JPH0514410B2

JPH0514410B2 -

Info

Publication number: JPH0514410B2
Application number: JP63216974A
Authority: JP
Inventors: Junichi Watanabe; Katsuhiko Arai; Yasushi Inoe; Koichiro Tsujiku
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1993-02-25
Also published as: JPH0265211A

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の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63−
28492号公報に開示されているように、炭酸バリ
ウム（BaCO₂）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つたままより一層
の大容量化を図ることが困難であつた。即ち、絶
縁破壊電圧Vbdを例えば600V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
50V以上、単位面積当りの静電容量Ｃが0.6μF／
cm²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、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BiTiO₃（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
La₂O₃（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、2.0〜11.5モル％
のTiO₂（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つて還元再酸化型
半導体磁器コンデンサを作製すると、500V以上
の絶縁破壊電圧Vbdを有し且つ6.0μF／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］次に、本発明の実施例を説明する。第１表の試料No.１の組成物の主成分を得るため
に、 BaTiO₃を2000.00ｇ（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％）、 CeO₂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％）、 TiO₂を39.24ｇ（5.2モル％）秤量した。即ち、BaTiO₃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BaTiO₃、La₂O₃、
Nd₂O₃、CeO₂、Pr₂O₃、TiO₂を秤量した。また、添加成分としてMnCO₃（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MnCO₃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。また、上記主成分の合計重量と
2.10ｇのCoOとの割合は、100重量部の上記主成
分と0.1重量部のCoOとの割合に対応する。要す
るに、100重量部の主成分に対してMnが0.1重量
部、CoOが0.1重量部となるようにMnCO₃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、しかる
後、外径1.5mm、内径0.9mm、厚み0.3mm、長さ3.7
mmの円筒状成型体を得た。次に、得られた成型体を大気中に1320℃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℃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）を行つて図面で原理的
に示すように半導体磁器１の表面に誘電体層２を
作つた。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℃で10分間焼付けることによつ
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
Ｃ、tanδ、絶縁抵抗IR、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
0.73μF／cm²、tanδは3.2％、IRは2.1×10⁴MΩ、
Vbdは700Vであつた。なお、Ｃ及びtanδは測定電圧0.1V、測定周波
数1kHzの条件で測定し、IRは直流電圧50Vを15
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BaTiO₃とLaとＸとTiO₂はモル％で示され
ている。主成分に含まれているＸはCe、Pr、
Nd、Sm、Ｙの内の少なくとも１種から成る希土
類元素である。添加成分のMn及びCoOは主成分
100重量部に対する添加重量部で示されている。

【表】

【表】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
〜800V、単位面積当りの静電容量が0.1〜
0.8μF／cm²のコンデンサを得ることができる。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
ことができない。従つて、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。 Laが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を絶縁破壊電圧Vbd
が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。従つて、Laの好ましい範囲は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％未満になる
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Vbdが目標値よりも低くな
る。従つてＸの好ましい範囲は0.5〜0.3モル％で
ある。 BaTiO₃を81.5〜96.5モル％の範囲外及びTiO₂
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を高く保つたまま静
電容量Ｃを高くすることができない。従つて、
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。CoO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Ｃ、絶縁破壊電圧とも低下する。従つて、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) MnCO₃の代りにMnO₂を使用してもよい。 (2) 酸化性雰囲気により焼成（焼結）時の温度を
1260〜1400℃、還元性雰囲気の加熱処理温度を
900〜1180℃、再酸化処理の温度を900〜1100℃
の範囲で変えることができる。 (3) BaTiO₃の代りにBaCO₃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BaTiO₃（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La₂O₃（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
〜11.5モル％のTiO₂（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BaTiO₃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、TiO₂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。