JP2705221B2 - Ceramic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents
Ceramic capacitor and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、通常はコンデンサとして電圧の低いノイズ
や高周波のノイズを吸収する働きをし、一方パルスや静
電気などの高い電圧が侵入した時はバリスタ機能を発揮
し、電子機器で発生するノイズ,パルス,静電気などの
異常電圧から半導体及び電子機器を保護し、さらにそれ
らの特性が温度に対して常に安定しているセラミックコ
ンデンサ及びその製造方法に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generally functions as a capacitor to absorb low-voltage noise and high-frequency noise, while providing a varistor function when a high voltage such as a pulse or static electricity enters. The present invention relates to a ceramic capacitor which exhibits semiconductor characteristics, protects semiconductors and electronic equipment from abnormal voltages such as noise, pulses, static electricity, etc. generated in electronic equipment, and furthermore, their characteristics are always stable with respect to temperature and a method of manufacturing the same. is there.
従来の技術 電子機器は多機能化,軽薄短小化を実現するためにI
C,LSIなどの半導体素子が広く用いられ、それに伴って
機器のノイズ耐力は低下しつつある。そこで、このよう
な電子機器のノイズ耐力を確保するために、各種IC,LSI
の電源ラインに、バイパスコンデンサとしてフィルムコ
ンデンサ,積層セラミックコンデンサ,半導体セラミッ
クコンデンサなどが使用されている。しかし、これらの
コンデンサは、電圧の低いノイズや高周波のノイズの吸
収に対しては優れた性能を示すが、それ自体に高い電圧
を持つパルスや静電気を吸収する機能を持たないため、
パルスや静電気が侵入すると、機器の誤動作や半導体の
破壊、さらにはコンデンサの破壊を起こすことが大きな
問題となっている。そこでこのような用途には、ノイズ
吸収性が良好で温度や周波数に対しても安定しているこ
とに加えて、高いパルス耐力と優れたパルス吸収性を持
つ新しいタイプのコンデンサとして、SrTiO3系半導体セ
ラミックコンデンサにバリスタ機能を持たせた粒界絶縁
型半導体セラミックコンデンサ(以下、バリスタ機能付
きセラミックコンデンサという)が開発され、すでに特
開昭57−27001号公報,特開昭57−35303号公報などによ
り提供されている。このバリスタ機能付きセラミックコ
ンデンサは、通常はコンデンサとして電圧の低いノイズ
や高周波のノイズを吸収するが、パルスや静電気などの
高い電圧が侵入した時はバリスタとして機能し、電子毀
棄で発生するノイズ,パルス,静電気などの異常電圧か
ら半導体及び電子機器を保護するという特徴を有してお
り、その使用はますます拡大されている。2. Description of the Related Art In order to realize multifunctional, light, thin and compact electronic devices,
Semiconductor devices such as C and LSI are widely used, and accordingly, the noise immunity of devices is decreasing. In order to ensure the noise immunity of such electronic devices, various ICs and LSIs
In such power supply lines, film capacitors, multilayer ceramic capacitors, semiconductor ceramic capacitors and the like are used as bypass capacitors. However, these capacitors exhibit excellent performance in absorbing low-voltage noise and high-frequency noise, but do not have the function of absorbing high-voltage pulses or static electricity.
When a pulse or static electricity enters, a major problem is that malfunction of equipment, destruction of a semiconductor, and destruction of a capacitor are caused. Therefore, for such applications, in addition to good noise absorption and stability with respect to temperature and frequency, a new type of capacitor with high pulse tolerance and excellent pulse absorption, SrTiO 3 series A grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor having a varistor function in a semiconductor ceramic capacitor (hereinafter referred to as a ceramic capacitor with a varistor function) has been developed and has already been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 57-27001 and 57-35303. Provided by This ceramic capacitor with a varistor function normally absorbs low-voltage noise and high-frequency noise as a capacitor, but functions as a varistor when a high voltage such as a pulse or static electricity enters, and generates noise and pulse generated by electron destruction. It has the feature of protecting semiconductors and electronic equipment from abnormal voltages such as static electricity, and its use is being expanded more and more.
一方、電子部品分野においては、軽薄短小化,高性能
化がますます進み、このバリスタ機能付きセラミックコ
ンデンサに至っても、小型化,高性能化の要請が強まっ
ている。しかし、従来のバリスタ機能付きセラミックコ
ンデンサは単板型であるため、小型化すると電極面積が
小さくなり、その結果として容量が低下したり、信頼性
が低下するという問題を招くことになる。従って、その
解決策として、電極面積がかせげる積層化への展開が予
想される。しかし、バリスタ機能付きセラミックコンデ
ンサは、通常、SrTiO3系半導体素子の表面に酸化物を塗
布し、熱拡散により粒界層を絶縁化する工程を有するた
め、一般に用いられているBaTiO3系積層セラミックコン
デンサと比べ、内部電極と同時に焼成して積層型のバリ
スタ機能付きコンデンサ(以下、バリスタ機能付き積層
セラミックコンデンサという)を形成することは非常に
困難であると考えられていた。On the other hand, in the field of electronic components, lighter, thinner, smaller, and higher performance have been increasingly promoted, and even with this varistor function-equipped ceramic capacitor, demands for smaller size and higher performance have been increasing. However, since the conventional ceramic capacitor with a varistor function is of a single-plate type, if the size is reduced, the area of the electrode is reduced, and as a result, there is a problem that the capacity is reduced and the reliability is reduced. Therefore, as a solution to this, it is expected to expand to a lamination in which the electrode area can be reduced. However, the ceramic capacitor with varistor function, usually coated with oxide on the surface of the SrTiO 3 based semiconductor device, since a step of insulating the grain boundary layer by thermal diffusion, BaTiO 3 based layered ceramic generally used It has been considered that it is extremely difficult to form a multilayer capacitor with a varistor function (hereinafter, referred to as a multilayer ceramic capacitor with a varistor function) by firing at the same time as the internal electrodes as compared with the capacitor.
そこで、同時焼成の問題点を解決する手法として、特
開昭54−53248号公報,特開昭54−53250号公報などを応
用し、内部電極に当たる部分に有機バインダー量を多く
したセラミックペーストを印刷し、この部分が焼結過程
で多孔層を形成し、焼結した後にその多孔層に適当な圧
力下で導電性金属を注入させる方法、または、メッキ法
や溶融法によって内部電極を形成し、バリスタ機能付き
積層セラミックコンデンサを形成させる方法が開発,提
供されている。しかし、これらはプロセス的にかなり困
難であり、未だに実用化へのレベルに達していない。Therefore, as a method of solving the problem of co-firing, JP-A-54-53248 and JP-A-54-53250 are applied, and a ceramic paste with a large amount of organic binder is printed on a portion corresponding to an internal electrode. Then, this part forms a porous layer in the sintering process, and after sintering, a method of injecting a conductive metal into the porous layer under an appropriate pressure, or forming an internal electrode by a plating method or a melting method, A method for forming a multilayer ceramic capacitor with a varistor function has been developed and provided. However, these are quite difficult in terms of process and have not yet reached the level of practical use.
また、特開昭59−215701号公報に、非酸化雰囲気中で
仮焼した粉末を原料にした生シートの上に粒界層を絶縁
化することが可能な熱拡散物質を混合した導電性ペース
トを印刷し、酸化性雰囲気中で焼結させる方法、さらに
特開昭63−219115号公報に、予め半導体化させた粉末を
主成分とし、それに絶縁層を形成させるための酸化剤及
びガラス成分を含む拡散剤を混合した生シートと、内部
電極を交互に積層した成型体を、空気中または酸化雰囲
気中で焼成する方法が報告されている。しかし、これら
の方法では焼成温度が1000〜1200℃と比較的低く、セラ
ミックの焼結が起こりにくいため、結晶粒子は面接触し
にくく、でき上がった素子は、完全な焼結体に至ってい
ないため、容量が低く、かつバリスタとしての代表特性
である電圧非直線指数αが小さく、バリスタ電圧が不安
定であり、さらに信頼性が劣るという欠点を有するもの
である。さらにまた、後者の特開昭63−219115号公報で
は添加剤としてガラス成分が添加されているため、結晶
粒界にガラス相が析出し、上記の電気特性が悪化しやす
く、信頼性が劣るものであり、実用化へのレベルに達し
ていないものである。JP-A-59-215701 discloses a conductive paste in which a heat diffusion material capable of insulating a grain boundary layer is mixed on a raw sheet made of powder calcined in a non-oxidizing atmosphere. Printing and sintering in an oxidizing atmosphere, and furthermore, JP-A-63-219115 discloses that a pre-semiconductor powder is used as a main component, and an oxidizing agent and a glass component for forming an insulating layer thereon. There has been reported a method in which a molded body obtained by alternately laminating a raw sheet containing a mixed diffusing agent and internal electrodes is fired in air or an oxidizing atmosphere. However, in these methods, the sintering temperature is relatively low at 1000 to 1200 ° C., and sintering of the ceramic is difficult to occur, so that the crystal particles are hardly brought into surface contact, and the completed element has not reached a perfect sintered body. It has the disadvantage that the capacitance is low, the voltage nonlinearity index α, which is a typical characteristic of a varistor, is small, the varistor voltage is unstable, and the reliability is poor. Furthermore, in the latter JP-A-63-219115, since a glass component is added as an additive, a glass phase is precipitated at a crystal grain boundary, and the above-mentioned electric characteristics are easily deteriorated, and the reliability is poor. And has not reached the level of practical use.
なお、積層型バリスタに関する特許として、既に特公
昭58−23921号公報により、ZnO,Fe2O3,TiO2系を用いた
積層型電圧非直線素子が提案されている。しかし、この
素子は容量をほとんど持たないため、比較的高い電圧を
持つパルスや静電気の吸収に対しては優れた性能を示す
が、バリスタ電圧以下の低い電圧を持つノイズや高周波
のノイズに対しては、ほとんど効果を示さないという問
題点を有している。As a patent for a multilayer varistor, Japanese Patent Publication No. 58-23921 has already proposed a multilayer voltage non-linear element using ZnO, Fe 2 O 3 , and TiO 2 . However, since this element has almost no capacitance, it exhibits excellent performance against pulses with relatively high voltage and absorption of static electricity, but against noise with low voltage below the varistor voltage and high frequency noise. Have the problem that they show little effect.
発明が解決しようとする課題 今まで、バリスタ機能付き積層セラミックコンデンサ
に関して様々な組成,製造方法が開発,提供されてきた
が、上述したようにいずれの場合もプロセス的な面やで
き上がった素子に問題点を有し、実用レベルに達してい
ない。従って、バリスタ機能付き積層セラミックコンデ
ンサに関して、新たな組成及び製造方法の開発が期待さ
れているのである。Problems to be Solved by the Invention Until now, various compositions and manufacturing methods have been developed and provided for multilayer ceramic capacitors with a varistor function, but as described above, in any case, there are problems in terms of process and completed devices. Has a point and has not reached a practical level. Therefore, development of a new composition and a new manufacturing method for the multilayer ceramic capacitor with a varistor function is expected.
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、通
常はコンデンサとして電圧の低いノイズや高周波のノイ
ズを吸収する働きをし、一方パルスや静電気などの高い
電圧が侵入した時はバリスタ機能を発揮し、かつそれら
の特性が温度に対して常に安定しており、しかもプロセ
ス的にはセラミックコンデンサ材料と内部電極材料との
同時焼成を可能にしたSr(1-x)BaxTiO3(但し、0<x≦
0.3)を主成分とするセラミックコンデンサ及びその製
造方法を提供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of such a point, and usually functions as a capacitor to absorb low-voltage noise and high-frequency noise, and when a high voltage such as a pulse or static electricity enters, a varistor function is provided. Sr (1-x) Ba x TiO 3 (which has the characteristics that are always stable with respect to temperature and enables the simultaneous firing of ceramic capacitor material and internal electrode material However, 0 <x ≦
0.3) as a main component and a method for manufacturing the same.
課題を解決するための手段 上記のような問題点を解決するために本発明は、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)BaxTiO3(但し、
0<x≦0.3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O5,Dy2O3,Nd
2O5,Y2O3,La2O3,CeO2の内の少なくとも一種類以上を0.0
5〜2.0mol%と、MnO2とSiO2を合計量で0.2〜5.0mol%
と、Li2SiO3を0.05〜2.0mol%含ませてなるセラミック
コンデンサを提供するものである。また、本発明は、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)BaxTiO3(但し、
0<x≦0.3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O5,Dy2O3,Nd
2O3,Y2O3,La2O3,CeO2の内の少なくとも一種類以上を0.0
5〜2.0mol%と、MnO2とSiO2を合計量で0.2〜5.0mol%
と、Li2SiO3を0.05〜2.0mol%含ませてなるセラミック
内に、複数層の内部電極をこれらが交互に対向する端縁
に至るように設け、かつこの内部電極の両端縁に外部電
極を設けたことを特徴とするセラミックコンデンサを提
供するものである。さらに、本発明は、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)BaxTiO3(但し、0<x≦0.
3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O5,Dy2O3,Nd2O3,Y2O3,La2O
3,CeO2の内の少なくとも一種類以上を0.05〜2.0mol%
と、MnO2とSiO2を合計量で0.2〜5.0mol%と、Li2SiO3を
0.05〜2.0mol%含ませてなる組成物の混合粉末を出発原
料とし、その混合粉末を粉砕,混合,乾燥した後、空気
中または窒素雰囲気中で仮焼する工程と、仮焼後、再度
粉砕した粉末を有機バインダーと共に溶媒中に分散させ
生シートにし、その後この生シートの上に、内部電極ペ
ーストを交互に対向する端縁に至るように印刷(但し、
最上層及び最下層の生シートには印刷せず)する工程
と、この内部電極ペーストの印刷された生シートを積
層,加圧,圧着して成型体を得、その後この成型体を空
気中で仮焼する工程と、仮焼後、還元または窒素雰囲気
中で焼成する工程と、焼成後、空気中で再酸化する工程
と、再酸化後、内部電極を露出させた両端に外部電極ペ
ーストを塗布し焼付ける工程とを有することを特徴とす
るセラミックコンデンサの製造方法を提供するものであ
る。そして、上記内部電極がAu,Pt,Rh,Pd,Niの内の少な
くとも一種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混
合物によって形成されることを提供するものである。ま
た、上記外部電極がPd,Ag,Ni,Cu,Znの内の少なくとも一
種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混合物によ
って形成されることを提供するものである。Means for Solving the Problems To solve the above problems, the present invention provides
Sr (1-x) Ba x TiO 3 containing excess Ti such that the molar ratio of (1-x) Ba x to Ti is 0.95 ≦ Sr (1-x) Ba x /Ti<1.00 (however,
0 <x ≦ 0.3), Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O 3 , Nd
2 O 5 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2
5~2.0mol% and, 0.2~5.0mol% in the total amount of MnO 2 and SiO 2
And to provide a ceramic capacitor containing 0.05 to 2.0 mol% of Li 2 SiO 3 . Further, the present invention relates to Sr
Sr (1-x) Ba x TiO 3 containing excess Ti such that the molar ratio of (1-x) Ba x to Ti is 0.95 ≦ Sr (1-x) Ba x /Ti<1.00 (however,
0 <x ≦ 0.3), Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O 3 , Nd
2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , at least one of CeO 2
5~2.0mol% and, 0.2~5.0mol% in the total amount of MnO 2 and SiO 2
And a plurality of layers of internal electrodes are provided in a ceramic containing 0.05 to 2.0 mol% of Li 2 SiO 3 so as to reach alternately opposed edges, and external electrodes are provided at both ends of the internal electrodes. The present invention provides a ceramic capacitor characterized in that: Further, the present invention relates to Sr (1-x) Ba x and Ti
Sr (1-x) Ba x TiO 3 containing an excess of Ti such that the molar ratio of 0.95 ≦ Sr (1-x) Ba x /Ti<1.00 (where 0 <x ≦ 0.
3) Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O
3 , 0.05-2.0 mol% of at least one of CeO 2
And 0.2 to 5.0 mol% of MnO 2 and SiO 2 in total, and Li 2 SiO 3
Starting from a mixed powder of a composition containing 0.05 to 2.0 mol%, crushing, mixing, and drying the mixed powder, and then calcining in air or a nitrogen atmosphere; The powder thus obtained is dispersed in a solvent together with an organic binder into a raw sheet, and then the internal electrode paste is printed on the raw sheet so as to alternately reach the opposite edges (however,
A process of not printing on the green sheets of the uppermost layer and the lowermost layer), and laminating, pressing and crimping the green sheets on which the internal electrode paste is printed to obtain a molded body, and thereafter, the molded body is aired. Calcining, calcining, baking in a reducing or nitrogen atmosphere, baking, re-oxidizing in air, and after re-oxidizing, applying external electrode paste to both ends exposing the internal electrodes And a baking step. Further, the present invention provides that the internal electrode is formed of at least one kind of metal among Au, Pt, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or a mixture thereof. Further, the present invention provides that the external electrode is formed of at least one kind of metal among Pd, Ag, Ni, Cu, Zn or an alloy or a mixture thereof.
作用 一般にSr(1-x)BaxTiO3を半導体化させるには、強制還
元させるか、もしくは半導体化促進剤を添加し還元雰囲
気中で焼成させるかである。しかし、これだけでは半導
体化促進剤の種類によって半導体化が進まない場合があ
る。そこで、Sr(1-x)BaxTiO3の化学量論より、Sr(1-x)B
ax過剰(以下、Aサイト過剰とする)、もしくはTi過剰
にすると、結晶内の格子欠陥が増加し、半導体化が促進
される。さらに、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O5,Dy2O3,Nd2O3,
Y2O3,La2O3,CeO2(以下、第1成分とする)を添加する
と原子化制御により半導体化が促進される。In general, in order to convert Sr (1-x) Ba x TiO 3 into a semiconductor, it is necessary to carry out forced reduction or to add a semiconducting accelerator and to fire in a reducing atmosphere. However, this alone may not make the progress of semiconducting depending on the type of semiconducting accelerator. Therefore, from the stoichiometry of Sr (1-x) Ba x TiO 3 , Sr (1-x) B
a x excess (hereinafter referred to as excess A-site), or when the Ti-rich, increases lattice defects in the crystal, semiconductor is promoted. Further, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 ,
Addition of Y 2 O 3 , La 2 O 3 , and CeO 2 (hereinafter, referred to as a first component) promotes the formation of a semiconductor by atomization control.
次に、MnO2とSiO2(以下第2成分とする)は積層構造
を形成させるのに必要不可欠な物質であり、どちらか一
方が欠けても、その作用が発揮されないものである。上
記したように、今までバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサを作製することは困難であると考えられてい
た。その理由は、まず第1に、バリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサ材料と内部電極材料が焼成過程や再酸化
過程において異なった作用,性質を持つためである。即
ち、前者材料は焼成過程において還元雰囲気焼成を必要
とするが、この時、後者材料は金属で形成されているた
め、還元雰囲気中のH2ガスを吸蔵し膨張する。さらに、
空気中での再酸化過程において後者材料は金属酸化物に
酸化されたり、前者材料の再酸化を遮蔽する作用,性質
を持つためである。Next, MnO 2 and SiO 2 (hereinafter, referred to as a second component) are indispensable substances for forming a laminated structure, and even if one of them is missing, the action is not exhibited. As described above, it has been considered that it is difficult to manufacture a multilayer ceramic capacitor with a varistor function until now. The first reason is that the ceramic capacitor material having a varistor function and the internal electrode material have different functions and properties in the firing process and the re-oxidation process. That is, the former material requires firing in a reducing atmosphere in the firing process, but at this time, since the latter material is formed of a metal, it absorbs H 2 gas in the reducing atmosphere and expands. further,
This is because the latter material is oxidized to a metal oxide during the reoxidation process in the air, and has the function and property of shielding the reoxidation of the former material.
また、第2の理由として、前者材料をバリスタ機能付
きセラミックコンデンサ素子として形成させるには、還
元雰囲気中で焼成し半導体化させた後、その表面に高抵
抗の金属酸化物(MnO2,CuO2,Bi2O3,Co2O3など)を塗布
し、空気中で再酸化し粒界部分を選択的に拡散させ絶縁
化させる、即ち、表面拡散工程を必要とする。しかし、
内部電極材料と交互に積層された構造を持つ素子では、
金属酸化物の拡散が技術的に困難であるためである。Also, as the second reason, in order to form the former material as a ceramic capacitor element with a varistor function, after firing in a reducing atmosphere to form a semiconductor, a high-resistance metal oxide (MnO 2 , CuO 2 , Bi 2 O 3 , Co 2 O 3, etc.), and re-oxidize in air to selectively diffuse and insulate the grain boundaries, that is, a surface diffusion step is required. But,
In an element having a structure alternately laminated with the internal electrode material,
This is because diffusion of the metal oxide is technically difficult.
そこで、本発明者らは研究の結果、次のことを発明し
た。Then, the present inventors invented the following as a result of research.
まず、第1に、Ti過剰のSr(1-x)BaxTiO3に第1成分を
添加する以外に、MnO2とSiO2を添加した材料組成では、
還元雰囲気中での焼成後、素子の表面に上記のような高
抵抗の金属酸化物を塗布しなくても、空気中で再酸化す
るだけで、容易にバリスタ機能付きセラミックコンデン
サが形成されることを見出した。これは、過剰のTiと添
加したMnO2とSiO2が焼結過程で、低温でMnO2−SiO2−Ti
O2系の液相を形成し焼結を促進させると同時に、粒界部
分に溶解し偏析することになる。そして、これを空気中
で再酸化すると、粒界部分に偏析したMnO2−SiO2−TiO2
系が絶縁化し容易に粒界絶縁型構造を持つバリスタ機能
付きセラミックコンデンサになることによる。さらにま
た、Tiを過剰にした方が内部電極の酸化や拡散を抑えら
れることも見出した。従って、本発明では、これらの理
由からTi過剰のSr(1-x)BaxTiO3を用いることにした。First, in addition to the addition of the first component to Sr (1-x) Ba x TiO 3 in excess of Ti, the material composition in which MnO 2 and SiO 2 are added,
After firing in a reducing atmosphere, a ceramic capacitor with a varistor function can be easily formed simply by re-oxidizing in air without applying the high-resistance metal oxide to the element surface as described above. Was found. This is MnO 2 and SiO 2 was added an excess of Ti sintering process, MnO 2 -SiO 2 -Ti at low temperatures
A sintering is promoted by forming an O 2 -based liquid phase, and at the same time, it is dissolved and segregated in the grain boundary portion. Then, when this was reoxidized in air, MnO 2 -SiO 2 -TiO 2 segregated at the grain boundary part
This is because the system becomes insulated and becomes a ceramic capacitor with a varistor function that easily has a grain boundary insulating structure. Furthermore, it has been found that an excessive amount of Ti can suppress oxidation and diffusion of the internal electrode. Therefore, in the present invention, Sr (1-x) Ba x TiO 3 in excess of Ti is used for these reasons.
また、第2に、Ti過剰のSr(1-x)BaxTiO3にMnO2とSiO2
を添加した材料組成では、還元雰囲気中以外に窒素雰囲
気中での焼結でも半導体化することを見出した。これ
は、上記第1の理由に示したように低温で液相を形成す
るためと、添加したMnが液相を形成する以外に原子化制
御剤として作用し、この時Mn原子の価数が+2,+4と変
化し、電子的に不安定であるという効果のため、焼結性
が向上し窒素雰囲気中でも容易に半導体化すると考えら
れる。 Second , MnO 2 and SiO 2 are added to Ti-excess Sr (1-x) Ba x TiO 3.
It has been found that, in the material composition to which is added, a semiconductor can be obtained by sintering in a nitrogen atmosphere in addition to the reducing atmosphere. This is because the liquid phase is formed at a low temperature as described in the first reason, and the added Mn acts as an atomization control agent in addition to forming the liquid phase. It is considered that the sinterability is improved due to the effect of changing to +2 and +4 and being unstable electronically, and the semiconductor is easily formed into a semiconductor even in a nitrogen atmosphere.
さらに、第3に、脱脂後の成型体を予め空気中で仮焼
すると、でき上がったバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサの内部電極切れ、デラミネーション,ワレ,
焼結密度の低下などの諸問題の発生が極力抑えられ、電
気特性や信頼性が著しく向上することを見出した。Third, if the molded body after degreasing is calcined in the air in advance, the internal electrodes of the completed multilayer ceramic capacitor with a varistor function are cut, delaminated, cracked, and so on.
It has been found that the occurrence of various problems such as a reduction in sintering density is suppressed as much as possible, and that the electrical characteristics and reliability are significantly improved.
以上、このような観点を充分に考慮すると、バリスタ
機能付きセラミックコンデンサ材料と内部電極材料を同
時焼成することにより、容易にバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサを作製することが可能となる。As described above, when such a viewpoint is sufficiently considered, it is possible to easily manufacture a multilayer ceramic capacitor having a varistor function by simultaneously firing a ceramic capacitor material having a varistor function and an internal electrode material.
さらに、Li2SiO3(以下、第3成分とする)は、MnO2
−SiO2−TiO2系の液相を粒界部分に均一に拡散させるキ
ャリアーとして作用し、半導体の結晶と高抵抗の粒界の
境界がシャープに形成され、結果として容量やバリスタ
電圧の温度特性を改善するものである。Further, Li 2 SiO 3 (hereinafter, referred to as a third component) contains MnO 2
Acts as a carrier that uniformly diffuses the liquid phase of -SiO 2 -TiO 2 into the grain boundaries, and sharply forms the boundary between the semiconductor crystal and the high-resistance grain boundaries, resulting in temperature characteristics of capacitance and varistor voltage. Is to improve.
実施例 以下に本発明について、実施例を挙げて具体的に説明
する。Examples Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples.
(実施例1) まず、平均粒径が0.5μm以下で純度98%以上のSr0.8
Ba0.2TiO3原料粉末にTiO2を加え、Sr(1-x)Bax/Ti比(以
下、A/B比とする)を調整した粉末に、下記第1表〜第1
5表に示すように第1成分のNb2O5、第2成分のMnO2,SiO
2(但し、加えるMnO2,SiO2は等mol%とする)の添加量
を種々変え、第3成分としてのLi2SiO3の添加量を0.5mo
l%に固定し、混合した。その後、この混合粉末をボー
ルミルなどにより湿式粉砕,混合し、乾燥した後、空気
中で600〜1200℃で仮焼し、仮焼後、平均粒径が0.5μm
以下になるように再度粉砕し、これを積層型のバリスタ
機能付きセラミックコンデンサ用出発原料とした。この
微粉末の出発原料をブチラール樹脂などの有機バインダ
ーと共に溶媒中に分散させスラリー状とし、これをドク
ター・ブレード方によって50μm程度の厚さの生シート
にし、所定の大きさに切断した。次に、第1図に示すよ
うに、上記のようにして得られた生シート1の上にPdか
らなる内部電極ペースト2を所定の大きさに応じてスク
リーン印刷した。なお、第1図から明らかなように、最
上層及び最下層の生シート1には内部電極ペースト2は
印刷しないものとする。また、この時、中間に積層させ
る生シート1の上に印刷された内部電極ペースト2は、
周知のように交互に対向する端縁に至るように印刷し
た。その後、この内部電極ペースト2の印刷された向き
のまま生シート1を複数層積層し、加圧,圧着した。次
に、空気中で400℃で脱脂し、さらに、空気中で600〜12
50℃で仮焼を行った。その後、還元雰囲気中で1250〜13
50℃で焼成した。この焼成後、空気中で900〜1250℃で
再酸化した。(Example 1) First, Sr 0.8 having an average particle diameter of 0.5 μm or less and a purity of 98% or more.
TiO 2 was added to the raw material powder of Ba 0.2 TiO 3, and the powder having an adjusted Sr (1-x) Ba x / Ti ratio (hereinafter referred to as A / B ratio ) was added to the following Tables 1 to
As shown in Table 5, the first component Nb 2 O 5 , the second component MnO 2 , SiO
2 (however, the added MnO 2 and SiO 2 are assumed to be equimolar%) by variously changing the addition amount of Li 2 SiO 3 as the third component to 0.5 mol.
l% and mixed. Thereafter, the mixed powder is wet-pulverized and mixed by a ball mill or the like, dried, and calcined at 600 to 1200 ° C. in air. After calcining, the average particle size is 0.5 μm.
Pulverization was again performed as described below, and this was used as a starting material for a laminated ceramic capacitor with a varistor function. The starting material of the fine powder was dispersed in a solvent together with an organic binder such as butyral resin to form a slurry, which was formed into a green sheet having a thickness of about 50 μm by a doctor blade and cut into a predetermined size. Next, as shown in FIG. 1, an internal electrode paste 2 made of Pd was screen-printed on the raw sheet 1 obtained as described above according to a predetermined size. As is clear from FIG. 1, the inner electrode paste 2 is not printed on the uppermost and lowermost raw sheets 1. At this time, the internal electrode paste 2 printed on the raw sheet 1 to be laminated in the middle is
As is well known, printing was performed so as to reach alternately opposite edges. Then, a plurality of raw sheets 1 were laminated in the printed direction of the internal electrode paste 2 and pressed and pressed. Next, degrease at 400 ° C in air, and
Calcination was performed at 50 ° C. Then 1250-13 in a reducing atmosphere
Fired at 50 ° C. After this calcination, it was reoxidized in air at 900 to 1250 ° C.
その後、第2図に示すように、内部電極2aを露出させ
た両端にAgよりなる外部電極ペーストを塗布し、空気中
で800℃、15分で焼付けることにより、粒界絶縁型半導
体セラミック内に複数層の内部電極2aをこれらが交互に
端縁に至るように設け、かつこの内部電極2aの両端縁に
外部電極3を設けたバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサ4を得た。Thereafter, as shown in FIG. 2, an external electrode paste made of Ag is applied to both ends exposing the internal electrodes 2a and baked in air at 800 ° C. for 15 minutes to form the inside of the grain boundary insulating semiconductor ceramic. Then, a multilayer ceramic capacitor 4 with a varistor function was obtained in which a plurality of layers of internal electrodes 2a were provided so as to alternately reach the ends, and external electrodes 3 were provided at both ends of the internal electrodes 2a.
なお、本実施例でのバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサの形状は5.70×5.00×2.00mm3の5.5タイプ
で、内部電極の形成された有効層を10層積層したもので
ある。また、第3図に本発明の製造工程を示す。The shape of the multilayer ceramic capacitor with a varistor function in the present embodiment is a 5.5 type of 5.70 × 5.00 × 2.00 mm 3 , which is formed by laminating 10 effective layers on which internal electrodes are formed. FIG. 3 shows a manufacturing process of the present invention.
このようにして得られたバリスタ機能付き積層セラミ
ックコンデンサについて、その容量,tanδ,バリスタ電
圧,電圧比直線指数α,直列等価抵抗値ESR,容量温度変
化率,及びバリスタ電圧温度計数などの各種電気特性
を、第1表〜第15表に併せて記載する。但し、この時の
焼成などの各条件は、空気中での仮焼は1200℃,2時間、
N2:H2=99:1の還元雰囲気中での焼成は1300℃,2時間、
再酸化は1100℃,1時間で行ったものである。Various electrical characteristics such as the capacitance, tanδ, varistor voltage, voltage ratio linear exponent α, series equivalent resistance value ESR, capacitance temperature change rate, and varistor voltage temperature coefficient are obtained for the multilayer ceramic capacitor with varistor function thus obtained. Are also shown in Tables 1 to 15. However, for each condition such as firing at this time, calcining in air is 1200 ° C for 2 hours,
Firing in a reducing atmosphere of N 2 : H 2 = 99: 1 is performed at 1300 ° C for 2 hours.
Reoxidation was performed at 1100 ° C for 1 hour.
なお、各種電気特性については以下の測定値を記載し
た。The following measured values are described for various electric characteristics.
◇容量Cは測定電圧1.0V、周波数1.0KHzでの値。 ◇ Capacitance C is a value at a measurement voltage of 1.0 V and a frequency of 1.0 KHz.
◇バリスタ電圧V0.1mAは、測定電流0.1mAでの値。◇ Varistor voltage V 0.1mA is the value at measurement current 0.1mA.
◇電圧非直線指数αは、測定電流0.1mAと1.0mAでの値
から、 α=1/log(V0.1mA/V0.1mA)の式より算出した。◇ The voltage non-linear index α was calculated from the values at the measured currents of 0.1 mA and 1.0 mA according to the formula α = 1 / log (V 0.1 mA / V 0.1 mA ).
◇直列等価抵抗値ESRは、測定電圧1.0Vでの共振点で
の抵抗値。◇ Series equivalent resistance value ESR is the resistance value at the resonance point at a measurement voltage of 1.0V.
◇容量温度変化率(ΔC/C)は、−25℃と85℃の二点
間での値。◇ Capacity temperature change rate (ΔC / C) is the value between -25 ℃ and 85 ℃.
◇バリスタ電圧温度計数(ΔV/V)は、25℃と50℃の
二点間での値。◇ Varistor voltage temperature coefficient (ΔV / V) is a value between 25 ° C and 50 ° C.
次に、上記第1表〜第15表について解説すると、これ
らの表はSr0.8Ba0.2TiO3のA/B比、及び第2成分のMnO2
とSiO2の添加量について規定したものである。 Next, Tables 1 to 15 will be described. These tables show that the A / B ratio of Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 and the MnO 2 of the second component
And the amount of SiO 2 added.
ここで、試料番号に*印をつけたのは比較例であり、
本発明の請求範囲外である。即ち、これらの焼結体素子
では、容量が小さく、かつバリスタ特性を表す電圧非直
線指数αが小さく、また直列等価抵抗値ESRが大きいた
め、コンデンサとしての電圧の低いノイズや高周波のノ
イズを吸収する機能と、バリスタとしてのパルス,静電
気などの高い電圧を吸収する機能の両方を同時に持ち合
わしていなく、さらに容量温度変化率とバリスタ電圧温
度係数が大きく、信頼性や電気特性が温度に影響を受け
易いものである。従って、これらの試料は電子機器で発
生するノイズ,パルス,静電気などの異常電圧から半導
体及び電子機器を保護するバリスタ機能付きセラミック
コンデンサとして適さないものである。これに対し、そ
の他の試料番号のものでは、容量が大きく、かつ電圧非
直線指数αが大きく、さらに直列等価抵抗値ESRが小さ
いため、コンデンサとしての電圧の低いノイズや高周波
のノイズを吸収する機能と、バリスタとしてのパルス,
静電気などの高い電圧を吸収する機能の両方を同時に持
ち合わしており、さらに容量温度変化率とバリスタ電圧
温度係数が小さく、信頼性や電気特性が温度に影響を受
けにくい特徴を有している。従って、これらの試料は電
子機器で発生するノイズ,パルス,静電気などの異常電
圧から半導体及び電子機器を保護するため、バリスタ機
能付きセラミックコンデンサとして適しているものであ
る。Here, the sample number is marked with * for comparison.
It is outside the scope of the present invention. In other words, these sintered devices have a small capacitance, a small voltage non-linear index α representing varistor characteristics, and a large series equivalent resistance value ESR, so that they absorb low-voltage noise and high-frequency noise as capacitors. Function and the function of absorbing high voltage such as pulse and static electricity as a varistor at the same time. Furthermore, the capacitance temperature change rate and the varistor voltage temperature coefficient are large, and the reliability and electrical characteristics affect the temperature. It is easy to receive. Therefore, these samples are not suitable as ceramic capacitors with a varistor function for protecting semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity generated in the electronic devices. On the other hand, the other sample numbers have a large capacitance, a large voltage non-linear index α, and a small series equivalent resistance value ESR, so they function to absorb low-voltage noise and high-frequency noise as capacitors. And the pulse as a varistor,
It has both functions of absorbing high voltage such as static electricity at the same time, has a small capacitance temperature change rate and a small varistor voltage temperature coefficient, and has a characteristic that its reliability and electric characteristics are hardly influenced by temperature. Therefore, these samples are suitable as ceramic capacitors with a varistor function to protect semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses, and static electricity generated in the electronic devices.
ここで、本発明において、Sr0.8Ba0.2TiO3のA/B比を
規定したのは、A/B比が1.00より大きい場合はAサイト
過剰となり、MnO2−SiO2−TiO2系の液相が形成されにく
いことから、粒界絶縁型構造になりにくく、かつ内部電
極が酸化や拡散を起こし、結果として電気特性や信頼性
が低下するためである。一方、A/B比が0.95未満では焼
結体が多孔質となり、焼結密度が低下するためである。
さらに、積層型バリスタ機能付きセラミックコンデンサ
用出発原料の平均粒径を0.5μm以下に規定したのは、
0.5μmより大きい場合には、スラリー状にした時に粉
が凝集したり、でき上がった焼結体素子の焼結密度が小
さく、かつ半導体化しにくいために電気特性も不安定と
なりやすいためである。Here, in the present invention, the A / B ratio of Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 is defined because, when the A / B ratio is larger than 1.00, the A site becomes excessive and the MnO 2 —SiO 2 —TiO 2 system liquid This is because a phase is not easily formed, so that it is difficult to form a grain boundary insulating structure, and the internal electrodes are oxidized or diffused, resulting in a decrease in electrical characteristics and reliability. On the other hand, if the A / B ratio is less than 0.95, the sintered body becomes porous, and the sintered density decreases.
Further, the average particle size of the starting material for the ceramic capacitor with a multilayer varistor function was specified to be 0.5 μm or less.
If the particle size is larger than 0.5 μm, the powder is agglomerated when the slurry is formed, the sintered density of the resulting sintered body element is low, and it is difficult to convert the element into a semiconductor.
次に、第2成分のMnO2とSiO2の合計の添加量を規定し
たのは、これら第2成分の添加量が0.1mol%未満では添
加効果が得られないため、MnO2−SiO2−TiO2系の液相が
形成されにくいために、粒界絶縁型構造になりにくく、
電気特性や焼結密度が低下するためである。一方、第2
成分の添加量が5.0mol%を超えると、粒界部に偏析する
高抵抗の酸化物量が増大し電気特性が低下するためであ
る。Next, the defining the amount of the sum of MnO 2 and SiO 2 of the second component, since the addition amount of the second component can not be obtained the effect of addition is less than 0.1 mol%, MnO 2 -SiO 2 - Because it is difficult to form a TiO 2 -based liquid phase, it is difficult to have a grain boundary insulating structure,
This is because the electrical characteristics and the sintered density are reduced. On the other hand, the second
If the amount of the component exceeds 5.0 mol%, the amount of the high-resistance oxide segregated at the grain boundary increases and the electrical characteristics deteriorate.
さらに、脱脂後の成型体を予め空気中で600〜1250℃
で仮焼するのは、本発明のバリスタ機能付き積層セラミ
ックコンデンサの製造方法中で最も重要な工程であり、
この工程の結果ができ上がったバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサの電気特性や信頼性をほぼ決定する
ものである。この工程の目的は、バリスタ機能付きセラ
ミックコンデンサ材料と内部電極材料の接着力の強化、
さらにでき上がったバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサの平均粒径の制御である。Furthermore, the molded body after degreasing is previously heated to 600 to 1250 ° C in air.
Calcination is the most important step in the method of manufacturing a multilayer ceramic capacitor with a varistor function of the present invention,
The electrical characteristics and reliability of the multilayer ceramic capacitor with a varistor function obtained as a result of this process are almost determined. The purpose of this process is to strengthen the adhesion between the ceramic capacitor material with varistor function and the internal electrode material,
Further, it is the control of the average particle size of the completed multilayer ceramic capacitor with a varistor function.
ここで、空気中での仮焼温度を600〜1250℃の範囲に
規定したのは、仮焼温度が600℃未満ではその効果が得
られないためである。一方、仮焼温度が1250℃を超える
と、 バリスタ機能付きセラミックコンデンサ材料の焼結
が進行してしまう。この状態で還元または窒素雰囲気中
で焼成すると、急激な収縮による応力集中が焼結体内に
発生し、結果として得られたバリスタ機能付き積層セラ
ミックコンデンサでは、デラミネーション,ワレなどの
諸問題が発生することになる。Here, the reason why the calcining temperature in the air is set in the range of 600 to 1250 ° C. is that if the calcining temperature is lower than 600 ° C., the effect cannot be obtained. On the other hand, if the calcination temperature exceeds 1250 ° C, sintering of the ceramic capacitor material with a varistor function proceeds. When firing in a reducing or nitrogen atmosphere in this state, stress concentration due to rapid shrinkage occurs in the sintered body, and the resulting multilayer ceramic capacitor with a varistor function causes various problems such as delamination and cracking. Will be.
Niを内部電極材料で使用した場合では、前者のセラ
ミックコンデンサ材料の焼結化とNi内部電極材料の酸化
が生じ、次に焼結体とNiが反応し、Niの拡散が進行し、
結果として得られたバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサでは、内部電極切れ、デラミネーション,ワレ
などの諸問題が発生する。When Ni is used as the internal electrode material, sintering of the former ceramic capacitor material and oxidation of the Ni internal electrode material occur, and then the sintered body and Ni react, and the diffusion of Ni proceeds.
In the resulting multilayer ceramic capacitor with a varistor function, various problems such as internal electrode breakage, delamination, and cracking occur.
1250℃を超える高温で仮焼を行うと、MnO2−SiO2−
TiO2系の液相焼結が急激に進行し、粒成長が促進され焼
結体密度や充てん密度の低下が著しく起こる。When calcination is performed at a high temperature exceeding 1250 ° C, MnO 2 -SiO 2-
The liquid phase sintering of TiO 2 system proceeds rapidly, and the grain growth is promoted, and the density of the sintered body and the packing density decrease remarkably.
その後、還元または窒素雰囲気中で焼成した場合、
半導体化が起こりにくくなる。Then, if firing in a reducing or nitrogen atmosphere,
Semiconductor conversion is unlikely to occur.
という理由により、電気特性や信頼性が著しく低下する
ためである。For this reason, electrical characteristics and reliability are significantly reduced.
さらに、第3成分としてのNa2SiO3が添加されている
ことにより、容量温度変化率とバリスタ電圧温度係数が
改善されるものである。即ち、添加されたLi2SiO3がMnO
2−SiO2−TiO2系の液相を粒界部分に均一に拡散させる
キャリアーとして作用し、半導体の結晶と高抵抗の粒界
の境界がシャープに形成されることによるものである。Further, by adding Na 2 SiO 3 as the third component, the rate of change in capacitance with temperature and the temperature coefficient of varistor voltage are improved. That is, the added Li 2 SiO 3 becomes MnO
2 -SiO 2 -TiO 2 system of liquid phase acts as a carrier to uniformly diffuse the grain boundary, grain boundary border of the semiconductor crystal and a high resistance is due to be formed sharp.
このようにして得られたバリスタ機能付き積層セラミ
ックコンデンサは、上述の特公昭58−23921号公報で報
告されている積層型バリスタに比べ、大容量であり、か
つ温度特性,周波数特性に優れた特性を有し、前者では
サージ吸収性に優れたバリスタ材料を単に積層している
のに対し、本発明ではノイズ吸収性に優れたコンデンサ
機能と、パルス,静電気吸収性に優れたバリスタ機能の
両方機能を有するバリスタ機能付きセラミックコンデン
サ材料を積層したものであり、その機能、使用目的にお
いて全く別のものである。The multilayer ceramic capacitor with the varistor function obtained in this manner has a larger capacity and more excellent temperature and frequency characteristics than the multilayer varistor reported in Japanese Patent Publication No. 58-23921. While the former simply laminates a varistor material with excellent surge absorption, the present invention provides both a capacitor function with excellent noise absorption and a varistor function with excellent pulse and electrostatic absorption. And a varistor ceramic material having a varistor function, which is completely different in function and purpose of use.
(実施例2) 実施例1により、第2成分としてのMnO2とSiO2の合計
の添加量が0.2〜5.0mol%が必要であることが解った。
次に、この第2成分としてのMnO2とSiO2の添加比につい
て、これを種々変え、Sr0.8Ba0.2TiO3のA/B比を0.97、
第1成分としてのNb2O5の添加量を1.0mol%、第3成分
としてのLi2SiO3の添加量を0.5mol%に固定し、の添加
量を0.5mol%に固定し、上記実施例1と同様の方法でバ
リスタ機能付き積層セラミックコンデンサを作製した。
その結果を下記の第16表に記載する。Example 2 From Example 1, it was found that the total addition amount of MnO 2 and SiO 2 as the second component was required to be 0.2 to 5.0 mol%.
Next, the addition ratio of MnO 2 and SiO 2 as the second component was changed variously, and the A / B ratio of Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 was 0.97,
The addition amount of Nb 2 O 5 as the first component was fixed at 1.0 mol%, the addition amount of Li 2 SiO 3 as the third component was fixed at 0.5 mol%, and the addition amount was fixed at 0.5 mol%. A multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 16 below.
上記第16表について解説すると、その測定結果より明
らかなようにバリスタ機能付き積層セラミックコンデン
サを作製するには、MnO2とSiO2の両方が必要であり、ど
ちらか一方が欠けてもバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサを作製することができない。即ち、両成分が
存在して初めてMnO2−SiO2−TiO2系の液相ができ、粒界
部分に溶解,偏析し、再酸化すると、粒界部分に偏析し
たMnO2−SiO2が絶縁化し、容易に粒界絶縁型構造を持つ
素子となるためである。 Explaining Table 16 above, as is clear from the measurement results, in order to manufacture a multilayer ceramic capacitor with a varistor function, both MnO 2 and SiO 2 are required, and even if one of them is missing, it has a varistor function. A multilayer ceramic capacitor cannot be manufactured. That is, only when both components are present, a liquid phase of MnO 2 —SiO 2 —TiO 2 system is formed, dissolves and segregates at the grain boundary part, and when reoxidized, the MnO 2 —SiO 2 segregated at the grain boundary part is insulated. This is because the element easily has a grain boundary insulating structure.
なお、容量,電圧非直線指数α,ESRなどの電気特性を
比較すると、若干MnO2過剰の方が好ましい。Note that comparing electrical characteristics such as capacity, voltage nonlinearity index α, and ESR, it is preferable that MnO 2 is slightly excessive.
(実施例3) 次に、第1成分としてのNb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O5,Dy2O
3,Nd2O3,Y2O3,La2O3,CeO2の原子化制御剤の添加量を規
定するため、これを種々変え、Sr0.8Ba0.2TiO3のA/B比
を0.97、第2成分の添加量をMnO21.0mol%、SiO21.0mol
%の合計2.0mol%、第3成分としてのLi2SiO3の添加量
を0.5mol%に固定し、上記実施例1,2と同様の方法でバ
リスタ機能付き積層セラミックコンデンサを作製した。
その結果を下記の第17表〜第25表に記載する。Example 3 Next, Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O as the first component
3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , in order to regulate the addition amount of the atomization control agent of CeO 2 , this was changed variously, the A / B ratio of Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 was 0.97 The addition amount of the second component is 1.0 mol% of MnO 2 and 1.0 mol of SiO 2
% And the addition amount of Li 2 SiO 3 as the third component was fixed to 0.5 mol%, and a multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in Examples 1 and 2.
The results are shown in Tables 17 to 25 below.
上記第17表〜第25表について解説すると、第1成分の
添加量を規定したのは、その測定結果より明らかなよう
に、添加量が0.05mol%未満ではその添加効果が得られ
ず、半導体化が起こりにくいためである。一方、第1成
分の添加量が合計で2.0mol%を超えると半導体化が抑制
され、所望の電気特性が得られず、さらに焼結密度が低
下するためである。 Referring to Tables 17 to 25, the addition amount of the first component is specified. As is clear from the measurement results, if the addition amount is less than 0.05 mol%, the addition effect cannot be obtained, and This is because it is difficult to cause the formation. On the other hand, if the total amount of the first component exceeds 2.0 mol%, the formation of a semiconductor is suppressed, desired electrical characteristics cannot be obtained, and the sintered density is further reduced.
なお、第1成分としてはNb2O5,Ta2O5を添加した方
が、他のV2O5,W2O5,Dy2O3,Nd2O3,Y2O3,La2O3,CeO2を添
加する場合よりも若干電気特性的に優れていた。It should be noted that the addition of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 as the first component makes it possible to use other V 2 O 5 , W 2 O 5 , Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La The electrical characteristics were slightly better than the case where 2 O 3 and CeO 2 were added.
さらに、第1成分の混合物組成についても、その一部
の組合せについて実施し、電気特性を測定したが、その
結果は第25表に示したように、一種類添加した場合とほ
とんど特性に差が見られないものであった。しかし、こ
の場合もNb2O5,Ta2O5を添加した方が、他の成分を添加
する場合よりも若干電気特性的に優れていた。Further, with respect to the composition of the mixture of the first component, the electric characteristics were measured for some of the combinations, and as shown in Table 25, the results showed that there was almost no difference in the characteristics between the case where one kind was added and the case where one kind was added. It was not seen. However, also in this case, the addition of Nb 2 O 5 and Ta 2 O 5 was slightly better in electrical characteristics than the case where other components were added.
また、出発原料の平均粒径が0.5μmよりも大きい場
合には、第1成分の効果が得られにくい傾向があり、0.
5μm以下に抑える必要があることが確認された。On the other hand, when the average particle size of the starting material is larger than 0.5 μm, the effect of the first component tends to be hardly obtained.
It was confirmed that it was necessary to suppress the thickness to 5 μm or less.
(実施例4) 次に、第3成分としてのLi2SiO3の添加量を規定する
ため、これを種々変え、Sr0.8Ba0.2TiO3のA/B比を0.9
7、第1成分の添加量をNb2O50.5mol%,Ta2O50.5mol%、
第2成分の添加量をMnO21.0mol%,SiO21.0mol%に固定
し、上記実施例と同様の方法でバリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサを作製した。その結果を下記の第26
表に記載する。Example 4 Next, in order to regulate the amount of Li 2 SiO 3 added as the third component, the amount was changed variously, and the A / B ratio of Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 was set to 0.9.
7, the addition amount of the first component is Nb 2 O 5 0.5 mol%, Ta 2 O 5 0.5 mol%,
The addition amount of the second component was fixed at 1.0 mol% of MnO 2 and 1.0 mol% of SiO 2 , and a multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in the above-described embodiment. The result is the following 26th
It is described in the table.
上記第26表に記載したように、第3成分のLi2SiO3を
添加することにより、容量温度変化率とバリスタ電圧温
度係数が改善される。これは添加したLi2SiO3がMnO2−S
iO2−TiO2系の液相を粒界部分に均一に拡散させるキャ
リアーとして作用し、そのために半導体の結晶と高抵抗
の粒界の境界がシャープに形成されるためである。ここ
で、第3成分のLi2SiO3の添加量を規定したのは、第3
成分の添加量が0.05mol%未満ではその添加効果が得ら
れず、容量温度変化率とバリスタ電圧温度係数が改善さ
れにくいためである。一方、第3成分の添加量が0.2mol
%を超えると粒界部分にキャリアーとして働くLi2SiO3
の量が多くなり、結果として容量,電圧非直線指数αが
低下し、直列等価抵抗値ESRが上昇し、さらに焼成密度
が低下し機械強度が低下するためである。 As described above Table 26, by adding Li 2 SiO 3 of the third component, the capacitance-temperature change rate and the varistor voltage temperature coefficient is improved. This is because the added Li 2 SiO 3 is MnO 2 -S
This is because it acts as a carrier for uniformly diffusing the iO 2 -TiO 2 -based liquid phase into the grain boundary portion, and therefore the boundary between the semiconductor crystal and the high-resistance grain boundary is sharply formed. Here, the addition amount of the third component Li 2 SiO 3 is defined by the third component.
If the added amount of the component is less than 0.05 mol%, the effect of adding the component cannot be obtained, and the capacity temperature change rate and the varistor voltage temperature coefficient are hardly improved. On the other hand, the addition amount of the third component is 0.2 mol.
%, Li 2 SiO 3 works as a carrier at the grain boundary
Is increased, as a result, the capacity and the voltage nonlinearity index α decrease, the series equivalent resistance value ESR increases, the firing density decreases, and the mechanical strength decreases.
なお、第3成分のLi2SiO3の添加物として、Li2OとSiO
2の混合添加物を使用することが考えられる。しかし、
このLi2OとSiO2の混合添加物を使用した場合には、Li2O
が非常に不安定な物質であるために、焼成中にLi2Oが容
易に分解し、大気中に飛散、拡散するため出来上った焼
結体素子中にはLi原子がほとんど存在しないこと、また
一部イオン化したLi+1イオンが高温電圧負荷下で移動
し、特性劣化が起こることを確認した。そこで、LiをSi
O2との化合物で添加させることにより、Liの機能を損な
うことなく、粒界中で安定したものを提供することがで
きる。従って、第3成分としては必ずLi2SiO3が必要で
あることを確認した。In addition, Li 2 O and SiO 2 were used as additives for the third component Li 2 SiO 3.
It is conceivable to use two mixed additives. But,
When this mixed additive of Li 2 O and SiO 2 is used, Li 2 O
Is a very unstable substance, Li 2 O is easily decomposed during firing, and scatters and diffuses into the atmosphere. In addition, it was confirmed that partially ionized Li +1 ions migrated under a high temperature voltage load, and characteristic deterioration occurred. So, Li to Si
By adding the compound with O 2 , a compound stable in the grain boundary can be provided without impairing the function of Li. Therefore, it was confirmed that Li 2 SiO 3 was always required as the third component.
(実施例5) 上記の各実施例ではSr(1-x)BaxTiO3(但し、0<x≦
0.3)としてSr0.8Ba0.2TiO3を用いた場合について説明
したが、他のxの場合について、Sr(1-x)BaxTiO3のA/B
比を0.97、第1成分の添加量をNb2O50.5mol%,Ta2O50.5
mol%、第2成分の添加量をMnO21.0mol%,SiO21.0mol
%、第3成分としてのLi2SiO3の添加量を0.5mol%に固
定し、上記実施例と同様の方法でバリスタ機能付き積層
セラミックコンデンサを作製した。その結果を下記の第
27表に記載する。Example 5 In each of the above examples, Sr (1-x) Ba x TiO 3 (where 0 <x ≦
0.3), the case where Sr 0.8 Ba 0.2 TiO 3 is used has been described, but for other cases of x , A / B of Sr (1-x) Ba x TiO 3
The ratio was 0.97, and the amount of the first component added was Nb 2 O 5 0.5 mol%, Ta 2 O 5 0.5
mol%, the addition amount of the second component is MnO 2 1.0mol%, SiO 2 1.0mol
%, And the addition amount of Li 2 SiO 3 as the third component was fixed at 0.5 mol%, and a multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in the above example. The result is
Described in Table 27.
上記第27表について解説すると、Sr(1-x)BaxTiO3のx
の範囲を規定したのは、xが0.3を超えるとBaTiO3のキ
ュリー点が現れ、容量温度変化率及びバリスタ電圧温度
係数が大きくなり、コンデンサ特性及びバリスタ特性が
温度に対して不安定となり、信頼性や性能が劣化するた
めである。 Explaining the above Table 27, x of Sr (1-x) Ba x TiO 3
The reason is that when x exceeds 0.3, the Curie point of BaTiO 3 appears, the rate of temperature change of the capacitance and the temperature coefficient of the varistor voltage increase, and the capacitor characteristics and varistor characteristics become unstable with respect to temperature. This is because the properties and performance deteriorate.
(実施例6) 上記の各実施例では内部電極としてPdを用いた場合に
ついて説明したが、他のAu,Pt,Rh,Niについて、Sr0.8Ba
0.2TiO3のA/B比を0.97、第1成分の添加量をNb2O50.5mo
l%,Ta2O50.5mol%、第2成分の添加量をMnO21.0mol%,
SiO21.0mol%、第3成分のLi2SiO3の添加量を0.5mol%
に固定し、上記実施例と同様の方法でバリスタ機能付き
積層セラミックコンデンサを作製した。その結果を下記
の第28表に記載する。(Embodiment 6) In each of the above embodiments, the case where Pd was used as the internal electrode was described. However, for other Au, Pt, Rh, and Ni, Sr 0.8 Ba was used.
0.2 TiO 3 A / B ratio is 0.97, the amount of the first component is Nb 2 O 5 0.5mo
l%, Ta 2 O 5 0.5 mol%, the addition amount of the second component is MnO 2 1.0 mol%,
SiO 2 1.0 mol%, the addition amount of the third component Li 2 SiO 3 is 0.5 mol%
, And a multilayer ceramic capacitor with a varistor function was manufactured in the same manner as in the above example. The results are shown in Table 28 below.
上記第28表に記載したように、内部電極としてはAu,P
t,Rh,Pd,Niの内の少なくとも一種類以上の金属またはそ
れらの合金あるいは混合物を用いることができ、効果が
得られることを確認した。しかし、Niを使用する場合は
Niの酸化が比較的低温度で起こるため、Pdを混合する
か、若干Ti過剰のSr(1-x)BaxTiO3を用いた方が酸化が抑
えられる。 As described in Table 28 above, Au, P
It was confirmed that at least one kind of metal among t, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or a mixture thereof can be used, and that an effect can be obtained. However, when using Ni
Since the oxidation of Ni occurs at a relatively low temperature, the oxidation is suppressed by mixing Pd or using Sr (1-x) Ba x TiO 3 with a slight excess of Ti.
以上、本発明の実施例では、一部の組合せについて示
したが、他の組合せでも同様の効果が得られることを確
認した。As described above, in the embodiments of the present invention, some combinations are shown, but it has been confirmed that similar effects can be obtained with other combinations.
そして、本発明の実施例ではTi過剰のSr(1-x)BaxTiO3
を作製するに当たり、Sr(1-x)BaxTiO3にTiO2を添加した
が、Tiを炭酸化物,水酸化物,有機化合物などの形で用
いてもよく、同様の効果が得られることが言うまでもな
い。And in the example of the present invention, Ti excess Sr (1-x) Ba x TiO 3
TiO 2 was added to Sr (1-x) Ba x TiO 3 to produce Ti, but Ti may be used in the form of carbonate, hydroxide, organic compound, etc., and the same effect can be obtained. Needless to say.
また、本発明の実施例では、原料粉末にSr(1-x)BaxTi
O3を用いたが、SrO,SrCO3,BaO,BaCO3と、TiO2などからS
r(1-x)BaxTiO3を作製したものを原粉末にしても同様の
効果が得られることはもちろんである。Further, in the examples of the present invention, Sr (1-x) Ba x Ti
It was used O 3, SrO, SrCO 3, BaO, and BaCO 3, etc. TiO 2 S
It is a matter of course that the same effect can be obtained even if the material prepared from r (1-x) Ba x TiO 3 is used as an original powder.
さらに、第2成分としてのMnO2,SiO2についても、こ
れらの炭酸化物,水酸化物などを形で用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。しかし、MnCO3を
用いた方が粒径も細かく揃っており、かつ分解し易いた
め、特性的に安定した素子を作製することができ、量産
性に適していることが確認された。Further, it is needless to say that the same effect can be obtained with MnO 2 and SiO 2 as the second component even if these carbonates, hydroxides and the like are used in the form. However, it was confirmed that the use of MnCO 3 provided a finer particle size and was easier to decompose, so that a device with stable characteristics could be manufactured, which was suitable for mass production.
次に、上記実施例では、焼成を還元雰囲気中で行う場
合について説明したが、これは窒素雰囲気中で行うよう
にしてもよいものである。しかし、窒素雰囲気中で焼成
を行った場合には、半導体化が若干しにくい面があるた
め、還元雰囲気中で焼成を行うよりも若干高温度(1350
〜1450℃)側で焼成する方が特性上は好ましいものであ
る。Next, in the above embodiment, the case where the baking is performed in a reducing atmosphere has been described, but this may be performed in a nitrogen atmosphere. However, when baking is performed in a nitrogen atmosphere, there is a surface where it is difficult to turn into a semiconductor.
(1450 ° C.) is preferable in terms of characteristics.
また、上記実施例では、混合粉末の仮焼を空気中で行
う場合について説明したが、これは、窒素雰囲気中で行
っても同様の効果が得られることを確認した。Further, in the above-described embodiment, the case where the calcination of the mixed powder is performed in the air has been described. However, it was confirmed that the same effect can be obtained by performing the calcination in the nitrogen atmosphere.
さらに、上記実施例では、再酸化温度を1100℃と固定
したが、これは所望とする電気特性を得るために、900
〜1250℃の温度範囲で行えばよいものである。しかし、
1200℃以上で再酸化を行う場合は、最高温度の保持時間
を極力抑えなければ粒界のみならず結晶粒子も絶縁化さ
れる恐れがあり、注意を必要とする。また、Niを内部電
極として用いた場合に関しても、1200℃以上で再酸化を
行う場合には保持時間を極力抑えなければNiが酸化され
る恐れがあり、同じく注意を必要とする。Further, in the above embodiment, the re-oxidation temperature was fixed at 1100 ° C.
It may be performed in a temperature range of 〜1250 ° C. But,
If reoxidation is performed at 1200 ° C. or more, care must be taken because not only the grain boundaries but also the crystal grains may be insulated unless the holding time at the maximum temperature is minimized. Also, in the case where Ni is used as the internal electrode, when reoxidizing at 1200 ° C. or higher, Ni may be oxidized unless the holding time is kept as short as possible.
そしてまた、上記実施例では外部電極としてAgを用い
たが、他のPd,Ni,Cu,Znでも同様の効果が得られること
を確認した。即ち、外部電極としてPd,Ag,Ni,Cu,Znの内
の少なくとも一種類以上の金属またはそれらの合金ある
いは混合物を用いてもよいものである。しかし、PdやAg
を外部電極として使用する場合は素子とオーミック接触
しにくく、バリスタ電圧に若干極性が現れるが、この場
合も基本性能としては特に問題がないものである。In addition, although Ag was used as the external electrode in the above example, it was confirmed that similar effects could be obtained with other Pd, Ni, Cu, and Zn. That is, at least one of Pd, Ag, Ni, Cu, and Zn, or an alloy or a mixture thereof may be used as the external electrode. But Pd and Ag
Is difficult to make ohmic contact with the element and the varistor voltage has a slight polarity when used as an external electrode. In this case, however, there is no particular problem in basic performance.
以上、実施例で示した方法で得られたバリスタ機能付
き積層セラミックコンデンサの平均粒径は2.0〜3.0μm
程度であった。ここで、成型体の空気中での仮焼温度を
1300℃よりも高温で行うと、上述したようにMnO2−SiO2
−TiO2系の液相焼結が急激に進行し粒成長が促進され、
平均粒径が約2倍以上になる。そして、このように平均
粒径が大きくなった場合には、焼結密度の低下、電圧比
直線指数αの低下、直列等価抵抗値ESRの上昇、電気特
性のバラツキなどの諸問題が発生し、電気特性や信頼性
が著しく低下し、実用化には向かないものである。As described above, the average particle size of the multilayer ceramic capacitor with a varistor function obtained by the method shown in the example is 2.0 to 3.0 μm.
It was about. Here, the calcining temperature of the molded body in air
When performed at a temperature higher than 1300 ° C., as described above, MnO 2 —SiO 2
-TiO 2 -based liquid phase sintering progresses rapidly to promote grain growth,
The average particle size is about twice or more. When the average particle size is increased in this manner, various problems such as a decrease in the sintering density, a decrease in the voltage ratio linear index α, an increase in the series equivalent resistance value ESR, and variations in the electrical characteristics occur. The electrical characteristics and reliability are remarkably reduced, and are not suitable for practical use.
また、上記実施例では積層型のバリスタ機能付きセラ
ミックコンデンサについて説明したが、本発明は上記組
成物を用い、従来と同様の単板型のバリスタ機能付きセ
ラミックコンデンサを作製した場合でも、優れたコンデ
ンサ特性,バリスタ特性が得られることを確認した。Further, in the above embodiments, a multilayer ceramic capacitor with a varistor function has been described. The characteristics and varistor characteristics were confirmed to be obtained.
以上、このようにして得られた素子は、大容量で、か
つ電圧非直線指数αが大きく、バリスタ電圧,直列等価
抵抗値ESRが小さく、さらに温度特性,周波数特性,ノ
イズ特性が優れているため、通常はコンデンサとして電
圧の低いノイズや高周波のノイズを吸収する働きをし、
一方パルスや静電気などの高い電圧が侵入した時はバリ
スタ機能を発揮し、ノイズ,パルス,静電気などの異常
電圧に対して優れた応答性を示し、かつそれらの特性が
温度に対して常に安定しているため、従来のフィルムコ
ンデンサ,積層セラミックコンデンサ,半導体セラミッ
クコンデンサに変わるものとして期待されるものであ
る。さらに、本発明のバリスタ機能付き積層セラミック
コンデンサは、従来の単板型のバリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサに比べて小型でありながら大容量であ
り、かつ高性能であるため、実装部品としての応用も大
いに期待されるものである。As described above, the device obtained in this way has a large capacity, a large voltage nonlinearity index α, a small varistor voltage, a small series equivalent resistance value ESR, and excellent temperature characteristics, frequency characteristics, and noise characteristics. , Usually acts as a capacitor to absorb low voltage noise and high frequency noise,
On the other hand, when a high voltage such as a pulse or static electricity enters, it exhibits a varistor function, exhibits excellent responsiveness to abnormal voltages such as noise, pulses and static electricity, and its characteristics are always stable with temperature. Therefore, it is expected to replace conventional film capacitors, multilayer ceramic capacitors, and semiconductor ceramic capacitors. Furthermore, the multilayer ceramic capacitor with a varistor function of the present invention has a small size, a large capacity, and a high performance as compared with a conventional single-plate type ceramic capacitor with a varistor function, so that the application as a mounting component is greatly enhanced. It is expected.
発明の効果 以上に示したように本発明によれば、コンデンサ機能
とバリスタ機能を同時に有するバリスタ機能付きセラミ
ックコンデンサを得ることができる。その作用として
は、通常はコンデンサとして電圧の低いノイズや高周波
のノイズを吸収する働きをし、一方パルスや静電気など
の高い電圧が侵入した時はバリスタ機能を発揮するた
め、電子機器で発生するノイズ,パルス,静電気などの
異常電圧から半導体及び電子機器を保護する働きを持つ
ことになる。そして、それらの特性が温度に対して常に
安定しているものである。従って、その応用として、 電子機器に使用されているIC,LSIなどの保護用のバ
イパスコンデンサとして、従来のフィルムコンデンサ,
積層セラミックコンデンサ,半導体セラミックコンデン
サなどにとって代わる。Effect of the Invention As described above, according to the present invention, a ceramic capacitor with a varistor function having both a capacitor function and a varistor function can be obtained. As a function, the capacitor normally acts to absorb low-voltage noise and high-frequency noise, and when a high voltage such as a pulse or static electricity enters, it functions as a varistor. It has a function of protecting semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as pulses, static electricity and the like. And those characteristics are always stable with respect to temperature. Therefore, as applications, conventional film capacitors, as bypass capacitors for protection of ICs and LSIs used in electronic equipment,
Replaces multilayer ceramic capacitors, semiconductor ceramic capacitors, etc.
静電気による機器の破壊や機器の誤動作防止、誘導
性負荷ON−OFFサージ吸収に使用されているZnO系バリス
タにとって代わる。Replaces ZnO-based varistors used to prevent damage to equipment and malfunction of equipment due to static electricity, and to absorb inductive load ON-OFF surges.
という応用が期待でき、一つの素子で上記,の効果
を同時に発揮し、その用途は大きいものである。Application is expected, and the above-mentioned effects can be simultaneously exhibited by one element, and its application is large.
以上、記載してきたように、本発明でバリスタ機能付
き積層セラミックコンデンサを容易に作製できるように
なった理由は、バリスタ機能付きセラミックコンデンサ
材料と内部電極材料との同時焼成が可能となったためで
ある。そして、同時焼成が可能となった理由は、Ti過剰
のSr(1-x)BaxTiO3に、半導体化成分を添加する以外にMn
O2とSiO2を添加した組成では、今まで行われて来た金属
酸化物の表面拡散工程を経なくても、再酸化するだけ
で、容易に粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサにな
ることによるものであり、本発明はこの点にプロセス面
で最大の特長を有しているものである。As described above, the reason that the multilayer ceramic capacitor with a varistor function can be easily manufactured in the present invention is that the ceramic capacitor material with a varistor function and the internal electrode material can be simultaneously fired. . The reason why the co-firing has become possible, the Ti excess Sr (1-x) Ba x TiO 3, Mn in addition to adding the semiconducting component
With the composition to which O 2 and SiO 2 are added, it can easily become a grain boundary insulated semiconductor ceramic capacitor only by re-oxidation without going through the metal oxide surface diffusion step that has been performed so far. The present invention has the greatest feature in terms of process in this respect.
さらに、本発明のバリスタ機能付き積層セラミックコ
ンデンサは、従来の単板型のバリスタ機能付きセラミッ
クコンデンサに比べ小型でありながら大容量であり、か
つ高性能であるため画実装部品としての応用も大いに期
待され、ビデオカメラ,通信機器などの高密度実装用素
子としても使用できるものである。Furthermore, since the multilayer ceramic capacitor with a varistor function of the present invention is smaller, has a larger capacity, and has higher performance than a conventional single-plate type ceramic capacitor with a varistor function, it is also expected to be applied as an image mounting component. It can also be used as a high-density mounting element for video cameras, communication equipment, and the like.
従って、本発明によればノイズ,パルス,静電気など
の異常電圧から半導体及び電子機器を保護し、かつそれ
らの特性が温度に対して常に安定している素子を得るこ
とができ、その実用上の効果は極めて大きいものであ
る。Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an element which protects semiconductors and electronic devices from abnormal voltages such as noise, pulses and static electricity, and whose characteristics are always stable with respect to temperature. The effect is extremely large.
第1図はこの発明の実施例を説明するためのバリスタ機
能付きセラミックコンデンサの分解斜視図であり、積層
する生シート及びその上に印刷される内部電極ペースト
の形状を説明するための図、第2図はこの発明の実施例
により得られたバリスタ機能付き積層セラミックコンデ
ンサを示す一部切欠断面図、第3図はこの発明の実施例
を説明するためのバリスタ機能付き積層セラミックコン
デンサの製造工程を示す図である。 1……生シート、2……内部電極ペースト、2a……内部
電極、3……外部電極、4……バリスタ機能付き積層セ
ラミックコンデンサ。FIG. 1 is an exploded perspective view of a ceramic capacitor having a varistor function for explaining an embodiment of the present invention, and is a diagram for explaining shapes of a laminated raw sheet and an internal electrode paste printed thereon. FIG. 2 is a partially cutaway sectional view showing a multilayer ceramic capacitor with a varistor function obtained according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the multilayer ceramic capacitor with a varistor function for explaining the embodiment of the present invention. FIG. 1 ... raw sheet, 2 ... internal electrode paste, 2a ... internal electrode, 3 ... external electrode, 4 ... multilayer ceramic capacitor with varistor function.
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // H01C 7/10 C04B 35/46 C (72)発明者 岡本 香織 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 高見 昭宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical display location // H01C 7/10 C04B 35/46 C (72) Inventor Kaori Okamoto 1006 Kazuma Kazuma, Kadoma, Osaka Matsushita Electric Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Takami 1006 Oaza Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture
Claims (7)
ax/Ti<1.00となるように過剰のTiを含有したSr(1-x)Ba
xTiO3(但し、0<x≦0.3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O
5,Dy2O3,Nd2O3,Y2O3,La2O3,CeO2の内の少なくとも一種
類以上を0.05〜2.0mol%と、MnO2とSiO2を合計量で0.2
〜5.0mol%と、Li2SiO3を0.05〜2.0mol%含ませてなる
セラミックコンデンサ。1. The molar ratio of Sr (1-x) Ba x to Ti is 0.95 ≦ Sr (1-x) B
Sr (1-x) Ba containing excess Ti so that a x /Ti<1.00
x TiO 3 (where 0 <x ≦ 0.3), Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O
5 , at least one of Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 is 0.05 to 2.0 mol%, and MnO 2 and SiO 2 are 0.2
And ~5.0mol%, ceramic capacitors formed by the Li 2 SiO 3 contained 0.05 to 2.0 mol%.
ax/Ti<1.00となるように過剰のTiを含有したSr(1-x)Ba
xTiO3(但し、0<x≦0.3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O
5,Dy2O3,Nd2O3,Y2O3,La2O3,CeO2の内の少なくとも一種
類以上を0.05〜2.0mol%と、MnO2とSiO2を合計量で0.2
〜5.0mol%と、Li2SiO3を0.05〜2.0mol%含ませてなる
セラミック内に、複数層の内部電極をこれらが交互に対
向する端縁に至るように設け、かつこの内部電極の両端
縁に外部電極を設けたことを特徴とするセラミックコン
デンサ。2. The method according to claim 1, wherein the molar ratio of Sr (1-x) Ba x to Ti is 0.95 ≦ Sr (1-x) B
Sr (1-x) Ba containing excess Ti so that a x /Ti<1.00
x TiO 3 (where 0 <x ≦ 0.3), Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O
5 , at least one of Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 is 0.05 to 2.0 mol%, and MnO 2 and SiO 2 are 0.2
And ~5.0Mol%, the Li 2 SiO 3 in the ceramic made by including 0.05 to 2.0 mol%, provided the internal electrodes of the plurality of layers to reach the edges of these faces alternately, and both ends of the internal electrodes A ceramic capacitor having an external electrode provided on an edge.
も一種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混合物
によって形成されることを特徴とする請求項2記載のセ
ラミックコンデンサ。3. The ceramic capacitor according to claim 2, wherein the internal electrode is made of at least one of Au, Pt, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or a mixture thereof.
も一種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混合物
によって形成されることを特徴とする請求項2または3
記載のセラミックコンデンサ。4. The external electrode is made of at least one metal of Pd, Ag, Ni, Cu, Zn, or an alloy or mixture thereof.
The ceramic capacitor as described.
ax/Ti<1.00となるように過剰のTiを含有したSr(1-x)Ba
xTiO3(但し、0<x≦0.3)に、Nb2O5,Ta2O5,V2O5,W2O
5,Dy2O3,Nd2O3,Y2O3,La2O3,CeO2の内の少なくとも一種
類以上を0.05〜2.0mol%と、MnO2とSiO2を合計量で0.2
〜5.0mol%と、Li2SiO3を0.05〜2.0mol%含ませてなる
組成物の混合粉末を出発原料とし、その混合粉末を粉
砕、混合、乾燥した後、空気中または窒素雰囲気中で仮
焼する工程と、仮焼後、再度粉砕した粉末を有機バイン
ダーと共に溶媒中に分散させ生シートにし、その後この
生シートの上に、内部電極ペーストを交互に対向する端
縁に至るように印刷(但し、最上層及び最下層の生シー
トには印刷せず)する工程と、この内部電極ペーストの
印刷された生シートを積層、加圧、圧着して成型体を
得、その後この成型体を空気中で仮焼する工程と、仮焼
後、還元または窒素雰囲気中で焼成する工程と、焼成
後、空気中で再酸化する工程と、再酸化後、内部電極を
露出させた両端に外部電極ペーストを塗布し焼付ける工
程とを有することを特徴とするセラミックコンデンサの
製造方法。5. The method according to claim 1, wherein the molar ratio of Sr (1-x) Ba x to Ti is 0.95 ≦ Sr (1-x) B
Sr (1-x) Ba containing excess Ti so that a x /Ti<1.00
x TiO 3 (where 0 <x ≦ 0.3), Nb 2 O 5 , Ta 2 O 5 , V 2 O 5 , W 2 O
5 , at least one of Dy 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 is 0.05 to 2.0 mol%, and MnO 2 and SiO 2 are 0.2
A starting material is a mixed powder of a composition containing about 5.0 mol% and 0.05 to 2.0 mol% of Li 2 SiO 3 , and the mixed powder is ground, mixed, and dried, and then temporarily in air or a nitrogen atmosphere. The baking process and after calcining, the reground powder is dispersed in a solvent together with an organic binder into a raw sheet, and then the internal electrode paste is printed on the raw sheet so as to alternately reach the opposite edges ( However, a step of printing is not performed on the uppermost and lowermost raw sheets), and the raw sheet on which the internal electrode paste is printed is laminated, pressed, and pressed to obtain a molded body. A step of calcining in air, a step of calcining and firing in a reducing or nitrogen atmosphere, a step of re-oxidizing in air after firing, and an external electrode paste on both ends exposing the internal electrodes after re-oxidation. Coating and baking. Manufacturing method of La ceramic capacitor.
も一種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混合物
によって形成されることを特徴とする請求項5記載のセ
ラミックコンデンサの製造方法。6. The method of manufacturing a ceramic capacitor according to claim 5, wherein the internal electrode is formed of at least one of Au, Pt, Rh, Pd, and Ni, or an alloy or a mixture thereof. Method.
も一種類以上の金属またはそれらの合金あるいは混合物
によって形成されることを特徴とする請求項5または6
記載のセラミックコンデンサの製造方法。7. The external electrode is made of at least one of Pd, Ag, Ni, Cu and Zn, or an alloy or mixture thereof.
The manufacturing method of the ceramic capacitor described in the above.
Priority Applications (7)
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---|---|---|---|
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KR1019900702448A KR930012272B1 (en) | 1989-03-15 | 1990-03-14 | Laminated and grain boundary insulated type semiconductor ceramic capacitor and method of producing the same |
DE69024340T DE69024340T2 (en) | 1989-03-15 | 1990-03-14 | SEMICONDUCTOR CERAMIC CAPACITOR OF LAMINATED AND INTERMEDIATE GRAIN INSULATION TYPE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
PCT/JP1990/000334 WO1990010941A1 (en) | 1989-03-15 | 1990-03-14 | Laminated and grain boundary insulated type semiconductor ceramic capacitor and method of producing the same |
EP90904677A EP0437613B1 (en) | 1989-03-15 | 1990-03-14 | Laminated and grain boundary insulated type semiconductor ceramic capacitor and method of producing the same |
US07/582,220 US5166759A (en) | 1989-03-15 | 1990-03-14 | Semiconductor-type laminated ceramic capacitor with a grain boundary-insulated structure |
US07/920,749 US5268006A (en) | 1989-03-15 | 1992-07-28 | Ceramic capacitor with a grain boundary-insulated structure |
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JP1147901A JP2705221B2 (en) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | Ceramic capacitor and method of manufacturing the same |
Publications (2)
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JPH0311716A JPH0311716A (en) | 1991-01-21 |
JP2705221B2 true JP2705221B2 (en) | 1998-01-28 |
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