DE3924563A1 - Nicht-reduzierende dielektrische keramische zusammensetzung - Google Patents
Nicht-reduzierende dielektrische keramische zusammensetzungInfo
- Publication number
- DE3924563A1 DE3924563A1 DE3924563A DE3924563A DE3924563A1 DE 3924563 A1 DE3924563 A1 DE 3924563A1 DE 3924563 A DE3924563 A DE 3924563A DE 3924563 A DE3924563 A DE 3924563A DE 3924563 A1 DE3924563 A1 DE 3924563A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composition
- reducing
- dielectric ceramic
- reducing agent
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 45
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 28
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N (1s,3r,4e,6e,8e,10e,12e,14e,16e,18s,19r,20r,21s,25r,27r,30r,31r,33s,35r,37s,38r)-3-[(2r,3s,4s,5s,6r)-4-amino-3,5-dihydroxy-6-methyloxan-2-yl]oxy-19,25,27,30,31,33,35,37-octahydroxy-18,20,21-trimethyl-23-oxo-22,39-dioxabicyclo[33.3.1]nonatriaconta-4,6,8,10 Chemical compound C1C=C2C[C@@H](OS(O)(=O)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2.O[C@H]1[C@@H](N)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@H]1/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/C=C/[C@H](C)[C@@H](O)[C@@H](C)[C@H](C)OC(=O)C[C@H](O)C[C@H](O)CC[C@@H](O)[C@H](O)C[C@H](O)C[C@](O)(C[C@H](O)[C@H]2C(O)=O)O[C@H]2C1 PCTMTFRHKVHKIS-BMFZQQSSSA-N 0.000 claims description 2
- 229910003781 PbTiO3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 6
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 6
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N lead(II,IV) oxide Inorganic materials O1[Pb]O[Pb]11O[Pb]O1 XMFOQHDPRMAJNU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminophenyl)-(4-imino-3-methylcyclohexa-2,5-dien-1-ylidene)methyl]aniline;hydron;chloride Chemical compound Cl.C1=CC(=N)C(C)=CC1=C(C=1C=CC(N)=CC=1)C1=CC=C(N)C=C1 AXDJCCTWPBKUKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010587 phase diagram Methods 0.000 description 1
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1254—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates
- H01G4/1263—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates containing also zirconium oxides or zirconates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
- C04B35/497—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates based on solid solutions with lead oxides
- C04B35/499—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates based on solid solutions with lead oxides containing also titanates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine nicht-reduzierende
dielektrische keramische Zusammensetzung und
insbesondere eine nicht-reduzierende dielektrische
keramische Zusammensetzung, die eine Basis-Zusammensetzung
einer komplexen Perowskit-Blei-Verbindung und
ein darin eingearbeitetes Anti-Reduktionsmittel umfaßt.
Im allgemeinen finden dielektrische kermische Materialien
eines Bleititanat-Systems wegen ihrer relativ
großen Dielektrizitätskonstante und niedrigen Sintertemperatur
weit verbreitete Anwendung als dielektrisches
Material für keramische Kondensatoren. Beispielsweise
werden dielektrische keramische Bleititanat-Zusammensetzungen
bei monolithischen oder mehrschichtigen keramischen
Kondensatoren angewandt. Derartige mehrschichtige
keramische Kondensatoren werden im allgemeinen in
der Weise hergestellt, daß man zuerst grüne keramische
Flächengebilde anfertigt, eine leitfähige Druckfarbe für
die inneren Elektroden (bestehend aus in einem organischen
Träger suspendierten Metall-Pulver) in dem gewünschten
Muster auf die grünen keramischen Flächengebilde
druckt, mehrere übereinander gestapelte bedruckte
grüne keramische Flächengebildet unter Einwirkung von
Hitze und Druck miteinander verbindet, den resultierenden
Stapel in einzelne Kondensator-Einheiten zerschneidet
und sie brennt, um die keramischen Mehrschichten-Kondensator-Einheiten
fertigzustellen.
