JPH0282409A - 複合セラミック誘電体およびその製造方法 - Google Patents

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、コンデンサ素体に用いる高誘電率磁器の製造
方法に関するもので、異なる特性を有する誘電体を複合
して一体化することにより新たな特性を有する誘電体を
製造する方法に関する。

（従来の技術） チタン酸バリウムＢａＴ　ｉ　Ｏｌに代表されるセラミ
ック誘電体は、周知のように、高誘電率を有することか
ら、コンデンサ素体として広く用いられている。

従来では、セラミック誘電体の誘電率を大きくし、温度
変化に対する誘電率の変化量（温度依存性）をなるべく
少なくするために以下のような操作を行なっている。

例えば高純度チタン酸バリウムについて説明すると、高
純度チタン酸バリウムは室温付近（−２５℃〜＋８５℃
）で必ずしも誘電率は高くなく、温度依存性も充分に小
さいとは言えない。そのため、チタン酸バリウムに５ｒ
ＴｉＯ：＋　、Ｃａ５ｎＯ＊　、ＢａＺｒ０：＋等のシ
フタを添加することにより、室温付近で比誘電率を１０
０００程度に上げる。しかし、この場合には、比誘電率
の温度依存性が大きくなってしまうため、デブレッサを
添加することにより、比誘電率を１０００以下に抑える
代わりに温度依存性を小さくしている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、近年の電子技術の発達にともない、高誘電率で
かつ温度範囲一２５〜＋８５℃で誘電率の温度係数が数
１１００ｐｐ／’Ｃ以下になるような温度依存性の小さ
な誘電材料が要求されている。

ところが、このような温度範囲一２５〜＋８５℃で誘電
率の温度係数が数１１００ｐｐ／”Ｃ以下の小さな温度
依存性のものでかつ比誘電率が１０００以上の高誘電率
をもつ誘電体は知られていない。

本発明者らは、鋭意研究した結果、高誘電率を損なうこ
となくかつ所望の温度係数を有する複合セラミック誘電
体を製造することのできる製造方法を見出した。

本発明は、高誘電率を有しかつ所望の温度係数を有する
複合セラミック誘電体およびその製造方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） そのために、本発明の第１発明の複合セラミック誘電体
は、異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体層
を直列または並列に接合したことを特徴とする。

本発明の第２発明の複合セラミック誘電体の製造方法は
、異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体の粉
末原料を水平方向または鉛直方向に層状になるように金
型に入れ、これらの複合層を一体的に圧縮成形すること
を特徴とする。

本発明の第３発明の複合セラミック誘電体の製造方法は
、金型の下型内に薄板状のスペーサを衝立状に配置し、
前記スペーサにより仕切られた下型内の各領域にそれぞ
れ異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体の粉
末原料を入れた後、前記スペーサを下型から抜き取り、
この下型に上型を嵌め合せて前記粉末原料を圧縮成形す
ることを特徴とする。

（実施例） 本発明の実施例について説明する。

及立廻ユ 第１表に示す組成ｌおよび組成２の粉体原料を湿式ボー
ルミルにより混合し、１１５０℃で３時間仮焼した後、
バインダとしてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を粉体
原料１００部に対して２部添加し、ボールミルで充分混
合し泥漿を調製した。

第１表 得られた泥漿をスプレードライヤにより乾燥、造粒をし
、平均粒径約８０μｍの均一な粉体を得た。

得られた組成ｌまたは組成２の粉体を第１図に示すよう
な金型１の各領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに分配して投入した。

第１図において、金型１は環状の枠型２と基台になる下
型３と円盤状の上型４とからなり、仕切り板の機能を有
するスペーサ５．６．７により仕切られる領域Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄの横断面が同一面積になるように４分割しである
。金型ｌの直径は約２０ｍｍである。これらの各領域Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄに投入する粉体試料の割合は、第２表に示
す通りであり、各領域Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄにそれぞれ同量ず
つ投入した。

（以下余白） 次に第１図に示す状態で金型ｌに軽く振動を与えた後、
スペーサ５，６．７を引き抜き、上型４を載せ、１００
ＭＰａの圧力で加圧成形した。こうして直径的２０ｍｍ
、厚さ４ｍｍの円板状成形体からなる試料を得た６ 得られた試料を焼成した。焼成は、７００℃で２時間保
持した後、１５００℃で２時間大気中で焼成した。焼成
体は、試料の両表面を＃１０００の研磨剤を用いて研磨
した後、両表面に銀電極をスクリーン印刷し、８００℃
で焼き付けてコンデンサ素体を得た。

得られたコンデンサ素体の模式図は、第３図に示すよう
に、コンデンサＣ８とコンデンサＣ２の並列構造をとる
。

このコンデンサ素体について比誘電率ε「、誘電損失し
ａｎδ、温度係数ＴＣ等の誘電特性の測定を行なった。

試料の温度特性は、−２５〜＋８５℃の間の５点で誘電
率を測定し、誘電特性の実験結果は第２測定器には、イ
ンピーダンスアナライザを用いた。試料の温度特性は、
−２５〜＋８５°Ｃの間の５点で誘電率を測定した。誘
電特性の実験結果は第２表に示すとおりである。測定値
は１ｋＨｚの値を示す。温度特性の結果については第２
図に示すグラフのとおりである。

第２表において、試験Ｎｏ、ＩおよびＮｏ、６から明ら
かなように、−２５〜＋８５℃の範囲での温度係数は、
組成ｌでは＋３３０００ｐｐｍ／’Ｃ５組成２では一１
１５００ｐｐｍ／”Ｃであるが、試験Ｎ　ｏ、　２〜５
示すように、組成１と組成２とを組み合わせて複合層と
することにより、第２図に示すグラフのように、比誘電
率の温度係数についてほぼ完全な加成性が成立すること
を見出した。

さらに、試験Ｎｏ、２〜５においては、組成の異なるセ
ラミック材料を接合した複合層を構成しているが、この
場合、内部応力の発生による試料の破壊は生じなかった
。、これは、組成ｌと組成２の【ド味での焼結挙動が類
似しているためであると推定される。

火胤■遣 実施例２は、実施例１で示した組成ｌおよび組成２の粉
体を、第４図に示すように、金型１の上層Ｇと下層Ｈの
２層になるように成形した。組成ｌと組成２との割合は
、ｌ：ｌの比率とし、以後の操作は、実施例１と同様の
手順でコンデンサ素体を得た。

誘電特性の結果は、第３表および第５図に示すとおりで
あった。

第３表 誘電特性としての誘電比率εｒおよび誘電損失ｔａｎδ
は、第３表に示すとおりであった。この実施例２で得ら
れたコンデンサ素体の構造は、その模式図が第６図に示
されるように、コンデンサＣとコンデンサＣ２との直列
構造になっているため、第５図に示すように、温度特性
の加成性は成立しない。

Ｘ胤且ユ 実施例３では、実施例１に示した調合と同量の調合で粉
体原料を湿式ボールミルで充分混合した後、１２０℃で
乾燥し、１１５０’Ｃで３時間仮焼し、再びボールミル
で解砕した後、乾燥し粉体な得た。

この粉体１００部に対し押出成形用バイン７１０品を添
加し、適蚤の蒸留水を加え、ニーダで混練することによ
り、組成１からなる第１の坏土および組成２からなる第
２の坏土を得た。

次に、第７図に示すように、押出成形機１０の坏土投入
口１１．１２にそれぞれ第１、第２の坏土を矢印ａ、ｂ
；Ｉｈに入れ、環状の成形口金ｍ１４にて第１、第２の
坏土を互いに押圧しながら丸棒状に押出す。押出された
方向に丸棒状の坏土１６．１７を直径０．３ｍｍのピア
ノ線で約３ｍｍの厚みにスライスし、これにより直径的
１５ｍｍの円板状成形体を得た。

この成形体を１２０℃で一昼夜乾燥した後７００′Ｃで
５時間保持し、１４６０℃で３時間焼成を行った。得ら
れた円板状の焼成体の両表面を＃１０００の研磨剤を用
いて研磨し、研磨した両表面に銀電極を焼き付けた。

この焼成体について、実施例１と同様の方法により誘電
特性を測定したところ、 比誘電率　εｒ　　＝３４５３ 誘電損失　しａｎδ＝０．００４ であった。この結果から実施例１における試験ＮＯ６３
の結果に対応する値が得られたことがわかった。

この第３の実施例で得られた焼成体のコンデンサ素体の
模式図は、第３図に示すものと同様である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の複合セラミック誘電体に
よれば、組成の異なるセラミック誘電材料の複合層をも
つ構造にしたので、高誘電率でありかつ誘電率の温度依
存性が低いコンデンサ素体を得ることができるという効
果がある。

また正の温度特性と負の温度特性の材料を複合化し、そ
れぞれの配合比を変更するだけで高誘電率でかつ任意の
温度特性をもつコンデンサ素体が得られるという効果が
ある。

さらには、本発明の複合セラミツク１誘電体の製造方法
によれば、製造に際して、比；咬的簡単な設備で複合セ
ラミック誘電体を製造でき、生産性が高められるという
効果がある。

第７図は本発明の第３の実施例を製造するときに用いた
真空押出成形機を表わす概略図である。

金型、 下型、 上型、 スペーサ。

【図面の簡単な説明】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体
   層を直列または並列に接合したことを特徴とする複合セ
   ラミック誘電体。
2. （２）異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体
   の粉末原料を水平方向または鉛直方向に層状になるよう
   に金型に入れ、これらの複合層を一体的に圧縮成形する
   ことを特徴とする複合セラミック誘電体の製造方法。
3. （３）金型の下型内に薄板状のスペーサを衝立状に配置
   し、前記スペーサにより仕切られた下型内の各領域にそ
   れぞれ異なる誘電特性を有する複数のセラミック誘電体
   の粉末原料を入れた後、前記スペーサを下型から抜き取
   り、この下型に上型を嵌め合せて前記粉末原料を圧縮成
   形することを特徴とする複合セラミック誘電体の製造方
   法。