JP2621478B2 - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents
高誘電率磁器組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は高誘電率磁器組成物に係り、特に耐電圧が大
きくかつ誘電率の温度特性に優れしかも焼結温度の低い
高誘電率磁器組成物に関するものである。
きくかつ誘電率の温度特性に優れしかも焼結温度の低い
高誘電率磁器組成物に関するものである。
［従来の技術］ 従来、高誘電率磁器組成物としては、チタン酸バリウ
ム（BaTiO3）を主体とする組成物が一般に使用されてい
る。即ち、BaTiO3を基体とし、これにキュリー点を室温
付近に移動させるシフター剤と容量温度特性を改善する
デプレッサ剤、さらに焼結促進剤、還元防止剤などを加
えた組成とするのが一般的である。
ム（BaTiO3）を主体とする組成物が一般に使用されてい
る。即ち、BaTiO3を基体とし、これにキュリー点を室温
付近に移動させるシフター剤と容量温度特性を改善する
デプレッサ剤、さらに焼結促進剤、還元防止剤などを加
えた組成とするのが一般的である。
シフター剤としては、BaSnO3,BaZrO3,CaZrO3,CaSnO3,
SrTiO3,PbTiO3,La2O3,CeO2などが用いられ、デプレッサ
剤としては、CaTiO3,MgTiO3,Bi2（SnO3）3,Bi2（TiO3）
3,NiSnO3,MgZrO3,MgSnO3などが用いられている。また焼
結促進剤としては、Al2O3,SiO2,ZnO,CeO2,B2O3,Nb2O5,W
O3などが用いられ、還元防止剤としては、MnO2,Fe2O3,C
uOなどが用いられている。
SrTiO3,PbTiO3,La2O3,CeO2などが用いられ、デプレッサ
剤としては、CaTiO3,MgTiO3,Bi2（SnO3）3,Bi2（TiO3）
3,NiSnO3,MgZrO3,MgSnO3などが用いられている。また焼
結促進剤としては、Al2O3,SiO2,ZnO,CeO2,B2O3,Nb2O5,W
O3などが用いられ、還元防止剤としては、MnO2,Fe2O3,C
uOなどが用いられている。
しかしながら、チタン酸バリウムを主成分とする組成
物は、焼結温度が1300〜1400℃の高温であるため、焼成
コストが高く、特にこれを積層コンデンサに利用する場
合には、内部電極として、Pd、Pt等の高価な高融点貴金
属を用いなければならず、コンデンサのコスト低減の大
きな障害になっていた。
物は、焼結温度が1300〜1400℃の高温であるため、焼成
コストが高く、特にこれを積層コンデンサに利用する場
合には、内部電極として、Pd、Pt等の高価な高融点貴金
属を用いなければならず、コンデンサのコスト低減の大
きな障害になっていた。
このため、従来より、積層コンデンサの内部電極とし
て、安価な銀を主成分とする電極を使用することがで
き、積層コンデンサの製造コストを低減し得る、低温焼
結が可能な誘電体材料の出現が要望されていた。
て、安価な銀を主成分とする電極を使用することがで
き、積層コンデンサの製造コストを低減し得る、低温焼
結が可能な誘電体材料の出現が要望されていた。
そこで、焼結温度が低く、しかも誘電率の温度特性に
優れた磁器組成物として、PbO,La2O3,MO,ZrO2,TiO2より
なる主成分組成を（１−Ｘ−Ｙ）PbO・ YMO・（１−Ｚ）ZrO2・ZTiO2と表わしたときに（ただし
ＭはBaとSrの一方又は双方である。）、0.06≦Ｘ≦0.3
0、0.03≦Ｙ≦0.48、0.20≦Ｚ≦0.50を満足する主成分
組成物に、PbWO4とPb（Mg1/2W1/2）O3で表わされる組成
との一方又は双方よりなる添加物を主成分に対し、重量
で１〜40重量％（ただしPbWO4は主成分の15重量％以
下、Pb（Mg1/2W1/2）O3は主成分の40重量％以下であ
る。）含有して成る高誘電率磁器組成物、或いは、この
組成物に含まれる全Pbのうち５モル％以下をAgで置換し
たもの、或いはこの組成物に含まれる全Pbのうち６モル
％以下をBiで置換したもの、或いはこの組成物に含まれ
る全Pbのうち５モル％以下をAgで置換し６モル％以下を
Biで置換したものが提案され、本出願人より先に特許出
願された（特開昭63−98904号）。
優れた磁器組成物として、PbO,La2O3,MO,ZrO2,TiO2より
なる主成分組成を（１−Ｘ−Ｙ）PbO・ YMO・（１−Ｚ）ZrO2・ZTiO2と表わしたときに（ただし
ＭはBaとSrの一方又は双方である。）、0.06≦Ｘ≦0.3
0、0.03≦Ｙ≦0.48、0.20≦Ｚ≦0.50を満足する主成分
組成物に、PbWO4とPb（Mg1/2W1/2）O3で表わされる組成
との一方又は双方よりなる添加物を主成分に対し、重量
で１〜40重量％（ただしPbWO4は主成分の15重量％以
下、Pb（Mg1/2W1/2）O3は主成分の40重量％以下であ
る。）含有して成る高誘電率磁器組成物、或いは、この
組成物に含まれる全Pbのうち５モル％以下をAgで置換し
たもの、或いはこの組成物に含まれる全Pbのうち６モル
％以下をBiで置換したもの、或いはこの組成物に含まれ
る全Pbのうち５モル％以下をAgで置換し６モル％以下を
Biで置換したものが提案され、本出願人より先に特許出
願された（特開昭63−98904号）。
［発明が解決しようとする課題］ 特開昭63−98904号に開示される高誘電率磁器組成物
によれば、低温焼結性、誘電率の温度特性が改善された
磁器組成物が提供されるが、耐電圧が未だ十分なものと
はいえず、より耐電圧の大きい高誘電率磁器組成物の出
現が望まれていた。
によれば、低温焼結性、誘電率の温度特性が改善された
磁器組成物が提供されるが、耐電圧が未だ十分なものと
はいえず、より耐電圧の大きい高誘電率磁器組成物の出
現が望まれていた。
本発明は上記従来の問題点を解決し、焼結温度が低
く、誘電率の温度特性に優れ、しかも耐電圧の大きな高
誘電率磁器組成物を提供することを目的とする。
く、誘電率の温度特性に優れ、しかも耐電圧の大きな高
誘電率磁器組成物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及び作用］ 請求項（１）の高誘電率磁器組成物は、PbO,La2O3,M
O,ZrO2及びTiO2を含む組成物であって、下記一般式で示
される組成の主成分と、１〜８重量％のPbWO4と、0.05
〜1.5重量％のGeO2とを含むことを特徴とする。
O,ZrO2及びTiO2を含む組成物であって、下記一般式で示
される組成の主成分と、１〜８重量％のPbWO4と、0.05
〜1.5重量％のGeO2とを含むことを特徴とする。
（１−ｘ−ｙ）PbO・ yMO・（１−ｚ）ZrO2・zTiO2 請求項（２）の高誘電率磁器組成物は、請求項（１）
の高誘電率磁器組成物において、更に0.2重量％の以下
のSiO2を含むことを特徴とする。
の高誘電率磁器組成物において、更に0.2重量％の以下
のSiO2を含むことを特徴とする。
請求項（３）の高誘電率磁器組成物は、請求項（１）
又は（２）の高誘電率磁器組成物において、含有される
Pbの５モル％以下をAgで置換したことを特徴とする。
又は（２）の高誘電率磁器組成物において、含有される
Pbの５モル％以下をAgで置換したことを特徴とする。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明の高誘電率磁器組成物は、PbO,La2O3,MO,ZrO2,
TiO2よりなる組成物を下記一般式（Ｉ） （ただし、ＭはBaとSrの一方又は双方） で表わした時、 0.06≦ｘ≦0.30 0.03≦ｙ≦0.48 0.20≦ｚ≦0.50 なる主成分と、１〜８重量％のPbWO4と0.05〜1.5重量％
のGeO2とを含むものである。
TiO2よりなる組成物を下記一般式（Ｉ） （ただし、ＭはBaとSrの一方又は双方） で表わした時、 0.06≦ｘ≦0.30 0.03≦ｙ≦0.48 0.20≦ｚ≦0.50 なる主成分と、１〜８重量％のPbWO4と0.05〜1.5重量％
のGeO2とを含むものである。
以下に、本発明の高誘電率磁器組成物の組成比の限定
理由について説明する。
理由について説明する。
前記（Ｉ）式中、ｘが0.06未満であると得られる組成
物の誘電率の温度特性が悪化し、ｘが0.30を超えると誘
電率が低下し好ましくない。このため、ｘは0.06以上0.
30以下の範囲とする。
物の誘電率の温度特性が悪化し、ｘが0.30を超えると誘
電率が低下し好ましくない。このため、ｘは0.06以上0.
30以下の範囲とする。
また、（Ｉ）式中、ｙが0.03未満或いは0.48を超える
場合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が悪化す
る。このため、ｙは0.03以上0.48以下の範囲とする。
場合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が悪化す
る。このため、ｙは0.03以上0.48以下の範囲とする。
更に（Ｉ）式中、ｚが0.20未満或いは0.50を超える場
合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が悪化す
る。このため、ｚは0.20以上0.50以下の範囲とする。
合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が悪化す
る。このため、ｚは0.20以上0.50以下の範囲とする。
PbWO4の含有量が１重量％未満では焼結温度が高くな
り、８重量％を超えると得られる組成物の耐電圧が小さ
くなる。このため、PbWO4の含有量は１〜８重量％とす
る。
り、８重量％を超えると得られる組成物の耐電圧が小さ
くなる。このため、PbWO4の含有量は１〜８重量％とす
る。
GeO2の含有量が0.05重量％未満では得られる組成物の
耐電圧が小さく、1.5重量％を超えると誘電率が小さく
なる。このため、GeO2の含有量は0.05〜1.5重量％とす
る。
耐電圧が小さく、1.5重量％を超えると誘電率が小さく
なる。このため、GeO2の含有量は0.05〜1.5重量％とす
る。
請求項（２）の高誘電率磁器組成物において、SiO2を
含有させることにより得られる組成物の耐電圧が向上す
るという効果が得られるが、SiO2の含有量が0.2重量％
を超えると誘電率が小さくなる。このため、SiO2の含有
量は0.2重量％以下とする。
含有させることにより得られる組成物の耐電圧が向上す
るという効果が得られるが、SiO2の含有量が0.2重量％
を超えると誘電率が小さくなる。このため、SiO2の含有
量は0.2重量％以下とする。
請求項（３）の高誘電率磁器組成物において、Pbの５
モル％以下をAgで置換することにより、得られる組成物
の誘電率の温度特性が向上するが、Agへの置換率が５モ
ル％を超えると誘電率が小さくなる。従って、PbのAgへ
の置換率は５モル％以下とする。
モル％以下をAgで置換することにより、得られる組成物
の誘電率の温度特性が向上するが、Agへの置換率が５モ
ル％を超えると誘電率が小さくなる。従って、PbのAgへ
の置換率は５モル％以下とする。
このような本発明の高誘電率磁器組成物を製造するに
は、例えば、酸化鉛（PbO）、酸化ランタン（La2O3）、
チタン酸バリウム（BaTiO3）、炭酸バリウム（BaC
O3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）、酸化チタン（TiO2）、酸化タングステン
（WO3）、酸化ゲルマニウム（GeO2）、酸化銀（Ag2O）
等の粉末を、所定の割合となるように秤量し、湿式ボー
ルミル等を用いて十分に混合する。次にこの混合物を脱
水、乾燥した後、必要に応じ、700〜850℃の範囲で数時
間仮焼成する。この仮焼成は必ずしも行う必要はない
が、これを行うことにより粒子がより均一化され、誘電
特性が向上する傾向がある。仮焼成を行った場合には、
仮焼成物を更に湿式ボールミル等で粉砕し、脱水、乾燥
後、ポリビニルアルコールなどの適当な有機バインダを
加えて顆粒を作り、これを所定の形状にプレス成形した
後、本焼成を行う。この本焼成は、950〜1100℃の温度
範囲で１〜数時間行う。
は、例えば、酸化鉛（PbO）、酸化ランタン（La2O3）、
チタン酸バリウム（BaTiO3）、炭酸バリウム（BaC
O3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、酸化ジルコニウ
ム（ZrO2）、酸化チタン（TiO2）、酸化タングステン
（WO3）、酸化ゲルマニウム（GeO2）、酸化銀（Ag2O）
等の粉末を、所定の割合となるように秤量し、湿式ボー
ルミル等を用いて十分に混合する。次にこの混合物を脱
水、乾燥した後、必要に応じ、700〜850℃の範囲で数時
間仮焼成する。この仮焼成は必ずしも行う必要はない
が、これを行うことにより粒子がより均一化され、誘電
特性が向上する傾向がある。仮焼成を行った場合には、
仮焼成物を更に湿式ボールミル等で粉砕し、脱水、乾燥
後、ポリビニルアルコールなどの適当な有機バインダを
加えて顆粒を作り、これを所定の形状にプレス成形した
後、本焼成を行う。この本焼成は、950〜1100℃の温度
範囲で１〜数時間行う。
本発明で限定される組成比の高誘電率磁器組成物は、
誘電率の温度特性が良い上に、誘電率及び耐電圧が大き
く、磁器コンデンサ材料として優れた特性を有する。そ
の上、焼成温度が低く、誘電損失も低いという利点も有
している。
誘電率の温度特性が良い上に、誘電率及び耐電圧が大き
く、磁器コンデンサ材料として優れた特性を有する。そ
の上、焼成温度が低く、誘電損失も低いという利点も有
している。
［実施例］ 以下に本発明を実施例を挙げて更に具体的に説明する
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
が、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に
限定されるものではない。
実施例１ 原料としてPbO,La2O3,BaTiO3,SrCO3,TiO2,ZrO2,WO3,G
eO2,Ag2Oを使用し、これらを第１表に示す配合比となる
ように秤量し、ボールミル中で20時間湿式混合した。次
いで、混合物を脱水、乾燥後、750℃で２時間保持して
仮焼し、再びボールミル中で20時間湿式粉砕した後、脱
水、乾燥した。
eO2,Ag2Oを使用し、これらを第１表に示す配合比となる
ように秤量し、ボールミル中で20時間湿式混合した。次
いで、混合物を脱水、乾燥後、750℃で２時間保持して
仮焼し、再びボールミル中で20時間湿式粉砕した後、脱
水、乾燥した。
得られた粉末に、有機バインダを加え、成形圧力3ton
/cm2で、直径16mm、厚さ0.8mmの円板に加圧成形した。
この成形物をマグネシア磁器容器に入れて、第１表に示
す如く、950〜1100℃の温度で１時間焼成した。
/cm2で、直径16mm、厚さ0.8mmの円板に加圧成形した。
この成形物をマグネシア磁器容器に入れて、第１表に示
す如く、950〜1100℃の温度で１時間焼成した。
得られた円板形状の誘電体の両面に、銀電極を700〜8
00℃で焼付けて、下記方法によりその電気的特性を調べ
た。
00℃で焼付けて、下記方法によりその電気的特性を調べ
た。
即ち、誘電率及び誘電損失は、YHPデジタルLCRメー
タ，モデル4274Aを用い、測定周波数1KHz、測定電圧1.0
Vrmsにて測定した。また、比抵抗はYHPモデル4329Aを使
用し、印加電圧100Vにて電圧印加後１分後の絶縁抵抗値
により求めた。
タ，モデル4274Aを用い、測定周波数1KHz、測定電圧1.0
Vrmsにて測定した。また、比抵抗はYHPモデル4329Aを使
用し、印加電圧100Vにて電圧印加後１分後の絶縁抵抗値
により求めた。
温度特性は25℃の誘電率を基準にして、−25℃〜＋85
℃の温度範囲における変化をパーセントで示した。
℃の温度範囲における変化をパーセントで示した。
別に、耐電圧測定のために、上記と同様にして、直径
8mm、厚さ0.4mmの円板を成形し、これを焼成した。得ら
れた誘電耐に上記と同様にして、電極塗付、焼付後、リ
ード線をハンダ付けした試料に絶縁樹脂を塗布し、直流
電圧を印加することにより耐電圧を測定した。
8mm、厚さ0.4mmの円板を成形し、これを焼成した。得ら
れた誘電耐に上記と同様にして、電極塗付、焼付後、リ
ード線をハンダ付けした試料に絶縁樹脂を塗布し、直流
電圧を印加することにより耐電圧を測定した。
結果を第１表に示す。
第１表から明らかなように、本発明の範囲内の組成物
はいずれも誘電率が大きいにもかかわらず誘電率の温度
変化が著しく小さく、しかも耐電圧が大きい。その上、
焼結温度が低く、誘電正接が小さいという利点も有して
いる。なお、BaO原料としてBaCO3を使用した場合におい
ても、同様の結果が得られた。
はいずれも誘電率が大きいにもかかわらず誘電率の温度
変化が著しく小さく、しかも耐電圧が大きい。その上、
焼結温度が低く、誘電正接が小さいという利点も有して
いる。なお、BaO原料としてBaCO3を使用した場合におい
ても、同様の結果が得られた。
［発明の効果］ 以上詳述した通り、本発明の高誘電率磁器組成物は、
誘電率が大きく、誘電率の温度特性が良く、しかも耐電
圧が大きいため、信頼性の高い温度安定性の小型大容量
コンデンサ或いは小型高耐圧コンデンサを得ることがで
きる。
誘電率が大きく、誘電率の温度特性が良く、しかも耐電
圧が大きいため、信頼性の高い温度安定性の小型大容量
コンデンサ或いは小型高耐圧コンデンサを得ることがで
きる。
しかも、本発明の高誘電率磁器組成物は、焼成温度が
低いため、焼成コストが廉価で、積層コンデンサに用い
た場合、比較的安価な銀系などの内部電極を用いること
ができる。このため、積層コンデンサの製造コストを低
下させ、その価格を大幅に低減することができる。
低いため、焼成コストが廉価で、積層コンデンサに用い
た場合、比較的安価な銀系などの内部電極を用いること
ができる。このため、積層コンデンサの製造コストを低
下させ、その価格を大幅に低減することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 健 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱鉱業セメント株式会社セラミックス 研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−98904（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−162571（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】PbO,La2O3,MO,ZrO2及びTiO2を含む組成物
であって、下記一般式で示される組成の主成分と、１〜
８重量％のPbWO4と、0.05〜1.5重量％のGeO2とを含むこ
とを特徴とする高誘電率磁器組成物。 （１−ｘ−ｙ）PbO・ yMO・（１−ｚ）ZrO2・zTiO2 - 【請求項２】SiO2を0.2重量％以下含有する特許請求の
範囲第１項に記載の高誘電率磁器組成物。 - 【請求項３】Pbの５モル％以下をAgで置換した特許請求
の範囲第１項又は第２項に記載の高誘電率磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112878A JP2621478B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1112878A JP2621478B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293378A JPH02293378A (ja) | 1990-12-04 |
| JP2621478B2 true JP2621478B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=14597793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112878A Expired - Lifetime JP2621478B2 (ja) | 1989-05-02 | 1989-05-02 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621478B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100402469B1 (ko) * | 2000-12-21 | 2003-10-22 | 안달 | 마이크로파 유전체 세라믹 조성물 |
-
1989
- 1989-05-02 JP JP1112878A patent/JP2621478B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02293378A (ja) | 1990-12-04 |
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