JPH03278412A - Porcelain capacitor and manufacture thereof - Google Patents
Porcelain capacitor and manufacture thereofInfo
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- JPH03278412A JPH03278412A JP2076762A JP7676290A JPH03278412A JP H03278412 A JPH03278412 A JP H03278412A JP 2076762 A JP2076762 A JP 2076762A JP 7676290 A JP7676290 A JP 7676290A JP H03278412 A JPH03278412 A JP H03278412A
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
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Abstract
Description
[産業上の利用分野]
本発明は、誘電体磁器層を少なくとも2以上の内部電極
で挟持してなる単層または積層構造の磁器コンデンサ及
びその製造方法に関するものである。
[従来の技術]
従来、積層磁器コンデンサを製造する際には、誘電体磁
器原料粉末から成る未焼結磁器シート(グリーンシート
)に白金又はパラジウム等の貴金属の導電性ペーストを
所望パターンで印刷し、これを複数枚積み重ねて圧着し
、酸化性雰囲気中において1300℃〜1600℃で焼
成させた。
この焼成により、誘電体磁器原料粉末から成る未焼結磁
器シートは誘電体磁器層となり、白金又はパラジウム等
の貴金属の導電性ペーストは内部電極となる。
上述の如く、導電性ペーストとして白金又はパラジウム
等の貴金属を主成分とするものを使用すれば、酸化性雰
囲気中において1300℃〜1600℃という高温で焼
成させても、目的とする内部電極を得ることができる。
しかし、白金、パラジウム等の貴金属は高価であるため
、必然的に積層磁器コンデンサがコスト高になっていた
。
上述の問題を解決することができるものとして、本件出
願人に係わる特公昭61−14607号公報には、(B
a w−x M 1110 m T iO2(但し、
MはMg及び/又はZn)から成る基本成分と、Li−
0及びS i Oaから成る添加成分とを含む誘電体磁
器組成物が開示されている。
また、特公昭61−14608号公報には、上記の特公
昭61−14607号公報記載の誘電体磁器組成物のL
i z O及びS x Otの代りに、L i *
O、S i Oa及びMO(但し%MOはBad、Ca
O及びSrOから選択された1種または2種以上の金属
酸化物)から成る添加成分を含む誘電体磁器組成物が開
示されている。
また、特公昭61−14609号公報には。
(B ai+−x−y Mx LylOIIT i O
* (但し、MはMg及び/又はZn、LはSr及び
/又はCa)から成る基本成分と、Li2O及びSin
、から成る添加成分とを含む誘電体磁器組成物が開示さ
れている。
また、特公昭61−14610号公報には、上記の特公
昭61−14609号公報記載の誘電体磁器組成物にお
けるL L 20及びSin、の代りに、L i z
O,S i 02及びMO(但し、MOはBad、Ca
O及びSrOから選択された1種または2種以上の金属
酸化物)から成る添加成分を含む誘電体磁器組成物が開
示されている。
また、特公昭61−14611号公報には、(B ak
−x Mxloi+ T i Ox (但し、MはM
g。
Z n * S r及びCaから選択された1種または
2種以上の金属元素〕から成る基本成分と、B2O3及
びStowから成る添加成分とを含む誘電体磁器組成物
が開示されている。
また、特公昭62−1595号公報には、(Bait−
n MX)Oi+ T i Ox (但し、MはMg
。
Zn、Sr及びCaから選択された1種または2種以上
の金属元素)から成る基本成分と、B2O3及びMO(
但し、MOはB ao。
M g O、Z n O、S r O及びCaOから選
択された1種または2種以上の金属酸化物)から成る添
加成分とを含む誘電体磁器組成物が開示されている。
また、特公昭62−1596号公報には、上記の特公昭
62−1595号公報記載の誘電体磁器組成物のB2O
3及びMOの代りに、B2O3。
Sin、及びMO(但し、MOはBad。
MgO,ZnO,SrO及びCaOから選択された1種
または2種以上の金属酸化物)から成る添加成分とを含
む誘電体磁器組成物が開示されている。
これらに開示されている誘電体磁器組成物を誘電体層と
して使用すれば、還元性雰囲気中において、1200℃
以下の温度の焼成で磁器コンデンサを得ることができ、
しかも、その誘電体磁器組成物の比誘電率を2000以
上、比誘電率の温度変化率を一25℃〜+85℃で一1
O%〜+lO%の範囲にすることができるものである。
[発明が解決しようとする課題]
ところで、近年における電子回路の高富度化に伴ない、
磁器コンデンサの小梨化の要求は非常に強く、上記各公
報に開示されている誘電体磁器組成物よりも更に比誘電
率の大きな誘電体磁器組成物を備えた磁器コンデンサの
開発が望まれていた。
また、磁器コンデンサは各種の環境下において使用され
るため、上記各公報に開示されている誘電体磁器組成物
よりも更に広い温度範囲にわたって比誘電率の変化率が
小さい誘電体磁器組成物を備えた磁器コンデンサの開発
が望まれていた。
そこで、本発明の目的は、非酸化性雰囲気中における1
200℃以下の焼成で得られるものであるにもかかわら
ず、比誘電率が3000以上、誘電体損失tanδが2
.5%以下、抵抗率ρが1xlO’MΩ・cm以上であ
り、かつ比誘電率の温度変化率が一55℃〜125℃で
一15%〜+15%(25℃を基準)、−25℃〜85
℃で−io%〜+10%(20℃を基1$)の範囲に取
まる誘電体磁器組成物を備えた磁器コンデンサ及びその
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]
本発明に係る磁器コンデンサは、誘電体磁器組成物から
なる誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している
少なくとも2以上の内部電極とを備え、
前記誘電体磁器組成物が100重量部の基本成分と2O
.2〜5重量部の添加成分とからなり、前記基本成分が
(B ak−x Mll)O*(T 1 +−z Rz
)Ox−*yz(但し、MはCa及び/又はSr%Rは
Sc。
Y、Gd、Dy、Ho、Er及びYbから選択された1
種または2種以上の金属元素、k、x、zは
1 2O0 ≦ k≦ 1 2O5
0 2O1 ≦X≦0 2O5
0、 002 ≦Z ≦0.06
を満足する数値)で表わされる物質からなり、前記添加
成分がB2O3とS i O==とMO(但し、MOは
B a O、S r O、Ca O、M g O及びZ
nOから選択された1種または2種以上の金属酸化物)
とからなり、
前記B2O3と前記B2O3と前記MOとの組成範囲が
、これらの組成をモル%で示す三角図における、
組成範囲が、これらの組成をモル%、前記S i Oz
が80モル%、前記MOが19モル%の組成を示す第1
の点Aと、
前記B t Osが1モル%、前記5iOzが39モル
%、前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、
前記B2O3が29−Tll/%、前記S i Oz
カニモル%、前記MOが70モル%の組成を示す第3の
点Cと、
前記B2O3が90モル%、前記5iOzが1モル%、
前記MOが9モル%の組成を示す第4の点りと、
前記B2O3が90モル%、前記SiO□が9モル%、
前記MOが1モル%の組成を示す第5の点Eと、
Mii記B2O3が19モル%、前記5iOzが80モ
ル%、前記MOが1モル%の組成を示す第6の点Fと
をこの順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内のものであ
る。
ここで、kの値は1.00≦に≦1.05の範囲が好ま
しい。kの値が1.00未満では、抵抗率ρがlXl0
’MΩ・C11より小さくなり、静電容量の温度変化率
ΔC−5s+ΔC1□5が一15%〜+15%から外れ
、△C−2%+ 八Casが一1O%〜+10%から外
れ、またkの値が1.05を越えると緻密な焼結体が得
られなくなってしまうが、kの値が1.00≦に≦1.
05の範囲では所望の電気特性を有する緻密な焼結体が
得られるからである。
また、Xの値は0.O1≦X≦0.05の範囲が好まし
い。Xの値が0.01未満では静電容量の温度変化率へ
C−allが一15%〜+15%から外れ、Xの値が0
.05を越えると、静電容量の温度変化率ΔCC5が一
10%〜+10%から外れてしまうが、Xの値が0.0
1≦X≦0.05の範囲では所望の電気特性を有するも
のが得られるからである。
なお、M成分であるCaとSrははf同様に働き2O.
