DE69209417T2 - Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung - Google Patents
Nichtreduzierbare dielektrische keramische ZusammensetzungInfo
- Publication number
- DE69209417T2 DE69209417T2 DE69209417T DE69209417T DE69209417T2 DE 69209417 T2 DE69209417 T2 DE 69209417T2 DE 69209417 T DE69209417 T DE 69209417T DE 69209417 T DE69209417 T DE 69209417T DE 69209417 T2 DE69209417 T2 DE 69209417T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- composition
- additive
- base composition
- mol
- less
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 158
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 59
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 76
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 62
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N dichromium trioxide Chemical compound O=[Cr]O[Cr]=O QDOXWKRWXJOMAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(II) oxide Inorganic materials [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 18
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 18
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 16
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical class [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 9
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 38
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 21
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 20
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 20
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 17
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 17
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 17
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N niobium pentoxide Chemical compound O=[Nb](=O)O[Nb](=O)=O ZKATWMILCYLAPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 13
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 13
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 11
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 10
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 10
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 10
- LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L strontium carbonate Chemical compound [Sr+2].[O-]C([O-])=O LEDMRZGFZIAGGB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 9
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 9
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910008656 Li2O—SiO2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 4
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 4
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 4
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000012245 magnesium oxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 235000010215 titanium dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 3
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N strontium oxide Inorganic materials [O-2].[Sr+2] IATRAKWUXMZMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N Li2O Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M dilithium;hydroxide Chemical compound [Li+].[Li+].[OH-] XUCJHNOBJLKZNU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 229910002971 CaTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002976 CaZrO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001622 bismuth compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910002115 bismuth titanate Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 bismuth titanate Chemical class 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal 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
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C04B35/46—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 titanium oxides or titanates
- C04B35/462—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 titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—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 titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
- Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf eine nichtreduzierbare dielektrische Keramik Zusammensetzung und insbesondere eine nichtreduzierbare dielektrische Keramik Zusammensetzung, die für monolithische Keramik-Kondensatoren verwendet wird.
- Allgemein umfassen monolithische Keramik-Kondensatoren mehrere dielektrische Keramikschichten, die zu einem monolithischen Körper vereint sind, eine Vielzahl innerer Elektroden, die zwischen benachbarten dielektrischen Keramikschichten gebildet werden, und äußere Elektroden, die auf gegenüberliegenden Seiten des monolithischen Körpers gebildet werden und mit den alternierenden inneren Elektroden verbunden sind.
- Ein derartiger monolithischer Keramik-Kondensator kann durch Herstellung keramischer Grünblätter, Bildung einer Metallpastenschicht für innere Elektroden auf einer flachen Oberfläche jedes keramischen Grünblatts, Stapeln und Pressen verschiedener Grünblätter unter Wärme zur Bildung eines mehrschichtigen keramischen Grünkörpers, Brennen desselben unter Bildung eines monolithischen, gesinterten Keramikkörpers mit inneren Elektroden, Bildung von Metallpastenschichten für die äußeren Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des monolithischen, gesinterten Keramikkörpers und Härten derselben bei einer geeigneten Temperatur unter Bildung äußerer Elektroden hergestellt werden.
- Als ein dielektrisches Material für monolithische Keramik- Kondensatoren werden in breitem Maße dielektrische Keramik- Zusammensetzungen mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten eines Bariumtitanat-Systems verwendet, insbesondere solche, die Bariumtitanat und darin eingebaut eine geringe Menge einer Bismut-Verbindung, wie Bismuttitanat, Bismutstannat, Bismutzirconat oder dergleichen, umfassen.
- Die monolithischen Keramik-Kondensatoren werden allgemein durch eine Methode hergestellt, die die Stufen der Herstellung keramischer Grünblätter, Bildung einer inneren Elektrodenschicht mit einer leitfähigen Paste, Stapeln und Vereinigen der gedruckten Grünblätter, Schneiden des Mehrschichtenkörpers zu Grünchips, Brennen der Grünchips bei einer Temperatur von etwa 1250 bis 1350 ºC, umfaßt. Da die inneren Elektroden der Sintertemperatur des dielektrischen keramischen Materials unterworfen werden, wird ein Material für die inneren Elektroden benötigt, das einen Schmelzpunkt hat, der höher ist als die Sintertemperatur der dielektrischen Keramiken, das selbst in einer oxidierenden Atmosphäre gegenüber der Oxidation hochbeständig ist, und das nicht mit den dielektrischen Keramiken reagiert. Derartige Anforderungen werden vollständig von Edelmetallen wie Platin, Gold, Palladium und deren Legierungen erfüllt, so daß Edelmetalle in breitem Maße als ein Material für die inneren Elektroden von monolithischen Keramik-Kondensatoren verwendet werden.
- Jedoch ergibt die Verwendung derartiger Edelmetalle eine Zunahme der Produktionskosten der monolithischen Keramik- Kondensatoren. Z.B. betragen die Kosten der inneren Elektroden etwa 30 bis 70 % der Herstellungskosten der monolithischen Keramikkondensatoren. Andere Metalle mit einem hohen Schmelzpunkt umfassen Basismetalle wie Ni, Ee, Co, W und Mo, jedoch werden solche Basismetalle in einer oxdierenen Atmosphäre bei hohen Temperaturen leicht oxidiert und verlieren ihre Leit fähigkeit, die für die inneren Elektroden benötigt wird.
- So ist es für die Verwendung eines derartigen Basismetalls als ein Material für innere Elektroden notwendig, das dielektrische, keramische Material in einer neutralen oder reduzierenen Atmosphäre zu brennen, um zu verhindern, daß das Basismetall oxidiert wird. Wenn jedoch die dielektrische, keramische Zusammensetzung der Technik in einer derartigen reduzierenden Atmosphäre gebrannt wird, wird die Zusammensetzung während des Brennens beträchtlich reduziert, und eine Halbleiterbildung findet statt.
- Zur Lösung derartiger Probleme wird in JP-B-57-42588 vorgeschlagen, ein dielektrisches, keramisches Material zu verwenden, das eine feste Lösung eines Bariumtitanat-Systems umfaßt, und das eine Verhältnis einer Barium-Stelle zu einer Titanstelle von mehr als dem stöchiometrischen Verhältnis, d.h. 1,00, hat. Ein derartiges dielektrisches, keramisches Material wird selbst beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert, wodurch es ermöglicht wird, monolithische Keramik-Kondensatoren mit inneren Elektroden eines Basismetalls wie Nickel herzustellen.
- US-A-4 988 468 beschreibt andere nicht-reduzierbare dielektrische Keramiken, die als ein dielektrisches Material für monolithische Keramik-Kondensatoren geeignet sind, die im wesentlichen aus einer basischen Zusammensetzung von 82,0 bis 93, Mol-% BaTiO&sub3;, 6,0 bis 14,0 Mol-% CaTiO&sub3; und 1,0 bis 8,0 Mol-% CaZrO&sub3;, und MnO&sub2;, SiO&sub2; und SrO als Additiven bestehen.
