JPH0265211A

JPH0265211A - 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: JPH0265211A
Application number: JP21697488A
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: JPH0514410B2

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］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め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　Ｃ０２）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が困難
であった。即ち、絶縁破壊電圧Ｖｂｄを例えば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／ｃｍ２程度に低下し、逆に容量Ｃを
０．７μＦ／ｃｍ２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０゜６μＦ　／　
ｃ　ｍ　２以上の還元再酸化型半導体磁器コンデンサを
得ることが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（７’）ＣｏＯ（酸化コバルト）とから成り、前記主
成分が８１．５〜９６゜５モル％のＢ１Ｔｉ０３（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Ｌａ２０３（酸化ランタン）と、Ｃｅ
（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、２．０〜１
１．５モル％のＴ　ｉＯ２（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、５００■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ために、Ｂ　ａ　Ｔ　ｚ　Ｏ３を２０００、ＯＯｇ　（９０，８
モル％）、Ｌａ２Ｏ３を２９．２３ｇ　（Ｌａに換算して１゜９モ
ル％）、Ｎｄ２Ｏ３を１２．７１ｇ　（Ｎｄに換算して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
％）、ＴｌＯ２を３９．２４ｇ　（５，２モル％）秤量した。

即ち、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３の９０．８モル％と、Ｌａ
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、ＴｉＯ２の５．２
モル％との和が１００モル％となるようにＢ　ａ　Ｔ　
１０　　　Ｌ　ａ　２０３、Ｎｄ３゛２０３、ＣｅＯＰｒ　　ＯＴｉＯ２を秤量２ゝ　　　　
２　３゛した。

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

なお、上記主成分の合計重量と４．４０ｇのＭｎＣ０３
との割合は、１００重量部の上記主成分と０．１重量部
のＭｎとの割合に対応する。まな、上記主成分の合計重
量と２．ＬｏｇのＣｏＯとの割合は、１００重量部の上
記主成分と０．１重量部のＣ，ｏ　Ｏとの割合に対応す
る。要するに、１゜０重量部の主成分に対してＭｎが０
．１重量部、ＣｏＯが０川重量部となるようにＭ　ｎ、
　ＣＯ３とＣｏＯ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練し、しがる後、外径１．５
ｍｍ、内径０．９ｍｍ、厚ミ０．３ｍｍ、長さ３．７ｍ
ｍの円筒状成型体を得な。

次に、得られた成型体を大気中１３２０’Ｃ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℃で１時間熱処理（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Ｎ２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°Ｃ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０７３　）ｔ、　Ｆ　／　ｃ　
ｍ　２、ｔ　ａ、　ｎδは３．２％、ＴＲは２、ｌＸ１
０４ＭΩ、Ｖｂｄは７００■であった。

なお、Ｃ及びｔａｎδは測定電圧０．１■、測定周波数
１　ｋＨｚ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Ｂ　
ａ　Ｔ　１０３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、Ｎ
ｄ、Ｓｍ、Ｙめ内の少なくとも１種から成る希土類元素
である。添加成分のＭｎ及びＣ。

Ｏ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
成物によれば、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが５００〜８００■
、単位面積当りの静電容量が０６〜０．８μＦ／ｃｍ２
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。

Ｌ　ａ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か目
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、Ｌａｃｒ）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　Ｔ　ｉ　０３を８１．５〜９６．５モル％の範
囲外及びＴ　１０２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が低下する。

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が困難になり、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
ことがきない。

従って、Ｍｎの好ましい範囲は０．０３〜０．３０重量
部である。

ＣｏＯは絶縁破壊電圧を高くする効果を有する。

しかし、ＣｏＯが０．０１重量部未満だと、改善効果を
ほとんど期待することができない。Ｃｏ。

が０．２０重量部よりも多くなると、焼結状態が悪くな
り、容量Ｃ５絶縁破壊電圧とも低下する。

従って、ＣｏＯ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
次の変形が可能なものである。

（１）　　ＭｎＣ０の代りにＭ　ｎ　Ｏ２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°Ｃ１還元性雰囲気の加熱処理温度を
９００〜１１８０°Ｃ１再酸化処理の温度を９００〜１
１００℃の範囲で変えることができる。

（３）　　Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏの代りにＢ　ａ、　ＣＯ
３とＴｉＯ２を出発材料としてもよい。

（４）　電極３，４の内の一方の下の誘電体層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ＣｏＯ（酸化コバルト）
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＿３（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、ＣｏＯに換算して０．０１〜０．２０重
量部のＣｏ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。