JP2920693B2 - 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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- JP2920693B2 JP2920693B2 JP2334974A JP33497490A JP2920693B2 JP 2920693 B2 JP2920693 B2 JP 2920693B2 JP 2334974 A JP2334974 A JP 2334974A JP 33497490 A JP33497490 A JP 33497490A JP 2920693 B2 JP2920693 B2 JP 2920693B2
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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
とえばニッケルなどの卑金属を内部電極とする積層コン
デンサなどの誘電体材料として好適な非還元性誘電体磁
器組成物に関する。
とえばニッケルなどの卑金属を内部電極とする積層コン
デンサなどの誘電体材料として好適な非還元性誘電体磁
器組成物に関する。
（従来技術） 従来の誘電体磁器材料では、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、半導体化を起こすとい
う性質を有していた。そのため、内部電極の材料として
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い酸素分圧下で焼成
しても酸化されない、たとえばパラジウム、白金などの
貴金属を用いなければならず、製造される積層コンデン
サの低コスト化の大きな妨げとなっていた。
素分圧下で焼成すると還元され、半導体化を起こすとい
う性質を有していた。そのため、内部電極の材料として
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い酸素分圧下で焼成
しても酸化されない、たとえばパラジウム、白金などの
貴金属を用いなければならず、製造される積層コンデン
サの低コスト化の大きな妨げとなっていた。
そこで、上述の問題を解決するために、たとえばニッ
ケルなどの安価な卑金属を内部電極の材料として使用す
ることが望まれていた。しかし、このような卑金属を内
部電極の材料として使用し、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。そのため、このような卑金属を内部電極の材
料として使用するためには、酸素分圧の低い中性または
還元性の雰囲気において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絶縁抵抗値と優れた
誘電特性とを有する誘電体磁器材料が必要とされてお
り、これらの条件をみたすものとして、たとえば特開昭
62-256422号公報にBaTiO3−CaZrO3−MnO−MgO系の組成
物が、特公昭61-14611号公報にBaTiO3−（Mg,Zn,Sr,C
a）Ｏ−B2O3−SiO2系の組成物が、それぞれ提案されて
いる。
ケルなどの安価な卑金属を内部電極の材料として使用す
ることが望まれていた。しかし、このような卑金属を内
部電極の材料として使用し、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。そのため、このような卑金属を内部電極の材
料として使用するためには、酸素分圧の低い中性または
還元性の雰囲気において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絶縁抵抗値と優れた
誘電特性とを有する誘電体磁器材料が必要とされてお
り、これらの条件をみたすものとして、たとえば特開昭
62-256422号公報にBaTiO3−CaZrO3−MnO−MgO系の組成
物が、特公昭61-14611号公報にBaTiO3−（Mg,Zn,Sr,C
a）Ｏ−B2O3−SiO2系の組成物が、それぞれ提案されて
いる。
（発明が解決しようとする課題） しかし、特開昭62-256422号公報に開示されている非
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号公報に開示されている組成物
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からの磁器組
成物の誘電率3000〜3500と比較すると劣っている。した
がって、コストダウンのためにこの組成物をそのまま従
来の材料に置き換えると、小型大容量化という点で不利
であり問題が残される。
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からの磁器組
成物の誘電率3000〜3500と比較すると劣っている。した
がって、コストダウンのためにこの組成物をそのまま従
来の材料に置き換えると、小型大容量化という点で不利
であり問題が残される。
さらに、特公昭61-14611号公報に開示されている組成
物から得られる誘電体では、その誘電率の温度変化率
が、20℃の容量値を基準としたときに、−25℃〜＋85℃
の範囲では±10％以内であるが、＋85℃を超える高温で
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という欠点があっ
た。
物から得られる誘電体では、その誘電率の温度変化率
が、20℃の容量値を基準としたときに、−25℃〜＋85℃
の範囲では±10％以内であるが、＋85℃を超える高温で
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という欠点があっ
た。
それゆえに、この発明の主たる目的は、低酸素分圧下
であっても組織が半導体化せず焼成可能であり、かつ誘
電率が3000以上、絶縁抵抗値の対数値（logIR）が12.0
以上、さらに誘電率の温度特性が25℃の容量値を基準と
したときに、−55℃〜125℃の広い範囲にわたって±15
％以内を満足する誘電体を得ることができる、非還元性
誘電体磁器組成物を提供することである。
であっても組織が半導体化せず焼成可能であり、かつ誘
電率が3000以上、絶縁抵抗値の対数値（logIR）が12.0
以上、さらに誘電率の温度特性が25℃の容量値を基準と
したときに、−55℃〜125℃の広い範囲にわたって±15
％以内を満足する誘電体を得ることができる、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、不純物として含まれるアルカリ金属酸化
物の含有量が0.04重量％以下のBaTiO3と、Tb2O3,Dy2O3,
Ho2O3,Er2O3の中から選ばれた少なくとも１種の希土類
酸化物（Re2O3）およびCo2O3とを主成分とし、その配合
比は、BaTiO3が88.0〜99.4モル％、Re2O3が0.3〜6.0モ
ル％、およびCo2O3が0.3〜6.0モル％であり、主成分100
モル％に対して、副成分として、BaOを0.2〜4.0モル
％、およびMnOを02〜3.0モル％含有し、主成分および副
成分を100重量部としたときに、BaO−SrO−Li2O−SiO2
を主成分とする酸化物ガラスを0.5〜2.5重量部含有す
る、非還元性誘電体磁器組成物である。
物の含有量が0.04重量％以下のBaTiO3と、Tb2O3,Dy2O3,
Ho2O3,Er2O3の中から選ばれた少なくとも１種の希土類
酸化物（Re2O3）およびCo2O3とを主成分とし、その配合
比は、BaTiO3が88.0〜99.4モル％、Re2O3が0.3〜6.0モ
ル％、およびCo2O3が0.3〜6.0モル％であり、主成分100
モル％に対して、副成分として、BaOを0.2〜4.0モル
％、およびMnOを02〜3.0モル％含有し、主成分および副
成分を100重量部としたときに、BaO−SrO−Li2O−SiO2
を主成分とする酸化物ガラスを0.5〜2.5重量部含有す
る、非還元性誘電体磁器組成物である。
なお、主成分100モル％に対して、副成分として、さ
らにY2O3を３モル％以下含有してもよい。
らにY2O3を３モル％以下含有してもよい。
この発明において、主成分および副成分の組成範囲を
上記のように限定した理由について以下に説明する。
上記のように限定した理由について以下に説明する。
まず、主成分の組成範囲の限定理由について述べる。
BaTiO3の構成比率を88.0〜99.4モル％とするのは、そ
の構成比率が88.0モル％未満の場合には、希土類酸化物
およびCo2O3の構成比率が多くなるため、絶縁抵抗値お
よび誘電率の低下が生じ、逆に99.4モル％を超えれば、
希土類酸化物およびCo2O3の添加の効果がなく、高温部
（キュリー点付近）の容量温度変化率が大きく正側には
ずれるからである。また、BaTiO3中のアルカリ金属酸化
物含有量を0.04重量％以下としたのは、これを超えて含
有すると誘電率の低下が生じるからである。
の構成比率が88.0モル％未満の場合には、希土類酸化物
およびCo2O3の構成比率が多くなるため、絶縁抵抗値お
よび誘電率の低下が生じ、逆に99.4モル％を超えれば、
希土類酸化物およびCo2O3の添加の効果がなく、高温部
（キュリー点付近）の容量温度変化率が大きく正側には
ずれるからである。また、BaTiO3中のアルカリ金属酸化
物含有量を0.04重量％以下としたのは、これを超えて含
有すると誘電率の低下が生じるからである。
次に、副成分の組成範囲の限定理由について述べる。
BaOは、主成分のBaとTiとのモル比を補正するために
添加されるが、その添加量を0.2〜4.0モル％とするの
は、0.2モル％未満の添加量であれば、雰囲気焼成中に
組織が半導体化し、絶縁抵抗値の著しい低下が生じるか
らであり、逆に4.0モル％を超える添加量になると、焼
結性が低下するからである。
添加されるが、その添加量を0.2〜4.0モル％とするの
は、0.2モル％未満の添加量であれば、雰囲気焼成中に
組織が半導体化し、絶縁抵抗値の著しい低下が生じるか
らであり、逆に4.0モル％を超える添加量になると、焼
結性が低下するからである。
MnOは、還元防止のために添加されるが、その添加量
を0.2〜3.0モル％とするのは、0.2モル％未満の添加量
