JP2006160532A - 誘電体磁器組成物及び磁器コンデンサとそれらの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 主成分:Ba、Ti、Zrの酸化物が、副成分:Re、Mg、Mn、Si、Caの酸化物が含有されている焼結体からなり、主成分が組成式Ba(Ti1−xZrx)O3(xは0.05〜0.15、Ba/(Ti1−xZrx)比は0.99〜1.01)で表されるもの100mol部に対して、副成分としてRe酸化物をRe換算して0.3〜1.0mol部、Mg酸化物をMg換算して0.3〜1.0mol部、Mn酸化物をMn換算して0.1〜0.5mol部、Si酸化物をSi換算して1.0〜2.0mol部、Ca酸化物をCa換算して0.5〜3.0mol部の割合で含有する誘電体磁器組成物。
【選択図】 図3
Description
請求項1にかかる発明は、主成分として、Ba、Ti、及びZrの酸化物が、副成分として、Re(ReはY、Dy、及びCeからなる群から選択される少なくとも1種以上の希土類元素)、Mg、Mn、Si、及びCaの酸化物が含有されている焼結体からなり、前記主成分が、組成式Ba(Ti1−xZrx)O3(ただし、xは0.05〜0.15、Ba/(Ti1−xZrx)比は0.99〜1.01)で表されるものであって、このもの100mol部に対して、前記副成分として、Reの酸化物を、Reに換算して0.3〜1.0mol部、Mgの酸化物を、Mgに換算して0.3〜1.0mol部、Mnの酸化物を、Mnに換算して0.1〜0.5mol部、Siの酸化物を、Siに換算して1.0〜2.0mol部、Caの酸化物を、Caに換算して0.5〜3.0mol部の割合で含有することを特徴とする誘電体磁器組成物である。
本発明の誘電体磁器組成物は、主成分として、Ba、Ti、及びZrの酸化物が、副成分として、Re(ReはY、Dy、及びCeからなる群から選択される少なくとも1種以上の希土類元素)、Mg、Mn、Si、及びCaの酸化物が含有されている焼結体からなり、前記主成分が、組成式Ba(Ti1−xZrx)O3(ただし、xは0.05〜0.15、Ba/(Ti1−xZrx)比は0.99〜1.01)で表されるものであって、このもの100mol部に対して、前記副成分として、Reの酸化物を、Reに換算して0.3〜1.0mol部、Mgの酸化物を、Mgに換算して0.3〜1.0mol部、Mnの酸化物を、Mnに換算して0.1〜0.5mol部、Siの酸化物を、Siに換算して1.0〜2.0mol部、Caの酸化物を、Caに換算して0.5〜3.0mol部の割合で含有するものである。
xが0.05〜0.15の範囲内にあると、焼結性を向上させ、緻密な焼結体を作製することができ、かつ、誘電体磁器組成物の最大比誘電率(ピークε)を10,000以上とすることができる。また、Ba/(Ti1−xZrx)比が0.99〜1.01の範囲内にあると、焼結体の結晶粒径を2μm以下にすることができ、かつ焼結性を向上させ、緻密な焼結体を作製することができる。
本発明の磁器コンデンサは、上記誘電体磁器組成物を成形してなるシートと、該シートの両面に形成した電極とから概略構成されている。図2は、本発明に係る磁器コンデンサ(セラミックコンデンサ)Aの一実施形態を示す構成図であり、単層型の磁器コンデンサに適用した一例である。図2において、本実施形態の磁器コンデンサAは、符号1で示す本発明に係る誘電体磁器組成物を成形してなるシートと、このシート1の両面に形成された端子電極2と、各端子電極2の外面側に接続されたリード端子3と、シート1及び端子電極2の全体とリード端子3の一部を封止するエポキシ樹脂からなる封止材4とから構成されている。
図3において、本実施形態の磁器コンデンサBは、符号11,11・・・で示す本発明に係る誘電体磁器組成物を成形してなるシートと、このシート11,11・・・の片面に形成した薄厚の内部電極12,12・・・と、内部電極12,12・・・と垂直方向のシート11端面に設けられた端子電極13,14とから概略構成されている。
次に、これら主成分の原料をボールミルに入れ、水を加え湿式で約20時間混合・粉砕し、スラリーとした。このスラリーを脱水・乾燥し、1100℃にて2時間仮焼した後、粉砕して、仮焼結体の平均粒子径が1μm以下となるように整粒した。
次に、この粉体にトルエン−エタノール混合溶剤、ポリビニルブチラール系バインダ、及び可塑剤を加えて、適度な粘度になるまで混合し、ドクターブレード法により厚さ40〜50μmのグリーンシートを成形した。原料の組成割合を、表1に各々示す。
磁器コンデンサを恒温槽に入れ、−30℃から85℃まで温度変化させ、1kHz、1Vrmsの条件で静電インピーダンスアナライザーを用いて容量を測定し、この測定によって得られた容量、誘電体磁器組成物の厚み、電極面積とから最大比誘電率(ピークε)を算出した。
誘電損失tanδは、インピーダンスアナライザーを用い、25℃の条件下で測定した。
150℃の条件下で、磁器コンデンサに直流100Vの電圧を20秒印加して絶縁抵抗を測定し、この絶縁抵抗、誘電体磁器組成物の厚み、電極面積とから比抵抗ρを算出した。
結晶粒径は、電極を形成する前の誘電体磁器組成物の表面を無作為に選び、これを走査型電子顕微鏡で5,000倍または10,000倍に拡大して写真撮影し、これらの写真から40個の結晶粒子をランダムに選んで切片法により大きさを測定して、その平均値を求めた。
また、上記実施例では単層型の磁器コンデンサについて行ったが、積層型の磁器コンデンサにおいても同様の結果が得られた。
1、11 誘電体磁器組成物を成形してなるシート
Claims (8)
- 主成分として、Ba、Ti、及びZrの酸化物が、
副成分として、Re(ReはY、Dy、及びCeからなる群から選択される少なくとも1種以上の希土類元素)、Mg、Mn、Si、及びCaの酸化物が含有されている焼結体からなり、
前記主成分が、組成式Ba(Ti1−xZrx)O3(ただし、xは0.05〜0.15、Ba/(Ti1−xZrx)比は0.99〜1.01)で表されるものであって、このもの100mol部に対して、
前記副成分として、Reの酸化物を、Reに換算して0.3〜1.0mol部、
Mgの酸化物を、Mgに換算して0.3〜1.0mol部、
Mnの酸化物を、Mnに換算して0.1〜0.5mol部、
Siの酸化物を、Siに換算して1.0〜2.0mol部、
Caの酸化物を、Caに換算して0.5〜3.0mol部の割合で含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 前記焼結体の結晶粒径が、2μm以下である請求項1に記載の誘電体磁器組成物。
- 主成分の原料として、比表面積が10〜50m2/gのBa、Ti、及びZr化合物を混合して、平均粒子径1μm以下の仮焼結体を形成し、
前記仮焼結体に、副成分の原料として、Re(ReはY、Dy、及びCeからなる群から選択される少なくとも1種以上の希土類元素)、Mg、Mn、Si、及びCa化合物を添加し、
次いで、これを、1150〜1250℃の温度で還元雰囲気で焼成することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。 - 請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物を成形してなるシートと、該シートの両面に形成した電極とを備えたことを特徴とする磁器コンデンサ。
- 請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物を成形してなるシートと、該シートの片面に形成した電極とを複数積層してなることを特徴とする磁器コンデンサ。
- 前記電極が、Ni又はNiを主体とする合金からなる請求項4又は5に記載の磁器コンデンサ。
- 請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物をグリーンシートとした後、
該グリーンシートの両面に電極を形成し、
次いで、これを1150〜1250℃の温度で還元雰囲気で焼成することを特徴とする磁器コンデンサの製造方法。 - 請求項1又は2に記載の誘電体磁器組成物をグリーンシートとした後、
該グリーンシートの片面に電極を形成し、
次いで、これを複数枚厚み方向に重ね合わせ、加圧して積層体とし、
この積層体を1150〜1250℃の温度で還元雰囲気で焼成することを特徴とする磁器コンデンサの製造方法。
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