JPH06231994A - 半導体磁器組成物 - Google Patents
半導体磁器組成物Info
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- JPH06231994A JPH06231994A JP5018260A JP1826093A JPH06231994A JP H06231994 A JPH06231994 A JP H06231994A JP 5018260 A JP5018260 A JP 5018260A JP 1826093 A JP1826093 A JP 1826093A JP H06231994 A JPH06231994 A JP H06231994A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、ｘ、ｙはそれぞ
れ、ｘ＝0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の範囲の値）を主
成分とし、主成分100 モルに対し、NbをNb2O5に換算し
て0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算して0.3 〜5.0 モル
の割合で含有している半導体磁器組成物。 【効果】 誘電損失（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗
（ＩＲ）3.0 ×109 Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ
値）が±１０％以内、高周波特性を示す１ＭＨｚにおけ
る誘電損失（tan δ）が1.5 ％以下と、各特性に優れた
コンデンサを提供することができる。
れ、ｘ＝0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の範囲の値）を主
成分とし、主成分100 モルに対し、NbをNb2O5に換算し
て0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算して0.3 〜5.0 モル
の割合で含有している半導体磁器組成物。 【効果】 誘電損失（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗
（ＩＲ）3.0 ×109 Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ
値）が±１０％以内、高周波特性を示す１ＭＨｚにおけ
る誘電損失（tan δ）が1.5 ％以下と、各特性に優れた
コンデンサを提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体磁器組成物に関
し、より詳細にはチタン酸ストロンチウムを主成分と
し、これに特定の添加剤を加えた、静電容量温度特性、
誘電損失及び絶縁抵抗率等のコンデンサ特性に優れた粒
界絶縁型半導体磁器組成物に関する。
し、より詳細にはチタン酸ストロンチウムを主成分と
し、これに特定の添加剤を加えた、静電容量温度特性、
誘電損失及び絶縁抵抗率等のコンデンサ特性に優れた粒
界絶縁型半導体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、粒界絶縁型半導体磁器コンデン
サは、粒界部分のみが誘電体として利用されるので非常
に大きな実効容量が得られるコンデンサとして知られて
いる。これら粒界絶縁型半導体磁器コンデンサとして
は、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）、チタン酸バリ
ウム（BaTiO3）、チタン酸マグネシウム（MgTiO3）、チ
タン酸カルシウム（CaTi03）、チタン酸鉛（PbTiO3）等
の成分に種々の化合物が添加され、あるいはお互いの成
分が混合された組成を主成分とするものが知られてい
る。
サは、粒界部分のみが誘電体として利用されるので非常
に大きな実効容量が得られるコンデンサとして知られて
いる。これら粒界絶縁型半導体磁器コンデンサとして
は、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）、チタン酸バリ
ウム（BaTiO3）、チタン酸マグネシウム（MgTiO3）、チ
タン酸カルシウム（CaTi03）、チタン酸鉛（PbTiO3）等
の成分に種々の化合物が添加され、あるいはお互いの成
分が混合された組成を主成分とするものが知られてい
る。
【０００３】前記粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの特
性に関し、例えばチタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分
とし、酸化ジスプロシウム（Dy2O3 ）が添加された粒界
絶縁型半導体磁器コンデンサでは、比誘電率（εapp ）
が40,000〜50,000と大きな値を示すが、一方その静電容
量温度特性（ＴＣ値）として、２０℃における静電容量
を基準値として−３０℃〜＋８５℃の温度範囲内の基準
静電容量に対する最大変化率をとった場合、その値が±
４０％と大きく、また誘電損失（tan δ）も約５％と大
きな値になるという問題があった。
性に関し、例えばチタン酸バリウム（BaTiO3）を主成分
