JP3397099B2 - Dielectric porcelain composition and method for producing the same - Google Patents

Dielectric porcelain composition and method for producing the same

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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は例えば積層セラミッ
クコンデンサ等に用いる誘電体磁器組成物及びその製造
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition used for, for example, a monolithic ceramic capacitor and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、高誘電率、低誘電体損失、低誘電
率温度特性の誘電体磁器組成物として、特開平7−22
0525号公報に開示されたものが知られている。また
近年、積層セラミックコンデンサの小型、大容量化の要
求に対し、積層セラミックコンデンサのセラミック誘電
体有効層の薄層化と高積層化が急激な勢いで進んでい
る。これに対応し、誘電体磁器材料に対する要求性能と
して、高誘電率、低誘電体損失、平坦な誘電率温度特性
に加えて、更に高耐電圧特性が求められてきている。
2. Description of the Related Art Hitherto, as a dielectric ceramic composition having a high dielectric constant, a low dielectric loss, and a low dielectric constant temperature characteristic, JP-A-7-22 has been known.
The one disclosed in Japanese Patent No. 0525 is known. Further, in recent years, in response to the demand for smaller size and larger capacity of the monolithic ceramic capacitor, the ceramic dielectric effective layer of the monolithic ceramic capacitor has been rapidly thinned and highly laminated. Corresponding to this, in addition to high permittivity, low permittivity loss, and flat permittivity-temperature characteristic, higher withstand voltage characteristic has been demanded as performance required for the dielectric ceramic material.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の誘電体磁器組成物は、高誘電率、低誘電体損失、平
坦な誘電率温度特性の優れた誘電体材料であるが、耐電
圧が低いといった課題があった。
However, the above-mentioned conventional dielectric ceramic composition is a dielectric material excellent in high dielectric constant, low dielectric loss, and flat dielectric constant temperature characteristics, but has a low withstand voltage. There was a problem such as.

【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、高誘電率、低誘電体損失、平坦な誘電率温度特性、
高耐電圧特性を有し、積層セラミックコンデンサにおい
てセラミック誘電体有効層の薄層化と高積層化に適した
誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and has a high dielectric constant, a low dielectric loss, a flat dielectric constant temperature characteristic,
An object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition having a high withstand voltage characteristic and suitable for thinning and highly laminating a ceramic dielectric effective layer in a monolithic ceramic capacitor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の誘電体磁器組成物は、比表面積を0.8〜
2.8m2/gに調整したチタン酸バリウムを主成分と
し、副成分として少なくとも五酸化ニオブ、酸化ニッケ
ル、及び酸化ストロンチウムを含有した誘電体磁器組成
物において、前記チタン酸バリウムに対し、五酸化ニオ
ブを0.8〜2.0wt%、酸化ニッケルと、酸化スト
ロンチウムを五酸化ニオブに対し、重量比で、3≦五酸
化ニオブ/(酸化ニッケル+酸化ストロンチウム)≦8
(ただし、酸化ニッケル及び、酸化ストロンチウムが0
wt%のときは除く)とすることにより所期の目的を達
成することができるものである。
In order to achieve the above object, the dielectric ceramic composition of the present invention has a specific surface area of 0.8 to
In a dielectric porcelain composition containing barium titanate adjusted to 2.8 m 2 / g as a main component and at least niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide as sub-components, pentoxide was added to barium titanate. 0.8 to 2.0 wt% of niobium, nickel oxide and strontium oxide in a weight ratio to niobium pentoxide of 3 ≦ niobium pentoxide / (nickel oxide + strontium oxide) ≦ 8
(However, nickel oxide and strontium oxide are 0
When it is wt%, it is possible to achieve the intended purpose.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、比表面積を0.8〜2.8m2/gに調整したチタ
ン酸バリウムを主成分とし、副成分として少なくとも五
酸化ニオブ、酸化ニッケル、及び酸化ストロンチウムを
含有した誘電体磁器組成物において、前記チタン酸バリ
ウムに対し、五酸化ニオブを0.8〜2.0wt%、酸
化ニッケルと、酸化ストロンチウムを五酸化ニオブに対
し重量比で、3≦五酸化ニオブ/(酸化ニッケル+酸化
ストロンチウム)≦8(ただし、酸化ニッケル及び、酸
化ストロンチウムが0wt%のときは除く)としたこと
を特徴とする誘電体磁器組成物であり、比表面積を制御
したチタン酸バリウムに五酸化ニオブを添加することに
より、誘電損失を小さく、耐電圧を高くし、更にこれに
酸化ニッケル及び酸化ストロンチウムを添加することに
より、誘電率温度特性を平坦なものにするという作用を
有する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The invention according to claim 1 of the present invention comprises, as a main component, barium titanate whose specific surface area is adjusted to 0.8 to 2.8 m 2 / g, and at least niobium pentoxide as a subcomponent. In a dielectric porcelain composition containing nickel oxide, nickel oxide, and strontium oxide, 0.8 to 2.0 wt% of niobium pentoxide is added to the barium titanate, and nickel oxide and strontium oxide are added to niobium pentoxide. A dielectric porcelain composition characterized in that the ratio is 3 ≦ niobium pentoxide / (nickel oxide + strontium oxide) ≦ 8 (except when nickel oxide and strontium oxide are 0 wt%). By adding niobium pentoxide to barium titanate with a controlled specific surface area, the dielectric loss is reduced and the withstand voltage is increased. By adding strontium, it has the effect that the dielectric constant temperature characteristic be flat.

