JPH0330308A - Separator for baking ceramic element and manufacture thereof - Google Patents
Separator for baking ceramic element and manufacture thereofInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
l鼠よ二且里ユ■
本発明は、コンデンサやバリスタ等の電子部品用セラミ
クス素体を焼成により製造するに際し。[Detailed Description of the Invention] The present invention is applied to the production of ceramic bodies for electronic components such as capacitors and varistors by firing.
焼成前のセラミクス成形体間に介在させて焼成すること
に使用されるセラミクス素体焼成用セパレータとその製
造方法に関する。The present invention relates to a separator for firing ceramic bodies that is interposed between ceramic molded bodies before firing and is used for firing, and a method for manufacturing the separator.
1米立技止
従来より、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム
などを主原料としたセラミクス素体はコンデンサ、バリ
スタ、サーミスタ等の電子部品に広(用いられている。Ceramic bodies made from barium titanate, strontium titanate, etc. as main raw materials have been widely used in electronic components such as capacitors, varistors, and thermistors.
これらセラミクス素体の焼成方法としては、加圧成形さ
れた多数のセラミクス成形体11・・・を第4図に示す
ように匣12中に縦に積み重ねるか、あるいは第5図に
示すように横方向に多数並べるかして大気中あるいは還
元雰囲気中にて焼成する方法が一般的である。As for the method of firing these ceramic bodies, a large number of press-formed ceramic bodies 11 are stacked vertically in a box 12 as shown in FIG. 4, or horizontally as shown in FIG. A common method is to arrange a large number of them in the same direction and fire them in the air or in a reducing atmosphere.
しかし、前記成形体11・・・どうしを密着させて焼成
を行なった場合、これら成形体11・・・どうしが互い
に反応したり、あるいは焼き上がったセラミクス素体ど
うじが互いにくっつくことがあり、セラミクス素体の歩
留まりが低いという欠点がある。However, when the molded bodies 11 are brought into close contact with each other and fired, the molded bodies 11 may react with each other, or the fired ceramic bodies may stick to each other. The disadvantage is that the yield of the element body is low.
この欠点を解消する方法として、A1□03やZrO□
あるいはZrCなとの粉末を敷粉として前記セラミクス
成形体11・・・間に介在させて焼成を行なう方法があ
る。As a way to eliminate this drawback, A1□03 and ZrO□
Alternatively, there is a method in which a powder such as ZrC is interposed between the ceramic molded bodies 11 as a bed powder and firing is performed.
しかし、このように敷粉を介在させて焼成を行なった場
合においては、これら敷粉と成形体との接触部における
反応が避けられず、焼き上がったセラミクス素体の電気
特性に悪影響を及ぼし、均質なセラミクス素体を得るた
めの弊害となっていた。この傾向は、還元雰囲気中の焼
成において特に顕著であり、均質な半導体セラミクスを
得ることを困難にしていた。However, when firing is performed with the intervening powder as described above, reactions occur at the contact areas between the powder and the molded body, which adversely affects the electrical properties of the fired ceramic body. This was a problem in obtaining a homogeneous ceramic body. This tendency is particularly noticeable during firing in a reducing atmosphere, making it difficult to obtain homogeneous semiconductor ceramics.
そこで、このようなセラミクス成形体どうしのくっつき
等を防止する方法として、チタン酸ス)・ロンチウムを
主成分とするセラミクス成形体間にチタン酸ストロンチ
ウムを主成分とする粉末を敷粉として介在せしめて焼成
する半導体セラミクスコンデンサの製造方法が開示され
ている(特公昭61−11460号公報)。Therefore, as a method for preventing such adhesion between ceramic molded bodies, a powder containing strontium titanate as a main component is interposed between ceramic molded bodies containing strontium titanate as a main component. A method for manufacturing a semiconductor ceramic capacitor by firing is disclosed (Japanese Patent Publication No. 11460/1983).
この方法においては、前記セラミクス成形体どうしのく
っつきをある程度防止することができ、しかもセラミク
ス成形体と粉末とが同−組成系であるため、セラミクス
成形体と粉末とが接触しても、焼き上がったセラミクス
素体の電気特性に悪影響を及ぼすのを抑制することがで
きる。In this method, it is possible to prevent the ceramic molded bodies from sticking to each other to some extent, and since the ceramic molded body and the powder have the same composition, even if the ceramic molded body and the powder come into contact with each other, the ceramic molded body and the powder cannot be fired. It is possible to suppress adverse effects on the electrical properties of the ceramic body.
日が ′しようとする言
しかし、上記方法においてもセラミクス素体表面に部分
的に粉末がくっつき、この粉末をセラミクス素体から容
易に剥がすことができず、これらセラミクス素体どうじ
を機械的に擦りあわせるか、あるいは何らかの方法で研
磨することが必要であった。さらに、このような研磨な
どによってこれら粉末を剥そうとした場合、半導体セラ
ミクスの電気特性に悪影響を及ぼす虞が大きく、良好な
電気特性を有する電子部品(例えば半導体セラミックコ
ンデンサ)を得ることが事実上困難であるという問題が
あった。However, even with the above method, the powder partially sticks to the surface of the ceramic body, and this powder cannot be easily peeled off from the ceramic body, so it is difficult to mechanically rub the ceramic body. It was necessary to match them or polish them in some way. Furthermore, if an attempt is made to remove these powders by such polishing, there is a strong possibility that the electrical properties of semiconductor ceramics will be adversely affected, and it is virtually impossible to obtain electronic components (for example, semiconductor ceramic capacitors) with good electrical properties. The problem was that it was difficult.
本発明はかかる問題点に鑑み、電子部品等に使用される
セラミクス素体の製造過程において、焼き上がったセラ
ミクス素体どうしのくっつきを防止すると共に、良好か
つ均質な電気特性を有するセラミクス素体を容易かつ歩
留まりよく製造することができるセラミクス素体焼成用
セパレータとその製造方法を提供することを目的とする
。In view of these problems, the present invention prevents fired ceramic bodies from sticking together in the manufacturing process of ceramic bodies used in electronic parts, etc., and also produces ceramic bodies that have good and homogeneous electrical properties. It is an object of the present invention to provide a separator for firing a ceramic body that can be manufactured easily and with a high yield, and a method for manufacturing the separator.
言 を ゛するための 「
上記目的を達成するために本発明に係るセラミクス素体
焼成用セパレータは、原料粉体と有機質成分を含むバイ
ンダとの混合材を加圧成形したセラミクス成形体を焼成
してセラミクス素体を製造する際に、該セラミクス成形
体間に介在させるセラミクス素体焼成用セパレークであ
って、前記セラミクス素体と同一主成分を含み、かつそ
の密度が前記セラミクス素体の密度以下であることを特
徴としている。To achieve the above object, the separator for firing ceramic bodies according to the present invention is produced by firing a ceramic molded body obtained by pressure-molding a mixture of raw material powder and a binder containing an organic component. A separate lake for firing a ceramic body which is interposed between the ceramic molded bodies when manufacturing a ceramic body by using a ceramic body, and which contains the same main component as the ceramic body and whose density is less than or equal to the density of the ceramic body. It is characterized by being
また、前記主成分がチタン酸ストロンチウムの場合には
、その密度が3.8〜4.7g/cm’であることが好
ましく、
前記主成分がチタン酸バリウムの場合には、その密度4
.3〜5.3g/cm”であることが好ましい。Further, when the main component is strontium titanate, the density is preferably 3.8 to 4.7 g/cm', and when the main component is barium titanate, the density is 4.
.. 3 to 5.3 g/cm" is preferable.
さらに、ペロブスカイト型結晶構造(−穀式RMO,+
+とする場合には、A/B (但し、Aは金属イオンR
の原子数、Bは金属イオンMの原子数)が、
1.00<A/B≦1.02
であることを特徴としている。Furthermore, the perovskite crystal structure (-grain RMO, +
+, A/B (however, A is metal ion R
The number of atoms of the metal ion M (B is the number of atoms of the metal ion M) is 1.00<A/B≦1.02.
