JP3042899B2 - Mixture of fine-grained barium titanate and method for producing the same - Google Patents

Mixture of fine-grained barium titanate and method for producing the same

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微小なチタン酸バリウ
ム粒子及び極微量の珪酸カドミウムのフラックスからな
る低温焼結された誘電性セラミックのコンパウンドに関
する。ここで、該セラミックは、高い誘電率およびなだ
らかな(smooth)誘電率の温度係数を有し、高品質の多
層セラミックのコンデンサーとしての使用に特に適する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a low-temperature sintered dielectric ceramic compound comprising fine barium titanate particles and a trace amount of cadmium silicate flux. Here, the ceramic has a high dielectric constant and a smooth dielectric constant temperature coefficient, making it particularly suitable for use as a capacitor of high quality multilayer ceramics.

【0002】[0002]

【従来の技術】なだらかなX7Rの誘電率の温度係数を
有する多層セラミックのコンデンサーは、大きいセラミ
ックのコンデンサーの市場においてかなりの部分を占め
る。より高い誘電率(K)を有するより優れたX7Rセ
ラミックを開発する研究ははかどっていない。誘電率を
増大するためにどんなことがなされようとも、同様に誘
電率の温度係数のなだらかさをも下げるということは、
よく知られている相反する法則である。しかしながら、
同じ組成物からなるが(1ミクロンを超える)大きい粒
状のセラミックと比べて、非常に微小な粒子、特に直径
が約0.8ミクロンの粒子からなるセラミックのコンデ
ンサーが、より高い誘電率(K)と同時によりなだらか
なコンデンサーの温度係数(TCC)の両方を有する傾
向があることの発見によって、その法則を破るかなり顕
著な前進がみられた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Multi-layer ceramic capacitors having a gentle X7R dielectric constant temperature coefficient represent a significant portion of the large ceramic capacitor market. There has been little work to develop better X7R ceramics with higher dielectric constants (K). Whatever is done to increase the permittivity, reducing the graduality of the temperature coefficient of the permittivity as well,
This is a well-known conflicting law. However,
Compared to large granular ceramics of the same composition (greater than 1 micron), ceramic capacitors composed of very fine particles, especially particles having a diameter of about 0.8 micron, have a higher dielectric constant (K). At the same time, the discovery of the tendency to have both a slower condenser temperature coefficient (TCC) has provided a fairly significant advance in breaking that law.

【0003】多層コンデンサーでは、微小な粒子構造
は、近接する埋められた電極層間のスペースが小さくな
るに比例して、より高い単位体積当たりのキャパシタン
スを有する、即ち、ミクロファラド当たりのコストが安
くなる。微小粒状体は、高い表面エネルギーを有する非
常に微小な(例えば、0.2ミクロン)粒子を焼結する
ことによってつくられ、かつ低温で有利に焼結する。し
かし、このような微粒状体に関して、同様な古い相反し
た法則が適用される。例えば、ホットプレスされ且つ焼
結された純チタン酸バリウムの微小粒状体は、約370
0のKを有するがX7R規格とは全く異なっている。こ
のX7R標準に合わせるために、Kは、−55〜+12
5℃の可使用温度範囲にわたって、室温におけるKと比
べて、15%以下で変化する。しかし、1130℃で1
1重量%の焼結フラックス(CdBi2Nb29)を用
いて焼結したときには、セラミックは稠密化され、容易
にX7R標準に合うが、1500程度の室温でのKを有
するに留まる。代換的に、15重量%のチタン酸ビスマ
スのフラックス(Bi4Ti312)を添加して、十分な
稠密化を達成するために1110℃で焼結すると、室温
で500のKを生じ、且つX7Rに合う。純粋で微小な
チタン酸バリウムと共に、Nb2.5CoOからなる2.
5重量%の添加剤を使用すると、3000のKを有する
X7Rセラミックを作り得たが、作るためには、130
0℃の焼結温度を必要とした。これらの結果は、Hennin
gらによるタイトル名『Temperature-Stable Dielectric
s Basedon Chemically Inhomogeneous BaTiO3』(Journ
al of the American CeramicsSociety, Vol.67, No.4,
1984, pages 249-254)の論文中において報告されてい
る。
In multilayer capacitors, the fine grain structure has a higher capacitance per unit volume, ie, lower cost per microfarad, in proportion to the smaller space between adjacent buried electrode layers. . Microparticulates are made by sintering very small (eg, 0.2 micron) particles having high surface energy and advantageously sinter at low temperatures. However, for such fines, the same old conflicting rules apply. For example, hot pressed and sintered microparticulates of pure barium titanate are about 370
It has a K of 0 but is completely different from the X7R standard. To meet this X7R standard, K should be between -55 and +12
It varies by less than 15% over the usable temperature range of 5 ° C. compared to K at room temperature. However, at 1130 ° C
When sintered with 1% by weight sintering flux (CdBi 2 Nb 2 O 9 ), the ceramic is densified and easily meets the X7R standard, but has a K at room temperature of around 1500. Alternatively, 15% by weight of bismuth titanate flux (Bi 4 Ti 3 O 12 ) can be added and sintered at 1110 ° C. to achieve sufficient densification, resulting in 500 K at room temperature. And fits X7R. 1. consisting of Nb 2.5 CoO with pure and fine barium titanate
With 5% by weight of the additive, an X7R ceramic with a K of 3000 could be made, but in order to make
A sintering temperature of 0 ° C. was required. These results indicate that Hennin
g's title, "Temperature-Stable Dielectric"
s Basedon Chemically Inhomogeneous BaTiO 3 ”(Journ
al of the American CeramicsSociety, Vol. 67, No. 4,
1984, pages 249-254).

【0004】これらの例によって実証されるもう一つの
よく知られている相反する法則は、セラミック出発混合
物への焼結フラックスの添加は、稠密化を達成するのに
必要な焼結温度を低め、そしてそれによって、焼結の間
埋められた電極が溶解しないために必要な貴金属の量を
減ずることである。フラックスの添加は、また、温度係
数をよりなだらかにする。しかしながら、フラックスの
このような添加は、焼結セラミックの誘電率を大幅に下
げる。この法則は、セラミックの粒子の大きさの程度に
拘わらず、すべての誘電性セラミック材料に例外なく適
用される。
[0004] Another well-known conflicting law demonstrated by these examples is that the addition of sintering flux to the ceramic starting mixture reduces the sintering temperature required to achieve densification, And thereby reducing the amount of noble metal required to prevent the electrodes buried during sintering from melting. The addition of flux also makes the temperature coefficient more gentle. However, such addition of flux significantly reduces the dielectric constant of the sintered ceramic. This rule applies without exception to all dielectric ceramic materials, regardless of the size of the ceramic particles.

【0005】3番目の相反する法則は、焼結時に液相焼
結することによってフラックスが溶融する焼結助剤又は
フラックスの添加は、セラミックの溶解及び再結晶化が
同時に生ずる過程が起こり且つ粒子成長を促進させる媒
質を与えることになることである。事実、この法則は、
大きい粒子が高い誘電率のセラミックのゴールであった
つい2、3年前には全く相反しなかった。例えば、米国
特許第4,898,844号(90年2月6日)、米国
特許第4,266,265号(81年5月5日)、米国
特許第4,120,677号(78年10月17日)、
米国特許第4,066,426号(78年1月3日)及
び米国特許第3,885,941号(75年5月27
日)を見られたい。米国特許第3,231,799号
(66年1月25日)において、コンデンサーのなだら
かな温度係数(TCC)を有する高いKのセラミックを
生ぜしめる出発材料においてニオブ及びタンタルの分離
(separate)コンパウンドの使用が開示されている。こ
れら及びその他の元素は、粒子成長インヒビターとみな
されており、例えば、上述の米国特許第4,120,6
77号(78年10月17日)及び米国特許第4,89
8,844号(90年2月6日)の中でみなされてい
る。上述のかっこの中に特許の認可日を記載した特許お
よび特許出願は、本発明の出願人に譲渡されている。
The third contradictory law is that the addition of a sintering aid or flux in which flux is melted by liquid phase sintering during sintering involves a process in which ceramic melting and recrystallization occur simultaneously, and It is to provide a medium for promoting growth. In fact, this law states that
Just a few years ago, large particles were the goal of high dielectric constant ceramics, which was not at all conflicting. For example, U.S. Pat. No. 4,898,844 (February 6, 1990), U.S. Pat. No. 4,266,265 (May 5, 1981), U.S. Pat. No. 4,120,677 (78 October 17),
U.S. Pat. No. 4,066,426 (Jan. 3, 78) and U.S. Pat. No. 3,885,941 (May 27, 75)
Day). In U.S. Pat. No. 3,231,799 (Jan. 25, 66), a separation compound of niobium and tantalum in a starting material producing a high K ceramic having a gradual temperature coefficient (TCC) of the capacitor. Use is disclosed. These and other elements are considered grain growth inhibitors and are described, for example, in the aforementioned US Patent No. 4,120,6.
No. 77 (October 17, 78) and U.S. Pat.
No. 8,844 (February 6, 1990). Patents and patent applications having the date of grant of the patent in parentheses above are assigned to the assignee of the present invention.

【0006】粒度を微小にするセラミック粉末粒子の機
械的な微粉砕は、約1ミクロンより小さいときには有効
ではなく、且つ粒子の形状が凸凹で非球状にされる。ご
く最近、より微小な粉末をつくる方法が知られて来た。
例えば、米国特許第4,654,075号(87年3月
31日)を見られたい。このように「製造された」微粒
子は、有利なことに球状であり、比較的狭い粒度分布を
有し、且つ製造過程において0.1ミクロンから上の平
均粒度分布を有する。このような粒子は、非常に高いエ
ネルギー密度を有し、その結果、同じ組成の大きい粒子
の集合に比べてより低い温度で焼結するであろう。それ
らは、また、セラミック出発材料中における他のコンパ
ウンドと焼結時に反応しやすい。
[0006] Mechanical pulverization of ceramic powder particles to reduce particle size is not effective when less than about 1 micron, and the particles are uneven and non-spherical in shape. More recently, methods for making finer powders have become known.
See, for example, U.S. Pat. No. 4,654,075 (March 31, 1987). The microparticles thus "manufactured" are advantageously spherical, have a relatively narrow particle size distribution, and have an average particle size distribution above 0.1 micron during the manufacturing process. Such particles have a very high energy density and will consequently sinter at a lower temperature than a collection of large particles of the same composition. They are also susceptible to sintering with other compounds in the ceramic starting material.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、0.
9ミクロン未満の平均粒度の粒子を有し且つ高い誘電率
及びなだらかなX7Rの誘電率の温度係数を有する焼結
された誘電性セラミックを製造するのに使用するセラミ
ック粉末混合物を提供することである。
The object of the present invention is to provide a.
An object of the present invention is to provide a ceramic powder mixture for use in producing a sintered dielectric ceramic having particles of an average particle size of less than 9 microns and having a high dielectric constant and a temperature coefficient of gradual dielectric constant of X7R. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】セラミック粉末の混合物
は、一群の3種類の粉末の粒子を含有する凝集物からな
る。即ち、95〜98重量%の非常に微小なチタン酸バ
リウム粒子、1.5〜3.5重量%の珪酸カドミウム、
及び0.5〜1.5重量%の粒子成長インヒビターから
なる。これらの凝集物における粒子の混合物は、軽く焼
成し且つそれらの近接する表面で外面上共反応させて、
互いに結合させる。凝集物中の非常に微小なチタン酸バ
リウム粒子は、本質的に球状であり且つ0.2〜0.7
ミクロンの平均直径を有する。凝集物の平均の大きさは
小さくでき、例えば、焼成工程後微粉砕によって、1.
5ミクロンより小さくできうる。
SUMMARY OF THE INVENTION A mixture of ceramic powders consists of agglomerates containing a group of three types of powder particles. 95-98% by weight of very fine barium titanate particles, 1.5-3.5% by weight of cadmium silicate,
And 0.5-1.5% by weight of a particle growth inhibitor. The mixture of particles in these agglomerates is lightly calcined and co-reacted on the outer surface with their adjacent surfaces,
Combine with each other. The very fine barium titanate particles in the agglomerate are essentially spherical and 0.2-0.7
It has an average diameter of microns. The average size of the agglomerates can be reduced, for example by pulverization after the firing step.
It can be smaller than 5 microns.

【0009】本発明は、約0.7ミクロン未満の平均粒
度を有する微小なチタン酸バリウム粉末及び少量の反応
性インヒビターと一緒にされた珪酸カドミウム焼結助剤
は、約1100℃での焼結の間、予想もしなかった相乗
作用を示して、高い誘電率を有するX7R型のコンデン
サーをつくりうる。特に、焼結温度より高い特徴的な融
点を有する珪酸カドミウムは、チタン酸塩から少量のバ
リウムを取入れて、融解して液相焼結が起こりうる媒体
として作用する共融フラックスを形成する。更に、硼酸
塩フラックスより反応しにくいと知られている珪酸塩フ
ラックスは、それにもかかわらず、追加的な有利性を有
する。即ち、珪酸塩フラックスは、硼酸塩フラックスと
異なって粒界のより広い隙間にチタン酸バリウムを濡ら
す液滴を明らかに形成して、その結果、硼酸塩を用いた
場合より実質的により高い誘電率を非常に微小なチタン
酸バリウムセラミックが有することとなる。
The present invention relates to a cadmium silicate sintering aid combined with a fine barium titanate powder having an average particle size of less than about 0.7 microns and a small amount of a reactive inhibitor. During this period, it is possible to produce an X7R type capacitor having a high dielectric constant, exhibiting unexpected synergistic action. In particular, cadmium silicate, which has a characteristic melting point above the sintering temperature, takes up a small amount of barium from the titanate and melts to form a eutectic flux that acts as a medium in which liquid phase sintering can occur. Furthermore, silicate fluxes, which are known to be less reactive than borate fluxes, nevertheless have an additional advantage. That is, the silicate flux, unlike the borate flux, clearly forms droplets that wet the barium titanate in the larger interstices of the grain boundaries, resulting in a substantially higher dielectric constant than when using borate. Is very small barium titanate ceramic.

【0010】本発明の粉末は、更に、この粉末で作られ
たコンデンサーにおいて、焼結工程の間チタン酸バリウ
ムのキューリー温度の変動が本質的にないことによって
特徴付けられ且つ明確にされる。従って、反応性インヒ
ビター元素、例えばニオブおよびフラックス中のカチオ
ン、例えばカドミウム、亜鉛、ビスマス等とのチタン酸
バリウムの反応は起こりにくくなる。発生するチタン酸
バリウムと添加剤との反応が如何に小さくとも、外面上
だけに相違ない。これは、恐らく、この組み合わせの添
加剤のチタン酸バリウム粒子の表面又はフラックスのど
ちらか一方に対する溶解度が限定されるためであろう。
焼結の間チタン酸バリウムと反応したこのようなカチオ
ンは、通常、キューリー温度の変動をもたらすが、本発
明の焼結された粉末では、誘電率が最大になる可使用温
度では本質的に何ら変動しない。
[0010] The powder of the present invention is further characterized and characterized by the fact that there is essentially no variation in the Curie temperature of barium titanate during the sintering process in capacitors made from this powder. Therefore, the reaction of barium titanate with reactive inhibitor elements, such as niobium, and cations in the flux, such as cadmium, zinc, bismuth, etc., is less likely to occur. No matter how small the reaction between the barium titanate and the additive that occurs, there is no difference only on the outer surface. This is probably due to the limited solubility of this combination of additives in either the surface or the flux of the barium titanate particles.
Such cations that have reacted with barium titanate during sintering typically result in Curie temperature fluctuations, but with the sintered powders of the present invention, essentially no usable temperature at the usable temperature at which the dielectric constant is maximized. Does not fluctuate.

【0011】本発明の粉末として使用された珪酸カドミ
ウム中で、組成物3CdO・SiO2が最高の誘電率及
びー55〜125℃の温度範囲にわたって最もなだらか
なTCCを有するコンデンサーの最も良い組成物を作り
出す。
Among the cadmium silicates used as powders according to the invention, the composition 3CdO.SiO 2 has the highest composition of capacitors having the highest dielectric constant and the smoothest TCC over the temperature range of -55 to 125 ° C. produce.

【0012】[0012]

【実施例】数多くの関連する試験が、1図に示されるよ
うに、誘電性セラミック(10)及びセラミック(1
0)の向かい合う大きい面上の導電性電極をを有するデ
ィスク型の試料コンデンサーをそれぞれの条件で製造す
るために実施された。それぞれの条件で用いられた手順
によれば、約35mils(1.4mm)の完成したチタン酸
バリウムのディスク又はチップを形成し、その後、その
チップの2つの向かい合った大きな面の上に電極を形成
する。特に、スリップ懸濁液が、本質的に純粋で高い量
のチタン酸バリウム粉末、約1重量%の酸化ニオブ粉末
(Nb25)、及び種々の量の粉にされたガラス焼結フ
ラックスの粉末を有機ビヒクル中で混合することによっ
て作製された。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A number of related tests were conducted on dielectric ceramic (10) and ceramic (1) as shown in FIG.
A disk-shaped sample capacitor having conductive electrodes on the large surface facing 0) was implemented in each case. According to the procedure used in each condition, a completed barium titanate disk or chip of about 35 mils (1.4 mm) was formed, followed by the formation of electrodes on two opposite large surfaces of the chip. I do. In particular, the slip suspension is composed of essentially pure and high amounts of barium titanate powder, about 1% by weight of niobium oxide powder (Nb 2 O 5 ), and various amounts of powdered glass sintered flux. It was made by mixing the powder in an organic vehicle.

【0013】5価のニオブを含んだ出発粉末は、約1ミ
クロンの平均粒度を有した。出発珪酸カドミウム粉末
は、酸化カドミウム(CdO)及びシリカ(SiO2
をイソプロピルアルコール湿潤剤を用いて且つ高密度の
イットリア安定化ジルコニアボールをポリエチレンボト
ルの中で使用して、ボールミル磨砕して作られた。磨砕
された粉末は、その後、乾燥されかつ約950℃で焼成
された。結果として生じた焼成物は、再び磨砕されて、
平均粒度が1ミクロン未満の焼成された粉末の混合物を
得た。
The starting powder containing pentavalent niobium had an average particle size of about 1 micron. The starting cadmium silicate powder is cadmium oxide (CdO) and silica (SiO 2 )
Was made by ball milling using isopropyl alcohol wetting agent and high density yttria stabilized zirconia balls in polyethylene bottles. The ground powder was then dried and calcined at about 950 ° C. The resulting fired product is ground again,
A mixture of calcined powders having an average particle size of less than 1 micron was obtained.

【0014】有機ビヒクル中の出発粉末の混合は、チタ
ン酸バリウムボールを用いて12時間200ccのポリ
エチレンコンテナ中で磨砕することによってなされた。
Mixing of the starting powder in the organic vehicle was accomplished by grinding in a 200 cc polyethylene container for 12 hours using barium titanate balls.

【0015】結果として生じたスリップは、ガラスプレ
ート上で標準ドクターブレード技術を用いて乾燥後に注
入された。注型品は、それぞれ約1×1cmの小正方形に
切断された。その正方形は、その後、焼結され、冷却
後、銀の電極ペーストが、実質的に800℃まで加熱さ
れた焼結済みのチップの向かい合う面に塗布されて、固
化されて電極を形成した。
The resulting slip was poured after drying using a standard doctor blade technique on a glass plate. The castings were each cut into small squares of approximately 1 x 1 cm. The square was then sintered, and after cooling, a silver electrode paste was applied to the opposing surfaces of the sintered chip heated to substantially 800 ° C. and solidified to form the electrode.

【0016】1番目の場合、即ち、表1及び表2の実施
例1(a)では、使用されたチタン酸バリウムは、1.
0ミクロン(マイクロメータ−)の平均粒度を有し、且
つフラックスは、上述の米国特許第4,266,265
号に詳述されている珪酸カドミウム(5CdO・SiO
2)である。それは、バリウム鉛チタネートのセラミッ
ク中において焼結助剤として唯一効果的であることが知
らていた。これは、焼結温度の下の温度で融解して「液
相焼結」を始めるその他の焼結助剤とは異なり、110
0℃の焼結温度より高い融点をもたらす。このフラック
スは、融点を低めるフラックス中の少量のカドミウムの
代わりにセラミックから少量のバリウムを用いた後にの
み、融解して、液相焼結を始める。この代用は、固体状
態の拡散によって最初に行われる。
In the first case, ie in Example 1 (a) of Tables 1 and 2, the barium titanate used was:
It has an average particle size of 0 microns (micrometers) and the flux is as described in the aforementioned US Pat. No. 4,266,265.
Cadmium silicate (5CdO.SiO
2 ). It has been found to be the only effective sintering aid in barium lead titanate ceramics. This is unlike other sintering aids that melt at temperatures below the sintering temperature and initiate "liquid phase sintering"
This results in a melting point above the sintering temperature of 0 ° C. This flux melts and begins liquid phase sintering only after using a small amount of barium from the ceramic instead of a small amount of cadmium in the flux that lowers the melting point. This substitution is made first by solid state diffusion.

【0017】このフラックスは、1100℃で焼くとき
には、2重量%では焼結による稠密化をもたらすのには
不十分である。表1の実施例1(b)で示されているよ
うに、同じ組成の未焼結のチップは1120℃で焼か
れ、未だその体は焼結も稠密化もしないであろう。実施
例2では、珪酸カドミウムの総量は3重量%まで増大さ
れて1100℃で焼かれて成功した。コンデンサーの温
度係数(TCC)はー55〜+125℃の範囲にわたっ
て±15%のX7R限界の外であったが、室温における
非常に高い誘電率(K)が得られた。しかし、珪酸カド
ミウムを4%添加した場合には、Kはかなり下がり、同
時に、TCCも悪化した。Kの低下は予想されたが、増
大した量のフラックスを用いた場合の実質的になだらか
さの劣化したTCCは、先行技術が教示していたものと
は、全く反対である。
When this flux is baked at 1100 ° C., 2% by weight is insufficient to bring about densification by sintering. As shown in Example 1 (b) of Table 1, a green chip of the same composition was fired at 1120 ° C. and the body would not yet be sintered or densified. In Example 2, the total amount of cadmium silicate was increased to 3% by weight and baked at 1100 ° C. successfully. The temperature coefficient (TCC) of the capacitor was outside the ± 15% X7R limit over the range of -55 to + 125 ° C, but very high dielectric constant (K) at room temperature was obtained. However, when cadmium silicate was added at 4%, K was considerably lowered, and at the same time, TCC was deteriorated. Although a decrease in K was expected, the TCC with substantially less smoothness when using increased amounts of flux is in direct contrast to what the prior art taught.

【0018】次の4つの実施例、4(a)から6におい
ては、実施例1(a)から3までで使用されたものと同
じ1ミクロンのチタン酸バリウムが使用されたが、用い
られたフラックスは硼化カドミウムであった。硼化物の
フラックスは、同じ相対重量の珪酸塩フラックスと比較
して、よい大きいフラックスの有効性を有することで知
られている。
In the next four examples, 4 (a) to 6, the same 1 micron barium titanate used in Examples 1 (a) to 3 was used, but was used. The flux was cadmium boride. Boride fluxes are known to have good large flux effectiveness compared to silicate fluxes of the same relative weight.

【0019】球状のチタン酸バリウム粒子が使用される
ので、粉末の表面領域(SA)と粉末粒子のミクロン単
位の直径(D)の関係は、チタン酸バリウムに関して
は、理論上のSA(gm/m3)=1/Dに非常に近づき、
そして、1ミクロンの粒子の粉末は、1m2/gの表面領域
を有する。
Since spherical barium titanate particles are used, the relationship between the surface area (SA) of the powder and the diameter (D) of the powder particles in microns is the theoretical SA (gm / gm / barium titanate). m 3 ) = 1 / D very close,
And a powder of 1 micron particles has a surface area of 1 m 2 / g.

【0020】実施例1(a)から6においては、チタン
酸バリウム粉末は、熱水を利用した方法で製造され、且
つ粉末粒子は実質的に球状である。しかしながら、1ミ
クロンの平均直径は、焼成、破砕(crushing)及び大規
模な微粉砕、例えばミル又はジェット微粉砕機による微
粉砕によってつくられる不規則で伸ばされた形状を有す
る通常の最も微小なチタン酸バリウムの直径である。球
状粒子の粉末は、同じ大きさの通常の粉砕された粒子の
粉末より低温でフラックスを用いることなしで焼結する
であろう。しかしながら、ここで示された全ての実施例
は、製造された球状粒子の粉末を用いており、したがっ
て、平均の大きさが1ミクロンのこのような製造された
球状の粒子の粉末の使用は、より意味のある制御と考え
られる。すなわち、該制御を考慮して、セラミックが以
下で詳述される好適なより微小な球状粒子を用いて製造
された。
In Examples 1 (a) to 6 the barium titanate powder is produced by a method utilizing hot water, and the powder particles are substantially spherical. However, an average diameter of 1 micron is typical of the finest titanium particles with irregular, elongated shapes created by calcination, crushing and large-scale milling, for example by milling or jet milling. It is the diameter of barium acid. Spherical particle powder will sinter without flux at lower temperatures than regular crushed particle powder of the same size. However, all the examples presented here use the spherical particle powder produced, and therefore the use of such produced spherical particle powder with an average size of 1 micron This is considered more meaningful control. That is, in view of the control, a ceramic was produced using the preferred finer spherical particles detailed below.

【0021】表1及び表2中の実施例4(a)に言及す
ると、1.5%(CdO・2ZnO・B23)フラック
スは、1100℃でチタン酸バリウムを焼結するには十
分ではないが、実施例4(b)で示されているように、
その組成物は1120℃で焼結して、2650の高いK
を有する有用なX7R誘電セラミックを生ずる。この1
ミクロンのBaTiO3粉末に関しては、3%の珪酸カ
ドミウムは、BaTiO3の粉末表面の平方メートル当
たり、当量5.4mgのガラス形成酸化物(SiO2)を
与え、一方、1.5%の硼酸カドミウムは、BaTiO
3の粉末表面の平方メートル当たり、丁度4.3mgの硼
化酸化物(B23)を与えた。従って、チタン酸バリウ
ム粉末の表面の平方メートル当たりのガラス形成珪素の
モル量は、硼素の平方メートル当たりのモル量の1.5
倍である。
Referring to Example 4 (a) in Tables 1 and 2, the 1.5% (CdO.2ZnO.B 2 O 3 ) flux is sufficient to sinter barium titanate at 1100 ° C. However, as shown in Example 4 (b),
The composition is sintered at 1120 ° C. and has a high K of 2650.
Yields a useful X7R dielectric ceramic having This one
For micron BaTiO 3 powder, 3% cadmium silicate gives an equivalent weight of 5.4 mg glass forming oxide (SiO 2 ) per square meter of BaTiO 3 powder surface, while 1.5% cadmium borate , BaTiO
Per square meter of 3 powder surface was given just boride oxide 4.3mg of (B 2 O 3). Thus, the molar amount of glass forming silicon per square meter of the surface of the barium titanate powder is 1.5 times the molar amount of boron per square meter of boron.
It is twice.

【0022】更に、硼酸カドミウムの量の増大は、実施
例5及び6のデータで示されているように、誘電特性に
殆ど何の効果も及ぼさない。
Furthermore, increasing the amount of cadmium borate has almost no effect on the dielectric properties, as shown by the data in Examples 5 and 6.

【0023】ところで、表3及び表4に言及すると、同
様な試験が、0.5ミクロンの平均粒子直径を有するチ
タン酸バリウム粉末を使用することを除いて同じように
して行われた。1ミクロンのチタン酸バリウムを珪酸カ
ドミウムと共に用いた実施例1(a)ではできなかった
のに対し、実施例7では、2%の珪酸カドミウムのフラ
ックスが1100℃で焼結する結果に終わって、高い誘
電率を有する優れたX7R材料を生ぜしめた。実施例8
においては、わずかに多いフラックスは、わずかに誘電
特性を低める。このより微小な(0.5ミクロン)チタ
ン酸バリウム粉末に関しては、硼酸カドミウムのフラッ
クスの使用は、0.5ミクロンのチタン酸バリウムを有
する実施例7及び8での珪酸カドミウムフラックスと比
較して、実施例9及び10では非常に有効性が劣ってい
る。
Now, referring to Tables 3 and 4, similar tests were performed in the same manner, except that barium titanate powder having an average particle diameter of 0.5 micron was used. Example 1 (a), which used 1 micron barium titanate with cadmium silicate, was not possible, whereas Example 7 resulted in a 2% cadmium silicate flux sintering at 1100 ° C. Excellent X7R materials with high dielectric constants have been produced. Example 8
In, slightly more flux slightly reduces the dielectric properties. For this finer (0.5 micron) barium titanate powder, the use of a cadmium borate flux was compared to the cadmium silicate flux in Examples 7 and 8 with 0.5 micron barium titanate. Examples 9 and 10 are much less effective.

【0024】実施例9及び10におけるより微小な0.
5ミクロンのチタン酸バリウムを有する硼酸カドミウム
は、同様に、1.0ミクロンのチタン酸バリウムを使用
した実施例4(b)、5及び6におけるものより有効性
が劣っている。しかし、驚くべきことに、実施例2及び
3の1.0ミクロンのチタン酸バリウムを有する珪酸カ
ドミウムと比較して、全く逆が実施例7及び8の微小な
0.5ミクロンのチタン酸バリウムと珪酸カドミウムの
組合わせに当てはまる。
In the ninth and tenth embodiments, the finer.
Cadmium borate with 5 micron barium titanate is also less effective than in Examples 4 (b), 5 and 6 using 1.0 micron barium titanate. Surprisingly, however, the exact opposite is true with the fine 0.5 micron barium titanate of Examples 7 and 8 compared to the cadmium silicate with 1.0 micron barium titanate of Examples 2 and 3. Applies to cadmium silicate combinations.

【0025】実施例11、12、13及び14において
は、珪酸亜鉛がフラックスとして使用された。実施例1
1及び12における1100℃で達成された稠密化の程
度は、実施例7から10までで使用されたフラックスを
含有するカドミウムを使用したものより劣っていた。そ
れ故、燃焼温度は、実施例13及び14では、1125
℃まで上がり、より低温の焼結温度を用いた場合に得ら
れる有利性のいくつかを断念した。例えば、モノリスの
コンデンサーにパラジウム−銀合金の埋め込み電極に必
要とされるパラジウムの少量を断念した。誘電密度及び
誘電率は少し改善されたが、TCCは、X7Rの標準範
囲からかなり外れる。
In Examples 11, 12, 13 and 14, zinc silicate was used as the flux. Example 1
The degree of densification achieved at 1100 ° C. in 1 and 12 was inferior to that using cadmium containing flux used in Examples 7-10. Therefore, the combustion temperature was 1125 in Examples 13 and 14.
C. and abandoned some of the advantages obtained when using lower sintering temperatures. For example, a small amount of palladium required for a palladium-silver alloy embedded electrode in a monolithic capacitor was abandoned. Although the dielectric density and permittivity are slightly improved, the TCC is well outside the standard range of X7R.

【0026】しかしながら、カドミウムの使用が禁止さ
れる将来の適用に関しては、フラックスとして珪酸亜鉛
を用いたこれらの組成物が有用であろう、特に、それら
が1.5%未満の珪酸亜鉛を含有し且つ1200℃に近
い温度で焼結されるならば特に有用であろう。それは、
望ましい高密度及び高誘電率と同時にX7R部分を生ぜ
しめうる。しかしながら、モノリスのセラミックコンデ
ンサーに関してこのような高い燃焼温度を使用すると、
50%を超えるパラジウムという高価な電極の使用を必
要とするであろう。9から14までの粉末の組成物は、
本発明の範囲には含まれない。
However, for future applications where the use of cadmium will be banned, these compositions with zinc silicate as flux may be useful, especially if they contain less than 1.5% zinc silicate. It would be particularly useful if sintered at a temperature close to 1200 ° C. that is,
The X7R portion can be produced at the same time as the desired high density and high dielectric constant. However, using such high firing temperatures for monolithic ceramic capacitors,
It would require the use of expensive electrodes of over 50% palladium. The composition of the powder from 9 to 14 is
It is not included in the scope of the present invention.

【0027】純粋なチタン酸バリウムの密度は6.02
gm/ccであり、珪酸カドミウムのフラックスが使用され
た表の実施例では、少なくとも理論密度の最大94%ま
でになることが示される。
The density of pure barium titanate is 6.02
gm / cc and the examples in the table where a cadmium silicate flux was used show that at least up to 94% of theoretical density.

【0028】データが表5及び6で示されている実施例
15から18までにおいては、珪酸カドミウムのフラッ
クスは、0.3〜1ミクロンの種々の平均粒度のチタン
酸バリウムの粉末と一緒にされる。全てのものが110
0℃で焼結され、1ミクロンのチタン酸バリウムに対し
て3重量%のフラックスが焼結するのに必要であるが、
残りは2重量%のフラックスを使用した。0.7ミクロ
ン及び0.4ミクロンのチタン酸バリウムを使用した場
合にのみ、X7R誘電性材料が生じた。最大BaTiO
3粒子の粉末(実施例15)及び最小BaTiO3粒子の
粉末(実施例18)の両方から、X7R標準で必要とさ
れるよりなだらかでないTCCのセラミックができた。
In Examples 15 to 18 whose data are shown in Tables 5 and 6, the cadmium silicate flux was combined with barium titanate powders of various average particle sizes of 0.3 to 1 micron. You. Everything is 110
Sintered at 0 ° C., 3% by weight flux is required for 1 micron barium titanate to sinter,
The rest used 2% by weight of flux. Only when 0.7 micron and 0.4 micron barium titanate was used did the X7R dielectric material result. Maximum BaTiO
Both the three particle powder (Example 15) and the minimum BaTiO 3 particle powder (Example 18) produced a less smooth TCC ceramic as required by the X7R standard.

【0029】実施例18の微小なBaTiO3は全て、
珪酸カドミウムフラックス中のガラス形成酸化物(Si
2)がともかく1mg/m2の範囲になるように考慮しなが
ら焼結され、一方、実施例15では、珪酸カドミウムの
フラックスは、丁度1100℃で焼結して、且つ2.5
mg/m2の粒子−表面−領域の適用範囲を与えるのにどう
にか十分であることは、注目すべきことであるようにみ
える。
All the fine BaTiO 3 of Example 18
Glass-forming oxide (Si) in cadmium silicate flux
O 2 ) is sintered, taking into account anyway in the range of 1 mg / m 2 , while in Example 15 the cadmium silicate flux was sintered at just 1100 ° C. and 2.5
It appears to be remarkable that it is somehow sufficient to give mg / m 2 particle-surface-area coverage.

【0030】表7及び8の同様な実施例19から22ま
でに言及すると、2重量%の硼酸カドミウムが、実施例
16から18の珪酸カドミウムの代わりに用いられてい
る。実施例16から18では、微小なチタン酸バリウム
の粉末と一緒にされたガラス形成シリコンのBaTiO
3の表面領域当たりのモル量は、同じ微小な粉末のチタ
ン酸バリウムを使用している実施例20から22までの
表面領域当たりの硼素のモル量と本質的に同じである。
珪酸カドミウムは、微小なBaTiO3を用いた硼酸カ
ドミウムより一様に高い誘電率を与えた。
Referring to similar Examples 19 to 22 in Tables 7 and 8, 2% by weight of cadmium borate is used in place of the cadmium silicate of Examples 16 to 18. In Examples 16 to 18, the glass-forming silicon BaTiO 3 combined with the fine barium titanate powder was used.
The molar amount per surface area of 3 is essentially the same as the molar amount of boron per surface area in Examples 20 to 22 using the same fine powder of barium titanate.
Cadmium silicate gave a uniformly higher dielectric constant than cadmium borate using fine BaTiO 3 .

【0031】上で及び米国特許第4,266,265号
で記載されている高い融点の珪酸カドミウム粉末と通常
の粉砕された1ミクロンのチタン酸バリウム又はバリウ
ム鉛チタネートと一緒にされることによって実現される
独自の有利性に関する説明は、更に、ここで開示されて
いるより微小なチタン酸バリウム粉末と結合した珪酸バ
リウムの効能を部分的に説明するのにもほぼ当てはま
る。しかしながら、なぜ、ここで使用される焼結温度よ
り十分に低い温度で融解する硼酸カドミウムが、1ミク
ロンのチタン酸バリウムと一緒にされたことにより優れ
た結果を得るがが、より微小な粒度のチタン酸バリウム
粉末と結合したときには珪酸カドミウムより明らかに劣
った結果を得るのかが説明されていない。
Realized by combining the high melting point cadmium silicate powder described above and in US Pat. No. 4,266,265 with conventional ground 1 micron barium titanate or barium lead titanate. The description of the unique advantages provided is also largely applicable to partially describing the efficacy of barium silicate combined with the finer barium titanate powder disclosed herein. However, why cadmium borate, which melts well below the sintering temperature used herein, achieves excellent results when combined with 1 micron barium titanate, but with smaller particle sizes, It is not described whether the results obtained when combined with barium titanate powder are clearly inferior to cadmium silicate.

【0032】これは、以下のように考えられる。すなわ
ち、焼結の際におけるチタン酸バリウム粒子の表面上の
硼酸塩フラックスのぬれ性が珪酸カドミウムに関してよ
り非常に大きいという事実によって、部分的に説明され
うる。ガラス形成剤の量がチタン酸バリウムの大きい表
面領域と比較して非常に少ない微小なチタン酸バリウム
粉末を使用すると、硼酸塩フラックスの表皮はチタン酸
塩の表面の大部分をカバーして、その結果、セラミック
の全体の誘電率を低める。一方、珪酸カドミウムは、粒
界のより大きなポケットで球になって隣接する粒子間で
より直接的な接触をしないままであって、その結果、よ
り高い誘電率を有することになる。
This can be considered as follows. That is, it can be explained in part by the fact that the wettability of the borate flux on the surface of the barium titanate particles during sintering is much greater for cadmium silicate. With the use of fine barium titanate powder, where the amount of glass former is very small compared to the large surface area of barium titanate, the skin of the borate flux covers most of the surface of the titanate, As a result, the overall dielectric constant of the ceramic is reduced. Cadmium silicate, on the other hand, spheres in larger pockets at grain boundaries, leaving less direct contact between adjacent particles, and consequently has a higher dielectric constant.

【0033】この後半の説明は、更に、NbO5、Ta2
5、Bi23、TiO2及びNb、Ta及びBiのチタ
ン酸塩のような反応性インヒビターの使用をも条件とさ
れる。なぜなら、このようなインヒビターが使用される
場合にのみ、焼結の際に粒子が小さく保たれ且つチタン
酸バリウムの表面領域は大きく保たれるからである。曲
線(30)から、キューリー温度は約125℃であり、
これは出発BaTiO3粉末と同じであることも注目さ
れうる。
In the latter half of the description, it is further explained that NbO 5 , Ta 2
The use of reactive inhibitors such as O 5 , Bi 2 O 3 , TiO 2 and titanates of Nb, Ta and Bi is also conditioned. Only when such inhibitors are used are the particles kept small during sintering and the surface area of barium titanate kept large. From Curve (30), the Curie temperature is about 125 ° C.,
It can also be noted that this is the same as the starting BaTiO 3 powder.

【0034】ところで、表9及び10に言及すると、同
様なディスク試験コンデンサーが、つくられた。追加的
な珪酸カドミウムフラックスの組成物が実施例23、2
4及び25並びに実施例26に関して示されている。こ
こで、表9及び10の全ての実施例で使用された珪酸カ
ドミウムのフラックスが0.5ミクロンの平均粒度を有
している点を除いて、実施例26で使用された5CdO
・2SiO2フラックスの組成は、実施例7で使用され
たものと同じである。従って、実施例26は、ここで
は、制御体として作用する。
By the way, referring to Tables 9 and 10, similar disk test capacitors were made. Additional cadmium silicate flux compositions were prepared according to Examples 23 and 2,
4 and 25 and Example 26. Here, the 5CdO used in Example 26 was used except that the cadmium silicate flux used in all Examples in Tables 9 and 10 had an average particle size of 0.5 microns.
The composition of the 2SiO 2 flux is the same as that used in Example 7. Therefore, the twenty-sixth embodiment acts as a controller here.

【0035】いくつかの試験的なモノリスのコンデンサ
ー、一群のAは、以下の通常の工程によってつくられる
が、通常とは異なる組成物を用いた。平均粒度0.5ミ
クロンのチタン酸バリウム粉末、2重量%の5CdO・
2SiO2フラックス及び1重量%のNb25が有機ビ
ヒクル及びターペンタインの結合剤媒体中で混合され
た。有機ビヒクルは、それぞれ70/30重量比のキシ
レン及びアミルアルコールからなっていた。結合剤は、
ポリビニルブテロールであった。この混合物又はスラリ
ーは、50重量%の溶剤、9%の結合剤、少量の有機分
散剤及び可塑剤を含み、残りは出発粉末の組成物であっ
た。スラリーは、約6時間磨砕された。
A number of experimental monolithic condensers, group A, were made by the following conventional procedure, but using an unusual composition. Barium titanate powder with an average particle size of 0.5 micron, 2% by weight of 5CdO.
The 2SiO 2 flux and 1 wt% Nb 2 O 5 were mixed in a binder medium of organic vehicle and turpentine. The organic vehicle consisted of a 70/30 weight ratio of xylene and amyl alcohol, respectively. The binder is
Polyvinyl buterol. This mixture or slurry contained 50% by weight of solvent, 9% of binder, small amounts of organic dispersant and plasticizer, the balance being the composition of the starting powder. The slurry was milled for about 6 hours.

【0036】磨砕されたスラリーの逐次被覆がガラス支
持体の上に施され、続いて、それぞれの層を乾燥し、7
0%の銀及び30%のパラジウムからなる電極ペースト
が注入されて乾燥された層にスクリーン印刷された。次
の連続した誘電層を塗布する前に、電極ペーストの下層
の遮断されたパターンが乾燥された。図2に示されるよ
うに、埋められた電極(21)及び(22)を有するセ
ラミック(20)は、積重ね物(stack)から切断され
て、1100℃で2.5時間十分焼結するまで焼かれ
た。この実施例における近隣の埋められた電極間の距離
は、0.4mil(10.2ミクロン)であるが、同じ材
料と方法を用いた他の試験では、隣の電極の間の間隔が
0.2mil(5.1ミクロン)である優れたX7Rモノ
リスのコンデンサーができた。銀のペーストは、その
後、埋められた電極の縁が暴露される体(20)の一方
の端部に塗布された。体は750℃で数分焼かれて、銀
の末端が形成した。
A sequential coating of the milled slurry was applied on a glass support, followed by drying of each layer and 7
An electrode paste consisting of 0% silver and 30% palladium was injected and screen printed on the dried layer. Prior to applying the next continuous dielectric layer, the interrupted pattern under the electrode paste was dried. As shown in FIG. 2, the ceramic (20) with the buried electrodes (21) and (22) is cut from the stack and fired at 1100 ° C. for 2.5 hours until fully sintered. Was cut. The distance between adjacent buried electrodes in this example is 0.4 mil (10.2 microns), but in other tests using the same materials and methods, the distance between adjacent electrodes was 0.1 mil. An excellent X7R monolith capacitor of 2 mils (5.1 microns) was made. Silver paste was then applied to one end of the body (20) where the edge of the buried electrode was exposed. The body was baked at 750 ° C. for several minutes to form silver ends.

【0037】これらのコンデンサーは、3460の誘電
率(K)、2.3の誘電正接(DF)及び図3の曲線
(32)で表されるように異例になだらかなTCCを示
す。
These capacitors exhibit a dielectric constant (K) of 3460, a dielectric loss tangent (DF) of 2.3, and an unusually gentle TCC as represented by curve (32) in FIG.

【0038】試験的なモノリスのコンデンサーの別の一
群、即ち、一群のBは、既述の一群のAのモノリスのコ
ンデンサーを製造するのと同じ通常の工程によって製造
されたが、実施例23のディスクのコンデンサーを作る
のに使用されるものと同じ出発粉末の同じ組成を用い
た。一群のBのコンデンサーのそれぞれに合計9つの活
性誘電層があり、それぞれの活性誘電層は9ミクロンの
厚さであった。これらのコンデンサーは、3900の誘
電率(K)及び図3の曲線(32)で表されるようにな
だらかなTCCを示す。
Another group of experimental monolithic capacitors, ie, group B, was manufactured by the same conventional process for manufacturing the group A monolithic capacitors described above, but in Example 23. The same composition of the same starting powder as used to make the disk capacitors was used. There were a total of nine active dielectric layers in each of the group of B capacitors, and each active dielectric layer was 9 microns thick. These capacitors exhibit a dielectric constant (K) of 3900 and a gradual TCC as represented by curve (32) in FIG.

【0039】しかしながら、少量のセラミック粉末が使
用されて上述の試験的なコンデンサーをつくる工程にお
いて、出発粉末は、(例えば、ボールミルで磨砕され
て、)有機ビヒクル中で単純に混合された。この混合工
程によって、均一化を成し遂げ、更に、結果として試験
的なコンデンサーの誘電層を形成するために使用される
スラリー又はスリップの作製を成し遂げた。
However, in the process where a small amount of ceramic powder was used to make the test capacitor described above, the starting powder was simply mixed in an organic vehicle (eg, ground in a ball mill). This mixing step achieved homogenization and, consequently, the making of a slurry or slip that was used to form the dielectric layer of the trial capacitor.

【0040】本発明のコンデンサーを大規模に製造する
には、まだ反応していない又は少なくとも外面上のみ反
応している大量のセラミック粉末の混合物が必要であ
る。このような大量の粉末混合物は、凝離し易く、運搬
及び運送するときに不均一になり易い。
Large-scale production of the capacitors of the present invention requires a large mixture of ceramic powders that has not yet reacted, or at least reacts only on the outer surface. Such large powder mixtures are prone to segregation and non-uniformity in transportation and transport.

【0041】本発明のセラミック粉末の商業的に有用な
量は、粉末の均一性を保持するように製造しうる。
Commercially useful amounts of the ceramic powders of the present invention can be prepared to maintain powder homogeneity.

【0042】例えば、出発チタン酸バリウム、珪酸カド
ミウム及び粒子成長インヒビターの粉末は、まず、数%
の界面活性剤、例えば商標DARVAN(R.T.Vanderbi
ltCompany, Norwalk,Connecticut)の界面活性剤を含む
1%(体積)脱イオン水中でボールミルで混合された。
粒度を更に小さくすることは、この段階では必要ではな
い。混合の目的は、全ての出発粉末の均一な混合物をつ
くることだからである。
For example, the starting barium titanate, cadmium silicate and particle growth inhibitor powders are first
Surfactants such as DARVAN (RTVanderbi)
ltCompany, Norwalk, Connecticut) in a 1% (volume) deionized water containing surfactant.
Further reduction in particle size is not necessary at this stage. The purpose of mixing is to create a homogeneous mixture of all starting powders.

【0043】均一化された粉末の混合物は、その後、加
熱、例えば300℃での加熱によって乾燥される。乾燥
された粉末は、その後、600〜800℃の温度まで加
熱され、粉末粒子の外面が焼成される。この焼成は、焼
成された粉末、又は、均一な粉末の混合物の凝集物から
実質的になる焼成された粉末をつくるために破砕されう
るケークをつくるために行われる。これらの凝集物は、
全て、本質的に、出発粉末混合物の組成物と同じチタン
酸バリウム、珪酸カドミウム及びインヒビターからなる
組成物である。凝集物の大きさは、望ましい大きさまで
小さくすることができ、例えば、ジェット磨砕のような
その後の磨砕によって約1ミクロンまで小さくできう
る。
The homogenized powder mixture is then dried by heating, for example at 300 ° C. The dried powder is then heated to a temperature of 600-800C, and the outer surfaces of the powder particles are fired. This firing is performed to make a cake that can be crushed to make a fired powder or a fired powder consisting essentially of agglomerates of a mixture of homogeneous powders. These aggregates
All are compositions consisting essentially of the same barium titanate, cadmium silicate and inhibitor as the composition of the starting powder mixture. The size of the agglomerates can be reduced to a desired size, for example, to about 1 micron by subsequent milling such as jet milling.

【0044】結果として製造された凝集物の粉末は、そ
の後、コンデンサーの製造者によって使用されうる。該
粉末は、磨砕し、又は別に凝集物の粉末を、押出され、
注入され或いはフローコーチングによって薄層に塗布さ
れるペースト、スラリー若しくはスリップを形成する結
合剤、溶剤及び分散剤を含有する有機溶液と混合されて
使用されうる。コンデンサーは、凝集物のセラミック粉
末を乾燥し且つ焼いて、コンデンサーの誘電層を形成す
ること工程を経て完成する。
The resulting agglomerated powder can then be used by the capacitor manufacturer. The powder is ground, or extruded separately from the agglomerated powder,
It can be used in admixture with an organic solution containing binders, solvents and dispersants that form a paste, slurry or slip that is poured or applied to the thin layer by flow coating. The capacitor is completed through a process of drying and baking the agglomerated ceramic powder to form a dielectric layer of the capacitor.

【表1】 [Table 1]

【表2】 [Table 2]

【表3】 [Table 3]

【表4】 [Table 4]

【表5】 [Table 5]

【表6】 [Table 6]

【表7】 [Table 7]

【表8】 [Table 8]

【表9】 [Table 9]

【表10】 [Table 10]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1は、本発明のウエハー又はディスク型のセ
ラミックコンデンサーの側面の断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view of a wafer or disk type ceramic capacitor of the present invention.

【図2】図2は、本発明のモノリスの又は多層のセラミ
ックコンデンサー(MLC)の側面の断面図である。
FIG. 2 is a side cross-sectional view of a monolithic or multilayer ceramic capacitor (MLC) of the present invention.

