JP7534970B2 - 誘電体組成物および電子部品 - Google Patents
誘電体組成物および電子部品 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7534970B2 JP7534970B2 JP2021007208A JP2021007208A JP7534970B2 JP 7534970 B2 JP7534970 B2 JP 7534970B2 JP 2021007208 A JP2021007208 A JP 2021007208A JP 2021007208 A JP2021007208 A JP 2021007208A JP 7534970 B2 JP7534970 B2 JP 7534970B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric composition
- dielectric
- parts
- main component
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 71
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 15
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 13
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 13
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 12
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 11
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 10
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 5
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 20
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 12
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N vanadium Chemical compound [V]#[V] GPPXJZIENCGNKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 2
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010405 reoxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1254—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on niobium or tungsteen, tantalum oxides or niobates, tantalates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3232—Titanium oxides or titanates, e.g. rutile or anatase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3239—Vanadium oxides, vanadates or oxide forming salts thereof, e.g. magnesium vanadate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3251—Niobium oxides, niobates, tantalum oxides, tantalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/604—Pressing at temperatures other than sintering temperatures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6567—Treatment time
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6582—Hydrogen containing atmosphere
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6583—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures
- C04B2235/6584—Oxygen containing atmosphere, e.g. with changing oxygen pressures at an oxygen percentage below that of air
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/658—Atmosphere during thermal treatment
- C04B2235/6588—Water vapor containing atmospheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
