JP3220846B2 - 半導体磁器及び半導体磁器電子部品の製造方法 - Google Patents
半導体磁器及び半導体磁器電子部品の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体磁器及びこれを
用いた例えばセラミックコンデンサ等の半導体磁器電子
部品の製造方法に関する。
用いた例えばセラミックコンデンサ等の半導体磁器電子
部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックコンデンサ、共振器やバリス
タ等には半導体セラミック材料や誘電体セラミック材料
の焼成体である半導体磁器や誘電体磁器等の機能性磁器
を用いることが行われている。例えば半導体磁器コンデ
ンサは、半導体セラミック材料に有機バインダーを加え
て造粒し、この造粒物を圧縮成形した後、還元性雰囲気
中で焼成して半導体セラミック焼成体である半導体磁器
板を作成し、その両面に焼付け塗膜等により電極を形成
したものである。
タ等には半導体セラミック材料や誘電体セラミック材料
の焼成体である半導体磁器や誘電体磁器等の機能性磁器
を用いることが行われている。例えば半導体磁器コンデ
ンサは、半導体セラミック材料に有機バインダーを加え
て造粒し、この造粒物を圧縮成形した後、還元性雰囲気
中で焼成して半導体セラミック焼成体である半導体磁器
板を作成し、その両面に焼付け塗膜等により電極を形成
したものである。
【０００３】この半導体磁器用材料として用いられる例
えばＳｒＴｉＯ3 系半導体セラミック材料は、次のよう
にして製造される。まず、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣ
Ｏ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）等の誘電体原料粉末を
ＳｒＴｉＯ3 となるような比率で配合し、その配合物を
水とともにボールミルにより撹拌混合する。ついで、得
られたスラリーを乾燥させ、それから大気中、９５０℃
〜１３００℃で焼成する、いわゆる仮焼を行なう。次
に、この得られた仮焼粉末に対して、ＳｉＯ2 、Ａｌ2
Ｏ3 等の焼結助剤及びの原子価制御剤の添加剤を添加
し、その配合物を上記と同様にして撹拌混合する。そし
てこの混合物を用いて上記のように成形体を得てこれを
還元雰囲気中で焼成することにより半導体磁器が得られ
るが、これを上記の半導体磁器コンデンサの磁器として
使用した場合には、その静電容量等の電気的特性は、組
成、結晶粒径及び粒界構造により大きく影響される。
えばＳｒＴｉＯ3 系半導体セラミック材料は、次のよう
にして製造される。まず、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣ
Ｏ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）等の誘電体原料粉末を
ＳｒＴｉＯ3 となるような比率で配合し、その配合物を
水とともにボールミルにより撹拌混合する。ついで、得
られたスラリーを乾燥させ、それから大気中、９５０℃
〜１３００℃で焼成する、いわゆる仮焼を行なう。次
に、この得られた仮焼粉末に対して、ＳｉＯ2 、Ａｌ2
Ｏ3 等の焼結助剤及びの原子価制御剤の添加剤を添加
し、その配合物を上記と同様にして撹拌混合する。そし
てこの混合物を用いて上記のように成形体を得てこれを
還元雰囲気中で焼成することにより半導体磁器が得られ
るが、これを上記の半導体磁器コンデンサの磁器として
使用した場合には、その静電容量等の電気的特性は、組
成、結晶粒径及び粒界構造により大きく影響される。
【０００４】このように磁器の結晶粒径を制御すること
が重要であるが、その結晶粒径のバラツキを小さくする
ことが重要である。この結晶粒径のバラツキは、ＳｒＴ
ｉＯ 3 等の主成分に対して上記の添加剤を加える場合、
添加剤の粒子径が大きいことや、凝集が多い等の原因に
よって主成分と添加剤の分散状態のムラが発生し易く、
これらの混合物の材料をそのまま用いて得られる焼成体
には結晶の偏析が生じ易い。この問題を解決するため
に、従来、 主成分と添加剤を従来のように混合した
後にビーズミル等の分散機にて高分散処理する方法、
添加剤を粉砕して主成分に添加する方法等が行われて
いる。
が重要であるが、その結晶粒径のバラツキを小さくする
ことが重要である。この結晶粒径のバラツキは、ＳｒＴ
ｉＯ 3 等の主成分に対して上記の添加剤を加える場合、
添加剤の粒子径が大きいことや、凝集が多い等の原因に
よって主成分と添加剤の分散状態のムラが発生し易く、
これらの混合物の材料をそのまま用いて得られる焼成体
には結晶の偏析が生じ易い。この問題を解決するため
に、従来、 主成分と添加剤を従来のように混合した
後にビーズミル等の分散機にて高分散処理する方法、
添加剤を粉砕して主成分に添加する方法等が行われて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の方法では、ビーズの磨耗粉等の不純物の混入、主成分
の粉体粒子径の変化をもたらし、上記の方法では工程
数の増加による生産性の低下等の弊害があり、これらの
問題がなく、添加剤を主成分に高分散させることができ
る分散方法の開発が望まれ、これにより半導体磁器の素
地の結晶の偏析が生ぜず、その粒径のバラツキが小さく
なる半導体磁器の製造方法及びこの半導体磁器を用いた
高性能、高精度の半導体磁器電子部品の製造方法の開発
が望まれている。
の方法では、ビーズの磨耗粉等の不純物の混入、主成分
の粉体粒子径の変化をもたらし、上記の方法では工程
数の増加による生産性の低下等の弊害があり、これらの
問題がなく、添加剤を主成分に高分散させることができ
る分散方法の開発が望まれ、これにより半導体磁器の素
地の結晶の偏析が生ぜず、その粒径のバラツキが小さく
なる半導体磁器の製造方法及びこの半導体磁器を用いた
高性能、高精度の半導体磁器電子部品の製造方法の開発
が望まれている。
【０００６】本発明の第１の目的は、不純物の混入がな
く、主成分やその原料の粉体粒子径に変化を与えず、し
かも添加剤を高分散させ、組成を均一にするようにした
半導体セラミック材料を用いることができる半導体磁器
の製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的
は、工程数の増加による生産性の低下等の弊害がなく、
しかも添加剤を高分散させ、組成を均一にするようにし
た半導体セラミック材料を用いることができる半導体磁
器の製造方法を提供することにある。本発明の第３の目
的は、特に結晶粒径のバラツキを小さくすることができ
る半導体磁器の製造方法を提供することにある。 本発明
の第４の目的は、特に半導体磁器コンデンサにおいて静
電容量等の電気特性のバラツキを少なくすることができ
たり、あるいは絶縁破壊電圧を高くする等の電気特性の
性能及び精度の優れた半導体磁器電子部品の製造方法を
提供することにある。
く、主成分やその原料の粉体粒子径に変化を与えず、し
かも添加剤を高分散させ、組成を均一にするようにした
半導体セラミック材料を用いることができる半導体磁器
の製造方法を提供することにある。本発明の第２の目的
は、工程数の増加による生産性の低下等の弊害がなく、
しかも添加剤を高分散させ、組成を均一にするようにし
た半導体セラミック材料を用いることができる半導体磁
器の製造方法を提供することにある。本発明の第３の目
的は、特に結晶粒径のバラツキを小さくすることができ
る半導体磁器の製造方法を提供することにある。 本発明
の第４の目的は、特に半導体磁器コンデンサにおいて静
電容量等の電気特性のバラツキを少なくすることができ
たり、あるいは絶縁破壊電圧を高くする等の電気特性の
性能及び精度の優れた半導体磁器電子部品の製造方法を
提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、（１）、少なくとも半導体セラミック原
料粉末を用いて仮焼粉体を得る仮焼工程と、該仮焼工程
を経て得られた粉体を用いて得られた半導体セラミック
材料を用いた成形体の焼成体からなる半導体磁器を得る
工程を有し、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤の
一部若しくは全部のゾルを添加する工程を有することに
より上記仮焼粉体を得て該仮焼粉体を含有する上記半導
体セラミック材料を得るか又は上記仮焼粉体に添加剤の
一部若しくは全部のゾルを添加する工程を有することに
より上記半導体セラミック材料を得る半導体磁器の製造
方法であって、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤
の一部若しくは全部のゾルを添加する工程又は上記仮焼
粉体に添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程
は添加剤を高分散させた半導体セラミック材料を得るた
めに必要な工程であり、該添加剤を高分散させることは
該半導体セラミック材料の組成を均一化させることであ
り、該組成の均一化により該半導体磁器の素地の結晶核
生成数を増加させることにより結晶粒径のバラツキを制
御する半導体磁器の製造方法を提供するものである。ま
た、本発明は、（２）、半導体セラミック原料粉末から
仮焼粉体を得る仮焼工程と、該仮焼工程を経て得られた
粉体を用いて得られた半導体セラミック材料を用いた成
形体の焼成体からなる半導体磁器を得る工程を有し、上
記半導体セラミック原料粉末に添加剤の一部若しくは全
部のゾルを添加する工程を有することにより上記仮焼粉
体を得て該仮焼粉体を含有する上記半導体セラミック材
料を得るか又は上記仮焼粉体に添加剤の一部若しくは全
部のゾルを添加する工程を有することにより上記半導体
セラミック材料を得、上記半導体セラミック原料粉末に
