JPH0761896B2 - 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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- JPH0761896B2 JPH0761896B2 JP2085249A JP8524990A JPH0761896B2 JP H0761896 B2 JPH0761896 B2 JP H0761896B2 JP 2085249 A JP2085249 A JP 2085249A JP 8524990 A JP8524990 A JP 8524990A JP H0761896 B2 JPH0761896 B2 JP H0761896B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、磁器コンデンサ等に用いるための粒界絶縁型
半導体磁器組成物に関する。
半導体磁器組成物に関する。
[従来の技術] 従来、小型で容量の大きいコンデンサとして、粒界絶縁
型半導体磁器コンデンサが知られている。
型半導体磁器コンデンサが知られている。
粒界絶縁型半導体磁器コンデンサは、結晶粒界を絶縁化
することにより実効誘電率を大きくしたものである。
することにより実効誘電率を大きくしたものである。
粒界絶縁型半導体磁器コンデンサに用いられる磁器組成
物としては、主成分に、チタン酸ストロンチウムまたは
チタン酸バリウムを用い、原子価制御用助剤として、Nb
2O3、Y2O3、Dy2O3等を添加し、さらに、焼結助剤とし
て、MnO2、Bi2O3、CuO、SiO2等が用いられる。
物としては、主成分に、チタン酸ストロンチウムまたは
チタン酸バリウムを用い、原子価制御用助剤として、Nb
2O3、Y2O3、Dy2O3等を添加し、さらに、焼結助剤とし
て、MnO2、Bi2O3、CuO、SiO2等が用いられる。
例えば、特開昭56-54026には、(Sr1-xBax)TiO3(x=
0.30〜0.50)を主体とし、その他にチタン酸塩、ジルコ
ン酸塩を含んだ主成分に対してLa、Yなどの希土類元
素、Nb、Ta、Wなどのような半導体化剤とMnを含有し、
結晶粒界がMn、Bi、Cu、Pb、BおよびSiのうちの少なく
とも1種(ただし、B、Biのいづれか1種のみは除く)
により絶縁体化されてなる最大粒径が100μm以上の粒
界絶縁型半導体磁器組成物である。
0.30〜0.50)を主体とし、その他にチタン酸塩、ジルコ
ン酸塩を含んだ主成分に対してLa、Yなどの希土類元
素、Nb、Ta、Wなどのような半導体化剤とMnを含有し、
結晶粒界がMn、Bi、Cu、Pb、BおよびSiのうちの少なく
とも1種(ただし、B、Biのいづれか1種のみは除く)
により絶縁体化されてなる最大粒径が100μm以上の粒
界絶縁型半導体磁器組成物である。
近年、磁器コンデンサの小型化の要求に伴い、粒界絶縁
型半導体磁器コンデンサにおいても、より小型化、薄形
化の要求が高まっている。
型半導体磁器コンデンサにおいても、より小型化、薄形
化の要求が高まっている。
[発明が解決しようとする課題] 従来の粒界絶縁型半導体磁器では、見掛け誘電率を大き
くする必要から粒径を比較的大きくしていた。しかしな
がら、近年の要求に従い、磁器組成物の層を薄くした場
合には、厚み当りの結晶粒子の数が少なくなってしま
う。そのため、単位厚さ当りの絶縁破壊電圧が小さくな
り、その結果、誘電率と絶縁破壊電圧との積が小さくな
ってしまっていた。その結果、粒界絶縁型半導体磁器コ
ンデンサの薄型化、小型化が困難であった。
くする必要から粒径を比較的大きくしていた。しかしな
がら、近年の要求に従い、磁器組成物の層を薄くした場
合には、厚み当りの結晶粒子の数が少なくなってしま
う。そのため、単位厚さ当りの絶縁破壊電圧が小さくな
り、その結果、誘電率と絶縁破壊電圧との積が小さくな
ってしまっていた。その結果、粒界絶縁型半導体磁器コ
ンデンサの薄型化、小型化が困難であった。
本発明は、最大粒径を50〜80μmに制御可能であり、か
つ、温度特性が良く、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電圧
との積が大きい粒界絶縁型半導体磁器組成物およびその
製造方法を提供することを目的とする。
つ、温度特性が良く、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電圧
との積が大きい粒界絶縁型半導体磁器組成物およびその
製造方法を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、上記目的を達成するために、以下の組成の粒
界絶縁型半導体磁器組成物を提供する。
界絶縁型半導体磁器組成物を提供する。
すなわち、一般式(Sr1-x-zBaxCazMy)TilO3+mN+nZ
(但、Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なく
とも1種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1
種類、Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、x、
y、z、l、m、nがそれぞれ、0.0001≦x≦0.05、0.
001≦y≦0.03、0<z≦0.30、0.990≦l≦1.010、0.0
001≦m≦0.01、0.001≦n≦0.03、の範囲にある半導体
磁器の結晶粒界が、Cu、Bi、Pb、B、及びSiのうち少な
くとも1種を含む化合物により絶縁された粒界絶縁型半
導体磁器組成物である。
(但、Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なく
とも1種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1
種類、Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、x、
y、z、l、m、nがそれぞれ、0.0001≦x≦0.05、0.
001≦y≦0.03、0<z≦0.30、0.990≦l≦1.010、0.0
001≦m≦0.01、0.001≦n≦0.03、の範囲にある半導体
磁器の結晶粒界が、Cu、Bi、Pb、B、及びSiのうち少な
くとも1種を含む化合物により絶縁された粒界絶縁型半
導体磁器組成物である。
また、一般式(Sr1-x-zBaxCazMy)TilO3+mN+nZ(但、
Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なくとも1
種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1種類、
Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、x、y、z、
l、m、nがそれぞれ、0.0001≦x≦0.05、0.001≦y
≦0.03、0<z≦0.30、0.990≦l≦1.010、0.0001≦m
≦0.01、0.001≦n≦0.03、の範囲になるように配合し
た後、焼成することによって半導体磁器を得る工程と、
前記工程によって得られた半導体磁器の結晶粒界をCu、
Bi、Pb、B、及びSiのうち少なくとも1種を含む化合物
を用いて絶縁化する工程とを有する粒界絶縁型半導体磁
器組成物の製造方法である。
Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なくとも1
種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1種類、
Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、x、y、z、
l、m、nがそれぞれ、0.0001≦x≦0.05、0.001≦y
≦0.03、0<z≦0.30、0.990≦l≦1.010、0.0001≦m
≦0.01、0.001≦n≦0.03、の範囲になるように配合し
た後、焼成することによって半導体磁器を得る工程と、
前記工程によって得られた半導体磁器の結晶粒界をCu、
Bi、Pb、B、及びSiのうち少なくとも1種を含む化合物
を用いて絶縁化する工程とを有する粒界絶縁型半導体磁
器組成物の製造方法である。
以下、本発明の数値範囲の限定理由について説明する。
本発明のxの範囲は、0.0001≦x≦0.05である。すなわ
ち、0.0001未満では、原材料の精製が困難であり実用上
問題がある。また、0.05よりも大きいと、見掛け誘電率
が低下してしまい、本発明の目的を達成することができ
ない。
ち、0.0001未満では、原材料の精製が困難であり実用上
問題がある。また、0.05よりも大きいと、見掛け誘電率
が低下してしまい、本発明の目的を達成することができ
ない。
本発明のzの範囲は、0<z≦0.30である。すなわち、
Caを含ませることにより、静電容量の温度変化率を制御
することが可能になる。しかし、0.30よりも大きいと、
見掛け誘電率が低下してしまい、本発明の目的を達成す
ることができない。
Caを含ませることにより、静電容量の温度変化率を制御
することが可能になる。しかし、0.30よりも大きいと、
見掛け誘電率が低下してしまい、本発明の目的を達成す
ることができない。
一般式中Mとして用いられるNb、Ta、W、及び希土類元
素のうち少なくとも1種類の含有範囲を示すyの範囲
は、0.001≦y≦0.03である。0.001未満であっても、0.
03よりも大きくても、見掛け誘電率が低くなってしま
い、本発明の目的を達成することができない。
素のうち少なくとも1種類の含有範囲を示すyの範囲
は、0.001≦y≦0.03である。0.001未満であっても、0.
03よりも大きくても、見掛け誘電率が低くなってしま
い、本発明の目的を達成することができない。
一般式中のTiの含有範囲を示すlの範囲は、0.990≦l
≦1.010である。0.990未満では、粒径80μmよりも大き
い結晶粒子が生じてしまう。また、1.010よりも大きく
なると、結晶粒子の平均粒径が50μm以下になってしま
い、十分な見掛け誘電率を得ることができなくなり、本
発明の目的を達成することができない。
≦1.010である。0.990未満では、粒径80μmよりも大き
い結晶粒子が生じてしまう。また、1.010よりも大きく
なると、結晶粒子の平均粒径が50μm以下になってしま
い、十分な見掛け誘電率を得ることができなくなり、本
発明の目的を達成することができない。
一般式中Nとして用いられるMn、Al、及びSiのうち少な
くとも1種類の含有範囲を示すmの範囲は、0.0001≦m
≦0.01である。0.0001未満では、十分な見掛け誘電率を
得ることができなくなり、本発明の目的を達成すること
ができない。また、0.01よりも大きくても、見掛け誘電
率が低下してしまい、さらに、誘電体損失も悪くなり、
本発明の目的を達成することができない。
くとも1種類の含有範囲を示すmの範囲は、0.0001≦m
≦0.01である。0.0001未満では、十分な見掛け誘電率を
得ることができなくなり、本発明の目的を達成すること
ができない。また、0.01よりも大きくても、見掛け誘電
率が低下してしまい、さらに、誘電体損失も悪くなり、
本発明の目的を達成することができない。
一般式中Zとして用いられるPb、Bの一方又は両方を含
有させることにより、結晶粒子の制御が可能になる。そ
の範囲を示すnの範囲は、0.001≦n≦0.03である。0.0
01未満では、80μmよりも大きい結晶粒子が生じ、絶縁
破壊電圧が低くなる。また、0.03よりも大きいと、焼成
温度が高くなり、また絶縁破壊電圧も低くなり、本発明
の目的を達成することができない。
有させることにより、結晶粒子の制御が可能になる。そ
の範囲を示すnの範囲は、0.001≦n≦0.03である。0.0
01未満では、80μmよりも大きい結晶粒子が生じ、絶縁
破壊電圧が低くなる。また、0.03よりも大きいと、焼成
温度が高くなり、また絶縁破壊電圧も低くなり、本発明
の目的を達成することができない。
なお、本発明の一般式中、m及びnは、酸化物の形で含
まれる場合には、例えば一般式Xa Obとして示されるも
のをXOb/aの形に直したときのXの元素の量で表され
る。
まれる場合には、例えば一般式Xa Obとして示されるも
のをXOb/aの形に直したときのXの元素の量で表され
る。
また、本発明に用いられている数値は、すべてモル(mo
l)で示した値である。
l)で示した値である。
[実施例] 以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
まず、第1表の試料番号1の調製方法とその電気的特性
について説明する。
について説明する。
SrCO3、BaCO3、CaCO3、TiO2、Y2O3、MnO2、B2O3の化合
物を第1表の試料番号1に示す組成比になるように配合
し、1150℃で2時間仮焼を行った。
物を第1表の試料番号1に示す組成比になるように配合
し、1150℃で2時間仮焼を行った。
これを粉砕し、アクリル系バインダを10wt%加え、攪拌
した後、50メッシュのふるいで造粒し、成形圧力1ton/c
m2、直径12.5mm、肉厚0.3mmの円板に成形した。
した後、50メッシュのふるいで造粒し、成形圧力1ton/c
m2、直径12.5mm、肉厚0.3mmの円板に成形した。
得られた円板状成形体を、窒素98vol%、水素2vol%か
らなる還元雰囲気にて1400℃で3時間焼成し、半導体磁
器を得た。
らなる還元雰囲気にて1400℃で3時間焼成し、半導体磁
器を得た。
得られた半導体磁器の表面の金属酸化物ペースト、具体
的には、Bi2O3を40wt%、Pb3O4を46wt%、B2O3を7wt
%、CuOを6wt%、SiO2を1wt%および樹脂を溶剤に添加
したペーストを塗布し、1150℃で2時間熱拡散させ、結
晶粒界を絶縁化した。
的には、Bi2O3を40wt%、Pb3O4を46wt%、B2O3を7wt
%、CuOを6wt%、SiO2を1wt%および樹脂を溶剤に添加
したペーストを塗布し、1150℃で2時間熱拡散させ、結
晶粒界を絶縁化した。
さらに、この粒界絶縁型半導体磁器の表面に銀ペースト
を印刷することによって塗布し、800℃で1時間焼き付
けることによってコンデンサを作成した。
を印刷することによって塗布し、800℃で1時間焼き付
けることによってコンデンサを作成した。
得られたコンデンサの電気的特性を測定したところ、第
1表に示す結果を得ることができた。
1表に示す結果を得ることができた。
試料番号2以降の組成物についても、同様の条件にてコ
ンデンサを作成し、同様の条件にて電気的特性を測定し
た。
ンデンサを作成し、同様の条件にて電気的特性を測定し
た。
表中、見掛け誘電率(ε)、誘電体損失(Tanδ)は、
温度25℃にて周波数1kHz、電圧1Vγmsで測定した値であ
り、絶縁抵抗(IR)は、温度25℃にて25Vの直流電圧を
印加した15秒後の値であり、温度特性(TC)は、温度20
℃を基準とし、−25℃〜85℃の温度範囲における最大容
量変化率の値であり、表中、上段は、最大容量増加率を
示し、下段は、最大容量減少率を示す。また、誘電率と
絶縁破壊電圧との積(ε×BDV)は、1mm当りの誘電率と
絶縁破壊電圧との積を示す。
温度25℃にて周波数1kHz、電圧1Vγmsで測定した値であ
り、絶縁抵抗(IR)は、温度25℃にて25Vの直流電圧を
印加した15秒後の値であり、温度特性(TC)は、温度20
℃を基準とし、−25℃〜85℃の温度範囲における最大容
量変化率の値であり、表中、上段は、最大容量増加率を
示し、下段は、最大容量減少率を示す。また、誘電率と
絶縁破壊電圧との積(ε×BDV)は、1mm当りの誘電率と
絶縁破壊電圧との積を示す。
なお、表中、試料番号の右上に示される*は、本発明の
範囲外の試料、すなわち、比較例であることを示す。
範囲外の試料、すなわち、比較例であることを示す。
本実施例の試料番号1〜4、6〜9、12〜14、17〜19、
22〜24及び27〜29に示されるように本発明によれば、最
大粒径が50〜80μmであり、温度特性が絶縁抵抗が1500
MΩ以上であり、かつ、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電
圧との積が7.0×107以上の粒界絶縁型半導体磁器組成物
を得ることができる。
22〜24及び27〜29に示されるように本発明によれば、最
大粒径が50〜80μmであり、温度特性が絶縁抵抗が1500
MΩ以上であり、かつ、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電
圧との積が7.0×107以上の粒界絶縁型半導体磁器組成物
を得ることができる。
一方、本発明の範囲外の試料番号5、10、11、15、16、
20、21、25、26、30においては、本発明の目的を達成す
ることができない。
20、21、25、26、30においては、本発明の目的を達成す
ることができない。
なお、本発明者らは、表中に示される実施例の組成に限
られず、特許請求の範囲に記載された組成範囲であれ
ば、本発明の範囲内の他の物質であっても本発明の効果
を得ることができることがわかっている。
られず、特許請求の範囲に記載された組成範囲であれ
ば、本発明の範囲内の他の物質であっても本発明の効果
を得ることができることがわかっている。
[効果] 本発明によれば、最大粒径を50〜80μmに制御可能であ
り、かつ、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電圧との積が大
きい粒界絶縁型半導体磁器組成物およびその製造方法を
提供することができる。
り、かつ、厚み当りの誘電率と絶縁破壊電圧との積が大
きい粒界絶縁型半導体磁器組成物およびその製造方法を
提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項1】一般式(Sr1-x-zBaxCazMy)TilO3+mN+nZ
(但、Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なく
とも1種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1
種類、Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、 x、y、z、l、m、nがそれぞれ 0.0001≦x≦0.05 0.001≦y≦0.03 0<z≦0.30 0.990≦l≦1.010 0.0001≦m≦0.01 0.001≦n≦0.03 の範囲にある半導体磁器の結晶粒界が、Cu、Bi、Pb、
B、及びSiのうち少なくとも1種を含む化合物により絶
縁された粒界絶縁型半導体磁器組成物。 - 【請求項2】一般式(Sr1-x-zBaxCazMy)TilO3+mN+nZ
(但、Mは、Nb、Ta、W、及び希土類元素のうち少なく
とも1種類、Nは、Mn、Al、及びSiのうち少なくとも1
種類、Zは、Pb、Bの一方又は両方)で表され、 x、y、z、l、m、nがそれぞれ 0.0001≦x≦0.05 0.001≦y≦0.03 0<z≦0.30 0.990≦l≦1.010 0.0001≦m≦0.01 0.001≦n≦0.03 の範囲になるように配合した後、焼成することによって
半導体磁器を得る工程と、 前記工程によって得られた半導体磁器の結晶粒界をCu、
Bi、Pb、B、及びSiのうち少なくとも1種を含む化合物
を用いて絶縁化する工程とを有する粒界絶縁型半導体磁
器組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2085249A JPH0761896B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2085249A JPH0761896B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 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 |
---|---|
JPH03285870A JPH03285870A (ja) | 1991-12-17 |
JPH0761896B2 true JPH0761896B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=13853297
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2085249A Expired - Fee Related JPH0761896B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 粒界絶縁型半導体磁器組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0761896B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2011138915A1 (ja) * | 2010-05-07 | 2013-07-22 | 株式会社村田製作所 | 高温構造材料、固体電解質形燃料電池用構造体および固体電解質形燃料電池 |
JP5483028B2 (ja) | 2011-02-24 | 2014-05-07 | 株式会社村田製作所 | 粒界絶縁型半導体セラミック、半導体セラミックコンデンサ、及び半導体セラミックコンデンサの製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5820133B2 (ja) * | 1976-06-03 | 1983-04-21 | 松下電器産業株式会社 | 半導体磁器コンデンサ用磁器およびその製造方法 |
JPS5654026A (en) * | 1979-10-09 | 1981-05-13 | Murata Manufacturing Co | Grain boundary insulating type semiconductor porcelain composition |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2085249A patent/JPH0761896B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH03285870A (ja) | 1991-12-17 |
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