JPH0265212A - 還元再酸化型半導体コンデンサ用磁器組成物及び磁器 - 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め１種として還元再酸化型半導体
磁器コンデンサが知られている。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６３２８４９２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、Ｐｌ
−１Ｓｍ、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（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かできると
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か困難
であった。即ち、絶縁破壊電圧Ｖｂｄを例えば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３００〜４００Ｖ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　／　ｃ
　ｍ　２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提供することにあ
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、１００゜００重量
部の主成分と、Ｍｎ（マンカン）に換算して０．０３〜
０．３０重量部のＭｎ化合物とから成り、前記主成分が
８１５〜９６．５モル％のＢ　ａ　Ｔ　ｚ　Ｏ３（チタ
ン酸バリウム）と、Ｌａ（ランタン）に換算して１．０
〜４０モル％のＬ　ａ　２Ｏ３　（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０５
〜３．０モル％の前記希土類元素の酸化物と、１．９〜
１０．０モル％のＴ　ｉｏ　２　（酸化チタン）と、０
．１〜１．５モル％のＣａ　Ｚ　ｒ　Ｏ３（ジルコン酸
カルシウム）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、５００Ｖ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］ 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２Ｏ００．ＯＯｇ　＜９０．８
モル％）、 Ｌａ２Ｏ３を２９．２３ｇ　（Ｌａに換算して１９モル
％）、 Ｎｄ２Ｏ３を１２．７１．ｇ（Ｎｄに換算して０８モル
％）、 Ｃｅ　Ｏ２を１１．３８ｇ　（Ｃｅに換算して０□７モ
ル％）、 Ｐｒ２Ｏ３をｑ−３４ｇ　（Ｐｒに換算して０゜６モル
％）、 Ｔ　１０２を３１．６９ｇ　（４，２モル％）、Ｃａ　
Ｚ　ｒ　Ｏ３を１６．９３ｇ　（１，０モル％）秤量し
た。即ち、ＢａＴｉＯ３の９０，８モル％と、Ｌａの１
．９モル％と、Ｎｄの０，８モル％と、Ｃｅの０．７モ
ル％と、Ｐｌ−の０．６モル％と、Ｔ　ｉＯ２の４．２
モル％と、ＣａＺｒＯ３の１．０モルとの和か１００モ
ル％となるようにＢａＴｉ０　　　Ｌａ　　ＯＮｄ　　
ＯＣｅＯ２，３’　　　２３゛　　２３− Ｐｒ　　ＯＴｉＯＣａＺｒＯ３を秤量した。

２３”２’ また、添加成分としてＭ　ｎ　ＣＯ３（炭酸マンガン）
を４．４２ｇ秤量しな。なお、上記主成分の合計重量と
４．４２ｇのＭ　ｎ　ＣＯ３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
。要するに、１００重量部内主成分に対してＭｎが０．
１重量部となるようにＭ　ｎ　Ｃ０３を秤量しな。

次に、上記主成分及び添加成分を湿式混合し７、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．
５ｍｍ、内径０．９ｍＴ１、厚みＯ，１ｍｍ、長さ３．
７ｍｍの円筒状成型体を得た。

次に、得られた成型体を大気中１３２Ｏ’Ｃ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”Ｃ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。まな、表面誘電体層２は
半導体磁器１の酸化物がら成る。

次に、表面誘電体層２の上に銀（Ａｇ）ペーストを塗布
し、８５０°Ｃて１ｏ分間焼付けることによって一対の
電ｌｆｆ！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、ｍ位面積当りの静電容量Ｃ２ｔａｎδ、絶
縁抵抗ＩＲ２絶縁破壊電圧Ｖｂｄを測定しなところ、第
２表に示すように、Ｃは０゜７５　）ｔ、　Ｐ　／　ｃ
　ｍ　２、ｔ　ａ、　ｎδは３，１％、ＩＲは１、．９
Ｘｉ０４ＭΩ、Ｖｂｄは７２Ｏ■であった。

なお、Ｃ及びｔ　ａ、　ｎδは測定電圧０．ＩＶ、測定
周波数１　ｋ　Ｔ−ｆ　Ｚ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Ｒ圧破壊方式で測定しな。

試料Ｎｏ、　２　ヘ−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た。

磁器組成物の組成を示す第１表において、主成分のＢ　
ａ　Ｔ　＋　０３とＬａとＸとＴ　１０２とＣａＺｌ−
０３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。添加成分めＭ　ｎは主成分１
００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
成物によれは、絶縁破壊電圧Ｖｂｄが５００〜８００■
、単位面積当りの静電容量が０゜６〜０，８μＦ　／　
ｃ　ｍ　２のコンデンサを得ることができる。

一方、試料Ｎｏ、　２．６．２Ｏ．２１．２３．２６．
２７．３０．３１．３４．３５．３９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。

Ｌａが１．０モル％未満になると、Ｌａ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が目標
値よりも低くなる。一方、Ｌａか４．０モル％よりも多
くなると、表面誘電体層２の誘電率が低くなり、単位面
積当りの静電容量Ｃか目標値よりも小さくなる。従って
、Ｌａの好ましい範囲は１，０〜４．０モル％である。

Ｘ　（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、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Ｖ
ｂｄ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。

ＢａＴｉＯ３を８１．５〜９６．５モル％の範囲外及び
Ｔ　ｚ　Ｏ２を１．９〜１０．０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Ｖ
ｂｄが低下する。

ＣａＺｒＯ３は焼結性改善効果を有するか、０゜１モル
％未満だとその効果をほとんど得ることかできす、１，
５モル％を越えると表面誘電体層２の誘電率が下がる。

従って、ＣａＺｒＯ３の好ましい範囲は０．１〜１，５
モル％である。

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置敷になり、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。

［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　）　　Ｍ　ｎ　ＣＯ３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’Ｃ１再酸化処理の温度を９００〜
１１００℃の範囲で変えることかできる。

（３）　　ＢａＴｉＯ３の代りにＢ　ａ　ＣＯ３とＴｉ
Ｏ２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／ｃｍ２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・
・・電極。

Claims (1)

1. 【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
   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）、Ｎ
   ｄ（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
   、１．９〜１０．０モル％のＴｉＯ＿２（酸化チタン）
   と、０．１〜１．５モル％のＣａＺｒＯ＿３（ジルコン
   酸カルシウム）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１．９〜１０．０モル
   ％のＴｉと、０．１〜１．５モル％のＣａＺｒＯ＿３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。