添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程又は上
記仮焼粉体に添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加す
る工程は添加剤を高分散させた半導体セラミック材料を
得るための工程である半導体磁器の製造方法により得ら
れる半導体磁器を用いた半導体磁器電子部品の製造方法
において、添加剤を高分散させることは該半導体セラミ
ック材料の組成を均一化させることであり、該組成の均
一化により該半導体磁器の素地の結晶核生成数を増加さ
せることにより結晶粒径のバラツキを制御し、該半導体
磁器を用いた半導体磁器コンデンサの電気特性を制御す
る半導体磁器電子部品の製造方法、（３）、電気特性の
制御は静電容量のバラツキを小さくする側に制御するこ
と及び絶縁破壊電圧を高くする側に制御することの少な
くとも一方である上記（２）の半導体磁器電子部品の製
造方法を提供するものである。
決するために、（１）、少なくとも半導体セラミック原
料粉末を用いて仮焼粉体を得る仮焼工程と、該仮焼工程
を経て得られた粉体を用いて得られた半導体セラミック
材料を用いた成形体の焼成体からなる半導体磁器を得る
工程を有し、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤の
一部若しくは全部のゾルを添加する工程を有することに
より上記仮焼粉体を得て該仮焼粉体を含有する上記半導
体セラミック材料を得るか又は上記仮焼粉体に添加剤の
一部若しくは全部のゾルを添加する工程を有することに
より上記半導体セラミック材料を得る半導体磁器の製造
方法であって、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤
の一部若しくは全部のゾルを添加する工程又は上記仮焼
粉体に添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程
は添加剤を高分散させた半導体セラミック材料を得るた
めに必要な工程であり、該添加剤を高分散させることは
該半導体セラミック材料の組成を均一化させることであ
り、該組成の均一化により該半導体磁器の素地の結晶核
生成数を増加させることにより結晶粒径のバラツキを制
御する半導体磁器の製造方法を提供するものである。ま
た、本発明は、（２）、半導体セラミック原料粉末から
仮焼粉体を得る仮焼工程と、該仮焼工程を経て得られた
粉体を用いて得られた半導体セラミック材料を用いた成
形体の焼成体からなる半導体磁器を得る工程を有し、上
記半導体セラミック原料粉末に添加剤の一部若しくは全
部のゾルを添加する工程を有することにより上記仮焼粉
体を得て該仮焼粉体を含有する上記半導体セラミック材
料を得るか又は上記仮焼粉体に添加剤の一部若しくは全
部のゾルを添加する工程を有することにより上記半導体
セラミック材料を得、上記半導体セラミック原料粉末に
添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程又は上
記仮焼粉体に添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加す
る工程は添加剤を高分散させた半導体セラミック材料を
得るための工程である半導体磁器の製造方法により得ら
れる半導体磁器を用いた半導体磁器電子部品の製造方法
において、添加剤を高分散させることは該半導体セラミ
ック材料の組成を均一化させることであり、該組成の均
一化により該半導体磁器の素地の結晶核生成数を増加さ
せることにより結晶粒径のバラツキを制御し、該半導体
磁器を用いた半導体磁器コンデンサの電気特性を制御す
る半導体磁器電子部品の製造方法、（３）、電気特性の
制御は静電容量のバラツキを小さくする側に制御するこ
と及び絶縁破壊電圧を高くする側に制御することの少な
くとも一方である上記（２）の半導体磁器電子部品の製
造方法を提供するものである。
【０００８】本発明において、半導体セラミック原料粉
末としては、例えばＳｒＴｉＯ3 系半導体セラミック材
料の場合には、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）、酸
化チタン（ＴｉＯ2 ）等のＳｒＴｉＯ3 系原料粉末が挙
げられる。ＳｒＴｉＯ3 系原料粉末とは、ＳｒＴｉＯ3
を主成分としているもので、例えばＳｒの一部をＣａ、
Ｂａ等の物質を用いてもかまわなく、また、Ｔｉの一部
をＺｒ等の物質を用いてもかまわない。これらの原料粉
末は、混合されるが、その混合方法としては湿式混合が
挙げられ、これには水を加えて水とともにボールミルで
攪拌混合することが挙げられる。得られた混合粉末のス
ラリーはスプレードライヤーにて乾燥させ、造粒させる
が、これは噴霧ノズルを回転させ、その回転数で乾燥粒
子の粒径を制御することができるものである。このよう
に、半導体セラミック原料粉末を混合した後、その混合
粉末の粉体を仮焼し、半導体セラミック材料を合成す
る。この仮焼工程を経て得られる仮焼物を例えばＺｒＯ
2 等の分散媒とともにボールミルで解砕することによっ
て半導体セラミック材料の粉体が得られる。
末としては、例えばＳｒＴｉＯ3 系半導体セラミック材
料の場合には、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）、酸
化チタン（ＴｉＯ2 ）等のＳｒＴｉＯ3 系原料粉末が挙
げられる。ＳｒＴｉＯ3 系原料粉末とは、ＳｒＴｉＯ3
を主成分としているもので、例えばＳｒの一部をＣａ、
Ｂａ等の物質を用いてもかまわなく、また、Ｔｉの一部
をＺｒ等の物質を用いてもかまわない。これらの原料粉
末は、混合されるが、その混合方法としては湿式混合が
挙げられ、これには水を加えて水とともにボールミルで
攪拌混合することが挙げられる。得られた混合粉末のス
ラリーはスプレードライヤーにて乾燥させ、造粒させる
が、これは噴霧ノズルを回転させ、その回転数で乾燥粒
子の粒径を制御することができるものである。このよう
に、半導体セラミック原料粉末を混合した後、その混合
粉末の粉体を仮焼し、半導体セラミック材料を合成す
る。この仮焼工程を経て得られる仮焼物を例えばＺｒＯ
2 等の分散媒とともにボールミルで解砕することによっ
て半導体セラミック材料の粉体が得られる。
【０００９】本発明においては、このようにして得られ
る半導体セラミック材料に添加剤のゾルを加え、ボール
ミル等で水等の媒体とともに攪拌混合し、さらに乾燥さ
せて添加剤を含有した半導体セラミック材料にしてもよ
いが、この半導体セラミック材料を得る際の上述した原
料粉末を混合する際に添加剤のゾルを加え、ボールミル
等で水等の媒体とともに攪拌混合し、以下上述したこと
と同様に造粒、仮焼を行って、添加剤とともに仮焼を行
って得た半導体セラミック材料とすることもできる。こ
のような添加剤のゾルとしては、半導体セラミック材料
の場合には、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の焼結助剤や、Ｙ
2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 等の原子価制御剤等の添加剤をゾル
状にしたものである。ここで、ゾルとは、液体中にコロ
イド粒子が分散したもののことである。添加剤はその一
部をゾルとして加え、他を粉末として加えてもそれなり
の効果を有するが、さらにこれとの組み合わせを含め
て、添加剤を複数使用する場合には、個々の添加剤のゾ
ルとして加えても良く、複数の添加剤のゾルとして加え
てもよい。
る半導体セラミック材料に添加剤のゾルを加え、ボール
ミル等で水等の媒体とともに攪拌混合し、さらに乾燥さ
せて添加剤を含有した半導体セラミック材料にしてもよ
いが、この半導体セラミック材料を得る際の上述した原
料粉末を混合する際に添加剤のゾルを加え、ボールミル
等で水等の媒体とともに攪拌混合し、以下上述したこと
と同様に造粒、仮焼を行って、添加剤とともに仮焼を行
って得た半導体セラミック材料とすることもできる。こ
のような添加剤のゾルとしては、半導体セラミック材料
の場合には、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の焼結助剤や、Ｙ
2 Ｏ3 、Ｎｂ2 Ｏ5 等の原子価制御剤等の添加剤をゾル
状にしたものである。ここで、ゾルとは、液体中にコロ
イド粒子が分散したもののことである。添加剤はその一
部をゾルとして加え、他を粉末として加えてもそれなり
の効果を有するが、さらにこれとの組み合わせを含め
て、添加剤を複数使用する場合には、個々の添加剤のゾ
ルとして加えても良く、複数の添加剤のゾルとして加え
てもよい。
【００１０】このように添加剤のゾルをＳｒＣＯ 3 等の
主成分の粉末に加え、あるいはこれら主成分の原料粉末
に加えて上述したようにボールミル等で攪拌混合する
と、主成分の粉体あるいはその原料粉末と、添加剤の粉
体同士を水とともにボールミル等で攪拌混合する場合に
比べ、添加剤成分を主成分や原料粉末に対して均一に混
ぜる、いわゆる高分散させることができ、得られる上述
した添加剤を含有した半導体セラミック材料、添加剤と
ともに仮焼して得た半導体セラミック材料の組成を均一
にすることができる。半導体セラミック材料の組成が均
一になれば、半導体磁器の場合にはその材料を用いた焼
成体は焼結過程での異常粒成長する結晶核を均一にで
き、この結晶核の密度で結晶粒径が決まるため、添加剤
のゾルの添加による高分散化により結晶粒径を均一に
し、そのバラツキを小さくすることができる。
主成分の粉末に加え、あるいはこれら主成分の原料粉末
に加えて上述したようにボールミル等で攪拌混合する
と、主成分の粉体あるいはその原料粉末と、添加剤の粉
体同士を水とともにボールミル等で攪拌混合する場合に
比べ、添加剤成分を主成分や原料粉末に対して均一に混
ぜる、いわゆる高分散させることができ、得られる上述
した添加剤を含有した半導体セラミック材料、添加剤と
ともに仮焼して得た半導体セラミック材料の組成を均一
にすることができる。半導体セラミック材料の組成が均
一になれば、半導体磁器の場合にはその材料を用いた焼
成体は焼結過程での異常粒成長する結晶核を均一にで
き、この結晶核の密度で結晶粒径が決まるため、添加剤
のゾルの添加による高分散化により結晶粒径を均一に
し、そのバラツキを小さくすることができる。
【００１１】上述のようにして得られた添加剤を含有し
た半導体セラミック材料、添加剤とともに仮焼して得た
半導体セラミック材料は、通常行われている方法により
用いられ、半導体磁器が得られるが、例えば有機バイン
ダー等を加えて造粒し、この造粒物を成形した後、焼成
して半導体セラミック焼成体である半導体磁器を作成す
る。また、積層セラミックコンデンサ用の磁器を製造す
るときは、これらの材料が通常行われてい方法により用
いられるが、例えばこれらの材料に有機バインダー等を
加えてスラリーを作り、これを用いてドクタプレード法
等によりセラミックグリーンシートを作製し、さらに電
極材料ペースト膜を形成して積層し、これを圧着し、焼
成して積層体磁器とする。これら磁器には外部電極を焼
付け塗膜等により形成してセラミックコンデンサ等のそ
れぞれの電子部品が得られる。
た半導体セラミック材料、添加剤とともに仮焼して得た
半導体セラミック材料は、通常行われている方法により
用いられ、半導体磁器が得られるが、例えば有機バイン
ダー等を加えて造粒し、この造粒物を成形した後、焼成
して半導体セラミック焼成体である半導体磁器を作成す
る。また、積層セラミックコンデンサ用の磁器を製造す
るときは、これらの材料が通常行われてい方法により用
いられるが、例えばこれらの材料に有機バインダー等を
加えてスラリーを作り、これを用いてドクタプレード法
等によりセラミックグリーンシートを作製し、さらに電
極材料ペースト膜を形成して積層し、これを圧着し、焼
成して積層体磁器とする。これら磁器には外部電極を焼
付け塗膜等により形成してセラミックコンデンサ等のそ
れぞれの電子部品が得られる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下の実施例で説明する。
【００１３】
【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 実施例１ 半導体磁器コンデンサの磁器の例を説明する。原料であ
るＳｒＣＯ3 、ＴｉＯ2 をＳｒ／Ｔｉ＝０．９９９とな
るように秤量し、この原料粉末に対して原子価制御剤と
してＹ2 Ｏ3 の粉末を０．０５〜０．５ｍｏｌ％加え、
原料粉末に対して３倍の水とともに攪拌混合し、バット
にて１５０℃、８時間乾燥後大気中にて１０００〜１３
００℃、２〜５時間仮焼を行った。さらに上記の仮焼粉
体に対して焼結助剤のＳｉＯ2 のゾル及びＡｌ2 Ｏ3 の
ゾルを各化合物について０．０５〜０．５ｍｏｌ％加
え、仮焼粉体に対して３倍の水とともにウレタンボール
をメディアとしたボールミルで１５〜２４時間湿式混合
を行い、得られたスラリーをスプレードライヤーにて乾
燥した。これにより得られた材料に対して、バインダー
としてポリビニルアルコールを１０〜１５重量％加えて
造粒を行い、この造粒体を約１トン／ｃｍ2 の圧力で加
圧成形を行ない、直径８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、密度３
ｇ／ｃｍ3 の円板の成形体を得た。次にこの円板を１４
００℃でＨ2 ガスとＮ2 ガスの体積比が５％と９５％の
還元雰囲気中で還元焼成し、焼成体の円板の磁器を得
た。
るＳｒＣＯ3 、ＴｉＯ2 をＳｒ／Ｔｉ＝０．９９９とな
るように秤量し、この原料粉末に対して原子価制御剤と
してＹ2 Ｏ3 の粉末を０．０５〜０．５ｍｏｌ％加え、
原料粉末に対して３倍の水とともに攪拌混合し、バット
にて１５０℃、８時間乾燥後大気中にて１０００〜１３
００℃、２〜５時間仮焼を行った。さらに上記の仮焼粉
体に対して焼結助剤のＳｉＯ2 のゾル及びＡｌ2 Ｏ3 の
ゾルを各化合物について０．０５〜０．５ｍｏｌ％加
え、仮焼粉体に対して３倍の水とともにウレタンボール
をメディアとしたボールミルで１５〜２４時間湿式混合
を行い、得られたスラリーをスプレードライヤーにて乾
燥した。これにより得られた材料に対して、バインダー
としてポリビニルアルコールを１０〜１５重量％加えて
造粒を行い、この造粒体を約１トン／ｃｍ2 の圧力で加
圧成形を行ない、直径８ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、密度３
ｇ／ｃｍ3 の円板の成形体を得た。次にこの円板を１４
００℃でＨ2 ガスとＮ2 ガスの体積比が５％と９５％の
還元雰囲気中で還元焼成し、焼成体の円板の磁器を得
た。
【００１４】得られた円板の磁器の素地を鏡面研磨後化
学エッチングし、その表面を光学顕微鏡２００倍で写真
撮影した。図１にその顕微鏡写真の模写図を示す。この
写真から、実際の素地結晶粒径に換算して１μｍ以上の
結晶粒子を粒成長粒子としてこれらの粒子の長径（例え
ば図１のＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 等）を測定し、素地結晶粒径
のバラツキの標準偏差σを算出した。その結果を表１に
素地粒径バラツキ（σ／ｘ）（基準化した標準偏差）で
示した。また、この円板の磁器の素地表面に金属酸化物
ペーストを塗布し、１１５０℃にて２時間熱拡散させ結
晶粒界を絶縁化させて半導体磁器を作製した後、その表
面に銀ペーストを塗布し８００℃で１時間焼付けを行
い、半導体コンデンサを作製し、これを１０００個作製
し、これらについて見掛け誘電率（ε）、誘電体損失
（％）、絶縁破壊電圧（Ｖ）、絶縁抵抗（ＭΩ）を測定
し、さらに静電容量のバラツキ（％）を求め、これらの
結果を表１に示す。なお、見掛け誘電率（ε）、誘電体
損失（％）は２５℃にて周波数１ＫＨｚ、電圧１Ｖで測
定した値であり、絶縁抵抗（ＭΩ）は温度２５℃にて２
５Ｖの直流電圧を印加した、１．５秒後の値であり、絶
縁破壊電圧（Ｖ）は円板の磁器を用いて得たコンデンサ
の両極板間に１ｍＡの電流が流れる時の電圧である。静
電容量のバラツキ（％）はそのコンデンサを用いて測定
した静電容量の標準偏差σを基準化した標準偏差の百分
率σ／ｘ×１００（％）で表した。
学エッチングし、その表面を光学顕微鏡２００倍で写真
撮影した。図１にその顕微鏡写真の模写図を示す。この
写真から、実際の素地結晶粒径に換算して１μｍ以上の
結晶粒子を粒成長粒子としてこれらの粒子の長径（例え
ば図１のＤ1 、Ｄ2 、Ｄ3 等）を測定し、素地結晶粒径
のバラツキの標準偏差σを算出した。その結果を表１に
素地粒径バラツキ（σ／ｘ）（基準化した標準偏差）で
示した。また、この円板の磁器の素地表面に金属酸化物
ペーストを塗布し、１１５０℃にて２時間熱拡散させ結
晶粒界を絶縁化させて半導体磁器を作製した後、その表
面に銀ペーストを塗布し８００℃で１時間焼付けを行
い、半導体コンデンサを作製し、これを１０００個作製
し、これらについて見掛け誘電率（ε）、誘電体損失
（％）、絶縁破壊電圧（Ｖ）、絶縁抵抗（ＭΩ）を測定
し、さらに静電容量のバラツキ（％）を求め、これらの
結果を表１に示す。なお、見掛け誘電率（ε）、誘電体
損失（％）は２５℃にて周波数１ＫＨｚ、電圧１Ｖで測
定した値であり、絶縁抵抗（ＭΩ）は温度２５℃にて２
５Ｖの直流電圧を印加した、１．５秒後の値であり、絶
縁破壊電圧（Ｖ）は円板の磁器を用いて得たコンデンサ
の両極板間に１ｍＡの電流が流れる時の電圧である。静
電容量のバラツキ（％）はそのコンデンサを用いて測定
した静電容量の標準偏差σを基準化した標準偏差の百分
率σ／ｘ×１００（％）で表した。
【００１５】比較例１ 実施例１において、焼結助剤のゾルの代わりにＳｉＯ2
及びＡｌ2 Ｏ3 を粉末のままで加えた以外は同様にして
原料粉末、原子価制御剤及び焼結助剤からなるスラリー
を得た。また、このスラリーを用いた以外は実施例１と
同様にして円板の磁器を作製し、これについても実施例
１と同様にして測定した結果を表１に示す。
及びＡｌ2 Ｏ3 を粉末のままで加えた以外は同様にして
原料粉末、原子価制御剤及び焼結助剤からなるスラリー
を得た。また、このスラリーを用いた以外は実施例１と
同様にして円板の磁器を作製し、これについても実施例
１と同様にして測定した結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１の結果から、添加剤の一部、すなわち
原子価制御剤Ｙ2 Ｏ3 と焼結助剤ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ
3 の内、後者をゾルとして添加し、前者を粉末で添加し
た実施例と、これら添加剤の全部を粉末で添加した比較
例の場合では、実施例の素地粒径のバラツキが比較例に
比べ約４３％小さく、そのため絶縁破壊電圧が約５５％
高くなり、実施例の静電容量のバラツキが比較例に比べ
約３１％小さくなることが分かる。これらより、本願発
明に、「添加剤のゾルを用いて添加剤を高分散させた半
導体セラミック材料を用いて得た半導体磁器の素地結晶
の粒径のバラツキを基準化した標準偏差で０．６より大
きくなく、該半導体磁器を用いたコンデンサの静電容量
のバラツキを基準化した標準偏差の百分率で５％より大
きくなく、該コンデンサの絶縁破壊電圧を３００Ｖより
小さくなくした」の限定を加えても良く、さらに各数値
限定を「添加剤を粉末の状態で混合して得られた半導体
セラミック材料を用いて得た半導体磁器に比べて素地結
晶の粒径のバラツキを基準化した標準偏差で少なくとも
４０％小さく、該半導体磁器を用いたコンデンサの静電
容量のバラツキを基準化した標準偏差の百分率で少なく
とも３０％小さく、該コンデンサの絶縁破壊電圧を少な
くとも５０％大きくできる」としてもよく、その際、こ
れらの１種又は任意の２種以上の限定でも良い。なお、
これら数値は実施例の結果を同効の範囲まで拡大したも
のである。 これらに限らず上述したことはいずれも限定
事項に加えることができる。
原子価制御剤Ｙ2 Ｏ3 と焼結助剤ＳｉＯ2 及びＡｌ2 Ｏ
3 の内、後者をゾルとして添加し、前者を粉末で添加し
た実施例と、これら添加剤の全部を粉末で添加した比較
例の場合では、実施例の素地粒径のバラツキが比較例に
比べ約４３％小さく、そのため絶縁破壊電圧が約５５％
高くなり、実施例の静電容量のバラツキが比較例に比べ
約３１％小さくなることが分かる。これらより、本願発
明に、「添加剤のゾルを用いて添加剤を高分散させた半
導体セラミック材料を用いて得た半導体磁器の素地結晶
の粒径のバラツキを基準化した標準偏差で０．６より大
きくなく、該半導体磁器を用いたコンデンサの静電容量
のバラツキを基準化した標準偏差の百分率で５％より大
きくなく、該コンデンサの絶縁破壊電圧を３００Ｖより
小さくなくした」の限定を加えても良く、さらに各数値
限定を「添加剤を粉末の状態で混合して得られた半導体
セラミック材料を用いて得た半導体磁器に比べて素地結
晶の粒径のバラツキを基準化した標準偏差で少なくとも
４０％小さく、該半導体磁器を用いたコンデンサの静電
容量のバラツキを基準化した標準偏差の百分率で少なく
とも３０％小さく、該コンデンサの絶縁破壊電圧を少な
くとも５０％大きくできる」としてもよく、その際、こ
れらの１種又は任意の２種以上の限定でも良い。なお、
これら数値は実施例の結果を同効の範囲まで拡大したも
のである。 これらに限らず上述したことはいずれも限定
事項に加えることができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、添加剤をそのゾルを用
いて主成分の粉末やその原料粉末と混合するようにした
ので、不純物の混入がなく、主成分やその原料の粉体粒
子径に変化を与えず、しかも添加剤を高分散させ、組成
を均一にするようにした半導体セラミック材料が得ら
れ、その結果これを用いて得られる半導体磁器の結晶粒
径のバラツキを小さくすることができ、さらにこれによ
り特に半導体磁器コンデンサにおいて静電容量等の電気
特性のバラツキを少なくすることができたり、あるいは
絶縁破壊電圧を高くする等の電気特性の性能及び精度の
優れた半導体磁器電子部品を提供するができ、しかも特
に面倒で複雑な工程を設けることなく、ほぼ通常の工程
といってよい方法で半導体磁器やこれを用いた半導体磁
器電子部品を製造することができ、その製造も容易であ
り生産性を害するということもない。また、このように
不純物の混入がないことや、主成分やその原料の粉体粒
子径に変化を与えないことは、添加剤の高分散を行なっ
ても、その半導体セラミック材料を用いた結晶粒径の制
御が容易に安定してできるという特に半導体磁器を得る
のに極めて有効な製造方法を提供できる。
いて主成分の粉末やその原料粉末と混合するようにした
ので、不純物の混入がなく、主成分やその原料の粉体粒
子径に変化を与えず、しかも添加剤を高分散させ、組成
を均一にするようにした半導体セラミック材料が得ら
れ、その結果これを用いて得られる半導体磁器の結晶粒
径のバラツキを小さくすることができ、さらにこれによ
り特に半導体磁器コンデンサにおいて静電容量等の電気
特性のバラツキを少なくすることができたり、あるいは
絶縁破壊電圧を高くする等の電気特性の性能及び精度の
優れた半導体磁器電子部品を提供するができ、しかも特
に面倒で複雑な工程を設けることなく、ほぼ通常の工程
といってよい方法で半導体磁器やこれを用いた半導体磁
器電子部品を製造することができ、その製造も容易であ
り生産性を害するということもない。また、このように
不純物の混入がないことや、主成分やその原料の粉体粒
子径に変化を与えないことは、添加剤の高分散を行なっ
ても、その半導体セラミック材料を用いた結晶粒径の制
御が容易に安定してできるという特に半導体磁器を得る
のに極めて有効な製造方法を提供できる。
【図１】本発明の方法の一実施例により得られた焼成体
の顕微鏡写真の模写図である。
の顕微鏡写真の模写図である。
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも半導体セラミック原料粉末を
用いて仮焼粉体を得る仮焼工程と、該仮焼工程を経て得
られた粉体を用いて得られた半導体セラミック材料を用
いた成形体の焼成体からなる半導体磁器を得る工程を有
し、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤の一部若し
くは全部のゾルを添加する工程を有することにより上記
仮焼粉体を得て該仮焼粉体を含有する上記半導体セラミ
ック材料を得るか又は上記仮焼粉体に添加剤の一部若し
くは全部のゾルを添加する工程を有することにより上記
半導体セラミック材料を得る半導体磁器の製造方法であ
って、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤の一部若
しくは全部のゾルを添加する工程又は上記仮焼粉体に添
加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程は添加剤
を高分散させた半導体セラミック材料を得るために必要
な工程であり、該添加剤を高分散させることは該半導体
セラミック材料の組成を均一化させることであり、該組
成の均一化により該半導体磁器の素地の結晶核生成数を
増加させることにより結晶粒径のバラツキを制御する半
導体磁器の製造方法。 - 【請求項２】 半導体セラミック原料粉末から仮焼粉体
を得る仮焼工程と、該仮焼工程を経て得られた粉体を用
いて得られた半導体セラミック材料を用いた成形体の焼
成体からなる半導体磁器を得る工程を有し、上記半導体
セラミック原料粉末に添加剤の一部若しくは全部のゾル
を添加する工程を有することにより上記仮焼粉体を得て
該仮焼粉体を含有する上記半導体セラミック材料を得る
か又は上記仮焼粉体に添加剤の一部若しくは全部のゾル
を添加する工程を有することにより上記半導体セラミッ
ク材料を得、上記半導体セラミック原料粉末に添加剤の
一部若しくは全部のゾルを添加する工程又は上記仮焼粉
体に添加剤の一部若しくは全部のゾルを添加する工程は
添加剤を高分散させた半導体セラミック材料を得るため
の工程である半導体磁器の製造方法により得られる半導
体磁器を用いた半導体磁器電子部品の製造方法におい
て、添加剤を高分散させることは該半導体セラミック材
料の組成を均一化させることであり、該組成の均一化に
より該半導体磁器の素地の結晶核生成数を増加させるこ
とにより結晶粒径のバラツキを制御し 、該半導体磁器を
用いた半導体磁器コンデンサの電気特性を制御する半導
体磁器電子部品の製造方法。 - 【請求項３】 電気特性の制御は静電容量のバラツキを
小さくする側に制御すること及び絶縁破壊電圧を高くす
る側に制御することの少なくとも一方である請求項２に
記載の半導体磁器電子部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22465796A JP3220846B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体磁器及び半導体磁器電子部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22465796A JP3220846B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体磁器及び半導体磁器電子部品の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1055930A JPH1055930A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3220846B2 true JP3220846B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=16817168
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22465796A Expired - Fee Related JP3220846B2 (ja) | 1996-08-08 | 1996-08-08 | 半導体磁器及び半導体磁器電子部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3220846B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4552272B2 (ja) * | 2000-05-18 | 2010-09-29 | パナソニック株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| JP4660940B2 (ja) * | 2001-02-22 | 2011-03-30 | パナソニック株式会社 | 耐還元性誘電体セラミック及びその製造方法、それを用いた積層セラミックコンデンサ |
| KR100674848B1 (ko) | 2005-04-01 | 2007-01-26 | 삼성전기주식회사 | 고유전율 금속-세라믹-폴리머 복합 유전체 및 이를 이용한임베디드 커패시터의 제조 방법 |
-
1996
- 1996-08-08 JP JP22465796A patent/JP3220846B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1055930A (ja) | 1998-02-24 |
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