JPS623771B2 - - Google Patents
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- JPS623771B2 JPS623771B2 JP57149707A JP14970782A JPS623771B2 JP S623771 B2 JPS623771 B2 JP S623771B2 JP 57149707 A JP57149707 A JP 57149707A JP 14970782 A JP14970782 A JP 14970782A JP S623771 B2 JPS623771 B2 JP S623771B2
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Landscapes
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Description
産業上の利用分野
本発明は緻密で欠陥の少ない厚膜コンデンサ磁
器を得るための厚膜用誘電体粉末の製造法に関す
るものである。 従来例の構成とその問題点 コンデンサ素子を小型化、大容量化するため、
誘電体層と電極層を交互に積層した厚膜誘電体磁
器が実用化されている。小型大容量のコンデンサ
素子を得る方法としては、比誘電率の大きい誘電
体を用いる方法と、誘電体層の厚さを薄くする方
法が考えられる。しかしながら室温において比誘
電率が大きい誘電体材料は温度変化が大きい場合
実用に供し得ない。一方、誘電体の厚さを薄くす
る方法では耐電圧が低下するという問題があり、
厚膜コンデンサにおいて50Vの定格電圧を得るた
めには25〜30μｍの膜厚が必要であると言われて
いる。一般に、高い耐電圧を有する厚膜磁器は気
孔が少なく、均一で小さい焼成粒径を持つ。この
ような磁器を得るには、原料粉末の粒度が細か
く、且つ粒度分布幅が小さいことが望ましい。従
来より使用されている固相反応から得られる原料
粉末では粒径は１μｍ以下にすることは困難であ
り、粒度分布幅も大きい。微細で粒度分布幅が小
さい誘電体粉末は金属アルコキシドの加水分解に
よつて得られ、SrTiO3やBaTiO3の合成について
文献等で公知である。SrTiO3は比誘電率が200程
度であるため、小型大容量のコンデンサには適さ
ない。BaTiO3は比誘電率が1800程度と高いが、
焼成した磁器は微細構造として一部に20〜30μｍ
に異常粒成長した粒子を持つ二重構造を取り易
く、膜厚が30μｍ以下で高い耐電圧を有する厚膜
コンデンサを作成するのは困難である。従つて、
優れた厚膜コンデンサを得るためには均一で小さ
い焼成粒径を持ち、比誘電率が1500以上ある磁気
を実現する原料粉末が必要とされる。 発明の目的 本発明は金属アルコキシドの加水分解により、
前述の条件を満たす誘電体材料の微粉末の製造法
を提供するものであり、この微粉末を原料にする
ことによつて室温における比誘電率が1500以上で
あり、且つ焼成粒径を均一で１μｍ以下にでき
る。従つて、10μｍの膜厚にしたときにも耐電圧
が150V以上ある小型大容量の厚膜磁器コンデン
サーを作成することを可能とした。 発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の厚膜用誘電
体粉末の製造法は、金属アルコキシドの加水分解
により酸化物の微粉末を得る方法において、
48.50〜49.92モル％のバリウムジアルコキシド、
45.5〜49.78モル％のチタンテトラアルコキシ
ド、0.3〜６モル％のタンタルペンタアルコキシ
ドをそれらの５倍以上の重量のイソプロピルアル
コールに溶解、混合させ、その混合溶液を40〜85
℃の温度に保持し撹拌しながらその溶液中に水―
イソプロピルアルコール混合溶液（重量比１：10
〜２：１）を滴下し、タンタルドープBaTiO3の
沈澱物を生成させた後、水―アルコール混合溶液
から沈澱物を分離、乾燥させ、400〜1000℃の温
度で加熱処理するものである。 実施例の説明 以下本発明の実施例について、図面に基づいて
説明する。BaTiO3にBa１／２TaO3が少量固溶した系 を合成するため、バリウムジプロポキシド、チタ
ンテトラブトキシド又はチタンテトラプロポキシ
ド、タンタルペンタブトキシド又はタンタルペン
タプロポキシドを所定量秤量し、その合計重量の
20倍の重量のイソプロピルアルコールを加え、80
℃に保持して撹拌する。約２時間の撹拌により、
固形のバリウムジプロプキシドが溶解する。更に
４〜８時間撹拌を続けた後、80℃に保持したまま
水とイソプロピルアルコールを１対１に混合した