Die meisten der konventionellen dielektrischen keramischen
Materialien für keramische Mehrschichten-Kondensatoren
müssen in oxidierender Atmosphäre gebrannt werden,
da diese keramischen Materialien zu einem halbleitenden
Material reduziert werden, wenn sie in einer reduzierenden
Atmosphäre mit einem niedrigen Sauerstoff-Partialdruck
gebrannt werden. Aus diesem Grunde ist es erforderlich,
ein Edelmetall wie beispielsweise Ag-Pd-Legierungen,
die sogar in oxidierender Atmosphäre bei hoher
Temperatur stabil sind, als Material für die inneren
Elektroden zu verwenden.
Die Edelmetall-Materialien sind jedoch teuer und
bewirken eine Erniedrigung der dielektrischen Eigenschaften,
da während des Sinterns eine Wanderung von Ag
stattfindet. Außerdem haben die Ag-Pd-Legierungen eine
niedrige elektrische Leitfähigkeit.
Aus diesem Grunde ist es ein Ziel der vorliegenden
Erfindung, eine nicht-reduzierende dielektrische
keramische Zusammensetzung bereitzustellen, die auch
dann nicht zu einem halbleitenden Material reduziert
wird, wenn sie in einer neutralen oder reduzierenden
Atmosphäre gebrannt wird, und die es ermöglicht, Kupfer
oder Kupfer-Legierungen mit einer hohen Leitfähigkeit
als Material für innere Elektroden einzusetzen, um
keramische Mehrschichten-Kondensatoren zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden das obengenannte
Ziel und andere Ziele dadurch erreicht, daß eine
bestimmte Menge eines Anti-Reduktionsmittels eines
Systems Li₂O-RO-B₂O₃-SiO₂ (worin R wenigstens ein aus
der aus Mg, Ca, Sr und Ba bestehenden Gruppe ausgewähltes
Element ist) in eine dielektrische keramische Basis-Zusammensetzung
eines ternären Systems
Pb(MG1/3Nb2/3)O3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3
eingearbeitet
wird.
Die Einarbeitung des Anti-Reduktionsmittels verhindert,
daß die dielektrische keramische Basis-Zusammensetzung
beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre reduziert
wird, wodurch es ermöglicht wird, dielektrische Materialien
mit hohem spezifischen Widerstand von nicht weniger
als 10¹⁰ Ω · cm und einem dielektrischen Verlust von nicht
mehr als 5% zu erzeugen. Dies ermöglicht es außerdem,
billiges Kupfer oder billige Kupfer-Legierungen mit
hoher Leitfähigkeit als Material für die inneren Elektroden
der keramischen Mehrschichten-Kondensatoren einzusetzen.
Außerdem macht es die Einarbeitung des Anti-Reduktionsmittels
möglich, die dielektrische keramische
Zusammensetzung bei niedriger Brenntemperatur zu
sintern.
Vorstehende und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung gehen weiter aus der eingehenden,
im folgenden gegebenen Beschreibung hervor. Es ist
jedoch ausdrücklich anzumerken, daß die ausführliche
Beschreibung und die speziellen Beispiele, wiewohl sie
bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angeben, nur
zur Erläuterung angeführt werden, da verschiedenartige
Änderungen und Modifikationen im Rahmen des Gedankens
und des Umfangs der Erfindung für Fachleute aus dieser
Beschreibung zu erkennen sein werden.