01≦X≦0.05を満足する範囲でCaとSrのうち
の一方または両方を使用することによって所望の電気特
性を得ることができる。
また、Zの値は2O.002≦Z≦0.06の範囲が好
ましい。Zの値が0.002未満では静電容量の温度変
化率ΔC−65が一15%〜+15%から外れ、△C−
2,が一10%〜+10%から外れてしまい、Zの値が
0.06を越えると緻密な焼結体が得られなくなってし
まうが、0.002≦Z≦0.06の範囲では、所望の
電気特性を有する緻密な焼結体が得られるからである。
また、前記基本成分の組成式中におけるR成分は、静電
容量の温度特性の改善に寄与するものである。
すなわち、R成分の添加によって一55℃〜125℃の
範囲での静電容量の温度変化率△C45〜ΔC1□5を
一15%〜+15%の範囲に容易に収めることが可能に
なると共に一25℃〜85℃の範囲での静電容量の温度
変化率ΔC−zs〜△Cssを一10%〜+lO%の範
囲に容易に収めることが可能になり、かつ各温度範囲に
おける静電容量の温度変化率の変動幅を小さくすること
ができるものである。
そして、R成分は抵抗率ρを大きくする作用及び焼結性
を高める作用を有するものである。
なお、R成分のSc、Y、Gd、Dy、Ho。
Er及びYbははf同様に働き、これらから選択された
1つを使用しても、または複数を組み合わせて使用して
も同様な効果が得られるものである。
ただし、Zの値は、R成分が1種または複数種のいずれ
の場合においても0.002≦Z≦0.06の範囲にす
ることが望ましい。
なお、前記基本成分の組成式中において、X、Z、には
もちろんそれぞれの元素の原子数を示している。
また、基本成分の中に、本発明の目的を阻害しない範囲
で微量のMn0z(好ましくは0.05〜0.1重量%
)等の鉱化剤を添加し、焼結性を向上させてもよい。ま
た、その他の物質を必要に応じて添加してもよい。
また、基本成分を得るための出発原料を、実施例で示し
たもの以外の例えばBad、SrO。
CaO等の酸化物または水酸化物またはその他の化合物
としてもよい。
次に、添加成分の添加量は、100重量部の基本成分に
対し2O.2〜5重量部の範囲が好ましい。
添加成分の添加量が0.2重量部未満の場合には、焼成
温度が1250℃であっても緻密な焼結体が得られず、
また、添加成分の添加量が5重量部を越えると、比誘電
率ε8が3000未満となり、しかも静電容量の温度変
化率ΔC−5sが一15%〜+15%から外れるが、添
加成分が0.2〜5重量部の範囲にある場合は、所望の
電気的特性のものが得られるからである。
添加成分の組成は、B−0−−SiO□−MOの組成比
をモル%で示す三角図の第1〜6の点A〜Fを順に結ぶ
6本の直線で囲まれた領域内が好ましい。
添加成分の組成をこの領域外とすれば、緻密な焼結体を
得ることができないが、この領域内の組成とすれば、所
望の電気的特性の焼結体を得ることができるからである
。
なお、添加成分の出発原料は酸化物、水酸化物等の他の
化合物としてもよい。
次に5本発明に係る磁器コンデンサの製造方法は、上記
の基本成分と添加成分とからなる未焼結の磁器粉末の混
合物を調製する工程と、前記混合物からなる未焼結磁器
シートを形成する工程と、前記未焼結磁器シートを少な
くとも2以上の導電性ペースト膜で挟持させた積層物を
形成する工程と、前記積層物を非酸化性雰囲気中におい
て焼成する工程と、前記焼成を受けた積層物を酸化性雰
囲気中において熱処理する工程とを備えたものである。
ここで、非酸化性雰囲気中の焼成温度は、電極材料を考
慮して種々変えることができる。
ニッケルを内部電極とする場合には、1050℃〜12
00℃の範囲でニッケル粒子の凝集がほとんど生じない
。
また、非酸化性雰囲気はN2やGOなどの還元性雰囲気
のみならず、N2やArなどの中性雰囲気であってもよ
い。
また、酸化性雰囲気中における熱処理の温度は、ニッケ
ル等の電極材料と磁器の酸化とを考慮して種々変更する
ことが可能である。
この熱処理の温度は実施例では600℃としたが、これ
に限定されるものではな(、焼結温度よりも低い温度で
あればよく、好ましくは500℃〜1000℃の範囲が
よい。
なお、本発明は積層磁器コンデンサ以外の一般的な単層
の磁器コンデンサにも勿論適用可能である。
[実施例]
まず、
第1表のNo。
1の試料の調製方法とそ
の電気特性について説明する。
基邊ヨ[Industrial Field of Application] The present invention relates to a ceramic capacitor having a single-layer or laminated structure in which a dielectric ceramic layer is sandwiched between at least two internal electrodes, and a method for manufacturing the same. [Prior Art] Conventionally, when manufacturing multilayer ceramic capacitors, a conductive paste of noble metal such as platinum or palladium is printed in a desired pattern on an unsintered porcelain sheet (green sheet) made of dielectric porcelain raw material powder. A plurality of these sheets were stacked and pressed together, and fired at 1300°C to 1600°C in an oxidizing atmosphere. Through this firing, the unsintered porcelain sheet made of the dielectric porcelain raw material powder becomes a dielectric porcelain layer, and the conductive paste of noble metal such as platinum or palladium becomes an internal electrode. As mentioned above, if a conductive paste containing a noble metal such as platinum or palladium as a main component is used, the desired internal electrode can be obtained even if it is fired at a high temperature of 1300°C to 1600°C in an oxidizing atmosphere. be able to. However, since precious metals such as platinum and palladium are expensive, the cost of multilayer ceramic capacitors has inevitably increased. Japanese Patent Publication No. 14607/1983, filed by the applicant, discloses (B
a w-x M 1110 m TiO2 (however,
M is a basic component consisting of Mg and/or Zn) and Li-
0 and an additive component consisting of S i Oa are disclosed. In addition, Japanese Patent Publication No. 61-14608 discloses that the dielectric ceramic composition described in Japanese Patent Publication No. 61-14607 is
Instead of i z O and S x Ot, L i *
O, S i Oa and MO (however, %MO is Bad, Ca
A dielectric ceramic composition is disclosed that includes an additive component consisting of one or more metal oxides selected from O and SrO. Also, in Japanese Patent Publication No. 61-14609. (B ai+-x-y Mx LylOIIT i O
*(However, M is Mg and/or Zn, L is Sr and/or Ca), Li2O and Sin
Disclosed is a dielectric ceramic composition comprising an additive component consisting of. Further, in Japanese Patent Publication No. 61-14610, in place of L L 20 and Sin in the dielectric ceramic composition described in Japanese Patent Publication No. 61-14609, L i z
O, S i 02 and MO (However, MO is Bad, Ca
A dielectric ceramic composition is disclosed that includes an additive component consisting of one or more metal oxides selected from O and SrO. In addition, in Japanese Patent Publication No. 61-14611, (Bak
−x Mxloi+ T i Ox (However, M
g. A dielectric ceramic composition comprising a basic component consisting of one or more metal elements selected from Zn*Sr and Ca] and an additive component consisting of B2O3 and Stow is disclosed. In addition, in Japanese Patent Publication No. 1595/1983, (Bait-
n MX) Oi+ T i Ox (However, M is Mg
. One or more metal elements selected from Zn, Sr, and Ca), and B2O3 and MO (
However, MO is Bao. A dielectric ceramic composition containing an additive component consisting of one or more metal oxides selected from M g O, Z n O, S r O, and CaO is disclosed. In addition, Japanese Patent Publication No. 1596/1983 describes the B2O of the dielectric ceramic composition described in Japanese Patent Publication No. 1595/1982.