- Andererseits hat die Entwicklung elektronischer Techniken zu einer beträchtlichen Miniaturisierung elektronischer Vorrichtungen geführt. Aus diesem Grund besteht eine zunehmende Anforderung an die Miniaturisierung elektronischer Teile, einschließlich von monolithischen Keramik-Kondensatoren. Es ist allgemein bekannt, daß die monolithischen Keramik-Kondensatoren unter Verwendung eines dielektrischen, keramischen Materials mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten oder durch Verminderung der Dicke der dielektrischen, keramischen Schichten miniaturisiert werden können. Jedoch haben dielektrische, keramische Materialien mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten eine große Korngröße. Wenn die Dicke der dielektrischen, keramischen Schichten auf nicht mehr als 10 µm verringert wird, wird so die Anzahl der Kristallkörner, die in jeder Schicht vorliegen, beträchtlich verringert, wodurch sich eine Verminderung der Zuverläßlichkeit der monolithischen Keramik- Kondensatoren ergibt.
- JP-A-61-101459 offenbart eine nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung mit einer kleinen Korngröße, die eine feste Lösung von Bariumtitanat und ein oder mehrere Metalle der Seltenen Erden (z.B. La, Nd, Sm, Dy) darin eingebaut umfaßt. Je kleiner die Korngröße ist, umso größer ist die Anzahl der Kristallkörner, die in jeder dielektrischen Schicht vorliegen. So kann eine solche dielektrische, keramische Zusammensetzung verhindern, daß die Zuverläßlichkeit der monolithischen Keramik-Kondensatoren verringert wird.
- Es ist jedoch mit einer derarigen Zusammensetzung unmöglich, eine hohe Dielektrizitätskonstante zu erreichen. Zusätzlich dazu kann diese Zusammensetzung während des Sinterns reduziert werden, wodurch es erschwert wird, monolithische Keramik- Kondensatoren mit guten Eigenschaften herzustellen.
- Es ist deshalb eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung bereitzustellen, die eine hohe Dielektrizitätskonstante, jedoch eine kleine Kristall-Korngröße hat, und die selbst beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre nicht in einen Halbleiter überführt wird.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung bereitgestellt, die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Ti, Zr und Nb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die durch die allgemeine Formel
- { (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin:
- 0,05 ≤ x ≤ 0,30, 0,005 ≤ y ≤ 0,12, 0 ≤ o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,012 und 1,002 ≤ m ≤ 1,03 ist, das Additiv (A) aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Ni, ausgewählt ist, das Additiv (A) in der Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO eingebaut ist, das Additiv (B) aus SiO&sub2; und/oder ZnO besteht und in der Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 2,0 mol pro mol der Basis-Zusammensetzung eingebaut ist.
- In einer weiteren Ausführungsform besteht das Additiv B aus einer Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems anstelle des SiO&sub2; und/oder ZnO, das als eine Glas-Komponente dient.
- So wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung bereitgestellt, die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Ti, Zr und Mb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die durch die allgemeine Formel
- { (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin:
- 0,05 ≤ x ≤ 0,35, 0,005 ≤ y ≤ 0,12, 0 ≤ o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,010 und 1,002 ≤ m ≤ 1,04 ist, das Additiv (A) aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Ni, ausgewählt ist, das Additiv (A) in der Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO eingebaut ist, das Additiv (B) aus einer Glas-Zusammensetzung eines BaO- SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems besteht und in die Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung eingebaut ist.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des Bariums in der Basis-Zusammensetzung durch eine äquimolare Menge von Magnesium ersetzt, um den Isolierwiderstand bei hohen Temperaturen zu verbessern.
- So wird auch gemäß der vorliegenden Erfindung eine nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung bereitgestellt, die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Mg, Ti, Zr und Mb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die durch die allgemeine Formel
- { (Ba1-x-ySrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin:
- 0,05 ≤ x ≤ 0,30, 0,005 ≤ y ≤ 0,10, 0,0005 ≤ z ≤ 0,05, 0 < o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,02, 1,000 ≤ m ≤ 1,04 ist, das Additiv (A) aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Mi, ausgewählt ist, das Additiv (A) in der Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO eingebaut ist, das Additiv (B) aus SiO&sub2; und/oder ZnO besteht und in die Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 2,0 mol pro 100 mol der Grund-Zusammensetzung eingebaut ist.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung bereitgestellt, die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Mg, Ti, Zr und Mb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die durch die allgemeine Formel
- { (Ba1-x-ySrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin:
- 0,05 ≤ x ≤ 0,35, 0,005 ≤ y ≤ 0,12, 0,0005 ≤ z ≤ 0, 05, 0 < o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,02, 1,000 ≤ m ≤ 1,04 ist, das Additiv (A) aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Ni, ausgewählt ist, das Additiv (A) in der Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender Oxide MnO&sub2;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO eingebaut ist, das Additiv (B) aus einer Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems besteht und in der Basis- Zusammensetzung in einer Menge von 0,05 bis 5,0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung eingebaut ist.
- Die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann in einer reduzierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von nicht mehr als 1250 ºC gebrannt werden, ohne daß eine Reduktion und Halbleiterbildung derselben eintritt. Dies ermöglicht es, Nichtedelmetalle als ein Material für die inneren Elektroden zu verwenden, um die Herstellungskosten von monolithischen Keramik-Kondensatoren zu senken.
- Die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat eine kleine Korngröße von nicht mehr als 3 µm, obwohl sie eine hohe Dielektrizitätskonstante von nicht weniger als 11 000 besitzt. So ermöglicht die nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung die Herstellung monolithischer Keramik- Kondensatoren mit einer hohen Kapazität und einer hohen Verläßlichkeit, da die dielektrischen, keramischen Schichten in Form dünner Schichten hergestellt werden können, ohne daß die Anzahl der darin vorliegenden Kristallkörner vermindert wird.
- Die obigen und andere Merkmale, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den folgenden Beispielen ersichtlich.
- Unter Verwendung von Pulvern von BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO, SiO&sub2; und ZnO einer Reinheit von mehr als 99,8 % als Rohmaterialien wurden Proben zum Beobachten und zum Messen der elektrischen Eigenschaften einer nicht-reduzierbaren, dielektrischen Keramik-Zusammensetzung auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; und Nb&sub2;O&sub5; wurden gewogen und vermischt, um eine Mischung für eine Basis-Zusammensetzung herzustellen, die durch die allgemeine Formel:
- { (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin x, y, o, p und m die in der Tabelle 1 gezeigten Werte haben.
- Von den verbleibenden Rohmaterialien MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO, SiO&sub2; und ZnO wurden zwei oder mehr Rohmaterialien als Additive (A) und (B) zu der obigen Mischung in Mengen pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung gegeben, die in der Tabelle 1 aufgeführt sind. Die sich ergebende Mischung der Rohmaterialien wurde 16 Stunden mit einer Kugelmühle naßgemahlen, durch Verdampfen getrocknet und dann an der Luft 2 Stunden bei 1100 ºC calciniert. Der Klinker wurde zerrieben und gemahlen, um ein calciniertes Pulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 µm zu erhalten.
- Das calcinierte Pulver wurde mit geeigneten Mengen reinen Wassers und eines organischen Polyvinylacetat-Bindemittels versetzt, 16 Stunden mit einer Kugelmühle naßgemahlen, getrocknet und dann bei 2000 kg/cm² zusammengepreßt, um keramische Grünscheiben mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 0,5 mm zu bilden.
