JP2831893B2 - 磁器コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
磁器コンデンサ及びその製造方法Info
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Description
電体磁器層を少なくとも2以上の内部電極によって各々
挟持させてなる単層または積層構造の磁器コンデンサ及
びその製造方法に関するものである。
方法によって製造されている。すなわち、ドクターブレ
ード法等によりセラミックグリーンシートを作成し、こ
のグリーンシート上に内部電極となる金属粉末のペース
トのパターンを印刷し、このグリーンシートを複数枚積
み重ねて熱圧着し、酸化性雰囲気中において1300℃
以上の温度で焼成して焼結体を作り、内部電極と導通す
る外部電極を焼結体の端面に焼き付けることにより製造
されている。
白金、銀−パラジウムといった貴金属であれば、上記製
造条件下でもセラミックと接触して酸化したり、セラミ
ックと直接反応しない。このため、このような貴金属が
積層磁器コンデンサの内部電極の材料として使用されて
いた。しかし、これらの貴金属は高価であるため、積層
磁器コンデンサのコストを高くするという欠点を有して
いた。そこで、積層磁器コンデンサのコストを下げるた
め、内部電極の材料にニッケル等の卑金属を用いること
が試みられている。
の卑金属を用いると、酸化性雰囲気中における焼成でニ
ッケルが酸化され、酸化されたニッケルがセラミックと
容易に反応し、所望の内部電極が形成されない。この場
合、内部電極の酸化を防止するために、焼成を還元性雰
囲気中で行なわせることが考えられるが、誘電体となる
べきセラミックの組成をそのままにして還元性雰囲気中
で焼成を行なわせると、セラミックが還元されて半導体
となり、得られたものがコンデンサとして機能しなくな
ってしまう。
多くの誘電体磁器組成物が提案されている。例えば、特
開平3−278423号公報には、(1−α){(Bak-(x+z)
MxLz)Ok(Ti1-yRy)O2-y/2}+αBaZrO3(但し、MはMg及
び/またはZn、LはCa及び/またはSr、RはS
c,Y,Gd,Dy,Ho,Er,Yb,Tb,Tm及
びLuから選択された1種または2種以上の元素)から
なる基本成分と、Li2O,SiO2 及びMO(但し、
MOはBaO,CaO及びSrOから選択された1種ま
たは2種以上の酸化物)からなる添加成分とを含む誘電
体磁器組成物が開示されている。
中における1200℃以下の焼成で得ることができ、そ
の比誘電率は3000以上、抵抗率ρは1×106 MΩ
・cm以上であり、誘電損失tanδが2.5%以下、
比誘電率の温度変化率が−55℃〜125℃で−15%
〜+15%(25℃を基準)、−25℃〜85℃で−1
0%〜+10%(20℃を基準)の範囲の磁器コンデン
サを得ることができるものである。
回路の小型化、高密度化にともない積層磁器コンデンサ
の更なる小型大容量化が求められて来ている。積層磁器
コンデンサの小型大容量化の方法としては、誘電体磁器
層を薄膜化してその積層数を増加させることが考えられ
る。しかし、誘電体磁器層を薄膜化し過ぎると、誘電体
磁器層の絶縁抵抗が低下し、高温におけるCR積が著し
く悪くなる。
小型大容量の磁器コンデンサを低コストで提供すること
にある。
デンサは、誘電体磁器組成物からなる1または2以上の
誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している少な
くとも2以上の内部電極とを備えており、前記誘電体磁
器組成物は100.0重量部の基本成分と、0.2〜
5.0重量部の添加成分とからなり、前記基本成分は、
組成式 (1−α−β)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αBaZrO3+βMgNb2O6 …(1) (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
以上の元素)で表される物質からなり、前記添加成分は
Li2 OとSiO2 とMO(但し、MOはBaO,Sr
O,CaO,MgO及びZnOから選択された1種また
は2種以上の酸化物)とからなる。
て、αの値は、0.005≦α≦0.04の範囲が好ま
しい。αの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的
特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができ
るが、αの値が0.005未満になると、静電容量の温