3 and B2O3 instead of MO. A dielectric ceramic composition is disclosed that includes an additive component consisting of Sin and MO (where MO is Bad. One or more metal oxides selected from MgO, ZnO, SrO, and CaO). . If the dielectric ceramic composition disclosed in these documents is used as a dielectric layer, it can be heated to 1200°C in a reducing atmosphere.
Porcelain capacitors can be obtained by firing at the following temperatures:
Moreover, the relative permittivity of the dielectric ceramic composition is 2000 or more, and the temperature change rate of the relative permittivity is 11 from -25°C to +85°C.
It can be in the range of 0% to +10%. [Problems to be solved by the invention] By the way, with the increasing richness of electronic circuits in recent years,
There is a very strong demand for small-sized ceramic capacitors, and it has been desired to develop a ceramic capacitor equipped with a dielectric ceramic composition having a higher dielectric constant than the dielectric ceramic compositions disclosed in the above-mentioned publications. . In addition, since ceramic capacitors are used in various environments, they are equipped with a dielectric ceramic composition that has a smaller rate of change in relative dielectric constant over a wider temperature range than the dielectric ceramic compositions disclosed in the above-mentioned publications. There was a desire to develop a ceramic capacitor that would Therefore, the object of the present invention is to
Although it can be obtained by firing at temperatures below 200°C, it has a relative dielectric constant of 3000 or more and a dielectric loss tan δ of 2.
.. 5% or less, the resistivity ρ is 1xlO'MΩ・cm or more, and the temperature change rate of the dielectric constant is -15% to +15% (based on 25°C) at -55°C to 125°C, -25°C to 85
An object of the present invention is to provide a ceramic capacitor including a dielectric ceramic composition having a temperature range of -io% to +10% ($1 based on 20°C) and a method for manufacturing the same. [Means for Solving the Problems] A ceramic capacitor according to the present invention includes a dielectric ceramic layer made of a dielectric ceramic composition, and at least two or more internal electrodes sandwiching the dielectric ceramic layer, The dielectric ceramic composition contains 100 parts by weight of basic components and 2O
.. 2 to 5 parts by weight of additional components, and the basic component is (Bak-xMll)O*(T1+-zRz
)Ox-*yz (where M is Ca and/or Sr%R is Sc. 1 selected from Y, Gd, Dy, Ho, Er and Yb
or two or more metal elements, k, x, and z are numeric values satisfying 1 2O0 ≦ k≦ 1 2O5 0 2O1 ≦X≦0 2O5 0, 002 ≦Z ≦0.06), The additive components are B2O3, S i O==, and MO (however, MO is B a O, S r O, Ca O, M g O, and Z
one or more metal oxides selected from nO)
The composition range of the B2O3, the B2O3, and the MO is in the triangular diagram showing these compositions in mol%.
A first composition having a composition of 80 mol % and 19 mol % of the MO.
A second point B having a composition of 1 mol % of the B t Os, 39 mol % of the 5iOz, and 60 mol % of the MO; Oz
a third point C showing a composition in which the MO is 70 mol%; the B2O3 is 90 mol%; the 5iOz is 1 mol%;
a fourth dot having a composition of 9 mol% of the MO; 90 mol% of the B2O3; 9 mol% of the SiO□;
A fifth point E showing a composition of 1 mol% of the MO, and a sixth point F showing a composition of 19 mol% of Mii B2O3, 80 mol% of the 5iOz, and 1 mol% of the MO. This is within the area surrounded by six straight lines connected in sequence. Here, the value of k is preferably in the range of 1.00≦1.05. When the value of k is less than 1.00, the resistivity ρ becomes lXl0
'MΩ・C11, the temperature change rate of capacitance ΔC-5s+ΔC1□5 deviates from -15% to +15%, ΔC-2%+8Cas deviates from -10% to +10%, and k If the value of k exceeds 1.05, a dense sintered body cannot be obtained, but if the value of k exceeds 1.00≦1.05, a dense sintered body cannot be obtained.
This is because within the range of 0.05, a dense sintered body having desired electrical properties can be obtained. Also, the value of X is 0. The range of O1≦X≦0.05 is preferable. If the value of
.. If it exceeds 0.05, the capacitance temperature change rate ΔCC5 will deviate from -10% to +10%, but the value of X will be 0.0
This is because in the range of 1≦X≦0.05, a product having desired electrical characteristics can be obtained. Note that Ca and Sr, which are M components, act in the same manner as f and 2O.
Desired electrical characteristics can be obtained by using one or both of Ca and Sr within a range that satisfies 01≦X≦0.05. Also, the value of Z is 2O. The range of 002≦Z≦0.06 is preferable. When the value of Z is less than 0.002, the capacitance temperature change rate ΔC-65 deviates from -15% to +15%, ΔC-
2. If the value of Z deviates from -10% to +10% and the value of Z exceeds 0.06, a dense sintered body cannot be obtained, but in the range of 0.002≦Z≦0.06, This is because a dense sintered body having desired electrical properties can be obtained. Furthermore, the R component in the compositional formula of the basic components contributes to improving the temperature characteristics of capacitance. That is, by adding the R component, it becomes possible to easily keep the temperature change rate of capacitance ΔC45 to ΔC1□5 in the range of -15% to +15% in the range of -55°C to 125°C, and also It becomes possible to easily keep the temperature change rate of capacitance ΔC-zs to ΔCss in the range of -10% to +lO% in the range of 25°C to 85°C, and to reduce the temperature change rate of capacitance in each temperature range. This makes it possible to reduce the fluctuation range of the temperature change rate. The R component has the effect of increasing the resistivity ρ and the sinterability. Note that the R components Sc, Y, Gd, Dy, and Ho. Er and Yb work in the same way as f, and the same effect can be obtained even if one selected from them is used or a plurality of them are used in combination. However, the value of Z is desirably within the range of 0.002≦Z≦0.06, regardless of whether there is one type of R component or multiple types of R components. In addition, in the compositional formula of the basic components, X and Z naturally indicate the number of atoms of each element. In addition, a trace amount of MnOz (preferably 0.05 to 0.1% by weight) may be added to the basic components within a range that does not impede the purpose of the present invention.
) may be added to improve sinterability. Further, other substances may be added as necessary. In addition, starting materials for obtaining the basic components may be other than those shown in Examples, such as Bad and SrO. It may also be an oxide or hydroxide such as CaO or other compounds. Next, the amount of the additive component to be added is 20 parts by weight per 100 parts by weight of the basic component. A range of 2 to 5 parts by weight is preferred. If the amount of the additive component added is less than 0.2 parts by weight, a dense sintered body cannot be obtained even if the firing temperature is 1250 ° C.
