JP2000128635A - 誘電体磁器組成物と磁器コンデンサ - Google Patents
誘電体磁器組成物と磁器コンデンサInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 積層磁器コンデンサにした場合にリーク電流
が低い（１２５℃−６００Ｖで１．０μＡ以下）誘電体
磁器組成物とこの誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデ
ンサを提供する。 【解決手段】 一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ （１−ａ） ）
Ｘ ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３
で表わされる主成分と、添加成分を含有し、化合物のモ
ル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成分組成図に於いて、点Ａ
〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範囲にあり、前記主
成分を表わす一般式中のａ及びｘの値が、 ０．１≦ａ≦０．８０、 ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にある誘電体磁器組成物。
が低い（１２５℃−６００Ｖで１．０μＡ以下）誘電体
磁器組成物とこの誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデ
ンサを提供する。 【解決手段】 一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ （１−ａ） ）
Ｘ ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３
で表わされる主成分と、添加成分を含有し、化合物のモ
ル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成分組成図に於いて、点Ａ
〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範囲にあり、前記主
成分を表わす一般式中のａ及びｘの値が、 ０．１≦ａ≦０．８０、 ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にある誘電体磁器組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、誘電体磁器組成
物、特に数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波領域で使用
される０．０１ｐＦ〜３０ｐＦ程度の低容量の磁器コン
デンサの誘電体層を形成するのに適した誘電体磁器組成
物とこの誘電体磁器組成物を用いて形成した磁器コンデ
ンサに関するものである。
物、特に数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波領域で使用
される０．０１ｐＦ〜３０ｐＦ程度の低容量の磁器コン
デンサの誘電体層を形成するのに適した誘電体磁器組成
物とこの誘電体磁器組成物を用いて形成した磁器コンデ
ンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高周波領域で使用される低容量の磁器コ
ンデンサの誘電体層の材料としては、従来、ＴｉＯ２
系材料、ＣａＴｉＯ３ 系材料、ＬａＴｉＯ３ 系材料、
ＣａＺｒＯ３ 系材料、ＭｇＴｉＯ３ 系材料等の低誘電
率の誘電体磁器組成物が用いられていた。そして、これ
らの誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデンサの内部電
極の材料としては、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属が
用いられていた。
ンデンサの誘電体層の材料としては、従来、ＴｉＯ２
系材料、ＣａＴｉＯ３ 系材料、ＬａＴｉＯ３ 系材料、
ＣａＺｒＯ３ 系材料、ＭｇＴｉＯ３ 系材料等の低誘電
率の誘電体磁器組成物が用いられていた。そして、これ
らの誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデンサの内部電
極の材料としては、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｎｉ等の金属が
用いられていた。
【０００３】ただ、これらの内部電極の材料中、Ｐｔは
高価な金属なので、これを内部電極の材料として使用す
ると磁器コンデンサの製造コストを高めるという欠点が
あった。また、Ｃｕ，Ｎｉ等の卑金属は焼成中に酸化し
易いので、これを内部電極の材料として使用する場合は
焼成雰囲気の制御をしなければならず、この点で磁器コ
ンデンサの製造コストを高めるという欠点があった。
高価な金属なので、これを内部電極の材料として使用す
ると磁器コンデンサの製造コストを高めるという欠点が
あった。また、Ｃｕ，Ｎｉ等の卑金属は焼成中に酸化し
易いので、これを内部電極の材料として使用する場合は
焼成雰囲気の制御をしなければならず、この点で磁器コ
ンデンサの製造コストを高めるという欠点があった。
【０００４】本件特許出願人はこれらの欠点を解消する
誘電体磁器組成物として、特願平８−１８８０９４号
（特開平１０−１７３５９号）特許出願及び特願平９−
８４５２７号特許出願で、珪酸マグネシウム・亜鉛
［（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ）ｘＳｉＯｘ＋２ ］、ア
ルミナ［Ａｌ２ Ｏ３ ］、及びチタン酸ストロンチウム
［ＳｒＴｉＯ３ ］系の誘電体磁器組成物を提案した。
誘電体磁器組成物として、特願平８−１８８０９４号
（特開平１０−１７３５９号）特許出願及び特願平９−
８４５２７号特許出願で、珪酸マグネシウム・亜鉛
［（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ）ｘＳｉＯｘ＋２ ］、ア
ルミナ［Ａｌ２ Ｏ３ ］、及びチタン酸ストロンチウム
［ＳｒＴｉＯ３ ］系の誘電体磁器組成物を提案した。
【０００５】この提案に係る誘電体磁器組成物は、数１
００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波領域においてＱ値が高
く、損失、リーク電流の小さな低容量（０．０１ｐＦ〜
３０ｐＦ）の磁器コンデンサを得ることができるという
利点を有するものである。また、これらの誘電体磁器組
成物は、１１００℃以下の温度で焼結させることができ
るので、デラミネーション等の構造欠陥を抑制できると
いう利点を有するものである。
００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波領域においてＱ値が高
く、損失、リーク電流の小さな低容量（０．０１ｐＦ〜
３０ｐＦ）の磁器コンデンサを得ることができるという
利点を有するものである。また、これらの誘電体磁器組
成物は、１１００℃以下の温度で焼結させることができ
るので、デラミネーション等の構造欠陥を抑制できると
いう利点を有するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、企業間にお
ける技術競争は厳しいものがあり、電子機器回路の特性
も更なる向上が求められ、そのために、上記提案の誘電
体磁器組成物についても磁器コンデンサのＱ値を更に向
上させるものが求められている。
ける技術競争は厳しいものがあり、電子機器回路の特性
も更なる向上が求められ、そのために、上記提案の誘電
体磁器組成物についても磁器コンデンサのＱ値を更に向
上させるものが求められている。
【０００７】磁器コンデンサのＱ値を高めるためには、
内部電極を比抵抗値の小さな金属材料で形成する方法が
考えられる。そして、比抵抗値の小さな金属材料として
はＡｇが挙げられる。
内部電極を比抵抗値の小さな金属材料で形成する方法が
考えられる。そして、比抵抗値の小さな金属材料として
はＡｇが挙げられる。
【０００８】しかし、Ａｇは融点が９６０℃と、上記誘
電体磁器組成物の焼結温度１０５０〜１１００℃より低
いので、焼成の際に積層体内の内部電極が溶融してしま
い、このままでは内部電極の材料として使用することが
できない。
電体磁器組成物の焼結温度１０５０〜１１００℃より低
いので、焼成の際に積層体内の内部電極が溶融してしま
い、このままでは内部電極の材料として使用することが
できない。
【０００９】この発明は、９５０℃以下の温度で焼成で
き、Ｐｄよりも比抵抗の小さな、周波数特性の良好なＡ
ｇを内部電極の材料として使用してもデラミネーション
を生じさせず、低誘電率（εｒ ：１５以下）で、積層
磁器コンデンサにした場合にリーク電流が低い（１２５
℃−６００Ｖで１．０μＡ以下）誘電体磁器組成物とこ
の誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデンサを提供する
ことを目的とする。
き、Ｐｄよりも比抵抗の小さな、周波数特性の良好なＡ
ｇを内部電極の材料として使用してもデラミネーション
を生じさせず、低誘電率（εｒ ：１５以下）で、積層
磁器コンデンサにした場合にリーク電流が低い（１２５
℃−６００Ｖで１．０μＡ以下）誘電体磁器組成物とこ
の誘電体磁器組成物を用いた磁器コンデンサを提供する
ことを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る誘電体磁
器組成物は、一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ
ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３ で
表わされる主成分と、Ｎｂ，Ｔａ，及びＷから選択され
た１種又は２種以上の元素の化合物からなる第一添加成
分と、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，及びＣｕか
ら選択された１種又は２種以上の元素の化合物からなる
第二添加成分を含有し、前記主成分を構成する珪酸マグ
ネシウム・亜鉛［（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ Ｓｉ
ＯＸ＋２ ］、アルミナ［Ａｌ２ Ｏ３ ］及びチタン酸
ストロンチウム［ＳｒＴｉＯ３ ］のモル比［％］が、
これら３種の化合物のモル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成
分組成図に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にあり、前記主成分を表す一般式中のａ及びｘの値
が、 ０．１≦ａ≦０．８０ ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にあり、前記第一添加成分がＮｂＯ５／２ ，Ｔ
ａＯ５／２ ，又はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２
モル％含有され、前記第二添加成分がＶＯ５／２ ，Ｃ
ｒＯ３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ
３／２ ，ＮｉＯ，又はＣｕＯに換算して０．０５〜
２．０モル％含有されているものである。
器組成物は、一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ
ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３ で
表わされる主成分と、Ｎｂ，Ｔａ，及びＷから選択され
た１種又は２種以上の元素の化合物からなる第一添加成
分と、Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，及びＣｕか
ら選択された１種又は２種以上の元素の化合物からなる
第二添加成分を含有し、前記主成分を構成する珪酸マグ
ネシウム・亜鉛［（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ Ｓｉ
ＯＸ＋２ ］、アルミナ［Ａｌ２ Ｏ３ ］及びチタン酸
ストロンチウム［ＳｒＴｉＯ３ ］のモル比［％］が、
これら３種の化合物のモル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成
分組成図に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にあり、前記主成分を表す一般式中のａ及びｘの値
が、 ０．１≦ａ≦０．８０ ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にあり、前記第一添加成分がＮｂＯ５／２ ，Ｔ
ａＯ５／２ ，又はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２
モル％含有され、前記第二添加成分がＶＯ５／２ ，Ｃ
ｒＯ３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ
３／２ ，ＮｉＯ，又はＣｕＯに換算して０．０５〜
２．０モル％含有されているものである。
【００１１】ここで、ＭＺＳ，Ａｌ２ Ｏ３ 及びＳｒＴ
ｉＯ３ のモル比［％］を上記の範囲としたのは、これ
らの化合物が上記の範囲にある場合は所望の電気的特性
の誘電体磁器組成物が得られるが、これらの化合物が上
記の範囲を逸脱すると、９５０℃以下の焼成で緻密な焼
結体が得られなくなったり、誘電率が１５以上と大きく
なり過ぎ、また、温度係数がマイナス側に大きくなり過
ぎるからである。
ｉＯ３ のモル比［％］を上記の範囲としたのは、これ
らの化合物が上記の範囲にある場合は所望の電気的特性
の誘電体磁器組成物が得られるが、これらの化合物が上
記の範囲を逸脱すると、９５０℃以下の焼成で緻密な焼
結体が得られなくなったり、誘電率が１５以上と大きく
なり過ぎ、また、温度係数がマイナス側に大きくなり過
ぎるからである。
【００１２】また、ａの値を０．１〜０．８０の範囲と
したのは、ａの値がこの範囲にある場合は所望の電気的
特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ａの値が０．１
未満になると、焼結体の内部にポアが多く存在してしま
い、緻密な焼結体が得られなくなり、ａの値が０．８を
超えると、９５０℃の焼成で緻密な焼結体が得られなく
なるからである。
したのは、ａの値がこの範囲にある場合は所望の電気的
特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ａの値が０．１
未満になると、焼結体の内部にポアが多く存在してしま
い、緻密な焼結体が得られなくなり、ａの値が０．８を
超えると、９５０℃の焼成で緻密な焼結体が得られなく
なるからである。
【００１３】また、ｘの値を０．６７〜１．３０の範囲
としたのは、ｘの値がこの範囲にある場合は、所望の電
気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ｘの値が
０．６７未満になると、焼成の際に融着したり、焼成適
正温度幅が非常に狭くなり、焼結体中にポアが多く生成
してしまったり、Ｑ値が１０００より小さくなってしま
い、ｘの値が１．３０を超えると、９５０℃の焼成で緻
密な焼結体が得られなくなるからである。
としたのは、ｘの値がこの範囲にある場合は、所望の電
気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ｘの値が
０．６７未満になると、焼成の際に融着したり、焼成適
正温度幅が非常に狭くなり、焼結体中にポアが多く生成
してしまったり、Ｑ値が１０００より小さくなってしま
い、ｘの値が１．３０を超えると、９５０℃の焼成で緻
密な焼結体が得られなくなるからである。
【００１４】前記第一添加成分をＮｂＯ５／２ ，Ｔａ
Ｏ５／２ 又はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２モル
％の範囲としたのは、これらの添加成分がこれらの範囲
にある場合は信頼性の高い（リーク電流の少ない）所望
の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、これら
の添加成分が０．０１モル％未満になると、リーク電流
が１．０μＡ以上となり、０．２モル％を越えると９５
０℃以下の焼成で、緻密な焼結体が得られなくなるから
である。
Ｏ５／２ 又はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２モル
％の範囲としたのは、これらの添加成分がこれらの範囲
にある場合は信頼性の高い（リーク電流の少ない）所望
の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、これら
の添加成分が０．０１モル％未満になると、リーク電流
が１．０μＡ以上となり、０．２モル％を越えると９５
０℃以下の焼成で、緻密な焼結体が得られなくなるから
である。
【００１５】前記第二添加成分をＶＯ５／２ ，ＣｒＯ
３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ
３／２ ，ＮｉＯ又はＣｕＯに換算して０．０５〜２．
０モル％の範囲としたのは、これらの添加成分がこれら
の範囲にある場合は低温焼成で所望の電気的特性の誘電
体磁器組成物が得られるが、これらの成分が０．０５モ
ル％未満になるか、２．０モル％を超えると緻密な焼結
体が得られなくなるからである。
３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ
３／２ ，ＮｉＯ又はＣｕＯに換算して０．０５〜２．
０モル％の範囲としたのは、これらの添加成分がこれら
の範囲にある場合は低温焼成で所望の電気的特性の誘電
体磁器組成物が得られるが、これらの成分が０．０５モ
ル％未満になるか、２．０モル％を超えると緻密な焼結
体が得られなくなるからである。
【００１６】なお、前記第一添加成分及び第二添加成分
は、単独で使用しても、また複数種を同時に使用しても
同様の結果が得られる。また、これらの添加成分は酸化
物だけでなく、焼成して酸化物となり得る炭酸塩やその
他の可溶性の合成物を用いても良い。
は、単独で使用しても、また複数種を同時に使用しても
同様の結果が得られる。また、これらの添加成分は酸化
物だけでなく、焼成して酸化物となり得る炭酸塩やその
他の可溶性の合成物を用いても良い。
【００１７】また、ＭＺＳ，Ａｌ２ Ｏ３ 及びＳＴから
なる混合物の仮焼は行っても、行わなくても、所望の特
性は得られるが、仮焼の有無で電気的特性は変化する。
また、仮焼により添加成分と主成分、或いは添加成分同
志で反応が起こり、結晶系が変化し、急激に収縮が生じ
たり、収縮率が大きくなる場合、仮焼は有効である。す
なわち、仮焼はデラミネーション、クラック等の構造欠
陥の抑制に有効である。
なる混合物の仮焼は行っても、行わなくても、所望の特
性は得られるが、仮焼の有無で電気的特性は変化する。
また、仮焼により添加成分と主成分、或いは添加成分同
志で反応が起こり、結晶系が変化し、急激に収縮が生じ
たり、収縮率が大きくなる場合、仮焼は有効である。す
なわち、仮焼はデラミネーション、クラック等の構造欠
陥の抑制に有効である。
【００１８】また、この発明に係る磁器コンデンサは、
上記の誘電体磁器組成物を誘電体層として用いたもので
ある。ここで、内部電極の材料としてはＡｇが好まし
い。磁器コンデンサは単層タイプのもの及び積層タイプ
のもののいずれにも適用できる。
上記の誘電体磁器組成物を誘電体層として用いたもので
ある。ここで、内部電極の材料としてはＡｇが好まし
い。磁器コンデンサは単層タイプのもの及び積層タイプ
のもののいずれにも適用できる。
【００１９】また、この発明に係る磁器コンデンサは、
低周波領域でも十分使用できるが、特に、数１００ＭＨ
ｚ〜数ＧＨｚの高周波領域で使用される０．０１ｐＦ〜
３０ｐＦ程度の低容量の磁器コンデンサとして用いるの
に好適である。
低周波領域でも十分使用できるが、特に、数１００ＭＨ
ｚ〜数ＧＨｚの高周波領域で使用される０．０１ｐＦ〜
３０ｐＦ程度の低容量の磁器コンデンサとして用いるの
に好適である。
【００２０】
【実施例】まず、ＭｇＯ，ＺｎＯ及びＳｉＯ２ を表１
〜表５に示すような比率で秤量し、これらをボールミル
に入れ、湿式で１５時間粉砕混合し、これらの混合物か
らなる泥漿を得た。そして、この泥漿を取り出して濾過
し、ケーキの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充分に乾
燥させ、混合物の粉末を得た。
〜表５に示すような比率で秤量し、これらをボールミル
に入れ、湿式で１５時間粉砕混合し、これらの混合物か
らなる泥漿を得た。そして、この泥漿を取り出して濾過
し、ケーキの部分を乾燥器に入れ、１５０℃で充分に乾
燥させ、混合物の粉末を得た。
【００２１】次に、この混合物の粉末を加熱炉に入れ、
１１００℃で仮焼し、混合物を構成している化合物を相
互に反応させてＭＺＳを得た。なお、ここでは混合物を
１１００℃で仮焼しているが、仮焼温度は９００〜１２
００℃の範囲で変更可能である。また、この仮焼は必ず
しもしなくてよく、試料Ｎｏ．８５〜８９のものはこの
仮焼をしなかった。
１１００℃で仮焼し、混合物を構成している化合物を相
互に反応させてＭＺＳを得た。なお、ここでは混合物を
１１００℃で仮焼しているが、仮焼温度は９００〜１２
００℃の範囲で変更可能である。また、この仮焼は必ず
しもしなくてよく、試料Ｎｏ．８５〜８９のものはこの
仮焼をしなかった。
【００２２】次に、このＭＺＳをボールミルに入れ、湿
式で充分に粉砕してＭＺＳの泥漿を得た。そして、この
泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥器に入
れ、１５０℃で充分に乾燥させ、ＭＺＳの粉末を得た。
式で充分に粉砕してＭＺＳの泥漿を得た。そして、この
泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥器に入
れ、１５０℃で充分に乾燥させ、ＭＺＳの粉末を得た。
【００２３】次に、ＭＺＳ，Ａｌ２ Ｏ３ ，ＳＴ，第一
添加成分及び第二添加成分を表１〜表５に示すような比
率で秤量し、これらをボールミルに入れ、湿式で充分に
混合し、これらの混合物からなる泥漿を得た。そして、
この泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥器に
入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、混合物の粉末を得
た。
添加成分及び第二添加成分を表１〜表５に示すような比
率で秤量し、これらをボールミルに入れ、湿式で充分に
混合し、これらの混合物からなる泥漿を得た。そして、
この泥漿を取り出して濾過し、ケーキの部分を乾燥器に
入れ、１５０℃で充分に乾燥させ、混合物の粉末を得
た。
【００２４】次に、試料Ｎｏ．２４，８８のものについ
ては、８００℃で２時間（８００／２）、試料Ｎｏ．８
９のものについては、９００℃で２時間（９００／２）
仮焼した。ここでは８００℃又は９００℃で２時間仮焼
しているが、７００〜９００℃で２〜４時間の範囲で変
更可能である。また、この仮焼も必須のものではなく、
これらの試料Ｎｏ以外のものは仮焼しなかった。
ては、８００℃で２時間（８００／２）、試料Ｎｏ．８
９のものについては、９００℃で２時間（９００／２）
仮焼した。ここでは８００℃又は９００℃で２時間仮焼
しているが、７００〜９００℃で２〜４時間の範囲で変
更可能である。また、この仮焼も必須のものではなく、
これらの試料Ｎｏ以外のものは仮焼しなかった。
【００２５】次に、有機バインダを加えて造粒し、プレ
ス成型して直径約１０ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍの円板状
の試料を作製し、この試料を９００〜９５０℃で１〜４
時間焼成して焼結させ、Ａｇペーストを塗布し、７００
℃で１５分間焼成して外部電極を形成させ、磁器コンデ
ンサを形成した。
ス成型して直径約１０ｍｍ、厚さ約０．５ｍｍの円板状
の試料を作製し、この試料を９００〜９５０℃で１〜４
時間焼成して焼結させ、Ａｇペーストを塗布し、７００
℃で１５分間焼成して外部電極を形成させ、磁器コンデ
ンサを形成した。
【００２６】一方、混合物の粉末に有機溶剤、有機バイ
ンダー、可塑剤等を加えて混合し、スラリーとし、該ス
ラリーよりドクターブレード法を用いて厚さ４０μｍの
セラミックグリーンシートを得、このセラミックグリー
ンシートの表面にＡｇ電極ペーストを所定パターンに印
刷し、これを交互に１１枚積層・圧着して１０層の積層
体を作成し、得られた積層体を切断して複数のチップ積
層体を得た。ここで、Ａｇペーストは、焼結を遅延させ
るための添加成分を多少混合したものを用いても良い。
ンダー、可塑剤等を加えて混合し、スラリーとし、該ス
ラリーよりドクターブレード法を用いて厚さ４０μｍの
セラミックグリーンシートを得、このセラミックグリー
ンシートの表面にＡｇ電極ペーストを所定パターンに印
刷し、これを交互に１１枚積層・圧着して１０層の積層
体を作成し、得られた積層体を切断して複数のチップ積
層体を得た。ここで、Ａｇペーストは、焼結を遅延させ
るための添加成分を多少混合したものを用いても良い。
【００２７】次に、この試料を脱バインダー処理して、
約９００〜９５０℃で１〜４時間焼成させ、得られた焼
結体試料の両端部にＡｇペーストを塗布し、７００℃で
１５分間焼成して外部電極を形成させ、積層磁器コンデ
ンサを形成した（試料サイズ：１．０ｍｍ×０．５ｍｍ
×０．５ｍｍ、有効交差面積：０．０５ｍｍ２ 、誘電
体一層当たりの厚み：３０μｍ）。
約９００〜９５０℃で１〜４時間焼成させ、得られた焼
結体試料の両端部にＡｇペーストを塗布し、７００℃で
１５分間焼成して外部電極を形成させ、積層磁器コンデ
ンサを形成した（試料サイズ：１．０ｍｍ×０．５ｍｍ
×０．５ｍｍ、有効交差面積：０．０５ｍｍ２ 、誘電
体一層当たりの厚み：３０μｍ）。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】
【表５】
【００３３】次に、円板磁器コンデンサ及び積層磁器コ
ンデンサについて、室温、ＨＰ４２８４Ａ、１ＭＨｚ、
１Ｖｒｍｓ の条件でＣ，Ｑを求めた。誘電率、１５０
℃における絶縁抵抗、誘電率の温度係数（２０℃を基準
として８５℃の変化率）は、円板状磁器コンデンサから
１０個平均として求めた。その結果は、表６〜表１０に
示す通りであった。
ンデンサについて、室温、ＨＰ４２８４Ａ、１ＭＨｚ、
１Ｖｒｍｓ の条件でＣ，Ｑを求めた。誘電率、１５０
℃における絶縁抵抗、誘電率の温度係数（２０℃を基準
として８５℃の変化率）は、円板状磁器コンデンサから
１０個平均として求めた。その結果は、表６〜表１０に
示す通りであった。
【００３４】なお、表６〜表１０における絶縁抵抗ρの
数値、例えば９．１０Ｅ＋０６は９．１０×１０６ を
表す。温度係数ＴＣＣは次の数１の式を用いて算出し
た。リーク電流は１２５℃のオイル中で、試料に６００
ＶのＤＣを印加し、安定したときの電流値をデジタルマ
ルチメータ（ＹＯＫＯＧＡＷＡ７５５２）を用いて測定
した。
数値、例えば９．１０Ｅ＋０６は９．１０×１０６ を
表す。温度係数ＴＣＣは次の数１の式を用いて算出し
た。リーク電流は１２５℃のオイル中で、試料に６００
ＶのＤＣを印加し、安定したときの電流値をデジタルマ
ルチメータ（ＹＯＫＯＧＡＷＡ７５５２）を用いて測定
した。
【００３５】
【数１】
【００３６】
【表６】
【００３７】
【表７】
【００３８】
【表８】
【００３９】
【表９】
【００４０】
【表１０】
【００４１】表６〜表１０に示す結果から、次のことが
わかる。すなわち、主成分を構成するＭＺＳ，Ａｌ２
Ｏ３ 及びＳｒＴｉＯ３ のモル比［％］が、これら３種
の化合物のモル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の組成範囲を示す図１
に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にある場合、試料Ｎｏ．１７〜２４，５０〜５２，７
８，７９，８３〜８９に示すように、所望の電気的特性
の誘電体磁器組成物が得られるが、この範囲を逸脱する
と、試料Ｎｏ．１，１６，５３，８０，８１に示すよう
に、９５０℃以下の焼成で緻密な焼結体が得られなくな
ったり、試料Ｎｏ．８２に示すように誘電率が１５以上
と大きくなり過ぎ、温度係数がマイナス側に大きくなり
過ぎてしまう。
わかる。すなわち、主成分を構成するＭＺＳ，Ａｌ２
Ｏ３ 及びＳｒＴｉＯ３ のモル比［％］が、これら３種
の化合物のモル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の組成範囲を示す図１
に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にある場合、試料Ｎｏ．１７〜２４，５０〜５２，７
８，７９，８３〜８９に示すように、所望の電気的特性
の誘電体磁器組成物が得られるが、この範囲を逸脱する
と、試料Ｎｏ．１，１６，５３，８０，８１に示すよう
に、９５０℃以下の焼成で緻密な焼結体が得られなくな
ったり、試料Ｎｏ．８２に示すように誘電率が１５以上
と大きくなり過ぎ、温度係数がマイナス側に大きくなり
過ぎてしまう。
【００４２】また、ａの値が、試料Ｎｏ．５６〜５８に
示すように、０．１０〜０．８０の範囲にある場合、所
望の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料
Ｎｏ．５９に示すように、ａの値が０．１未満になる
と、焼結体内部にポアが多く存在しまい、緻密な焼結体
が得られなくなり、また、試料Ｎｏ．５４，５５に示す
ように、ａの値が０．８より大きくなると、９５０℃の
焼成で緻密な焼結体が得られなくなる。
示すように、０．１０〜０．８０の範囲にある場合、所
望の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料
Ｎｏ．５９に示すように、ａの値が０．１未満になる
と、焼結体内部にポアが多く存在しまい、緻密な焼結体
が得られなくなり、また、試料Ｎｏ．５４，５５に示す
ように、ａの値が０．８より大きくなると、９５０℃の
焼成で緻密な焼結体が得られなくなる。
【００４３】また、ｘの値が、試料Ｎｏ．６１，６４に
示すように、０．６７〜１．３０の範囲にある場合、所
望の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ｘの
値が０．６７未満になると、焼結体が融着し易くなり、
焼成適正温度幅が非常に狭くなり、焼結体中にポアが多
く生成してしまったり、Ｑ値が１０００より小さくな
り、また、試料Ｎｏ．６２，６３に示すように、ｘの値
が１．３を超えると、９５０℃の焼成で緻密な焼結体が
得られなくなる。
示すように、０．６７〜１．３０の範囲にある場合、所
望の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、ｘの
値が０．６７未満になると、焼結体が融着し易くなり、
焼成適正温度幅が非常に狭くなり、焼結体中にポアが多
く生成してしまったり、Ｑ値が１０００より小さくな
り、また、試料Ｎｏ．６２，６３に示すように、ｘの値
が１．３を超えると、９５０℃の焼成で緻密な焼結体が
得られなくなる。
【００４４】また、第一添加成分であるＮｂ，Ｔａ又は
Ｗの化合物が、試料Ｎｏ．３，９，１１，１４に示すよ
うに、ＮｂＯ５／２ ，ＴａＯ５／２ 又はＷＯ３ に換
算して０．０１〜０．２モル％の範囲にある場合、所望
の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料Ｎ
ｏ．２に示すように、０．０１モル％未満になるとリー
ク電流が１．０μＡ以上となり、試料Ｎｏ．１２，１
３，１５に示すように、０．２モル％を超えると、９５
０℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなる。Ｎｂ，Ｔ
ａ又はＷの化合物は単独で添加してもよいし、試料Ｎ
ｏ．７５，７７に示すように、複数種を同時に添加して
もよい。
Ｗの化合物が、試料Ｎｏ．３，９，１１，１４に示すよ
うに、ＮｂＯ５／２ ，ＴａＯ５／２ 又はＷＯ３ に換
算して０．０１〜０．２モル％の範囲にある場合、所望
の電気的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料Ｎ
ｏ．２に示すように、０．０１モル％未満になるとリー
ク電流が１．０μＡ以上となり、試料Ｎｏ．１２，１
３，１５に示すように、０．２モル％を超えると、９５
０℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなる。Ｎｂ，Ｔ
ａ又はＷの化合物は単独で添加してもよいし、試料Ｎ
ｏ．７５，７７に示すように、複数種を同時に添加して
もよい。
【００４５】また、第二添加成分であるＶ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＣｕの化合物が、試料Ｎｏ．
３〜７，９，１１，１４，２６〜２８，３１〜３３，３
６〜３８，４１〜４３，４６〜４８に示すように、ＶＯ
５／２ ，ＣｒＯ３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ
３／２ ，ＣｏＯ３／２ ，ＮｉＯ又はＣｕＯに換算して
０．０５〜２．０モル％の範囲にある場合、所望の電気
的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料Ｎｏ．
８，１０，２５，３０，３５，４０，４５に示すよう
に、０．０５モル％未満になるか、２．０モル％を超え
ると緻密な焼結体が得られなくなる。Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＣｕの化合物は単独で添加しても
よいし、試料Ｎｏ．６６〜７３に示すように、複数種を
同時に添加してもよい。
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＣｕの化合物が、試料Ｎｏ．
３〜７，９，１１，１４，２６〜２８，３１〜３３，３
６〜３８，４１〜４３，４６〜４８に示すように、ＶＯ
５／２ ，ＣｒＯ３／２ ，ＭｎＯ３／２ ，ＦｅＯ
３／２ ，ＣｏＯ３／２ ，ＮｉＯ又はＣｕＯに換算して
０．０５〜２．０モル％の範囲にある場合、所望の電気
的特性の誘電体磁器組成物が得られるが、試料Ｎｏ．
８，１０，２５，３０，３５，４０，４５に示すよう
に、０．０５モル％未満になるか、２．０モル％を超え
ると緻密な焼結体が得られなくなる。Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はＣｕの化合物は単独で添加しても
よいし、試料Ｎｏ．６６〜７３に示すように、複数種を
同時に添加してもよい。
【００４６】なお、ＭＺＳ，Ａｌ２ Ｏ３ 及びＳＴから
なる混合物の仮焼は行っても、行わなくても、所望の特
性は得られるが、仮焼の有無で電気的特性は変化する。
また、仮焼により、添加成分と主成分、或いは添加成分
同志で反応が起こり、結晶系が変化し、急激に収縮が生
じたり、収縮率が大きくなる場合、仮焼は有効である。
すなわち、仮焼はデラミネーション、クラック等の構造
欠陥の抑制に有効である。
なる混合物の仮焼は行っても、行わなくても、所望の特
性は得られるが、仮焼の有無で電気的特性は変化する。
また、仮焼により、添加成分と主成分、或いは添加成分
同志で反応が起こり、結晶系が変化し、急激に収縮が生
じたり、収縮率が大きくなる場合、仮焼は有効である。
すなわち、仮焼はデラミネーション、クラック等の構造
欠陥の抑制に有効である。
【００４７】この発明に従う誘電体磁器組成物、すなわ
ち表１〜表５中で評価○となっている試料は、９５０℃
以下の焼成で焼結でき、誘電率が１５以下と低く、Ｑ値
が高く（１ＭＨｚで１０００以上）、１５０℃での抵抗
率が高く（１．０×１０３ＭΩｃｍ以上）、容量の温度
係数が小さく、ＪＩＳ規格の ＣＧ特性（ −３０〜 ＋３０［ｐｐｍ／℃］） ＣＨ特性（ −６０〜 ＋６０［ｐｐｍ／℃］） ＣＪ特性（−１２０〜＋１２０［ｐｐｍ／℃］） ＰＨ特性（ −９０〜−２１０［ｐｐｍ／℃］） ＲＨ特性（−１６０〜−２８０［ｐｐｍ／℃］） ＳＨ特性（−２７０〜−３９０［ｐｐｍ／℃］） を満足していることがわかる。
ち表１〜表５中で評価○となっている試料は、９５０℃
以下の焼成で焼結でき、誘電率が１５以下と低く、Ｑ値
が高く（１ＭＨｚで１０００以上）、１５０℃での抵抗
率が高く（１．０×１０３ＭΩｃｍ以上）、容量の温度
係数が小さく、ＪＩＳ規格の ＣＧ特性（ −３０〜 ＋３０［ｐｐｍ／℃］） ＣＨ特性（ −６０〜 ＋６０［ｐｐｍ／℃］） ＣＪ特性（−１２０〜＋１２０［ｐｐｍ／℃］） ＰＨ特性（ −９０〜−２１０［ｐｐｍ／℃］） ＲＨ特性（−１６０〜−２８０［ｐｐｍ／℃］） ＳＨ特性（−２７０〜−３９０［ｐｐｍ／℃］） を満足していることがわかる。
【００４８】
【発明の効果】この発明によれば、数１００ＭＨｚ〜数
ＧＨｚの高周波領域においてＱ値が高く、損失、リーク
電流の小さな低容量（０．０１ｐＦ〜３０ｐＦ）の磁器
コンデンサを得ることができるという効果がある。
ＧＨｚの高周波領域においてＱ値が高く、損失、リーク
電流の小さな低容量（０．０１ｐＦ〜３０ｐＦ）の磁器
コンデンサを得ることができるという効果がある。
【００４９】また、この発明によれば、誘電体磁器組成
物の焼結温度を９５０℃以下に低下させることができる
ので、デラミネーション等の構造欠陥を抑制でき、磁器
コンデンサ製造の際における焼成のための電力費を低減
でき、コストダウンを図ることができるという効果があ
る。
物の焼結温度を９５０℃以下に低下させることができる
ので、デラミネーション等の構造欠陥を抑制でき、磁器
コンデンサ製造の際における焼成のための電力費を低減
でき、コストダウンを図ることができるという効果があ
る。
【００５０】また、この発明によれば、内部電極の材料
としてＰｄより安価なＡｇを使用することができるの
で、磁器コンデンサ製造のコストダウンを図ることがで
きるという効果がある。
としてＰｄより安価なＡｇを使用することができるの
で、磁器コンデンサ製造のコストダウンを図ることがで
きるという効果がある。
【図１】ＭＺＳ，Ａｌ２ Ｏ３ 及びＳＴのモル比［％］
を示す３成分組成図である。
を示す３成分組成図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茶園 広一 東京都台東区上野６丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内 Ｆターム(参考） 4G030 AA07 AA09 AA16 AA19 AA20 AA21 AA22 AA24 AA25 AA27 AA28 AA29 AA31 AA32 AA36 AA37 BA09 GA08 GA14 GA15 GA20 5E001 AB03 AC09 AE00 AE01 AE03 AE04 AF06 AH05 AH09 AJ02 5G303 AA01 AB06 AB08 AB15 AB20 BA12 CA01 CB01 CB09 CB10 CB11 CB13 CB17 CB18 CB21 CB22 CB30 CB32 CB33 CB35 CB36 CB37 CB38
Claims (3)
- 【請求項１】 一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ）Ｘ ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡ
ｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３ で表わされる主成分と、
Ｎｂ，Ｔａ，及びＷから選択された１種又は２種以上の
元素の化合物からなる第一添加成分と、Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，及びＣｕから選択された１種又
は２種以上の元素の化合物からなる第二添加成分を含有
し、 前記主成分を構成する珪酸マグネシウム・亜鉛［（Ｍｇ
ａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ ＳｉＯＸ＋２ ］、アルミナ
［Ａｌ２ Ｏ３ ］及びチタン酸ストロンチウム［ＳｒＴ
ｉＯ３ ］のモル比［％］が、これら３種の化合物のモ
ル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成分組成図に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にあり、前記主成分を表わす一般式中のａ及びｘの値
が、 ０．１≦ａ≦０．８０ ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にあり、 前記第一添加成分がＮｂＯ５／２ ，ＴａＯ５／２ ，又
はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２モル％含有さ
れ、 前記第二添加成分がＶＯ５／２ ，ＣｒＯ３／２ ，Ｍｎ
Ｏ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ３／２ ，ＮｉＯ，
又はＣｕＯに換算して０．０５〜２．０モル％含有され
ていることを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】 一般式 Ｘ（Ｍｇａ Ｚｎ（１−ａ） ）Ｘ ＳｉＯＸ＋２ −ＹＡ
ｌ２ Ｏ３ −ＺＳｒＴｉＯ３ で表わされる主成分と、
Ｎｂ，Ｔａ，及びＷから選択された１種又は２種以上の
元素の化合物からなる第一添加成分と、Ｖ，Ｃｒ，Ｍ
ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，及びＣｕから選択された１種又
は２種以上の元素の化合物からなる第二添加成分を含有
し、 前記主成分を構成する珪酸マグネシウム・亜鉛［（Ｍｇ
ａ Ｚｎ（１−ａ） ） Ｘ ＳｉＯＸ＋２ ］、アルミナ
［Ａｌ２ Ｏ３ ］及びチタン酸ストロンチウム［ＳｒＴ
ｉＯ３ ］のモル比［％］が、これら３種の化合物のモ
ル比（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を示す３成分組成図に於いて、 Ａ（９４．９， ０．１， ５．０） Ｂ（８５．０， １０．０， ５．０） Ｃ（６５．０， １０．０， ２５．０） Ｄ（６５．０， ０．１， ３４．９） で示される各点Ａ〜Ｄを頂点とする多角形で囲まれた範
囲にあり、 前記主成分を表す一般式中のａ及びｘの値が、 ０．１≦ａ≦０．８０ ０．６７≦ｘ≦１．３０ の範囲にあり、 前記第一添加成分がＮｂＯ５／２ ，ＴａＯ５／２ ，又
はＷＯ３ に換算して０．０１〜０．２モル％含有さ
れ、 前記第二添加成分がＶＯ５／２ ，ＣｒＯ３／２ ，Ｍｎ
Ｏ３／２ ，ＦｅＯ３ ／２ ，ＣｏＯ３／２ ，ＮｉＯ，
又はＣｕＯに換算して０．０５〜２．０モル％含有され
ている誘電体磁器組成物を誘電体層として用いた磁器コ
ンデンサ。 - 【請求項３】 誘電体層と内部電極とを交互に積層した
ことを特徴とする請求項２に記載の磁器コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29936998A JP3615947B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | 誘電体磁器組成物と磁器コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29936998A JP3615947B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | 誘電体磁器組成物と磁器コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000128635A true JP2000128635A (ja) | 2000-05-09 |
| JP3615947B2 JP3615947B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=17871680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29936998A Expired - Fee Related JP3615947B2 (ja) | 1998-10-21 | 1998-10-21 | 誘電体磁器組成物と磁器コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3615947B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013060323A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokuyama Corp | 窒化アルミニウム焼結顆粒の製造方法 |
| JP2023520615A (ja) * | 2021-03-10 | 2023-05-18 | 嘉興佳利電子有限公司 | 周波数安定型低誘電性マイクロ波誘電体セラミック材料及びその調製方法 |
-
1998
- 1998-10-21 JP JP29936998A patent/JP3615947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013060323A (ja) * | 2011-09-13 | 2013-04-04 | Tokuyama Corp | 窒化アルミニウム焼結顆粒の製造方法 |
| JP2023520615A (ja) * | 2021-03-10 | 2023-05-18 | 嘉興佳利電子有限公司 | 周波数安定型低誘電性マイクロ波誘電体セラミック材料及びその調製方法 |
| JP7381761B2 (ja) | 2021-03-10 | 2023-11-16 | 嘉興佳利電子有限公司 | 周波数安定型低誘電性マイクロ波誘電体セラミック材料及びその調製方法 |
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| JP3615947B2 (ja) | 2005-02-02 |
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