JP2594989B2

JP2594989B2 - 誘電体磁器材料

Info

Publication number: JP2594989B2
Application number: JP62301348A
Authority: JP
Inventors: 淳二新原; 稔高谷
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1987-11-28
Filing date: 1987-11-28
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH01143104A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、低温で焼結でき、特性的には誘電率が低
く、また絶縁抵抗が高く、高いＱを有する誘電体磁器材
料に関する。

（従来の技術）電子機器の小形化に伴い、電子部品のチップ化が進ん
でおり、チップ型の磁器コンデンサが数多く使用されて
来ている。従来の磁器コンデンサ用低誘電率材料とし
て、従来より、酸化チタン系の磁器材料が汎用されてい
る。これらの材料を用いて第１図に示すようなセラミッ
クコンデンサ１（図中、２は誘電体、３は内部電極、４
は外部電極である。）を製造する場合は、誘電体材料を
一旦仮焼して粉砕した後、ペースト状にしてからシート
状の誘電体2aを形成し、該誘電体2a上に電極３を塗布
し、これを図示のように積層して焼成したり、あるいは
仮焼して粉砕した後、ペースト状にしてコンデンサの形
に誘電体2aを印刷し、その上に電極３を印刷するという
工程を繰返して積層化した後、焼成することにより製造
していた。

（発明が解決しようとする問題点）このように、従来は、誘電体２が酸化チタン系の磁器
材料により構成されているが、これらの材料は焼成温度
が1200℃〜1400℃といった高温であるため、内部電極３
として、このような高温でも安定なPtやPdといった非常
に高価な材料を使用しなければならなかった。このた
め、焼成のための電力費がかかり、また、コンデンサ等
の素子１個当たりの電極費があまりにも大きすぎるとい
う問題点があった。

（問題点を解決するための手段）本発明者は、上記の問題点を解決し、安価なAg、Ag-P
d等の導体が焼付け可能な800℃〜1000℃で焼成できる誘
電体磁器材料を検討し、下記の組成のものがこの要求を
満足するものであることを見出した。

すなわち本発明の誘電体磁器材料は、MgTiO₃（MgO/Ti
O₂モル比＝0.91〜1.10）100重量部に対してCuOを１〜30
重量部、Mn酸化物をMnOに換算して０〜５重量部添加し
たものを主成分とし、その主成分100重量部に対してガ
ラスを５〜200重量部混合し焼結してなるものである。

なお、本発明に用いるガラスとしては、PbO系ガラ
ス、中でもPbO40％〜60％、SiO₂30％〜45％、Al₂O₃５％
〜10％、B₂O₃０％〜15％（重量％）残部が微量成分から
なるガラスが用いられる。また、ZnO50％〜60％、SiO₂
５％〜10％、B₂O₃20％〜30％（重量％）残部が微量成分
からなるガラスが用いられる。その他、PbO-B₂O₃系、Pb
O-B₂O₃-SiO₂系、あるいはPbO、ZnO、Bi₂O₃、BaO,B₂O₃、
SiO₂、ZrO₂、TiO₂、Al₂O₃、CaO、SrOの群から選択され
た２種以上の金属酸化物からなるガラスが用いられる。

（作用）本発明において、誘電体磁器材料の組成を上記のよう
に設定した理由は次の通りである。

MgO/TiO₂モル比が0.91より小さいかあるいは1.10より
大きくなると、焼成温度が高くなる傾向がある。

また、CuOは低温焼成を促進するもので、１重量部未
満の場合、焼成温度が高くなる傾向にある。また、CuO
が30重量部を超えるとＱが低くなる傾向がある。

Mn酸化物は出発材料としてMnCO₃が加えられ、焼成に
より酸化物となるもので、CuOと同じく低温焼成を助成
する作用と還元防止材としての作用をなすものである
が、これはCuOがあれば必ずしも必要ではなく、またこ
のMn酸化物は上述のような焼成温度において、MnO_xの形
態をなし、ｘ＝0.5〜２の範囲内あると考えられるが、M
nOに換算して0.5重量部以下では効果が薄く、前記５重
量部以上の添加量になると、反対に焼成温度が高くなる
傾向がある。

また、焼結助材としてのガラスの量については、前記
主成分100重量部に対して５重量部より少ないと焼結助
成としての働きが不十分である上、焼成温度が高くなる
傾向があり、また、200重量部を超えると、収縮率が小
さくなる傾向がある。

（実施例）次に本発明の実施例を説明する。

［実施例１］まず市販の酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化銅、
炭酸マンガンを、MgO83.8g、TiO₂166.2g、CuO12.5g、Mn
CO₃2.5gとなるように秤量した。この場合、モル比（MgO
/TiO₂）は1.00であり、CuOはMgTiO₃100重量部に対して
５重量部に相当する。これらの粉体の混合物に対し、水
1000gを加え、ボールミルに入れ、16時間混合し、脱水
乾燥した。

次にこの乾燥粉体を空気中で750℃、２時間加熱する
ことにより、仮焼成した。

このように仮焼成した粉末100重量部に対し、ガラス
（PbO40％〜60％、SiO₂30％〜45％、Al₂O₃５％〜10％、
B₂O₃０％〜15％（重量％）残部が微量成分からなるガラ
ス）を100重量部加え、その混合物50gに水200gを加え、
ボールミルに入れて24時間混合粉砕し、粉砕後脱水乾燥
した。

そして、この乾燥粉末15gに、接着剤としてエチルセ
ルロース（Ｎ−100）の12％溶液（溶媒はブチルカルビ
トール）7.5g、溶剤としてターピネオール20gを秤量
し、ライカイ機で２時間攪拌し、ペーストを作った。

このペーストおよびAg粉のぺーすとをスクリーン印刷
法により交互に積層してチップコンデンサを作り、乾燥
後、焼成寸法4.5×3.2mmのチップに切断し、890℃で２
時間空気中で焼成してチップコンデンサを作成した。こ
れにより得られた諸特性は表１に示す通りであった。表
１において、Ｔ₂は焼成温度（℃）、ε_sは比誘電率、IR
は絶縁抵抗（Ω）、Ｖ_Bは破壊電圧（Ｖ）で50μｍ間隔
の場合を示し、また、Shは収縮率（％）である。

表１から明らかなように、要求通りのコンデンサの特
性が得られたことがわかる。

［実施例２］上記実施例１におけるCuOの添加量を変えて、実施例
１と同じ方法でチップコンデンサの製造した。その組成
を表２−１に示し、各試料の諸特性を表２−２に示す。

表２−２の特性は、コンデンサの特性として全て満足
できるものである。

［実施例３］上記実施例１におけるガラスの添加量を変えて、実施
例１と同じ方法でチップコンデンサを製造した。その結
成を表３−１に示し、各諸特性を表３−２に示す。

表３−２の特性は、コンデンサの特性として全て満足
できるものである。

（発明の効果）本発明によれば、焼結温度を1000℃以下に低温化する
ことができるため、焼成に要する電力費が低減されると
共に、電極としてAg,Ag-Pd等の導体が焼付け可能とな
り、これによって電極の価格低減が可能となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の適用対象の一例であるチップコンデンサ
を示す側面図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】MgTiO₃（MgO/TiO₂モル比＝0.91〜1.10）10
0重量部に対してCuOを１〜30重量部、Mn酸化物をMnOに
換算して０〜５重量部添加したものを主成分とし、その
主成分100重量部に対してガラスを５〜200重量部混合し
焼結してなることを特徴とする誘電体磁器材料。