JP2869900B2 - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は非還元性誘電体磁器組成物に関し、特にた
とえば積層コンデンサなどの材料として使用される、非
還元性誘電体磁器組成物に関する。
とえば積層コンデンサなどの材料として使用される、非
還元性誘電体磁器組成物に関する。
（従来技術） 従来の誘電体磁器組成物では、中性または還元性の低
酸素分圧下で焼成すると還元され、半導体化してしまう
という性質を有していた。そのため、このような誘電体
材料を積層コンデンサなどの材料として用いると、内部
電極材料としては、誘電体磁器材料の焼結する温度で溶
融せず、かつ誘電体磁器材料を半導体化させない高酸素
分圧下で焼成しても酸化されないパラジウム，白金など
の貴金属を用いる必要があった。このように、内部電極
材料として高価なものを使用しなければならないため、
積層コンデンサの製造コストが大きくなっていた。
酸素分圧下で焼成すると還元され、半導体化してしまう
という性質を有していた。そのため、このような誘電体
材料を積層コンデンサなどの材料として用いると、内部
電極材料としては、誘電体磁器材料の焼結する温度で溶
融せず、かつ誘電体磁器材料を半導体化させない高酸素
分圧下で焼成しても酸化されないパラジウム，白金など
の貴金属を用いる必要があった。このように、内部電極
材料として高価なものを使用しなければならないため、
積層コンデンサの製造コストが大きくなっていた。
そこで、このような問題を解決するために、ニッケル
などの安価な卑金属を内部電極材料として使用すること
が考えられる。しかしながら、このような卑金属を内部
電極材料として使用し、従来の条件下で焼成すると、電
極材料が酸化してしまい、電極としての機能を果たさな
い。このような卑金属を電極材料として使用するために
は、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気中で焼成
しても半導体化せず、コンデンサ用の誘電体材料として
十分な比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘電体磁器材
料が必要とされている。
などの安価な卑金属を内部電極材料として使用すること
が考えられる。しかしながら、このような卑金属を内部
電極材料として使用し、従来の条件下で焼成すると、電
極材料が酸化してしまい、電極としての機能を果たさな
い。このような卑金属を電極材料として使用するために
は、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気中で焼成
しても半導体化せず、コンデンサ用の誘電体材料として
十分な比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘電体磁器材
料が必要とされている。
これらの条件を満たすものとして、たとえば特開昭62
−256422号公報に示されたBaTiO3−CaZrO3−MnO−MgO系
の材料や、特公昭61−14611号公報に示されたBaTiO3−
（Mg,Zn,Sr,Ca）Ｏ−B2O3−SiO2系の材料などの非還元
性誘電体磁器組成物が提案されている。
−256422号公報に示されたBaTiO3−CaZrO3−MnO−MgO系
の材料や、特公昭61−14611号公報に示されたBaTiO3−
（Mg,Zn,Sr,Ca）Ｏ−B2O3−SiO2系の材料などの非還元
性誘電体磁器組成物が提案されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、特開昭62−256422号公報に示された非
還元性誘電体磁器組成物では、CaZrO3や焼成過程で生成
するCaTiO3がMnなどとともに２次相を生成しやすいた
め、高温における信頼性の低下につながる危険性があ
る。
還元性誘電体磁器組成物では、CaZrO3や焼成過程で生成
するCaTiO3がMnなどとともに２次相を生成しやすいた
め、高温における信頼性の低下につながる危険性があ
る。
また、特公昭61−14611号公報に示された非還元性誘
電体磁器組成物では、得られる誘電体の誘電率が2000〜
2800であり、パラジウムなどの貴金属を使用している従
来の誘電体磁器組成物を用いた誘電体の誘電率3000〜35
00に比べると劣っている。したがって、コストダウンの
ために特公昭61−14611号公報に示された組成物を従来
材料に代えることは、小型大容量化という点で不利であ
り、問題が残る。
電体磁器組成物では、得られる誘電体の誘電率が2000〜
2800であり、パラジウムなどの貴金属を使用している従
来の誘電体磁器組成物を用いた誘電体の誘電率3000〜35
00に比べると劣っている。したがって、コストダウンの
ために特公昭61−14611号公報に示された組成物を従来
材料に代えることは、小型大容量化という点で不利であ
り、問題が残る。
さらに、特公昭61−14611号公報に示された非還元性
誘電体磁器組成物を用いた誘電体では、容量の温度変化
率は、＋20℃の容量値を基準としたときに、−25℃〜＋
85℃の範囲では±10％であるが、＋85℃を越える高温で
は10％を大きく超えてしまい、EIA規格に規定されてい
るX7R特性をも大きくはずれてしまう。
誘電体磁器組成物を用いた誘電体では、容量の温度変化
率は、＋20℃の容量値を基準としたときに、−25℃〜＋
85℃の範囲では±10％であるが、＋85℃を越える高温で
は10％を大きく超えてしまい、EIA規格に規定されてい
るX7R特性をも大きくはずれてしまう。
それゆえに、この発明の主たる目的は、低酸素分圧下
で焼成しても半導体化せずに焼成でき、絶縁抵抗および
誘電率が大きく、容量の温度特性が良好で、かつ積層コ
ンデンサなどの素子を薄膜化することができる非還元性
誘電体磁器組成物を提供することである。
で焼成しても半導体化せずに焼成でき、絶縁抵抗および
誘電率が大きく、容量の温度特性が良好で、かつ積層コ
ンデンサなどの素子を薄膜化することができる非還元性
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、未反応のBaOの含有量が0.7重量％以下で
かつBa/Tiモル比が1.005〜1.025であるBaTiO3が95.0〜9
8.0モル％と、La,Nd,Sm,Dy,Erの中から選ばれる少なく
とも１種類の希土類酸化物が2.0〜5.0モル％とからなる
主成分100重量部に対して、副成分としてMnOを0.3〜1.5
重量部およびBaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化
物ガラスを0.5〜2.5重量部含有した、非還元性誘電体磁
器組成物である。
かつBa/Tiモル比が1.005〜1.025であるBaTiO3が95.0〜9
8.0モル％と、La,Nd,Sm,Dy,Erの中から選ばれる少なく
とも１種類の希土類酸化物が2.0〜5.0モル％とからなる
主成分100重量部に対して、副成分としてMnOを0.3〜1.5
重量部およびBaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化
物ガラスを0.5〜2.5重量部含有した、非還元性誘電体磁
器組成物である。
（発明の効果） この発明によれば、低酸素分圧下においても半導体化
せずに焼成可能である。したがって、この非還元性誘電
体磁器組成物を用いれば、内部電極材料として卑金属を
使用することができる。そのため、貴金属を電極材料と
して用いた従来のものに比べて、積層セラミックコンデ
ンサのコストダウンを図ることができる。
せずに焼成可能である。したがって、この非還元性誘電
体磁器組成物を用いれば、内部電極材料として卑金属を
使用することができる。そのため、貴金属を電極材料と
して用いた従来のものに比べて、積層セラミックコンデ
ンサのコストダウンを図ることができる。
また、得られた誘電体は、誘電率が3000以上であり、
絶縁抵抗の対数値logIRが11.0以上の値を有する。さら
に、容量の温度特性は、＋20℃の容量値を基準としたと
きに、−55℃〜＋125℃の広い範囲で±15％以内の値を
有する。
絶縁抵抗の対数値logIRが11.0以上の値を有する。さら
に、容量の温度特性は、＋20℃の容量値を基準としたと
きに、−55℃〜＋125℃の広い範囲で±15％以内の値を
有する。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、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、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） まず、原料としてBaCO3およびTiO2を準備し、BaTiO3
を生成するような比率で秤量したのち、ジルコニアボー
ルを用いたボールミルで十分混合粉砕して、混合物を得
た。次に、この混合物中の分散媒を蒸発させたのち、11
50℃で３時間仮焼し、微粉砕してBaTiO3を作製した。こ
のBaTiO3中に含まれる未反応BaOの含有量は、0.4％であ
った。同様に、仮焼条件を変えることによって、未反応
BaTiO3の含有量がそれぞれ0.6％,0.8％,1.0％であるBaT
iO3を作製した。
を生成するような比率で秤量したのち、ジルコニアボー
ルを用いたボールミルで十分混合粉砕して、混合物を得
た。次に、この混合物中の分散媒を蒸発させたのち、11
50℃で３時間仮焼し、微粉砕してBaTiO3を作製した。こ
のBaTiO3中に含まれる未反応BaOの含有量は、0.4％であ
った。同様に、仮焼条件を変えることによって、未反応
BaTiO3の含有量がそれぞれ0.6％,0.8％,1.0％であるBaT
iO3を作製した。
また、BaTiO3のBa/Tiモル比補正のためのBaCO3,La,N
d,Sm,Dy,Erの中から選ばれる少なくとも１種類の希土類
酸化物Re2O3,MnOおよびBaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分
とする酸化物ガラスを準備した。そして、これらの材料
とBaTiO3とを表１に示す組成比率となるように秤量し、
秤量物を得た。この秤量物に酢酸ビニル系バインダを５
重量％添加し、湿式混合したのち、蒸発，乾燥および整
粒の工程を経て粉末を得た。得られた粉末を2ton/cm2の
圧力で、直径10mm,厚さ1mmの円板状にプレス成形して成
形体を得た。
d,Sm,Dy,Erの中から選ばれる少なくとも１種類の希土類
酸化物Re2O3,MnOおよびBaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分
とする酸化物ガラスを準備した。そして、これらの材料
とBaTiO3とを表１に示す組成比率となるように秤量し、
秤量物を得た。この秤量物に酢酸ビニル系バインダを５
重量％添加し、湿式混合したのち、蒸発，乾燥および整
粒の工程を経て粉末を得た。得られた粉末を2ton/cm2の
圧力で、直径10mm,厚さ1mmの円板状にプレス成形して成
形体を得た。
この成形体を空気中において400℃で３時間保持する
ことにより脱バインダ処理し、体積比でH2:N2＝3:100の
還元雰囲気ガス気流中において、表２に示す温度で２時
間焼成して磁器を得た。得られた磁器の両面にAgペース
トを塗布し、焼き付けることによって、Ag電極を形成し
てコンデンサとした。
ことにより脱バインダ処理し、体積比でH2:N2＝3:100の
還元雰囲気ガス気流中において、表２に示す温度で２時
間焼成して磁器を得た。得られた磁器の両面にAgペース
トを塗布し、焼き付けることによって、Ag電極を形成し
てコンデンサとした。
このコンデンサについて、室温における誘電率
（ε），誘電損失（tanδ），絶縁抵抗および容量の温
度変化率を測定し、その結果を表２に示した。
（ε），誘電損失（tanδ），絶縁抵抗および容量の温
度変化率を測定し、その結果を表２に示した。
なお、誘電率（ε），誘電損失（tanδ）について
は、温度25℃，周波数1kHz,交流1Vの条件で測定した。
また、絶縁抵抗については、温度25℃，直流500Vの条件
で測定し、その対数値（logIR）を示した。さらに、容
量温度変化率については、25℃における容量値を基準と
したときの−55℃における変化率（ΔＣ−55/25）およ
び125℃における変化率（ΔＣ125/25）を示した。ま
た、−55〜125℃における容量温度変化率の最大値の絶
対値、いわゆる最大変化率（｜ΔC/C25|max）を示し
た。
は、温度25℃，周波数1kHz,交流1Vの条件で測定した。
また、絶縁抵抗については、温度25℃，直流500Vの条件
で測定し、その対数値（logIR）を示した。さらに、容
量温度変化率については、25℃における容量値を基準と
したときの−55℃における変化率（ΔＣ−55/25）およ
び125℃における変化率（ΔＣ125/25）を示した。ま
た、−55〜125℃における容量温度変化率の最大値の絶
対値、いわゆる最大変化率（｜ΔC/C25|max）を示し
た。
表中、試料番号１〜19は、未反応のBaOの含有量が0.4
％のBaTiO3を使用した。また、試料番号20,21,22は、そ
れぞれ未反応のBaOの含有量が0.6％,0.8％,1.0％のBaTi
O3を使用した。
％のBaTiO3を使用した。また、試料番号20,21,22は、そ
れぞれ未反応のBaOの含有量が0.6％,0.8％,1.0％のBaTi
O3を使用した。
次に、主成分および副成分の組成範囲を限定した理由
について説明する。
について説明する。
試料番号2,3のように、BaTiO3の構成比率が95.0モル
％未満すなわち希土類酸化物の構成比率が5.0モル％を
超えると、低温側および高温側での容量温度変化率が大
きくなり、−15％を大きく超えてしまうためである。ま
た、試料番号４のように、BaTiO3の構成比率が98.0モル
％を超えると、すなわち希土類酸化物の構成比率が2.0
モル％未満であると、キュリー点付近での容量温度変化
率が大きくはずれてしまうためである。
％未満すなわち希土類酸化物の構成比率が5.0モル％を
超えると、低温側および高温側での容量温度変化率が大
きくなり、−15％を大きく超えてしまうためである。ま
た、試料番号４のように、BaTiO3の構成比率が98.0モル
％を超えると、すなわち希土類酸化物の構成比率が2.0
モル％未満であると、キュリー点付近での容量温度変化
率が大きくはずれてしまうためである。
試料番号５のように、BaTiO3のBa/Tiモル比が1.005未
満であると、中性あるいは還元性雰囲気中で焼成した際
に組織が半導体化してしまうためである。また、試料番
号８のように、BaTiO3のBa/Tiモル比が1.025を超える
と、焼結性が著しく低下するためである。
満であると、中性あるいは還元性雰囲気中で焼成した際
に組織が半導体化してしまうためである。また、試料番
号８のように、BaTiO3のBa/Tiモル比が1.025を超える
と、焼結性が著しく低下するためである。
試料番号21,22のように、BaTiO3中の未反応のBaOが0.
7重量％を超えると、低温側および高温側における容量
温度変化率が大きくマイナス側にはずれるためである。
7重量％を超えると、低温側および高温側における容量
温度変化率が大きくマイナス側にはずれるためである。
試料番号12のように、MnOの添加量が0.3重量部未満で
あると、組織の耐還元性向上に効果がなくなり、絶縁抵
抗値が大きく低下するとともに、容量温度変化率が高温
部，低温部ともに大きくはずれてしまうためである。ま
た、試料番号11のように、MnOの添加量が1.5重量部を超
えると、絶縁抵抗値の低下が認められるためである。
あると、組織の耐還元性向上に効果がなくなり、絶縁抵
抗値が大きく低下するとともに、容量温度変化率が高温
部，低温部ともに大きくはずれてしまうためである。ま
た、試料番号11のように、MnOの添加量が1.5重量部を超
えると、絶縁抵抗値の低下が認められるためである。
試料番号16のように、BaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分
とする酸化物ガラスの添加量が0.5重量部未満である
と、耐還元性の向上に効果がないためである。また、試
料番号15のように、酸化物ガラスの添加量が2,5重量部
を超えると、誘電率の低下が生じるためである。
とする酸化物ガラスの添加量が0.5重量部未満である
と、耐還元性の向上に効果がないためである。また、試
料番号15のように、酸化物ガラスの添加量が2,5重量部
を超えると、誘電率の低下が生じるためである。
それに対して、この発明の非還元性誘電体磁器組成物
では、BaTiO3および希土類酸化物を主成分とする誘電体
材料にMnO,酸化物ガラスを添加することにより、中性ま
たは還元性雰囲気中において1260〜1300℃の温度で焼成
しても、セラミックが還元されて半導体化することがな
い。しかも、logIRで11.0以上の高い絶縁抵抗を示し、3
000以上の高誘電率を有し、さらに容量温度変化率もEIA
規格のX7R特性を満足する非還元性誘電体磁器組成物を
得ることができる。
では、BaTiO3および希土類酸化物を主成分とする誘電体
材料にMnO,酸化物ガラスを添加することにより、中性ま
たは還元性雰囲気中において1260〜1300℃の温度で焼成
しても、セラミックが還元されて半導体化することがな
い。しかも、logIRで11.0以上の高い絶縁抵抗を示し、3
000以上の高誘電率を有し、さらに容量温度変化率もEIA
規格のX7R特性を満足する非還元性誘電体磁器組成物を
得ることができる。
また、この非還元性誘電体磁器組成物を、たとえば積
層セラミックコンデンサの誘電体材料として用いれば、
ニッケルなどで代表される卑金属を内部電極材料として
使用することが可能となり、従来より使用されてきたパ
ラジウムなどの貴金属を内部電極とする積層セラミック
コンデンサと比較して、特性を劣化させることなく大幅
なコストダウンを行うことができる。
層セラミックコンデンサの誘電体材料として用いれば、
ニッケルなどで代表される卑金属を内部電極材料として
使用することが可能となり、従来より使用されてきたパ
ラジウムなどの貴金属を内部電極とする積層セラミック
コンデンサと比較して、特性を劣化させることなく大幅
なコストダウンを行うことができる。
なお、この実施例では、単板コンデンサについて各特
性を測定したが、同じ組成物をシート成形しチップ加工
を行った積層コンデンサにおいても、ほぼ同様の結果が
得られる。
性を測定したが、同じ組成物をシート成形しチップ加工
を行った積層コンデンサにおいても、ほぼ同様の結果が
得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−90303（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−126117（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01B 3/12 H01G 4/12 C04B 35/46
Claims (1)
- 【請求項１】未反応のBaOの含有量が0.7重量％以下でか
つBa/Tiモル比が1.005〜1.025であるBaTiO3が95.0〜98.
0モル％と、La,Nd,Sm,Dy,Erの中から選ばれる少なくと
も１種類の希土類酸化物が2.0〜5.0モル％とからなる主
成分100重量部に対して、 副成分としてMnOを0.3〜1.5重量部およびBaO−SrO−Li2
O−SiO2を主成分とする酸化物ガラスを0.5〜2.5重量部
含有した、非還元性誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296546A JP2869900B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2296546A JP2869900B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04169003A JPH04169003A (ja) | 1992-06-17 |
| JP2869900B2 true JP2869900B2 (ja) | 1999-03-10 |
Family
ID=17834932
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2296546A Expired - Lifetime JP2869900B2 (ja) | 1990-10-31 | 1990-10-31 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2869900B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5655866B2 (ja) | 2011-01-12 | 2015-01-21 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサ及び積層セラミックコンデンサの製造方法 |
| JP5994853B2 (ja) | 2012-07-10 | 2016-09-21 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
| JP5939300B2 (ja) | 2012-07-10 | 2016-06-22 | 株式会社村田製作所 | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
-
1990
- 1990-10-31 JP JP2296546A patent/JP2869900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04169003A (ja) | 1992-06-17 |
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Legal Events
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