とし、酸化ジスプロシウム（Dy2O3 ）が添加された粒界
絶縁型半導体磁器コンデンサでは、比誘電率（εapp ）
が40,000〜50,000と大きな値を示すが、一方その静電容
量温度特性（ＴＣ値）として、２０℃における静電容量
を基準値として−３０℃〜＋８５℃の温度範囲内の基準
静電容量に対する最大変化率をとった場合、その値が±
４０％と大きく、また誘電損失（tan δ）も約５％と大
きな値になるという問題があった。
【０００４】また、半導体磁器の主成分がチタン酸スト
ロンチウム（SrTiO3）で、酸化ジスプロシウム（Dy2O
3 ）または二酸化セリウム（CeO3）が添加された粒界絶
縁型半導体磁器コンデンサでは、比誘電率（εapp ）は
30,000程度と低くなるものの、チタン酸バリウム系と比
較して温度変化による静電容量温度特性（ＴＣ値）が改
善されて±２０％程度となり、誘電損失（tan δ）も２
〜３％程度と改善されることがわかった。
ロンチウム（SrTiO3）で、酸化ジスプロシウム（Dy2O
3 ）または二酸化セリウム（CeO3）が添加された粒界絶
縁型半導体磁器コンデンサでは、比誘電率（εapp ）は
30,000程度と低くなるものの、チタン酸バリウム系と比
較して温度変化による静電容量温度特性（ＴＣ値）が改
善されて±２０％程度となり、誘電損失（tan δ）も２
〜３％程度と改善されることがわかった。
【０００５】コンデンサとしては、一般に見掛けの比誘
電率（εapp ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）が十分に大きいこ
と、また誘電損失（tan δ）、静電容量温度特性値（Ｔ
Ｃ値）が十分に小さいこと等が必要である。
電率（εapp ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）が十分に大きいこ
と、また誘電損失（tan δ）、静電容量温度特性値（Ｔ
Ｃ値）が十分に小さいこと等が必要である。
【０００６】そして上記の公知例のように、一般にチタ
ン酸ストロンチウム（SrTiO3）系の粒界絶縁型半導体磁
器は、チタン酸バリウム（BaTiO3）系のものに較べて見
掛けの比誘電率（εapp ）では多少劣るものの、誘電損
失（tan δ）、静電容量温度特性値（ＴＣ値）、高周波
特性等に優れるために様々の用途に使用され、種々の焼
結助剤又は拡散物質を加えた系で検討がなされている。
ン酸ストロンチウム（SrTiO3）系の粒界絶縁型半導体磁
器は、チタン酸バリウム（BaTiO3）系のものに較べて見
掛けの比誘電率（εapp ）では多少劣るものの、誘電損
失（tan δ）、静電容量温度特性値（ＴＣ値）、高周波
特性等に優れるために様々の用途に使用され、種々の焼
結助剤又は拡散物質を加えた系で検討がなされている。
【０００７】従来から使用されているチタン酸ストロン
チウム（SrTiO3）系の粒界絶縁型半導体磁器コンデンサ
の製法の一例を説明する。まずチタン酸ストロンチウム
（SrTiO3）を主原料とし、これに原子価制御用助剤とし
て五酸化ニオブ（Nb2O5 ）、酸化イットリウム（Y2O3）
等を添加し、また焼結助剤として酸化ケイ素（SiO2）、
酸化アルミニウム（Al2O3 ）、酸化マンガン（MnO2）、
酸化第二銅（CuO ）等を１種又は複数の組み合わせで添
加し、還元雰囲気中にて焼結して半導体磁器を得る。次
にこの半導体磁器の粒界に絶縁層を形成すべく、酸化ビ
スマス（Bi2O3）、酸化第二銅（CuO ）、酸化マンガン
（MnO2）等の金属酸化物を熱拡散させて粒界絶縁型半導
体磁器を完成する。
チウム（SrTiO3）系の粒界絶縁型半導体磁器コンデンサ
の製法の一例を説明する。まずチタン酸ストロンチウム
（SrTiO3）を主原料とし、これに原子価制御用助剤とし
て五酸化ニオブ（Nb2O5 ）、酸化イットリウム（Y2O3）
等を添加し、また焼結助剤として酸化ケイ素（SiO2）、
酸化アルミニウム（Al2O3 ）、酸化マンガン（MnO2）、
酸化第二銅（CuO ）等を１種又は複数の組み合わせで添
加し、還元雰囲気中にて焼結して半導体磁器を得る。次
にこの半導体磁器の粒界に絶縁層を形成すべく、酸化ビ
スマス（Bi2O3）、酸化第二銅（CuO ）、酸化マンガン
（MnO2）等の金属酸化物を熱拡散させて粒界絶縁型半導
体磁器を完成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】近年電子機器の小型化
及び高周波化に伴い、より大容量で周波数特性及び温度
特性の良好なコンデンサが望まれている。一般に、粒界
絶縁型半導体磁器コンデンサの静電容量を大きくする方
法としては、セラミックス中の結晶粒を大きくする方法
が考えられる。しかし、前記セラミックス中の結晶粒を
大きくした場合、単位面積当りの粒界層が占める割合が
小さくなるため、絶縁層が充分に形成されなくなり、見
掛けの比誘電率（εapp ）は大きくなるが絶縁抵抗率
（ＩＲ）が下がる、誘電損失（tan δ）の値が大きくな
る等の課題が生じた。
及び高周波化に伴い、より大容量で周波数特性及び温度
特性の良好なコンデンサが望まれている。一般に、粒界
絶縁型半導体磁器コンデンサの静電容量を大きくする方
法としては、セラミックス中の結晶粒を大きくする方法
が考えられる。しかし、前記セラミックス中の結晶粒を
大きくした場合、単位面積当りの粒界層が占める割合が
小さくなるため、絶縁層が充分に形成されなくなり、見
掛けの比誘電率（εapp ）は大きくなるが絶縁抵抗率
（ＩＲ）が下がる、誘電損失（tan δ）の値が大きくな
る等の課題が生じた。
【０００９】また特開昭５２−９８９９７号公報に、拡
散物質として前記酸化ビスマス（Bi2O3 ）５〜９５モル
％及び前記酸化マンガン（MnO2）９５〜５モル％からな
る組成物を使用する方法が提案されているが、この方法
により得られた半導体磁器組成物は、酸化ビスマス（Bi
2O3 ）、酸化第二銅（CuO ）又は酸化マンガン（MnO2）
を単体で使用したものと比較して、各特性とも若干良好
になるが、未だ要求されている特性に対しては充分とは
言えなかった。
散物質として前記酸化ビスマス（Bi2O3 ）５〜９５モル
％及び前記酸化マンガン（MnO2）９５〜５モル％からな
る組成物を使用する方法が提案されているが、この方法
により得られた半導体磁器組成物は、酸化ビスマス（Bi
2O3 ）、酸化第二銅（CuO ）又は酸化マンガン（MnO2）
を単体で使用したものと比較して、各特性とも若干良好
になるが、未だ要求されている特性に対しては充分とは
言えなかった。
【００１０】また主成分であるチタン酸ストロンチウム
（SrTiO3）の一部をチタン酸カルシウム（CaTiO3）に置
き換えることにより、静電容量温度特性値（ＴＣ値）の
改善を図ろうとする例もあるが、この場合には見掛けの
比誘電率（εapp ）が低下し、静電容量温度特性値（Ｔ
Ｃ値）もさほど改善されていなかった。
（SrTiO3）の一部をチタン酸カルシウム（CaTiO3）に置
き換えることにより、静電容量温度特性値（ＴＣ値）の
改善を図ろうとする例もあるが、この場合には見掛けの
比誘電率（εapp ）が低下し、静電容量温度特性値（Ｔ
Ｃ値）もさほど改善されていなかった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題に
鑑み、チタン酸ストロンチウム系半導体磁器コンデンサ
の誘電特性等を改善するため、チタン酸ストロンチウム
にチタン酸カルシウムを固溶させた系について検討した
結果、五酸化ニオブを半導体化剤とし、これに酸化ケイ
素と、必要によっては酸化第二銅とを特定量添加した半
導体磁器組成物は焼結時に結晶粒が均一に成長し、得ら
れた半導体磁器に絶縁化剤を熱拡散させて粒界絶縁層を
形成することにより、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘
電損失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温
度特性値（ＴＣ値）等の特性に優れた粒界絶縁型半導体
磁器コンデンサが得られることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
鑑み、チタン酸ストロンチウム系半導体磁器コンデンサ
の誘電特性等を改善するため、チタン酸ストロンチウム
にチタン酸カルシウムを固溶させた系について検討した
結果、五酸化ニオブを半導体化剤とし、これに酸化ケイ
素と、必要によっては酸化第二銅とを特定量添加した半
導体磁器組成物は焼結時に結晶粒が均一に成長し、得ら
れた半導体磁器に絶縁化剤を熱拡散させて粒界絶縁層を
形成することにより、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘
電損失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温
度特性値（ＴＣ値）等の特性に優れた粒界絶縁型半導体
磁器コンデンサが得られることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
【００１２】すなわち、本発明に係る半導体磁器組成物
は、Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝
0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の範囲の値）を主成分と
し、前記主成分100 モルに対し、NbをNb2O5 に換算して
0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算して0.3 〜5.0 モルの
割合で含有していることを特徴としている(1) 。
は、Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝
0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の範囲の値）を主成分と
し、前記主成分100 モルに対し、NbをNb2O5 に換算して
0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算して0.3 〜5.0 モルの
割合で含有していることを特徴としている(1) 。
【００１３】また本発明に係る半導体磁器組成物は、前
記(1) 記載の半導体磁器組成物の主成分100 モルに対
し、さらにCuをCuO に換算して０＜CuO ≦0.6 モルの範
囲で含有していることを特徴としている(2) 。
記(1) 記載の半導体磁器組成物の主成分100 モルに対
し、さらにCuをCuO に換算して０＜CuO ≦0.6 モルの範
囲で含有していることを特徴としている(2) 。
【００１４】また本発明に係る半導体磁器組成物は、前
記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成物において、結晶
粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち少なくとも１種を含
有していることを特徴としている(3) 。
記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成物において、結晶
粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち少なくとも１種を含
有していることを特徴としている(3) 。
【００１５】本発明において主成分である前記Sr(1-x)C
axTiyO3 のSrとCaの割合に関係するｘの値を0.01〜0.1
と規定したのは、前記ｘの値が0.01未満であると見掛け
の比誘電率（εapp ）が低下し、また前記ｘの値が0.1
を超えると静電容量温度特性（ＴＣ値）が劣化するため
である。
axTiyO3 のSrとCaの割合に関係するｘの値を0.01〜0.1
と規定したのは、前記ｘの値が0.01未満であると見掛け
の比誘電率（εapp ）が低下し、また前記ｘの値が0.1
を超えると静電容量温度特性（ＴＣ値）が劣化するため
である。
【００１６】また主成分である前記Sr(1-x)CaxTiyO3 の
（Sr(1-x)Cax）とTiとの割合に関係するｙの値を1.00〜
1.05と規定したのは、前記ｙの値が1.00未満であるとＡ
サイト過剰となり、液相が形成されにくいことから粒成
長しにくく、その結果、静電容量温度特性（ＴＣ値）等
の電気特性が劣化してその信頼性が低下し、また前記ｙ
の値が1.05を超えると焼結体が多孔質となり、その結
果、１ＭＨｚでの誘電損失周波数温度特性等の電気特性
が劣化してその信頼性が低下するためである。
（Sr(1-x)Cax）とTiとの割合に関係するｙの値を1.00〜
1.05と規定したのは、前記ｙの値が1.00未満であるとＡ
サイト過剰となり、液相が形成されにくいことから粒成
長しにくく、その結果、静電容量温度特性（ＴＣ値）等
の電気特性が劣化してその信頼性が低下し、また前記ｙ
の値が1.05を超えると焼結体が多孔質となり、その結
果、１ＭＨｚでの誘電損失周波数温度特性等の電気特性
が劣化してその信頼性が低下するためである。
【００１７】前記主成分100 モルに対するNbの含有量を
Nb2O5 に換算して0.1 〜0.6 モルと規定したのは、前記
主成分100 モルに対するNbの含有量がNb2O5 に換算して
0.1モル未満であると、結晶粒の半導体化が進行しない
ため、見掛けの比誘電率（εapp ）が低下し、またNbの
含有量がNb2O5 に換算して0.6 モルを超えると、誘電損
失（tan δ）の値が大きくなり、静電容量温度特性（Ｔ
Ｃ値）が劣化するためである。
Nb2O5 に換算して0.1 〜0.6 モルと規定したのは、前記
主成分100 モルに対するNbの含有量がNb2O5 に換算して
0.1モル未満であると、結晶粒の半導体化が進行しない
ため、見掛けの比誘電率（εapp ）が低下し、またNbの
含有量がNb2O5 に換算して0.6 モルを超えると、誘電損
失（tan δ）の値が大きくなり、静電容量温度特性（Ｔ
Ｃ値）が劣化するためである。
【００１８】前記主成分100 モルに対するSiの含有量を
SiO2に換算して0.3 〜5.0 モルと指定したのは、前記主
成分100 モルに対するSiの含有量がSiO2に換算して0.3
モル未満であると見掛けの比誘電率（εapp ）は増加す
るものの静電容量温度特性（ＴＣ値）や周波数特性が劣
化し、誘電損失（tan δ）の値が大きくなり、またSiの
含有量がSiO2に換算して5.0 モルを超えると見掛けの比
誘電率（εapp ）が減少し、静電容量温度特性（ＴＣ
値）や周波数特性も劣化し、誘電損失（tan δ）の値が
大きくなるためである。
SiO2に換算して0.3 〜5.0 モルと指定したのは、前記主
成分100 モルに対するSiの含有量がSiO2に換算して0.3
モル未満であると見掛けの比誘電率（εapp ）は増加す
るものの静電容量温度特性（ＴＣ値）や周波数特性が劣
化し、誘電損失（tan δ）の値が大きくなり、またSiの
含有量がSiO2に換算して5.0 モルを超えると見掛けの比
誘電率（εapp ）が減少し、静電容量温度特性（ＴＣ
値）や周波数特性も劣化し、誘電損失（tan δ）の値が
大きくなるためである。
【００１９】また上記(1) 記載の半導体磁器組成物の主
成分100 モルに対するCuの含有量をCuO に換算して０＜
CuO ≦0.6 モルと規定したのは、前記主成分100 モルに
対するCuの含有量がCuO に換算して0.6 モルを超える
と、誘電損失（tan δ）の値が大きくなり、静電容量温
度特性値（ＴＣ値）が劣化する傾向が生じるためであ
る。 さらに、上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成
物において、結晶粒界層にBi、Cu、Naの元素のうち少な
くとも１種を含有していない場合は、絶縁抵抗が低下す
る傾向が生じる。
