JPS6046813B2 - 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
- JPS6046813B2 JPS6046813B2 JP52145408A JP14540877A JPS6046813B2 JP S6046813 B2 JPS6046813 B2 JP S6046813B2 JP 52145408 A JP52145408 A JP 52145408A JP 14540877 A JP14540877 A JP 14540877A JP S6046813 B2 JPS6046813 B2 JP S6046813B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide
- weight
- semiconductor
- grain boundaries
- strontium titanate
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (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゜
C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゜
C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(MnO2)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(T
a)、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(B1。03)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(t
anδ)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
誘電率の温度特性が±13%を越え、また焼成磁器同志
のくつつきが見られた。
2)、二酸化マンガン(MnO2)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(T
a)、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(B1。03)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(t
anδ)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
誘電率の温度特性が±13%を越え、また焼成磁器同志
のくつつきが見られた。
ノ 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5デンサ用組成物を提供せんとす
るものである。
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5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
一97.7〜99.85重量%酸
化マンガン(MnO2)−0.05〜0.鍾量%酸化ト
リウム(ThO2)−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、結晶粒界が絶縁体化されていることを
特徴とするものてある。
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
一97.7〜99.85重量%酸
化マンガン(MnO2)−0.05〜0.鍾量%酸化ト
リウム(ThO2)−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、結晶粒界が絶縁体化されていることを
特徴とするものてある。
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
のてあり、このようにTiO2を過剰あるいは過少にす
ることは昭和5@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。
ウムとは、SrTizO3として表わすことのできるも
のてあり、このようにTiO2を過剰あるいは過少にす
ることは昭和5@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の範囲て選択する
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、SrTjO3(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が高くなり、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、SrTjO3(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が高くなり、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3いて
は、昭和5咋発行の研究実用化報告別冊第28号、第2
21頁、表35にも開示されている。一般式で表わせば
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、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。
は、昭和5咋発行の研究実用化報告別冊第28号、第2
21頁、表35にも開示されている。一般式で表わせば
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、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、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、フ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、フ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SrTiZO3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田重量%の範囲にあればよい。
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田重量%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.鍾量%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。酸化ト
リウムは半導体化を促進するものてあり、その含有量は
0.1〜1.5重量%の範囲にあればよい。
性が±10%を越え、0.鍾量%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。酸化ト
リウムは半導体化を促進するものてあり、その含有量は
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、
SrTjO3,CaTlO3,BaTiO3,MnCO
3,′11102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。
SrTjO3,CaTlO3,BaTiO3,MnCO
3,′11102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?、厚み0.5TWL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
インダを撚焼させた。
直径10.0?、厚み0.5TWL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
インダを撚焼させた。
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゜C
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睡量%をワニスと重量比
にて1:1で混練したペーストを10rT1gr″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吟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(V/TfOn)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。
量%からなる還元雰囲気中にて1350〜1450゜C
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睡量%をワニスと重量比
にて1:1で混練したペーストを10rT1gr″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吟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(V/TfOn)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
Hz、電圧0.3Vの条件で測定した値である。絶縁抵
抗は+25゜Cにおいて試料に厚み単位職当たり直流電
圧50■を印加した3(8後における抵抗値を示したも
のである。破壊電圧は+25゜C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。
Hz、電圧0.3Vの条件で測定した値である。絶縁抵
抗は+25゜Cにおいて試料に厚み単位職当たり直流電
圧50■を印加した3(8後における抵抗値を示したも
のである。破壊電圧は+25゜C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。試料番号15,17のいずれもTanδが1.1
%を越え、その中で試料番号17のものは温度特性が+
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。
ある。試料番号15,17のいずれもTanδが1.1
%を越え、その中で試料番号17のものは温度特性が+
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
のか得られ、誘電損失も1.1%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
のか得られ、誘電損失も1.1%以下と小さい。
また−30゜C〜+85゜Cにおける見掛誘電率の変化
力壮10%以下と温度特性が良好である。さらに高誘電
率にもかかわらず破壊電圧は、700v/RfOn以上
と大きな値を示す。
力壮10%以下と温度特性が良好である。さらに高誘電
率にもかかわらず破壊電圧は、700v/RfOn以上
と大きな値を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 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%
酸化トリウム(ThO_2)、−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 |
---|---|---|---|
JP52145408A JPS6046813B2 (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 |
---|---|---|---|
JP52145408A JPS6046813B2 (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 |
---|---|
JPS5478497A JPS5478497A (en) | 1979-06-22 |
JPS6046813B2 true JPS6046813B2 (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=15384558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP52145408A Expired JPS6046813B2 (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) | JPS6046813B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63157622U (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 |
-
1977
- 1977-12-02 JP JP52145408A patent/JPS6046813B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63157622U (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-17 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5478497A (en) | 1979-06-22 |
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