DE2701411B2

DE2701411B2 - Dielektrische Keramikverbindung

Info

Publication number: DE2701411B2
Application number: DE2701411A
Authority: DE
Inventors: Tomeji Ohno; Masatomo Yonezawa
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1976-01-16
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1980-05-22
Also published as: DE2701411A1; DE2701411C3; US4078938A

Description

Die Erfindung betrifft eine Keramikverbindung mit einer Sinterungstemperatur von unter 1000°C und von einer Dielektrizitätskonstante bei Raumtemperatur von mindestens 5000.

Bekannte Keramikverbindungen enthalten hauptsächlich BaTiO], das als keramisches dielektrisches Material von hoher Dielektrizitätskonstante weit verbreitet ist. Die BaTiO₃-Keramiken müssen jedoch bei einer sehr hohen Temperatur im Bereich von 1300 bis HOO⁰C gesintert werden. Werden aus solchen Keramiken mehrschichtige Keramikkondensatoren hergestellt, so müssen als Elektroden teure Edelmetalle, wie Platin, Palladium oder dergleichen, verwendet werden, die derart hohe Sintertemperaturen aushalten können. Es besteht daher ein Bedarf an dielektrischen Keramikmaterialien, die bei einer Temperatur unter 1000⁰C gesintert werden können, damit billigere Metalle, wie Nickel, Silber oder dergleichen, als Elektrodenmaterial verwendet werden kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung Keramikverbindungen anzugeben, die sich bei Temperaturen unter 1000⁰C sintern lassen und dabei eine hohe Dielektrizitätskonstante (ε) besitzen. Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Keramikverbindung zusätzlich einen weitgehend niedrigen dielektrischen Verlustfaktor (tand) und einen möglicnst hohen spezifischen elektrischen Widerstand (ρ) aufweist. Die Keramikverbindung soll damit insbesondere zur Herstellung von mehrschichtigen Keramikkondensatoren besonders geeignet sein, bei denen relativ billige Metalle, wie Nickel, Silber oder dergleichen verwendet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungen nach der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Keramikverbindung als Material zur Herstellung von mehrschichtigen Keramikkondensatoren.

Durch die Veröffentlichung des Instituts der Sg wj et. Akad. für Wissenschaften, 1960, Seiten 339 bis 345 (Physik der Dielektrika), sind zwar bereits Blei-Eisen-Wolframat und Blei-Eisen-Niobat als Keramikwerkstoffe mit Sintertemperaturen unter 1000⁰C bekanntgeworden. Die erfindungsgemäße Kombination von bestimmten Anteilen an Blei-Eisen-Wolframat und Blei-Eisen-Niobat für ein keramisches Dielektrikum mit einer Dielektrizitätskonstante bei Raumtemperatur von minis destens 5000 ist der Entgegenhaltung jedoch nicht zu entnehmen. Bei der genannten Entgegenhaltung weist Blei-Eisen-Niobat bei ca. 120⁰C eine Dielektrizitätskonstante von Ober 5000 auf. Es war gegenüber dem Stand der Technik überraschend, durch Zugabe von steigenden Anteilen an Blei-Eisen-Wolframat zu Blei-Eisen-Niobat eine Verschiebung des Maximums der Dielektrizitätskonstante zu niedrigen Temperaturen hin, d. h. von ursprünglich 120⁰C zur Raumtemperatur zu erreichen und außerdem das Maximum noch zu überhöhen, selbst wenn aus der Entgegenhaltung zu erwarten gewesen war, daß ein Gemisch aus Blei-Eisen-Wolframat und Blei-Eisen-Niobat eine Sintertemperatur unter 1000°C besitzt

Durch die Literaturstelle »Physika Twerdowo Tjela«,

jo 1960, Bd. 2, Seiten 70 bis 72, ist es bereits bekanntgeworden, durch Zugabe von steigenden Anteilen von Blei-Titanat zu Blei-Magnesium-Wolframat eine Verschiebung und Überhöhung des Maximums der Dielektrizitätskonstante zu höheren Temperaturen

J5 hin zu erreichen. Durch diesen Stand ist gleichfalls nicht nahegelegt, durch eine Zugabe von steigenden Anteilen von Blei-Eisen-Wolframat zu Blei-Eisen-Niobat eine Verschiebung und Überhöhung des Dielektrizitätsmaximums zu niedrigen Temperaturen hin zu erreichen.

