JP2015010026A - Method for manufacturing dielectric ceramic and dielectric ceramic - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing STO based dielectric ceramic having high εeven under a high temperature environment, and the STO based dielectric ceramic.SOLUTION: After a sintered body including a perovskite type compound constituted of an element existing in an A site and including Sr and Sn and an element existing in a B site and including Ti when a composition formula is represented by ABOas a compound is obtained by sintering a non-sintered compact including Sr, Ti and Sn as an element and satisfying each condition that a ratio x of an amount of Sr to an amount of Ti is 0.77≤x≤0.99, and a ratio y of an amount of Sn to an amount of Ti is 0.01≤y≤0.23 when the amount of each element is represented by a mol part under an atmosphere in which Sn can be reduced from a positive tetra-valence to a positive divalence, a part of Sn existing in the A site is moved to the B site by heat-treating the sintered body under an atmosphere in which Sn can be oxidized from a positive divalence to a positive tetra-valence.

Description

この発明は、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3:以後STOと呼称する)系誘電体セラミックの製造方法、およびSTO系誘電体セラミックに関するものである。 The present invention relates to a method for producing strontium titanate (SrTiO 3 : hereinafter referred to as STO) -based dielectric ceramic, and STO-based dielectric ceramic.

ペロブスカイト型化合物では、通常、酸素イオンの配位数が12となる位置をAサイト、酸素イオンの配位数が6となる位置をBサイトと呼称する。そして、Aサイトに位置する元素をAで表し、Bサイトに位置する元素をBで表し、組成式をABO3で表す。 In a perovskite-type compound, a position where the coordination number of oxygen ions is 12 is generally called an A site, and a position where the coordination number of oxygen ions is 6 is called a B site. The element located at the A site is represented by A, the element located at the B site is represented by B, and the composition formula is represented by ABO 3 .

STOは、Aサイトに存在する元素がSrであり、Bサイトに存在する元素がTiであるペロブスカイト型化合物である。STOは比抵抗が高く、高耐圧を要求されるセラミックコンデンサを構成するセラミック誘電体のベース材料として用いられている。   STO is a perovskite type compound in which the element present at the A site is Sr and the element present at the B site is Ti. STO has a high specific resistance and is used as a base material for a ceramic dielectric that constitutes a ceramic capacitor that requires a high breakdown voltage.

一方、STOの比誘電率(εr)は、極低温では高いものの、室温以上では低い。そのため、STO系誘電体セラミックを用いて構成されるセラミックコンデンサの静電容量を大きくすることは容易ではない。 On the other hand, the relative dielectric constant (ε r ) of STO is high at extremely low temperatures but low at room temperature or higher. For this reason, it is not easy to increase the capacitance of a ceramic capacitor configured using an STO-based dielectric ceramic.

上記の課題を解消するために、例えば特開2010−163321号公報(特許文献1)に記載のようなSTO系誘電体セラミックが提案されている。   In order to solve the above problems, for example, an STO-based dielectric ceramic as described in JP 2010-163321 A (Patent Document 1) has been proposed.

特許文献1に記載の誘電体セラミックは、主成分が(Sr1-x-ySnxBay)TiO3で表され、かつ上記組成式において、xが0.005≦x≦0.24、yが0≦y≦0.25であることを特徴としている。 The dielectric ceramic described in Patent Document 1, the main component is represented by (Sr 1-xy Sn x Ba y) TiO 3, and in the above composition formula, x is from 0.005 ≦ x ≦ 0.24, y is It is characterized by 0 ≦ y ≦ 0.25.

純粋なSTOは、高温から絶対零度に至るまで、相転移せずに常誘電体相のままである。一方、特許文献1に記載の誘電体セラミックは、STOのAサイトにSnが所定量存在するようにしている。それにより、強誘電体相への相転移を発生させ、かつその相転移温度を調整して、εrを向上させている。 Pure STO remains in the paraelectric phase without phase transition from high temperature to absolute zero. On the other hand, in the dielectric ceramic described in Patent Document 1, a predetermined amount of Sn is present at the A site of the STO. Thereby, a phase transition to a ferroelectric phase is generated, and the phase transition temperature is adjusted to improve ε r .

Snイオンは、基本的には正4価が安定であり、その場合、ペロブスカイト型化合物のBサイトに存在する。一方、特許文献1では、Snが正2価のイオンとしてペロブスカイト型化合物のAサイトに存在することが重要であり、SnがBサイトに存在する場合には、εr向上の効果を期待することはできないとしている。 The Sn ion is basically stable in positive tetravalence, and in that case, it exists at the B site of the perovskite type compound. On the other hand, in Patent Document 1, it is important that Sn is present as a positive divalent ion at the A site of the perovskite type compound, and when Sn is present at the B site, an effect of improving ε r is expected. I can't.

特開2010−163321号公報JP 2010-163321 A

STO系誘電体セラミックは、比抵抗が高いため、例えばサージなどにより突発的な高電圧が印加されてしまう可能性のある、車載用のセラミックコンデンサの誘電体セラミックとして好適である。   Since the STO-based dielectric ceramic has a high specific resistance, it is suitable as a dielectric ceramic for an in-vehicle ceramic capacitor in which a sudden high voltage may be applied due to, for example, a surge.

一方、車載用のセラミックコンデンサは、常に高温環境となるエンジンルーム内に搭載される電装機器の部品として用いられることが想定される。例えば、エンジンのシリンダーヘッド付近に搭載されるECU(Electronic Control Unit:電子制御装置)などに用いられるセラミックコンデンサは、200℃以上の高温にさらされる可能性がある。   On the other hand, an in-vehicle ceramic capacitor is assumed to be used as a component of electrical equipment mounted in an engine room that is always in a high temperature environment. For example, a ceramic capacitor used in an ECU (Electronic Control Unit) mounted near the cylinder head of the engine may be exposed to a high temperature of 200 ° C. or higher.

しかしながら、特許文献1に記載の誘電体セラミックは、室温でのεrはSTOに比べて向上させることができているが、上記のような高い温度でのεrについては実証されていない。 However, although the dielectric ceramic described in Patent Document 1 can improve the ε r at room temperature as compared with the STO, the ε r at a high temperature as described above has not been demonstrated.

そこで、この発明の目的は、高温環境下であっても、高いεrを有するSTO系誘電体セラミックの製造方法、およびそのようなSTO系誘電体セラミックを提供しようとすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing an STO-based dielectric ceramic having a high ε r even under a high temperature environment, and to provide such an STO-based dielectric ceramic.

