JPS6046812B2 - 半導体磁器コンデンサ用組成物 - Google Patents
半導体磁器コンデンサ用組成物Info
- Publication number
- JPS6046812B2 JPS6046812B2 JP52145407A JP14540777A JPS6046812B2 JP S6046812 B2 JPS6046812 B2 JP S6046812B2 JP 52145407 A JP52145407 A JP 52145407A JP 14540777 A JP14540777 A JP 14540777A JP S6046812 B2 JPS6046812 B2 JP S6046812B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- semiconductor ceramic
- weight
- composition
- grain boundaries
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はチタン酸ストロンチウムを主体とする半導体
磁器コンデンサ用組成物に関するものである。
磁器コンデンサ用組成物に関するものである。
結晶粒界を絶縁体化した半導体磁器の両面に電極を形成
することにより、大きな見掛誘電率を有するコンデンサ
が得られることは知られている。
することにより、大きな見掛誘電率を有するコンデンサ
が得られることは知られている。
この半導体磁器には従来チタン酸バリウム系のものが用
いられていたが、最高６９、０００もの大きな見掛誘電
率が得られるものの、誘電損失（ｔａｎδ）が平均５〜
６％と大きく、また＋２０℃を基準としたとき−３０℃
から＋８５℃の温度範囲において見掛誘電率の温度特性
が±４０％と大きいものであつた。上記した欠点を改善
したものとしてチタン酸ストロンチウムを主体としたも
のがある。
いられていたが、最高６９、０００もの大きな見掛誘電
率が得られるものの、誘電損失（ｔａｎδ）が平均５〜
６％と大きく、また＋２０℃を基準としたとき−３０℃
から＋８５℃の温度範囲において見掛誘電率の温度特性
が±４０％と大きいものであつた。上記した欠点を改善
したものとしてチタン酸ストロンチウムを主体としたも
のがある。
たとえばチタン酸ストロンチウムに二酸化珪素（ＳｉＯ
２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ０）を添加し、焼成して
得られたチタン酸ストロンチウム系半導体磁器に酸化マ
ンガンまたは酸化銅を磁器結晶粒界に拡散させたものが
あるが、半導体磁器中に二酸化珪素（ＳｉＯ０）を含有
させているため、酸化マンガンを結晶粒界付近に偏在さ
せ、結晶粒界を絶縁体化させるのに役立つが、結晶粒界
が小さくなり、見掛誘電率は２０、０００と小さく誘電
損失（ｔａｎδ）も２％以上の値を示している。
２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ０）を添加し、焼成して
得られたチタン酸ストロンチウム系半導体磁器に酸化マ
ンガンまたは酸化銅を磁器結晶粒界に拡散させたものが
あるが、半導体磁器中に二酸化珪素（ＳｉＯ０）を含有
させているため、酸化マンガンを結晶粒界付近に偏在さ
せ、結晶粒界を絶縁体化させるのに役立つが、結晶粒界
が小さくなり、見掛誘電率は２０、０００と小さく誘電
損失（ｔａｎδ）も２％以上の値を示している。
またチタン酸ストロンチウムにニオブ（Ｎｂ）、タンタ
ル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）の各酸化物を添加し、
これを還元雰囲気中で焼成して半導体磁器を作り、両面
に酸化ビスマス（Ｂ１２Ｏ０）を塗布してこれを酸化雰
囲気中で熱処理することにより、結晶粒界を絶縁体化し
たものがあり、見掛誘電率が５０、０００以上で誘電損
失（ｔａｎδ）が１％以下であるが、＋ ２０℃を基準
としたとき−３０℃〜＋ ８５℃の温度範囲において、
見掛誘電率の温度特性力壮１３％を越え、また焼成磁器
同志のくつつきが見られた。この発明は上記した種々の
問題を検討した結果・見い出されたもので、見掛誘電率
が大きいとともにその温度特性が良好であり、誘電損失
も小さく、さらには焼成温度の変化による特性変化が小
さいなど、すぐれた特性を有する半導体磁器コンデンサ
用組成物を提供せんとするものである。
ル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）の各酸化物を添加し、
これを還元雰囲気中で焼成して半導体磁器を作り、両面
に酸化ビスマス（Ｂ１２Ｏ０）を塗布してこれを酸化雰
囲気中で熱処理することにより、結晶粒界を絶縁体化し
たものがあり、見掛誘電率が５０、０００以上で誘電損
失（ｔａｎδ）が１％以下であるが、＋ ２０℃を基準
としたとき−３０℃〜＋ ８５℃の温度範囲において、
見掛誘電率の温度特性力壮１３％を越え、また焼成磁器
同志のくつつきが見られた。この発明は上記した種々の
問題を検討した結果・見い出されたもので、見掛誘電率
が大きいとともにその温度特性が良好であり、誘電損失
も小さく、さらには焼成温度の変化による特性変化が小
さいなど、すぐれた特性を有する半導体磁器コンデンサ
用組成物を提供せんとするものである。
すなわち、この発明の要旨とするところは、チタン酸ス
トロンチウムまたはストロンチウムの一部をカルシウム
またはバリウムで置換したチタン酸ストロンチウム −
９７．７〜９９．８５重量％酸化マンガン（Ｍｎ０２）
−０．０５〜０、踵量％酸化プラセオジウム（Ｐｒ２Ｏ
３） −０．１〜１．５重量％からなる半導体磁器の結
晶粒界に、酸化ビスマス、または酸化ビスマスと酸化マ
ンガン、酸化銅、酸化鉛のうち少なくとも１種が拡散さ
れ、結晶粒界か絶縁体化されていることを特徴とするも
のである。上記した半導体磁器の組成のうち、チタン酸
ストロンチウムとは、ＳｒＴｉｚＯ３として表わすこと
のできるものであり、このようにＴｉＯ２を過剰あるい
は過少にすることは昭和５呼発行の研究実用化報告別冊
第２８号、第１９８頁〜第２００頁にすでに開示されて
いる。
トロンチウムまたはストロンチウムの一部をカルシウム
またはバリウムで置換したチタン酸ストロンチウム −
９７．７〜９９．８５重量％酸化マンガン（Ｍｎ０２）
−０．０５〜０、踵量％酸化プラセオジウム（Ｐｒ２Ｏ
３） −０．１〜１．５重量％からなる半導体磁器の結
晶粒界に、酸化ビスマス、または酸化ビスマスと酸化マ
ンガン、酸化銅、酸化鉛のうち少なくとも１種が拡散さ
れ、結晶粒界か絶縁体化されていることを特徴とするも
のである。上記した半導体磁器の組成のうち、チタン酸
ストロンチウムとは、ＳｒＴｉｚＯ３として表わすこと
のできるものであり、このようにＴｉＯ２を過剰あるい
は過少にすることは昭和５呼発行の研究実用化報告別冊
第２８号、第１９８頁〜第２００頁にすでに開示されて
いる。
ここで、ｚは０．９７≦ｚ≦１．０３の範囲で選択する
ことができる。
ことができる。
上記した範囲でｚの値を変化させることができるとした
のは、Ｚ＝１であるＳｒＴｉＯ３により構成された半導
体磁器コンデンサが有する電気的な特性と比較してその
特性が損なわれないものであることによる。
のは、Ｚ＝１であるＳｒＴｉＯ３により構成された半導
体磁器コンデンサが有する電気的な特性と比較してその
特性が損なわれないものであることによる。
より詳しくは、ＳｒＴｉＯ３により構成された半導体磁
器コンデンサを得るに際して、ｚを０．９７≦Ｚ≦１．
０３の範囲で変化させることにより、ＳｒＴｉＯ３（こ
の場合、Ｚ＝１）のものにくらべて焼成温度を下げるこ
とができ、焼成コストの低減を図ることができるという
効果を奏する。Ｚの値を上記した範囲に限定したのは、
Ｚ量が０．９７未満になると焼成温度力塙くなり、誘電
損失が悪くなるからである。
器コンデンサを得るに際して、ｚを０．９７≦Ｚ≦１．
０３の範囲で変化させることにより、ＳｒＴｉＯ３（こ
の場合、Ｚ＝１）のものにくらべて焼成温度を下げるこ
とができ、焼成コストの低減を図ることができるという
効果を奏する。Ｚの値を上記した範囲に限定したのは、
Ｚ量が０．９７未満になると焼成温度力塙くなり、誘電
損失が悪くなるからである。
逆にＺ量が１．０３を越えると焼成温度が高くなり、焼
成磁器間のくつつきが多くなるからである。また、チタ
ン酸ストロンチウムについては、ス．トロンチウムの一
部をカルシウムまたはバリウムで置換したチタン酸スト
ロンチウムも含まれる。
成磁器間のくつつきが多くなるからである。また、チタ
ン酸ストロンチウムについては、ス．トロンチウムの一
部をカルシウムまたはバリウムで置換したチタン酸スト
ロンチウムも含まれる。
このように置換したチタン酸ストロンチウムについては
、昭和５０ｊｆ．発行の研究実用化報告別冊第２８号、
第２２１頁、表３５にも開示されている。一般式て表わ
せば次式１のように表わすことができる。ただし、Ａ：
Ｂａ，Ｃａ ここで、Ｓｒの一部をＢａ，Ｃａで置換可能としている
のは、ＳｒＴｌＯ３により構成された半導体磁器コンデ
ンサが有する電気的な特性と比較してその特性が損なわ
れないものであることによる。
、昭和５０ｊｆ．発行の研究実用化報告別冊第２８号、
第２２１頁、表３５にも開示されている。一般式て表わ
せば次式１のように表わすことができる。ただし、Ａ：
Ｂａ，Ｃａ ここで、Ｓｒの一部をＢａ，Ｃａで置換可能としている
のは、ＳｒＴｌＯ３により構成された半導体磁器コンデ
ンサが有する電気的な特性と比較してその特性が損なわ
れないものであることによる。
より詳しくは、Ｂａによる一部置換ではキュリー点を変
化させることによつて大きな誘電率を得ることができ、
一方、Ｃａによる一部置換では破壊電圧の向上を図るこ
とができることによる。なお、Ｂａ，Ｃａによつて同時
置換することも可能である。ここで、Ｘ量を上記した範
囲に限定したのは、ｘ量が上限値を越えると見掛誘電率
が小さくなるからである。
化させることによつて大きな誘電率を得ることができ、
一方、Ｃａによる一部置換では破壊電圧の向上を図るこ
とができることによる。なお、Ｂａ，Ｃａによつて同時
置換することも可能である。ここで、Ｘ量を上記した範
囲に限定したのは、ｘ量が上限値を越えると見掛誘電率
が小さくなるからである。
） また、ｚ量についてはすでに上記したＳｒＴｉＺＯ
３について述べた理由と同じである発明の詳細な説明は
ここでは省略する。
３について述べた理由と同じである発明の詳細な説明は
ここでは省略する。
酸化マンガンは焼結を促進する焼結助剤の役割を果たし
、その含有量（ＭｎＯ２）は０．０５〜０．鍾量・％の
範囲にあればよい。
、その含有量（ＭｎＯ２）は０．０５〜０．鍾量・％の
範囲にあればよい。
これは０．０５重量％未満になれば見掛誘電率の温度特
性が±１０％を越え、０．踵量％を越えると焼成は容易
になるが誘電損失が１％を越えるからである。酸化プラ
セオジウムは半導体化を促進するもの”であり、その含
有量（Ｐｒ２Ｏ３）は０．１〜１．５重量％の範囲にあ
ればよい。
性が±１０％を越え、０．踵量％を越えると焼成は容易
になるが誘電損失が１％を越えるからである。酸化プラ
セオジウムは半導体化を促進するもの”であり、その含
有量（Ｐｒ２Ｏ３）は０．１〜１．５重量％の範囲にあ
ればよい。
これは０．１重量％未満になれば誘電損失が１％を越え
、１．５重量％を越えると耐電圧が低下するからである
。結晶粒界を絶縁体化するものとしては、すでに知られ
たものとして■，Ｃｒ，Ｆｅ，ＣＯなどの酸化物がある
が、この発明においては、酸化ビスマス、または酸化ビ
スマスと酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛のうち少なくと
も１種のものについて特性の良好なものが得られるとい
う結果を示した。
、１．５重量％を越えると耐電圧が低下するからである
。結晶粒界を絶縁体化するものとしては、すでに知られ
たものとして■，Ｃｒ，Ｆｅ，ＣＯなどの酸化物がある
が、この発明においては、酸化ビスマス、または酸化ビ
スマスと酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛のうち少なくと
も１種のものについて特性の良好なものが得られるとい
う結果を示した。
以下この発明を実施例に従つて詳述する。
実施例１
第１表に示す組成比率の半導体磁器が得られるように、
ＳｒＴｌＯ３，ＣａＴｌＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＭｎＣＯ
３，ｐｒ２Ｏ３の各原料を用意し、これらの各原料を秤
量してバインダである酢酸ビニル系樹脂とともに湿式ボ
ールミルで７時間粉砕した。
ＳｒＴｌＯ３，ＣａＴｌＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＭｎＣＯ
３，ｐｒ２Ｏ３の各原料を用意し、これらの各原料を秤
量してバインダである酢酸ビニル系樹脂とともに湿式ボ
ールミルで７時間粉砕した。
粉砕したのち約５０メッシュに造粒し、油圧ブレスにて
直径１０．０順、厚み０．５ＴｆｉＩｎの円板に成型し
た。次いで成型円板を大気中１１５０℃で２時間仮焼し
てバインダを燃焼させた。さらに室温にまで冷却したの
ち水素１喀量％、窒素９喀量％からなる還元雰囲気中に
て１３５０〜１４５０℃で２時間焼成した。引きつづき
半導体磁器表面に、酸化ビスマス９０重量％、酸化銅１
鍾量％をワニスと重量比にて１：１て混練したペースト
を１０ｒｒ１ｇｒ塗布し、空気中１１５０℃で１時間熱
処理して結晶粒界を絶縁体化した。さらに半導体磁器の
両平面に銀ペーストを塗布し、８００℃で３紛間焼付け
して電極を形成してコンデンサを作成した。このように
して得られたコンデンサの見掛誘電率（ε）、誘電損失
（Ｔａｎδ）、絶縁抵抗（ＩＲ）、破壊電圧（■／Ｔｍ
）および見掛誘電率の温度特性を測定し、その結果を第
１表に合わせて示した。
直径１０．０順、厚み０．５ＴｆｉＩｎの円板に成型し
た。次いで成型円板を大気中１１５０℃で２時間仮焼し
てバインダを燃焼させた。さらに室温にまで冷却したの
ち水素１喀量％、窒素９喀量％からなる還元雰囲気中に
て１３５０〜１４５０℃で２時間焼成した。引きつづき
半導体磁器表面に、酸化ビスマス９０重量％、酸化銅１
鍾量％をワニスと重量比にて１：１て混練したペースト
を１０ｒｒ１ｇｒ塗布し、空気中１１５０℃で１時間熱
処理して結晶粒界を絶縁体化した。さらに半導体磁器の
両平面に銀ペーストを塗布し、８００℃で３紛間焼付け
して電極を形成してコンデンサを作成した。このように
して得られたコンデンサの見掛誘電率（ε）、誘電損失
（Ｔａｎδ）、絶縁抵抗（ＩＲ）、破壊電圧（■／Ｔｍ
）および見掛誘電率の温度特性を測定し、その結果を第
１表に合わせて示した。
なお、見掛誘電率、誘電損失は＋２５゜Ｃ１周波数１Ｋ
Ｈｚ１電圧０．３Ｖの条件で測定した値である。絶縁抵
抗は＋２５℃において試料に厚み単位順当たり直流電圧
５０Ｖを印加した３鰍後における抵抗値を示したもので
ある。破壊電圧は＋２５℃において試料に印加した直流
電圧を昇圧させたとき電流が急増する下限値を示したも
のである。見掛誘電率の温度特性は＋２０℃を基準とし
て−３０℃〜＋８５℃の温度範囲においてその変化率を
表わしたものである。表中※印を付したものはこの発明
範囲外のもの、それ以外はすべてこの発明範囲内のもの
である。
Ｈｚ１電圧０．３Ｖの条件で測定した値である。絶縁抵
抗は＋２５℃において試料に厚み単位順当たり直流電圧
５０Ｖを印加した３鰍後における抵抗値を示したもので
ある。破壊電圧は＋２５℃において試料に印加した直流
電圧を昇圧させたとき電流が急増する下限値を示したも
のである。見掛誘電率の温度特性は＋２０℃を基準とし
て−３０℃〜＋８５℃の温度範囲においてその変化率を
表わしたものである。表中※印を付したものはこの発明
範囲外のもの、それ以外はすべてこの発明範囲内のもの
である。
また第１表中のＸ，Ｚは１式のＸ，Ｚの値を示したもの
である。実施例２ 実施例１の試料番号４のものについて、結晶粒界に絶縁
層を形成する酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛、酸化ビス
マスを第２表に示す比率で実施例１と同様に処理し、コ
ンデンサを作成して各電気特性を測定した。
である。実施例２ 実施例１の試料番号４のものについて、結晶粒界に絶縁
層を形成する酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛、酸化ビス
マスを第２表に示す比率で実施例１と同様に処理し、コ
ンデンサを作成して各電気特性を測定した。
測定結果を第２表に合わせて示した。
なお、第２表中※印のものはこの発明範囲外のものてあ
る。このうち、試料番号１５，１６はＴａｎδが１．４
％以上と大きく、試料番号１７は温度特性が＋１０％を
越えるものである。実施例３ 実施例１の試料番号１と試料番号５のものにつき焼成温
度を変化させて各電気特性を測定し、その結果を第３表
に示した。
る。このうち、試料番号１５，１６はＴａｎδが１．４
％以上と大きく、試料番号１７は温度特性が＋１０％を
越えるものである。実施例３ 実施例１の試料番号１と試料番号５のものにつき焼成温
度を変化させて各電気特性を測定し、その結果を第３表
に示した。
上記した各実施例から明らかなようにこの発明によれば
、見掛誘電率が４０，０００以上と大きな値を有するも
のが得られ、誘電損失も１．２％以下と小さい。
、見掛誘電率が４０，０００以上と大きな値を有するも
のが得られ、誘電損失も１．２％以下と小さい。
Claims (1)
- １ チタン酸ストロンチウムまたはストロンチウムの一
部をカルシウムまたはバリウムで置換したチタン酸スト
ロンチウム−９７．７〜９９．８５重量％酸化マンガン
（ＭｎＯ＿２）−０．０５〜０．８重量％酸化プラセオ
ジウム（Ｐｒ＿２Ｏ＿３）、−０．１〜１．５重量％か
らなる半導体磁器の結晶粒界に、酸化ビスマス、または
酸化酸化ビスマスと酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛のう
ち少なくとも１種が拡散され、結晶粒界が絶縁体化され
ていることを特徴とする半導体磁器コンデンサ用組成物
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52145407A JPS6046812B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 半導体磁器コンデンサ用組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52145407A JPS6046812B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 半導体磁器コンデンサ用組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5478496A JPS5478496A (en) | 1979-06-22 |
| JPS6046812B2 true JPS6046812B2 (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=15384534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52145407A Expired JPS6046812B2 (ja) | 1977-12-02 | 1977-12-02 | 半導体磁器コンデンサ用組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6046812B2 (ja) |
-
1977
- 1977-12-02 JP JP52145407A patent/JPS6046812B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5478496A (en) | 1979-06-22 |
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