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公開番号2025119686
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-15
出願番号2024014608
出願日2024-02-02
発明の名称セラミックス組成物、積層型セラミックスコンデンサおよびセラミックス組成物の製造方法
出願人リードテクノ株式会社,国立大学法人山梨大学
代理人個人,個人
主分類C04B 35/468 20060101AFI20250807BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】広範囲な温度領域(室温～150℃)において、比較的高い比誘電率(ε≧500)を維持し、なおかつ、DCバイアス依存性が低い誘電特性を有しているセラミックス組成物、これを用いた積層型セラミックスコンデンサ、およびセラミックス組成物の製造方法を提供する。
【解決手段】化学式Ba_(1-x)Sr_xTi_(1-y―z)Ga_yNb_zO₃で表される母材に由来する成分を含み、xが0.01以上0.30以下の範囲にあり、yおよびzは、y+zが0.04以上0.20以下の範囲にあり、y/zが0.8以上1.2以下の範囲にあることを特徴とするセラミックス組成物。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
化学式Ｂａ
（１－ｘ）
Ｓｒ
ｘ
Ｔｉ
（１－ｙ－ｚ）
Ｇａ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
Ｏ
３
で表される母材に由来する成分を含み、
前記ｘが０．１０以上０．３０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ＋ｚが０．０４以上０．２０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ／ｚが０．８以上１．２以下の範囲にあることを特徴とする、セラミックス組成物。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
化学式Ｂａ
（１－ｘ）
Ｓｒ
ｘ
Ｔｉ
（１－ｙ－ｚ）
Ｇａ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
Ｏ
３
で表される母材に由来する成分を含み、
前記ｘが０．１０以上０．３０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ＋ｚが０．０４以上０．２０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ／ｚが０．８以上１．２以下の範囲にあり、
少なくとも前記母材および添加剤を本焼成して得られるセラミックス組成物であって、
前記母材は、ＢａＣＯ
３
、ＴｉＯ
２
、ＳｒＣＯ
３
およびＧａ
２
Ｏ
３
を固相法で第１の仮焼をした後、Ｎｂ
２
Ｏ
５
との混合物とし、さらに第２の仮焼をして得られる仮焼粉を母材とすることを特徴とする、セラミックス組成物。
【請求項３】
セラミックス組成物を含む層と内部電極とが交互に積層された構造素体を有し、
前記セラミックス組成物が、請求項１または２記載のセラミックス組成物であることを特徴とする、積層型セラミックスコンデンサ。
【請求項４】
ＢａＣＯ
３
、ＴｉＯ
２
、ＳｒＣＯ
３
およびＧａ
２
Ｏ
３
を固相法で仮焼して第１仮焼粉を形成する第１仮焼工程と、
前記第１仮焼粉と、Ｎｂ
２
Ｏ
５
との混合物を、さらに仮焼してセラミックス組成物の母材を形成する第２仮焼工程と、
前記母材と添加剤を本焼成してセラミックス組成物を得る本焼成工程、とを含み、
前記母材は、化学式Ｂａ
（１－ｘ）
Ｓｒ
ｘ
Ｔｉ
（１－ｙ－ｚ）
Ｇａ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
Ｏ
３
で表され、
前記ｘが０．１０以上０．３０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ＋ｚが０．０４以上０．２０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ／ｚが０．８以上１．２以下の範囲にあることを特徴とする、セラミックス組成物の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミックス組成物、これを用いた積層型セラミックスコンデンサ、およびセラミックス組成物の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、車載用の電子部品としてＤＣバイアス（直流電圧）フリー誘電特性を有する積層セラミックスコンデンサ（ＭＬＣＣ）が求められている。車載用ＭＬＣＣは、高電場下で使用されるため、既存のＭＬＣＣでは比誘電率の大きな電場依存性および温度依存性が課題となっている。具体的には、広範囲の温度領域（－５５℃～１５０℃）において、比較的高い比誘電率（ε≧５００）を維持し、なおかつ、ＤＣバイアス依存性が低い誘電特性を有している材料が求められている。
【０００３】
比誘電率が高い材料としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ
３、
以降「ＢＴ」と記載することがある）にＧａとＮｂが同時にＴｉサイトを置換したＢａＴｉＯ
３
系半導体セラミックスが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。前記材料組成については、いずれも比誘電率が高く、室温付近では強誘電体材料であるため、ＤＣバイアスを印加すると比誘電率は大きく低下し、ＤＣバイアス特性は十分ではない。対象的に、室温付近で常誘電体の材料は、ＤＣバイアス特性に優れ、ＤＣバイアスを印加しても比誘電率は大きく低下することがない。しかし、常誘電体であるために、比誘電率が低くなる傾向がある。
【０００４】
また、チタン酸バリウム（ＢＴ）に電気的中性条件を満足させながら異種元素Ｎｂ－Ｍｎを共ドープさせることで、長距離秩序を破壊する化学グレインサイズモデルに基づいた研究が報告されている（非特許文献１参照）。前記研究の結果により、ＤＣバイアスフリー誘電特性は実現できたものの、比誘電率は十分なものとはいえなかった。より高い比誘電率を実現できれば、より広い応用が期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１２－２０６８９０号公報
特表２００９－５０９９０６号公報
【非特許文献】
【０００６】
P. Sapkota et al., Jpn. J. Appl. Phy., 61, SN1023 (2022).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、発明者らは、キュリー温度が７０℃付近にあり、室温でＢＴよりも大きな比誘電率を持つチタン酸バリウムストロンチウム（以降「ＢＳＴ」と記載することがある）誘電体セラミックスに注目した。そして、そのチタンサイト（Ｔｉ
４＋
サイト）に異種元素Ｇａ
３＋
－Ｎｂ
５＋
を共ドープさせることで、ＢＳＴに顕著に現れる電場・温度依存性を克服した、高比誘電率の新規誘電体材料の開発を試みた。
【０００８】
本発明は、広範囲な温度領域（室温～１５０℃）において、比較的高い比誘電率（ε≧５００）を維持し、なおかつ、ＤＣバイアス依存性が低い誘電特性を有しているセラミックス組成物、これを用いた積層型セラミックスコンデンサ、およびセラミックス組成物の製造方法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】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明のセラミックス組成物は、化学式Ｂａ
（１－ｘ）
Ｓｒ
ｘ
Ｔｉ
（１－ｙ－ｚ）
Ｇａ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
Ｏ
３
で表される母材に由来する成分を含み、
前記ｘが０．１０以上０．３０以下の範囲にあり、
前記ｙ＋ｚが０．０４以上０．２０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ／ｚが０．８以上１．２以下の範囲にあることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のセラミックス組成物は、化学式Ｂａ
（１－ｘ）
Ｓｒ
ｘ
Ｔｉ
（１－ｙ－ｚ）
Ｇａ
ｙ
Ｎｂ
ｚ
Ｏ
３
で表される母材に由来する成分を含み、
前記ｘが０．１０以上０．３０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ＋ｚが０．０４以上０．２０以下の範囲にあり、
前記ｙおよび前記ｚは、ｙ／ｚが０．８以上１．２以下の範囲にあり、
少なくとも前記母材および添加剤を本焼成して得られるセラミックス組成物であって、
前記母材は、ＢａＣＯ
３
、ＴｉＯ
２
、ＳｒＣＯ
３
およびＧａ
２
Ｏ
３
を固相法で第１の仮焼をした後、Ｎｂ
２
Ｏ
５
との混合物とし、さらに第２の仮焼をして得られる仮焼粉を母材とすることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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