JPH0265209A

JPH0265209A - 還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物及び磁器

Info

Publication number: JPH0265209A
Application number: JP21697288A
Authority: JP
Inventors: Junichi Watanabe; 淳一渡辺; Katsuhiko Arai; 克彦荒井; Yasushi Inoue; 泰史井上; Koichiro Tsujiku; 浩一郎都竹
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-05
Also published as: JPH0451964B2

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］本発明は還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物及
び磁器に関する。

［従来の技術］半導体磁器コンデンサの１種として還元再酸化型半導体
磁器コンデンサか知られている。この還元再酸化型半導
体磁器コンデンサの誘電体はチタン酸バリウム系磁器か
ら成り、例えば特公昭６３−２８４９２号公報に開示さ
れているように、炭酸バリウム（Ｂ　ａ　ＣＯ２＞と酸
化チタン（ＴｉＯ２）と希土類元素の酸化物（Ｎｄ、Ｐ
ｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｙ、Ｌａの酸化物の少なくと
も１種）と、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉの内の少
なくとも１種の酸化物とから成る混合物（原料組成物）
を用意し、この成形体を形成し、これを酸化性雰囲気中
で焼結させ、得られた焼結体を還元性雰囲気で加熱処理
し、更に酸化性雰囲気中で加熱処理く再酸化処理）して
得る。

［発明が解決しようとする課題］上述の還元再酸化型半導体磁器コンデンサは、小型化、
大容量化が図れ、且つ高い耐電圧を得ることができると
いう特長を有する。しかし、従来の磁器組成物では高耐
電圧を保ったままより一層の大容量化を図ることが困離
であった。即ち、絶縁破壊電圧Ｖｂｄを例えは６００ｖ
以上にしようとすると、単位面積当りの静電容量Ｃが０
，３〜０．６μＦ／Ｃｍ２程度に低下し、逆に容量Ｃを
０．７μＦ　／　ｃ　ｍ　２以上にしようとすると、絶
縁破壊電圧Ｖｂｄが３００〜４００■程度に低下した。

そこで、本発明の目的は、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが５００
Ｖ以上、単位面積当りの静電容量Ｃか０６μＦ／Ｃｍ２
以上の還元再酸化型半導体磁器コンデンサを得ることか
可能な磁器組成物及び磁器を堤供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するための本発明は、１００００重量部
の主成分と、Ｍｎ（マンガン）に換算して０．０３〜０
．３０重量部のＭｎ化合物と、０．０１〜０．２０重量
部の８１２０３　（酸化ビスマス）とから成り、前記主
成分が８１．５〜９６．５モル％のＢ　Ｉ　Ｔ　ｉＯ３
（チタン酸バリウム）と、Ｌａ（ランタン）に換算して
１．０〜４．０モル％のしａ　２０３　＜酸化ランタン
）と、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ（プラセオジム）、Ｎｄ
（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウム）及びＹ（イツトリウ
ム）の内の少なくとも１種から成る希土類元素に換算し
て０，５〜３，０モル％の前記希土類元素の酸化物と、
２．０〜１１．５モル％のＴ　ｉ　Ｏ２（酸化チタン）
とから成ることを特徴とする還元再酸化型半導体磁器コ
ンデンサ用磁器組成物に係わるものである。

なお、上記磁器組成物を焼成及び熱処理することにより
、請求項２に示す磁器を得ることかできる。

［作　用］本発明に従う磁器組成物によって還元再酸化型半導体磁
器コンデンサを作製すると、５００■以上の絶縁破壊電
圧Ｖｂｄを有し且つ０゜６μＦ　／　ｃｍ２以上の単位
面積当りの静電容量Ｃを得ることができる。

［実施例コ次に、本発明の詳細な説明する。

第１表の試料Ｎｏ、　１の組成物の主成分を得るために
、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３を２０００．ＯＯｇ　＜９０．８
モル％）、Ｌａ２Ｏ３を２９．２３ｇ　（Ｌａに換算して１゜９モ
ル％）、Ｎｄ２Ｏ３を１２．７１ｇ　（Ｎｄに換算して０゜８モ
ル％）、Ｃｅ　Ｏ２を１１．３８ｇ　（Ｃｅに換算して０゜７モ
ル％）、Ｐｒ２ｏ３を９．３４ｇ　（Ｐｒに換算して０６モル％
）、Ｔ　１０２を３９．２４ｇ　（５，２モル％）秤量した
。即ち、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３の９０．８モル％と、Ｌ
ａの１．９モル％と、Ｎｄの０．８モル％と、Ｃｅの０
゜７モル％と、Ｐｒの０．６モル％と、Ｔ　ｚ　Ｏ２の
５．２モル％との和が１００モル％となるようにＢａＴ
ｉ０　　Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ３゛２０３、Ｃｅ　ＯＰ　ｒ　　ＯＴ　ｉＯ２を秤量２゛　
　　　２３’ した。

