JP2503731B2 - 低温焼結用誘電体磁器組成物 - Google Patents
低温焼結用誘電体磁器組成物Info
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- Y10T428/1275—Next to Group VIII or IB metal-base component
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は低温焼結用誘電体磁器組成物に関し、特に
たとえばLC複合チップ素子のコンデンサ部分の磁器材料
として用いられる低温焼結用誘電体磁器組成物に関す
る。
たとえばLC複合チップ素子のコンデンサ部分の磁器材料
として用いられる低温焼結用誘電体磁器組成物に関す
る。
（従来技術） 従来、LC複合素子は、別個に製造されたインダクタお
よびコンデンサを組み合わせて構成され、たとえばフィ
ルタなどとして広く使用されている。しかしながら、電
子部品の小型化という面では対応が難しく、LC複合素子
をチップ部品として製造するには製造工程が煩雑とな
り、製造コストも大きくなっている。
よびコンデンサを組み合わせて構成され、たとえばフィ
ルタなどとして広く使用されている。しかしながら、電
子部品の小型化という面では対応が難しく、LC複合素子
をチップ部品として製造するには製造工程が煩雑とな
り、製造コストも大きくなっている。
そこで、インダクタンス材料とコンデンサ材料と一体
的に成形して焼成することによって、LC成分を形成する
ことが考えられる。このようなLC複合素子のコンデンサ
部分を製造するために、1000℃以下の低温で焼成可能
で、しかもその内部電極の材料として安価な材料を使用
することができる低温焼結用誘電体磁器組成物が必要と
されていた。
的に成形して焼成することによって、LC成分を形成する
ことが考えられる。このようなLC複合素子のコンデンサ
部分を製造するために、1000℃以下の低温で焼成可能
で、しかもその内部電極の材料として安価な材料を使用
することができる低温焼結用誘電体磁器組成物が必要と
されていた。
従来、低温焼結用誘電体磁器組成物として、たとえば
BaTiO3にホウ素，ビスマス，鉛などの酸化物からなるガ
ラス成分を添加した材料やPb系複合ペロブスカイト材料
などがある。また、一体焼成型LC複合チップ素子用の誘
電体材料として、特公昭62−57042号公報に開示されて
いるTiO2−CuO−MnO系材料、あるいは特開昭60−106120
号公報に開示されているTiO2−CuO−NiO−MnO系材料な
どがある。
BaTiO3にホウ素，ビスマス，鉛などの酸化物からなるガ
ラス成分を添加した材料やPb系複合ペロブスカイト材料
などがある。また、一体焼成型LC複合チップ素子用の誘
電体材料として、特公昭62−57042号公報に開示されて
いるTiO2−CuO−MnO系材料、あるいは特開昭60−106120
号公報に開示されているTiO2−CuO−NiO−MnO系材料な
どがある。
（発明が解決しようとする課題） BaTiO3にガラス成分を添加した材料は、1000℃以下の
低温ではBaTiO3材の特性を保ったまま焼結することがで
きない。
低温ではBaTiO3材の特性を保ったまま焼結することがで
きない。
Pb系複合ペロブスカイト材料は、1000℃以下で焼結可
能であり、比誘電率が10000〜20000と高い。このような
材料としては、たとえば特開昭61−128408号公報や特開
昭61−128409号公報に示されたものがあるが、これらの
材料は比誘電率が高すぎる。そのため、0.1〜10nFの容
量を得るためには、内部電極の間隔を大きくするか、内
部電極の面積を小さくする必要がある。しかしながら、
内部電極の間隔を大きくすると部品の小型化ができなく
なり、内部電極の面積を小さくすると容量精度を保つこ
とが製造上困難になる。また、焼成中の磁性体の線収縮
曲線と誘電体の線収縮曲線とが一致していないため、一
体焼成中に割れや反りが発生し、一体焼結が困難であっ
た。
能であり、比誘電率が10000〜20000と高い。このような
材料としては、たとえば特開昭61−128408号公報や特開
昭61−128409号公報に示されたものがあるが、これらの
材料は比誘電率が高すぎる。そのため、0.1〜10nFの容
量を得るためには、内部電極の間隔を大きくするか、内
部電極の面積を小さくする必要がある。しかしながら、
内部電極の間隔を大きくすると部品の小型化ができなく
なり、内部電極の面積を小さくすると容量精度を保つこ
とが製造上困難になる。また、焼成中の磁性体の線収縮
曲線と誘電体の線収縮曲線とが一致していないため、一
体焼成中に割れや反りが発生し、一体焼結が困難であっ
た。
TiO2−CuO−MnO系材料やTiO2−CuO−NiO−MnO系材料
は、900℃以下の低温で焼結可能であるが、材料の比誘
電率が低く、そのためLC複合チップ素子のコンデンサ部
分を小型化することができず、容量の取得範囲も狭かっ
た。
は、900℃以下の低温で焼結可能であるが、材料の比誘
電率が低く、そのためLC複合チップ素子のコンデンサ部
分を小型化することができず、容量の取得範囲も狭かっ
た。
それゆえに、この発明の主たる目的は、1000℃以下の
低温で磁性体との一体焼結をすることができ、比誘電率
が900〜4000の誘電体を得ることができる低温焼結用誘
電体磁器組成物を提供することである。
低温で磁性体との一体焼結をすることができ、比誘電率
が900〜4000の誘電体を得ることができる低温焼結用誘
電体磁器組成物を提供することである。
（課題を解決するための手段） この発明は、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−PbTiO3の２成分にPb
(Zn1/2W1/2)O3およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3のうちの少なく
とも１つの成分を添加した固溶体からなる低温焼結用誘
電体磁器組成物であって、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3が75.0〜8
5.0モル％、PbTiO3が０〜15.0モル％、Pb(Zn1/2W1/2)O3
およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3のうちの少なくとも１つの成分
が5.0〜16.5モル％の範囲にある、低温焼結用誘電体磁
器組成物である。
(Zn1/2W1/2)O3およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3のうちの少なく
とも１つの成分を添加した固溶体からなる低温焼結用誘
電体磁器組成物であって、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3が75.0〜8
5.0モル％、PbTiO3が０〜15.0モル％、Pb(Zn1/2W1/2)O3
およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3のうちの少なくとも１つの成分
が5.0〜16.5モル％の範囲にある、低温焼結用誘電体磁
器組成物である。
さらに、上記の組成物に、Mn,Mg,Caの酸化物のうちの
少なくとも１種類を０〜0.5モル％の範囲で添加しても
よい。
少なくとも１種類を０〜0.5モル％の範囲で添加しても
よい。
（作用） 1000℃以下の低温焼結が可能で、高い比誘電率を有す
るPbTiO3系複合酸化物材料に、低いキュリー点温度を有
するPb(Ni1/3Nb2/3)O3材が添加される。それによって、
誘電率のキュリー点が−50℃付近にシフトし、常用温度
域における誘電率の温度特性の緩やかになっている領域
が使用される。しかし、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3組成を増加さ
せることは、1000℃以下の低温焼結を困難にするため、
低温焼結化に効果があると確認されているPb(Cu1/3Nb
2/3)O3，Pb(Zn1/2W1/2)O3材を加え、磁性体との一体焼
結が可能なようにその添加量が調整される。
るPbTiO3系複合酸化物材料に、低いキュリー点温度を有
するPb(Ni1/3Nb2/3)O3材が添加される。それによって、
誘電率のキュリー点が−50℃付近にシフトし、常用温度
域における誘電率の温度特性の緩やかになっている領域
が使用される。しかし、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3組成を増加さ
せることは、1000℃以下の低温焼結を困難にするため、
低温焼結化に効果があると確認されているPb(Cu1/3Nb
2/3)O3，Pb(Zn1/2W1/2)O3材を加え、磁性体との一体焼
結が可能なようにその添加量が調整される。
また、磁性体との一体焼結では、磁性体部分から誘電
体部分にFe,Cuイオンなどの拡散があり、コンデンサ部
の絶縁抵抗が低下するおそれがある。そこで、Mn,Ca,Mg
の酸化物を加えることにより、絶縁抵抗の低下が防がれ
る。
体部分にFe,Cuイオンなどの拡散があり、コンデンサ部
の絶縁抵抗が低下するおそれがある。そこで、Mn,Ca,Mg
の酸化物を加えることにより、絶縁抵抗の低下が防がれ
る。
（発明の効果） この発明によれば、1000℃以下の低温で磁性体との一
体焼結が可能で、かつ比誘電率が比誘電率が900〜4000
である誘電体を得ることができる。
体焼結が可能で、かつ比誘電率が比誘電率が900〜4000
である誘電体を得ることができる。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
（実施例） 実施例１ まず、出発原料として、PbO,NiO,Nb2O3,CuO,ZnO,W
O3，TiO2，CaCO3，MgCO3，MnO2の各粉末を準備した。こ
れらの出発原料を表１に示す組成が得られるように秤量
し、ボールミルで混合して混合物を得た。この混合物を
乾燥後、750℃で２時間仮焼し、粉砕して粉砕物を得
た。この粉砕物に有機樹脂バインダを加え、直径10mm,
厚さ1mmのタブレット状に成形して成形物を得た。この
成形物を900℃で焼成し、両面に外部電極を形成してコ
ンデンサを作製した。
O3，TiO2，CaCO3，MgCO3，MnO2の各粉末を準備した。こ
れらの出発原料を表１に示す組成が得られるように秤量
し、ボールミルで混合して混合物を得た。この混合物を
乾燥後、750℃で２時間仮焼し、粉砕して粉砕物を得
た。この粉砕物に有機樹脂バインダを加え、直径10mm,
厚さ1mmのタブレット状に成形して成形物を得た。この
成形物を900℃で焼成し、両面に外部電極を形成してコ
ンデンサを作製した。
作製したコンデンサについて、比誘電率，誘電損失，
比抵抗および焼成したときの収縮率を測定し、その結果
を表２に示した。
比抵抗および焼成したときの収縮率を測定し、その結果
を表２に示した。
表１および表２からわかるように、この発明の低温焼
結用誘電体磁器組成物を用いれば、比誘電率が900〜400
0で、小さい誘電損失を有するコンデンサを得ることが
できる。
結用誘電体磁器組成物を用いれば、比誘電率が900〜400
0で、小さい誘電損失を有するコンデンサを得ることが
できる。
実施例２ 実施例１と同じ誘電体材料と、磁性体として空気中に
おいて900℃で焼成可能なNi−Zn−Cuフェライト材料と
を準備した。そして、誘電体材料に６重量％、フェライ
ト材料に８重量％の有機樹脂バインダを混合し、スラリ
とした。これらのスラリを用いて、ドクターブレード法
によりグリーンシートを形成した。
おいて900℃で焼成可能なNi−Zn−Cuフェライト材料と
を準備した。そして、誘電体材料に６重量％、フェライ
ト材料に８重量％の有機樹脂バインダを混合し、スラリ
とした。これらのスラリを用いて、ドクターブレード法
によりグリーンシートを形成した。
次に、コンデンサの内部電極およびインダクタの内部
導体となる、Ag/Pd＝9/1の組成のパウダーを主成分とす
るペーストを準備した。そして、第１図に示すように、
誘電体シート10および磁性体シート12にペーストを印刷
した。この場合、誘電体シート10には、その長手方向の
一端から他端方向に延びる第１の印刷層14と、その中央
部で幅方向の両端を結ぶ第２の印刷層16とを形成した。
これらの印刷層14,16を形成した誘電体シート10の両面
をペーストが印刷されていない誘電体シート10で挟ん
だ。
導体となる、Ag/Pd＝9/1の組成のパウダーを主成分とす
るペーストを準備した。そして、第１図に示すように、
誘電体シート10および磁性体シート12にペーストを印刷
した。この場合、誘電体シート10には、その長手方向の
一端から他端方向に延びる第１の印刷層14と、その中央
部で幅方向の両端を結ぶ第２の印刷層16とを形成した。
これらの印刷層14,16を形成した誘電体シート10の両面
をペーストが印刷されていない誘電体シート10で挟ん
だ。
さらに、磁性体シート12には、その長手方向の両端を
結ぶように、第３の印刷層18を形成した。第３の印刷層
18を形成した磁性体シート12を複数枚準備し、これらの
磁性体シート12の両面をペーストが印刷されていない磁
性体シート12で挟んだ。
結ぶように、第３の印刷層18を形成した。第３の印刷層
18を形成した磁性体シート12を複数枚準備し、これらの
磁性体シート12の両面をペーストが印刷されていない磁
性体シート12で挟んだ。
これらの誘電体シート10および磁性体シート12を積層
し、圧力1.8t/cm2でプレスし、900℃で一体焼成して焼
結体20を得た。誘電体シート10,磁性体シート12および
印刷層14,16、18を一体焼成することによって、第2A図
および第2B図に示すように、焼結体20の内部にコンデン
サの内部電極22およびインダクタの内部導体24が形成さ
れる。そして、焼結体20の両主面に外部電極26および28
を形成し、焼結体20の側面に別の外部電極30を形成し
た。このようにして、LC複合素子40を形成した。
し、圧力1.8t/cm2でプレスし、900℃で一体焼成して焼
結体20を得た。誘電体シート10,磁性体シート12および
印刷層14,16、18を一体焼成することによって、第2A図
および第2B図に示すように、焼結体20の内部にコンデン
サの内部電極22およびインダクタの内部導体24が形成さ
れる。そして、焼結体20の両主面に外部電極26および28
を形成し、焼結体20の側面に別の外部電極30を形成し
た。このようにして、LC複合素子40を形成した。
得られたLC複合素子40の等価回路図を第３図に示す。
このLC複合素子40の周波数特性を測定して、その結果を
第４図に示した。
このLC複合素子40の周波数特性を測定して、その結果を
第４図に示した。
第４図からわかるように、このLC複合素子40は、ノイ
ズフィルタとして使用可能な周波数特性を有している。
このように、この発明の低温焼結用誘電体磁器組成物を
用いれば、小型で高い容量を有するコンデンサと一体と
なったLC複合チップ素子を得ることができ、ノイズフィ
ルタとしての設計が容易となる。特に、焼成前に誘電体
シートと磁性体シートとを一体化できるため、製造上の
低コスト化が可能である。
ズフィルタとして使用可能な周波数特性を有している。
このように、この発明の低温焼結用誘電体磁器組成物を
用いれば、小型で高い容量を有するコンデンサと一体と
なったLC複合チップ素子を得ることができ、ノイズフィ
ルタとしての設計が容易となる。特に、焼成前に誘電体
シートと磁性体シートとを一体化できるため、製造上の
低コスト化が可能である。
第１図はこの発明の低温焼結用誘電体磁器組成物を用い
てLC複合素子を形成する過程を示す分解斜視図である。 第2A図はこの発明の低温焼結用誘電体磁器組成物を用い
て作製したLC複合素子を幅方向で切断した断面図であ
り、第2B図は長手方向で切断した断面図である。 第３図は第2A図および第2B図に示すLC複合素子の等価回
路図である。 第４図は第2A図および第2B図に示すLC複合素子の周波数
特性を示すグラフである。 図において、10は誘電体シート、12は磁性体シート、14
は第１の印刷層、16は第２の印刷層、18は第３の印刷
層、20は焼結体、22はコンデンサの内部電極、24はイン
ダクタの内部導体、26,28および30は外部電極、40はLC
複合素子を示す。
てLC複合素子を形成する過程を示す分解斜視図である。 第2A図はこの発明の低温焼結用誘電体磁器組成物を用い
て作製したLC複合素子を幅方向で切断した断面図であ
り、第2B図は長手方向で切断した断面図である。 第３図は第2A図および第2B図に示すLC複合素子の等価回
路図である。 第４図は第2A図および第2B図に示すLC複合素子の周波数
特性を示すグラフである。 図において、10は誘電体シート、12は磁性体シート、14
は第１の印刷層、16は第２の印刷層、18は第３の印刷
層、20は焼結体、22はコンデンサの内部電極、24はイン
ダクタの内部導体、26,28および30は外部電極、40はLC
複合素子を示す。
Claims (2)
- 【請求項１】Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−PbTiO3の２成分にPb(Z
n1/2W1/2)O3およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3のうちの少なくと
も１つの成分を添加した固溶体からなる低温焼結用誘電
体磁器組成物であって、 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3が75.0〜85.0モル％、PbTiO3が０〜1
5.0モル％、Pb(Zn1/2W1/2)O3およびPb(Cu1/3Nb2/3)O3の
うちの少なくとも１つの成分が5.0〜16.5モル％の範囲
にある、低温焼結用誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】さらに、Mn,Mg,Caの酸化物のうちの少なく
とも１種類を０〜0.5モル％含有した、特許請求の範囲
第１項記載の低温焼結用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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