JP2795654B2 - 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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- JP2795654B2 JP2795654B2 JP63259034A JP25903488A JP2795654B2 JP 2795654 B2 JP2795654 B2 JP 2795654B2 JP 63259034 A JP63259034 A JP 63259034A JP 25903488 A JP25903488 A JP 25903488A JP 2795654 B2 JP2795654 B2 JP 2795654B2
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- dielectric constant
- composition
- high dielectric
- porcelain composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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、特に高誘電率で
かつ温度に対する静電容量の変化率が小さく、誘電損失
の電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組成物に関す
る。
かつ温度に対する静電容量の変化率が小さく、誘電損失
の電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組成物に関す
る。
積層セラミックコンデンサ、厚膜コンデンサ、ディス
ク型コンデンサ等に用いられる高誘電率磁器組成物とし
て、比誘電率が高いことを利用して、従来からチタン酸
バリウム（BaTiO3）を主成分とする種々の組成物が合成
されている。
ク型コンデンサ等に用いられる高誘電率磁器組成物とし
て、比誘電率が高いことを利用して、従来からチタン酸
バリウム（BaTiO3）を主成分とする種々の組成物が合成
されている。
しかしながら、比誘電率を高くすると温度に対する静
電容量の変化率が大きくなり、さらに誘電損失の電圧依
存性も大きくなるという欠点がある。
電容量の変化率が大きくなり、さらに誘電損失の電圧依
存性も大きくなるという欠点がある。
特に近年、積層セラミックコンデンサの高容量化、小
型化により誘電体の厚みが薄層化する傾向にある。
型化により誘電体の厚みが薄層化する傾向にある。
従って、この場合、誘電体の単位厚み当たりに印加す
る印加電圧が高くなり、これにより従来のBaTiO3系の組
成物では、大幅に誘電損失が増加する。
る印加電圧が高くなり、これにより従来のBaTiO3系の組
成物では、大幅に誘電損失が増加する。
これらの問題点を解決するため、BaTiO3系組成物を主
成分とし、添加物として酸化セリウム（CeO2）、二酸化
マンガン（MnO2）を添加含有した高誘電率磁器組成物が
提案されている（例えば特公昭61−16132号公報参
照）。
成分とし、添加物として酸化セリウム（CeO2）、二酸化
マンガン（MnO2）を添加含有した高誘電率磁器組成物が
提案されている（例えば特公昭61−16132号公報参
照）。
この組成物は常温の比誘電率が5000以上を有し、誘電
率の温度変化が小さく誘電損失の電圧依存性も小さい特
性を有する。
率の温度変化が小さく誘電損失の電圧依存性も小さい特
性を有する。
ところが、上記高誘電率磁器組成物においても、比誘
電率が9000以上になると誘電損失の電圧依存性が非常に
大きくなるという問題点がある。
電率が9000以上になると誘電損失の電圧依存性が非常に
大きくなるという問題点がある。
従って、本発明の目的は、比誘電率が9000以上と高
く、かつ温度に対する静電容量の変化率が小さく、さら
に誘電損失の電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組
成物を提供するものである。
く、かつ温度に対する静電容量の変化率が小さく、さら
に誘電損失の電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組
成物を提供するものである。
上記目的を達成するため、本発明の磁器組成物は、基
本組成を（Ba1-xCax）ｍ（Ti1-yZry）O3とする組成物で
表した時、ｘ＝0.06〜0.12、ｙ＝0.10〜0.30、ｍ＝0.99
8〜1.012の条件を満足し、基本組成100重量部に対し、
二酸化セリウム（CeO2）またはその他の希土類酸化物
（Nd2O3、Sm2O3、La2O3、Dy2O3、Y2O3）の中から選ばれ
た少なくとも一種類の希土類酸化物を0.02〜1.5wt％、
酸化マグネシウム（MgO）を1.00wt％以下（０を含まな
い）添加含有し、副成分として二酸化ケイ素（SiO2）と
酸化マンガン（MnO）を添加するとともに、その添加量
は、二酸化ケイ素（SiO2）が0.25wt％以下（０は含まな
い）であり、酸化マンガン（MnO）が0.7wt％以下（０は
含まない）であることを特徴とする。
本組成を（Ba1-xCax）ｍ（Ti1-yZry）O3とする組成物で
表した時、ｘ＝0.06〜0.12、ｙ＝0.10〜0.30、ｍ＝0.99
8〜1.012の条件を満足し、基本組成100重量部に対し、
二酸化セリウム（CeO2）またはその他の希土類酸化物
（Nd2O3、Sm2O3、La2O3、Dy2O3、Y2O3）の中から選ばれ
た少なくとも一種類の希土類酸化物を0.02〜1.5wt％、
酸化マグネシウム（MgO）を1.00wt％以下（０を含まな
い）添加含有し、副成分として二酸化ケイ素（SiO2）と
酸化マンガン（MnO）を添加するとともに、その添加量
は、二酸化ケイ素（SiO2）が0.25wt％以下（０は含まな
い）であり、酸化マンガン（MnO）が0.7wt％以下（０は
含まない）であることを特徴とする。
本発明を実施例によって詳細に説明する。
出発原料として、炭酸バリウム（BaCO3）、炭酸カル
シウム（CaCO3）、二酸化チタン（TiO2）、二酸化ジル
コニウム（ZrO2）、希土類酸化物（CeO2、Sm2O3等）、
酸化マグネシウム（MgO）、酸化マンガン（MnO）、酸化
シリコン（SiO2）を用い、各原料を後記の第１表に示す
組成になるように秤量する。
シウム（CaCO3）、二酸化チタン（TiO2）、二酸化ジル
コニウム（ZrO2）、希土類酸化物（CeO2、Sm2O3等）、
酸化マグネシウム（MgO）、酸化マンガン（MnO）、酸化
シリコン（SiO2）を用い、各原料を後記の第１表に示す
組成になるように秤量する。
これらの秤量した原料配合物をボールミルで湿式混合
撹拌を20時間行い、その後脱水乾燥し、1100〜1200℃で
仮焼成し、化学反応を行わせる。
撹拌を20時間行い、その後脱水乾燥し、1100〜1200℃で
仮焼成し、化学反応を行わせる。
次にこれを再び微粉砕し、これに有機結合剤としてPV
Aを添加し、造粒、整粒を行い、顆粒粉末とする。
Aを添加し、造粒、整粒を行い、顆粒粉末とする。
そして、この粉末を約３トン/cm2の成形圧力で16.5φ
×0.6tmmの円盤状に成形する。この成形物を脱バインダ
ーし、空気中で1300〜1450℃で約２時間本焼成して磁器
素体を得る。
×0.6tmmの円盤状に成形する。この成形物を脱バインダ
ーし、空気中で1300〜1450℃で約２時間本焼成して磁器
素体を得る。
これにより得られた磁器素体の両面に銀ペーストを塗
布焼付けし、これにリード線を半田付けし電極を形成し
て高誘電率磁器組成物の試料とし、各試料の電気的諸特
性を測定した。
布焼付けし、これにリード線を半田付けし電極を形成し
て高誘電率磁器組成物の試料とし、各試料の電気的諸特
性を測定した。
これらの測定結果を第１表に示す。ここで比誘電率ε
Ｓは常温で測定周波数1KHz、測定電圧AC1Vで測定した。
温度特性は−25℃〜＋85℃の温度範囲で、20℃の容量を
基準として、容量変化率として算出した。
Ｓは常温で測定周波数1KHz、測定電圧AC1Vで測定した。
温度特性は−25℃〜＋85℃の温度範囲で、20℃の容量を
基準として、容量変化率として算出した。
また、絶縁抵抗は直流50Vを印加しつつ常温で測定し
た。
た。
誘電損失の電圧依存性は第１表の他、電圧を任意に変
化させた時の誘電損失tanδの値を、CeO2の添加量別、
（Ba1-xCax）の組成量ｍの数値別に測定した結果として
第１図、第２図に示す。
化させた時の誘電損失tanδの値を、CeO2の添加量別、
（Ba1-xCax）の組成量ｍの数値別に測定した結果として
第１図、第２図に示す。
第１図、第２図において、縦軸は誘電損失tanδを示
し、横軸はAC測定電圧を示し、測定周波数は1KHz、測定
温度は25℃である。
し、横軸はAC測定電圧を示し、測定周波数は1KHz、測定
温度は25℃である。
第１図はｍ＝1.000とした場合のCeO2の添加量を変化
させた時の特性を示し、図中ＡはCeO2＝0.00wt％ＢはCe
O2＝0.02wt％、ＣはCeO2＝0.30wt％、ＤはCeO2＝1.50wt
％含有する本発明の磁器組成物の特性曲線、Ｅは従来の
BaTiO3系高誘電率磁器組成物の特性曲線を示す。
させた時の特性を示し、図中ＡはCeO2＝0.00wt％ＢはCe
O2＝0.02wt％、ＣはCeO2＝0.30wt％、ＤはCeO2＝1.50wt
％含有する本発明の磁器組成物の特性曲線、Ｅは従来の
BaTiO3系高誘電率磁器組成物の特性曲線を示す。
第２図はCeO2＝0.30wt％とした場合のｍの値を変化さ
せた時の特性を示し、図中、Ｆはｍ＝0.998、Ｇはｍ＝
1.000、Ｈはｍ＝1.005、Ｉはｍ＝1.012、Ｊは本発明の
範囲外のｍ＝0.996の場合の磁器組成物の特性曲線を示
す。
せた時の特性を示し、図中、Ｆはｍ＝0.998、Ｇはｍ＝
1.000、Ｈはｍ＝1.005、Ｉはｍ＝1.012、Ｊは本発明の
範囲外のｍ＝0.996の場合の磁器組成物の特性曲線を示
す。
第１表、第１図、第２図から明らかな如く、本発明の
磁器組成物（第１表の○印の試料）は比誘電率が9000以
上を有し、かつ温度に対する静電容量の変化率（温度特
性）が、−25℃〜85℃での範囲で75％以下と小さく、誘
電損失tanδの電圧依存性も例えばAC50V/mm印加で約２
％以下と従来の磁器組成物に比較して非常に小さい。
磁器組成物（第１表の○印の試料）は比誘電率が9000以
上を有し、かつ温度に対する静電容量の変化率（温度特
性）が、−25℃〜85℃での範囲で75％以下と小さく、誘
電損失tanδの電圧依存性も例えばAC50V/mm印加で約２
％以下と従来の磁器組成物に比較して非常に小さい。
ここで、本発明の組成限定理由について説明する。
第１表において、本発明の組成のうち（Ba1-xCax）ｍ
（Ti1-yZry）O3で表した基本組成のｘ＝0.06〜0.12モル
％、ｙ＝0.10〜0.30モル％、ｍ＝0.998〜1.012の条件を
満足しない場合は、比誘電率が9000未満となり温度特性
が悪くなり、誘電損失の電圧依存性が大きくなったり焼
結不足となる。
（Ti1-yZry）O3で表した基本組成のｘ＝0.06〜0.12モル
％、ｙ＝0.10〜0.30モル％、ｍ＝0.998〜1.012の条件を
満足しない場合は、比誘電率が9000未満となり温度特性
が悪くなり、誘電損失の電圧依存性が大きくなったり焼
結不足となる。
即ち、ｘ＝0.06〜0.12の範囲外では誘電率が9000以上
とならない（例えば第１表試料No.6参照）。
とならない（例えば第１表試料No.6参照）。
また、ｙ＝0.10〜0.30の範囲外でも同様に比誘電率は
9000以下である（例えば第１表試料No.2、３参照）。
9000以下である（例えば第１表試料No.2、３参照）。
さらにｍ＝0.998〜1.012の範囲外では誘電損失tanδ
の電圧依存性が大きくなったり、焼結性が悪くなってし
まう（例えば第１表試料No.11、第２図の曲線Ｊ、試料N
o.15参照）。
の電圧依存性が大きくなったり、焼結性が悪くなってし
まう（例えば第１表試料No.11、第２図の曲線Ｊ、試料N
o.15参照）。
上記基本組成100重量部に対し、CeO2またはその他の
希土類酸化物から選ばれた一種類の希土類酸化物の範囲
限定理由は、0.02wt％未満では誘電損失の電圧依存性が
大きくなり（例えば第１表試料No.7、第１図曲線Ａ参
照）、1.5wt％を超えると比誘電率の減少があることに
よる（例えば第１表試料No.10参照）。
希土類酸化物から選ばれた一種類の希土類酸化物の範囲
限定理由は、0.02wt％未満では誘電損失の電圧依存性が
大きくなり（例えば第１表試料No.7、第１図曲線Ａ参
照）、1.5wt％を超えると比誘電率の減少があることに
よる（例えば第１表試料No.10参照）。
さらに、MgOが1.00wt％以上になると比誘電率の減少
がある（例えば第１表試料No.19参照）。またMgOが０の
場合は、−25℃、＋85℃の静電容量温度特性が−74％、
−76％であり、両方ともに大きな値を示す（例えば第１
表試料No.16参照）。
がある（例えば第１表試料No.19参照）。またMgOが０の
場合は、−25℃、＋85℃の静電容量温度特性が−74％、
−76％であり、両方ともに大きな値を示す（例えば第１
表試料No.16参照）。
また副成分として添加するMnOが0.7wt％を超えると誘
電損失の電圧依存性が大きくなるとともに、比誘電率の
減少がある（例えば第１表試料No.21参照）。
電損失の電圧依存性が大きくなるとともに、比誘電率の
減少がある（例えば第１表試料No.21参照）。
副成分のSiO2の添加量についても、0.25wt％を超える
と比誘電率の減少がある（例えば第１表試料No.23参
照）。
と比誘電率の減少がある（例えば第１表試料No.23参
照）。
これらの条件を満たす高誘電率磁器組成物の中から最
良と思われる点を選択し、層間厚み10μの積層コンデン
サを形成した場合の特性を第２表に示す。
良と思われる点を選択し、層間厚み10μの積層コンデン
サを形成した場合の特性を第２表に示す。
第２表から積層セラミックコンデンサの誘電体として
利用した本発明の高誘電率磁器組成物は、比誘電率も高
く、誘電損失の電圧依存性も十分小さく、静電容量の温
度特性も良好である。
利用した本発明の高誘電率磁器組成物は、比誘電率も高
く、誘電損失の電圧依存性も十分小さく、静電容量の温
度特性も良好である。
本発明の高誘電率磁器組成物は、比誘電率が9000以上
を有し、かつ誘電損失の電圧依存性が非常に小さく、静
電容量の温度特性に優れており、誘電体の厚みの薄い積
層セラミックコンデンサ等の誘電体として十分使用可能
である。
を有し、かつ誘電損失の電圧依存性が非常に小さく、静
電容量の温度特性に優れており、誘電体の厚みの薄い積
層セラミックコンデンサ等の誘電体として十分使用可能
である。
この他、厚膜コンデンサ、ディスク型コンデンサ等の
誘電体としても使用出来、その用途は非常に幅広いもの
である。
誘電体としても使用出来、その用途は非常に幅広いもの
である。
第１図、第２図は本発明の従来例の高誘電率磁器組成物
の特性図である。
の特性図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 3/12 C04B 35/49 H01G 4/12
Claims (1)
- 【請求項１】基本組成を（Ba1-xCax）ｍ（Ti1-yZry）O3
とする組成物で表した時、ｘ＝0.06〜0.12、ｙ＝0.10〜
0.30、ｍ＝0.998〜1.012の条件を満足し、基本組成100
重量部に対し、二酸化セリウム（CeO2）またはその他の
希土類酸化物（Nd2O3、Sm2O3、La2O3、Dy2O3、Y2O3）の
中から選ばれた少なくとも一種類の希土類酸化物を0.02
〜1.5wt％、酸化マグネシウム（MgO）を1.00wt％以下
（０を含まない）添加含有し、副成分として二酸化ケイ
素（SiO2）と酸化マンガン（MnO）を添加するととも
に、その添加量は、二酸化ケイ素（SiO2）が0.25wt％以
下（０は含まない）であり、酸化マンガン（MnO）が0.7
wt％以下（０は含まない）であることを特徴とする高誘
電率磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259034A JP2795654B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63259034A JP2795654B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02106810A JPH02106810A (ja) | 1990-04-18 |
| JP2795654B2 true JP2795654B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17328414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63259034A Expired - Lifetime JP2795654B2 (ja) | 1988-10-14 | 1988-10-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2795654B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0779004B2 (ja) * | 1990-10-31 | 1995-08-23 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物 |
| JP4652595B2 (ja) * | 2001-03-21 | 2011-03-16 | 京セラ株式会社 | 温度特性に優れた誘電体磁器 |
| JP2006160531A (ja) * | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Samsung Yokohama Research Institute Co Ltd | 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 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58188121A (ja) * | 1982-04-27 | 1983-11-02 | ニチコン株式会社 | 積層セラミツクコンデンサ |
| JPH0680562B2 (ja) * | 1985-12-27 | 1994-10-12 | 京セラ株式会社 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
| JPS62243206A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-23 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1988
- 1988-10-14 JP JP63259034A patent/JP2795654B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02106810A (ja) | 1990-04-18 |
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