JPS6126207B2 - - Google Patents
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- JPS6126207B2 JPS6126207B2 JP1390578A JP1390578A JPS6126207B2 JP S6126207 B2 JPS6126207 B2 JP S6126207B2 JP 1390578 A JP1390578 A JP 1390578A JP 1390578 A JP1390578 A JP 1390578A JP S6126207 B2 JPS6126207 B2 JP S6126207B2
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Landscapes
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は、SrTiO3系粒界層型コンデンサーの
高誘電率を保持し、特に、絶縁抵抗、tanδ及び
誘電率温度特性を改善した半導体磁器コンデンサ
ー素子の製造方法に関する。 従来、半導体磁器コンデンサーは、その誘電率
が高く、小型大容量のコンデンサーとして有用で
あるが、BaTiO3を主成分としたものは、誘電率
温度特性が±20%〜±50%と大きく、またtanδ
も5〜8%と大きく、絶縁抵抗も低いものが主で
あつた。一方、SrTiO3を主成分とする粒界層型
コンデンサーは、絶縁物のSrTiO3の有する特性
即ち変化率で、+15%(−25℃)〜−15%(+85
℃)程度までは改良されていた。また、SrTiO3
を粒界層型とせず、Bi2O3、CaTiO3等を添加し、
微結晶質となし、これを表面再酸化型としたコン
デンサーにおいては、より小さな変化率のものも
得られていた。しかし、SrTiO3系の表面再酸化
型では実効誘電率が低く、従つて大きな容量が得
られ難いという欠点があつた。 本発明は、かかる現状に鑑みてなされたもの
で、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)に酸化ネ
オジウム(Nd2O3)を加えて〔Sr99.95〜
99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3とした組成物100重量部
に、Bi2O3・2TiO20.5〜2.0重量部、MnCO30.01〜
0.05重量部及びCuO0.01〜0.05重量部を添加し、
大気中で焼結後、得られた磁器を還元性雰囲中で
焼成して半導体磁器とし、更に結晶粒界を再酸化
することにより、高誘電率を保持し、絶縁抵抗、
tanδ及び誘電率温度特性を改善した半導体磁器
コンデンサー素子の製造方法を提供するものであ
る。 本発明において、Nd2O3はSrTiO3の半導体化
をなすもので、〔Sr99.95〜99.50Nd0.1〜1.0〕
TiO3組成の半導体化の関係を示す第1図で明ら
かな如く、Nd2O3が0.05モル部〜0.5モル部間が好
ましい半導体化をなすが、Nd2O3が0.05モル未満
では誘電率が極端に低下し(第1表実験No.19参
照)、逆にNd2O3が0.5モル部を越えると、絶縁抵
抗(MΩ−cm)が極端に低下する(第1表実験
No.26、27参照)。 また、Bi2O3・2TiO2は、第1表及びベース組
成に対するBi2O3・2TiO2添加効果の特性(本例
では、〔Sr99.7Nd0.3〕TiO3+xBi2O3・2TiO2+
CuO0.02重量部+MnCO30.02重量部)を示す第2
図で明らかな如く、0.5〜2.0重量部間において絶
縁抵抗(MΩ−cm)、誘電率(ε)及びtanδ
(%)の三者が夫々好ましい特性を有するが、0.5
重量部未満では絶縁抵抗及びtanδの改善の効果
が乏しく(第1表実験No.10参照)、逆に2.0重量
部を越えると、誘電率が急速に低下するとともに
tanδも大となり(第1表実験No.14、15、16参
照)、本発明の目的が達せられない。 更に、CuO及びMnCO3は、夫々0.01重量部未
満では絶縁抵抗の改善の効果が乏しく(第1表実
験No.28、29参照)、逆に0.5重量部を越えると、
誘電率が著しく低下する(第1表実験No.30、31
参照)。 本発明は、上記各組成が上記範囲内に共存する
ときに、本発明の目明である高い誘電率を保持
し、絶縁抵抗、tanδ及び誘電率温度特性を著し
く改善した有用な半導体磁器コンデンサーを得る
ことができる。 また、本発明は、ベース組成〔Sr99.95〜
99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3100重量部に、上述範囲内
の副成分(Bi2O3・2TiO2、MnCO3、CuO)を添
加し、大気中で焼結後、得られた磁器を還元性雰
囲気中で焼成して半導体磁器とし、結晶粒界を再
酸化させて目的とする半導体磁器コンデンサーを
得るもので、仮に還元性雰囲気中で直接焼結を行
なうと、素体同志の融着が生じ、工業的な量産が
できず好ましくない。これに対し、一度大気中で
焼結し、必要な結晶を発生させ、その後、還元性
雰囲気中で焼成すると、上述の如き不都合がな
く、目的とする半導体磁器コンデンサーを量産で
きる。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 SrCO399.95〜99.50モル、Nd2O30.05〜0.5モ
ル、TiO2100モルの比率の組成を通常のセラミツ
ク製造方法、即ち、ポツトミルに純水を用いて6
時間混合、乾燥後、大気中で1200℃、2時間仮焼
し、粉砕して得られたものをベース組成とし、こ
れを100重量部、Bi2O3・2TiO20.5〜2.0重量部、
MnCO30.01〜0.5重量部、CuO0.01〜0.05重量部
を各々秤量し、再度ポツトミルに純水を用いて6
時間混合、乾燥後、有機質バインダーを添加して
造粒し、約500Kg/cm2で加圧成形し、7.5mm径×0.4
mm厚さの試料を作成した。 これを磁製サヤ中で、大気中1430℃、2時間焼
成し、絶縁性の多結晶性磁器を得た。更に、ジル
コニウムのサヤを使用して、H225%−N275%の
還元性雰囲気中で、1420℃、2時間焼成して半導
体磁器となした。この磁器素体に、PbO50重量%
を主成分とし、B2O310重量%、Bi2O330重量%、
Sb2O35重量%、SiO25重量%を有機溶剤ビヒクル
と1:1に混合した拡散用ペーストを5mg塗布
し、大気中にて1100℃、1時間焼成し、拡散さ
せ、その後公知の方法で銀電極を焼付、コンデン
サーとなした。 かくして得られたコンデンサーの電気的特性の
測定結果及び各組成の配合割合を第1表(実験
No.11、12、13、17、18、20、21、22、23、24、
25参照)に示す。なお、第1表において、誘電率
及びtanδは、20℃、1KHZ、1V.A.C.で測定し、
温度変化率は20℃を基準とした。また、絶縁抵抗
は、50V.D.C.、1分開後の値である。 得られた磁器の断面をX線マイクロアナライザ
ーで分析した結果、PbOを主成分とした拡散物質
が結晶粒界に良く分散し、粒界絶縁層を形成して
いることが確められた。また、CuO、MnCO3を
添加することにより、著しい絶縁抵抗の改善効果
が得られた。 比較例 SrCO3100.00〜99.00モル、Nd2O30〜1.00モ
ル、TiO2100モルの比率の組成を実施例と同様の
方法で処理してベース組成とし、これを100重量
部、Bi2O3・2TiO20〜6.0重量部、MnCO30〜0.10
重量部、CuO0〜0.10重量部を各々秤量し、以下
は実施例の方法にしたがつてコンデンサーとなし
た。 かくして得られたコンデンサーの電気的特性の
測定結果及び各組成の配合を第1表(実験No.1
〜10、14〜16、19、26〜31)に示す。 実験No.1〜9は、副成分を用いなかつたもの
で、No.1、2は絶縁抵抗は好ましいが、誘電率
が低く、No.3、4は絶縁抵抗及び誘電率とも低
く、No.5〜9は高誘電率であるが、絶縁抵抗が
極端に低く、tanδも大となつた。 実験No.10は、副成分のBi2C3・2TiO2が本発明
の範囲外(0.5重量部未満)のもので、これに対
応する本発明の実施例(実験No.11、12、13)に
比して、tanδが大きく、絶縁抵抗が極端に低く
かつた。 実験No.14〜16は、副成分のBi2O3・2TiO2が本
発明の範囲外(2.0重量部を越える)もので、こ
れに対応する本発明の実施例(実験No.11、12、
13)に比して、誘電率が低く、しかもtanδが大
きかつた。 実験No.19は、ベース組成がNd2O3を欠く本発
明の範囲外のもので、誘電率が極端に低すぎた。 実験No.26、27は、SrCO3が本発明の範囲外
(99.50モル未満)のもので、誘電率は高いが、絶
縁抵抗が極端に低くかつた。 実験No.28、29は、副成分のMnCO3及びCuOが
本発明の範囲外(0.01重量部未満)のもので、こ
れらに対応する本発明の実施例(実験No.23、
24)に比して誘電率、tanδ及び絶縁抵抗とも下
回る値を示した。これは、MnCO3及びCuOを添
加することにより、好ましい結果を得ることを示
した。特に、絶縁抵抗の改善効果は著しかつた。 実験No.30、31は、副成分のMnCO3及びCuOが
本発明の範囲外(0.05重量部を越える)のもの
で、これらに対応する本発明の実施例(実験
No.11、12、13、23)に比して誘電率が低くすぎ
た。
高誘電率を保持し、特に、絶縁抵抗、tanδ及び
誘電率温度特性を改善した半導体磁器コンデンサ
ー素子の製造方法に関する。 従来、半導体磁器コンデンサーは、その誘電率
が高く、小型大容量のコンデンサーとして有用で
あるが、BaTiO3を主成分としたものは、誘電率
温度特性が±20%〜±50%と大きく、またtanδ
も5〜8%と大きく、絶縁抵抗も低いものが主で
あつた。一方、SrTiO3を主成分とする粒界層型
コンデンサーは、絶縁物のSrTiO3の有する特性
即ち変化率で、+15%(−25℃)〜−15%(+85
℃)程度までは改良されていた。また、SrTiO3
を粒界層型とせず、Bi2O3、CaTiO3等を添加し、
微結晶質となし、これを表面再酸化型としたコン
デンサーにおいては、より小さな変化率のものも
得られていた。しかし、SrTiO3系の表面再酸化
型では実効誘電率が低く、従つて大きな容量が得
られ難いという欠点があつた。 本発明は、かかる現状に鑑みてなされたもの
で、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)に酸化ネ
オジウム(Nd2O3)を加えて〔Sr99.95〜
99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3とした組成物100重量部
に、Bi2O3・2TiO20.5〜2.0重量部、MnCO30.01〜
0.05重量部及びCuO0.01〜0.05重量部を添加し、
大気中で焼結後、得られた磁器を還元性雰囲中で
焼成して半導体磁器とし、更に結晶粒界を再酸化
することにより、高誘電率を保持し、絶縁抵抗、
tanδ及び誘電率温度特性を改善した半導体磁器
コンデンサー素子の製造方法を提供するものであ
る。 本発明において、Nd2O3はSrTiO3の半導体化
をなすもので、〔Sr99.95〜99.50Nd0.1〜1.0〕
TiO3組成の半導体化の関係を示す第1図で明ら
かな如く、Nd2O3が0.05モル部〜0.5モル部間が好
ましい半導体化をなすが、Nd2O3が0.05モル未満
では誘電率が極端に低下し(第1表実験No.19参
照)、逆にNd2O3が0.5モル部を越えると、絶縁抵
抗(MΩ−cm)が極端に低下する(第1表実験
No.26、27参照)。 また、Bi2O3・2TiO2は、第1表及びベース組
成に対するBi2O3・2TiO2添加効果の特性(本例
では、〔Sr99.7Nd0.3〕TiO3+xBi2O3・2TiO2+
CuO0.02重量部+MnCO30.02重量部)を示す第2
図で明らかな如く、0.5〜2.0重量部間において絶
縁抵抗(MΩ−cm)、誘電率(ε)及びtanδ
(%)の三者が夫々好ましい特性を有するが、0.5
重量部未満では絶縁抵抗及びtanδの改善の効果
が乏しく(第1表実験No.10参照)、逆に2.0重量
部を越えると、誘電率が急速に低下するとともに
tanδも大となり(第1表実験No.14、15、16参
照)、本発明の目的が達せられない。 更に、CuO及びMnCO3は、夫々0.01重量部未
満では絶縁抵抗の改善の効果が乏しく(第1表実
験No.28、29参照)、逆に0.5重量部を越えると、
誘電率が著しく低下する(第1表実験No.30、31
参照)。 本発明は、上記各組成が上記範囲内に共存する
ときに、本発明の目明である高い誘電率を保持
し、絶縁抵抗、tanδ及び誘電率温度特性を著し
く改善した有用な半導体磁器コンデンサーを得る
ことができる。 また、本発明は、ベース組成〔Sr99.95〜
99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3100重量部に、上述範囲内
の副成分(Bi2O3・2TiO2、MnCO3、CuO)を添
加し、大気中で焼結後、得られた磁器を還元性雰
囲気中で焼成して半導体磁器とし、結晶粒界を再
酸化させて目的とする半導体磁器コンデンサーを
得るもので、仮に還元性雰囲気中で直接焼結を行
なうと、素体同志の融着が生じ、工業的な量産が
できず好ましくない。これに対し、一度大気中で
焼結し、必要な結晶を発生させ、その後、還元性
雰囲気中で焼成すると、上述の如き不都合がな
く、目的とする半導体磁器コンデンサーを量産で
きる。 次に、本発明の実施例を示す。 実施例 SrCO399.95〜99.50モル、Nd2O30.05〜0.5モ
ル、TiO2100モルの比率の組成を通常のセラミツ
ク製造方法、即ち、ポツトミルに純水を用いて6
時間混合、乾燥後、大気中で1200℃、2時間仮焼
し、粉砕して得られたものをベース組成とし、こ
れを100重量部、Bi2O3・2TiO20.5〜2.0重量部、
MnCO30.01〜0.5重量部、CuO0.01〜0.05重量部
を各々秤量し、再度ポツトミルに純水を用いて6
時間混合、乾燥後、有機質バインダーを添加して
造粒し、約500Kg/cm2で加圧成形し、7.5mm径×0.4
mm厚さの試料を作成した。 これを磁製サヤ中で、大気中1430℃、2時間焼
成し、絶縁性の多結晶性磁器を得た。更に、ジル
コニウムのサヤを使用して、H225%−N275%の
還元性雰囲気中で、1420℃、2時間焼成して半導
体磁器となした。この磁器素体に、PbO50重量%
を主成分とし、B2O310重量%、Bi2O330重量%、
Sb2O35重量%、SiO25重量%を有機溶剤ビヒクル
と1:1に混合した拡散用ペーストを5mg塗布
し、大気中にて1100℃、1時間焼成し、拡散さ
せ、その後公知の方法で銀電極を焼付、コンデン
サーとなした。 かくして得られたコンデンサーの電気的特性の
測定結果及び各組成の配合割合を第1表(実験
No.11、12、13、17、18、20、21、22、23、24、
25参照)に示す。なお、第1表において、誘電率
及びtanδは、20℃、1KHZ、1V.A.C.で測定し、
温度変化率は20℃を基準とした。また、絶縁抵抗
は、50V.D.C.、1分開後の値である。 得られた磁器の断面をX線マイクロアナライザ
ーで分析した結果、PbOを主成分とした拡散物質
が結晶粒界に良く分散し、粒界絶縁層を形成して
いることが確められた。また、CuO、MnCO3を
添加することにより、著しい絶縁抵抗の改善効果
が得られた。 比較例 SrCO3100.00〜99.00モル、Nd2O30〜1.00モ
ル、TiO2100モルの比率の組成を実施例と同様の
方法で処理してベース組成とし、これを100重量
部、Bi2O3・2TiO20〜6.0重量部、MnCO30〜0.10
重量部、CuO0〜0.10重量部を各々秤量し、以下
は実施例の方法にしたがつてコンデンサーとなし
た。 かくして得られたコンデンサーの電気的特性の
測定結果及び各組成の配合を第1表(実験No.1
〜10、14〜16、19、26〜31)に示す。 実験No.1〜9は、副成分を用いなかつたもの
で、No.1、2は絶縁抵抗は好ましいが、誘電率
が低く、No.3、4は絶縁抵抗及び誘電率とも低
く、No.5〜9は高誘電率であるが、絶縁抵抗が
極端に低く、tanδも大となつた。 実験No.10は、副成分のBi2C3・2TiO2が本発明
の範囲外(0.5重量部未満)のもので、これに対
応する本発明の実施例(実験No.11、12、13)に
比して、tanδが大きく、絶縁抵抗が極端に低く
かつた。 実験No.14〜16は、副成分のBi2O3・2TiO2が本
発明の範囲外(2.0重量部を越える)もので、こ
れに対応する本発明の実施例(実験No.11、12、
13)に比して、誘電率が低く、しかもtanδが大
きかつた。 実験No.19は、ベース組成がNd2O3を欠く本発
明の範囲外のもので、誘電率が極端に低すぎた。 実験No.26、27は、SrCO3が本発明の範囲外
(99.50モル未満)のもので、誘電率は高いが、絶
縁抵抗が極端に低くかつた。 実験No.28、29は、副成分のMnCO3及びCuOが
本発明の範囲外(0.01重量部未満)のもので、こ
れらに対応する本発明の実施例(実験No.23、
24)に比して誘電率、tanδ及び絶縁抵抗とも下
回る値を示した。これは、MnCO3及びCuOを添
加することにより、好ましい結果を得ることを示
した。特に、絶縁抵抗の改善効果は著しかつた。 実験No.30、31は、副成分のMnCO3及びCuOが
本発明の範囲外(0.05重量部を越える)のもの
で、これらに対応する本発明の実施例(実験
No.11、12、13、23)に比して誘電率が低くすぎ
た。
【表】
第1図は〔Sr99.95〜99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3組
成の半導体化の関係を示すグラフ、第2図はベー
ス組成に対するBi2O3・2TiO2添加効果の特性を
示すグラフである。
成の半導体化の関係を示すグラフ、第2図はベー
ス組成に対するBi2O3・2TiO2添加効果の特性を
示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)に酸化ネ
オジウム(Nd2O3)を加えて〔Sr99.95〜
99.50Nd0.1〜1.0〕TiO3とした組成物100重量部
に、Bi2O3・2TiO20.5〜2.0重量部、MnCO30.01〜
0.05重量部及びCuO0.01〜0.05重量部を添加し、
大気中で焼結後、得られた磁器を還元性雰囲気中
で焼成して半導体磁器とし、更に結晶粒界を再酸
化させたことを特徴とする半導体磁器コンデンサ
ー素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1390578A JPS54106898A (en) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Semi conductor ceramic capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1390578A JPS54106898A (en) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Semi conductor ceramic capacitor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS54106898A JPS54106898A (en) | 1979-08-22 |
JPS6126207B2 true JPS6126207B2 (ja) | 1986-06-19 |
Family
ID=11846182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1390578A Granted JPS54106898A (en) | 1978-02-09 | 1978-02-09 | Semi conductor ceramic capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS54106898A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH028324Y2 (ja) * | 1984-10-31 | 1990-02-28 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0278211A (ja) * | 1988-09-13 | 1990-03-19 | Murata Mfg Co Ltd | 積層セラミックコンデンサ |
-
1978
- 1978-02-09 JP JP1390578A patent/JPS54106898A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH028324Y2 (ja) * | 1984-10-31 | 1990-02-28 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS54106898A (en) | 1979-08-22 |
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