JPH0878269A - 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents
粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法Info
- Publication number
- JPH0878269A JPH0878269A JP6206731A JP20673194A JPH0878269A JP H0878269 A JPH0878269 A JP H0878269A JP 6206731 A JP6206731 A JP 6206731A JP 20673194 A JP20673194 A JP 20673194A JP H0878269 A JPH0878269 A JP H0878269A
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- JP
- Japan
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- srtio
- ceramic material
- grain boundary
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バリスタ電圧のバラツキの少ない粒界絶縁型
積層半導体セラミックコンデンサを提供することを目的
とするものである。 【構成】 本発明はＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳ
ｒの一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれ
らの混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気
中で熱処理した後、成形し、次に酸素雰囲気中で焼成
後、電極形成するものである。
積層半導体セラミックコンデンサを提供することを目的
とするものである。 【構成】 本発明はＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳ
ｒの一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれ
らの混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気
中で熱処理した後、成形し、次に酸素雰囲気中で焼成
後、電極形成するものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子機器や電気機器で発
生するノイズ、パルス、静電気などの異常高電圧からこ
れらに使用されているＩＣ、ＬＩなどの半導体素子や電
子回路を保護する粒界絶縁型半導体セラミックコンデン
サの製造方法に関するものである。
生するノイズ、パルス、静電気などの異常高電圧からこ
れらに使用されているＩＣ、ＬＩなどの半導体素子や電
子回路を保護する粒界絶縁型半導体セラミックコンデン
サの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平３−１５１６号公報に粒界絶縁型
半導体セラミックコンデンサとその製造方法を示してい
る。図２はその粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ
の一部切欠斜視図である。このようなチップタイプの粒
界絶縁型半導体セラミックコンデンサを次のようにして
得ていた。
半導体セラミックコンデンサとその製造方法を示してい
る。図２はその粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ
の一部切欠斜視図である。このようなチップタイプの粒
界絶縁型半導体セラミックコンデンサを次のようにして
得ていた。
【０００３】まず、出発原料として、Ｓｒ(1-x)Ｂａxと
Ｔｉのモル比が０．９５≦Ｓｒ(1-x )Ｂａx／Ｔｉ＜１．
００となるように、過剰のＴｉを含有したＳｒ(1-x)Ｂ
ａxＴｉＯ3（ただし、０＜ｘ≦０．３）に、Ｎｂ2Ｏ5，
Ｔａ2Ｏ5，Ｖ2Ｏ5，Ｗ2Ｏ5，Ｄｙ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｙ2
Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，ＣｏＯ2の内少なくとも一種類以上を
０．０５〜２．０ｍｏｌ％と、Ｍｎ，ＳｉをそれぞれＭ
ｎＯ2，ＳｉＯ2に換算して、合計で０．２〜５．０ｍｏ
ｌ％と、ＮａＡｌＯ2を０．０５〜４．０ｍｏｌ％含ま
せた混合粉末を準備した。
Ｔｉのモル比が０．９５≦Ｓｒ(1-x )Ｂａx／Ｔｉ＜１．
００となるように、過剰のＴｉを含有したＳｒ(1-x)Ｂ
ａxＴｉＯ3（ただし、０＜ｘ≦０．３）に、Ｎｂ2Ｏ5，
