JPH0415604B2 - - Google Patents
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- JPH0415604B2 JPH0415604B2 JP60073669A JP7366985A JPH0415604B2 JP H0415604 B2 JPH0415604 B2 JP H0415604B2 JP 60073669 A JP60073669 A JP 60073669A JP 7366985 A JP7366985 A JP 7366985A JP H0415604 B2 JPH0415604 B2 JP H0415604B2
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Description
産業上の利用分野
本発明は、大きいＱ値および容量の温度係数ほ
ぼ０を有する低温焼成のモノリシツクセラミツク
コンデンサ、およびさらに詳しくは、安価な低融
点合金埋設電極とともに使用するのに適当であ
る、低温焼成形チタン酸マグネシウムをベースと
するセラミツクに関する。 従来の技術 チタン酸マグネシウムは、低い誘電率(K)、低い
容量−温度係数（TCC）および高いクオリテイ
ーフアクター（Ｑ）が得られるコンデンサ誘電体
として使用されていた。コンデンサのＱは、測定
周波数における容量リアクタンス対等価直列抵抗
の比と定義される。誘電正接（DF）はＱの逆数
である。 また、米国特許明細書第4308570号にバーン
（Burn）により記載されたように、不還元性のチ
タン酸マグネシウムと不還元性の硼酸アルカリ土
類金属とを合し、同時焼成された銅電極を有する
モノリシツクセラミツクコンデンサのブロツクを
形成することが公知である。これらコンデンサ
は、銅の溶融および銅の酸化を回避するため、
O210-11気圧の酸素分圧の雰囲気中で1050℃で焼
成される。この不還元性のガラスセラミツクは、
その酸素原子をこのような焼成中に維持すること
が可能であり、従つて、代表的にまずコンデンサ
のＱの低減として表わされる半導体化を全く示さ
ない。しかしながら、たとえこのような安価なコ
ンデンサのＱが極めて大きく、1MHzで約3500で
あるとしても、さらに大きい容量Ｑが必要とされ
る若干の用途がある。 問題点を解決するための手段 本発明によるモノリシツクセラミツクコンデン
サは、1MHzで最低5000のＱを有し、緊密に焼成
されたセラミツクブロツクおよび前記ブロツク中
に埋設された最低１つのシート電極より成り、前
記最低１つの電極が１つのブロツク面に延び、前
記ブロツクが前記埋設された電極と同時焼成され
ており；前記ブロツクが高温焼成形のセラミツク
組成物92〜98重量％および低温焼成形の硼酸塩フ
ラツクス８〜２重量％より成り、前記高温焼成形
セラツク組成物が実質的にチタン酸マグネシウム
亜鉛90〜95重量％およびチタン酸カルシウム10〜
５重量％より成ることを特徴とする。 効 果 本発明の利点は、クオリテイフアクターＱ最低
5000（1MHz）を有するモノリシツクセラミツクコ
ンデンサが得られることである。他の利点は、−
55℃〜＋125℃にわたり約60ppm／℃を下廻る
TCCを有するこのようなコンデンサが得られる
ことである。他の利点は、チタン酸マグネシウム
亜鉛および、誘電体ブロツクに適当であるが、但
しわずかな量のガラスを使用し、空気中焼成可能
な構造を有するこのようなコンデンサが得られる
ことである。 実施例 以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。 第１図は、耐還元性のガラスセラミツクブロツ
ク１０とともにその中に埋設された１方の電極１
１、埋設電極１１のための外部接点１２、および
ブロツク１０と接触しかつ埋設電極１１と容量関
係にある他の電極１３を有するモノリシツクコン
デンサの断面図である。 第２図は、ガラスセラミツクブロツク２０、そ
の中に埋設された１群の電極２１とともにこれら
と容量関係で埋設された他の群の電極２２を有す
るモノリシツクコンデンサの断面図である。外部
端子２３および２４が、電極群２１および電極群
２２にそれぞれ結合されている。 一般に、本発明のモノリシツクセラミツクコン
デンサは、高温焼成形の結晶性組成物92〜98重量
パーセントおよび、低いブロツク焼結温度を得る
ための低温焼成形の硼酸塩フラツクス８〜２重量
％より成るコンデンサブロツク中で同時焼成され
た１つまたはそれ以上の低融点埋設電極を含有す
る。従つて、埋設電極の耐火温度を下廻る焼成温
度が可能である。 高温焼成形の結晶性組成物は、チタン酸マグネ