であれば、組織の耐還元性向上に効果がなくなり、絶縁
抵抗値の著しい低下をまねくからであり、3.0モル％を
超えて添加すると、絶縁抵抗値、特に高温における抵抗
値の低下が生じるからである。
を0.2〜3.0モル％とするのは、0.2モル％未満の添加量
であれば、組織の耐還元性向上に効果がなくなり、絶縁
抵抗値の著しい低下をまねくからであり、3.0モル％を
超えて添加すると、絶縁抵抗値、特に高温における抵抗
値の低下が生じるからである。
BaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化物ガラス
は、焼結助剤として添加されるが、その添加量を0.5〜
2.5重量部とするのは、0.5重量部未満の添加量であれ
ば、焼結温度の低下および耐還元性向上に効果がなく、
2.5重量部を超えて添加すると、誘電率の低下が生じる
からである。
は、焼結助剤として添加されるが、その添加量を0.5〜
2.5重量部とするのは、0.5重量部未満の添加量であれ
ば、焼結温度の低下および耐還元性向上に効果がなく、
2.5重量部を超えて添加すると、誘電率の低下が生じる
からである。
なお、Y2O3は、誘電率の温度特性をよりフラットに改
善するために必要に応じて添加されるが、その添加量を
3.0モル％以下としたのは、これを超えて添加すると焼
結性が著しく劣るからである。
善するために必要に応じて添加されるが、その添加量を
3.0モル％以下としたのは、これを超えて添加すると焼
結性が著しく劣るからである。
（発明の効果） この発明によれば、中性、または還元雰囲気におい
て、1260〜1300℃の温度で焼成しても組織が還元されて
半導体化することなく、対数値（logIR）で12.0以上の
高い絶縁抵抗値を示すととともに、3000以上の高誘電率
を有し、かつ容量の温度変化率もEIAに規定されているX
7R特性を満足する誘電体を得ることができる、非還元性
誘電体磁器組成物を得ることができる。
て、1260〜1300℃の温度で焼成しても組織が還元されて
半導体化することなく、対数値（logIR）で12.0以上の
高い絶縁抵抗値を示すととともに、3000以上の高誘電率
を有し、かつ容量の温度変化率もEIAに規定されているX
7R特性を満足する誘電体を得ることができる、非還元性
誘電体磁器組成物を得ることができる。
そして、この発明にかかる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、特性を落とすことな
く大幅なコストダウンを行うことが可能となる。
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、特性を落とすことな
く大幅なコストダウンを行うことが可能となる。
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、素原料として、不純物含有量の異なるBaTiO3,B
aとTiとのモル比を補正するためのBaCO3,希土類酸化物,
Co2O3,MnO,BaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化物
ガラスおよびY2O3を準備し、別表１に示した組成割合に
なるよう秤量し、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％添加した後、PSZボールを用い
たボールミルで十分に湿式混合粉砕して混合物を得た。
次に、混合物中の分散媒を蒸発、乾燥させた後、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。
aとTiとのモル比を補正するためのBaCO3,希土類酸化物,
Co2O3,MnO,BaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化物
ガラスおよびY2O3を準備し、別表１に示した組成割合に
なるよう秤量し、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％添加した後、PSZボールを用い
たボールミルで十分に湿式混合粉砕して混合物を得た。
次に、混合物中の分散媒を蒸発、乾燥させた後、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、400℃の空気中で３時間保持して脱バ
インダを行った後、H2/N2の体積比率が3/100の還元雰囲
気ガス気流中において、別表２に示した温度で２時間焼
成し、磁器を得た。
インダを行った後、H2/N2の体積比率が3/100の還元雰囲
気ガス気流中において、別表２に示した温度で２時間焼
成し、磁器を得た。
得られた磁器の両面に、Agペーストを塗布、焼き付け
ることにより、電極を形成してコンデンサとし、室温で
の誘電率ε、誘電損失tanδおよび絶縁抵抗値IRと、容
量の温度変化率TCCとを測定した。その結果を、表２に
示した。
ることにより、電極を形成してコンデンサとし、室温で
の誘電率ε、誘電損失tanδおよび絶縁抵抗値IRと、容
量の温度変化率TCCとを測定した。その結果を、表２に
示した。
なお、表２には、誘電率および誘電損失については、
温度25℃、周波数1kHz、交流電圧1Vの条件で測定した結
果（ε25およびtanδ）について示し、絶縁抵抗値につ
いては、温度25℃、直流電圧500Vの条件で２分間前もっ
て充電したときの測定結果を対数値（logIR25）で示
し、さらに容量の温度変化率については、25℃の容量値
（C25）を基準としたときの−55℃および125℃における
それぞれの静電容量値の変化率（−55℃：ΔC-55/C25お
よび＋125℃：ΔC+125/C25）と、−55℃〜＋125℃の間
において容量温度変化率が最大である値の絶対値、いわ
ゆる最大変化率（Cmax:|ΔC/C25|max）とについて示し
た。
温度25℃、周波数1kHz、交流電圧1Vの条件で測定した結
果（ε25およびtanδ）について示し、絶縁抵抗値につ
いては、温度25℃、直流電圧500Vの条件で２分間前もっ
て充電したときの測定結果を対数値（logIR25）で示
し、さらに容量の温度変化率については、25℃の容量値
（C25）を基準としたときの−55℃および125℃における
それぞれの静電容量値の変化率（−55℃：ΔC-55/C25お
よび＋125℃：ΔC+125/C25）と、−55℃〜＋125℃の間
において容量温度変化率が最大である値の絶対値、いわ
ゆる最大変化率（Cmax:|ΔC/C25|max）とについて示し
た。
表２の結果より、この発明の範囲内の試料について
は、誘電率，誘電損失，絶縁抵抗値および容量の温度変
化率において優れた特性が得られることが明らかであ
る。
は、誘電率，誘電損失，絶縁抵抗値および容量の温度変
化率において優れた特性が得られることが明らかであ
る。
また、表２に示した結果は単板コンデンサにおいて得
られた結果であるが、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、上述の結果
とほぼ同等の結果が得られる。
られた結果であるが、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、上述の結果
とほぼ同等の結果が得られる。
Claims (2)
- 【請求項１】不純物として含まれるアルカリ金属酸化物
の含有量が0.04重量％以下のBaTiO3と、Tb2O3,Dy2O3,Ho
2O3,Er2O3の中から選ばれた少なくとも１種の希土類酸
化物（Re2O3）およびCo2O3とを主成分とし、その配合比
は、 BaTiO3が88.0〜99.4モル％、 Re2O3が0.3〜6.0モル％、および Co2O3が0.3〜6.0モル％ であり、 前記主成分100モル％に対して、副成分として、 BaOを0.2〜4.0モル％、および MnOを0.2〜3.0モル％ 含有し、さらに 前記主成分および前記副成分を100重量部としたとき
に、BaO−SrO−Li2O−SiO2を主成分とする酸化物ガラス
を0.5〜2.5重量部含有する、非還元性誘電体磁器組成
物。 - 【請求項２】さらに、前記主成分100モル％に対して、
副成分として、Y2O3を３モル％以下含有する、特許請求
の範囲第１項記載の非還元性誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2334974A JP2920693B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2334974A JP2920693B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206208A JPH04206208A (ja) | 1992-07-28 |
| JP2920693B2 true JP2920693B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=18283308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2334974A Expired - Lifetime JP2920693B2 (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2920693B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60335427D1 (de) | 2002-01-15 | 2011-02-03 | Tdk Corp | Dielektrische keramische Zusammensetzung und elektronische Vorrichtung |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2334974A patent/JP2920693B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04206208A (ja) | 1992-07-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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