JPH07320972A - 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents
粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法Info
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- JPH07320972A JPH07320972A JP13111694A JP13111694A JPH07320972A JP H07320972 A JPH07320972 A JP H07320972A JP 13111694 A JP13111694 A JP 13111694A JP 13111694 A JP13111694 A JP 13111694A JP H07320972 A JPH07320972 A JP H07320972A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂ
y ）b Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１
５０、０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、か
つａとｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満
たす値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含
有する相が偏析している粒界絶縁型半導体磁器組成物。 【効果】 結晶粒界に偏析している酸化物と焼結体表面
に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体層とし
て利用することが可能になり、大きな静電容量（Ｃ）を
有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）などに優
れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒
界絶縁型半導体磁器組成物を提供することができる。
y ）b Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１
５０、０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、か
つａとｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満
たす値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含
有する相が偏析している粒界絶縁型半導体磁器組成物。 【効果】 結晶粒界に偏析している酸化物と焼結体表面
に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体層とし
て利用することが可能になり、大きな静電容量（Ｃ）を
有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）などに優
れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒
界絶縁型半導体磁器組成物を提供することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粒界絶縁型半導体磁器組
成物及びその製造方法に関し、より詳細には、見掛けの
比誘電率が高く、静電容量温度特性に優れた粒界絶縁型
半導体磁器組成物及びその製造方法に関する。
成物及びその製造方法に関し、より詳細には、見掛けの
比誘電率が高く、静電容量温度特性に優れた粒界絶縁型
半導体磁器組成物及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、粒界絶縁型半導体磁器コンデン
サ（以下、ＢＬ型コンデンサと記す）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。
サ（以下、ＢＬ型コンデンサと記す）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。
【０００３】これらＢＬ型コンデンサの構成材料として
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（ＣａＴｉＯ
3 ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などの成分に他の種
々の化合物を添加し、あるいは前記した成分を互いに混
合した組成を主成分とするものが知られている。
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（ＣａＴｉＯ
3 ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3）などの成分に他の種
々の化合物を添加し、あるいは前記した成分を互いに混
合した組成を主成分とするものが知られている。
【０００４】前記ＢＬ型コンデンサの特性に関し、例え
ばチタン酸バリウムを主成分に用い、前記主成分に三酸
化ジスプロシウム（Ｄｙ2 Ｏ3 ）を添加したものを構成
材料としたＢＬ型コンデンサでは、最大実効比誘電率
（εS ）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（τ）として、２０℃
における静電容量（Ｃ）を基準値として−３０℃〜＋８
５℃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。
ばチタン酸バリウムを主成分に用い、前記主成分に三酸
化ジスプロシウム（Ｄｙ2 Ｏ3 ）を添加したものを構成
材料としたＢＬ型コンデンサでは、最大実効比誘電率
（εS ）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（τ）として、２０℃
における静電容量（Ｃ）を基準値として−３０℃〜＋８
５℃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。
【０００５】一方、半導体磁器組成物の主成分がチタン
酸ストロンチウムで、前記主成分に三酸化ジスプロシウ
ムまたは三酸化セリウム（ＣｅＯ3 ）を添加したものを
構成材料としたＢＬ型コンデンサでは、最大実効比誘電
率（εS ）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静電容量温度特性（τ）が改
善されて、その値が±１０〜２０％程度となり、誘電損
失（tan δ）も２〜３％程度と改善される。
酸ストロンチウムで、前記主成分に三酸化ジスプロシウ
ムまたは三酸化セリウム（ＣｅＯ3 ）を添加したものを
構成材料としたＢＬ型コンデンサでは、最大実効比誘電
率（εS ）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静電容量温度特性（τ）が改
善されて、その値が±１０〜２０％程度となり、誘電損
失（tan δ）も２〜３％程度と改善される。
【０００６】このように、一般にチタン酸ストロンチウ
ム系の粒界絶縁型半導体磁器組成物は、チタン酸バリウ
ム系のものを使用した粒界絶縁型半導体磁器組成物に較
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）、見掛けの比誘電率（εapp ）の温
度特性、高周波特性などに優れるために、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。
ム系の粒界絶縁型半導体磁器組成物は、チタン酸バリウ
ム系のものを使用した粒界絶縁型半導体磁器組成物に較
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）、見掛けの比誘電率（εapp ）の温
度特性、高周波特性などに優れるために、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
チウム系の粒界絶縁型半導体磁器組成物を用いたＢＬ型
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（Ｎｂ2 Ｏ5）、イットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）などを添加し、また焼結助剤として二酸化ケイ素
（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、二酸化マンガ
ン（ＭｎＯ2 ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）などを１種又は
２種以上の組み合わせで添加、混合した後、仮焼合成を
行う。この後、一旦仮焼合成物を粉砕し、バインダを添
加して一定の形状に成形する。この成形体中の有機物を
脱脂工程で除去した後、還元雰囲気下に焼結することに
より半導体磁器組成物を得る。次にこの半導体磁器の粒
界に絶縁層を形成するために、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ
3 ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ
2 ）などの金属酸化物をペースト状にして塗布し、熱拡
散させて粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造する。前記
方法により得られた平板型の粒界絶縁型半導体磁器組成
物の両面に電極を形成することにより、ＢＬ型コンデン
サが完成することになる。
チウム系の粒界絶縁型半導体磁器組成物を用いたＢＬ型
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（Ｎｂ2 Ｏ5）、イットリア（Ｙ2 Ｏ
3 ）などを添加し、また焼結助剤として二酸化ケイ素
（ＳｉＯ2 ）、アルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、二酸化マンガ
ン（ＭｎＯ2 ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）などを１種又は
２種以上の組み合わせで添加、混合した後、仮焼合成を
行う。この後、一旦仮焼合成物を粉砕し、バインダを添
加して一定の形状に成形する。この成形体中の有機物を
脱脂工程で除去した後、還元雰囲気下に焼結することに
より半導体磁器組成物を得る。次にこの半導体磁器の粒
界に絶縁層を形成するために、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ
3 ）、酸化第二銅（ＣｕＯ）、二酸化マンガン（ＭｎＯ
2 ）などの金属酸化物をペースト状にして塗布し、熱拡
散させて粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造する。前記
方法により得られた平板型の粒界絶縁型半導体磁器組成
物の両面に電極を形成することにより、ＢＬ型コンデン
サが完成することになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
方法により製造されたチタン酸ストロンチウム系のＢＬ
型コンデンサは、前記したように静電容量（Ｃ）自体が
余り大きくなく、また静電容量温度特性（τ）はチタン
酸バリウム系のものと比較して改善されているものの、
依然として要求される特性に比べて大きく信頼性に欠け
るという課題があった。
方法により製造されたチタン酸ストロンチウム系のＢＬ
型コンデンサは、前記したように静電容量（Ｃ）自体が
余り大きくなく、また静電容量温度特性（τ）はチタン
酸バリウム系のものと比較して改善されているものの、
依然として要求される特性に比べて大きく信頼性に欠け
るという課題があった。
【０００９】一般にＢＬ型コンデンサの静電容量（Ｃ）
を大きくし、静電容量温度特性（τ）を改善する方法と
しては、例えば磁器組成物中の結晶粒を大きくし、粒界
絶縁層に熱拡散させる金属酸化物の量を多くする方法
や、前記金属酸化物を焼結体の結晶粒子間に熱拡散させ
る際の温度を低くする方法などが挙げられるが、実際に
大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量
温度特性（τ）に優れるＢＬ型コンデンサを得るのは容
易ではなかった。
を大きくし、静電容量温度特性（τ）を改善する方法と
しては、例えば磁器組成物中の結晶粒を大きくし、粒界
絶縁層に熱拡散させる金属酸化物の量を多くする方法
や、前記金属酸化物を焼結体の結晶粒子間に熱拡散させ
る際の温度を低くする方法などが挙げられるが、実際に
大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量
温度特性（τ）に優れるＢＬ型コンデンサを得るのは容
易ではなかった。
【００１０】本発明は上記した課題に鑑みなされたもの
であり、大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や
静電容量温度特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作
製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物
及びその製造方法を提供することを目的としている。
であり、大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や
静電容量温度特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作
製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物
及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組成物は、結晶粒
内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3 （式中ｘ
及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．００１≦
ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａとｂは１．００
０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす値）で示される
組成を有し、試料表面にＢｉを含有する相が偏析してい
ることを特徴としている。
に本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組成物は、結晶粒
内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3 （式中ｘ