- Die Grünscheiben wurden in einen elektrischen Ofen gegeben, auf 500 ºC an der Luft erhitzt, um das organische Bindemittel durch Zersetzung zu entfernen, und dann in einer reduzierenden Atmosphäre 2 Stunden bei einer in Tabelle 2 gezeigten Temperatur gebrannt, um gesinterte keramische Scheiben zu erhalten. Die verwendete reduzierenden Atmosphäre bestand aus einem gemischten Gas von N&sub2;, H&sub2; und O&sub2; mit einem Partialdruck des Sauerstoffs, der von 3 x 10&supmin;&sup8; bis 3 10&supmin;¹&sup0; atm reichte.
- Die sich ergebenden, gesinterten Keramikscheiben wurden durch ein Scanning-Elektronenmikroskop bei einer Vergrößerung von 1500 beobachtet, um die Kristallkorngröße zu bestimmen.
- Auf jeder Keramikscheibe wurden an ihren gegenüberliegenden Seiten Silberelektroden bereitgestellt, indem man eine Silberpaste auftrug und die dann bei 800 ºC 30 Minuten in einer Stickstoff-Atmosphäre härtete, um eine Probe für Messungen der elektrischen Eigenschaften herzustellen.
- Für jede Probe wurden Messungen der Dielektrizitätskonstanten (ε), des Tangens des dielektrischen Verlusts (tan δ), des Isolierwiderstandes ( ) und des Temperaturkoeffizienten (TC) der Kapazität durchgeführt.
- Die Dielektrizitätskonstante und der dielektrische Verlust wurden bei 25 ºC, 1 KHz und 1 Vrms gemessen. Der Temperaturkoeffizient (TC) der Kapazität wurde über einen Temperaturbereich von -25 ºC bis 85 ºC in bezug auf die Kapazität bei 20 ºC bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
- In den Tabellen sind die Proben mit einem Sternchen solche, die eine Zusammensetzung außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung haben. Tabelle 1 Basis-Zusammensetzung Additiv Tabelle 1 (Fortsetzung) Basis-Zusammensetzung Additiv Tabelle 2 Sinter-Temperatur TC der Kapazität ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT(%) spez. Volumen-Widerstand Korngröße (µm) nicht meßbar Tabelle 2 (Fortsetzung) Sinter-Temperatur TC der Kapazität ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT(%) spez. Volumen-Widerstand Korngröße (µm) nicht meßbar
- Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 1 ersichtlich ist, besitzt die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine hohe Dielektrizitätskonstante von nicht weniger als 12 000 und einen niedrigen Tangens des dielektrischen Verlusts von nicht mehr als 2,0 %, und sie genügt den Anforderungen der Klasse F, die durch JIS definiert ist, da der Temperaturkoeffizient der Kapazität im Bereich von -80 % bis +30 % über den Temperaturbereich von -25 ºC bis +85 ºC liegt.
- Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat einen hohen Isolierwiderstand, da der logarithmische Wert des Volumenwiderstandes nicht geringer als 12 ist. Auch kann sie bei einer relativ niedrigen Temperatur von nicht mehr als 1300 ºC gesintert werden, und sie hat eine kleine Korngröße von nicht mehr als 3 µm.
- Die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung des Systems { (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2 ist auf solche Zusammensetzungen beschränkt, die Werte von x, y, m, o und p innerhalb der obigen entsprechenden Bereiche aus den folgenden Gründen haben:
- Wenn die Strontium-Molfraktion x wie in der Probe Nr. 1 geringer als 0,05 ist, werden niemals gute Ergebnisse erhalten, da die Dielektrizitätskonstante geringer als 12 000 wird, der Tangens des dielektrischen Verlusts größer als 2,0 % wird und der Temperaturkoeffizient der Kapazität groß wird. Wenn die Molfraktion von Sr - x- wie in der Probe Nr. 17 0,30 übersteigt, verschlechtern sich die Sintereigenschaften der Keramiken, und die Dielektrizitätskonstante wird geringer als 12 000. Zusätzlich dazu wird der Temperaturkoeffizient der Kapazität zu groß, um dem Standard der Klasse F - definiert in JIS - zu genügen. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Strontiums auf einen Wert von nicht weniger als 0,05, jedoch nicht mehr als 0,30, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Calciums - y - wie in der Probe Nr. 2 geringer als 0,005 ist, werden die Sintereigenschaften schlechter, beträgt der Tangens des dielektrischen Verlusts mehr als 2,0 %, und erniedrigt sich der Isolierwiderstand. Wenn die Molfraktion des Calciums - y - wie in der Probe Nr. 18 größer als 0,12 wird, werden die Sintereigenschaften schlechter, und die Dielektrizitätskonstanten werden erniedrigt. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Calciums auf einen Wert von nicht weniger als 0,005, jedoch nicht mehr als 0,12, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Zirconiums - o - wie in der Probe Nr. 3 null ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 12 000 und der Temperaturkoeffizient der Kapazität groß. Wenn andererseits, wie in der Probe Nr. 19, o 0,20 übersteigt, verschlechtern sich die Sintereigenschaften, und die Dielektrizitätskonstanten erniedrigen sich auf weniger als 12 000. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Zirconiums auf einen Wert von mehr als 0, jedoch nicht mehr als 0,20, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Niobs - p - wie in der Probe Nr. 4 geringer als 0,0005 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 12 000 und die Kristallkorngröße übersteigt 3 µm Wenn andererseits, wie in der Probe Nr. 20, p 0,012 übersteigt, wird die keramischezusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einerm Halbleiter reduziert, wodurch sich eine beträchtliche Erniedrigung des Isolierwiderstandes ergibt. So ist die Molfraktion des Niobs auf einen Wert von nicht weniger als 0,0005, jedoch nicht mehr als 0,012, eingeschränkt.
- Wenn das Stoffmengenverhältnis von (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O zu (Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2, d.h. m, wie in der Probe Nr. 5 geringer als 1,002 ist, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert. Wenn m 1,03 übersteigt, werden im Gegensatz dazu die Sintereigenschaften beträchtlich verschlechtert. So ist das Stoffmengenverhältnis der Bariumstelle zu der Titanstelle auf einen Wert von nicht weniger als 1,002, jedoch nicht mehr als 1,03, eingeschränkt.
- Wenn weiterhin die zugefügte Menge des wenigstens einen Additivs, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Ni, ausgewählt ist, geringer als 0,02 mol in Form der entsprechenden Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist - wie in der Probe Nr. 6 - verschlechtert sich der Isolierwiderstand bei einer Temperatur von mehr als 85 ºC, wodurch sich die Zuverlässigkeit bei langem Gebrauch bei einer hohen Temperatur verschlechtert. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (A) größer als 2,0 Mol-% pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung - wie in der Probe Nr.21 - ist, übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und erniedrigt sich der Isolierwiderstand.
- Wenn die zugefügte Menge des Additivs (B) wie in der Probe Nr. 7 geringer als 0,1 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (B) 2,0 mol pro 100 mol der Basis- Zusammensetzung wie in der Probe Nr. 22 übersteigt, vermindert sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 12 000, und die Kristall-Korngröße wird größer als 3 µm. So wird die zugefügte Menge des Additivs (B) auf solche Mengen eingeschränkt, die von 0,1 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung reichen.
- Unter Verwendung von Pulvern von BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO, SiO&sub2; und ZnO einer Reinheit von mehr als 99,8 % als Rohmaterialien wurden Proben zur Beobachtung mit dem Elektronenmikroskop und zum Messen der elektrischen Eigenschaften einer nicht-reduzierbaren, dielektrischen Keramik-Zusammensetzung auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; und Nb&sub2;O&sub5; wurden gewogen und vermischt, um eine Mischung für eine Basis-Zusammensetzung herzustellen, die durch die allgemeine Formel:
- { (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin x, y, o, p und m die in der Tabelle 3 gezeigten Werte haben. Ein oder mehrere Rohmaterialien der verbleibenden Rohmaterialien MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO, SiO&sub2; und ZnO wurden als Additive (A) zu der sich ergebenden Mischung in den in der Tabelle 3 gezeigten Verhältnisen pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung gegeben. Die sich ergebende Mischung der Rohmaterialien wurde 16 Stunden mit einer Kugelmühle durch das Naßverfahren gemahlen, durch Verdampfen getrocknet und dann an der Luft 2 Stunden bei 1100 ºC calciniert.Der Klinker wurde zerrieben und gemahlen, um ein calciniertes Pulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 µm zu erhalten.
- Separat von dem Obigen wurde ein Additiv (B) auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, Li&sub2;CO&sub3;, SiO&sub2;, CaCO&sub3;, MgO und B&sub2;O&sub3; wurden gewogen und vermischt, um eine Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems herzustellen, die aus 10 Gew.-% BaO, 5 Gew.-% SrO, 5 Gew.-% Li&sub2;O, 30 Gew.-% SiO&sub2;, 10 Gew.-% CaO, 5 Gew.-% MgO und 35 Gew.-% B&sub2;O&sub3; besteht. Die Mischung der Rohmaterialien wurde durch das Naßverfahren mit einer Kugelmühle 16 Stunden gemahlen. Die Mischung wurde nach dem Trocknen durch Verdampfen in einen Aluminiumtiegel gegeben, 1 Stunde bei 1300 ºC gehalten, durch schnelles Abkühlen verglast und dann gemahlen, um durch ein Sieb einer Maschenweite von 200 mesh hindurchgehen zu können.
- Die sich ergebende pulverförmige Glas-Zusammensetzung wurde zu dem obigen calcinierten Pulver zusammen mit einer geeigneten Menge reines Wassers und Polyvinylacetat-Bindemittels gegeben. Die Mischung wurde 16 Stunden mit einer Kugelmühle naßgemahlen, getrocknet und dann mit 2000 kg/cm² zusammengepreßt, um keramische Grünscheiben mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 0,5 mm zu bilden.
- Die grünen Scheiben wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um Proben für die Elektronenmikroskop- Beobachtung und die Messungen der elektrischen Eigenschaften herzustellen.
- Die elektrischen Eigenschaften, die Dielektrizitätskonstante (ε), der Tangens des dielektrischen Verlusts (tan δ), der Isolierwiderstand ( ) und des Temperaturkoeffizient (TC) der Kapazität wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 3 Basis-Zusammensetzung Additiv (A) (mol) Additiv (B)-Glas (Gewichtsteile) Tabelle 3 (Fortsetzung) Basis-Zusammensetzung Additiv (A) (mol) Additiv (B)-Glas (Gewichtsteile) Tabelle 4 Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar Tabelle 4 (Fortsetzung) Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar nicht gesintert
- Die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung des Systems { (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2 + Additiv (A) + Additiv (B: BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;) wurde auf solche Zusammensetzungen eingeschränkt, die Werte von x, y, m, o und p innerhalb der obigen entsprechenden Bereiche aus den folgenden Gründen haben:
- Wenn die Molfraktion des Strontiums - x - wie in der Probe Nr. 24 geringer als 0,05 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 11 000, der Tangens des dielektrischen Verlusts übersteigt 2,0 % und der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird groß. Wenn die Molfraktion des Sr - x - wie in der Probe Nr. 40 0,35 übersteigt, verschlechtern sich die Sintereigenschaften der Keramiken, und die Dielektrizitätskonstante wird geringer als 11 000. Zusätzlich dazu, wird der Temperaturkoeffizient der Kapazität zu groß, um den Standard der Klasse F - definiert in JIS - zu erfüllen. Aus diesen Gründen ist die Molfraktion des Strontiums auf einen Wert von nicht weniger als 0,05, jedoch nicht mehr als 0,35, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Calciums- y - wie in der Probe Nr. 25 geringer als 0,005 ist, verschlechtern sich die Sintereigenschaften, übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und erniedrigt sich der Isolierwiderstand. Wenn wie in der Probe Nr. 41 die Molfraktion des Calciums - y - 0,12 übersteigt, verschlechtern sich die Sintereigenschaften, und erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante. Aus diesen Gründen ist die Molfraktion des Calciums auf einen Wert von nicht weniger als 0,005, jedoch nicht mehr als 0,12 eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Zirconiums - o - wie bei der Probe Nr. 26 null ist, wird die Dielektrizitätskonstante niedriger als 11 000 und der Temperaturkoeffizient der Kapazität groß.
- Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 42 o größer als 0,20 wird, verschlechtern sich die Sintereigenschaften, und erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 11 000. Aus diesen Gründen ist die Molfraktion des Zirconiums auf einen Wert von mehr als 0, jedoch nicht mehr als 0,20, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Niobs - p - wie in der Probe Nr. 27 geringer als 0,0005 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 11 000, und die Kristallkorngröße übersteigt 3 µm. Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 43 p 0,01 übersteigt, wird die keramischeZusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert, wodurch sich eine beträchtliche Erniedrigung des Isolierwiderstandes ergibt. So ist die Molfraktion von Niob auf einen Wert von nicht weniger als 0,0005, jedoch nicht mehr als 0,010, eingeschränkt.
- Wenn das Stoffmengenverhältnis von (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O zu (Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2, d.h. m, wie in der Probe Nr. 28 geringer als 1,002 ist, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert. Wenn demgegenüber m 1,04 übersteigt, werden die Sintereigenschaften beträchtlich verschlechtert. So ist das Stoffmengenverhältnis der Bariumstelle zu der Titanstelle auf einen Wert von nicht weniger als 1,002, jedoch nicht mehr als 1,04, eingeschränkt.
- Wenn weiterhin die zugefügte Menge des Additivs (A), d.h. von MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO, geringer als 0,02 pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist - wie in der Probe Nr. 29 - erniedrigt sich der Isolierwiderstand bei einer Temperatur von mehr als 85 ºC, wodurch sich die Zuverlässigkeit bei langem Gebrauch bei einer hohen Temperatur verschlechtert. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (A) größer als 2,0 Mol-% pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung - wie in der Probe Nr.44 - ist, übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und erniedrigt sich der Isolierwiderstand.
- Wenn die zugefügte Menge des Additivs (B), d.h. BaO-SrO-Li&sub2;O- SiO&sub2; - wie in der Probe Nr. 30 - geringer als 0,05 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung ist, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und übersteigt der Tangens der dielektrischen Verlusts 2,0 %. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (B) 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung wie in der Probe Nr, 45 übersteigt, vermindert sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 11 000, un die Kristall-Korngröße wird größer als 3 µm. So wird die zugefügte Menge des Additivs (B) auf solche Mengen eingeschränkt, die von 0,05 bis 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung reichen.