シウム亜鉛90〜95重量パーセントおよびチタン酸
カルシウム10〜５重量パーセントより成る。チタ
ン酸マグネシウム亜鉛は、式：MgxZnyTiO3を
有し、有利に式中ｘが0.5〜0.85およびｙが0.2〜
0.4である組成物から選択される。さらに詳しく
は、有利に、式中ｘが0.67およびｙが0.33である
組成物が単一相のチタン酸マグネシウム亜鉛を生
じ、これがエツクス線分光測光またはエレクトロ
ンマイクロプローブにより容易に同定されかつ製
造中の制御が簡単かつ容易である。 本発明の第１の有利な実施例において、第１図
および第２図におけるよなモノリシツクセラミツ
クコンデンサは、70Ag30Pd（重量比）合金より
成る埋設電極を有する。この合金は、約1150℃の
融点を有する。このコンデンサのブロツクは、
93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）（重量比）
より成る高温焼成形の結晶性成分96重量パーセン
ト、およびガラス状のフラツクス相、すなわち
CdO：2ZnO：B2O3（記号：はこれら酸化物のモ
ル比を示す）４重量パーセントより成る。 この種の多数の試験用コンデンサを、構造的に
第２図の多層埋設コンデンサに類似に製造した。
若干のものが定格容量30Pfを有し、かつ他のも
のが大きいブロツクとともに定格容量300pfを有
する。これらコンデンサは、1MHzで9000〜11000
のＱを有する。TCCは、−55℃で正、すなわちＰ
±5ppm／℃であり、かつ＋125℃でP30±
5ppm／℃である。誘電率は約20である。これら
データを、第１表中に例28としてまとめた。 前述と同種の試験用コンデンサは、セラミツク
コンパウンドMg2/3Zn1/3TiO3が得られる割合の
MgCO3、ZnOおよびTiO2に加え、分配される前
記6.6重量パーセントのCaTiO3の量および割合の
CaOおよびTiO2の電子工学グレードの粉末をは
じめに１時間ボールミル粉砕することにより製造
する。その後に、粉砕された粉末を、乾燥し、造
粒しかつ1150〜1200℃で〓焼した。その後に、こ
のものを平均粒径約1.5ミクロンになるまで噴射
微粉砕した。その後に、得られ粉末にフラツクス
の酸化物成分粉末を混合した。この粉末混合物を
有機フラツクスビヒクルおよび結合剤混合物とボ
ールミル中で合しかつ再び６時間粉砕した。この
粉砕された材料からスラリーを製造し、これを薄
いシートに成形しかつ乾燥した。銀およびパラジ
ウムを含有する電極用インキを、若干のこれらシ
ートにスクリーン印刷した。集積体をこれら印刷
シートから形成し、かつ最低１枚の未印刷シート
をこの集積体頂部の印刷電極上に載置した。この
集積体をチツプにダイス切断し、かつこれらチツ
プを800℃に加熱して残存有機材料を除去した。
これらチツプを２ 1/2時間1100℃で密閉坩堝中で
焼成し、完全に出来上つた緊密な無孔質ブロツク
を製造しかつ同時に電極膜およびブロツクの両者
を焼結した。 第２の有利な実施例において、モノリシツクセ
ラミツクコンデンサは70Ag30Pd合金より成る埋
設電極を有する。このブロツクは、高温焼成形成
分：93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）97重量
パーセントおよびガラス相、すなわち2/3MgO：
１／３ZnO：B2O3（または2MgO：ZnO：3B2O3）３
重量パーセントより成る。この材料より成るモノ
リシツクコンデンサは、以下の例21のデータをベ
ースとしてQ10000以上およびTCC±30ppm／℃
以内を有するものと期待された。 多数のウエーハコンデンサを、誘電体組成変動
の電気的パラメータに対する相対的効果を測定す
るため製造した。 原料粉末より成るスラリーを、板ガラス上にド
クターブレード法を使用し流延した。流延シート
を乾燥する際に、約10mm×10mm×0.5mmの正方形
に切断した。有機結合剤を、２時間800℃で加熱
することにより除去した。これら四角片を、密閉
坩堝中で1100℃（他に別記しない限り）で２ 1/2
時間焼成した。その後に銀電極を各焼成四角片の
対向主面に施こした。全ての試験材料の誘電率は
約20であり、かつこれらウエーハのキヤパシタン
ス値は、TCCおよびＱ（またはDF）の絶対測定
を行なうことが不可能である程度にわずかであ
る；但しウエーハコンデンサ特性の相対差が、
種々の配合の相対的特性の確実な表示を提供す
る。 第１表にそのデータをまとめた例１〜22におい
て、誘電体の高温焼成形の成分は、前記第１の有