及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．００１≦
ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａとｂは１．００
０≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす値）で示される
組成を有し、試料表面にＢｉを含有する相が偏析してい
ることを特徴としている。
【００１２】また本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組
成物の製造方法は、上記粒界絶縁型半導体磁器組成物の
製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系焼結体
に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物質で、
その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させることを特徴としている。
成物の製造方法は、上記粒界絶縁型半導体磁器組成物の
製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系焼結体
に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物質で、
その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させることを特徴としている。
【００１３】本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組成物
の製造方法においては、まず最初に上記した焼結体の組
成、すなわち（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3
（式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．
００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａとｂは
１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす値）と
なるように各原料粉末を一定の割合で通常の方法により
混合し、通常のチタン酸ストロンチウム系焼結体の製造
方法と同様の製造プロセスにより前記粒界絶縁型半導体
磁器組成物を製造する。この際の焼成は、１３８０〜１
５５０℃程度の温度で２〜８時間焼成するのが好まし
い。このようにして得られたチタン酸ストロンチウム系
の焼結体に、上記した組成の酸化物を上記の量塗布し、
上記の条件で熱処理を行うが、Ｂｉ2 Ｏ3 とＣｕＯとの
合計量１００ｍｏｌに対するＢｉ2Ｏ3 の量は、４０〜
６０ｍｏｌが好ましく、同じくＣｕＯの量は４０〜６０
ｍｏｌが好ましく、同じくＣａＣＯ3 の量は１〜５ｍｏ
ｌが好ましい。
の製造方法においては、まず最初に上記した焼結体の組
成、すなわち（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3
（式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．
００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａとｂは
１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす値）と
なるように各原料粉末を一定の割合で通常の方法により
混合し、通常のチタン酸ストロンチウム系焼結体の製造
方法と同様の製造プロセスにより前記粒界絶縁型半導体
磁器組成物を製造する。この際の焼成は、１３８０〜１
５５０℃程度の温度で２〜８時間焼成するのが好まし
い。このようにして得られたチタン酸ストロンチウム系
の焼結体に、上記した組成の酸化物を上記の量塗布し、
上記の条件で熱処理を行うが、Ｂｉ2 Ｏ3 とＣｕＯとの
合計量１００ｍｏｌに対するＢｉ2Ｏ3 の量は、４０〜
６０ｍｏｌが好ましく、同じくＣｕＯの量は４０〜６０
ｍｏｌが好ましく、同じくＣａＣＯ3 の量は１〜５ｍｏ
ｌが好ましい。
【００１４】また酸化物の塗布量は、焼結体１ｇ当たり
２４〜２８ｍｇの割合がより好ましく、熱拡散の温度は
１０５０〜１２００℃がより好ましい。
２４〜２８ｍｇの割合がより好ましく、熱拡散の温度は
１０５０〜１２００℃がより好ましい。
【００１５】
【作用】本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組成物によ
れば、結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b
Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、
０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａと
ｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす
値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含有す
る相が偏析しているので、結晶粒界に偏析している酸化
物の層と前記焼結体表面に偏析しているＢｉを含有する
相の両方を絶縁体層として利用することが可能になり、
大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量
温度特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得る
ＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物となる。
れば、結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b
Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、
０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、かつａと
ｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満たす
値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含有す
る相が偏析しているので、結晶粒界に偏析している酸化
物の層と前記焼結体表面に偏析しているＢｉを含有する
相の両方を絶縁体層として利用することが可能になり、
大きな静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量
温度特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得る
ＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物となる。
【００１６】前記粒界絶縁型半導体磁器組成物の結晶粒
内の組成を示す上記組成式において、ｘはＳｒに対する
Ｃａの割合を示しているが、ｘが０であると誘電損失
（tanδ）の値が大きくなり、他方ｘが０．１５を超え
ると静電容量温度特性（τ）が負側に大きくなる。また
ｙはＴｉに対するＮｂの割合を示しているが、ｙの値が
０．００１未満であると誘電損失（tan δ）が大きくな
り、他方０．０１０を超えると還元ガス中で焼結する際
に、焼結体が割れるという現象が発生して生産性が著し
く落ちる。ａとｂの割合、（ｂ／ａ）は（ＴｉＮｂy ）
に対する（Ｓｒ1-x Ｃａx ）の割合を示しているが、
（ｂ／ａ）の値が１．０００未満では焼結体中の焼結粒
子が成長せず、結晶粒子径の小さい粒子が多くなって静
電容量（Ｃ）が小さくなり、他方（ｂ／ａ）が１．０１
０を超えると焼結時に焼結体間で融着し易くなり、電気
的特性自体は優れたものが得られるが、生産性が低下す
る。
内の組成を示す上記組成式において、ｘはＳｒに対する
Ｃａの割合を示しているが、ｘが０であると誘電損失
（tanδ）の値が大きくなり、他方ｘが０．１５を超え
ると静電容量温度特性（τ）が負側に大きくなる。また
ｙはＴｉに対するＮｂの割合を示しているが、ｙの値が
０．００１未満であると誘電損失（tan δ）が大きくな
り、他方０．０１０を超えると還元ガス中で焼結する際
に、焼結体が割れるという現象が発生して生産性が著し
く落ちる。ａとｂの割合、（ｂ／ａ）は（ＴｉＮｂy ）
に対する（Ｓｒ1-x Ｃａx ）の割合を示しているが、
（ｂ／ａ）の値が１．０００未満では焼結体中の焼結粒
子が成長せず、結晶粒子径の小さい粒子が多くなって静
電容量（Ｃ）が小さくなり、他方（ｂ／ａ）が１．０１
０を超えると焼結時に焼結体間で融着し易くなり、電気
的特性自体は優れたものが得られるが、生産性が低下す
る。
【００１７】また本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組
成物の製造方法によれば、上記粒界絶縁型半導体磁器組
成物の製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系焼
結体に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物質
で、その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させるので、前記酸化物が加熱により焼結体の粒
界に熱拡散していくと同時に、前記焼結体の表面にも残
存し、これにより結晶粒界に偏析している酸化物と焼結
体表面に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体
層として利用することが可能になり、大きな静電容量
（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）
に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系
の粒界絶縁型半導体磁器組成物が製造される。
成物の製造方法によれば、上記粒界絶縁型半導体磁器組
成物の製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系焼
結体に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物質
で、その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させるので、前記酸化物が加熱により焼結体の粒
界に熱拡散していくと同時に、前記焼結体の表面にも残
存し、これにより結晶粒界に偏析している酸化物と焼結
体表面に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体
層として利用することが可能になり、大きな静電容量
（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）
に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系
の粒界絶縁型半導体磁器組成物が製造される。
【００１８】前記粒界絶縁型半導体磁器組成物の製造方
法において、前記酸化物中のＢｉ2Ｏ3 とＣｕＯとの合
計量１００ｍｏｌに対するＣａＣＯ3 の量が１ｍｏｌ未
満であると静電容量温度特性（τ）が負側に大きくな
り、他方１０ｍｏｌを超えると、焼結体表面に残存する
Ｂｉ含有相の量が多くなりすぎるため、この相に起因し
て誘電損失（tan δ）が大きくなる。またＢｉ2 Ｏ3 と
ＣｕＯとの合計量１００ｍｏｌに対するＢｉ2 Ｏ3 の量
が４０ｍｏｌ未満であると誘電損失（tan δ）が大きく
なり、他方９０ｍｏｌを超えると絶縁抵抗（ＩＲ）が小
さくなる。
法において、前記酸化物中のＢｉ2Ｏ3 とＣｕＯとの合
計量１００ｍｏｌに対するＣａＣＯ3 の量が１ｍｏｌ未
満であると静電容量温度特性（τ）が負側に大きくな
り、他方１０ｍｏｌを超えると、焼結体表面に残存する
Ｂｉ含有相の量が多くなりすぎるため、この相に起因し
て誘電損失（tan δ）が大きくなる。またＢｉ2 Ｏ3 と
ＣｕＯとの合計量１００ｍｏｌに対するＢｉ2 Ｏ3 の量
が４０ｍｏｌ未満であると誘電損失（tan δ）が大きく
なり、他方９０ｍｏｌを超えると絶縁抵抗（ＩＲ）が小
さくなる。
【００１９】前記酸化物の塗布量が焼結体１ｇ当たり１
０ｍｇ未満では、静電容量は大きくなるが、絶縁抵抗
（ＩＲ）や静電容量温度特性（τ）が悪化し、他方前記
塗布量が焼結体１ｇ当たり６０ｍｇを超えると、焼結体
表面に残存するＢｉ含有相の量が多くなり過ぎるため
に、試料表面の性状を悪化させ、誘電損失（tan δ）が
増大する。
０ｍｇ未満では、静電容量は大きくなるが、絶縁抵抗
（ＩＲ）や静電容量温度特性（τ）が悪化し、他方前記
塗布量が焼結体１ｇ当たり６０ｍｇを超えると、焼結体
表面に残存するＢｉ含有相の量が多くなり過ぎるため
に、試料表面の性状を悪化させ、誘電損失（tan δ）が
増大する。
【００２０】前記酸化物を塗布した後の焼成温度が１０
００℃未満では焼結体表面に残存するＢｉ含有相の量が
多くなり過ぎるために、誘電損失（tan δ）が増大し、
他方焼成温度が１３５０℃を超えると前記酸化物が焼結
体内部に拡散して静電容量が小さくなる。
００℃未満では焼結体表面に残存するＢｉ含有相の量が
多くなり過ぎるために、誘電損失（tan δ）が増大し、
他方焼成温度が１３５０℃を超えると前記酸化物が焼結
体内部に拡散して静電容量が小さくなる。
【００２１】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る粒界絶縁型半
導体磁器組成物の実施例及び比較例を説明する。まず、
主成分の原料粉末としてそれぞれ純度が９９．９％以上
の炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）、炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、及び五酸化
ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）を表１〜３に示した割合で秤量
し、この原料粉末を玉石、分散剤、純水と共にボールミ
ルに投入して約２４時間湿式混合し、粉砕した。次に、
この粉末を乾燥させた後解砕し、例えばジルコニア製の
焼成坩堝に移し、空気中、約１１７０℃で２時間程度仮
焼合成を行った。次に、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、ＩＣＰ発光
分析などにより確認した。
導体磁器組成物の実施例及び比較例を説明する。まず、
主成分の原料粉末としてそれぞれ純度が９９．９％以上
の炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ3 ）、炭酸カルシウム
（ＣａＣＯ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、及び五酸化
ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）を表１〜３に示した割合で秤量
し、この原料粉末を玉石、分散剤、純水と共にボールミ
ルに投入して約２４時間湿式混合し、粉砕した。次に、
この粉末を乾燥させた後解砕し、例えばジルコニア製の
焼成坩堝に移し、空気中、約１１７０℃で２時間程度仮
焼合成を行った。次に、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、ＩＣＰ発光
分析などにより確認した。
【００２２】次いで、前記仮焼粉末をさらにボールミル
などを用いて粉砕した後、１．０μｍ前後の均一粒子に
なるように整粒し、この整粒された粉末に有機結合剤
（バインダ）を加えて１．０〜２．０ｔｏｎ／ｃｍ2 程
度の圧力で直径が１０ｍｍ、厚さが０．７ｍｍの円板形
状に加圧成形した。その後、成形体から有機結合剤を除
去するために約１０００℃で２時間程度の熱処理を行
い、引き続いて窒素濃度が８５〜９９ｖｏｌ％、水素濃
度が１〜１５ｖｏｌ％の還元雰囲気中、１３８０〜１５
５０℃程度の温度で２〜８時間焼成し、セラミックスの
焼結と半導体化を進めた。
などを用いて粉砕した後、１．０μｍ前後の均一粒子に
なるように整粒し、この整粒された粉末に有機結合剤
（バインダ）を加えて１．０〜２．０ｔｏｎ／ｃｍ2 程
度の圧力で直径が１０ｍｍ、厚さが０．７ｍｍの円板形
状に加圧成形した。その後、成形体から有機結合剤を除
去するために約１０００℃で２時間程度の熱処理を行
い、引き続いて窒素濃度が８５〜９９ｖｏｌ％、水素濃
度が１〜１５ｖｏｌ％の還元雰囲気中、１３８０〜１５
５０℃程度の温度で２〜８時間焼成し、セラミックスの
焼結と半導体化を進めた。
【００２３】こうして得られた焼結体を有機溶剤及び熱
水中で十分に洗浄した後、セラミックスの結晶粒界を絶
縁化するために、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ及びＣａＣＯ3 の
混合物が表１〜３に示した割合になるように組成を調整
し、これらに有機ビヒクル材を添加してペースト状とな
し、このペーストを同じく表１〜３の割合で焼結体に塗
布した。そして、酸化物が塗布された焼結体を、空気
中、１０００〜１３５０℃で３０分〜２時間の熱処理を
行うことにより前記焼結体の粒界の絶縁化を行った。次
に、前記工程により粒界絶縁化された円板形状の焼結体
の両面に銀ペーストを塗布し、６５０℃で焼き付けを行
って電極を形成し、ＢＬ型コンデンサを完成した。
水中で十分に洗浄した後、セラミックスの結晶粒界を絶
縁化するために、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ及びＣａＣＯ3 の
混合物が表１〜３に示した割合になるように組成を調整
し、これらに有機ビヒクル材を添加してペースト状とな
し、このペーストを同じく表１〜３の割合で焼結体に塗
布した。そして、酸化物が塗布された焼結体を、空気
中、１０００〜１３５０℃で３０分〜２時間の熱処理を
行うことにより前記焼結体の粒界の絶縁化を行った。次
に、前記工程により粒界絶縁化された円板形状の焼結体
の両面に銀ペーストを塗布し、６５０℃で焼き付けを行
って電極を形成し、ＢＬ型コンデンサを完成した。
【００２４】得られたＢＬ型コンデンサの各種電気特性
の測定は、以下のような方法により行った。
の測定は、以下のような方法により行った。
【００２５】静電容量（Ｃ）、誘電損失（tan δ）はイ
ンピーダンスアナライザー（横河−ヒューレットパッカ
ード社製 ４１９２Ａ）を用い、周波数１ＫＨｚ、測定
電圧１Ｖ、測定温度２０℃にて測定し、静電容量温度特
性（τ）は、前記装置を用いて２０℃で測定した静電容
量を基準とし、−３０〜＋９０℃で測定した静電容量の
変化率により評価した。絶縁抵抗（ＩＲ）は直流定電圧
電源装置（横河−ヒューレットパッカード社製 ４１４
０Ｂ）を用い、直流２５Ｖの電圧を６０秒印加した後の
電流値を測定して算出した。なお得られた前記静電容量
及び絶縁抵抗は、焼結体の寸法を直径６．５ｍｍ×厚さ
０．５ｍｍとしたときの値である。
ンピーダンスアナライザー（横河−ヒューレットパッカ
ード社製 ４１９２Ａ）を用い、周波数１ＫＨｚ、測定
電圧１Ｖ、測定温度２０℃にて測定し、静電容量温度特
性（τ）は、前記装置を用いて２０℃で測定した静電容
量を基準とし、−３０〜＋９０℃で測定した静電容量の
変化率により評価した。絶縁抵抗（ＩＲ）は直流定電圧
電源装置（横河−ヒューレットパッカード社製 ４１４
０Ｂ）を用い、直流２５Ｖの電圧を６０秒印加した後の
電流値を測定して算出した。なお得られた前記静電容量
及び絶縁抵抗は、焼結体の寸法を直径６．５ｍｍ×厚さ
０．５ｍｍとしたときの値である。
【００２６】粒界絶縁型半導体磁器組成物の結晶粒内の
組成、塗布用の酸化物の割合と塗布量、及び製造された
ＢＬ型コンデンサの電気的特性値を下記の表１〜３に示
している。なお、下記の表１〜３において、試料番号に
＊印をつけたものは比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物を示しており、その他の試料は実施例に係る粒界
絶縁型半導体磁器組成物を示している。
組成、塗布用の酸化物の割合と塗布量、及び製造された
ＢＬ型コンデンサの電気的特性値を下記の表１〜３に示
している。なお、下記の表１〜３において、試料番号に
＊印をつけたものは比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物を示しており、その他の試料は実施例に係る粒界
絶縁型半導体磁器組成物を示している。
【００２７】
【表１】
【００２８】
【表２】
【００２９】
【表３】
【００３０】また表１〜３の結果を基に、得られたＢＬ
型コンデンサの特性と塗布した酸化物の組成の関係を調
べるために、一定の試料についてグラフを描いてみた。
型コンデンサの特性と塗布した酸化物の組成の関係を調
べるために、一定の試料についてグラフを描いてみた。
【００３１】図１は、酸化物の組成を一定にして、その
塗布量を変化させた場合（試料番号１〜８）のＢＬ型コ
ンデンサの各電気的特性（静電容量（Ｃ）、静電容量温
度特性（τ）、誘電損失（tan δ）、絶縁抵抗（Ｉ
Ｒ））を示したグラフである。また、それぞれ図２は
（Ｂｉ2 Ｏ3 ／Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ）のモル比を変化さ
せた場合（試料番号４、１４〜１８）、図３はＣａＣＯ
3 のモル比（ＣａＣＯ3 ／Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ）を変化
させた場合（試料番号１０、１５、２０、２５）、図４
は上記組成式のｘを変化させた場合（試料番号４、３７
〜４０）のＢＬ型コンデンサの電気的特性（図１の場合
と同様）と各組成の関係を示したグラフである。
塗布量を変化させた場合（試料番号１〜８）のＢＬ型コ
ンデンサの各電気的特性（静電容量（Ｃ）、静電容量温
度特性（τ）、誘電損失（tan δ）、絶縁抵抗（Ｉ
Ｒ））を示したグラフである。また、それぞれ図２は
（Ｂｉ2 Ｏ3 ／Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ）のモル比を変化さ
せた場合（試料番号４、１４〜１８）、図３はＣａＣＯ
3 のモル比（ＣａＣＯ3 ／Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ）を変化
させた場合（試料番号１０、１５、２０、２５）、図４
は上記組成式のｘを変化させた場合（試料番号４、３７
〜４０）のＢＬ型コンデンサの電気的特性（図１の場合
と同様）と各組成の関係を示したグラフである。
【００３２】上記表１〜３に示した結果及び図１〜４に
示した結果より明らかなように、実施例に係る粒界絶縁
型半導体磁器組成物を用いたＢＬ型コンデンサは、焼結
体の寸法を直径６．５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとしたとき
の値として、静電容量が７０〜８３ｎＦと大きく、絶縁
抵抗率も１．１〜３．６Ωと大きい。また、静電容量温
度特性（τ）も−５％〜＋５％と小さく、誘電損失が１
％未満と小さく、コンデンサなどとして要求される電気
的特性をバランスよく満足している。
示した結果より明らかなように、実施例に係る粒界絶縁
型半導体磁器組成物を用いたＢＬ型コンデンサは、焼結
体の寸法を直径６．５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍとしたとき
の値として、静電容量が７０〜８３ｎＦと大きく、絶縁
抵抗率も１．１〜３．６Ωと大きい。また、静電容量温
度特性（τ）も−５％〜＋５％と小さく、誘電損失が１
％未満と小さく、コンデンサなどとして要求される電気
的特性をバランスよく満足している。
【００３３】一方、比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物、すなわち結晶粒内の（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （Ｔｉ
Ｎｂy ）b Ｏ3 で表される組成式中のｘが０又は０．１
６であるもの、ｙが０又は０．１１であるもの、（ｂ／
ａ）が０．９９８又は１．０１２であるものは、得られ
たＢＬ型コンデンサが、電気的特性の内の少なくとも１
つが上記した実施例の場合の範囲外にあり、そのために
コンデンサなどとして要求される特性を満足させること
ができない。
組成物、すなわち結晶粒内の（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （Ｔｉ
Ｎｂy ）b Ｏ3 で表される組成式中のｘが０又は０．１
６であるもの、ｙが０又は０．１１であるもの、（ｂ／
ａ）が０．９９８又は１．０１２であるものは、得られ
たＢＬ型コンデンサが、電気的特性の内の少なくとも１
つが上記した実施例の場合の範囲外にあり、そのために
コンデンサなどとして要求される特性を満足させること
ができない。
【００３４】また、塗布する酸化物中のＢｉ2 Ｏ3 とＣ
ｕＯとの合計量１００ｍｏｌに対するＣａＣＯ3 の量が
０ｍｏｌのもの又は１１ｍｏｌのもの、Ｂｉ2 Ｏ3 の量
が３８ｍｏｌのもの又は９２ｍｏｌのもの、ＣｕＯの量
が８ｍｏｌのもの又は６２ｍｏｌのもの、前記酸化物の
塗布量が焼結体１ｇ当たり８ｍｇのもの又は６０ｍｇを
超えたものも、得られたＢＬ型コンデンサが、電気的特
性の内の少なくとも１つが上記した実施例の場合の範囲
外にあり、そのためにコンデンサなどとして要求される
特性を満足させることができない。
ｕＯとの合計量１００ｍｏｌに対するＣａＣＯ3 の量が
０ｍｏｌのもの又は１１ｍｏｌのもの、Ｂｉ2 Ｏ3 の量
が３８ｍｏｌのもの又は９２ｍｏｌのもの、ＣｕＯの量
が８ｍｏｌのもの又は６２ｍｏｌのもの、前記酸化物の
塗布量が焼結体１ｇ当たり８ｍｇのもの又は６０ｍｇを
超えたものも、得られたＢＬ型コンデンサが、電気的特
性の内の少なくとも１つが上記した実施例の場合の範囲
外にあり、そのためにコンデンサなどとして要求される
特性を満足させることができない。
【００３５】次に上記実施例及び比較例に係る焼結体に
つき、その表面の結晶の構造や組成を観察した。図５〜
７は、それぞれ試料番号１（比較例）、試料番号４（実
施例）、試料番号８（比較例）の電極形成前の焼結体表
面の粒子構造を示した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によ
る写真である。図５〜７に示した試料の粒界絶縁化処理
の条件については、塗布した酸化物の組成が同じ（Ｂｉ
2 Ｏ3 ；５０ｍｏｌ、ＣｕＯ；５０ｍｏｌ、ＣａＣＯ
3 ；５ｍｏｌの割合）で、熱拡散温度も同じであり、そ
の塗布量のみ異なるものであり、図５ではその塗布量が
焼結体１ｇに対して８ｍｇ、図６では焼結体１ｇに対し
て４５ｍｇ、図７では焼結体１ｇに対して９０ｍｇであ
る。
つき、その表面の結晶の構造や組成を観察した。図５〜
７は、それぞれ試料番号１（比較例）、試料番号４（実
施例）、試料番号８（比較例）の電極形成前の焼結体表
面の粒子構造を示した走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によ
る写真である。図５〜７に示した試料の粒界絶縁化処理
の条件については、塗布した酸化物の組成が同じ（Ｂｉ
2 Ｏ3 ；５０ｍｏｌ、ＣｕＯ；５０ｍｏｌ、ＣａＣＯ
3 ；５ｍｏｌの割合）で、熱拡散温度も同じであり、そ
の塗布量のみ異なるものであり、図５ではその塗布量が
焼結体１ｇに対して８ｍｇ、図６では焼結体１ｇに対し
て４５ｍｇ、図７では焼結体１ｇに対して９０ｍｇであ
る。
【００３６】いずれの写真においても、焼結体表面に白
く光っている粒子を観察することができ、その粒子の数
は塗布量が増加するに従って増加し、その大きさも大き
くなっている。そこで、この白く光っている粒子に電子
線を照射して、ＥＰＭＡ分析を行った。図５〜７におい
て、ａ〜ｃの印は焼結体表面のＥＰＭＡ分析を行った場
所を示しており、下記の表４〜６の値はａ〜ｃにおける
各元素のＥＰＭＡ強度及びＢｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）及びＴ
ｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）の強度比を示している。なお、前記
ＥＰＭＡにおける強度の単位はｃｐｓであり、ＺＡＦ補
正したものである。
く光っている粒子を観察することができ、その粒子の数
は塗布量が増加するに従って増加し、その大きさも大き
くなっている。そこで、この白く光っている粒子に電子
線を照射して、ＥＰＭＡ分析を行った。図５〜７におい
て、ａ〜ｃの印は焼結体表面のＥＰＭＡ分析を行った場
所を示しており、下記の表４〜６の値はａ〜ｃにおける
各元素のＥＰＭＡ強度及びＢｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）及びＴ
ｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）の強度比を示している。なお、前記
ＥＰＭＡにおける強度の単位はｃｐｓであり、ＺＡＦ補
正したものである。
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】上記表４〜６より明らかなように、ａ〜ｃ
の粒子中にはＢｉがかなりの量含有されており、塗布す
る酸化物の量が増加するに従い、Ｂｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）
及びＴｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）の強度比が増加している。こ
れより焼結体表面に観察される粒子は焼結体内部の結晶
粒子とは異なり、前記酸化物の塗布により形成されたＢ
ｉを含有する相から構成されるものであることがわか
る。また、塗布量の増加によりＢｉの含有量が増加して
いることより、塗布量を増加させるに従い、塗布された
酸化物中のＢｉが焼結体の内部に侵入せず、表面に残留
していることがわかる。一方、表１〜３に示した電気的
特性又は図１に示したグラフよりわかるように、塗布す
る酸化物の量の増加とともに製造されたＢＬ型コンデン
サの電気的特性も変化しており、一定量のＢｉ含有相が
表面に形成された場合に優れた電気的特性を有するＢＬ
型コンデンサが製造されている。
の粒子中にはＢｉがかなりの量含有されており、塗布す
る酸化物の量が増加するに従い、Ｂｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）
及びＴｉ／（Ｓｒ＋Ｃａ）の強度比が増加している。こ
れより焼結体表面に観察される粒子は焼結体内部の結晶
粒子とは異なり、前記酸化物の塗布により形成されたＢ
ｉを含有する相から構成されるものであることがわか
る。また、塗布量の増加によりＢｉの含有量が増加して
いることより、塗布量を増加させるに従い、塗布された
酸化物中のＢｉが焼結体の内部に侵入せず、表面に残留
していることがわかる。一方、表１〜３に示した電気的
特性又は図１に示したグラフよりわかるように、塗布す
る酸化物の量の増加とともに製造されたＢＬ型コンデン
サの電気的特性も変化しており、一定量のＢｉ含有相が
表面に形成された場合に優れた電気的特性を有するＢＬ
型コンデンサが製造されている。
【００４１】このように焼結体の表面に偏析するＢｉ含
有相の量をコントロールすることにより製造されるＢＬ
型コンデンサの電気的特性をコントロールすることがで
きることがわかった。
有相の量をコントロールすることにより製造されるＢＬ
型コンデンサの電気的特性をコントロールすることがで
きることがわかった。
【００４２】以上説明してきたように、実施例に係る製
造方法により製造された粒界絶縁型半導体磁器組成物に
あっては、結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂ
y ）bＯ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１
５０、０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、か
つａとｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満
たす値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含
有する相が偏析しているので、結晶粒界に偏析している
酸化物と焼結体表面に偏析しているＢｉを含有する相の
両方を絶縁体層として利用することが可能になり、大き
な静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度
特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒ
ＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造するこ
とができる。
造方法により製造された粒界絶縁型半導体磁器組成物に
あっては、結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂ
y ）bＯ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．１
５０、０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、か
つａとｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を満
たす値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを含
有する相が偏析しているので、結晶粒界に偏析している
酸化物と焼結体表面に偏析しているＢｉを含有する相の
両方を絶縁体層として利用することが可能になり、大き
な静電容量（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度
特性（τ）に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒ
ＴｉＯ3 系の粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造するこ
とができる。
【００４３】なお、上記実施例においては、前記粒界絶
縁型半導体磁器組成物を製造する際の原料粉末として酸
化物及び炭酸塩を使用しているが、原料粉末の種類は上
記実施例のものに限定されず、実施例以外の酸化物や炭
酸塩でもよく、さらに硝酸塩、水酸化物、シュウ酸塩な
どであってもよい。
縁型半導体磁器組成物を製造する際の原料粉末として酸
化物及び炭酸塩を使用しているが、原料粉末の種類は上
記実施例のものに限定されず、実施例以外の酸化物や炭
酸塩でもよく、さらに硝酸塩、水酸化物、シュウ酸塩な
どであってもよい。
【００４４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明に係る粒界絶
縁型半導体磁器組成物にあっては、結晶粒内が（Ｓｒ
1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、
それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．００１≦ｙ≦０．０
１０の範囲内の値で、かつａとｂは１．０００≦ｂ／ａ
≦１．０１０の関係を満たす値）で示される組成を有
し、焼結体表面にＢｉを含有する相が偏析しているの
で、結晶粒界に偏析している酸化物と焼結体表面に偏析
しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体層として利用
することが可能になり、大きな静電容量（Ｃ）を有し、
かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）などに優れたＢ
Ｌ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁
型半導体磁器組成物を提供することができる。
縁型半導体磁器組成物にあっては、結晶粒内が（Ｓｒ
1-x Ｃａx)a （ＴｉＮｂy ）b Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、
それぞれ０＜ｘ≦０．１５０、０．００１≦ｙ≦０．０
１０の範囲内の値で、かつａとｂは１．０００≦ｂ／ａ
≦１．０１０の関係を満たす値）で示される組成を有
し、焼結体表面にＢｉを含有する相が偏析しているの
で、結晶粒界に偏析している酸化物と焼結体表面に偏析
しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体層として利用
することが可能になり、大きな静電容量（Ｃ）を有し、
かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）などに優れたＢ
Ｌ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系の粒界絶縁
型半導体磁器組成物を提供することができる。
【００４５】また本発明に係る粒界絶縁型半導体磁器組
成物の製造方法にあっては、上記粒界絶縁型半導体磁器
組成物の製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系
焼結体に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物
質で、その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させるので、前記組成物が加熱により焼結体の粒
界に熱拡散していくと同時に、前記焼結体の表面にも残
存し、これにより結晶粒界に偏析している酸化物と焼結
体表面に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体
層として利用することが可能になり、大きな静電容量
（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）
に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系
の粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造することができ
る。
成物の製造方法にあっては、上記粒界絶縁型半導体磁器
組成物の製造方法であって、チタン酸ストロンチウム系
焼結体に、Ｂｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物
質で、その割合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させるので、前記組成物が加熱により焼結体の粒
界に熱拡散していくと同時に、前記焼結体の表面にも残
存し、これにより結晶粒界に偏析している酸化物と焼結
体表面に偏析しているＢｉを含有する相の両方を絶縁体
層として利用することが可能になり、大きな静電容量
（Ｃ）を有し、かつ絶縁特性や静電容量温度特性（τ）
に優れたＢＬ型コンデンサを作製し得るＳｒＴｉＯ3 系
の粒界絶縁型半導体磁器組成物を製造することができ
る。
【００４６】また、これらの発明を完成させた結果、従
来の容量性素子よりも汎用性の高いコンデンサ素子を電
子・電気器機回路等に提供することが可能となった。
来の容量性素子よりも汎用性の高いコンデンサ素子を電
子・電気器機回路等に提供することが可能となった。
【図１】本発明の実施例及び比較例に係る粒界絶縁型半
導体磁器組成物において、酸化物の塗布量と電気的特性
との関係を示したグラフである。
導体磁器組成物において、酸化物の塗布量と電気的特性
との関係を示したグラフである。
【図２】実施例及び比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物において、酸化物中のＢｉ2 Ｏ3 の割合と電気的
特性との関係を示したグラフである。
組成物において、酸化物中のＢｉ2 Ｏ3 の割合と電気的
特性との関係を示したグラフである。
【図３】実施例及び比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物において、酸化物中のＣａ2 ＣＯ3 の割合と電気
的特性との関係を示したグラフである。
組成物において、酸化物中のＣａ2 ＣＯ3 の割合と電気
的特性との関係を示したグラフである。
【図４】実施例及び比較例に係る粒界絶縁型半導体磁器
組成物において、組成式中のｘの値と電気的特性との関
係を示したグラフである。
組成物において、組成式中のｘの値と電気的特性との関
係を示したグラフである。
【図５】比較例に係る焼結体表面の粒子構造を示したＳ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
【図６】実施例に係る焼結体表面の粒子構造を示したＳ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
【図７】比較例に係る焼結体表面の粒子構造を示したＳ
ＥＭ写真である。
ＥＭ写真である。
Claims (2)
- 【請求項１】 結晶粒内が（Ｓｒ1-x Ｃａx)a （ＴｉＮ
ｂy ）b Ｏ3 （式中ｘ及びｙは、それぞれ０＜ｘ≦０．
１５０、０．００１≦ｙ≦０．０１０の範囲内の値で、
かつａとｂは１．０００≦ｂ／ａ≦１．０１０の関係を
満たす値）で示される組成を有し、焼結体表面にＢｉを
含有する相が偏析していることを特徴とする粒界絶縁型
半導体磁器組成物。 - 【請求項２】 チタン酸ストロンチウム系焼結体に、Ｂ
ｉ2 Ｏ3 、ＣｕＯ、ＣａＣＯ3 からなる物質で、その割
合が ４０ｍｏｌ≦Ｂｉ2 Ｏ3 ≦９０ｍｏｌ、 １０ｍｏｌ≦ＣｕＯ≦６０ｍｏｌ、 １ｍｏｌ≦ＣａＣＯ3 ≦１０ｍｏｌ、 Ｂｉ2 Ｏ3 ＋ＣｕＯ＝１００ｍｏｌ の条件を満足する組成の酸化物を、焼結体１ｇ当たり１
０〜６０ｍｇの割合で塗布し、１０００〜１３５０℃で
熱拡散させることを特徴とする請求項１記載の粒界絶縁
型半導体磁器組成物の製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13111694A JP2970405B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 |
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| JP13111694A JP2970405B2 (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07320972A true JPH07320972A (ja) | 1995-12-08 |
| JP2970405B2 JP2970405B2 (ja) | 1999-11-02 |
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| JP (1) | JP2970405B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002252138A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐還元性誘電体セラミック及びその製造方法、それを用いた積層セラミックコンデンサ |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP13111694A patent/JP2970405B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002252138A (ja) * | 2001-02-22 | 2002-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 耐還元性誘電体セラミック及びその製造方法、それを用いた積層セラミックコンデンサ |
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| JP2970405B2 (ja) | 1999-11-02 |
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