JP3180969B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JP3180969B2 JP3180969B2 JP01483892A JP1483892A JP3180969B2 JP 3180969 B2 JP3180969 B2 JP 3180969B2 JP 01483892 A JP01483892 A JP 01483892A JP 1483892 A JP1483892 A JP 1483892A JP 3180969 B2 JP3180969 B2 JP 3180969B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックコンデンサ
ー等に好適に用いられる高誘電体磁器組成物に関する。
ー等に好適に用いられる高誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、高誘電率を持った磁器誘電体
として、チタン酸バリウム(BaTiO3 )を主成分と
する磁器組成物が用いられている。また、このような誘
電体磁器組成物において、その誘電率は温度によって変
化し、一般に誘電率を高くするほど、その温度特性が悪
くなる傾向がある。特に、上記チタン酸バリウムを主成
分とする磁器組成物は常温付近での誘電率の温度特性が
大きいという問題点があった。
として、チタン酸バリウム(BaTiO3 )を主成分と
する磁器組成物が用いられている。また、このような誘
電体磁器組成物において、その誘電率は温度によって変
化し、一般に誘電率を高くするほど、その温度特性が悪
くなる傾向がある。特に、上記チタン酸バリウムを主成
分とする磁器組成物は常温付近での誘電率の温度特性が
大きいという問題点があった。
【0003】そこで、上記チタン酸バリウムを主成分と
する磁器組成物において、種々の添加物を加えることに
よって、その誘電率の温度特性を小さくすることが行わ
れていた。例えば、特公昭61−34207号公報に示
すように、主成分であるBaTiO3 にCaTiO3 、
Ta2 O5 、Gd2 O3 を添加したり、あるいは特公平
3−17326号公報に示すように、主成分であるBa
TiO3 にCaTiO3 、Nb2 O5 、Co2 O3 、M
nO2 を添加することによって誘電率の温度特性を改善
した誘電体磁器組成物が開発されている。
する磁器組成物において、種々の添加物を加えることに
よって、その誘電率の温度特性を小さくすることが行わ
れていた。例えば、特公昭61−34207号公報に示
すように、主成分であるBaTiO3 にCaTiO3 、
Ta2 O5 、Gd2 O3 を添加したり、あるいは特公平
3−17326号公報に示すように、主成分であるBa
TiO3 にCaTiO3 、Nb2 O5 、Co2 O3 、M
nO2 を添加することによって誘電率の温度特性を改善
した誘電体磁器組成物が開発されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のチタ
ン酸バリウム系誘電体磁器組成物は、曲げ強度が15k
g/mm2 以下と、アルミナセラミックス(曲げ強度3
0kg/mm2 以上)などに比べて極めて低く、高い強
度を必要とする用途には用いられないという問題点があ
った。
ン酸バリウム系誘電体磁器組成物は、曲げ強度が15k
g/mm2 以下と、アルミナセラミックス(曲げ強度3
0kg/mm2 以上)などに比べて極めて低く、高い強
度を必要とする用途には用いられないという問題点があ
った。
【0005】例えば、上記誘電体磁器を用いてコンデン
サーを内蔵させたチップレゾネータを形成することがで
きるが、このチップレゾネータをガラスエポキシ、紙フ
ェノール、金属などの基板上に表面実装を行った場合
に、この基板に生じるたわみによって、表面実装された
誘電体磁器が割れてしまうという問題が生じていた。こ
のように、近年、誘電率は比較的低くても、高い強度を
必要とする誘電体磁器が求められているが、このような
要求を満たすものは得られていなかった。
サーを内蔵させたチップレゾネータを形成することがで
きるが、このチップレゾネータをガラスエポキシ、紙フ
ェノール、金属などの基板上に表面実装を行った場合
に、この基板に生じるたわみによって、表面実装された
誘電体磁器が割れてしまうという問題が生じていた。こ
のように、近年、誘電率は比較的低くても、高い強度を
必要とする誘電体磁器が求められているが、このような
要求を満たすものは得られていなかった。
【0006】そこで本発明は、例えば5mm厚みの鉄基
板上に実装した場合、幅90mmで変位量5mmのたわ
みを生じても割れが生じないような、優れた曲げ強度を
有する誘電体磁器組成物を得ることを目的とする。
板上に実装した場合、幅90mmで変位量5mmのたわ
みを生じても割れが生じないような、優れた曲げ強度を
有する誘電体磁器組成物を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】 本発明は、BaO−Ti
O2 およびCaO−SrO−TiO2 の系からなる基本
組成において、各成分の組成比をTiO2 46〜53重
量%、BaO 13〜33重量%、CaO 18〜28
重量%、SrO 3〜6重量%とするとともに、これら
