(57)【要約】      （修正有）【課題】焼結温度をより下げて製造工数を削減できる誘電体磁器組成物、製造工程を削減できる磁器コンデンサを提供する。【解決手段】磁器コンデンサに用いられる誘電体磁器組成物２０であって、誘電体磁器組成物はチタン酸バリウム等のペロブスカイト型複合酸化物を主成分とし、ペロブスカイト型複合酸化物を加圧下で直流パルス電流により通電焼結する。前記ペロブスカイト型複合酸化物の粉体の粒径が０．３ミクロン以下である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペロブスカイト型複合酸化物を含み、加圧下で直流パルス電流により通電焼結されることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
前記ペロブスカイト型複合酸化物がチタン酸バリウムから成ることを特徴とする請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項３】
前記ペロブスカイト型複合酸化物の粉体の平均粒径が０．３μｍ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の前記誘電体磁器組成物の両面に電極を配したことを特徴とする磁器コンデンサ。
【請求項５】
ペロブスカイト型複合酸化物を含む誘電体磁器組成物の製造方法において、前記ペロブスカイト型複合酸化物を加圧下で直流パルス電流により通電焼結したことを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項６】
前記ペロブスカイト型複合酸化物がチタン酸バリウムから成ることを特徴とする請求項５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペロブスカイト型複合酸化物から成り、磁器コンデンサに用いられる誘電体磁器組成物及びその製造方法に関する。また本発明はペロブスカイト型複合酸化物から成る誘電体磁器組成物を備えた磁器コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁器コンデンサに用いられる従来の誘電体磁器組成物は特許文献１に開示されている。この誘電体磁器組成物はＢａ、Ｔｉ及びＺｒの酸化物から成るペロブスカイト型複合酸化物を主成分としている。ペロブスカイト型複合酸化物は高い比誘電率を有するため高容量の磁器コンデンサを得ることができる。また、誘電体磁器組成物にはＣａ化合物が添加されている。Ｃａ化合物の添加によって誘電体磁器組成物の焼結温度を１１５０〜１２５０℃にすることができる。
【特許文献１】特開２００６−１６９０２０号公報（第４頁−第１１頁、第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の誘電体磁器組成物によると、焼結温度が１１５０〜１２５０℃であるため焼結に時間がかかる。このため、誘電体磁器組成物及び磁器コンデンサの製造工数が増加する問題があった。従って、誘電体磁器組成物をより短時間で焼結できることが望まれている。
【０００４】
本発明は、焼結温度をより下げて製造工数を削減できる誘電体磁器組成物及びその製造方法を提供することを目的とする。また、製造工数を削減できる磁器コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために本発明の誘電体磁器組成物は、ペロブスカイト型複合酸化物を含み、加圧下で直流パルス電流により通電焼結されることを特徴としている。この構成によると、例えば、成形用ダイの開口部に誘電体磁器組成物を生成する粉末材料が投入される。開口部には両端面からポンチが挿通され、両ポンチ間に直流パルス電流を通電しながら粉末材料を加圧して誘電体磁器組成物が焼結される。
【０００６】
また本発明は、上記構成の誘電体磁器組成物において、前記ペロブスカイト型複合酸化物がチタン酸バリウムから成ることを特徴としている。
【０００７】
また本発明は、上記構成の誘電体磁器組成物において、前記ペロブスカイト型複合酸化物の粉体の平均粒径が０．３μｍ以下であることを特徴としている。
【０００８】
また本発明の磁器コンデンサは、上記各構成の誘電体磁器組成物の両面に電極を配したことを特徴としている。この構成によると、高容量の磁器コンデンサが得られる。
【０００９】
また本発明は、ペロブスカイト型複合酸化物を含む誘電体磁器組成物の製造方法において、前記ペロブスカイト型複合酸化物を加圧下で直流パルス電流により通電焼結したことを特徴としている。
【００１０】
また本発明は、上記構成の誘電体磁器組成物の製造方法において、前記ペロブスカイト型複合酸化物がチタン酸バリウムから成ることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、チタン酸バリウム等のペロブスカイト型複合酸化物を含む誘電体磁器組成物を加圧下で直流パルス電流により通電焼結したので、焼結温度を１０００℃以下にすることができる。従って、焼結時間を短縮して誘電体磁器組成物及びそれを用いた磁器コンデンサの製造工数を短縮することができる。
【００１２】
また本発明によると、ペロブスカイト型複合酸化物の平均粒径が０．３μｍ以下であるので、ＥＩＡ規格のＸ５Ｒの温度特性を満足する磁器コンデンサを容易に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は一実施形態の磁器コンデンサを示す断面図である。磁器コンデンサ１は誘電体２の対向する２面に電極３、４が配される。電極３、４はＮｉ、Ｐｔ、Ｐｄ等から成り、ペースト状の電極材料を誘電体２上に塗布した後に焼成して形成されている。電極３、４には半田５ａ、６ａによりリード５、６線が接続されている。誘電体２及びリード線５、６を接続した電極３、４の周囲はエポキシ樹脂等のモールド材７により被覆されている。
【００１４】
誘電体２はＢａＴｉＯ3（チタン酸バリウム）を主成分とする誘電体磁器組成物２０（図２参照）から成っている。図２は誘電体磁器組成物２０の焼結時の状態を示す正面断面図である。また、図３は図２のＡ−Ａ断面図である。減圧可能なチャンバー（不図示）内にはグラファイトから成る円筒形のダイ１０が配される。ダイ１０の外径は３０ｍｍであり、開口部１０ａを形成する内径は１０ｍｍである。開口部１０ａにはグラファイトから成る一対のポンチ１１、１２がダイ１０の両端面から挿通可能になっている。
【００１５】
誘電体磁器組成物２０の原料はＢａＴｉＯ3から成る主成分に副成分を添加した混合粉末から成り、約１ｇの混合粉末が開口部１０ａ内に投入される。副成分として、Ｍｇ、Ｃａ等のアルカリ土類化合物、Ｍｎ等の遷移金属化合物、Ｙ等の希土類化合物、Ｓｉを主成分としたガラス粉末、或いはこれらの酸化物、炭酸化物、水酸化物を用いることができる。チャンバー内は７Ｐａに減圧され、ポンチ１１、１２間に４００Ａの直流パルス電流を通電して原料が約１００ＭＰａで加圧される。
【００１６】
チャンバー内の試料周辺はヒータ（不図示）によって所定の焼結温度まで５分間で昇温され、１０分間保持した後に電流印加を停止して自然放冷されている。その後、焼結された試料を取り出して箱型炉において大気中で９００℃、１時間の熱処理が行われる。これにより、誘電体磁器組成物２０が得られる。
【００１７】
【表１】
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【００１８】
表１は焼結温度及びＢａＴｉＯ3の粉体粒径を可変して形成した試料Ｎｏ．１〜４の誘電体磁器組成物２０について、密度、比誘電率ε、温度特性（Ｘ５Ｒ）の各特性を示している。ＢａＴｉＯ3の粉体粒径は、走査型電子顕微鏡によってランダムに選んだ４０個の粉体粒子を切片法により測定した大きさの平均値を示している。密度はアルキメデス法により測定している。
【００１９】
比誘電率εは各誘電体磁器組成物２０を誘電体２として作成した磁器コンデンサ１の容量を測定して算出している。Ｘ５Ｒは各誘電体磁器組成物２０を誘電体２として作成した磁器コンデンサ１がＥＩＡ規格のＸ５Ｒの温度特性を満足するか否かを判別している。Ｘ５Ｒの温度特性は−５５℃〜８５℃の温度範囲で室温が２５℃の容量を基準にした容量変化率が±１５％の範囲に入っていることである。
【００２０】
また、比較例としてＢａＴｉＯ3の粉体粒径を０．４μｍにした場合を試料Ｎｏ．５に示し、ポンチ１１、１２間に通電を行わない場合を試料Ｎｏ．６に示している。
【００２１】
同表によると、焼結温度が１０００℃以下であっても試料Ｎｏ．１〜４の誘電体磁器組成物２０は高い密度及び比誘電率εを有している。これに対して試料Ｎｏ．５はＢａＴｉＯ3の粉体粒径が大きいため密度が低くなっており、焼結不十分である。試料Ｎｏ．６は通電を行っていないため焼結が十分でなく、磁器コンデンサ１の容量を測定できない。
【００２２】
図４は、試料Ｎｏ．１の誘電体磁器組成物２０を誘電体２として作成した磁器コンデンサ１の温度特性を示している。縦軸は２５℃と基準とした磁器コンデンサ１の容量の変化率（単位：％）を示し、横軸は温度（単位：℃）を示している。同図によると、試料Ｎｏ．１の誘電体磁器組成物２０を有する磁器コンデンサ１はＸ５Ｒの温度特性を満足している。
【００２３】
同様に、試料Ｎｏ．２〜４の誘電体磁器組成物２０を誘電体２として作成した磁器コンデンサ１もＸ５Ｒの温度特性を満足する。これに対して、比較例の試料Ｎｏ．５はＸ５Ｒの温度特性を満足しない。従って、平均粒径が０．３μｍ以下のＢａＴｉＯ3粉体を用いて誘電体磁器組成物２０を形成することによって、Ｘ５Ｒの温度特性を満足する磁器コンデンサ１を得ることができる。
【００２４】
本実施形態によると、チタン酸バリウムから成る誘電体磁器組成物２０を加圧下で直流パルス電流により通電焼結したので、誘電体磁器組成物２０の焼結温度を１０００℃以下に低下させることができる。従って、焼結時間を短縮して誘電体磁器組成物２０及び磁器コンデンサ１の製造工数を短縮することができる。
【００２５】
誘電体磁器組成物２０はチタン酸バリウム以外のペロブスカイト型複合酸化物であってもよい。例えば、組成式が（Ａサイト）（Ｂサイト）Ｏ3（但し、ＡサイトがＢａ、Ｃａ、Ｓｒの少なくとも一つ、ＢサイトがＴｉ、Ｚｒの少なくとも一つ）から成るペロブスカイト型複合酸化物であれば同様に焼結温度を低下させることができる。
【００２６】
また、ペロブスカイト型複合酸化物の平均粒径が０．３μｍ以下であるので、ＥＩＡ規格のＸ５Ｒの温度特性を満足する磁器コンデンサ１を容易に得ることができる。
【００２７】
本実施形態において単層の磁器コンデンサについて説明しているが、積層型の磁器コンデンサであってもよい。即ち、誘電体磁器組成物２０の原料となる混合粉末にバインダーを加えてシート状の基材を形成し、基材上に電極を設ける。次に、電極を設けた基材を所定枚数厚み方向に重ね合わせて加圧して積層し、積層体を形成する。そして、積層体を加圧下で直流パルス電流により通電焼結する。これにより、積層型の磁器コンデンサを得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明によると、磁器コンデンサ及びこれに用いられる誘電体磁器組成物に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の磁器コンデンサを示す斜視図
【図２】本発明の実施形態の磁器コンデンサに用いられる誘電体磁器組成物の焼結時の状態を示す正面断面図
【図３】図２のＡ−Ａ断面図
【図４】本発明の実施形態の磁器コンデンサの温度特性を示す図
【符号の説明】
【００３０】
１    磁器コンデンサ
２    誘電体
３、４  電極
５、６  リード線
７    モールド材
１０    ダイ
１１、１２  ポンチ
２０    誘電体磁器組成物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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