JPS62229602A - 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、誘電体層を薄クシ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
顛性が高く、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、ＢａＴｉ０．を基体として、ニッケル成分
をＮｉＯに換算して０．１〜０．７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０．２〜１．０重量％、およびマンガン成分を門ｎ
Ｏに換算してＯ〜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ＢａＴｉ０＝、
添加物であるＮｉＯもしくは焼成時に分解してＮｉＯと
なるニッケル化合物、　Ｎｂｚｏｓ　。

希土類酸化物およびＭｎＯもしくは焼成時に分解してＭ
ｎＯ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Ｂｉ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
、ポットミルを用いて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／ｃｏｔの圧力を加えて、直径
１０ｍ、厚さ０．５鶴に成形する。そして、これを１３
００〜１４００℃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、６５
０〜８５０℃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。

（１）常温での誘電率および誘電体損失：周波数１ｋＨ
ｚ、印加電圧ＩＶｒ、ｍ、ｓ、、温度２０℃の条件。

（２）常温での面積容量二周波数１ｋＨｚ、印加電圧０
．ＩＶｒ、ｍ、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／ｃｎｌと
した）。

（３）絶縁抵抗：温度２０℃で、直流電圧２５Ｖを印加
した後の６０秒間後の値。

（４）破壊電圧：ＤＣ昇圧破壊方式による値。

（５）キュリ一点 （６）　　誘電率の温度特性：＋２０℃における誘電率
の値を基準とし、−２５℃〜＋８５℃間の容量温度変化
率の最大・最小を表した値。

また、ＢａＴｉＯ３を基体とし、これにＢｉ２Ｏ３を１
．０重量％、　　Ｂｉ２Ｏ，を１，６０重量％、　Ｚｒ
０ｚを１．６重量％およびＭｎＯ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
（１）、　（２）、　（３）、　（４）、　（６）の各
特性について測定し、／これをこの発明に止る還元再酸
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。

（１１ＮｉＯ成分の添加がＮｉＯに換算して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、ＮｉＯ成分
の添加がＮｉＯに換算して０．７重量％を超えると、常
温での誘電率が低（なる。このため、面積容量を１２０
ｎＦ／ａｆ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）。なお、実施例ではＮｉＯを添加したが、他のニ
ッケル化合物をＮｉＯに換算して０．１〜０．７重量％
含まれるように添加しても同じ効果があった。

（２）　　Ｎ　ｂ　２０　、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／ｃＪとしたとき、
表面の誘電体層が薄くなり、絶縁抵抗および破壊電圧が
低くなる（試料番号６参照）。また、Ｎｂ２Ｏ２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／ｃａ！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）　　Ｎｄｚ０３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ＢａＴｉＯ３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１４参照）　、　１．０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１３および１７参照）。なお、他の希土
類酸化物を１つまたは２つ以上組み合わせても同じ効果
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０６５
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／ｃｕｔ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２５参照）。なお、実施例ではＭｎ
Ｃ（１＋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、ニッケル成分として、ＮｉＯを
用いたが、焼成してＮｉＯをつくる他のニッケル化合物
をＮｉＯに換算して０．１〜０．７重量％添加してもよ
い。また、実施例では、マンガン成分として、ＭｎＣ０
ｚ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Ｏ〜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、 ニッケル成分をＮｉＯに換算して０．１〜０．７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０．２〜１．０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。