Furthermore, when the amount of the additive component exceeds 5 parts by weight, the dielectric constant ε8 becomes less than 3000, and the temperature change rate ΔC-5s of capacitance deviates from -15% to +15%, but when the additive component is 0. This is because when the amount is in the range of 2 to 5 parts by weight, desired electrical characteristics can be obtained. The composition of the additive component is preferably within the area surrounded by six straight lines connecting the first to sixth points A to F of the triangular diagram showing the composition ratio of B-0--SiO□-MO in mol%. . If the composition of the additive component is outside this range, a dense sintered body cannot be obtained, but if the composition is within this range, a sintered body with desired electrical properties can be obtained. . Note that the starting materials for the additive components may be other compounds such as oxides and hydroxides. Next, 5, the method for manufacturing a ceramic capacitor according to the present invention includes the steps of preparing a mixture of unsintered porcelain powder consisting of the above-mentioned basic components and additive components, and forming an unsintered porcelain sheet consisting of the mixture. a step of forming a laminate in which the unsintered porcelain sheet is sandwiched between at least two conductive paste films; a step of firing the laminate in a non-oxidizing atmosphere; The method includes a step of heat-treating the laminate in an oxidizing atmosphere. Here, the firing temperature in the non-oxidizing atmosphere can be varied depending on the electrode material. When using nickel as the internal electrode, the temperature is 1050℃~12
Almost no aggregation of nickel particles occurs in the temperature range of 00°C. Further, the non-oxidizing atmosphere may be not only a reducing atmosphere such as N2 or GO, but also a neutral atmosphere such as N2 or Ar. Furthermore, the temperature of the heat treatment in the oxidizing atmosphere can be varied in consideration of the electrode material such as nickel and the oxidation of the ceramic. Although the temperature of this heat treatment was 600°C in the example, it is not limited to this (it may be any temperature lower than the sintering temperature, preferably in the range of 500°C to 1000°C. The present invention is of course applicable to general single-layer ceramic capacitors other than multilayer ceramic capacitors. [Example] First, the preparation method of sample No. 1 in Table 1 and its electrical properties will be explained. Kibeyo
【立1口l刃
配合1の化合物を各々秤量し、
これらを15時
開式式混合して原料混合物を得た。
ここで、
配合1の化合物の重量(g)
とモル部
は、
基本成分の一般式
%式%
)
となるように計算して求めた値である。
次に、この原料混合物を150℃で4時間乾燥後、粉砕
し、大気中において約1200℃の温度で2時間仮焼し
、基本成分の粉末を得た。
L礼腹立且11
また、配合2の化合物を各々秤量して混合し、この混合
物にアルコールを300cc加え、ポリエチレンポット
にてアルミナボールを用いて10時間撹拌した後、大気
中において1000℃の温度で2時間仮焼成した。
ここで、配合2の化合物の重量(g)とモル部は、B2
O3が1モル%、SiO□が80モル%、MOが19モ
ル%(BaO
(3゜
8モル%)
+CaO(3,8モル%)+SrO(3,8モル%)+
MgO(3,8モル%)+ZnO(3,8モル%))の
組成になるように計算して求めた値である。
次に、この仮焼によって得られたものを300ccの水
とともにアルミナポットに入れ、アルミナボールで15
時間粉砕し、しかる後に150℃で4時間乾燥させて、
添加成分の粉末を得た。
尚、MOの内容であるBad、Cab。
SrO,MgO及びZnOの割合は、第1表に示すよう
に、いずれも20モル%となる。
25二二匁】1
次に、100重量部(1000g)の前記基本成分に対
し、2重量部(20g)の前記添加成分を添加し、更に
、アクリル酸エステルポリマーグリセリン、縮合リン酸
塩の水溶液からなる有機バインダーを、基本成分と添加
成分との合計重量に対して15重量%添加し、更に、5
0重量%の水を加え、これらをボールミルに入れて、粉
砕及び混合して磁器原料のスラリーを調製した。
未焼結磁器シートの形成
次に、上記スラリーを真空脱泡機に入れて脱泡し、この
スラリーをリバースロールコータに入れ、ここから得ら
れる薄膜成形物を長尺なポリエステルフィルム上に連続
して受は取ると共に、同フィルム上でこれを100℃に
加熱して乾燥させ、厚さ約25LLmの未焼結磁器シー
トを得た。このシートは長尺なものであるが、これを1
0cm角の正方形に裁断して使用する。
導電 ペーストの調製及び印刷
一方、内部電極用の導電性ペーストは、粒径平均1.5
μmのニッケル粉末10gと、エチルセルロース0.9
gをブチルカルピトール9.1gに溶解させたものとを
撹拌機に入れ、10時間撹拌することにより得た。そし
て、この導電性ペーストを長さ14mm、輻7mmのパ
ターンを50個有するスクリーンを介して上記未焼結磁
器シートの片側に印刷した後、これを乾燥させた。
磁1シートの 層
次に、上記印刷面を上にして未焼結磁器シートを2枚積
層した。この際、隣接する上下のシートにおいて、その
印刷面がパターンの長手方向に約半分程ずれるように配
置した。更に、この積層物の上下両面にそれぞれ4枚ず
つ厚さ60μmの未焼結磁器シートを積層した。
μ物の圧 と断
次いで、この積層物を約50℃の温度で厚さ方向に約4
0トンの荷重を加えて圧着させた。しかる後、この積層
物を格子状に裁断し、50個の積層体チップを得た。
戸 チップの
次に、この積層体チップを雰囲気焼成が可能な炉に入れ
、大気雰囲気中において100℃/hの速度で600℃
まで昇温して、有機バインダを燃焼させた。
しかる後、炉の雰囲気を大気からH2(2体積%)+N
、(98体積%)の還元性雰囲気に変えた。そして、炉
をこの還元性雰囲気とした状態を保って、積層体チップ
の加熱温度を600℃から焼結温度の1150℃まで、
100℃/hの速度で昇温しで1150℃(最高温度)
を3時間保持した後、100℃/hの速度で600℃ま
で降温し、雰囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)におき
かえて、600℃を30分間保持して酸化処理を行い、
その後、室温まで冷却して積層焼結体チップを得た。
外!!極!口隘成
次に、電極が露出する積層焼結体チップの側面に亜鉛と
ガラスフリット(glass frit)とビヒクル(
vehicle )とからなる導電性ペーストを塗布し
て乾燥し、これを大気中で550℃の温度で15分間焼
付け、亜鉛電極層を形成し、更にこの上に無電解メツキ
法で銅層を形成し、更にこの上に電気メツキ法でPb−
5n半田層を設けて、一対の外部電極を形成した。
これにより、第1図に示す如く、3層の誘電体磁器層1
2と2層の内部電極14とから成る積層焼結体チップ1
5に一対の外部電極16を形成した積層磁器コンデンサ
lOが得られた。
ここで、外部電極16は、亜鉛電極層18と、この亜鉛
電極層18の上に形成された銅層20と、この銅層20
の上に形成されたPb−5n半田層22とからなる。
なお、この積層磁器コンデンサ10の誘電体磁器層12
の厚さは0.02mm、一対の内部電極14の対向面積
は5mmX5mm=25mm”である。また、焼結後の
誘電体磁器層12の組成は、焼結前の基本成分及び添加
成分の混合組成と実質的に同じである。
電気 、 の1
次に、積層磁器コンデンサ10の電気的特性を測定し、
その平均値を求めたところ、第2表に示すように、比誘
電率ε、が3530、tanδが1.2%、抵抗率ρが
4.8XIO’MΩ・cm、25℃の静電容量を基準に
した一55℃及び+125℃の静電容量の変化率ΔC−
6゜ΔC1□、が−11.4%、+6.3%、20℃の
静電容量を基準にした一25℃、+85℃の静電容量の
変化率へC−25+ ΔC115が−7,1%。
−5,2%であった。
なお、電気的特性は次の要領で測定した。
f’Al比誘電率ε8は、温度20℃、周波数1kHz
、電圧(実効値)1.OVの条件で静電容量を測定し、
この測定値と、一対の内部電極14の対向面積25mm
2と、一対の内部電極14間の誘電体磁器層12の厚さ
0.02mmから計算で求めた
fBl誘電体損失tanδ(%)は上記比誘電率の測定
と同一条件で測定した。
fcl抵抗抵抗率間Ω・cm)は、温度20℃において
DClooVを1分間印加した後に一対の外部電極16
間の抵抗値を測定し、この測定値と寸法とに基づいて計
算で求めた。
+01静電容量の温度特性は、恒温槽の中に試料を入れ
、−55℃、−25℃2O℃、+20℃。
+25℃、+40℃、+60℃、+85℃。
+105℃、+125℃の各温度において、周波数1
kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測
定し、20℃及び25℃の時の静電容量に対する各温度
における変化率を求めることによって得た。
以上、No、1の試料の作成方法及びその特性について
述べたが、試料NO32〜81についても、基本成分及
び添加成分の組成、これ等の割合、及び還元性雰囲気中
における焼成温度を第1表及び第2表に示すように変化
させた他は、N011の試料と全く同一の方法で積層磁
器コンデンサを作成し、同一の方法で電気的特性を測定
した。
第1表は、各々の試料の基本成分と添加成分の組成を示
し、第2表は各々の試料の焼成温度及び電気特性を示す
。
なお、第1表の基本成分の欄のx、z、には、前述した
基本成分の組成式(1)の各元素の原子数、すなわち(
Ti+R)の原子数を1とした場合の各元素の原子数の
割合を示す。
また、Xの欄のCa、Srは、前述した基本成分の組成
式(1)のMの内容を示し、2の欄のSc、Y、Gd、
Dy、Ho、Er及びYbは、前述した基本成分の組成
式(1)のRの内容を示している。
これらの欄にはこれらの原子数が示され、また合計の欄
にはCa、Srの合計値が示されている。
添加成分の添加量は基本成分100重量部に対する重量
部で示されている。添加成分のMOの内容の欄にはB
a O、M g O、Z n O、S r O及びCa
Oの割合がモル%で示されている。
第2表において、静電容量の温度特性は、25℃の静電
容量を基準にした一55℃及び+125℃の静電容量変
化率をΔC−5−(%)及びΔC1□5 (%)で、2
0”Cの静電容量を基準にした一25℃及び+85℃の
静電容量変化率を△(、、、(%)及びΔCs5(%)
で示されている。
第2表(1)
※印が付されt鰭
第2表(2)
※印が付されたντ1[七咬例
第2表(3)
※印が付されたM哀拷吐セ交列
第2表(4)
※磁力吋された19斗は旦J舊殉
第1表及び第2表から明らかなように、本発明に従う試
料では、非酸化性雰囲気中において、1200℃以下の
焼成で、比誘電率ε、が3000以上、tanδが2.
5%以下、抵抗率ρがlX10’MΩ・cm以上、静電
容量の温度変化率へ〇−5,及びΔC1□、が一15%
〜+15%、ΔC−25及び△CaSが一10%〜+1
0%の範囲となり、所望特性の磁器コンデンサを得るこ
とが出来るものである。
一方、試料No、11〜13,26,31゜32.40
〜45,49.50,55.56゜62.63.69,
80.81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る。
第2表には静電容量の温度変化率ΔC−m5+ΔCIx
sr △C−zs+ ΔC□のみが示されているが、本
発明の範囲に属する試料の一25℃〜+85℃の範囲の
種々の静電容量の温度変化率ΔCは、−10%〜+lO
%の範囲に収まり、また、−55℃〜+125℃の範囲
の種々の静電容量の変化率ΔCは、−15%〜+15%
の範囲に収まっている。
次に、本発明の誘電体磁器組成物の組成範囲の限定理由
について述べる。
まず、Xの値が、試料No、32に示すように、零の場
合には、静電容量の温度変化率ΔC−6,が一15%〜
+15%の範囲外となるが、試料No、33.34に示
すごとく%Xの値が0.01の場合には、所望の電気特
性が得られる。従って、Xの下限は0.01である。
一方、試料No、40〜44に示すように、Xの値が0
.06の場合には、静電容量の温度変化率ΔCasが一
10%〜+10%の範囲外となるが、試料No、38.
39に示すように、Xの値が0.05の場合には、所望
の電気特性を得ることができる。従って、Xの上限は0
.05である。
なお、M成分であるCaとSrははf同様に働き2O.
01≦X≦0.05を満足する範囲でCaとSrのうち
の一方または両方を使用することによって所望の電気特
性を得ることができる。
kの値が、試料No、45に示すように、0.98の場
合には、ρが1.XlO’MΩ・C11未満と大幅に低
くなり、静電容量の温度変化率ΔC−5s+ ΔC−2
,もそれぞれ一15%。
−10%より大幅に悪化してしまうが、試料No、46
に示すように、kの値が1.00の場合には、所望の電
気特性が得られる。従って、kの値の下限は1.00で
ある。
一方、kの値が、試料No、49に示すように、1.0
7の場合には緻密な焼結体が得られないが、試料No、
48に示すように、kの値が1.05の場合には、所望
の電気特性が得られる。従ってkの値の上限は1.05
である。
Zの値が、試料No、50.56.63に示すように2
Oの場合には静電容量の温度変化率△C−5,ΔC−2
,がそれぞれ一15%。
−10%以内を満たしていないが、試料No。
51 57.64に示すようにZの値が0.002の場
合には、所望の電気特性が得られる。従って2の下限は
0.002である。
一方、Zの値が試料No、55.62.69゜80.8
1に示すように2O.07の場合には1250℃で焼成
しても緻密な焼結体が得られないが、試料No、54.
61.68,78.79に示すように0.06の場合に
は所望の電気特性を得ることができる。従って、2の値
の上限は0.06である。
尚、R成分のSc、Y、Gd、Dy、Ho。
Er及びYbははf同様に働き、これらから選択された
1つを使用しても、または複数を組み合わせて使用して
も同様な結果が得られる。
そして、R成分が1種または複数種のいずれの場合にお
いても2の値を0.002〜0.06の範囲にすること
が望ましい。
向、組成式でRで示される成分は、静電容量の温度特性
の改善に寄与するものである。すなわち、R成分の添加
によって一55℃〜125℃の範囲での静電容量の温度
変化率ΔC、、SS〜ΔC12,を−15%〜+15%
の範囲に容易に収めることが可能になると共に一25℃
〜85℃の範囲での静電容量の温度変化率ΔC−25〜
ΔC85を一10%〜+10%の範囲に容易に収めるこ
とが可能になり、かつ各温度範囲における静電容量の温
度変化率の変動幅を小さくすることができる。
また、R成分は抵抗率ρを大きくする作用及び焼結性を
高める作用を有するものである。
また、添加成分の添加量が零の場合には、試料N092
6から明らかなように、焼成温度が1250℃であって
も緻密な焼結体が得られないが、試料No、27に示す
ように、添加量が100重量部の基本成分に対して0.
2重量部の場合には、1190℃の焼成で所望の電気特
性が得られる。従って、添加成分の下限は0.2重量部
である。
一方、試料No、31に示すように、添加成分の添加量
が7.0重量部の場合には、比誘電率ε8が3000未
満となり、更に、静電容量の温度変化率ΔC−m5が一
15%〜+15%の範囲外となるが、試料No、30に
示すように、添加量が5.0重量部の場合には、所望の
電気特性を得ることができる。従って、添加量の上限は
5.0重量部である。
添加成分の好ましい組成は、第2図のB203−3 i
O,−MOの組成比を示す三角図に基づいて決定する
ことができる。
三角図の第1の声、Aは、試料No、1のB2O3が1
モル%、5iO−が80モル%、MOが19モル%の組
成を示し、第2の点Bは、試料No、2の82O3が1
モル%、SiO2が39モル%、MOが60モル%の組
成を示し、第3の点Cは、試料No−3のB2O3が2
9モル%、SiO2が1モル%、MOが70モル%の組
成を示し、第4の点りは試料No、4のB2O3が90
モル%、Sin、が1モル%、MOが9モル%の組成を
示し、第5の点Eは、試料No、5のB2O3が90モ
ル%、S i Otが9モル%、MOが1モル%の組成
を示し、第6の点Fは、試料No、6のB2O3が19
モル%、5iO−が80モル%、MOが1モル%の組成
を示す。
本発明の範囲に属する試料の添加成分の組成は三角図の
第1〜6の点A〜Fを順に結ぶ6本の直線で囲まれた領
域内の組成になっている。この領域内の組成とすれば、
所望の電気特性を得ることができる。
一方、試料No、11〜13のように、添加成分の組成
が本発明で特定した範囲外となれば、緻密な焼結体を得
ることができない。
なお、MO酸成分例えば試料No、14〜18に示すよ
うに、B a O、M g O、Z n O。
S r Or Ca Oのいずれか1つであってもよい
し、または他の試料に示すように適当な比率としてもよ
い。
[発明の効果]
本発明によれば、誘電体磁器組成物の組成を前述したよ
うにしたので、比誘電率が3000以上、誘電体損失t
anδが2.5%以下、抵抗率ρがlX1O’MΩ・c
m以上であり、且つ比誘電率の温度変化率が、−55℃
〜125℃で一15%〜+15%(25℃を基準)、−
25℃〜85℃で一10%〜+10%(20℃を基準)
の範囲に収まる誘電体磁器組成物を備えた磁器コンデン
サを提供することができる。
また、本発明によれば、非酸化性雰囲気中において12
00℃以下の温度で焼成して得ることができるので、ニ
ッケル等の卑金属の導電性ペーストをグリーンシートに
塗布し、グリーンシートと導電性ペーストとを同時に焼
成する方法によって磁器コンデンサを製造することがで
きる。[The compounds of Vertical 1-Blade Formulation 1 were each weighed and mixed in a 3:00 p.m. ceremony to obtain a raw material mixture. Here, the weight (g) and molar parts of the compound of Formulation 1 are values calculated so that the general formula of the basic components is: Next, this raw material mixture was dried at 150° C. for 4 hours, pulverized, and calcined in the air at a temperature of about 1200° C. for 2 hours to obtain a powder of the basic component. 11 In addition, the compounds of Formulation 2 were each weighed and mixed, 300 cc of alcohol was added to this mixture, and after stirring for 10 hours using an alumina ball in a polyethylene pot, the mixture was heated to a temperature of 1000°C in the atmosphere. It was pre-baked for 2 hours. Here, the weight (g) and molar parts of the compound of formulation 2 are B2
O3 is 1 mol%, SiO□ is 80 mol%, MO is 19 mol% (BaO (3°8 mol%) + CaO (3.8 mol%) + SrO (3.8 mol%) +
This value was calculated so that the composition would be MgO (3.8 mol%) + ZnO (3.8 mol%). Next, the material obtained by this calcining was placed in an alumina pot with 300 cc of water, and an alumina ball was used to
Grind for hours, then dry at 150°C for 4 hours,
A powder of additive components was obtained. In addition, the contents of MO are Bad and Cab. As shown in Table 1, the proportions of SrO, MgO and ZnO are all 20 mol%. 2522 momme] 1 Next, to 100 parts by weight (1000 g) of the above basic component, 2 parts by weight (20 g) of the above additive components were added, and an aqueous solution of acrylic acid ester polymer glycerin and condensed phosphate was added. An organic binder consisting of 15% by weight is added based on the total weight of the basic components and additive components, and
0% by weight of water was added, and these were placed in a ball mill to be ground and mixed to prepare a slurry of porcelain raw materials. Formation of an unsintered porcelain sheet Next, the above slurry is put into a vacuum defoaming machine to be defoamed, this slurry is put into a reverse roll coater, and the thin film molding obtained from this is continuously coated on a long polyester film. The receiver was removed and dried on the same film by heating at 100° C. to obtain an unsintered porcelain sheet with a thickness of about 25 LLm. This sheet is long, but it is
Cut into 0 cm squares and use. Preparation and printing of conductive paste On the other hand, the conductive paste for internal electrodes has an average particle size of 1.5
10g of μm nickel powder and 0.9g of ethyl cellulose
g dissolved in 9.1 g of butylcarpitol were placed in a stirrer and stirred for 10 hours. Then, this conductive paste was printed on one side of the unsintered porcelain sheet through a screen having 50 patterns each having a length of 14 mm and a width of 7 mm, and then dried. Layer of Magnetic 1 Sheet Next, two unsintered porcelain sheets were laminated with the printed side facing up. At this time, the adjacent upper and lower sheets were arranged so that their printed surfaces were shifted by about half in the longitudinal direction of the pattern. Further, four unsintered porcelain sheets each having a thickness of 60 μm were laminated on the upper and lower surfaces of this laminate. After applying pressure to the μ material, the laminate was heated approximately 4 mm in the thickness direction at a temperature of approximately 50°C.
A load of 0 tons was applied to bond the parts. Thereafter, this laminate was cut into a grid shape to obtain 50 laminate chips. Next to the chip, this laminate chip is placed in a furnace capable of atmosphere firing, and heated to 600°C at a rate of 100°C/h in an atmospheric atmosphere.
The organic binder was burned. After that, the atmosphere of the furnace was changed from the atmosphere to H2 (2% by volume) + N.
, (98% by volume). Then, while maintaining the furnace in this reducing atmosphere, the heating temperature of the stacked chips was increased from 600°C to the sintering temperature of 1150°C.
Raise the temperature at a rate of 100°C/h to 1150°C (maximum temperature)
After holding for 3 hours, the temperature was lowered to 600°C at a rate of 100°C/h, the atmosphere was changed to an air atmosphere (oxidizing atmosphere), and 600°C was held for 30 minutes to perform oxidation treatment.
Thereafter, it was cooled to room temperature to obtain a laminated sintered body chip. Outside! ! very! Next, zinc, glass frit, and vehicle (
A conductive paste consisting of a vehicle) was applied and dried, and this was baked in the air at a temperature of 550°C for 15 minutes to form a zinc electrode layer, and then a copper layer was further formed on this using an electroless plating method. , and then on top of this, Pb-
A 5N solder layer was provided to form a pair of external electrodes. As a result, as shown in FIG. 1, the three dielectric ceramic layers 1
2 and two layers of internal electrodes 14.
A laminated ceramic capacitor lO was obtained in which a pair of external electrodes 16 were formed on the laminate 5. Here, the external electrode 16 includes a zinc electrode layer 18, a copper layer 20 formed on the zinc electrode layer 18, and a copper layer 20 formed on the zinc electrode layer 18.
and a Pb-5n solder layer 22 formed on top of the Pb-5n solder layer 22. Note that the dielectric ceramic layer 12 of this multilayer ceramic capacitor 10
The thickness of the dielectric ceramic layer 12 is 0.02 mm, and the opposing area of the pair of internal electrodes 14 is 5 mm x 5 mm = 25 mm.The composition of the dielectric ceramic layer 12 after sintering is determined by mixing the basic components and additive components before sintering. The composition is substantially the same.Electricity 1 Next, the electrical characteristics of the multilayer ceramic capacitor 10 are measured,
The average values were calculated, and as shown in Table 2, the relative dielectric constant ε is 3530, tan δ is 1.2%, resistivity ρ is 4.8XIO'MΩ・cm, and the capacitance at 25°C is Rate of change in capacitance ΔC- at -55℃ and +125℃ based on standard
6゜ΔC1□ is -11.4%, +6.3%, and the rate of change in capacitance at -25℃ and +85℃ based on the capacitance at 20℃ is C-25+ ΔC115 is -7.1 %. -5.2%. Note that the electrical characteristics were measured in the following manner. The relative dielectric constant ε8 of f'Al is at a temperature of 20°C and a frequency of 1kHz.
, voltage (effective value) 1. Measure the capacitance under OV conditions,
This measurement value and the opposing area of the pair of internal electrodes 14 are 25 mm.
2 and the fBl dielectric loss tan δ (%) calculated from the thickness of 0.02 mm of the dielectric ceramic layer 12 between the pair of internal electrodes 14 was measured under the same conditions as the above-mentioned measurement of the dielectric constant. fcl resistance resistivity (Ω cm) is the difference between the pair of external electrodes 16 after applying DClooV for 1 minute at a temperature of 20°C.
The resistance value between them was measured and calculated based on this measured value and the dimensions. The temperature characteristics of +01 capacitance are as follows: -55°C, -25°C, 20°C, +20°C when the sample is placed in a constant temperature bath. +25℃, +40℃, +60℃, +85℃. Frequency 1 at each temperature of +105℃ and +125℃
The capacitance was measured under the conditions of kHz and a voltage (effective value) of 1.0 V, and the rate of change at each temperature with respect to the capacitance at 20° C. and 25° C. was obtained. The preparation method of samples No. 1 and their characteristics have been described above, but for samples No. 32 to 81, the compositions of the basic components and additive components, their ratios, and the firing temperature in a reducing atmosphere are shown in Table 1. A multilayer ceramic capacitor was prepared in exactly the same manner as the sample N011, except for the changes shown in Table 2, and the electrical characteristics were measured in the same manner. Table 1 shows the composition of the basic components and additive components of each sample, and Table 2 shows the firing temperature and electrical properties of each sample. Note that x and z in the basic component column of Table 1 are the number of atoms of each element in the composition formula (1) of the basic component described above, that is, (
The ratio of the number of atoms of each element is shown when the number of atoms of Ti+R) is 1. In addition, Ca and Sr in the column X indicate the contents of M in the basic component composition formula (1) described above, and Sc, Y, Gd in the column 2,
Dy, Ho, Er, and Yb indicate the content of R in the basic component composition formula (1) described above. The numbers of these atoms are shown in these columns, and the total values of Ca and Sr are shown in the total column. The amount of the additive component added is shown in parts by weight based on 100 parts by weight of the basic component. B in the column of MO content of additive ingredients.
a O, M g O, Z n O, S r O and Ca
The proportion of O is shown in mole %. In Table 2, the temperature characteristics of capacitance are as follows: ΔC-5-(%) and ΔC1□5 (%) So, 2
The capacitance change rate at -25℃ and +85℃ based on the capacitance at 0"C is △(,,, (%) and ΔCs5 (%)
is shown. Table 2 (1) *Marked t-fin Table 2 (2) *Marked ντ1 [7bite cases Table 2 (3) *Marked M-Fin combination No. 2 Table (4) The relative dielectric constant ε is 3000 or more, and the tan δ is 2.
5% or less, resistivity ρ is l×10'MΩ・cm or more, temperature change rate of capacitance is 〇-5, and ΔC1□ is -15%.
~ +15%, ΔC-25 and △CaS -10% ~ +1
0% range, making it possible to obtain a ceramic capacitor with desired characteristics. On the other hand, sample No. 11-13, 26, 31°32.40
~45,49.50,55.56゜62.63.69,
80.81 cannot achieve the purpose of the present invention. Therefore, these are outside the scope of the present invention. Table 2 shows the temperature change rate of capacitance ΔC-m5+ΔCIx
Although only sr △C-zs+ ΔC□ is shown, the temperature change rate ΔC of various capacitances in the range of 25°C to +85°C is -10% to +lO
%, and the rate of change of various capacitances ΔC in the range of -55°C to +125°C is -15% to +15%.
is within the range. Next, the reasons for limiting the composition range of the dielectric ceramic composition of the present invention will be described. First, when the value of X is zero as shown in sample No. 32, the temperature change rate ΔC-6 of capacitance is 115%
Although it is outside the range of +15%, desired electrical characteristics can be obtained when the value of %X is 0.01 as shown in sample No. 33.34. Therefore, the lower limit of X is 0.01. On the other hand, as shown in sample Nos. 40 to 44, the value of X is 0.
.. In the case of Sample No. 38.06, the temperature change rate ΔCas of capacitance is outside the range of -10% to +10%.
As shown in 39, when the value of X is 0.05, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the upper limit of X is 0
.. It is 05. Note that Ca and Sr, which are M components, act in the same manner as f and 2O.
Desired electrical characteristics can be obtained by using one or both of Ca and Sr within a range that satisfies 01≦X≦0.05. As shown in sample No. 45, when the value of k is 0.98, ρ is 1. It is significantly lower than XlO'MΩ・C11, and the temperature change rate of capacitance ΔC-5s+ ΔC-2
, and 15% each. Although it is significantly worse than -10%, sample No. 46
As shown in the figure, when the value of k is 1.00, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the lower limit of the value of k is 1.00. On the other hand, the value of k is 1.0 as shown in sample No. 49.
In the case of sample No. 7, a dense sintered body cannot be obtained, but in the case of sample No.
As shown in 48, when the value of k is 1.05, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the upper limit of the value of k is 1.05
It is. The value of Z is 2 as shown in sample No. 50.56.63.
In the case of O, the temperature change rate of capacitance △C-5, ΔC-2
, are 15% each. Sample No. does not satisfy -10% or less. As shown in 51 57.64, when the value of Z is 0.002, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the lower limit of 2 is 0.002. On the other hand, the value of Z is sample No. 55.62.69°80.8
As shown in 1, 2O. In the case of sample No. 54.07, a dense sintered body could not be obtained even if fired at 1250°C.
As shown in 61.68 and 78.79, when the value is 0.06, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the upper limit of the value of 2 is 0.06. Note that the R components are Sc, Y, Gd, Dy, and Ho. Er and Yb work in the same way as f, and the same result can be obtained even if one selected from them is used or a plurality of them are used in combination. It is desirable that the value of 2 is in the range of 0.002 to 0.06, regardless of whether there is one type of R component or multiple types of R components. The component represented by R in the compositional formula contributes to improving the temperature characteristics of capacitance. That is, by adding the R component, the temperature change rate ΔC of capacitance in the range of -55°C to 125°C, SS to ΔC12, is increased by -15% to +15%.
It becomes possible to easily keep the temperature within the range of -25℃.
Temperature change rate of capacitance ΔC-25 in the range of ~85℃
It becomes possible to easily keep ΔC85 within the range of -10% to +10%, and it is possible to reduce the range of variation in the temperature change rate of capacitance in each temperature range. Moreover, the R component has the effect of increasing the resistivity ρ and the effect of increasing the sinterability. In addition, when the amount of additive components added is zero, sample N092
As is clear from No. 6, even if the firing temperature is 1250°C, a dense sintered body cannot be obtained. However, as shown in sample No. 27, the addition amount is 0.00% per 100 parts by weight of the basic components.
In the case of 2 parts by weight, desired electrical properties can be obtained by firing at 1190°C. Therefore, the lower limit of the additive component is 0.2 part by weight. On the other hand, as shown in sample No. 31, when the amount of the additive component is 7.0 parts by weight, the relative dielectric constant ε8 is less than 3000, and the temperature change rate ΔC-m5 of capacitance is Although it is outside the range of 15% to +15%, as shown in sample No. 30, when the amount added is 5.0 parts by weight, desired electrical characteristics can be obtained. Therefore, the upper limit of the amount added is 5.0 parts by weight. The preferred composition of the additive components is B203-3 i in Figure 2.
It can be determined based on a triangular diagram showing the composition ratio of O and -MO. The first voice in the triangular diagram, A, is sample No. 1, and B2O3 of 1 is 1.
mol%, 5iO- shows a composition of 80 mol%, MO shows a composition of 19 mol%, and the second point B shows that 82O3 of sample No. 2 is 1
mol%, SiO2 is 39 mol%, MO is 60 mol%, and the third point C is that B2O3 of sample No. 3 is 2
9 mol%, SiO2 is 1 mol%, MO is 70 mol%.
mol%, Sin, shows a composition of 1 mol%, MO is 9 mol%, and the fifth point E has sample No. 5 with 90 mol% of B2O3, 9 mol% of SiOt, and 1 mol of MO. % composition, and the sixth point F is sample No. 6 with B2O3 of 19
The composition is 80 mol% of 5iO- and 1 mol% of MO. The composition of the additive components of the sample that falls within the scope of the present invention is within the region surrounded by six straight lines connecting the first to sixth points A to F of the triangular diagram in order. If the composition is within this region,
Desired electrical characteristics can be obtained. On the other hand, if the composition of the additive components falls outside the range specified in the present invention, as in Samples Nos. 11 to 13, a dense sintered body cannot be obtained. In addition, MO acid components such as BaO, MgO, and ZnO as shown in Sample Nos. 14 to 18. It may be any one of S r Or Ca O, or an appropriate ratio as shown in other samples. [Effects of the Invention] According to the present invention, since the composition of the dielectric ceramic composition is as described above, the dielectric constant is 3000 or more, and the dielectric loss t is
anδ is 2.5% or less, resistivity ρ is lX1O'MΩ・c
m or more, and the temperature change rate of the relative permittivity is -55°C
-15% to +15% at ~125℃ (based on 25℃), -
-10% to +10% at 25℃ to 85℃ (based on 20℃)
It is possible to provide a ceramic capacitor with a dielectric ceramic composition falling within the range of . Further, according to the present invention, in a non-oxidizing atmosphere, 12
Since it can be obtained by firing at a temperature of 00°C or less, it is possible to manufacture a ceramic capacitor by applying a conductive paste of a base metal such as nickel to a green sheet and firing the green sheet and the conductive paste at the same time. can.
第1図は本発明の実施例に係わる積層型磁器コンデンサ
を示す断面図、第2図は添加成分の組成範囲を示す三角
図である。
12・・−磁器層、14−・・内部電極、16−・外部
電極。FIG. 1 is a sectional view showing a multilayer ceramic capacitor according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a triangular diagram showing the composition range of additive components. 12--Porcelain layer, 14--Internal electrode, 16--External electrode.
Claims (1)
電体磁器層を挟持している少なくとも2以上の内部電極
とを備えた磁器コンデンサにおいて、 前記誘電体磁器組成物が、100重量部の基本成分と、
0.2〜5重量部の添加成分との混合物を焼成したもの
からなり、 前記基本成分が (Ba_k_−_xM_x)O_k(Ti_1_−_z
R_z)O_2_−_z_/_2(但し、MはCa及び
/又はSr、RはSc、Y、Gd、Dy、Ho、Er及
びYbから選択された1種または2種以上の金属元素、
k、x、zは 1.00≦k≦1.05 0.01≦x≦0.05 0.002≦z≦0.06 を満足する数値)で表わされる物質からなり、前記添加
成分がB_2O_3とSiO_2とMO(但し、MOは
BaO、SrO、CaO、MgO及びZnOから選択さ
れた1種または2種以上の金属酸化物)とからなり、 前記B_2O_3と前記SiO_2と前記MOとの組成
範囲が、これらの組成をモル%で示す三角図における、 前記B_2O_3が1モル%、前記SiO_2が80モ
ル%、前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと
、 前記B_2O_3が1モル%、前記SiO_2が39モ
ル%、前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと
、 前記B_2O_3が29モル%、前記SiO_2が1モ
ル%、前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと
、 前記B_2O_3が90モル%、前記SiO_2が1モ
ル%、前記MOが9モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B_2O_3が90モル%、前記SiO_2が9モ
ル%、前記MOが1モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B_2O_3が19モル%、前記SiO_2が80
モル%、前記MOが1モル%の組成を示す第6の点Fと をこの順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあること
を特徴とする磁器コンデンサ。 2.未焼結の磁器粉末からなる混合物を調製する工程と
、前記混合物からなる未焼結磁器シートを形成する工程
と、前記未焼結磁器シートを少なくとも2以上の導電性
ペースト膜で挟持させた積層物を形成する工程と、前記
積層物を非酸化性雰囲気中において焼成する工程と、前
記焼成を受けた積層物を酸化性雰囲気中において熱処理
する工程とを備え、 前記未焼結の磁器粉末からなる混合物が、 100重量部の基本成分と、0.2〜5重量部の添加成
分とからなり、 前記基本成分が (Ba_k_−_xM_x)O_k(Ti_1_−_z
R_z)O_2_−_z_/_2(但し、MはCa及び
/又はSr、RはSc、Y、Gd、Dy、Ho、Er及
びYbから選択された1種または2種以上の金属元素、
k、x、zは 1.00≦k≦1.05 0.01≦x≦0.05 0.002≦z≦0.06 を満足する数値)で表わされる物質からなり、前記添加
成分がB_2O_3とSiO_2とMO(但し、MOは
BaO、SrO、CaO、MgO及びZnOから選択さ
れた1種または2種以上の金属酸化物)とからなり、 前記B_2O_3と前記SiO_2と前記MOとの組成
範囲が、これらの組成をモル%で示す三角図における、 前記B_2O_3が1モル%、前記SiO_2が80モ
ル%、前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと
、 前記B_2O_3が1モル%、前記SiO_2が39モ
ル%、前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと
、 前記B_2O_3が29モル%、前記SiO_2が1モ
ル%、前記MOが70モル%の組成を示す第3の点Cと
、 前記B_2O_3が90モル%、前記SiO_2が1モ
ル%、前記MOが9モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記B_2O_3が90モル%、前記SiO_2が9モ
ル%、前記MOが1モル%の組成を示す第5の点Eと、 前記B_2O_3が19モル%、前記SiO_2が80
モル%、前記MOが1モル%の組成を示す第6の点Fと をこの順に結ぶ6本の直線で囲まれた領域内にあること
を特徴とする磁器コンデンサの製造方法。[Claims] 1. A ceramic capacitor comprising a dielectric ceramic layer made of a dielectric ceramic composition and at least two or more internal electrodes sandwiching the dielectric ceramic layer, wherein the dielectric ceramic composition contains 100 parts by weight of the basic ingredients and
It is made by firing a mixture with 0.2 to 5 parts by weight of additional components, and the basic component is (Ba_k_-_xM_x)O_k(Ti_1_-_z
R_z) O_2_-_z_/_2 (where M is Ca and/or Sr, R is one or more metal elements selected from Sc, Y, Gd, Dy, Ho, Er, and Yb,
k, x, and z are made of substances expressed by numerical values satisfying 1.00≦k≦1.05, 0.01≦x≦0.05, 0.002≦z≦0.06, and the additive component is B_2O_3 , SiO_2, and MO (where MO is one or more metal oxides selected from BaO, SrO, CaO, MgO, and ZnO), and the composition range of the B_2O_3, the SiO_2, and the MO is , in a triangular diagram showing these compositions in mol%, a first point A indicating a composition of 1 mol% of the B_2O_3, 80 mol% of the SiO_2, and 19 mol% of the MO; and 1 mol% of the B_2O_3. , a second point B having a composition of 39 mol% of the SiO_2 and 60 mol% of the MO; and a second point B having a composition of 29 mol% of the B_2O_3, 1 mol% of the SiO_2, and 70 mol% of the MO. 3 point C, and a fourth point D showing a composition of 90 mol% of B_2O_3, 1 mol% of SiO_2, and 9 mol% of MO; and 90 mol% of B_2O_3 and 9 mol% of SiO_2. , a fifth point E in which the MO has a composition of 1 mol %, the B_2O_3 is 19 mol %, and the SiO_2 is 80 mol %.
mol %, and the MO is located within a region surrounded by six straight lines connecting in this order a sixth point F showing a composition of 1 mol %. 2. A step of preparing a mixture made of unsintered porcelain powder, a step of forming an unsintered porcelain sheet made of the mixture, and a lamination in which the unsintered porcelain sheet is sandwiched between at least two or more conductive paste films. forming a product, firing the laminate in a non-oxidizing atmosphere, and heat-treating the fired laminate in an oxidizing atmosphere, from the unsintered porcelain powder. The mixture consists of 100 parts by weight of the basic component and 0.2 to 5 parts by weight of additional components, and the basic component is (Ba_k_-_xM_x)O_k(Ti_1_-_z
R_z) O_2_-_z_/_2 (where M is Ca and/or Sr, R is one or more metal elements selected from Sc, Y, Gd, Dy, Ho, Er, and Yb,
k, x, and z are made of substances expressed by numerical values satisfying 1.00≦k≦1.05, 0.01≦x≦0.05, 0.002≦z≦0.06, and the additive component is B_2O_3 , SiO_2, and MO (where MO is one or more metal oxides selected from BaO, SrO, CaO, MgO, and ZnO), and the composition range of the B_2O_3, the SiO_2, and the MO is , in a triangular diagram showing these compositions in mol%, a first point A indicating a composition of 1 mol% of the B_2O_3, 80 mol% of the SiO_2, and 19 mol% of the MO; and 1 mol% of the B_2O_3. , a second point B having a composition of 39 mol% of the SiO_2 and 60 mol% of the MO; and a second point B having a composition of 29 mol% of the B_2O_3, 1 mol% of the SiO_2, and 70 mol% of the MO. 3 point C, and a fourth point D showing a composition of 90 mol% of B_2O_3, 1 mol% of SiO_2, and 9 mol% of MO; and 90 mol% of B_2O_3 and 9 mol% of SiO_2. , a fifth point E in which the MO has a composition of 1 mol %, the B_2O_3 is 19 mol %, and the SiO_2 is 80 mol %.
A method for manufacturing a ceramic capacitor, characterized in that the MO is located within an area surrounded by six straight lines connecting in this order to a sixth point F showing a composition of 1 mol %.
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-
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