JP3185331B2 - 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。
誘電特性を有していることから、積層コンデンサをはじ
め種々の用途に幅広く用いられている。
材料は、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、積層コンデンサの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、電極材料が酸化され、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 −CaZrO3 −
MnO−MgO系の組成や、特公昭61−14611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BaTiO3 −
CaZrO3 −MnO−MgO系の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CaT
iO3 がMnOなどとともに異相を生じやすいため、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BaTiO3 −(Mg,Zn,Sr,Ca)O
−B2 O3 −SiO2 系の非還元性誘電体組成物は、得
られる誘電体の誘電率が2000〜2800であり、P
d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。
CC)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、EIA
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、SnO2 と、Co2 O3 との
配合比が、BaTiO3 88.0〜99.0モル%
と、SnO2 0.5〜6.0モル%と、Co2O3
0.5〜6.0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 0.3〜3.0モル%と、MgO
0.5〜5.0モル%とを含有し、さらに上記成分を1
00重量部として、BaO−SrO−Li2 O−SiO
2 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。
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、特性の低
下を生じることなく、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 ,SnO2 ,Co2
O3 ,MnO,MgO,酸化物ガラスを準備した。これ
らの原料を表1に示す組成割合となるように正確に秤量
して、秤量物を得た。なお、試料番号1〜27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28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29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、焼結体を得た。
布して、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(logI
R)および容量温度変化率(TCC)を測定した。その
結果を表2にまとめて示す。
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分間予備印加して測定
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,ΔC125/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。
る非還元性誘電体磁器組成物は、優れた特性を示す。
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。
8.0〜99.0モル%とするのは、構成比率が88.
0モル%未満の場合には、SnO2 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99.0モル%を超える
場合には、SnO2 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、キュリー点付近の高温に
おける容量温度変化率が大きく(+)側にはずれ好まし
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28および29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。
ル%とするのは、含有量が0.5モル%未満の場合に
は、試料番号3に示すように、誘電率が低下するととも
に、低温部での容量温度変化率が(−)側にはずれ好ま
しくない。また、含有量が6.0モル%を超える場合に
は、試料番号5および6に示すように、高温での容量温
度変化率が(+)側にはずれ好ましくない。
とするのは、含有量が0.5モル%未満の場合には、試
料番号3に示すように、高温での容量温度変化率が
(+)側にはずれ好ましくない。また、含有量が6.0
モル%を超える場合には、試料番号5および7に示すよ
うに、誘電率が低下するとともに、低温部での容量温度
変化率が(−)側にはずれ好ましくない。
明する。
るのは、添加量が0.2モル%未満の場合には、試料番
号10に示すように、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13
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0.3モル%未満の場合には、
試料番号18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16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。
るのは、添加量が0.5モル%未満の場合には、試料番
号20に示すように、容量温度変化率をフラットにする
効果がなく、特に低温部で(−)側にはずれる傾向があ
り、絶縁抵抗値向上の効果もなくなるので好ましくな
い。また、添加量が5.0モル%を超える場合には、試
料番号23に示すように、誘電率εおよび絶縁抵抗値の
低下が生じるので好ましくない。
O2 を主成分とする酸化物ガラスの添加量を0.5〜
2.5重量%とするのは、添加量が0.5重量%未満の
場合には、試料番号25に示すように、焼結温度を低下
させる効果および耐還元性向上の効果がなくなるので好
ましくない。また、添加量が2.5重量%を超える場合
には、試料番号27に示すように、誘電率εの低下が生
じるので好ましくない。
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。
Claims (1)
- 【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、S
nO2 と、Co2 O3 との配合比が、 BaTiO3 88.0〜99.0モル%、 SnO2 0.5〜6.0モル%、および Co2 O3 0.5〜6.0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 0.3〜3.0モル%、および MgO 0.5〜5.0モル%、 を含有し、さらに上記成分を100重量部として、Ba
O−SrO−Li2 O−SiO2 を主成分とする酸化物
ガラスを0.5〜2.5重量部含有する、非還元性誘電
体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06904892A JP3185331B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06904892A JP3185331B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05221716A JPH05221716A (ja) | 1993-08-31 |
| JP3185331B2 true JP3185331B2 (ja) | 2001-07-09 |
Family
ID=13391309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06904892A Expired - Lifetime JP3185331B2 (ja) | 1992-02-17 | 1992-02-17 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3185331B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-17 JP JP06904892A patent/JP3185331B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05221716A (ja) | 1993-08-31 |
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