利な実施例の93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6
（CaTiO3）である。
ぼ０を有する低温焼成のモノリシツクセラミツク
コンデンサ、およびさらに詳しくは、安価な低融
点合金埋設電極とともに使用するのに適当であ
る、低温焼成形チタン酸マグネシウムをベースと
するセラミツクに関する。 従来の技術 チタン酸マグネシウムは、低い誘電率(K)、低い
容量−温度係数（TCC）および高いクオリテイ
ーフアクター（Ｑ）が得られるコンデンサ誘電体
として使用されていた。コンデンサのＱは、測定
周波数における容量リアクタンス対等価直列抵抗
の比と定義される。誘電正接（DF）はＱの逆数
である。 また、米国特許明細書第4308570号にバーン
（Burn）により記載されたように、不還元性のチ
タン酸マグネシウムと不還元性の硼酸アルカリ土
類金属とを合し、同時焼成された銅電極を有する
モノリシツクセラミツクコンデンサのブロツクを
形成することが公知である。これらコンデンサ
は、銅の溶融および銅の酸化を回避するため、
O210-11気圧の酸素分圧の雰囲気中で1050℃で焼
成される。この不還元性のガラスセラミツクは、
その酸素原子をこのような焼成中に維持すること
が可能であり、従つて、代表的にまずコンデンサ
のＱの低減として表わされる半導体化を全く示さ
ない。しかしながら、たとえこのような安価なコ
ンデンサのＱが極めて大きく、1MHzで約3500で
あるとしても、さらに大きい容量Ｑが必要とされ
る若干の用途がある。 問題点を解決するための手段 本発明によるモノリシツクセラミツクコンデン
サは、1MHzで最低5000のＱを有し、緊密に焼成
されたセラミツクブロツクおよび前記ブロツク中
に埋設された最低１つのシート電極より成り、前
記最低１つの電極が１つのブロツク面に延び、前
記ブロツクが前記埋設された電極と同時焼成され
ており；前記ブロツクが高温焼成形のセラミツク
組成物92〜98重量％および低温焼成形の硼酸塩フ
ラツクス８〜２重量％より成り、前記高温焼成形
セラツク組成物が実質的にチタン酸マグネシウム
亜鉛90〜95重量％およびチタン酸カルシウム10〜
５重量％より成ることを特徴とする。 効 果 本発明の利点は、クオリテイフアクターＱ最低
5000（1MHz）を有するモノリシツクセラミツクコ
ンデンサが得られることである。他の利点は、−
55℃〜＋125℃にわたり約60ppm／℃を下廻る
TCCを有するこのようなコンデンサが得られる
ことである。他の利点は、チタン酸マグネシウム
亜鉛および、誘電体ブロツクに適当であるが、但
しわずかな量のガラスを使用し、空気中焼成可能
な構造を有するこのようなコンデンサが得られる
ことである。 実施例 以下に、本発明を図面実施例につき詳説する。 第１図は、耐還元性のガラスセラミツクブロツ
ク１０とともにその中に埋設された１方の電極１
１、埋設電極１１のための外部接点１２、および
ブロツク１０と接触しかつ埋設電極１１と容量関
係にある他の電極１３を有するモノリシツクコン
デンサの断面図である。 第２図は、ガラスセラミツクブロツク２０、そ
の中に埋設された１群の電極２１とともにこれら
と容量関係で埋設された他の群の電極２２を有す
るモノリシツクコンデンサの断面図である。外部
端子２３および２４が、電極群２１および電極群
２２にそれぞれ結合されている。 一般に、本発明のモノリシツクセラミツクコン
デンサは、高温焼成形の結晶性組成物92〜98重量
パーセントおよび、低いブロツク焼結温度を得る
ための低温焼成形の硼酸塩フラツクス８〜２重量
％より成るコンデンサブロツク中で同時焼成され
た１つまたはそれ以上の低融点埋設電極を含有す
る。従つて、埋設電極の耐火温度を下廻る焼成温
度が可能である。 高温焼成形の結晶性組成物は、チタン酸マグネ
シウム亜鉛90〜95重量パーセントおよびチタン酸
カルシウム10〜５重量パーセントより成る。チタ
ン酸マグネシウム亜鉛は、式：MgxZnyTiO3を
有し、有利に式中ｘが0.5〜0.85およびｙが0.2〜
0.4である組成物から選択される。さらに詳しく
は、有利に、式中ｘが0.67およびｙが0.33である
組成物が単一相のチタン酸マグネシウム亜鉛を生
じ、これがエツクス線分光測光またはエレクトロ
ンマイクロプローブにより容易に同定されかつ製
造中の制御が簡単かつ容易である。 本発明の第１の有利な実施例において、第１図
および第２図におけるよなモノリシツクセラミツ
クコンデンサは、70Ag30Pd（重量比）合金より
成る埋設電極を有する。この合金は、約1150℃の
融点を有する。このコンデンサのブロツクは、