Ｔａ2Ｏ5，Ｖ2Ｏ5，Ｗ2Ｏ5，Ｄｙ2Ｏ3，Ｎｄ2Ｏ3，Ｙ2
Ｏ3，Ｌａ2Ｏ3，ＣｏＯ2の内少なくとも一種類以上を
０．０５〜２．０ｍｏｌ％と、Ｍｎ，ＳｉをそれぞれＭ
ｎＯ2，ＳｉＯ2に換算して、合計で０．２〜５．０ｍｏ
ｌ％と、ＮａＡｌＯ2を０．０５〜４．０ｍｏｌ％含ま
せた混合粉末を準備した。
【０００４】次に、この混合粉末を粉砕、混合、乾燥
し、空気中または窒素雰囲気中で仮焼した後、再度粉砕
して有機バインダーとともに溶媒中に分散させたものを
用いて、生シート１を形成した。
し、空気中または窒素雰囲気中で仮焼した後、再度粉砕
して有機バインダーとともに溶媒中に分散させたものを
用いて、生シート１を形成した。
【０００５】次に、図３に示すように、生シート１の上
に内部電極用ペーストを一方が端縁に至るように印刷し
（ただし、最上層、最下層用の生シート１には印刷せ
ず）、その後、この内部電極２の印刷された生シート１
を内部電極２が交互に相対向する端縁に至るように積
層、加圧、圧着して成形体を得た。
に内部電極用ペーストを一方が端縁に至るように印刷し
（ただし、最上層、最下層用の生シート１には印刷せ
ず）、その後、この内部電極２の印刷された生シート１
を内部電極２が交互に相対向する端縁に至るように積
層、加圧、圧着して成形体を得た。
【０００６】次に、この成形体を空気中で仮焼した後、
還元雰囲気または窒素雰囲気中で焼成し、その後、空気
中で再酸化させた。次に、これを面取りし、図２に示す
ように内部電極２を露出させた両端面に、外部電極用ペ
ーストを塗布し、焼き付けて外部電極３を形成した。最
後に、この外部電極３の表面に半田などのメッキを行っ
ていた。
還元雰囲気または窒素雰囲気中で焼成し、その後、空気
中で再酸化させた。次に、これを面取りし、図２に示す
ように内部電極２を露出させた両端面に、外部電極用ペ
ーストを塗布し、焼き付けて外部電極３を形成した。最
後に、この外部電極３の表面に半田などのメッキを行っ
ていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記構成では、積層体
を還元焼成し半導体化を図っているが、還元雰囲気が積
層体内部に十分に入らず、そのため粒子１個１個の還元
状態が不均一になり、均一に半導体化できていなかっ
た。そのため、還元された粒子表面（粒界）を再酸化さ
せ抵抗値をもたせることでバリスタ効果を発生させる
際、酸化の度合が一様にならないため、すなわち酸化に
よる抵抗値が場所によって異なってくるため、バリスタ
電圧にバラツキが生じるという問題点を有していた。
を還元焼成し半導体化を図っているが、還元雰囲気が積
層体内部に十分に入らず、そのため粒子１個１個の還元
状態が不均一になり、均一に半導体化できていなかっ
た。そのため、還元された粒子表面（粒界）を再酸化さ
せ抵抗値をもたせることでバリスタ効果を発生させる
際、酸化の度合が一様にならないため、すなわち酸化に
よる抵抗値が場所によって異なってくるため、バリスタ
電圧にバラツキが生じるという問題点を有していた。
【０００８】本発明はバリスタ電圧のバラツキの少ない
信頼性に優れた粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ
を提供することを目的とするものである。
信頼性に優れた粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサ
を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの一
部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの混
合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で熱
処理し、次に、このセラミック材料を成形して酸素雰囲
気中で焼成した後、電極を形成するものである。
に本発明は、ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの一
部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの混
合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で熱
処理し、次に、このセラミック材料を成形して酸素雰囲
気中で焼成した後、電極を形成するものである。
【００１０】
【作用】この方法によると、セラミック材料をあらかじ
め十分に還元焼成し、粒子１個１個の還元状態が均一に
なっているので、積層体を再酸化させるとき均一に酸化
させることができる。その結果、抵抗値が安定するので
バリスタ電圧のバラツキがなくなる。
め十分に還元焼成し、粒子１個１個の還元状態が均一に
なっているので、積層体を再酸化させるとき均一に酸化