Die Erfindung ist nicht auf die im Anspruch 1 angegebene Verbindung

PWFe₂Z₁WiZj) ■ (Fe₁Z-NbIZ₂),^ · O₁

beschränkt, wobei χ in dem Bereich von etwa 0,2 bis 0,5 4^r> liegt.

Die vorstehende Verbindung kann auch durch eine der nachstehenden Verbindungen

Pb(Fe₁Z₁W₂Zj)_x · Pb(Fei_/2 · Nb„₂), , · O₁
Pb(Fe₁Z₁W₂Z₃), · Pb(Fe,,, · Nb₂Z₁), , · O₁ und
Pb(Fe₂Z)WiZ₁), · Pb(Fe,,, · Nb₂Z₁), -, · O₁

ersetzt sein, wobei χ in dem gleichen Bereich liegt, wie er vorstehend angegeben ist. '

Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Keramikverbindung lassen sich vorteilhafterweise mehrschichtige Keramikkondensatoren herstellen, deren Sinterung weniger als 1000⁰C beträgt, wodurch es erst möglich ist, relativ billige Metalle wie Nickel, Silber, silberhaltige Legierungen und nickelhaltige Legierungen zu verwenden, die einer hohen Temperatur von über 1000⁰C als innere Elektroden in Vielschichtkeramikkondensatoren oder lameliierten Keramikkondensatoren nicht ohne Zerstörung widerstehen könnten. Die Kosten der Fabrikation der erfindungsgemäßen Keramikkondensatoren konnten daher gegenüber herkömmlichen Keramikkondensatoren wesentlich gesenkt werden.

Nachstehend werden mehrere BeisDiele für die

Herstellung einer erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikverbindung beschrieben. Außerdem wird ein mehrschichtiger Keramikkondensator sowie seine Herstellung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Keramik beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigt

F i g. l(a) eine Draufsicht auf eine Keramikschicht für einen Keramikkondensator,

Fig. l(b) einen Querschnitt nach den Linien t-b' in Fig.l(a), ίο

F i g. 2(j) eine Draufsicht auf die Keramikschicht nach Fi g. la, teilweise abgebrochen, die teilweise mit einer Metallschicht versehen ist,

F i g. 2(b) einen Querschnitt nach den Linien b-b' in Fig.2(a),

Fig.3 einen Querschnitt durch einen Körper aus mehreren übereinandergeschichteten metallisierten Keramikschichten nach F i g. 2(a), F i g. 2(b) und

Fig,4 einen Querschnitt durch einen mehrschichtigen Keramikkondensator. 2<>

Ein erstes Beispiel zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Keramikverbindung:

Bleioxid (PbO), Eisenoxid (Fe₂O₃), Wolframoxid (WOj) und Nioboxid (NbA) werden als Ausgangsmaterialien verwendet Körnungen oder Puder von >ϊ diesen Materialien haben eine Reinheit von 99% oder mehr und werden derart abgewogen, daß die in Tabelle 1 angegebenen Verbindungen resultieren. D e derart abgewogenen Mengen werden mit Wasser oder Alkohol als Lösungsmittel in einer Kugelmühle in gemischt Nach einer Filtrierung und Trocknung vird das Gemisch vorgesintert bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 850⁰C. Diese Materialien werden zerkleinert und dann geformt und unter Druck von etwa 0,7 ton/cm² in feste zylindrische Körper von einem r> Durchmesser von etwa 16 mm und einer Stärke von etwa 10 mm gepreßt und anschließend bei einer Temperatur im Bereich von 900 bis 99O⁰C gesintert. Die gesinterten Körper werden in Scheiben von etwa 0,5 mm Dicke geschnitten und dann werden Silberelektroden an beiden Hauptllächen der erhaltenen Scheiben bei einer Brenntemperatur von 6O0° C angebracht Die dielektrische Konstante (ε) und der dielektrische Verlustfaktor (tano) wurde bei 20° C und einer Frequenz von 1 kHz gemessen. Der Temperaturkoeffizient der dielektrischen Konstante (T.C.) wurde nach der folgenden Formel ermittelt

|[ε(85)-ε(20)]/ε(20)|χ100,

worin ε(85) die dielektrische Konstante bei 85°C und ε(20) die dielektrische Konstante bei einer Temperatur von 20⁰C bezeichnet.

