JPH06102573B2 - 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物 - Google Patents

還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物

Info

Publication number
JPH06102573B2
JPH06102573B2 JP63162568A JP16256888A JPH06102573B2 JP H06102573 B2 JPH06102573 B2 JP H06102573B2 JP 63162568 A JP63162568 A JP 63162568A JP 16256888 A JP16256888 A JP 16256888A JP H06102573 B2 JPH06102573 B2 JP H06102573B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
type semiconductor
reduction
semiconductor ceramic
mol
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63162568A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0214875A (ja
Inventor
一仁 鳴海
文雄 竹内
道明 坂口
Original Assignee
日本油脂株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本油脂株式会社 filed Critical 日本油脂株式会社
Priority to JP63162568A priority Critical patent/JPH06102573B2/ja
Priority to KR1019890006993A priority patent/KR960004290B1/ko
Priority to GB8912939A priority patent/GB2220201B/en
Priority to US07/365,793 priority patent/US4990323A/en
Publication of JPH0214875A publication Critical patent/JPH0214875A/ja
Priority to HK796/92A priority patent/HK79692A/xx
Publication of JPH06102573B2 publication Critical patent/JPH06102573B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/002Details
    • H01G4/018Dielectrics
    • H01G4/06Solid dielectrics
    • H01G4/08Inorganic dielectrics
    • H01G4/12Ceramic dielectrics
    • H01G4/1272Semiconductive ceramic capacitors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/46Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
    • C04B35/462Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
    • C04B35/465Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
    • C04B35/468Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
    • C04B35/4682Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C04B35/49Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates containing also titanium oxides or titanates

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、半導体磁器の外周に再酸化により絶縁層を形
成してなる還元再酸化型半導体セラミックコンデンサの
ための組成物の改良に関する。
〈従来の技術〉 近年の電子機器用の電子部品に小型化と高品質化の要求
がなされており、そのため高い絶縁抵抗、破壊電圧を有
しあわせて小型大容量でかつ誘電損失の小さい還元再酸
化型半導体セラミックコンデンサの開発が要望されてい
る。還元再酸化型半導体セラミックコンデンサに関する
特許公報や文献は数多いが、一般に実用化されているも
のは、静電容量の温度特性を±20〜±30%以内にした
時、誘電率は3000〜5000と未だ低い水準にあるのが現状
である。そして特開昭53−114100号公報においてBaTiO3
-BaZrO3-Bi2O3-TiO2系固溶体にNi化合物を添加した磁器
材料が開示されており、この材料からなる磁器コンデン
サは単位面積当たり0.57μF/cm2、tanδ4.3%、絶縁抵
抗200MΩ/cm2(15VDC.15秒後)、容量の−30〜85℃の
温度特性(%)が±30%以内、の特性が得られている。
又、特開昭62−30481号公報においてはBaTiO3-BaZrO3-B
i2O3-ZrO2系固溶体にNi化合物を添加した磁器材料が開
示されており、この材料からなる磁器コンデンサでは単
位面積当たり0.60μF/cm2、tanδ4.5%、絶縁抵抗210M
Ω/cm2(15VDC.15秒後)、容量の−30〜85℃の温度特
性(%)が±30%以内、の特性が得られている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ
に於ては、各種の性能向上の要望は強く、このため特に
破壊電圧を400V以上、温度特性が±30%以内を必須条件
として単位面積当たりの容量が大きく、誘電損失もさら
に低いという特性を有する組成物の開発が切望されてお
り、種々の検討が為されている。還元再酸化型半導体セ
ラミックコンデンサにおいては、一般的に表面部の薄い
誘電体層が、コンデンサの容量、容量の温度特性、絶縁
抵抗、破壊電圧及び誘電損失に大きな影響をもってい
る。然し誘電体層を薄くすると、コンデンサの単位面積
当たりの容量は大きくなるが、反面絶縁抵抗及び破壊電
圧は低下し、絶縁抵抗及び破壊電圧を高くしようとする
と誘電体層も厚くする必要があり、単位面積当たりの容
量が低下するという相反する性質を有している。一方、
コンデンサの誘電損失は、誘電体層のtanδに依存する
が、それ以上に誘電体層と半導体磁器の境界の直列抵抗
分が大きく寄与する。tanδを小さくするためには、こ
の直列抵抗分を小さくする必要がある。特にtanδはコ
ンデンサの重要な特性であるので、その値の増加は大き
な欠点となり、且つ少しでもその値を低下させることが
種々の改良の大きな課題であった。このためには誘電体
層の単位層当たりの絶縁抵抗値及び破壊電圧が高く且つ
直接抵抗分の低く高容量の磁器組成物を新たに見出すこ
とが必要である。具体的な数値を示せば、破壊電圧400V
以上、絶縁抵抗109Ω以上で、単位面積当たりの容量が
0.65μF/cm2を越え、しかもtanδが2.5%未満という特
性が求められている。
〈課題を解決するための手段〉 本発明者らは前記要求に応ずるセラミックコンデンサ用
組成物を開発する目的で種々研究の結果本発明を完成し
た。即ち本発明は、BaZrO3の含有量が0〜20モル%であ
るBaTiO3とBaZrO3とよりなるバリウム複合酸化物100モ
ル%と、Bi2O30.3〜3.0モル%、TiO2又はZrO20.1〜8.5
モル%を実質的主成分とする組成物に、さらにCu酸化物
が0.001〜1.00重量%含有されている還元再酸化型半導
体セラミックコンデンサ用組成物に関する。
次に各成分について説明する。
BaTiO3は周知のように、この種の組成物の主成分であ
る。このBaTiO3のうち、20モル%までをBaZrO3と交換し
たものは温度による容量の変化を少なくすることができ
る。即ち容量の温度特性を向上せしめる。尚、添加量が
20モル%を越えると、キュリー点が0℃以下となるた
め、温度特性が±30%を越えてしまう。
Bi2O3は誘電体磁器の容量の温度特性の平坦化、及びキ
ュリー点の移動の効果がある。その添加量が前記範囲よ
り少ない場合は効果を示さず、又前記範囲より添加量が
多いと焼成の際の蒸発量が多くなり、その組成物はセラ
ミックコンデンサとしての使用に不適となる。特に好ま
しい組成範囲は0.5〜2.5モル%である。
TiO2又はZrO2は誘電体磁器の容量の温度特性の平坦化、
還元温度の低下、さらに磁器自体の比抵抗の低下等の効
果がある。前記範囲より少ない場合は効果がなく、又多
過ぎると誘電率が低下し、又絶縁抵抗も低下する。
Cu酸化物の添加が本発明の特徴であり、これにより破壊
電圧、絶縁抵抗、単位面積当たりの容量を大幅に向上
し、しかもtanδを極めて低い値とすることができる。
尚、添加量は実験の結果、好適の範囲は前記の合計組成
に対して0.001〜1.00重量%、好ましくは0.005〜0.80重
量%であることを確認した。
この磁器組成物から還元再酸化型半導体磁器コンデンサ
を製造するには、慣用の方法を用いれば足りる。すなわ
ち、先ず前記範囲の組成物を空気中で1200〜1400℃の温
度に1〜4時間加熱し、焼結して絶縁体磁器を製造す
る。次に、これを還元性ガス例えば水素、一酸化炭素、
アンモニア等の単独又は窒素ガス、アルゴン等の不活性
ガスとの混合ガス流中で、900〜1250℃にて0.5〜10時間
処理して磁器を半導体化する。更に、空気中で700〜120
0℃で0.25〜5時間処理することにより半導体磁器の表
面部に薄い再酸化層すなわち誘電体層が形成される。次
に、電極用の銀ペーストを塗布し焼き付けすることによ
り、還元再酸化型半導体セラミックコンデンサが完成す
る。
〈発明の効果〉 本発明の組成物は、従来の組成物に比しコンデンサ用と
して優れた性質を有する。即ち、容量の温度特性が±30
%以内、破壊電圧400V以上、絶縁抵抗109Ω以上、単位
面積当たりの容量が0.65μF/cm2以上と大きいにもかか
わらず、tanδが2.5%以下と極めて優れた特性を同時に
満足するものであり、これにより、他の性能を低下させ
ることなく高誘電率で低誘電損失を有する還元再酸化型
半導体セラミックコンデンサを提供することが可能とな
った。
〈実施例・比較例〉 実施例1〜6 市販の工業用原料BaCO3粉末(純度99.0%以上)、TiO2
粉末(純度99.0%以上)、ZrO2粉末(純度99.0%以
上)、Bi2O3(純度99.0%以上)及び市販の試薬特級CuO
の粉末を用い、下記の第1表の組成比になるように配合
し、ポットとナイロンボールを用いて湿式混合した。乾
燥後、各混合物を1150℃の温度で4時間仮焼成した。こ
の仮焼物を湿式粉砕して、乾燥した後ポリビニールアル
コール水溶液をバインダーにして混合し、32メッシュパ
スに整粒した。この整粒物を直径9.5mm、厚さ0.5mmの円
板形に約1t/cm2の圧力で成形し、これらの成形体を空気
中において135℃の温度で2時間焼成して得た直径約8.0
mm,厚さ約0.4mmの円板形誘電体磁器を90%N2−10%H2
合ガス気流中にて1050℃の温度で2時間加熱処理して半
導体した。次にこの半導体磁器を空気中において1000℃
の温度で1時間加熱処理した。このようにして得られた
還元再酸化型半導体磁器の両面に、銀電極を焼き付けて
コンデンサ素子とし、その単位面積当たりの容量C、誘
電損失tanδ(以上測定電圧;交流0.1V、周波数;1kH
z)、絶縁抵抗1R(印加電圧;直流10V)、絶縁破壊電圧
Vbを測定した。その結果を第1表に示す。
比較例1〜5 第1表に示す組成になる様に実施例1〜2と全く同様に
原料を配合し、ついで同様にコンデンサ素子を得、その
特性を測定した。その結果を第1表に示す。
実施例7〜12 実施例1〜6と全く同様に原料を第2表の組成比になる
様に配合し、前記実施例1〜2と全く同様に処理し、コ
ンデンサ素子を製造し、該コンデンサ素子の物性を測定
した。その結果を第2表に示す。
比較例6〜10 第2表に示す組成になる様に実施1〜5と全く同様に原
料を配合し、ついで同様にコンデンサ素子を得、その特
性を測定した。
その結果を第2表に示す。
本発明に係る組成物は、表から明らかなように還元再酸
化型半導体セラミックコンデサとして非常に優れた特性
を有している。例えば、第1表のCuO0.1重量%の実施例
1、CuO0.001重量%の実施例3において容量の温度特性
がいずれも±25%以内、単位面積当たりの容量が実施例
1では0.72μF/cm2、実施例3では0.65μF/cm2、絶縁抵
抗がいずれも3.4×109Ω、破壊電圧VBが、いずれも420V
と大きいにもかかわらず、誘電損失tanδが実施例1で
は2.1%、実施例3では2.3%と極めて小さい。これに比
較し、CuOを配合していない比較例1については、容量
の温度特性が±28%以内、絶縁抵抗が6.0×108Ω、破壊
電圧Vbが370V、単位面積当たりの容量が0.43μF/cm2
小さいにもかかわらず、誘電損失tanδが3.5%と大きか
った。
さらに第2表のCuOが0.1重量%の実施例7、CuOが0.001
重量%の実施例9において容量温度特性がいずれも±23
%以内、単位面積当たりの容量が実施例7において0.70
μF/cm2、実施例9において0.65μF/cm2、絶縁抵抗が実
施例7では2.5×109Ω、実施例9では3.3×109、破壊電
圧VBが、実施例7では410V、実施例9では420Vと大きい
にもかかわらず、誘電損失tanδがいずれも2.4%と極め
て小さい。これに比較し、CuOを配合していない比較例
6については、容量の温度特性が±21%以内、絶縁抵抗
が4.4×108Ω、破壊電圧Vbが330V、単位面積当たりの容
量が0.44μF/cm2と小さいにもかかわらず、誘電損失tan
δが4.0%と大きかった。更にCuO重量%が1.00重量%を
越えた場合夫々の特性が低下することが第1表、第2表
の実施例、比較例に示されている。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】BaZrO3の含有量が0〜20モル%であるBaTi
    O3とBaZrO3とよりなるバリウム複合酸化物100モル%
    と、Bi2O30.3〜3.0モル%、TiO2又はZrO20.1〜8.5モル
    %を実質的主成分とする組成物に、さらに該組成物に対
    してCu酸化物が0.001〜1.00重量%含有されている還元
    再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物。
JP63162568A 1988-07-01 1988-07-01 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物 Expired - Lifetime JPH06102573B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63162568A JPH06102573B2 (ja) 1988-07-01 1988-07-01 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物
KR1019890006993A KR960004290B1 (ko) 1988-07-01 1989-05-25 환원 재산화형 반도체세라믹콘덴서용 조성물
GB8912939A GB2220201B (en) 1988-07-01 1989-06-06 Composition for reduction-reoxidation type semiconductive ceramic capacitor
US07/365,793 US4990323A (en) 1988-07-01 1989-06-14 Composition for reduction-reoxidation type semiconductive ceramic capacitor
HK796/92A HK79692A (en) 1988-07-01 1992-10-15 Composition for reduction-reoxidation type semiconductive ceramic capacitor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63162568A JPH06102573B2 (ja) 1988-07-01 1988-07-01 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0214875A JPH0214875A (ja) 1990-01-18
JPH06102573B2 true JPH06102573B2 (ja) 1994-12-14

Family

ID=15757062

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63162568A Expired - Lifetime JPH06102573B2 (ja) 1988-07-01 1988-07-01 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4990323A (ja)
JP (1) JPH06102573B2 (ja)
KR (1) KR960004290B1 (ja)
GB (1) GB2220201B (ja)
HK (1) HK79692A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010038890A1 (ja) * 2008-09-30 2010-04-08 双信電機株式会社 複合電子部品
WO2017204672A1 (ru) * 2016-05-24 2017-11-30 Общество с ограниченной ответственностью "Научная лаборатория Бисант" Cегнетоэлектрическая керамика
CN114591079B (zh) * 2022-03-11 2023-04-28 汕头市瑞升电子有限公司 一种高压低损陶瓷电容器介质及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1614605B2 (de) * 1967-09-20 1974-06-27 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Kondensatordielektrikum mit inneren Sperrschichten und geringerer Temperaturabhängigkeit
DE2641701C3 (de) * 1976-09-16 1980-04-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Verfahren zur Herstellung eines Kondensatordielektrikums mit inneren Sperrschichten
US4233282A (en) * 1979-10-18 1980-11-11 General Electric Company Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
US4347167A (en) * 1980-10-01 1982-08-31 University Of Illinois Foundation Fine-grain semiconducting ceramic compositions
US4487755A (en) * 1982-07-01 1984-12-11 General Electric Company Preparation of large crystal sized barium and/or strontium titanate powder
US4534956A (en) * 1983-07-08 1985-08-13 General Electric Company Molten salt synthesis of barium and/or strontium titanate powder
JPS6115529A (ja) * 1984-06-30 1986-01-23 三菱電機株式会社 デマンドコントロ−ル装置
JPS6120504A (ja) * 1984-07-07 1986-01-29 川上 利男 スパイク機構を内蔵したハイヒ−ル

Also Published As

Publication number Publication date
GB2220201B (en) 1992-05-20
US4990323A (en) 1991-02-05
HK79692A (en) 1992-10-23
JPH0214875A (ja) 1990-01-18
GB8912939D0 (en) 1989-07-26
KR900002367A (ko) 1990-02-28
KR960004290B1 (ko) 1996-03-30
GB2220201A (en) 1990-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0692268B2 (ja) 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ素子
JP2958817B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958819B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958818B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JPH06102573B2 (ja) 還元再酸化型半導体セラミックコンデンサ用組成物
KR910001347B1 (ko) 초저온에서 소결되는 세라믹 조성물 및 그 제조방법
JP2869900B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JPS606535B2 (ja) 磁器組成物
JPS61193419A (ja) 還元再酸化型半導体コンデンサ磁器組成物
JPH03109256A (ja) 誘電体磁器組成物
JP3109171B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2920693B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958822B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958820B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958823B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP3185333B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JP2958824B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物
JPS6230483B2 (ja)
JPS6258128B2 (ja)
JPS6230482B2 (ja)
JPH06144926A (ja) 還元再酸化型半導体コンデンサ用セラミック組成物
JPS6258129B2 (ja)
JPS6230481B2 (ja)
JPS6217368B2 (ja)
JPS6364889B2 (ja)