溶液を滴下する。滴下する溶液の量は全ての金属
アルコキシドが加水分解するのに必要な水の量の
３倍量が加わるように設定した。水―イソプロピ
ルアルコール溶液の滴下により、金属アルコキシ
ドの溶液には沈澱物が生じて不透明になる。設定
量の水―イソプロピルアルコール溶液を滴下した
後、80℃に保持しながら更に６時間撹拌を続け、
未反応な金属アルコキシドが残留しないように熟
成する。熟成を終えた後、沈澱物と溶液を遠心分
離機又は蒸発乾燥によつて分離する。沈澱物はペ
ロヴスカイト構造を有していることをＸ線により
確認した。又沈澱物粒子の粒子径は数十Åであ
り、５〜10重量％のアルコール類を吸蔵している
ので、400〜1000℃で加熱処理を行なつた。加熱
処理によつて沈澱物は数百〜千Åの粒径を持つ微
粒子になる。 次に微粉末の合成条件について種々検討した結
果について述べる。金属アルコキシドをイソプロ
ピルアルコール中に溶解させるとき、溶液の温度
を40℃以下で撹拌した場合、バリウムジプロポキ
シドは２時間後にも溶解せず残存するため、40℃
以上に加熱することが必要である。又イソプロピ
ルアルコールの沸点が85℃であるから、この温度
以上にすることは好ましくない。加水分解時の温
度を40℃以下にした場合、沈澱物は非晶質を多く
含み、水配基が５〜10重量％存在するので、加水
分解時の温度も40〜85℃にする必要がある。イソ
プロピルアルコール中の金属アルコキシドの重量
％が20％以上になると溶解させるのが著じるしく
困難であるため、金属アルコキシドの濃度は20重
量％以下にする必要がある。加水分解反応のため
に滴下する水―イソプロピルアルコール溶液の水
の濃度が67重量％以上になると非晶質が生成す
る。又10％以下では加水分解反応の進行中に金属
アルコキシドの濃度変化が無視し得なくなり、沈
澱物の粒度分布幅が広がる。従つて水―イソプロ
ピルアルコールの重量比は２：１〜１：10が適当
である。加水分解反応後の熟成を行なわない場
合、ドープしたタンタルの均一性が得られない。
沈澱、乾燥粉末の加熱処理温度が400℃以下では
吸蔵されているアルコール類が残留し、焼成した
ときに気孔率が増加する。又1000℃を越えると粒
子径の成長が著しく、反応性が低下するため、金
属アルコキシドの加水分解により微粒子を作成す
るという目的にそぐわなくなる。 以上述べた合成条件をまとめる。金属アルコキ
シドの溶解及び加水分解反応は40〜85℃で行な
う。加水分解反応に用いる水のイソプロピルアル
コール溶液の濃度は10〜67％であり、この溶液を
所定量滴下した後、40〜85℃で熟成させる。沈澱
物の乾燥後、400〜1000℃の加熱処理を行なう。 加熱処理した微粉末にポリビニルアルコール水
溶液を加えて造粒し、デイスク状にプレス成形し
た後、1300℃で２時間焼成した。焼成後の誘電体
磁器の微細構造を走査電子顕微鏡で観察した結
果、タンタルアルコキシドの量が0.1モル％以下
では、タンタルをドープしないBaTiO3のように
異常粒成した粒子を含む二重構造を有しており、
タンタルのドープ量が増加すると共に焼成粒径が
小さくなり、0.3モル％以上で１μｍ以下とな
る。又0.15〜0.25モル％では誘電体が半導体化す
るため、コンデンサとしては使用できない。焼成
したデイスク状試料の両面に銀電極を焼付けて誘
電率とその温度変化を測定した。比較例を含む
種々の組成から得たこれらの結果を次表及び第１
図に示す。
器を得るための厚膜用誘電体粉末の製造法に関す
るものである。 従来例の構成とその問題点 コンデンサ素子を小型化、大容量化するため、
誘電体層と電極層を交互に積層した厚膜誘電体磁
器が実用化されている。小型大容量のコンデンサ
素子を得る方法としては、比誘電率の大きい誘電
体を用いる方法と、誘電体層の厚さを薄くする方
法が考えられる。しかしながら室温において比誘
電率が大きい誘電体材料は温度変化が大きい場合
実用に供し得ない。一方、誘電体の厚さを薄くす
る方法では耐電圧が低下するという問題があり、
厚膜コンデンサにおいて50Vの定格電圧を得るた
めには25〜30μｍの膜厚が必要であると言われて
いる。一般に、高い耐電圧を有する厚膜磁器は気
孔が少なく、均一で小さい焼成粒径を持つ。この
ような磁器を得るには、原料粉末の粒度が細か
く、且つ粒度分布幅が小さいことが望ましい。従
来より使用されている固相反応から得られる原料
粉末では粒径は１μｍ以下にすることは困難であ
り、粒度分布幅も大きい。微細で粒度分布幅が小
さい誘電体粉末は金属アルコキシドの加水分解に
よつて得られ、SrTiO3やBaTiO3の合成について
文献等で公知である。SrTiO3は比誘電率が200程
度であるため、小型大容量のコンデンサには適さ
ない。BaTiO3は比誘電率が1800程度と高いが、
焼成した磁器は微細構造として一部に20〜30μｍ
に異常粒成長した粒子を持つ二重構造を取り易
く、膜厚が30μｍ以下で高い耐電圧を有する厚膜
コンデンサを作成するのは困難である。従つて、
優れた厚膜コンデンサを得るためには均一で小さ
い焼成粒径を持ち、比誘電率が1500以上ある磁気
を実現する原料粉末が必要とされる。 発明の目的 本発明は金属アルコキシドの加水分解により、
前述の条件を満たす誘電体材料の微粉末の製造法
を提供するものであり、この微粉末を原料にする
ことによつて室温における比誘電率が1500以上で
あり、且つ焼成粒径を均一で１μｍ以下にでき
る。従つて、10μｍの膜厚にしたときにも耐電圧
が150V以上ある小型大容量の厚膜磁器コンデン
サーを作成することを可能とした。 発明の構成 上記目的を達成するため、本発明の厚膜用誘電
体粉末の製造法は、金属アルコキシドの加水分解
により酸化物の微粉末を得る方法において、
48.50〜49.92モル％のバリウムジアルコキシド、
45.5〜49.78モル％のチタンテトラアルコキシ
ド、0.3〜６モル％のタンタルペンタアルコキシ
ドをそれらの５倍以上の重量のイソプロピルアル
コールに溶解、混合させ、その混合溶液を40〜85
℃の温度に保持し撹拌しながらその溶液中に水―
イソプロピルアルコール混合溶液（重量比１：10
〜２：１）を滴下し、タンタルドープBaTiO3の
沈澱物を生成させた後、水―アルコール混合溶液
から沈澱物を分離、乾燥させ、400〜1000℃の温
度で加熱処理するものである。 実施例の説明 以下本発明の実施例について、図面に基づいて
説明する。BaTiO3にBa１／２TaO3が少量固溶した系 を合成するため、バリウムジプロポキシド、チタ
ンテトラブトキシド又はチタンテトラプロポキシ
ド、タンタルペンタブトキシド又はタンタルペン
タプロポキシドを所定量秤量し、その合計重量の
20倍の重量のイソプロピルアルコールを加え、80
℃に保持して撹拌する。約２時間の撹拌により、
固形のバリウムジプロプキシドが溶解する。更に
４〜８時間撹拌を続けた後、80℃に保持したまま
水とイソプロピルアルコールを１対１に混合した
溶液を滴下する。滴下する溶液の量は全ての金属
アルコキシドが加水分解するのに必要な水の量の
３倍量が加わるように設定した。水―イソプロピ
ルアルコール溶液の滴下により、金属アルコキシ
ドの溶液には沈澱物が生じて不透明になる。設定
量の水―イソプロピルアルコール溶液を滴下した
後、80℃に保持しながら更に６時間撹拌を続け、
未反応な金属アルコキシドが残留しないように熟
成する。熟成を終えた後、沈澱物と溶液を遠心分
離機又は蒸発乾燥によつて分離する。沈澱物はペ
ロヴスカイト構造を有していることをＸ線により
確認した。又沈澱物粒子の粒子径は数十Åであ
り、５〜10重量％のアルコール類を吸蔵している
ので、400〜1000℃で加熱処理を行なつた。加熱
処理によつて沈澱物は数百〜千Åの粒径を持つ微
粒子になる。 次に微粉末の合成条件について種々検討した結
果について述べる。金属アルコキシドをイソプロ
ピルアルコール中に溶解させるとき、溶液の温度
を40℃以下で撹拌した場合、バリウムジプロポキ
シドは２時間後にも溶解せず残存するため、40℃
以上に加熱することが必要である。又イソプロピ
ルアルコールの沸点が85℃であるから、この温度
以上にすることは好ましくない。加水分解時の温
度を40℃以下にした場合、沈澱物は非晶質を多く
含み、水配基が５〜10重量％存在するので、加水
分解時の温度も40〜85℃にする必要がある。イソ
プロピルアルコール中の金属アルコキシドの重量
％が20％以上になると溶解させるのが著じるしく
困難であるため、金属アルコキシドの濃度は20重
量％以下にする必要がある。加水分解反応のため
に滴下する水―イソプロピルアルコール溶液の水
の濃度が67重量％以上になると非晶質が生成す
る。又10％以下では加水分解反応の進行中に金属
アルコキシドの濃度変化が無視し得なくなり、沈
澱物の粒度分布幅が広がる。従つて水―イソプロ
ピルアルコールの重量比は２：１〜１：10が適当
である。加水分解反応後の熟成を行なわない場
合、ドープしたタンタルの均一性が得られない。
沈澱、乾燥粉末の加熱処理温度が400℃以下では
吸蔵されているアルコール類が残留し、焼成した
ときに気孔率が増加する。又1000℃を越えると粒
子径の成長が著しく、反応性が低下するため、金
属アルコキシドの加水分解により微粒子を作成す
るという目的にそぐわなくなる。 以上述べた合成条件をまとめる。金属アルコキ
シドの溶解及び加水分解反応は40〜85℃で行な
う。加水分解反応に用いる水のイソプロピルアル
コール溶液の濃度は10〜67％であり、この溶液を
所定量滴下した後、40〜85℃で熟成させる。沈澱
物の乾燥後、400〜1000℃の加熱処理を行なう。 加熱処理した微粉末にポリビニルアルコール水
溶液を加えて造粒し、デイスク状にプレス成形し
た後、1300℃で２時間焼成した。焼成後の誘電体
磁器の微細構造を走査電子顕微鏡で観察した結
果、タンタルアルコキシドの量が0.1モル％以下
では、タンタルをドープしないBaTiO3のように
異常粒成した粒子を含む二重構造を有しており、
タンタルのドープ量が増加すると共に焼成粒径が
小さくなり、0.3モル％以上で１μｍ以下とな
る。又0.15〜0.25モル％では誘電体が半導体化す
るため、コンデンサとしては使用できない。焼成
したデイスク状試料の両面に銀電極を焼付けて誘
電率とその温度変化を測定した。比較例を含む
種々の組成から得たこれらの結果を次表及び第１
図に示す。
【表】
又加熱処理した微粉末にポリビニルブチラート
やロジン等の有機バインダ、分散剤、有機溶媒を
加えて混練し、ペースト化させる。このペースト
と電極を形成する白金ペーストとを交互にスクリ
ーン印刷して第２図のように５層の誘電体層１…
を形成し、1300℃で２時間焼成して積層コンデン
サを得た。図において２は白金の内部電極、３は
銀の外部電極、４は無効の誘電体層である。焼成
後の誘電体層１の厚みは10μｍである。このコン
デンサの耐電圧特性も表に合わせて示す。表及び
第１図から明らかなように、試料番号14〜19の組
成から得た厚膜用誘電体は比誘電率が1500以上
で、且つ10μｍの膜厚にしたときにも150V以上
の耐電圧を有する厚膜コンデンサを得ることがで
きる。 発明の効果 以上述べたように、本発明が提供する製造法に
よつて作成した誘電体粉末から得られる厚膜コン
デンサは、従来法によるものに比で、耐電圧特性
に優れており、比誘電率も1500以上あるので、小
型大容量にすることができる。
やロジン等の有機バインダ、分散剤、有機溶媒を
加えて混練し、ペースト化させる。このペースト
と電極を形成する白金ペーストとを交互にスクリ
ーン印刷して第２図のように５層の誘電体層１…
を形成し、1300℃で２時間焼成して積層コンデン
サを得た。図において２は白金の内部電極、３は
銀の外部電極、４は無効の誘電体層である。焼成
後の誘電体層１の厚みは10μｍである。このコン
デンサの耐電圧特性も表に合わせて示す。表及び
第１図から明らかなように、試料番号14〜19の組
成から得た厚膜用誘電体は比誘電率が1500以上
で、且つ10μｍの膜厚にしたときにも150V以上
の耐電圧を有する厚膜コンデンサを得ることがで
きる。 発明の効果 以上述べたように、本発明が提供する製造法に
よつて作成した誘電体粉末から得られる厚膜コン
デンサは、従来法によるものに比で、耐電圧特性
に優れており、比誘電率も1500以上あるので、小
型大容量にすることができる。
図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は本発明の製造法によつて作成した誘電体粉末を
焼成したときの比誘電率と−25℃〜＋85℃の温度
変化との関係を示すグラフ、第２図は誘電体粉末
を用いて作つた厚膜積層コンデンサの断面図であ
る。 １…誘電体層、２…内部電極、３…外部電極。
は本発明の製造法によつて作成した誘電体粉末を
焼成したときの比誘電率と−25℃〜＋85℃の温度
変化との関係を示すグラフ、第２図は誘電体粉末
を用いて作つた厚膜積層コンデンサの断面図であ
る。 １…誘電体層、２…内部電極、３…外部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金属アルコキシドの加水分解により酸化物の
微粉末を得る方法において、48.50〜49.92モル％
のバリウムジアルコキシド、45.5〜49.78モル％
のチタンテトラアルコキシド、0.3〜６モル％の
タンタルペンタアルコキシドをそれらの５倍以上
の重量のイソプロピルアルコールに溶解、混合さ
せ、その混合溶液を40〜85℃の温度に保持し撹拌
しながらその溶液中に水―イソプロピルアルコー
ル混合溶液（重量比１：10〜２：１）を滴下し、
タンタルドープBaTiO3の沈澱物を生成させた
後、水―アルコール混合溶液から沈澱物を分離、
乾燥させ、400〜1000℃の温度で加熱処理する厚
膜用誘電体粉末の製造法。 ２ バリウムジアルコキシドがバリウムジプロポ
キシドである特許請求の範囲第１項記載の厚膜用
誘電体粉末の製造法。 ３ チタンテトラアルコキシドがチタンテトラプ
ロポキシド又はチタンテトラブトキシドである特
許請求の範囲第１項記載の厚膜用誘電体粉末の製
造法。 ４ タンタルペンタアルコキシドがタンタルペン
タプロポキシド又はタンタルペンタブトキシドで
ある特許請求の範囲第１項記載の厚膜用誘電体粉
末の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149707A JPS5939725A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 厚膜用誘電体粉末の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57149707A JPS5939725A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 厚膜用誘電体粉末の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939725A JPS5939725A (ja) | 1984-03-05 |
| JPS623771B2 true JPS623771B2 (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15481053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57149707A Granted JPS5939725A (ja) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | 厚膜用誘電体粉末の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939725A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6221758A (ja) * | 1985-07-22 | 1987-01-30 | 平野 真一 | 高周波用セラミツク誘電体の製造方法 |
| US5152974A (en) * | 1987-03-26 | 1992-10-06 | Solvay S.A. | Process for the manufacture of a powder of mixed metal oxides, and mixed metal oxide powders |
| BE1001832A4 (fr) * | 1987-03-26 | 1990-03-20 | Solvay | Procede pour la fabrication d'une poudre d'oxydes metalliques mixtes, et poudres d'oxydes metalliques mixtes. |
| JPS63252909A (ja) * | 1987-04-09 | 1988-10-20 | Tokuyama Soda Co Ltd | 球状複合金属酸化物の製造方法 |
| US5087437A (en) * | 1988-01-15 | 1992-02-11 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing crystalline mixed metal oxides |
| US5242674A (en) * | 1988-10-27 | 1993-09-07 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for preparing crystalline mixed metal oxides |
| KR101136665B1 (ko) * | 2004-03-29 | 2012-04-18 | 니폰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 복합 유전체 재료 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57149707A patent/JPS5939725A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939725A (ja) | 1984-03-05 |
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