JPS6048897B2 - Composition for semiconductor ceramic capacitors - Google Patents

Composition for semiconductor ceramic capacitors

Info

Publication number
JPS6048897B2
JPS6048897B2 JP52145404A JP14540477A JPS6048897B2 JP S6048897 B2 JPS6048897 B2 JP S6048897B2 JP 52145404 A JP52145404 A JP 52145404A JP 14540477 A JP14540477 A JP 14540477A JP S6048897 B2 JPS6048897 B2 JP S6048897B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
weight
semiconductor ceramic
strontium titanate
composition
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
Application number
JP52145404A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5478493A (en
Inventor
芳明 河野
治文 万代
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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 Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP52145404A priority Critical patent/JPS6048897B2/en
Publication of JPS5478493A publication Critical patent/JPS5478493A/en
Publication of JPS6048897B2 publication Critical patent/JPS6048897B2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はチタン酸ストロンチウムを主体とする半導体
磁器コンデンサ用組成物に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a composition for semiconductor ceramic capacitors containing strontium titanate as a main component.

結晶粒界を絶縁体化した半導体磁器の両面に電極を形成
することにより、大きな見掛誘電率を有するコンデンサ
が得られることは知られている。
It is known that a capacitor having a large apparent dielectric constant can be obtained by forming electrodes on both sides of a semiconductor ceramic whose grain boundaries are insulators.

この半導体磁器には従来チタン酸バリウム系のものが用
いられていたが、最高69、000もの大きな見掛誘電
率が得られるものの、誘電損失(tanδ)が平均5〜
6%と大きく、また+20℃を基準としたとき−30℃
から+85゜Cの温度範囲において見掛誘電率の温度特
性力壮40%と大きいものであつた。上記した欠点を改
善したものとしてチタン酸ストロンチウムを主体とした
ものがある。
Conventionally, barium titanate-based materials have been used for this semiconductor porcelain, but although a large apparent dielectric constant of up to 69,000 can be obtained, the dielectric loss (tan δ) is on average 5 to 5.
As high as 6%, and -30℃ when compared to +20℃
In the temperature range from +85°C, the temperature characteristic of the apparent permittivity was as large as 40%. As a material which has improved the above-mentioned drawbacks, there is a material mainly composed of strontium titanate.

たとえばチタン酸ストロンチウムに二酸化硅素(SiO
2)、二酸化マンガン(MnO0)を添加し、焼成して
得られたチタン酸ストロンチウム系半導体磁器に酸化マ
ンガンまたは酸化銅を磁器結晶粒界に拡散させたものが
あるが、半導体磁器中に二酸化硅素(SiO0)を含有
させているため、酸化マンガンを結晶粒界付近に偏在さ
せ、結晶粒界を絶縁体化させるのに役立つが、結晶粒が
小さくなり、見掛誘電率は20.000と小さく、誘電
損失(tanδ)も2%以上の値を示している。またチ
タン酸ストロンチウムにニオブ(Nb)、タンタル(T
a)、タングステン(W)の各酸化物を添加し、これを
還元雰囲気中で焼成して半導体磁器を作り、両面に酸化
ビスマス(BiO0)を塗布してこれらを酸化雰囲気中
で熱処理することにより、結晶粒界を絶縁体化したもの
であり、見掛誘電率が50.000以上で誘電損失(t
anδ)が1%以下であるが、+ 20℃を基準とした
とき−30℃〜 + 85℃の温度範囲において、見掛
誘電率の温度特性が±13%を越え、また焼成磁器同志
にくつつきが見られた。ノ この発明は上記した種々の
問題を検討した結果見い出されたもので、見掛誘電率が
大きいとともにその温度特性が良好であり、誘電損失も
小さく、さらには焼成温度の変化による特性変化が小さ
いなど、すぐれた特性を有する半導体磁器コンクデンサ
用組成物を提供せんとするものである。すなわちこの発
明の要旨とするところは、チタン酸ストロンチウムまた
はストロンチウムの一部をカルシウムまたはバリウムで
置換したチタン酸ストロンチウムー97.7〜99.8
5重量% 酸化マンガン(MnO。
For example, strontium titanate contains silicon dioxide (SiO
2) There is a type of strontium titanate-based semiconductor porcelain obtained by adding manganese dioxide (MnO0) and firing, in which manganese oxide or copper oxide is diffused into the grain boundaries of the porcelain. Because it contains (SiO0), manganese oxide is unevenly distributed near the grain boundaries, which helps to make the grain boundaries an insulator, but the crystal grains become smaller and the apparent dielectric constant is as small as 20.000. , the dielectric loss (tan δ) also shows a value of 2% or more. Also, strontium titanate, niobium (Nb), tantalum (T)
a) By adding each oxide of tungsten (W) and firing it in a reducing atmosphere to make semiconductor porcelain, coating bismuth oxide (BiO0) on both sides and heat-treating them in an oxidizing atmosphere. , the crystal grain boundaries are made into insulators, and the apparent dielectric constant is 50.000 or more and the dielectric loss (t
an δ) is 1% or less, but the temperature characteristic of the apparent permittivity exceeds ±13% in the temperature range of -30°C to +85°C when +20°C is the standard, and the temperature characteristics are similar to those of fired porcelain. Tsuki was seen. This invention was discovered as a result of studying the various problems mentioned above, and has a high apparent permittivity, good temperature characteristics, low dielectric loss, and small change in characteristics due to changes in firing temperature. It is an object of the present invention to provide a composition for a semiconductor ceramic condenser having excellent properties such as the above. That is, the gist of this invention is strontium titanate or strontium titanate 97.7 to 99.8 in which a part of strontium is replaced with calcium or barium.
5% by weight manganese oxide (MnO.

)−0.05〜0』重量%酸化イットリウム(Y2O3
)−0.1〜1.5重量%からなる半導体磁器の結晶粒
界に、酸化ビスマスまたは酸化ビスマスと酸化マンガン
、酸化銅、酸化鉛のうち少なくともL種が拡散され、結
晶粒界が絶縁体化されていることを特徴とするものであ
る。上記した半導体磁器の組成のうち、チタン酸ストロ
ンチウムとは、SrTizO。
)-0.05~0''wt% yttrium oxide (Y2O3
)-0.1 to 1.5% by weight of bismuth oxide or at least L species among bismuth oxide, manganese oxide, copper oxide, and lead oxide are diffused into the grain boundaries of the semiconductor ceramic, and the grain boundaries are an insulator. It is characterized by being Among the compositions of the semiconductor ceramic described above, strontium titanate is SrTizO.

として表わすことのできるものであり、このようにTi
O2を過剰あるいは過少にすることは昭和5奔発行の研
究実用化報告別冊第28号、第19頗〜第200頁にす
でに開示されている。ここで、Zは0.97≦Z≦1.
03の範囲で選択することができる。
can be expressed as , and thus Ti
Excessive or insufficient O2 has already been disclosed in Research and Practical Application Report Special Issue No. 28, published by 1932, pages 19 to 200. Here, Z is 0.97≦Z≦1.
It can be selected within the range of 03.

上記した範囲でZの値を変化させることができるとした
のは、Z=1であるSrTiO3によりより構成された
半導体磁器コンデンサが有する電気的な特性と比較して
その特性が損なわれないものであることによる。
The reason why the value of Z can be changed within the above range is that the electrical characteristics are not impaired compared to the electrical characteristics of a semiconductor ceramic capacitor made of SrTiO3 where Z=1. Depends on something.

より詳しくは、SrTlO。により構成された半導体磁
器ストロンチウムを得るに際して、Zを0.97≦Z≦
1.03の範囲で変化させることにより、SrTiO3
(この場合、Z=1)のものにくらべて焼成温度を下げ
ることができ、焼成コストの低減を図ることがでる−と
いう効果を奏する。zの値を上記した範囲に限定したの
は、Z量が0 ・97未満になると焼成温度が高くなり
、誘電損失が悪くなるからである。
More specifically, SrTlO. When obtaining the semiconductor porcelain strontium composed of
By varying it in the range of 1.03, SrTiO3
(In this case, compared to the case where Z=1), the firing temperature can be lowered, and the firing cost can be reduced. The reason why the value of z is limited to the above range is because if the amount of Z is less than 0.97, the firing temperature becomes high and the dielectric loss deteriorates.

逆にZ量が1.03を越えると焼成温度が高くなり、焼
成磁器間のくつつき;が多くなるからである。また、チ
タン酸ストロンチウムについてはストロンチウムの一部
をカルシウムまたはバリウムで置換したチタン酸ストロ
ンチウムも含まれる。
On the other hand, if the Z amount exceeds 1.03, the firing temperature will be high and the smudges between the fired porcelains will increase. Strontium titanate also includes strontium titanate in which a portion of strontium is replaced with calcium or barium.

このように置換したチタン酸ストロンチウムについ3て
は、昭和5師発行の研究実用化報告別冊第28号、第2
21頁、表35にも開示されている。一般式で表わせば
次式1のように表わすことができる。(Srl−XAx
)TizO3・・・・・・1ただし、A:Ba,Ca4
.O<X≦0.05,0.97≦Z≦1.03ここで、
Srの一部をBa,Caで置換可能としているのは、S
rTiO。
Regarding strontium titanate substituted in this way, 3
It is also disclosed in Table 35 on page 21. If expressed as a general formula, it can be expressed as the following formula 1. (Srl-XAx
) TizO3...1 However, A: Ba, Ca4
.. O<X≦0.05, 0.97≦Z≦1.03 where,
What makes it possible to replace a part of Sr with Ba and Ca is Sr.
rTiO.

により構成された半導体磁器コンデンサが有する電気的
な特性と比較してその特性が損なわれないものであるこ
とによる。より詳しくは、Baによる一部置換ではキュ
リー点を変化させることによつて大きな誘電率を得るこ
とができ、一方、Caによる一部置換では破壊電圧・の
向上を図ることができることによる。なお、Ba,Ca
によつて同時置換することも可能である。ここで、X量
を上記した範囲に限定したのは、X量が上限値を越える
と見掛誘電率が小さくなるクからである。
This is because the electrical characteristics are not impaired compared to the electrical characteristics of a semiconductor ceramic capacitor composed of. More specifically, partial substitution with Ba makes it possible to obtain a large dielectric constant by changing the Curie point, while partial substitution with Ca makes it possible to improve the breakdown voltage. In addition, Ba, Ca
Simultaneous replacement is also possible. Here, the reason why the amount of X is limited to the above range is because if the amount of X exceeds the upper limit value, the apparent dielectric constant becomes small.

また、z量についてはすでに上記したSrTiZO3に
ついて述べた理由と同じである発明の詳細な説明はここ
では省略する。酸化マンガンは焼結を促進する焼結助剤
の役割フを果たし、その含有量(MnO。
Further, regarding the amount of z, the detailed explanation of the invention will be omitted here since the reason is the same as that already mentioned for SrTiZO3. Manganese oxide plays the role of a sintering aid that promotes sintering, and its content (MnO.

)は0.05〜0.踵量%の範囲にあればよい。これは
0.05重量%未満になれば見掛誘電率の温度特性が±
10%を越え、o旧重量%を越えると焼成は容易になる
が誘電損失が1%を越えるからである。酸化イットリウ
ムは半導体化を促進するものであり、その含有量(Y2
O3)は0.1〜1.5重量%の範囲にあればよい。
) is 0.05 to 0. It is sufficient if it is within the range of heel volume%. This means that if it is less than 0.05% by weight, the temperature characteristics of the apparent permittivity will be ±
This is because if the content exceeds 10%, and exceeds 0% by weight, firing becomes easy, but the dielectric loss exceeds 1%. Yttrium oxide promotes semiconductor formation, and its content (Y2
O3) may be in the range of 0.1 to 1.5% by weight.

これは0.1重量%未満になれば誘電損失が1%を越え
、1.5を越えると耐電圧が低下するからである。結晶
粒界を絶縁体化するものしては、すでに知られたものと
してV,Cr,Fe,COなどの酸化物があるが、この
発明においては、酸化ビスマス、または酸化ビスマスと
酸化マンガンと酸化銅、酸化鉛のうちの少なくとも1種
のものについて特性の良好なものが得られるという結果
を示した。
This is because if the content is less than 0.1% by weight, the dielectric loss will exceed 1%, and if it exceeds 1.5%, the withstand voltage will decrease. Oxides such as V, Cr, Fe, and CO are already known as substances that make grain boundaries insulators, but in this invention, bismuth oxide, bismuth oxide, manganese oxide, and oxide are used. The results showed that good properties could be obtained for at least one of copper and lead oxide.

以下この発明を実施例に従つて詳述する。実施例1 第1表に示す組成比率の半導体磁器が得られるように、
SrTiOa,.CaTiO3,BaTiOa,MnC
O3,Y2O。
This invention will be described in detail below with reference to Examples. Example 1 In order to obtain semiconductor porcelain having the composition ratio shown in Table 1,
SrTiOa,. CaTiO3, BaTiOa, MnC
O3, Y2O.

の各原料を用意し、これらの各原料を秤量してバインダ
である酢酸ビニル系樹脂とともに湿式ボールミルで7時
間粉砕した。粉砕したのち約50メッシュに造粒し、油
圧ブレスにて直径10.0−、厚さ0.5w8nの円板
に成型した。次いで、成型円板を大気中1150℃で2
時間仮焼してバインダを燃焼させた。
Each raw material was prepared, weighed, and ground together with a vinyl acetate resin as a binder in a wet ball mill for 7 hours. After pulverizing, the mixture was granulated to about 50 mesh, and molded into a disk with a diameter of 10.0 mm and a thickness of 0.5 W8 nm using a hydraulic press. Next, the molded disk was heated in the atmosphere at 1150°C for 2 hours.
The binder was burned by calcination for a period of time.

さらに室温にまで冷却したのち水素m容量%、窒素9喀
量%からなる還元雰囲気中にて1350−1450’C
で2時間焼成した。引きつづき半導体磁器表面に、酸化
ビスマス90重量%、酸化銅w重量%をワニスと重量比
にて1:1で混練したペーストを10mgr塗布し、空
気中1150゜Cで1時間熱処理して結晶粒界を絶縁体
化した。
After further cooling to room temperature, it was heated to 1350-1450'C in a reducing atmosphere consisting of m volume% hydrogen and 9% nitrogen.
It was baked for 2 hours. Subsequently, 10 mg of a paste made by kneading 90% by weight of bismuth oxide and w% by weight of copper oxide with varnish in a weight ratio of 1:1 was applied to the surface of the semiconductor porcelain, and heat treated in air at 1150°C for 1 hour to form crystal grains. The world has become an insulator.

さらに半導体磁器の両平面に銀ペーストを塗布し、80
0′Cで3紛間焼付けして電極を形成してコンデンサを
作成した。このようにして得られたコンデンサの見掛誘
電率(E)、誘電損失(Tanδ)、絶縁抵抗(IR)
、破壊電圧(■/T!Un)および見掛誘電率の温度特
性を測定し、その結果を第1表に合わせて示した。なお
、見掛誘電率、誘電損失は+25゜C1周波数1KHz
1電圧0.3Vの条件で測定した値である。絶2縁抵抗
は+25℃において試料に厚み単位醋当たり直流電圧5
0Vを印加した3鰍後における抵抗値を示したものであ
る。破壊電圧は+25℃において試料に印加した直流電
圧を昇圧させたとき電流が急増する下限値を示したもの
である。見掛誘電率の温度特性は+20゜Cを基準とし
て−30℃〜+85℃の温度範囲においてその変化率を
表わしたものである。表中※印を付したものは、この発
明範囲外のもの、それ以外はすべてこの発明範囲内のも
のである。
Furthermore, silver paste was applied to both planes of the semiconductor porcelain, and
Three powders were baked at 0'C to form electrodes and create a capacitor. Apparent permittivity (E), dielectric loss (Tanδ), and insulation resistance (IR) of the capacitor thus obtained
, breakdown voltage (■/T!Un), and temperature characteristics of apparent dielectric constant were measured, and the results are shown in Table 1. In addition, the apparent permittivity and dielectric loss are +25°C1 frequency 1KHz
This is a value measured under the condition that one voltage is 0.3V. The insulation resistance is measured at +25°C when the sample is exposed to a DC voltage of 5 per unit thickness.
The figure shows the resistance value after 3 snails were applied with 0V. The breakdown voltage indicates the lower limit at which the current increases rapidly when the DC voltage applied to the sample is increased at +25°C. The temperature characteristic of the apparent permittivity represents the rate of change in the temperature range of -30°C to +85°C with +20°C as a reference. Items marked with * in the table are outside the scope of this invention, and all others are within the scope of this invention.

また第1表中のX,Zは1式のX,Zの値を示したもの
である。実施例2 実施例1の試料番号4のものについて、結晶粒界に絶縁
層を形成する酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛、酸化ビス
マスを第2表に示す比率で実施例1と同様に処理し、コ
ンデンサを作成して各電気特性を測定した。
Furthermore, X and Z in Table 1 indicate the values of X and Z in equation 1. Example 2 Sample No. 4 of Example 1 was treated with manganese oxide, copper oxide, lead oxide, and bismuth oxide, which form an insulating layer at the grain boundaries, in the same manner as in Example 1 at the ratios shown in Table 2. , we created capacitors and measured their electrical characteristics.

測定結果を第2表に合わせて示した。The measurement results are also shown in Table 2.

なお、第2表中※印のものはこの発明範囲外のものであ
る。
In addition, those marked with * in Table 2 are outside the scope of this invention.

このうち、試料番号15のほのはTanδが大きく、試
料番号16,17はともに温度特性が+10%を越える
ものである。実施例3 実施例1の試料番号1との試料番号5のものにつき、焼
成温度を変化させて各電気特性を測定し、その結果を第
3表に示した。
Among these, sample number 15 has a large Tan δ, and sample numbers 16 and 17 both have temperature characteristics exceeding +10%. Example 3 The electrical properties of Sample No. 1 and Sample No. 5 of Example 1 were measured while varying the firing temperature, and the results are shown in Table 3.

上記した各実施例から明らかなように、その発明によれ
ば、見掛誘電率が40000以上と大きな値を有するも
のが得られ、誘電損失も1%以下と小、さい。
As is clear from the examples described above, according to the invention, a material having a large apparent dielectric constant of 40,000 or more can be obtained, and the dielectric loss is as small as 1% or less.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 チタン酸ストロンチウムまたはストロンチウムの一
部をカルシウムまたはバリウムで置換したチタン酸スト
ロンチウム−97.7〜99.85重量% 酸化マンガン(MnO_2)−0.05〜0.8重量%
酸化イットリウム(Y_2O_3)−0.1〜1.5重
量%からなる半導体磁器の結晶粒界に、酸化ビスマスま
たは酸化ビスマスと酸化マンガン、酸化銅、酸化鉛のう
ち少なくとも1種が拡散され、結晶粒界が絶縁体化され
ていることを特徴とする半導体磁器コンデンサ用組成物
[Claims] 1. Strontium titanate or strontium titanate in which a portion of strontium is replaced with calcium or barium - 97.7 to 99.85% by weight Manganese oxide (MnO_2) - 0.05 to 0.8% by weight
Bismuth oxide or bismuth oxide and at least one of manganese oxide, copper oxide, and lead oxide are diffused into the grain boundaries of semiconductor porcelain consisting of 0.1 to 1.5% by weight of yttrium oxide (Y_2O_3) to form crystal grains. A composition for a semiconductor ceramic capacitor, characterized in that the field is an insulator.
JP52145404A 1977-12-02 1977-12-02 Composition for semiconductor ceramic capacitors Expired JPS6048897B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52145404A JPS6048897B2 (en) 1977-12-02 1977-12-02 Composition for semiconductor ceramic capacitors

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP52145404A JPS6048897B2 (en) 1977-12-02 1977-12-02 Composition for semiconductor ceramic capacitors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5478493A JPS5478493A (en) 1979-06-22
JPS6048897B2 true JPS6048897B2 (en) 1985-10-30

Family

ID=15384462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52145404A Expired JPS6048897B2 (en) 1977-12-02 1977-12-02 Composition for semiconductor ceramic capacitors

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6048897B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2608288B2 (en) * 1987-06-19 1997-05-07 キヤノン株式会社 Ceramic, circuit board and electronic circuit board using the same
JP2608289B2 (en) * 1987-06-23 1997-05-07 キヤノン株式会社 Ceramic, circuit substrate and electronic circuit substrate using the same, and method of manufacturing ceramic

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5478493A (en) 1979-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004238251A (en) Dielectric ceramic composition and ceramic electronic component
JPH1036172A (en) Ceramic dielectric substance composition
JPS6046811B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JPS6048897B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JPS5820133B2 (en) Porcelain for semiconductor porcelain capacitors and manufacturing method thereof
JPS6046813B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JP3003201B2 (en) Barium titanate-based semiconductor porcelain composition
JPS6043651B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JPS6048898B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JPS6046812B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JP3385630B2 (en) Non-reducing dielectric porcelain composition
JPS62262303A (en) High dielectric constant porcelain compound
JPH0544763B2 (en)
JPS6048895B2 (en) Grain boundary insulated semiconductor porcelain capacitor
JPH07220902A (en) Barium titanate semiconductor ceramic
JPS6047733B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JP3385626B2 (en) Dielectric porcelain composition
JPH1095667A (en) Dielectric ceramic composition and ceramic capacitor
JPH0734415B2 (en) Grain boundary insulation type semiconductor porcelain composition
JPS5910949B2 (en) Grain boundary insulated semiconductor ceramic composition
JP2789346B2 (en) Dielectric porcelain composition
JP3036051B2 (en) Barium titanate-based semiconductor porcelain composition
JP2837516B2 (en) Dielectric porcelain capacitors
JPS6044816B2 (en) Composition for semiconductor ceramic capacitors
JPS598924B2 (en) Grain boundary insulated semiconductor ceramic composition