JP2007001823A - 焼結助剤、誘電体磁器組成物の製造方法及び電子部品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、ZrO2 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の各含有量が、1モルのSiO2 に対して、ZrO2 :0.7〜1.3モルである焼結助剤を、前記主成分100モルに対して1〜7モル(但し1モルと7モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【選択図】 なし
Description
Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
ZrO2 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、ZrO2 :0.7〜1.3モルである焼結助剤が提供される。
第1の観点の焼結助剤では、好ましくは、前記ガラスがMO(ただし、Mは、Ba、Ca、Sr及びMgの少なくとも1種)をさらに含み、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、MO:0.3〜1.5モルである。
Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
CaO、TiO2 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の各含有量が、1モルのSiO2 に対して、CaO:0.5〜0.8モル、TiO2 :0.4〜0.6モルである焼結助剤が提供される。
Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
WO3 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、WO3 :0.5〜1.3モルである焼結助剤が提供される。
誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
上記第1の観点の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して1〜7モル(但し1モルと7モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法が提供される。
誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
上記第2の観点の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して2〜10モル(但し2モルと10モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法が提供される。
誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
上記第3の観点の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して0.7〜9モル(但し0.7モルと9モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法が提供される。
上述した第1〜第3の観点に係る焼結助剤は、例えば以下のようにして製造される。まず、所定組成が得られるように、各成分の酸化物または炭酸化物などの原料を水混合した後、600〜1200℃、空気中で3時間焼成した後、粉砕することにより製造することができる。焼成温度が低すぎると化合物とならず、高すぎると助剤粒径が大きくなり過ぎ、その後の粉砕で粉砕することが困難になる場合がある。粉砕は、粉砕後の焼結助剤の粒径が、例えば0.3μm以下となるように行うことが好ましい。
なお、本発明では、誘電体磁器組成物の製造の際に、上述した第1〜第3の観点に係る焼結助剤を複数、混合して添加してもよい。
まず、誘電層を構成する誘電体磁器組成物を調製するための出発原料を準備した。主成分原料として、ゾルゲル法により得られた{(Sr1−x Cax )O}m ・(Ti1−y Zry )O2 を、副成分原料として、MnO、Y2 O3 、V2 O5 を、焼結助剤として、ガラス材料からなる表1に示す焼結助剤a〜hをそれぞれ準備し、ボールミルにより16時湿式混合し、乾燥させて誘電体磁器組成物粉末とした。
具体的には、たとえば、下記の表1中の試料番号g−1としてのSrO・WO3 ・SiO2 は、以下の方法により作製した。すなわち、まず、原料となる酸化物または炭酸化物を、モル比で、SrO:WO3 :SiO2 =1:1:1となるように秤量した。そして、秤量した原料を、水混合し、温度1000℃、3時間の条件で大気中で焼成し、その後粉砕することにより作製した。なお、SrO・WO3 ・SiO2 を構成するそれぞれの成分の分子量は、SrO:103.6194g/mol、WO3 :231.8482g/mol、SiO2 :60.0848g/molである。そして、試料番号g−1としてのSrO・WO3 ・SiO2 の分子量を、これら各成分の分子量を合計した395.5524g/molとして、モル数を計算した。すなわち、SrO・WO3 ・SiO2 1モルを、395.5524gとして計算した。
まず、得られたコンデンサ試料を内部電極に垂直な面で切断し、その切断面を研磨し、次いで、この研磨面にケミカルエッチングを施した。その後、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察を行い、コード法によって、誘電体粒子の形状を球と仮定して、誘電体粒子の平均結晶粒径を測定した。平均結晶粒径は、測定点数250点の平均値とし、2μm以下を良好と判断した。結果を表2に示す。
コンデンサ試料について、−55℃、25℃および105℃の各温度における静電容量を測定し、25℃における静電容量に対する−55℃および105℃での静電容量の変化率△C(単位は%)を算出した。本実施例では、静電容量の変化率が、EIA規格のX6S特性(−55〜105℃、ΔC=±22%以内)を満たしている試料を良好とした。結果を表2に示す。なお、表2においては、X6S特性を満足する試料を「○」、X6S特性を満足しない試料を「×」とした。
まず、コンデンサ試料に対し、基準温度25℃において、デジタルLCRメータ(YHP社製4284A)にて、周波数1kHz、入力信号レベル(測定電圧)1.0Vrmsの信号を入力し、静電容量Cを測定した。比誘電率ε(単位なし)は、誘電体層の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Cとに基づき算出した。比誘電率εが150以上を良好と判断した。結果を表2に示す。
焼結助剤の種類に関し、本発明の対象外の焼結助剤a〜dを用いた場合(試料1〜4)では、焼成温度を1320℃の高温にしなければ緻密化できなかったことが分かる。特に本発明の対象外の焼結助剤hを用いた場合(試料20)では、焼成温度を1380℃にしても緻密化させることができなかった。これに対し、本発明の対象内の焼結助剤e,f,gを用いた場合、添加量を調整することで、焼成温度を1200℃以下の低温としても、緻密化でき、特性を得ることができることが分かる。
本発明の対象内の焼結助剤eにおいて、1モルのSiO2 に対するZrO2 の含有量を、0.6モル、0.7モル、1.3モル、1.4モルと変化させた別の焼結助剤e−3,e−4,e−5,e−6を作製し、実施例1の試料6と同様に、評価した。
その結果、ZrO2 の含有量が0.6モルと少なすぎる焼結助剤e−3を用いた場合、焼成温度が1300℃と十分でなく、ZrO2 の含有量が1.4モルと多すぎる焼結助剤e−6を用いた場合、焼成温度が1250℃となり、εが150と低下する不都合が生じた。これに対し、ZrO2 の含有量が適正な焼結助剤e−4,e−5を用いた場合、実施例1の試料6と同様の結果が得られた。
本発明の対象内の焼結助剤fにおいて、
本発明の対象内の焼結助剤gにおいて、1モルのSiO2 に対するWO3 の含有量を、0.4モル、0.5モル、1.3モル、1.4モルと変化させた別の焼結助剤g−2,g−3,g−4,g−5を作製し、実施例1の試料15と同様に、評価した。その結果、WO3 の含有量が0.4モルと少なすぎる焼結助剤g−2を用いた場合、焼成温度が1300℃と高くなる不都合を生じ、WO3 の含有量が1.4モルと多すぎる焼結助剤g−5を用いた場合、εが150と低下する不都合を生じた。これに対し、WO3 の含有量が適正な焼結助剤g−3,g−4を用いた場合、実施例1の試料15と同様の結果が得られた。
10… コンデンサ素子本体
2… 誘電体層
3… 内部電極層
4… 外部電極
Claims (10)
- Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
ZrO2 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、ZrO2 :0.7〜1.3モルである焼結助剤。 - 前記ガラスがMO(ただし、Mは、Ba、Ca、Sr及びMgの少なくとも1種)をさらに含み、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、MO:0.3〜1.5モルである請求項1に記載の焼結助剤。
- Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
CaO、TiO2 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の各含有量が、1モルのSiO2 に対して、CaO:0.5〜0.8モル、TiO2 :0.4〜0.6モルである焼結助剤。 - Sr、Ca、Ti及びZrを主成分とする誘電体磁器組成物を製造するために用いられる焼結助剤であって、
WO3 及びSiO2 を主成分とするガラスで構成されており、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、WO3 :0.5〜1.3モルである焼結助剤。 - 前記ガラスがMO(ただし、Mは、Ba、Ca、Sr及びMgの少なくとも1種)をさらに含み、前記ガラス中の含有量が、1モルのSiO2 に対して、MO:0.3〜1.5モルである請求項4に記載の焼結助剤。
- 誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
請求項1または2に記載の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して1〜7モル(但し1モルと7モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。 - 誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
請求項3に記載の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して2〜10モル(但し2モルと10モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。 - 誘電体酸化物を含む主成分と、焼結助剤とを有する誘電体磁器組成物を製造する方法であって、
請求項4または5に記載の焼結助剤を、前記主成分100モルに対して0.7〜9モル(但し0.7モルと9モルを除く)添加して、前記誘電体磁器組成物を製造することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。 - 前記誘電体酸化物が、組成式〔(Sr1−x Cax )O〕m 〔(Ti1−y Zry )O2 〕で示され、該式中の組成モル比を表す記号x、y、mが、0.2≦x≦0.4、0≦y≦0.2、0.999<m<1.1である、請求項6〜8のいずれかに記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
- 誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層と、卑金属を主成分とする内部電極層とを有する電子部品を製造する方法であって、
誘電体磁器組成物が、請求項6〜9のいずれかの方法により製造されることを特徴とする電子部品の製造方法。
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