の主成分100重量%に対し、副成分としてNb2 O5
0.2〜0.5重量%、ZnO 0.1〜0.4重量
%、La2 O3 0.2〜1重量%、Al2O3 とSiO
2 の合計0.05〜0.1重量%を添加して誘電体磁器
組成物を構成したものである。
O2 およびCaO−SrO−TiO2 の系からなる基本
組成において、各成分の組成比をTiO2 46〜53重
量%、BaO 13〜33重量%、CaO 18〜28
重量%、SrO 3〜6重量%とするとともに、これら
の主成分100重量%に対し、副成分としてNb2 O5
0.2〜0.5重量%、ZnO 0.1〜0.4重量
%、La2 O3 0.2〜1重量%、Al2O3 とSiO
2 の合計0.05〜0.1重量%を添加して誘電体磁器
組成物を構成したものである。
【0008】 なお、主成分であるBaO−TiO2 およ
びCaO−SrO−TiO2 系の各成分の組成比が上記
範囲外になると、誘電率が低くなったり、あるいは曲げ
強度が20kg/mm2 以下と低くなってしまうため、
主成分であるTiO2 、BaO、CaO、SrOは上記
組成範囲内としたものが良い。
びCaO−SrO−TiO2 系の各成分の組成比が上記
範囲外になると、誘電率が低くなったり、あるいは曲げ
強度が20kg/mm2 以下と低くなってしまうため、
主成分であるTiO2 、BaO、CaO、SrOは上記
組成範囲内としたものが良い。
【0009】また、副成分として添加するNb2 O5 は
誘電率の温度特性を安定化させるためのものであり、そ
の添加量が0.2重量%未満であると焼結性が悪くな
り、一方0.5重量%を超えると誘電率が低下してしま
うため、0.2〜0.5重量%の範囲が良い。さらに、
ZnOは誘電率の温度特性を安定化させるためのもので
あり、その添加量が0.1重量%未満であると効果がな
く、一方0.4重量%を超えると逆に特性を劣化させて
しまうため、0.1〜0.4重量%の範囲が良い。ま
た、La2 O3 は誘電率を高くするためのものであり、
その添加量が0.2重量%未満では効果がなく、一方1
重量%を超えると温度特性の劣化が大きくなってしまう
ため、0.2〜1重量%の範囲が良い。さらに、Al2
O3 およびSiO2 は焼結助剤であり、0.05重量%
未満では焼結性が悪くなり、一方0.1重量%を超える
と誘電率を低下させてしまうため、0.05〜0.1重
量%の範囲が良い。
誘電率の温度特性を安定化させるためのものであり、そ
の添加量が0.2重量%未満であると焼結性が悪くな
り、一方0.5重量%を超えると誘電率が低下してしま
うため、0.2〜0.5重量%の範囲が良い。さらに、
ZnOは誘電率の温度特性を安定化させるためのもので
あり、その添加量が0.1重量%未満であると効果がな
く、一方0.4重量%を超えると逆に特性を劣化させて
しまうため、0.1〜0.4重量%の範囲が良い。ま
た、La2 O3 は誘電率を高くするためのものであり、
その添加量が0.2重量%未満では効果がなく、一方1
重量%を超えると温度特性の劣化が大きくなってしまう
ため、0.2〜1重量%の範囲が良い。さらに、Al2
O3 およびSiO2 は焼結助剤であり、0.05重量%
未満では焼結性が悪くなり、一方0.1重量%を超える
と誘電率を低下させてしまうため、0.05〜0.1重
量%の範囲が良い。
【0010】
【実施例】以下本発明実施例を説明する。
【0011】主成分である、BaO−TiO2 およびC
aO−SrO−TiO2 系の合成仮焼物を準備し、表1
の組成となるように調合する。一方、副成分であるNb
2 O5 、ZnO、La2 O3 、Al2 O3 およびSiO
2 を表1の組成となるように添加する。これらの原料を
粒径が0.8〜1μmとなるように湿式粉砕し、ワック
スエマルジョン系のバインダーを所定量添加混合した
後、スプレードライヤーにて乾燥する。得られた原料を
成形圧力1.5t/cm2 でタブレット状に成形し、次
いで1270〜1360℃で焼成した。
aO−SrO−TiO2 系の合成仮焼物を準備し、表1
の組成となるように調合する。一方、副成分であるNb
2 O5 、ZnO、La2 O3 、Al2 O3 およびSiO
2 を表1の組成となるように添加する。これらの原料を
粒径が0.8〜1μmとなるように湿式粉砕し、ワック
スエマルジョン系のバインダーを所定量添加混合した
後、スプレードライヤーにて乾燥する。得られた原料を
成形圧力1.5t/cm2 でタブレット状に成形し、次
いで1270〜1360℃で焼成した。
【0012】得られた各試料について、誘電率εr 、誘
電損失tanδ、誘電率の温度特性ΔC、曲げ強度をそ
れぞれ測定した。結果は表2に示す通りである。なお、
表2中の誘電率εr 、誘電損失tanδは1MHzで測
定したものであり、誘電率の温度特性ΔCは、−30〜
25℃、および25〜85℃における変化率を示す。
電損失tanδ、誘電率の温度特性ΔC、曲げ強度をそ
れぞれ測定した。結果は表2に示す通りである。なお、
表2中の誘電率εr 、誘電損失tanδは1MHzで測
定したものであり、誘電率の温度特性ΔCは、−30〜
25℃、および25〜85℃における変化率を示す。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】上記表1、表2中、試料No.1は、Ca
O量を多く、BaO量を少なくして強度を高めたもので
あるが、基本組成が本発明の範囲外であり、La2 O3
の添加量も少ないことから誘電率が200と低く、誘電
体材料として用いられないものであった。また、試料N
o.14、15は、CaO量を少なく、BaO量を多く
して誘電率を高くしたものであるが、基本組成が本発明
の範囲外であるため強度が20kg/mm2 以下と低か
った。しかもZnO、La2 O3 の添加量が多すぎるた
め誘電率の温度特性が悪いものであった。
O量を多く、BaO量を少なくして強度を高めたもので
あるが、基本組成が本発明の範囲外であり、La2 O3
の添加量も少ないことから誘電率が200と低く、誘電
体材料として用いられないものであった。また、試料N
o.14、15は、CaO量を少なく、BaO量を多く
して誘電率を高くしたものであるが、基本組成が本発明
の範囲外であるため強度が20kg/mm2 以下と低か
った。しかもZnO、La2 O3 の添加量が多すぎるた
め誘電率の温度特性が悪いものであった。
【0016】これらに対し、本発明の範囲内であるN
o.2〜13のものは、誘電率250以上で、曲げ強度
20kg/mm2 以上であり、かつ誘電率の温度特性も
優れていることがわかる。しかも、基本組成などの組成
を変化させることで、誘電率やその温度特性の値を自由
に変化させることができ、求める特性の誘電体磁器組成
物を容易に得ることができる。
o.2〜13のものは、誘電率250以上で、曲げ強度
20kg/mm2 以上であり、かつ誘電率の温度特性も
優れていることがわかる。しかも、基本組成などの組成
を変化させることで、誘電率やその温度特性の値を自由
に変化させることができ、求める特性の誘電体磁器組成
物を容易に得ることができる。
【0017】
【発明の効果】このように本発明によれば、TiO2 4
6〜53重量%、BaO 13〜33重量%、CaO
18〜28重量%、SrO 3〜6重量%からなる主成
分100重量%に対し、Nb2 O5 0.2〜0.5重量
%、ZnO 0.1〜0.4重量%、La2 O3 0.2
〜1重量%、Al2 O3 とSiO2 の合計0.05〜
0.1重量%を添加して誘電体磁器組成物を構成したこ
とによって、高い誘電率と優れた温度特性を維持したま
ま、曲げ強度を20kg/mm2 以上と高くすることが
できる。そのため、表面実装用のチップレゾネーターに
用いた場合でも、基板のたわみによって割れが生じるこ
とがない。また、その他にも、高強度を必要とするよう
な分野に好適に使用することが可能な誘電体磁器組成物
を提供することができる。
6〜53重量%、BaO 13〜33重量%、CaO
18〜28重量%、SrO 3〜6重量%からなる主成
分100重量%に対し、Nb2 O5 0.2〜0.5重量
%、ZnO 0.1〜0.4重量%、La2 O3 0.2
〜1重量%、Al2 O3 とSiO2 の合計0.05〜
0.1重量%を添加して誘電体磁器組成物を構成したこ
とによって、高い誘電率と優れた温度特性を維持したま
ま、曲げ強度を20kg/mm2 以上と高くすることが
できる。そのため、表面実装用のチップレゾネーターに
用いた場合でも、基板のたわみによって割れが生じるこ
とがない。また、その他にも、高強度を必要とするよう
な分野に好適に使用することが可能な誘電体磁器組成物
を提供することができる。
Claims (1)
- 【請求項1】TiO2 46〜53重量%、BaO 13
〜33重量%、CaO 18〜28重量%、SrO 3
〜6重量%からなる主成分100重量%に対し、Nb2
O5 0.2〜0.5重量%、ZnO 0.1〜0.4重
量%、La2O3 0.2〜1重量%、Al2 O3 とSi
O2 の合計0.05〜0.1重量%を添加してなる誘電
体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01483892A JP3180969B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01483892A JP3180969B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05208865A JPH05208865A (ja) | 1993-08-20 |
JP3180969B2 true JP3180969B2 (ja) | 2001-07-03 |
Family
ID=11872181
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01483892A Expired - Fee Related JP3180969B2 (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3180969B2 (ja) |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP01483892A patent/JP3180969B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05208865A (ja) | 1993-08-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |