[go: up one dir, main page]

JPH0323503B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0323503B2
JPH0323503B2 JP61098436A JP9843686A JPH0323503B2 JP H0323503 B2 JPH0323503 B2 JP H0323503B2 JP 61098436 A JP61098436 A JP 61098436A JP 9843686 A JP9843686 A JP 9843686A JP H0323503 B2 JPH0323503 B2 JP H0323503B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
composition
dielectric
mixture
composition according
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
JP61098436A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61256972A (en
Inventor
Baan Ian
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.)
EIDP Inc
Original Assignee
EI Du Pont de Nemours and Co
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 EI Du Pont de Nemours and Co filed Critical EI Du Pont de Nemours and Co
Publication of JPS61256972A publication Critical patent/JPS61256972A/en
Publication of JPH0323503B2 publication Critical patent/JPH0323503B2/ja
Granted 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】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は誘電体組成物、特に焼成温度の低い誘
電組成物に関する。 〔発明が解決しようとする問題点〕 多層セラミツクコンデンサ(MLC)はその容
積効率が大きく、それゆえにその寸法が小さいた
め、セラミツクコンデンサの中で最も広範に使用
される形態のものである。これらのコンデンサは
適当な電極パターンを印刷したセラミツク誘電体
の薄いシートを積み重ねて共に焼成することによ
つて製造される。パターンを設けた各々の層は集
成体(assemblage)の各端部において電極層が
互い違いに露出するように隣接する層からずら
す。電極パターンの露出した端部は構造体の全て
の層を電気的に接続し、それにより積層した構造
体中に並列に接続したコンデンサの一群を形成す
る導電性材料で被覆されている。このタイプのコ
ンデンサはしばしばモノリシツクコンデンサと称
される。 MLCの製造に使用するセラミツク誘電体の薄
いシートは、有機ポリマー物質によつて一体に結
合している微粉砕された誘電体の粒子の層で構成
される。未焼成のセラミツクは、ポリマー、可塑
剤および溶媒からなる溶液中に分散した誘導体の
粒子からなるスラリーをポリプロピレン、マイラ
ーポリエステルフイルムまたはステンレス鋼な
どのキヤリヤ上にスリツプキヤステイングし、そ
のあとでキヤストしたスラリーをドクターブレー
ドの下を通過させてキヤストしたフイルムの厚み
を調整して薄い「生のテープ」を形成することに
よつて調整できる。 多層コンデンサ用の導体の製造に有用な金属化
剤は通常は、微粉砕された金属粒子であつて、不
活性の液状ビヒクル中に当該粒子を分散した形態
で生のテープに付着するものを含む。上記の「生
テープ」法はより広範に使用されてはいるが、そ
れにもかかわらず、本発明の誘電体組成物を用い
てMLCを製造することができる別の方法がある。
その一つはいわゆる「湿式法」である。一つの態
様では、これは平らな基体を誘導体の流下シート
状物の中を一度またはそれ以上通過させて誘電体
層を形成すること(米国特許第3717487号参照)
を含めてもよい。 MCLを製造する他の方法には、誘導体材料の
ペーストを形成し、そのあとで設計した構造体が
出来上るまで、誘導体と金属の層を乾燥段階を間
にはさんで交互にスクリーン印刷することが含ま
れる。2番目の電極層をそのあとで誘電体層の最
上部に印刷して集成体全体を共に焼成する。 モノリシツク多層コンデンサは典型的にはチタ
ン酸バリウムを基とする調合物と導電性電極材料
を酸化性雰囲気中で1200〜1400℃の温度で共に焼
成することによつて製造される。この方法によつ
て、大きい誘電率、例えば1000以上を有する耐久
性のある、よく焼結されたコンデンサが形成され
る。しかしながら、これらの条件下での焼成は融
点が高く、高温における耐酸化性が良好で、誘電
体の熟成(maturing)温度において焼結可能で
あり、かつ焼結温度において誘電体との相互作用
傾向が最も少ない電極材料を必要とする。これら
の諸要件は電極材料の選択を通常貴金属である白
金およびパラジウムまたは白金合金、パラジウム
合金および金合金に制限する。モノリシツク多層
コンデンサの製造に関する米国特許第3872360号
も参照のこと。 「焼結助剤」を使用することによつて誘導体の
熟成温度を下げるいくつかの試みがなされてき
た。チタン酸バリウムへの酸化ビスマスまたはベ
ンナイトの添加は熟成温度を約1200℃に下げる
(米国特許第2908579号)。1200゜〜1290℃の熟成温
度は米国特許第2626220号に記載されているよう
に、チタン酸塩にリン酸塩を添加して行なつても
よい。しかしながら、これらのケースの各々にお
いて、熟成温度の低下は共に焼成した銀電極を使
用できるほどには十分ではなく、誘電特性はしば
しば低下する。 チタン酸塩を基とする誘電体の焼結温度を低下
させるための別の技術は、高温強誘電相(チタン
酸塩、ジルコン酸塩等)を比較的低い温度で熟成
するガラスと混合することによるものである。こ
の方法の例としては米国特許第3619220号、同第
3638084号、同第3682766号および同第3811937号
に示されている。この技術の欠点はガラスの希釈
効果がしばしば混合物の誘導率を相対的に小さい
ものにしてしまうことである。 Bouchardはチタン酸バリウムの代りに鉛をベ
ースとした誘電体を使用することによつて、Z5U
−タイプのコンデンサに使用するための焼成塩度
が低く、誘電率が6000にもなる誘電体組成物の課
題に非常に成功裡に取り組んできた。これらの置
換されたチタン酸鉛組成物は下記の式に相当す
る。 (SrxPb1-xTiO3a(PbMgrWsO3b ここで、x=0〜0.10 r=0.45〜0.55 a=0.35〜0.5 s=0.55〜0.45 b=0.5〜0.65 Σ(r+s)=1、および Σ(a+b)=1 このような物質はBouchardの米国特許第
4048546号、第4063341号および第4228482号に記
載されている。 ごく最近、米国特許請求第713099号(1985年9
月12日許可)には前記Bouchardの誘導体組成物
を改良してZ5U−タイプのより好適な組成物を記
載している。ここでは、Bouchardの組成物を微
量の遷移金属酸化物およびカドミウムと亜鉛のジ
ルコン酸塩およびスズ酸塩によつてドープされて
いる。 より大きな誘電率を得る方向への事実上の進歩
にもかかわらず、電子産業界はPbO含有量がより
少なく(すなわち<10重量%)、8000台およびさ
らにそれ以上のさらに大きな誘電率(K)を有し、そ
れにもかかわらず、30/70の割合のパラジウム/
銀電極などの通常の銀含有電極とともに使用でき
る誘電体組成物の必要性を見越している。 〔発明の要約〕 本発明はそれゆえに、まず第一の態様におい
て、低い焼成温度で緻密化した誘電体を形成する
ための、下記の微粉砕された粒子の混合物からな
る組成物に関する。 (a) BaTiO3、 (b) A(Zn1/3Nb2/3)O3、 (c) BaZrO3、PbZrO3、BaSnO3、PbSnO3およ
びこれらの混合物から選択されるキユリー点変
更剤、 (d) マンガンをドープした硼酸金属フレツクス(F)
および/またはその酸化物前駆体、 ただし(a)−(d)の割合は化学量論的に実質上下記
の式に等しい。 (1−x)〔(Ba1-xPbx)(Ti1-(u+v)ZruSnv)O3〕+
X〔A(Zn1/3Nb2/3)O3〕+Y〔F〕 ただし、AはPb、Baおよびこれらの混合物か
ら選択されるものであり、 X=2.5〜11.5重量% Y=1.0〜5.0重量% u=0〜0.125 v=0〜0.125 x=0〜0.125、および u+v=0.015〜0.125である。 これらの組成物において、ニオブ酸亜鉛金属は
チタン酸バリウム用のフラツクス用添加剤として
もまたキユリー点抑制剤としても作用する。この
後者の働らきは全く予期されないものである。な
ぜなら、ニオブ酸亜鉛鉛は例えば、チタン酸バリ
ウムのキユリー温度により高い140℃のキユリー
温度を有するからである。 第二の態様において本発明は(1)有機媒体中に分
散させた導電性の電極材料の層を上記の組成物か
ら製造した生のテープからなる多数の層の各々に
適用し、(2)電極を層状に設けたこの生のテープの
多数を積層して生のテープと電極材料の交互の層
からなる集成体を形成し、(3)工程(2)の集成体を
1000〜1150℃で焼成して有機媒体と有機結合剤を
該集成体から除去し、かつ導電性電極材料と誘電
材料を焼結する、工程からなるモノシリツクコン
デンサを形成する方法に関する。 第三の態様において、本発明は、少なくとも
8000の導電率を有する誘電性セラミツク本体と本
質的に上記の組成物からなるこのセラミツク本体
に接触している少なくとも2個の間隔を置いた金
属電極を備え、誘電体固形物の緻密化と金属電極
の焼結を行なうために1000〜1150℃で焼成された
セラミツクコンデンサに関する。 第四の態様として本発明は揮発性の非水性溶媒
中の結合剤ポリマーの溶液中に分散した上記の誘
電体組成物を含むテープキヤステイング用組成物
に関する。 第五の態様としては、本発明は上記の分散液の
薄い層を鋼製ベルトまたはポリマーフイルムなど
の可撓性基体上にキヤステイングし、キヤストし
た層を加熱して揮発性溶媒をそこから除去するこ
とによつて生のテープを形成する方法に関する。 第六の態様として、本発明は有機媒体中に分散
した上記の誘電体組成物を含むスクリーン印刷可
能な厚膜組成物に関する。 〔従来技術〕 米国特許第4266265号はセラミツクコンデンサ
の製法に関するもので、ここでは前駆体の誘電体
粉末はチタン酸アルカリ土類金属と珪酸カドミウ
ムの混合物である。このチタン酸アルカリ土類金
属にはBi、Nb、Ta、Sb、W、LaおよびUなど
のドナー原子でドープされ得るバリウム−鉛−チ
タン酸塩およびバリウム−鉛−チタン酸塩−ジル
コン酸塩がある。これらの物質は1100℃で焼成す
る。 米国特許第4283753号は少なくとも5000の誘電
率を有し、(a)Ba、Pb、SrおよびCaから選択され
る大きな2価イオン、(b)Ti、Zr、SnおよびMnか
ら選択される小さな4価イオン、(b)Bi、Nb、
Sb、Ta、WおよびMoから選択される+4より
大きな原子価を有することのできるドナーイオ
ン、(d)Cd、Zn、Cu、LiおよびNaから選択され
る電荷補償用のアクセプターイオン、および(e)
B、Si、Ge、PおよびVから選択されるガラス
形成イオンによつてドープされるBaTiO3で構成
されるセラミツクコンデンサに関する。これらの
物質は5000を越す誘電率を有すると言われている
が、約1100℃で焼成して緻密化させる。 米国特許第4335216号は1000〜1150℃で焼成さ
れる誘電セラミツク組成物に関するもので、ここ
では前駆体の誘電体粉末はBaTiO3、SrTiO3
BaZrO3、TiO2およびMn2OをZnO、SiO2
B2O3、PbO、Bi2O3およびCdOを含むガラスフリ
ツトと混合した混合物である。この組成物は多層
セラミツクコンデンサを製造するのに使用され
る。 米国特許第4379854号はキユリー点変更剤とし
て機能するBaTiO3、SrZrO3、の微粉砕された粒
子とフラツクス粉末であるZnOとB2O3を含む誘
電体組成物に関する。この物質は1000〜1150℃で
焼成する。 米国特許出願公告第2125028A号は1050〜1200
℃で焼結可能な(a)式(Ba1-xMex)(Ti1-yMex′)
O3(式中、MeはCaおよび/またはSrであり、
Me′はZrおよび/またはSnである)に相当する
主成分を100重量部と、PbTiO365〜90%、
Pb5Ge3O111〜10%およびBiTi2O71〜30%の混合
物である第2成分(b)を(a)を基として5〜15重量部
を含む誘電体セラミツク組成物に関する。この物
質は1050〜1360℃で焼成する。 〔問題点を解決するための手段〕 A 誘電体材料 本発明の組成物のBaTiO3成分は適当な粒度
のものが商業的に入手可能である。本発明の目
的のためには、他の誘電体材料と同様に、
BaTiO3も2.0μmよりも大きくなく、好ましく
は1.5μmより小さい平均粒度を有することが不
可欠である。平均粒度0.4〜1.1μmが一層好ま
しい。他方、固形物の平均粒度が約0.1μmより
小さい場合、粒子は取扱いが困難になり、それ
ゆえにあまり適さない。 他の酸化物成分、すなわちニオブ酸亜鉛金
属、キユリー点変更剤およびフラツクスは適当
な酸化物またはその前駆体の微粉砕した粒子を
混合して空気中でそれらを焼成することによつ
て容易に製造できる。ニオブ酸亜鉛金属および
キユリー点変更剤について言えば、化合物は
800〜1000℃で約5時間焼成することによつて
形成される。これは成分酸化物の完全な反応が
得られ、しかも過剰の焼結と大きすぎる粒度を
避けるのに十分な時間と温度である。「前駆体」
という用語は、空気中の焼成によつて金属酸化
物に変換される化合物を意味する。これには水
和物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、蓚酸塩およ
びアルコシドが包含される。 好適なフラツクスは、ZnO:B2O3の比が2
〜4である硼酸亜鉛およびその混合物とその前
駆体である。公知のガラス製造方法のとおり、
B2O3のモル%までをSiO2、GeO2、Al2O3また
はそれらの混合物によつて置き換えることがで
きることが理解されよう。 実施例で使用したフラツクスはZnO、硼酸お
よびMnCO3の混合物を700℃で18時間〓焼し、
あとで粉砕(milling)することによつて調整
した。 B 生のテープのキヤステイング溶液 上述したように、本発明の誘電体組成物の生
のテープはポリマー結合剤と揮発性有機溶媒の
溶液中に誘電体材料を分散したものを鋼製ベル
トまたはポリマーフイルムなどの可撓性基体上
にキヤステイングし、そのあとでキヤストした
層を加熱してそこから揮発性溶媒を除去するこ
とによつて製造する。 セラミツクの固形物が分散されいる有機媒体
は揮発性有機溶媒に溶解したポリマー結合剤お
よび場合によりその他の溶解した物質、例えば
可塑剤、離型剤、分散剤、剥離剤、防汚剤、お
よび湿潤剤からなる。 より良好な結合効率を得るためには、少なく
とも5重量%(セラミツク固形物は95重量%)
のポリマー結合剤を用いることが好ましい。し
かしながら、20重量%(セラミツク固形物は80
重量%)を越えないポリマ結合剤を用いるのが
さらに好ましい。熱分解によつて除去しなけれ
ばならない有機物の量を減らすために、これら
の制限内で固形物に対する可能な限り最少量の
結合剤を使用するのが望ましい。 従来、生のテープの結合剤として多種類のポ
リマー物質が使用されてきた。例えば、ポリ
(ビニルブチラル)、ポリ(ビニルアセテート)、
ポリ(ビニルアルコール)、メチルセルローズ、
エチルセルローズ、ヒドロキシエチルセルロー
ス、メチルヒドロキシエチルセルローズなどの
セルローズポリマー、アタクチツクポリプロピ
レン、ポリエチレン、ポリ(メチルシロキサ
ン)、ポリ(メチルフエニルシロキサン)など
のシリコンポリマー、ポリスチレン、ブタジエ
ン/スチレンコポリマー、ポリスチレン、ポリ
(ビニルピロリドン)、ポリアミド、高分子量の
ポリエーテル、エチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイドのコポリマー、ポリアクリルアミ
ド、ソジウムポリアクリレート、ポリ(低級ア
ルキルアクリレート)、ポリ(低級アルキルメ
タクリレート)などの種々のアクリルポリマー
および低級アルキルアクリレートとメタクリレ
ートの種々のコポリマーとマルチポリマーなど
である。エチルメタクリレートとメチルアクリ
レートとのコポリマーとエチルアクリレート、
メチルメタクリレートおよびメタクリル酸との
ターポリマーはスリツプキヤステイング材料用
の結合剤として従前から用いられてきた。 最近、米国特許出願第737549号で、C1〜8のア
ルキルメタクリレート0〜100重量%、C1〜8
アルキルアクリレート100〜1重量%からなる
混和しうる(compatible)マルチポリマーと
エチレン系不飽和カルボン酸またはアミン0〜
5重量%の混合物である有機結合剤を開示して
いる。該ポリマーは最少量の結合剤および最大
量の誘電体固形物の使用を許容するので、本発
明の誘電体組成物にとつてこれらの使用は好ま
しい。この理由の故に、上記米国特許出願第
737549号の開示事項を引用として本明細書に含
める。 キヤステイング溶液の溶媒成分は、ポリマー
が完全に溶解し、かつ、大気圧下で比較的低水
準の熱の印加によつて溶媒が分散液から蒸発し
得る十分に大きな揮発性が得らるれるように選
択する。加えて、溶媒は有機媒体中に含有され
るその他のすべての添加剤の沸点および分解温
度以下で十分に沸騰しなければならない。それ
ゆえに、150℃以下の大気中沸騰点を有する溶
媒が最もひんぱんに使用される。このような溶
媒にはベンゼン、アセトン、キシレン、メタノ
ール、エタノール、メチルエチルケトン、1,
1,1−トリクロロエタン、テトラクロロエチ
レン、酢酸アミル、2,2,4−トリエチルペ
ンタンジオール−1,3−モノイソブチレー
ト、トルエン、およびメチレンクロライドがあ
る。 有機媒体は結合剤ポリマーのガラス転移温度
(Tg)を低下させる働きをする可塑剤を結合剤
ポリマーに比例して微量含有することもよくあ
る。しかしながら、このような物質の使用はキ
ヤストされたフイルムが焼成される際に除去さ
れねばならない有機物質の量を減らすために最
小限にすべきである。可塑剤の選択はもちろん
変性されなければならないポリマーによつて主
に決定される。可塑剤の中で種々の結合剤物質
系中に用いられてきたのは、ジエチルフタレー
ト、ジブチルフタレート、オクチルフタレー
ト、ブチルベンジルフタレート、アルキルホス
フエート、ポリアルキレングリコール、グリセ
ロール、ポリ(エチレンオキサイド)、ヒドロ
キシエチレン化アルキルフエノール、ジアルキ
ルジチオホスホネートおよびポリ(イソブチレ
ン)である。これらの中で、ブチルベンジルフ
タレートはアクリルポリマー物質系に最もひん
ぱんに使用される。なぜなら、これは比較的小
さな濃度で効果的に使用できるからである。 C 厚膜ペースト 本発明の組成物をスクリーン印刷のような技
術によつて厚膜ペーストとして適用することが
しばしば望まれる。分散液を厚膜ペーストとし
て適用するときは、適切なレオロジー調整およ
び揮発性より小さい溶媒を使用することによつ
て通常の厚膜有機媒体を使用できる。この場合
には、組成物はスクリーンを容易に通り抜ける
ことができるように適当な粘性を有していなけ
ればない。加えて、組成物がスクリーンを通つ
た後急速に固まり、それによつて良好な解像が
もたらされるためには、組成物は(チキソトロ
ピー)であるべきである。レオロジー特性は最
も重要であるが、有機媒体は好ましくはさらに
固形物と基体の適切な湿潤性、良好な乾燥速
度、荒つぽい取扱いに耐えるのに十分な乾燥膜
の強度、および良好な焼成性をもたらすように
調合される。焼成した組成物の外観が満足でき
るものであることも重要である。 これらの全ての点を考慮して、さまざまな不
活性液体が有機媒体として使用できる。大部分
の厚膜組成物用の有機媒体は典型的には溶媒中
の樹脂の溶液であり、またしばしば樹脂とチキ
ソトロープ剤の両方を含有する溶媒溶液であ
る。この溶媒は通常130〜350℃の範囲内で沸騰
する。 上記の目的のために特に好適な樹脂は低級ア
ルコールのポリメタクリレートとエチレングリ
コールモノアセテートのモノブチルエーテルで
ある。 厚膜用途の最も広く使用される溶媒は、αま
たはβ−テルピネノールなどのテルペン類か、
これらとケロシン、ジブチルフタレート、ブチ
ルカルビトール、酢酸ブチルカルビトール、ヘ
キシレングリコールならびに高沸点のアルコー
ル類およびアルコールエステルのような他の溶
媒との混合物である。これらとその他の溶媒の
種々の組み合わせが各々の用途についての所望
の粘性と揮発性の要件を得るように調合され
る。 チキソトロープ剤の中で一般に使用されるも
のは水素化ひまし油とその誘導体である。いず
れの懸濁液にも固有の粘性の低下を伴つた溶
媒/樹脂の特性だけで多分この点では適当であ
ると思われるので、チキソトロープ剤を併用す
ることは必ずしも必要ではない。 分散液中の無機固形物に対する有機媒体の割
合はかなり変動性があり、分散液を適用する方
法および使用する有機溶媒の種類によつて決ま
る。通常、良好な適用範囲を得るためには、分
散液は固形物60〜90重量%と有機媒体40〜10重
量%を相補的に含有する、このような分散液は
通常半液状の粘性をなし一般に「ペースト」と
称される。 このペーストはスリーロールミルで都合よく
調製される。ペーストの粘性はブルツクフイー
ルド(Brookfield)粘度計で低、中、高の剪
断速度において室温で測定したとき典型的に下
記の範囲内にある。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a dielectric composition, particularly a dielectric composition having a low firing temperature. [Problem to be Solved by the Invention] Multilayer ceramic capacitors (MLCs) are the most widely used form of ceramic capacitors because of their high volumetric efficiency and therefore their small dimensions. These capacitors are manufactured by stacking and firing together thin sheets of ceramic dielectric printed with appropriate electrode patterns. Each patterned layer is offset from adjacent layers to expose alternating electrode layers at each end of the assembly. The exposed ends of the electrode pattern are coated with a conductive material that electrically connects all the layers of the structure, thereby forming a group of parallel connected capacitors in the stacked structure. This type of capacitor is often referred to as a monolithic capacitor. The thin sheets of ceramic dielectric used in the manufacture of MLCs are composed of layers of finely divided dielectric particles held together by an organic polymeric material. Green ceramics are made by slip casting a slurry of derivative particles dispersed in a solution of polymer, plasticizer, and solvent onto a carrier such as polypropylene, mylar polyester film, or stainless steel. The thickness of the cast film can be adjusted by passing it under a doctor blade to form a thin "green tape". Metallizing agents useful in the production of conductors for multilayer capacitors typically include finely divided metal particles that are applied to the green tape in the form of a dispersion of the particles in an inert liquid vehicle. . Although the "green tape" method described above is more widely used, there are nevertheless other ways in which MLCs can be manufactured using the dielectric compositions of the present invention.
One of them is the so-called "wet method". In one embodiment, this involves passing a flat substrate through a falling sheet of dielectric one or more times to form a dielectric layer (see U.S. Pat. No. 3,717,487).
may be included. Other methods for manufacturing MCLs include forming a paste of dielectric material and then screen printing alternating layers of dielectric and metal with intervening drying steps until the designed structure is created. is included. A second electrode layer is then printed on top of the dielectric layer and the entire assembly is fired together. Monolithic multilayer capacitors are typically manufactured by co-firing a barium titanate-based formulation and a conductive electrode material at temperatures between 1200 and 1400 DEG C. in an oxidizing atmosphere. This method produces durable, well-sintered capacitors with high dielectric constants, such as 1000 or more. However, firing under these conditions results in a high melting point, good oxidation resistance at high temperatures, sinterability at the maturing temperature of the dielectric, and a tendency to interact with the dielectric at the sintering temperature. requires the least electrode material. These requirements generally limit the choice of electrode materials to the noble metals platinum and palladium or platinum alloys, palladium alloys and gold alloys. See also U.S. Pat. No. 3,872,360 for the manufacture of monolithic multilayer capacitors. Some attempts have been made to lower the ripening temperature of derivatives by using "sintering aids." Addition of bismuth oxide or bennite to barium titanate lowers the ripening temperature to about 1200°C (US Pat. No. 2,908,579). Aging temperatures of 1200 DEG to 1290 DEG C. may be achieved by adding phosphate to the titanate as described in US Pat. No. 2,626,220. However, in each of these cases, the reduction in aging temperature is not sufficient to allow the use of co-fired silver electrodes, and the dielectric properties are often degraded. Another technique for lowering the sintering temperature of titanate-based dielectrics is to mix high-temperature ferroelectric phases (titanate, zirconate, etc.) with glasses that age at relatively low temperatures. This is due to Examples of this method include U.S. Pat.
No. 3638084, No. 3682766 and No. 3811937. A disadvantage of this technique is that the dilution effect of the glass often makes the dielectricity of the mixture relatively small. By using a lead-based dielectric instead of barium titanate, Bouchard
The problem of dielectric compositions with low firing salinities and dielectric constants as high as 6000 for use in - type capacitors has been very successfully addressed. These substituted lead titanate compositions correspond to the formulas below. (Sr x Pb 1-x TiO 3 ) a (PbMg r W s O 3 ) b where x=0~0.10 r=0.45~0.55 a=0.35~0.5 s=0.55~0.45 b=0.5~0.65 Σ( r+s)=1, and Σ(a+b)=1 Such materials are described in Bouchard's U.S. Pat.
No. 4048546, No. 4063341 and No. 4228482. Most recently, U.S. Patent Claim No. 713,099 (September 1985)
12, 2003) describes an improvement on the derivative composition of Bouchard and describes a more suitable composition of the Z5U-type. Here, Bouchard's composition is doped with trace amounts of transition metal oxides and zirconates and stannates of cadmium and zinc. Despite the virtual progress towards obtaining larger dielectric constants, the electronic industry is still looking for even higher dielectric constants (K) in the order of 8000 and even higher, with lower PbO contents (i.e. <10 wt%). , and yet a ratio of 30/70 palladium/
It anticipates the need for dielectric compositions that can be used with conventional silver-containing electrodes, such as silver electrodes. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention therefore relates in a first aspect to a composition consisting of a mixture of finely divided particles as described below for forming a densified dielectric at low firing temperatures. a Curie point modifier selected from (a) BaTiO3 , (b) A(Zn1 /3Nb2 /3 ) O3 , (c) BaZrO3 , PbZrO3 , BaSnO3 , PbSnO3 and mixtures thereof; (d) Manganese-doped borate metal flex (F)
and/or its oxide precursor, provided that the ratio of (a) to (d) is stoichiometrically substantially equal to the following formula: (1-x) [(Ba 1-x Pb x ) (Ti 1-(u+v) Zr u Sn v ) O 3 ]+
X [A (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 ] + Y [F] where A is selected from Pb, Ba and mixtures thereof, X = 2.5 to 11.5% by weight Y = 1.0 to 5.0% by weight u=0-0.125 v=0-0.125 x=0-0.125, and u+v=0.015-0.125. In these compositions, the zinc niobate metal acts both as a flux additive for the barium titanate and as a Curie point inhibitor. This latter behavior is completely unexpected. This is because lead zinc niobate has a higher Curie temperature of 140°C than that of barium titanate, for example. In a second aspect, the present invention comprises (1) applying a layer of electrically conductive electrode material dispersed in an organic medium to each of a number of layers of green tape made from the composition described above; (2) A large number of this green tape with layers of electrodes are laminated to form an assembly of alternating layers of green tape and electrode material, and (3) the assembly of step (2) is
A method of forming a monosilic capacitor comprising the steps of firing at 1000 DEG to 1150 DEG C. to remove the organic medium and organic binder from the assembly and sintering the conductive electrode material and dielectric material. In a third aspect, the invention provides at least
A dielectric ceramic body having a conductivity of 8000 and at least two spaced apart metal electrodes in contact with the ceramic body consisting essentially of a composition as described above, the densification of the dielectric solid and the metal This invention relates to a ceramic capacitor fired at 1000 to 1150°C to sinter the electrodes. In a fourth aspect, the present invention relates to a tape casting composition comprising a dielectric composition as described above dispersed in a solution of a binder polymer in a volatile non-aqueous solvent. In a fifth aspect, the invention comprises casting a thin layer of the dispersion described above onto a flexible substrate such as a steel belt or polymer film and heating the cast layer to remove the volatile solvent therefrom. Concerning how to form a green tape by. In a sixth aspect, the present invention relates to a screen printable thick film composition comprising a dielectric composition as described above dispersed in an organic medium. [Prior Art] U.S. Pat. No. 4,266,265 relates to a method for making a ceramic capacitor, in which the precursor dielectric powder is a mixture of alkaline earth metal titanate and cadmium silicate. The alkaline earth metal titanates contain barium-lead-titanate and barium-lead-titanate-zirconate which can be doped with donor atoms such as Bi, Nb, Ta, Sb, W, La and U. be. These materials are fired at 1100°C. U.S. Pat. No. 4,283,753 has a dielectric constant of at least 5000 and includes (a) large divalent ions selected from Ba, Pb, Sr and Ca, (b) small 4 ions selected from Ti, Zr, Sn and Mn. Valence ions, (b) Bi, Nb,
(d) acceptor ions for charge compensation selected from Cd, Zn, Cu, Li and Na; (d) acceptor ions for charge compensation selected from Cd, Zn, Cu, Li and Na; e)
The present invention relates to a ceramic capacitor composed of BaTiO 3 doped with glass-forming ions selected from B, Si, Ge, P and V. These materials are said to have dielectric constants exceeding 5000, and are densified by firing at about 1100°C. U.S. Pat. No. 4,335,216 relates to dielectric ceramic compositions fired at 1000-1150°C, where the precursor dielectric powders are BaTiO 3 , SrTiO 3 ,
BaZrO3 , TiO2 and Mn2O to ZnO, SiO2 ,
It is a mixture mixed with glass frit containing B 2 O 3 , PbO, Bi 2 O 3 and CdO. This composition is used to make multilayer ceramic capacitors. U.S. Pat. No. 4,379,854 relates to a dielectric composition containing finely divided particles of BaTiO 3 , SrZrO 3 and flux powders ZnO and B 2 O 3 which function as Curie point modifiers. This material is fired at 1000-1150°C. U.S. Patent Application Publication No. 2125028A is 1050-1200
Formula (a) that can be sintered at °C (Ba 1-x Me x ) (Ti 1-y Me x ′)
O 3 (wherein Me is Ca and/or Sr,
Me′ is Zr and/or Sn), 100 parts by weight of the main component, PbTiO 3 65-90%,
A dielectric ceramic composition comprising 5 to 15 parts by weight, based on (a), of a second component (b) which is a mixture of 1 to 10% Pb 5 Ge 3 O 11 and 1 to 30% BiTi 2 O 7 . This material is fired at 1050-1360°C. [Means for solving the problem] A. Dielectric material The BaTiO 3 component of the composition of the present invention is commercially available in a suitable particle size. For purposes of the present invention, as well as other dielectric materials,
It is essential that the BaTiO 3 also has an average particle size not larger than 2.0 μm and preferably smaller than 1.5 μm. An average particle size of 0.4 to 1.1 μm is more preferred. On the other hand, if the average particle size of the solid is less than about 0.1 μm, the particles become difficult to handle and are therefore less suitable. Other oxide components, namely zinc metal niobate, Curie point modifiers and fluxes, are easily prepared by mixing finely divided particles of the appropriate oxide or its precursor and calcining them in air. can. When it comes to zinc niobate metal and the Curie point modifier, the compound is
It is formed by firing at 800-1000°C for about 5 hours. This is a time and temperature sufficient to obtain complete reaction of the component oxides while avoiding excessive sintering and excessive grain size. "precursor"
The term refers to compounds that are converted to metal oxides by calcination in air. This includes hydrates, carbonates, hydroxides, nitrates, oxalates and alkosides. A suitable flux has a ZnO:B 2 O 3 ratio of 2.
Zinc borate, mixtures thereof, and precursors thereof. As per the known glass manufacturing method,
It will be appreciated that up to mol % of B 2 O 3 can be replaced by SiO 2 , GeO 2 , Al 2 O 3 or mixtures thereof. The flux used in the examples was prepared by baking a mixture of ZnO, boric acid and MnCO 3 at 700°C for 18 hours.
It was later adjusted by milling. B. Green Tape Casting Solution As mentioned above, the green tape of the dielectric composition of the present invention is a dispersion of dielectric material in a solution of a polymeric binder and a volatile organic solvent. It is manufactured by casting onto a flexible substrate such as a film and then heating the cast layer to remove the volatile solvent therefrom. The organic medium in which the ceramic solids are dispersed contains a polymeric binder dissolved in a volatile organic solvent and optionally other dissolved substances, such as plasticizers, mold release agents, dispersants, stripping agents, antifouling agents, and wetting agents. It consists of a drug. For better binding efficiency, at least 5% by weight (95% by weight for ceramic solids)
It is preferred to use a polymeric binder of. However, 20% by weight (ceramic solids are 80%
It is further preferred to use a polymeric binder of no more than % by weight). It is desirable to use the lowest possible amount of binder to solids within these limits in order to reduce the amount of organic matter that must be removed by pyrolysis. In the past, a wide variety of polymeric materials have been used as green tape binders. For example, poly(vinyl butyral), poly(vinyl acetate),
Poly(vinyl alcohol), methyl cellulose,
Cellulose polymers such as ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylhydroxyethylcellulose, atactic polypropylene, silicone polymers such as polyethylene, poly(methylsiloxane), poly(methylphenylsiloxane), polystyrene, butadiene/styrene copolymers, polystyrene, poly( various acrylic polymers and lower alkyls, such as vinylpyrrolidone), polyamides, high molecular weight polyethers, copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, polyacrylamides, sodium polyacrylates, poly(lower alkyl acrylates), poly(lower alkyl methacrylates) and various copolymers and multipolymers of acrylates and methacrylates. Copolymer of ethyl methacrylate and methyl acrylate and ethyl acrylate,
Terpolymers of methyl methacrylate and methacrylic acid have been used previously as binders for slipcasting materials. Recently, in U.S. Patent Application No. 737,549, a compatible multipolymer consisting of 0-100% by weight of a C 1-8 alkyl methacrylate, 100-1% by weight of a C 1-8 alkyl acrylate and an ethylenically unsaturated Carboxylic acid or amine 0~
Discloses a 5% by weight mixture of organic binders. Their use is preferred for the dielectric compositions of the present invention because the polymers allow the use of a minimum amount of binder and a maximum amount of dielectric solids. For this reason, the above U.S. patent application no.
The disclosure of No. 737549 is incorporated herein by reference. The solvent component of the casting solution is of sufficient volatility that the polymer is completely dissolved and that the solvent can be evaporated from the dispersion by application of relatively low levels of heat at atmospheric pressure. Select as follows. In addition, the solvent must boil well below the boiling point and decomposition temperature of any other additives contained in the organic medium. Therefore, solvents with atmospheric boiling points below 150°C are most often used. Such solvents include benzene, acetone, xylene, methanol, ethanol, methyl ethyl ketone,
These include 1,1-trichloroethane, tetrachloroethylene, amyl acetate, 2,2,4-triethylpentanediol-1,3-monoisobutyrate, toluene, and methylene chloride. The organic medium often also contains small amounts of plasticizers proportional to the binder polymer, which serve to lower the glass transition temperature (Tg) of the binder polymer. However, the use of such materials should be minimized to reduce the amount of organic material that must be removed when the cast film is fired. The choice of plasticizer is, of course, primarily determined by the polymer that has to be modified. Among the plasticizers that have been used in various binder material systems are diethyl phthalate, dibutyl phthalate, octyl phthalate, butyl benzyl phthalate, alkyl phosphates, polyalkylene glycols, glycerol, poly(ethylene oxide), hydroxy Ethylated alkylphenols, dialkyldithiophosphonates and poly(isobutylene). Of these, butylbenzyl phthalate is most frequently used in acrylic polymer material systems. This is because it can be used effectively at relatively small concentrations. C. Thick Film Paste It is often desired to apply the compositions of the present invention as a thick film paste by techniques such as screen printing. When applying the dispersion as a thick film paste, conventional thick film organic media can be used by appropriate rheology adjustment and the use of less volatile solvents. In this case, the composition must have a suitable viscosity so that it can easily pass through the screen. Additionally, the composition should be (thixotropic) in order for it to solidify rapidly after passing through the screen, thereby providing good resolution. Although rheological properties are most important, the organic medium preferably also has adequate wetting of the solid and substrate, good drying rate, sufficient dry film strength to withstand rough handling, and good sinterability. It is formulated to bring about. It is also important that the appearance of the fired composition is satisfactory. Considering all these points, various inert liquids can be used as organic media. The organic vehicle for most thick film compositions is typically a solution of a resin in a solvent, and often a solvent solution containing both a resin and a thixotropic agent. This solvent typically boils within the range of 130-350°C. Particularly suitable resins for the above purpose are polymethacrylates of lower alcohols and monobutyl ethers of ethylene glycol monoacetate. The most widely used solvents for thick film applications are terpenes such as alpha- or beta-terpinenol,
Mixtures of these with other solvents such as kerosene, dibutyl phthalate, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, hexylene glycol and high boiling alcohols and alcohol esters. Various combinations of these and other solvents are formulated to obtain the desired viscosity and volatility requirements for each application. Among the commonly used thixotropic agents are hydrogenated castor oil and its derivatives. The concomitant use of a thixotropic agent is not necessarily necessary, as the solvent/resin properties alone with their inherent viscosity reduction are probably adequate in this respect for either suspension. The proportion of organic medium to inorganic solids in the dispersion is highly variable and depends on the method of applying the dispersion and the type of organic solvent used. Usually, in order to obtain good coverage, the dispersion contains complementary amounts of 60-90% by weight of solids and 40-10% by weight of organic medium; such dispersions usually have a semi-liquid viscosity. Generally called "paste". This paste is conveniently prepared in a three-roll mill. The viscosity of the paste is typically within the following ranges as measured on a Brookfield viscometer at low, medium, and high shear rates at room temperature.

【表】 使用される有機媒体(ビヒクル)の量と型は
主として最終の所望の調合物粘度と印刷厚みに
よつて決定される。 D コンデンサの作製 上述したように、生のテープである誘電体基
体上に電極用金属化剤を所望のパターンに印刷
することによつて多数の多層コンデンサを作製
する。この印刷された誘電体基体は積み重ね、
積層板にし、切断して所望のコンデンサ構造体
を形成する。次いで生の誘電体材料を焼成して
電極材料から有機媒体を、誘電材料から有機結
合剤を除去する。これらの物質の除去は焼成操
作中の蒸発と熱分解の組み合わせによつて達成
される。ある場合には、焼成に先立つて予備乾
燥工程を介在させることも望ましいであろう。
未焼成の生のテープの厚みは典型的には約1.2
〜1.3ミルで、焼成によつて厚みは約0.9〜1.0ミ
ルになる。 上記のコンデンサ集成体を焼成するときに、
集成体を徐々に100〜550℃に加熱する第一の焼
成段階を使用することが好ましい。これは積層
した集成体を損傷せずに有機材料の全てを除去
するのに有効である。典型的には有機物の完全
燃焼時間は有機物の完全な除去を確実なものと
するには18〜24時間である。これが完了した
ら、次に、集成体ぽ所望の焼結温度までより迅
速に加熱する。 所望の焼結温度は誘電体材料の物理的および
化学的特性によつて決定される。通常、焼結温
度は誘電体材料の最大の緻密化が得られるよう
に選択する。本発明の誘電体組成物について
は、この温度は1000〜1150℃の範囲である。し
かしながら、必らずしも最大の緻密化を必要と
しないことはコンデンサの製造技術に携わる者
の認識するところである。それ故に、「焼結温
度」という用語はコンデンサの各用途別の誘電
材料の所望の緻密化を得るための温度(滞在的
に時間量も含む)を云う。焼結時間も誘電体組
成物によつて変動するが、通常は当該焼結温度
において2時間程度が好ましい。 焼結が完了すれば、周囲温度への冷却速度は
成分の熱衝撃に対する抵抗に従つて注意深く制
御される。 所与のコンデンサが適正に機能する能力に関
係した下記の諸性質は実施例中で言及する。 E テストの手順 キヤパシタンス キヤパシタンスは材料が電荷を貯蔵する容量
の尺度であり、数学的にC=KAN/tで表わ
される(ただしKは誘電率、Aは電極のエリア
オーバーラツプ、Nは誘電層の数、tは誘電層
の厚みを示す)。 キヤパシタンスの単位はフアラツドまたはそ
の分数のマイクロフアラツド(10-6フアラツ
ド)、ナノフアラツド(10-9フアラツド)ある
いはピコフアラツド(10-12フアラツド)であ
る。 誘電正接率 誘電正接率(DF)は電圧と電流との間の位
相角の差の尺度である。完璧なコンデンサは位
相角の90゜であろう。しかしながら、実際の誘
電物質系では、この位相角の差は漏洩および緩
和損失のゆえに90゜より一定量σだけ小さい。
詳しくは、DFは角度σの正接である。 絶縁抵抗 絶縁抵抗(IR)は充電したコンデンサがDC
電流中において漏洩に耐える能力の尺度であ
る。オーム・フアラツド(ΩF)として表わさ
れる絶縁抵抗はキヤパシタンスにかかわらずす
べての所与の誘電体にとつての定数である。 下記の実施例および比較例は本発明の効果を
具体的に説明するために示される。本明細書全
体を通して全ての部、%、比率は他に述べない
限り重量による。 実施例 1 材料の製造 A チタン酸バリウム チタン酸バリウムは市販の材料である。
FujiHPBT−1を主に使用したが、良好な結
果はこれに代るFerro社製の材料(219−6)
を用いることによつて得られた。リーズ・アン
ド・ノースラツプ(Leeds and Northrup)の
粒度分析器(Microtrac)によつて測定した典
型的な粒度分布を下記に示す。
TABLE The amount and type of organic vehicle used is determined primarily by the final desired formulation viscosity and print thickness. D. Fabrication of Capacitors As described above, a number of multilayer capacitors are fabricated by printing electrode metallization in a desired pattern onto a green tape dielectric substrate. This printed dielectric substrate is stacked and
Laminate and cut to form the desired capacitor structure. The green dielectric material is then fired to remove the organic medium from the electrode material and the organic binder from the dielectric material. Removal of these materials is accomplished by a combination of evaporation and pyrolysis during the calcination operation. In some cases it may also be desirable to include a pre-drying step prior to firing.
The thickness of unfired raw tape is typically about 1.2
~1.3 mil, with a thickness of approximately 0.9-1.0 mil upon firing. When firing the above capacitor assembly,
Preferably, a first calcination step is used in which the assembly is gradually heated to 100-550°C. This is effective in removing all of the organic material without damaging the stacked assembly. Typically, the complete combustion time for organics is 18 to 24 hours to ensure complete removal of organics. Once this is completed, the assembly is then heated more rapidly to the desired sintering temperature. The desired sintering temperature is determined by the physical and chemical properties of the dielectric material. Typically, the sintering temperature is selected to provide maximum densification of the dielectric material. For the dielectric compositions of the present invention, this temperature ranges from 1000 to 1150°C. However, those involved in capacitor manufacturing technology recognize that maximum densification is not necessarily required. Therefore, the term "sintering temperature" refers to the temperature (including the amount of time in residence) to obtain the desired densification of the dielectric material for each capacitor application. Although the sintering time also varies depending on the dielectric composition, it is usually preferably about 2 hours at the relevant sintering temperature. Once sintering is complete, the rate of cooling to ambient temperature is carefully controlled according to the resistance of the components to thermal shock. The following properties related to the ability of a given capacitor to function properly are mentioned in the examples. E Test Procedure Capacitance Capacitance is a measure of a material's ability to store charge and is expressed mathematically as C=KAN/t, where K is the dielectric constant, A is the area overlap of the electrodes, and N is the dielectric layer. , t indicates the thickness of the dielectric layer). The unit of capacitance is the farad or its fraction microfarad (10 -6 farad), nanofarad (10 -9 farad) or picofuard (10 -12 farad). Dissipation Factor Dissipation factor (DF) is a measure of the difference in phase angle between voltage and current. A perfect capacitor would have a phase angle of 90°. However, in practical dielectric systems, this phase angle difference is smaller than 90° by a certain amount σ due to leakage and relaxation losses.
Specifically, DF is the tangent of angle σ. Insulation Resistance Insulation resistance (IR) is the DC resistance of a charged capacitor.
It is a measure of the ability to withstand leakage in electrical current. Insulation resistance, expressed as ohms farads (ΩF), is a constant for any given dielectric regardless of capacitance. The following Examples and Comparative Examples are presented to specifically explain the effects of the present invention. Throughout this specification, all parts, percentages, and proportions are by weight unless stated otherwise. Example 1 Material Preparation A Barium Titanate Barium titanate is a commercially available material.
FujiHPBT-1 was mainly used, but good results were obtained using an alternative material made by Ferro (219-6).
was obtained by using A typical particle size distribution as measured by a Leeds and Northrup particle size analyzer (Microtrac) is shown below.

【表】 B ニオブ酸亜鉛鉛 ニオブ酸亜鉛鉛はイソプロパノールその他の
液体中でZrO2媒体を用いて5時間にわたる
PbO65.9%、Nb2O526.1%およびZnO8.0%(重
量部)の最初のボールミル処理によつて製造し
た。乾燥したとき、混合した粉末を800℃で5
時間焼成し、そのあとで16時間ボールミル処理
して0.9マイクロトーメルの典型的な粒度
(D50)が得られた。 C PbZrO3またはPbSnO3 これらの添加剤はニオブ酸亜鉛鉛について用
いたのと同様な条件で化学量論量のPbOを
ZrO2またはSnO2とともに粉砕して〓焼するこ
とによつて調製した。粒度(D50)は典型的に
は0.7〜1.0マイクロメートルであつた。 D BaZrO3またはBaSnO3 これらは市販の粉末であつた。BaSnO3
(Transelco)は購入時のままで使用し、
BaZrO3は予備粉砕した。典型的な粒度は0.9〜
1.1マイクロメートルであつた。 E フリツト/フラツクス 本発明に使用するフラツクスの製造の詳細を
下記の実施例で示す。 BaTiO3(Fuji HPBT−1)80.0、PbSnO3
12.50、Pb(Zn1/3Nb2/3)O33.82、BaSnO32.50お
よびマンガンをドープした硼酸亜鉛フリツト
1.50からなる粉末混合物に対し66.0gの結合剤
溶液(DuPont5200)からなるかき混ぜたスラ
リーをキヤステイングしてセラミツクテープを
製造した。この硼酸亜鉛フリツトはZnO74.83
%、B2O321.35%およびMnCO33.82%からな
り、ZnO、硼酸およびMnCO3を700℃で18時間
〓焼し、ついで2マイクロメートルより小さい
粒子寸法に粉砕することによつて製造した。こ
のセラミツクテープを切断し、ほぼ0.4×0.4×
0.025″の板に積層した。有機結合剤を除去する
ために750℃における空気中での焼出し段階に
続いて、これらの板状体を閉じたアルミナるつ
ぼ内で1100℃で2〜1/2時間焼成した。焼成後、
板状体に銀ペースト(Du Pont6730)で電極を
つけてから1KHzおよび1.0ボルトで誘電性を測
定した。キユリー温度は35℃で、誘電率は8400
±500でDF=1.2%であつた。 実施例 2、3および4 セラミツクテープを異なる量の硼酸亜鉛フリツ
トを加えた下記のセラミツク組成(重量部)を用
いて製造した。すなわちBaTiO3(HPBT−1)
82.0、Pb(Zn1/3Nb2/3)O36.0、PbZrO35.5、およ
びBaZrO35.0。硼酸亜鉛フリツトはZnO45.4重量
%、硼酸23.0重量%、MnCO311.7重量%および
BaCO320.0重量%の混合物から製造した。これを
700℃で5時間〓焼し、ついで粉砕して1.25マイ
クロメートルの粒度にした。これらの実施例で
は、カチオンをBaTiO3に化学量論的に比例させ
て保持するためにBaCO3をMnCO3とともに加え
た。フリツトレベル1.25、1.50および1.75重量%
ごとに1.0ミルの誘電層と30Pd−70Agの電極を有
する多層セラミツクコンデンサを製造した。これ
らのコンデンサを前の実施例におけると同様に焼
成して下記の結果を得た。
[Table] B Zinc Lead Niobate Zinc lead niobate is dissolved in isopropanol or other liquids using ZrO 2 medium for 5 hours.
Produced by initial ball milling of 65.9% PbO, 26.1% Nb 2 O 5 and 8.0% ZnO (parts by weight). When dry, heat the mixed powder at 800℃ for 5 minutes.
Calcined for 1 hour followed by ball milling for 16 hours to give a typical particle size (D 50 ) of 0.9 microtomels. C PbZrO 3 or PbSnO 3 These additives contain stoichiometric amounts of PbO under conditions similar to those used for zinc lead niobate.
It was prepared by grinding and sintering with ZrO 2 or SnO 2 . Particle size ( D50 ) was typically between 0.7 and 1.0 micrometers. D BaZrO 3 or BaSnO 3 These were commercially available powders. BaSnO3
(Transelco) is used as it was when purchased,
BaZrO 3 was pre-milled. Typical particle size is 0.9~
It was 1.1 micrometers. E Frit/Flux Details of the production of the flux used in the present invention are shown in the following examples. BaTiO 3 (Fuji HPBT-1) 80.0, PbSnO 3 ,
12.50, Pb(Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 3.82, BaSnO 3 2.50 and manganese doped zinc borate frit
Ceramic tape was prepared by casting a stirred slurry of 66.0 g of binder solution (DuPont 5200) on a powder mixture of 1.50 g. This zinc borate frit is ZnO74.83
%, B 2 O 3 21.35% and MnCO 3 3.82%, and was prepared by calcining ZnO, boric acid and MnCO 3 at 700° C. for 18 hours and then milling to a particle size smaller than 2 micrometers. Cut this ceramic tape to approximately 0.4 x 0.4 x
Laminated into 0.025″ plates. Following a bakeout step in air at 750°C to remove organic binders, these plates were 2 to 1/2 times laminated at 1100°C in a closed alumina crucible. Baked for an hour. After baking,
Electrodes were attached to the plate using silver paste (Du Pont 6730) and the dielectric properties were measured at 1 KHz and 1.0 volt. The Curie temperature is 35℃ and the dielectric constant is 8400
DF=1.2% at ±500. Examples 2, 3 and 4 Ceramic tapes were made using the following ceramic compositions (parts by weight) with different amounts of zinc borate frits added. That is, BaTiO 3 (HPBT-1)
82.0, Pb(Zn 1/3 Nb 2/3 )O 3 6.0, PbZrO 3 5.5, and BaZrO 3 5.0. Zinc borate frit contains 5.4% by weight of ZnO, 23.0% by weight of boric acid, 11.7% by weight of MnCO3 and
Made from a mixture of 20.0% by weight BaCO 3 . this
It was baked at 700°C for 5 hours and then ground to a particle size of 1.25 micrometers. In these examples, BaCO 3 was added along with MnCO 3 to keep the cations stoichiometrically proportional to BaTiO 3 . Fritz levels 1.25, 1.50 and 1.75 wt%
Multilayer ceramic capacitors with 1.0 mil dielectric layer and 30Pd-70Ag electrodes were fabricated. These capacitors were fired as in the previous example with the following results.

【表】 していた。
実施例 5 実施例2で用いたものと同様のBaTiO3(HPB
−T)87.0、Pb(Zn1/3Nb2/3)O311.5および硼酸亜
鉛フリツト1.5からなる組成物による以外は実施
例1と同様に板状コンデンサを製造した。これま
での実施例と同様に焼成すると、キユリー温度は
35℃で、25℃での誘電率は7600位と大きく、DF
=0.8%であつた。この組成物は本発明を適用し
たものとしてはほぼ限界に近い誘電率を有してい
た。
[Table]
Example 5 BaTiO 3 (HPB
-T) 87.0, Pb(Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 11.5 and zinc borate frit 1.5, but a plate capacitor was produced in the same manner as in Example 1. When firing in the same manner as in the previous examples, the Curie temperature is
At 35℃, the dielectric constant at 25℃ is as high as 7600, and DF
=0.8%. This composition had a dielectric constant close to the limit for a composition to which the present invention was applied.

【表】 実施例 6 実施例2と同様な基本的セラミツク組成物によ
り、HPBT−1の代わりにTranselco219−6チ
タン酸バリウムを使用し、酢酸を数滴セラミスク
スリツプに加えて分散性を改善したことを除いて
は実施例2と同様の方法でMLCコンデンサを製
造した。実施例は1.25と1.50%のフリツトのみで
遂行した。コンデンサは前述したとおりに焼成し
下記の電気的結果を得た。
[Table] Example 6 Basic ceramic composition as in Example 2, using Transelco 219-6 barium titanate instead of HPBT-1, and adding a few drops of acetic acid to the ceramic strip to improve dispersion. An MLC capacitor was manufactured in the same manner as in Example 2 except for this. Examples were performed with only 1.25 and 1.50% flits. The capacitor was fired as described above and the following electrical results were obtained.

【表】【table】

【表】 実施例 7〜12 別に2つの組成物を実施例2の処理手順によつ
て製造し、焼結温度が電気的性質に及ぼす影響を
観察するために各々を3つの異なる温度で焼成し
た。これらの材料の組成と性質を下記の表1に示
す。
[Table] Examples 7-12 Two separate compositions were made according to the procedure of Example 2, and each was fired at three different temperatures to observe the effect of sintering temperature on electrical properties. . The composition and properties of these materials are shown in Table 1 below.

【表】 誘電体のDF値のみらず誘電率も焼結温度が下
がるにつれて小さくなる傾向がある。 実施例 13 本発明におけるニオブ酸亜鉛バリウムの使用を
実施例によつて具体的に説明する。この場合、
BaCO3200gをイソプロパノール中でNb2O598.80
gとZnO30.24gとともにボールミル処理した。
乾燥後、混合した粉末を高純度アルミナるつぼ中
で5時間1000℃で〓焼した。そのあとでZrO2
で粒子寸法(D50)0.81マイクロメートルに粉砕
した。 前述の実施例における同様に30%Pd−70%Ag
からなる電極を用いて多層セラミツクコンデンサ
を製造した。セラミツクの組成は下記のとおりで
あつた。BaTiO3(Fuji HPBT−1)82.25重量
%、PbZrO311.0重量%、Ba(Zn1/3Nb2/3)O34.5重
量%、および実施例2で使用したMnドープした
硼酸亜鉛フラツクス1.25重量%、前述の実施例に
おけると同様に焼成したとき、キユリー温度は25
℃であり誘電率は9600、そしてDF=3.0%であつ
た。絶縁抵抗は10000ΩFを上回つた。
[Table] Not only the DF value but also the permittivity of dielectrics tend to decrease as the sintering temperature decreases. Example 13 The use of barium zinc niobate in the present invention will be specifically explained with reference to an example. in this case,
200 g of BaCO 3 in isopropanol Nb 2 O 5 98.80
g and 0.24 g of ZnO.
After drying, the mixed powder was calcined at 1000° C. for 5 hours in a high purity alumina crucible. It was then ground with ZrO 2 balls to a particle size (D 50 ) of 0.81 micrometers. Similarly 30%Pd-70%Ag in the previous example
A multilayer ceramic capacitor was manufactured using electrodes consisting of: The composition of the ceramic was as follows. BaTiO 3 (Fuji HPBT-1) 82.25% by weight, PbZrO 3 11.0% by weight, Ba(Zn 1/3 Nb 2/3 )O 3 4.5% by weight, and Mn-doped zinc borate flux used in Example 2 1.25% by weight. %, when fired as in the previous example, the Curie temperature was 25
℃, the dielectric constant was 9600, and DF=3.0%. The insulation resistance exceeded 10,000ΩF.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 a BaTiO3、 b A(Zn1/3Nb2/3)O3、 c BaZrO3、PbZrO3、BaSnO3、PbSnO3およ
びこれらの混合物から選択されるキユリー点変
更剤、および d ZnO:B2O3の比が2〜4である硼酸亜鉛お
よびその混合物とその酸化物前駆体から選択さ
れるマンガンをドープした硼酸金属フレツクス
(F) の微粉砕された粒子の混合物からなり、そして
2.5〜11.5重量%のbおよび1.0〜5.0重量%のdを
含有し、且つaのみがcによつて1.5〜12.5モル
%置換されている、低い焼成温度で緻密化した誘
電体を形成するための組成物。 2 MnO2、BaMnO3またはそれらの前駆体とし
て酸化マンガン0.05〜0.5重量%を追加的に含有
する特許請求の範囲第1項記載の組成物。 3 前記cがPbZrO3とBaZrO3の混合物であり前
記dが3ZnO.B2O3である特許請求の範囲第1項記
載の組成物。 4 B2O3の50モル%までをSiO2、GeO2、Al2O3
またはこれらの混合物で置き代えた特許請求の範
囲第3項記載の組成物。 5 空気中で1000〜1150℃で焼成した粒子を焼結
させ、混合物を緻密化させた特許請求の範囲第1
項記載の組成物から本質的になる誘電体組成物。 6 有機溶媒中に溶解されたポリマー結合剤を含
有する有機媒体に微粉砕された固形物の混合物が
分散している特許請求の範囲第1項記載の組成
物。 7 有機溶媒が揮発性非水性溶媒であり、分散液
がキヤステイング可能な粘性を有する特許請求の
範囲第6項記載の組成物。 8 ポリマー結合剤がC1〜C8のアルキルメタク
リレート0〜100重量%、C1〜C8のアルキルアク
リレート100〜0重量%からなる混和しうるポリ
マーとエチレン系不飽和カルボン酸またはアミン
の混合物であり、このマルチポリマーは数平均分
子量(Mn)50000〜100000、重量平均分子量
(Mw)150000〜350000をもちMw:Mnの比が5.5
より小さく、マルチポリマー混合物中の不飽和カ
ルボン酸またはアミンの合計量は0.2〜2.0重量%
であり、ポリマーおよびもし存在するならばその
中の可塑剤のガラス転移温度は−30〜+45℃であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第7項記載の
組成物。 9 アルキルメタクリレートがエチルメタクリレ
ートであり、アルキルアクリレートがメチルアク
リレートである特許請求の範囲第8項記載の組成
物。 10 エチレン系不飽和カルボン酸がアクリル
酸、メタクリル酸およびこれらの混合物からなる
群から選択されるモノカルボン酸である特許請求
の範囲第8項記載の組成物。 11 有機媒体が樹脂と溶媒中に溶解したチキソ
トロピツク剤を含む溶液であつて130〜350℃の沸
点を有し、かつ分散液がスクリーン印刷に好適な
ペースト状粘性を有するものである特許請求の範
囲第6項記載の組成物。 12 分散液をキヤステイングして層にし、それ
から揮発性溶媒を除去しそして誘電性生テープを
形成する特許請求の範囲第7項記載の組成物。
[Claims] A Curie point modifier selected from 1 a BaTiO 3 , b A (Zn 1/3 Nb 2/3 ) O 3 , c BaZrO 3 , PbZrO 3 , BaSnO 3 , PbSnO 3 and mixtures thereof. , and d manganese-doped metal borate flex selected from zinc borate and its mixtures and its oxide precursors with a ZnO:B 2 O 3 ratio of 2 to 4.
(F) consisting of a mixture of finely divided particles of
To form a densified dielectric material containing 2.5 to 11.5% by weight of b and 1.0 to 5.0% by weight of d, and in which only a is replaced by 1.5 to 12.5 mol% of c, at a low sintering temperature. Composition of. 2. A composition according to claim 1, which additionally contains 0.05 to 0.5% by weight of manganese oxide as MnO 2 , BaMnO 3 or their precursors. 3. The composition according to claim 1, wherein c is a mixture of PbZrO 3 and BaZrO 3 and d is 3ZnO.B 2 O 3 . 4 Up to 50 mol% of B 2 O 3 can be converted into SiO 2 , GeO 2 , Al 2 O 3
or a mixture thereof. 5. Claim 1, in which particles fired at 1000 to 1150°C in air are sintered to densify the mixture.
A dielectric composition consisting essentially of the composition described in 1. 6. The composition of claim 1, wherein a mixture of finely divided solids is dispersed in an organic medium containing a polymeric binder dissolved in an organic solvent. 7. The composition according to claim 6, wherein the organic solvent is a volatile non-aqueous solvent and the dispersion has a viscosity that allows casting. 8 The polymer binder is a mixture of a miscible polymer consisting of 0 to 100% by weight of a C1 - C8 alkyl methacrylate, 100-0% by weight of a C1 - C8 alkyl acrylate, and an ethylenically unsaturated carboxylic acid or amine. This multipolymer has a number average molecular weight (Mn) of 50,000 to 100,000, a weight average molecular weight (Mw) of 150,000 to 350,000, and a ratio of Mw:Mn of 5.5.
smaller, the total amount of unsaturated carboxylic acids or amines in the multipolymer mixture is 0.2-2.0% by weight
A composition according to claim 7, characterized in that the polymer and, if present, the plasticizer therein have a glass transition temperature of -30 DEG to +45 DEG C. 9. The composition according to claim 8, wherein the alkyl methacrylate is ethyl methacrylate and the alkyl acrylate is methyl acrylate. 10. The composition of claim 8, wherein the ethylenically unsaturated carboxylic acid is a monocarboxylic acid selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and mixtures thereof. 11. Claims in which the organic medium is a solution containing a resin and a thixotropic agent dissolved in a solvent and has a boiling point of 130 to 350°C, and the dispersion has a paste-like viscosity suitable for screen printing. Composition according to item 6. 12. The composition of claim 7, wherein the dispersion is cast into layers, the volatile solvent is removed therefrom, and a dielectric green tape is formed.
JP61098436A 1985-05-01 1986-04-30 Dielectric composition Granted JPS61256972A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US72947985A 1985-05-01 1985-05-01
US729479 1985-05-01
US816844 1986-01-07

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2127089A Division JPH0653606B2 (en) 1985-05-01 1990-05-18 Ceramic capacitors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61256972A JPS61256972A (en) 1986-11-14
JPH0323503B2 true JPH0323503B2 (en) 1991-03-29

Family

ID=24931225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61098436A Granted JPS61256972A (en) 1985-05-01 1986-04-30 Dielectric composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61256972A (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61256972A (en) 1986-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4640905A (en) Dielectric compositions
JP3024536B2 (en) Multilayer ceramic capacitors
JP3568030B2 (en) Method for producing dielectric ceramic composition and method for producing electronic component containing dielectric layer
EP0170089B1 (en) Dielectric compositions
TWI433184B (en) Ultra-low temperature fired X7R and BX ceramic dielectric composition and its preparation method
US20100220427A1 (en) Lead And Cadmium Free, Low Temperature Fired X7R Dielectric Ceramic Composition And Method Of Making
US4845062A (en) Low-firing dielectric composition
US6764976B2 (en) Dielectric ceramic composition and electronic device
KR900001479B1 (en) Dielectric Composition, Dielectric Green Tape and Capacitor
EP0557470B1 (en) Low-firing capacitor dielectrics
JPH0255391B2 (en)
JP2784982B2 (en) Multilayer ceramic chip capacitors
JP3146966B2 (en) Non-reducing dielectric ceramic and multilayer ceramic electronic component using the same
JP2975459B2 (en) Multilayer ceramic chip capacitors
TW426864B (en) Dielectric ceramic composition
JPH07309661A (en) Ceramic composition, sintering method, sintering ceramic body and multilayer capacitor
JPH0323503B2 (en)
JP4764110B2 (en) Manufacturing method of multilayer piezoelectric element
JP2779740B2 (en) Dielectric porcelain and porcelain capacitor
KR890005358B1 (en) Dielectric composition
KR890002696B1 (en) High dielectric constant ceramic material and manufacturing method
JPS63170261A (en) Dielectric green tape
JP3321900B2 (en) High dielectric constant porcelain composition
JPH07111933B2 (en) Manufacturing method of semiconductor multilayer capacitor
JPS61251565A (en) Ceramic dielectric composition