Eigenschaften der hierbei erhaltenen keramischen Verbindung sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Proben, die mit einem Stern versehen sind, liegen außerhalb des Erfindungsrahmens. Wie aus Tabelle 1 folgt, liegen die Nr. 2 bis 5 im Rahmen der Erfindung, wobei eine hohe Dielektrizitätskonstante (ε) von über 5000 und ein dielektrischer Verlustfaktor (tandö) kleiner als 5,5% erzielt werden, und zwar bei einer Sinterungstemperatur von nur 1000⁰C. Die Verbindungen Nr. 1 und 6 liegen außerhalb des Erfindungsrahmens, da hier die gemessenen Dielektrizitätskonstanten (ε) unter einem Wert von 5000 und die dielektrischen Verlustfaktoren über Werten von 5,5% liegen.

In keramischen Verbindungen, die durch die Formel

bestimmt sind, wobei der Wert für χ außerhalb des Bereiches von etwa 0,2 bis 0,5 liegt, erstreckt sich der Curie-Punkt über einen großen Bereich von Raumtemperatur bis zu einer hohen bzw. niedrigen Temperatur, so daß die Dielektrizitätskonstante (ε) bei Raumtemperatur erniedrigt wird. Daher sind solche Verbindungen für dielektrische Kondensatormaterialien nicht geeignet.

Tabelle 1 Proben Nr. Verbindungen (Mol-%)

Pb(Fei/,Nb_1/2)O., (20 C) Lan r5

T.C.

1*	10	90	4 100	7,6	+ 7,6
2	20	80	8400	5,3	+25
3	30	70	20300	4,6	-53
4	40	60	19 500	3,7	-70
5	50	50	10 200	5,5	-67
6*	60	40	4 900	8,3	H- 8,3

Nachstehend wird das zweite Beispiel für erfindungsgemäße Keramiken beschrieben:

Körnungen oder Puder von Bleioxid (PbO), Eisenoxid (Fe₂O₃), Wolframoxid (WO₃), Nioboxid (No₂O₅), Nickeloxid (NiO), Zinkoxid (ZnO) und Siliziumoxid (SiO₂) von wenigstens 99% Reinheit dienen als Ausgangsmaterialien. Diese Materialien werden derart abgewogen, daß Verbindungen gemäß Tabelle 2 resultieren. Die abgewogenen Mengen werden in einer Kugelmühle in der gleichen Weise wie nach Beispiel 1 gemischt und bei einer Temperatur von 700 bis 850⁰C vorgesintert. Dann werden diese Materialien zerkleinert und unter einem Druck von etwa 0,7 ton/cm² in feste Zylinderkörper mit einem Durchmesser von etwa 16 rnm und einer Stärke von etwa 10 mm gepreßt und anschließend bei einer Temperatur von 880 bis 980"C gesintert. Die gesinterten Körper werden in Scheiben von 0,5 mm Stärke geschnitten und dann werden an den beiden Hauptseiten der erhaltenen Scheiben Silberlektroden angebracht, ε und tanö werden wie im Beispiel 1 gemessen. Der spezifische elektrische Widerstand (y) wird bei 20^cC bei einem Gleichstrom von 100 V gemessen.

hi Muster mit einem Stern in der Tabelle 2 kennzeichnen Verbindungen, die außerhalb des Erfindungsrahmens liegen.

27 Ol411

Tabelle 2 Proben Verbindungen der Basisbestandteile ArI der Menge der Zusatz- Zusatzbe-

bestand- sUindteile teile

(Mol-%)

(20 C)

lan δ
(20 C)

(20 C)

(ü-cm)

7	20
8	20
9	36
10	36
11	36
12	36
13	36
14	36
15	36
16	36
17	36
18⁺	36
19	50
20	50
21	20
22	36
23	36
24	36
25	36
26	36
27⁺	36
28	50
29	20
30	36
31	36
32	36
33	36
34	36
35⁺	36
36	50

80 80 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 50 50 80 64 64 64 64 64 64 50 80 64 64 64 64 64 64 50

