JPS6110226A - 還元再酸化型半導体コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はセラミックを還元雰囲気中で熱処理して半導
体化しその後酸化雰囲気中で熱処理して表面に絶縁層を
形成した、還元再酸化型半導体コンデンサに関する。

（従来技術） たとえばチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）を主体とし
たセラミックグリーンシートを１３００℃前後の空気中
で焼成した後、１０００〜１１００°Ｃの還元雰囲気中
で熱処理して半導体化し、その後９００〜１０００℃の
空気中で熱処理して表面を酸化させ、その表面の酸化層
に銀電極を設けた、還元再酸化型半導体コンデンサが広
く一般に使用されている。このような還元再酸化型半導
体コンデンサは小型で大容量という特徴を有する。

（発明が解決しようとする問題点） このような還元再酸化型半導体コンデンサにおいて、さ
らに小型で大容量を実現するためには、表面酸化層を薄
くする方法などが考えられる。しかしながら、あまり薄
くすると信頼性の点で問題を生じ、したがって容量を大
きくするにも限界があった。すなわち、このような半導
体コンデンサの材料としては還元され易くかつ再酸化さ
れ易い材料が選ばれるが、表面酸化層を再酸化の段階で
均一にむらなくしかも薄く形成することは困難である。

なぜなら、半導体層と絶縁層との境界が明確ではないか
らである。現在実現されているもので、その面積容量は
たとえば５００〜６００ｎＦ／＋ＩＪＩである。

それゆえに、この発明の主たる目的は、より一層大容量
化可能な還元再酸化型半導体コンデンサを提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） この発明では、還元処理によって半導体化された半導体
セラミック板の少なくとも一方主面に同一または異なる
セラミック材料で多孔質セラミック部分を形成し、再酸
化処理してその多孔質セラミック部分の各セラミック粒
子の表面に絶縁層を形成し、この表面絶縁層に電極を積
層する。

（作用） 多孔質セラミック部分に含まれる各セラミック粒子の表
面に再酸化処理によって形成される表面絶縁層の面積が
大きくなりかつその絶縁層の全面に電極が積層されるの
で、コンデンサとして作用する面積ないし領域もまた大
きくなる。

（発明の効果） この発明によれば、従来に比べて、より一層小型で大容
量のコンデンサを得ることができる。具体的には面積容
量を従来のほぼ１．５〜２倍程度にすることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行なう以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図である
。第２図はこの実施例の全体を示す図であり、第２図（
ａ）がその平面図を示し、第２図（ｂ）が第２図（ａ）
の線ｎＢ−１１Ｂにおける断面図を示す。

還元再酸化型半導体コンデンサ１０は、半導体セラミッ
ク板１２を含む。この半導体セラミック板１２はたとえ
ばチタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウムなどから
なり、セラミックグリーンシートの状態で還元雰囲気中
での熱処理により還元されて半導体化されたものである
。この半導体セラミック板１２の馬主面上に多孔質セラ
ミック層１４．１４が形成される。この多孔質セラミッ
クｒ＊ｔｊは、半導体セラミック板１２と同一または異
なるセラミック材料からなり、半導体セラミック板がセ
ラミックグリーンシートの状態のとき、その上にたとえ
ばワニスのようなバインダを含む一定の粒度以上のセラ
ミックペーストをたとえば印刷、塗布し、一体的に焼成
されるときそのノ＼インダが飛散し或いは蒸発すること
によって、形成される。表面酸化層１６が、その多孔質
層１４に含まれる各セラミック粒子の表面に、酸化雰囲
気中での熱処理（再酸化処理）によって、形成される。

そして、多孔質セラミック層１４すなわち表面酸化層１
６上にたとえば銀ペーストの焼付けによって電極１８が
全面的に積層される。この電極１８は、銀以外の金属で
あってよく、その形成方法も焼付けだけでなく、無電解
メッキなどの湿式メッキやスパッタリング、イオンブレ
ーティング、草着或いはＣＶＤなどの乾式メッキが利用
可能である。そして、電極１８には、必要に応じて、リ
ード線が取り付けられる。