- Unter Verwendung von Pulvern von BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, MgCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO einer Reinheit von mehr als 99,8 % als Rohmaterialien wurden Proben auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, MgCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; und Nb&sub2;O&sub5; wurden gewogen und vermischt, um eine Mischung für eine Basis-Zusammensetzung herzustellen, die durch die allgemeine Formel:
- { (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, wobei x, y, z, o, p und m die in Tabelle 5 gezeigten Werte haben. Die sich ergebende Mischung wurde mit einem oder mehreren Additiven (MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO) in den in der Tabelle 5 gezeigten Verhältnissen zugegeben, 16 Stunden mit einer Kugelmühle durch das Naßverfahren gemahlen, durch Verdampfen getrocknet und dann an der Luft 2 Stunden bei 1100 ºC calciniert, zerrieben und dann gemahlen, um ein calciniertes Pulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 µm zu erhalten.
- Separat von dem Obigen wurde eine Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems, das aus 10 Gew.-% BaO, 5 Gew.-% SrO, 5 Gew.-% Li&sub2;O, 30 Gew.-% SiO&sub2;, 10 Gew.-% CaO, 5 Gew.-% MgO und 35 Gew.-% B&sub2;O&sub3; besteht, auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, Li&sub2;CO&sub3;, SiO&sub2;, CaCO&sub3;, MgO und B&sub2;O&sub3; wurden gewogen vermischt, durch das Naßverfahren mit einer Kugelmühle 16 Stunden gemahlen und dann durch Verdampfen getrocknet. Die sich ergebende Mischung wurde in einen Aluminiumtiegel gegeben, 1 Stunde bei 1300 ºC gehalten, durch schnelles Abkühlen verglast und dann gemahlen, um durch ein Sieb einer Maschenweite von 200 mesh hindurchgehen zu können.
- Die so hergestellte Glas-Zusammensetzung wurde zu dem obigen calcinierten Pulver zusammen mit einer geeigneten Menge reinen Wassers und Polyvinylacetat-Bindemittels gegeben. Die sich ergebende Mischung wurde 16 Stunden mit einer Kugelmühle naßgemahlen, getrocknet und dann mit 2000 kg/cm² zusammengepreßt, um keramische Grünscheiben mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 0,5 mm zu bilden.
- Die grünen Scheiben wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um Proben für die Elektronenmikroskop- Beobachtung und die Messungen der elektrischen Eigenschaften herzustellen.
- Die elektrischen Eigenschaften, die Dielektrizitätskonstante (ε), der Tangens des dielektrischen Verlusts (tan δ), der Isolierwiderstand ( ) und des Temperaturkoeffizient (TC) der Kapazität wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 gemessen. Die Ergebnisse werden in der Tabelle 6 gezeigt.
- In den Tabellen sind die Proben mit einem Sternchen Zusammensetzungen, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen. Tabelle 5 Basis-Zusammensetzung Additiv (A) (mol) Additiv (B)-Glas (Gewichtsteile) Tabelle 5 (Fortsetzung) Basis-Zusammensetzung Additiv (A) (mol) Additiv (B)-Glas (Gewichtsteile) Tabelle 6 Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar Tabelle 6 (Fortsetzung) Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar nicht gesintert
- Wie aus den in der Tabelle 6 gezeigten Ergebnisssen ersicht lich ist besitzt die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine hohe Dielektrizitätskonstante von nicht weniger als 11 000 und einen niedrigen Tangens des dielektrischen Verlusts von nicht mehr als 2,0 % und erfüllt die Anforderungen der Klasse F - definiert durch JIS -, da der Temperaturkoeffizient der Kapazität im Bereich von -80 % bis +20 % über den Temperaturbereich von -25 ºC bis +85 ºC liegt.
- Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung hat einen hohen Isolierwiderstand, da der logarithmische Wert des Volumenwiderstandes nicht geringer als 12 ist. Sie kann auch bei einer relativ niedrigen Temperatur von nicht mehr als 1250 ºC gesintert werden, und sie hat eine kleine Korngröße von nicht mehr als 3 µm.
- Die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung des Systems { (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2 + Additiv (A) + Additiv (B: BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;) ist auf solche Zusammensetzungen beschränkt, die Molfraktionen der entsprechenden Komponenten innerhalb der obigen entsprechenden Bereiche aus den folgenden Gründen haben:
- Wenn die Strontium-Molfraktion x wie in der Probe Nr. 47 geringer als 0,05 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 11 000, der Tangens des dielektrischen Verlusts übersteigt 2,0 %, und der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird groß. Wenn die Molfraktion von Sr - x- wie in der Probe Nr. 64 0,35 übersteigt, verschlechtern sich die Sintereigenschaften der Keramiken, und die Dielektrizitätskonstante wird geringer als 11 000. Zusätzlich dazu wird der Temperaturkoeffizient der Kapazität zu groß, um dem Standard der Klasse F - definiert in JIS - zu genügen. Somit ist die Molfaktion des Strontiums auf einen Wert von nicht weniger als 0,05, jedoch nicht mehr als 0,35, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Calciums - y - wie in der Probe Nr. 48 geringer als 0,005 ist, werden die Sintereigenschaften schlechter. Zusätzlich dazu übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und der Isolierwiderstand erniedrigt sich. Wenn die Molfraktion des Calciums - y - wie in der Probe Nr. 65 größer als 0,12 wird, werden die Sintereigenschaften schlechter, und die Dielektrizitätskonstanten wird erniedrigt. Somit ist die Molfaktion des Calciums auf einen Wert von nicht weniger als 0,005, jedoch nicht mehr als 0,12, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Magnesiums - z - wie in der Probe Nr. 49 geringer als 0,0005 ist, erniedrigt sich der Isolierwiderstand bei 25 ºC und 85 ºC. Wenn z wie in der Probe Nr. 66 0,05 übersteigt, erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 11 000, und verschlechtern sich die Sintereigenschaften. Auch wird die Korngröße größer als 3 µm. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Magnesiums auf einen Wert von weniger als 0,0005, jedoch nicht mehr als 0,05, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Zirconiums - o - wie in der Probe Nr. 54 null ist, erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 11 000, und der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird groß. Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 67 o 0,20 übersteigt, verschlechter sich die Sintereigenschaft, und die Dielektrizitätskonstante verringert sich auf weniger als 11 000. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Zirconiums auf einen Wert von mehr als 0, jedoch nicht mehr als 0,20, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Niobs - p - wie in der Probe Nr. 51 geringer als 0,0005 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 11 000 und die Kristallkorngröße übersteigt 3 µm. Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 68 p 0,02 übersteigt, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert, wodurch sich eine beträchtliche Erniedrgung des Isolierwiderstandes ergibt. So ist die Molfarktion des Niobs auf einen Wert von als 0,0005 bis 0,02, eingeschränkt.
- Wenn das Stoffmengenverhältnis von (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O zu (Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2, d.h. m, wie in der Probe Nr. 52 geringer als 1,000 ist, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert. Wenn m 1,04 übersteigt, werden die Sintereigenschaften beträchtlich verschlechtert. So ist das Stoffmengenverhältnis der Bariumstelle zu der Titanstelle auf einen Wert von nicht weniger als 1,000, jedoch nicht mehr als 1,04, eingeschränkt.
