JPS62186409A - 還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 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
ンデンサ用磁器組成物に関する。

（従来技術） 還元再酸化型半導体コンデンサは、誘電体磁器を還元性
雰囲気中で熱処理して半導体化し、次いで酸化性雰囲気
で熱処理を行って表面に誘電体層を形成して、これに電
極を付与することによって得られる。こうして得られた
還元再酸化型半導体コンデンサは、小型大容量化が可能
で比較的優れた誘電率の温度特性を有している。そして
、誘電率の温度特性をさらに改善するためには、特公昭
５６−３７６９１号公報や特公昭５６−４０９６５号公
報に開示されている組成物のように、Ｂｉを添加したも
のが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このようなりｉを添加した組成物では、
焼成する際にＢｉが蒸発し、これによって誘電体層の表
面が粗になって磁器組成が不均一かつ不均質となる。こ
のため、誘電体層を薄くし小型大容量を図る場合には、
絶縁抵抗や破壊電圧が著しく低下し、実用性に乏しくな
る。

それゆえに、この発明の主たる目的は、小型大容量で信
頼性が高く、しかも誘電率の温度特性が良好な還元再酸
化型半導体コンデンサ用磁器組成物を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段） この発明は、ＢａＴｉＯｓを基体として、Ｃｒ２Ｏ３を
０．１〜０．５重量％、Ｎｂ２Ｏ５を０．２〜４．０重
量％、希土類酸化物の少なくとも１種を０．２〜０．７
重量％、およびマンガン成分をＭｎＯに換算して０〜０
．５重量％含んだ、還元再酸化型半導体コンデンサ用磁
器組成物である。

この発明の還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物
を用いるコンデンサは、たとえば、次のようにして作成
される。すなわち、組成物の基本となるＢａＴｉＯ３、
添加物であるＣｒｚＯｔ　、　Ｎｂ２Ｏ５、希土類酸化
物およびＭｎＯもしくは焼成時に分解してＭｎＯとなる
マンガン化合物を調合混合し、この混合物を成形して焼
成し、次いで還元性雰囲気中８００〜９００℃で熱処理
を行って半導体磁器とした後、酸化性雰囲気中６５０〜
８５０℃で熱処理を行って半導体磁器表面に、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
ンサが構成される。

（発明の効果） この発明によれば、小型大容量で信頼性が高く、誘電率
の温度特性が良好なコンデンサを得ることができる。さ
らに、焼成時に蒸発するｌｌｉなどのような物質が存在
しないため、誘電体層を緻密にすることができ、絶縁抵
抗や破壊電圧の水準が高く信頼性の高いコンデンサが得
られる。また、焼成時に蒸発する物質が存在しないこと
によって、量産しても組成の変動が少なく歩留まりがよ
い。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例） 試料の作成にあたって、所定の原料を別表１の組成とな
るように秤量し、これらに酢酸ビニルのバインダを加え
、ボア）ミルを用いて１６時時間式混合した。次に、こ
の混合物を脱水・乾燥し、５０メツシユの篩に通して整
粒した後、２５００ｋｇ／ｃｕ！の圧力を加えて、直径
ＩＱｍｍ、厚さ０．５龍に成形する。そして、これを１
３００〜１４００℃で２時間焼成して、誘電体磁器を得
た。このようにして得た誘電体磁器を、８００〜９００
℃の還元性雰囲気で１時間熱処理して、半導体磁器とし
た。この半導体磁器に電極用の銀ペーストを塗布し、６
５０〜８５０℃で３０分間酸化性雰囲気で焼き付けて、
その磁器表面に誘電体層を形成するとともに電極を形成
し、還元再酸化型半導体コンデンサを得た。

このようにして作成したコンデンサについて、次に示す
特性をそれぞれの条件や測定方法を用いて測定し、別表
１の結果を得た。

（１１常温での誘電率（εａｔ２０℃）および誘電体損
失（ＤＦ）：周波数１ｋ）（ｚ、印加電圧ＩＶｒ、ｍ、
ｓ、、温度２０℃の条件。

（２）常温での面積容量（Ｃ／Ｓ　ａｔ　２０℃）二周
波数Ｌ　ｋＨｚ、印加電圧０．ＩＶｒｏｍ、ｓ、。

温度２０℃の条件（ただし、他の特性との比較を容易に
するために、各試料とも電極焼き付は条件を調整するこ
とにより、１２０ｎＦ／ｃＪとした）、。

（３）絶縁抵抗（ＩＲ）：温度２５°Ｃで、直流電圧２
５Ｖを印加した後の６０秒間後の値。

（４）破壊電圧（ＢＤＶ）：ＤＣＣ正圧破壊方式よる値
。

（５）　　キュリ一点（ＣＰ） （６）誘電率の温度特性（ＴＣ）：＋２０℃における誘
電率の値を基準とし、−２５℃および＋８５℃での誘電
率の値における変化を百分率で表した値。

また、ＢａＴｉＯ３を基体とし、これにＢｉｚｏｌを１
．０重量％、　ＺｒＯ□を１．６重量％およびＭｎを０
．０５重量％添加した組成物を、前述の試料と同じ作成
方法で従来の還元再酸化型半導体磁器コンデンサとした
。そして、前述の（１１，（２）、　（３）、　Ｔ４）
、　（６１の各特性について測定し、これをこの発明に
よる還元再酸化型半導体コンデンサの平均的な特性とと
もに別表２に示した。

なお、別表１中で＊印を付したものはこの発明の範囲外
のものであり、それ以外はこの発明の範囲内のものであ
る。

この別表１から明らかなように、この発明の還元再酸化
型半導体磁器組成物における組成の限定理由は次のとお
りである。

（１）　　ＣｒｚＯ，、の添加が０．１重量％未満では
、常温での誘電率が高くなり、誘電率の温度特性が悪く
なる（試料番号１参照）。また、Ｃｒｚ（ｈの添加が０
．５重量％を超えると、常温での誘電率が低くなる。こ
のため、面積容量を１２０　ｎ　Ｆ　／　ｃｎｌとした
とき、表面の誘電体層が非常に薄くなり、絶縁抵抗およ
び破壊電圧が小さくなる（試料番号５参照）。

（２）　　Ｎ　ｂ　ｚ　Ｏｓの添加が０．２重量％未満
ではキュリ一点が高くなり、常温での誘電率が低くなる
。このため、面積容量を１２０ｎＦ／ｃｎ！とじたとき
、表面の誘電体層が薄くなり、絶縁抵抗および破壊電圧
が低くなる（試料番号６参照）。また、Ｎｂ２Ｏ、の添
加が４．０重量％を超えると、キュリ一点が低くなり、
常温での誘電率が低下し、かつ表面に角状の結晶が増大
する。このため、面積容量を１２０ｎＦ／ｃａｌとした
とき、絶縁抵抗および破壊電圧が低くなる（試料番号９
参照）。

（３）　　Ｎ　ｄ　ｚ　０３やＣｅＯ□などの希土類酸
化物の添加は、還元再酸化速度を大きくし、かつ均一な
磁器組成になるという効果を有し、破壊電圧が改善され
る。しかし、希土類酸化物のＢａＴｉ０１に対する総重
量％が０．２重量％未満では、不均一な磁器組成になり
（試料番号１０および１５参照）２Ｏ゜７重量％を超え
ると常温での誘電率が高すぎて、誘電率の温度特性が悪
化する（試料番号１４および１９参照）。これはＬａや
Ｙなど他の希土類酸化物を添加しても同じ結果であった
。

（４）　　ＭｎＯの添加は絶縁抵抗を向上させる効果が
ある。しかし、マンガン成分がＭｎＯに換算して０．５
重量％を超えると常温での誘電率が低下する。

このため、面積容量を１２０ｎＦ／ｃｏｔにしたとき、
表面の誘電体層が薄くなり、絶縁抵抗および破壊電圧が
低下する（試料番号２６参照）。なお、実施例ではＭｎ
ＣＯ３を添加したが、他のマンガン化合物をＭｎＯに換
算してＯ−０，５重量％含まれるように添加しても同じ
効果があった。

このように、上述の実施例によれば、別表２に示すよう
に、従来に比べて電気的特性が向上した還元再酸化型半
導体コンデンサを得ることができる。

なお、この実施例では、希土類酸化物として、ＮｄｚＯ
ｓおよびＣｅＯ□を添加したが、このほかＬａやＹなど
の他の希土類酸化物を用いてもよい。また、マンガン成
分として、実施例ではＭｎＣ０３を用いたが、焼成して
ＭｎＯをつくる他のマンガン化合物をＭｎＯに換算して
０〜０．５重量％添加してもよ。

い。

特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＢａＴｉＯ＿３を基体として、 Ｃｒ＿２Ｏ＿３を０．１〜０．５重量％、 Ｎｂ＿２Ｏ＿５を０．２〜４．０重量％、 希土類酸化物の少なくとも１種を０．２〜０．７重量％
   、および マンガン成分をＭｎＯに換算して０〜０．５重量％含ん
   だ、還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物。