SiO₂

SiO₂	0,02
SiO₂	0,05
SiO₂	0,10
SiO₂	0,20
SiO₂	0,30
SiO₂	0,50
SiO₂	0,70
SiO₂	1,00
SiO₂	1,30
-	0
SiO₂	0,10
ZnO	0,2
ZnO	0,05
ZnO	0,1
ZnO	0,1
ZnO	0,5
ZnO	1,0
ZnO	1,5
ZnO	0,2
NiO	0,3
NiO	0,02
NiO	0,1
NiO	0,3
NiO	0,5
NiO	1,0
NiO	1,5
NiO	0,3

400

540
800

200
700
16900
500
500

9150

200
7070
860

10200

500
10100
500
200

200

600 25100 700 100

9800

700

100

200

900

300 500 12400

5,3 1,1 5,1 3,6 2,4 i,6 1,0 0,86 0,71 1,5 5,0 8,5 5,5 1,4 3,4 3,0 4,0 4,0 2,2 4,8 11,2 2,8 2,0 4,2 3,8 1,6 2,0 4,5 9,3 2.4

8X10⁷

5X10"

5X10⁷

3X10⁹

7X10'"

2XiO''

5X10"

6X10"

1X10"

4X10'°

2X10'

4X10⁷

3X10"

6X10¹⁰

4X10⁸

IXlO¹⁰

3X10^lü

IXlO'⁰

2X10'

2XlO¹⁰

5X10"

5X10⁸

3X10¹⁰

3X10"

5X10"

6X10¹⁰

5X10⁹

3X10"

Die Verbindungen Nr. 8,10 bis 18 und 20 der Tabelle zeigen, daß der dielektrische Verlustfaktor tan<5 erniedrigt und der spezifische elektrische Widerstand (ρ) erhöht werden kann, indem etwa 0,02 bis 1,0 Mol-% SiO₂ als Zusatz hinzugegeben werden. Die Verbindung Nr. 18 zeigt, daß der Zusatz von S1O2 in einer Menge von über 1,0 Mol-% zu einer bemerkenswerten Reduktion in der dielektrischen Konstante (ε) und zu einer Erhöhung im dielektrischen Verlustfaktor (tano) führten. Die Verbindungen mit den Nr. 21 bis 28 zeigen, daß die Dielektrizitätskonstante (ε) und der spezifische elektrische Widerstand (ρ) erhöht und der elektrische Verlustfaktor (tandd) erniedrigt werden können durch Zugabe von etwa 0,02 bis 1,0 Mol-% ZnO als Zusatz. In diesem Zusammenhang zeigt die Verbindung 27, daß die Zugabe von ZnO in einem Betrag von über 1,0% zur Erhöhung des dielektrischen Verlustfaktors von über 10% führt.

Die Verbindungen Nr. 29 und 30 zeigen, daß die Dielektrizitätskonstante (ε) und der spezifische elektrische Widerstand (ρ) erhöht und der dielektrische Verlustfaktor (tano) erniedrigt werden können durcl· Zugabe von 0,02 bis 1,00 Mol-% NiO als Zusatz. Ir diesem Zusammnehang zeigt Nr. 35, daß die Zugabe vor NiO in einer Menge von mehr als 10 Mol-% zu einei Erhöhung des dielektrischen Verlustfaktors (tano) vor über 9% führt

Nachfolgend wird das dritte Beispiel für erfindungs gemäße Keramiken beschrieben: Bleioxid (PbO), Eisen oxid (Fe₂O₃), Wolframoxid (WO₃X Nioboxid (Nb₂O₅) Tantaloxid (Ta₂Os), Antimonoxid (Sb₂O₃) und Mangan

ω karbonat (MnCO₃) dienen als Ausgangsmaterialien Körnungen oder Puder dieser Materialien werder abgewogen, so daß die in Tabelle 3 angegebenei Verbindungen resultieren. Die abgewogenen Materia lien werden in einer Kugelmühle in der gleichen Weis« wie im Beispiel 1 gemischt und bei einer Temperatur in Bereich von etwa 750 bis 850° C vorgesintert.