- Wenn weiterhin die zugefügte Menge des Additiivs (A: MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO, das aus der Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und NiO) - wie in der Probe Nr. 53 - geringer als 0,02 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist, erniedrigt sich der Isolierwiderstand bei einer Temperatur von mehr als 85 ºC, wodurch sich die Zuverlässigkeit bei einer hohen Temperatur verschlechtert. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (A) größer als 2,0 Mol-% - wie in der Probe Nr.70 - ist, übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und erniedrigt sich der Isolierwiderstand.
- Wenn das Additivs (B) wie in der Probe Nr. 54 geringer als 0,05 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung ist, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und übersteigt der Tangens der dielektrischen Verlusts 2,0 %. Wenn die zugefügte Menge der Glas-Zusammensetzung 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung wie in der Probe Nr, 71 übersteigt, vermindert sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 11 000, und die Kristall-Korngröße wird größer als 3 µm. So wird die zugefügte Menge des Additivs (B) auf 0,05 bis 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Basis-Zusammensetzung eingeschränkt.
- Unter Verwendung von Pulvern von BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, MgCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO, SiO&sub2; und ZnO einer Reinheit von mehr als 99,8 % als Rohmaterialien wurden calcinierte Pulver auf die folgende Weise hergestellt: Die Rohmaterialien BaCO&sub3;, SrCO&sub3;, CaCO&sub3;, MgCO&sub3;, TiO&sub2;, ZrO&sub2; und Nb&sub2;O&sub5; wurden gewogen und vermischt, um eine Mischung für eine Basis- Zusammensetzung herzustellen, die durch die allgemeine Formel:
- { (Ba1-x-ySrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
- ausgedrückt wird, worin x, y, z, o, p und m die in der Tabelle 7 gezeigten Werte haben.
- Die Additive (A) - MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO, NiO - und die Additive (B) - SiO&sub2; und ZnO - wurden zu der Mischung für die Basis-Zusammensetzung in den in der Tabelle 7 gezeigten Verhältnisen gegeben. Unter Verwendung jeder sich ergebenden Mischung von Rohmaterialien wurde ein calciniertes Pulver mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 1 µm in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
- Das calcinierte Pulver wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 behandelt, um Proben für die Elektronenmikroskop-Beobachtung und die Messung der elektrischen Eigenschaften herzustellen. Es wurden Messungen der elektrischen Eigenschaften der Proben durchgeführt, d.h. der Dielektrizitätskonstanten (ε), dem Tangens des dielektrischen Verlusts (tan δ), dem Isolierwiderstand ( ) und dem Temperaturkoeffizienten (TC) der Kapazität. Die Messungen wurden auf die gleiche Weise wie im Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 aufgeführt. Tabelle 7 Basis-Zusammensetzung Additiv (mol) Tabelle 7 (Fortsetzung) Basis-Zusammensetzung Additiv (mol) Tabelle 8 Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar Tabelle 8 (Fortsetzung) Sinter-Temperatur (ºC) TC der Kapazitäzt ΔC/C&sub2;&sub0; x 100/ΔT (%) spez. Volumen-Widerstand log (Ω cm) Korngroße (µm) nicht mesbar nicht gesintert
- Wie aus den in der Tabelle 8 gezeigten Ergebnisssen ersicht lich ist, hat die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik- Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung eine niedrige Sintertemperatur von nicht mehr als 1250 ºC, sie besitzt einen niedrigen dielektrischen Verlust und einen verbesserten Temperaturkoeffizienten der Kapazität.
- In dem System { (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2 + Additiv (A: MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; CoO, NiO), + Additiv (B: SiO&sub2;, ZnO) ist die nicht-reduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung auf solche Zusammensetzungen beschränkt, die Molfraktionen der entsprechenden Komponenten und zugefügten Mengen der Additive (A) und (B) innerhalb der obigen entsprechenden Bereiche aus den folgenden Gründen haben:
- Wenn die Strontium-Molfraktion x wie in der Probe Nr. 72 geringer als 0,05 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 12 000, der Tangens des dielektrischen Verlusts übersteigt 2,0 % und der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird groß. Wenn die Molfarktion von Strontium - wie in der Probe Nr. 89 - 0,30 übersteigt, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und die Dielektrizitätskonstante wird geringer als 12 000. Zusätzlich dazu wird der Temperaturkoeffizient der Kapazität zu groß, um dem Standard der Klasse F - definiert in JIS - zu genügen. Somit ist die Molfaktion des Strontiums auf einen Wert von nicht weniger als 0,05, jedoch nicht mehr als 0,30, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Calciums - y - wie in der Probe Nr. 73 geringer als 0,005 ist, werden die Sintereigenschaften schlechter. Zusätzlich dazu übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 %, und der Isolierwiderstand erniedrigt sich. Wenn die Molfraktion des Calciums - y wie in der Probe Nr. 90 größer als 0,10 wird, wird die Sintereigenschaft schlechter, und die Dielektrizitätskonstante erniedrigt. Somit ist die Molfaktion des Calciums auf einen Wert von nicht weniger als 0,005, jedoch nicht mehr als 0,10, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Magnesiums - z - wie in der Probe Nr. 74 geringer als 0,0005 ist, erniedrigt sich der Isolierwiderstand bei 25 ºC und 85 ºC. Wenn z wie in der Probe Nr. 91 0,05 übersteigt, erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 12 000, und verschlechtert sich die Sintereigenschaft. Auch wird die Korngröße größer als 3 µm. Aus diesen Gründen ist die Molfraktion des Magnesiums auf einen Wert von weniger als 0,0005, jedoch nicht mehr als 0,05, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Zirconiums - o - wie in der Probe Nr. 75 null ist, erniedrigt sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 12 000, und der Temperaturkoeffizient der Kapazität wird groß. Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 92 o 0,20 übersteigt, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und die Dielektrizitätskonstante verringert sich auf weniger als 12 000. Aus diesen Gründen ist die Molfaktion des Zirconiums auf einen Wert von mehr als 0, jedoch nicht mehr als 0,20, eingeschränkt.
- Wenn die Molfraktion des Niobs - p - wie in der Probe Nr. 76 geringer als 0,0005 ist, wird die Dielektrizitätskonstante geringer als 12 000 und die Kristallkorngröße übersteigt 3 µm. Wenn andererseits wie in der Probe Nr. 93 p 0,02 übersteigt, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert, wodurch sich eine beträchtliche Erniedrgung des Isolierwiderstandes ergibt. So ist die Molfarktion des Niobs auf einen Wert von als 0,0005 bis 0,02, eingeschränkt.
- Wenn das Stoffmengenverhältnis von (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O zu (Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2, d.h. m, wie in der Probe Nr. 77 geringer als 1,000 ist, wird die keramische Zusammensetzung beim Brennen in einer reduzierenden Atmosphäre zu einem Halbleiter reduziert. Wenn m 1,03 übersteigt, werden die Sintereigenschaften beträchtlich verschlechtert. So ist das Stoffmengenverhältnis der Bariumstelle zu der Titanstelle auf einen Wert von nicht weniger als 1,000, jedoch nicht mehr als 1,03, eingeschränkt.