度変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲から外
れ、ΔC-25 が−10%〜+10%の範囲から外れ、α
の値が0.04を越えると、ΔC85が−10%〜+10
%の範囲から外れてしまうからである。
βの値は、0.001≦β≦0.01の範囲が好まし
い。βの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的特
性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができる
が、βの値が0.001未満になると、150℃下にお
けるCR積が200F・Ω以下になり、比誘電率εs が
3300以下になってしまい、βの値が0.01を越え
ると150℃下におけるCR積が200F・Ω以下にな
り、tanδが2.5%を越え、抵抗率ρが4.0×1
06 MΩ・cmより小さくなり、静電容量の温度変化率
ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲から外れ、ΔC
-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲から外れてし
まうからである。
kの値は、1.00≦k≦1.05の範囲が好ましい。
kの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的特性を
有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができるが、
kの値が1.00未満になると、抵抗率ρが4.00×
106 MΩ・cmより小さくなり、静電容量の温度変化
率ΔC-55 ,ΔC125 が−15%〜+15%の範囲から
外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲か
ら外れ、150℃下におけるCR積が200F・Ω以下
になってしまい、kの値が1.05を越えると、125
0℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができなくなるか
らである。
x+yの値は、0.01≦x+y≦0.10の範囲が好
ましい。x+yの値がこの範囲内にある場合は、所望の
電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ること
ができるが、x+yの値が0.01未満になると、静電
容量の温度変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲
から外れ、x+yの値が0.10を越えると、静電容量
の温度変化率ΔC85が−10%〜+10%の範囲から外
れてしまうからである。
≦0.05が好ましい。x+y≦0.10を満足してい
ても、yの値が0.05を越えると静電容量の温度変化
率ΔC85が−10%〜+10%の範囲から外れてしまう
からである。
CaとSrはほゞ同様に働き、0≦x<0.10を満足
する範囲ではMgとZnのうち一方または両方を使用す
ること、また0≦y≦0.05を満足する範囲でCaと
Srのうちの一方または両方を使用することができる。
zの値は、0.002≦z≦0.04の範囲が好まし
い。zの値がこの範囲内にある場合は、所望の電気的特
性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得ることができる
が、zの値が0.002未満になると、抵抗率ρが4.
0×106 MΩ・cmより小さくなり、150℃下にお
けるCR積が200F・Ω以下になってしまい、zの値
が0.04を越えると、緻密な焼結体が得られなくなる
からである。
y,Ho,Er,Tm,Yb及びLuはほゞ同様に働
き、これらから選択された1つを使用しても、または複
数を組み合わせて使用しても同様な結果が得られる。
て、k−(x+y)はBaの原子数の割合を、xはM成
分の原子数の割合を、yはL成分の原子数の割合を、z
はR成分の原子数の割合を示している。
nO,Fe2 O3 ,CoO,NiOから選択された1種
または2種以上の酸化物を微量添加して焼結性を高めて
もよい。酸化物の添加量は、Cr,Mn,Fe,Co,
Niとして、1.0原子%以下が好ましい。また、基本
成分の中には、その他の物質を必要に応じて添加しても
よい。更に、基本成分を得るための出発原料を実施例で
示した以外の例えばBaO,SrO,CaO等の酸化物
または水酸化物またはその他の化合物としてもよい。
重量部の基本成分に対して0.2〜5.0重量部とした