上記の課題を解決するため、本発明者は鋭意研究を重ねた結果、ペロブスカイト型化合物のAサイトおよびBサイトの両方にSnが存在するSTO系誘電体セラミックが、高温環境下であっても、高いεrを有することを見出し、この発明を為すに至った。 In order to solve the above problems, the present inventor has conducted intensive research. It has been found that it has a high ε r and has led to the present invention.

すなわち、この発明では、誘電体セラミックの製造方法と、誘電体セラミックの組成についての改良が図られる。   That is, according to the present invention, the dielectric ceramic manufacturing method and the dielectric ceramic composition can be improved.

この発明に係る誘電体セラミックの製造方法は、以下の第1〜第3の工程を含む。   The method for manufacturing a dielectric ceramic according to the present invention includes the following first to third steps.

第1の工程では、元素として、Srと、Tiと、Snとを含む未焼成の成形体を準備する。各元素の量は、モル部で表した場合、Srの量のTiの量に対する比xが0.77≦x≦0.99、およびSnの量のTiの量に対する比yが0.01≦y≦0.23の各条件を満たす。   In the first step, an unfired molded body containing Sr, Ti, and Sn as elements is prepared. When the amount of each element is expressed in mole parts, the ratio x of the amount of Sr to the amount of Ti is 0.77 ≦ x ≦ 0.99, and the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti is 0.01 ≦ Each condition of y ≦ 0.23 is satisfied.

第2の工程では、未焼成の成形体を、Snが正4価から正2価に還元され得る雰囲気下で焼成する。この工程により、化合物として、組成式をABO3で表した場合、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む焼結体を得る。 In the second step, the green body is fired in an atmosphere in which Sn can be reduced from positive tetravalent to positive divalent. By this process, when the composition formula is represented by ABO 3 as a compound, the element present at the A site includes Sr and Sn, and the element present at the B site includes a perovskite type compound including Ti. A sintered body is obtained.

第3の工程では、焼結体を、Snが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気下で熱処理する。この工程により、ペロブスカイト型化合物においてAサイトに存在しているSnの一部をBサイトに移動させる。   In the third step, the sintered body is heat-treated in an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent. By this step, a part of Sn existing at the A site in the perovskite type compound is moved to the B site.

第3の工程の熱処理において適用される温度は、第2の工程の焼成において適用される温度より低くなるようにしてもよい。   The temperature applied in the heat treatment in the third step may be lower than the temperature applied in the firing in the second step.

さらに、第3の工程の熱処理は、第2の工程の焼成の降温過程において、雰囲気をSnが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気に変更して実施してもよい。   Further, the heat treatment in the third step may be performed by changing the atmosphere to an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent in the temperature lowering process of the firing in the second step.

また、この発明に係る誘電体セラミックは、元素として、Srと、Tiと、Snとを含む。各元素の量は、モル部で表した場合、Srの量のTiの量に対する比xが0.77≦x≦0.99、およびSnの量のTiの量に対する比yが0.01≦y≦0.23の各条件を満たす。   The dielectric ceramic according to the present invention contains Sr, Ti, and Sn as elements. When the amount of each element is expressed in mole parts, the ratio x of the amount of Sr to the amount of Ti is 0.77 ≦ x ≦ 0.99, and the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti is 0.01 ≦ Each condition of y ≦ 0.23 is satisfied.

かつ、化合物として、組成式がABO3で表され、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiとSnとを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む。 In addition, the compound includes a perovskite compound in which the composition formula is represented by ABO 3 , the element present at the A site includes Sr and Sn, and the element present at the B site includes Ti and Sn. .

上記の誘電体セラミックの製造方法では、還元性雰囲気下での焼成により、一旦STOをベースとするペロブスカイト型化合物のAサイトにSnを入れる。次いで酸化性雰囲気下の熱処理により、Aサイトに存在しているSnの一部を、Bサイトに移動させる。   In the above dielectric ceramic manufacturing method, Sn is once added to the A site of the perovskite type compound based on STO by firing in a reducing atmosphere. Next, a part of Sn existing at the A site is moved to the B site by heat treatment in an oxidizing atmosphere.

すなわち、焼成時および熱処理時の雰囲気を調整することにより、ペロブスカイト型化合物におけるSnの存在位置を制御している。   That is, the position of Sn in the perovskite compound is controlled by adjusting the atmosphere during firing and heat treatment.

したがって、STOをベースとするペロブスカイト型化合物のAサイトおよびBサイトの両方に、Snが確実に存在する誘電体セラミックを、効率よく製造することができる。   Therefore, a dielectric ceramic in which Sn is reliably present at both the A site and the B site of the perovskite type compound based on STO can be efficiently produced.

焼成後の熱処理において適用される温度を、焼成において適用される温度より低くした場合、誘電体セラミックのさらなる粒成長が生じないため、高い比抵抗が維持され、また機械的強度が低下することがない。   If the temperature applied in the heat treatment after firing is lower than the temperature applied in firing, no further grain growth of the dielectric ceramic occurs, so that high specific resistance is maintained and mechanical strength may be reduced. Absent.

さらに、焼成後の熱処理を、焼成の降温過程において、雰囲気を変更して実施した場合、別の熱処理装置に移し替え、改めて室温から熱処理温度まで昇温させる必要がないため、手間と余分なエネルギー消費を抑えることができる。   In addition, if the heat treatment after firing is carried out by changing the atmosphere in the temperature lowering process of firing, it is not necessary to transfer to another heat treatment device and raise the temperature from room temperature to the heat treatment temperature again. Consumption can be suppressed.

また、上記の誘電体セラミックは、STOのAサイトおよびBサイトの両方にSnが存在することにより、200℃でのεrが180以上となり、高温環境下であっても、高いεrを有する。 In addition, the above dielectric ceramic has Sn at both the A site and the B site of STO, so that ε r at 200 ° C. is 180 or more, and has a high ε r even in a high temperature environment. .

この発明に係る誘電体セラミックに含まれるペロブスカイト型化合物における、各元素の存在位置を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the presence position of each element in the perovskite type compound contained in the dielectric ceramic which concerns on this invention. 試料7の誘電体セラミックに含まれるペロブスカイト型化合物を、収差補正TEM(Transmission Electron Microscope:透過型電子顕微鏡)により結晶格子の[001]方向から観察した格子像である。It is the lattice image which observed the perovskite type compound contained in the dielectric ceramic of sample 7 from the [001] direction of the crystal lattice by aberration correction TEM (Transmission Electron Microscope: transmission electron microscope). 図2に示した格子像において、収差補正TEMに付属しているEDS(Energy Dispersive X−ray Spectrometry:エネルギー分散型X線分析)を用いたマッピング分析により、図2のX1−X1線に沿って配列する[001]方向の原子列に含まれる元素の種類を分析した結果を示す図である。In the lattice image shown in FIG. 2, along the X1-X1 line in FIG. 2 by mapping analysis using EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometry) attached to the aberration correction TEM. It is a figure which shows the result of having analyzed the kind of element contained in the atomic row of the [001] direction to arrange. 図2に示した格子像において、収差補正TEMに付属しているEDSを用いた線分析により、図2のX1−X1線に沿って配列する[001]方向の原子列に含まれる元素の種類を分析した結果を示す図である。In the lattice image shown in FIG. 2, the types of elements included in the atomic sequence in the [001] direction arranged along the X1-X1 line in FIG. 2 by line analysis using EDS attached to the aberration correction TEM. It is a figure which shows the result of having analyzed. 試料1、7および11の誘電体セラミックにおける−225℃〜200℃の温度範囲でのεrの温度特性の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the temperature characteristic of (epsilon) r in the temperature range of -225 degreeC-200 degreeC in the dielectric ceramic of the samples 1, 7, and 11. FIG. 図5に示したεrの温度特性において、50℃〜200℃の高温領域を拡大したものを示す図である。FIG. 6 is an enlarged view of a high temperature region of 50 ° C. to 200 ° C. in the temperature characteristic of ε r shown in FIG. 5.

−実施の形態−
以下にこの発明の実施形態を示して、この発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。
-Embodiment-
Embodiments of the present invention will be described below to describe the features of the present invention in more detail.

<誘電体セラミックの製造方法>
この発明に係る誘電体セラミックの製造方法は、以下の第1〜第3の工程を含む。各工程について、工程順に説明する。
<Manufacturing method of dielectric ceramic>
The method for manufacturing a dielectric ceramic according to the present invention includes the following first to third steps. Each step will be described in the order of steps.

<第1の工程>
第1の工程は、未焼成の成形体を得る工程である。
<First step>
The first step is a step of obtaining a green body.

まず、誘電体セラミックの原料粉末を用意し、これらをスラリー化し、このスラリーをシート状に成形して、グリーンシートを得る。   First, raw material powder for dielectric ceramic is prepared, and these are slurried, and the slurry is formed into a sheet to obtain a green sheet.

この誘電体セラミックの原料粉末としては、元素として、種類と量とがこの発明で規定される各条件を満たし、化合物として、ペロブスカイト型化合物を含むものを用いることができる。   As the raw material powder for the dielectric ceramic, those containing the perovskite type compound as the compound and the kind and amount satisfying the conditions defined in the present invention can be used.

ペロブスカイト型化合物粉末の製造方法(合成方法)としては、炭酸塩や酸化物からなる素材を混合し、仮焼して合成する固相法の他、水熱法など種々の公知の方法を用いることができる。あるいは、水熱法などで作製されたSTOと、Snの素材とを、各元素の量がこの発明で規定される条件を満たすように混合した後、仮焼して、ペロブスカイト型化合物粉末を製造してもよい。   As a manufacturing method (synthesizing method) of the perovskite type compound powder, various known methods such as a hydrothermal method, in addition to a solid phase method in which raw materials composed of carbonate and oxide are mixed and calcined are used. Can do. Alternatively, STO produced by a hydrothermal method or the like and Sn material are mixed so that the amount of each element satisfies the conditions stipulated in the present invention, and then calcined to produce a perovskite type compound powder. May be.

また、この誘電体セラミックの原料粉末としては、炭酸塩、酸化物、水酸化物、塩化物など種々の形態からなる素材を、元素の種類と、各元素の量とが、この発明で規定される各条件を満たすように混合したものを用いることもできる。   In addition, as the raw material powder of this dielectric ceramic, materials of various forms such as carbonates, oxides, hydroxides, chlorides, etc., the kind of elements and the amount of each element are specified in this invention. It is also possible to use a mixture that satisfies each condition.

この場合、誘電体セラミックの焼成時にそれらが反応して、元素の種類と、各元素の量とが、この発明で規定される各条件を満たすようなペロブスカイト型化合物が合成される。   In this case, when the dielectric ceramic is fired, they react to synthesize a perovskite type compound in which the kind of element and the amount of each element satisfy each condition defined in the present invention.

また、この誘電体セラミックの原料粉末としては、水熱法などで作製されたSTOと、Snの素材とを、各元素の量がこの発明で規定される条件を満たすように混合したものを用いることもできる。   Further, as the dielectric ceramic raw material powder, a mixture of STO produced by a hydrothermal method or the like and Sn material so that the amount of each element satisfies the conditions defined in the present invention is used. You can also.

この場合も、誘電体セラミックの焼成時にそれらが反応して、元素の種類と、各元素の量とが、この発明で規定される各条件を満たすようなペロブスカイト型化合物が合成される。   Also in this case, they react during firing of the dielectric ceramic, and a perovskite type compound is synthesized in which the kind of element and the amount of each element satisfy each condition defined in the present invention.

得られたグリーンシートを必要数積層し、これを熱圧着することによって、未焼成の成形体が得られる。   A necessary number of the obtained green sheets are laminated and thermocompression-bonded to obtain an unfired molded body.

成形体は、誘電体セラミックの原料粉末を、プレス装置を用いて圧粉成形する方法により得ることもできる。あるいは、誘電体セラミックの原料粉末をスラリー化し、所定の基板上にスピンコーターなどを用いて薄膜形成する他、インクジェット装置などを用いてパターニングすることにより得てもよい。   The compact can also be obtained by a method of compacting a dielectric ceramic raw material powder using a pressing device. Alternatively, the dielectric ceramic raw material powder may be slurried and formed into a thin film using a spin coater or the like on a predetermined substrate, or may be obtained by patterning using an ink jet apparatus or the like.

<第2の工程>
第2の工程は、還元性雰囲気下での焼成により、焼結体を得る工程である。
<Second step>
The second step is a step of obtaining a sintered body by firing in a reducing atmosphere.

第1の工程で得られた未焼成の成形体を、Snが正4価から正2価に還元され得る雰囲気下で焼成する。この工程により、化合物として、組成式をABO3で表した場合、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む焼結体を得る。 The unfired molded body obtained in the first step is fired in an atmosphere in which Sn can be reduced from positive tetravalent to positive divalent. By this process, when the composition formula is represented by ABO 3 as a compound, the element present at the A site includes Sr and Sn, and the element present at the B site includes a perovskite type compound including Ti. A sintered body is obtained.

この第2の工程に用いる熱処理装置は、バッチ炉の他、コンベア炉など種々の公知の装置を用いることができる。   As the heat treatment apparatus used in the second step, various known apparatuses such as a conveyor furnace can be used in addition to a batch furnace.

<第3の工程>
第3の工程は、酸化性雰囲気下での熱処理により、ペロブスカイト型化合物におけるSnの存在位置を調整する工程である。
<Third step>
The third step is a step of adjusting the position of Sn in the perovskite type compound by heat treatment in an oxidizing atmosphere.

第2の工程で得られた焼結体を、Snが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気下で熱処理する。この工程により、前記ペロブスカイト型化合物においてAサイトに存在しているSnの一部をBサイトに移動させ、この発明に係る誘電体セラミックを得る。   The sintered body obtained in the second step is heat-treated in an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent. By this step, a part of Sn existing at the A site in the perovskite type compound is moved to the B site, and the dielectric ceramic according to the present invention is obtained.

前述のように、Snは基本的には正4価が安定である。そのため、誘電体セラミックを、その中に含まれるSnが正4価となる状態で焼結させた後に、Snを正2価に還元することは、例えば焼結温度より高い温度での熱処理が必要になるなど、容易ではない。すなわち、ペロブスカイト型化合物のBサイトに存在するSnを、その量を制御しながらAサイトに移動させることは困難である。   As described above, Sn is basically stable in positive tetravalence. Therefore, after sintering the dielectric ceramic in a state where Sn contained in the dielectric ceramic becomes positive tetravalent, reducing the Sn to positive bivalent requires, for example, a heat treatment at a temperature higher than the sintering temperature. It ’s not easy. That is, it is difficult to move Sn present at the B site of the perovskite type compound to the A site while controlling the amount thereof.

一方、この発明に係る誘電体セラミックの製造方法では、還元性雰囲気下での焼成により、誘電体セラミックをその中に含まれるSnが正2価となる状態で焼結させる。次いで、酸化性雰囲気下の熱処理により、Snの一部を正4価とする。   On the other hand, in the method for producing a dielectric ceramic according to the present invention, the dielectric ceramic is sintered in a state in which Sn contained therein becomes positive divalent by firing in a reducing atmosphere. Next, a part of Sn is made to be positive tetravalent by heat treatment in an oxidizing atmosphere.

上記のようにSnは正4価が安定であるから、正2価から正4価への酸化は、酸化性雰囲気下であれば、焼成で適用された温度より低い温度を適用した場合であっても容易に進む。すなわち、ペロブスカイト型化合物のAサイトに存在しているSnの一部を、Bサイトに移動させることは、BサイトからAサイトに移動させることに比べて、より好ましい方法と考えられる。   As described above, since Sn is stable in positive tetravalence, the oxidation from positive divalent to positive tetravalent was performed when a temperature lower than the temperature applied in firing was applied in an oxidizing atmosphere. Even easily. That is, moving a part of Sn existing at the A site of the perovskite type compound to the B site is considered to be a more preferable method than transferring from the B site to the A site.

また、第3の工程は、第2の工程終了後、得られた焼結体を第2の工程で用いた熱処理装置から取り出し、雰囲気をSnが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気とした別の熱処理装置に移して実施することができる。あるいは、第2の工程で用いたものと同じ熱処理装置を用いて、第2の工程の降温過程において、雰囲気をSnが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気に変更して実施してもよい。   In the third step, after completion of the second step, the obtained sintered body is taken out from the heat treatment apparatus used in the second step, and the atmosphere is such that Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent. It can be carried out by moving to another heat treatment apparatus. Alternatively, using the same heat treatment apparatus as used in the second step, the atmosphere is changed to an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent in the temperature lowering process of the second step. Also good.

<誘電体セラミック>
この発明に係る誘電体セラミックは、元素として、種類と量とがこの発明で規定される各条件を満たす。かつ、化合物として、組成式がABO3で表され、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiとSnとを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む。
<Dielectric ceramic>
The dielectric ceramic according to the present invention satisfies each condition defined by the present invention in terms of type and amount as elements. In addition, the compound includes a perovskite compound in which the composition formula is represented by ABO 3 , the element present at the A site includes Sr and Sn, and the element present at the B site includes Ti and Sn. .

なお、Aサイトに存在する元素の量の、Bサイトに存在する元素の量に対する比は、化学量論的には1.00である。ただし、Sr、TiおよびSnの量と、ペロブスカイト型化合物におけるSnの存在位置により、化学量論組成から外れることもある。   The ratio of the amount of elements present at the A site to the amount of elements present at the B site is 1.00 stoichiometrically. However, it may deviate from the stoichiometric composition depending on the amount of Sr, Ti and Sn and the position of Sn in the perovskite type compound.

この発明に係る誘電体セラミックは、車載用電子部品としてのセラミックコンデンサの誘電体に用いることができる。また、車載用ICのEMC(Electro−Magnetic Compatibility:電磁両立性)対策用オンチップキャパシタの絶縁膜などに用いてもよい。   The dielectric ceramic according to the present invention can be used for a dielectric of a ceramic capacitor as an in-vehicle electronic component. Moreover, you may use for the insulating film of the on-chip capacitor for EMC (Electro-Magnetic Compatibility) of a vehicle-mounted IC, etc.

−実験例−
次に、この発明を実験例に基づいて、より具体的に説明する。これらの実験例は、この発明に係る誘電体セラミックに含まれる元素の量の条件を規定する根拠を与えるためのものでもある。
-Experimental example-
Next, the present invention will be described more specifically based on experimental examples. These experimental examples are also provided to provide a basis for defining conditions for the amount of elements contained in the dielectric ceramic according to the present invention.

<誘電体セラミックの原料粉末の製造>
誘電体セラミックに含まれるSrの素材としてSrCO3、Tiの素材としてTiO2、およびSnの素材としてSnO2の各粉末を準備した。各粉末は、純度99重量%以上のものを用いた。
<Production of raw material powder for dielectric ceramic>
SrCO 3 as a raw material of Sr contained in the dielectric ceramic, TiO 2 as a raw material of Ti, and SnO 2 as a raw material of Sn were prepared. Each powder had a purity of 99% by weight or more.

これらの粉末を、各元素の量をモル部で表した場合、Srの量のTiの量に対する比x、およびSnの量のTiの量に対する比yが、表1に示す値となるように秤量、調合した。調合時には、各粉末の純度に応じた調合量の補正を行なった。   In these powders, when the amount of each element is expressed in mole parts, the ratio x of the amount of Sr to the amount of Ti and the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti are the values shown in Table 1. Weighed and prepared. At the time of blending, the blending amount was corrected according to the purity of each powder.

これらの調合原料粉末を、ボールミルを用いて湿式混合し、均一に分散させた後、乾燥し、解砕処理を施して調整粉末を得た。得られた調整粉末を、バッチ式の熱処理装置を用いて、1150℃で仮焼した後、解砕処理を施して誘電体セラミックの原料粉末を得た。なお、仮焼時の熱処理装置内部の酸素分圧(PO2)は、Snが正4価から正2価に還元され得る1×10-13MPaとした。 These blended raw material powders were wet-mixed using a ball mill, uniformly dispersed, then dried and crushed to obtain adjusted powders. The obtained adjusted powder was calcined at 1150 ° C. using a batch type heat treatment apparatus, and then pulverized to obtain a dielectric ceramic raw material powder. The oxygen partial pressure (PO 2 ) inside the heat treatment apparatus during calcination was set to 1 × 10 −13 MPa that can reduce Sn from positive tetravalent to positive divalent.

なお、誘電体セラミックの原料粉末中には、調合原料に由来する不可避の不純物としてCaが混入する可能性がある。また、湿式混合の過程でYSZ(Yttria Stabilized Zirconia:イットリア安定化ジルコニア)ボールをメディアとして用いた場合、不可避の不純物としてZr、Hf、およびYが混入する可能性がある。ただし、これらの不純物は、極微量であるため、この発明の効果に影響を与えないことを別途確認してある。   In addition, Ca may be mixed into the dielectric ceramic raw material powder as an inevitable impurity derived from the blended raw material. Further, when a YSZ (Ytria Stabilized Zirconia) ball is used as a medium during the wet mixing process, Zr, Hf, and Y may be mixed as inevitable impurities. However, since these impurities are extremely small, it has been separately confirmed that they do not affect the effects of the present invention.

得られた誘電体セラミックの原料粉末を酸により溶解し、ICP(Inductively Coupled Plasma:高周波誘導結合プラズマ)発光分光分析を行なった。   The obtained dielectric ceramic raw material powder was dissolved with an acid and subjected to ICP (Inductively Coupled Plasma) emission spectroscopic analysis.

その結果、上記により得られた誘電体セラミックの原料粉末は、表1に示した組成と、実質的に同じ組成を有していることが確認された。   As a result, it was confirmed that the dielectric ceramic raw material powder obtained as described above had substantially the same composition as that shown in Table 1.

<誘電体セラミックの製造>
上記で準備した誘電体セラミックの原料粉末に、ポリビニルブチラール系のバインダー、可塑剤およびトルエンなどの有機溶剤を加え、ボールミルにより24時間湿式混合して、誘電体セラミックの原料粉末を含むスラリーを得た。
<Manufacture of dielectric ceramic>
An organic solvent such as polyvinyl butyral binder, plasticizer, and toluene was added to the dielectric ceramic raw material powder prepared above, and wet mixed by a ball mill for 24 hours to obtain a slurry containing the dielectric ceramic raw material powder. .

これらのスラリーを、ドクターブレード法により、ポリエチレンテレフタレートからなるキャリアフィルム上にシート状に成形して、誘電体セラミックの原料粉末を含むグリーンシートを得た。   These slurries were formed into a sheet shape on a carrier film made of polyethylene terephthalate by a doctor blade method to obtain a green sheet containing a dielectric ceramic raw material powder.

上記のグリーンシートを適当数積み重ねて、200MPaの静水圧下で、2分間熱圧着後、カットして、表1に示した各組成に対応する未焼成の成形体を得た。得られた未焼成の成形体の外形寸法は、幅が4.0mm、長さが4.0mm、および厚さが0.5mmであった。   An appropriate number of the above green sheets were stacked, thermocompression bonded for 2 minutes under a hydrostatic pressure of 200 MPa, and then cut to obtain an unfired molded body corresponding to each composition shown in Table 1. The outer dimensions of the green body thus obtained were 4.0 mm in width, 4.0 mm in length, and 0.5 mm in thickness.

上記の未焼成の成形体を、大気中において、温度280℃で6時間保持して、含まれているバインダーを燃焼させた。バインダーを燃焼させた後の未焼成の成形体を、N2−H2−H2Oの混合ガスを用いた還元性雰囲気中において、温度1300℃で2時間保持して焼成し、表1に示した各組成に対応する焼結体を得た。なお、焼成時の熱処理装置内部のPO2は、Snが正4価から正2価に還元され得る1×10-13MPaとした。得られた焼結体の外形寸法は、幅が3.6mm、長さが3.6mm、および厚さが0.46mmであった。 The unfired molded body was held in the atmosphere at a temperature of 280 ° C. for 6 hours to burn the contained binder. The green body after burning the binder was fired in a reducing atmosphere using a mixed gas of N 2 —H 2 —H 2 O at a temperature of 1300 ° C. for 2 hours. Sintered bodies corresponding to the indicated compositions were obtained. The PO 2 inside the heat treatment apparatus during firing was set to 1 × 10 −13 MPa so that Sn can be reduced from positive tetravalent to positive divalent. The outer dimensions of the obtained sintered body were 3.6 mm in width, 3.6 mm in length, and 0.46 mm in thickness.

上記の焼結体を、大気中において、表1に示す条件で熱処理した。   The sintered body was heat-treated in the atmosphere under the conditions shown in Table 1.

上記の工程により、試料1〜11に係る誘電体セラミックの単板を得た。   Through the above steps, dielectric ceramic single plates according to Samples 1 to 11 were obtained.

<セラミックコンデンサの製造>
上記の誘電体セラミックの単板の両主面に、Agを導電性材料とし、B23−SiO2−BaO系のガラスフリットを含有する導電性ペーストを塗布し、N2雰囲気中において、温度600℃で焼き付けて電極を形成した。これにより、試料1〜11に係る誘電体セラミックの単板を2枚の電極で挟んだ単板型のセラミックコンデンサを製造した。
<Manufacture of ceramic capacitors>
On both main surfaces of the above dielectric ceramic single plate, a conductive paste containing Ag as a conductive material and containing a B 2 O 3 —SiO 2 —BaO glass frit is applied, and in an N 2 atmosphere, An electrode was formed by baking at a temperature of 600 ° C. Thus, a single plate type ceramic capacitor in which a single plate of dielectric ceramic according to Samples 1 to 11 was sandwiched between two electrodes was manufactured.

<誘電体セラミックの分析>
試料1〜11に係るセラミックコンデンサの電極を除去し、得られた誘電体セラミックを酸により溶解し、得られた溶液についてICP発光分光分析を行なった。その際、1つの試料につき10個の誘電体セラミックの単板を溶液化した。ここで、一旦焼き付けた電極を除去して得た誘電体セラミックの単板を溶解し、ICP発光分光分析したのは、電極の焼き付けの影響を受けた、実使用状態にある誘電体セラミックを分析の対象とするためである。以後の分析および測定も、同じ考え方に基づいている。なお、誘電体セラミックの単板を溶解処理して溶液とする方法に特別の制約はない。
<Analysis of dielectric ceramic>
The electrodes of the ceramic capacitors according to Samples 1 to 11 were removed, the obtained dielectric ceramic was dissolved with an acid, and the obtained solution was subjected to ICP emission spectroscopic analysis. At that time, 10 dielectric ceramic veneers per solution were made into solution. Here, the dielectric ceramic single plate obtained by removing the baked electrode was melted and analyzed by ICP emission spectroscopy. The dielectric ceramic in the actual use state affected by the baking of the electrode was analyzed. This is because of the target. Subsequent analysis and measurement are based on the same concept. There is no particular restriction on the method of dissolving the dielectric ceramic single plate to obtain a solution.

その結果、誘電体セラミックは、表1に示した調合組成と、実質的に同じ組成を有していることが確認された。   As a result, it was confirmed that the dielectric ceramic had substantially the same composition as the composition shown in Table 1.

したがって、この発明に係る誘電体セラミックに含まれる元素の種類と、各元素の量の条件とは、表1に示した組成に基づいて規定するものとする。   Accordingly, the types of elements contained in the dielectric ceramic according to the present invention and the conditions for the amount of each element shall be defined based on the compositions shown in Table 1.

次に、試料1〜11に係るセラミックコンデンサの電極を除去し、得られた誘電体セラミックの単板を粉砕して粉末化したものについて、ディフラクトメータを用いたX線回折により、含まれている結晶相の同定を行なった。その際、1つの試料につき10個の誘電体セラミックの単板を粉末化した。   Next, the electrodes of the ceramic capacitors according to Samples 1 to 11 were removed, and the obtained dielectric ceramic veneer was pulverized and powdered, and contained by X-ray diffraction using a diffractometer The crystal phase was identified. At that time, 10 dielectric ceramic veneers were pulverized per sample.

その結果、試料1〜11の全てについて、化合物として、STOをベースとしたペロブスカイト型化合物が含まれていることが確認された。STOをベースとしたペロブスカイト型化合物1における、各元素の存在位置を表す模式図を図1に示す。   As a result, it was confirmed that all the samples 1 to 11 contained a perovskite type compound based on STO as the compound. FIG. 1 is a schematic diagram showing the position of each element in the perovskite compound 1 based on STO.

この発明に係る誘電体セラミックに含まれるペロブスカイト型化合物1は、以下に述べるように、Aサイト2に存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイト3に存在する元素がTiとSnとを含んで構成されている。   The perovskite type compound 1 contained in the dielectric ceramic according to the present invention includes, as described below, elements present at the A site 2 containing Sr and Sn, and elements existing at the B site 3 containing Ti and Sn. It is configured to include.

次に、試料1〜11に係るセラミックコンデンサの電極を除去し、得られた誘電体セラミックの単板を研磨およびArイオンミリングなどによって加工し、薄膜化した。   Next, the electrodes of the ceramic capacitors according to Samples 1 to 11 were removed, and the obtained dielectric ceramic single plate was processed by polishing, Ar ion milling, or the like to reduce the thickness.

試料1〜11に係る誘電体セラミックの薄膜について、収差補正TEMを用いて、ペロブスカイト型化合物1の[001]方向から観察し、格子像を得た。その際、1つの試料につき10枚の誘電体セラミックの薄膜から格子像を得た。   The dielectric ceramic thin films according to Samples 1 to 11 were observed from the [001] direction of the perovskite compound 1 using an aberration correction TEM to obtain lattice images. At that time, lattice images were obtained from 10 dielectric ceramic thin films per sample.

一例として、試料7の誘電体セラミックの10枚の薄膜のうちの1枚から得られた、ペロブスカイト型化合物1の格子像を図2に示す。この格子像は、図1において[001]方向に並ぶAサイト原子列4と、[001]方向に並ぶ酸素−Bサイト原子列5を見たものである。   As an example, FIG. 2 shows a lattice image of the perovskite compound 1 obtained from one of ten thin films of dielectric ceramic of Sample 7. This lattice image is a view of the A site atom sequence 4 aligned in the [001] direction and the oxygen-B site atom sequence 5 aligned in the [001] direction in FIG.

なお、図2のX1−X1線は、[001]方向から見た(110)面を表しており、Aサイト原子列4と酸素−Bサイト原子列5とは、(110)面に含まれる原子列である(図1参照)。   The X1-X1 line in FIG. 2 represents the (110) plane viewed from the [001] direction, and the A site atom sequence 4 and the oxygen-B site atom sequence 5 are included in the (110) plane. It is an atomic sequence (see FIG. 1).

図2に示した格子像において、収差補正TEMに付属しているEDSを用いたマッピング分析により、図2のX1−X1線に沿って配列する[001]方向の原子列に含まれる元素を分析した結果を図3に示す。また、同じEDSを用いた線分析により、図2のX1−X1線に沿って配列する[001]方向の原子列に含まれる元素を分析した結果を図4に示す。図4では、各元素の存在位置の関係が分かるように、各元素の分析結果を重ね合わせて示している。   In the lattice image shown in FIG. 2, the elements contained in the atomic sequence in the [001] direction arranged along the X1-X1 line in FIG. 2 are analyzed by mapping analysis using EDS attached to the aberration correction TEM. The results are shown in FIG. Further, FIG. 4 shows the result of analyzing the elements included in the atomic sequence in the [001] direction arranged along the X1-X1 line in FIG. 2 by line analysis using the same EDS. In FIG. 4, the analysis results of the respective elements are shown in a superimposed manner so that the relationship between the positions of the respective elements can be understood.

図3および図4において、各元素の信号強度は、各元素の信号強度の最大値を1として正規化されたものであり、各元素の信号強度の絶対値を表すものではない。したがって、この信号強度の比較自体には意味がなく、その比較からペロブスカイト型化合物1のAサイトおよびBサイトに、どの元素がどれだけ存在するかを求めることはできない。なお、酸素−Bサイト原子列5についての分析結果は、酸素が軽元素でありEDSでは検出されないため、Bサイト3に位置する元素のみが検出されている。   3 and 4, the signal intensity of each element is normalized with the maximum value of the signal intensity of each element being 1, and does not represent the absolute value of the signal intensity of each element. Therefore, the comparison of the signal intensity itself is meaningless, and it cannot be determined from the comparison which elements are present in the A site and the B site of the perovskite compound 1. Note that the analysis result for the oxygen-B site atom sequence 5 is that oxygen is a light element and is not detected by EDS, so only the element located at the B site 3 is detected.

なお、図3のマッピング分析では、0.5未満の強度の信号はバックグラウンド信号と判定し、原子列に含まれる元素の種類を分かりやすくするために図示していない。一方、図4の線分析では、分析結果に手を加えずに図示している。そのため、Aサイト原子列4からTiが、また酸素−Bサイト原子列5からSrが検出されているように見えるが、これは上記のようにバックグラウンド信号によるものと考えられる。   In the mapping analysis of FIG. 3, a signal having an intensity of less than 0.5 is determined as a background signal, and is not shown for easy understanding of the types of elements included in the atomic sequence. On the other hand, in the line analysis of FIG. 4, the analysis results are shown without modification. Therefore, it seems that Ti is detected from the A site atom sequence 4 and Sr is detected from the oxygen-B site atom sequence 5, which is considered to be caused by the background signal as described above.

図3および図4を見ると、この試料においては、SnはAサイト原子列4と酸素−Bサイト原子列5との両方から検出されている。すなわち、SnがAサイト2とBサイト3との両方に存在していることが分かる。   3 and 4, Sn is detected from both the A site atom string 4 and the oxygen-B site atom string 5 in this sample. That is, it can be seen that Sn exists in both the A site 2 and the B site 3.

試料1〜11に係る誘電体セラミックの薄膜において、1枚の薄膜につき、3箇所のAサイト原子列4と3箇所の酸素−Bサイト原子列5の合計6箇所の原子列に関して、上記の方法により元素分析を行なった。3箇所のAサイト原子列4の全てからSnが検出された数aと、3箇所の酸素−Bサイト原子列5の全てからSnが検出された数bをカウントした。この元素分析を、1つの試料につき10枚の誘電体セラミックの薄膜で行なった。   In the dielectric ceramic thin films according to Samples 1 to 11, the above-described method is performed with respect to a total of six atomic strings of three A-site atom strings 4 and three oxygen-B site atom strings 5 per thin film. The elemental analysis was performed. The number a in which Sn was detected from all three A-site atom strings 4 and the number b in which Sn was detected from all three oxygen-B site atom strings 5 were counted. This elemental analysis was performed on 10 dielectric ceramic thin films per sample.

例えば、Aサイト原子列4において、3箇所全てからSnが検出された薄膜の数が7枚であり、1箇所からSnが検出された薄膜の数が3枚であった場合は、7/10とカウントする。そして、10/10の場合に、ペロブスカイト型化合物1のAサイト2に存在する元素がSnを含んでいると判定した。   For example, in the A-site atom sequence 4, when the number of thin films in which Sn is detected from all three locations is 7, and the number of thin films in which Sn is detected from one location is 3, 7/10 And count. And in the case of 10/10, it determined with the element which exists in A site 2 of the perovskite type compound 1 containing Sn.

同様に、10枚の薄膜について、酸素−Bサイト原子列5におけるSnのカウント数が10/10の場合に、ペロブスカイト型化合物1のBサイト3に存在する元素が、Snを含んでいると判定した。   Similarly, with respect to ten thin films, when the count number of Sn in the oxygen-B site atomic sequence 5 is 10/10, it is determined that the element present at the B site 3 of the perovskite compound 1 contains Sn. did.

<誘電体セラミックのεrの測定>
試料1〜11に係るセラミックコンデンサについて、静電容量温度特性の測定システムを用い、電圧が1Vrms、周波数が1kHzの交流電圧を印加して、−225℃〜200℃の温度範囲で静電容量を測定した。その際、1つの試料につき3個のセラミックコンデンサの静電容量を測定し、それらの平均値を求めて各測定温度での静電容量とした。
<Measurement of ε r of dielectric ceramic>
For the ceramic capacitors according to Samples 1 to 11, a capacitance temperature characteristic measurement system is used, an AC voltage having a voltage of 1 V rms and a frequency of 1 kHz is applied, and the capacitance is in a temperature range of −225 ° C. to 200 ° C. Was measured. At that time, the capacitance of three ceramic capacitors per sample was measured, and the average value thereof was obtained as the capacitance at each measurement temperature.

測定システムは、インピーダンスアナライザと、槽内に測定端子が設けられた恒温槽と、それらを制御し、かつデータを記録するパーソナルコンピュータとを含んで構成されている。   The measurement system is configured to include an impedance analyzer, a thermostatic bath provided with a measurement terminal in the bath, and a personal computer that controls them and records data.

各測定温度での静電容量と、誘電体セラミックの単板の寸法とから、各試料に係る誘電体セラミックの各測定温度におけるεrを算出した。 Ε r at each measurement temperature of the dielectric ceramic according to each sample was calculated from the capacitance at each measurement temperature and the size of the single plate of the dielectric ceramic.

一例として、εrの温度特性を、試料1、7および11の誘電体セラミックの間で比較したものを図5および図6に示す。図5は−225℃〜200℃の温度範囲で、相転移などに由来すると考えられる大きなεrの変化を調べたものである。一方、図6は50℃〜200℃の高温領域における試料1、7および11の誘電体セラミックのεrの違いを明らかにするためのものである。 As an example, a comparison of the temperature characteristics of ε r between the dielectric ceramics of Samples 1, 7 and 11 is shown in FIGS. FIG. 5 shows a large change in ε r considered to be derived from a phase transition or the like in a temperature range of −225 ° C. to 200 ° C. On the other hand, FIG. 6 is for clarifying the difference in ε r of the dielectric ceramics of Samples 1, 7 and 11 in the high temperature range of 50 ° C. to 200 ° C.

後掲の表1に示すように、試料1は、純粋なSTO単体であり、試料7は、SnがAサイト2およびBサイト3の両方に存在する誘電体セラミックであり、試料11は、SnがAサイト2のみに存在する誘電体セラミックである。   As shown in Table 1 below, sample 1 is pure STO alone, sample 7 is a dielectric ceramic in which Sn is present at both A site 2 and B site 3, and sample 11 is Sn. Is a dielectric ceramic existing only at the A site 2.

図5および図6を見ると、試料7では、εrの温度特性において−180℃付近にブロードなピークが発生しており、かつ高温側のεrが試料1および試料11に比べて、全体的に大きくなっていることが分かる。 5 and 6, the sample 7 has a broad peak in the vicinity of −180 ° C. in the temperature characteristic of ε r , and the ε r on the high temperature side is larger than that of the sample 1 and the sample 11 as a whole. You can see that it is getting bigger.

これは、STOのAサイト2およびBサイト3の両方にSnを存在させることにより、純粋なSTOには見られなかった強誘電体相への相転移が生じるようになったためと考えられる。このεrの温度特性におけるブロードなピークは、いわゆるリラクサー材料のように、温度による微小なサイズの強誘電体相領域の大きさの変化と、強誘電体相領域間の相互作用とにより生じるものと考えられるが、詳細は不明である。 This is presumably because the presence of Sn in both the A site 2 and the B site 3 of the STO causes a phase transition to a ferroelectric phase that was not found in pure STO. This broad peak in the temperature characteristic of ε r is caused by the change in the size of the ferroelectric phase region with a small size due to temperature and the interaction between the ferroelectric phase regions as in a so-called relaxor material. However, details are unknown.

一方、SnがAサイト2のみに存在する試料11では、強誘電体相への相転移は生じているが、ピークの形状が試料7に比べてブロードではなく、高温側のεrが試料1に比べて大きくなっていない。 On the other hand, in sample 11 in which Sn is present only at the A site 2, the phase transition to the ferroelectric phase occurs, but the peak shape is not broader than that of sample 7, and ε r on the high temperature side is sample 1. It is not larger than.

すなわち、STOにおいて、高温側のεrを大きくするためには、SnをSTOのAサイト2およびBサイト3の両方に存在させることが重要であると言える。 That is, it can be said that it is important for Sn to be present in both the A site 2 and the B site 3 of the STO in order to increase the ε r on the high temperature side in the STO.

上記で説明した、誘電体セラミックに含まれるSrの量のTiの量に対する比xと、Snの量のTiの量に対する比yと、熱処理条件と、ペロブスカイト型化合物中のSnの存在位置と、200℃でのεrとを、表1にまとめて示す。 As described above, the ratio x of the amount of Sr contained in the dielectric ceramic to the amount of Ti, the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti, the heat treatment conditions, the location of Sn in the perovskite type compound, Table 1 summarizes ε r at 200 ° C.

表1において、試料番号に*を付したものは、この発明に係る誘電体セラミックにおいて規定される、各元素の量の条件またはペロブスカイト型化合物中のSnの存在位置の条件から外れた試料である。   In Table 1, the sample number marked with * is a sample deviating from the condition of the amount of each element or the condition of the presence of Sn in the perovskite type compound specified in the dielectric ceramic according to the present invention. .

表1に示すように、誘電体セラミックに含まれる各元素の量、およびペロブスカイト型化合物中のSnの存在位置が、この発明で規定される条件を満たす各試料においては、誘電体セラミックの200℃におけるεrが180以上となる。すなわち、高温環境下であっても、高いεrを有することが確認された。 As shown in Table 1, in each sample in which the amount of each element contained in the dielectric ceramic and the presence position of Sn in the perovskite compound satisfy the conditions stipulated in the present invention, ε r in is 180 or more. That is, even under a high temperature environment, has been confirmed to have a high epsilon r.

これに対し、各元素の量およびSnの存在位置が、この発明で規定される条件を満たさない試料においては、誘電体セラミックの200℃におけるεrが180未満となり、好ましくない結果となることが確認された。 On the other hand, when the amount of each element and the presence position of Sn do not satisfy the conditions defined in the present invention, ε r at 200 ° C. of the dielectric ceramic is less than 180, which may be an undesirable result. confirmed.

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、誘電体セラミックの組成などに関し、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention with respect to the composition of the dielectric ceramic.

1 ペロブスカイト型化合物
2 Aサイト原子列
3 酸素−Bサイト原子列
1 Perovskite type compound 2 A site atom sequence 3 Oxygen-B site atom sequence

Claims (4)

元素として、Srと、Tiと、Snとを含み、前記各元素の量をモル部で表した場合、
Srの量のTiの量に対する比xが0.77≦x≦0.99、および
Snの量のTiの量に対する比yが0.01≦y≦0.23
の各条件を満たす、未焼成の成形体を準備する、第1の工程と、
前記未焼成の成形体を、Snが正4価から正2価に還元され得る雰囲気下で焼成することにより、化合物として、組成式をABO3で表した場合、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む焼結体を得る、第2の工程と、
前記焼結体を、Snが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気下で熱処理することにより、前記ペロブスカイト型化合物においてAサイトに存在しているSnの一部をBサイトに移動させる、第3の工程と
を含む、誘電体セラミックの製造方法。
When the element contains Sr, Ti, and Sn, and the amount of each element is expressed in mol parts,
The ratio x of the amount of Sr to the amount of Ti is 0.77 ≦ x ≦ 0.99, and the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti is 0.01 ≦ y ≦ 0.23.
A first step of preparing an unsintered molded body that satisfies each of the following conditions:
When the green body is fired in an atmosphere in which Sn can be reduced from positive tetravalent to positive divalent, when the composition formula is represented by ABO 3 as a compound, the element present at the A site is Sr. And a second step of obtaining a sintered body containing a perovskite-type compound that includes Sn and an element existing at the B site containing Ti,
The sintered body is heat-treated in an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent to move a part of Sn present at the A site in the perovskite type compound to the B site. A method for producing a dielectric ceramic, comprising a third step.
前記第3の工程の熱処理において適用される温度は、前記第2の工程の焼成において適用される温度より低い、請求項1に記載の誘電体セラミックの製造方法。   The dielectric ceramic manufacturing method according to claim 1, wherein a temperature applied in the heat treatment in the third step is lower than a temperature applied in the firing in the second step. 前記第3の工程の熱処理は、前記第2の工程の焼成の降温過程において、雰囲気をSnが正2価から正4価に酸化され得る雰囲気に変更して実施される、請求項2に記載の誘電体セラミックの製造方法。   The heat treatment in the third step is performed by changing the atmosphere to an atmosphere in which Sn can be oxidized from positive divalent to positive tetravalent in the temperature lowering process of firing in the second step. A method for producing a dielectric ceramic. 元素として、Srと、Tiと、Snとを含み、前記各元素の量をモル部で表した場合、
Srの量のTiの量に対する比xが0.77≦x≦0.99、および
Snの量のTiの量に対する比yが0.01≦y≦0.23
の各条件を満たし、
化合物として、組成式がABO3で表され、Aサイトに存在する元素がSrとSnとを含み、Bサイトに存在する元素がTiとSnとを含んで構成されるペロブスカイト型化合物を含む、誘電体セラミック。
When the element contains Sr, Ti, and Sn, and the amount of each element is expressed in mol parts,
The ratio x of the amount of Sr to the amount of Ti is 0.77 ≦ x ≦ 0.99, and the ratio y of the amount of Sn to the amount of Ti is 0.01 ≦ y ≦ 0.23.
Meet the requirements of
As a compound, a dielectric composition containing a perovskite type compound in which the composition formula is represented by ABO 3 , the element present at the A site includes Sr and Sn, and the element present at the B site includes Ti and Sn. Body ceramic.
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