実験例 ＢａＴｉＯ３を主体とした組成物にバインダを加えてセ
ラミ・７クペーストを調製し、このセラミックペースト
を押出し成型して、或いはドクタブレード法など公知の
方法によって、半導体セラミック板１２となるべきセラ
ミックグリーンシートを得る。このグリーンシートの厚
みは４００μｍとした。セラミックグリーンシートを第
２図に示すように円板状に打ち抜く。一方、同じ組成の
セラミックグリーンシートを空気中１３３０°Ｃで焼成
し、分級して、粒度３０〜９０μｍの粉体（Ａ）を得る
。別に、ＢａＴｉＯ３を主体とした仮焼粉末（Ｂ）を得
る。なお、その仮焼塩度は１１５０℃である。ついで、
Ａ＝５０％、Ｂ＝１０％、フェス＝４０％からなるセラ
ミックペーストを作成し、第２図に示すような円形のパ
ターンで、セラミックグリーンシートの両生面上に印刷
、塗布する。その後、乾燥させ、空気中１３３０℃で２
時間焼成する。したがって、この状態では、緻密な半導
体セラミック板１２と、多孔質セラミック部分１４とが
形成されている。ついでＮ２９０％、Ｎ２１０％の還元
雰囲気中において、１１５０℃で１時間熱処理して再酸
化処理し、第１図で示すように、多孔質セラミック部分
１４の各セラミック粒子の表面に、表面酸化層１６を形
成した。

その多孔質セラミック層１４の表面酸化１’ｉ１６上に
銀ペーストを印刷し、８３０℃で焼付けて電極１８を形
成した。

この試料において、面積容量は９５０ｎＦ／ｃｄとなり
、その誘電体損失は３．５％、破壊電圧は２５０■であ
った。

さらに、上述の試料に、従来と同じように、リード線を
取り付け、樹脂で表面を被覆して：ｌンデンサをつくっ
た。そして、そのようにして得たコンデンサに、８５℃
の高温状態で直流２５Ｖを連続的に印加し、また４０℃
の湿度９５％の状態中で直流１８Ｖを連続的に印加する
テストを行なった。その結果、３０００時間経過後も１
００個の試料中不良は１個も発生しなかった。

比較例 実施例と同じセラミックグリーンシートを、多孔質部分
を形成することなく焼成し、後は実施例と全く同じ方法
で試料を作成した。その結果、面積容量は５８０　ｎ　
Ｆ／ａｄ、誘電体損失は３．０％、破壊電圧は２５０■
であった。

上述の実施例では、多孔質部分１４の厚みは５０μｍ程
度とした。しかしながら、この多孔質部分１４の厚みは
２０μｍ〜１００μｍの範囲で任意に設定すればよい。

発明者の実験によれば、多孔質部分の厚みが２０μｍ以
下では表面絶縁層の表面積を拡大するという効果が小さ
く、一方１００μｍ以上では誘電体損失が大きくなる。

多孔質部分１４は、半導体セラミック板１２とのなしみ
などを考えれば、半導体セラミ・７り板１２と同一のセ
ラミック材料であることが好ましい。

第２図の例では、全体の形状を円板状に形成している。

しかしながら、このような外形形状は、その他矩形板状
など、任意の形状が考えられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の要部を示す断面図である
。 第２図は第１図実施例の全体を示す図であり、第２図（
ａ）はその平面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の線１
１Ｂ−ＩＩＢにおける断面図である。 図において、１２は半導体セラミック板、１４は多孔質
部分、１６は表面酸化層、１８は電極を示す。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　還元処理によって半導体化された緻密な半導体セラ
   ミック板、 前記半導体セラミック板の少なくとも一方主面に形成さ
   れた多孔質セラミック部分、 前記再酸化処理されることによって前記多孔質部分に含
   まれる各セラミック粒子の表面に形成された表面絶縁層
   、および 前記表面絶縁層上に積層された電極を含む、還元再酸化
   型半導体コンデンサ。 ２　前記半導体セラック板はセラミックグリーンシート
   を焼成して形成され、 前記多孔質セラミック部分は一定の粒度以上のセラミッ
   クペーストを前記セラミックグリーンシートの主面に印
   刷して一体的に焼成され、セラミックペーストに含まれ
   ていたバインダが飛散することによって形成された、特
   許請求の範囲第１項記載の還元再酸化型半導体コンデン
   サ。