Die Figur zeigt ein ternäres Phasendiagramm, in dem die
Fläche der in den Rahmen der vorliegenden Erfindung
fallenden Zusammensetzungen eingetragen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine nicht-reduzierende
dielektrische keramische Zusammensetzung verfügbar
gemacht, die im wesentlichen aus einer durch die
allgemeine Formel
x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-y Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-z PbTiO3
in der x, y und z Gew.-%-Anteile der drei Komponenten
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 und PbTiO₃ sind,
bezeichneten Basis-Zusammensetzung und einem in diese
eingearbeiteten Anti-Reduktionsmittel besteht, das durch
die allgemeinen Formel
a Li₂O-b RO-c B₂O₃-(1-a-b-c) SiO₂
bezeichnet wird, in der R wenigstens ein aus der aus Mg,
Ca, Sr und Ba bestehenden Gruppe ausgewähltes Element
ist, a, b und c Stoffmengen-Anteile ("Molenbrüche") der
betreffenden Komponenten sind und Werte in den nachstehend
angegebenen jeweiligen Bereichen annehmen:
0a<0,2, 0,1b<0,55, 0c<0,4, wobei die
Basis-Zusammensetzung einen Satz von Gew.-%-Anteilen der
drei Komponenten x, y und z hat, die innerhalb die
Fläche der Zusammensetzungen fallen, die von dem durch
die in Fig. 1 dargestellten Punkte A, B, C und D definierten
Polygon ABCD umschlossen wird, wobei die Sätze
der Anteile, in Gew.-%, der drei Komponenten an den
Punkten die folgenden sind:
In den bevorzugten Ausführungsformen wird eine nicht-reduzierende
dielektrische keramische Zusammensetzung verfügbar
gemacht, die im wesentlichen aus 60 bis
99,95 Gew.-% einer durch die allgemeine Formel
x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-y Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-z PbTiO3
in der x+y+z=100, bezeichneten Basis-Zusammensetzung
und 0,05 bis 40 Gew.-% eines durch die allgemeine
Formel
a Li₂O-b RO-c B₂O₃-(1-a-b-c) SiO₂
bezeichneten Anti-Reduktionsmittels besteht, in der R
wenigstens ein aus der aus Mg, Ca, Sr und Ba bestehenden
Gruppe ausgewähltes Element ist und worin a, b und c
Stoffmengen-Anteile ("Molenbrüche") der betreffenden
Komponenten sind und Werte in den nachstehend angegebenen
jeweiligen Bereich annehmen:
0a<0,2, 0,1b<0,55, 0c<0,4.
Die Basis-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist
aus den folgenden Gründen auf die Verbindungen mit einem
Satz von Gew.-%-Anteilen der drei Komponenten x, y und z
beschränkt, die in die polygonale Fläche fallen, die
durch die Punkte A, B, C und D in Fig. 1 definiert wird.
Wenn die Basis-Zusammensetzung den Satz der Anteile
außerhalb der die Punkte A und B verbindenden Geraden in
Fig. 1 hat, wird der spezifische Widerstand bei 20°C
kleiner als 10¹⁰ Ω · cm, ungeachtet der Einarbeitung des
Anti-Reduktionsmittels beim Brennen in reduzierender
Atmosphäre. Wenn die Basis-Zusammensetzung den Satz der
Anteile außerhalb der die Punkte B und C verbindenden
Geraden hat, wird der dielektrische Verlust (tan δ)
größer als 5%, ungeachtet der Einarbeitung des Anti-Reduktionsmittels
beim Brennen in reduzierender Atmosphäre.
Wenn die Basis-Zusammensetzung den Satz der
Anteile außerhalb der die Punkte C und D verbindenden
Geraden hat, wird der spezifische Widerstand bei 20°C
kleiner als 10¹⁰ Ω · cm, ungeachtet der Einarbeitung des
Anti-Reduktionsmittels beim Brennen in reduzierender
Atmosphäre. Wenn die Basis-Zusammensetzung den Satz der
Anteile außerhalb der die Punkte A und D verbindenden
Geraden hat, wird der spezifische Widerstand bei 20°C
kleiner als 10¹⁰ Ω · cm, und der dielektrische Verlust
wird 5% oder mehr beim Brennen in reduzierender Atmosphäre,
ungeachtet der Einarbeitung des Anti-Reduktionsmittels.
Der Gehalt jeder Komponente in dem Anti-Reduktionsmittel
ist aus den folgenden Gründen auf den oben angegebenen
Bereich beschränkt: Wenn der Gehalt an Li₂O, d. h. a,
20 Mol-% überschreitet, verursacht dies eine Erniedrigung
der dielektrischen Eigenschaften und eine vom
Schmelzen des Anti-Reduktionsmittels herrührende Verformung
des Produkts. Wenn der Gehalt an RO (R bezeichnet
Mg, Ca, Sr und/oder Ba), d. h. b, kleiner als
10 Mol-% ist, ist es unmöglich, die Zusammensetzung in
einer reduzierenden Atmosphäre von nicht mehr als
10-7 bar (10-7 atm) zu brennen, was die Verwendung von
Kupfer oder Kupfer-Legierungen als innere Elektroden
ermöglicht. Wenn b 55 Mol-% überschreitet oder wenn der
Gehalt an B₂O₃, d. h. c, 40 Mol-% überschreitet, wird die
Sintertemperatur höher als 1050°C, was ein Schmelzen
der Elektroden aus Kupfer oder den Kupfer-Legierungen
verursacht.
Das Anti-Reduktionsmittel wird in die Basis-Zusammensetzung
aus den folgenden Gründen in einer Menge von
0,05 bis 40 Gew.-% eingearbeitet. Wenn der Gehalt des
Anti-Reduktionsmittels kleiner als 0,05 Gew.-% ist, ist
es unmöglich, die Reduktion der dielektrischen keramischen
Zusammensetzung zu verhindern, was eine Ernidrigung
des Isolierwiderstandes zur Folge hat. Wenn der
Gehalt des Anti-Reduktionsmittels 40 Gew.-% überschreitet,
findet im Laufe des Sinterns ein Schmelzen des
Mittels statt und verursacht Verformung des Produkts.
Rohstoffe, Pb₃O₄, MgCO₃, Nb₂O₅, TiO₂ und ZnO wurden zur
Herstellung einer Mischung eingewogen, so daß deren
Produkt die Zusammensetzung eines ternären Systems
80 Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-15 Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-5 PbTiO3
hatte, 16 h nach dem Naßverfahren in einer Kugelmühle
vermahlen und dann durch Eindampfen getrocknet. Das
resultierende Mischpulver wurde in eine Zirconiumoxid-Brennkapsel
gefüllt, 2 h bei 730°C calciniert, zerkleinert
und dann durch ein Sieb von 0,074 mm (200 mesh)
getrieben, wodurch ein calciniertes Pulver einer
dielektrischen keramischen Zusammensetzung mit einer
komplexen Perowskit-Struktur erhalten wurde.
Andererseits wurden unter Verwendung von Li₂O, BaCO₃,
CaCO₃, SrO, MgO, B₂O₃ und SiO₂ als Rohstoffen Anti-Reduktionsmittel
in folgender Weise hergestellt. Die
Rohstoffe wurden für die Herstellung einer Mischung für
Anti-Reduktionsmittel der jeweils in Tabelle 1 angegebenen
Zusammensetzung eingewogen, 16 h mit einer Kugelmühle
nach dem Naßverfahren gemahlen und dann durch
Eindampfen getrocknet. Jedes Pulver wurde in einen
Aluminiumoxid-Tiegel gefüllt, 1 h auf 1300°C erhitzt,
durch rasches Abkühlen glasig erstarren gelassen, pulverisiert
und dann durch ein Sieb von 0,177 mm (80 mesh)
getrieben, wodurch ein Pulver eines glasigen Anti-Reduktionsmittels
hergestellt wurde.