また、本発明に係るセラミクス素体焼成用セパレータの
製造方法は、セラミクス素体と同一主成分を含む原料粉
体と有機質成分を含むバインダとの混合材を、セラミク
ス成形体の加圧成形圧力よりも低くして加圧成形し、次
いで焼成することを特徴としている。Furthermore, in the method for producing a separator for firing a ceramic body according to the present invention, a mixture of a raw material powder containing the same main component as that of the ceramic body and a binder containing an organic component is heated under a pressure forming pressure of a ceramic molded body. It is characterized in that it is pressure-molded at a low temperature and then fired.
また、前記有機質成分を含むバインダの量を、セラミク
ス成形体が含む有機質成分を含むバインダの量よりも多
くして焼成してもよい。Further, the amount of the binder containing the organic component may be greater than the amount of the binder containing the organic component contained in the ceramic molded body for firing.
作土
上記構成によれば、セラミクス素体焼用セパレータ(以
下、単に「セパレータ」という)がセラミクス素体と同
一主成分からなり、該セパレータの密度が焼き上がった
セラミクス素体の密度より小さいので、該セパレータを
セラミクス成形体間に介在させた状態で焼成しても前記
セラミクス成形体とセパレータとの反応性が低く、前記
セラミクス成形体と前記セパレータとのくっつきを防止
することができる。According to the above structure, the separator for firing the ceramic body (hereinafter simply referred to as "separator") is made of the same main component as the ceramic body, and the density of the separator is smaller than the density of the fired ceramic body. Even if the separator is fired with the separator interposed between the ceramic molded bodies, the reactivity between the ceramic molded body and the separator is low, and it is possible to prevent the ceramic molded body and the separator from sticking together.
すなわち、セラミクス素体の成分と異なる粉末状の敷粉
をセラミクス成形体間に介在させるのと異なり、該セラ
ミクス成形体と前記セパレータとの間の反応性は低く、
該セパレータはセラミクス素体の電気特性に悪影響を及
ぼさない、また粉末を使用していないため、従来のよう
に粉末がセラミクス素体にくっつくといったことも生じ
ない。That is, unlike the case where a powdered bedding material different from the components of the ceramic body is interposed between the ceramic molded bodies, the reactivity between the ceramic molded body and the separator is low;
The separator does not adversely affect the electrical properties of the ceramic body, and since no powder is used, powder does not stick to the ceramic body as in the past.
すなわち、セラミクス素体を製造する場合、第1図に示
すように、匣17内において、セパIノータ15を両端
部に配置し、セラミクス成形体16をその間に配置する
ことにより、セラミクス成形体16の焼成雰囲気が一定
化され、焼き上がったセラミクス素体の電気特性が均一
化される。That is, when manufacturing a ceramic body, as shown in FIG. The firing atmosphere is made constant, and the electrical properties of the fired ceramic body are made uniform.
さらには、第2図に示すように、セラミクス素体と同一
主成分からなり、かつ焼き上がったセラミック素体19
の寸法と異なる寸法を有するセパレータ18を、未焼結
体であるセラミクス成形体間に介在させた場合には、セ
パレータ18とセラミクス素体19とを容易に分離する
ことができる。Furthermore, as shown in FIG. 2, a ceramic body 19 made of the same main component as the ceramic body and fired
When the separator 18 having dimensions different from those of the ceramic body 19 is interposed between the unsintered ceramic molded bodies, the separator 18 and the ceramic body 19 can be easily separated.
すなわち、例えば、円板状のセラミクス成形体を焼成す
る場合、これら成形体と同じ寸法のセパレータを介在さ
せると、焼成前の「匣詰め」の段階では、成形体とセパ
レータが同一寸法であるため、積み重ねて焼成すること
ができる。そしてその後成形体が焼成されてセラミクス
素体となると、該セラミクス素体はセラミクス成形体か
ら20%程度収縮する。つまり、第2図に示すように、
焼き上がったセラミクス素体19は収縮しないセパレー
タ18より全体的に寸法が小さくなる。したがって、焼
成後の工程、例えば電極印刷工程で、セパレータ18を
除(場合、第3図(atfbl に示すように、例えば
セラミクス素体19の寸法に合う凹部21を有する治具
20を用いることによって、セパレータ18を除くこと
が容易となる。That is, for example, when firing disc-shaped ceramic molded bodies, if a separator with the same dimensions as these molded bodies is interposed, the molded body and the separator will have the same dimensions at the "packing" stage before firing. , can be stacked and fired. Then, when the molded body is fired to become a ceramic body, the ceramic body shrinks by about 20% from the ceramic molded body. In other words, as shown in Figure 2,
The fired ceramic body 19 has an overall smaller size than the separator 18 which does not shrink. Therefore, in a process after firing, for example, an electrode printing process, the separator 18 is removed (as shown in FIG. , the separator 18 can be easily removed.
さらに、前記セパレータは、上記したようにセラミクス
素体と同一主成分を有するが、その密度が大きすぎると
電気特性に悪影響を及ぼし、他方その密度が小さすぎる
と強度的に弱(なる。すなわち、セパレータの密度には
最適範囲が存在する。Further, as described above, the separator has the same main components as the ceramic body, but if the density is too high, it will have an adverse effect on the electrical properties, while if the density is too low, the strength will be weak (i.e. There is an optimum range of separator density.
本発明では、上記最適範囲として5rTiOaを主成分
としたセパレータにあっては、その密度を3.8〜4.
7g/cm”に設定し、またBaTi0mを主成分とし
たセパレータにあっては、その密度を4.3〜5、3g
/cm″に設定することにより、セパレータが破損する
ことなく、セラミクス素体の電気特性の低下を防止する
ことができる。In the present invention, in the case of a separator whose main component is 5rTiOa, the density is set in the above-mentioned optimum range of 3.8 to 4.
7g/cm", and for separators whose main component is BaTi0m, the density is set at 4.3 to 5.3g.
/cm'', it is possible to prevent the deterioration of the electrical properties of the ceramic body without damaging the separator.
また、セパレータ用原料を成形する際の成形圧力や、該
原料に含ませる有機質成分を含むバインダの含有量を調
整することによって所望の密度を有する前記セパレータ
を製造することができる。Furthermore, the separator having a desired density can be manufactured by adjusting the molding pressure when molding the raw material for separator and the content of the binder containing organic components contained in the raw material.
すなわち、セパレータの製造過程における成形工程にお
いて、その成形圧力をセラミクス素体の製造時における
成形圧力よりも低く設定することによって、セラミクス
素体の密度よりも小さい密度を有するセパレータを製造
することができ、また有機質成分を含むバインダの含有
量を、前記セラミクス素体製造のためのセラミクス成形
体に含有させる有機質成分を含むバインダの含有量より
も多(設定することによって、セラミクス素体の密度よ
りも小さい密度を有するセパレータを製造することがで
きる。That is, by setting the molding pressure in the molding process in the separator manufacturing process lower than the molding pressure during manufacturing the ceramic body, it is possible to manufacture a separator having a density lower than that of the ceramic body. In addition, by setting the content of the binder containing an organic component to be higher than the content of the binder containing an organic component contained in the ceramic molded body for producing the ceramic body, the content of the binder containing an organic component may be set to be higher than the density of the ceramic body. Separators with low density can be produced.
また、−M式RMO,で示されるペロブスカイト型結晶
構造を有するセラミクス素体を製造する際においては、
A/B (但し、Aは金属イオンRの原子数1、Bは金
属イオンMの原子数)が、1.00<A/B≦1,02
であるセパレータをセラミクス成形体間に介在させて焼
成することにより、電気特性の優れたセラミクス素体が
得られる。すなわち、上記原子数比(A/B)を有する
セパレータにあっては、その結晶構造が安定化し、焼き
上がったセラミクス素体が互いにくっつ(こともなく、
電気特性の良好なセラミクス素体を得ることができる。In addition, when manufacturing a ceramic body having a perovskite crystal structure represented by -M formula RMO,
A/B (where A is the number of atoms of the metal ion R: 1, B is the number of atoms of the metal ion M) is 1.00<A/B≦1,02
By interposing a separator between ceramic molded bodies and firing, a ceramic body with excellent electrical properties can be obtained. In other words, in a separator having the above atomic ratio (A/B), its crystal structure is stabilized, and the fired ceramic bodies do not stick to each other.
