JPH08102426A - 磁器コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

磁器コンデンサ及びその製造方法

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JPH08102426A
JPH08102426A JP6261728A JP26172894A JPH08102426A JP H08102426 A JPH08102426 A JP H08102426A JP 6261728 A JP6261728 A JP 6261728A JP 26172894 A JP26172894 A JP 26172894A JP H08102426 A JPH08102426 A JP H08102426A
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JP
Japan
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porcelain
dielectric
manufacturing
layer
capacitor according
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JP6261728A
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English (en)
Inventor
Hisamitsu Shizuno
寿光 静野
Kiwa Okino
喜和 沖野
Hiroshi Kishi
弘志 岸
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Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体磁器層を薄膜化しても誘電体磁器層と
内部電極との間にデラミネーションが生じないようにし
た磁器コンデンサとその製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 誘電体磁器組成物からなる2以上の誘電体磁
器層とこの誘電体磁器層を各々挟持している複数の内部
電極とを備えた磁器コンデンサにおいて、前記誘電体磁
器層と前記内部電極層との間に両層を接着する接着層を
設けた。接着層としてはCoO,CuO,Fe23
が拡散した誘電体磁器組成物を挙げることができる。こ
れらの酸化物は導電性ペースト中に含有させて焼成する
ことにより誘電体磁器組成物中に拡散させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は2以上の誘電体磁器層
を各内部電極によって各々挟持させてなる積層構造の磁
器コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁器コンデンサのうちで、積層構造のも
のは一般に次のような方法によって製造されている。す
なわち、まず、ドクターブレード法等により未焼結磁器
シートを作成し、この未焼結磁器シート上に内部電極と
なる導電性ペーストのパターンを印刷する。そして、こ
の未焼結磁器シートを複数枚積み重ねて熱圧着し、これ
を格子状に裁断して未焼結の積層体チップとする。更
に、この未焼結の積層体チップを1300℃以上の高温
で焼成して焼結させる。積層体チップはこの焼成によっ
て全体的に収縮する。最後に、この積層体チップの端面
に各内部電極を導通させる外部電極を焼き付ける。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
回路の小型化、高密度化に伴い積層磁器コンデンサの更
なる小型大容量化が求められており、このため誘電体磁
器層の積層数を増加させる必要が生じてきている。
【0004】しかし、誘電体磁器層の積層数を増加させ
るためには誘電体磁器層を薄膜化させなくてはならず、
誘電体磁器層を薄膜化させると積層体チップの焼成後の
収縮で、誘電体磁器層と内部電極との間に剥れ{デラミ
ネーション(delamination)}が生じ易くなるという問題
があった。
【0005】この発明は、誘電体磁器層を薄膜化しても
誘電体磁器層と内部電極との間にデラミネーションが生
じないようにした磁器コンデンサとその製造方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る磁器コン
デンサは、上記課題を解決するために、誘電体磁器組成
物からなる2以上の誘電体磁器層とこの誘電体磁器層を
各々挟持している複数の内部電極とを備えた磁器コンデ
ンサにおいて、前記誘電体磁器層と前記内部電極層との
間に両層を接着する接着層を設けた。
【0007】このような磁器コンデンサは、未焼結の磁
器粉末からなる混合物を調製する工程と、該混合物から
なる未焼結磁器シートを形成する工程と、該未焼結磁器
シートに導電性ペーストのパターンを形成する工程と、
該未焼結磁器シートを積層させて該未焼結磁器シートを
少なくとも2以上の導電性ペーストのパターンで挟持さ
せた積層物を形成する工程と、該積層物を非酸化性雰囲
気中において焼成する工程と、該焼成を受けた積層物を
酸化性雰囲気中において熱処理する工程とを備えた磁器
コンデンサの製造方法において、前記導電性ペースト中
に金属酸化物を含有させることにより製造することがで
きる。
【0008】ここで、前記誘電体磁器層としては、Ba
TiO3 系の誘電体磁器組成物が好ましい。BaTiO
3 系の誘電体磁器組成物としては、例えば、BaTiO
3 のBaの一部がMg,Zn,Ca,Sr等の元素で置
換され、これにガラス成分が添加された組成物を挙げる
ことができるが、BaTiO3 を基本成分とする誘電体
磁器組成物であれば、これら以外の誘電体磁器組成物で
あっても使用することができる。
【0009】また、前記接着層はCoO,CuO及びF
23 から選択された1種または2種以上の酸化物の
濃度が前記誘電体磁器層より高い誘電体磁器組成物を用
いることができる。
【0010】この酸化物の濃度が前記誘電体磁器層より
高い誘電体磁器組成物はCoO,CuO及びFe23
から選択された1種または2種以上の酸化物を拡散させ
た誘電体磁器組成物を用いることができる。
【0011】前記金属酸化物の含有量は前記導電性ペー
スト中の導電性物質の5〜20wt%が好ましい。金属
酸化物の含有量が5wt%未満になるとデラミネーショ
ンが発生し易くなり、20wt%を超えるIRが悪くな
るからである。なお、前記導電性ペースト中の導電性物
質としては、例えばNi粉末を挙げることができるが、
これ以外の卑金属であってもよい。
【0012】
【作用】本発明においては、積層体チップを焼成した際
に、内部電極から酸化物(CoO,CuO,Fe2
3 )が内部電極近傍の誘電体磁器組成物中に拡散し、内
部電極近傍の誘電体磁器組成物中におけるこの酸化物の
濃度が高くなり、この酸化物の濃度が高くなった誘電体
磁器組成物が内部電極と誘電体磁器層とを強固に接着す
る。
【0013】
【実施例】基本成分の調製 まず、BaCO3 ,CaCO3 ,SrCO3 ,MgO,
TiO2 及びZrO2を下記の組成式(1) に示すような
割合で各々秤量し、これらの化合物を水とともにボール
ミルに入れ、約20時間撹拌混合した。
【0014】 {(Ba0.84Ca0.07Sr0.01Mg0.01)O}1.01(Ti0.9Zr0.1)O2 ……(1)
【0015】次に、上記混合によって得られた混合物を
ステンレスポットに入れ、熱風式乾燥器を用い、150
℃で4時間乾燥させ、この乾燥した混合物を粗粉砕し、
この粗粉砕した混合物をトンネル炉を用い、大気中にお
いて約1200℃で2時間仮焼し、上記組成式(1) に示
す組成物の粉末を得た。
【0016】次に、この組成物の粉末と、Pr23
びDy23 の粉末を、下記の組成式(2) に示すような
割合になるように各々秤量し、これらをポットミルに入
れ、湿式で撹拌混合し、得られた混合物を150℃で乾
燥させ、1000gの基本成分の粉末を得た。
【0017】 0.98{(Ba0.84Ca0.07Sr0.01Mg0.01)O}1.01(Ti0.9Zr0.1)O2 +0.02(Pr0.3Dy0.7)O3/2……(2)
【0018】添加成分の調製 一方、Li2 O,SiO2 ,BaCO3 ,CaCO3
びMgOを下記に示すような割合で各々秤量し、これら
の化合物をアルコールとともにポリエチレンポットに入
れ、約10時間撹拌混合した。
【0019】 Li2 O…………1モル% SiO2 ………80モル% BaCO3 ………3.8モル% CaCO3 ………9.5モル% MgO……………5.7モル%
【0020】次に、上記混合によって得られた混合物を
大気中において1000℃で2時間仮焼し、この仮焼に
よって得られたものをアルコールと共にアルミナポット
に入れ、アルミナボールで15時間粉砕し、その後、1
50℃で4時間乾燥させ、添加成分の粉末を得た。
【0021】スラリーの調製 次に、前記基本成分の粉末1000g(100重量部)
に対して上記添加成分の粉末10g(1重量部)を加
