JPS623769B2 - - Google Patents
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- JPS623769B2 JPS623769B2 JP57149704A JP14970482A JPS623769B2 JP S623769 B2 JPS623769 B2 JP S623769B2 JP 57149704 A JP57149704 A JP 57149704A JP 14970482 A JP14970482 A JP 14970482A JP S623769 B2 JPS623769 B2 JP S623769B2
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- Japan
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- niobium
- producing
- dielectric
- mol
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- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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1800以上ある磁器
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1800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
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、48.0
〜49.92モル％のバリウムジアルコキシド、44.0
〜49.78モル％のチタンテトラアルコキシド、0.3
〜８モル％のニオブ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、ニオブドーブ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Ba1/2NbO3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、ニオブペンタブトキシド又はニオブペンタ
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ポキシドが溶解する。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＋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に残存するため、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
ープしたニオブ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粉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、ニオブアルコキシドの量が0.1モル％以下で
は、ニオブをドープしない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、ニオ
ブ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％以上では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。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
加えて混錬し、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1800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。
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1800以上ある磁器
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1800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
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、48.0
〜49.92モル％のバリウムジアルコキシド、44.0
〜49.78モル％のチタンテトラアルコキシド、0.3
〜８モル％のニオブ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、ニオブドーブ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Ba1/2NbO3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、ニオブペンタブトキシド又はニオブペンタ
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ポキシドが溶解する。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＋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に残存するため、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
ープしたニオブ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粉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、ニオブアルコキシドの量が0.1モル％以下で
は、ニオブをドープしない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、ニオ
ブ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％以上では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。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
加えて混錬し、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1800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。
【表】
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べ、耐電圧特性
に優れており、比誘電率も1800以上あるので、小
型大容量にすることができる。
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べ、耐電圧特性
に優れており、比誘電率も1800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、48.0〜49.92モル％
のバリウムジアルコキシド、44.0〜49.78モル％
のチタンテトラアルコキシド、0.3〜８モル％の
ニオブ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、
ニオブドーブ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 ニオブペンタアルコキシドがニオブペンタプ
ロキシド又はニオブ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 |
|---|---|---|---|
| JP57149704A JPS5939723A (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 |
|---|---|---|---|
| JP57149704A JPS5939723A (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 |
|---|---|
| JPS5939723A JPS5939723A (ja) | 1984-03-05 |
| JPS623769B2 true JPS623769B2 (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15480985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57149704A Granted JPS5939723A (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) | JPS5939723A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251419A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toppan Printing Co Ltd | 磁気記録媒体 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61269805A (ja) * | 1985-05-23 | 1986-11-29 | 松下電器産業株式会社 | マイクロ波用誘電体磁器の製造法 |
| US4863883A (en) * | 1986-05-05 | 1989-09-05 | Cabot Corporation | Doped BaTiO3 based compositions |
| US4829033A (en) * | 1986-05-05 | 1989-05-09 | Cabot Corporation | Barium titanate powders |
| JPS62265119A (ja) * | 1986-05-10 | 1987-11-18 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | ニオブ複酸化物微粉末の製造方法 |
| DE4225920A1 (de) * | 1992-08-05 | 1994-02-10 | Roederstein Kondensatoren | Kondensator, insbesondere Elektrolytkondensator |
| KR101136665B1 (ko) * | 2004-03-29 | 2012-04-18 | 니폰 가가쿠 고교 가부시키가이샤 | 복합 유전체 재료 |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP57149704A patent/JPS5939723A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01251419A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toppan Printing Co Ltd | 磁気記録媒体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5939723A (ja) | 1984-03-05 |
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