JPH02260509A - 粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの製造方法 - 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、粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの製造方法
に関する。

〔従来の技術〕

粒界絶縁型半導体磁器コンデンサは、一般的には、次の
工程により製造される。

■　例えば、５ｒＴｉＯｓを主成分とする原材料を混合
した後バインダー等を添加して混練し、シート状に押し
出し成形し、得られたシートを打ち抜いて円板状の成形
体を得る。

■　上記成形体を複数枚重ねてサヤ詰めし、還元性雰囲
気中で焼成して半導体磁器を得る。

■　上記半導体磁器の表面に粒界層拡散物質を塗布し、
大気中で熱処理して粒界絶縁型半導体磁器を得る。

■　上記粒界絶縁型半導体磁器の両主面の互いに対向す
る位置に、それぞれへｇ電極層を形成して粒界絶縁型半
導体磁器コンデンサを得る。

上記製造方法により製造される粒界絶縁型半導体磁器コ
ンデンサにおいては、表面に粒界層拡散物質を塗布した
半導体磁器を大気中で熱処理する際の上記粒界層拡散物
質を塗布した半導体磁器表面への酸素供給の度合い及び
熱処理温度の条件等により、上記半導体磁器の粒界層部
分での上記拡散物質の拡散の度合が大きく異なり、これ
により、その静電容量Ｃ［＋Ｆ］　、誘電損失ｊｔｎ６
［％］、絶縁抵抗ＩＲ［ＭΩ］等の特性が大きく変動す
る。

このような観点から従来は、拡散物質の拡散の度合が個
々の半導体磁器毎にばらつくことのないよう、アルミナ
、あるいはジルコニア等の耐火物からなる焼成用サヤの
上に、直接あるいは上記耐火物からなるセッターを介し
て、互いに重ならないように上記半導体磁器を平詰めし
たのち、これらのサヤを複数段重ねて大気中で熱処理す
るのが一般的であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来の製造方法では、耐火物製の焼
成用サヤあるいはセッターの上に、互いに重ならないよ
うに半導体磁器を平詰めして熱処理していたため、ひと
サヤ当たりに処理できる半導体磁器の数が少なく、熱効
率、処理効率ともに低かった。

また、ひとサヤ当たりの処理量を増やすために、上記半
導体磁器毎体 ことも検討されているが、半導体磁器毎に酸素雰囲気と
接する状態に違いが生じて特性が大きくばらつき、誘電
損失の増加や、絶縁抵抗の低下が否めなかった。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解決して、特性バ
ラツキの増加や特性の悪化等を生ずることなく、粒界絶
縁型半導体磁器コンデンサを効率良く得ることが可能な
製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、半導体磁器の原材料を混合したのち成形し、
得られた成形体を還元性雰囲気中で焼成したのち得られ
た半導体磁器の表面に粒界層拡散物質を塗布して大気中
で熱処理し、得られた粒界絶縁型半導体磁器の表面に一
対の電極層を形成してなる粒界絶縁型半導体磁器コンデ
ンサの製造方法において、上記粒界層拡散物質を塗布し
た半導体磁器を大気中で熱処理する際に、金属の酸化物
、炭化物、窒化物のうち、融点が、上記熱処理温度より
も１００℃以上高いものの粉末を準備し、上記半導体磁
器同士の間に上記粉末が存在するように重ね合せた状態
で熱処理することを特徴とするものである。

上記粉末の具体的な材料としては、例えば、アルミナ、
ジルコニア、マグネシア、あるいはこれらの混合組成物
が挙げられる。

〔作　用〕

本発明の粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの製造方法に
おいては、半導体磁器同士の間に粉末が存在するように
重ねた状態で熱処理するようにしたので、各半導体磁器
への熱伝導および酸素拡散が均一に行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの実施
例を比較例と共に説明する。

先ず、５ｔＴｉ０３　８５ａ＋ｏ１％、ＣｌＴｉＯ３１
５ｍａ１％、Ｎｂ２０３０．１５ｍｏ１％、の組成比か
らなる半導体磁器の原料粉末を混合し、バインダーとし
てメチルセルロース７ｖ１％と、可塑剤としてグリセリ
ンの１０ｍ１％水溶液を添加し混練したのち、０８６關
の厚さのシート状に押し出し成形した。次いで、上記シ
ートを１０龍φの円板形状に打ち抜き、得られた成形体
をアルミナ磁器製の焼成用サヤに詰めた後、８２　１０
ｙｏ１％、Ｎ２　９Ｑｙａ１％の還元性雰囲気中１４５
０℃で４時間焼結して半導体磁器を得た。次に、上記半
導体磁器の表面に、Ｂｌ　　６５ｍ。

１％、Ｃｕ　　３５ｍｏｌｊｌの比率で含む拡散物質を
塗布したのち、乾燥させた。

更に、平均粒径５０＋＋ｍのアルミナ粉末（融点二約２
０１５℃）および、平均粒径５０ｊｍのジルコニア粉末
（融点：約２６７７℃）を準備し、次のａ−ｄの手段に
より上記で得られた半導体磁器の表面に付着させた。

ａ、上記粉末の入った容器中に上記の半導体磁器を入れ
、該容器を振動させて、半導体磁器の表面に上記粉末を
付着させた。

ｂ、粉砕したクマロン樹脂粉末と上記粉末とが入った容
器中に上記の半導体磁器を入れて混合し、発生した静電
気により該半導体磁器の表面に上記粉末および上記クマ
ロン樹脂粉末を付着させた。

Ｃ０上記粉末と有機バインダーであるＰＶＡ水溶液とを
混合し、この中に上記の半導体磁器を浸したのち引上げ
て乾燥させ、上記半導体磁器の表面に上記粉末を付着さ
せた。

ｄ、上記粉末と有機バインダーであるＰＶＡ水溶液とを
混合した液を上記半導体磁器の表面に噴霧したのち乾燥
させ、上記半導体磁器の表面に上記粉末を付着させた。

上記で得られた半導体磁器を用いて、第１表に示す実施
例１〜４及び比較例１〜３の条件で再び大気中１２００
℃で２時間熱処理して粒界絶縁型半導体磁器を得た。尚
、上記第１表においてスペーサーとは、上記粉末によっ
て形成されるスペーサを意味する。上記で得られた粒界
絶縁型半導体磁器の両生面にそれぞれ６ＩＩＩｌφの円
形に＾ｇ？１を極材料ペーストを塗布し、８００℃で１
０分間焼き付は処理して粒界絶縁型半導体磁器コンデン
サ試料を得た。

このようにして得られたコンデンサ試料６５００個につ
いて、測定周波数１ｋＨ１，測定電圧０、　ＩＶで静電
容量Ｃ（ｎＦ）　、誘電損失＋１ｆｌδ（％）、オよび
直流５０Ｖの電圧を１５秒印加した後の絶縁抵抗ＩＲ（
ＭＱＩＩＩ定し、平均値’ｉ　、／＜　−ｙ　ツキ（３
ｙ／ｉ）、およびひとサヤ当たりの処理量の比すなわち
処理能力比を求めて、その結果を第２表に示した。

第１表 第２表 第２表に示される通り、本発明の実施例１〜４で得られ
た試料はいずれも、静電容量、誘電損失、絶縁抵抗とも
に比較例１に示す従来の平詰め方法による試料と同等の
特性を有し、また静電容量、誘電損失では、比較例１〜
３で得られた試料よりもバラツキが小さかった。また、
ひとサヤ当たりの処理量の点では、従来の平詰め方法に
比べて７倍以上の処理量であった。

上記実施例では、粉末としてアルミナあるいはジルコニ
アを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく
、金属あるいは金属の酸化物、炭化物、窒化物のうち、
融点が、該熱処理温度よりも　１００℃以上高いものの
粉末の中から種々選択して用いることが可能である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、上記実施例の結果に示される通り、特
性バラツキの増加や特性の悪化等を生ずることなく、粒
界絶縁型半導体磁器コンデンサを効率良く製造すること
ができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体磁器の原材料を混合したのち成形し、得られた
   成形体を還元性雰囲気中で焼成し、得られた半導体磁器
   の表面に粒界層拡散物質を塗布したのち大気中で熱処理
   し、得られた粒界絶縁型半導体磁器の表面に一対の電極
   層を形成してなる粒界絶縁型半導体磁器コンデンサの製
   造方法において、上記粒界層拡散物質が塗布された半導
   体磁器を大気中で熱処理する際に、金属あるいは金属の
   酸化物、炭化物、窒化物のうち、融点が、前記熱処理温
   度よりも１００℃以上高いものの粉末を準備し、前記半
   導体磁器同士の間に前記粉末が存在するように重ね合せ
   た状態で熱処理することを特徴とする粒界絶縁型半導体
   磁器コンデンサの製造方法。