JPH04260659A - 非還元性誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
成物の製造方法に関し、特にたとえば、積層セラミック
コンデンサなどの材料として用いられる非還元性誘電体
磁器組成物の製造方法に関する。
合、シート状の誘電体材料と、内部電極となるべき電極
材料とを積層し、熱圧着によって一体化した積層体が得
られる。この積層体を所定の雰囲気中で焼成し、誘電体
磁器が形成される。そして、この誘電体磁器の端面に、
内部電極と導通する外部電極を焼き付けて、積層セラミ
ックコンデンサが製造される。
いられる誘電体磁器組成物では、中性または還元性の低
酸素分圧下で焼成すると還元され、半導体化してしまう
という性質を有していた。そのため、このような誘電体
材料を積層セラミックコンデンサの材料として用いると
、内部電極材料としては、誘電体磁器材料の焼結する温
度で溶融せず、かつ誘電体磁器材料を半導体化させない
高酸素分圧下で焼成しても酸化されないパラジウム,白
金などの貴金属を用いる必要があった。このように、内
部電極材料として高価なものを使用しなければならない
ため、積層コンデンサの製造コストが大きくなっていた
。特に、近年、電子部品の小型化が急速に進行し、積層
セラミックコンデンサも小型化,大容量化の傾向が顕著
になってきた。そのため、積層セラミックコンデンサの
製造コストに占める電極材料費の割合が上昇している。
、ニッケルなどの安価な卑金属を内部電極材料として使
用することが考えられる。しかしながら、このような卑
金属を内部電極材料として使用し、従来の条件下で焼成
すると、電極材料が酸化してしまい、電極としての機能
を果たさない。このような卑金属を電極材料として使用
するためには、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲
気中で焼成しても半導体化せず、コンデンサ用の誘電体
材料として十分な比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘
電体磁器材料が必要とされている。これらの条件を満た
すものとして、たとえば特公平02−063664号公
報に示された、Ceなどの希土類元素を含むチタン酸バ
リウム固溶体などがある。このような材料は、還元性雰
囲気中で焼成しても還元されず、グレインサイズが小さ
く、高誘電率を示すなど、大変有用な組成物である。
る方法としては、炭酸化物や酸化物からなる素原料を混
合,仮焼し、合成する方法がある。
うな従来の方法では、素原料自体を1μm以下にするこ
とが難しく、そのため素原料を仮焼しても組成的に均一
なものを得ることが難しい。このような方法で、非還元
性誘電体磁器組成物として、Ceなどの希土類元素を含
むチタン酸バリウム固溶体を製造すると、仮焼後に希土
類元素が均一に拡散せず、濃度にばらつきが生じる。こ
の原料を用いて焼結体を作製すると、希土類元素濃度の
高いところでは、非還元性チタン酸バリウム固溶体が部
分的に半導体化するためか、積層コンデンサにした場合
の信頼性が低いことが明らかになった。
土類元素を含む非還元性誘電体磁器組成物を得る場合に
おいて、積層コンデンサを作製したときに、信頼性の高
い積層コンデンサを得ることができる、非還元性誘電体
磁器組成物の製造方法を提供することである。
,Ca,Mgの中から選ばれる少なくとも1種類をA、
希土類元素の中から選ばれる少なくとも1種類をR、T
i,Zr,Snの中から選ばれる少なくとも1種類をM
としたとき、次の一般式(A1−x Rx )y MO
3 で表され、xおよびyが、0.001≦x≦0.0
20、1.002≦y≦1.03の関係を満足するペロ
ブスカイト型非還元性誘電体磁器組成物の製造方法であ
って、水溶性希土類元素無機化合物または有機溶剤可溶
性希土類元素有機金属化合物を用いる、非還元性誘電体
磁器組成物の製造方法である。
物または有機溶剤可溶性希土類元素有機化合物を用いる
ことによって、ペロブスカイト型組成物に均一に希土類
元素が固溶,拡散する。
MO3 で表される非還元性誘電体磁器組成物のxおよ
びyを限定した理由について説明する。つまり、xが0
.001より小さい場合、信頼性向上作用が認められず
、好ましくない。また、xが0.02を超えた場合、信
頼性が低下してしまい、好ましくない。yが1.002
より小さい場合、半導体化されやすくなり、信頼性が大
幅に低下して、好ましくない。また、yが1.03を超
えた場合、焼結性が低下して、好ましくない。
固溶,拡散した組成物が得られるため、積層セラミック
コンデンサを作製したときに、信頼性の高い積層セラミ
ックコンデンサを得ることができる。そのため、従来の
誘電体磁器組成物を用いた積層セラミックコンデンサに
比べて、内部電極間のセラミック素子部の厚みを大幅に
小さくすることができる。したがって、積層セラミック
コンデンサを小型大容量化することが可能である。また
、この非還元性誘電体磁器組成物は非還元性であるため
、内部電極材料として卑金属を使用することができ、貴
金属を用いたものに比べて、製造コストを下げることが
できる。
徴および利点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明
らかとなろう。
に示す割合で総量1500g準備した。この素原料を3
000ccの純水および1モル%相当量のCeCl3
とともに樹脂ポットに入れた。そして、直径5mmのジ
ルコニア質の粉砕用玉石5000gを用いて、16時間
粉砕,混合した。このようにして得られたスラリーを蒸
発,乾燥し、乾燥粉体を得た。この乾燥粉体を1100
℃で仮焼し、Ceを均一に分散させた仮焼粉体Iを得た
。
2に示す割合で総量1500g準備した。この素原料を
3000ccの純水とともに樹脂ポットに入れた。そし
て、直径5mmのジルコニア質の粉砕用玉石5000g
を用いて、16時間粉砕,混合した。このようにして得
られたスラリーを蒸発,乾燥し、乾燥粉体を得た。この
乾燥粉体を1150℃で仮焼し、仮焼粉体を得た。この
仮焼粉体1000gを2000ccの純水,有効成分換
算で3.0gの界面活性剤および0.5モル%相当量の
Sm(NO3 )3 ・6H2 Oとともに、樹脂ポッ
トに入れた。そして、直径5mmのジルコニア質の粉砕
用玉石5000gを用いて、16時間粉砕,混合した。 このようにして得られたスラリーを蒸発,乾燥し、乾燥
粉体を得た。この乾燥粉体を1150℃で仮焼すること
によって、Smを均一に分散させた仮焼粉体IIを得た
。
3に示す割合で総量1500g準備した。この素原料を
3000ccの純水とともに樹脂ポットに入れた。そし
て、直径5mmのジルコニア質の粉砕用玉石5000g
を用いて、16時間粉砕,混合した。このようにして得
られたスラリーを蒸発,乾燥し、乾燥粉体を得た。この
乾燥粉体を1150℃で仮焼し、仮焼粉体IIIを得た
。
す割合で総量1500g準備した。この素原料を300
0ccの純水および1モル%相当量のCeO2 粉末と
ともに樹脂ポットに入れた。そして、仮焼粉体Iと同様
の工程によって、従来の固相法としてCeを加えた仮焼
粉体IVを得た。
および有機バインダとともに樹脂ポットに入れ、直径5
mmのジルコニア質の粉砕用玉石2000gを用いて、
10時間混合し、スラリーを得た。同様にして、仮焼粉
体IIおよび仮焼粉体IVを用いて、スラリーを得た。 また、200gの仮焼粉体IIIに対し1.5モル%相
当量のNd(CH3 COCHCOCH3 )3 を加
え、これを適当量の有機溶剤および有機バインダととも
に樹脂ポットに入れた。そして、直径5mmのジルコニ
ア質の粉砕用玉石2000gを用いて、10時間混合し
、スラリーを得た。
レードを用いたキャスティング法によって、厚さ15μ
mのセラミックグリーンシートを作製した。このセラミ
ックグリーンシート上に、Ni粉末を用いた内部電極用
ペーストを通常の積層セラミックコンデンサを製造する
方法でスクリーン印刷した。内部電極用ペーストを印刷
したセラミックグリーンシートを、積層数が10層とな
るように積層し、熱プレスによって一体化し、積層体を
得た。その後、この積層体を所定の寸法に切断して、生
チップを作製した。
圧100ppmの雰囲気下で2時間保持し、脱バインダ
処理をした。脱バインダ処理を施した生チップを、酸素
分圧3×10−8〜3×10−10 atmに調節した
還元性雰囲気中において、1250〜1300℃で2時
間焼成し、焼結体を得た。この焼結体に外部電極を付け
て試料とした。なお、仮焼粉体Iを用いて作製した試料
は、試料Iとした。同様に、仮焼粉体II,III,I
Vを用いた試料は、それぞれ試料II,III,IVと
した。
いて、静電容量,誘電率(ε),誘電損失(tanδ)
,絶縁抵抗および平均故障時間(MTTF)を測定し、
表4に示した。なお、静電容量および誘電損失は、1k
Hz,1Vrms の交流電圧を印加することによって
測定した。また、誘電率は、電極面積および電極間距離
を測定し、静電容量から算出した。さらに、平均故障時
間は、150℃の雰囲気中で、64V/10μmの直流
電界を印加した条件のもとで測定した値である。また、
絶縁抵抗については、その対数値(logIR)を示し
た。
によって得られた仮焼粉体のみからなる試料IVでは、
平均故障時間が1.2時間と短く、信頼性に劣る。一方
、本発明に示すように、希土類元素として水溶性無機化
合物あるいは有機可溶性有機金属化合物を用いることに
よって製造した磁器組成物からなる試料I,II,II
Iでは、試料IVに比べて10倍以上の平均故障時間を
有することが確認できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 Ba,Sr,Ca,Mgの中から選ば
れる少なくとも1種類をA、希土類元素の中から選ばれ
る少なくとも1種類をR、Ti,Zr,Snから選ばれ
る少なくとも1種類をMとしたとき、次の一般式(A1
−x Rx )y MO3 で表され、xおよびyが、 0.001≦x≦0.020 1.002≦y≦1.03 の関係を満足するペロブスカイト型非還元性誘電体磁器
組成物の製造方法であって、水溶性希土類元素無機化合
物または有機溶剤可溶性希土類元素有機金属化合物を用
いる、非還元性誘電体磁器組成物の製造方法。
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