JPH0330308A - セラミクス素体焼成用セパレータとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

（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。

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。

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。

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。

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。

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
。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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。

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。

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。

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）
。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

［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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）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。
2. （２）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＾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. （３）主成分がチタン酸バリウムの場合には、その密度
   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。
4. （４）ペロブスカイト型結晶構造（一般式ＲＭＯ＿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。
5. （５）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
   成することを特徴するセラミクス素体焼成用セパレータ
   の製造方法。
6. （６）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。