のは、添加成分の添加量がこの範囲にある場合は、所望
の電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得るこ
とができるが、添加成分の添加量が0.2重量部未満に
なると、1250℃の焼成でも緻密な焼結体を得ること
ができなくなり、また、添加成分の添加量が5.0重量
部を越えると、比誘電率εs が3300未満となり、静
電容量の温度変化率ΔC-55 が−15%〜+15%の範
囲から外れてしまうからである。
O2 −MOの組成比をモル%で示す三角図において、L
i2 Oが1モル%、SiO2 が80モル%、MOが19
モル%の組成を示す第1の点Aと、Li2 Oが1モル
%、SiO2 が39モル%、MOが60モル%の組成を
示す第2の点Bと、Li2 Oが30モル%、SiO2 が
30モル%、MOが40モル%の組成を示す第3の点C
と、Li2 Oが50モル%、SiO2 が50モル%、M
Oが0モル%の組成を示す第4の点Dと、Li2Oが2
0モル%、SiO2 が80モル%、MOが0モル%の組
成を示す第5の点Eとをこの順に結ぶ5本の直線で囲ま
れた領域内にあるのが好ましい。
SiO2 −MOの組成比をモル%で示す三角図の第1〜
5の点A〜Eを順に結ぶ5本の直線で囲まれた領域内と
したのは、添加成分の組成をこの領域内とすれば、所望
の電気的特性を有する緻密な誘電体磁器組成物を得るこ
とができるが、添加成分の組成をこの領域外とすれば、
1250℃の焼成で緻密な焼結体を得ることができない
からである。なお、添加成分の出発原料は酸化物、水酸
化物等の他の化合物としてもよい。
造方法は、前記基本成分と添加成分とからなる未焼結の
磁器粉末からなる混合物を調製する工程と、前記混合物
からなる未焼結磁器シートを形成する工程と、前記未焼
結磁器シートを少なくとも2以上の導電性ペースト膜で
挟持させた積層物を形成する工程と、前記積層物を非酸
化性雰囲気中において焼成する工程と、前記焼成を受け
た積層物を酸化性雰囲気中において熱処理する工程とを
備えたものである。
CO等の還元性雰囲気のみならず、N2 やArなどの中
性雰囲気であってもよい。また、非酸化性雰囲気中にお
ける焼成温度は、電極材料を考慮して種々変更すること
ができ、ニッケルを内部電極の材料とする場合には、1
050〜1200℃の範囲でニッケル粒子の凝集をほと
んど生じさせることなく熱処理することができる。
は、非酸化性雰囲気中における焼成温度より低い温度で
あればよく、500℃〜1000℃の範囲が好ましい。
酸化性雰囲気としては、大気雰囲気に限定されることな
く、例えば、N2 に数ppmのO2 を混合したような低
酸素濃度の雰囲気から任意の酸素濃度の雰囲気を使用す
ることができる。どのような温度、あるいはどのような
酸素濃度の雰囲気にするかは、電極材料(ニッケル等)
の酸化と誘電体磁器層の酸化とを考慮して種々変更する
必要がある。後述する実施例ではこの熱処理温度を60
0℃としたが、この温度に限定されるものではない。
気中における熱処理と、酸化性雰囲気中における熱処理
を1つの連続した焼成プロファイルの中で行なっている
が、もちろん非酸化性雰囲気中における焼成工程と、酸
化性雰囲気における熱処理工程とを独立した工程に分け
て行なうことも可能である。
を使用しているが、電極焼付け条件を選択することによ
りNi,Ag,Cu等の電極を用いることができるのは
もちろん、Ni外部電極を未焼成積層体の端面に塗布し
て積層体の焼成と外部電極の焼付けを同時に行なうこと
も可能である。
は前述した磁器コンデンサの場合と全く同様である。ま
た、この発明は積層磁器コンデンサ以外の一般的な単層
の磁器コンデンサにも勿論適用可能である。
試料番号1の場合は、使用する出発原料として、純度9
9.0%以上のBaCO3 ,MgO,ZnO,CaCO
3,SrCO3 及びTiO2 の粉末を用意し、基本成分
の組成式 (1 -α -β)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αBaZrO3 +βMgNb2O6 … (1) における第1項の (Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 … (2) が (Ba0.96Mg0.03Zn0.01Ca0.01Sr0.01)O1.02(Ti0.98Er0.02)O1.99 … (3) となるように、前記粉末を以下のように秤量した。 BaCO3 1029.33g MgO 6.57g ZnO 4.42g CaCO3 5.43g SrCO3 8.02g TiO2 425.44g Er2 O3 20.78g
時間湿式混合し、150℃で4時間乾燥させた後、粉砕
し、この粉砕物を大気中において約1200℃で2時間
仮焼し、基本成分の組成式(1) における第1項の組成の
粉末を得た。
項のBaZrO3 を得るために、BaCO3 ,ZrO2
の粉末を以下のように秤量した。 BaCO3 615.61g ZrO2 384.39g
式混合し、150℃で4時間乾燥させた後、粉砕し、こ
の粉砕物を大気中において約1250℃で2時間仮焼
し、BaZrO3 の粉末を得た。
項のMgNb2 O6 を得るために、MgCO3 ,Nb2
O5 の粉末を以下のように秤量した。 MgCO3 240.81g Nb2 O5 759.19g
式混合し、150℃で4時間乾燥させた後、粉砕し、こ
の粉砕物を大気中において約1100℃で2時間仮焼
し、MgNb2 O6 の粉末を得た。
るために、上記基本成分の組成式(1) における1−α−
βが0.975モル、αが0.02モル、βが0.00
5モルとなるように、基本成分の第1項の成分粉末9
7.5モル部(969.84g)と、基本成分の第2項
の成分粉末2モル部(23.62g)と、基本成分の第
3項の成分粉末0.5モル部(6.54g)とを混合
し、基本成分の粉末1000gを得た。
に、 Li2 O 15.87g SiO2 63.84g CaCO3 14.18g SrCO3 2.61g BaCO3 3.49g を秤量し、これらにアルコールを300cc加え、ポリ
エチレンポットにてアルミナボールを用いて10時間撹
拌した後、大気中1000℃で2時間仮焼し、これを3
00ccのアルコールと共にアルミナポットに入れ、ア
ルミナボールで15時間粉砕し、しかる後、150℃で
4時間乾燥させて、Li2 Oが30モル%、SiO2 が
60モル%、MOが10モル%(CaO:8モル%,S
rO:1モル%,BaO:1モル%)の組成の添加成分
の粉末を得た。
重量部)に対して上記添加成分の粉末10g(1重量
部)を加え、更に、アクリル酸エステルポリマー、グリ
セリン及び縮合リン酸塩の水溶液からなる有機バインダ
ーを基本成分と添加成分との合計重量に対して15重量
%添加し、更に、50重量%の水を加え、これらをボー
ルミルに入れて粉砕及び混合して磁器原料のスラリーを
作成した。なお、この例ではCr2 O3 ,MnO等の焼
結助剤を添加しなかったが、焼結助剤を添加する場合は
この段階で添加する。
脱泡し、このスラリーをリバースロールコーターに入
れ、これを使用してポリエステルフィルム上にこのスラ
リーに基づく薄膜を形成し、この薄膜をフィルム上で1
00℃に加熱して乾燥させ、厚さ約25μmのグリーン
シートを得た。このシートを10cm角の正方形に打ち
抜いて使用した。
径が1.5μmのニッケル粉末10gと、エチルセルロ
ース0.9gをブチルカルビトール9.1gに溶解させ
たものとを攪拌器に入れ、10時間攪拌することにより
得た。この導電性ペーストを長さ14mm、幅7mmの
パターンを50個有するスクリーンを介して上記グリー
ンシートの片面に印刷した後、これを乾燥させた。
トを2枚積層した。この際、隣接する上下のシートにお
いて、その印刷面がパターンの長手方向に約半分ほどず
れるように配置した。更に、この積層物の上下両面にそ
れぞれ10枚づつ印刷の施されていないグリーンシート
を積層した。次いで、この積層物を約50℃の温度で厚
さ方向に約40トンの圧力を加えて圧着させた。しかる
後、この積層物を格子状に裁断し、約50個の積層チッ
プを得た。
炉に入れ、大気雰囲気中で100℃/hrの速度で60
0℃まで加熱して、有機バインダーを燃焼させた。しか
る後、炉の雰囲気を大気からH2(2体積%)+N2(98
体積%)の雰囲気に変えた。そして、炉を上記のごとき
還元性雰囲気とした状態を保って、積層チップの加熱温
度を600℃から焼成温度の1150℃(最高温度)を
3時間保持した後、100℃/hrの速度で600℃ま
で降温し、雰囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に置き
換えて、600℃を30分間保持して酸化処理を行い、
その後、室温まで冷却して積層焼結体チップ15を得た
(図1参照)。
5の側面に亜鉛とガラスフリットとビヒクルとからなる
導電性ペーストを塗布して乾燥し、これを大気中で55
0℃の温度で15分間焼付けて亜鉛電極層18を形成
し、更にこの上に銅層20を無電解メッキで被着させ、
更にこの上に電気メッキ法でPb−Sn半田層22を設
けて、一対の外部電極16,16を形成した。
層12と、内部電極14と、外部電極16,16とから
なる積層磁器コンデンサ10が得られた。なお、この積
層磁器コンデンサ10の誘電体磁器層12の厚さは0.
02mm、内部電極14の対向面積は、5mm×5mm
=25mm2 である。また、焼結後の誘電体磁器層12
の組成は、焼結前の基本成分及び添加成分の混合物の組
成と実質的に同じである。
性を測定したところ、表3に示すように、比誘電率ε
s が3460、tanδが1.2%、抵抗率ρが5.5
×106 MΩ・cm、150℃下におけるCR積が29
1F・Ω、25℃の静電容量を基準にした−55℃及び
+125℃の静電容量の変化率ΔC-55 ,ΔC125 が−
10.9%,+5.1%、20℃の静電容量を基準にし
た−25℃,+85℃の静電容量の変化率ΔC-25 ,Δ
C85が−4.8%,−4.0%であった。
圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定し、この
測定値と、一対の内部電極の対向面積(25mm2 )と
一対の内部電極間の誘電体磁器層の厚さ0.02mmか
ら計算で求めた。 (B) 誘電損失tanδ(%)は、上記比誘電率の測定の
場合と同一の条件で測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃においてD
C100Vを60秒間印加した後に、一対の外部電極間
の抵抗値を測定し、この測定値と寸法とに基づいて計算
で求めた。 (D) 高温CR積(F・Ω)は、温度150℃、周波数1
kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で、静電容量を
測定し、しかる後、DC100Vを60秒間印加した後
に、一対の外部電極間の抵抗値を測定し、前記静電容量
の測定値と抵抗値を乗じたものを計算で求めた。 (E) 静電容量の温度特性は、恒温槽中に試料を入れ、−
55℃,−25℃,0℃,+20℃,+25℃,+50
℃,+85℃,+110℃,+125℃の各温度におい
て、周波数1kHz、電圧(実効値)1.0Vの条件で
静電容量を測定し、温度20℃及び25℃に於ける静電
容量に対して各温度の静電容量の変化率を求めることに
より得た。
が、試料番号2〜91の場合についても、基本成分及び
添加成分の組成及びその割合、また、還元性雰囲気中に
おける焼成温度を変えた他は、試料番号1の場合と全く
同様の方法で積層磁器コンデンサを作成し、同一の方法
でその電気的特性を測定した。
基本成分の組成及びその割合を示し、表2〜は各々
の試料についての添加成分の組成及びその割合を示し、
表3〜は各々の試料についての焼成温度及び積層磁
器コンデンサの電気的特性を示す。
は、前述した基本成分の組成式(1)の各元素の原子数、
すなわち、(Ti+R)の原子数を1とした場合の各元
素の原子数の割合を示す。
は、前述した基本成分の組成式(1)におけるMの内容を
示し、yの欄のCa,Srは、基本成分の組成式(1) に
おけるLの内容を示し、zの欄のSc,Y,Gd,T
b,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuは前述した
基本成分の組成式(1) のRの内容を示す。
基本成分100重量部に対する重量部で示されている。
添加成分のMOの欄には、BaO,SrO,CaO,M
gO及びZnOの割合がモル%で示されている。また、
焼結助剤の添加量は、前述した基本成分の組成式(1) に
おける基本成分1モル部に対するCr,Mn,Fe,C
o,Niの割合が原子%で示されている。
度特性は、25℃の静電容量を基準にした−55℃及び
+125℃の静電容量の変化率をΔC-55 (%)及びΔ
C12 5 (%)で、20℃の静電容量を基準にした−25
℃及び+85℃の静電容量の変化率をΔC-25 (%)及
びΔC85(%)で示されている。
ら明らかなように、この発明に従う実施例によれば、非
酸化性雰囲気中における1200℃以下の焼成で、誘電
体層の比誘電率εs が3300以上、抵抗率ρが4.0
×106 MΩ・cm以上であり、tanδが2.5%以
下、150℃下におけるCR積が200F・Ω以上、静
電容量の温度変化率ΔC-55 及びΔC125 が−15%〜
+15%の範囲内、ΔC-25 及びΔC85が−10%〜+
10%の範囲内の電気的特性を有する積層磁器コンデン
サを得ることができるものである。
2,23,25〜27,30,31,35〜37,4
1,42,47,55〜59,75〜81及び86の例
によれば、この発明の目的とする電気的特性を備えた磁
器コンデンサを得ることができないので、これらの試料
番号の例はこの発明の範囲外のものである。
-55 ,ΔC125 ,ΔC-25 ,ΔC85のみが表示されてい
るが、この発明に従う実施例では、−25℃〜+85℃
の範囲の静電容量の温度変化率ΔCは、−10%〜+1
0%の範囲内に収まっており、又、−55℃〜+125
℃の範囲の静電容量の温度変化率ΔCは、−15%〜+
15%の範囲内に収まっている。
いられている誘電体磁器組成物の組成の適正範囲につい
て、表1〜、表2〜及び表3〜に示す実験
結果を参照しながら検討する。
る。α=0.005(試料番号38)の場合には所望の
電気的特性のものが得られるが、α=0(試料番号3
7)の場合には、静電容量の温度変化率ΔC-55 が−1
5%〜+15%の範囲から外れ、ΔC-25 が−10%〜
+10%の範囲から外れてしまう。従って、αの下限値
は0.005である。
合には、所望の電気的特性のものが得られるが、α=
0.05(試料番号41)の場合には、静電容量の温度
変化率ΔC-85 が−10%〜+10%の範囲から外れて
しまう。従って、αの上限値は0.04である。
る。β=0.001(試料番号3)の場合には、所望の
電気的特性のものが得られるが、β=0(試料番号2)
の場合には、150℃におけるCR積が200F・Ω以
下になり、比誘電率εs が3300以下になってしま
う。従って、βの下限値は0.001である。
には、所望の電気的特性のものが得られるが、β=0.
015(試料番号5)の場合には、150℃におけるC
R積が200F・Ω以下になり、tanδが2.5%を
越え、抵抗率ρが4×106MΩ・cmより小さくな
り、静電容量の温度変化率ΔC-55 ,ΔC125 が−15
%〜+15%の範囲から外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−1
0%〜+10%の範囲から外れる。従って、βの上限値
は0.01である。
る。k=1.00(試料番号32)の場合には、所望の
電気的特性のものが得られるが、k<1.00(試料番
号30,31)の場合には、抵抗率ρが4.0×106
MΩ・cmより大幅に小さくなり、静電容量の温度変化
率ΔC-55 ,ΔC125 が−15%〜+15%の範囲から
外れ、ΔC-25 ,ΔC85が−10%〜+10%の範囲か
ら外れ、150℃下におけるCR積が200F・Ωより
大幅に小さくなってしまう。従って、kの下限値は1.
00である。
合には、所望の電気的特性のものが得られるが、k>
1.05(試料番号35,36)の場合には、1250
℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなってしまう。従
って、kの上限値は1.05である。
する。x+y=0.01(試料番号18,19)の場合
には、所望の電気的特性のものが得られるが、x+y=
0(試料番号17)の場合には、静電容量の温度変化率
ΔC-55 が−15%〜+15%の範囲から外れる。従っ
て、x+yの下限値は0.01である。
29)の場合には、所望の電気的特性のものが得られる
が、x+y=0.11(試料番号23,25,27)の
場合には、静電容量の温度変化率ΔC85が−10%〜+
10%の範囲から外れてしまう。従って、x+yの上限
値は0.10である。
の値が0.05を越えると(試料番号22,26)、静
電容量の温度変化率ΔC85が−10%〜+10%の範囲
から外れてしまう。従って、x+yの値は、0.01≦
x+y≦0.10の範囲であるが、同時に、y≦0.0
5でなければならない。
き、0≦x<0.10を満足する範囲ではMgとZnの
うち一方または両方を使用することができ、また、L成
分のCaとSrはほゞ同様に働き、0≦y≦0.05を
満足する範囲でCaとSrのうち一方または両方を使用
することができる。ただし、M成分及びL成分の1種ま
たは複数種のいずれを使用する場合も、x+yの値は、
0.01≦x+y≦0.10の範囲としなければならな
い。
る。z=0.002(試料番号43)の場合には、所望
の電気的特性のものが得られるが、z=0(試料番号4
2)の場合には、抵抗率ρが4.0×106 MΩ・cm
より小さくなり、150℃下におけるCR積が200F
・Ω以下になってしまう。従って、zの下限値は0.0
02である。
合には、所望の電気的特性のものが得られるが、z=
0.05(試料番号47)の場合には、1250℃の焼
成で緻密な焼結体が得られない。従って、zの上限値は
0.04である。
y,Ho,Er,Tm,Yb及びLuは各々ほゞ同様に
働き、これらから選択された一つを使用しても、または
複数を組み合わせて使用しても同様な効果が得られるも
のである。
て検討する。添加成分の添加量が、基本成分100重量
部に対して0.2重量部(試料番号82)の場合には、
1190℃の焼成で所望の電気的特性のものが得られる
が、0重量部(試料番号81)の場合には、1250℃
の焼成で緻密な焼結体が得られない。従って、添加成分
の添加量の下限値は基本成分100重量部に対して0.
2重量部である。
0重量部に対して5.0重量部(試料番号85)の場合
には、所望の電気的特性のものが得られるが、7.0重
量部(試料番号86)の場合には、比誘電率が3300
未満となり、静電容量の温度変化率ΔC-55 が−15%
〜+15%から外れてしまう。従って、添加成分の添加
量の上限値は基本成分100重量部に対して5.0重量
部である。
SiO2 −MOの組成比をモル%で示す三角図(図2)
の第1〜5の点A〜Eを順に結ぶ5本の直線で囲まれた
範囲内である。三角図における第1の点Aは、Li2 O
が1モル%、SiO2 が80モル%、MOが19モル%
(試料番号65)の組成を示し、第2の点Bは、Li2
Oが1モル%、SiO2 が39モル%、MOが60モル
%の組成(試料番号66)を示し、第3の点Cは、Li
2 Oが30モル%、SiO2 が30モル%、MOが40
モル%(試料番号67)の組成を示し、第4の点Dは、
Li2 Oが50モル%、SiO2 が50モル%、MOが
0モル%(試料番号68)の組成を示し、第5の点E
は、Li2 Oが20モル%、SiO2 が80モル%、M
Oが0モル%(試料番号69)の組成を示す。
2 −MOの組成比をモル%で示す三角図(図2)の第1
〜5の点A〜Eを順に結ぶ5本の直線で囲まれた範囲内
(試料番号65〜74)であれば所望の電気的特性のも
のを得ることができるが、添加成分の組成範囲を上記範
囲外(試料番号75〜80)とすれば、1250℃の焼
成で緻密な焼結体を得ることができない。
場合に示されているように、BaO,SrO,CaO,
MgO,ZnOのいずれか1種であってもよいし、他の
試料に示すように2種以上の適当な比率でもよい。
Co,Niの添加量は、1.0原子%(試料番号60〜
64)の場合には、所望の電気的特性のものが得られる
が、1.5原子%(試料番号55〜59)の場合には、
比誘電率εs が3300以下になってしまう。従って、
焼結助剤の添加量は、1.0原子%以下が好ましい。
εs が3300以上、抵抗率ρが4.0×106 MΩ・
cm以上であり、tanδが2.5%以下、150℃下
におけるCR積が200F・Ω以上、静電容量の温度変
化率が−55℃〜125℃で−15%〜+15%(25
℃を基準)、−25℃〜85℃で−10%〜+10%
(20℃を基準)の範囲にある磁器コンデンサを提供す
ることができる。
断面図である。
成する誘電体磁器組成物の添加成分の組成範囲を示す三
角図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 誘電体磁器組成物からなる1または2以
上の誘電体磁器層と、この誘電体磁器層を挟持している
少なくとも2以上の内部電極とを備えた磁器コンデンサ
において、 前記誘電体磁器組成物が、100.0重量部の基本成分
と、0.2〜5.0重量部の添加成分との混合物を焼成
したものからなり、 前記基本成分が、組成式 (1−α−β)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αBa
ZrO3+βMgNb2O6 (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
以上の元素、α,β,k,x,y,zは、 0.005≦α≦0.04 0.001≦β≦0.01 1.00≦k≦1.05 0≦x<0.10 0≦y≦0.05 0.01≦x+y≦0.10 0.002≦z≦0.04 を満足する数値)で表される物質からなり、 前記添加成分がLi2 OとSiO2 とMO(但し、MO
はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
された1種または2種以上の酸化物)とからなり、 前記Li2 Oと前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記Li2 Oが1モル%、前記SiO2 が80モル%、
前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記Li2 Oが1モル%、前記SiO2 が39モル%、
前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記Li2 Oが30モル%、前記SiO2 が30モル
%、前記MOが40モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記Li2 Oが50モル%、前記SiO2 が50モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記Li2 Oが20モル%、前記SiO2 が80モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第5の点Eとをこ
の順に結ぶ5本の直線で囲まれた領域内にあることを特
徴とする磁器コンデンサ。 - 【請求項2】 誘電体磁器組成物中に、Cr,Mn,F
e,Co及びNiから選択された1種または2種以上の
元素の酸化物が1.0原子%以下の割合で含有されてい
ることを特徴とする請求項1記載の磁器コンデンサ。 - 【請求項3】 未焼結の磁器粉末からなる混合物を調製
する工程と、前記混合物からなる未焼結磁器シートを形
成する工程と、前記未焼結磁器シートを少なくとも2以
上の導電性ペースト膜で挟持させた積層物を形成する工
程と、前記積層物を非酸化性雰囲気中においておいて焼
成する工程と、前記焼成を受けた積層物を酸化性雰囲気
中において熱処理する工程とを備え、 前記未焼結の磁器粉末からなる混合物が、100.0重
量部の基本成分と、0.2〜5重量部の添加成分とから
なり、 前記基本成分が、組成式 (1−α−β)(Bak-(x+y)MxLy)Ok(Ti1-zRz)O2-z/2 +αBa
ZrO3+βMgNb2O6 (但し、MはMg及び/またはZn、LはCa及び/ま
たはSr、RはSc,Y,Gd,Tb,Dy,Ho,E
r,Tm,Yb及びLuから選択された1種または2種
以上の元素、α,β,k,x,y,zは、 0.005≦α≦0.04 0.001≦β≦0.01 1.00≦k≦1.05 0≦x<0.10 0≦y≦0.05 0.01≦x+y≦0.10 0.002≦z≦0.04 を満足する数値)で表される物質からなり、 前記添加成分がLi2 OとSiO2 とMO(但し、MO
はBaO,SrO,CaO,MgO及びZnOから選択
された1種または2種以上の酸化物)とからなり、 前記Li2 Oと前記SiO2 と前記MOとの組成範囲
が、これらの組成をモル%で示す三角図において、 前記Li2 Oが1モル%、前記SiO2 が80モル%、
前記MOが19モル%の組成を示す第1の点Aと、 前記Li2 Oが1モル%、前記SiO2 が39モル%、
前記MOが60モル%の組成を示す第2の点Bと、 前記Li2 Oが30モル%、前記SiO2 が30モル
%、前記MOが40モル%の組成を示す第3の点Cと、 前記Li2 Oが50モル%、前記SiO2 が50モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第4の点Dと、 前記Li2 Oが20モル%、前記SiO2 が80モル
%、前記MOが0モル%の組成を示す第5の点Eとをこ
の順に結ぶ5本の直線で囲まれた領域内にあることを特
徴とする磁器コンデンサの製造方法。 - 【請求項4】 誘電体磁器組成物中に、Cr,Mn,F
e,Co及びNiから選択された1種または2種以上の
元素の酸化物が1.0原子%以下の割合で含有されてい
ることを特徴とする請求項3記載の磁器コンデンサの製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5059412A JP2831893B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 磁器コンデンサ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5059412A JP2831893B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 磁器コンデンサ及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06251985A JPH06251985A (ja) | 1994-09-09 |
JP2831893B2 true JP2831893B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=13112543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP5059412A Expired - Lifetime JP2831893B2 (ja) | 1993-02-25 | 1993-02-25 | 磁器コンデンサ及びその製造方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2831893B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-25 JP JP5059412A patent/JP2831893B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06251985A (ja) | 1994-09-09 |
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