JP3120500B2 - 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
成物に関し、特にたとえば、ニッケルなどの卑金属を内
部電極材料とする積層コンデンサなどの誘電体材料とし
て用いられる、非還元性誘電体磁器組成物に関する。
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
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Pd,Ptな
どの貴金属を用いなければならなかった。これは、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。
たとえばNiなどの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て、従来の条件で焼成する
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た。
これらの条件をみたす誘電体磁器材料として、たとえば
特開昭62−256422号のBaTiO3 −CaZr
O3 −MnO−MgO系の組成や、特公昭61−146
11号のBaTiO3 −(Mg,Zn,Sr,Ca)O
−B2 O3 −SiO2 系の組成が提案されてきた。
62−256422号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C
aTiO3 がMnなどとともに二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っ
た。
れている組成物は、得られる誘電体の誘電率が2000
〜2800であり、Pd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である3000〜3500
と比較すると劣っていた。したがって、この組成物をコ
ストダウンのために、そのまま従来の材料と置き換える
のは、コンデンサの小型大容量化という点で不利であ
り、問題が残されていた。
(TCC)は、20℃の容量値を基準として、−25℃
から+85℃の温度範囲では±10%であるが、+85
℃を超える高温では、10%を大きく超えてしまい、E
IA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。
電率が3000以上、絶縁抵抗がlogIRで11.0
以上であり、さらに誘電率の温度特性が、25℃の容量
値を基準として、−55℃〜125℃の広い範囲にわた
って±15%の範囲内にあることを満足し、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る、非
還元性誘電体磁器組成物を提供することである。
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、Tb2 O3 ,Dy2 O3 ,H
o2 O3 ,Er2 O3 の中から選ばれる少なくとも1種
類の希土類酸化物(Re2 O3 )と、Co2 O3 との配
合比が、BaTiO3 88.0〜99.4モル%と、
Re2 O3 0.3〜6.0モル%と、Co2 O3
0.3〜6.0モル%との範囲内にある主成分100モ
ル%に対し、副成分として、BaO 0.2〜4.0モ
ル%と、MnO 0.2〜3.0モル%と、SiO2
0.2〜5.0モル%とを含有する、非還元性誘電体磁
器組成物である。さらに、上記組成物に、副成分とし
て、Y2 O3 を3.0モル%以下含有してもよい。
成物は、中性または還元性の雰囲気において1260〜
1300℃の温度で焼成しても、組織が還元されて半導
体化することがない。さらに、この非還元性誘電体磁器
組成物によって得られる磁器は、logIRで11.0
以上の高い絶縁抵抗値を示すとともに、3000以上の
高誘電率を示し、容量温度変化率もEIAに規定されて
いるX7R特性を満足する。
電体磁器組成物を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、内部電極材料としてNiなどで代表
される卑金属材料を用いることができる。そのため、従
来のPdなどの貴金属を用いたものに比べて、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。
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。
カリ金属酸化物の含有量が異なるBaTiO3 ,Ba/
Tiモル比補正のためのBaCO3 ,希土類酸化物,C
o2 O3 ,MnO,SiO2 ,Y2 O3 を準備した。こ
れらの原料を表1に示す組成割合となるように秤量し
て、秤量物を得た。なお、試料番号1〜29について
は、アルカリ金属酸化物の含有量が0.03重量%のB
aTiO3 を使用し、試料番号30については、アルカ
リ金属酸化物の含有量が0.05重量%のBaTiO3
を使用し、試料番号31については、アルカリ金属酸化
物の含有量が0.07重量%のBaTiO3 を使用し
た。
5重量%添加した後、PSZボールを用いたボールミル
で十分に湿式混合した。次に、この混合物中の分散媒を
蒸発、乾燥した後、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。
を、空気中において400℃で3時間保持の条件で脱バ
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、表2に示す温度で2
時間焼成し、磁器を得た。
して、焼き付けることにより、銀電極を形成してコンデ
ンサとした。そして、このコンデンサの室温における誘
電率ε,誘電損失tanδ,絶縁抵抗値(logIR)
および容量の温度変化率(TCC)を測定した。その結
果を表2に示す。
ては、温度25℃、周波数1kHz、交流電圧1Vの条
件で測定した。また、絶縁抵抗値については、温度25
℃において直流電圧500Vを2分間印加して測定し、
その結果を対数値(logIR)で示す。さらに、温度
変化率(TCC)については、25℃の容量値を基準と
した時の−55℃,125℃における変化率(ΔC-55
/C25,ΔC+125/C25)および−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(|ΔC/C25|max )につい
て示す。
囲を上述のように限定する理由は次の通りである。
明する。主成分であるBaTiO3 の構成比率を88.
0〜99.4モル%とするのは、構成比率が88.0モ
ル%未満の場合には、希土類元素およびCo2 O3 の構
成比率が多くなるため、試料番号5に示すように、絶縁
抵抗値および誘電率の低下が生じ好ましくない。また、
BaTiO3 の構成比率が99.4モル%を超える場合
には、希土類元素およびCo2 O3 の添加の効果がな
く、試料番号3に示すように、高温部(キュリー点付
近)の容量温度変化率が大きく(+)側にはずれて好ま
しくない。さらに、BaTiO3 中のアルカリ金属酸化
物含有量を0.04%以下とするのは、0.04%を超
えると、試料番号30および31に示すように、誘電率
の低下が生じ、実用的でなくなり好ましくない。
明する。BaO添加量を0.2〜4.0モル%とするの
は、添加量が0.2モル%未満の場合には、試料番号1
1に示すように、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をまねくので好ましくない。ま
た、添加量が4.0モル%を超える場合には、試料番号
14に示すように、焼結性が低下するので好ましくな
い。
%とするのは、添加量が0.2モル%未満の場合には、
試料番号19に示すように、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ので好ま
しくない。また、添加量が3.0モル%を超える場合に
は、試料番号17に示すように、絶縁抵抗値の低下が生
じるので好ましくない。
するのは、添加量が0.2モル%未満の場合には、試料
番号21に示すように、焼結温度の低下に効果がないの
で好ましくない。また、添加量が5.0モル%を超える
場合には、試料番号25に示すように、誘電率の低下が
生じるため好ましくない。
以下とするのは、添加量が3.0モル%ょ超えると、試
料番号29に示すように、焼結性が著しく低下するため
好ましくない。
誘電体磁器組成物は、中性または還元性の雰囲気におい
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がない。さらに、この非還元
性誘電体磁器組成物によって得られる磁器は、logI
Rで11.0以上の高い絶縁抵抗値を示すとともに、3
000以上の高誘電率を示し、容量温度変化率もEIA
に規定されているX7R特性を満足する。
デンサにおいて得られたデータであるが、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、今回のデータとほぼ同等の結果が得られる。し
たがって、この発明にかかる非還元性誘電体磁器組成物
を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、内部電極材料としてNiなどで代表される卑金属材
料を用いることができる。そのため、従来のPdなどの
貴金属を用いたものに比べて、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。
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、T
b2 O3 ,Dy2 O3 ,Ho2 O3 ,Er2 O3 の中か
ら選ばれる少なくとも1種類の希土類酸化物(Re2 O
3 )と、Co2 O3 との配合比が、 BaTiO3 88.0〜99.4モル%、 Re2 O3 0.3〜6.0モル%、および Co2 O3 0.3〜6.0モル% の範囲内にある主成分100モル%に対し、 副成分として、 BaO 0.2〜4.0モル%、 MnO 0.2〜3.0モル%、および SiO2 0.2〜5.0モル% を含有する、非還元性誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】 さらに、副成分として、Y2 O3 を3.
0モル%以下含有する、請求項1に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 |
---|---|---|---|
JP03289093A JP3120500B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03289093A JP3120500B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0597509A JPH0597509A (ja) | 1993-04-20 |
JP3120500B2 true JP3120500B2 (ja) | 2000-12-25 |
Family
ID=17738715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03289093A Expired - Lifetime JP3120500B2 (ja) | 1991-10-07 | 1991-10-07 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3120500B2 (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5153288B2 (ja) * | 2002-01-15 | 2013-02-27 | Tdk株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
DE60335427D1 (de) | 2002-01-15 | 2011-02-03 | Tdk Corp | Dielektrische keramische Zusammensetzung und elektronische Vorrichtung |
-
1991
- 1991-10-07 JP JP03289093A patent/JP3120500B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0597509A (ja) | 1993-04-20 |
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