93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）（重量比）
より成る高温焼成形の結晶性成分96重量パーセン
ト、およびガラス状のフラツクス相、すなわち
CdO：2ZnO：B2O3（記号：はこれら酸化物のモ
ル比を示す）４重量パーセントより成る。 この種の多数の試験用コンデンサを、構造的に
第２図の多層埋設コンデンサに類似に製造した。
若干のものが定格容量30Pfを有し、かつ他のも
のが大きいブロツクとともに定格容量300pfを有
する。これらコンデンサは、1MHzで9000〜11000
のＱを有する。TCCは、−55℃で正、すなわちＰ
±5ppm／℃であり、かつ＋125℃でP30±
5ppm／℃である。誘電率は約20である。これら
データを、第１表中に例28としてまとめた。 前述と同種の試験用コンデンサは、セラミツク
コンパウンドMg2/3Zn1/3TiO3が得られる割合の
MgCO3、ZnOおよびTiO2に加え、分配される前
記6.6重量パーセントのCaTiO3の量および割合の
CaOおよびTiO2の電子工学グレードの粉末をは
じめに１時間ボールミル粉砕することにより製造
する。その後に、粉砕された粉末を、乾燥し、造
粒しかつ1150〜1200℃で〓焼した。その後に、こ
のものを平均粒径約1.5ミクロンになるまで噴射
微粉砕した。その後に、得られ粉末にフラツクス
の酸化物成分粉末を混合した。この粉末混合物を
有機フラツクスビヒクルおよび結合剤混合物とボ
ールミル中で合しかつ再び６時間粉砕した。この
粉砕された材料からスラリーを製造し、これを薄
いシートに成形しかつ乾燥した。銀およびパラジ
ウムを含有する電極用インキを、若干のこれらシ
ートにスクリーン印刷した。集積体をこれら印刷
シートから形成し、かつ最低１枚の未印刷シート
をこの集積体頂部の印刷電極上に載置した。この
集積体をチツプにダイス切断し、かつこれらチツ
プを800℃に加熱して残存有機材料を除去した。
これらチツプを２ 1/2時間1100℃で密閉坩堝中で
焼成し、完全に出来上つた緊密な無孔質ブロツク
を製造しかつ同時に電極膜およびブロツクの両者
を焼結した。 第２の有利な実施例において、モノリシツクセ
ラミツクコンデンサは70Ag30Pd合金より成る埋
設電極を有する。このブロツクは、高温焼成形成
分：93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）97重量
パーセントおよびガラス相、すなわち2/3MgO：
１／３ZnO：B2O3（または2MgO：ZnO：3B2O3）３
重量パーセントより成る。この材料より成るモノ
リシツクコンデンサは、以下の例21のデータをベ
ースとしてQ10000以上およびTCC±30ppm／℃
以内を有するものと期待された。 多数のウエーハコンデンサを、誘電体組成変動
の電気的パラメータに対する相対的効果を測定す
るため製造した。 原料粉末より成るスラリーを、板ガラス上にド
クターブレード法を使用し流延した。流延シート
を乾燥する際に、約10mm×10mm×0.5mmの正方形
に切断した。有機結合剤を、２時間800℃で加熱
することにより除去した。これら四角片を、密閉
坩堝中で1100℃（他に別記しない限り）で２ 1/2
時間焼成した。その後に銀電極を各焼成四角片の
対向主面に施こした。全ての試験材料の誘電率は
約20であり、かつこれらウエーハのキヤパシタン
ス値は、TCCおよびＱ（またはDF）の絶対測定
を行なうことが不可能である程度にわずかであ
る；但しウエーハコンデンサ特性の相対差が、
種々の配合の相対的特性の確実な表示を提供す
る。 第１表にそのデータをまとめた例１〜22におい
て、誘電体の高温焼成形の成分は、前記第１の有
利な実施例の93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6
（CaTiO3）である。
【表】
【表】
例１、２および３において、1100℃で完全な焼
結を得るのに十分な多量の珪酸カドミウムフラツ
クスが、大きいDFを生じる。 例４の硼酸カドミウム亜鉛が、例５のそれより
もさらに低いDFおよびさらに直線的なTCCを生
じる。 例６の２重量パーセントの硼酸亜鉛は、1100℃
で十分な焼結を生じるが、但し例７および８の場
合さらに多量であることからみて、低いDFのた
めの、２重量パーセントを下廻る最適量が、適当
な焼結を得るのに十分であることを示唆する。 例９の硼酸ビスマスは、適当な焼結のため少く
とも1125℃程度で焼成される必要があるが、但し
過大なDFを示す材料が得られる。 例10〜15の硼酸バリウムは過大なDFを生じ、
バリウムはフラツクス中の主元素たりえないとい
う結論が得られた。 例18の硼酸マグネシウムは、他の量を使用した
例16、17、19および20と比べ、最低のDFおよび
最良のTCC直線性を得るのに最適であると思わ
れる。 例21および22で使用されたわずかな量の硼酸マ
グネシウム亜鉛フラツクスは相対的に小さいDF
が得られ、かつ実際にわずかな量でさえ最適であ
ることを示唆する。この材料は、目的物をさらに
その中に配置合体させるための優れたフラツクス
であると思われる。 さらに第１表のデータ中で、最適組成を生じる
他の要因を示すのが、酸化硼素の、その場合のチ
タニウム量に対するモル量（モル％）である。フ
ラツクス中に存在する他の元素に対し最低限を定
めるとすれば、硼酸塩約２モルパーセントがほぼ
最適であると思われる。例えば例６、18および21
の大きいDF値がこのような相関を示す。これら
データから、B2O3はチタニウムの1.0〜3.5モル％
の範囲であればよいとの結論が得られる。 例９において、硼素（0.08モル）はそのセラミ
ツク組成物を完全に焼結するのに明白に不十分で
あり、かつ硼素に対するわずかなビスマス比を有
する硼酸ビスマスフラツクスが良好な結果を生じ
ると予測される。例21で得られた、わずか２重量
パーセントのフラツクスが完全焼結を生じるとい
う優れた結果は、さらに良好な結果が、硼酸マグ
ネシウム亜鉛フラツクスの量をさらにはるかに下
方へ調節することにより得られうることを示唆す
る。 フラツクス中の多量の他元素は回避されるべき
である。例えば、バリウム（例10〜15）およびカ
ドミウム（例１〜５）は、DFを劣化させる作用
を有する。珪素（例１、２および３）は、低温焼
結を行なう場合硼素程有効ではない。従つて、硼
素は著るしく有利であり、かつ硼素のモル量は少
くとも珪素の２倍でなければならない。 全てのフラツクスまたは添加物がなければ、前
記２種類のチタン酸マグネシウム亜鉛は1250℃で
焼結すると判明した。他の試験において、偶然に
も、わずかな量のチタン酸カルシウムの添加が
TCCを下方へ調節するだけでなく、また焼結温
度を低減させるように配慮された。例えば、
CaTiO35重量％の添加が1200℃における焼結を
許容する。 大きいマグネシウム含分を有するチタン酸マグ
ネシウム亜鉛を例23〜27で試験した。この高マグ
ネシウムセラミツクは、タムセラミツクス社
（TAM Ceramics Corporation、Niagara
Falls、New York）により供給された名称“タ
ム”（TAM）No.5222である。この材料は、組成
がほぼMg4/5Zn1/3TiO3である。
結を得るのに十分な多量の珪酸カドミウムフラツ
クスが、大きいDFを生じる。 例４の硼酸カドミウム亜鉛が、例５のそれより
もさらに低いDFおよびさらに直線的なTCCを生
じる。 例６の２重量パーセントの硼酸亜鉛は、1100℃
で十分な焼結を生じるが、但し例７および８の場
合さらに多量であることからみて、低いDFのた
めの、２重量パーセントを下廻る最適量が、適当
な焼結を得るのに十分であることを示唆する。 例９の硼酸ビスマスは、適当な焼結のため少く
とも1125℃程度で焼成される必要があるが、但し
過大なDFを示す材料が得られる。 例10〜15の硼酸バリウムは過大なDFを生じ、
バリウムはフラツクス中の主元素たりえないとい
う結論が得られた。 例18の硼酸マグネシウムは、他の量を使用した
例16、17、19および20と比べ、最低のDFおよび
最良のTCC直線性を得るのに最適であると思わ
れる。 例21および22で使用されたわずかな量の硼酸マ
グネシウム亜鉛フラツクスは相対的に小さいDF
が得られ、かつ実際にわずかな量でさえ最適であ
ることを示唆する。この材料は、目的物をさらに
その中に配置合体させるための優れたフラツクス
であると思われる。 さらに第１表のデータ中で、最適組成を生じる
他の要因を示すのが、酸化硼素の、その場合のチ
タニウム量に対するモル量（モル％）である。フ
ラツクス中に存在する他の元素に対し最低限を定
めるとすれば、硼酸塩約２モルパーセントがほぼ
最適であると思われる。例えば例６、18および21
の大きいDF値がこのような相関を示す。これら
データから、B2O3はチタニウムの1.0〜3.5モル％
の範囲であればよいとの結論が得られる。 例９において、硼素（0.08モル）はそのセラミ
ツク組成物を完全に焼結するのに明白に不十分で
あり、かつ硼素に対するわずかなビスマス比を有
する硼酸ビスマスフラツクスが良好な結果を生じ
ると予測される。例21で得られた、わずか２重量
パーセントのフラツクスが完全焼結を生じるとい
う優れた結果は、さらに良好な結果が、硼酸マグ
ネシウム亜鉛フラツクスの量をさらにはるかに下
方へ調節することにより得られうることを示唆す
る。 フラツクス中の多量の他元素は回避されるべき
である。例えば、バリウム（例10〜15）およびカ
ドミウム（例１〜５）は、DFを劣化させる作用
を有する。珪素（例１、２および３）は、低温焼
結を行なう場合硼素程有効ではない。従つて、硼
素は著るしく有利であり、かつ硼素のモル量は少
くとも珪素の２倍でなければならない。 全てのフラツクスまたは添加物がなければ、前
記２種類のチタン酸マグネシウム亜鉛は1250℃で
焼結すると判明した。他の試験において、偶然に
も、わずかな量のチタン酸カルシウムの添加が
TCCを下方へ調節するだけでなく、また焼結温
度を低減させるように配慮された。例えば、
CaTiO35重量％の添加が1200℃における焼結を
許容する。 大きいマグネシウム含分を有するチタン酸マグ
ネシウム亜鉛を例23〜27で試験した。この高マグ
ネシウムセラミツクは、タムセラミツクス社
（TAM Ceramics Corporation、Niagara
Falls、New York）により供給された名称“タ
ム”（TAM）No.5222である。この材料は、組成
がほぼMg4/5Zn1/3TiO3である。
【表】
注記： ＊ 完全に緊密化せず
＊＊ チタン酸カルシウムを添加せず
第２表において、マグネシウムに富むMg4/5
Zn1/3TiO3をCaTiO37.5重量％と合しかつその後
に３種のフラツクスの１種と合し、1100℃に低減
させた焼結温度、すなわち1150℃の固相線を有す
る70Ag30Pd埋設電極に使用するための安全焼結
温度とする。例23において、３重量％の珪酸カド
ミウムは、焼結を生じさせるのに不十分である。
例24において、３重量％の、亜鉛に富む硼酸カド
ミウム亜鉛は、十分な焼結および相当に低いDF
が得られる。これらは、それぞれ例１〜４で使用
したのと同じフラツクスであり、かつ比較可能な
結果が得られる。その他の、例25の複合フラツク
スは、25重量％でさえセラミツクを完全に焼結す
るのに全く不十分であり、その事実が大きいDF
および大きいTCCに反映されている。 例１〜25は、ウエーハコンデンサに関する。第
３表に、70Ag／30Pd電極を有する４つの群のモ
ノリシツクセラミツクコンデンサから得られたデ
ータをまとめた。この場合、それぞれ例23および
24のフラツクスを使用した例25および27におい
て、さらに多量の４重量％の珪酸カドミウムが、
焼結を生じるが但しモノリシツクセラミツク組成
物の過大なＱを示す。例27の硼酸カドミウム亜鉛
が優れた特性を示す。注目されるのは、このモノ
リシツクのDFがウエーハのそれよりも低いこと
であるが、前述の現象は、このような測定を極め
て小さい値のウエーハコンデンサで行なうことの
困難性と関連している。
＊＊ チタン酸カルシウムを添加せず
第２表において、マグネシウムに富むMg4/5
Zn1/3TiO3をCaTiO37.5重量％と合しかつその後
に３種のフラツクスの１種と合し、1100℃に低減
させた焼結温度、すなわち1150℃の固相線を有す
る70Ag30Pd埋設電極に使用するための安全焼結
温度とする。例23において、３重量％の珪酸カド
ミウムは、焼結を生じさせるのに不十分である。
例24において、３重量％の、亜鉛に富む硼酸カド
ミウム亜鉛は、十分な焼結および相当に低いDF
が得られる。これらは、それぞれ例１〜４で使用
したのと同じフラツクスであり、かつ比較可能な
結果が得られる。その他の、例25の複合フラツク
スは、25重量％でさえセラミツクを完全に焼結す
るのに全く不十分であり、その事実が大きいDF
および大きいTCCに反映されている。 例１〜25は、ウエーハコンデンサに関する。第
３表に、70Ag／30Pd電極を有する４つの群のモ
ノリシツクセラミツクコンデンサから得られたデ
ータをまとめた。この場合、それぞれ例23および
24のフラツクスを使用した例25および27におい
て、さらに多量の４重量％の珪酸カドミウムが、
焼結を生じるが但しモノリシツクセラミツク組成
物の過大なＱを示す。例27の硼酸カドミウム亜鉛
が優れた特性を示す。注目されるのは、このモノ
リシツクのDFがウエーハのそれよりも低いこと
であるが、前述の現象は、このような測定を極め
て小さい値のウエーハコンデンサで行なうことの
困難性と関連している。
【表】
例28において、例４のフラツクスを使用すると
ともに同じ比較可能な結果が得られた。また硼酸
マグネシウムは、例29のモノリシツクコンデンサ
中で優れた結果を生じる。最後の３つのこれらモ
ノリシツクコンデンサにおいて、さらにわずかな
量のCaTiO3の添加が、TCCを零付近とすること
を示した。約6.8重量％が最適に近いものと期待
される。 チタン酸カルシウムは、チタン酸マグネシウム
亜鉛中で低い溶解度を有しかつブロツク中の第２
相として存在する。 第１の有利な実施例の誘電体材料を有するコン
デンサの漏れ抵抗測定を行なうため、４つの大き
い1400pfコンデンサを、並列に接続しかつ150℃
に加熱した。160ボルトの高DC電圧を加えると、
これら条件下の漏れ電流は８×104Mオーム（ま
たは８×1010オーム）であつた。また測定を、他
の温度で、1.5×107オームになつた室温（25℃）
値に外挿するようにして行つた（これは直接に測
定することができなかつた）。この誘電体材料の
相応する活性化エネルギ特性は0.5eVであると判
明した。 チタン酸マグネシウム亜鉛がジチタン酸マグネ
シウムのように不還元性でありうるという可能性
は、前述の米国特許明細書第4308570号により示
唆されている。もしチタン酸マグネシウム亜鉛が
不還元性たりえたならば、これは、銅または他の
安価な塩基性金属電極と組合せることを可能にす
る。 93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）および
MgO：B2O3のウエーハコンデンサを、酸素10-9
気圧の還元雰囲気中で1065℃で２時間焼成し熟成
させた。このブロツクは半導体であつた。その色
調は、空気焼成後に示される普通のクリーム色よ
りはむしろ青灰色であつた。銀インキをブロツク
終端部に適用しかつ空気中で800℃で焼成し、銀
端子を形成した。この空気焼成が、実際の再酸化
およびクリーム色への復帰を生じた。しかしなが
ら、これらコンデンサのＱが極めて低く、かつこ
れらは使用不能であつた。 本発明のコンデンサ中のチタン酸マグネシウム
亜鉛組成物が還元雰囲気中で焼成されえないにせ
よ、これらは低融点の70Ag30Pd電極を含有する
ことができかつ1100℃で極めてわずかなフラツク
スを使用し焼成されることができ；かつこれらは
有利に極めて大きいＱ値を示す。
ともに同じ比較可能な結果が得られた。また硼酸
マグネシウムは、例29のモノリシツクコンデンサ
中で優れた結果を生じる。最後の３つのこれらモ
ノリシツクコンデンサにおいて、さらにわずかな
量のCaTiO3の添加が、TCCを零付近とすること
を示した。約6.8重量％が最適に近いものと期待
される。 チタン酸カルシウムは、チタン酸マグネシウム
亜鉛中で低い溶解度を有しかつブロツク中の第２
相として存在する。 第１の有利な実施例の誘電体材料を有するコン
デンサの漏れ抵抗測定を行なうため、４つの大き
い1400pfコンデンサを、並列に接続しかつ150℃
に加熱した。160ボルトの高DC電圧を加えると、
これら条件下の漏れ電流は８×104Mオーム（ま
たは８×1010オーム）であつた。また測定を、他
の温度で、1.5×107オームになつた室温（25℃）
値に外挿するようにして行つた（これは直接に測
定することができなかつた）。この誘電体材料の
相応する活性化エネルギ特性は0.5eVであると判
明した。 チタン酸マグネシウム亜鉛がジチタン酸マグネ
シウムのように不還元性でありうるという可能性
は、前述の米国特許明細書第4308570号により示
唆されている。もしチタン酸マグネシウム亜鉛が
不還元性たりえたならば、これは、銅または他の
安価な塩基性金属電極と組合せることを可能にす
る。 93.4（Mg2/3Zn1/3TiO3）6.6（CaTiO3）および
MgO：B2O3のウエーハコンデンサを、酸素10-9
気圧の還元雰囲気中で1065℃で２時間焼成し熟成
させた。このブロツクは半導体であつた。その色
調は、空気焼成後に示される普通のクリーム色よ
りはむしろ青灰色であつた。銀インキをブロツク
終端部に適用しかつ空気中で800℃で焼成し、銀
端子を形成した。この空気焼成が、実際の再酸化
およびクリーム色への復帰を生じた。しかしなが
ら、これらコンデンサのＱが極めて低く、かつこ
れらは使用不能であつた。 本発明のコンデンサ中のチタン酸マグネシウム
亜鉛組成物が還元雰囲気中で焼成されえないにせ
よ、これらは低融点の70Ag30Pd電極を含有する
ことができかつ1100℃で極めてわずかなフラツク
スを使用し焼成されることができ；かつこれらは
有利に極めて大きいＱ値を示す。
第１図および第２図は、本発明によるコンデン
サの構造のそれぞれ１実施例を示す断面図であ
る。 １０……セラミツクブロツク、１１……埋設電
極、１２……外部接点、１３……電極、２０……
セラミツクブロツク、２１……１群の埋設電極、
２２……他の群の埋設電極、２３，２４……外部
端子。
サの構造のそれぞれ１実施例を示す断面図であ
る。 １０……セラミツクブロツク、１１……埋設電
極、１２……外部接点、１３……電極、２０……
セラミツクブロツク、２１……１群の埋設電極、
２２……他の群の埋設電極、２３，２４……外部
端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 1MHzで最低5000のＱを有するコンデンサに
おいて、緊密に焼成されたセラミツクブロツク１
０および前記ブロツク中に埋設された最低１つの
シート電極１１より成り、前記最低１つの電極１
３が１つのブロツク面に延び、前記ブロツクが前
記埋設された電極と同時焼成されており；前記ブ
ロツクが高温焼成形のセラミツク組成物92〜98重
量％および低温焼成形の硼酸塩フラツクス８〜２
重量％より成り、前記高温焼成形セラミツク組成
物が実質的にチタン酸マグネシウム亜鉛90〜95重
量％およびチタン酸カルシウム10〜５重量％より
成ることを特徴とするモノリシツクセラミツクコ
ンデンサ。 ２ 前記低温焼成形の硼酸塩フラツクスが５〜２
重量％の量であることを特徴とする、特許請求の
範囲第１項記載のモノリシツクセラミツクコンデ
ンサ。 ３ 前記チタン酸マグネシウム亜鉛が、分子式： MgxZnyTiO3 〔式中、ｘが0.5〜0.85でありかつｙが0.2〜0.4で
ある〕を有することを特徴とする、特許請求の範
囲第１項記載のモノリシツクセラミツクコンデン
サ。 ４ 前記チタン酸マグネシウム亜鉛がMg2/3Zn1/3
TiO3であり、かつ前記CaTiO3が前記高温焼成形
セラミツクの重量の6.8％を形成することを特徴
とする、特許請求の範囲第１項記載のモノリシツ
クセラミツクコンデンサ。 ５ 前記硼酸塩フラツクスが、5Cd：2SiO2、
CdO：2ZnO：B2O3、0.37ZnO：0.63B2O3、
3MgO：B2O3および2MgO：ZnO：3B2O3から選
択されることを特徴とする、特許請求の範囲第１
項記載のモノリシツクセラミツクコンデンサ。 ６ 前記ブロツク中のB2O3の総量が、チタニウ
ム原子の量の１〜3.5モルパーセントであること
を特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のモノ
リシツクセラミツクコンデンサ。 ７ 前記フラツクス中の硼素が、珪素の量の最低
２倍であることを特徴とする、特許請求の範囲第
１項記載のモノリシツクセラミツクコンデンサ。 ８ 前記埋設電極が、約1150℃の融点を有するこ
とを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載のモ
ノリシツクセラミツクコンデンサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US597907 | 1984-04-09 | ||
| US06/597,907 US4533974A (en) | 1984-04-09 | 1984-04-09 | Low-firing high Q monolithic ceramic capacitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60229323A JPS60229323A (ja) | 1985-11-14 |
| JPH0415604B2 true JPH0415604B2 (ja) | 1992-03-18 |
Family
ID=24393411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60073669A Granted JPS60229323A (ja) | 1984-04-09 | 1985-04-09 | モノリシツクセラミツクコンデンサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4533974A (ja) |
| JP (1) | JPS60229323A (ja) |
| BE (1) | BE902122A (ja) |
| CA (1) | CA1207042A (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60118666A (ja) * | 1983-11-30 | 1985-06-26 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
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