JP3024768B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JP3024768B2 JP3024768B2 JP1274152A JP27415289A JP3024768B2 JP 3024768 B2 JP3024768 B2 JP 3024768B2 JP 1274152 A JP1274152 A JP 1274152A JP 27415289 A JP27415289 A JP 27415289A JP 3024768 B2 JP3024768 B2 JP 3024768B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は誘電率，絶縁抵抗，絶縁破壊電圧が高く、良
好度Ｑを大幅に改善し、静電容量温度係数が小さく、か
つ密度のより大きな誘電体磁器を得ることができる誘電
体磁器組成物に関するものである。
好度Ｑを大幅に改善し、静電容量温度係数が小さく、か
つ密度のより大きな誘電体磁器を得ることができる誘電
体磁器組成物に関するものである。
従来の技術 従来から、誘電率，絶縁抵抗が高く、良好度Ｑに優
れ、静電容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物として
下記のような系が知られている。
れ、静電容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物として
下記のような系が知られている。
・BaO−TiO2−Nd2O3系 ・BaO−TiO2−Sm2O3系 発明が解決しようとする課題 しかし、これらの組成は、例えば0.09BaO−0.55TiO2
−0.36NdO3/2の組成比からなる誘電体材料を使用し、円
板形磁器コンデンサを作製すると、絶縁抵抗の平均値:
8.0×1012Ω，絶縁破壊強度の平均値:30kv/mmであり、
満足のできる値ではない。また、この誘電体磁器の密度
は、5.6g/cm3であるが、一般に長さ（Ｌ）3.2×幅
（Ｗ）1.6mm以下の積層セラミックコンデンサのリフロ
ーはんだ付け、特にベーパーリフローはんだ付けではチ
ップ立ち（通常、ツームストーン現象、マンハッタン現
象と呼ばれている。）が発生しやすく、このチップ立ち
を防ぐため、誘電体磁器の密度をより大きくしなければ
ならないという課題があった。
−0.36NdO3/2の組成比からなる誘電体材料を使用し、円
板形磁器コンデンサを作製すると、絶縁抵抗の平均値:
8.0×1012Ω，絶縁破壊強度の平均値:30kv/mmであり、
満足のできる値ではない。また、この誘電体磁器の密度
は、5.6g/cm3であるが、一般に長さ（Ｌ）3.2×幅
（Ｗ）1.6mm以下の積層セラミックコンデンサのリフロ
ーはんだ付け、特にベーパーリフローはんだ付けではチ
ップ立ち（通常、ツームストーン現象、マンハッタン現
象と呼ばれている。）が発生しやすく、このチップ立ち
を防ぐため、誘電体磁器の密度をより大きくしなければ
ならないという課題があった。
そこで本発明は、積層セラミックコンデンサを作製し
た場合、小型化、大容量化および特性向上ができ、かつ
リフローはんだ付けの際のいわゆるチップ立ちと呼ばれ
る実装不良の発生を防止することができる誘電体磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
た場合、小型化、大容量化および特性向上ができ、かつ
リフローはんだ付けの際のいわゆるチップ立ちと呼ばれ
る実装不良の発生を防止することができる誘電体磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明の誘電体磁器組成物
は、一般式 xBaO−ｙ［（TiO2）(1-m)（SnO2）ｍ］−ｚ（Re(1-n)Men）Ｏ3/2 と表した時（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00、0.01≦ｍ≦0.
20、0.01≦ｎ≦0.20、Reは、La,Pr,Nd,Smから選ばれる
一種類以上の希土類元素。MeはLa,Pr,Nd,Smを除く希土
類元素から選ばれる一種類以上の希土類元素。）、x,y,
zが以下の表に示す各点a,b,c,d,e,fで囲まれるモル比の
範囲からなる主成分100重量部に対し、副成分としてV2O
5を0.005〜1.000重量部含有したことを特徴とするもの
である。
は、一般式 xBaO−ｙ［（TiO2）(1-m)（SnO2）ｍ］−ｚ（Re(1-n)Men）Ｏ3/2 と表した時（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00、0.01≦ｍ≦0.