【0007】請求項2に記載の発明は、比表面積を制御
したチタン酸バリウムに対して、二酸化ケイ素を0.0
5〜0.30wt%含有した請求項1に記載の誘電体磁
器組成物であり、高誘電率、平坦な誘電率温度特性、低
誘電損失、高耐電圧特性を保ったまま、さらにその焼結
性を向上させるという作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, with respect to barium titanate whose specific surface area is controlled, 0.02 of silicon dioxide is added.
The dielectric porcelain composition according to claim 1, containing 5 to 0.30 wt%, which is further sintered while maintaining high dielectric constant, flat dielectric constant temperature characteristics, low dielectric loss, and high withstand voltage characteristics. It has the effect of improving the sex.

【0008】請求項3に記載の発明は、比表面積を制御
したチタン酸バリウムに対して、酸化ランタン、又は酸
化セリウムの何れか一つを0.05〜0.40wt%含
有させた請求項1に記載の誘電体磁器組成物であり、二
酸化ケイ素と同様に高誘電率、平坦な誘電率温度特性、
低誘電損失、高耐電圧特性を保ったまま、さらにその焼
結性を向上させることのできる酸化物元素とその含有量
を規定したものである。
According to a third aspect of the present invention, 0.05 to 0.40 wt% of either lanthanum oxide or cerium oxide is contained in barium titanate whose specific surface area is controlled. The dielectric porcelain composition according to, having a high dielectric constant similar to that of silicon dioxide, a flat dielectric constant temperature characteristic,
It defines an oxide element and its content that can further improve the sinterability while maintaining low dielectric loss and high withstand voltage characteristics.

【0009】請求項4に記載の発明は、比表面積を制御
したチタン酸バリウムに対して、酸化ネオジウム、酸化
サマリュウム、及び酸化ジスプロシウムの中から選ばれ
た何れか一つを0.05〜0.50wt%含有した請求
項1に記載の誘電体磁器組成物であり、二酸化ケイ素と
同様に高誘電率、平坦な誘電率温度特性、低誘電損失、
高耐電圧特性を保ったまま、さらにその焼結性を向上さ
せることのできる酸化物元素とその含有量を規定したも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, any one selected from neodymium oxide, samarium oxide and dysprosium oxide is added to barium titanate having a controlled specific surface area in an amount of 0.05 to 0. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the dielectric ceramic composition contains 50 wt%, and has a high dielectric constant, a flat dielectric constant temperature characteristic, a low dielectric loss, similar to silicon dioxide.
It defines an oxide element and its content that can further improve the sinterability while maintaining the high withstand voltage characteristics.

【0010】請求項5に記載の発明は、比表面積を制御
したチタン酸バリウムに対して、酸化イットリビウム、
または酸化プラセオジウムの何れか一つを0.05〜
0.70wt%含有した請求項1に記載の誘電体磁器組
成物であり、二酸化ケイ素と同様に高誘電率、平坦な誘
電率温度特性、低誘電損失、高耐電圧特性を保ったま
ま、さらにその焼結性を向上させることのできる酸化物
元素とその含有量を規定したものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in contrast to barium titanate whose specific surface area is controlled, ytribium oxide,
Or, one of praseodymium oxide is 0.05 to
The dielectric ceramic composition according to claim 1, containing 0.70 wt% of the dielectric ceramic composition, which has a high dielectric constant, a flat dielectric constant temperature characteristic, a low dielectric loss, and a high withstand voltage characteristic as in the case of silicon dioxide. It defines an oxide element capable of improving its sinterability and its content.

【0011】請求項6に記載の発明は、酸化ニッケル
と、酸化ストロンチウムを五酸化ニオブに対し、重量比
で、3≦五酸化ニオブ/(酸化ニッケル+酸化ストロン
チウム)≦8(ただし、酸化ニッケル及び、酸化ストロ
ンチウムが0wt%のときを除く)からなる組成を予め
混合粉砕した材料を、比表面積を0.8〜2.8m2
gに調整したチタン酸バリウムに対し、五酸化ニオブが
0.8〜2.0wt%となるように添加することを特徴
とする誘電体磁器組成物の製造方法であり、微量添加物
の酸化ニッケル、及び酸化ストロンチウムを五酸化ニオ
ブと混合した後、比表面積を0.8〜2.8m2/gと
なるように調整したチタン酸バリウムの微粉末に添加す
ることにより、微量添加物の酸化ニッケル、及び酸化ス
トロンチウムがチタン酸バリウムと均一に混合され、特
性の優れた誘電体磁器組成物を再現性良く製造できると
いう作用を有するものである。
According to a sixth aspect of the present invention, nickel oxide and strontium oxide are contained in a weight ratio of 3 ≦ niobium pentoxide / (nickel oxide + strontium oxide) ≦ 8 (provided that nickel oxide and strontium oxide are used). , Except that when strontium oxide is 0 wt%), the material having a specific surface area of 0.8 to 2.8 m 2 /
A method for producing a dielectric ceramic composition, characterized in that niobium pentoxide is added to 0.8 to 2.0 wt% to barium titanate adjusted to g, and a small amount of nickel oxide is added. , And strontium oxide were mixed with niobium pentoxide, and then added to fine powder of barium titanate adjusted to have a specific surface area of 0.8 to 2.8 m 2 / g. , And strontium oxide are uniformly mixed with barium titanate, which has the effect of producing a dielectric ceramic composition having excellent characteristics with good reproducibility.

【0012】次に、本発明の一実施形態を具体例に基づ
き説明する。 (実施形態1)本実施形態は請求項1に記載の発明に対
応し、比表面積を調整したチタン酸バリウムに、五酸化
ニオブ、酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した
ものである。
Next, one embodiment of the present invention will be described based on a concrete example. (Embodiment 1) This embodiment corresponds to the invention described in claim 1 and is one in which niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide are added to barium titanate whose specific surface area is adjusted.

【0013】先ず、水酸化チタンと水酸化バリウムを用
い水熱合成反応で生成した、平均粒径0.1μm、純度
99.99%以上のチタン酸バリウム微粉末を900〜
1150℃の温度で粉体仮焼を行い、比表面積を0.
4,0.8,1.2,2.8、及び3.0m2/gの大
きさにそれぞれ調整したチタン酸バリウムを作製する。
First, 900 to 900 barium titanate fine powder having an average particle size of 0.1 μm and a purity of 99.99% or more, which is produced by a hydrothermal synthesis reaction using titanium hydroxide and barium hydroxide is used.
Powder calcination was performed at a temperature of 1150 ° C. to obtain a specific surface area of 0.
Barium titanate adjusted to sizes of 4, 0.8, 1.2, 2.8, and 3.0 m 2 / g is prepared.

【0014】次に(表1)に示す組成となるように、比
表面積を調整した各チタン酸バリウムと、五酸化ニオ
ブ、酸化ニッケル、及び酸化ストロンチウムをそれぞれ
秤量後、ポリエチレン製の容器に直径5mmのジルコニア
玉石、純水とともに20時間混合した。
Next, each barium titanate whose specific surface area was adjusted so as to have the composition shown in (Table 1), niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide were weighed, and the diameter was 5 mm in a polyethylene container. The zirconia cobblestone and pure water were mixed for 20 hours.

【0015】[0015]

【表1】 [Table 1]

【0016】尚、(表1)では五酸化ニオブをNb、酸
化ニッケルをNi、酸化ストロンチウムをSrと表し
た。また、(表1)の試料No16は所定量のNb,N
i,Srの添加物のみを、予め前記ポリエチレン製の容
器で純水とともに10時間予備混合した後、チタン酸バ
リウムを加え、さらに20時間混合した。
In Table 1, niobium pentoxide is represented as Nb, nickel oxide is represented as Ni, and strontium oxide is represented as Sr. Further, the sample No. 16 in (Table 1) is a predetermined amount of Nb, N
Only the additives of i and Sr were premixed with pure water in the polyethylene container for 10 hours in advance, barium titanate was added, and the mixture was further mixed for 20 hours.

【0017】混合スラリーを乾燥後、これに5%ポリビ
ニルアルコール水溶液を9wt%加え造粒を行い、次
に、この造粒粉を直径15mm、厚さ0.5mmの円板状に
1ton/cm2の圧力で成形した。次いで成形体を1300
〜1400℃の温度で2時間焼成し、得られた焼結体の
両面に銀電極を焼付け測定用試料を作製した後、各試料
室温において誘電率を1kHzの周波数で1Vrmsを印加
した静電容量から求め、誘電体損失を50Vrms/mmを
印加して測定した。また、耐電圧はシリコンオイル中で
毎秒50Vの昇圧速度で直流電圧を印加し、破壊した電
圧から単位厚み当たりに換算した。更に誘電率の温度変
化率特性は−60℃〜135℃の範囲で測定した誘電率
を20℃の誘電率で除して求めた。
After drying the mixed slurry, 9 wt% of a 5% polyvinyl alcohol aqueous solution was added to the mixture for granulation, and then this granulated powder was formed into a disk having a diameter of 15 mm and a thickness of 0.5 mm at 1 ton / cm 2. Was molded under pressure. Then 1300
After baking for 2 hours at a temperature of ~ 1400 ° C and baking silver electrodes on both sides of the obtained sintered body, a sample for measurement was prepared. Then, at each room temperature, the dielectric constant was applied at a frequency of 1 kHz and a capacitance of 1 Vrms. The dielectric loss was measured by applying 50 Vrms / mm. The withstand voltage was calculated by applying a direct current voltage in silicon oil at a boosting rate of 50 V per second and converting the broken voltage into a unit thickness. Further, the temperature change rate characteristic of the dielectric constant was obtained by dividing the dielectric constant measured in the range of -60 ° C to 135 ° C by the dielectric constant of 20 ° C.

【0018】尚、1400℃以下の焼成温度で焼結密度
が理論密度の95%に達しない試料は焼結せずと判定
し、電気特性の測定は省略した。
A sample whose sintered density did not reach 95% of the theoretical density at a firing temperature of 1400 ° C. or lower was judged not to be sintered, and the measurement of electrical characteristics was omitted.

【0019】その結果を(表2)に示す。The results are shown in (Table 2).

【0020】[0020]

【表2】 [Table 2]

【0021】(表2)に示すように、水熱合成法で生成
したチタン酸バリウムの比表面積が0.8m2/gより
小さいNo1は誘電損失が大きく、2.8m2/gより
大きいNo5は誘電率の温度変化率が大きい。またチタ
ン酸バリウムに対する五酸化ニオブの添加量が0.8w
t%より少ないNo6は焼結性が悪く、2.0wt%を
超えるNo10は誘電率が低い。またさらに、五酸化ニ
オブに対する、酸化ニッケル+酸化ストロンチウムの重
量比が3より小さいNo15は誘電率の温度変化率が大
きく、重量比が8より大きいNo10は誘電率が低く、
No11は焼結性が悪い。この結果からチタン酸バリウ
ムの比表面積を0.8〜2.8m2/gの大きさに制御
した粉末材料を用い、これに五酸化ニオブを0.8〜
2.0wt%、更に酸化ニッケルと酸化ストロンチウム
を五酸化ニオブに対し、重量比で3〜8の割合で添加す
ることにより誘電率が2800以上、誘電損失が2.5
%以下、耐電圧が12kV/mm以上で誘電率温度特性の
優れた誘電体磁器組成物が得られることが分かる。
As shown in (Table 2), No. 1 having a specific surface area of barium titanate produced by the hydrothermal method of less than 0.8 m 2 / g has a large dielectric loss and No 5 of more than 2.8 m 2 / g. Has a large rate of change in dielectric constant with temperature. The amount of niobium pentoxide added to barium titanate is 0.8w.
No6 with less than t% has poor sinterability, and No10 with more than 2.0 wt% has a low dielectric constant. Furthermore, No15 having a weight ratio of nickel oxide + strontium oxide to niobium pentoxide smaller than 3 has a large temperature change rate of the dielectric constant, and No10 having a weight ratio larger than 8 has a low dielectric constant.
No. 11 has poor sinterability. From this result, a powder material in which the specific surface area of barium titanate was controlled to a size of 0.8 to 2.8 m 2 / g was used, and niobium pentoxide was added to a powder material of 0.8 to
2.0 wt%, and by adding nickel oxide and strontium oxide at a weight ratio of 3 to 8 with respect to niobium pentoxide, the dielectric constant is 2800 or more and the dielectric loss is 2.5.
It can be seen that a dielectric ceramic composition having a dielectric strength temperature characteristic of not more than%, a withstand voltage of not less than 12 kV / mm, and excellent dielectric constant temperature characteristics can be obtained.