- C04B2235/662—Annealing after sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/661—Multi-step sintering
- C04B2235/662—Annealing after sintering
- C04B2235/663—Oxidative annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
- C04B2235/765—Tetragonal symmetry
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/74—Physical characteristics
- C04B2235/77—Density
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/638—Removal thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
本発明は、誘電体組成物および電子部品に関する。
たとえば、特許文献１に示すように、鉛やアルカリ金属を含まずに、高い比誘電率を有する誘電体組成物が開発されている。
しかし、新たに開発されつつある新規な誘電体組成物は、高温で焼成しないと高密度の誘電体が得られないという課題がある。
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、比較的低温で焼成しても密度の高い新規な誘電体組成物を提供することを目的とする。
本発明に係る誘電体組成物は、バリウムおよびストロンチウムのうち少なくとも１つと、タンタルと、を主成分として含み、
バナジウム、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つを副成分として含む。
バナジウム、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つを副成分として含む。
本発明に係る誘電体組成物は、比較的低温で焼成しても、密度が高いと共に、比誘電率も高い。
本発明に係る誘電体組成物は、実質的にニオブ、アルカリ金属および鉛を含まないことが好ましい。
高い比誘電率を示す誘電体組成物としては、ニオブ（Ｎｂ）を主成分とする（Ｓｒ，Ｂａ）Ｎｂ２Ｏ６、アルカリ金属を含む（Ｎａ，Ｋ）ＮｂＯ３、Ｐｂを含むＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３が挙げられる。
本発明に係る誘電体組成物は、ニオブを実質的に含まないことにより、酸素欠陥が生じ難い。言い換えると、価数の変化が抑制されている。このため、卑金属と同時焼成するために還元焼成しても価数が変わり難く、抵抗率の低下が抑えられており、広い温度範囲において高い抵抗率を示すことができると考えられる。また、同様の理由から、低誘電損失を示すことができると考えられる。
また、本発明に係る誘電体組成物は、アルカリ金属を実質的に含まないため、アルカリ金属の蒸発による、誘電体組成物の組成ずれや、炉の汚染を防ぐことができる。
さらに、ＲｏＨＳ（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ Ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ（危険物質に関する制限令））などで鉛の使用が規制されているが、本発明に係る誘電体組成物は鉛を実質的に含まない。
前記主成分はストロンチウムを含むことが好ましい。
前記主成分はバリウムおよびストロンチウムを含むことが好ましい。
前記誘電体組成物の全量を１００質量部としたとき、
バナジウム、チタンおよびアルミニウムの合計含有量はバナジウムの原子価を５価とし、チタンの原子価を４価とし、アルミニウムの原子価を３価としたときの酸化物換算で０．５～１０質量部であることが好ましい。
バナジウム、チタンおよびアルミニウムの合計含有量はバナジウムの原子価を５価とし、チタンの原子価を４価とし、アルミニウムの原子価を３価としたときの酸化物換算で０．５～１０質量部であることが好ましい。
前記主成分は｛ＢａｘＳｒ（１－ｘ）｝ｍＴａ４Ｏ１２で表され、ｘは０．７５以下であることが好ましい。これにより、比誘電率がより高くなると共に、密度および抵抗率が高くなり、誘電損失が低くなる。
ｘは０．１～０．７５であることがより好ましい。これにより、比誘電率がさらに高くなる。
ｍは１．９～２．１であることが好ましい。これにより、比誘電率がより高くなると共に、密度および抵抗率がより高くなり、誘電損失がより低くなる。
前記主成分の結晶の結晶系は正方晶系であることが好ましい。
また、本発明に係る電子部品は、上記の誘電体組成物を備える。
＜積層セラミックコンデンサ＞
本実施形態に係る電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ１が図１に示される。積層セラミックコンデンサ１は、誘電体層２と、内部電極層３と、が交互に積層された構成の素子本体１０を有する。この素子本体１０の両端部には、素子本体１０の内部で交互に配置された内部電極層３と各々導通する一対の外部電極４が形成してある。素子本体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、素子本体１０の寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