20、0.01≦ｎ≦0.20、Reは、La,Pr,Nd,Smから選ばれる
一種類以上の希土類元素。MeはLa,Pr,Nd,Smを除く希土
類元素から選ばれる一種類以上の希土類元素。）、x,y,
zが以下の表に示す各点a,b,c,d,e,fで囲まれるモル比の
範囲からなる主成分100重量部に対し、副成分としてV2O
5を0.005〜1.000重量部含有したことを特徴とするもの
である。
作用 第１図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を
示す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した理由を
第１図を参照しながら説明する。すなわち、Ａ領域では
焼結が著しく困難である。また、Ｂ領域では良好度Ｑが
低下し実用的でなくなる。さらに、C,D領域では静電容
量温度係数がマイナス側に大きくすぎて実用的でなくな
る。そして、Ｅ領域では静電容量温度係数がプラス方向
に移行するが、誘電率が小さく実用的でなくなる。ま
た、ReをLa,Pr,Nd,Smから選ぶことにより、La,Pr,Nd,Sm
の順で誘電率を大きく下げることなく、静電容量温度係
数をプラス方向に移行することが可能であり、La,Pr,N
d,Smの１種あるいはそれらの組合せにより静電容量温度
係数の調節が可能である。
示す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した理由を
第１図を参照しながら説明する。すなわち、Ａ領域では
焼結が著しく困難である。また、Ｂ領域では良好度Ｑが
低下し実用的でなくなる。さらに、C,D領域では静電容
量温度係数がマイナス側に大きくすぎて実用的でなくな
る。そして、Ｅ領域では静電容量温度係数がプラス方向
に移行するが、誘電率が小さく実用的でなくなる。ま
た、ReをLa,Pr,Nd,Smから選ぶことにより、La,Pr,Nd,Sm
の順で誘電率を大きく下げることなく、静電容量温度係
数をプラス方向に移行することが可能であり、La,Pr,N
d,Smの１種あるいはそれらの組合せにより静電容量温度
係数の調節が可能である。
さらに、La,Pr,Nd,Smから選ばれる一種以上の希土類
元素の一部を、La,Pr,Nd,Smを除く希土類元素から選ば
れる一種以上の希土類元素で置換することにより、良好
度Ｑを大幅に改善する効果を有しているが、その置換量
が0.01未満では置換効果はなく、一方、0.20を越えると
誘電率が低下し実用的でなくなる。
元素の一部を、La,Pr,Nd,Smを除く希土類元素から選ば
れる一種以上の希土類元素で置換することにより、良好
度Ｑを大幅に改善する効果を有しているが、その置換量
が0.01未満では置換効果はなく、一方、0.20を越えると
誘電率が低下し実用的でなくなる。
また、TiO2をSnO2で置換することにより、誘電率，良
好度Q,静電容量温度係数，絶縁抵抗，絶縁破壊強度の値
を大きく変えることなく、誘電体磁器の密度を大きくす
る効果を有しているが、その置換率ｍが0.01未満では置
換効果はなく、一方0.20を越えると誘電率，良好度Ｑが
低下し、静電容量温度係数もマイナス側に大きくなりす
ぎ実用的でなくなる。
好度Q,静電容量温度係数，絶縁抵抗，絶縁破壊強度の値
を大きく変えることなく、誘電体磁器の密度を大きくす
る効果を有しているが、その置換率ｍが0.01未満では置
換効果はなく、一方0.20を越えると誘電率，良好度Ｑが
低下し、静電容量温度係数もマイナス側に大きくなりす
ぎ実用的でなくなる。
また、主成分に対し、副成分としてのV2O5を含有する
ことにより、絶縁抵抗，絶縁破壊強度が向上する効果を
有しているが、V2O5の含有量が主成分100重量部に対
し、0.005重量部未満はそれほど絶縁破壊強度が大きく
なく、この発明の範囲から除外した。一方、V2O5の含有
量が主成分に対し、1.000重量部を越えると良好度Q,絶
縁抵抗が低下し、実用的でなくなるため、同じく発明の
範囲外とした。
ことにより、絶縁抵抗，絶縁破壊強度が向上する効果を
有しているが、V2O5の含有量が主成分100重量部に対
し、0.005重量部未満はそれほど絶縁破壊強度が大きく
なく、この発明の範囲から除外した。一方、V2O5の含有
量が主成分に対し、1.000重量部を越えると良好度Q,絶
縁抵抗が低下し、実用的でなくなるため、同じく発明の
範囲外とした。
従ってこの誘電体磁器組成物を用いて積層セラミック
コンデンサを製造した場合、小型化、大容量化および特
性向上ができ、かつリフローはんだ付けの際のいわゆる
チップ立ちと呼ばれる実装不良の発生を防止することが
できる。
コンデンサを製造した場合、小型化、大容量化および特
性向上ができ、かつリフローはんだ付けの際のいわゆる
チップ立ちと呼ばれる実装不良の発生を防止することが
できる。
実施例 以下に、本発明を具体的実施例により説明する。
（実施例１） まず、出発原料に化学的には高純度のBaCO3,TiO2,SnO
2,La2O3,Pr6O11,CeO2,Gd2O3,Dy2O3,Nd2O3,Sm2O3およびV
2O5粉末を下記の第１表に示す組成比になるように秤量
し、めのうボールを備えたゴム内張りのボールミルに純
水とともに入れ、湿式混合後、脱水乾燥した。この乾燥
粉末を高アルミナ質のルツボに入れ、空気中で1100℃に
て２時間仮焼した。この仮焼粉末を、めのうボールを備
えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入れ、湿式
粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉末に、有機バインダ
ーを加え、均質とした後、32メッシュのふるいを通して
整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1ton/cm2で
直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次いで、成形円板を
ジルコニア粉末を敷いたアルミナ質のサヤに入れ、空気
中にて下記の第１表に示す温度で２時間焼成し、第１表
に示す組成比の誘電体磁器を得た。
2,La2O3,Pr6O11,CeO2,Gd2O3,Dy2O3,Nd2O3,Sm2O3およびV
2O5粉末を下記の第１表に示す組成比になるように秤量
し、めのうボールを備えたゴム内張りのボールミルに純
水とともに入れ、湿式混合後、脱水乾燥した。この乾燥
粉末を高アルミナ質のルツボに入れ、空気中で1100℃に
て２時間仮焼した。この仮焼粉末を、めのうボールを備
えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入れ、湿式
粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉末に、有機バインダ
ーを加え、均質とした後、32メッシュのふるいを通して
整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1ton/cm2で
直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次いで、成形円板を
ジルコニア粉末を敷いたアルミナ質のサヤに入れ、空気
中にて下記の第１表に示す温度で２時間焼成し、第１表
に示す組成比の誘電体磁器を得た。
このようにして得られた誘電体磁器円板は、厚みと直
径と重量を測定し、重量を厚みと直径より算出した体積
で除算し、誘電体磁器の密度とした。
径と重量を測定し、重量を厚みと直径より算出した体積
で除算し、誘電体磁器の密度とした。
また、誘電率，良好度Q,静電容量温度係数測定用試料
は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け、絶
縁抵抗，絶縁破壊強度測定用試料は、誘電体磁器円板の
外周より内側に1mmの幅で銀電極のない部分を設け、銀
電極を焼き付けた。そして、誘電率，良好度Q,静電容量
温度係数は、横河ヒューレット・パッカード（株）製デ
ジタルLCRメータのモデル4275Aを使用し、測定温度20
℃，測定温度1.0Vrms,測定周波数1MHzでの測定より求め
た。なお、静電容量温度係数は、20℃と85℃の静電容量
を測定し、次式により求めた。
は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け、絶
縁抵抗，絶縁破壊強度測定用試料は、誘電体磁器円板の
外周より内側に1mmの幅で銀電極のない部分を設け、銀
電極を焼き付けた。そして、誘電率，良好度Q,静電容量
温度係数は、横河ヒューレット・パッカード（株）製デ
ジタルLCRメータのモデル4275Aを使用し、測定温度20
℃，測定温度1.0Vrms,測定周波数1MHzでの測定より求め
た。なお、静電容量温度係数は、20℃と85℃の静電容量
を測定し、次式により求めた。
TC＝（Ｃ−Co）/Co×1/65×106 TC:静電容量温度係数（ppm/℃） Co:20℃での静電容量（pF） C :85℃での静電容量（pF） また、誘電率は次式より求めた。
Ｋ＝143.8×Co×t/D2 K:誘電率 Co:20℃での静電容量（pF） D:誘電体磁器の直径（mm） t:誘電体磁器の厚み（mm） さらに、絶縁抵抗は、横河ヒューレット・パッカード
（株）製HRメータのモデル4329Aを使用し、測定電圧50
V.D.C.、測定時間１分間による測定より求めた。
（株）製HRメータのモデル4329Aを使用し、測定電圧50
V.D.C.、測定時間１分間による測定より求めた。
そして、絶縁破壊強度は、菊水電子工業（株）製高電
圧電源PHS35K−３形を使用し、試料をシリコンオイル中
に入れ、昇圧速度50V/secにより求めた絶縁破壊電圧を
誘電体厚みで除算し、1mm当たりの絶縁破壊強度とし
た。
圧電源PHS35K−３形を使用し、試料をシリコンオイル中
に入れ、昇圧速度50V/secにより求めた絶縁破壊電圧を
誘電体厚みで除算し、1mm当たりの絶縁破壊強度とし
た。
試験条件を第１表に併せて示し、試験結果を下記の第
２表に示す。
２表に示す。
なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Ba
CO3,TiO2,SnO2,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,CeO2,Gd2O3,
Dy2O3およびV2O5を使用したが、この方法に限定される
ものではなく、所望の組成比になるようにBaTiO3などの
化合物、あるいは炭酸塩，水酸化物など、空気中での加
熱により、BaO,TiO2,SnO2,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,C
eO2,Gd2O3,Dy2O3およびV2O5となる化合物を使用しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。
CO3,TiO2,SnO2,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,CeO2,Gd2O3,
Dy2O3およびV2O5を使用したが、この方法に限定される
ものではなく、所望の組成比になるようにBaTiO3などの
化合物、あるいは炭酸塩，水酸化物など、空気中での加
熱により、BaO,TiO2,SnO2,La2O3,Pr6O11,Nd2O3,Sm2O3,C
eO2,Gd2O3,Dy2O3およびV2O5となる化合物を使用しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。
また、主成分をあらかじめ仮焼し、副成分を添加して
も実施例と同程度の特性を得ることができる。
も実施例と同程度の特性を得ることができる。
また上述の基本組成のほかにSiO2,MnO2,Fe2O3,ZnOな
ど一般にフラックスと考えられている塩類，酸化物など
を、特性を損なわない範囲で加えることもできる。
ど一般にフラックスと考えられている塩類，酸化物など
を、特性を損なわない範囲で加えることもできる。
発明の効果 以上、本発明の誘電体磁器組成物は誘電率、絶縁抵
抗、絶縁破壊電圧が高く、良好度Ｑを大幅に改善し、静
電容量温度係数が小さいので、積層セラミックコンデン
サの小型化、大容量化および特性向上ができる。またこ
の誘電体磁器組成物は密度が高いため、この誘電体磁器
組成物を用いて作製した積層セラミックコンデンサは、
リフローはんだ付けの際のいわゆるチップ立ちと呼ばれ
る実装不良の発生を防止することができ、実装性にも優
れたものとなる。
抗、絶縁破壊電圧が高く、良好度Ｑを大幅に改善し、静
電容量温度係数が小さいので、積層セラミックコンデン
サの小型化、大容量化および特性向上ができる。またこ
の誘電体磁器組成物は密度が高いため、この誘電体磁器
組成物を用いて作製した積層セラミックコンデンサは、
リフローはんだ付けの際のいわゆるチップ立ちと呼ばれ
る実装不良の発生を防止することができ、実装性にも優
れたものとなる。
第１図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を説
明する三元図である。
明する三元図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−243207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−243208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−230207（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−140505（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−250905（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】一般式xBaO−ｙ［（TiO2）(1-m)（SnO2）
ｍ］−ｚ（Re(1-n)Men）Ｏ3/2と表した時（ただし、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝1.00、0.01≦ｍ≦0.20、0.01≦ｎ≦0.20、Re
は、La,Pr,Nd,Smから選ばれる一種以上の希土類元素、M
eはLa,Pr,Nd,Smを除く希土類元素から選ばれる一種以上
の希土類元素。）、x,y,zが以下の表に示す各点a,b,c,
d,e,fで囲まれるモル比の範囲からなる主成分100重量部
に対し、副成分としてV2O5を0.005〜1.000重量部含有し
たことを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274152A JP3024768B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1274152A JP3024768B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134910A JPH03134910A (ja) | 1991-06-07 |
| JP3024768B2 true JP3024768B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=17537753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1274152A Expired - Fee Related JP3024768B2 (ja) | 1989-10-20 | 1989-10-20 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024768B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-20 JP JP1274152A patent/JP3024768B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03134910A (ja) | 1991-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |