JPH01239704A - 高誘電率磁器組成物 - 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 本発明は電子機器に利用されるコンデンサ用の高誘電率
磁器組成物、さらには還元再酸化型半導体磁器コンデン
サとなシうる高誘電率磁器組成物に関するものである。

従来の技術 セラミックコンデンサ用高誘電率磁器組成物として、チ
タン酸バリウムＢａＴｉＯ３を主体とするものが多く知
られている。ＢａＴｉＯ３はキュリー点が１２０°Ｃ付
近にあるため、室温付近では誘電率が低く、キュリー点
を下げて室温付近の誘電率を上げるために、５ｒＴｉ０
３　、　ＣｊａＳｎ０３　、　Ｂａ５ｎｏ５　。

ＢａＺｒ０３等のシフターが添加されていた。さらにシ
フターとして希土類元素酸化物（希土類はＮｄ。

Ｃａ　、　Ｌａ　、　Ｐｒ　、　Ｓｍ　、　Ｅｕ　、　
Ｇ４およびＤ７）を用いた場合、グレインサイズ１〜２
μｍの緻密で高誘電率の磁器が得られるのみならず、還
元雰囲気中で熱処理することにより容易に酸素イオン空
孔ができ、還元再酸化型の半導体磁器コンデンサが得ら
れることが知られている。（例えば、特開昭４８−６７
７９７号公報、特開昭５８−４８９０８号公報参照） 発明が解決しようとする課題 しかし、最近コンデンサの小形大容量化がさらに強く要
望されるに至シ、構造上小形大容量化が実現できる積層
磁器コンデンサや還元再酸化型の半導体磁器コンデンサ
においても、誘電体の誘電率をさらに向上させる必要が
あシ、このため磁器の組成のみならず原料の吟味も必要
となってきている。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、積層磁器コ
ンデンサや還元再酸化型の半導体磁器コンデンサに利用
できる高誘電率磁器組成物を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するため本発明は、液相法で合成した高
純度ＢａＴｉＯ３を用いて、ＢａＴｉＯ３７９，０〜９
４．０モルチ、希土類元素酸化物（Ｌｎ−酸化物）３．
０〜６．０モルチ（ただしＬｎはＮｄ、Ｃｏ、Ｌａ、Ｐ
ｒ。

Ｓｍ　、　Ｅｕ　、　ＧｄおよびＤｙ　のうち少なくと
も１つ）、ＴｉＯ２３，０〜１６．０モルチからなる組
成物に対して、さらにＭｎＯ２を０〜２．０重量％およ
び５ｉ０２を０〜１．０重量％含有してなる高誘電率磁
器組成物を提供するものである。

作用 従来のＢａＣＯ３とＴｉＯ□の粉末よシ固相法で合成さ
れるＢａＴｉＯ３に比べ、共沈法やアルコキシド等のよ
うに液相法で合成されたＢａＴｉＯ３は、溶液中でイオ
ンの状態で混合されるため、均質で純度が高く粒径の細
かい粉末が得られる。このような液相法で合成したＢａ
ＴｉＯ３を用いて、ＢａＴｉ０　ｓ−希土類元素酸化物
一丁１０２系磁器組成物としたときに、反応性の向上、
焼結体の緻密化、不純物の低減等の効果により、従来の
固相法で合成したＢａＴｉＯ３を用いた場合よシ、誘電
率が大きくなることを見い出した。

実施例 以下、実施例をあげて本発明につき詳細に説明する。

（実施例１） まず、液相法の１つである共沈法で次のようにＢａＴｉ
Ｏ３を合成した。Ｔ１Ｃｄ４水溶液とＢａＣｌ２水溶液
をＢａ　：　Ｔｉ＝１　：　１になるように調整、混合
し、この混合溶液を加熱したシュウ酸溶液にゆっくシ滴
下し、シェラ酸バリウムチタニール（ＢａＴｉＯ（０２
０４）−ａＨ２０）の沈殿を得、これを洗浄−ｐ過し、
乾燥させ、９５０〜１１００′Ｃで４時間仮焼してＢａ
ＴｉＯ３（純度９９．９％）を合成した。これと市販の
工業用ＢａＴｉＯ３（固相法で合成したもの。純度９８
チ）、ＴｉＯ２（純度９６．９チ）、試薬特級Ｎｄ２Ｏ
３、０ｅ０２　、　Ｌａ２０Ｂ　、　Ｐｒ６０１１　、
　Ｓｍ２０Ｂ　。

ＩＣｕ　２０３　、　Ｇｄ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＭｎＯ
２、５ｉ０２　（純度はいずれも９９．９％以上）を用
い、目的の組成比になるように配合し、メノウ玉石を用
いたボールミルで混合し乾燥した。次にポリビニルアル
コール水溶液をバインダーとして造粒し・３２メツシユ
パスに整粒し、直径９１１１Ｍ、厚さ０．３６朋の円板
に約１トン／ｄの圧力で成形した。これらの成形体を空
気中で１２８０〜１３２０°Ｃの温度で２時間焼成して
、直径的７．５ｆｆｌ、厚み０．３　ｆｆ１Ｆの円板形
誘電体磁器を得た。次にこの磁器の両面に銀ペースト印
刷し８６０°Ｃで焼付は電極とした。

このようにして作成したコンデンサについて、２０’Ｃ
においてＩ　Ｖｒｍｓ　　１　ｋｌ−１２で測定した誘
電率及び誘電損失（ｔａｎδ）、さらに誘電率が最大と
なる温度（キュリー点）を第１表に示す。

第１表中のＢａＴｉＯ３の覧のΔ印は従来の固相法で合
成したＢａＴｉＯ３を示し、試料番号の覧の合印は本発
明の範囲外の組成物を示す。コンデンサの大容量化を図
るため、室温（２０’Ｃ）で高い誘電率が望まれている
。磁器コンデンサの場合、キュリー点で誘電率が最大と
なυ、温度がキュリー点よシ離れるに従い誘電率が低く
なる。従って、ＢａＴｉ０３の種類を変えた場合、シフ
ターの固溶度合や不純物等によシ同組成にもかかわらず
キュリー点が変わるため、組成を少し変えてキュリー点
を同じにしたうえで２０″Ｃの誘電率の大小を比較しな
くてはならない。試料番号３と４，５と６゜１９と２０
．２４と２５．２８と２９．３０と３１゜３２と３３．
３４と３５．３８と３７，３８と３９゜４１と４２は本
発明と従来法との比較である。共沈法で合成したＢａＴ
ｉＯ３を用いた場合、従来の固相法で合成したＢａＴｉ
０３を用いた場合よシ高誘電率が得られることがわかる
。

希土類元素酸化物（Ｌｎ−酸化物）が３．０モルチより
少ない場合は、キュリー点の移動が少なく室温での誘電
率が低く、−δが大きくなる。また、６．０モルチをこ
える場合は、キュリー点の移動が大きく室温での誘電率
が低くなる。ＴｌＯ２を３．０〜１６．０モルチとした
のは、３．０モルチよシ少ない場合、焼結体に針状結晶
の析出量が多くなシ、１５、ｏモルチよシ多くなると誘
電率が低下し、磁器の融着がおこるからである。ＭｎＯ
２の添加は−δの低下および絶縁抵抗の向上に効果があ
るが、２．０重量％をこえると誘電率の低下が大きくな
る。

Ｓｉ２０の添加はＭｎＯ２と同様な効果の他に焼成温度
依存性を少なくする効果があるが、１．０重量％をこえ
ると誘電率の低下が大きくなる。

（実施例２ン 第１表の組成物について、空気中で１２８０〜１３２０
°Ｃで２時間焼成し、これを還元性雰囲気（Ｎ２　：　
Ｎ２　＝９５　：　５　）中で９６０〜１１５０′Ｃで
４時間還元処理し半導体磁器を得た。この半導体磁器を
空気中で９００〜１０５０℃で４時間酸化処理して、両
面に銀ペーストを印刷し８５０’Ｃで焼付は電極を形成
し、還元再酸化型半導体磁器コンデンサを得た。

このようにして作成したコンデンサについて、２０℃に
おいてｏ、１Ｖｒｍｓ　、　１ｋ）４ｚ　　で単位面積
当シの容量Ｃ（μｌ’／ｄ）　、誘電損失（ｔａｎδ）
、絶縁抵抗ＩＲ（Ω）、破壊電圧ＢＤＶ（Ｖ）を測定し
た。絶縁抵抗はＤＯ２５Ｖ印加で測定し、破壊電圧はＤ
Ｃ外圧破壊方式を用いた。なお、単位面積当シの容量お
よび破壊電圧は、還元温度、再酸化温度によって変化す
るため、破壊電圧がおよそ６００ｖになるように条件を
設定して、単位面積ａｂの容量で比較した。結果を第２
表に示す。

（以下余白） このように、共沈法で合成したＢａＴｉＯ３を用いた場
合、従来の固相法で合成したＢａＴｉＯ３を用いた場合
よシ、面積容量の大きな還元再酸化型の半導体磁器コン
デンサが得られることがわかる。

なお、本実施例では液相法の１つである共沈法で合成し
たＢａＴｉＯ３を用いたが、Ｔ１とＢａのアルコキシド
（チタニウムテトライソプロポキシドＴｉ（（ＯＨ，）
２０ＨＯ）４．バリウムビスイソプロポキシド　Ｂａ（
ＯＣ５Ｈ７）２　）　　を加水分解して得たＢａＴｉＯ
３でも同様な良い特性が確認できた。

発明の効果 以上のように本発明の組成物によれば、積層磁器コンデ
ンサや還元再酸化型の半導体磁器コンデンサ用の高誘電
率磁器組成物が得られ、その実用的価値は極めて有用で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液相法で合成した高純度ＢａＴｉＯ＿３を用いて、Ｂａ
   ＴｉＯ＿３７９．０〜９４．０モル％、希土類元素酸化
   物（Ｌｎ−酸化物）３．０〜６．０モル％（ただし、Ｌ
   ｎはＮｄ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，およ
   びＤｙのうち少なくとも１つ）、ＴｉＯ＿２３．０〜１
   ５．０モル％からなる組成物に対して、さらにＭｎＯ＿
   ２を０〜２．０重量％およびＳｉＯ＿２を０〜１．０重
   量％含有してなる高誘電率磁器組成物。