JPS6053408B2 - 還元型半導体磁器組成物 - Google Patents
還元型半導体磁器組成物Info
- Publication number
- JPS6053408B2 JPS6053408B2 JP53033779A JP3377978A JPS6053408B2 JP S6053408 B2 JPS6053408 B2 JP S6053408B2 JP 53033779 A JP53033779 A JP 53033779A JP 3377978 A JP3377978 A JP 3377978A JP S6053408 B2 JPS6053408 B2 JP S6053408B2
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- JP
- Japan
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- porcelain
- capacitance
- semiconductor
- semiconductor ceramic
- breakdown voltage
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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】
本発明はチタン酸バリウム系の還元型半導体磁器組成
物に関するものである。
物に関するものである。
一般に半導体磁器コンデンサは磁器の粒界を利用した
粒界型および磁器表面を利用した堰層型ならびに還元性
（再酸化型ともいう）に大別され、その用目的、用途に
応じてその製造方法は多岐にわたつている。
粒界型および磁器表面を利用した堰層型ならびに還元性
（再酸化型ともいう）に大別され、その用目的、用途に
応じてその製造方法は多岐にわたつている。
還元型半導体磁器コンデンサは通常誘電体磁器を還元
雰囲気中にて熱処理して得られた半導体磁器に電極用銀
ペーストを塗布し、熱処理を行なうことにより得られる
が、この熱処理によつて半導体磁器と銀電極の間に薄い
誘電体層が形成される。
雰囲気中にて熱処理して得られた半導体磁器に電極用銀
ペーストを塗布し、熱処理を行なうことにより得られる
が、この熱処理によつて半導体磁器と銀電極の間に薄い
誘電体層が形成される。
コンデンサの容量および絶縁抵抗、破壊電圧等の電気特
性はこの薄い誘電体層に依存する。還元型半導体磁器コ
ンデンサは単位面積当りの容量を大きくすると誘電体層
が薄くなり、必然的に破壊電圧は低下し、逆に破壊電圧
を高くしようとすると誘電体層が厚くなり、単位面積当
りの容量が低下するという性質を有している。またこの
誘電体層の容量の温度特性は還元性半導体磁器コンデン
サの容量の温度特性としてあられれ、還元前の誘電体磁
器の温度特性曲線と極めて類似している。すなわち、こ
の薄い誘電体層は還元によつて得られた半導体磁器の表
面が電極形成時の熱処理により再び酸化されて形成され
たものと推定され、誘電体磁器の温度特性あるいは誘電
率により大きく左右されるものである。また半導体磁器
表面を薄く均質に誘電体層化するためには、半導体磁器
表面が均質で、なおかつ数μｍ以下の粒子よりなること
が必要である。 このように温度に対する容量の変化が
少なく、高い破壊電圧を有し、併せて大容量の還元性半
導体磁器コンデンサを得るためには、誘電率が大きく、
温度に対する誘電率の変化が少なく、なおかつ磁器表面
が数μｍ以下の均質な小粒子よりなる誘電体磁器である
こと、銀電極を還元性磁器表面に形成させる際の熱処理
温度で磁器表面層を容易に薄く、かつ均質な誘電体層を
形成させ得ることなどを充す半導体磁器が得られなけれ
ばならない。
性はこの薄い誘電体層に依存する。還元型半導体磁器コ
ンデンサは単位面積当りの容量を大きくすると誘電体層
が薄くなり、必然的に破壊電圧は低下し、逆に破壊電圧
を高くしようとすると誘電体層が厚くなり、単位面積当
りの容量が低下するという性質を有している。またこの
誘電体層の容量の温度特性は還元性半導体磁器コンデン
サの容量の温度特性としてあられれ、還元前の誘電体磁
器の温度特性曲線と極めて類似している。すなわち、こ
の薄い誘電体層は還元によつて得られた半導体磁器の表
面が電極形成時の熱処理により再び酸化されて形成され
たものと推定され、誘電体磁器の温度特性あるいは誘電
率により大きく左右されるものである。また半導体磁器
表面を薄く均質に誘電体層化するためには、半導体磁器
表面が均質で、なおかつ数μｍ以下の粒子よりなること
が必要である。 このように温度に対する容量の変化が
少なく、高い破壊電圧を有し、併せて大容量の還元性半
導体磁器コンデンサを得るためには、誘電率が大きく、
温度に対する誘電率の変化が少なく、なおかつ磁器表面
が数μｍ以下の均質な小粒子よりなる誘電体磁器である
こと、銀電極を還元性磁器表面に形成させる際の熱処理
温度で磁器表面層を容易に薄く、かつ均質な誘電体層を
形成させ得ることなどを充す半導体磁器が得られなけれ
ばならない。
従来から還元型半導体磁器コンデンサ用の半導体磁器
は特許公報や文献などに多く示され、また実用化されて
いるが、半導体磁器コンデンサは単位面積当りの容量（
μＦ／Ｃｄ）を大きくすれば破壊電圧値が小さくなると
いう欠点があり、使用上の制約があつた。
は特許公報や文献などに多く示され、また実用化されて
いるが、半導体磁器コンデンサは単位面積当りの容量（
μＦ／Ｃｄ）を大きくすれば破壊電圧値が小さくなると
いう欠点があり、使用上の制約があつた。
これは半導体磁器表面に誘電体層を形成するコンデンサ
の破壊電圧および容量は形成される誘電体層の厚みに関
係し、厚みが薄いと容量は大きくなるが破壊電圧は小さ
くなり、破壊電圧値を大きくするために誘電体層の厚み
が大きくした場合、容量は小さくなるという欠点があつ
た。
の破壊電圧および容量は形成される誘電体層の厚みに関
係し、厚みが薄いと容量は大きくなるが破壊電圧は小さ
くなり、破壊電圧値を大きくするために誘電体層の厚み
が大きくした場合、容量は小さくなるという欠点があつ
た。
また還元型半導体磁器コンデンサの場合、半導体磁器表
面の誘電体層の誘電率は還元前の焼結磁器とほぼ同一て
あるため厚みを大きくし破壊電圧値を上け、なおかつ大
容量を得ようとすると当然磁器の誘電率を大きくしなけ
ればならないが、誘電率を大きくする温度特性が極端に
悪くなる。本発明は上記の欠点を除去し大容量でしかも
破壊電圧値が高く、かつ印加電圧に対する容量の変化も
極めて小さく、さらに温度特性が優れているという利点
を有し使用範囲の拡大が計れるもので、誘電特性の優れ
た還元性半導体磁器組成物を提供するものである。
面の誘電体層の誘電率は還元前の焼結磁器とほぼ同一て
あるため厚みを大きくし破壊電圧値を上け、なおかつ大
容量を得ようとすると当然磁器の誘電率を大きくしなけ
ればならないが、誘電率を大きくする温度特性が極端に
悪くなる。本発明は上記の欠点を除去し大容量でしかも
破壊電圧値が高く、かつ印加電圧に対する容量の変化も
極めて小さく、さらに温度特性が優れているという利点
を有し使用範囲の拡大が計れるもので、誘電特性の優れ
た還元性半導体磁器組成物を提供するものである。
すなわち、本発明ＢａＴｌＯ３９９．６〜８０．０モル
％、Ｌｌ２Ｏ３Ｏ．ｌ〜３．０モル％、Ｎ■０５０．２
〜２．０モル％、ＺｒＯ２Ｏ．ｌ〜１５．０モル％の組
成物に０．０１〜０．３Ｗｔ％のＭｎと３．０ｗｔ％以
下のＳｌＯ２を添加して原料混合物を調整した板状に成
形して焼成する。
％、Ｌｌ２Ｏ３Ｏ．ｌ〜３．０モル％、Ｎ■０５０．２
〜２．０モル％、ＺｒＯ２Ｏ．ｌ〜１５．０モル％の組
成物に０．０１〜０．３Ｗｔ％のＭｎと３．０ｗｔ％以
下のＳｌＯ２を添加して原料混合物を調整した板状に成
形して焼成する。
このようにして得た磁器を還元雰囲気中で加熱し、半導
体化し、この磁器表面に電極を付与し、再び酸化性雰一
囲気で加熱して半導体磁器表面と銀電極間に酸化性薄層
を形成し、半導体磁器コンデンサを得たものである。本
発明の還元型半導体磁器組成物は従来の半導体磁器に比
較して結晶粒径が極めて小さく、かつ．均一であると、
さらに磁器内部の空孔が少ないもので、従来の誘電体磁
器のように結晶粒径を小さすると容量温度特性は良くな
るが誘電率が小さくなり、したがつて大容量のものを得
ようとすると半導体磁器表面の誘電体層は一層薄くなり
破壊電圧値は低くなる。
体化し、この磁器表面に電極を付与し、再び酸化性雰一
囲気で加熱して半導体磁器表面と銀電極間に酸化性薄層
を形成し、半導体磁器コンデンサを得たものである。本
発明の還元型半導体磁器組成物は従来の半導体磁器に比
較して結晶粒径が極めて小さく、かつ．均一であると、
さらに磁器内部の空孔が少ないもので、従来の誘電体磁
器のように結晶粒径を小さすると容量温度特性は良くな
るが誘電率が小さくなり、したがつて大容量のものを得
ようとすると半導体磁器表面の誘電体層は一層薄くなり
破壊電圧値は低くなる。
これに対し本発明の還元型半導体磁器組成物により得ら
れる半導体磁器は、結晶粒径が小さいにもかかわらず誘
電率が５０００以上と極めて大きく、かつ温度特性にお
いても優れていること、さらに還元型半導体磁器コンデ
ンサの磁器に要求される還元され易いこと、酸化反応つ
まり誘電体層が表面に均一に形成されることの条件を満
足するものである。以下、本発明を実施例について詳細
に説明する。
れる半導体磁器は、結晶粒径が小さいにもかかわらず誘
電率が５０００以上と極めて大きく、かつ温度特性にお
いても優れていること、さらに還元型半導体磁器コンデ
ンサの磁器に要求される還元され易いこと、酸化反応つ
まり誘電体層が表面に均一に形成されることの条件を満
足するものである。以下、本発明を実施例について詳細
に説明する。
試料の作成に当つて第１表に記載のごとくＢａＴｌＯ３
，Ｌａ２Ｏ３，Ｎ■０５，ｚｒ０２，Ｍｎｃ０３および
ＳｉＯ２を各々所要の組成となるよう秤量し、これらを
ポリポットにて約托時間湿式混合する。
，Ｌａ２Ｏ３，Ｎ■０５，ｚｒ０２，Ｍｎｃ０３および
ＳｉＯ２を各々所要の組成となるよう秤量し、これらを
ポリポットにて約托時間湿式混合する。
混合後脱水乾燥し、ポリビニールアルコールなどの有機
バインダーを約２．５Ｗｔ％添加して整粒し、１０００
ｋ９／Ｃｆｉの圧力で直径１２．０醋、厚み０．６順の
円板に成形する。次いで成形された円板を１２８０〜１
３６０℃で２時間焼成する。このようにして得られた誘
電体磁器を８５０℃の還元雰囲気中で３０分間熱処理し
て半導体磁器を得る。この半導体磁器に電極用銀ペース
トを塗布し、７００〜９００℃の酸化雰囲気中で３紛間
熱処理を行ない還元型半導体磁器コンデンサを製作した
。上記方法により製作したコンデンサの静電容量、Ｔａ
ｎδ、絶縁抵抗、破壊電圧、電圧依存性の測定結果を第
１表に示す。なお、試料測定に際し静電容量とＴａｎδ
は周波数１ｋＨｚ１電圧１■Ｒｍｓで、絶縁抵抗は２５
ＶＤ０の電圧を印秒印加後測定した。
バインダーを約２．５Ｗｔ％添加して整粒し、１０００
ｋ９／Ｃｆｉの圧力で直径１２．０醋、厚み０．６順の
円板に成形する。次いで成形された円板を１２８０〜１
３６０℃で２時間焼成する。このようにして得られた誘
電体磁器を８５０℃の還元雰囲気中で３０分間熱処理し
て半導体磁器を得る。この半導体磁器に電極用銀ペース
トを塗布し、７００〜９００℃の酸化雰囲気中で３紛間
熱処理を行ない還元型半導体磁器コンデンサを製作した
。上記方法により製作したコンデンサの静電容量、Ｔａ
ｎδ、絶縁抵抗、破壊電圧、電圧依存性の測定結果を第
１表に示す。なお、試料測定に際し静電容量とＴａｎδ
は周波数１ｋＨｚ１電圧１■Ｒｍｓで、絶縁抵抗は２５
ＶＤ０の電圧を印秒印加後測定した。
また破壊電圧は■昇圧式で求め、静電容量については還
元温度、銀焼温度によつて変化するため第１表記載の値
は還元温度を一定とし、銀焼温度を変えて面積容量を０
．１μＦ／ｄと一定にし、他の特性との比較を容
ＣＯ−Ｃ２５易にした。さら
に電圧依存性にける（ 。。 ×１００）％値は２５■
■の電圧を６＠間印加したときの容量変化量である。第
１表において試料番号２〜４、７、８、１１、１２、１
５、１６、１λ２０は本発明に係るものであり、試料番
号１、５、６、９、１０、１３ｓ１眠１７、１、２１は
比較のために本発明の範囲外のものである。
元温度、銀焼温度によつて変化するため第１表記載の値
は還元温度を一定とし、銀焼温度を変えて面積容量を０
．１μＦ／ｄと一定にし、他の特性との比較を容
ＣＯ−Ｃ２５易にした。さら
に電圧依存性にける（ 。。 ×１００）％値は２５■
■の電圧を６＠間印加したときの容量変化量である。第
１表において試料番号２〜４、７、８、１１、１２、１
５、１６、１λ２０は本発明に係るものであり、試料番
号１、５、６、９、１０、１３ｓ１眠１７、１、２１は
比較のために本発明の範囲外のものである。
第１表から明らかなように本発明の還元型半導体磁器組
成物における組成限定の範囲は、（１）Ｌａ２Ｏ３が０
．１モル％未満ではＴａｎδが極めて高く、また３．０
モル％を越えると容量の電圧依存一性が大きく、かつ容
量の温度特性も悪く不適当である。
成物における組成限定の範囲は、（１）Ｌａ２Ｏ３が０
．１モル％未満ではＴａｎδが極めて高く、また３．０
モル％を越えると容量の電圧依存一性が大きく、かつ容
量の温度特性も悪く不適当である。
（２）Ｎｂ２Ｏ．が０．２モル％未満では容量の電圧依
存性とＴａｎδが高く、また２．０モル％を越えると結
晶粒径の異常成長が起り、Ｔａｎδが高いばかりてなく
絶縁抵抗、破壊電圧が低く極めて不適。
存性とＴａｎδが高く、また２．０モル％を越えると結
晶粒径の異常成長が起り、Ｔａｎδが高いばかりてなく
絶縁抵抗、破壊電圧が低く極めて不適。
（３）ＺｒＯ２が０．１モル％未満ではＴａｎδが高く
、絶縁抵抗、破壊電圧が低い。これはＺｒＯ２の配合量
が少なすぎるために焼結が不充分で、かつ誘電体磁器の
誘電率が低いためである。また１５．０モル％を越える
とＺｒＯ２量が多いために結晶粒径は大きくなり、磁器
内部の空孔が多くなり、絶縁抵抗、破壊電圧の低いもの
となり、かつＴａｎδが高い。１）ＳｉＯ２の添加は磁
器の焼結温度低下させるものであるが、３．０Ｗｔ％を
越える範囲では磁器に融着が起り不適である。
、絶縁抵抗、破壊電圧が低い。これはＺｒＯ２の配合量
が少なすぎるために焼結が不充分で、かつ誘電体磁器の
誘電率が低いためである。また１５．０モル％を越える
とＺｒＯ２量が多いために結晶粒径は大きくなり、磁器
内部の空孔が多くなり、絶縁抵抗、破壊電圧の低いもの
となり、かつＴａｎδが高い。１）ＳｉＯ２の添加は磁
器の焼結温度低下させるものであるが、３．０Ｗｔ％を
越える範囲では磁器に融着が起り不適である。
〕）さらにＭｎの添加が０．０１Ｗｔ％未満では絶縁抵
抗、破壊電圧が低く、かつＴａｎδが高い。
抗、破壊電圧が低く、かつＴａｎδが高い。
また０．３ｗｔ％を越えると焼結磁器の誘電率が低くな
り、絶縁抵抗、破壊電圧を低いものとなる。さらに本発
明の磁器組成物と特許公報や文献なづ゛に記載されてい
る従来例を比較した結果を第２（に示す。第２表によれ
ば本発明の還元型半導体磁器組成物がＴａｎδ、絶縁抵
抗、破壊電圧と電気諸特性に優れていることがわかる。
り、絶縁抵抗、破壊電圧を低いものとなる。さらに本発
明の磁器組成物と特許公報や文献なづ゛に記載されてい
る従来例を比較した結果を第２（に示す。第２表によれ
ば本発明の還元型半導体磁器組成物がＴａｎδ、絶縁抵
抗、破壊電圧と電気諸特性に優れていることがわかる。
これは焼結磁器の結晶粒径が第２表でもわかるように微
少であり、かつ均一であることが見掛比重、空孔率に表
われている。さらに内部空孔量が少なく、焼結磁器の誘
電率が５０００以上と高いにもかかわらず、容量の温度
特性が−２５〜＋８５℃の温度範囲で２０℃の容量に対
してその変化率が±３０％以内と良好であるなどの優れ
た特性を有したものである。また第３表は上記実施例の
試料番号３と同等の製成物において、焼結温度を変えて
得た試料の電気特性を確認した結果を示し、焼結温度に
よる容量の温度特性は良好であることがわかる。したが
つて、焼結磁器の誘電流の温度特性と還元型半導体磁器
コンデンサの温度特性が全く同一であるところから温度
特性に対する工程管理が容易である。以上述べたように
本発明にかかるＢａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５
、ＺｒＯ２の基本組成にＭｎ．．ＳｉＯ２を添加するこ
とを特徴とした還元型半導体磁器組成物の焼結磁器を還
元性雰囲気で加熱し、半導体化した半導体磁器の銀ペー
ストを塗布し、銀焼付して半導体磁器表面に誘電体層を
形成することによつて得られた還元型半導体磁器コンデ
ンサは、従来品に比較して高い絶縁抵抗、破壊電圧と低
誘電損失をもち、さらに高い電圧下における容量の変化
が少なく、高電圧下の使用を著しく拡大したものである
。
少であり、かつ均一であることが見掛比重、空孔率に表
われている。さらに内部空孔量が少なく、焼結磁器の誘
電率が５０００以上と高いにもかかわらず、容量の温度
特性が−２５〜＋８５℃の温度範囲で２０℃の容量に対
してその変化率が±３０％以内と良好であるなどの優れ
た特性を有したものである。また第３表は上記実施例の
試料番号３と同等の製成物において、焼結温度を変えて
得た試料の電気特性を確認した結果を示し、焼結温度に
よる容量の温度特性は良好であることがわかる。したが
つて、焼結磁器の誘電流の温度特性と還元型半導体磁器
コンデンサの温度特性が全く同一であるところから温度
特性に対する工程管理が容易である。以上述べたように
本発明にかかるＢａＴｉＯ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５
、ＺｒＯ２の基本組成にＭｎ．．ＳｉＯ２を添加するこ
とを特徴とした還元型半導体磁器組成物の焼結磁器を還
元性雰囲気で加熱し、半導体化した半導体磁器の銀ペー
ストを塗布し、銀焼付して半導体磁器表面に誘電体層を
形成することによつて得られた還元型半導体磁器コンデ
ンサは、従来品に比較して高い絶縁抵抗、破壊電圧と低
誘電損失をもち、さらに高い電圧下における容量の変化
が少なく、高電圧下の使用を著しく拡大したものである
。
Claims (1)
- １ ＢａＴｉＯ＿３９９．６〜８０．０モル％、Ｌａ＿
２Ｏ＿３０．１〜３．０モル％、Ｎｂ＿２Ｏ＿５０．２
〜２．０モル％、ＺｒＯ＿２０．１〜１５．０モル％の
組成物に０．０１〜０．３ｔ％のＭｎと３．０ｗｔ％以
下のＧｉＯ＿２を添加含有せしめてなる還元型半導体磁
器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53033779A JPS6053408B2 (ja) | 1978-03-23 | 1978-03-23 | 還元型半導体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53033779A JPS6053408B2 (ja) | 1978-03-23 | 1978-03-23 | 還元型半導体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54125499A JPS54125499A (en) | 1979-09-28 |
| JPS6053408B2 true JPS6053408B2 (ja) | 1985-11-26 |
Family
ID=12395935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53033779A Expired JPS6053408B2 (ja) | 1978-03-23 | 1978-03-23 | 還元型半導体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053408B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0510081Y2 (ja) * | 1985-07-12 | 1993-03-12 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57157502A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-29 | Murata Manufacturing Co | Barium titanate series porcelain composition |
| JPS59219804A (ja) * | 1983-05-30 | 1984-12-11 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPS603801A (ja) * | 1983-06-22 | 1985-01-10 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| US5738936A (en) * | 1996-06-27 | 1998-04-14 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Thermally conductive polytetrafluoroethylene article |
-
1978
- 1978-03-23 JP JP53033779A patent/JPS6053408B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0510081Y2 (ja) * | 1985-07-12 | 1993-03-12 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54125499A (en) | 1979-09-28 |
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