JPH0426545A - 半導体磁器及びその製造方法 - Google Patents
半導体磁器及びその製造方法Info
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- JPH0426545A JPH0426545A JP2129494A JP12949490A JPH0426545A JP H0426545 A JPH0426545 A JP H0426545A JP 2129494 A JP2129494 A JP 2129494A JP 12949490 A JP12949490 A JP 12949490A JP H0426545 A JPH0426545 A JP H0426545A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｌ！よ公皿里玉１
本発明は、半導体磁器の粒界に絶縁層を設けて成るいわ
ゆる粒界絶縁形の半導体磁器およびその製造方法に関す
る。
ゆる粒界絶縁形の半導体磁器およびその製造方法に関す
る。
灸氷五弦ｌ
一般に粒界絶縁形半導体磁器コンデンサは結晶粒界に偏
析した化合物を誘電体層として用いるもので、粒界層の
厚みを利用して非常に高い誘電率が得られる。
析した化合物を誘電体層として用いるもので、粒界層の
厚みを利用して非常に高い誘電率が得られる。
近年、利用されている製造例を挙げると、まず５ｒＴｉ
Ｏｓを主原料として、これに原子価制御剤としてＮｂ２
Ｏ５、ｙａｏｓ等を添加し、また焼結助剤としてＳｉｎ
ｇ、 Ａ１１ａｓ、ＣｕＯ１Ｍｎ０ｚ等の内１種を、あ
るいは複数種を組み合わせて添加し、還元雰囲気中にお
いて焼結させて半導体磁器を得、次にこの半導体磁器の
粒界に絶縁層を形成すべく、ＢｚｚＯｘ、 ＣｕＯ２Ｍ
ｎＯｓ等の金属酸化物を熱拡散させている。
Ｏｓを主原料として、これに原子価制御剤としてＮｂ２
Ｏ５、ｙａｏｓ等を添加し、また焼結助剤としてＳｉｎ
ｇ、 Ａ１１ａｓ、ＣｕＯ１Ｍｎ０ｚ等の内１種を、あ
るいは複数種を組み合わせて添加し、還元雰囲気中にお
いて焼結させて半導体磁器を得、次にこの半導体磁器の
粒界に絶縁層を形成すべく、ＢｚｚＯｘ、 ＣｕＯ２Ｍ
ｎＯｓ等の金属酸化物を熱拡散させている。
また特開昭５２−９８９９７号公報には拡散物質として
Ｂｉ２Ｏ５を５〜９５ｍｏ１％及びＭｎ０ｉを９５〜５
ｍｏ１％から成る組成物を用いることが提案されている
。
Ｂｉ２Ｏ５を５〜９５ｍｏ１％及びＭｎ０ｉを９５〜５
ｍｏ１％から成る組成物を用いることが提案されている
。
一般にコンデンサには誘電率（εａｐｐ ） 、絶縁抵
抗率（ρａｐｐｌが十分に高いこと、また誘電損失（ｔ
ａｎδ）、静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）が十
分に小さいことが必要であり、これらの要求を実現する
ために焼結助剤あるいは拡散物質として前記の化合物が
用いられてきた。主原料としては前記の５ｒＴｉＯｘ系
以外にもＢａＴｉＯｘ、ＭｇＴｘＯ。
抗率（ρａｐｐｌが十分に高いこと、また誘電損失（ｔ
ａｎδ）、静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）が十
分に小さいことが必要であり、これらの要求を実現する
ために焼結助剤あるいは拡散物質として前記の化合物が
用いられてきた。主原料としては前記の５ｒＴｉＯｘ系
以外にもＢａＴｉＯｘ、ＭｇＴｘＯ。
ＣａＴｉＯｓ、 ＰｂＴｉＯｓなどが用いられてきた。
しかしながら、これらの主原料と先の焼結助剤、拡散物
質を組み合わせて用いても前記電気特性をすべて良好に
保つような組成はまだ得られていない。特に、誘電率（
εａｐｐｌと静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の
両立が難しく、両特性共に良好な値を示すフィルムコン
デンサやマイカコンデンサの台頭により、磁器コンデン
サの分野は産業への利用上飯しい立場にある。
質を組み合わせて用いても前記電気特性をすべて良好に
保つような組成はまだ得られていない。特に、誘電率（
εａｐｐｌと静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の
両立が難しく、両特性共に良好な値を示すフィルムコン
デンサやマイカコンデンサの台頭により、磁器コンデン
サの分野は産業への利用上飯しい立場にある。
が ゛しようとする
拡散物質としてＣｕＯ１Ｍｎ０ を等を用いて得られる
半導体磁器組成物にあっては絶縁抵抗率（ρａｐｐ）は
高いが、誘電率（εａｐｐ ） 、誘電損失（ｊａｎ
６ ）、静電容量温度変化率（温度特性； ＴＣ）が十
分ではなかった。
半導体磁器組成物にあっては絶縁抵抗率（ρａｐｐ）は
高いが、誘電率（εａｐｐ ） 、誘電損失（ｊａｎ
６ ）、静電容量温度変化率（温度特性； ＴＣ）が十
分ではなかった。
またＢｉｇＯｓを用いた場合には、誘電率（εａｐｐ）
、誘電損失（ｔａｎ ６ ）は良好であるが、絶縁抵抗
率（ρａｌｌ ） 、静電容量濃度変化率（温度特性：
ＴＣ）は不十分であった。
、誘電損失（ｔａｎ ６ ）は良好であるが、絶縁抵抗
率（ρａｌｌ ） 、静電容量濃度変化率（温度特性：
ＴＣ）は不十分であった。
また先の特開昭５２−９８９９７号公報において提案さ
れている拡散物質を用いた場合にはＢｉｇＯｓ、ＣｕＯ
，ＭｎＯ□を単体で使用する場合に比べると各電気特性
とも若干良好なものが得られるがまだ十分ではなかった
。
れている拡散物質を用いた場合にはＢｉｇＯｓ、ＣｕＯ
，ＭｎＯ□を単体で使用する場合に比べると各電気特性
とも若干良好なものが得られるがまだ十分ではなかった
。
一方、主原料としての５ｒＴｉＯｓに一部ＭｇＴｉＯｓ
もしくはＣａＴｉＯｓを固溶させることによって静電容
量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の改善を図った例もあ
るが、この場合には誘電率（εａｐｐ ）が劣化する等
の課題があった。
もしくはＣａＴｉＯｓを固溶させることによって静電容
量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の改善を図った例もあ
るが、この場合には誘電率（εａｐｐ ）が劣化する等
の課題があった。
本発明は上記した課題に鑑み発明されたものであって、
電気特性をバランス良く改善し、特に誘電率（εａｐｐ
）及び静電容量温度変化率（温度特性： ＴＣ）が共
に良好な粒界絶縁形の半導体磁器及びその製造方法を提
供することを目的としている。
電気特性をバランス良く改善し、特に誘電率（εａｐｐ
）及び静電容量温度変化率（温度特性： ＴＣ）が共
に良好な粒界絶縁形の半導体磁器及びその製造方法を提
供することを目的としている。
課 ゛ るための
上記した目的を達成するために本発明に係る半導体磁器
は。
は。
５ｒＴｉＯｓが９７〜８０＊ｏｌ
ＢａＴｉＯｓが３〜２０１１Ｏ１
よりなる主成分１００ｏ＋ｏｌに対し、Ｎｂ２Ｏ５とＹ
２Ｏ，とのうち少なくとも１種が０５０５〜０．４０ｍ
ｏｌおよびＣｕＯとＭｎ０ｔとのうち少な（とも１種が
０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む焼結体であって、その
結晶粒界が、Ｂｉ、 Ｐｂ、 Ｃｓを含む酸化物の絶縁
層により構成されていることを特徴とじている。
２Ｏ，とのうち少なくとも１種が０５０５〜０．４０ｍ
ｏｌおよびＣｕＯとＭｎ０ｔとのうち少な（とも１種が
０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む焼結体であって、その
結晶粒界が、Ｂｉ、 Ｐｂ、 Ｃｓを含む酸化物の絶縁
層により構成されていることを特徴とじている。
また本発明に係る半導体磁器の製造方法は。
５ｒＴｉＯｓが９７〜８０＊ｏｌ
ＢａＴｉＯｓが３〜２０１１ｏｌ
よりなる主成分１００ｍｏｌに対し、 Ｎｂ、＋Ｏ，と
Ｙ２Ｏ３とのうち少なくとも１種が０．０５〜０．４０
ｍｏｌおよびＣｕＯとＭｎ０ｚとのうち少なくとも１種
が０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む磁器焼結体の表面に Ｂｉａｓｓが２０〜９８＊ｏｌ ＰｂｉＯ＋が１〜３０＋ｓｏｌ およびＣｓの炭酸塩または酸化物が１〜７０ｍｏｌを主
原料とする組成物を塗布した後焼成することを特徴とし
ている。
Ｙ２Ｏ３とのうち少なくとも１種が０．０５〜０．４０
ｍｏｌおよびＣｕＯとＭｎ０ｚとのうち少なくとも１種
が０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む磁器焼結体の表面に Ｂｉａｓｓが２０〜９８＊ｏｌ ＰｂｉＯ＋が１〜３０＋ｓｏｌ およびＣｓの炭酸塩または酸化物が１〜７０ｍｏｌを主
原料とする組成物を塗布した後焼成することを特徴とし
ている。
作里
主原料に５ｒＴｉＯｓとＢａＴｉＯｓとの２成分系を用
い、原子価制御剤としてＮｂ２Ｏ５もしくはＹ、Ｏ，の
うちの１種もしくは２種を、焼結助剤としてＣｕＯもし
くはＭｎＯ□のうちの１種もしくは２種を用い、さらに
拡散物質として上記した組成物を初めて組み合わせて用
いることにより、従来技術のプロセスを損なうことなく
各電気特性がバランス良（改善される。特に誘電率（ε
ａｐｐｌ及び静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の
両特性が大幅に向上し、高価なフィルムコンデンサの特
性に安価なもので対抗することが十分可能となる。
い、原子価制御剤としてＮｂ２Ｏ５もしくはＹ、Ｏ，の
うちの１種もしくは２種を、焼結助剤としてＣｕＯもし
くはＭｎＯ□のうちの１種もしくは２種を用い、さらに
拡散物質として上記した組成物を初めて組み合わせて用
いることにより、従来技術のプロセスを損なうことなく
各電気特性がバランス良（改善される。特に誘電率（ε
ａｐｐｌ及び静電容量温度変化率（温度特性：ＴＣ）の
両特性が大幅に向上し、高価なフィルムコンデンサの特
性に安価なもので対抗することが十分可能となる。
すなわち本発明に係る半導体磁器によれば、静電容量温
度変化率（温度特性：ＴＣ）が±ｌＯ％以下となり、同
時に誘電率（εａｐｐｌが従来組成のものに比べて最高
で約２倍程度向上する。このとき誘電損失（ｔａｎδ）
、絶縁抵抗率（ρａｐｐｌも良好なレベルを保っている
。
度変化率（温度特性：ＴＣ）が±ｌＯ％以下となり、同
時に誘電率（εａｐｐｌが従来組成のものに比べて最高
で約２倍程度向上する。このとき誘電損失（ｔａｎδ）
、絶縁抵抗率（ρａｐｐｌも良好なレベルを保っている
。
なお、本発明で用いるｐｂ、ｏ、は、条件によってはＰ
ｂＯ５ｐｂ、ｏｍの形態もとり得るものであり、これら
を含めて、ＰｂｊＯ＜とじて表わした。
ｂＯ５ｐｂ、ｏｍの形態もとり得るものであり、これら
を含めて、ＰｂｊＯ＜とじて表わした。
衷立五及Ｕ且［
以下、本発明に係る半導体磁器及びその製造方法の実施
例について説明する。
例について説明する。
ＳｒＴｉ０ｍ及びＢａＴ２Ｏ５を表１に示した組成で混
合して主成分１００ｍｏｌとし、原子価制御剤とじてＮ
ｂ、ＯｇもしくはＹ２Ｏ３のうち少なくとも１種を、焼
結助剤として酸化マンガン（ＭｎＯ２）もしくは酸化銅
（Ｃｕｒｌのうち少なくとも１種をそれぞれ表１に示し
た割合で添加する。これを原料粉末として径１０ ｆｆ
１ｍ 、厚さ０．８ｍ＋ｎの円板形状に加圧成形する。
合して主成分１００ｍｏｌとし、原子価制御剤とじてＮ
ｂ、ＯｇもしくはＹ２Ｏ３のうち少なくとも１種を、焼
結助剤として酸化マンガン（ＭｎＯ２）もしくは酸化銅
（Ｃｕｒｌのうち少なくとも１種をそれぞれ表１に示し
た割合で添加する。これを原料粉末として径１０ ｆｆ
１ｍ 、厚さ０．８ｍ＋ｎの円板形状に加圧成形する。
この円板形状の素体な還元雰囲気中（水素：１〜１５％
、窒素；９９〜８５％）において１４００〜１５４０℃
で４〜ＩＯ時間焼成する。この焼成処理により得られた
焼結体に拡散物質として表１に示した組成物を塗布し、
つぎにこれを半密閉のアルミナ製ルツボ内に充填し、大
気中、１０５０〜１１５０℃の温度範囲で１〜２時間焼
成する。最後にこの焼結体の両面に銀ベーストを焼き付
けて電極を形成した。
、窒素；９９〜８５％）において１４００〜１５４０℃
で４〜ＩＯ時間焼成する。この焼成処理により得られた
焼結体に拡散物質として表１に示した組成物を塗布し、
つぎにこれを半密閉のアルミナ製ルツボ内に充填し、大
気中、１０５０〜１１５０℃の温度範囲で１〜２時間焼
成する。最後にこの焼結体の両面に銀ベーストを焼き付
けて電極を形成した。
作製した試料の電気特性の測定結果を表１に示した０表
中の誘電率（εａｐｐ） 、誘電損失（ｔａｎδ）はＡ
ＣＩＫＨｚ、１ｖを印加して測定した。また静電容量温
度変化率（温度特性：ＴＣ）は２０℃における静電容量
値を基準として一２５℃〜＋８５℃の温度範囲での静電
容量変化率を測定したものである。絶縁抵抗率（ρａｐ
ｐｌは、室温でＤＣ２５Ｖ印加後１分間の電流値を測定
して算出した。
中の誘電率（εａｐｐ） 、誘電損失（ｔａｎδ）はＡ
ＣＩＫＨｚ、１ｖを印加して測定した。また静電容量温
度変化率（温度特性：ＴＣ）は２０℃における静電容量
値を基準として一２５℃〜＋８５℃の温度範囲での静電
容量変化率を測定したものである。絶縁抵抗率（ρａｐ
ｐｌは、室温でＤＣ２５Ｖ印加後１分間の電流値を測定
して算出した。
（以下余白）
本発明の範囲内（表中本印で示した）のものでは各電気
特性ともに良好な結果が得られている。
特性ともに良好な結果が得られている。
誘電率（εａｐｐｌ及び静電容量温度変化率（温度特性
；ＴＣ）の両者を揃って改善出来たことは大きな利点で
ある。
；ＴＣ）の両者を揃って改善出来たことは大きな利点で
ある。
特に誘電率（εａｐｐｌ １５万クラスで静電容量温度
変化率（温度特性＋ＴＣ）７．５％を達成することがで
きたのは注目に値する。誘電損失（ｔａｎδ）、絶縁抵
抗率（ρａｐｐｌも共に良好なものが得られている。
変化率（温度特性＋ＴＣ）７．５％を達成することがで
きたのは注目に値する。誘電損失（ｔａｎδ）、絶縁抵
抗率（ρａｐｐｌも共に良好なものが得られている。
一方、本発明の範囲外のものでは各電気特性のうちいず
れかが劣っていたり、コンデンサ規格に該当しなくなっ
てしまった。
れかが劣っていたり、コンデンサ規格に該当しなくなっ
てしまった。
なお、上記実施例においては銀電極を形成することとし
たが、電極としては他の公知材料を用いても良い、焼成
条件についても同様に、素体が十分に半導体化され得る
条件と、焼結体の粒界が十分に絶縁化され得る条件であ
れば特に上記した範囲に限定されるものではない。
たが、電極としては他の公知材料を用いても良い、焼成
条件についても同様に、素体が十分に半導体化され得る
条件と、焼結体の粒界が十分に絶縁化され得る条件であ
れば特に上記した範囲に限定されるものではない。
及五二激呈
以上の説明により明らかなように、本発明に係る半導体
磁器にあっては、 主原料に５ｒＴｚＯｚとＢａＴｉＯ
３との２成分系を用い、原子価制御剤としてＮｂ、Ｏ５
もしくはＹ２Ｏ３のうちの１種もしくは２種を、焼結助
剤としてＣｕＯもしくはＭ口０□のうちの１種もしくは
２種を用い、さらに拡散物質として上記した組成物を初
めて組み合わせて用いることにより、各電気特性をバラ
ンス良く改善することができた。特に誘電率（εａｐｐ
）及び静電容量温度変化率（温度特性； ＴＣ）の両特
性を損なうことなく大幅に向上させることができ、高価
なフィルムコンデンサの特性に安価なもので対抗するこ
とが十分可能となる。
磁器にあっては、 主原料に５ｒＴｚＯｚとＢａＴｉＯ
３との２成分系を用い、原子価制御剤としてＮｂ、Ｏ５
もしくはＹ２Ｏ３のうちの１種もしくは２種を、焼結助
剤としてＣｕＯもしくはＭ口０□のうちの１種もしくは
２種を用い、さらに拡散物質として上記した組成物を初
めて組み合わせて用いることにより、各電気特性をバラ
ンス良く改善することができた。特に誘電率（εａｐｐ
）及び静電容量温度変化率（温度特性； ＴＣ）の両特
性を損なうことなく大幅に向上させることができ、高価
なフィルムコンデンサの特性に安価なもので対抗するこ
とが十分可能となる。
すなわち本発明に係る半導体磁器によれば、静電容量温
度変化率〔温度特性： ＴＣ）が±１０％以下となり、
同時に誘電率（εａｐｐ）が従来組成のものに比べて最
高で約２倍程度向上させることができた。このとき誘電
損失（ｔａｎδ）及び絶縁抵抗率（ρａｐｐ）も良好な
レベルを保っている。
度変化率〔温度特性： ＴＣ）が±１０％以下となり、
同時に誘電率（εａｐｐ）が従来組成のものに比べて最
高で約２倍程度向上させることができた。このとき誘電
損失（ｔａｎδ）及び絶縁抵抗率（ρａｐｐ）も良好な
レベルを保っている。
また本発明に係る半導体磁器の製造方法によれば、
従来技術のプロセスを損なうことなく各電気特性をバラ
ンス良く改善することができる。
ンス良く改善することができる。
Claims (2)
- （１）ＳｒＴｉＯ＿３が９７〜８０ｍｏｌ ＢａＴｉＯ＿３が３〜２０ｍｏｌ よりなる主成分１００ｍｏｌに対し、Ｎｂ＿２Ｏ＿５と
Ｙ＿２Ｏ＿３とのうち少なくとも１種が０．０５〜０．
４０ｍｏｌおよびＣｕＯとＭｎＯ＿２とのうち少なくと
も１種が０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む焼結体であっ
て、その結晶粒界が、Ｂｉ、Ｐｂ、Ｃｓを含む酸化物の
絶縁層により構成されていることを特徴とする半導体磁
器。 - （２）ＳｒＴｉＯ＿３が９７〜８０ｍｏｌ ＢａＴｉＯ＿３が３〜２０ｍｏｌ よりなる主成分１００ｍｏｌに対し、Ｎｂ＿２Ｏ＿５と
Ｙ＿２Ｏ＿３とのうち少なくとも１種が０．０５〜０．
４０ｍｏｌおよびＣｕＯとＭｎＯ＿２とのうち少なくと
も１種が０．１０〜０．４０ｍｏｌを含む磁器焼結体の
表面に Ｂｉ＿２Ｏ＿３が２０〜９８ｍｏｌ Ｐｂ＿３Ｏ＿４が１〜３０ｍｏｌ およびＣｓの炭酸塩または酸化物が１〜７０ｍｏｌを主
原料とする組成物を塗布した後焼成することを特徴とす
る半導体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129494A JPH0426545A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 半導体磁器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2129494A JPH0426545A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 半導体磁器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426545A true JPH0426545A (ja) | 1992-01-29 |
Family
ID=15010868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2129494A Pending JPH0426545A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 半導体磁器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0426545A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6746897B2 (en) | 1994-03-18 | 2004-06-08 | Naoki Fukutomi | Fabrication process of semiconductor package and semiconductor package |
| JP2010163321A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
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1990
- 1990-05-18 JP JP2129494A patent/JPH0426545A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6746897B2 (en) | 1994-03-18 | 2004-06-08 | Naoki Fukutomi | Fabrication process of semiconductor package and semiconductor package |
| US7187072B2 (en) | 1994-03-18 | 2007-03-06 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Fabrication process of semiconductor package and semiconductor package |
| JP2010163321A (ja) * | 2009-01-16 | 2010-07-29 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
| US8248753B2 (en) | 2009-01-16 | 2012-08-21 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic and laminated ceramic capacitor |
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