え、更に、アクリル酸エステルポリマー、グリセリン、
縮合リン酸塩の水溶液からなる有機バインダーを基本成
分と添加成分との合計重量に対して15重量%添加し、
更に、水を50重量%加え、これらをボールミルに入れ
て粉砕及び混合し、磁器原料のスラリーを作成した。
【0022】未焼結磁器シートの形成 次に、上記スラリーを真空脱泡器にいれて脱泡し、この
スラリーをリバースロールコーターに入れ、これを使用
してポリエステルフィルム上にこのスラリーの薄膜を形
成し、このスラリーの薄膜をフィルム上で100℃に加
熱して乾燥させ、厚さ約20μmのグリーンシートを得
た。グリーンシートはこのシートを10cm角の正方形
に打ち抜いて使用した。
【0023】導電性ペーストの調製 一方、平均粒径が1.5μmのニッケル粉末10gと、
CoO,CuO,Fe23 のいずれか一種の酸化物
と、エチルセルロース0.9gをブチルカルビトール
9.1gに溶解させたものとを攪拌器にいれ、10時間
攪拌することにより、内部電極用の導電性ペーストを得
た。
【0024】ここで、ニッケル粉末と各酸化物は表1に
示すような割合とした。また、ニッケル粉末は平均粒径
1.5μmのものを用いた。更に、エチルセルロース粉
末はニッケル粉末と酸化物の合計体積の15vol%量
を加えた。
【0025】
【表1】
【0026】導電性ペーストの印刷 この導電性ペーストを長さ14mm、幅7mmのパター
ンを50個有するスクリーンを介して前記未焼結磁器シ
ートの片面に印刷した後、これを乾燥させた。この未焼
結磁器シートの厚みは10μmであった。
【0027】未焼結磁器シートの積層 次に、上記印刷面を上にして未焼結磁器シートを150
枚積層した。この際、隣接する上下のシートにおいて、
その印刷面がパターンの長手方向に約半分ほどずれるよ
うに配置した。更に、この積層物の上下両面にそれぞれ
10枚づつ印刷の施されていない未焼結磁器シートを積
層した。
【0028】積層物の圧着と裁断 次に、この積層物を約50℃の温度で厚さ方向に約40
トンの圧力を加えて圧着させた。しかる後、この積層物
を格子状に裁断し、測定のために必要な個数の積層チッ
プを得た。
【0029】積層体チップの焼成 次に、この積層体チップを雰囲気焼成が可能な炉に入
れ、この炉内を大気雰囲気にし、100℃/hrの速度
で600℃まで昇温させ、未焼結磁器シート中の有機バ
インダーを燃焼除去させた。
【0030】その後、炉内の雰囲気を大気雰囲気から還
元雰囲気{H2 (2体積%)+N2(98体積%)}に
変え、炉内の温度を600℃から1160℃まで、10
0℃/hrの速度で昇温させ、1160℃の温度を3時
間保持し、100℃/hrの速度で降温させ、炉内の雰
囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に変え、600℃の
温度を30分間保持して酸化処理を行い、その後、室温
まで冷却して、積層焼結体チップを得た。
【0031】外部電極の形成 次に、積層焼結体チップの側面、すなわち内部電極の端
部が露出している端面に亜鉛とガラスフリットとビヒク
ルとからなる導電性ペーストを塗布して乾燥し、これを
大気中で550℃の温度で15分間焼き付け、亜鉛電極
層を形成し、更にこのうえに銅を無電解メッキで被着さ
せ、更にこの上に電気メッキ法でPb−Sn半田層を設
けて、一対の外部電極を形成した。なお、外部電極はこ
の実施例に限らず、Ni,Cu,Ag等を用いることが
できる。
【0032】電気的特性の測定 次に、このようにして製造された積層磁器コンデンサの
電気的特性(εR.T,Tanδ,IR)を測定し、ま
たデラミネーションの発生個数を調べたところ、表2に
示すようになった。
【0033】
【表2】
【0034】なお、電気的特性は次の要領で測定した。 (A) 比誘電率εs は、温度20℃、周波数1kHz、電
圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定し、この
測定値と、一対の内部電極の対向面積25mm 2 と、一
対の内部電極間の誘電体磁器層の厚さ6μmから計算で
求めた。 (B) 誘電体損失tanδ(%)は、上記した比誘電率の
測定の場合と同一の条件で測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃においてD
C100Vを60秒間印加した後に、一対の外部電極間
の抵抗値を測定し、この測定値と寸法とに基づいて計算
で求めた。 (D) デラミネーションの検査は、積層磁器コンデンサ1