Dann werden diese Materialien zerkleinert und be einem Druck von 0,7 ton/cm² in zylindrische Körpei

27 Ol 411

gepreßt mit einem Durchmesser von etwa 16 mm und einer Stärke von etwa 10 mm. Anschließend werden die Körper bei einer Temperatur von 880 bis 990°C gesintert. Die derart gesinterten Körper werden in Scheiben von einer Dicke von etwa 0,5 mm geschnitten und dann werden an den Scheiben Silberelektroden angebracht. Die dielektrische Konstante (e) und der dielektrische Verlustfaktor (tand) werden bei -30⁰C bzw. bei 20⁰C bzw. 85°C und bei einer Frequenz von kHz gemessen. Der spezifische elektrische Widerstand (ρ) wird bei einem Gleichstrom von 100 Volt bei 20°C gemessen. Die Temperaturkoeffizienten (T.C.) der

Tabelle 3

III

dielektrischen Konstante (t) bei -30⁰C und bei 85°C werden nach der folgenden Formel errechnet

{(ί(7;-ί(20))/ε(20)|χ100.

wobei t(t) für die Dielektrizitätskonstante bei einer Temperatur r°C (t= - 30 oder 85⁰C) steht und e(20) die Dielektrizitätskonstante bei einer Temperatur von 20"C bezeichnet.

Tabelle 3 zeigt die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Keramikverbindungen. Proben der Tabelle 3, die mit einem Stern versehen sind, liegen außerhalb des Erfindungsrahmens.

Proben Verbindung (Moi-%)
Nr. Me Pb(Mn_u,Mc2/,)O,

f land(%)

Pb(Fei/jNb|z2)0.! (20 C) 20 C 85 C

T.C.(%) p{20 C)

-30 C 85 C 12 -cm

37	Nb	2,00	1,0
38	-	-	0,50
39	Nb	0,05	2.00
40	Nb	0,10	5.00
41	Nb	0,20	10,00
42	Nb	0,50	1,0
43	Nb	1,00	0,50
44	Nb	3,00	0,20
45	Nb	5,00	0,50
46	Nb	7.00	1,00
47	Nb	10,00	3,00
48	Nb	20,00	5,00
49⁺	Nb	25,60	7,00
50	Nb	2,0	0.50
51	-	-
52	Ta
53	Ta
54	Ta
55	Ta
56	Ta
57	Ta
58	Sb
59	Sb
60	Sb
61	Sb
62	Sb
63	Sb
64⁺	Sb
65	Sb

19,60

36,0

35,98

35,96

35,93

35,82

35,64

34,20

33.43

32,40

28,80

27,00

49,00

20,0

19,80

35,82

35,28

34,20

32,40

49,50

19,90

35,93

35,82

35,64

34,92

34,20

33,48

49,75

78,40

64,0

63,97

63,94

63,87

63,68

63,36

60,08

60,80

59,52

57,60

51,20

48,00

49,00

80

79,20

63,68

62,72

60,80

57,60

49,50

79,60

63,87

63,68

63,36

62,08

60,80

59,52

49,75

7 530	2,3	1,6	-65	+ 22	3X10"
19 800	5,2	25,8	-70	-73	5X10⁷
20900	4,4	9,7	-75	-80	8XlO⁹
22 600	2,4	8,6	-76	-81	1,4X10
20300	1,5	5,0	-72	-79	5X10"
18 200	0,68	0,42	-68	-75	4X10"
17 200	0,81	0,55	-61	-73	7X10"
12 200	0,90	0,40	-58	-69	2X10"
10800	1,5	0,88	-56	-67	7X10'"
10150	2,5	1,3	-52	-67	3X10'°
8190	3,3	2,1	-48	-65	7X10⁹
5 270	4,6	3,7	-39	-54	IXlO⁹
3 830	7,6	10,3	-35	-52	3X10"
8 850	2,6	1,1	+ 65	-62	1X10"
8400	5,3	27,6	-68	+ 25	8X10⁷
7 950	1,9	1,3	-66	+ 24	4X10"
17 500	0,70	0,49	-67	-77	5X10"
15 900	0,88	0,58	-59	-76	2X10"
11300	1,44	0,94	-55	-65	8X10¹⁰
8 020	3,0	2,3	-46	-64	9X10⁹
9170	2,7	1,8	+ 68	-64	9X10¹⁰
7 140	1,5	0,92	-61	+ 19	6X10¹¹
18 200	1,6	1,0	-55	-76	5X10"
15100	1,0	0,90	-48	-73	IXlO¹²
11900	0,80	1,2	-39	-70	9X10"
9 800	0,70	0,83	-25	-68	2X10"
5480	0,84	1,8	+ 10	-54	4X10¹⁰
3 490	0,99	2,7	+ 17	59	IXlO¹⁰
8 330	1,9	1,2	+ 75	-59	2X10"