本実施形態に係る電子部品の一例としての積層セラミックコンデンサ１が図１に示される。積層セラミックコンデンサ１は、誘電体層２と、内部電極層３と、が交互に積層された構成の素子本体１０を有する。この素子本体１０の両端部には、素子本体１０の内部で交互に配置された内部電極層３と各々導通する一対の外部電極４が形成してある。素子本体１０の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、素子本体１０の寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよい。
＜誘電体層＞
誘電体層２は、後述する本実施形態に係る誘電体組成物から構成されている。
誘電体層２は、後述する本実施形態に係る誘電体組成物から構成されている。
誘電体層２の１層あたりの厚み（層間厚み）は特に限定されず、所望の特性や用途等に応じて設定することができる。通常は、層間厚みは３０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１５μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以下である。
＜内部電極層＞
本実施形態では、内部電極層３は、各端部が素子本体１０の対向する２端面の表面に交互に露出するように積層してある。
本実施形態では、内部電極層３は、各端部が素子本体１０の対向する２端面の表面に交互に露出するように積層してある。
内部電極層３に含有される導電材としては特に限定されない。導電材として用いられる貴金属としては、たとえばパラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）－Ｐｄ合金等が挙げられる。導電材として用いられる卑金属としては、たとえばニッケル（Ｎｉ）、Ｎｉ系合金、銅（Ｃｕ）、Ｃｕ系合金等が挙げられる。なお、Ｎｉ、Ｎｉ系合金、ＣｕまたはＣｕ系合金中には、リン（Ｐ）および／または硫黄（Ｓ）等の各種微量成分が０．１質量％程度以下含まれていてもよい。また、内部電極層３は、市販の電極用ペーストを使用して形成してもよい。内部電極層３の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。
＜外部電極＞
外部電極４に含有される導電材は特に限定されない。たとえばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、金（Ａｕ）あるいはこれらの合金、導電性樹脂等公知の導電材を用いればよい。外部電極４の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。
外部電極４に含有される導電材は特に限定されない。たとえばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、スズ（Ｓｎ）、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、金（Ａｕ）あるいはこれらの合金、導電性樹脂等公知の導電材を用いればよい。外部電極４の厚さは用途等に応じて適宜決定すればよい。
＜誘電体組成物＞
本実施形態に係る誘電体層２を構成する誘電体組成物は、バリウム（Ｂａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）のうち少なくともいずれか１つと、タンタル（Ｔａ）と、を主成分として含む。
本実施形態に係る誘電体層２を構成する誘電体組成物は、バリウム（Ｂａ）およびストロンチウム（Ｓｒ）のうち少なくともいずれか１つと、タンタル（Ｔａ）と、を主成分として含む。
本実施形態に係る誘電体組成物の主成分は、ストロンチウムを含むことが好ましく、ストロンチウムとバリウムの両方を含むことが好ましい。
本実施形態に係る誘電体組成物の主成分は｛ＢａｘＳｒ（１－ｘ）｝ｍＴａ４Ｏ１２で表される。
ｘは０．７５以下であることが好ましく、０．１～０．７５であることがより好ましい。
ｍは１．８～２．２であることが好ましく、１．９～２．１であることがより好ましい。
本実施形態に係る誘電体組成物の主成分の結晶の結晶系は特に限定されないが、正方晶系または直方晶系であることが好ましく、正方晶系であることがより好ましい。
なお、主成分とは、誘電体組成物に含まれる酸素以外の元素を１００モル部としたとき、８０～１００モル部を占める成分であり、好ましくは９０～１００モル部を占める成分である。
また、本実施形態に係る誘電体組成物は、ニオブ（Ｎｂ）、アルカリ金属および鉛（Ｐｂ）を実質的に含まない。「ニオブ、アルカリ金属および鉛を実質的に含まない」とは、誘電体組成物に含まれる酸素以外の元素を１００モル部としたとき、「ニオブ、アルカリ金属および鉛」の合計が１０モル部以下であることであり、好ましくは５モル部以下であることを言う。
本実施形態に係る誘電体組成物は、副成分として、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔ）およびアルミニウム（Ａｌ）から選ばれる少なくとも１つを含み、好ましくはアルミニウム（Ａｌ）を含む。
誘電体組成物の全量を１００質量部としたとき、本実施形態では、バナジウム、チタンおよびアルミニウムの合計含有量はバナジウムの原子価を５価とし、チタンの原子価を４価とし、アルミニウムの原子価を３価としたときの酸化物換算で０．５～１０質量部であることが好ましく、１～５質量部であることがより好ましい。
本実施形態に係る誘電体組成物は上記の主成分および副成分の他、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）、カルシウム（Ｃａ）、マンガン（Ｍｎ）、クロム（Ｃｒ）、希土類元素などを含んでいてもよい。
＜積層セラミックコンデンサの製造方法＞
次に、図１に示す積層セラミックコンデンサ１の製造方法の一例について説明する。
次に、図１に示す積層セラミックコンデンサ１の製造方法の一例について説明する。
本実施形態では、上記の誘電体組成物を構成する主成分の粉末と副成分の粉末とをそれぞれ用意する。主成分の粉末の作製方法は特に限定されないが、仮焼きなどの固相反応法で作製することができる。主成分の粉末または副成分の粉末を構成する各元素の原料としては特に限定されず、各元素の酸化物を用いることができる。また、焼成により各元素の酸化物を得ることができる各種化合物を用いることができる。
主成分の粉末および副成分の粉末の原料を所定の割合に秤量した後、ボールミル等を用いて所定の時間、湿式混合を行う。混合粉を乾燥後、大気中において７００～１３００℃の範囲で熱処理を行い、主成分および副成分の仮焼き粉末を得る。また、仮焼き粉末はボールミル等を用いて所定の時間、粉砕を行ってもよい。
続いて、グリーンチップを作製するためのペーストを調製する。得られた主成分の仮焼き粉末と、溶剤と、を混練し塗料化して誘電体層用ペーストを調製する。バインダおよび溶剤は、公知のものを用いればよい。
誘電体層用ペーストは、必要に応じて、可塑剤や分散剤等の添加物を含んでもよい。
内部電極層用ペーストは、上述した導電材の原料と、バインダと、溶剤と、を混練して得られる。バインダおよび溶剤は、公知のものを用いればよい。内部電極層用ペーストは、必要に応じて、共材や可塑剤等の添加物を含んでもよい。
外部電極用ペーストは、内部電極層用ペーストと同様にして調製することができる。
得られた各ペーストを用いて、グリーンシートおよび内部電極パターンを形成し、これらを積層してグリーンチップを得る。
得られたグリーンチップに対し、必要に応じて、脱バインダ処理を行う。脱バインダ処理条件は、たとえば、保持温度を好ましくは２００～３５０℃とする。
脱バインダ処理後、グリーンチップの焼成を行い、素子本体１０を得る。本実施形態では、焼成時の雰囲気は特に限定されず、空気中であってもよいし、還元雰囲気下であってもよい。本実施形態では、焼成時の保持温度は、たとえば１３００～１４５５℃である。
焼成後、得られた素子本体１０に対し、必要に応じて、再酸化処理（アニール）を行う。アニール条件は、たとえば、アニール時の酸素分圧を焼成時の酸素分圧よりも高い酸素分圧とし、保持温度を１１５０℃以下とすることが好ましい。
上記のようにして得られた素子本体１０の誘電体層２を構成する誘電体組成物は、上述した誘電体組成物である。この素子本体１０に端面研磨を施し、外部電極用ペーストを塗布して焼き付けし、外部電極４を形成する。そして、必要に応じて、外部電極４の表面に、めっき等により被覆層を形成する。
このようにして、本実施形態に係る積層セラミックコンデンサ１が製造される。
本実施形態では、バナジウム、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つを含むことで、比較的低温で誘電体組成物を焼成して焼結させても、誘電体組成物を高密度にすることができる。
また、本実施形態によれば、バリウムおよびストロンチウムから選ばれる少なくとも１つと、タンタルと、を主成分として含むことで、広い温度範囲において比誘電率が一定でなおかつ高い誘電体組成物を得ることができる。具体的には、本実施形態に係る誘電体組成物によれば、－５５～１５０℃の温度範囲において、６５以上の比誘電率を示すことができ、－７０～１８０℃の温度範囲において、６０以上の比誘電率を示すことができる。
また、本実施形態に係る誘電体組成物によれば、－５５～１５０℃の温度範囲において、基準温度を２５℃として、容量変化率を±２２％以内にできることから、Ｘ８Ｓ特性を満たすことができる。さらに、－７０～１８０℃の温度範囲において、基準温度を２５℃として、容量変化率を±２２％以内にできる。
また、本実施形態によれば、実質的にニオブ、アルカリ金属および鉛を含まず、高密度、高比誘電率、低誘電損失および高抵抗率を示す誘電体組成物を得ることができる。
タンタルを含み、なおかつニオブを実質的に含まない本実施形態に係る誘電体組成物は、タンタルを含まず、なおかつニオブを含む従来の誘電体組成物に比べて高比誘電率、低誘電損失および高抵抗率を示す傾向となる。その理由としては、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）は酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）に比べて酸素欠陥が生じにくいことが考えられる。
誘電特性は、絶縁体であることを前提とする特性である。したがって、誘電体組成物が半導体化または導体化しないように、誘電体組成物は高い抵抗を有していることが求められる。そして、上記の通り酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）は酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）に比べて酸素欠陥が生じにくい。言い換えると、価数の変化が制御されている。このため、抵抗率の低下が抑えられており、高い温度範囲において高い抵抗率を示すことができると考えられる。また、同様の理由から、低誘電損失を示すことができると考えられる。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々異なる態様で実施し得ることは勿論である。
上述した実施形態では、本発明に係る電子部品が積層セラミックコンデンサである場合について説明したが、本発明に係る電子部品は、積層セラミックコンデンサに限定されず、上述した誘電体組成物を有する電子部品であれば何でもよい。
たとえば、上述した誘電体組成物から成る単層の誘電体基板に一対の電極が形成された単板型のセラミックコンデンサであってもよい。
また、本発明に係る電子部品は、コンデンサの他、フィルター、ダイプレクサ、共振器、発信子、アンテナなどであってもよい。
以下、実施例および比較例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
［実験１］
＜試料番号１～１５、２１～２５＞
誘電体組成物の主成分の出発原料として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）および酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の粉末を準備した。焼成後の主成分の組成が表１または表２に記載の通りになるように、準備した主成分の出発原料を秤量した。
＜試料番号１～１５、２１～２５＞
誘電体組成物の主成分の出発原料として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）および酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の粉末を準備した。焼成後の主成分の組成が表１または表２に記載の通りになるように、準備した主成分の出発原料を秤量した。
また、誘電体組成物の副成分の出発原料として、表１および表２の各原料粉末を準備して焼成後の副成分の含有量が表１または表２に記載の通りになるように、準備した副成分の出発原料を秤量した。なお、試料番号１５については、酸化カルシウム（ＣａＯ）ではなく炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を準備した。また、「副成分の含有量」とは、「誘電体組成物の全量を１００質量部としたときの副成分を構成する元素の酸化物換算での含有量である。このとき、アルミニウムの原子価を３価、チタンの原子価を４価、バナジウムの原子価を４価、マグネシウムの原子価を２価、ケイ素の原子価を４価、カルシウムの原子価を２価として酸化物換算を行った。
次に、秤量した各粉末を、分散媒としてのイオン交換水を用いてボールミルにより湿式混合し、混合物を乾燥して混合原料粉末を得た。その後、得られた混合原料粉末を、大気中において保持温度９００℃、保持時間２時間の条件で熱処理を行い、主成分の仮焼き粉末を得た。
得られた主成分の仮焼き粉末を分散媒としてのイオン交換水を用いてボールミルにより湿式粉砕し、乾燥し、誘電体原料を得た。
得られた誘電体原料１００質量部に対して、バインダとしてのポリビニルアルコール樹脂を６質量部含む水溶液を１０質量部加えて造粒し、造粒粉を得た。
得られた造粒粉をφ１２ｍｍの金型に投入し、０．６ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で仮プレス成形し、さらに、１．２ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で本プレス成形して、円盤状のグリーン成型体を得た。
次いで、得られたグリーン成型体について、脱バインダ処理、焼成およびアニールを下記条件にて行って、素子本体を得た。
脱バインダ処理条件は、保持温度：４００℃、温度保持時間：２時間、雰囲気：空気中とした。
焼成条件は、保持温度：１４００℃、温度保持時間：２時間、雰囲気：加湿したＮ２＋Ｈ２混合ガス（酸素分圧が１０－１２ＭＰａ）とした。なお、焼成の際の雰囲気ガスの加湿には、ウェッターを用いた。
アニール条件は、保持温度：１０５０℃、温度保持時間：２時間、雰囲気ガス：加湿したＮ２ガス（酸素分圧：１０－７ＭＰａ）とした。なお、アニールの際の雰囲気ガスの加湿には、ウェッターを用いた。
得られた焼結体（誘電体組成物）の密度および比誘電率を下記の方法により調べた。なお、比誘電率の測定のために、上記の誘電体組成物（焼結体）にＩｎ－Ｇａ電極を塗布し、円盤状のセラミックコンデンサの試料（コンデンサ試料）を得た。
＜密度＞
誘電体組成物の密度は以下のようにして測定した。まず、誘電体組成物の体積Ｖを算出した。続いて、円盤状の誘電体組成物の質量ｍを測定し、ｍ／Ｖを計算することで誘電体組成物の密度を得た。結果を表１および表２に示す。
誘電体組成物の密度は以下のようにして測定した。まず、誘電体組成物の体積Ｖを算出した。続いて、円盤状の誘電体組成物の質量ｍを測定し、ｍ／Ｖを計算することで誘電体組成物の密度を得た。結果を表１および表２に示す。
なお、図２は、主成分がＢａＳｒＴａ４Ｏ１２の場合（試料番号５～８、１３～１５）における各副成分の密度を示すグラフである。「ＢａＳｒＴａ４Ｏ１２」は「（Ｂａ０．５Ｓｒ０．５）２Ｔａ４Ｏ１２」と同じ組成であり、一般式「｛ＢａｘＳｒ（１－ｘ）｝ｍＴａ４Ｏ１２」において、ｘ＝０．５、ｍ＝２の組成である。
＜比誘電率＞
コンデンサ試料に対し、室温（２０℃）において、デジタルＬＣＲメータ（ＹＨＰ社製４２８４Ａ）にて、周波数１ｋＨｚ、入力信号レベル（測定電圧）１Ｖｒｍｓの信号を入力し、静電容量Ｃを測定した。そして、比誘電率を、焼結体の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Ｃとに基づき算出した。結果を表１および表２に示す。
コンデンサ試料に対し、室温（２０℃）において、デジタルＬＣＲメータ（ＹＨＰ社製４２８４Ａ）にて、周波数１ｋＨｚ、入力信号レベル（測定電圧）１Ｖｒｍｓの信号を入力し、静電容量Ｃを測定した。そして、比誘電率を、焼結体の厚みと、有効電極面積と、測定の結果得られた静電容量Ｃとに基づき算出した。結果を表１および表２に示す。
図３は、主成分がＢａＳｒＴａ４Ｏ１２の場合（試料番号５～８、１３～１５）における各副成分の比誘電率を示すグラフである。
試料番号６について－７０～１８０℃の温度範囲において、１０℃刻みで比誘電率を測定した。結果を図４に示す。
表１、図２および図３より、副成分としてバナジウム、チタンまたはアルミニウムを含む場合（試料番号２～４、６～８、１０～１２）は、それ以外の場合（試料番号１、５、９、１３～１５）に比べて高密度および高比誘電率となることが確認できた。
表２より、アルミニウムの含有量が酸化物換算で０．５～１０質量部の場合（試料番号６、２１～２４）は、高密度および高比誘電率となり、アルミニウムの含有量が酸化物換算で１～５質量部の場合（試料番号６、２２および２３）は、より密度が高くなると共に、より比誘電率が高くなることが確認できた。
なお、試料番号２～４、６～８、１０～１２では、いずれの場合においても、－７０～１８０℃の温度範囲において、比誘電率が６０以上となることが確認できた。
図４に示すように、試料番号６は－５５～１５０℃の温度範囲において、基準温度を２５℃として、容量変化率が±２２％以内となることから、Ｘ８Ｓ特性を満たすことが確認できた。さらに、－７０～１８０℃の温度範囲において、基準温度を２５℃として、容量変化率が±２２％以内となることが確認できた。
［実験２］
＜試料番号３２、３４、３５、４２、４３＞
試料番号３２、３４、３５、４２および４３では、誘電体組成物の出発原料の成分および添加量を下記の通りとした以外は、実験１と同様にして誘電体組成物を得て、密度および比誘電率を調べた。また、得られた誘電体組成物について電子線回折を行い、電子線回折図形を分析することで結晶系を解析した。各試料の密度、比誘電率および結晶系を表３および４に示す。
＜試料番号３２、３４、３５、４２、４３＞
試料番号３２、３４、３５、４２および４３では、誘電体組成物の出発原料の成分および添加量を下記の通りとした以外は、実験１と同様にして誘電体組成物を得て、密度および比誘電率を調べた。また、得られた誘電体組成物について電子線回折を行い、電子線回折図形を分析することで結晶系を解析した。各試料の密度、比誘電率および結晶系を表３および４に示す。
すなわち、実験２では、誘電体組成物の主成分の出発原料として、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ３）および酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の粉末を準備した。焼成後の主成分の｛ＢａｘＳｒ（１－ｘ）｝ｍＴａ４Ｏ１２で表される組成が表３または表４に記載の通りになるように、準備した主成分の出発原料を秤量した。
表３および表４より、主成分が｛ＢａｘＳｒ（１－ｘ）｝ｍＴａ４Ｏ１２で表され、ｘは０．７５以下である場合（試料番号３２、６、３４、３５、１０、４２、３４、４３）も、高密度および高比誘電率となることが確認できた。
なお、試料番号３２、３４、３５、４２、３４、４３では、いずれの場合においても、－７０～１８０℃の温度範囲において、比誘電率が６０以上となることが確認できた。
１… 積層セラミックコンデンサ
１０… 素子本体
２… 誘電体層
３… 内部電極層
４… 外部電極
１０… 素子本体
２… 誘電体層
３… 内部電極層
４… 外部電極
Claims (4)
- バリウムおよびストロンチウムと、タンタルと、を主成分として含み、
バナジウム、チタンおよびアルミニウムからなる群から選ばれる少なくとも１つを副成分として含む誘電体組成物であって、
前記主成分は、前記誘電体組成物に含まれる酸素以外の元素を１００モル部としたとき、８０～１００モル部を占め、
前記主成分は｛Ｂａ x Ｓｒ (1-x) ｝ m Ｔａ 4 Ｏ 12 で表され、
ｘは０．１～０．７５であり、ｍは１．９～２．１であり、
前記誘電体組成物の全量を１００質量部としたとき、
バナジウム、チタンおよびアルミニウムの合計含有量はバナジウムの原子価を５価とし、チタンの原子価を４価とし、アルミニウムの原子価を３価としたときの酸化物換算で０．５～１０質量部である誘電体組成物。 - 酸素以外の元素を１００モル部としたとき、
ニオブ、アルカリ金属および鉛の合計が１０モル部以下である
請求項１に記載の誘電体組成物。 - 前記主成分の結晶の結晶系は正方晶系である請求項１または２に記載の誘電体組成物。
- 請求項１または２に記載の誘電体組成物を備える電子部品。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021007208A JP7534970B2 (ja) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 誘電体組成物および電子部品 |
| CN202111543043.0A CN114853472A (zh) | 2021-01-20 | 2021-12-16 | 电介质组合物及电子部件 |
| US17/558,077 US11873255B2 (en) | 2021-01-20 | 2021-12-21 | Dielectric composition and electronic component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021007208A JP7534970B2 (ja) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 誘電体組成物および電子部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022111644A JP2022111644A (ja) | 2022-08-01 |
| JP7534970B2 true JP7534970B2 (ja) | 2024-08-15 |
Family
ID=82406048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021007208A Active JP7534970B2 (ja) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 誘電体組成物および電子部品 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11873255B2 (ja) |
| JP (1) | JP7534970B2 (ja) |
| CN (1) | CN114853472A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7569695B2 (ja) | 2021-01-20 | 2024-10-18 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016869A (ja) | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Kyocera Corp | 誘電体磁器組成物 |
| JP2005502837A (ja) | 2001-09-07 | 2005-01-27 | アクチボラゲット エス ケイ エフ | ステアリングコラムのためのころがり軸受装置 |
| CN101074373A (zh) | 2007-03-22 | 2007-11-21 | 罗维鸿 | 用于短波发光二极管的立方结晶构造无机石榴石荧光粉及其制作方法 |
| JP2017071523A (ja) | 2015-10-06 | 2017-04-13 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000103671A (ja) | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Kyocera Corp | 誘電体磁器組成物 |
| JP2005145791A (ja) * | 2003-11-19 | 2005-06-09 | Tdk Corp | 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法 |
| JP5103761B2 (ja) * | 2005-08-26 | 2012-12-19 | Ｔｄｋ株式会社 | 電子部品、誘電体磁器組成物およびその製造方法 |
| JP4967964B2 (ja) * | 2007-09-28 | 2012-07-04 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器組成物および積層型電子部品 |
| JP2011162397A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物の製造方法および電子部品の製造方法 |
| JP5224074B2 (ja) * | 2010-08-04 | 2013-07-03 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミック、及び積層セラミックコンデンサ |
| CN108138307A (zh) * | 2015-10-02 | 2018-06-08 | Tdk株式会社 | 电介质薄膜、电容元件及电子部件 |
| JP7099212B2 (ja) * | 2018-09-13 | 2022-07-12 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
| JP7569695B2 (ja) * | 2021-01-20 | 2024-10-18 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
| US20230085744A1 (en) * | 2021-09-22 | 2023-03-23 | Tdk Corporation | Dielectric composition and electronic component |
-
2021
- 2021-01-20 JP JP2021007208A patent/JP7534970B2/ja active Active
- 2021-12-16 CN CN202111543043.0A patent/CN114853472A/zh active Pending
- 2021-12-21 US US17/558,077 patent/US11873255B2/en active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000016869A (ja) | 1998-06-30 | 2000-01-18 | Kyocera Corp | 誘電体磁器組成物 |
| JP2005502837A (ja) | 2001-09-07 | 2005-01-27 | アクチボラゲット エス ケイ エフ | ステアリングコラムのためのころがり軸受装置 |
| CN101074373A (zh) | 2007-03-22 | 2007-11-21 | 罗维鸿 | 用于短波发光二极管的立方结晶构造无机石榴石荧光粉及其制作方法 |
| JP2017071523A (ja) | 2015-10-06 | 2017-04-13 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Lu Li,Nishida Takashi, Echizen Masahiro Uchiyama Kiyoshi, Uraoka, Yukiharu，Annealing and composition effects of (BaxSr1-x)Ta2O6 Thin Films fabricated by Sol-Gel Method，Japanese journal of applied physics，2010年，Vol.49 No.2 part.2，09MA14/1-09MA14/4，10.1143/JJAP.49.09MA14 |
| Lu, Li; Nishida, Takashi; Echizen, Masahiro; Ishikawa, Yasuaki; Uchiyama, Kiyoshi; Uraoka, Yukiharu，Effects of Si and Ti impurities on electrical properties of sol-gel-derived amorphous SrTa2O6 thin films by UV/O3 treatment，Applied Physics A: Materials Science & Processing ，Vol.112 No.2，p.425-430 ，10.1007/s00339-012-7425-1 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022111644A (ja) | 2022-08-01 |
| US11873255B2 (en) | 2024-01-16 |
| CN114853472A (zh) | 2022-08-05 |
| US20220227673A1 (en) | 2022-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2018074290A1 (ja) | 誘電体磁器組成物及びセラミック電子部品 | |
| KR980009197A (ko) | 적층 세라믹 커패시터 | |
| JP2023114296A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| CN111954650B (zh) | 介电陶瓷组合物及陶瓷电子部件 | |
| JP7534970B2 (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP2020152622A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP7276659B2 (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| CN110894159B (zh) | 电介质组合物及电子部件 | |
| CN110894160B (zh) | 电介质组合物及电子部件 | |
| CN111954649B (zh) | 介电陶瓷组合物及陶瓷电子部件 | |
| JP7569695B2 (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| CN115910604A (zh) | 电介质组成物和电子部件 | |
| CN112441832B (zh) | 电介质组合物及电子部件 | |
| JP7310543B2 (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP3814401B2 (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP2023069307A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP2023045881A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP7036345B2 (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JP2023046256A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JPH11134941A (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP2024048975A (ja) | 誘電体組成物および電子部品 | |
| JPH0794022A (ja) | 誘電体材料およびセラミック部品 | |
| JPH0617265B2 (ja) | 誘電体磁器組成物の製造方法 | |
| JPH07101659B2 (ja) | 誘電体磁器組成物および積層コンデンサ素子 | |
| JPH08115615A (ja) | 誘電体磁器組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230810 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240322 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240507 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240705 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240723 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240802 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7534970 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |