JP3237502B2 - 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 - Google Patents
粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法Info
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- JP3237502B2 JP3237502B2 JP02639196A JP2639196A JP3237502B2 JP 3237502 B2 JP3237502 B2 JP 3237502B2 JP 02639196 A JP02639196 A JP 02639196A JP 2639196 A JP2639196 A JP 2639196A JP 3237502 B2 JP3237502 B2 JP 3237502B2
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- ceramic capacitor
- semiconductor ceramic
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は粒界絶縁型半導体セ
ラミックコンデンサの製造方法に関するものである。
ラミックコンデンサの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の粒界絶縁型半導体セラミックコン
デンサは、炭酸ストロンチウムと酸化チタン等モルに更
に焼結促進剤、半導体化元素の各種添加物を加えた原料
を混合、空気中で仮焼、粉砕して得た主成分がチタン酸
ストロンチウムの材料粉末に、バインダーを加え、加圧
成形した素子を大気中で１２００℃付近の温度で焼成す
る。その焼結体を更に還元雰囲気中の１２５０℃付近の
温度で焼成処理を行う。その後前記焼結体主平面に導電
ペーストを塗布し、空気中または酸素雰囲気中の８００
℃付近の温度で電極焼付けを行うと同時に焼結体の粒界
を再酸化させる製造方法が一般的である。
デンサは、炭酸ストロンチウムと酸化チタン等モルに更
に焼結促進剤、半導体化元素の各種添加物を加えた原料
を混合、空気中で仮焼、粉砕して得た主成分がチタン酸
ストロンチウムの材料粉末に、バインダーを加え、加圧
成形した素子を大気中で１２００℃付近の温度で焼成す
る。その焼結体を更に還元雰囲気中の１２５０℃付近の
温度で焼成処理を行う。その後前記焼結体主平面に導電
ペーストを塗布し、空気中または酸素雰囲気中の８００
℃付近の温度で電極焼付けを行うと同時に焼結体の粒界
を再酸化させる製造方法が一般的である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
焼結及び還元処理の方法では、焼結体の結晶粒径を均一
にすることが困難で、これが電気特性のバラツキの原因
となっていた。
焼結及び還元処理の方法では、焼結体の結晶粒径を均一
にすることが困難で、これが電気特性のバラツキの原因
となっていた。
【０００４】本発明は、焼結体結晶粒子形状が均一で電
気的特性のバラツキの少ない優れた粒界絶縁型半導体セ
ラミックコンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
気的特性のバラツキの少ない優れた粒界絶縁型半導体セ
ラミックコンデンサを提供することを目的とするもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は原料工程において、主成分のチタン酸ストロ
ンチウム粒子形状を均一なものを形成させる。この材料
を用いた成形体を低温度で焼成することにより焼結体の
結晶粒子成長を押さえ、結晶粒子形状の均一な粒界絶縁
型半導体セラミックコンデンサが得られる。
に本発明は原料工程において、主成分のチタン酸ストロ
ンチウム粒子形状を均一なものを形成させる。この材料
を用いた成形体を低温度で焼成することにより焼結体の
結晶粒子成長を押さえ、結晶粒子形状の均一な粒界絶縁
型半導体セラミックコンデンサが得られる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の粒界絶
縁型半導体コンデンサの製造方法は、炭酸ストロンチウ
ムと酸化チタンを等モル混合し大気中で仮焼、これを粉
砕してチタン酸ストロンチウムとする第一工程と、第一
工程で得られたチタン酸ストロンチウムに酸化珪素と、
更に酸化タンタル、酸化ニオブのうちの何れか一つを添
加混合した原料を再度還元雰囲気中において第一工程よ
り高い温度で仮焼し、その後粉砕する第二工程と、第二
工程で得られた材料粉末にバインダーを加え、加圧成形
した素子を脱脂仮焼成する第三工程と、第三工程の仮焼
成体主表面に導電ペーストを塗布して、空気中または酸
素雰囲気中で電極焼き付けと同時に仮焼成体の粒界を再
酸化させる第四工程からなるものである。
縁型半導体コンデンサの製造方法は、炭酸ストロンチウ
ムと酸化チタンを等モル混合し大気中で仮焼、これを粉
砕してチタン酸ストロンチウムとする第一工程と、第一
工程で得られたチタン酸ストロンチウムに酸化珪素と、
更に酸化タンタル、酸化ニオブのうちの何れか一つを添
加混合した原料を再度還元雰囲気中において第一工程よ
り高い温度で仮焼し、その後粉砕する第二工程と、第二
工程で得られた材料粉末にバインダーを加え、加圧成形
した素子を脱脂仮焼成する第三工程と、第三工程の仮焼
成体主表面に導電ペーストを塗布して、空気中または酸
素雰囲気中で電極焼き付けと同時に仮焼成体の粒界を再
酸化させる第四工程からなるものである。
【０００７】第一工程の仮焼で主成分の炭酸ストロンチ
ウムを均一に化学反応させる。第二工程の仮焼でチタン
酸ストロンチウム粒子の還元と結晶粒子を成長させ、こ
れを粉砕で均一な粒子形状に揃えたチタン酸ストロンチ
ウム材料を作成する。前記材料を成形し第三、第四工程
では粒成長の起こらない温度で焼成処理するため、均一
な結晶粒径を持った半導体セラミックコンデンサの焼結
体が得られる。
ウムを均一に化学反応させる。第二工程の仮焼でチタン
酸ストロンチウム粒子の還元と結晶粒子を成長させ、こ
れを粉砕で均一な粒子形状に揃えたチタン酸ストロンチ
ウム材料を作成する。前記材料を成形し第三、第四工程
では粒成長の起こらない温度で焼成処理するため、均一
な結晶粒径を持った半導体セラミックコンデンサの焼結
体が得られる。
【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、第一工
程の仮焼温度が１１００〜１２００℃で、第二工程の仮
焼温度が１２５０℃より低く第一工程より高い温度と
し、得られた材料を成形し第三工程で６００℃より低い
温度で脱脂焼成し、第四工程で７００〜８００℃の温度
で再酸化処理を行うものである。
程の仮焼温度が１１００〜１２００℃で、第二工程の仮
焼温度が１２５０℃より低く第一工程より高い温度と
し、得られた材料を成形し第三工程で６００℃より低い
温度で脱脂焼成し、第四工程で７００〜８００℃の温度
で再酸化処理を行うものである。
【０００９】第一工程の仮焼温度１１００〜１２００℃
はチタン酸ストロンチウムの化学反応が完全に終了する
温度範囲を規定し、第二工程の仮焼温度を第一工程の温
度より高く１２５０℃より低い温度とするのはチタン酸
ストロンチウム粒子の還元と粒成長に適し温度範囲を設
定したものであり、第三工程の６００℃の温度は成形体
のバインダ除去が完全に燃焼し終わる温度を規定し、第
四工程の７００〜８００℃の温度は主成分のチタン酸ス
トロンチウム結晶粒成長を起こさせず、しかも使用に耐
える強度の素体が得られる温度を定めたものであり、こ
れにより均一な結晶粒子形状をもったチタン酸ストロン
チウム素体が得られる。
はチタン酸ストロンチウムの化学反応が完全に終了する
温度範囲を規定し、第二工程の仮焼温度を第一工程の温
度より高く１２５０℃より低い温度とするのはチタン酸
ストロンチウム粒子の還元と粒成長に適し温度範囲を設
定したものであり、第三工程の６００℃の温度は成形体
のバインダ除去が完全に燃焼し終わる温度を規定し、第
四工程の７００〜８００℃の温度は主成分のチタン酸ス
トロンチウム結晶粒成長を起こさせず、しかも使用に耐
える強度の素体が得られる温度を定めたものであり、こ
れにより均一な結晶粒子形状をもったチタン酸ストロン
チウム素体が得られる。
【００１０】（実施の形態１）まず、主成分のチタン酸
ストロンチウムを得るために、炭酸ストロンチウムと酸
化チタンを１：１の等モルを秤量し、これをボールミル
で２２時間混合、脱水乾燥後１１００〜１２５０℃の温
度で４時間仮焼を行う、次いでボールミルで７５時間粉
砕、脱水乾燥を行う。乾燥後のチタン酸ストロンチウム
に対し、酸化珪素０．１モル％、及び酸化ニオブ０．５
モル％を添加し、これをボールミルで２２時間混合、脱
水乾燥後Ｈ2：Ｏ2＝１０：１の還元雰囲気中で１２００
〜１３００℃の温度で４時間仮焼を行う、次いでボール
ミルで４時間粉砕、脱水乾燥を行う。
ストロンチウムを得るために、炭酸ストロンチウムと酸
化チタンを１：１の等モルを秤量し、これをボールミル
で２２時間混合、脱水乾燥後１１００〜１２５０℃の温
度で４時間仮焼を行う、次いでボールミルで７５時間粉
砕、脱水乾燥を行う。乾燥後のチタン酸ストロンチウム
に対し、酸化珪素０．１モル％、及び酸化ニオブ０．５
モル％を添加し、これをボールミルで２２時間混合、脱
水乾燥後Ｈ2：Ｏ2＝１０：１の還元雰囲気中で１２００
〜１３００℃の温度で４時間仮焼を行う、次いでボール
ミルで４時間粉砕、脱水乾燥を行う。
【００１１】乾燥した材料粉末にバインダーを加え直径
２０mm、厚さ１mmの円板を成形する。成形体をアルミナ
質サヤに入れ６００℃の温度で４時間脱脂を行った。そ
の後焼成体の表面に銀ペーストを塗布し、酸素雰囲気中
で８００℃の温度で１時間電極焼き付けを行うと同時に
焼成体結晶粒子の粒界を再酸化し、得られた素子、およ
び従来工法で得たチタン酸ストロンチウム素子の電気特
性を（表１）に示した。
２０mm、厚さ１mmの円板を成形する。成形体をアルミナ
質サヤに入れ６００℃の温度で４時間脱脂を行った。そ
の後焼成体の表面に銀ペーストを塗布し、酸素雰囲気中
で８００℃の温度で１時間電極焼き付けを行うと同時に
焼成体結晶粒子の粒界を再酸化し、得られた素子、およ
び従来工法で得たチタン酸ストロンチウム素子の電気特
性を（表１）に示した。
【００１２】
【表１】
【００１３】（表１）から明らかなように本発明の製造
方法では、素体のＶ0.1mA／mmおよびサージ耐量のバラ
ツキが小さくなるが、特にサージ耐量にその効果が現れ
ることが判る。また第一工程での仮焼温度が低いと第二
工程の還元雰囲気中での仮焼で粒成長が起きにくくサー
ジ耐量のバラツキが抑えられない。一方高すぎる場合粒
子の還元反応が不十分でＶ0.1mA／mmのバラツキが大き
い。また第二工程の仮焼温度が高い場合には粒子の反応
固化が進み粉砕で粒子径の大きさの制御ができず、Ｖ
0.1mA／mm及びサージ耐量のバラツキが大きくなる傾向
にある。従って、第一工程の仮焼温度は１２００℃近傍
が、また第二工程の仮焼温度は１２００〜１２５０℃近
傍が良い結果が得られることが判る。
方法では、素体のＶ0.1mA／mmおよびサージ耐量のバラ
ツキが小さくなるが、特にサージ耐量にその効果が現れ
ることが判る。また第一工程での仮焼温度が低いと第二
工程の還元雰囲気中での仮焼で粒成長が起きにくくサー
ジ耐量のバラツキが抑えられない。一方高すぎる場合粒
子の還元反応が不十分でＶ0.1mA／mmのバラツキが大き
い。また第二工程の仮焼温度が高い場合には粒子の反応
固化が進み粉砕で粒子径の大きさの制御ができず、Ｖ
0.1mA／mm及びサージ耐量のバラツキが大きくなる傾向
にある。従って、第一工程の仮焼温度は１２００℃近傍
が、また第二工程の仮焼温度は１２００〜１２５０℃近
傍が良い結果が得られることが判る。
【００１４】尚、本発明の実施の形態１で半導体化元素
に酸化ニオブを用いたが、これを酸化タンタルを用いて
も、また主成分のチタン酸ストロンチウムのストロンチ
ウム位置を一部バリウム、カルシウムおよびマグネシウ
ム等で置換した組成においても同様な結果が得られるこ
とが確認されている。
に酸化ニオブを用いたが、これを酸化タンタルを用いて
も、また主成分のチタン酸ストロンチウムのストロンチ
ウム位置を一部バリウム、カルシウムおよびマグネシウ
ム等で置換した組成においても同様な結果が得られるこ
とが確認されている。
【００１５】
【発明の効果】以上本発明による原料工程でチタン酸ス
トロンチウムの結晶粒子径及び粒子の還元状態を制御す
ることによりバラツキの小さい粒界絶縁型半導体セラミ
ックコンデンサを製造することができる。
トロンチウムの結晶粒子径及び粒子の還元状態を制御す
ることによりバラツキの小さい粒界絶縁型半導体セラミ
ックコンデンサを製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 炭酸ストロンチウムと酸化チタンを等モ
ル混合し大気中で仮焼、粉砕してチタン酸ストロンチウ
ムとする第一工程と、第一工程で得られたチタン酸スト
ロンチウムに酸化珪素と、更に酸化タンタル、酸化ニオ
ブのうちの何れか一つを添加混合した原料を還元雰囲気
中において第一工程より高い温度で更に仮焼後、粉砕す
る第二工程と、第二工程で得られた材料粉末にバインダ
ーを加え、加圧成形した素子を脱脂仮焼成する第三工程
と、第三工程の仮焼成体主表面に導電ペーストを塗布し
て、空気中または酸素雰囲気中で電極焼き付けと同時に
仮焼成体の粒界を再酸化させる第四工程からなることを
特徴とする粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製
造方法。 - 【請求項２】 第一工程の仮焼温度が１１００〜１２０
０℃で、第二工程の仮焼温度が１２５０℃より低く第一
工程より高い温度で、第三工程の脱脂仮焼成温度が６０
０℃より低い温度で、第四工程の温度が７００〜８００
℃である請求項１に記載の粒界絶縁型半導体セラミック
コンデンサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02639196A JP3237502B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02639196A JP3237502B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09219336A JPH09219336A (ja) | 1997-08-19 |
| JP3237502B2 true JP3237502B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=12192250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02639196A Expired - Lifetime JP3237502B2 (ja) | 1996-02-14 | 1996-02-14 | 粒界絶縁型半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3237502B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4165893B2 (ja) | 2005-12-28 | 2008-10-15 | 株式会社村田製作所 | 半導体セラミック、及び積層型半導体セラミックコンデンサ、並びに半導体セラミックの製造方法 |
-
1996
- 1996-02-14 JP JP02639196A patent/JP3237502B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09219336A (ja) | 1997-08-19 |
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