Nach der Erfindung besitzen Keramikverbindungen der Nr. 37 bis 50 in Tabelle 3 eine hohe Dielektrizitätskonstante (ε) von über 5000, einen niedrigen dielektrichen Verlustfaktor (tano) bei 20° C um 5% und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand (ρ) von über ixlCQcra, wenn 0,05 bis 20,0 Mol-% Pb (Mn ι ₃Nb₂ 3)03 als Zusatz zu den Basisbestandteilen

hinzugefügt werden, wobei χ im Bereich von etwa 0,2 bis 0,5 liegt. Wie die Verbindung Nr. 49 zeigt, werden die gewünschten Eigenschaften eines Keramikmaterials bei einer Zugabe von Pb(Mni/3Nb2/3) in einer Menge von

bo über 20,0 Mol-% nicht erreicht. Wie weiterhin die Verbindungen der Nr. 52 bis 57 zeigen, die Zusätze von 0,05 bis 10,0 Mol-% Pb(MnIz₃Ta₂Z₃)O₃ zu den Basisbestandteilen enthalten, werden hierbei eine dielektrische Konstante (ε) von über 7000, ein niedriger dielektrischer Verlustfaktor (tand) bei 20° C von weniger als 5% und ein hoher spezifischer elektrischer Widerstand von über 1 χ 10^q Ω · cm erhalten. In diesem Zusammenhang führt die Zugabe von Pb(Mn I₃Ta₂Z₃)O₃ in einer Menge von

27 Ol

ίο

über 10,0 Mol-% zu einer Keramik, die sich unter 1000⁰C nicht sintern läßt. Weiterhin zeigen die Nr. 58 bis 65 erfindungsgemäßer Keramikverbindungen eine hohe dielektrische Konstante (ε) über 5000, einen niedrigen dielektrischen Verlustfaktor (tan<5) bei 20⁰C von weniger als 5% und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand von über I χ 10'" Ω · cm durch Zugabe von 0,05 bis 5,0 Mol-% an Pb(Mni,iSbj/i)Oi als Zusatz zu den Basisbestandteilen. Wie Nr. 64 zeigt, verringert die Zugabe von Pb(Mni iSb> ,i)Oi in einer ι ο Menge von 5,0 Mol-% die Dielektrizitätskonstante (κ) auf einen Beirag unter 5000.

Wie aus den Beispielen 2 und 3 zu sehen ist, lassen >ich erfindungsgemäß Keramikverbindungen angeben, die eine Dielektrizitätskonstante von über 5000, einen r> dielektrischen Verlustfaktor von nicht mehr als 5% und einen spezifischen elektrischen Widerstand von über 1 χ 10¹¹Jl · cm bei einer Sintertemperatur von weniger als 1000⁰C aufweisen.

Ein Beispiel für die Herstellung eines lameliierten Keramikkondensators nach der Erfindung ist nachstehend anhand der F i g. 1 bis 4 beschrieben:

Bleioxid (PbO), Eisenoxid (Fe₂O₃), Wolframoxid (WOj), Nioboxid (Nb₂Oj) und Mangankarbonat (MnCOj) als Körnungen oder Puder mit einer Reinheit 2^r> von wenigstens 99% dienen als Ausgangsmaterialien. Die Materialien werden so ausgewogen, daß die Verbindungen gemäß Tabelle 4 resultieren. Die abgewogenen Materialien werden in einer Kugelmühle mit einer kleinen Zusatzmenge von Trichloräthylen als Lösungsmittel und einem organischen Binder in der Menge von 20% gemischt. Dann wurde dieses Gemisch, wie F i g. 1 zeigt, auf eine flache Fläche aufgesprüht und in eine Schichtdicke von 1 bis 70 μ Stärke überführt. Die Fläche betrug 40 mm Breite und 60 mm Länge. Die r> grüne Fläche 1 wurde getrocknet und wie F i g. 2 zeigt, mit einer Ag-Paste nach einer Seidensiebdruckmethode versehen, so daß eine Vielzahl von metallischen Schichten 2 für interne Elektroden von 3 mm Breite, 5 mm Länge und etwa 8 m Stärke gebildet wurden. Dann werden, wie F i g. 3 zeigt, 5 dieser metallisierten Schichten 3 mit Metallschichten 2 und eine Schicht 1 ohne eine Metallschicht 2 in einer Weise übereinandergeschichtet, daß die Metallschichten 2 auf benachbarten Schichten um etwa 1,5 mm in ihrer Längsrichtung voneinander verschoben sind und Kopf und Bodenflächen des lameliierten Körpers keine Metallschichten trägt. Der lamellierte Keramikkörper 4 wird dann entlang den Linien A-A 'in Fig. 3 in mehrere lamellierte Chips 5 von 4 mm Breite und 6 mm Länge geschnitten, so daß die metallischen Schichten 2 an den Seitenflächen 6 und 7 der Chips offenliegen. Dann werden die beiden Seitenflächen 6 und 7 wie F i g. 4 zeigt, mit einer Silberpaste beschichtet, um Anschlußelektroden zu erhalten. Anschließend werden diese lamellierten Chips 5 bei einer Temperatur von 880 bis 97O⁰C gesintert. Das organische Bindemittel und das Lösungsmittel Trichloräthylen wurden bei dieser Sinterung vollständig abgedampft. Typische Exemplare der lamellierten Keramikkondensatoren, die dabei erhalten wurden, sind in Tabelle 4 gezeigt.

Tabelle 4

Probe Keramische Verbindung

Kupazitanz Uin ö μ F(20 C) % (20 C)

Pb(Fe_2/.,W ,/.,)„ .,„,4
Pb(Fe,_/2Nb|_/2)_IM,,.,₍,
MN

0,17

0,14

0,70

0,20

Pb(MnizjNb_2/,)_(M„

Erfindungsgemäß ist damit ein Verfahren zur Herstellung eines lamellierten Keramikkondensators mit Silberschichten als innere Elektroden aufgezeigt, was nur auf Grund der relativ niedrigen Sintertemperatur unter 1000°C möglich ist.

Wie anhand von Beispielen in der vorstehenden Beschreibung aufgezeigt ist, lassen sich nach der Erfindung Keramikverbindungen erhalten, die sich bei einer Temperatur von weniger als 1000⁰C sintern lassen, so daß die Brennstoffkosten beim Sintern und damit die Herstellungskosten für die Keramikverbindungen wesentlich gesenkt werden konnten. Außerdem sind die Kosten für die internen Elektroden von lamellierten Keramikkondensatoren mit großer Kapazität wesentlich reduziert. Daher sind die erfindungsgemäßen Keramikverbindungen für eine Massenproduktion besonders geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dielektrische Keramikverbindung mit einer Sinterungstemperatur von unter 1000" C und einer Dielektrizitätskonstante bei Raumtemperatur von mindestens5000, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus

Pb(Fe₂Z₃WiZ₃J₁ · (FeIZ₂NbIz₂)I-^O₃

besteht, wobei χ in dem Bereich von etwa 0,2 bis 0,5 liegt

2. Keramikverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der Oxide SiO₂, NiO und ZnO in einer Menge von etwa 0,002 bis 1,0 Mol-%, insbesondere 0,02 bis 1,0 Mol-%, zugegeben ist

3. Keramikverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß Pb(Mn)Z₃Nb₂Z₃)O₃ in einer Menge von 0,05 bis 20,0 Mol-% zugegeben ist

4. Keramikverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß Pb(MnIz₃Ta₂Z₃)O₃ in einer Menge von etwa 0,05 bis 10,0 Mol-% zugegeben ist

5. Keramikverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Pb(MnIz₃Sb₂Z₃)O₃ in einer Menge von etwa 0,05 bis 5,0 Mol-% zugegeben ist.

6. Verwendung der nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Keramikverbindung als Material zur Herstellung von mehrschichtigen Keramikkondensatoren.