させることができる。その結果、抵抗値が安定するので
バリスタ電圧のバラツキがなくなる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【００１２】従来と同じ部分には同一番号が付してあ
る。図１は本実施例における粒界絶縁型半導体セラミッ
クコンデンサの製造工程図である。
る。図１は本実施例における粒界絶縁型半導体セラミッ
クコンデンサの製造工程図である。
【００１３】まず、ＳｒＴｉＯ3，ＣａＣＯ3，ＢａＣＯ
3，ＭｇＣｏ3，ＴｉＯ2を（表１）に示す試料No.１〜１
６の組成比になるようにそれぞれ秤量し（２１）、第１
成分とした。
3，ＭｇＣｏ3，ＴｉＯ2を（表１）に示す試料No.１〜１
６の組成比になるようにそれぞれ秤量し（２１）、第１
成分とした。
【００１４】
【表１】
【００１５】次に、これらの第１成分を試料No.ごとに
ボールミルなどに入れ、攪拌・粉砕をするために耐摩耗
性に優れているジルコニア製玉石を使用し、必要量の純
水を投入し２０時間混合後、粉砕（２２）し、乾燥（２
３）した。このときの乾燥粉は、平均粒径が１μｍ以下
が望ましい。
ボールミルなどに入れ、攪拌・粉砕をするために耐摩耗
性に優れているジルコニア製玉石を使用し、必要量の純
水を投入し２０時間混合後、粉砕（２２）し、乾燥（２
３）した。このときの乾燥粉は、平均粒径が１μｍ以下
が望ましい。
【００１６】次に、（表１）、（表２）の試料No.１〜
１６に示したモル比になるように、この第１成分と第２
成分と第３成分とを秤量し（２４）、上記の第１成分の
ときと同様の処理を行い、混合乾燥粉（２５）を得た。
１６に示したモル比になるように、この第１成分と第２
成分と第３成分とを秤量し（２４）、上記の第１成分の
ときと同様の処理を行い、混合乾燥粉（２５）を得た。
【００１７】
【表２】
【００１８】その後、１１００℃、たとえばＮ2：Ｈ2＝
１０：１の還元雰囲気中で４時間焼成し（２６）、再び
ボールミルなどで７５時間粉砕後（２７）、乾燥した。
このときの粉の粒径は１．０μｍ以下であればよい。さ
らに、このとき、図４に示すように、平均粒径が０．６
〜０．８μｍであるともっとも効果的であることがわか
る。また、粒径が０．６μｍ未満であると基本特性であ
るバリスタ電圧が上昇してしまい、一方、１．０μｍを
越えるとポアが増え、酸化が進みバリスタ電圧が上昇し
てしまい、内部電極間に存在する粒子数が減少しバリス
タ電圧のバラツキが増加してしまう。
１０：１の還元雰囲気中で４時間焼成し（２６）、再び
ボールミルなどで７５時間粉砕後（２７）、乾燥した。
このときの粉の粒径は１．０μｍ以下であればよい。さ
らに、このとき、図４に示すように、平均粒径が０．６
〜０．８μｍであるともっとも効果的であることがわか
る。また、粒径が０．６μｍ未満であると基本特性であ
るバリスタ電圧が上昇してしまい、一方、１．０μｍを
越えるとポアが増え、酸化が進みバリスタ電圧が上昇し
てしまい、内部電極間に存在する粒子数が減少しバリス
タ電圧のバラツキが増加してしまう。
【００１９】次に、試料No.ごとにボールミルなどで２
０時間混合し、乾燥後、ブチラール系の樹脂および酢酸
ブチルなどの有機溶剤と混合し、スラリーを作製した
（２８）。このスラリーを用いてドクターブレード法な
どにより、例えば５０μｍの厚みを持つポリエステル製
キャリアフィルム上に生シート１を成形後（２９）、乾
燥し、所定の大きさに裁断した（３０）。
０時間混合し、乾燥後、ブチラール系の樹脂および酢酸
ブチルなどの有機溶剤と混合し、スラリーを作製した
（２８）。このスラリーを用いてドクターブレード法な
どにより、例えば５０μｍの厚みを持つポリエステル製
キャリアフィルム上に生シート１を成形後（２９）、乾
燥し、所定の大きさに裁断した（３０）。
【００２０】次に、積層体の最上層、最下層用以外の生
シート１上に、Ａｇ−Ｐｄからなる内部電極用ペースト
を一方が端縁まで至るようにスクリーン印刷した（３
１）。その後、図３に示すように、生シート１を内部電
極用ペーストが相対向する端縁に交互に至るように、例
えば３０層積層し（３２）、加圧、圧着後、所定の大き
さに裁断した（３３）。次に、空気中で６００℃で十分
脱脂し（３４）、内部電極２が露出した両端面に、図２
に示すようにＡｇ−Ｐｄからなる外部電極用ペーストを
塗布した。これを、金属製鞘網上にまんべんなく広げ、
酸化炉などを用いて酸化雰囲気中、２００〜４００℃／
ｈで昇温し、８５０℃で１時間焼成して再酸化（３６）
と外部電極３の形成を行った（３５）。
シート１上に、Ａｇ−Ｐｄからなる内部電極用ペースト
を一方が端縁まで至るようにスクリーン印刷した（３
１）。その後、図３に示すように、生シート１を内部電
極用ペーストが相対向する端縁に交互に至るように、例
えば３０層積層し（３２）、加圧、圧着後、所定の大き
さに裁断した（３３）。次に、空気中で６００℃で十分
脱脂し（３４）、内部電極２が露出した両端面に、図２
に示すようにＡｇ−Ｐｄからなる外部電極用ペーストを
塗布した。これを、金属製鞘網上にまんべんなく広げ、
酸化炉などを用いて酸化雰囲気中、２００〜４００℃／
ｈで昇温し、８５０℃で１時間焼成して再酸化（３６）
と外部電極３の形成を行った（３５）。
【００２１】その後、外部電極３上に例えば、電解メッ
キ法などによりＮｉメッキをし、さらに半田メッキを行
った（３７）。
キ法などによりＮｉメッキをし、さらに半田メッキを行
った（３７）。
【００２２】このようにして得た粒界絶縁型半導体積層
セラミックコンデンサは、通常３２１６と呼ばれている
大きさである。
セラミックコンデンサは、通常３２１６と呼ばれている
大きさである。
【００２３】また、セラミック材料を、酸素雰囲気中で
仮焼して反応させ、次に、微粉砕して粒径を０．６から
１．０μｍにした後、還元雰囲気中で焼成して、生シー
ト１を形成した後、上記と同様にして粒界絶縁型半導体
セラミックコンデンサを形成してもよい。
仮焼して反応させ、次に、微粉砕して粒径を０．６から
１．０μｍにした後、還元雰囲気中で焼成して、生シー
ト１を形成した後、上記と同様にして粒界絶縁型半導体
セラミックコンデンサを形成してもよい。
【００２４】このようにして得た粒界絶縁型半導体セラ
ミックコンデンサは、粒子１個１個が均一に酸化されて
いるので、バリスタ電圧のバラツキのないものである。
ミックコンデンサは、粒子１個１個が均一に酸化されて
いるので、バリスタ電圧のバラツキのないものである。
【００２５】また、本実施例において、積層型について
説明したが、ディスク型のものであっても同様の効果が
得られると思われる。
説明したが、ディスク型のものであっても同様の効果が
得られると思われる。
【００２６】また、内部電極２、外部電極３の材料とし
てＡｇ−Ｐｄを用いたが、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉの内１種類以上
の金属や合金あるいは酸化物を用いても構わない。
てＡｇ−Ｐｄを用いたが、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｎａ，Ｋ，Ｌｉの内１種類以上
の金属や合金あるいは酸化物を用いても構わない。
【００２７】さらに、外部電極３のメッキの種類につい
ては、一部の金属についてのみ示したが、どのような種
類の金属のメッキでもかまわず、その形成方法も酸性メ
ッキ、塩基性メッキ、電解メッキ、無電解メッキでもか
まわない。
ては、一部の金属についてのみ示したが、どのような種
類の金属のメッキでもかまわず、その形成方法も酸性メ
ッキ、塩基性メッキ、電解メッキ、無電解メッキでもか
まわない。
【００２８】また、外部電極３は、粒界絶縁型積層半導
体セラミックコンデンサを半田付けする際、外部電極喰
われしない材料であれば、半田メッキを行わなくても構
わない。
体セラミックコンデンサを半田付けする際、外部電極喰
われしない材料であれば、半田メッキを行わなくても構
わない。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によると、バリスタ
電圧のバラツキの小さい粒界絶縁型積層半導体セラミッ
クコンデンサを得ることができる。
電圧のバラツキの小さい粒界絶縁型積層半導体セラミッ
クコンデンサを得ることができる。
【００３０】また、本発明はプロセス的にも容易である
ので、実用上の効果は、きわめて大きいものである。
ので、実用上の効果は、きわめて大きいものである。
【図１】本発明の一実施例における粒界絶縁型積層半導
体セラミックコンデンサの製造工程図
体セラミックコンデンサの製造工程図
【図２】本発明の一実施例と従来の粒界絶縁型積層半導
体セラミックコンデンサの一部切欠斜視図
体セラミックコンデンサの一部切欠斜視図
【図３】本発明の一実施例と従来の積層体の分解斜視図
【図４】本発明の一実施例におけるセラミック還元粉の
粒径とバリスタ電圧との関係図
粒径とバリスタ電圧との関係図
１ 生シート ２ 内部電極 ３ 外部電極
Claims (6)
- 【請求項１】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で
熱処理し、次に、前記セラミック材料を成形して、酸素
雰囲気中で焼成し、電極を形成する粒界絶縁型半導体セ
ラミックコンデンサの製造方法。 - 【請求項２】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で
熱処理し、次に、このセラミック材料の平均粒径が０．
６から１．０μｍになるように微粉砕した後成形し、そ
の後、酸化雰囲気中で焼成し、電極を形成する粒界絶縁
型半導体セラミックコンデンサの製造方法。 - 【請求項３】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を酸素雰囲気中で
仮焼して反応させ、次に、前記セラミック材料を還元雰
囲気中で熱処理後成形し、酸化雰囲気中で焼成し、電極
を形成する粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製
造方法。 - 【請求項４】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で
熱処理し、次に、前記セラミック材料を用いて生シート
を形成した後前記生シート上に内部電極を形成し、次
に、複数の前記生シートを前記内部電極が相対向する端
面に露出するように積層して積層体を形成して酸素雰囲
気中で焼成し、次に、前記積層体の前記端面に外部電極
を形成する粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製
造方法。 - 【請求項５】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を還元雰囲気中で
熱処理した後、平均粒径が０．６から１．０μｍになる
ように微粉砕し、次に、前記セラミック材料を用いて生
シートを形成した後前記生シート上に内部電極を形成
し、次に、複数の前記生シートを前記内部電極が相対向
する端面に露出するように積層して積層体を形成して酸
素雰囲気中で焼成し、次に、前記積層体の前記端面に外
部電極を形成する粒界絶縁型半導体セラミックコンデン
サの製造方法。 - 【請求項６】 ＳｒＴｉＯ3またはＳｒＴｉＯ3のＳｒの
一部をＣａ，Ｍｇ，Ｂａで置換したものおよびこれらの
混合物を主成分とするセラミック材料を酸素雰囲気中で
仮焼して反応させ、次に、前記セラミック材料を還元雰
囲気中で熱処理後生シートを形成した後、前記生シート
上に内部電極を形成し、次に、複数の前記生シートを前
記内部電極が相対向する端面に露出するように積層して
積層体を形成して酸素雰囲気中で焼成し、次に、前記積
層体の前記端面に外部電極を形成する粒界絶縁型半導体
セラミックコンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206731A JPH0878269A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206731A JPH0878269A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878269A true JPH0878269A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=16528178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206731A Pending JPH0878269A (ja) | 1994-08-31 | 1994-08-31 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0878269A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028281A (ko) * | 2000-10-09 | 2002-04-17 | 박호군 | 저온소결 ＳｒＴｉＯ3계 바리스터-캐패시터 복합기능소자유전체 조성물 |
| KR100371056B1 (ko) * | 2000-10-09 | 2003-02-06 | 한국과학기술연구원 | ＳｒＴｉＯ3계 ＳＭＤ형 바리스터-캐패시터 복합기능소자제조기술 |
| JP2014187102A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Tdk Corp | バリスタ機能付き積層型半導体セラミックコンデンサ |
-
1994
- 1994-08-31 JP JP6206731A patent/JPH0878269A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020028281A (ko) * | 2000-10-09 | 2002-04-17 | 박호군 | 저온소결 ＳｒＴｉＯ3계 바리스터-캐패시터 복합기능소자유전체 조성물 |
| KR100371056B1 (ko) * | 2000-10-09 | 2003-02-06 | 한국과학기술연구원 | ＳｒＴｉＯ3계 ＳＭＤ형 바리스터-캐패시터 복합기능소자제조기술 |
| JP2014187102A (ja) * | 2013-03-22 | 2014-10-02 | Tdk Corp | バリスタ機能付き積層型半導体セラミックコンデンサ |
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