00個を横方向に樹脂埋めし、2000番の紙やすりで
削りながら、光学顕微鏡にて観察を行った。デラミネー
ションの検査は積層磁器コンデンサが削り終わるまで行
った。
【0035】結果に対する考察 表2のNo.1に示す通り、酸化物を添加しないNiの
みの内部電極ではデラミネーションが多数発生してい
る。しかし、No.3〜6に示す通り、5〜25wt%
の範囲でCoOを加えた場合はデラミネーションが発生
しないことが分かる。ただし、CoOを加えた場合で
も、No.2に示す通り、3wt%ではデラミネーショ
ンは発生する。また、No.6の25wt%ではCoO
の拡散量が多いため、IRに劣化が生じている。
【0036】このことから、酸化物の添加量の好ましい
範囲は5〜20wt%の間に限られる。また、No.7
〜10に示す通り、CuO及びFe23 もCoOと同
様の効果があることが分かる。
【0037】
【発明の効果】本発明によれば、誘電体層を薄膜化して
もデラミネーションを生じさせないようにすることがで
きるので、誘電体層の厚さを薄くすることができ、従っ
て、積層磁器コンデンサの小型大容量化を図ることがで
きるという効果がある。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘電体磁器組成物からなる2以上の誘電
    体磁器層とこの誘電体磁器層を各々挟持している複数の
    内部電極とを備えた磁器コンデンサにおいて、前記誘電
    体磁器層と前記内部電極層との間に両層を接着する接着
    層を設けたことを特徴とする磁器コンデンサ。
  2. 【請求項2】 前記接着層が、CoO,CuO及びFe
    23 から選択された1種または2種以上の酸化物の濃
    度が前記誘電体磁器層より高い誘電体磁器組成物からな
    ることを特徴とする請求項1記載の磁器コンデンサ。
  3. 【請求項3】 前記接着層が、CoO,CuO及びFe
    23 から選択された1種または2種以上の酸化物が拡
    散した誘電体磁器組成物からなることを特徴とする請求
    項1または2記載の磁器コンデンサ。
  4. 【請求項4】 前記誘電体磁器組成物が、チタン酸バリ
    ウムを主成分とする組成物からなることを特徴とする請
    求項1〜3記載の磁器コンデンサ。
  5. 【請求項5】 前記内部電極が、Niを主成分とするも
    のからなることを特徴とする請求項1〜4記載の磁器コ
    ンデンサの製造方法。
  6. 【請求項6】 未焼結の磁器粉末からなる混合物を調製
    する工程と、該混合物からなる未焼結磁器シートを形成
    する工程と、該未焼結磁器シートに導電性ペーストのパ
    ターンを形成する工程と、該未焼結磁器シートを積層さ
    せて該未焼結磁器シートを少なくとも2以上の導電性ペ
    ーストのパターンで挟持させた積層物を形成する工程
    と、該積層物を非酸化性雰囲気中において焼成する工程
    と、該焼成を受けた積層物を酸化性雰囲気中において熱
    処理する工程とを備えた磁器コンデンサの製造方法にお
    いて、前記導電性ペースト中に金属酸化物を含有させた
    ことを特徴とする磁器コンデンサの製造方法。
  7. 【請求項7】 前記金属酸化物がCoO,CuO及びF
    23 から選択された1種または2種以上の酸化物で
    あることを特徴とする請求項6記載の磁器コンデンサの
    製造方法。
  8. 【請求項8】 前記金属酸化物の含有量が前記導電性ペ
    ースト中の導電性物質の5〜20wt%であることを特
    徴とする請求項6または7記載の磁器コンデンサの製造
    方法。
  9. 【請求項9】 前記誘電体磁器層がチタン酸バリウムを
    主成分とする誘電体磁器組成物からなることを特徴とす
    る請求項6〜8記載の磁器コンデンサの製造方法。
  10. 【請求項10】 前記導電性ペースト中の導電性物質が
    Ni粉末であることを特徴とする請求項6〜9記載の磁
    器コンデンサの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011135082A (ja) * 2009-12-22 2011-07-07 Samsung Electro-Mechanics Co Ltd 積層セラミックキャパシタ及びその製造方法
JPWO2023002921A1 (ja) * 2021-07-21 2023-01-26

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