【図3】本発明の2つの群のモノリスのセラミックコン
デンサーに関するコンデンサーの可使用温度の関数とし
て、誘電率(K)をプロットした図である。
FIG. 3 is a plot of dielectric constant (K) as a function of capacitor usable temperature for two groups of monolithic ceramic capacitors of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:セラミック 21:電極 22:電極 30:曲線 32:曲線 10: Ceramic 21: Electrode 22: Electrode 30: Curve 32: Curve

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−283664(JP,A) 米国特許4266265(US,A) 米国特許4799127(US,A) 米国特許4706163(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/49 C04B 35/50 CA(STN) JICSTファイル(JOIS) REGISTRY(STN) WPI(DIALOG)(56) References JP-A-2-283664 (JP, A) US Patent 4,266,265 (US, A) US Patent 4,799,127 (US, A) US Patent 4,706,163 (US, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C04B 35/42-35/49 C04B 35/50 CA (STN) JICST file (JOIS) REGISTRY (STN) WPI (DIALOG)

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】a)95〜98重量%の0.2〜0.7マ
イクロメートルの平均粒度を有するチタン酸バリウム粉
末、1.5〜3.5重量%の珪酸カドミウム粉末および
0.5〜1.5重量%の粉末にした粒子成長インヒビタ
ー粉末を一緒にし; b)前記一緒にした粉末を混合して、均一な粉末の混合
物を形成し;そして、 c)前記均一な混合物を600℃〜800℃で軽く焼成
して、前記均一な粉末の混合物の凝集物からなる粉末を
得; 前記凝集物のそれぞれは、前記一緒にした粉末中のチタ
ン酸バリウム、珪酸カドミウム及び粒子成長インヒビタ
ーの組成と同じ組成を有することを特徴とする、 各工程からなる、セラミック粉末の混合物を製造する方
法。
1. a) 95 to 98% by weight of barium titanate powder having an average particle size of 0.2 to 0.7 micrometer, 1.5 to 3.5% by weight of cadmium silicate powder and 0.5 to 98% by weight of cadmium silicate powder; Combining the 1.5% by weight powdered particle growth inhibitor powder; b) mixing the combined powder to form a homogeneous powder mixture; and c) bringing the homogeneous mixture to a temperature of 600 ° C. Baking lightly at 800 ° C. to obtain a powder consisting of agglomerates of said homogeneous powder mixture; each of said agglomerates having the composition of barium titanate, cadmium silicate and particle growth inhibitor in said combined powder; A method for producing a mixture of ceramic powders, comprising the steps, having the same composition.
【請求項2】 前記珪酸カドミウム及び粒子成長インヒ
ビターの粉末のそれぞれの平均粒度は1.5マイクロメ
ートル未満である、請求項1記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the average particle size of each of the cadmium silicate and the particle growth inhibitor powder is less than 1.5 micrometers.
【請求項3】 前記粒子成長インヒビターは、ニオブ、
タンタル、ビスマス及びチタンの酸化物並びにチタン酸
ビスマスから選択される、請求項1記載の方法。
3. The method of claim 2, wherein the particle growth inhibitor comprises niobium;
The method of claim 1, wherein the method is selected from oxides of tantalum, bismuth and titanium, and bismuth titanate.
【請求項4】 追加的に、前記焼成された粉末を微粉砕
して、1.5マイクロメートル未満の凝集物の平均の大
きさを有するさらさらした粉末を製造する、請求項1記
載の方法。
4. The method of claim 1, wherein the calcined powder is additionally comminuted to produce a free flowing powder having an average size of agglomerates of less than 1.5 micrometers.
【請求項5】 前記珪酸カドミウムは、5CdO・2S
iO2、3CdO・SiO2、2CdO・ZnO・SiO
2及びCdO・2ZnO・SiO2から選択される、請求
項1記載の方法。
5. The cadmium silicate according to claim 5, wherein the cadmium silicate is 5CdO.2S.
iO 2 , 3CdO.SiO 2 , 2CdO.ZnO.SiO
2. The method according to claim 1, wherein the method is selected from 2 and CdO.2ZnO.SiO2.
【請求項6】 前記珪酸塩は3CdO・SiO2であ
る、請求項1記載の方法。
6. The method of claim 1, wherein said silicate is 3CdO.SiO 2 .
【請求項7】 前記チタン酸バリウム粉末の粒子は球状
である、請求項1記載の方法。
7. The method of claim 1, wherein the particles of the barium titanate powder are spherical.
【請求項8】 凝集物からなるセラミック粉末の混合物
であって、 a)一群の3種類の粉末の粒子からなる個々の前記凝集
物は、軽く焼成し且つ外面上で共反応させて前記一群の
粉末の粒子を共に結合させて、そして前記個々の凝集物
を形成しているものであり、 b)前記個々の凝集物中の前記3種類の粉末の粒子は、
95〜98重量%の0.2〜0.7マイクロメートルの
平均粒度を有するチタン酸バリウム粉末、1.5〜3.
5重量%の珪酸カドミウム粉末及び0.5〜1.5重量
%の粒子成長インヒビターの粉末からなる、前記セラミ
ック粉末の混合物。
8. A mixture of ceramic powders consisting of agglomerates, a) each said agglomerate consisting of particles of a group of three powders being lightly calcined and co-reacting on the outer surface to form said group of said powders. B) combining the particles of powder together to form said individual agglomerates; b) said three types of powder particles in said individual agglomerates;
95-98% by weight of barium titanate powder having an average particle size of 0.2-0.7 micrometers, 1.5-3.
A mixture of said ceramic powders consisting of 5% by weight of cadmium silicate powder and 0.5-1.5% by weight of a particle growth inhibitor powder.
【請求項9】 前記粒子成長インヒビターは、ニオブ、
タンタル、ビスマス及びチタンの酸化物並びにチタン酸
ビスマスから選択される、請求項記載のセラミック粉
末の混合物。
9. The method of claim 9, wherein the particle growth inhibitor comprises niobium;
9. The mixture of ceramic powders according to claim 8 , wherein the mixture is selected from oxides of tantalum, bismuth and titanium and bismuth titanate.
【請求項10】 凝集物の平均の大きさは1.5マイク
ロメートル未満である、請求項記載のセラミック粉末
の混合物。
10. The mixture of claim 8 , wherein the average size of the agglomerates is less than 1.5 micrometers.
【請求項11】 前記珪酸カドミウムは、5CdO・2
SiO2、3CdO・SiO2、2CdO・ZnO・Si
2及びCdO・2ZnO・SiO2から選択される、請
求項記載のセラミック粉末の混合物。
11. The cadmium silicate comprises 5CdO · 2
SiO 2 , 3CdO.SiO 2 , 2CdO.ZnO.Si
O 2 is selected from CdO · 2ZnO · SiO 2, claim 8 mixture of ceramic powder according.
【請求項12】 前記チタン酸バリウム粉末の粒子は球
状である、請求項記載のセラミック粉末の混合物。
12. The ceramic powder mixture according to claim 8 , wherein the particles of the barium titanate powder are spherical.
【請求項13】 前記チタン酸バリウムは、純粋なチタ
ン酸バリウムである、請求項記載のセラミック粉末の
混合物。
13. The ceramic powder mixture of claim 8 , wherein said barium titanate is pure barium titanate.
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