成分100 モルに対するCuの含有量をCuO に換算して０＜
CuO ≦0.6 モルと規定したのは、前記主成分100 モルに
対するCuの含有量がCuO に換算して0.6 モルを超える
と、誘電損失（tan δ）の値が大きくなり、静電容量温
度特性値（ＴＣ値）が劣化する傾向が生じるためであ
る。 さらに、上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成
物において、結晶粒界層にBi、Cu、Naの元素のうち少な
くとも１種を含有していない場合は、絶縁抵抗が低下す
る傾向が生じる。
【００２０】
【作用】上記した構成によれば、Sr(1-x)CaxTiyO3 から
なる主成分中のｙの値が1.00〜1.05であるので、Ｂサイ
トのTiが過剰となり格子欠陥が増加して半導体化が促進
され、また、前記主成分100 モルに対してNbをNb2O5 に
換算して0.1 〜0.6 モルの割合で含有しているので、原
子価制御により一層半導体化が促進される。また前記主
成分中のｘの値が0.01〜0.1 であるので、CaによりＡサ
イトの一部が置換され、過大な粒成長が抑制される。さ
らに、SiO2を含有することにより焼結が促進されて緻密
な焼結体となり、結晶粒が一様の大きさになって周波数
特性が向上する。
なる主成分中のｙの値が1.00〜1.05であるので、Ｂサイ
トのTiが過剰となり格子欠陥が増加して半導体化が促進
され、また、前記主成分100 モルに対してNbをNb2O5 に
換算して0.1 〜0.6 モルの割合で含有しているので、原
子価制御により一層半導体化が促進される。また前記主
成分中のｘの値が0.01〜0.1 であるので、CaによりＡサ
イトの一部が置換され、過大な粒成長が抑制される。さ
らに、SiO2を含有することにより焼結が促進されて緻密
な焼結体となり、結晶粒が一様の大きさになって周波数
特性が向上する。
【００２１】従って、得られた本発明に係る(1) 記載の
半導体磁器組成物は、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘
電損失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温
度特性（ＴＣ値）等のコンデンサ特性に優れた粒界絶縁
型半導体磁器組成物となる。また、上記(1) 記載の半導
体化磁器組成物の主成分100 モルに対し、さらにCuをCu
O に換算して０＜CuO ≦0.6 モルの範囲で含有している
場合には、一層焼結が促進され、緻密な焼結体となり、
上記特性が改善される。
半導体磁器組成物は、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘
電損失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温
度特性（ＴＣ値）等のコンデンサ特性に優れた粒界絶縁
型半導体磁器組成物となる。また、上記(1) 記載の半導
体化磁器組成物の主成分100 モルに対し、さらにCuをCu
O に換算して０＜CuO ≦0.6 モルの範囲で含有している
場合には、一層焼結が促進され、緻密な焼結体となり、
上記特性が改善される。
【００２２】さらに、上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁
器組成物において、結晶粒界層にBi、Cu、Naの元素のう
ち少なくとも１種を含有している場合には、粒界の絶縁
性が良好になり、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘電損
失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温度特
性（ＴＣ値）等のコンデンサ特性に一層優れたものにな
る。
器組成物において、結晶粒界層にBi、Cu、Naの元素のう
ち少なくとも１種を含有している場合には、粒界の絶縁
性が良好になり、見掛けの比誘電率（εapp ）、誘電損
失（tan δ）、絶縁抵抗率（ＩＲ）及び静電容量温度特
性（ＴＣ値）等のコンデンサ特性に一層優れたものにな
る。
【００２３】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る半導体磁器組
成物の実施例及び比較例を説明する。まず、原料として
純度９９．９％以上の炭酸ストロンチウム（SrCO3 ）と
炭酸カルシウム（CaCO3 ）の原料粉末に純度９９．９％
以上の酸化チタン（TiO2）を加え、（Sr(1-x)Cax）／Ti
のモル比であるｙの値を調整した粉末に、純度９９．９
％以上の五酸化ニオブ（Nb2O5 ）、酸化第二銅（CuO ）
及び酸化ケイ素（SiO2）のの添加量を種々変えて調合を
行う。各原料の調合割合を下記の表１〜５に示してい
る。調合は、各原料を正確に秤量し、ボールミルなどに
より湿式粉砕、混合することにより行う。この粉砕粉末
を乾燥させた後解砕し、空気中、1000〜1200℃で仮焼合
成する。前記仮焼合成により、所定の固溶体が合成され
ていることを、Ｘ線回折分析、組成分析等により確認し
た。
成物の実施例及び比較例を説明する。まず、原料として
純度９９．９％以上の炭酸ストロンチウム（SrCO3 ）と
炭酸カルシウム（CaCO3 ）の原料粉末に純度９９．９％
以上の酸化チタン（TiO2）を加え、（Sr(1-x)Cax）／Ti
のモル比であるｙの値を調整した粉末に、純度９９．９
％以上の五酸化ニオブ（Nb2O5 ）、酸化第二銅（CuO ）
及び酸化ケイ素（SiO2）のの添加量を種々変えて調合を
行う。各原料の調合割合を下記の表１〜５に示してい
る。調合は、各原料を正確に秤量し、ボールミルなどに
より湿式粉砕、混合することにより行う。この粉砕粉末
を乾燥させた後解砕し、空気中、1000〜1200℃で仮焼合
成する。前記仮焼合成により、所定の固溶体が合成され
ていることを、Ｘ線回折分析、組成分析等により確認し
た。
【００２４】次に仮焼合成粉を解砕し、整粒、造粒を行
った後、直径１０mm、厚さ０．８mmの円板状の成形体に
加圧成形する。この成形体を、空気中で400 〜450 ℃で
脱脂し、さらに、空気中で600 〜1100℃で仮焼を行う。
その後、前記仮焼体を水素１〜１５ vol％、窒素９９〜
８５ vol％からなる還元雰囲気下、1350〜1500℃の範囲
で４〜８時間焼成する。
った後、直径１０mm、厚さ０．８mmの円板状の成形体に
加圧成形する。この成形体を、空気中で400 〜450 ℃で
脱脂し、さらに、空気中で600 〜1100℃で仮焼を行う。
その後、前記仮焼体を水素１〜１５ vol％、窒素９９〜
８５ vol％からなる還元雰囲気下、1350〜1500℃の範囲
で４〜８時間焼成する。
【００２５】得られた焼結体の組成については、前記焼
結体を酸等で溶解した後、ＩＣＰ分析等によりその組成
を分析し、調合した原料の組成と変わらないことを確認
した。
結体を酸等で溶解した後、ＩＣＰ分析等によりその組成
を分析し、調合した原料の組成と変わらないことを確認
した。
【００２６】次に、得られた焼結体を有機溶剤、熱水中
で充分洗浄した後、この焼結体の片面に拡散物質として
酸化ビスマス(Bi2O3）、酸化第二銅（CuO ）、炭酸ナト
リウム（Na2CO3）又は酸化ナトリウム（Na2O）のうち少
なくとも１種類を含む金属酸化物のペーストを塗布し、
大気中、1050〜1200℃の範囲で１〜２時間加熱して熱拡
散させて、結晶粒界の絶縁化を図る。最後に、このよう
にして得られた半導体磁器の両面に銀ペーストを印刷
し、800 ℃程度で焼き付けて銀電極を形成し、半導体磁
器コンデンサを得る。
で充分洗浄した後、この焼結体の片面に拡散物質として
酸化ビスマス(Bi2O3）、酸化第二銅（CuO ）、炭酸ナト
リウム（Na2CO3）又は酸化ナトリウム（Na2O）のうち少
なくとも１種類を含む金属酸化物のペーストを塗布し、
大気中、1050〜1200℃の範囲で１〜２時間加熱して熱拡
散させて、結晶粒界の絶縁化を図る。最後に、このよう
にして得られた半導体磁器の両面に銀ペーストを印刷
し、800 ℃程度で焼き付けて銀電極を形成し、半導体磁
器コンデンサを得る。
【００２７】得られた半導体磁器コンデンサの各種電気
特性の評価を、以下のように行った。
特性の評価を、以下のように行った。
【００２８】誘電損失（tan δ）及び見掛けの比誘電率
（εapp ）は、インピーダンスアナライザーを用い、周
波数１ＫＨｚ、測定電圧１Ｖにて測定し、静電容量温度
特性（ＴＣ値）は、２０℃で測定した静電容量を基準と
し、−２５℃と＋８５℃で測定した静電容量の変化率で
表わした。また絶縁抵抗（ＩＲ）は、インピーダンスア
ナライザーを用い、ＤＣ２５Ｖで１分間測定した抵抗値
で示した。さらに誘電損失周波数特性は、周波数１ＭＨ
ｚ、測定電圧１Ｖで誘電損失（tan δ）を測定した値で
ある。
（εapp ）は、インピーダンスアナライザーを用い、周
波数１ＫＨｚ、測定電圧１Ｖにて測定し、静電容量温度
特性（ＴＣ値）は、２０℃で測定した静電容量を基準と
し、−２５℃と＋８５℃で測定した静電容量の変化率で
表わした。また絶縁抵抗（ＩＲ）は、インピーダンスア
ナライザーを用い、ＤＣ２５Ｖで１分間測定した抵抗値
で示した。さらに誘電損失周波数特性は、周波数１ＭＨ
ｚ、測定電圧１Ｖで誘電損失（tan δ）を測定した値で
ある。
【００２９】なお、表１〜表５において、試料番号に＊
印をつけたのは本発明の範囲外の比較例に係るのもので
あり、その他は本発明の範囲内の実施例に係るものであ
る。
印をつけたのは本発明の範囲外の比較例に係るのもので
あり、その他は本発明の範囲内の実施例に係るものであ
る。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】
【表３】
【００３３】
【表４】
【００３４】
【表５】
【００３５】表１は、ｙの値が1.01、ｘの値が0.05の場
合を示し、SiO2が0.3 モル未満又は5.0 モルを超えると
静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内を満足して
いない。またｙの値が1.05の場合の表２についても同様
の結果となる。
合を示し、SiO2が0.3 モル未満又は5.0 モルを超えると
静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内を満足して
いない。またｙの値が1.05の場合の表２についても同様
の結果となる。
【００３６】表３は、ｙの値が1.01、ｘの値が0.1 、0.
01及び０の場合を示し、SiO2が0.1モルであると、静電
容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内を満足せず、ま
たｘが０の場合においても、静電容量温度特性（ＴＣ
値）が±１０％以内を満足しない。
01及び０の場合を示し、SiO2が0.1モルであると、静電
容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内を満足せず、ま
たｘが０の場合においても、静電容量温度特性（ＴＣ
値）が±１０％以内を満足しない。
【００３７】表４は、Nb2O5 とCuO の添加量及びｙの値
を変えた場合を示し、Nb2O5 の量が0.6 モルを超えた場
合、及びCuO の量が0.6 モルを超えた場合、誘電損失が
1.0％以上となり誘電損失周波数特性も劣化する。ｙの
値が0.99であると誘電損失が±1.0 ％以上となり、誘電
損失周波数特性が劣化し、またｙの値が1.06であると誘
電損失が±1.0 ％以上となり、誘電損失周波数特性が劣
化する。
を変えた場合を示し、Nb2O5 の量が0.6 モルを超えた場
合、及びCuO の量が0.6 モルを超えた場合、誘電損失が
1.0％以上となり誘電損失周波数特性も劣化する。ｙの
値が0.99であると誘電損失が±1.0 ％以上となり、誘電
損失周波数特性が劣化し、またｙの値が1.06であると誘
電損失が±1.0 ％以上となり、誘電損失周波数特性が劣
化する。
【００３８】表５は、拡散物質を Bi2O3、CuO 、Na2Oと
した場合で、絶縁抵抗は全て3.0 ×109 Ω以上となって
おり、どの拡散物質を用いても良い。
した場合で、絶縁抵抗は全て3.0 ×109 Ω以上となって
おり、どの拡散物質を用いても良い。
【００３９】表１〜５から、Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、
ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝0.01〜0.1、ｙ＝1.00〜1.05の
範囲の値）を主成分とし、前記主成分100 モルに対し、
NbをNb2O5 に換算して0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算
して0.3 〜5.0 モル含有している本発明の組成では、誘
電損失（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗率（ＩＲ）3.0
×109 Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％
以内、高周波特性を示す１ＭＨｚにおける誘電損失（ta
n δ）が1.5 ％以下と、各特性に優れたコンデンサとな
る。
ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝0.01〜0.1、ｙ＝1.00〜1.05の
範囲の値）を主成分とし、前記主成分100 モルに対し、
NbをNb2O5 に換算して0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算
して0.3 〜5.0 モル含有している本発明の組成では、誘
電損失（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗率（ＩＲ）3.0
×109 Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％
以内、高周波特性を示す１ＭＨｚにおける誘電損失（ta
n δ）が1.5 ％以下と、各特性に優れたコンデンサとな
る。
【００４０】また上記(1) 記載の半導体磁器組成物の主
成分100 モルに対し、さらにCuをCuO に換算して０＜Cu
O ≦0.6 モルの範囲で含有している場合には、前記の良
好な特性が一層改善されたコンデンサとなる。
成分100 モルに対し、さらにCuをCuO に換算して０＜Cu
O ≦0.6 モルの範囲で含有している場合には、前記の良
好な特性が一層改善されたコンデンサとなる。
【００４１】また上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組
成物において、結晶粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち
少なくとも１種を含有している場合、前記の良好な特性
が一層改善されたコンデンサを提供することができる。
成物において、結晶粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち
少なくとも１種を含有している場合、前記の良好な特性
が一層改善されたコンデンサを提供することができる。
【００４２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る半導
体磁器組成物にあっては、Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、
ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の
範囲の値）を主成分とし、前記主成分100 モルに対し、
NbをNb2O5 に換算して0.1 〜0.6モル、SiをSiO2に換算
して0.3 〜5.0 モルの割合で含有しており、誘電損失
（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗率（ＩＲ）3.0 ×109
Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内、
高周波特性を示す１ＭＨｚにおける誘電損失（tan δ）
が1.5 ％以下と、各特性に優れたコンデンサを提供する
ことができる。
体磁器組成物にあっては、Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、
ｘ、ｙはそれぞれ、ｘ＝0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の
範囲の値）を主成分とし、前記主成分100 モルに対し、
NbをNb2O5 に換算して0.1 〜0.6モル、SiをSiO2に換算
して0.3 〜5.0 モルの割合で含有しており、誘電損失
（tan δ）が１％以下、絶縁抵抗率（ＩＲ）3.0 ×109
Ω以上、静電容量温度特性（ＴＣ値）が±１０％以内、
高周波特性を示す１ＭＨｚにおける誘電損失（tan δ）
が1.5 ％以下と、各特性に優れたコンデンサを提供する
ことができる。
【００４３】また本発明に係る半導体磁器組成物にあっ
ては、上記(1) 記載の半導体磁器組成物の主成分100 モ
ルに対し、さらにCuをCuO に換算して０＜CuO ≦0.6 モ
ルの範囲で含有している場合には、上記特性の範囲内で
一層特性を向上させることができる。
ては、上記(1) 記載の半導体磁器組成物の主成分100 モ
ルに対し、さらにCuをCuO に換算して０＜CuO ≦0.6 モ
ルの範囲で含有している場合には、上記特性の範囲内で
一層特性を向上させることができる。
【００４４】さらに本発明に係る半導体磁器組成物にあ
っては、上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成物にお
いて、結晶粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち少なくと
も１種を含有している場合には、上記特性の範囲内で一
層特性を向上させることができる。
っては、上記(1) 又は(2) 記載の半導体磁器組成物にお
いて、結晶粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち少なくと
も１種を含有している場合には、上記特性の範囲内で一
層特性を向上させることができる。
Claims (3)
- 【請求項１】 Sr(1-x)CaxTiyO3 （式中、ｘ、ｙはそれ
ぞれ、ｘ＝0.01〜0.1 、ｙ＝1.00〜1.05の範囲の値）を
主成分とし、前記主成分100 モルに対し、NbをNb2O5 に
換算して0.1 〜0.6 モル、SiをSiO2に換算して0.3 〜5.
0 モルの割合で含有していることを特徴とする半導体磁
器組成物。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体磁器組成物の主成
分100 モルに対し、さらにCuをCuO に換算して０＜CuO
≦0.6 モルの範囲で含有していることを特徴とする半導
体磁器組成物。 - 【請求項３】 結晶粒界層にBi、Cu又はNaの元素のうち
少なくとも１種を含有していることを特徴とする請求項
１又は請求項２記載の半導体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018260A JPH06231994A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5018260A JPH06231994A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 半導体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231994A true JPH06231994A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11966713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5018260A Pending JPH06231994A (ja) | 1993-02-05 | 1993-02-05 | 半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06231994A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112441832A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及电子部件 |
-
1993
- 1993-02-05 JP JP5018260A patent/JPH06231994A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112441832A (zh) * | 2019-08-27 | 2021-03-05 | Tdk株式会社 | 电介质组合物及电子部件 |
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