JPH0265210A

JPH0265210A - 還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物及び磁器

Info

Publication number: JPH0265210A
Application number: JP21697388A
Authority: JP
Inventors: Junichi Watanabe; 淳一渡辺; Katsuhiko Arai; 克彦荒井; Yasushi Inoue; 泰史井上; Koichiro Tsujiku; 浩一郎都竹
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-05
Also published as: JPH0514409B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野コ本発明は還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物及
び磁器に関する。

［従来の技術］半導体磁器コンデンサの１種として還元再酸化型半導体
磁器コンデンサが知られている。この還元再酸化型半導
体磁器コンデンサの誘電体はチタン酸バリウム系磁器か
ら成り、例えば特公昭６３２８４９２号公報に開示され
ているように、炭酸バリウム（Ｂ　ａ　ＣＯ２＞と酸化
チタン（ＴｉＯ２）と希土類元素の酸化物（Ｎｄ、Ｐｒ
、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｌａの酸化物の少なくとも
１種）と、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの内の少な
くとも１種の酸化物とから成る混合物（原料組成物）を
用意し、この成形体を形成し、これを酸化性雰囲気中で
焼結させ、得られた焼結体を還元性雰囲気で加熱処理し
、更に酸化性雰囲気中で加熱処理（再酸化処理）して得
る。

［発明が解決しようとする課題］上述の還元再酸化型半導体磁器コンデンサは、小型化、
大容量化が図れ、且つ高い耐電圧を得ることができると
いう特長を有する。しかし、従来の磁器組成物では高耐
電圧を保ったままより一層の大容量化を図ることか困難
であった。即ち、絶縁破壊電圧Ｖｂｄを例えは６００■
以上にしようとすると、単位面積当りの静電容量Ｃが０
．３〜０．６μＦ　／　ｃ　ｍ　”程度に低下し、逆に
容量Ｃを０．７μＦ　／　ｃ　ｍ　２以上にしようとす
ると、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが３００〜４００ｖ程度に低
下した。

そこで、本発明の目的は、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが５００
Ｖ以上、単位面積当りの静電容量Ｃが０６μＦ　／　ｃ
　ｍ　２以上の還元再酸化型半導体磁器コンデンサを得
ることか可能な磁器組成物及び磁器を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明は、１００００重量部
の主成分と、Ｍｎ（マンガン）に換算して０，０３〜０
．３０重量部のＭｎ化合物と、０．０１〜０．２０重量
部のＣｒＯ（酸化クロム）とから成り、前記主成分か８
１．５〜９６．５モル％のＢ　ｉＴ　ｉＯ３（チタン酸
バリウム）と、Ｌａ（ランタン）に換算して１，０〜４
．０モル％のＬ　ａ　２０３　＜酸化ランタン）と、Ｃ
ｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジ
ム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＹ（イツトリウム）の内
の少なくとも１種から成る希土類元素に換算して０．５
〜３．０モル％の前記希土類元素の酸化物と、２．０〜
１１．５モル％のＴ　ｚ　Ｏ２（酸化チタン）とから成
ることを特徴とする還元再酸化型半導体磁器コンデンサ
用磁器組成物に係わるものである。

なお、上記磁器組成物を焼成及び熱処理することにより
、請求項２に示す磁器を得ることができる。

［作　用］本発明に従う磁器組成物によって還元再酸化型半導体磁
器コンデンサを作製すると、５００ｖ以上の絶縁破壊電
圧Ｖｂｄを有し且つ０．６μＦ／ｃｍ２以上の単位面積
当りの静電容量Ｃを得ることができる。

［実施例コ次に、本発明の詳細な説明する。

第１表の試料Ｎｏ、　１の組成物の主成分を得るなめに
、ＢａＴｉＯ３を２０００．ＯＯｇ　（９０，８モル％）
、Ｌａ２Ｏ３を２９．２３ｇ　（Ｌａに換算して１゜９モ
ル％）、Ｎｄ２Ｏ３を１２．７１８　（ＮｄＧ：換算して０゜８
モル％）、Ｃｅ　Ｏ２を１１．３８ｇ　（Ｃｅに換算して０゜７モ
ル％）、Ｐｒ２Ｏ３を９．３４ｇ　（Ｐｒに換算して０゜６モル
％）、Ｔ　１０２を３９．２４ｇ　（５，２モル％）秤量した
。即ち、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３の９０．８モル％と、Ｌ
ａの１．９モル％と、Ｎｄの０．８モル％と、Ｃｅの０
．７モル％と、Ｐｒの０．６モル％と、Ｔ　１０２の５
．２モル％との和が１００モル％となるようにＢａＴｉ
Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２ｏ３、Ｃｅ　Ｏ２、Ｐｒ２Ｏ
３、Ｔ　ｉ　Ｏ２を秤量した。

また、添加成分としてＭ　ｎ　ＣＯ３（炭酸マンガン）
を４．４０ｇ、ＣｒＯを２．１０ｇ秤量した。

なお、上記主成分の合計重量と４．４０ｇのＭｎＣＯ３
との割合は、１００重量部の上記主成分と０．３重量部
のＭｎとめ割合に対応する。また、上記主成分の合計重
量と２、ＬｏｇのＣｒＯとの割合は、１００重量部の上
記主成分と０．１重量部のＣｒ　Ｏとの割合に対応する
。要するに、１００重量部の主成分に対してＭｎか０，
１重量部、Ｃ１−０か０，１重量部となるようにＭ　ｎ
、　Ｃ０３とＣｒＯとを秤量した。

次に、上記主成分及び添加成分を湿式混合し、脱水乾燥
後有機バインダを入れて混疎し、しかる後、外径１．５
ｍＩｎ、内径０．９ｍｍ、厚み０．３ｍｍ、長さ３．７
ｍｍの円筒状成型体を得な。

次に、得られた成型体を大気中１３２０℃で２時間焼成
して誘電体（絶縁体）磁器の焼結体を得、この誘電体磁
器を還元性雰囲気中１０５０°Ｃで２時間熱処理（半導
体化処理）して半導体磁器に変化させ、更に得られた半
導体磁器を大気中９７０°Ｃで１時間然処理（再酸化処
理）を行って図面で原理的に示すように半導体磁器１の
表面に誘電体層２を作った。なお、半導体磁器１の組成
は原料組成に対応している。また、表面誘電体層２は半
導体磁器１の酸化物から成る。

次に、表面誘電体層２の上に銀（Ａｇ）ペーストを塗布
し、８５０℃で１０分間焼付けることによって一対の電
極３．４を形成し、半導体磁器コンデンサを完成させた
。

得られたコンデンサの電極３，４にそれぞれリード線を
半田付けし、単位面積当りの静電容量Ｃ１ｔａｎδ、絶
縁抵抗ＩＲ２絶縁破壊電圧Ｖｂｄを測定したところ、第
２表に示すように、Ｃは０゜７２　μＦ　／　ｃ　ｍ　
２、ｔａｎδは３．２％、ＩＲは２Ｘ１０４ＭΩ、Ｖｂ
ｄは７００■であった。

なお、Ｃ及びｔａｎδは測定電圧０．１■、測定周波数
１ｋＨ２の条件で測定し、ＩＲ，は直流電圧５０Ｖを１
５秒間印加した後に測定し、Ｖｂｄは直流昇圧破壊方式
で測定した。

試料Ｎｏ、　２〜３９においても、組成を第１表に示す
ように変えた他は試料Ｎｏ、　１と同一方法でコンデン
サを作り、同一方法で電気的特性を測定した。

磁器組成物の組成を示す第１表において、主成分のＢａ
Ｔｉ０　　とＬａとＸとＴ　］　０２はモル％で示され
ている。主成分に含まれているＸはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、
Ｓｍ、Ｙの内の少なくとも１種から成る希土類元素であ
る。添加成分のＭｎ及びＣｒＯは主成分１００重量部に
対する添加重量部で示されている。

第１表及び第２表から明らかなように、本発明に従う組
成物によれは、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが５００〜８００■
、単位面積当りの静電容量が０゜６〜０．８μＦ　／　
ｃ　ｍ　”のコンデンサを得ることかできる。

一方、試料Ｎｏ、　２．６．２０．２１．２３．２６．
２７．３０．３１．３５．３６．３９では本発明の目的
を達成することかできない。従って、これ等は本発明の
範囲外のものであり、比較例として掲載されている。

次に組成の限定理由を説明する。

Ｌａか１．０モル％未満になると、Ｌａの添加効果が小
さくなり過ぎてコンデンサの絶縁破壊電圧Ｖｂｄが目標
値よりも低くなる。一方、Ｌａが４．０モル％よりも多
くなると、表面誘電体層２の誘電率が低くなり、単位面
積当りの静電容量Ｃが目標値よりも小さくなる。従って
、Ｌａの好ましい範囲は１．０〜４．０モル％である。

Ｘ　（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｙの少なくとも１種）
が１種又は複数種の合計で０．５モル％未溝になると、
表面誘電体層２の誘電率を上げる効果を十分に得ること
ができなくなり、静電容量Ｃが目標値未満になる。一方
、Ｘが３．０モル％よりも多くなると、絶縁破壊電圧Ｖ
ｂｄが目標値よりも低くなる。従ってＸの好ましい範囲
は０．５〜３．０モル％である。

Ｂ　ａ　７１０３を８１．５〜９６．５モル％の範囲外
及びＴ　ｊＯ２を２．０〜１１．５モル％の範囲外にす
ると、焼結性が悪くなり、静電容量Ｃ及び絶縁破壊電圧
Ｖｂｄか低下する。

Ｍｎを０，０３重量部未満にすると、表面誘電体層２を
均一に形成することか困難になり、絶縁破壊電圧Ｖｂｄ
が低下する。Ｍｎを０．３０重量部よりも多くすると、
表面誘電体層２を薄く形成することが困難になり、絶縁
破壊電圧Ｖｂｄを高く保ったまま静電容量Ｃを高くする
ことかきない。

従って、Ｍｎの好ましい範囲は０，０３〜０，３０重量
部である。

ＣｒＯは絶縁破壊電圧を高くする効果を有する。

しかしＣｒＯか０．０１重量部未満だと、その改１つ善効果をほとんど期待することができない。ＣｒＯが０
，２０重量部よりも多くなると、焼結状態か悪くなり、
容量、絶縁破壊電圧とも低下する。

従って、ＣｒＯの好ましい範囲は０．０１〜０゜２０重
量部である。

［変形例］本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形か可能なものである。

（１）　　ＭｎＣ０の代りにＭ　ｎ　０２を使用しても
よい。

（２）　酸化性雰囲気による焼成（焼結）時の温度を１
２６０〜１４００℃、還元性雰囲気の加熱処理温度を９
００〜１１８０℃、再酸化処理め温度を９００〜１１０
０℃の範囲で変えることができる。

（３）　　ＢａＴｊＯの代りにＢ　ａ　ＣＯ３とＴｉＯ
２を出発材料としてもよい。

（４）　電極３，４の内の一方の下め誘電体層２を省く
ことができる。

［発明の効果］上述のように本発明によれば、絶縁破壊電圧が５００ｖ
以上、単位面積当りの静電容量が０，６μＦ／ｃｍ２以
上の半導体磁器コンデンサを提供することが可能になる
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係わる磁器コンデンサを原理的
に示す断面図である。１・・・半導体磁器、２・・・表面誘電体層、３．４・
・・電極。

Claims

【特許請求の範囲】［１］１００．００重量部の主成分と、Ｍｎ（マンガン
）に換算して０．０３〜０．３０重量部のＭｎ化合物と
、０．０１〜０．２０重量部のＣｒＯ（酸化クロム）と
から成り、前記主成分が８１．５〜９６．５モル％のＢａＴｉＯ＿
３（チタン酸バリウム）と、Ｌａ（ランタン）に換算し
て１．０〜４．０モル％のＬａ＿２Ｏ＿２（酸化ランタ
ン）と、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎ
ｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＹ（イットリ
ウム）の内の少なくとも１種から成る希土類元素に換算
して０．５〜３．０モル％の前記希土類元素の酸化物と
、２．０〜１１．５モル％のＴｉＯ＿２（酸化チタン）
とから成ることを特徴とする還元再酸化型半導体コンデ
ンサ用磁器組成物。［２］１００重量部の主成分と、０．０３〜０．３０重
量部のＭｎと、ＣｒＯに換算して０．０１〜０．２０重
量部のＣｒとを含有している半導体磁器と、前記半導体
磁器の表面に形成された前記半導体磁器の酸化物から成
る誘電体層とから成り、前記主成分が８１．５〜９６．５モル％のＢａＴｉＯ＿
３と、１．０〜４．０モル％のＬａと、０．５〜３．０
モル％のＸ（但し、ＸはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ及びＹ
の内の少なくとも１種の希土類元素）と、ＴｉＯ＿２に
換算して２．０〜１１．５モル％のＴｉとを含むもので
あることを特徴とする還元再酸化型半導体コンデンサ用
磁器。