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JPS634693B2 - - Google Patents
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JPS634693B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS634693B2
JPS634693B2 JP55146197A JP14619780A JPS634693B2 JP S634693 B2 JPS634693 B2 JP S634693B2 JP 55146197 A JP55146197 A JP 55146197A JP 14619780 A JP14619780 A JP 14619780A JP S634693 B2 JPS634693 B2 JP S634693B2
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JP
Japan
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component
mol
semiconductor ceramic
oxide
tio
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Application number
JP55146197A
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Japanese (ja)
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JPS5769726A (en
Inventor
Shoichi Ikebe
Hiromitsu Tagi
Norya Sato
Masanori Fujimura
Yoshihiro Matsuo
Gen Itakura
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、製造容易、安価にしてかつ諸特性の
安定した半導体磁器コンデンサの製造方法に関す
るものである。 従来から磁器コンデンサには、BaTiO3系磁器
またはSrTiO3系磁器が使用されている。これら
の磁器は、誘電率が大きくかつ絶縁性の高いもの
である。かかる磁器をコンデンサに使用する場
合、磁器素体の両面に酸化銀または金属銀を焼き
付けて電極を形成している。ところが、これらを
そのまま焼き付けても磁器素体に強力を接着せ
ず、電気特性もあまりよいものではない。そのた
め、電極材料としてAg成分にそれより融点の少
し低いガラスを混合し、あるいは無機物を加える
ことによつてある程度改善し得ることが知られて
いる。 本発明における半導体磁器コンデンサは、上記
のように磁器素子が絶縁物であるものとは異な
り、比較的その比抵抗の低い半導体磁器素子を使
用している。半導体磁器コンデンサを一言でいう
と、半導体磁器の通常の外表面または内表面にあ
る粒界に容量性の絶縁層を形成してなるものであ
る。 このような半導体磁器コンデンサにおいて、前
者は表面層型とよばれ、後者は粒界層型といわれ
ている。これまで知られている半導体磁器コンデ
ンサの種類は多いが、それらは上記の2つのタイ
プのいずれかに殆んど分類される。 表面層型半導体磁器コンデンサは、その磁器素
子の表面に薄い絶縁層を形成し、それによる容量
を利用したものである。構造的には磁器素子の厚
みの殆んどは導電体で占められており、表面の薄
い層が誘電体として働くものであるため、低電圧
で大容量のコンデンサを得ることができる。一
方、粒界層型半導体磁器コンデンサは、半導体磁
器素子の表面にそれを絶縁化する働きのある金
属、たとえばBiまたはCuの酸化物を塗布し熱処
理をすることによつて、結晶粒界層を絶縁化して
なるものである。このような粒界層を誘電体化し
ているため、耐電圧が優れ、高電圧用に適した抵
抗値と容量を得ることができる。 絶縁層を半導体磁器素子の表面、または結晶の
粒界のいずれかに主として生成するかは、素子中
への酸素の拡散や不純物の局所に微妙に影響され
る。また、コンデンサとしての半導体磁器を利用
する場合、その特性はその副成分によつても大き
く左右される。 粒界誘電体層型半導体磁器コンデンサの磁器素
子として従来より使用されているものに、
BaTiO3にSr、Bi、Zr、SnあるいはNb等の酸化
物を固溶させたものがある。これは見掛上、実効
誘電率が20000〜70000と大きいけれども容量温度
変化率が大きく、20℃を基準とし、−30℃から85
℃の温度範囲において最大変化率が±50%前後と
非常に大きい。そして、誘電体損失(tanδ)も
0.05%程度と大きい。また、SrTiO3にDy、Ce、
Mn、Ta、W、Nb、SiあるいはBi等の酸化物を
添加したもの、さらにはSrTiO3の一部をCaTiO3
で置換したものからなる半導体磁器を使用したも
のである。 これら半導体磁器を使用した現用のコンデンサ
はその電極材料として、低融点ガラス物質が含ま
れているAg、Ad―Pd、Ag―Pt、Ag―Ni等の
貴金属を主体とした焼付電極法が実用化されてい
る。 しかし、近年の貴金属の高騰に伴ない、各メツ
キ方法が開発されつつある。 しかしながら、これらの方法にも多くの欠点が
ある。例えば、磁器素子表面に焼付銀電極を形成
し、その後ニツケル電極、銅電極を電解メツキ法
により、金属電極を設けることも可能であるが、
この方法では焼付金属表面が粗面で多くの小孔が
存在するため、メツキ処理においてメツキ液がこ
の小孔内部に浸透し、焼付金属層と磁器素子の付
着強度を劣化させる欠点があつた。他の方法とし
て、無電解メツキ法が用いられており、無電解ニ
ツケルメツキは最初に塩化スズと塩化パラジウム
を化学的反応により、触媒活性化処理を施すこと
が一般であつた。しかし、磁器コンデンサの電極
として使用する場合には多くの問題点がある。す
なわち、電極材料及び関連材料の種類、取付方法
によつて引張強度(銀焼付電極に比べ1/2に低
下)、さらには電気的特性(寿命テストによる特
性劣化)等が著しく劣化するものであつた。例え
ば、磁器コンデンサに電極を形成する場合、無電
解ニツケルメツキ方法は、その工法性質上、基板
全円周表面上に形成され易く、その場合は周側面
の被膜を研削除去して対向容量電極を形成する
が、この場合、沿面耐電圧距離は基板の厚みで決
定し、電極周端部における電界の集中によつて絶
縁破壊が起こり易く、基板の厚みをあまり薄くす
ることはできないものであつた。また、これら方
法に対し、部分メツキ方法としては、磁器表面に
所要パターンの金属層を形成する際に、あらかじ
め磁器表面の所要部に樹脂のメツキレジストを付
与し、次いで磁器面を活性化した後、メツキレジ
ストを除去し、その後無電解メツキを施して磁器
表面に金属層を形成する方法、また真空蒸着法、
フオトエツチング法等、種々の方法があるが、い
ずれも磁器コンデンサ用電極として満足する結果
が得られない。すなわち、従来から知られている
メツキ付与方法では、メツキの密着性が悪く、量
産性を考慮した場合、困難なものであつた。さら
に、容量値を少しでも大きく得るため、全面電極
を形成した場合、上記にも述べたように寿命特性
が極度に悪く、信頼性上からは磁器面の電極部に
縁を設けることが設計上必要であつた。 本発明は、上記のような数多くの欠点を除去
し、寿命特性において著しく安定した特性を有す
る半導体磁器コンデンサの製造方法に関するもの
である。すなわち、本発明は、半導体磁器基板
に、印刷あるいは吹付可能なAg化合物を含むペ
ーストを端面部が残るように塗布し、その後350
℃〜850℃の温度範囲で熱処理を施し、基板上に
0.01μm以上1.5μm以下の金属銀粒子層を形成し、
その後、Pd、Ptイオンのうち少なくとも一方の
イオンが含まれている溶液中で置換処理を施し、
その後無電解メツキによりNiまたはCuの金属電
極を形成することを特徴とする半導体磁器コンデ
ンサの製造方法であり、本発明によつて得た電極
は従来までの焼付銀電極法によつて得られた物に
対し、非常に良好な特性を有し、充分な機能を得
ることができるものである。 以下、本発明の方法について、実施例および比
較例をあげて説明する。 実施例 1 まず、SrCO3、CaCO3、TiO2、Nb2O5を第1
表の組成になるように配合し、湿式混合、乾燥、
1200℃の温度で仮焼成した後、平均2.5μmに粉末
を粉砕した後、ポリビニールアルコール水溶液を
バインダとして添加混合し、32メツシユパスに整
粒し、その整粒粉を直径15mm、厚さ0.5mmの円板
形に約1トン/cm2の加圧力で成形し、これら成形
体を空気中において1000℃に加熱処理した後、90
%N2―10%H2の混合ガス気流中において1390℃
の温度で4時間焼成して直径約12.5mm、厚さ約
0.4mmの円板型半導体磁器を得た。これら半導体
磁器にペースト状の拡散剤を塗布し、1150℃の温
度で2時間加熱処理を行つて、粒界に誘電体層を
形成した。この時の拡散剤の組成はすべての試料
に対して、 67.6モル%のBi2O3、12モル%のCu2O、 2.4モル%のMnO2、6.0モル%のB2O3、 4.0モル%のLa2O3、8.0モル%のTiO2 からなる6成分であつた。塗布量は半導体素子1
枚(250mg)当り1.9mgであつた。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor ceramic capacitor that is easy to manufacture, inexpensive, and has stable characteristics. Traditionally, BaTiO 3 -based porcelain or SrTiO 3 -based porcelain has been used in ceramic capacitors. These ceramics have a large dielectric constant and high insulation properties. When such porcelain is used in a capacitor, electrodes are formed by baking silver oxide or metallic silver onto both sides of the porcelain body. However, even if these are baked as is, they do not adhere strongly to the porcelain body, and their electrical properties are not very good. Therefore, it is known that this can be improved to some extent by mixing glass with a slightly lower melting point with the Ag component or adding an inorganic substance to the Ag component as an electrode material. The semiconductor ceramic capacitor of the present invention uses a semiconductor ceramic element having a relatively low resistivity, unlike the above-mentioned capacitor in which the ceramic element is an insulator. To put it simply, a semiconductor ceramic capacitor is one in which a capacitive insulating layer is formed at grain boundaries on the normal outer or inner surface of a semiconductor ceramic. In such semiconductor ceramic capacitors, the former is called a surface layer type, and the latter is called a grain boundary layer type. There are many types of semiconductor ceramic capacitors known so far, but most of them fall into one of the two types mentioned above. A surface layer type semiconductor ceramic capacitor has a thin insulating layer formed on the surface of its ceramic element, and utilizes the capacitance created by the thin insulating layer. Structurally, most of the thickness of the ceramic element is occupied by the conductor, and the thin layer on the surface acts as a dielectric, making it possible to obtain a capacitor with a large capacity at low voltage. On the other hand, grain boundary layer type semiconductor ceramic capacitors are made by coating the surface of a semiconductor ceramic element with a metal that acts to insulate it, such as Bi or Cu oxide, and heat-treating it to form a grain boundary layer. It is made of insulation. Since such a grain boundary layer is made into a dielectric material, it has excellent withstand voltage and can obtain resistance values and capacitances suitable for high voltage applications. Whether the insulating layer is primarily formed on the surface of the semiconductor ceramic element or at the grain boundaries of the crystal is subtly influenced by the diffusion of oxygen into the element and the localization of impurities. Further, when semiconductor ceramic is used as a capacitor, its characteristics are greatly influenced by its subcomponents. The ceramic elements traditionally used in grain boundary dielectric layer type semiconductor ceramic capacitors include
There are products in which oxides such as Sr, Bi, Zr, Sn, or Nb are dissolved in BaTiO 3 . Although the effective dielectric constant is apparently large at 20,000 to 70,000, the rate of change in capacitance with temperature is large.
The maximum rate of change is extremely large, around ±50% in the temperature range of ℃. And the dielectric loss (tanδ) is also
It is large at around 0.05%. In addition , Dy, Ce,
CaTiO 3 with added oxides such as Mn, Ta, W, Nb, Si or Bi, and even a part of SrTiO 3
It uses semiconductor porcelain made of substituted porcelain. The baked electrode method has been put into practical use for current capacitors that use these semiconductor ceramics, mainly using noble metals such as Ag, Ad-Pd, Ag-Pt, and Ag-Ni, which contain low-melting glass substances. has been done. However, with the recent rise in the price of precious metals, various plating methods are being developed. However, these methods also have many drawbacks. For example, it is possible to provide metal electrodes by forming baked silver electrodes on the surface of the ceramic element and then electrolytically plating nickel electrodes and copper electrodes.
In this method, since the baked metal surface is rough and has many small holes, the plating solution penetrates into the small holes during the plating process, which deteriorates the adhesion strength between the baked metal layer and the ceramic element. As another method, an electroless plating method has been used, and in electroless nickel plating, it is common to first perform a catalyst activation treatment by chemically reacting tin chloride and palladium chloride. However, there are many problems when using it as an electrode for a ceramic capacitor. In other words, depending on the type of electrode material and related materials and the mounting method, the tensile strength (reduced to 1/2 compared to silver-baked electrodes) and electrical properties (property deterioration due to life test) can be significantly degraded. Ta. For example, when forming electrodes on a ceramic capacitor, the electroless nickel plating method tends to form electrodes on the entire circumferential surface of the substrate due to the nature of the method. However, in this case, the creepage withstand voltage distance is determined by the thickness of the substrate, and dielectric breakdown is likely to occur due to concentration of electric field at the peripheral edge of the electrode, making it impossible to reduce the thickness of the substrate very much. In contrast to these methods, the partial plating method involves applying a resin plating resist to the required portions of the porcelain surface in advance, activating the porcelain surface, and then , a method of removing the plating resist and then applying electroless plating to form a metal layer on the porcelain surface, and a vacuum evaporation method,
There are various methods such as photoetching, but none of them yields satisfactory results as electrodes for ceramic capacitors. That is, in the conventionally known plating method, the adhesion of the plating is poor and it is difficult to achieve mass production. Furthermore, if an electrode is formed on the entire surface in order to obtain as large a capacitance value as possible, the life characteristics will be extremely poor as mentioned above, and from the viewpoint of reliability, it is necessary to provide an edge on the electrode part on the porcelain surface in the design. It was necessary. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor ceramic capacitor which eliminates many of the above-mentioned drawbacks and has extremely stable lifetime characteristics. That is, in the present invention, a paste containing a printable or sprayable Ag compound is applied to a semiconductor ceramic substrate so that the end surface remains, and then 350
Heat treated in the temperature range from ℃ to 850℃, and then applied to the substrate.
Forming a metallic silver particle layer of 0.01 μm or more and 1.5 μm or less,
After that, a substitution treatment is performed in a solution containing at least one of Pd and Pt ions,
This is a method for manufacturing a semiconductor ceramic capacitor, characterized in that a metal electrode of Ni or Cu is then formed by electroless plating, and the electrode obtained by the present invention is different from that obtained by the conventional baked silver electrode method. It has very good properties and can provide sufficient functionality. The method of the present invention will be described below with reference to Examples and Comparative Examples. Example 1 First, SrCO 3 , CaCO 3 , TiO 2 , Nb 2 O 5
Mix according to the composition shown in the table, wet mix, dry,
After pre-calcining at a temperature of 1200°C, the powder is pulverized to an average size of 2.5 μm, an aqueous polyvinyl alcohol solution is added and mixed as a binder, and the sized powder is sized into 32 mesh passes, with a diameter of 15 mm and a thickness of 0.5 mm. molded into a disc shape with a pressure of about 1 ton/cm 2 , and heat-treated the molded bodies at 1000°C in air.
1390℃ in a mixed gas flow of % N2-10 % H2
Baked for 4 hours at a temperature of approximately 12.5mm in diameter and approximately 12.5mm thick.
A 0.4 mm disk-shaped semiconductor porcelain was obtained. A paste-like diffusing agent was applied to these semiconductor ceramics, and heat treatment was performed at a temperature of 1150° C. for 2 hours to form a dielectric layer at the grain boundaries. The composition of the diffusing agent at this time was 67.6 mol% Bi2O3 , 12 mol% Cu2O , 2.4 mol% MnO2 , 6.0 mol% B2O3 , 4.0 mol for all samples . % La 2 O 3 and 8.0 mol % TiO 2 . The coating amount is 1 semiconductor element
It was 1.9 mg per sheet (250 mg).

【表】【table】

【表】 * 比較用試料
次に、半導体磁器素子の両面に、無電解メツキ
法で電極を付与した。具体的には、素子の両面に
1mmの縁が残るようなマスクを用い、印刷及び吹
付方法を行つた。なお、無電解メツキ下地活性ペ
ーストの作製方法としては、通常AgNO3
Ag2SO4、AgCN等の銀化合物を用い、H2Oある
いはブチルカルビトール、ターピネオイル、エチ
レンアルコール等の溶剤を用い、有機バインダと
しては、エチルセルローズ、酢酸セルローズ、ブ
チルゴム、ポリビニールブチルアルコール等の樹
脂を用いる。本実施例においては、AgNO3を95
重量部、エチルセルローズを5重量部とし、これ
にブチルカルビトールを加え、印刷用としては、
粘度を約30000〜60000cps、吹付用としては約100
〜400cpsに調整し、半導体磁器基板の表裏に1〜
10μmで付与した。その後、80℃〜100℃の温度
で乾燥し、溶剤を蒸発させた後、電気炉を用いて
350℃〜850℃の温度範囲で焼付を行い、金属銀粒
子を析出させた。その後、PdおよびPtイオンが
0.05重量%含まれている溶液中で1分間置換処理
を施し、水洗後、Niメツキとしては硫酸ニツケ
ルに次亜燐酸ナトリウム(またはヒドラジン水素
化ほう素化合物等)を含むメツキ液に浸漬して、
ニツケル膜を形成した。また、銅メツキとして
は、硫酸銅、還元剤としてホルマリン、錯化剤と
してロツシエル塩、アルカリ剤として水酸化ナト
リウムを用い、銅の無電解メツキを行つた。 PdおよびPt水溶液作製方法としてはPdCl2
H2Pt6・6H2Oを用い、溶解にはHClまたはアル
コールを用い、H2Oで希釈し、溶液を作製した。
その後、1.5μm以下の金属銀粒子層が析出した素
子を浸漬させ、置換処理を行い、その後水洗し、
メツキを行う。 なお、本発明の無電解メツキ下地活性金属材料
は、金属銀粒子層が0.01μm以上1.5μm以下で存
在していれば、その機能を発揮することができる
もので、コンデンサの電極として利用した場合、
1.5μm以上では従来までの焼付銀(銀厚み5〜
20μm)と比較して価格的にも特徴がなく、特に
湿中負荷寿命特性において、Agのイオンマイグ
レーシヨンが発生し、好ましくない。 なお、本発明において、ペースト焼付後の金属
銀粒子層が1.5μm以下の粒子層の上に、Pd、Pt
のうち少なくとも一方の金属を析出させ、さらに
Ni、Cuメツキを行うことによつて、電極として
の機能が生ずるものである。なお、従来からコン
デンサ等の電極材料として用いられている焼付銀
は、焼付後膜厚が3〜20μmと厚く形成されてお
り、その膜層自体が電極層として利用できるもの
であるが、本発明の下地金属銀粒子層は1.5μm以
下と著しく薄く、それ自体では電極機能としての
働きもなく、また半田付等もできないものであ
り、その後のPt、Pdのうち少なくとも一方の金
属析出後、Ni、Cuメツキによつてはじめて電極
機能として利用でき、また半田付も可能になるも
のである。 なお、本発明にAg化合物を含むペーストを付
与し、その後350℃〜850℃の温度範囲内で焼付を
行う必要性は、半導体磁器の基板面に安定した金
属銀粒子層を形成することであり、350℃未満で
は樹脂成分が残り、金属銀電極の形成が困難にな
るため、電極の接着強度が低下する。850℃を超
えると銀の金属粒子が溶融するため、Ni、Cuメ
ツキ皮膜の形成が不均一になり、電気特性が悪化
する。 比較のため、Ag粉末と低融点ガラス粉末とか
らなるペーストを、半導体磁器の表面に塗布し、
800℃で130分間焼付をしてAg電極を形成した。
また、従来から知られているメツキ方法により電
極を形成し、その後、円周を研磨した。 このようにして得られた半導体磁器コンデンサ
について、電気特性と物理的特性とを測定した。
その結果を第2表にまとめて示す。下表において
誘電率εと誘電体損失tanδは、周波数1KHz、温
度20℃で測定した。また、絶縁抵抗は、直流電圧
50Vを印加し、1分後の抵抗値を測定した。 なお、試料番号の左側は、第1表における試料
番号と対応させている。また、試料番号に〓印を
付したものは比較例で、請求範囲外である。
[Table] * Comparative sample Next, electrodes were applied to both sides of the semiconductor ceramic element by electroless plating. Specifically, a printing and spraying method was performed using a mask that left a 1 mm edge on both sides of the element. The method for preparing the active paste for electroless plating is usually AgNO 3 ,
A silver compound such as Ag 2 SO 4 or AgCN is used, a solvent such as H 2 O or butyl carbitol, terpine oil, or ethylene alcohol is used, and an organic binder such as ethyl cellulose, cellulose acetate, butyl rubber, or polyvinyl butyl alcohol is used. Uses resin. In this example, AgNO 3 was used at 95
Parts by weight, 5 parts by weight of ethyl cellulose, to which butyl carbitol was added, and for printing,
The viscosity is about 30,000 to 60,000 cps, about 100 for spraying.
Adjusted to ~400cps, and applied 1~ to the front and back sides of the semiconductor ceramic substrate.
It was applied at a thickness of 10 μm. Then, after drying at a temperature of 80℃ to 100℃ to evaporate the solvent, use an electric furnace to
Baking was performed at a temperature range of 350°C to 850°C to precipitate metallic silver particles. Then Pd and Pt ions
Substitution treatment was performed for 1 minute in a solution containing 0.05% by weight, and after washing with water, Ni plating was immersed in a plating solution containing sodium hypophosphite (or hydrazine boron hydride compound, etc.) in nickel sulfate.
A nickel film was formed. Electroless plating of copper was performed using copper sulfate, formalin as a reducing agent, Rothsiel's salt as a complexing agent, and sodium hydroxide as an alkaline agent. As a method for preparing Pd and Pt aqueous solutions, PdCl 2 ,
A solution was prepared by using H 2 Pt 6 ·6H 2 O, using HCl or alcohol for dissolution, and diluting with H 2 O.
After that, the element on which the metal silver particle layer of 1.5 μm or less has been deposited is immersed, a replacement treatment is performed, and then washed with water.
Perform metsuki. The active metal material for electroless plating of the present invention can exhibit its function as long as the metal silver particle layer is present with a thickness of 0.01 μm or more and 1.5 μm or less, and when used as an electrode for a capacitor. ,
For 1.5μm or more, conventional baked silver (silver thickness 5~
Compared to 20 μm), it does not have any features in terms of price, and especially in terms of humidity load life characteristics, Ag ion migration occurs, making it undesirable. In addition, in the present invention, the metal silver particle layer after paste baking is Pd, Pt, etc. on the particle layer of 1.5 μm or less
precipitating at least one of the metals, and further
By plating with Ni and Cu, it functions as an electrode. Incidentally, baked silver, which has been conventionally used as an electrode material for capacitors, has a thick film thickness of 3 to 20 μm after baking, and the film layer itself can be used as an electrode layer. The underlying metal silver particle layer is extremely thin, less than 1.5 μm, and does not function as an electrode by itself, nor can it be soldered. , Cu plating allows it to be used as an electrode, and also enables soldering. In addition, in the present invention, it is necessary to apply a paste containing an Ag compound and then perform baking within a temperature range of 350°C to 850°C to form a stable metallic silver particle layer on the substrate surface of semiconductor porcelain. If the temperature is lower than 350°C, the resin component remains, making it difficult to form a metal silver electrode, resulting in a decrease in the adhesive strength of the electrode. If the temperature exceeds 850°C, the silver metal particles will melt, resulting in uneven formation of Ni and Cu plating films and deterioration of electrical properties. For comparison, a paste consisting of Ag powder and low melting point glass powder was applied to the surface of semiconductor porcelain.
Baking was performed at 800°C for 130 minutes to form an Ag electrode.
Further, electrodes were formed by a conventionally known plating method, and then the circumference was polished. The electrical properties and physical properties of the semiconductor ceramic capacitor thus obtained were measured.
The results are summarized in Table 2. In the table below, the dielectric constant ε and dielectric loss tan δ were measured at a frequency of 1 KHz and a temperature of 20°C. In addition, the insulation resistance is determined by the DC voltage
50V was applied and the resistance value was measured after 1 minute. Note that the left side of the sample number corresponds to the sample number in Table 1. In addition, the sample numbers marked with a cross are comparative examples and are outside the scope of the claims.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 * 比較用試料
第2表より明らかなように、メツキした試料は
誘電率やリード線の引張強度において、Ag焼付
電極を付与した試料に比べ優れている。ただ、金
属銀粒子層の厚みが0.01μmより薄くなると、誘
電特性やリード線の引張強度が低下し、Ag焼付
電極と総合的な特性において、同等もしくはそれ
より悪くなる。金属銀粒子層の厚みが1.5μmを越
えると、リード線の引張強度が低下する傾向にあ
り、また剥離しやすくなる。また、Ag化合物含
有ペーストの焼付温度が350℃未満になると、誘
電特性やリード線の引張強度が低下し、850℃を
超えると同様に誘電特性やリード線の引張強度が
低下する。実施例には記載していないが、本発明
によりメツキ電極付与後、130〜200℃の温度範囲
内で熱エージングを行うと、リード線の引張強度
は向上する。 さらに、半導体磁器素体についても、それが本
発明の組成範囲内にある時、誘電特性や絶縁抵抗
とも良好である。 すなわち、SrO成分が50.23モル%を超えても
またTiO2成分が49.72モル%未満でも、半導体磁
器の焼結粒径は小さくなり、見掛誘電率5000を確
保できない。また、SrO成分が49.47モル%未満
でTiO2成分が50.23モル%を超えても、半導体磁
器の焼結粒径は小さくなり、見掛誘電率5000を確
保できなくなるので望ましくない。また、半導体
磁器の主成分であるSrTiO3において、SrO成分
をCaO成分で置換すると、そのCaO成分の増加に
伴ない容量温度変化率を小さくする効果をもつ
が、一方粒成長が抑制される傾向にあり、その
CaO成分が22.60モル%(ほぼSr0.55Ca0.45TiO3
組成に対応する)を超えると半導体磁器の焼結粒
径が小さくなり、実用上要求される最低の見掛誘
電率5000を確保できなくなるので望ましくない。
これは、SrO成分とTiO2成分から構成される
SrTiO3固容体あるいはSrO成分、CaO成分およ
びTiO2成分から構成される(Sr1xCax)TiO3
容体に対して、ある限度を超えた過剰添加のSrO
成分、CaO成分、およびTiO2成分が混在すると、
焼結中のSrTiO3粒子あるいは(Sr1xCax
TiO3粒子の粒成長が抑制されるためである。ま
たNb2O5はSrO成分とTiO2成分から構成される
SrTiO3固溶体あるいはSrO成分、CaO成分およ
びTiO2成分から構成される(Sr1xCax)TiO3
溶体を、原子価制御の原理により半導体化させる
のに必要な成分で、そのNb2O5成分量が0.05モル
%(SrTiO3あるいはSr1xCaxTiO3に対してほ
ぼ0.10モル%)未満では、半導体化の効果がな
く、一方その成分量が0.30モル%(SrTiO3ある
いはSr1xCaxTiO3に対してほぼ0.60モル%)を
超えると、SrTiO3磁器あるいはSr1xCaxTiO3
磁器の粒成長が抑制され、見掛誘電率5000を確保
できなくなるので望ましくない。 実施例 2 実施例1の試料番号8の素子を用い、実施例1
と同様に処理し、メツキ電極を付与した後、Pb
―Sr系半田材料の半田成分を変化させ、浸漬法
によりリード線を取り付け、電気特性と物理特性
を測定した。測定結果を第3表に示す。 なお、試料番号に〓印を付したものは比較例で
本発明の請求範囲外である。
[Table] * Comparison sample As is clear from Table 2, the plated sample is superior to the sample with Ag baked electrodes in terms of dielectric constant and lead wire tensile strength. However, when the thickness of the metal silver particle layer becomes thinner than 0.01 μm, the dielectric properties and the tensile strength of the lead wire decrease, and the overall properties become equal to or worse than those of the Ag baked electrode. If the thickness of the metal silver particle layer exceeds 1.5 μm, the tensile strength of the lead wire tends to decrease and it becomes easy to peel off. Furthermore, if the baking temperature of the Ag compound-containing paste is less than 350°C, the dielectric properties and the tensile strength of the lead wire will decrease, and if it exceeds 850°C, the dielectric properties and the tensile strength of the lead wire will similarly decrease. Although not described in the examples, the tensile strength of the lead wire is improved by thermal aging within a temperature range of 130 to 200° C. after applying the plating electrode according to the present invention. Furthermore, when the semiconductor ceramic body is within the composition range of the present invention, it has good dielectric properties and insulation resistance. That is, even if the SrO component exceeds 50.23 mol% or the TiO 2 component is less than 49.72 mol%, the sintered grain size of the semiconductor porcelain becomes small and an apparent dielectric constant of 5000 cannot be ensured. Further, even if the SrO component is less than 49.47 mol% and the TiO 2 component exceeds 50.23 mol%, the sintered grain size of the semiconductor porcelain becomes small and an apparent dielectric constant of 5000 cannot be ensured, which is not desirable. In addition, in SrTiO 3 , which is the main component of semiconductor porcelain, replacing the SrO component with CaO component has the effect of reducing the rate of capacitance temperature change as the CaO component increases, but on the other hand, grain growth tends to be suppressed. in the
When the CaO content exceeds 22.60 mol% (approximately corresponding to the composition of Sr 0.55 Ca 0.45 TiO 3 ), the sintered grain size of the semiconductor porcelain decreases, making it impossible to secure the minimum apparent dielectric constant of 5000 required in practice. Therefore, it is undesirable.
It is composed of SrO component and TiO 2 components
Excess SrO added beyond a certain limit to SrTiO 3 solid or (Sr 1 - x Ca x ) TiO 3 solid consisting of SrO component, CaO component and TiO 2 component
When components, CaO components, and TiO 2 components are mixed,
SrTiO 3 particles or (Sr 1x Ca x ) during sintering
This is because grain growth of TiO 3 particles is suppressed. Also, Nb 2 O 5 is composed of SrO component and TiO 2 component
A necessary component to convert SrTiO 3 solid solution or (Sr 1 - x Ca x ) TiO 3 solid solution consisting of SrO component, CaO component and TiO 2 component into a semiconductor based on the principle of valence control, and its Nb 2 O If the amount of the five components is less than 0.05 mol% (approximately 0.10 mol% with respect to SrTiO 3 or Sr 1 - x Ca 1x Ca x TiO 3 ), SrTiO 3 porcelain or Sr 1x Ca x TiO 3
This is undesirable because grain growth of the porcelain is suppressed and an apparent permittivity of 5000 cannot be ensured. Example 2 Using the element of sample number 8 of Example 1, Example 1
After processing in the same manner and applying a plating electrode, Pb
-The solder components of the Sr-based solder material were changed, lead wires were attached using the dipping method, and the electrical and physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 3. Note that the sample numbers marked with a cross are comparative examples and are outside the scope of the claims of the present invention.

【表】 *印は比較用試料
以上のように、本発明はSrTiO3系半導体磁器
にメツキ法でNiまたはCuからなる電極を形成す
ることにより、高品質で特性的に優れた半導体磁
器コンデンサを作製することができる。 上記実施例では、電極の作成方法として無電解
メツキ法を使用した場合について説明したが、無
論、電解メツキ法で電極付与しても同等の効果を
得ることができる。
[Table] *marked is a sample for comparison As described above, the present invention produces semiconductor porcelain capacitors of high quality and excellent characteristics by forming electrodes made of Ni or Cu on SrTiO 3 -based semiconductor porcelain using the plating method. It can be made. In the above embodiments, the case where the electroless plating method was used as the method for forming the electrode was explained, but it goes without saying that the same effect can be obtained even if the electrode is provided by the electrolytic plating method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 酸化ストロンチウム(SrO)成分が50.23〜
49.47モル%、酸化チタン(TiO2)成分が49.72〜
50.23モル%、酸化ニオブ(Nb2O5)成分が0.05〜
0.30モル%からなる組成物を、中性または還元雰
囲気中で焼成し、得られた半導体磁器素子の結晶
粒界層を絶縁物化してなる粒界誘電体層型半導体
磁器基板に、印刷あるいは吹付可能なAg化合物
あるいはAg金属とNi、Cu、Zn、Al金属の1種
あるいは2種以上の混合あるいは合金粉末よりな
るペーストを必要個所に塗布し、その後350℃〜
850℃の温度範囲内で熱処理を施し、基板上に
0.01μm以上15μm以下の厚みの金属粒子層を形成
し、その後Pd、Ptイオンのうち少なくとも一方
のイオンが含まれている溶液中で上記金属粒子層
の表面部分にPb、Ptのうち少なくとも一方の金
属微粒子を析出させる活性置換処理を施し、その
後無電解メツキによりNiまたはCuの金属電極を
形成することを特徴とする半導体磁器コンデンサ
の製造方法。 2 半導体磁器の組成が、酸化ストロンチウム
(SrO)成分と酸化カルシウム(CaO)成分との
合量が50.23〜49.47モル%、酸化カルシウム
(CaO)成分が22.00モル%以下、酸化チタン
(TiO2)成分が49.72〜50.23モル%、酸化ニオブ
(Nb2O5)成分が0.05〜0.30モル%であることを特
徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体磁
器コンデンサの製造方法。 3 少なくともPb成分が37〜75%含有されてい
る半田材料を用い、端子付を行う事を特徴とする
特許請求の範囲第1項または第2項に記載の半導
体磁器コンデンサの製造方法。
[Claims] 1. Strontium oxide (SrO) component is 50.23~
49.47 mol%, titanium oxide (TiO 2 ) component is 49.72 ~
50.23 mol%, niobium oxide (Nb 2 O 5 ) component is 0.05~
A composition consisting of 0.30 mol% is fired in a neutral or reducing atmosphere, and printed or sprayed onto a grain boundary dielectric layer type semiconductor ceramic substrate, which is made by converting the crystal grain boundary layer of the obtained semiconductor ceramic element into an insulator. A paste made of a possible Ag compound or a mixture or alloy powder of one or more of Ag metal and Ni, Cu, Zn, and Al metals is applied to the required location, and then heated at 350℃~
Heat treated within a temperature range of 850℃, and then placed on the substrate.
A metal particle layer with a thickness of 0.01 μm or more and 15 μm or less is formed, and then at least one of Pb and Pt is applied to the surface of the metal particle layer in a solution containing at least one of Pd and Pt ions. A method for manufacturing a semiconductor ceramic capacitor, which comprises performing an active substitution treatment to precipitate fine metal particles, and then forming a Ni or Cu metal electrode by electroless plating. 2 The composition of the semiconductor porcelain is such that the total amount of strontium oxide (SrO) component and calcium oxide (CaO) component is 50.23 to 49.47 mol%, calcium oxide (CaO) component is 22.00 mol% or less, and titanium oxide (TiO 2 ) component 49.72 to 50.23 mol%, and the niobium oxide ( Nb2O5 ) component is 0.05 to 0.30 mol%. 3. The method of manufacturing a semiconductor ceramic capacitor according to claim 1 or 2, characterized in that terminal attachment is carried out using a solder material containing at least 37 to 75% of Pb component.
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