Das auf diese Weise hergestellte glasige Anti-Reduktionsmittel
wurde in den in Tabelle 1 angegebenen Mengen-Anteilen
zu dem obigen calcinierten Pulver hinzugefügt,
wodurch eine Mischung für eine nicht-reduzierende
dielektrische keramische Zusammensetzung hergestellt
wurde. Die resultierende Mischung wurde mit einer geeigneten
Menge eines Polyvinylbutyral-Bindemittels versetzt,
16 h nach dem Naßverfahren in einer Kugelmühle
granuliert, mittels des Rakelverfahrens geformt und dann
getrocknet, wodurch grüne keramische Flächengebilde hergestellt
wurden. Die grünen keramischen Flächengebilde
wurden im Siebdruckverfahren mit einer Kupfer-Paste für
innere Elektroden in dem gewünschten Muster auf jeder
der Oberflächen derselben bedruckt, unter der Einwirkung
von Hitze und Druck kontaktverklebt und dann in einzelne
Kondensator-Einheiten zerschnitten. Die resultierenden
Kondensator-Einheiten wurden mit Kupfer-Paste für äußere
Elektroden beschichtet und dann 3 h mit Hilfe eines
elektrischen Ofens bei Temperaturen von 700°C bis
1100°C in einer reduzierenden Atmosphäre gebrannt, die
aus einem Mischgas aus H₂, H₂O und N₂ bestand, um eine
Oxidation der inneren und äußeren Kupfer-Elektroden zu
verhindern. Eine Probe, Nr. 1, wurde an der Luft, d. h.
in oxidierender Atmosphäre, gebrannt.
Die auf diese Weise hergestellten Mehrschichten-Kondensatoren
wurde in eine Fuchsin-Lösung getaucht, um die
optimale Sintertemperatur zu bestimmen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Unter Einsatz der bei der optimalen Sintertemperatur
gebrannten mehrschichtigen keramischen Kondensatoren als
Test-Probekörper wurde die Messung elektrischer Eigenschaften
durchgeführt, d. h. der Dielektrizitätskonstante
(ε) und des dielektrischen Verlusts (tan δ) bei 25°C
und bei 1 kHz, 1 Vrms, der Temperatur-Kennwerte der
Kapazität im Bereich von -25°C bis 85°C auf der Basis
der Kapazität bei 20°C und des Isolierwiderstandes. Der
spezifische Widerstand (ρ) wurde durch Messung eines
durch die Probe fließenden Stromes bei Anlegen einer
Gleichspannung von 50 V bei 20°C bestimmt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Unter Verwendung der Rohstoffe Pb₃O₄, MgCO₃, Nb₂O₅, TiO₂,
und ZnO wurden in gleicher Weise wie in Beispiel 1
calcinierte Pulver dielektrischer keramischer Zusammensetzungen
hergestellt, die jeweils eine in Tabelle 1
angeführte Zusammensetzung hatten.
Getrennt von den vorstehenden wurde unter Verwendung von
Li₂O, BaCO₃, CaCO₃, SrO, MgO, B₂O₃ und SiO₂ als Rohstoffen
in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 ein glasiges
Anti-Reduktionsmittel hergestellt, das, in Mol-% aus
5 Li₂O, 15 BaO, 15 CaO, 15 SrO, 20 B₂O₃ und 30 SiO₂
bestand.
Unter Verwendung des calcinierten Pulvers der dielektrischen
keramischen Zusammensetzung im Gemisch mit dem
resultierenden glasigen Anti-Reduktionsmittel in den in
Tabelle 2 aufgeführten Mengenverhältnissen wurden in der
gleichen Weise wie in Beispiel 1 keramische Mehrschichten-Kondensatoren
hergestellt.
Für jeden keramischen Mehrschichten-Kondensator wurden
die elektrischen Eigenschaften in der gleichen Weise wie
in Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2
dargestellt.
In den Tabelle 1 und 2 sind mit einem Sternchen (*)
bezeichnete Proben solche, die eine Zusammensetzung
außerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung haben,
während die anderen Proben diejenigen sind, die in den
Rahmen der vorliegenden Erfindung fallen. Die Basis-Zusammensetzung
und das Anti-Reduktionsmittel sind mit
den Symbolen A bzw. B bezeichnet. Die Temperatur-Kennwerte
der Proben sind mittels der durch JIS (Japanischer
Industrie-Standard) festgelegten Bewertungen B, C, D, E
und F eingeordnet, die im folgenden definiert werden.
Die Bewertung B bedeutet, daß die Rate der Änderung der
Kapazität mit der Temperatur, bezogen auf die Kapazität
bei 20°C, im Arbeitsbereich der Temperatur von -25°C
bis +85°C innerhalb des Bereichs von -10% bis +10%
liegt.
Die Bewertung C bedeutet, daß die Rate der Änderung der
Kapazität mit der Temperatur, bezogen auf die Kapazität
bei 20°C, im Arbeitsbereich der Temperatur von -25°C
bis +85°C innerhalb des Bereichs von -20% bis +20%
liegt.
Die Bewertung D bedeutet, daß die Rate der Änderung der
Kapazität mit der Temperatur, bezogen auf die Kapazität
bei 20°C, im Arbeitsbereich der Temperatur von -25°C
bis +85°C innerhalb des Bereiches von -30% bis +20%
liegt.
Die Bewertung E bedeutet, daß die Rate der Änderung der
Kapazität mit der Temperatur, bezogen auf die Kapazität
bei 20°C, im Arbeitsbereich der Temperatur von -25°C
bis +85°C innerhalb des Bereichs von -55% bis +20%
liegt.
Die Bewertung F bedeutet, daß die Rate der Änderung der
Kapazität mit der Temperatur, bezogen auf die Kapazität
bei 20°C, im Arbeitsbereich der Temperatur von -25°C
bis +85°C innerhalb des Bereichs von -80% bis +30%
liegt.
Wie aus den in den Tabellen 1 und 2 aufgeführten Ergebnissen
hervorgeht, besitzt die nicht-reduzierende dielektrische
keramische Zusammensetzung der vorliegenden
Erfindung einen niedrigen dielektrischen Verlust von
weniger als 5% und einen hohen spezifischen Widerstand
von nicht weniger als 10¹⁰ Ω · cm. Weiterhin besitzt sie
eine hohe Beständigkeit gegen Reduktion und ermöglicht
dadurch die Verwendung von Kupfer oder Kupfer-Legierungen
als Material für innere Elektroden der monolithischen
keramischen Kondensatoren. Außerdem macht es die
Einarbeitung des Anti-Reduktionsmittels in die komplexe
Perowskit-Verbindung möglich, deren Sintertemperatur auf
1050°C und darunter zu senken.
In den vorstehenden Beispielen erfolgt das Sintern in
einer aus Wasserstoff, Wasserdampf und Stickstoff bestehenden
reduzierenden Atmosphäre. Das Sintern kann jedoch
auch in einer anderen, aus Ar, CO, CO₂, H₂, N₂ oder
einem Gemisch aus diesen Gasen bestehenden neutralen
oder reduzierenden Atmosphäre durchgeführt werden.
Claims (2)
1. Nicht-reduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung,
im wesentlichen bestehend aus einer durch die
allgemeine Formel
x Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-y Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-z PbTiO3in der x, y und z Gew.-%-Anteile der drei Komponenten
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3, Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 und PbTiO₃ sind,
bezeichneten Basis-Zusammensetzung und einem in diese
eingearbeiteten Anti-Reduktionsmittel, das durch die
allgemeine Formela Li₂O-b RO-c B₂O₃-(1-a-b-c) SiO₂bezeichnet wird, in der R wenigstens ein aus der aus Mg,
Ca, Sr und Ba bestehenden Gruppe ausgewähltes Element
ist, a, b und c Stoffmengen-Anteile ("Molenbrüche") der
betreffenden Komponenten sind und Werte in den nachstehend
angegebenen jeweiligen Bereichen annehmen:
0a<0,2, 0,1b<0,55, 0c<0,4, wobei die
Basis-Zusammensetzung einen Satz von Gew.-%-Anteilen der
drei Komponenten x, y und z hat, die innerhalb die
Fläche der Zusammensetzungen fallen, die von dem durch
die in Fig. 1 dargestellten Punkte A, B, C und D
definierten Polygon ABCD umschlossen wird, wobei die
Sätze der Anteile, in Gew.-% der drei Komponenten an
den Punkten die folgenden sind:
2. Nicht-reduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung
nach Anspruch 1, im wesentlichen bestehend aus
60 bis 99,5 Gew.-% der Basis-Zusammensetzung und 0,05
bis 40 Gew.-% des Anti-Reduktionsmittels.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63188696A JPH0821257B2 (ja) | 1988-07-28 | 1988-07-28 | 非還元性誘電体磁器組成物とそれを用いた積層セラミックコンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3924563A1 true DE3924563A1 (de) | 1990-02-01 |
| DE3924563C2 DE3924563C2 (de) | 1998-02-19 |
Family
ID=16228220
