JPS59217319A - 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 - Google Patents
還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物Info
- Publication number
- JPS59217319A JPS59217319A JP58093094A JP9309483A JPS59217319A JP S59217319 A JPS59217319 A JP S59217319A JP 58093094 A JP58093094 A JP 58093094A JP 9309483 A JP9309483 A JP 9309483A JP S59217319 A JPS59217319 A JP S59217319A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はチタン酸バリウム系の還元再酸化型半導体コ
ンデンサ磁器組成物に関するものである。
ンデンサ磁器組成物に関するものである。
従来、半導体コンデンサには、半導体磁器の結晶粒界に
Ｃｕ、Ｂｉ、Ｍｎなどを拡散させた粒界絶縁型のもの、
また半導体磁器の表面層を利用した表面堰層型ならびに
還元再酸化型のものが知られ”Ｃいる。
Ｃｕ、Ｂｉ、Ｍｎなどを拡散させた粒界絶縁型のもの、
また半導体磁器の表面層を利用した表面堰層型ならびに
還元再酸化型のものが知られ”Ｃいる。
このうち、粒界絶縁型半導体コンデンサには材料系とし
Ｃ］３ａＴｉＯ，系と５ｒＴｉＯ，系のものかあり、近
年では温度特性、バイアス特性などの点ですぐれＣいる
５ｒＴｉＯ，系が主流となつ゛〔いる。このほかこの種
のコンデンサの特徴とし′ｃｔｉ１電極の種類が変わっ
ても特性変動が少ないこと、信頼性にすぐれているなど
の長所を有しＣいる。しかしながら、一方では工程が複
雑なためコストアップになつＣいること、破壊電圧が低
いこと、面積容量を大きくすることができないことなど
が欠点とし”〔挙げられる。
Ｃ］３ａＴｉＯ，系と５ｒＴｉＯ，系のものかあり、近
年では温度特性、バイアス特性などの点ですぐれＣいる
５ｒＴｉＯ，系が主流となつ゛〔いる。このほかこの種
のコンデンサの特徴とし′ｃｔｉ１電極の種類が変わっ
ても特性変動が少ないこと、信頼性にすぐれているなど
の長所を有しＣいる。しかしながら、一方では工程が複
雑なためコストアップになつＣいること、破壊電圧が低
いこと、面積容量を大きくすることができないことなど
が欠点とし”〔挙げられる。
また、表面堰層型半導体コンデンサは比較的犬きな面積
容量を得仝ことができるが、破壊電圧、絶縁抵抗が低く
、使用範囲に制限がある。
容量を得仝ことができるが、破壊電圧、絶縁抵抗が低く
、使用範囲に制限がある。
さらに、還元再酸化型半導体コンデンサは誘電体磁器を
還元雰囲気中で熱処理し°Ｃ半導体化し、次いで酸化性
雰囲気で熱処理を行なつ−０表面に誘電体層を形成し、
しかるのち電極を付与することによつ′Ｃ得られるもの
である。したがってこの種のコンデンサの容量、絶縁抵
抗、破壊電圧、容量温度特性などの各電気特性は誘電体
層の生成状態に大きく左右されるという特徴がある。
還元雰囲気中で熱処理し°Ｃ半導体化し、次いで酸化性
雰囲気で熱処理を行なつ−０表面に誘電体層を形成し、
しかるのち電極を付与することによつ′Ｃ得られるもの
である。したがってこの種のコンデンサの容量、絶縁抵
抗、破壊電圧、容量温度特性などの各電気特性は誘電体
層の生成状態に大きく左右されるという特徴がある。
この還元再酸化型半導体コンデンサについては特許公報
や文献などで数多く紹介されており、また実用化もされ
Ｃいるが、近年コンデンサの小形大容量化がさらに強く
要望されＣいることから、面積容量が一層大きい（０７
μＦ／ｃ４以」二）・オ料の出現が要望され“Ｃいる。
や文献などで数多く紹介されており、また実用化もされ
Ｃいるが、近年コンデンサの小形大容量化がさらに強く
要望されＣいることから、面積容量が一層大きい（０７
μＦ／ｃ４以」二）・オ料の出現が要望され“Ｃいる。
しかしながら、面積容量を大きくするためには、誘電体
磁器の誘電率が同じである場合、当然半導体磁器表面の
再酸化層（誘電体層）は薄くなければならず、逆に破壊
電圧、絶縁抵抗の低下を招くことになる。
磁器の誘電率が同じである場合、当然半導体磁器表面の
再酸化層（誘電体層）は薄くなければならず、逆に破壊
電圧、絶縁抵抗の低下を招くことになる。
このように小形大容量化を図るといつ゛〔も、面積容量
が大きいことはもちろん、破壊電圧、絶縁抵抗が高いこ
とが必要であり、そのだめには次のような条件を満足し
なければならない。
が大きいことはもちろん、破壊電圧、絶縁抵抗が高いこ
とが必要であり、そのだめには次のような条件を満足し
なければならない。
（０誘電体磁器の誘電率が大きいこと。
■ 磁器が緻密で結晶粒径が均一で小さいこと。
（３，）還元、再酸化速度が大きいこと。
従来、還元再酸化型半導体コンデンサにはＢａＴｉ０．
−Ｌａ、Ｏ，−ＴｉＯ２系などの固溶体にＭｎ酸化物を
添加した組成系が知られ゛〔いる。しかし、これらの組
成系のものは結晶粒径が小さいと誘電率が８０００〜１
００００程度と小さくなる。また誘電率を１２０００以
上のものにしようとすると、結晶粒径が３μｍ以上と太
きくなシ、面積容量を０．７／Ｊ Ｆ／ｄ 以上にした
とき、破壊電圧、絶縁抵抗が極端に低下しＣしまい、実
用に供し得ないという問題があった。
−Ｌａ、Ｏ，−ＴｉＯ２系などの固溶体にＭｎ酸化物を
添加した組成系が知られ゛〔いる。しかし、これらの組
成系のものは結晶粒径が小さいと誘電率が８０００〜１
００００程度と小さくなる。また誘電率を１２０００以
上のものにしようとすると、結晶粒径が３μｍ以上と太
きくなシ、面積容量を０．７／Ｊ Ｆ／ｄ 以上にした
とき、破壊電圧、絶縁抵抗が極端に低下しＣしまい、実
用に供し得ないという問題があった。
この発明者はチタン酸バリウム系の種々の組成物につい
て研究した結果、誘電率が高く、しかも磁器が緻密で結
晶粒径が微小均一であシ、かつ還元再酸化が容易な還元
再酸化型半導体コンデンサ用の磁器組成物を見い出し、
その結果コンデンサの小形大容量化を達成したものであ
る。
て研究した結果、誘電率が高く、しかも磁器が緻密で結
晶粒径が微小均一であシ、かつ還元再酸化が容易な還元
再酸化型半導体コンデンサ用の磁器組成物を見い出し、
その結果コンデンサの小形大容量化を達成したものであ
る。
すなわち、この発明は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
２）、酸化セリウム（ＣｅＯ，）、酸化チタｙ−（Ｔ
ｉ Ｏ２）必要に応じ酸化ネオジウム（’Ｎ（１２０３
）を含む主成分に、酸化マンガンをＭｎに換算して０．
０１〜０．４重−ａ％添ｖ口含有させたものである。
２）、酸化セリウム（ＣｅＯ，）、酸化チタｙ−（Ｔ
ｉ Ｏ２）必要に応じ酸化ネオジウム（’Ｎ（１２０３
）を含む主成分に、酸化マンガンをＭｎに換算して０．
０１〜０．４重−ａ％添ｖ口含有させたものである。
この組成物は次のようにし゛〔処理され半導体コンデン
サとし−Ｃ構成される９つまシ、原料組成を調合、混合
し、この混合物を成形して酸化性雰囲気で焼成し、次い
で還元性雰囲気で熱処理を行つ゛Ｃ半導体磁器としたの
ち、酸化性雰囲気で熱処理を行つ”Ｃ半導体磁器表面に
薄い誘電体層を形成し、さらに表面に電極を付与して半
導体コンデンサとし°Ｃ構成される。
サとし−Ｃ構成される９つまシ、原料組成を調合、混合
し、この混合物を成形して酸化性雰囲気で焼成し、次い
で還元性雰囲気で熱処理を行つ゛Ｃ半導体磁器としたの
ち、酸化性雰囲気で熱処理を行つ”Ｃ半導体磁器表面に
薄い誘電体層を形成し、さらに表面に電極を付与して半
導体コンデンサとし°Ｃ構成される。
この発明Ｋかかる還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組
成物は酸化セリウム（ＣθＯＬ次キュリ一点のシフター
とし′〔主体的に用いたものであシ、！（（１，０，、
Ｌａ２０．などをキュリ一点の７７ターとし゛Ｃ用応た
従来例にくらべ゛Ｃキュリ一点における誘電率が１５０
００以上と大きいこと、誘電率が１５０００ 以上であ
るにもかかわらず結晶粒径がｔＯ〜１５μｍ以下と小さ
くかつ結晶粒の大きさが均一であること、焼結性がよく
磁器が緻密であること、還元再酸化が容易であることな
ど小形で大容量の還元再酸化型半導体コンデンサに要求
される条件を十分に満足するものである。
成物は酸化セリウム（ＣθＯＬ次キュリ一点のシフター
とし′〔主体的に用いたものであシ、！（（１，０，、
Ｌａ２０．などをキュリ一点の７７ターとし゛Ｃ用応た
従来例にくらべ゛Ｃキュリ一点における誘電率が１５０
００以上と大きいこと、誘電率が１５０００ 以上であ
るにもかかわらず結晶粒径がｔＯ〜１５μｍ以下と小さ
くかつ結晶粒の大きさが均一であること、焼結性がよく
磁器が緻密であること、還元再酸化が容易であることな
ど小形で大容量の還元再酸化型半導体コンデンサに要求
される条件を十分に満足するものである。
以下この発明を実施例にしたがつ′Ｃ詳細に説明する。
試料の作成にあたって第１表に示す組成比のものが得ら
れるようにＢａＴｉ０．、ＣｅＯ２＋ Ｎｄ１０３ ｗ
Ｔｉ０３ 、 ＭｎＣ０，の各原料を秤量し、各秤殖原
料をポリポットに投入し酢酸ビニルなどの有機・（イン
ダとともに１６時間混合した。混合したのち脱水乾燥し
、５０メツシユの篩に通し“Ｃ整粒した。次いで１００
０１１／ｄの圧力で直径１０日、厚み０．５鰭の円板に
成形し、空気中１５００〜１３６０′ｃで２時間焼成し
た。このようにして得た誘電体磁器を１０００〜１２０
０’ｃで２時間還元性雰囲気中で熱処理しＣ半導体磁器
とした。この半導体磁器を８５０〜１０００′Ｃで２時
間酸化性雰囲気である空気中で熱処理を行ない、半導体
磁器の表面に薄い誘電体層を形成した。しかるのち半導
体磁器の表向に銀ペーストを塗布し、７００〜ｅ ５０
’ｃで６０分間焼付けＵｉ極を形成し、還元１ｆ：便
化型半導′、、ｉ’ ”ンデンサを得た。
れるようにＢａＴｉ０．、ＣｅＯ２＋ Ｎｄ１０３ ｗ
Ｔｉ０３ 、 ＭｎＣ０，の各原料を秤量し、各秤殖原
料をポリポットに投入し酢酸ビニルなどの有機・（イン
ダとともに１６時間混合した。混合したのち脱水乾燥し
、５０メツシユの篩に通し“Ｃ整粒した。次いで１００
０１１／ｄの圧力で直径１０日、厚み０．５鰭の円板に
成形し、空気中１５００〜１３６０′ｃで２時間焼成し
た。このようにして得た誘電体磁器を１０００〜１２０
０’ｃで２時間還元性雰囲気中で熱処理しＣ半導体磁器
とした。この半導体磁器を８５０〜１０００′Ｃで２時
間酸化性雰囲気である空気中で熱処理を行ない、半導体
磁器の表面に薄い誘電体層を形成した。しかるのち半導
体磁器の表向に銀ペーストを塗布し、７００〜ｅ ５０
’ｃで６０分間焼付けＵｉ極を形成し、還元１ｆ：便
化型半導′、、ｉ’ ”ンデンサを得た。
このようにし゛で作成したコンデンサ（（ついて、磁器
の平均結晶粒径、誘７Ｅ率、学位面、漬当シの容ＲＣＣ
（ｌｌＦ／Ｌ：１１） ）、誘電損失（ｔａｎδ（吻〕
、絶□隊砥抗〔工Ｒ（Ω）〕、破壊ｔｇ、記〔ｖｂ・、
す〕を測定し、その結果を第１表に合わせご示した。
の平均結晶粒径、誘７Ｅ率、学位面、漬当シの容ＲＣＣ
（ｌｌＦ／Ｌ：１１） ）、誘電損失（ｔａｎδ（吻〕
、絶□隊砥抗〔工Ｒ（Ω）〕、破壊ｔｇ、記〔ｖｂ・、
す〕を測定し、その結果を第１表に合わせご示した。
なお、容置、誘電損失はＱ、 １ｖｒ、ｍ、ｓ 、 １
ｊ（Ｈｚで測定した肱である。容ｔ＋こつい−〔は滑元
ｊｊｊｎ Ｉ↓２、再酸化温度によつ”Ｃ変化するため
、殿元後の磁器比抵抗が一定となるように歯元温度を設
定′Ｊ″ると１ ともに、再酸化温度を設
定し“Ｃ面績容后を０．７／７Ｆ／ｄとし、他の電気特
性にて評価するようにして比較を容易にしたつ 絶縁抵抗は１２７Ｄ、Ｃを１分間印加し゛Ｃ測定した。
ｊ（Ｈｚで測定した肱である。容ｔ＋こつい−〔は滑元
ｊｊｊｎ Ｉ↓２、再酸化温度によつ”Ｃ変化するため
、殿元後の磁器比抵抗が一定となるように歯元温度を設
定′Ｊ″ると１ ともに、再酸化温度を設
定し“Ｃ面績容后を０．７／７Ｆ／ｄとし、他の電気特
性にて評価するようにして比較を容易にしたつ 絶縁抵抗は１２７Ｄ、Ｃを１分間印加し゛Ｃ測定した。
破壊電圧はり、Ｃ昇圧破壊方式を用いた。
誘電率はｌ、Ｑ ”Ｉ ｒ、ｍ、ｓ 、 １ＫＨｚ
で測定し、測定温度は２０υを基準とした。
で測定し、測定温度は２０υを基準とした。
なお、第１表中※印を付したものはこの発明範囲外のも
のであり、それ以外はこの発明範Ｌｕ１ｌ内のものであ
る。
のであり、それ以外はこの発明範Ｌｕ１ｌ内のものであ
る。
第１表から明らかなように、この発明の還元再酸化型半
導体コンデンサ磁器組成物によれば、きわめ゛〔すぐれ
た電気特性を有する半導体コンデンサを提供することが
できる。すなわち、単位面積当シの容量が０，７μＦ／
ｄと太きいにもがかわらず、破壊電圧は３００ｖ以上、
絶縁抵抗は１ｏΩ以上、誘電損失は３−０％以下とすぐ
れた特性を示すものである。
導体コンデンサ磁器組成物によれば、きわめ゛〔すぐれ
た電気特性を有する半導体コンデンサを提供することが
できる。すなわち、単位面積当シの容量が０，７μＦ／
ｄと太きいにもがかわらず、破壊電圧は３００ｖ以上、
絶縁抵抗は１ｏΩ以上、誘電損失は３−０％以下とすぐ
れた特性を示すものである。
従来の４３ａＴｉＯ，−Ｌａ、０３−ＴｌＯ２系におい
て、破壊電圧が３００ Ｖ、絶縁抵抗が１０ の特性の
ものを得ようとすれば、面積容−緬は高々０．４〜０．
５μＦ’／ｄ程度であったが、この発明によればＩＪ、
７μＦ／ ｃｄの面積容量が得られ、コンデンサの小形
大容量化が図れる点で洛段にすぐれたものであると云え
る。
て、破壊電圧が３００ Ｖ、絶縁抵抗が１０ の特性の
ものを得ようとすれば、面積容−緬は高々０．４〜０．
５μＦ’／ｄ程度であったが、この発明によればＩＪ、
７μＦ／ ｃｄの面積容量が得られ、コンデンサの小形
大容量化が図れる点で洛段にすぐれたものであると云え
る。
上記したようにこの発明においてすぐれた特性が得られ
るのは、第１表から明らかなように、誘電率が１２００
０以上と大きいにもがかわらず、磁器の平均結晶粒径が
ｔＯ〜１．５μｍと均一で小さいこと、また、磁器の断
面を鏡面研磨し、内部の空孔量、分布を観察した結果、
従来のものにくらべ′Ｃ緻密な磁器であること、さらに
、還元および再酸化が容易であること、などがその理由
として挙げられる。
るのは、第１表から明らかなように、誘電率が１２００
０以上と大きいにもがかわらず、磁器の平均結晶粒径が
ｔＯ〜１．５μｍと均一で小さいこと、また、磁器の断
面を鏡面研磨し、内部の空孔量、分布を観察した結果、
従来のものにくらべ′Ｃ緻密な磁器であること、さらに
、還元および再酸化が容易であること、などがその理由
として挙げられる。
この発明において組成物の範囲を限定したのは以下の理
由による。
由による。
＋１） ＣｅＯ，がｔＯモモル多満では、キュリ一点
の移動がないため室温での誘電率が低くなり、また焼結
性が悪くなるため面積容量が０−７μＦ／ｄと大きくな
るとＩＲ，７１）とも悪くなシ、ｔａｎδも悪くなる。
の移動がないため室温での誘電率が低くなり、また焼結
性が悪くなるため面積容量が０−７μＦ／ｄと大きくな
るとＩＲ，７１）とも悪くなシ、ｔａｎδも悪くなる。
またＣｅＯ，が瓜０モル慢を越えると誘電率が低くなシ
、工Ｒ，Ｖｋｌとも悪くなる。
、工Ｒ，Ｖｋｌとも悪くなる。
＋２） Ｔ ｉ Ｏ２がｔＯモル多未満では焼結性が
悪くなシ、ｔａｎδが大きくなるとともにｖｂが低下す
る。またＴ１０１が１５．０モル多を越えると誘電率が
低下し、磁器の融着が起こる。
悪くなシ、ｔａｎδが大きくなるとともにｖｂが低下す
る。またＴ１０１が１５．０モル多を越えると誘電率が
低下し、磁器の融着が起こる。
（３） Ｅ ａ Ｔ ｉ ０８の組成範囲はＣｅＯ２
，Ｔｉ０１ （およびＮａ、ｏＢ）によシ決定されるが
、この発明範囲外の試料（試料番号１１．１４）からも
明らかなように１いずれも誘電率が低く、ＩＲ，Ｗｂが
低くなる。
，Ｔｉ０１ （およびＮａ、ｏＢ）によシ決定されるが
、この発明範囲外の試料（試料番号１１．１４）からも
明らかなように１いずれも誘電率が低く、ＩＲ，Ｗｂが
低くなる。
（４）酸化マンガンの添加は工Ｒの改善、ｖｂの向上、
さらにｔａｎδの改善に効果があるが、酸化マンガンが
Ｍｎに換算し°［０，０１重量％未満では添加含有の効
果がなく、０．４重量％を越えると磁器の誘電率が低下
し、面積容量を大きくするため誘電体層を薄くすると工
Ｒ，ｖｂとも低下する。
さらにｔａｎδの改善に効果があるが、酸化マンガンが
Ｍｎに換算し°［０，０１重量％未満では添加含有の効
果がなく、０．４重量％を越えると磁器の誘電率が低下
し、面積容量を大きくするため誘電体層を薄くすると工
Ｒ，ｖｂとも低下する。
（５） Ｎｄ、０．を主成分中に共存させると焼結性
を一層改善するが、０．６モル多以上になると磁器の結
晶粒径が犬きくなシ、Ｖｂが低下する。
を一層改善するが、０．６モル多以上になると磁器の結
晶粒径が犬きくなシ、Ｖｂが低下する。
なお、この発明におい′（、Ｔｉｅ、の代わシにＺｒＯ
２を含有させたシ、あるいはＴｌＯ２の一部をＺｒＯ２
で置換したものでも同様の効果を奏することが確認でき
た。またＮ（１，０，の代わシにＬａ２０． 。
２を含有させたシ、あるいはＴｌＯ２の一部をＺｒＯ２
で置換したものでも同様の効果を奏することが確認でき
た。またＮ（１，０，の代わシにＬａ２０． 。
Ｐｒ２０ｓを含有させたシ、あるいはＮｄ、Ｏ，の一部
をＬａ、Ｏ，、Ｐｒ２０ｊのうち少なくとも１ｍで置換
したものでも同様の効果を奏することが確認できた０ 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、面
積容量が従来になくきわめて大きいという特徴を有しな
がら、絶縁抵抗、破壊電圧が高いという特性を有するも
のであシ、小形大容量のコンデンサを提供することがで
きるという効果を有する。
をＬａ、Ｏ，、Ｐｒ２０ｊのうち少なくとも１ｍで置換
したものでも同様の効果を奏することが確認できた０ 以上の説明から明らかなように、この発明によれば、面
積容量が従来になくきわめて大きいという特徴を有しな
がら、絶縁抵抗、破壊電圧が高いという特性を有するも
のであシ、小形大容量のコンデンサを提供することがで
きるという効果を有する。
特許出願人
株式会社 村田製作所
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （【）チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ，）が７９０〜９
８．０モル多酸化セリウム（ＣｅＯ，）が １．
０〜６．０ １酸化チタ７ （Ｔｉｅ２）が
１．０〜１５．０１Ｆからなる主成分に、 酸化マンガンをＭｎに換算し゛（０，０１〜０．４ 重
量類添加含有しＣなる還元再酸化型半導体コンデンサ磁
器組成物。 ＋２１ チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が７８．
７七ルチを越え、かつ９８．０七ルチ未満 酸化でリウム（Ｃｅ０□）が ｔＯ〜６，０モル多
酸化ネオジウム（Ｎａ、ｏｘ ）が ０．５ モ＃−
１未満酸化チタン（Ｔｉｅ、）が １．０〜１５．
０七ルチからなる主成分に、 酸化マンガンをＭｎに換算して０．０１〜０．４重量％
添加含有してなる還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58093094A JPS59217319A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58093094A JPS59217319A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59217319A true JPS59217319A (ja) | 1984-12-07 |
| JPS6258126B2 JPS6258126B2 (ja) | 1987-12-04 |
Family
ID=14072929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58093094A Granted JPS59217319A (ja) | 1983-05-25 | 1983-05-25 | 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59217319A (ja) |
-
1983
- 1983-05-25 JP JP58093094A patent/JPS59217319A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6258126B2 (ja) | 1987-12-04 |
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