DE2441450A1 - Semiconductor ceramic condenser of redn. re-oxidn. type - based on calcium-strontium-bismuth titanates for low loss and temp. dependence - Google Patents

Semiconductor ceramic condenser of redn. re-oxidn. type - based on calcium-strontium-bismuth titanates for low loss and temp. dependence

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Abstract

A semiconductor ceramic condenser of the redn. re-oxidn. type, with a substrate with plated Ag electrodes and connecting leads, has a substrate of an O-deficient semiconductor material based on a solid soln. of CaTiO3, SrTiO3 and a component of the formula Bi2O3.xTiO2 (in which 0.5 = x =9.0) contg. 0.025-0.4 wt. % Mn, Co, Ni, Cr, V, Nb, Ta, La and/or Ce ions and having a compsn. within the range defined by the following points A to D in the triangular diagram: (wt. %): CaTiO3, SrTiO3, Bi2O3 x TiO2: (A; 98, 0, 2), (B; 0, 98, 2), (C; 0, 50, 50), and (D; 50, 0, 50). The surface of the substrate forms a dielectric layer of the oxidn. type by treatment with the given amt. of O2. These condensers have a much lower loss tangent, lower temp. dependence of the loss tangent and capacity and higher rupture voltage than conventional semiconductor ceramic condensers.

Description

Halbleiterkeramikkondensator Dio Erfindung betrifft einen Halbleiterkeramikkondensator vom Reduktions-Reoxidations-Typ mit einem Grundkörper mit aufplattierten Silberelektroden und damit elektrisch verbundenen Leitungen. Semiconductor ceramic capacitor The invention relates to a semiconductor ceramic capacitor of the reduction-reoxidation type with a base body with plated-on silver electrodes and electrically connected lines.

Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit Halbleiterkeramikkondensatoren vom SrTiO2-CaTiO3-Bi2O3#xTiO2-Typ und speziell mit solchen Kondensatoren, welche für die Verwendung in Schaltungen geeignet sind, welche hinsichtlich ihrer Temperaturabhängigkeit strengen Forderungen unterworfen sind, wie z.B. Koppelschaltungen oder Fangschaltungen.In particular, the present invention is concerned with semiconductor ceramic capacitors from the SrTiO2-CaTiO3-Bi2O3 # xTiO2 type and especially with those capacitors which are used for are suitable for use in circuits which, with regard to their temperature dependence are subject to strict requirements, such as coupling circuits or catch circuits.

Obwohl Halbleiterkeramikkondensatoren eine verhältnismässig neue Entwicklung darstellen hat man festgestellt, dass sie üblichen Kondensatoren mit üblicher Keramik überlegen sind, da sie eine hohe T'anazität besitzen, klein und relativ kompakt sind und andere hervorragende Eigenschaften besitzen. ei den Halbleiterkeramikkondensatoren unterscheidet man gegenwärtig zwei Typen, nämlich den sogenannten Valenz-gesteuerten Typ (valence control type) und den Oxidations-Reduktions-Typ.Although semiconductor ceramic capacitors are a relatively new development It has been found that they represent common capacitors with common ceramic are superior because they have a high capacity, small and relatively compact and have other excellent properties. ei the semiconductor ceramic capacitors A distinction is currently made between two types, namely the so-called valence-controlled Type (valence control type) and the oxidation-reduction type.

Diese Unterscheidung erfolgt entsprechend der Zusammensetzung des Keramikmaterials und der Art der Herstellung der Kondensatoren. Die Grundkörper aus halbleitender Keramik hestehen bei dem Valenz-gesteuerten Typ überwiegend aus Bariumtitanat, welchem kleinere Mengen anderer Elemente beigemischt sind, die einen ähnlichen Ionenradius besitzen, wie die Bestandteile des Bariumtitanats, jedoch eine andere Valenz. Da die pigenschaften dieser Halbleiter vom Valenz-gesteuerten Typ stark von der Reinheit der Psohmaterialien, der Aufrechterhaltung dieser Reinheit während der Herstellung und der Genauigkeit der Bestimmung der Anteile der einzelnen Rohmaterialien abhängig sind, ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, eine derartige halbleiterkeramik in industriellem Masstab herzustellen. In der Tat ist es schwierig, derartige reramikmaterialien im Laboratorium herzustellen, geschweige denn in industriellem Masstab.This distinction is made according to the composition of the Ceramic material and how the capacitors are made. The basic body semiconducting ceramics are predominantly made of the valence-controlled type Barium titanate, to which small amounts of other elements are mixed, make one have similar ionic radius as the components of barium titanate, however another valence. Because the properties of these semiconductors are valence-controlled Type strong on the purity of the psoh materials, the maintenance of this purity during manufacture and the accuracy of determining the proportions of each Depending on raw materials, it is difficult, if not impossible, to do so to manufacture semiconductor ceramics on an industrial scale. Indeed it is difficult to manufacture such ceramic materials in the laboratory, let alone in an industrial setting Scale.

Halbleiter vom Valenz-gesteuerten Typ haben zusätzliche Nachteile, da ihr spezifischer Widerstand nicht-unter 10 Ohm#cm abgesenkt werden kann und da ihre elektrischen Eigenschaften von Natur aus fest vorgegeben sind,- so dass die Temperaturabhängigkeit der Kapazität nicht nach Belieben geändert werden kann.Valence-controlled type semiconductors have additional disadvantages, there their specific resistance cannot be lowered below 10 Ohm # cm and because their electrical properties are inherently fixed, - so that the temperature dependence the capacity cannot be changed at will.

Kondensatoren mit Keramikmaterial vom Oxidations-Reduktions-Typ sind frei von den Fehlern, welche für Valenz-gesteuerte Keramikmaterialien typisch sind, bringen jedoch andere Prc-Ileme mit sich. Beispielsweise zeigt sich bei Halbleiterkeramikkondensatoren vom Oxidations-Reduktions-Typ im allgemeinen der Fchler, dass der Isolationswiderstand steil abfällt, wenn die angelegte Spannung crhöht wird, so dass die Arbeitsspannung in der Praxis üblicherweise bei etwa 10 Volt liegt, während die obere Grenze für die Spannung auf etwa 12 olt festgelegt ist. Ein weiterer Nachteil dieser Vondensatoren hesteht darin, dass unerwünschte Änderungen der elektrischen Eigenschaften eintreten, prnn die Zuleitungen direkt mit den Silberelektroden verlötet werden, da es in diesem Fall schwierig ist, die Grenzschichten zu stabilisieren. Urn dies zu verhindern, werden die Zuleitungen üblicherweise mit Hilfe eines leitfäbigen Adhäsionsklebers an den Silberelektroden befestigt. In der Praxis werden dann jedoch heim Einlöten der Vondensatoren in eine Schaltung deren Zuleitungen auf eine erhöhte Temperatur er.r.;rmt, was in einigen Fällen zu einer Beschädigung der leitenden Klebverbindung führt. Insbesondere in miniaturisierten elektrischen Schaltungen, in denen die 7uleitunqen kurz sind, ist eine sehr sorgfaltige Behandlung erforderlich.Capacitors with ceramic material are of the oxidation-reduction type free from the defects that are typical for valence-controlled ceramic materials, however, bring other Prc-ilemes with them. For example, it is shown in semiconductor ceramic capacitors of the oxidation-reduction type generally the subject that the insulation resistance drops sharply when the applied voltage is increased, so the working voltage in practice it is usually around 10 volts, while the upper limit for the voltage is set to around 12 olt. Another disadvantage of these Vcapacitors means that undesirable changes in the electrical properties occur, prnn the leads are soldered directly to the silver electrodes as it is in this Case is difficult to stabilize the boundary layers. To prevent this the leads are usually made with the help of a conductive adhesive attached to the silver electrodes. In practice, however, home soldering the condensers in a circuit, their leads to an elevated temperature er.r.; rmt, which in some cases can damage the conductive adhesive bond leads. Especially in miniaturized electrical circuits in which the 7uleitunqen are short, very careful handling is required.

Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass die vorbekannten Keramikkondensatoren mit Bariumtitanat (BaTiO3) als Hauptbestandteil nicht die elektrischen Eigenschaften des Bariumtitanats besitzen, d.h. dessen Temperaturabhängigkeit hinsichtlich der Kapazität und des tan # und auch nicht dessen hohe Dielektrizitätskonstante.In summary, it can be stated that the previously known Ceramic capacitors with barium titanate (BaTiO3) as the main component, the electrical properties are not affected of barium titanate, i.e. its temperature dependence with regard to the Capacity and the tan # and also not its high dielectric constant.

Der Einsatz der bekannte Kondensatoren ist ferner infolge der niedrigen Durchbruchsspannung derselben beschränkt, wie dies bereits oicn erwähnt wurde.The use of the known capacitors is also due to the low Breakdown voltage of the same limited, as already mentioned above.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Halbleiterkeramikkondensatoren vorzuschlagen, welche frei von den vorstehend angegebenen Nachteilen sind und welche einen wesentlich kleineren Verlustwinkel tan cf besitzen, welche eine verringerte Temperaturabhängigkeit des Verlustwinkels tan # und der Kapazität besitzen und welche eine höhere Durchbruchsspannung als die hekannten Halbleiterkeramikkondensatoren besitzen.The invention is based on the prior art described the underlying task of proposing semiconductor ceramic capacitors which are free of the disadvantages indicated above and which are considerably smaller Have loss angle tan cf, which has a reduced temperature dependence of the Loss angle tan # and capacitance and which have a higher breakdown voltage than have the well-known semiconductor ceramic capacitors.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch einen IIalbleiterkeramikkondensator der eingangs beschriebenen Art gelöst, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der Grundkörper aus einem einen Sauerstoffmangel aufweisenden halbleitenden Material besteht, welches im wesentlichen aus einer festen Lösung von Kalziumtitanat, Strontiumtitanat und einem nnteil besteht, für welchen die Formel gilt: Bi2O3 # xTiO2 wobei für x die folgende Beziehung gilt: 0,5 # x # 9,0, dass der Grundkörper Ionen mindestens eines der folgenden Gruppe von Stoffen enthält: Mangan, Kobalt, Mickel, Chrom, Vandium, Niob, Tantal, Lanthan und Zer, und zwar in einer Gesamtmenge zwischen 0,025 und 0,4 Gewichtsprozent, dass die Zusammensetzung der festen Lösung in den viereckigen Bereich mit den Eckpunkten A bis D in Fig. G fällt, wobei für die Punkte A bis D die in der folgenden Tahelle angegebenen -Zusammensetzungen gelten: Punkt CaTiO3 SrTiO3 Bi2O3 # xTiO2 (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) A 98,0 0 2,0 B 0 98,0 9,n C O 5n,0 5n,0 D 50,0 n 50,0 und dass die Oberfläche des Grundkörpers durch Behandlung mit einer vorgegebenen Sauerstoffmenge eine dielektrische Schicht vom Oxidations-Typ bildet.According to the invention, this object is achieved by a semiconductor ceramic capacitor solved the type described above, which is characterized in that the base body is made of a semiconducting material that has an oxygen deficiency consists, which consists essentially of a solid solution of calcium titanate, strontium titanate and a component, for which the formula applies: Bi2O3 # xTiO2 where for x the following relationship holds true: 0.5 # x # 9.0 that the basic body Ions contains at least one of the following group of substances: manganese, cobalt, Mickel, chromium, vanadium, niobium, tantalum, lanthanum, and zer in a total amount between 0.025 and 0.4 percent by weight that the composition of the solid solution falls into the square area with the corner points A to D in Fig. G, where for the points A to D the compositions given in the following table apply: Point CaTiO3 SrTiO3 Bi2O3 # xTiO2 (wt%) (wt%) (wt%) A 98.0 0 2.0 B 0 98.0 9, n C O 5n, 0 5n, 0 D 50.0 n 50.0 and that the surface of the base body by treatment with a predetermined amount of oxygen, an oxidation type dielectric layer forms.

Gemäss vorliegender Erfindung werden die Halbleiterkeramikkondensatoren vorzugsweise aus Gemischen hergestellt, welche überwiegend aus nicht stöchiometrischen Anteilen fester Lösungen bestehen, die aus einer Mischung erhalten werden, die im wesentlichen aus Strontiumtitanat (SrTiO3), Kalziumtitanat (CaTiO3), Wismutoxid (Bi2O3) und Titanoxid (TiO2) zusammengesetzt sind und denen kleinere Anteil geeigneter Mengen von Ionen mindestens eines der folgenden Stoffc zugesetzt sind: Mangan, Kobalt, Nickel, Chrom, Vanadium, Niob, Tantal, Lanthan und Zcr.According to the present invention, the semiconductor ceramic capacitors preferably made from mixtures, which predominantly from non-stoichiometric There are proportions of solid solutions obtained from a mixture contained in the mainly made of strontium titanate (SrTiO3), calcium titanate (CaTiO3), bismuth oxide (Bi2O3) and titanium oxide (TiO2) are composed and which smaller proportions are more suitable Quantities of ions of at least one of the following substances are added: Manganese, Cobalt, nickel, chromium, vanadium, niobium, tantalum, lanthanum and Zcr.

Diese Mischung wird dann in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt, um ein Keramikmaterial zu erzeugen. Das Keramikmaterial wird dann in reduzierender Atmosphäre erhitzt, und es wird eine gewisse Menge des Sauerstoffs aus dem Keramikmaterial entfernt, um die nicht stöchiometrischen festen Lösungen zu rhalten. Anschliessend werden die nicht stöchiometrischen festen Lösungen teilweise bei erhöhter Temperatur in einer oxidierenden Atmosphäre teilweise reoxidiert, um Nalbleiterkeramikkondensatoren zu erhalten.This mixture is then heated in an oxidizing atmosphere, to create a ceramic material. The ceramic material is then in reducing Atmosphere is heated, and it gets some amount of the oxygen out of the ceramic material removed to keep the non-stoichiometric solid solutions. Afterward the non-stoichiometric solid solutions are partly at elevated temperature partially reoxidized in an oxidizing atmosphere to make semiconductor ceramic capacitors to obtain.

r.s ist ein Vorteil der erfindungsgemässen Halblei terkeramilkondensatoren, dass sie hinsichtlich der an sie anlegbaren Vorspannung, hinsichtlich ihrer Frequenzcharakteristik und hinsichtlich der Alterung der Kapazitätscharakteristik und des Verlustwinkels tan # ausgezeichnete Eigenschaften besitzen.r.s is an advantage of the semiconductor capacitors according to the invention, that they with regard to the bias voltage that can be applied to them, with regard to their frequency characteristics and with regard to the aging of the capacitance characteristic and the loss angle tan # have excellent properties.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Halbleiterkeramikkondensatoren besteht darin, dass sie Kondensatorbeläge mit stabilen Grenzschichten besitzen, die aufgrund eines Reduktions-Reoxidationsverfahrens gewonnen werden, so dass die Zuleitungen direkt mit den Silberelektroden verlötet werden können, ohne dass eine Verschlechterung irgendeiner der elektrischen Eigenschaften eintritt und ohne dass eine Beschädigung des Verbindungsbereichs an den Elektroden auftritt. Dies bedeutet, dass die Eigenschaften der Kondensatoren gegenüber einem wtirmeschock verbessert werden, so dass eine beachtliche Verbesserung der Arbeitsleistung bei der Herstellung der Kondensatoren und beim Einbau derselben in elektrische Schaltungen erreicht werden kann.Another advantage of the semiconductor ceramic capacitors according to the invention consists in the fact that they have capacitor plates with stable boundary layers, which are obtained due to a reduction-reoxidation process, so that the Leads can be soldered directly to the silver electrodes without a Deterioration of any of the electrical properties occurs and without damage to the connection area on the electrodes occurs. This means, that the properties of the capacitors are improved compared to a thermal shock be, so that a remarkable improvement in the labor output in the manufacture the Capacitors and when installing them in electrical circuits can be reached.

I3ei den bekannten Verfahren zur Herstellung von halbleitender Keramik ist es erforderlich, äusserst reine Ausgangsstoffe zu verwenden, wodurch die Herstellungskosten jedoch erhöht werden.I3ei the known processes for the production of semiconducting ceramics it is necessary to use extremely pure raw materials, which reduces manufacturing costs however, can be increased.

Gemäss vorliegender Erfindung wurden jedoch Halbleiterkeramikkondensatoren entwickelt, welche hervorragende elektrische Eigenschaften hesitzen, welche aber durch Verwendung üblicher industrieller Rohmaterialien beträchtlich billiger herstellbar sind.According to the present invention, however, semiconductor ceramic capacitors have been used developed, which have excellent electrical properties, but which considerably cheaper to manufacture using common industrial raw materials are.

Die Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung können nach folgendem Verfahren hergestellt werden: SrTiO3, CaTiO3, Bi2O3, TiO2 und die Ionen eines oder mehrerer der folgenden Elemente: Mn, Co, Ni, Cr, V, Nb, Ta, La und Ce werden in solchen Mengen abgewogen, dass sich die gewünschte Zusammensetzung ergibt. Die Bestandteile der Mischung werden dann in einen Porzellantopf oder in eine Trommel gegeben und miteinander gemischt.The semiconductor ceramic capacitors according to the invention can according to can be produced using the following process: SrTiO3, CaTiO3, Bi2O3, TiO2 and the ions one or more of the following elements: Mn, Co, Ni, Cr, V, Nb, Ta, La and Ce are weighed in such amounts that the desired composition results. The ingredients of the mixture are then placed in a china pot or drum given and mixed together.

Anschliessend wird die erhaltene TRohmaterialmischung mit Bindemitteln gemischt. Die dabei erhaltene Mischung wird gepresst und zu Scheiben oder dergleichen geformt. Die ausgeformten Grundkörper werden in oxidierender Atmosphäre gesintert, um Keramik zu erhalten. Anschliessend werden die Keramikkörper erneut in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt. Während dieses Verfahrensschrittes verlieren die Keramikkörper einen Teil des Sauerstoffs und T,7erden halbleitend. Die halbleitenden Keramikkörner, die auf diese Weise erhalten wurden, erden dann mit Silberelektroden versehen und in einer oxidierenden Atmosphäre erhitzt. Diese abschliessende Wärmebehandlung dient dem Aufplattieren der Silberelektroden, der Oherfl.chendiffusion des Elektrodenmaterials auf den Grundkörper und gleichzeitig der teilweisen oxidation der keramischen Grundkörper.The raw material mixture obtained is then coated with binders mixed. The mixture obtained in this way is pressed and made into slices or the like shaped. The molded base bodies are sintered in an oxidizing atmosphere, to get ceramics. Then the ceramic bodies are again in a reducing Atmosphere heated. During this process step, the ceramic bodies lose a Part of the oxygen and T, 7 earths semiconducting. The semiconducting Ceramic grains obtained in this way are then grounded with silver electrodes provided and heated in an oxidizing atmosphere. This final heat treatment serves to plate the silver electrodes, the surface diffusion of the electrode material on the base body and at the same time the partial oxidation of the ceramic base body.

Auf diese Weise werden Halbleiterkeramikkondensatoren erhalten.In this way, semiconductor ceramic capacitors are obtained.

Sämtliche vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte zur Herstellung von Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung sind unerlässlich, um die angegebenen Merkmale und Eigenschaften der Keramikgrundkörr'er zu erhalten.All of the manufacturing process steps described above of semiconductor ceramic capacitors according to the invention are essential to the specified features and properties of the ceramic base body.

Die im Zusammenhang mit vorliegender Erfindung brauchbaren Rohmaterialien können Oxide oder Verbindungen sein, Welche bei Crhitzung Oxide ergehen, wie z.ß. Karbonate, Nitrate, Hydroxide, Hydrate usw.The raw materials useful in connection with the present invention can be oxides or compounds, which result in oxides when heated, such as z.ß. Carbonates, nitrates, hydroxides, hydrates, etc.

Die Manganionen können beispielsweise in Form von Mangankarbonat, -sulfat, -nitrat und -hydroxid beigemischt werden oder in Form der Mangansalze von organischen Säuren.The manganese ions can, for example, in the form of manganese carbonate, sulfate, nitrate and hydroxide are added or in the form of the manganese salts of organic acids.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine graphische Darstellung der ,5nderung der Kapazität und des Verlustwinkels tan # eines @albleiterkeramikkondensators gemäss der Erfindung in Abhängigkeit von der angelegten Gleichspannung; Fig. 2 die Abhängigkeit des Verlustwinkels tan # von der Frequenz; Fig. 3 eine graphische Darstellung des Einflusses der Alterung auf die hanazitit hzw. den Verlustwinkel tan # ; Fig. 4 eine graphische Darstellung der Temperaturabhängigkeit der Kapazität und des Verlustwinkels; Fig. 5 eine graphische Darstellung der Abhängigkeit der Kapazitätsänderung, der prozentualen Ranazitcitsänderung und des Verlustwinkels vom Wert x des Bi2O3 xTiO2-Bestandteils und Fig. 6 ein dreieckiges Mischungsdiagramm des terneiren Systems CaTiO3-SrTiO3-Bi2O3#3TiO2, in welchem Konturlinien für die Kapazität, die Kapazitätsänderung, bezogen auf die Kanazitat bei 200C, und den Verlustwinkel eingezeichnet sind.The invention is explained in more detail below with reference to a drawing. The drawings show: FIG. 1 a graphic representation of the change in the capacitance and the loss angle tan # of a semiconductor ceramic capacitor according to the invention depending on the applied DC voltage; Fig. 2 shows the dependency of the loss angle tan # from the frequency; Fig. 3 is a graphic representation of the Influence of aging on the hzw. the loss angle tan #; Fig. 4 a graphical representation of the temperature dependence of the capacitance and the loss angle; Fig. 5 is a graphical representation of the dependence of the change in capacitance, the percentage change in ranacite cite and the loss angle from the value x of the Bi2O3 xTiO2 component and FIG. 6 shows a triangular mixture diagram of the internal system CaTiO3-SrTiO3-Bi2O3 # 3TiO2, in what contour lines for the capacitance, the change in capacitance, based on the Kanazitat at 200C, and the loss angle are shown.

DETAILBESCHREIDUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE Die Rohmaterialien werden so zusammengestellt und gemischt, dass sich folgende Mischung ergibt: SrTiO3 66,0 Gewichtsprozent, CaTiO3 27,0 Gewichtsprozent, Bi2O3#3TiO2 7,0 Gewichtsprozent und Manganionen 0,05 Gewichtsprozent. Diese Mischung wird in nassem Zustand in einem Porzellantonf gemischt, wobei mit Achatkugeln gearbeitet wird. Das SrTi03 und das CaTiO3 werden vor dem Mischen mit Strontiumkarbonat (SrCO3) und Titandioxid (TiO2) bzw. Kalziumkarbonat (CaCO3) und Titandioxid (TiO2) vorbereitet, indem man die äguimolare Mischung bei einer Temperatur von 1200°C brennt und die gebrannte Mischung anschliessend groh zerkleinert. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS The raw materials are put together and mixed in such a way that the following mixture results: SrTiO3 66.0 percent by weight, CaTiO3 27.0 percent by weight, Bi2O3 # 3TiO2 7.0 percent by weight and manganese ions 0.05 percent by weight. This mixture comes in a wet state Porcelain clay mixed using agate balls. The SrTi03 and the Be CaTiO3 before mixing with strontium carbonate (SrCO3) and Titanium dioxide (TiO2) or calcium carbonate (CaCO3) and titanium dioxide (TiO2) prepared, by burning the equimolar mixture at a temperature of 1200 ° C and the The burnt mixture is then roughly chopped up.

Die Manganionen werden in Form von Mangankarbonat beigegeben.The manganese ions are added in the form of manganese carbonate.