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3924563A Expired - Lifetime DE3924563C2 (de) | 1988-07-28 | 1989-07-25 | Nicht-reduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4959333A (de) |
| JP (1) | JPH0821257B2 (de) |
| DE (1) | DE3924563C2 (de) |
| GB (1) | GB2221902B (de) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4041993A1 (de) * | 1990-12-27 | 1992-07-02 | Gesemann Hans Juergen Dr | Heterogener dielektrischer keramischer werkstoff |
| DE4317719A1 (de) * | 1992-05-28 | 1993-12-02 | Murata Manufacturing Co | Verfahren zur Herstellung eines laminatartigen elektronischen Bauelements |
| EP0666244A1 (de) * | 1994-02-04 | 1995-08-09 | Thomson-Csf | Ferroelektrische Keramik |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0255256A (ja) * | 1988-08-19 | 1990-02-23 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミクス用還元防止剤 |
| JPH0666219B2 (ja) * | 1989-02-22 | 1994-08-24 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックスコンデンサ |
| JP2800017B2 (ja) * | 1989-04-05 | 1998-09-21 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックスコンデンサ |
| EP0413321B1 (de) * | 1989-08-17 | 1995-06-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielektrische Keramikzusammensetzung und Vielschicht-Kondensator |
| JPH0798680B2 (ja) * | 1989-11-13 | 1995-10-25 | 堺化学工業株式会社 | 鉛系ペロブスカイト型セラミックスの原料粉末の製造方法 |
| JP2564676B2 (ja) * | 1990-02-22 | 1996-12-18 | 三菱マテリアル 株式会社 | 電子光学用組成物 |
| US5192723A (en) * | 1990-09-04 | 1993-03-09 | Nikon Corporation | Method of phase transition, method for producing lead niobate-based complex oxide utilizing said phase transition method, and lead niobate-based complex oxide produced by said method |
| CN1025703C (zh) * | 1990-10-29 | 1994-08-17 | 湖北大学 | 一种大功率压电陶瓷材料 |
| US5106796A (en) * | 1991-09-13 | 1992-04-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Low-firing capacitors dielectrics |
| JP3350949B2 (ja) * | 1992-02-20 | 2002-11-25 | 株式会社村田製作所 | 導電性ペースト |
| US5600533A (en) * | 1994-06-23 | 1997-02-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Multilayer ceramic capacitor having an anti-reducing agent |
| JP3457882B2 (ja) * | 1998-03-30 | 2003-10-20 | 京セラ株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| US6368514B1 (en) | 1999-09-01 | 2002-04-09 | Luminous Intent, Inc. | Method and apparatus for batch processed capacitors using masking techniques |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2359818A1 (de) * | 1973-11-30 | 1975-06-05 | Tdk Electronics Co Ltd | Piezoelektrische keramische masse |
| DE3520839A1 (de) * | 1984-06-13 | 1985-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto | Dielektrische keramische zusammensetzung |
| DE3545396A1 (de) * | 1985-12-20 | 1987-06-25 | Murata Manufacturing Co | Dielektrische keramische zusammensetzung fuer hohe frequenzen |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6031797B2 (ja) * | 1980-07-24 | 1985-07-24 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物 |
| JPS6020851B2 (ja) * | 1983-01-26 | 1985-05-24 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器物質 |
| JPS61147404A (ja) * | 1984-12-18 | 1986-07-05 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| US4753905A (en) * | 1985-07-31 | 1988-06-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition |
| JPS62131413A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-13 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPS62157607A (ja) * | 1985-12-30 | 1987-07-13 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPS62254310A (ja) * | 1986-04-21 | 1987-11-06 | マルコン電子株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| JPS63281308A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 磁器コンデンサ |
| JPS63281309A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 磁器コンデンサ |
-
1988
