Dを用い、電極原料は実施
例−１と同様とし、第１表第２表の試料No.7と22を同様
の方法で積層し、バインダをバーンアウトした。冷却後
容器内の積層チップ上に、誘電体仮焼粉と粗粒マグネシ
ャを重量比で1:3に混合したマッフル粉を積層体が隠れ
る程度かぶせ、マグネシア容器に蓋をして、今回は空気
中で誘電体材料Ａについては1000℃、B,C,Dについては8
50℃まで300℃／時で昇温し、45分間保持後室温まで降
温した。
例−１と同様とし、第１表第２表の試料No.7と22を同様
の方法で積層し、バインダをバーンアウトした。冷却後
容器内の積層チップ上に、誘電体仮焼粉と粗粒マグネシ
ャを重量比で1:3に混合したマッフル粉を積層体が隠れ
る程度かぶせ、マグネシア容器に蓋をして、今回は空気
中で誘電体材料Ａについては1000℃、B,C,Dについては8
50℃まで300℃／時で昇温し、45分間保持後室温まで降
温した。
焼成後の積層チップは、実施例−１と同様に内部電極が
露出した断面に焼付け銀ペーストを塗布し、空気中700
℃で10分間焼き付けて、外部電極とした。作成した素子
は実施例−１同様に外形3.2x1.6x1.25mm電極一層あたり
の有効面積は2.97mm2である。
露出した断面に焼付け銀ペーストを塗布し、空気中700
℃で10分間焼き付けて、外部電極とした。作成した素子
は実施例−１同様に外形3.2x1.6x1.25mm電極一層あたり
の有効面積は2.97mm2である。
作成した積層コンデンサ素子は、20℃、1kHz、信号電圧
1Vの交流で容量とtanδを測定し、5V直流電圧印加後１
分値の抵抗値を測定した。さらに、各試料10ケの試料に
ついて250V直流電圧を印加し絶縁破壊の有無を調べた。
また別の各試料10ケの試料については85℃湿度85％中に
12.5Vの直流電圧を印加して200時間放置したのち、素子
の絶縁抵抗値を測定して抵抗値が1x107以下となったも
のを不良とした。さらに別の各試料10ケの試料について
は、電極層を電極面に垂直な面で研磨して露出させ、試
料中の層間剥離、クラックの有無を確認した。
1Vの交流で容量とtanδを測定し、5V直流電圧印加後１
分値の抵抗値を測定した。さらに、各試料10ケの試料に
ついて250V直流電圧を印加し絶縁破壊の有無を調べた。
また別の各試料10ケの試料については85℃湿度85％中に
12.5Vの直流電圧を印加して200時間放置したのち、素子
の絶縁抵抗値を測定して抵抗値が1x107以下となったも
のを不良とした。さらに別の各試料10ケの試料について
は、電極層を電極面に垂直な面で研磨して露出させ、試
料中の層間剥離、クラックの有無を確認した。
第３表に各試料の上記の各測定結果を示す。
第３表より明かな様に、素子を空気中で焼成して、電極
中にPbが含有され、Pd3Pbを結晶相として含むものは、
高電圧まで絶縁破壊が起こらず寿命特性も向上する。
中にPbが含有され、Pd3Pbを結晶相として含むものは、
高電圧まで絶縁破壊が起こらず寿命特性も向上する。
発明の効果 本発明によれば、電極部と誘電体部のあいだの焼成収
縮、熱膨張の差によって生ずる内部欠陥を少なくでき、
薄い誘電体層を用いた積層コンデンサ素子の信頼性が向
上するばかりでなく、電極層の薄層化により電極コスト
が削減される。
縮、熱膨張の差によって生ずる内部欠陥を少なくでき、
薄い誘電体層を用いた積層コンデンサ素子の信頼性が向
上するばかりでなく、電極層の薄層化により電極コスト
が削減される。
フロントページの続き (72)発明者 釘宮 公一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−86814（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】誘電体磁器層を介して少なくとも２層以上
の内部電極層を交互に積層した積層コンデンサ素子であ
って、 前記誘電体磁器層がPb,Ca,SrおよびBaの内少なくともPb
を含む組成物Ａと、Mg,Ni,Zn,Cu,Ti,Zr,Nb,TaおよびＷ
の内少なくとも２種の元素を含む組成物Ｂの両者を含む
酸化物からなり、 かつ、前記内部電極層がパラジウム金属もしくはパラジ
ウムを主成分とする合金からなり、 かつ、前記誘電体磁器層の厚さをｘμｍ、前記内部電極
層の厚さをｙμｍとしたとき、 7.0μｍ≧ ｘ ≧1.0μｍ 0.7μｍ≧ ｙ ≧0.07μｍ 100.0≧x/y≧10.0 であることを特徴とする積層コンデンサ素子。 - 【請求項２】内部電極層がPbをふくむPdを主成分とし、
Pd3Pbを含有することを特徴とする請求項１に記載の積
層コンデンサ素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63307386A JPH0766893B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 積層コンデンサ素子 |
| US07/443,167 US5016137A (en) | 1988-12-05 | 1989-11-30 | Multi-layer ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63307386A JPH0766893B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 積層コンデンサ素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02153512A JPH02153512A (ja) | 1990-06-13 |
| JPH0766893B2 true JPH0766893B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=17968428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63307386A Expired - Fee Related JPH0766893B2 (ja) | 1988-12-05 | 1988-12-05 | 積層コンデンサ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766893B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58165741U (ja) * | 1982-04-30 | 1983-11-04 | 株式会社日立製作所 | 積層デイスク装置 |
| JPS6083314A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-11 | 日本電気株式会社 | 積層セラミツクコンデンサおよびその製造方法 |
| JPS60243902A (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-03 | マルコン電子株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| JPS61251016A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | 株式会社東芝 | 積層型セラミツク素子の製造方法 |
| JPS6286814A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-21 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミツクコンデンサ |
| JPS648227U (ja) * | 1987-07-03 | 1989-01-18 | ||
| JPH0449325U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 |
-
1988
- 1988-12-05 JP JP63307386A patent/JPH0766893B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02153512A (ja) | 1990-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |