JPH0215607A - セラミックコンデンサ素子 - 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〕 本発明は焼結性を散着したセラミックコンデンサ素子に
関する。

〔従来の技術〕

ＢａＴ　１０Ｂ　、　８ｒＴ１０３を主原料とするセラ
ミックコンデンサ素子は、目的とする製品の規格に応じ
てＣａＴ　１０ｇ−？ＢａＺｒＯ３などを適当量混合し
て訪電串、温度特性等の調桜をはかっている。このよう
なセラミックコンデンサ素子は、異種の酸化物誘電体粉
末を所定比率で混合して原料粉末として用いるか、また
は化学的に一部成分置換した複合酸化物訪電体粉末を使
用して製造されるのが一般的である。たとえば、Ｂ　ａ
　（Ｔ　Ｉ　ｘ　Ｚｒ　ｓ　−ｘ　）　０３の場合、前
者はＢａＴ１０３粉末とＢａＺｒ０１粉末とをＸ：１−
ｘの比で混合してセラミックコンデンサ素子作成の出発
原料とする方法であり、後者は′ｒムとＺｒとが所定比
率となるように合成されたＢａ（”ｘｚｒｔ−ｘ）Ｏａ
粉末を用いる方法である。

いずれの場合も酸化物誘電体粉末は、固相反応法、共沈
法、アルコキシド法等の方法によって製造されたものが
使用されていた。そして前記方法によって得られた酸化
物誘電体粉末をバインダと混合し、所定形状に成形後、
焼結してコンデンサ素子を得ていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしなから、上記方法によって得られた酸化物誘電体
粉末を用いたコンデンサは、焼結密度・焼結強度が低い
欠点がある。焼結密度・焼結強度が低いとボイド、微小
クラック、デラミネーシ箇ン等の構造欠陥の原因となり
、製品の信頼性と歩留が低下する。このだめ十分な焼結
密度・焼結強度を確保するためには１３００℃以上の高
温度で時間をかけて焼成を行なう必要があり、焼成工程
にかかる電力消費量および焼成炉の短命化による設備費
用の増大が避けられなかった。

また、積層型セラミックコンデンサの場合、複数の誘電
体層間に内部電極を積層して焼成を行うため、１３００
℃以上という焼成温度に耐えうる素材に電極材が限定さ
れる。この丸めＰｄなどの高価な素材を使わざるをえな
かった。

本発明は、低温焼成で十分な焼結密度を有し、上記した
ような構造欠陥のないセラミックコンデンサ素子を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段と作用〕

本発明は、第１図に示すＡＯ−Ｄｏ２−　Ｂ２Ｏ３系三
角成分図（Ａ　Ｆｉ１３ａ　ｌ　Ｂｅ　＋　Ｍｇ　＋　
Ｃａ　＋　Ｓ　ｒ　＋　１＜ａから選ばれる少なくとも
一種の元素、ＤはＴｉ。

ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｈから選ばれる少なくとも一種の元素）
において、へ０５０モル％−８２０，５Ｑモル％の点、
ＤＯ２５５モル％−人０４５モル％の点、Ｄ０２４５モ
ル％−人０５５モル％の点を結ぶ腺で囲−まれる組成領
域内にある混合物を溶融し、この融液を急冷して得られ
るガラス体を熱処理してＡＤＯ３で表わされる結晶を析
出させ、これを粉砕後、希酸処理によりガラス成分を除
去して得られるＡＤＯ３結晶粉末を用いたことを特徴と
するセラミックコンデンサ素子である。

ここで上記組成領域について説明する。

上記ガラス体を熱処理する際、まずＡｓ２Ｏ３（あるい
は人０・Ｂ２０３）相が析出する。これは示差熱分析、
ｘ糎回折の結果等から人ＤＯ３に優先して析出すること
を確認した。したがつ１、ＡＤＯ３の基本成分となるＡ
ＯがＢ２Ｏ３と等量モルよシ少ない場合、人ＯはＢ２Ｏ
３と化合してＡｓ２Ｏ３となり易いため、目的とするＡ
ＤＯ３の析出量が減少し、残部はＤｏ２として析出する
。Ｄｏ２は後工程の希酸処理によって除去することが困
痙であｐ、ＡＤＯ３結晶粉末中に残存するので好ましく
ない。またＢ２Ｏ３量の増加とともに浴融温度の上昇を
まねき経済性が悪化する。以上の影響を考慮すると第１
図に示したＡＯ、Ｄｏ２．　Ｂ２Ｏ３％−頂点とする三
角成分図におけるａ−ｂｔＬすなわち人０５０モル％−
Ｂ２０３５　Ｑモル％の点とＤｏ２）５モル％−人０４
５モル％の点を結んだ巌よすもＡＯが過剰な領域が好ま
しい組成範囲となる。

一方、人ＯがＢ、０３のモル数よりも過剰である場合に
は、ＡＯがガラス体中に残存し、ＡＤＯ３−１−Ａ　Ｂ
２０４＋人０が生成する。人０はＡｓ２Ｏ３と共に希酸
処理によって容易に除去できるが、ＡＯ３ｄの増加に伴
ってＡＤＯ３の収率が低下し、希酸処理工程への負担が
増大し生産性を著しく損うため、少なくとも第１図にお
けるａ　　ＣＮ　、すなわちＡ０５０モル％−Ｂ１０．
５　Ｑモル％の点とＤｏ、４５モル％−人０５５モル％
の点を結んだ巌よりもＤｏ２が過剰となる領域が好まし
い組成範囲となる。

以上から第１図における点ＩＩ、ｂ、Ｃによって囲まれ
た範囲の組成を選択する。さらに化学以ｊシ比としてｄ
［ｔＬいのはａ　−ｄ　ｌｌＡで示したＡＯ５０モル％
−Ｂ２０３５０モル％の点とＤ０□５０モル％−人０５
０モル％の点とを結んだ線上の組成となる場合である。

本発明においてはガラス体を熱処理してガラス相から人
Ｄ０３結晶を析出させる。この反応は固相内での原子拡
散に支配されるためゆっくりとした反応となυ、析出す
るＡＤＯ３を非常にｇ細で粒径のそろった粒子とするこ
とが可能である。このため本発明にかかるセラミックコ
ンデンサは粉末成形を行ってもち密で粉末粒子間に間隙
が生じにくく比較的低温度で良好な焼結性を示す。

〔実施例〕

以下本発明の実施例をＢａ　（Ｔｉ、ｘＺｒＸ）０３（
Ｘ＝０．２、以下同じ）を使用した例について説明する
。

原料混合物を溶融・冷却して得られるガラス体において
、Ｂａ　（Ｔ　１ｌ−）（Ｚｒｘ　）　０３　：　Ｂａ
Ｏ＠　Ｂ２Ｏ３がモル比で５０：５０となるように、そ
れぞれＢａＣＯ３＋　Ｈ３ＢＯ３、ＴＩＯ□、　ＺｒＯ
２を所定付秤ｈ」混合して白金ルツボに１＆谷し、１３
００〜１４００℃に加熱浴融した。この溶融物を白金ル
ツボ底部のノズルから流出させ、水冷双ロール上に注い
で急冷して薄片状のガラス体とした。次にこのガラス体
を粉砕し、所定の容器に充填して電気炉内にせた。この
・焼結体をボールミルまたは振動ミルによって微粉砕し
た後、１０％酢酸溶液で処理してガラス形成成分を溶解
除去した。次いで洗浄液のｐＨが６以上になる壇で水洗
を繰り返し、その後脱水、乾燥全行なってＢ　）ｌ　（
Ｔ　ｉ　１−ｘ　Ｚ　ｒｘ　）　０３結晶粉末を得た。

得られたＢａ　（Ｔ１１−ｘＺｒｘ）　０３粉末は、所
定の形状に１ン２の圧力でプレス成形し、これを複数閲
作成して１０００〜１３００℃の間で各々異なる温度で
２時間焼成した。このようにして作成したセラミックコ
ンデンサ素子について焼結密度を測定した結果を第２図
の曲線Ａに示す。

また、比較例として固相反応法、共沈法によって作製し
たＢａ　（ＴＩ□−ｘＺｒｘ　）０３（Ｘ＝０．２　）
粉末を用いてコンデンサ素子を作成し、上記実施例と同
機にして焼成温度による焼結密度の変化を調べた。その
結果を第２図に併記する。

第２図において曲線Ｂは固相反応法によって作製したも
の、曲線Ｃは共沈法によって作製したものの比較例を示
している。

第２図に示すように本実施例のセラミックコンデンサ素
子は、焼成温度１２００℃で５．　ａ　１，１という高
い焼結密度が得られ、クラックやボイドの発生も見られ
なかった。

〔発明の効果〕

以上のように本発明のセラミックコンデンサ素子は、従
来のものに較べて低い焼成温度で十分な焼結密度を有し
、ボイド、クラック等の構造欠陥がなく信頼性が高い。

また低温で焼成が可能であるため、積層化した場合にも
内部電極としてＡ％等等比重的安価材料の使用比率を高
めることができ、製品のコストダウンがはがれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るＡＯ−ＤＯ□−８２０３系の相図
（三角成分図）。 第２図は本発明に係る実施例および比較例のＢａ（Ｔ’
ｌ−Ｘ”Ｘ　）０３　（ｘ＝０．２　）セラミックコン
デンサ素子の焼成温度と焼結密度との関係を示す曲線図
である。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘電材料の基本成分ＡＯ（ＡはＢａ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ
   ，Ｓｒ，Ｒａから選ばれる少なくとも一種の元素）とＤ
   Ｏ＿２（ＤはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔｈから選ばれる少な
   くとも一種の元素）およびガラス形成成分とを含む混合
   物を溶融し、この融液を急冷して得られる非晶質体を熱
   処理してＡＤＯ＿３で表わされる結晶を含む焼結体とし
   、この焼結体を粉砕した後、希酸処理によりガラス成分
   を除去して得られるＡＤＯ＿３結晶粉末を用いたことを
   特徴とするセラミックコンデンサ素子。