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六方晶チタン酸バリウム系誘電体材料製造方法

国内特許コード P150011933
整理番号 25‐13
掲載日 2015年4月24日
出願番号 特願2013-200787
公開番号 特開2015-067462
出願日 平成25年9月27日(2013.9.27)
公開日 平成27年4月13日(2015.4.13)
発明者
  • 秋重 幸邦
  • 塚田 真也
  • 別木 政彦
出願人
  • 国立大学法人島根大学
発明の名称 六方晶チタン酸バリウム系誘電体材料製造方法
発明の概要 【課題】焼成温度の一層の低減化を実現する、六方晶チタン酸バリウム系誘電体材料の製造方法を提供すること。
【解決手段】 BaアルコキシドとTiアルコキシドとKFとが混合されたゾル溶液から、ゾルゲル法によって前駆体ゲルを作製し、600℃以上で焼成することにより、Ba1-xTiO3-x(ただし、1>x≧0.4)の組成を有する六方晶型のチタン酸バリウム系誘電体材料を得ることを特徴とする誘電体材料製造方法。
【選択図】図6
従来技術、競合技術の概要



近年、電気機器および電子機器の小型化かつ高性能化が急速に進み、このような機器に使用される電子部品についても、信頼性を十分に確保しつつ、比誘電率や温度特性といった諸特性を向上させることが求められている。これは、電子部品の一例であるセラミックコンデンサについても例外ではない。





このようなコンデンサの誘電体材料、特に比誘電率の高い誘電体材料としては、立方晶のチタン酸バリウムを主体とした素材が使用されている。一方、近年、容量の向上のため、誘電体層の薄層化が検討されている。誘電体層の薄層化を図るためには、誘電体粒子の粒径が小さいほど好ましい。しかし、立方晶系チタン酸バリウムを微粒化すると、比誘電率が低下するという問題点があった。





また、比誘電率の高い材料として、六方晶チタン酸バリウムが検討されている。六方晶チタン酸バリウムは、本来的には立方晶より誘電率が低いものの、酸素欠損を導入することで、比誘電率が著しく向上することが示唆されている(特許文献1)。





また、チタン酸バリウムの結晶構造において、六方晶構造は準安定相であり、通常1460℃以上においてのみ存在することができる。このため、室温において六方晶を得るには1460℃以上の高温から急冷する必要がある。しかしながら、急冷により粒径が1μm以上となり、電子部品に適用する場合に薄層化に対応できず、十分な信頼性を確保できないという問題点があった。





このような実情に鑑みて、六方晶チタン酸バリウムを主相とし、極めて高い比誘電率を示すとともに、絶縁抵抗にも優れ、十分な信頼性を確保可能な技術も開発されている(特許文献2)。すなわち、TiをMnで置き換え、Baを希土類元素Mで置換した、次式で表される物質である。

(Ba1-αα(Ti1-βMnβ)BO(ただし、0.900≦(A/B)≦1.040,0.003≦α≦0.05,0.03≦β≦0.2))

このチタン酸バリウム系素材の焼成温度は、実に1150℃まで低減でき、粒成長を抑えた微粒子の製造が可能である。

同様な技術として特許文献6も挙げられる。





しかしながら、製造上の観点からは消費電力の低減や電極の卑金属化などの観点からは、焼成温度の一層の低下が望まれる。





産業上の利用分野



本発明は、低焼成温度で得られる六方晶型チタン酸バリウム系結晶の製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
BaアルコキシドとTiアルコキシドとKFとが混合されたゾル溶液から、ゾルゲル法によって前駆体ゲルを作製し、600℃以上で焼成することにより、
Ba1-xTiO3-x(ただし、1>x≧0.4)
の組成を有する六方晶型のチタン酸バリウム系誘電体材料を得ることを特徴とする誘電体材料製造方法。

【請求項2】
BaアルコキシドとTiアルコキシドとKFとが混合されたゾル溶液から、ゾルゲル法によって前駆体ゲルを作製し、600℃以上で焼成することにより、
Ba1-xTiO3-x(ただし、0.4>x≧0.2)
の組成を有する、六方晶型と立方晶型との混晶のチタン酸バリウム系誘電体材料を得ることを特徴とする誘電体材料製造方法。

【請求項3】
請求項1または2に記載の誘電体材料製造方法により得られた結晶粉末をスパークプラズマ焼成し、誘電体セラミックスを得ることを特徴とする誘電体セラミックス製造方法。

【請求項4】
一般式が
Ba1-xTiO3-x(ただし、1>x≧0.4)
として表される組成を有する六方晶の誘電体材料。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2013200787thum.jpg
出願権利状態 公開
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