A ceramic body with good electrical properties can be obtained.
1血困
以下、本発明に係る実施例を詳説するが、本発明はかか
る実施例に限定されるものでないことはいうまでもない
。Examples of the present invention will be described in detail below, but it goes without saying that the present invention is not limited to these examples.
[実施例1]
チタン酸ストロンチウム(SrTiOa)に酸化ニオブ
(NbaOa )をO1モル%〜0,4モル%、および
焼結助剤として酸化1lrl(CuO)をo、iモル%
〜0.2モル%の範囲で添加し、ボールミル内で十分に
混合し、粉末状のセラミクス原料を作製した。[Example 1] Strontium titanate (SrTiOa) is mixed with niobium oxide (NbaOa) at O1 mol% to 0.4 mol%, and 1lrl oxide (CuO) as a sintering aid at o, i mol%.
It was added in an amount of 0.2 mol % and thoroughly mixed in a ball mill to produce a powdered ceramic raw material.
次いで、このセラミクス原料に有機質成分を含むバイン
ダとして2.5wt%のポリビニルアルコール(PVA
)を添加した後、再びボールミル内で十分混合した。そ
してこの後、60メツシユの篩を通してセラミクス原料
粉体を造粒し、しかる後2.0 (ton/cm21の
成形圧力でもって加圧成形し、10mmφX1.Eun
mtの円板状の電子部品用セラミクス成形体(第1のセ
ラミクス成形体)を作製した。Next, 2.5 wt% polyvinyl alcohol (PVA) was added to this ceramic raw material as a binder containing organic components.
) was added and thoroughly mixed again in the ball mill. After this, the ceramic raw material powder is granulated through a 60 mesh sieve, and then pressure molded at a molding pressure of 2.0 (ton/cm21) to form a 10mmφX1.Eun
A disc-shaped ceramic molded body for electronic components (first ceramic molded body) of mt was produced.
一方、上述と同様にして60メツシユの篩を通しして造
粒されたセラミクス原料を、0.005〜1.2(to
n/cm”)の範囲内の成形圧力でもって加圧成形し、
12開φX1.5mm’の円板状のセパレータ用セラミ
クス成形体(第2のセラミクス成形体)を作製した。On the other hand, the ceramic raw material granulated by passing through a 60-mesh sieve in the same manner as described above was
Pressure molding with a molding pressure within the range of n/cm"),
A disc-shaped separator ceramic molded body (second ceramic molded body) having a diameter of 12 mm and a diameter of 1.5 mm was prepared.
次いで、第1のセラミクス成形体及び第2のセラミクス
成形体を大気中にて1000℃の温度で、2時間焼成を
行ない、前記バインダ(PVA)を除去した。Next, the first ceramic molded body and the second ceramic molded body were fired in the atmosphere at a temperature of 1000° C. for 2 hours to remove the binder (PVA).
そしてこの後、第2のセラミクス成形体を、B2、N2
の還元(混合)雰囲気下、温度1440〜1530℃、
焼成時間2〜6時間の条件で焼成し、10mmφ×1.
5mmtの円板状のセパレータを作製した。After that, the second ceramic molded body was made into B2, N2
Under a reducing (mixed) atmosphere, at a temperature of 1,440 to 1,530°C,
It was fired under the conditions of 2 to 6 hours for a firing time of 10 mmφ x 1.
A disc-shaped separator with a thickness of 5 mm was produced.
次に210枚−重ねとした前記第1のセラミクス成形体
間に前記セパレータな介在させた状態で第1のセラミク
ス成形体及びセパレータを匣17の中に入れ(第1図参
照LH!、N!の還元(混合)雰囲気下、温度1440
〜1530℃、焼成時間2〜6時間の条件で第1のセラ
ミクス成形体を焼成し、セラミクス素体を得た。Next, the first ceramic molded body and the separator are placed in the box 17 with the separator interposed between the 210 stacked first ceramic molded bodies (see FIG. 1 LH!, N! Under reducing (mixed) atmosphere, temperature 1440
The first ceramic molded body was fired under the conditions of ~1530°C and a firing time of 2 to 6 hours to obtain a ceramic body.
そしてこの後、セラミクス素体の片面にB12D3およ
びCuOからなる拡散物質を塗布し、大気下、1000
〜1300℃で1〜2時間熱処理を施し、さらに該セラ
ミクス素体の両面に銀電極を設けた。After this, a diffusion substance consisting of B12D3 and CuO was applied to one side of the ceramic body, and the
Heat treatment was performed at ~1300°C for 1 to 2 hours, and silver electrodes were further provided on both sides of the ceramic body.
第1表は、匣詰め時の方法を変え、各々第1のセラミク
ス成形体を100枚ずつ還元雰囲気中にて焼成したとき
の結果を示したものである。ここで、誘電率ε、誘電損
失tanδ(%)はl kHzIVの交流電圧下で測定
した値から求めた。また、絶縁抵抗率pは、直流電圧2
5Vを1分間印加した後の電流値から求めたものである
。Table 1 shows the results when 100 pieces of the first ceramic molded bodies were fired in a reducing atmosphere by changing the packaging method. Here, the dielectric constant ε and the dielectric loss tan δ (%) were determined from values measured under an alternating current voltage of 1 kHz IV. In addition, the insulation resistivity p is the DC voltage 2
This value was determined from the current value after applying 5V for 1 minute.
(以下、余白)
第1表中、無印が本発明を示し、*印は本発明の対象外
を示している。また、作製条件中、「なし」は第1のセ
ラミクス成形体のみをそのまま積層して焼成した場合を
示し、r 5rTiOs粉」は、5rTiOa粉を敷粉
として第1のセラミクス成形体間に介在させた場合を示
し、「セパレータ」はセパレータを第1のセラミクス成
形体に介在させた場合を示している。また、標準偏差O
n−+の値からバラツキが判断できる。(Hereinafter, blank space) In Table 1, no mark indicates the present invention, and * mark indicates not covered by the present invention. In addition, among the manufacturing conditions, "none" indicates the case where only the first ceramic molded body is laminated as it is and fired, and "r5rTiOs powder" means that 5rTiOa powder is interposed between the first ceramic molded bodies as a bed powder. "Separator" indicates a case where a separator is interposed in the first ceramic molded body. Also, the standard deviation O
Dispersion can be determined from the value of n-+.
この第1表から明らかなように第1のセラミクス成形体
をそのまま積み重ねて焼成した場合においては、焼き上
がったセラミクス素体どうしが(つつき、焼成後の良品
率が25%と歩留まりが低い。また、5rTiOa粉を
敷粉として使用した場合は、焼き上がったセラミクス素
体の良品率は90%とかなり良好であるが、標準偏差0
n−1の値が大きく、電気特性にバラツキが大きいこと
が判る。As is clear from Table 1, when the first ceramic molded bodies are piled up as they are and fired, the fired ceramic bodies do not stick together, and the yield rate is low at 25%. When 5rTiOa powder is used as a bedding powder, the yield rate of baked ceramic bodies is quite good at 90%, but the standard deviation is 0.
It can be seen that the value of n-1 is large, and there is large variation in the electrical characteristics.
また、0.005(ton/cm21の成形圧力でもっ
てセパレータを形成しようとした場合、該セパレータ自
身が破損し、介在物として使用することができなかった
。一方、成形圧力を1.0 (ton/c+++”i以
上に設定して作製したセパレータを使用した場合は、焼
き上がったセラミクス素体の良品率は100%であるも
ののセパレータの密度が4.74 ig/cm3)以上
となってセラミクス素体の密度に接近し、電気特性にバ
ラツキが生じている。Furthermore, when attempting to form a separator with a molding pressure of 0.005 (ton/cm21), the separator itself was damaged and could not be used as an inclusion. /c+++”i or higher, the quality of the fired ceramic body is 100%, but the density of the separator is 4.74 ig/cm3) or higher, and the ceramic body is not good. The density approaches that of the body, causing variations in electrical properties.
これに対し、成形圧が0.01〜0.8 no口/cm
”)の場合は、第1のセラミクス成形体を成形する時の
成形圧力で2.0 (t、on/cm”lよりも低く、
セパレータの密度が3.80〜4.70 fg/cm3
) となってセラミクス素体の密度と比べて充分に低
いため、第1のセラミクス成形体とセパレータとの間の
反応性は極めて低(、バラツキの少ない良好な電気特性
を有するセラミクス素体を得ることができる。On the other hand, when the molding pressure is 0.01 to 0.8 no./cm
”), the molding pressure when molding the first ceramic molded body is lower than 2.0 (t, on/cm”l),
Separator density is 3.80 to 4.70 fg/cm3
), which is sufficiently low compared to the density of the ceramic body, so the reactivity between the first ceramic molded body and the separator is extremely low (to obtain a ceramic body with good electrical properties with little variation). be able to.
しかも、セパレータを介在させたことにより、焼成後の
セラミクス素体どうしが互いにくっつくこともなく、セ
ラミクス素体の破損や亀裂も生じず、その良品率は10
0%であった。Moreover, by interposing the separator, the ceramic bodies do not stick to each other after firing, and no damage or cracks occur in the ceramic bodies, resulting in a yield rate of 10%.
It was 0%.
尚、この実施例1では成形圧力を調整することによって
、セパレータを作製したが、成形圧力なを変λる代わり
に、セラミクス原料に添加される有機質成分を含むバイ
ンダの添加量を調整して所望の密度を有するセパレータ
を作製してもよく、また成形圧力と有機質成分を含むバ
インダの添加量の双方を調整することによっても所望の
低密度を有するセパレータを得ることができる。次の実
施例2ではチタン酸バリウム(BaTiOa)を主成分
として有機質成分を含むバインダの添加量を調整するこ
とにより、セパレータを作製する場合について説明する
。In this Example 1, the separator was produced by adjusting the molding pressure, but instead of changing the molding pressure, the amount of binder containing an organic component added to the ceramic raw material was adjusted to obtain the desired amount. Alternatively, a separator having a desired low density can be obtained by adjusting both the molding pressure and the amount of binder containing an organic component. In the following Example 2, a case will be described in which a separator is manufactured by adjusting the amount of a binder containing barium titanate (BaTiOa) as a main component and an organic component.
[実施例2]
チタン酸バリウム(BaTiOa)に酸化ランタン(t
aiozlを0.1モル%〜0.4モル%、および焼結
助剤として酸化ケイ素C51O□)を0.O1モル%〜
0.2モル%の範囲で添加し、ボールミル内で十分に混
合し、粉末状のセラミクス原料粉体を作成した。[Example 2] Lanthanum oxide (t) was added to barium titanate (BaTiOa).
0.1 mol % to 0.4 mol % of aiozl, and 0.1 mol % to 0.4 mol % of silicon oxide C51O□) as a sintering aid. O1 mol% ~
It was added in an amount of 0.2 mol % and thoroughly mixed in a ball mill to create a powdered ceramic raw material powder.
次いで、 2.5wt%の有機質成分を含むバインダを
該セラミクス原料粉体に添加した後、再びボールミル内
で十分混合した。ここで、有機質成分を含むバインダと
してはポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルブ
チラール(PVBI、ポリエチレングリコール(PEG
1.酢酸ビニル系樹脂、メチルセルロース、ニトロセル
ロース、ワックスエマルジョンあるいはこれらの混合物
を使用した。Next, a binder containing 2.5 wt % of organic components was added to the ceramic raw material powder, and then thoroughly mixed in the ball mill again. Here, examples of binders containing organic components include polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl butyral (PVBI), polyethylene glycol (PEG), and polyvinyl butyral (PVBI).
1. Vinyl acetate resin, methylcellulose, nitrocellulose, wax emulsion, or a mixture thereof was used.
次に、これを60メツシユの篩を通して造粒した後、成
形圧力2.0 (ton/cm” )でもって加圧成形
し、10mrnφX1.5mm’の円板状の第1のセラ
ミクス成形体を作製した。Next, this was granulated through a 60-mesh sieve, and then pressure-molded at a molding pressure of 2.0 (ton/cm") to produce a first disc-shaped ceramic molded body of 10 mrnφ x 1.5 mm'. did.
一方、上述と同様にして作製したセラミクス原料に4.
0〜40.0wt%の有機質成分を含むバインダを添加
した後、これをボールミル内で十分混合した。そしてこ
の後これを60メツシ1の篩を通して造粒し、成形圧力
2. O(ton/cm”lの圧力でもって12++u
sφX1.5mm’の円板状の第2のセラミクス成形体
を作製した。ここで、有機質成分を含むバインダとして
は、前記第1のセラミクス成形体と同様、ポリビニルア
ルコール(PVAI、ポリビニルブチラール(PVB)
、ポリエチレングリコール(PEG)、酢酸ビニル系樹
脂、メチルセルロース、ニトロセルロース、ワックスエ
マルジョンあるいはこれらの混合物を使用した。On the other hand, 4.
After adding a binder containing 0 to 40.0 wt% of organic components, this was thoroughly mixed in a ball mill. After that, this was granulated through a 60 mesh 1 sieve, and the molding pressure was 2. 12++u at a pressure of O(ton/cm"l)
A second disc-shaped ceramic molded body having a diameter of sφX1.5 mm' was produced. Here, as the binder containing an organic component, polyvinyl alcohol (PVAI), polyvinyl butyral (PVB), etc. are used, as in the first ceramic molded body.
, polyethylene glycol (PEG), vinyl acetate resin, methylcellulose, nitrocellulose, wax emulsion, or a mixture thereof.
次に、第1のセラミクス成形体及び第2のセラミクス成
形体を大気中にて1000℃の温度で2時間焼成し、前
記バインダを除去した。Next, the first ceramic molded body and the second ceramic molded body were fired in the atmosphere at a temperature of 1000° C. for 2 hours to remove the binder.
そしてこの後、第2のセラミクス成形体を、H2、Na
の還元(混合)雰囲気下、温度1350〜1450℃、
焼成時間2〜6時間の条件で焼成し、10mmφX 1
.5mm’の円板状のセパレータを作製した。After that, the second ceramic molded body was made of H2, Na
Under a reducing (mixed) atmosphere, at a temperature of 1350 to 1450°C,
Fired under the conditions of 2 to 6 hours of firing time, 10mmφX 1
.. A 5 mm' disk-shaped separator was produced.
次に、10枚−重ねとした前記第1のセラミクス成形体
間に前記セパレータを介在させた状態で第1のセラミク
ス成形体及びセパレータを匣17の中に入れ(第1図参
照! 、 Ha、 Naの還元(混合)雰囲気下、温度
1350〜1450℃、焼成時間2〜6時間の条件で第
1のセラミクス成形体を焼成し、セラミクス素体を得た
。Next, the first ceramic molded body and the separator are placed in a box 17 with the separator interposed between the ten stacked first ceramic molded bodies (see FIG. 1!, Ha, The first ceramic molded body was fired under conditions of a reducing (mixing) atmosphere of Na, a temperature of 1350 to 1450°C, and a firing time of 2 to 6 hours to obtain a ceramic body.
そしてこの後、セラミクス素体の片面にBi2O5およ
びPb30.からなる拡散物質を塗布し、大気中にて1
000〜1300℃で1〜2時間熱処理を施し、さらに
該セラミクス素体の両面に銀電極を設けた。After this, Bi2O5 and Pb30 are applied to one side of the ceramic body. Apply a diffusive substance consisting of 1 in the atmosphere.
Heat treatment was performed at 000 to 1300°C for 1 to 2 hours, and silver electrodes were further provided on both sides of the ceramic body.
第2表は、匣詰め時の方法を変え、各々第1のセラミク
ス成形体を100枚ずつ還元雰囲気中にて焼成したとき
の結果を示したものである。ここで、誘電率ε、誘電損
失tanδ(%)はl kHz、IVの交流電圧下で測
定した値から求めた。絶縁抵抗率pは、直流電圧25V
を1分間印加した後の電流値から求めたものである。Table 2 shows the results when 100 pieces of the first ceramic molded bodies were fired in a reducing atmosphere by changing the packaging method. Here, the dielectric constant ε and the dielectric loss tan δ (%) were determined from values measured under an AC voltage of 1 kHz and IV. Insulation resistivity p is DC voltage 25V
It was determined from the current value after applying for 1 minute.
また、第2表中、無印が本発明を示し、*印は本発明の
対象外を示している。また、作製条件中、「なし」は第
1のセラミクス成形体のみをそのまま積層して焼成した
場合を示し、r BaTi0a粉」は、BaTi島粉を
敷粉として第1のセラミクス成形体間に介在させた場合
を示し、「セパ1ノータ」はセパレータを第1のセラミ
クス成形体間に介在させた場合を示している。Moreover, in Table 2, no mark indicates the present invention, and * mark indicates not covered by the present invention. In addition, among the manufacturing conditions, "none" indicates the case where only the first ceramic molded body is laminated as it is and fired, and "r BaTi0a powder" means that the BaTi island powder is interposed between the first ceramic molded bodies as a bed powder. "Separator 1 Nota" indicates a case in which a separator is interposed between the first ceramic molded bodies.
(以下、余白)
この第2表から明らかなように第1のセラミクス成形体
をそのまま積層して焼成した場合においては、焼き上が
ったセラミクス素体どうしがくっつき、焼成後の良品率
が23%と歩留まりが低い。(Hereinafter, blank space) As is clear from Table 2, when the first ceramic molded bodies are laminated as they are and fired, the fired ceramic bodies stick together, and the yield rate after firing is 23%. Yield is low.
また、BaTi0a粉を敷粉として使用した場合は、焼
き上がったセラミクス素体の良品率は88%とかなり良
好であるが、標準偏差on−tの値が大きく、電気特性
のバラツキが大きいことを示している。また、バインダ
の添加量を40.0 (wt%)でセパレークを作製し
ようとした場合は、該セパレータ自身が破損し、介在物
として使用することができなかった。一方、バインダの
添加量を4.8(wt、%)以下に設定して作製したセ
パレータを使用した場合は、セラミクス素体の良品率は
100%であるもののセパレータの密度が5.34 (
g/am3)以上となって前記セラミクス素体の密度に
接近するため、電気特性にバラツキが生じている。In addition, when BaTi0a powder is used as a bedding powder, the yield rate of baked ceramic bodies is quite good at 88%, but the value of standard deviation on-t is large and the variation in electrical properties is large. It shows. Furthermore, when attempting to produce a separator with a binder addition amount of 40.0 (wt%), the separator itself was damaged and could not be used as an inclusion. On the other hand, when using a separator made with the amount of binder added at 4.8 (wt, %) or less, the yield rate of the ceramic body was 100%, but the density of the separator was 5.34 (
g/am3) or more, approaching the density of the ceramic element body, resulting in variations in electrical properties.
これに対し、バインダの添加量を5.4〜25,8(w
t%)とした場合は、セパレータの密度は4.30〜5
.30(wt%)であり、該セパレータの密度はセラミ
クス素体の密度と比べて充分に小さく2第1のセラミク
ス成形体とセパレータとの間の反応性は極めて低いため
、バラツキの少ない良好な電気特性を有するセラミクス
素体を得ることができた。On the other hand, the amount of binder added was 5.4 to 25.8 (w
t%), the density of the separator is 4.30 to 5.
.. 30 (wt%), and the density of the separator is sufficiently small compared to the density of the ceramic body.2 The reactivity between the first ceramic molded body and the separator is extremely low, so that good electrical properties with little variation can be achieved. We were able to obtain a ceramic body with specific properties.
しかも、セパレークを介在させているので、焼成後のセ
ラミクス素体が互いにくっつくこともな(、セラミクス
素体の破損や亀裂も生じず、その良品率は100%であ
った。Moreover, since the separator was interposed, the ceramic bodies did not stick to each other after firing (no damage or cracks occurred in the ceramic bodies), and the yield rate was 100%.
[実施例3]
実施例3ではへロブスカイト型結晶構造を有するセラミ
クス素体の形成に適するセパレータとその製造方法およ
び焼き上がったセラミクス素体の電気特性等について詳
述する。[Example 3] In Example 3, a separator suitable for forming a ceramic body having a herovskite crystal structure, a method for manufacturing the separator, and electrical characteristics of the fired ceramic body will be described in detail.
まず、第5表に示したように0.995〜0.997(
mol)の5rCOs と、 0.996 fmol)
のTl0Iと、0.002(mol)のNb*oaと、
焼結助剤として0.002 (rlIol)のCuOと
からなる原料粉体(第1の組成物)を十分に混合し、1
100〜1250℃の温度で仮焼した後、粉砕した。First, as shown in Table 5, 0.995 to 0.997 (
mol) of 5rCOs and 0.996 fmol)
of Tl0I, and 0.002 (mol) of Nb*oa,
A raw material powder (first composition) consisting of 0.002 (rlIol) of CuO as a sintering aid was thoroughly mixed, and 1
After calcining at a temperature of 100 to 1250°C, it was pulverized.
次いで、この第1の組成物にポリビニルアルコール(P
VA)等の有機質を含むバインダを添加した後、60メ
ツシユの篩を通して造粒し、しかる後に成形圧力2.0
(ton/cm”)で加圧成形し、10mmφX1.
5mmtの円板状の第1のセラミクス成形体を作製した
。尚、この実施例においては、有機質成分を含むバイン
ダとしては例えばPVAを使用したが特に限定されるも
のではない、また、その添加量も特に限定されるもので
はないが、1〜5(wt%)が望ましく、より好ましく
は2,25〜2、5 fvt%)がよい。This first composition is then coated with polyvinyl alcohol (P
After adding a binder containing organic matter such as VA), it is granulated through a 60-mesh sieve, and then the molding pressure is 2.0.
(ton/cm") and 10mmφX1.
A first ceramic molded body in the shape of a disc with a diameter of 5 mm was produced. In this example, for example, PVA was used as the binder containing an organic component, but it is not particularly limited.Also, the amount added is not particularly limited, but it is 1 to 5 (wt%). ) is desirable, and more preferably 2.25 to 2.5 fvt%).
そしてこの後、前記第1のセラミクス成形体を大気中に
て1000°Cの温度で、2時間焼成し、前記バインダ
を除去した。次に、 5rCOa、cacOi、Tio
z、NbJa、Ta205及び焼結助剤としてCuOが
配合された原料粉体(第2の組成物)を十分に混合した
後、1100〜1250℃の温度で仮焼し、粉砕した。Thereafter, the first ceramic molded body was fired in the atmosphere at a temperature of 1000° C. for 2 hours to remove the binder. Next, 5rCOa, cacOi, Tio
After thoroughly mixing the raw material powder (second composition) containing NbJa, NbJa, Ta205, and CuO as a sintering aid, the powder was calcined at a temperature of 1100 to 1250°C and pulverized.
第3表はこれら第2の組成物の配合条件をモル数で示し
たものである。Table 3 shows the compounding conditions of these second compositions in moles.
第 3
表
第3表中、A/Bはペロブスカイト結晶構造(一般式R
M OslにおいてSr、 Ca等の金属イオンRの原
子数Aと、Ti、 Nb、 Ta等の金属イオンMの原
子数Bとの原子数比を示している(「作用」の項参照)
。Table 3 In Table 3, A/B represents the perovskite crystal structure (general formula R
In M Osl, it shows the atomic ratio between the number of atoms A of metal ions R such as Sr, Ca, etc. and the number B of atoms of metal ions M such as Ti, Nb, Ta, etc. (see the "action" section)
.
しかして、ポリビニルアルコール(PVA)等の有機質
を含むバインダを前記第2の組成物に添加した後、60
メツシユの篩を通して造粒し、この後成形圧力2. O
(ton/am2)で加圧成形し、12mmφX1.5
mmtの円板状の第2のセラミクス成形体を作製した。After adding a binder containing an organic substance such as polyvinyl alcohol (PVA) to the second composition,
Granulate through a mesh sieve, then press 2. O
(ton/am2), 12mmφX1.5
A second disc-shaped ceramic molded body having a diameter of mmt was produced.
次いで、第2のセラミクス成形体を大気中、1000℃
の温度で、2時間焼成して前記バインダを除去した後、
N2 、 N2の還元(混合)雰囲気下、温度!440
〜1530℃、焼成時間2〜6時間の条件で焼成し、1
0mmφX1.5mm’の円板状のセパレータを作製し
た。Next, the second ceramic molded body was heated to 1000°C in the atmosphere.
After removing the binder by baking at a temperature of 2 hours,
Under a reducing (mixed) atmosphere of N2, N2, temperature! 440
Baked under the conditions of ~1530°C and a firing time of 2 to 6 hours, 1
A disc-shaped separator with a diameter of 0 mm and a diameter of 1.5 mm was prepared.
そしてこの後、lO孜−重ねとした前記第1のセラミク
ス成形体間に前記セパレータを介在させた状態で該第1
のセラミクス成形体及び該セパレータを匣の中に入れ、
N2. N、の還元(混合)雰囲気下、温度1440〜
1530℃、焼成時間2〜6時間の条件で第1のセラミ
クス成形体を焼成し、セラミクス素体を作製した。After that, with the separator interposed between the first ceramic molded bodies stacked together, the first
put the ceramic molded body and the separator into a box,
N2. Under a reducing (mixed) atmosphere of N, at a temperature of 1440~
The first ceramic molded body was fired under the conditions of 1530°C and a firing time of 2 to 6 hours to produce a ceramic body.
そしてこの後、セラミクス素体の片面にB1□0゜およ
びCuOからなる拡散物質を塗布し、大気中にて100
0〜1300’Cで1〜2時間熱処理を施し、さらに該
セラミクス素体の両面に銀電極を設けた。After that, a diffusion substance consisting of B1□0° and CuO was applied to one side of the ceramic body, and the
Heat treatment was performed at 0 to 1300'C for 1 to 2 hours, and silver electrodes were further provided on both sides of the ceramic body.
第4表及び第5表は、匣詰め時の方法を変え、各々第1
のセラミクス成形体を100枚ずつ還元雰囲気中にて焼
成したときの結果を示したものである。ここで、誘電率
ε、誘電損失tanδ(%)は1 kHz、1vの交流
電圧下で測定した値から求めた。また、絶縁抵抗率ρは
、直流電圧25Vを1分間印加した後の電流値から求め
たものである。Tables 4 and 5 show that the packing method was changed and the first
The results are shown when 100 ceramic molded bodies were fired in a reducing atmosphere. Here, the dielectric constant ε and the dielectric loss tan δ (%) were determined from values measured under an alternating current voltage of 1 kHz and 1 V. Further, the insulation resistivity ρ was determined from the current value after applying a DC voltage of 25 V for 1 minute.
(以下、余白)
第4表中、無印が本発明を示し、*印は本発明の対象外
を示している。また、「なし」は第1のセラミクス成形
体のみをそのまま積層して焼成した場合を示し、rSr
Ti(h扮」は5rTiO,粉を敷粉として第1のセラ
ミクス成形体間に介在させた場合を示し、「セパレータ
」は前記第3表におけるNo、 3のセパレータを第1
のセラミクス成形体に介在させた場合を示している。(Hereinafter, blank space) In Table 4, no mark indicates the present invention, and * mark indicates not covered by the present invention. In addition, "None" indicates the case where only the first ceramic molded body is laminated and fired as it is, and rSr
Ti(h) indicates the case where 5rTiO powder is interposed between the first ceramic molded bodies as a bed powder, and "separator" refers to No. 3 separator in Table 3 above.
The case is shown in which a ceramic molded body is interposed.
この第4表から明らかなように第1のセラミクス成形体
をそのまま積層して焼成した場合においては、焼き上が
ったセラミクス素体どうしがくっつき、焼成後の良品率
が25%と歩留まりが低い。また、5rTi03扮を敷
粉として使用した場合は、良品率は90%とかなり良好
ではあるが、標準偏差0n−1の値が大きく、電気特性
にバラツキが大きいことを示している。As is clear from Table 4, when the first ceramic molded bodies are laminated as they are and fired, the fired ceramic bodies stick together, resulting in a low yield rate of 25% after firing. In addition, when 5rTi03 was used as a bedding powder, the yield rate was quite good at 90%, but the value of the standard deviation 0n-1 was large, indicating that there was a large dispersion in the electrical properties.
これに対し、No、 3のセパレータを使用してセラミ
クス素体を作製した場合は、焼成後のセラミクス素体が
互いにくっつくこともなく、破損や亀裂も生ぜず、その
良品率は100%である。On the other hand, when ceramic bodies were produced using separators No. 3, the ceramic bodies did not stick to each other after firing, did not cause any damage or cracks, and the yield rate was 100%. .
しかも、第1のセラミクス成形体とセパレータとの間の
反応性が極めて低(、バラツキの少ない良好な電気特性
を有するセラミクス素体を得ることができた。Moreover, it was possible to obtain a ceramic body having very low reactivity between the first ceramic molded body and the separator (and good electrical properties with little variation).
さらに、第5表から明らかなように、第1のセラミクス
成形体を還元雰囲気中にて焼成する際、ペロブスカイト
型結晶構造において原子数の比A/Bが、1.00<A
/B≦1.02の範囲内にあるセパレータを第1のセラ
ミクス成形体間に介在させて焼成することにより、焼き
上がったセラミクス素体は良好な電気特性を示し、得ら
れる半導体セラミクスコンデンサの電気特性を著しく向
上させることができた。Furthermore, as is clear from Table 5, when the first ceramic molded body is fired in a reducing atmosphere, the ratio A/B of the number of atoms in the perovskite crystal structure is 1.00<A
By interposing a separator within the range of /B≦1.02 between the first ceramic molded bodies and firing, the fired ceramic body exhibits good electrical properties, and the resulting semiconductor ceramic capacitor has good electrical properties. We were able to significantly improve the characteristics.
[実施例4]
この実施例ではペロプスカイト型結晶構造を有するセパ
レータの別の実施例について詳説する。[Example 4] In this example, another example of a separator having a perovskite crystal structure will be described in detail.
まず、第8表に示したように、0991〜0.993(
mail のBaC0a と、1.000 (mol)
のTi0zと 、0.002(mail のY2O,と
、焼結助剤として0.001 (mol)の5insと
からなる原料粉体(第1の組成物)を十分に混合し、1
100〜1300℃の温度で仮焼した後、粉砕した。First, as shown in Table 8, 0991 to 0.993 (
BaC0a of mail and 1.000 (mol)
A raw material powder (first composition) consisting of Ti0z of
After calcining at a temperature of 100 to 1300°C, it was pulverized.
次いで、この第1の組成物にポリビニルアルコール(P
VA)等の有機質成分を含むバインダを添加した後、6
0メツシユの篩を通して造粒し、成形圧力2.0 [t
on/cm”)でもって加圧成形し、10mmφX1.
5mmtの円板状の第1のセラミクス成形体を作製した
。This first composition is then coated with polyvinyl alcohol (P
After adding a binder containing an organic component such as VA), 6
Granulated through a 0 mesh sieve, compacting pressure 2.0 [t
on/cm") to form a 10mmφX1.
A first ceramic molded body in the shape of a disc with a diameter of 5 mm was produced.
そしてこの後、前記第1のセラミクス成形体を大気中に
て1000℃の温度で、2時間焼成を行ない、前記バイ
ンダを除去した。この実施例においても、上述した実施
例3と同様、前記バインダとしては例えばPVAを使用
したが、その種類・添加量共に特に限定されるものでは
ないが、1〜51 wt%)の範囲が望ましく、より好
ましくは2.25〜2.5 (wt%)の範囲がよい。Thereafter, the first ceramic molded body was fired in the atmosphere at a temperature of 1000° C. for 2 hours to remove the binder. In this example, as in Example 3, for example, PVA was used as the binder, but the type and amount added are not particularly limited, but it is preferably in the range of 1 to 51 wt%. , more preferably in the range of 2.25 to 2.5 (wt%).
次に、Bacos 、 5rCOs 、 Ti0z、Y
iOa、Taxes及び焼結助剤としてSiO□が配合
された原料粉体(第2の組成物)を十分に混合した後、
1100〜1300℃の温度で仮焼し、粉砕した。第6
表はこれら第2の組成物の配合条件なモル数で示したも
のである。Next, Bacos, 5rCOs, Ti0z, Y
After thoroughly mixing the raw material powder (second composition) containing iOa, Taxes, and SiO□ as a sintering aid,
It was calcined at a temperature of 1100 to 1300°C and pulverized. 6th
The table shows the number of moles under the compounding conditions of these second compositions.
第 6
表
第6表中、A/Bの物理的意味は実施例3と同様であり
、省略する。Table 6 In Table 6, the physical meanings of A/B are the same as in Example 3 and are omitted.
しかして、この第2の組成物にポリビニルアルコール(
PVA)等の有機質成分を含むバインダを添加した後、
60メツシユの篩を通して造粒し、成形圧力2.0 (
ton/cm”lで12mm$ X 1.5mm’の円
板状の第2のセラミクス成形体を作製した。However, this second composition contains polyvinyl alcohol (
After adding a binder containing organic components such as PVA),
It was granulated through a 60 mesh sieve, and the molding pressure was 2.0 (
A second disc-shaped ceramic molded body measuring 12 mm $ x 1.5 mm' was produced at ton/cm"l.
次いで、第2のセラミクス成形体を大気中、1000℃
の温度で、2時間焼成して前記バインダを除去した後、
Hz、 Ntの還元(混合)雰囲気下、温度1350〜
1450℃、焼成時間2〜6時間の条件で焼成し、10
mmφX1.5mm’の円板状のセパレータを作製した
。Next, the second ceramic molded body was heated to 1000°C in the atmosphere.
After removing the binder by baking at a temperature of 2 hours,
Hz, Nt reducing (mixed) atmosphere, temperature 1350~
Sintered at 1450°C for 2 to 6 hours.
A disc-shaped separator with mmφ×1.5 mm′ was produced.
そしてこの後、10枚−重ねとした前記第1のセラミク
ス成形体間に前記セパレータを介在させた状態で第1の
セラミクス成形体及びセパレータを匣の中に入れ、N2
、N2の還元(混合)雰囲気下、温度1440〜153
0℃、焼成時間2〜6時間の条件で第1のセラミクス成
形体を焼成し、セラミクス素体を作製した。After that, the first ceramic molded body and the separator are placed in a box with the separator interposed between the 10-layered first ceramic molded body, and N2
, under a reducing (mixed) atmosphere of N2, at a temperature of 1440-153
The first ceramic molded body was fired under the conditions of 0° C. and a firing time of 2 to 6 hours to produce a ceramic body.
次いで、セラミクス素体の片面にBiJiおよびCuO
からなる拡散物質を塗布し、大気中にて1000〜13
00℃で1〜2時間熱処理を施し、さらに該セラミクス
素体の両面に銀電極を設けた。Next, BiJi and CuO were deposited on one side of the ceramic body.
Apply a diffusing substance consisting of 1000 to 13
A heat treatment was performed at 00° C. for 1 to 2 hours, and silver electrodes were further provided on both sides of the ceramic body.
第7表及び第8表は、匣詰め時の方法を変え、各々第1
のセラミクス成形体を100枚還元雰囲気中にて焼成し
たときの結果を示したものである。ここで、誘電率ε、
誘電損失tanδ(%)はL kHz、 l Vの交流
電圧下で測定した値から求めた。また、絶縁抵抗率ρは
、直流電圧2SVを1分間印加した後の電流値から求め
たものである。Tables 7 and 8 show that the packing method was changed and the first
The results are shown when 100 ceramic molded bodies were fired in a reducing atmosphere. Here, the dielectric constant ε,
The dielectric loss tan δ (%) was determined from the value measured under an alternating current voltage of L kHz and 1 V. Further, the insulation resistivity ρ was determined from the current value after applying a DC voltage of 2 SV for 1 minute.
第7表中、無印が本発明を示し、*印は本発明の対象外
を示している。また、「なし」は第1のセラミクス成形
体のみをそのまま積層して焼成した場合を示し、rBa
Tios粉」はBaTi0a扮を敷粉として第1のセラ
ミクス成形体間に介在させた場合を示し、「セパレータ
」は第6表におけるNo、 3のセパレータを第1のセ
ラミクス成形体に介在させた場合を示している。In Table 7, no mark indicates the present invention, and * mark indicates not covered by the present invention. In addition, "None" indicates the case where only the first ceramic molded body is laminated as it is and fired, and rBa
"Tios powder" indicates the case where BaTi0a powder is interposed between the first ceramic molded bodies, and "separator" indicates the case where the separator No. 3 in Table 6 is interposed between the first ceramic molded bodies. It shows.
この第7表から明らかなように第1のセラミクス成形体
を積層して焼成した場合においては、焼き上がったセラ
ミクス素体どうしがくっつき、焼成後の良品率が23%
と歩留まりが低い。また、BaTi0+粉を敷粉として
使用した場合は、セラミクス素体の良品率は88%とか
なり良好であるが、標準偏差On−+の値が大きく、電
気特性にバラツキが大きいことを示している。As is clear from Table 7, when the first ceramic molded bodies are laminated and fired, the fired ceramic bodies stick together, resulting in a non-defective product rate of 23% after firing.
and the yield is low. Furthermore, when BaTi0+ powder is used as a bedding powder, the yield rate of ceramic bodies is quite good at 88%, but the value of the standard deviation On-+ is large, indicating that there is large variation in electrical properties. .
これに対し、No、3のセパレータを使用してセラミク
ス素体を形成した場合は、焼成後のセラミクス素体が互
いにくっつくこともなく、破損や亀裂も生ぜず、その良
品率は100%であった。On the other hand, when ceramic bodies were formed using separators No. 3, the ceramic bodies did not stick to each other after firing, did not cause any damage or cracks, and the yield rate was 100%. Ta.
しかも、第1のセラミクス成形体とセパレータとの間の
反応性は極めて低(、バラツキの少ない良好な電気特性
を有するセラミクス素体を得ることができた。Moreover, the reactivity between the first ceramic molded body and the separator was extremely low (and a ceramic body having good electrical properties with little variation could be obtained).
さらに第8表から明らかなように、第1のセラミクス成
形体を還元雰囲気中にて焼成する際、ペロブスカイト型
結晶構造において原子数の比A/Bが、1.00<A/
B″51.02の範囲内にあるセパレータを第1のセラ
ミクス成形体間に介在させて焼成することにより、焼き
上がったセラミクス素体は良好な電気特性を示し、得ら
れる半導体セラミクスコンデンサの電気特性を著しく向
上させることができた。Furthermore, as is clear from Table 8, when the first ceramic molded body is fired in a reducing atmosphere, the ratio A/B of the number of atoms in the perovskite crystal structure is 1.00<A/
By interposing a separator within the range of B''51.02 between the first ceramic molded bodies and firing, the fired ceramic body exhibits good electrical properties, and the electrical properties of the resulting semiconductor ceramic capacitor are improved. could be significantly improved.
1五匹効呈
以上詳述したように、本発明に係るセパレータは、セラ
ミクス成形体と同一主成分からなり、かつその密度が前
記セラミクス素体の密度より小さくなっているので、該
セパレータをセラミクス成形体間に介在させて焼成した
場合において、セラミクス成形体とセパレータとの反応
性が低(、セラミクス成形体とセパレータとの(っつき
を防止することができ、破損や亀裂等が生じることのな
いセラミクス素体を得ることができる。また、セラミク
ス成形体間に粉末を介在させることなく焼成するので、
焼き上がったセラミクス素体は良好な電気特性を有する
。As described in detail above, the separator according to the present invention is made of the same main component as the ceramic molded body, and its density is lower than the density of the ceramic body. When fired with the ceramic molded body interposed between the molded bodies, the reactivity between the ceramic molded body and the separator is low. In addition, since the ceramic body is fired without any powder intervening between the ceramic molded bodies,
The fired ceramic body has good electrical properties.
また、5rTiO1を主成分としたセパレータにあって
は、その密度を3.8〜4.7g/am’に設定し、ま
たBaTiOsを主成分としたセパレータにあっては、
その密度を4.3〜5.3g/am3に設定することに
より、電気特性の良好なセラミクス素体を得ることがで
きる。In addition, for a separator whose main component is 5rTiO1, its density is set to 3.8 to 4.7 g/am', and for a separator whose main component is BaTiOs,
By setting the density to 4.3 to 5.3 g/am3, a ceramic body with good electrical properties can be obtained.
また、成形工程における成形圧力を、セラミクス素体を
形成する時の成形圧力よりも低く設定してセパレータを
製造することにより、簡単かつ容易にセパレータの密度
をセラミクス素体の密度よりも小さくすることができる
。In addition, by manufacturing the separator by setting the molding pressure in the molding process lower than the molding pressure when forming the ceramic body, it is possible to easily and easily make the density of the separator smaller than the density of the ceramic body. I can do it.
同様に、セラミクス原料に含有させる有機質成分を含む
バインダの含有量を、セラミクス素体形成のための成形
体に含有させる有機質成分を含むバインダの含有量より
も多く設定することによっても、簡単かつ容易にセパレ
ータの密度はセラミクス素体の密度よりも小さくするこ
とができる。Similarly, by setting the content of the binder containing organic components contained in the ceramic raw material to be higher than the content of the binder containing organic components contained in the molded body for forming the ceramic body, it is possible to easily and easily The density of the separator can be made smaller than the density of the ceramic body.
このように前記セパレータを簡単かつ容易に製造するこ
とができ、製造コストも安価である。In this way, the separator can be manufactured simply and easily, and the manufacturing cost is also low.
また、一般にペロブスカイト型結晶構造(一般式RM
O3)を有するセラミクス素体を形成する際においては
、A/B (但し、Aは金属イオンRの原子数、Bは金
属イオンMの原子数)が、1.00<A/B≦1.02
であるセパレータを使用することによって、電気特性の
向上したセラミクス素体を得ることができる。In addition, it generally has a perovskite crystal structure (general formula RM
O3), A/B (where A is the number of atoms of the metal ion R and B is the number of atoms of the metal ion M) is 1.00<A/B≦1. By using a separator of 0.02, a ceramic body with improved electrical properties can be obtained.
このように本発明に係るセパレータをセラミクス成形体
間に介在させて焼成することにより、電気特性の安定し
たセラミクス素体を容易に得ることができ、延いては電
気特性の著しく向上した半導体セラミクスコンデンサ等
の電子部品を容易に作製することができ、かつその歩留
まりを飛躍的に向上させることができるという顕著な効
果がある。As described above, by interposing the separator according to the present invention between ceramic molded bodies and firing, it is possible to easily obtain a ceramic element body with stable electrical properties, and as a result, a semiconductor ceramic capacitor with significantly improved electrical properties can be obtained. It has the remarkable effect that it is possible to easily manufacture electronic components such as the following, and that the yield thereof can be dramatically improved.
4、図面の簡単な説明
第1図は本発明に係る方法において匣中にセラミクス成
形体およびセパレークな並べた状態を示した概略断面図
、第2図はセパレータの寸法をセラミクス素体の寸法よ
りも大きくした方法の場合を示す概略断面図、第3図f
a)はセラミクス素体を選別する場合に用いられる治具
の一実施例な示す平面図、第3図+b+ はその断面図
、第4図および第5図は従来における成形体焼成の方法
を示す概略断面図である。4. Brief explanation of the drawings Fig. 1 is a schematic cross-sectional view showing the ceramic molded bodies and the separately arranged state in the box in the method according to the present invention, and Fig. 2 shows the dimensions of the separator compared to the dimensions of the ceramic body. Schematic sectional view showing the method in which the size is increased, FIG. 3 f
a) is a plan view showing an example of a jig used for sorting ceramic bodies, FIG. 3+b+ is a sectional view thereof, and FIGS. 4 and 5 show a conventional method of firing a compact. It is a schematic sectional view.
第1図
15.18・・・セパレータ、16・・・セラミクス成
形体、19・・・セラミクス素体。Fig. 1 15. 18... Separator, 16... Ceramic molded body, 19... Ceramic element body.
特許出願人 : 住友金属工業株式会社代理人 : 弁
理士井内龍二
第2図Patent applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd. Agent: Patent attorney Ryuji Iuchi Figure 2
Claims (6)
を加圧成形したセラミクス成形体を焼成してセラミクス
素体を形成する際に、前記セラミクス成形体間に介在さ
せるセラミクス素体焼成用セパレータであって、 前記セラミクス素体と同一主成分を含み、かつその密度
が前記セラミクス素体の密度以下であることを特徴とす
るセラミクス素体焼成用セパレータ。(1) For firing a ceramic body to be interposed between ceramic bodies when forming a ceramic body by firing a ceramic body obtained by press-molding a mixture of raw material powder and a binder containing an organic component. 1. A separator for firing a ceramic body, the separator comprising the same main component as the ceramic body and having a density lower than the density of the ceramic body.
の密度が3.8〜4.7g/cm^3であることを特徴
とする請求項(1)記載のセラミクス素体焼成用セパレ
ータ。(2) The separator for firing a ceramic body according to claim (1), wherein when the main component is strontium titanate, its density is 3.8 to 4.7 g/cm^3.
が4.3〜5.3g/cm^3であることを特徴とする
請求項(1)記載のセラミクス素体焼成用セパレータ。(3) The separator for firing ceramic bodies according to claim (1), wherein when the main component is barium titanate, its density is 4.3 to 5.3 g/cm^3.
とする場合には、A/B(但し、Aは金属イオンRの原
子数、Bは金属イオンMの原子数)が、1.00<A/
B≦1.02 であることを特徴とする請求項(1)記載のセラミクス
素体焼成用セパレータ。(4) Perovskite crystal structure (general formula RMO_3)
In this case, A/B (where A is the number of atoms of metal ion R and B is the number of atoms of metal ion M) is 1.00<A/
The separator for firing a ceramic body according to claim 1, wherein B≦1.02.
機質成分を含むバインダとの混合材を、セラミクス成形
体の加圧成形圧力よりも低くして加圧成形し、次いで焼
成することを特徴するセラミクス素体焼成用セパレータ
の製造方法。(5) A mixture of a raw material powder containing the same main components as the ceramic body and a binder containing an organic component is pressure-molded at a pressure lower than that of the ceramic molded body, and then fired. A method for producing a separator for firing a ceramic body.
形体が含む有機質成分を含むバインダの量よりも多くし
て焼成することを特徴する請求項(5)記載のセラミク
ス素体焼成用セパレータの製造方法。(6) Production of a separator for firing a ceramic body according to claim (5), wherein the amount of the binder containing an organic component is greater than the amount of the binder containing an organic component contained in the ceramic molded body. Method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16427589A JPH0330308A (en) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | Separator for baking ceramic element and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16427589A JPH0330308A (en) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | Separator for baking ceramic element and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330308A true JPH0330308A (en) | 1991-02-08 |
Family
ID=15789992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16427589A Pending JPH0330308A (en) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | Separator for baking ceramic element and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0330308A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0695157A (en) * | 1993-03-22 | 1994-04-08 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP16427589A patent/JPH0330308A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0695157A (en) * | 1993-03-22 | 1994-04-08 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal display device |
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