- 1988-07-28 JP JP63188696A patent/JPH0821257B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-07-25 DE DE3924563A patent/DE3924563C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-25 GB GB8916975A patent/GB2221902B/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-27 US US07/386,790 patent/US4959333A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2359818A1 (de) * | 1973-11-30 | 1975-06-05 | Tdk Electronics Co Ltd | Piezoelektrische keramische masse |
| DE3520839A1 (de) * | 1984-06-13 | 1985-12-19 | Murata Manufacturing Co., Ltd., Nagaokakyo, Kyoto | Dielektrische keramische zusammensetzung |
| DE3545396A1 (de) * | 1985-12-20 | 1987-06-25 | Murata Manufacturing Co | Dielektrische keramische zusammensetzung fuer hohe frequenzen |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4041993A1 (de) * | 1990-12-27 | 1992-07-02 | Gesemann Hans Juergen Dr | Heterogener dielektrischer keramischer werkstoff |
| DE4317719A1 (de) * | 1992-05-28 | 1993-12-02 | Murata Manufacturing Co | Verfahren zur Herstellung eines laminatartigen elektronischen Bauelements |
| US5672220A (en) * | 1992-05-28 | 1997-09-30 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method of producing a laminated electronic device |
| EP0666244A1 (de) * | 1994-02-04 | 1995-08-09 | Thomson-Csf | Ferroelektrische Keramik |
| FR2715926A1 (fr) * | 1994-02-04 | 1995-08-11 | Thomson Csf | Céramique ferroélectrique. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB8916975D0 (en) | 1989-09-13 |
| DE3924563C2 (de) | 1998-02-19 |
| GB2221902B (en) | 1992-04-29 |
| US4959333A (en) | 1990-09-25 |
| JPH0821257B2 (ja) | 1996-03-04 |
| GB2221902A (en) | 1990-02-21 |
| JPH02155115A (ja) | 1990-06-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE4010827C2 (de) | Monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE4028279C2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE2737080C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von monolithischen keramischen Kondensatoren | |
| DE69400932T2 (de) | Nichtreduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE69209417T2 (de) | Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE3807923C2 (de) | Dielektrische Paste | |
| DE3800198C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer nicht-reduzierbaren dielektrischen keramischen Zusammensetzung | |
| DE69929378T2 (de) | Reduktionswiderstandsfähige dielektrische keramische Zusammensetzung und diese beinhaltender monolitischer keramischer Kondensator | |
| DE69304034T2 (de) | Nichtreduzierbare, dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE3924563C2 (de) | Nicht-reduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE4220681C2 (de) | Nichtreduzierende, dielektrische, keramische Zusammensetzung | |
| DE10043882B4 (de) | Dielektrische Keramikzusammensetzung und monolithisches Keramikbauteil | |
| DE68923781T2 (de) | Keramische Zusammensetzung mit hoher Dielektrizitätskonstante und keramische Kondensatorelemente. | |
| DE19622690B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Monolithischen Keramikkondensators | |
| DE2915409C2 (de) | ||
| DE4005505C2 (de) | Monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE4005507C2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| EP0106401B1 (de) | Keramisches Dielektrikum auf Basis von Wismut enthaltendem BaTi03 | |
| DE3524193A1 (de) | Nicht-reduzierende dielektrische keramikzusammensetzungen | |
| DE2824870C2 (de) | ||
| DE3445153C2 (de) | ||
| DE4336089C2 (de) | Nicht-reduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE3327768C2 (de) | ||
| DE69009524T2 (de) | Festdielektrikumkondensator und Verfahren zu seiner Herstellung. | |
| DE69009016T2 (de) | Festdielektrikumkondensator und Verfahren zur Herstellung. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |