JPH05217795A - 磁器コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
磁器コンデンサ及びその製造方法Info
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Abstract
焼成で得られるにもかかわらず、誘電体層の比誘電率ε
が7000以上、tanδが2.5%以下、抵抗率ρが
1×106 MΩ・cm以上、150℃におけるCR積が
1000F・Ω以上の磁器コンデンサを提供すること。 【構成】 誘電体層が、100.0重量部の基本成分
と、0.2〜5.0重量部の添加成分との混合物を焼成
したものからなり、基本成分が、 (1-α) {(Ba1-w- xCaw
Srx)O}k(Ti1-yZry)O2 +α(R1-zR′Z)O3/2(但し、R,
R′は希土類元素、α,x,y,z,kは、0.002
≦α≦0.04,0≦w≦0.27,0<x≦0.3
7,0<y<0.26,0.05≦0.6x+y≦0.
26,0.5≦z≦0.9,1.00≦k≦1.04を
満足する数値)からなり、添加成分がB2 O3 とSiO
2 とMO(但し、MOはBaO,SrO,CaO,Mg
O及びZnOから選択された1種または2種以上の酸化
物)からなる。
Description
磁器層を内部電極によって各々挟持させてなる単層また
は積層構造の磁器コンデンサ及びその製造方法に関する
ものである。
器原料粉末からなる未焼結磁器シート(グリーンシー
ト)に白金又はパラジウム等の貴金属を主成分とする導
電性ペーストを所望パターンで印刷し、この未焼結磁器
シートを複数枚積み重ねて圧着し、酸化性雰囲気中にお
いて1300℃〜1600℃で焼成させて製造されてい
る。
ラジウム等の貴金属を主成分とするものを使用している
のは、導電性ペーストとして白金又はパラジウム等の貴
金属を主成分とするものを使用すれば、積層磁器コンデ
ンサを酸化性雰囲気中において1300℃〜1600℃
という高温で焼成させても導電性ペーストが酸化せず、
所望の内部電極が得られるからである。しかし、白金又
はパラジウム等の貴金属は高価な材料であるので、従来
の積層磁器コンデンサはコスト高になるという問題があ
った。
て、本件出願人に係わる特公昭60−20851号公報
には、{(BaxCaySrz)O}k(TinZr1-n)O2 からなる基本成分
と、Li2 OとSiO2 とMO(但し、MOはBaO,
CaO及びSrOから選択された1種または2種以上の
酸化物)からなる添加成分とを含む誘電体磁器組成物が
開示されている。
は、{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2 からなる基本成
分と、B2 O3 とSiO2 とLi2 Oからなる添加成分
とを含む誘電体磁器組成物が開示されている。
は、{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2 からなる基本成
分と、B2 O3 とSiO2 からなる添加成分とを含む誘
電体磁器組成物が開示されている。
は、{(Ba1-x-yCaxSry)O}K(Ti1-zZrz)O2 からなる基本成
分と、B2 O3 とSiO2 とMO(但し、MOはBa
O,CaO及びSrOから選択された1種または2種以
上の酸化物)からなる添加成分とを含む誘電体磁器組成
物が開示されている。
器組成物は、還元性雰囲気中における1200℃以下の
比較的低い温度の焼成で得ることができるものである
が、その比誘電率εは5000以上、抵抗率ρは1×1
06 MΩ・cm以上である。
る電子回路の高密度化への進展は著しく、積層磁器コン
デンサの小型化に対する要求は非常に強いとともに、積
層磁器コンデンサが自動車等の電装用として使用される
ことから、積層磁器コンデンサの高温での信頼性に対す
る要求も非常に強い。
を構成する誘電体磁器組成物の比誘電率εと、高温CR
積を、他の電気的特性を悪化させることなく、上記各公
報に開示されている誘電体磁器組成物よりも更に良好な
らしめた磁器コンデンサの開発が望まれていた。
中における1200℃以下の温度の焼成で得られるもの
であるにもかかわらず、誘電体層を構成している誘電体
磁器組成物の比誘電率εが7000以上、誘電体損失t
anδが2.5%以下、抵抗率ρが1×106 MΩ・c
m以上、150℃下におけるCR積が1000F・Ω以
上と、その電気的特性が従来のものより更に優れた磁器
コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。
ンサは、誘電体磁器組成物からなる1又は2以上の誘電
体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している2以上の
内部電極とを備えた磁器コンデンサにおいて、前記誘電
体磁器組成物が、100.0重量部の基本成分と、0.
2〜5.0重量部の添加成分との混合物を焼成したもの
からなり、前記基本成分が、 (1-α) {(Ba1-w-xCawSrx)O}k(Ti1-yZry)O2 +α(R1-zR′Z)O3/2 (但し、Rは、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm及
びEuから選択された1種または2種以上の元素、R′
は、Sc,Y,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Tb,
Tm及びLuから選択された1種または2種以上の元
素、α,w,x,y,z,kは、 0.002≦α≦0.04 0≦w≦0.27 0<x≦0.37 0<y<0.26 0.05≦0.6x+y≦0.26 0.5≦z≦0.9 1.00≦k≦1.04 を満足する数値)であり、前記添加成分がB2 O3 とS
iO2 とMO(但し、MOはBaO,SrO,CaO,
MgO及びZnOから選択された1種または2種以上の
酸化物)からなり、前記B2 O3 と前記SiO2 と前記
MOとの組成範囲が、これらの組成をモル%で示す三角
図において、前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が
80モル%、前記MOが19モル%の組成を示す第1の
点Aと、前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が39
モル%、前記MOが60モル%の組成を示す第2の点B
と、前記B2 O3 が30モル%、前記SiO2 が0モル
%、前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと、
前記B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が0モル%、
前記MOが10モル%の組成を示す第4の点Dと、前記
B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が10モル%、前
記MOが0モル%の組成を示す第5の点Eと、前記B2
O3 が20モル%、前記SiO2 が80モル%、前記M
Oが0モル%の組成を示す第6の点Fとをこの順に結ぶ
6本の直線で囲まれた領域内にあるものである。
1-zR′Z)O3/2の割合、すなわちαの値を0.002≦α
≦0.04の範囲としたのは、αの値が0.002≦α
≦0.04の場合には、所望の電気特性のものを得るこ
とができるが、0.002未満になった場合には、ta
nδが大幅に悪化し、抵抗率ρが1×103 MΩ・cm
未満となり、0.04を越えた場合には、焼成温度が1
250℃であっても緻密な焼結体を得ることができない
からである。
の割合、すなわちwの値を0≦w≦0.27としたの
は、wの値が、0≦w≦0.27の場合には、所望の電
気的特性を有するとともに、温度特性が平坦で、抵抗率
ρの高い焼結体を得ることができるが、0.27を越え
た場合には、緻密な焼結体を得るための焼成温度が12
50℃と高くなり、比誘電率εs も7000未満となる
からである。
ンデンサの温度特性を平坦にし、また抵抗率ρの向上を
図るために使用する元素であるため、あえて含有させな
くても、すなわちwの値を零としても所望の電気的特性
を有する焼結体を得ることはできる。
≦0.6x+y≦0.26としたのは、関係式0.6x
+yの値がこの範囲にある場合は、所望の電気的特性を
有する焼結体を得ることができるが、関係式0.6x+
yの値が0.05未満となったり、0.26を越えたり
した場合は、いずれも比誘電率εs が7000未満とな
るからである。
範囲を定めたのは、x,yで割合が示されるSr,Zr
はいずれもキュリー点を低温側にシフトさせる元素であ
り、全体として考慮する必要があるからである。但し、
Srのシフターとしての特性はZrを1とした場合に3
/5(=0.6)であるので、xには係数0.6を掛け
て補正した。
以下であっても、xの値が0.37を越えると、比誘電
率εs が7000未満となる。従って、関係式0.6x
+yの上限値は0.26であるが、同時に、xの上限値
は0.37としなければならない。このため、Sr,Z
rの割合は、0<x≦0.37及び0<y<0.26を
満足する範囲で、且つ、0.05≦0.6x+y≦0.
26を満足させる範囲としなければならない。
原子数の割合、すなわちzの値を0.5≦z≦0.9と
したのは、zの値が、0.5≦z≦0.9の場合には所
望の電気的特性を有する焼結体を得ることができるが、
0.5未満になった場合、もしくは、0.9を越えた場
合には、高温CR積が1000F・Ωを割ってしまい、
所望の電気特性を得ることができないからである。
Pm,Sm及びEuはほゞ同様に働き、これ等から選択
された1つを使用しても、または複数を使用しても同様
な結果が得られる。またR′成分のSc,Y,Gd,D
y,Ho,Er,Yb,Tb,Tm及びLuもほゞ同様
に働くので、これ等から選択された1つを使用しても、
または複数を使用しても同様な結果が得られる。
Srx)O}の割合、すなわちkの値を1.00≦k≦1.0
4としたのは、kの値が、1.00≦k≦1.04の場
合には、所望の電気的特性を有する焼結体を得ることが
できるが、1.00未満になった場合には、誘電体損失
tanδが大幅に悪化し、抵抗率ρが1×106 MΩ・
cm未満になり、高温CR積が大幅に悪化し、1.04
を越えた場合には、1250℃の焼成でも緻密な焼結体
を得ることができないからである。
阻害しない範囲で微量のMnO2 (好ましくは0.05
〜0.1重量%)等の鉱化剤を添加し、焼結性を向上さ
せてもよい。また、その他の物質を必要に応じて添加し
てもよい。また、基本成分を得るための出発原料として
は、実施例で示した以外の酸化物を使用してもよいし、
水酸化物またはその他の化合物を使用してもよい。
の基本成分に対して0.2〜5.0重量部としたのは、
添加成分の添加量がこの範囲内にある場合は1190〜
1200℃の焼成で所望の電気的特性を有する焼結体を
得ることができるが、0.2重量部未満になると、焼成
温度が1250℃であっても緻密な焼結体を得ることが
できないし、また、5.0重量部を越えると、比誘電率
εs が7000未満となるからである。
MOとの組成をモル%で示す三角図において、前記した
点A〜Fをこの順に結ぶ6本の直線で囲まれた範囲内と
したのは、添加成分の組成をこの範囲内のものとすれ
ば、所望の電気的特性を有する焼結体を得ることができ
るが、添加成分の組成をこの範囲外とすれば、1250
℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができないからであ
る。なお、MO成分は、BaO,SrO,CaO,Mg
O,ZnOのいずれか1つであってもよいし、または適
当な比率としてもよい。
方法は、前記の基本成分と添加成分とからなる未焼結の
磁器粉末からなる混合物を調製する工程と、前記混合物
からなる未焼結磁器シートを形成する工程と、前記未焼
結磁器シートを少なくとも2以上の導電性ペースト膜で
挟持させた積層物を形成する工程と、前記積層物を非酸
化性雰囲気中において熱処理する工程と、前記熱処理を
受けた積層物を酸化性雰囲気中において熱処理する工程
とを備えたものである。
COなどの還元性雰囲気のみならず、N2 やArなどの
中性雰囲気であってもよい。また、非酸化性雰囲気中に
おける熱処理の温度は、非酸化性雰囲気中における焼成
温度より低い温度であればよく、500〜1000℃の
範囲が好ましい。
に限定することなく、例えば、N2に数ppmのO2 を
混合したような低酸素濃度の雰囲気から任意の酸素濃度
の雰囲気を使用することができる。どのような温度ある
いはどのような酸素濃度の雰囲気にするかは、電極材料
(ニッケル等)の酸化と誘電体磁器層の酸化とを考慮し
て種々変更する必要がある。後述する実施例ではこの熱
処理の温度を600℃としたが、この温度に限定される
ものではない。
中における熱処理と、酸化性雰囲気中における熱処理を
1つの連続した焼成プロファイルのなかで行なっている
が、もちろん非酸化性雰囲気中における焼成工程と、酸
化性雰囲気における熱処理工程とを独立した工程に分け
て行なうことも可能である。
を使用しているが、電極の焼付け条件を選択することに
よりNi,Ag,Cu等の電極を用いることができるの
はもちろんであるし、Ni外部電極を未焼成積層体の端
面に塗布して積層体の焼成と外部電極の焼付けを同時に
行なうこともできる。
一般的な単層の磁器コンデンサにも勿論適用可能であ
る。
説明する。基本成分の調製 表1に示す化合物を各々秤量し、これらの化合物をポッ
トミルに、複数個のアルミナボール及び2.5リットル
の水とともに入れ、15時間攪拌混合して、混合物を得
た。
基本成分の組成式 (1-α) {(Ba1-w-xCawSrx)O}k(Ti1-yZry)O2 +α(R1-zR′Z)O3/2 (但し、RはLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm及び
Euから選択された1種または2種以上の元素、R′
は、Sc,Y,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Tb,
Tm及びLuから選択された1種または2種以上の元
素)………(1) における第1項の{(Ba1-w-xCawSrx)O}k(Ti1-yZry)O2 が
{(Ba0.85Ca0.07Sr0.08)O}1.01(Ti0.90Zr0.10)O2 となる
ように、計算して求めた値である。
に入れ、熱風式乾燥器を用い、150℃で4時間乾燥
し、この乾燥した混合物を粗粉砕し、この粗粉砕した混
合物をトンネル炉を用い、大気中において約1200℃
で2時間仮焼し、上記基本成分の組成式(1) における第
1項の成分粉末(第1基本成分)を得た。
に、1−αが0.98モル%、αが0.02モル%とな
るように、98モル部(984.16g)の第1基本成
分の粉末と、2モル部(15.84g、うち、Dy2 O
3 が11.49g、Pr2 O3 が4.35g)の第2基
本成分(基本成分の組成式(1) における第2項の成分)
の粉末とを湿式ポットミルで混合し、150℃で乾燥さ
せ、1000gの基本成分を得た。
リエチレンポットに、複数個のアルミナボール及び30
0ミリリットルのアルコールとともに加え、10時間攪
拌混合して、混合物を得た。
B2 O3 が1モル%、SiO2 が80モル%、MOが1
9モル%{BaO(3.8モル%)+CaO(9.5モル%)+
MgO(5.7モル%)}の組成となるように計算して求め
た値である。また、MOのうちでBaO,CaO及びM
gOの占める割合は、BaOが20モル%、CaOが5
0モル%、MgOが30モル%である。
00℃の温度で2時間仮焼し、これをアルミナポットに
複数個のアルミナボール及び300ミリリットルの水と
ともに入れ、15時間粉砕し、その後、150℃で4時
間乾燥させ、前記組成の添加成分の粉末を得た。
2重量部(20g)の前記添加成分とをボールミルに入
れ、更に、これらの基本成分と添加成分との合計重量に
対して15重量%の有機バインダーと50重量%の水を
入れ、これらを混合及び粉砕して誘電体磁器組成物の原
料となるスラリーを得た。ここで、有機バインダーとし
ては、アクリル酸エステルポリマー、グリセリン及び縮
合リン酸塩の水溶液からなるものを使用した。
この脱泡処理したスラリーをポリエステルフィルム上に
リバースコータを用いて所定の厚さで塗布し、この塗布
されたスラリーをこのポリエステルフィルムとともに1
00℃で加熱して乾燥させ、厚さ約25μmの長尺な未
焼結磁器シートを得た。そして、この長尺な未焼結磁器
シートを裁断して10cm角の未焼結磁器シートを得
た。
チルセルロース0.9gをブチルカルビトール9.1g
に溶解させたものとを攪拌機に入れて10時間攪拌し、
内部電極用の導電性ペーストを得た。
の導電性ペーストからなるパターン(長さ14mm、幅
7mm)を50個、スクリーン印刷法によって形成さ
せ、乾燥させた。
るパターンが形成されている側を上にして2枚積層し
た。この積層の際、隣接する上下の未焼結磁器シート間
において、導電性ペーストからなるパターンが長手方向
に半分程ずれるようにした。そして、更に上記のように
して積層したものの上下両面に厚さ60μmの未焼結磁
器シートを各々4枚ずつ積層して積層物を得た。
向から約40トンの荷重を加えて、この積層物を構成し
ている未焼結磁器シート相互を圧着させた。そして、こ
の積層物を格子状に裁断して、50個の積層体チップを
得た。
れ、この炉内を大気雰囲気にし、100℃/hの速度で
600℃まで昇温させ、未焼結磁器シート中の有機バイ
ンダーを燃焼除去させた。
元雰囲気{H2(2体積%)+N2(98体積%)}に変
え、炉内の温度を600℃から1140℃まで、100
℃/hの速度で昇温させ、1140℃の温度を3時間保
持し、その後、100℃/hの速度で降温させ、炉内の
雰囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に変え、600℃
の温度を30分間保持して酸化処理を行い、その後、室
温まで冷却して積層焼結体チップを得た。
内部電極の端部が露出している側面に一対の外部電極を
形成し、図1に示すような、三層の誘電体磁器層12,
12,12と二層の内部電極14,14とからなる積層
焼結体チップ15の端部に一対の外部電極16,16が
形成された積層磁器コンデンサ10が得られた。
とガラスフリット(glass frit)とビヒクル(vehicle) と
からなる導電性ペーストを塗布し、この導電性ペースト
を、乾燥後、大気中において550℃の温度で15分間
焼き付けて亜鉛電極層18とし、更にこの亜鉛電極層1
8の上に無電解メッキ法で銅層20を形成し、更にこの
銅層20の上に電気メッキ法でPb−Sn半田層22を
設けることによって形成した。
体磁器層12の厚さは0.02mm、一対の内部電極1
4,14の対向面積は5mm×5mm=25mm2 であ
る。また、焼結後の誘電体磁器層12の組成は、焼結前
の基本成分及び添加成分の混合物の組成と実質的に同じ
である。
その平均値を求めたところ、表3の右欄に示すよう
に、比誘電率εs が16050、tanδが1.1%、
抵抗率ρが3.71×106 MΩ・cm、高温CR積が
1750F・Ωであった。
圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定し、この
測定値と、一対の内部電極14,14の対向面積(25
mm2 )と一対の内部電極14,14間の誘電体磁器層
12の厚さ(0.02mm)から計算で求めた。(B) 誘
電体損失tanδ(%)は、上記した比誘電率εs の測
定の場合と同一の条件で測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃においてD
C100Vを1分間印加した後に、一対の外部電極1
6,16間の抵抗値を測定し、この測定値と寸法とに基
づいて計算で求めた。 (D) 高温CR積(F・Ω)は、温度150℃、周波数1
kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で、静電容量を
測定し、また、DC100Vを1分間印加した後に、一
対の外部電極16,16間の抵抗値[MΩ]を測定し、
計算で求めた。
料No.2〜94についても、基本成分及び添加成分の
組成を表3〜表3の左欄に示すように変え、還元性
雰囲気中における焼成温度を表3〜表3の右欄に示
すように変えた他は、試料No.1と全く同一の方法で
積層磁器コンデンサを作成し、同一の方法で電気的特性
を測定した。試料No.2〜90の電気的特性は表3
〜表3の右欄に示す通りとなった。
欄には基本成分の組成式の第1項における{(Ba1-w-xCaw
Srx)O}k(Ti1-yZry)O2 の割合が、1−w−xの欄には基
本成分の組成式の第1項におけるBaの原子数の割合
が、wの欄には基本成分の組成式の第1項におけるCa
の原子数の割合が、xの欄には基本成分の組成式の第1
項におけるSrの原子数の割合が、1−yの欄には基本
成分の組成式の第1項におけるTiの原子数の割合が、
yの欄には基本成分の組成式の第1項におけるZrの原
子数の割合が、kの欄には基本成分の組成式の第1項に
おける{(Ba1-w-xCawSrx)O}の割合が、αの欄には基本成
分の組成式の第2項における(R1-zR′Z)O3 /2の割合が、
1−zの欄には基本成分の組成式の第2項におけるRの
原子数の割合が、zの欄には基本成分の組成式の第2項
におけるR′の原子数の割合が示されている。
欄において、添加量重量部の欄には基本成分100重量
部に対する添加成分の重量部が示され、組成の欄にはB
2 O3 ,SiO2 及びMOの割合がモル%で示され、M
Oの内容の欄にはBaO,SrO,CaO,MgO及び
ZnOの割合がモル%で示されている。
るガラスの適正範囲を明らかにし、試料No.20〜3
1は添加成分の添加量の適正範囲を明らかにし、試料N
o.32〜43はCaの原子数の割合であるwの適正範
囲を明らかにし、試料No.44〜59はSrの原子数
の割合であるx値の適正範囲と、Zrの原子数の割合で
あるy値の適正範囲、すなわち0.6x+yの適正範囲
を明らかにし、試料No.60〜69はR′の原子数の
割合であるzの適正範囲を明らかにし、試料No.70
〜80は(R1-zR′Z)O3/2の割合であるαの適正範囲を明
らかにし、試料No.81〜90は{(Ba1-w-xCawSrx)O}
の割合であるkの適正範囲を明らかにするものである。
明に従う試料によれば、非酸化性雰囲気中における12
00℃以下の焼成で、比誘電率εs が7000以上、誘
電体損失tanδが2.5%以下、抵抗率ρが1×10
6 MΩ・cm以上、150℃におけるCR積が1000
F・Ω以上の電気的特性を有する誘電体磁器組成物を備
えた磁器コンデンサを得ることができるものである。
5,26,31,37,43,44,49,57,5
9,60,69,70,75,76,80,81,8
5,86及び90の試料によれば、所望の電気的特性を
有する磁器コンデンサを得ることができない。従って、
これらのNo.の試料は本発明の範囲外のものである。
られている誘電体磁器組成物の組成範囲の限定理由につ
いて表3〜表3の試料No.1〜90を参照しなが
ら説明する。
原子数の割合、すなわちwの値について説明する。wの
値が、試料No.36及び42に示すように、0.27
の場合には、所望の電気的特性を有する焼結体を得るこ
とができるが、試料No.37及び43に示すように、
0.30の場合には、緻密な焼結体を得るための焼成温
度が1250℃と高くなり、比誘電率εs も7000未
満となる。従って、wの値の上限は0.27である。
に示すように、Caは温度特性を平坦にする作用及び抵
抗率ρを向上させる作用を有するが、wの値が、試料N
o.32及び38に示すように、零であっても所望の電
気的特性の焼結体を得ることができる。従って、wの値
の下限は零である。
原子数の割合であるxの値と、Zrの原子数の割合であ
るyの値を、関係式0.6x+yの値で表わした場合に
ついて説明する。関係式0.6x+yの値が、試料N
o.50に示すように、0.05の場合には、所望の電
気的特性を有する焼結体を得ることができるが、試料N
o.44に示すように、0.035の場合には、比誘電
率εs が7000未満となる。従って、関係式0.6x
+yの下限値は0.05である。
o.56,58に示すように、0.260,0.258
の場合は、所望の電気的特性を有する焼結体を得ること
ができるが、試料No.57,59に示すように、0.
26を越えて0.290,0.285になった場合に
は、比誘電率εs が7000未満となる。従って、関係
式0.6x+yの上限値は0.26である。
以下であっても、試料No.49に示すように、xの値
が0.37を越えて0.40になった場合は、比誘電率
εsが7000未満となる。従って、関係式0.6x+
yの上限値は0.26であるが、同時に、xの上限値は
0.37としなければならない。
リー点を低温側にシフトさせ、室温における比誘電率を
増大させる同様の作用を有し、0<x≦0.37及び0
<y<0.26を満足する範囲で、且つ、0.05≦
0.6x+y≦0.26を満足させる範囲で使用するこ
とができる。
(R1-z R′z )の割合、すなわちαの値について説明
する。αの値が、試料No.71及び77に示すよう
に、0.002の場合には所望の電気的特性を有する焼
結体を得ることができるが、試料No.70及び76に
示すように、0.001の場合には、誘電体損失tan
δが大幅に悪化し、抵抗率ρが1×103 MΩ・cm未
満となる。従って、αの値の下限は0.002である。
に示すように、0.04の場合には所望の電気的特性を
有する焼結体を得ることができるが、試料No.75及
び80に示すように、0.06の場合には、焼成温度が
1250℃であっても緻密な焼結体を得ることができな
い。従って、αの値の上限は0.04である。
Pm及びEuはほゞ同様に働き、これ等から選択された
1つを使用しても、または複数を使用しても同様な結果
が得られる。
R′の原子数の割合、すなわちzの値について説明す
る。zの値が試料No.61に示すように0.5の場合
には、所望の電気特性を有する焼結体を得ることができ
るが、試料No.60に示すように0.4の場合には高
温CR積が1000F・Ω未満となる。従って、zの下
限は0.5である。
うに、0.9の場合には、所望の電気特性を有する焼結
体を得ることができるが、試料No.69に示すよう
に、0.95の場合には高温CR積が1000F・Ω未
満となる。従って、zの値の上限は0.9である。
Er及びYbはほゞ同様に働き、これ等から選択された
1つを使用しても、または複数を使用しても同様な結果
が得られる。
1-w-xCawSrx)O}の割合、すなわちkの値について説明す
る。kの値が、試料No.82及び87に示すように、
1.00の場合には、所望の電気的特性を有する焼結体
を得ることができるが、試料No.81及び86に示す
ように、0.99の場合には、tanδが2.5%以上
になり、抵抗率ρが1×104 MΩ・cm未満になり、
高温CR積が著しく悪化する。従って、kの値の下限は
1.00である。
に示すように、1.04の場合には所望の電気的特性の
焼結体を得ることができるが、試料No.85及び90
に示すように、1.05の場合には、1250℃の焼成
でも緻密な焼結体を得ることができない。従って、kの
値の上限は1.04である。
る。添加成分の添加量が、試料No.21及び27に示
すように、100重量部の基本成分に対して0.2重量
部の場合には、1190〜1200℃の焼成で所望の電
気的特性を有する焼結体を得ることができるが、添加成
分の添加量が零の場合には、試料No.20及び26に
示すように、1250℃の焼成でも緻密な焼結体を得る
ことができない。従って、添加成分の下限値は、100
重量部の基本成分に対して0.2重量部である。
4及び30に示すように、100重量部の基本成分に対
して5重量部の場合には、所望の電気的特性を有する焼
結体を得ることができるが、添加成分の添加量が、試料
No.25及び31に示すように、100重量部の基本
成分に対して7重量部の場合には、比誘電率εs が70
00未満となる。従って、添加成分の添加量の上限値
は、100重量部の基本成分に対して5重量部である。
説明する。添加成分の好ましい組成範囲は、図2のB2
O3 −SiO2 −MOの組成比を示す三角図に基づいて
決定することができる。
2 O3 が1モル%、SiO2 が80モル%、MOが19
モル%の組成を示し、第2の点Bは、試料No.2のB
2 O3 が1モル%、SiO2 が39モル%、MOが60
モル%の組成を示し、第3の点Cは、試料No.3のB
2 O3 が30モル%、SiO2 が0モル%、MOが70
モル%の組成を示し、第4の点Dは、試料No.4のB
2 O3 が90モル%、SiO2 が0モル%、MOが10
モル%の組成を示し、第5の点Eは、試料No.5のB
2 O3 が90モル%、SiO2 が10モル%、MOが0
モル%の組成を示し、第6の点Fは、試料No.6のB
2 O3 が20モル%、SiO2 が80モル%、MOが0
モル%の組成を示す。
は、図2に示す三角図の第1〜6の点A〜Fをこの順に
結ぶ6本の直線で囲まれた範囲内となっている。添加成
分の組成をこの範囲内のものとすれば、所望の電気的特
性を有する焼結体を得ることができる。一方、試料N
o.11〜13のように、添加成分の組成を本発明で特
定した範囲外とすれば、1250℃の焼成で緻密な焼結
体を得ることができない。
〜18に示すように、BaO,SrO,CaO,Mg
O,ZnOのいずれか1つであってもよいし、または他
の試料に示すように適当な比率としてもよい。
体層を構成している誘電体磁器組成物の組成を前述した
ように構成したので、比誘電率εs を7000〜218
00と飛躍的に向上させることができ、従って、磁器コ
ンデンサの小型大容量化を図ることができるという効果
がある。
誘電体層を構成している誘電体磁器組成物の組成を前述
したように構成したので、高温におけるCR積を高める
ことができ、従って、磁器コンデンサの高温での信頼性
を高めることができるという効果がある。
誘電体層を構成している誘電体磁器組成物を非酸化性雰
囲気中で焼結させるので、内部電極をニッケル等の安価
な卑金属の導電性ペーストで形成することができ、従っ
て、磁器コンデンサの小型大容量化とあいまって、磁器
コンデンサの低コスト化を図ることができるという効果
がある。
面図である。
する誘電体磁器組成物の添加成分の組成範囲を示す三角
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 誘電体磁器組成物からなる1又は2以上
の誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している2
以上の内部電極とを備えた磁器コンデンサにおいて、 前記誘電体磁器組成物が、100.0重量部の基本成分
と、0.2〜5.0重量部の添加成分との混合物を焼成
したものからなり、 前記基本成分が、 (1-α) {(Ba1-w-xCawSrx)O}k(Ti1-yZry)O2 +α(R1-zR′Z)O3/2 (但し、Rは、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm及
びEuから選択された1種または2種以上の元素、R′
は、Sc,Y,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Tb,
Tm及びLuから選択された1種または2種以上の元
素、 α,w,x,y,z,kは、 0.002≦α≦0.04 0≦w≦0.27 0<x≦0.37 0<y<0.26 0.05≦0.6x+y≦0.26 0.5≦z≦0.9 1.00≦k≦1.04 を満足する数値)であり、 前記添加成分がB2 O3 とSiO2 とMO(但し、MO
はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
された1種または2種以上の酸化物)からなり、 前記B2 O3 と前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が80モル%、
前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が39モル%、
前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記B2 O3 が30モル%、前記SiO2 が0モル%、
前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が0モル%、
前記MOが10モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が10モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B2 O3 が20モル%、前記SiO2 が80モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第6の点Fとをこ
の順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあることを特
徴とする磁器コンデンサ。 - 【請求項2】 未焼結の磁器粉末からなる混合物を調製
する工程と、前記混合物からなる未焼結磁器シートを形
成する工程と、前記未焼結磁器シートを少なくとも2以
上の導電性ペースト膜で挟持させた積層物を形成する工
程と、前記積層物を非酸化性雰囲気中において熱処理す
る工程と、前記熱処理を受けた積層物を酸化性雰囲気中
において熱処理する工程とを備え、 前記未焼結の磁器粉末からなる混合物が、100.0重
量部の基本成分と、0.2〜5重量部の添加成分とから
なり、 前記基本成分が、 (1-α) {(Ba1-w-xCawSrx)O}k(Ti1-yZry)O2 +α(R1-zR′Z)O3/2 (但し、Rは、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm及
びEuから選択された1種または2種以上の元素、R′
は、Sc,Y,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Tb,
Tm及びLuから選択された1種または2種以上の元
素、 α,w,x,y,z,kは、 0.002≦α≦0.04 0≦w≦0.27 0<x≦0.37 0<y<0.26 0.05≦0.6x+y≦0.26 0.5≦z≦0.9 1.00≦k≦1.04 を満足する数値)であり、 前記添加成分がB2 O3 とSiO2 とMO(但し、MO
はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
された1種または2種以上の酸化物)からなり、 前記B2 O3 と前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が80モル%、
前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記B2 O3 が1モル%、前記SiO2 が39モル%、
前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記B2 O3 が30モル%、前記SiO2 が0モル%、
前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が0モル%、
前記MOが10モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B2 O3 が90モル%、前記SiO2 が10モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B2 O3 が20モル%、前記SiO2 が80モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第6の点Fとをこ
の順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあることを特
徴とする磁器コンデンサの製造方法。
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