Nach dem Mischen im nassen Zustand werden der ßTischung L3indemittel zugesetzt, und es erfolgt eine ausreichende rlischung in einer Kugelmühle. Die dahei erhaltene Mischung wird dann gepresst und zu Scheiben mit einem Durchmesser von 16,5 mm und einer Stärke von 0,6 mm ausgeformt, wobei mit einem Druck von 3 t/cm2 gearheitet wird.After mixing in the wet state, the ßTix L3indmittel added, and there is sufficient mixing in a ball mill. The dahei The resulting mixture is then pressed and made into disks with a diameter of 16.5 mm and a thickness of 0.6 mm, with a pressure of 3 t / cm2 is made.

Die ausgeformten Scheiben werden 2 Stunden lang bei einer Temperatur von 13500C in Luft gesintert und anschliessend 1 Stunde lang bei einer Temperatur von 8500 einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise einer Wasserstoffströmung ausgesetzt. Während des letztgenannten Verfahrensschrittes verlieren die Halbleiterscheiben einen Teil des Sauerstoffs und werden halbleitend. Anschliessend werden beide Oberflcichen, bzw. die beiden Hauptflächen der so erhaltenen Keramikscheiben bzw. Grundkörper mit einer Silberelektrodenpaste bestrichen.The molded discs are kept at one temperature for 2 hours of 13500C in air and then sintered for 1 hour at a temperature of 8500 of a reducing atmosphere such as a hydrogen flow exposed. The semiconductor wafers lose during the last-mentioned process step some of the oxygen and become semiconducting. Then both surfaces are or the two main surfaces of the ceramic disks or base bodies obtained in this way smeared with a silver electrode paste.

Die keramischen Grundkörper werden dann in einer oxidierenden Atmosphäre, beispielsweise in Luft auf eine Temperatur von 7800C erhitzt, um eine teilweise Reoxidation der Keramikkörper zu erreichen und dahei das aufgestrichene Material für die Silberelektroden auf die Hauptflächen der Keramikkörper aufzuplattieren. Anschliessend werden die Zuleitungen direkt mit der Oberfläche der eilherelektroden verlötet, wobei diese in das geschmolzene Lötmittel eingetaucht werden. Auf diese Weise erhält man einen Halbleiterkeramikkondensator mit folgenden charakteristischen Werten: Kapazität (C) 0,04 µF/cm2 Verlustwinkel tan # 0,5% Kapazitätsänderung im Bereich zwischen -55 und +1200C (bezogen auf die Kapazität bei 25°C; Messfrequenz 1 kHz) +6,2% bis -5,6% Isolationswiderstand (IR) (gemessen bei 25 C und 100 V) 5 x 10 M# Durchbruchsspannung 800 V= Bei den obigen Messergebnissen wurde von den Messwerten, die 24 Stunden nach der Reoxidation erhalten wurden, als Anfangswerten ausgegangen und sowohl die Kapazität C als auch der Verlustwinkel tan# wurden mit einer Frequenz von 1 kHz, einer Spannung von 1 V und bei einer Temperatur von 250C gemessen.The ceramic base bodies are then placed in an oxidizing atmosphere, for example heated in air to a temperature of 7800C to achieve a partial To achieve reoxidation of the ceramic body and therefore the painted material for the silver electrodes to be plated on the main surfaces of the ceramic body. The supply lines are then directly connected to the surface of the common electrodes, immersing them in the molten solder will. In this way, a semiconductor ceramic capacitor is obtained with the following characteristic values: capacitance (C) 0.04 µF / cm2 loss angle tan # 0.5% change in capacitance in the range between -55 and + 1200C (based on the capacitance at 25 ° C; measuring frequency 1 kHz) + 6.2% to -5.6% insulation resistance (IR) (measured at 25 C and 100 V) 5 x 10 M # breakdown voltage 800 V = In the above measurement results, the Measurement values obtained 24 hours after the reoxidation as initial values assumed and both the capacitance C and the loss angle tan # were with a frequency of 1 kHz, a voltage of 1 V and a temperature of 250C measured.

Die Änderung der Kapazität und des Verlustwinkels der Halbleiterkeramikkondensatoren in Abhängigkeit von der angelegten Gleichspannung ist in Fig. 1 gezeigt. Die Frequenzabhängigkeit des Verlustwinkels tan # der Halbleiterkeramikkondensatoren ist in Fig. 2 gezeigt. Ferner ist der Einfluss der Alterung auf die Kapazität und den Verlustwinkel der Halbleiterkeramikkondensatoren in Fig. 3 gezeigt, wo längs der hönzontalen Achse die Zeit in Stunden aufgetragen ist.The change in the capacitance and the loss angle of the semiconductor ceramic capacitors as a function of the applied DC voltage is shown in FIG. 1. The frequency dependence of the loss angle tan # of the semiconductor ceramic capacitors is shown in FIG. Furthermore, the influence of aging on the capacity and the loss angle of the Semiconductor ceramic capacitors shown in Fig. 3 where along the zonzontal axis the time is plotted in hours.

Aus Fig. 1 wird deutlich, dass die Kapazität und der Verlustwinkel nicht von der angelegten Gleichspannung abhängig sind.From Fig. 1 it is clear that the capacitance and the loss angle not are dependent on the applied DC voltage.

Wie Fig. 2 zeigt, sinkt die gespeicherte Ladungsmenge @ in einem Frequenzbereich von 1 kHZ bis 100 MHz nicht unter den Wert 100 ab, d.h. der Verlustwinkel tan # beträgt höchstens 1%.As FIG. 2 shows, the stored amount of charge @ decreases in a frequency range from 1 kHZ to 100 MHz not below the value 100, i.e. the loss angle tan # is a maximum of 1%.

Ferner wird aus Fig. 3 deutlich, dass selbst nach einer Zeit von 1000 Stunden die Kapazität und der Verlustwinkel noch identisch mit den Anfangswerten dieser Grössen sind.Furthermore, it is clear from FIG. 3 that even after a time of 1000 Hours the capacity and the loss angle are still identical to the initial values these sizes are.

In Tahelle II sind die elektrischen rigenschaften von üblichen Halbleiterkeramikkondensatoren vom Reduktions-Reoxidations-Typ mit BaTiO3 und die entsprechenden elektrischen Eigenschaften von Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung zusammengefasst.Table II shows the electrical properties of common semiconductor ceramic capacitors of the reduction-reoxidation type with BaTiO3 and the corresponding electrical properties summarized by semiconductor ceramic capacitors according to the invention.

TABELLE II Nr. Kondensator- C tan # Isol. V= T.C. Spannungs-Typ (µF/ (%) Wid. (%) charakterisik cm2 (M#) # C (%) 1 BaTiO3-0,18 5,4 2 x 500 -8 - -40 Bi2O3 103 -25 BaTiO3-2 0,17 2,0 1 x 1200 -29- -40 105 -67 gemäss 0,04 0,5 5 x 800 +4 - 0 3 4 Erfindung 10 -1 T.C. in der obigen Tabelle bedeutet dabei einen Wert, der gemäss folgender Gleichung errechnet wurde: T.C. (%) = #C/C20 x 100, wobei 4 C gleich der Differenz zwischen der Kapazität bei -300C und bei +85 0C ist und wobei C20 die Kanazitat bai 200C ist. TABLE II No. Capacitor- C tan # Isol. V = T.C. Voltage type (µF / (%) Wid. (%) characteristic cm2 (M #) # C (%) 1 BaTiO3-0.18 5.4 2 x 500 -8 - -40 Bi2O3 103 -25 BaTiO3-2 0.17 2.0 1 x 1200 -29- -40 105 -67 according to 0.04 0.5 5 x 800 +4 - 0 3 4 Invention 10 -1 T.C. in the table above means a value calculated according to the following equation: T.C. (%) = # C / C20 x 100, where 4 C equals the difference between the capacitance at -300C and at +85 0C and where C20 is the Kanazitat bai 200C.

Fig. 4 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Kapazität C und des Verlustwinkels tan # für die Kondensatortypen 1 bis 3, gemnss der Tahelle II. Dahei sind in Fig. 4 die prozentuale Kapazitätsänderung (# C %) in ausgezogenen Linien, und der Verlustwinkel tan # in gestrichelten Linien gezeichnet. Die Ziffern 1 bis 3 in Fig. 4 bezeichnen den jeweiligen Kondensatortyp entsprechend der Tahelle II. Aus der Tabelle II und der Fig. 4 wird deutlich, dass Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung hinsichtlich des Verlustwinkels tan # und des Wertes T.C. den üblichen Halbleiterkeramikkondensatoren weit überlegen sind. Aus der Tabelle II und den Fig. 1 bis 3 wird ferner deutlich, dass die Snannungscharakteristik, die Frequenzcharakteristik und die Alterungseigenschaften von Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung ausgezeichnet sind.Fig. 4 shows the temperature dependency of the capacitance C and the loss angle tan # for capacitor types 1 to 3, according to table II. 4 the percentage change in capacity (# C%) in solid lines, and the loss angle tan # drawn in dashed lines. The numerals 1 to 3 in FIG. 4 denote the respective capacitor type according to Tahelle II. From Tables II and 4 it is clear that semiconductor ceramic capacitors according to the invention with regard to the loss angle tan # and the value T.C. the usual semiconductor ceramic capacitors are far superior. It is also clear from Table II and FIGS. 1 to 3, that the voltage characteristic, the frequency characteristic and the aging properties of semiconductor ceramic capacitors according to the invention are excellent.

Aus Vorstehendem wird deutlich, dass die erfindungsgemässen Halbleiterkeramikkondensatoren keinen der Nachteile aufweisen, die bei üblichen Halbleiterkeramikkondensatoren vom Reduktions-Reoxidations-Typ mit BaTiO3 vorhanden sind. Ausserdem sind die erfindungsgemässen Halbleiterkeramikkondensatoren hinsichtlich der Termperatur-, der Spannungs-, der Frequenz- und der Alterungscharakteristik sehr stabil und können somit mit Vorteil in elektronischen Schaltungen eingesetzt werden.It is clear from the above that the semiconductor ceramic capacitors according to the invention do not have any of the disadvantages associated with conventional semiconductor ceramic capacitors of the reduction-reoxidation type with BaTiO3 are present. In addition, they are according to the invention Semiconductor ceramic capacitors with regard to the temperature, the voltage, the Frequency and aging characteristics are very stable and can therefore be used with advantage be used in electronic circuits.

Die in Tabelle II angegebenen TSerte ffir den Kondensatortyp Nr. 1 wurden bei einer Spannung von 0,5 7 V und einer Frequenz von 1 kHz crmittelt, und zwar für den Verlustwinkel und den Wert T.C. Der Isolationswiderstand wurde bei einer Spannung von 25 V gemessen. In Tabelle II bedeutet die Spannungscharakteristik ferner die Geschwindigkeit der Kapazitätsänderung beim Anlegen einer Gleich spannung von 25 T. Fiir den Kondensatortyp Nr. 2 wurden die Werte für den Verlustwinkel tan # und der Wert T.C. bei einer Spannung von 1 V und einer Frequenz von 1 kHz ermittelt. Der Isolationswiderstand wurde bei einer Spannung von 5n V ermittelt. Als Snannungscharakteristik ist die Änderungsgeschwindigkeit der Kapazität bei Anlegen einer Gleichspannung von 50 V angegehen. Die Werte für den Kondensator typ Nr. 3 in Tabelle II wurden unter den gleichen Bedingungen ermittelt, wie beim Kondensatortyp Nr. 1.The T values given in Table II for capacitor type No. 1 were averaged at a voltage of 0.5 7 V and a frequency of 1 kHz, and for the loss angle and the value T.C. The insulation resistance was at measured at a voltage of 25 V. In Table II, the voltage characteristic means also the speed of the change in capacitance when a DC voltage is applied of 25 T. For capacitor type no. 2, the values for the loss angle became tan # and the value T.C. determined at a voltage of 1 V and a frequency of 1 kHz. The insulation resistance was determined at a voltage of 5n V. As a voltage characteristic is the rate of change in capacitance when a DC voltage is applied of 50 V. The values for capacitor type No. 3 in Table II were determined under the same conditions as for capacitor type no.1.

Die nachfolgende Tabelle III zeigt die elektrischen Eigenschaf ten für verschiedene Mengen von Mn-Ionen in der zuvor angegebenen Mischung. Diese Tabelle gibt also Aufschluss über die Wirkung der Beimischung von Mn-Ionen.The following table III shows the electrical properties for different amounts of Mn ions in the mixture given above. this table thus provides information about the effect of the admixture of Mn ions.

TABELLE III Kond. Mn-Ionen C tan # isol.Widerst. V Typ (Gew.-%) (µF/cm2) (%) (M#) (V=) Nr. TABLE III cond. Mn ions C tan # isol. Resist. V type (wt .-%) (µF / cm2) (%) (M #) (V =) No.

4 n 0,040 21 1 x 104 250 5 0,025 0,044 0,7 1 x 104 600 6 0,05 0,040 0,5 5 x 104 800 7 0,15 0,034 0,4 5 x 104 1200 8 0,40 0,021 a,4 7 x 10 1600 9 0,60 0,0007 0,1 # 7000 Wie aus Tabelle III deutlich wird, bringt die Beimischung von Mn-Ionen selbst in kleinen Mengen ein schnelles Anwachsen des Isolationswiderstandes mit sich. Dieses Anwachsen des Isolationswiderstandes wird durch die Absenkung der Dichte der freien Elektronen in der Grenzschicht erreicht, welche auf den Valenz- Kompensationseffekt der Mn-Ionen in der Grenzschicht zurückzuführen ist. 4 n 0.040 21 1 x 104 250 5 0.025 0.044 0.7 1 x 104 600 6 0.05 0.040 0.5 5 x 104 800 7 0.15 0.034 0.4 5 x 104 1200 8 0.40 0.021 a, 4 7 x 10 1600 9 0.60 0.0007 0.1 # 7000 As can be seen from Table III, the addition of Mn ions show a rapid increase in insulation resistance even in small quantities with himself. This increase in the insulation resistance is caused by the lowering of the Density of free electrons reached in the boundary layer, which is based on the valence Compensation effect of the Mn ions in the boundary layer is due.

Für die Kondensatortypen gemäss Tabelle III wurde Mangankarbonat (MnCO3) als Quelle für die Mn-Ionen verwendet und in solcher Menge beigemischt, dass sich ein vorgegebener Gehalt an Mn-Ionen ergab.For the capacitor types according to Table III, manganese carbonate (MnCO3) used as a source for the Mn ions and added in such an amount that gave a predetermined content of Mn ions.

Wenn der Anteil an Mn-Ionen unter 0,025 Gewichtsprozent liegt, zeigen die keramischen Grundkörper, die aus einem derartigen Gemisch hergestellt werden, an ihrer Oberfläche Flecken und Nadellöcher und haben keine feinen Oberflächen. Ferner zeigen aus derartigen mischungen hergestellte Kondensatoren grosse Schwankungen in ihren charakteristischen Werten. Wenn andererseits der Anteil an Mn-Ionen einen Art von 0,60 Gewichtsprozent übersteigt, wird die Kapazität sehr klein, während der Isolationswiderstand sehr och ist. Dics ist darauf zurückzuführen, dass das Ph,çnomen der Reoxidation Während des Reoxidationsschrittes sehr heftig ist und zu einer Verschlechterun der Halbleiterkeramikkondensatoren fiihrt.When the content of Mn ions is below 0.025 percent by weight, show the ceramic base bodies that are produced from such a mixture, spots and pinholes on their surface and have no fine surfaces. Also show Capacitors made from such mixtures large fluctuations in their characteristic values. If on the other hand the proportion of Mn ions exceeds 0.60% by weight, the capacity becomes very large small, while the insulation resistance is very high. Dics is due to that the phenomenon of reoxidation is very violent during the reoxidation step and leads to a deterioration in the semiconductor ceramic capacitors.

Die vorstehend beschriebenen Auswirkungen der Zugabe von Mn-Ionen sind überall in dem Bereich A-B-C-D in Fig. 6 gleich.The above-described effects of adding Mn ions are the same throughout the area A-B-C-D in FIG.

Die Menge des Zusatzes an Mn-Ionen wird folglich auf Werte zwischen 0,025 und ,40 Gewichtsprozent begrenzt.The amount of the addition of Mn ions is consequently to values between 0.025 and .40 percent by weight.

Andere Experimente hahen gezeigt, dass ein Zusatz von CO-, Ni-, Cr-, V-, Nb-, Ta-, La- und Ce-Ionen anstelle von Mn-Ionen zu genau den gleichen Ergebnissen führt, welche mit Mn-Ionen erhalten wurden, und dass die gemeinsame Reimischung von zwei oder mehr der obigen Ionentypen ebenfalls zu guten Halbleiterkeramikkondensatoren führt, deren charakteristische Eigenschaften die gleichen sind wie bei den vorstehend betrachteten Halbleiterkeramikkondensatoren, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge der beigemischten Ionen innerhalb des Bereichs von 0,025 bis 0,40 Gewichtsprozent liegt.Other experiments have shown that the addition of CO-, Ni-, Cr-, V, Nb, Ta, La, and Ce ions instead of Mn ions give exactly the same results leads, which were obtained with Mn ions, and that the common re-mixing of two or more of the above ion types also make good semiconductor ceramic capacitors the characteristics of which are the same as those of the above considered semiconductor ceramic capacitors, provided that the total amount of admixed ions within the range of 0.025 to 0.40 percent by weight lies.

Fig. 5 zeigt eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Kapazität C, der prozentualen Kapazitätsänderung SC/C20 bei einer Temperatur von -30°C und des Verlustwinkels tan 6 einerseits und dem t1:ert x des Mischungsbestandteils Bi2O3#xTiO2, welcher einer der Hauptbestandteile des Keramikmaterials für Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung ist, andererseits.Fig. 5 shows a graphical representation of the relationship between the capacitance C, the percentage change in capacitance SC / C20 at a temperature of -30 ° C and the loss angle tan 6 on the one hand and the t1: ert x of the mixture component Bi2O3 # xTiO2, which is one of the main components of the ceramic material for Semiconductor ceramic capacitors according to the invention, on the other hand.

Solange x unter 0,5 liegt ist der Bi2O3-Anteil ühermässig gross und die Mischung fällt aus dem oben angegebenen Bereich heraus, da das Bi2O3 während der Frhitzung verdampft, was für den praktischen Einsatz unerwünscht hohe änderungen der einzelnen Eigenschaften mit sich bringt. Wenn dagegen x grösser als 9,0 wird, ergibt sich ein TiO2-Überschuss und die Keramikgrundkörner haften aneinander.As long as x is below 0.5, the proportion of Bi2O3 is excessively large and the mixture falls out of the range given above, since the Bi2O3 during the heating evaporates, which is undesirably high for practical use of the individual properties. On the other hand, if x is greater than 9.0, there is an excess of TiO2 and the ceramic grains adhere to one another.

Wenn x zwischen 0,5 und 9,0 liegt, wie dies Fig. 5 zeigt, ergehen sic dagegen ffir die Halbleiterkeramikkondensatoren gute Werte für die Kapazität, für den Wert T.C. und für den Verlustwinkel tan #. Für den Mischungsbestandteil Bi2O3#xTiO2 werden folglich fiir x Werte zwischen 0,5 und 9,0 bevorzugt.If x is between 0.5 and 9.0, as shown in FIG. 5, it will go sic, on the other hand, good values for the capacitance for the semiconductor ceramic capacitors, for the value T.C. and for the loss angle tan #. For the mix component Bi2O3 # xTiO2 are therefore preferred for x values between 0.5 and 9.0.

Im übrigen gilt die Fig. 5 mit den unterschiedlichen Werten von x für den Pestandteil Bi2O3#xTiO2 fiir eine Keramikmischung mit 66,0 Gewichtsprozent SrTiO3, mit 27,0 Gewichtsprozent CaTiO3, mit 7,0 Gewichtsprozent Bi2O3#xTiO2 und mit 0,05 Gewichtsprozent Mn-Ionen.Otherwise, FIG. 5 applies with the different values of x for the P component Bi2O3 # xTiO2 for a ceramic mixture with 66.0 percent by weight SrTiO3, with 27.0 percent by weight CaTiO3, with 7.0 percent by weight Bi2O3 # xTiO2 and with 0.05 percent by weight of Mn ions.

Fig. 6 zeigt die Konturlinien der Kapazität C, des Wertes T.C.Fig. 6 shows the contour lines of the capacitance C, the value T.C.

=@ C/C20 (%) und des Verlustwinkels tan # von Halbleiterkeramikkondensatoren aus der oben angegebenen Mischung mit unterschiedlichen Anteilen der drei Verbindungen SrTiO3, CaTiO3 und Bi2O3#3TiO2.= @ C / C20 (%) and the loss angle tan # of semiconductor ceramic capacitors from the mixture given above with different proportions of the three compounds SrTiO3, CaTiO3 and Bi2O3 # 3TiO2.

Wie Fig. 6 zeigt besitzen die Halbleiterkeramikkondensatoren ausgezeichnete Figenschaften hinsichtlich des Wertes T.C. und des Verlustwinkels tan #. Diese ausgezeichneten Eigenschaften können erreicht werden, wenn man Keramikmischungen verwendet, die in den viereckigen Bereich A-B-C-D in Fig. 6 fallen und wenn man diesen Mischungen 0,025 bis 0,4 Gewichtsprozent von Ionen mindestens eines der folgenden Elemente beimischt: Mangan, Kobalt, Nickel, Chrom, Vanadium, Niob, Tantal, Lanthan und Zer. Halbleiterkeramikkondensatoren mit ausgezeichneten Eigenschaften können also aus Keramikmischungen erhalten werden, die in den viereckigen Bereich A-B-C-D fallen, wobei für die Punkte A, B, C und D die nachstehend in Tabelle IV angegebenen Mischungsbestandteile verwendet werden, denen Ionen mindestens eines der folgenden Elemente beigemischt werden: Mn, Co, Ni, Cr, , Nb, Ta, La und Ce.As shown in FIG. 6, they have semiconductor ceramic capacitors excellent Properties with regard to the value T.C. and the loss angle tan #. These excellent Properties can be achieved using ceramic mixes that fall into the square area A-B-C-D in Fig. 6 and when considering these mixtures 0.025 to 0.4 percent by weight of ions of at least one of the following elements admixed: manganese, cobalt, nickel, chromium, vanadium, niobium, tantalum, lanthanum and cerium. Semiconductor ceramic capacitors with excellent properties can therefore be made from Ceramic mixtures are obtained that fall into the quadrangular area A-B-C-D, where for points A, B, C and D the mixture ingredients given in Table IV below can be used to which ions at least one of the following elements are mixed become: Mn, Co, Ni, Cr,, Nb, Ta, La and Ce.

TABELLE IV Punkt CaTiO3 SrTiO3 Ri2O3 xTiO2 (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) A 98,0 0 2,0 B 0 98,0 2,0 C 0 50,0 50,0 D 50,0 0 50,0 In Fig. 6 ist der Wert x ftir Bi2O3#xTiO2 = 3. Dieser Wert ist jedoch nur ein renresentatives Beispiel. Es werden nämlich für Werte von x im Bereich von 0,5 bis 9,0 bei Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung die gleichen ausgezeichneten Eigenschaften erzielt, wie fiir den Wert x = 3, wie dies aus Fig. 5 deutlich wird. TABLE IV Point CaTiO3 SrTiO3 Ri2O3 xTiO2 (% by weight) (% by weight) (% by weight) A 98.0 0 2.0 B 0 98.0 2.0 C 0 50.0 50.0 D 50.0 0 50.0 In Fig. 6 the value x is ftir Bi2O3 # xTiO2 = 3. However, this value is only a significant example. It will namely for Values of x in the range from 0.5 to 9.0 for semiconductor ceramic capacitors according to the invention achieved the same excellent properties as for the value x = 3, as is clear from FIG.

Für den Fall, dass der Anteil von Bi2O3#xTiO2 in den Keramilegrundkörpern für Kondensatoren gemäss der Erfindung unter 2,0 Gewichtsprozent liegt, ist es schwierig, den Sauerstoff aus den keramischen Grundkörpern freizusetzen, selbst wenn man diese einer Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmoschare aussetzt, so dass derartige Keramikgrundkörper nicht halbleitend werden. Dies zeigt, dass verringerte engen von Wismut ein einfaches Freisetzen von Sauerstoff und eine Reoxidation behindern. Wenn andererseits der Anteil des Bi 203 xTiO2 höher wird als 50,0 Gewichtsnrozent ist es schwierig, die ausgeformten Grundkörper zu sintern, was sich in der Praxis als ungünstig erweist.In the event that the proportion of Bi2O3 # xTiO2 in the Keramil basic bodies for capacitors according to the invention is below 2.0 percent by weight, it is difficult to release the oxygen from the ceramic base bodies, even if you have them exposed to a heat treatment in a reducing atmosphere, so that such Ceramic base body does not become semiconducting. This shows that decreased tight of bismuth hinder easy oxygen release and reoxidation. On the other hand, when the content of the Bi 203 xTiO2 becomes higher than 50.0% by weight it is difficult to sinter the formed base body, which is in practice proves unfavorable.

Demgemäss wird vorzugsweise mit einem Anteil an Bi2O3#xTiO2 zwischen 2,0 und 50,0 Gewichtsprozent gearbeitet. Der Anteil an CaTi03 und SrTiO3 entspricht jeweils dem ei dem gesehenen Anteil von Bi2O3#xTiO2 verbleibenden Rest. Der Anteil an CaTiO3 liegt also mit anderen Worten zwischen O und 98,0 Gewichtsprozent. Wenn der Anteil von CaTiO3 bei O Gewichtsprozent liegt, beträgt der Anteil des SrTiO3 bis zu 98,0 Gew.%, während dann, wenn der Anteil des CaTiO3 98,0 Gewichtsprozent beträgt, der Anteil des SrTiO3 bei O Gewichtsprozent liegt.Accordingly, a proportion of Bi2O3 # xTiO2 is preferably between 2.0 and 50.0 percent by weight worked. The proportion of CaTi03 and SrTiO3 corresponds to the remainder of the proportion of Bi2O3 # xTiO2 seen. The proportion in other words, the CaTiO3 is between 0 and 98.0 percent by weight. if the proportion of CaTiO3 is 0 percent by weight, the proportion of SrTiO3 is up to 98.0 percent by weight, while if the proportion of CaTiO3 is 98.0 percent by weight is, the proportion of SrTiO3 is 0 percent by weight.

CaTiO3 und SrTiO3 werden jeweils in einem solchen Gewichtsverhältnis verwendet, dass sich die gewünschten Eigenschaften für C, tanrf und T.C. ergeben.CaTiO3 and SrTiO3 are each in such a weight ratio that used to have the properties you want for C, tanrf and T.C. result.

Für den Fall, das der Anteil an SrTi3 und CaTiO3 an der Gesamtmischung unter 50,0 Gewichtsprozent liegt, wird das Sintern schwierig, da ein zu hoher Anteil an Bi2O3#xTiO2 vorhanden ist. enn andererseits der Anteil an SrTin3 und CaTiO3 98,0 Gewichtsprozent der Gesamtmischung übersteigt, ergibt sich ein Anteil an Bi203 xTiO2 unter 2,0 Gewichtsprozent, so dass es schwierig wird, den in den keramischen Grundkörpern enthaltenen Sauerstoff durch eine Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre freizusetzen; so dass die keramischen Grundkörner nicht halbleitend werden.In the event that the proportion of SrTi3 and CaTiO3 in the total mixture is below 50.0% by weight, sintering becomes difficult because the proportion is too high is present at Bi2O3 # xTiO2. On the other hand, the proportion of SrTin3 and CaTiO3 is 98.0 Exceeds the weight percent of the total mixture, there is a proportion of Bi203 xTiO2 less than 2.0 percent by weight, so that it becomes difficult in the ceramic base bodies contained oxygen by a heat treatment in a reducing atmosphere to release; so that the ceramic basic grains do not become semiconducting.

Wie dies vorstehend in den Einzelbeiten beschrieben wurde, werden die Halbleiterkeramikkondensatoren, welche durch Sintern der Mischung gemäss v@rliegender Crfindung in einer oxidierenden Atmosphäre und durch eine anschliessende Wärmebehandlung in einer reduzierenden Atmosphäre zum Freisetzen eines Teils des Sauerstoffs aus den keramischen, Grundkörpern vorbereitet wurden und zur Herbeiführung von Halbleitereigenschaften # mit SilbereleRtrodenpaste eingestrichen und in oxidierender Atmosphäre erhitzt um gleichzeitig ein Aufplattieren der Silberelektroden, eine Oberflächendiffusion des Elektrodenmaterials und eine teileweise Reoxidation der Oberfläche des keramischen Grundkörpers zu erreichen und aufgrund dieser Behandlung einen geringeren Verlustwinkel tan # , eine geringere Temperaturabhängigkeit der Kapazität und einen höheren Isolationswiderstand bezogen auf die angelegte Snannung zu erreichen, als bei vorbekannten Kondensatoren. Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung können folglich auf vielen Gebieten verwendet werden, insbesondere auch in Schaltungen, in denen mit hohen Spannungen gearbeitet wird.As described above in the individual articles the semiconductor ceramic capacitors, which by sintering the mixture according to the present Cr detection in an oxidizing atmosphere and subsequent heat treatment in a reducing atmosphere to release some of the oxygen the ceramic, basic bodies were prepared and to bring about semiconductor properties # Brushed with silver electrode paste and heated in an oxidizing atmosphere at the same time a plating of the silver electrodes, a surface diffusion of the electrode material and a partial reoxidation of the surface of the ceramic To achieve basic body and due to this treatment a smaller loss angle tan #, a lower temperature dependence of the capacitance and a higher insulation resistance in relation to the applied voltage than with previously known capacitors. Semiconductor ceramic capacitors according to of the invention can consequently are used in many fields, especially in circuits in which work is carried out with high voltages.

Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung preisen ferner keinen der tischteile auf, die bei den üblichen Halbleiterkamikkondensatoren vom Reduktions-Reoxidations-Typ mit BaTiO3 vorhanden sind, und sind insofern vorteilhaft, als sie eine gute Spannungs- und Frequenzcharakteristik besitzen, wobei ihre elektrischen rigenschaften durch die Alterung nicht beeinflusst erden. Folglich können Halbleiterkeramikkondensatoren gemäss der Erfindung auch in elektronischen Schaltungen eingesetzt erden.Semiconductor ceramic capacitors according to the invention are also praised none of the table parts that are common with the usual semiconductor ceramic capacitors from Reduction-reoxidation type with BaTiO3 are present and are advantageous in that than they have good voltage and frequency characteristics, with their electrical properties should not be influenced by aging. Consequently, semiconductor ceramic capacitors earth according to the invention also used in electronic circuits.

Darüber hinaus verbessert die Möglichkeit, die Zuleitungen direkt an die Oherflnche der Elektroden anloten zu können, nicht nur die nearbeitbarkeit bei der Produktion der Halbleiterkamikkondensatoren und beim Einbau derselben in elektronische Schaltungen, sondern führt auch zu guten leistungen und zur Vereinfachung der Produktion, wenn derartige Halbleiterkeramikkondensatoren in miniaturisierten elektrischen Schaltungen eingesetzt werden.It also improves the ability to direct the leads to be able to solder to the surface of the electrodes, not only the near workability in the production of the semiconductor ceramic capacitors and in the installation of the same in electronic circuits, but also leads to good performance and simplification of production when such semiconductor ceramic capacitors in miniaturized electrical circuits are used.

Claims (2)

P a t e n t a n s p r ü c h e : P a t e n t a n s p r ü c h e: Halbleiter-Keramikkondensator vom Reduktions-Reoxidationstyp mit einem Grundkörper mit aufplattierten Silberelektroden und damit elektrisch verbundenen Zuleitungen, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus einem einen Sauerstoffmangel aufweisenden halbleitenden Material besteht, welches im wesentlichen aus einer festen Losung von Kalziumtitanat, Strontiumtitanat und einem Anteil besteht, für welchen die Formel gilt: Bi2O3 # xTiO2 wobei für x die folgende Beziehung gilt: 0,5 #x#9,0 , dass der Grundkörper Ionen mindestens eines der folgenden Gruppe von Stoffen enthalt: rtangan, Kobalt, Nickel,.Reduction-reoxidation type semiconductor ceramic capacitor having a Base body with plated-on silver electrodes and electrically connected to them Supply lines, characterized in that the base body consists of an oxygen deficiency having semiconducting material, which consists essentially of a solid Solution of calcium titanate, strontium titanate and a portion for which the formula applies: Bi2O3 # xTiO2 where the following relationship applies to x: 0.5 # x # 9.0 that the base body contains ions of at least one of the following group of substances: rtangan, cobalt, nickel ,. Chrom, Vanadium, Niob, Tantal, Lanthan und Zer, und zwar in einer Gesamtmenge zwischen 0,025 und 0,4 Gewichtsprozent, dass die ZusaXmensetzung der festen Lösung in den viereckigen Bereich mit den Eckpunkten A bis fl in Fig. 6 fällt, wobei filr die Punkte A bis D die in der folgenden Tabelle angegebenen Zusammensetzungen gelten; Punkt CaTiO3 SrTiO3 Bi2O3 # xTiO2 (Gew.-%) (Gew.-%) (Gew.-%) A 98,0 0 2,0 B O 98,0 2,0 C n 5n,0 50,0 D 50,0 0 50,0 und dass die Oberfläche des Grundkörpers durch Behandlung mit einer vorgegebenen Sauerstoffmenge eine dielektrische Schicht vom Oxidationstyp bildet.Chromium, vanadium, niobium, tantalum, lanthanum and cerium, all in one Total amount between 0.025 and 0.4 percent by weight that the composition of the solid solution falls into the quadrangular area with the corner points A to fl in Fig. 6, where for points A to D the compositions given in the following table are valid; Point CaTiO3 SrTiO3 Bi2O3 # xTiO2 (wt%) (wt%) (wt%) A 98.0 0 2.0 B O 98.0 2.0 C n 5n, 0 50.0 D 50.0 0 50.0 and that the surface of the Base body a dielectric by treatment with a predetermined amount of oxygen Forms oxidation type layer. 2) Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus der folgenden Rohstoffmischung hergestellt ist.2) capacitor according to claim 1, characterized in that the base body is made from the following mixture of raw materials. SrTiO3 66,0 Gew.-% CaTiO3 27,0 Gew.-% Bi2O3#3TiO2 7,0 Gew.-% Mn 0,05 Gew.-% 3) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiter-Keramikgrundkörpers für einen Kondensator gemäss Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: a) Strontiumtitanat, Italziumtitanat, bismutoxid und Titanoxid werden in solchen Anteilen gemischt, dass sich eine Zusammensetzung ergibt, die in den viereckigen Bereich A-B'-C-D in Fig. 6 fällt und dieser Zusammensetzung werden Ionen mindestens eines der folgenden Stoffe beigemischt: Mangan, Kobalt, Nickel, Chrom, Vanadium, Niob, Tantal, Lanthan und Zer, und zwar in Mengen zwischen 0,025 und 0,4 Gewichtsprozent. SrTiO3 66.0% by weight CaTiO3 27.0% by weight Bi2O3 # 3TiO2 7.0% by weight Mn 0.05 Wt% 3) Method of manufacturing a semiconductor ceramic base body for a Capacitor according to claims 1 and 2, characterized by the following process steps: a) Strontium titanate, Italziumtitanat, bismutoxid and titanium oxide are in such Mixed proportions that result in a composition that is in the quadrangular Area A-B'-C-D in Fig. 6 falls and this composition will be Ions mixed with at least one of the following substances: manganese, cobalt, nickel, Chromium, vanadium, niobium, tantalum, lanthanum and cerium, in amounts between 0.025 and 0.4 percent by weight. b) Die im Verfahrensschritt a) erhaltene Mischung wird zu den erwünschten Grundkörpern ausgeformt; c) die so erhaltenen Grundkörper erden für die Dauer von etwa 2 Stunden bei einer Temperatur von etwa 1350 in einer oxidierenden Atmosphäre gesintert; d) die im Verfahrensschritt c) erhaltenen gesinterten Grundkörper werden filr die Dauer von etwa 1 Stunde in einer reduzierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 850°C erhitzt und e) die in dem Verfahrensschritt d) erhaltenen gesinterten Grundkörper werden fiir die Dauer von etwa 1 Stunde in einer oxidierenden Atmosphäre auf eine Temperatur von ctTra 780°C erhitzt.b) The mixture obtained in process step a) becomes the desired one Basic bodies formed; c) earth the base bodies obtained in this way for the duration of about 2 hours at a temperature of about 1350 in an oxidizing atmosphere sintered; d) the sintered base bodies obtained in process step c) are for a period of about 1 hour in a reducing atmosphere to one temperature heated to about 850 ° C and e) the sintered obtained in process step d) Basic bodies are for a period of about 1 hour in an oxidizing atmosphere heated to a temperature of ctTra 780 ° C. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035793A1 (en) * 1980-09-23 1982-04-08 Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto Junction semiconductor ceramic capacitor prodn. - using insulating agent powder in final heat treatment, gives large dielectric constant and high yield

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3235886A1 (en) * 1982-09-28 1984-03-29 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Process for producing a barrier layer ceramic

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE879920C (en) * 1948-04-19 1953-06-18 Prosilis Sa Bimorphic transmission element and process for its manufacture
GB861346A (en) * 1957-11-29 1961-02-15 Nat Res Dev Dielectric ceramic compositions and the method of production thereof
US3133338A (en) * 1962-01-29 1964-05-19 Sprague Electric Co Process for forming ceramic capacitors
CH434478A (en) * 1963-03-05 1967-04-30 Corning Glass Works Glass-ceramic capacitor and its manufacturing process
DE1253627B (en) * 1963-02-22 1967-11-02 Nippon Telegraph & Telephone Process for the production of a ceramic dielectric
DE1471126A1 (en) * 1961-11-25 1970-02-19 Erie Technological Prod Ltd Dielectric material
DE2035945A1 (en) * 1970-07-20 1972-02-03 Du Pont Silver comps useful for firing onto reduced - titanate dielectric ceramic substrates
DE2215642A1 (en) * 1971-04-02 1972-10-19 Sprague Electric Co Monolithic ceramic capacitors with a base metal electrode, and processes for their manufacture

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE879920C (en) * 1948-04-19 1953-06-18 Prosilis Sa Bimorphic transmission element and process for its manufacture
GB861346A (en) * 1957-11-29 1961-02-15 Nat Res Dev Dielectric ceramic compositions and the method of production thereof
DE1471126A1 (en) * 1961-11-25 1970-02-19 Erie Technological Prod Ltd Dielectric material
US3133338A (en) * 1962-01-29 1964-05-19 Sprague Electric Co Process for forming ceramic capacitors
DE1253627B (en) * 1963-02-22 1967-11-02 Nippon Telegraph & Telephone Process for the production of a ceramic dielectric
CH434478A (en) * 1963-03-05 1967-04-30 Corning Glass Works Glass-ceramic capacitor and its manufacturing process
DE2035945A1 (en) * 1970-07-20 1972-02-03 Du Pont Silver comps useful for firing onto reduced - titanate dielectric ceramic substrates
DE2215642A1 (en) * 1971-04-02 1972-10-19 Sprague Electric Co Monolithic ceramic capacitors with a base metal electrode, and processes for their manufacture

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Funktechnik, 1961, H. 8, S. 253-256 *
Funktechnik, 1962, H. 6, S. 184-186 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3035793A1 (en) * 1980-09-23 1982-04-08 Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto Junction semiconductor ceramic capacitor prodn. - using insulating agent powder in final heat treatment, gives large dielectric constant and high yield

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