- Wenn weiterhin die zugefügte Menge des Additiivs (A: MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO) - wie in der Probe Nr. 78 - geringer als 0,02 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist, erniedrigt sich der Isolierwiderstand bei einer Temperatur von mehr als 85 ºC, wodurch sich die Zuverlässigkeit bei einer hohen Temperatur verschlechtert. Wenn die zugefügte Menge des Additivs (A) größer als 2,0 Mol-% - wie in der Probe Nr.95 - ist, übersteigt der Tangens des dielektrischen Verlusts 2,0 % und erniedrigt sich der Isolierwiderstand. Somit wird die zugefügte Menge des Additivs (A) auf 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung eingeschränkt.
- Wenn das Additivs (B) wie in der Probe Nr. 79 geringer als 0,05 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung ist, verschlechtert sich die Sintereigenschaft, und übersteigt der Tangens der dielektrischen Verlusts 2,0 %. Wenn die zugefügte Menge der Glas-Zusammensetzung 5,0 mol pro 100 mol der Basis- Zusammensetzung, wie in der Probe Nr. 96, übersteigt, vermindert sich die Dielektrizitätskonstante auf weniger als 12 000, und die Kristall-Korngröße wird größer als 3 µm. So wird die zugefügte Menge des Additivs (B) auf 0,05 bis 5,0 mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung eingeschränkt.
Claims (4)
1. Nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung,
die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem
modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten
Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die
Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Ti,
Zr und Nb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die
durch die allgemeine Formel
{ (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
ausgedrückt wird, worin:
0,05 ≤ x ≤ 0,30, 0, 005 ≤ y ≤ 0,12, 0 ≤ o ≤ 0,20,
0,0005 ≤ p ≤ 0,012 und 1,002 ≤ m ≤ 1,03 ist, das Additiv
aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der
Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und
ausgewählt ist, das Additiv (A) in der
Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,02 bis 2,0 mol pro 100 mol der
Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender Oxide MnO&sub2;,
Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO eingebaut ist, das Additiv (B)
aus SiO&sub2; und/oder ZnO besteht und in der
Basis-Zusammensetzung in einer Menge von 0,1 bis 2,0 mol pro mol der
Basis-Zusammensetzung eingebaut ist.
2. Nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung
gemäß Anspruch 1, worin Barium in der
Basis-Zusammensetzung teilweise durch die äquimolare Menge Magnesium
ersetzt ist, um eine Basis-Zusammensetzung zu haben, die
durch die durch die allgemeine Formel
{ (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
ausgedrückt wird, worin:
0,05 ≤ x ≤ 0,30, 0,005 ≤ y ≤ 0,10, 0, 0005 ≤ z ≤ 0, 05,
0 < o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,02, 1,000 ≤ m ≤ 1,04 ist.
3. Nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung,
die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem
modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten
Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die
Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Ti,
Zr und Nb besteht, und eine Zusammensetzung hat, die
durch die allgemeine Formel
{ (Ba1-x-ySrxCay)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
ausgedrückt wird, worin:
0,05 ≤ x ≤ 0,35, 0,005 ≤ y ≤ 0,12, 0 ≤ o ≤ 0,20,
0,0005 ≤ p ≤ 0,010 und 1,002 ≤ m ≤ 1,04 ist, das Additiv
(A) aus wenigstens einem Oxid besteht, das aus der
Gruppe, bestehend aus Oxiden von Mn, Fe, Cr, Co und Ni,
ausgewählt ist, der Gehalt des Additivs (A) 0,02 bis 2,
mol pro 100 mol der Basis-Zusammensetzung in Form
entsprechender Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO ist, das
Additiv (B) aus einer Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-
Li&sub2;O-SiO&sub2;-Systems besteht, der Gehalt des Additivs (B)
0,05 bis 5,0 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der
Basis-Zusammensetzung ist.
4. Nichtreduzierbare, dielektrische Keramik-Zusammensetzung,
die im wesentlichen eine Basis-Zusammensetzung aus einem
modifizierten Bariumtitanat-System und darin eingebauten
Additiven (A) und (B) umfaßt, wobei die
Basis-Zusammensetzung im wesentlichen aus Oxiden von Ba, Sr, Ca, Ti,
Zr und Nb besteht, worin Barium in der
Basis-Zusammensetzung teilweise durch die äquimolare Menge Magnesium
ersetzt ist, um eine Basis-Zusammensetzung zu haben, die
durch die allgemeine Formel:
{ (Ba1-x-y-zSrxCayMgz)O}m(Ti1-0-pZroNbp)O2+p/2
ausgedrückt wird, worin:
0,05 ≤ x ≤ 0,35, 0,005 ≤ y ≤ 0, 12, 0,0005 ≤ z ≤ 0,05,
0 < o ≤ 0,20, 0,0005 ≤ p ≤ 0,02, 1,000 ≤ m ≤ 1,04 ist,
das Additiv (A) wenigstens ein Oxid umfaßt, das aus der
Gruppe, bestehend aus Mn, Fe, Cr, Co und Ni ausgewählt
ist, der Gehalt des Additivs (A) 0,02 bis 2,0 mol pro 100
mol der Basis-Zusammensetzung in Form entsprechender
Oxide MnO&sub2;, Fe&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3;, CoO und NiO ist, das Additiv (B)
aus einer Glas-Zusammensetzung eines BaO-SrO-Li&sub2;O-SiO&sub2;-
Systems besteht, der Gehalt des Additivs (B) 0,05 bis 5,0
Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der
Basis-Zusammensetzung ist.
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27458891 | 1991-09-25 | ||
| JP27458791 | 1991-09-25 | ||
| JP27458691 | 1991-09-25 | ||
| JP08332392A JP3321823B2 (ja) | 1992-03-04 | 1992-03-04 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69209417D1 DE69209417D1 (de) | 1996-05-02 |
| DE69209417T2 true DE69209417T2 (de) | 1996-11-28 |
Family
ID=27466817
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69209417T Expired - Lifetime DE69209417T2 (de) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5248640A (de) |
| EP (1) | EP0534378B1 (de) |
| DE (1) | DE69209417T2 (de) |
| SG (1) | SG50701A1 (de) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5319517A (en) * | 1992-03-27 | 1994-06-07 | Tdk Corporation | Multilayer ceramic chip capacitor |
| JP3435607B2 (ja) * | 1992-05-01 | 2003-08-11 | 株式会社村田製作所 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
| JP3368602B2 (ja) * | 1992-10-23 | 2003-01-20 | 株式会社村田製作所 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
| US5510305A (en) * | 1993-06-15 | 1996-04-23 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Non-reducible dielectric ceramic composition |
| JP3279856B2 (ja) * | 1995-02-14 | 2002-04-30 | ティーディーケイ株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| US5646081A (en) * | 1995-04-12 | 1997-07-08 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Non-reduced dielectric ceramic compositions |
| US5629252A (en) * | 1995-06-15 | 1997-05-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a dielectric ceramic composition dielectric ceramic and multilayer high frequency device |
| US6676935B2 (en) | 1995-06-27 | 2004-01-13 | Cell Genesys, Inc. | Tissue specific adenoviral vectors |
| US5807642A (en) * | 1995-11-20 | 1998-09-15 | Xue; Liang An | Solid oxide fuel cell stacks with barium and strontium ceramic bodies |
| TW321776B (de) * | 1995-07-21 | 1997-12-01 | Tdk Electronics Co Ltd | |
| US5552355A (en) * | 1995-10-03 | 1996-09-03 | At&T Corp. | Compensation of the temperature coefficient of the dielectric constant of barium strontium titanate |
| JP2993425B2 (ja) * | 1995-12-20 | 1999-12-20 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ |
| KR100215861B1 (ko) * | 1996-03-13 | 1999-08-16 | 구본준 | 유전체 박막 제조방법 및 이를 이용한 반도체 장치제조방법 |
| WO1997047567A1 (en) * | 1996-06-14 | 1997-12-18 | Philips Electronics N.V. | Ceramic multilayer capacitor |
| WO1998044523A1 (fr) * | 1997-03-31 | 1998-10-08 | Tdk Corporation | Materiau ceramique dielectrique non reducteur |
| JP4253869B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2009-04-15 | 日本ケミコン株式会社 | 誘電体磁器組成物、積層セラミクスコンデンサとその製造方法 |
| TW434600B (en) * | 1998-02-17 | 2001-05-16 | Murata Manufacturing Co | Dielectric ceramic composition, laminated ceramic capacitor, and method for producing the laminate ceramic capacitor |
| JP3334607B2 (ja) * | 1998-05-12 | 2002-10-15 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物および積層セラミックコンデンサ |
| JP3506056B2 (ja) * | 1999-08-09 | 2004-03-15 | 株式会社村田製作所 | 正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セラミック素子、および正の抵抗温度特性を有する積層型半導体セラミック素子の製造方法 |
| JP3427796B2 (ja) * | 1999-09-30 | 2003-07-22 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミック部品の製造方法及びセラミック積層体の切断装置 |
| JP3698953B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2005-09-21 | 三星電機株式会社 | 誘電体磁器組成物とそれを用いた磁器コンデンサ及びその製造方法 |
| JP3698951B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2005-09-21 | 三星電機株式会社 | 誘電体磁器組成物とそれを用いた磁器コンデンサ及びその製造方法 |
| JP3698952B2 (ja) * | 2000-03-31 | 2005-09-21 | 三星電機株式会社 | 誘電体磁器組成物とそれを用いた磁器コンデンサ及びその製造方法 |
| TW492017B (en) * | 2000-06-29 | 2002-06-21 | Tdk Corp | Dielectrics porcelain composition and electronic parts |
| JP2002164247A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-06-07 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミック組成物および積層セラミックコンデンサ |
| US7572748B1 (en) * | 2006-10-20 | 2009-08-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Materials comprising barium zirconate and methods for manufacturing thereof |
| CN109786728B (zh) * | 2018-12-30 | 2021-11-02 | 武汉理工大学 | NbOPO4纳米片/rGO复合材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5742588A (en) * | 1980-08-25 | 1982-03-10 | Saito Osamu | Heat-insulating material for spray filling |
| JPS6051202B2 (ja) * | 1982-02-04 | 1985-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| JPS58223669A (ja) * | 1982-06-18 | 1983-12-26 | 松下電器産業株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| JPS6051207B2 (ja) * | 1982-11-09 | 1985-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| JPS6020851B2 (ja) * | 1983-01-26 | 1985-05-24 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器物質 |
| JPS6020851A (ja) * | 1983-07-13 | 1985-02-02 | Toshiba Corp | ラッピング方法 |
| EP0155365B1 (de) * | 1983-11-30 | 1989-02-08 | Taiyo Yuden Co., Ltd. | Keramische Materialien mit niedriger Sintertemperatur für feste dielektrische Kondensatoren und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| DE3563610D1 (de) * | 1984-03-30 | 1988-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Voltage-dependent non-linear resistance ceramic composition |
| JPH0678189B2 (ja) * | 1984-10-20 | 1994-10-05 | 京セラ株式会社 | 非還元性高誘電率系誘電体磁器組成物 |
| EP0205137A3 (de) * | 1985-06-14 | 1987-11-04 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Dielektrische Zusammensetzungen |
| JPH0644405B2 (ja) * | 1985-11-07 | 1994-06-08 | 株式会社住友金属セラミックス | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
| US4988468A (en) * | 1987-01-08 | 1991-01-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Method for producing non-reducible dielectric ceramic composition |
| JPH0244061A (ja) * | 1988-08-03 | 1990-02-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 誘電体滋器組成物とその製造方法 |
| JPH0345559A (ja) * | 1989-07-11 | 1991-02-27 | Tdk Corp | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物 |
| JPH0365557A (ja) * | 1989-07-31 | 1991-03-20 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物 |
| JPH0761897B2 (ja) * | 1990-03-30 | 1995-07-05 | 太陽誘電株式会社 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-23 SG SG1996009093A patent/SG50701A1/en unknown
- 1992-09-23 EP EP92116223A patent/EP0534378B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-23 DE DE69209417T patent/DE69209417T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-25 US US07/951,206 patent/US5248640A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5248640A (en) | 1993-09-28 |
| SG50701A1 (en) | 1998-07-20 |
| EP0534378B1 (de) | 1996-03-27 |
| EP0534378A1 (de) | 1993-03-31 |
| DE69209417D1 (de) | 1996-05-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69209417T2 (de) | Nichtreduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE69710259T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und ihre Verwendung in einem monolithischen keramischen Kondensator | |
| DE69822933T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und deren Verwendung in einem monolithischen keramischen Kondensator | |
| DE69720168T2 (de) | Keramische Zusammensetzung und diese verwendender keramischer Kondensator | |
| DE69710265T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und diese verwendender monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE69516045T2 (de) | Keramischer Mehrschichtkondensator und Herstellungsverfahren | |
| DE69807366T2 (de) | Monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE69728721T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und dieselbe benutzender monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE69609119T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzungen | |
| DE69304034T2 (de) | Nichtreduzierbare, dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE69700235T2 (de) | Monolithischer keramischer Kondensator | |
| DE69619947T2 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und ihre Verwendung für einen monolithischen Kondensator | |
| DE69604510T2 (de) | Monolithische keramische Kondensatoren | |
| DE4220681C2 (de) | Nichtreduzierende, dielektrische, keramische Zusammensetzung | |
| DE19937999A1 (de) | Dielektrische Keramikzusammensetzung und dieselbe verwendender laminierter Keramikkondensator | |
| DE10035612A1 (de) | Dielektrische Keramikzusammensetzung und monolithischer Keramikkondensator | |
| DE4010827A1 (de) | Monolithischer keramischer kondensator | |
| DE68923781T2 (de) | Keramische Zusammensetzung mit hoher Dielektrizitätskonstante und keramische Kondensatorelemente. | |
| DE3800198A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer nicht-reduzierbaren dielektrischen keramischen zusammensetzung | |
| DE69400553T2 (de) | Nicht-reduzierbare dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE69601822T2 (de) | Nichtreduzierte, dielektrische, keramische Zusammensetzungen | |
| DE112004001237B4 (de) | Dielektrische keramische Zusammensetzung und deren Verwendung für einen laminierten keramischen Kondensator | |
| DE3924563C2 (de) | Nicht-reduzierende dielektrische keramische Zusammensetzung | |
| DE68912988T2 (de) | Monolithischer keramischer Kondensator. | |
| DE69025923T4 (de) | Keramische zusammensetzung und elektronisches teil daraus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R071 | Expiry of right |
Ref document number: 534378 Country of ref document: EP |