また、添加成分としてＭ　ｎ　ＣＯ３（炭酸マンガン）
を４−４０　ｇ　、８１２０３を２．１０ｇ秤量した。

なお、上記主成分の合計重量と４．４０ｇのＭ　ｎ　Ｃ
Ｏ３との割合は、１００重量部の上記主成分と０．１重
量部のＭｎとの割合に対応する。

また、上記主成分の合計重量と２．１０ｇのＢｉ２Ｏ３
との割合は、１００重量部の上記主成分と０．１重量部
のＢｉ２ｏ３との割合に対応する。

要するに、１００重量部の主成分に対してＭｎか０．１
重量部、Ｂｉ２Ｑ３が０．１重量部となるようにＭｎＣ
０とＢｉ２Ｏ３とを秤量した。

次に、上記主成分及び添加成分を湿式混合し、脱水乾燥
後有機バインダを入れて混練し、しかる後、外径１．５
１、内径０．９１１ＩＩ１１、厚み０．３ｎｕｎ、長さ
３．７１′Ｉ１ｍの円筒状成型体を得た。

次に、得られた成型体を大気中１３２０℃で２時間焼成
して誘電体（絶縁体）磁器の焼結体を得、この誘電体磁
器を還元性雰囲気中１０５０℃で２時間熱処理（半導体
化処理）して半導体磁器に変化させ、更に得られた半導
体磁器を大気中９７０°Ｃで１時間熱処理（再酸化処理
）を行って図面で原理的に示すように半導体磁器１の表
面に誘電体層２を作った。なお、半導体磁器１の組成は
原料組成に対応している。また、表面誘電体層２は半導
体磁器１の酸化物から成る。

次に、表面誘電体層２の上に銀（Ａｇ）ペーストを塗布
し、８５０℃で１０分間焼付けることによって一対の電
極３．４を形成し、半導体磁器コンデンサを完成させた
。

得られたコンデンサの電極３．４にそれぞれリード線を
半田付けし、単位面積当りの静電容量Ｃ１ｔａｎδ、絶
縁抵抗ＩＲ２絶縁破壊電圧Ｖｂｄを測定したところ、第
２表に示すように、Ｃは０７２　μＦ　／　ｃ　ｍ　２
、ｔａｎδは３，２％、ＩＲは２Ｘ１０４ＭΩ、Ｖｂｄ
は７００■であった。

なお、Ｃ及びｔａｎδは測定電圧０．１ｖ、測定周波数
１ｋＨ２の条件で測定し、ＩＲは直流電圧５０Ｖを１５
秒間印加した後に測定し、Ｖｂｄは直流昇圧破壊方式で
測定しな。

試料Ｎｏ、　２〜３９においても、組成を第１表に示す
ように変えた他は試料Ｎｏ、　１と同一方法でコンデン
サを作り、同一方法で電気的特性を測定しな６磁器組成
物の組成を示す第１表において、生成分のＢａＴｉＯ３
とＬａとＸとＴ　１０２はモル％で示されている。主成
分に含まれているＸはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｙの内
の少なくとも１種から成る希土類元素である。添加成分
のＭｎ及びＢｉ２Ｏ３は主成分１００重量部に対する添
加重量部で示されている。

■ 第１表及び第２表から明らかなように、本発明に従う組
成物によれば、絶縁破壊電圧Ｖｂｄか５００〜８００■
、単位面積当りの静電容置か０６〜０．８μＦ／ｃｍ２
のコンデンサを得ることができる。

一方、試料Ｎｏ、　２．６．２０．２１．２３．２６．
２７．３０．３１．３５．３６．３９では本発明の目的
を達成することができない。従って、これ等は本発明の
範囲外のものであり、比較例として掲載されている。

次に組成の限定理由を説明する。

Ｉ、　ａが１．０モル％未満になると、Ｉ−ａの添加効
果が小さくなり過ぎてコンデンサの絶縁破壊電圧Ｖｂｄ
か目標値よりも低くなる。一方、１．　ａか４．０モル
％よりも多くなると、表面誘電体層２の誘電率か低くな
り、単位面積当りの静電容量Ｃが目標値よりも小さくな
る。従って、Ｌ、　ａの好ましい範囲は１０〜４．０モ
ル％である。

Ｘ　（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｒｎ、Ｙの少なくとも１種
）か１種又は複数種の合計で０．５モル％未］　８溝になると、表面誘電体層２の誘電率を上げる効果を十
分に得ることができなくなり、静電容量Ｃが目標値未満
になる。一方、Ｘが３，０モル％よりも多くなると、絶
縁破壊電圧Ｖｂｄが目標値よりも低くなる。従ってＸの
好ましい範囲は０．５〜３．０モル％である。

Ｂ　ａ　Ｔ　＞　０３を８１．５〜９６．５モル％の範
囲外及びＴ　１０２を２．０〜１１．５モル％の範囲外
にすると、焼結性が悪くなり、静電容量Ｃ及び絶縁破壊
電圧Ｖｂｄが低下する。

Ｍｎを０．０３重量部未満にすると、表面誘電体層２を
均一に形成することが困難になり、絶縁破壊電圧Ｖｂｄ
が低下する。Ｍｎを０．３０重量部よりも多くすると、
表面誘電体層２を薄く形成することが困難になり、絶縁
破壊電圧Ｖｂｄを高く保ったまま静電容量Ｃを高くする
ことがきない。

従って、Ｍｎの好ましい範囲は０．０３〜０．３０重量
部である。

Ｂｉ２Ｏ３は焼結性を改善する成分であるが、このＢｉ
２Ｏ３が０．０１重量部未満だと、焼結住改善効果をほ
とんど期待することができず、静電容量Ｃ及び絶縁破壊
電圧の向上を望めない。Ｂｉ２Ｏ３が０．２０重量部よ
りも多くなると、焼結性が逆に悪くなる。従って、Ｂｉ
２Ｏ３の好ましい範囲は０．０１〜０．２０重量部であ
る。

［変形例］本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

＜１）　　ＭｎＣ０の代りにＭ　ｎ　Ｏ２を使用しても
よい。

（２）　酸化性雰囲気による焼成（焼結）時の温度を１
２６０〜１４００°Ｃ１還元性雰囲気の加熱処理温度を
９００〜１１８０℃、再酸化処理の温度を９００〜１１
００℃の範囲で変えることができる。

（３）　　ＢａＴｉ０　　の代りにＢ　ａ　ＣＯ３とＴ
１０□を出発材料としてもよい。

（４）　電極３，４の内の一方の下の誘電体層２を省く
ことができる。

［発明の効果］上述のように本発明によれば、絶縁破壊電圧が５００ｖ
以上、単位面積当りの静電容量が０．６μＦ　／　ｃ　
ｍ　２以上の半導体磁器コンデンサを提供することが可
能になる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に係わる磁器コンデンサを原理的
に示す断面図である。１・・・半導体磁器、２・・・表面誘電体層、３．４・
・・＠極。

Claims

【特許請求の範囲】［１］１００．００重量部の主成分と、Ｍｎ（マンガン
）に換算して０．０３〜０．３０重量部のＭｎ化合物と
、０．０１〜０．２０重量部のＢｉ＿２Ｏ＿３（酸化ビ
スマス）とから成り、前記主成分が８１．５〜９６．５
モル％のＢａＴｉＯ＿３（チタン酸バリウム）と、Ｌａ
（ランタン）に換算して１．０〜４．０モル％のＬａ＿
２Ｏ＿３（酸化ランタン）と、Ｃｅ（セリウム）、Ｐｒ
（プラセオジム）、Ｎｄ（ネオジム）、Ｓｍ（サマリウ
ム）及びＹ（イットリウム）の内の少なくとも１種から
成る希土類元素に換算して０．５〜３．０モル％の前記
希土類元素の酸化物と、２．０〜１１．５モル％のＴｉ
Ｏ＿２（酸化チタン）とから成ることを特徴とする還元
再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物。［２］１００重量部の主成分と、０．０３〜０．３０重
量部のＭｎと、Ｂｉ＿２Ｏ＿３に換算して０．０１〜０
．２０重量部のＢｉとを含有している半導体磁器と、前
記半導体磁器の表面に形成された前記半導体磁器の酸化
物から成る誘電体層とから成り、前記主成分が８１．５〜９６．５モル％のＢａＴｉＯ＿
３と、１．０〜４．０モル％のＬａと、０．５〜３．０
モル％のＸ（但し、ＸはＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ及びＹ
の内の少なくとも１種の希土類元素）と、ＴｉＯ＿２に
換算して２．０〜１１．５モル％のＴｉとを含むもので
あることを特徴とする還元再酸化型半導体コンデンサ用
磁器。