【0022】また、添加物のみを予備混合したNo16
はNo3に比べ、更に焼結性、誘電損失、耐電圧、誘電
率温度特性とも向上している。この結果から五酸化ニオ
ブに、微量添加物の酸化ニッケル、及び酸化ストロンチ
ウムの所定量を予め混合粉砕した後、微粉末に調整した
チタン酸バリウムと混合することにより、微量添加物が
主成分のチタン酸バリウムに均質に分散され、特性を向
上させる有効な一手段であることが分かる。
No. 16 premixed with only the additive
In comparison with No. 3, sinterability, dielectric loss, withstand voltage, and dielectric constant temperature characteristics are further improved. From this result, niobium pentoxide was mixed with a predetermined amount of trace amounts of nickel oxide and strontium oxide in advance, and then pulverized, and then mixed with barium titanate adjusted to a fine powder, whereby the trace additive titanium was the main component. It can be seen that this is an effective means for improving the characteristics by being uniformly dispersed in barium acid.

【0023】(実施形態2)本実施形態は請求項3に記
載の発明に対応し、請求項1の組成に更に二酸化ケイ素
を添加した組成であり、実施形態1のNo3組成をベー
スにした実施形態である。
(Embodiment 2) This embodiment corresponds to the invention described in claim 3, is a composition in which silicon dioxide is further added to the composition of claim 1, and is based on the No. 3 composition of embodiment 1. It is a form.

【0024】先ず前記チタン酸バリウムに対し、五酸化
ニオブ、酸化ニッケル、酸化ストロンチウム、二酸化ケ
イ素をそれぞれ(表3)の組成になるように秤量後、
(実施形態1)と同様の手順により試料を作製し、その
評価を行った。
First, niobium pentoxide, nickel oxide, strontium oxide, and silicon dioxide were weighed to the above barium titanate so as to have the respective compositions (Table 3).
A sample was prepared by the same procedure as in (Embodiment 1) and evaluated.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】尚、(表3)においても五酸化ニオブをN
b、酸化ニッケルをNi、酸化ストロンチウムをSr、
二酸化ケイ素をSiと表した。
In Table 3 as well, niobium pentoxide was used as N.
b, nickel oxide is Ni, strontium oxide is Sr,
Silicon dioxide was designated as Si.

【0027】作製した試料の評価結果を(表4)に示し
た。
The evaluation results of the prepared sample are shown in (Table 4).

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】また(表4)において誘電率、誘電損失は
1330℃の温度での焼結体のものである。
In (Table 4), the dielectric constant and the dielectric loss are those of the sintered body at a temperature of 1330 ° C.

【0030】(表4)に示したように、比表面積1.2
2/gに調整したチタン酸バリウムに五酸化ニオブ、
酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した(実施形
態1)のNo3組成に対し、二酸化ケイ素を添加するこ
とにより、1300〜1330℃の低い焼成においても
焼結密度が6g/cm3以上となり焼結性が改善されてい
ることが分かる。しかし、添加量が0.3wt%を超え
るNo21は焼結性を向上させる効果が認められるもの
の誘電率の低下が著しくなり、一方0.05wt%より
少ないNo17は焼結性の改善効果が現れず耐電圧特
性、誘電体損失が劣るため請求の範囲から除外した。
As shown in (Table 4), the specific surface area of 1.2
barium titanate adjusted to m 2 / g, niobium pentoxide,
By adding silicon dioxide to the No. 3 composition containing nickel oxide and strontium oxide (Embodiment 1), the sintering density becomes 6 g / cm 3 or more even at a low firing temperature of 1300 to 1330 ° C. You can see that it has been improved. However, No21 having an addition amount of more than 0.3 wt% has an effect of improving the sinterability, but the dielectric constant is remarkably decreased, while No17 having an addition amount of less than 0.05 wt% does not show the effect of improving the sinterability. It was excluded from the claims because of its poor withstand voltage characteristics and dielectric loss.

【0031】(実施形態3)本実施形態は請求項3に記
載の発明に対応し、請求項1の組成に更に酸化ランタ
ン、または酸化セリウムを添加した組成であり、(実施
形態1)のNo3組成をベースにした実施形態である。
また本実施形態において(実施形態2)と同様に比表面
積を1.2m2/gに調整したチタン酸バリウムを用い
た。
(Embodiment 3) This embodiment corresponds to the invention described in claim 3, and is a composition obtained by further adding lanthanum oxide or cerium oxide to the composition of claim 1, and No. 3 of (embodiment 1). It is a composition-based embodiment.
In this embodiment, barium titanate whose specific surface area was adjusted to 1.2 m 2 / g was used as in (Embodiment 2).

【0032】前記チタン酸バリウムに対し、五酸化ニオ
ブ、酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した組成
に更に酸化ランタン、または酸化セリウムをそれぞれ
(表5)の組成になるように秤量後、(実施形態1)と
同様の手順により試料を作製し、その評価を行った。
The barium titanate was added with niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide, and then lanthanum oxide and cerium oxide were weighed so as to have the respective compositions (Table 5). Samples were prepared by the same procedure as the above) and evaluated.

【0033】[0033]

【表5】 [Table 5]

【0034】尚、(表5)においても五酸化ニオブをN
b、酸化ニッケルをNi、酸化ストロンチウムをSr、
酸化ランタンをLa、酸化セリウムをCeと表した。
In Table 5 as well, niobium pentoxide was used as N.
b, nickel oxide is Ni, strontium oxide is Sr,
The lanthanum oxide was represented by La and the cerium oxide was represented by Ce.

【0035】作製した試料の評価結果を(表6)に示し
た。
The evaluation results of the prepared sample are shown in (Table 6).

【0036】[0036]

【表6】 [Table 6]

【0037】また(表6)において誘電率、誘電損失は
1330℃の温度での焼結体のものである。
In (Table 6), the dielectric constant and the dielectric loss are those of the sintered body at a temperature of 1330 ° C.

【0038】(表6)に示したように、比表面積1.2
2/gに調整したチタン酸バリウムに五酸化ニオブ、
酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した(実施形
態1)のNo3組成に対し、酸化ランタン、または酸化
セリウムを添加することにより、1300〜1330℃
の低い焼成においても焼結密度が5.9g/cm3以上と
なり焼結性が改善されていることが分かる。しかし、酸
化ランタン、酸化セリウムのいずれの場合においても添
加量が0.4wt%を超えるNo26、及びNo31は
焼結性を向上させる効果が認められるものの誘電率の低
下が著しくなり、一方0.05wt%より少ないNo2
2、及びNo27は焼結性の改善効果が現れず耐電圧特
性、誘電体損失が劣るため請求の範囲から除外した。
As shown in (Table 6), the specific surface area of 1.2
barium titanate adjusted to m 2 / g, niobium pentoxide,
By adding lanthanum oxide or cerium oxide to the No3 composition of nickel oxide and strontium oxide (Embodiment 1), 1300 to 1330 ° C.
It can be seen that the sintering density is 5.9 g / cm 3 or more and the sinterability is improved even when firing is low. However, in both cases of lanthanum oxide and cerium oxide, No26 and No31 with the addition amount exceeding 0.4 wt% have the effect of improving the sinterability, but the decrease in the dielectric constant becomes remarkable, while the amount of 0.05 wt. No2 less than%
Nos. 2 and No. 27 did not show the effect of improving the sinterability and were inferior in withstand voltage characteristics and dielectric loss, so were excluded from the claims.

【0039】(実施形態4)本実施形態は請求項4に記
載の発明に対応し、請求項1の組成に更に酸化ネオジウ
ム、酸化サマリウム、酸化ジスプロシウムの内いずれか
一つを添加した組成であり、(実施形態1)のNo3組
成をベースにした実施形態である。また本実施形態にお
いて(実施形態2)と同様に比表面積を1.2m2/g
に調整したチタン酸バリウムを用いた。前記チタン酸バ
リウムに対し、五酸化ニオブ、酸化ニッケル、酸化スト
ロンチウムを添加した組成に更に酸化ネオジウム、酸化
サマリウム、酸化ジスプロシウムをそれぞれ(表7)の
組成になるように秤量後、(実施形態1)と同様の手順
により試料を作製し、その評価を行った。
(Embodiment 4) This embodiment corresponds to the invention described in claim 4 and is a composition obtained by adding any one of neodymium oxide, samarium oxide and dysprosium oxide to the composition of claim 1. (Embodiment 1) based on No. 3 composition. Further, in this embodiment, the specific surface area is 1.2 m 2 / g as in the case of (Embodiment 2).
Barium titanate adjusted to was used. Niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide were added to barium titanate, and neodymium oxide, samarium oxide, and dysprosium oxide were weighed so as to have the respective compositions (Table 7) (Embodiment 1). A sample was prepared by the same procedure as above and evaluated.

【0040】[0040]

【表7】 [Table 7]

【0041】尚、(表7)においても五酸化ニオブをN
b、酸化ニッケルをNi、酸化ストロンチウムをSr、
酸化ネオジウムをNd、酸化サマリウムをSm、酸化ジ
スプロシウムをDyと表した。
In Table 7 as well, niobium pentoxide was used as N.
b, nickel oxide is Ni, strontium oxide is Sr,
Neodymium oxide was represented as Nd, samarium oxide as Sm, and dysprosium oxide as Dy.

【0042】作製した試料の評価結果を(表8)に示し
た。
The evaluation results of the prepared sample are shown in (Table 8).

【0043】[0043]

【表8】 [Table 8]

【0044】また(表8)において誘電率、誘電損失は
1330℃の温度での焼結体のものである。
In Table 8, the dielectric constant and the dielectric loss are those of the sintered body at a temperature of 1330 ° C.

【0045】(表8)に示したように、比表面積1.2
2/gに調整したチタン酸バリウムに五酸化ニオブ、
酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した(実施形
態1)のNo3組成に対し、酸化ネオジウム、酸化サマ
リウム、または酸化ジスプロシウムを添加することによ
り、1300〜1330℃の低い焼成においても焼結密
度が5.8g/cm3以上となり焼結性が改善されている
ことが分かる。しかし、酸化ネオジウム、酸化サマリウ
ム、または酸化ジスプロシウムの添加量がいずれも0.
5wt%を超えるNo36、No41、及びNo46は
焼結性を向上させる効果が認められるものの誘電率の低
下が著しくなり、一方0.05wt%より少ないNo3
2、No37、及びNo42は焼結性の改善効果が現れ
ず耐電圧特性、誘電体損失が劣るため請求の範囲から除
外した。
As shown in (Table 8), the specific surface area of 1.2
barium titanate adjusted to m 2 / g, niobium pentoxide,
By adding neodymium oxide, samarium oxide, or dysprosium oxide to the No3 composition of nickel oxide and strontium oxide (Embodiment 1), the sintered density is 5.8 g even at low firing of 1300 to 1330 ° C. / Cm 3 or more, indicating that the sinterability is improved. However, the addition amount of neodymium oxide, samarium oxide, or dysprosium oxide was all 0.
No. 36, No. 41, and No. 46, which exceed 5 wt%, have the effect of improving the sinterability, but the decrease in the dielectric constant becomes remarkable, while No. 3 less than 0.05 wt%.
Nos. 2, No. 37, and No. 42 did not show the effect of improving the sinterability and were poor in withstand voltage characteristics and dielectric loss, so were excluded from the claims.

【0046】(実施形態5)本実施形態は請求項5に記
載の発明に対応し、請求項1の組成に更に酸化イットリ
ビウム、または酸化プラセオジウムを添加した組成であ
り、(実施形態1)のNo3組成をベースにした実施形
態である。また本実施形態において(実施形態2)と同
様に比表面積を1.2m2/gに調整したチタン酸バリ
ウムを用いた。前記チタン酸バリウムに対し、五酸化ニ
オブ、酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した組
成に更に酸化イットリビウム、または酸化プラセオジウ
ムをそれぞれ(表9)の組成になるように秤量後、(実
施形態1)と同様の手順により試料を作製し、その評価
を行った。
(Embodiment 5) This embodiment corresponds to the invention described in claim 5, and is a composition obtained by further adding ytterbium oxide or praseodymium oxide to the composition of claim 1, and No. 3 of (embodiment 1). It is a composition-based embodiment. In this embodiment, barium titanate whose specific surface area was adjusted to 1.2 m 2 / g was used as in (Embodiment 2). Niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide were added to barium titanate, and then ytterbium oxide or praseodymium oxide was weighed so as to have the composition shown in Table 9, and then the same as (Embodiment 1). A sample was prepared by the procedure of 1. and evaluated.

【0047】[0047]

【表9】 [Table 9]

【0048】尚、(表9)においても五酸化ニオブをN
b、酸化ニッケルをNi、酸化ストロンチウムをSr、
酸化イットリビウムをYb、酸化プラセオジウムをPr
と表した。
In Table 9 as well, niobium pentoxide is added to N
b, nickel oxide is Ni, strontium oxide is Sr,
Yt is yttrium oxide and praseodymium oxide is Pr
Was expressed.

【0049】作製した試料の評価結果を(表10)に示
した。
The evaluation results of the prepared sample are shown in (Table 10).

【0050】[0050]

【表10】 [Table 10]

【0051】また(表10)において誘電率、誘電損失
は1330℃の温度での焼結体のものである。
Further, in (Table 10), the dielectric constant and the dielectric loss are those of the sintered body at a temperature of 1330 ° C.

【0052】(表10)に示したように、比表面積1.
2m2/gに調整したチタン酸バリウムに五酸化ニオ
ブ、酸化ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した(実
施形態1)のNo3組成に対し、酸化イットリビウム、
または酸化プラセオジウムを添加することにより、13
00〜1330℃の低い焼成で、いずれの添加において
も焼結密度が5.8g/cm3以上となり焼結性が改善さ
れていることが分かる。しかし、酸化イットリビウム、
または酸化プラセオジウムの添加量が0.7wt%を超
えるNo51、及びNo56は焼結性を向上させる効果
が認められるものの誘電率の低下が著しくなり、一方
0.05wt%より少ないNo47、及びNo52は焼
結性の改善効果が現れず耐電圧特性、誘電体損失が劣る
ため請求の範囲から除外した。
As shown in (Table 10), the specific surface area of 1.
In contrast to the No3 composition of niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide added to barium titanate adjusted to 2 m 2 / g (comparative embodiment 1), yttrium oxide,
Or by adding praseodymium oxide,
It can be seen that with low firing of 00 to 1330 ° C., the sintering density becomes 5.8 g / cm 3 or more and the sinterability is improved in any addition. However, ytterbium oxide,
Alternatively, No51 and No56 in which the amount of praseodymium oxide added exceeds 0.7 wt% have an effect of improving the sinterability, but the dielectric constant is significantly decreased, while No47 and No52 having less than 0.05 wt% are burned. It was excluded from the claims because the effect of improving the binding property does not appear and the withstand voltage characteristics and the dielectric loss are poor.

【0053】以上、(実施形態1)から(実施形態5)
の結果より、比表面積を0.8〜2.8m2/gに調整
したチタン酸バリウムに、所定量の五酸化ニオブ、酸化
ニッケル、酸化ストロンチウムを添加した組成は焼結性
に優れ、高誘電率、低誘電損失、平坦な誘電率温度特性
に加え高耐電圧の優れた誘電体磁器組成となる。また前
記組成ベースに、更に二酸化ケイ素、酸化ランタン、酸
化セリウム、酸化ネオジウム、酸化サマリウム、酸化ジ
スプロシウム、酸化イットリビウム、酸化プラセオジウ
ムを添加することにより、より焼結性に優れた高耐電圧
の誘電体磁器組成物を提供することができることが明ら
かとなる。
As described above, from (Embodiment 1) to (Embodiment 5)
From the results of the above, the composition in which a specific amount of niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide was added to barium titanate whose specific surface area was adjusted to 0.8 to 2.8 m 2 / g had excellent sinterability and high dielectric constant. In addition to high dielectric constant, low dielectric loss, flat temperature characteristics of dielectric constant, high dielectric strength ceramic composition. Further, by adding silicon dioxide, lanthanum oxide, cerium oxide, neodymium oxide, samarium oxide, dysprosium oxide, ytterbium oxide, praseodymium oxide to the above composition base, a dielectric ceramic with high withstand voltage and more excellent in sinterability. It will be appreciated that the composition may be provided.

【0054】[0054]

【発明の効果】以上、本発明によれば、焼結性に優れ、
誘電率が2800以上、誘電損失が2.0%以下で、平
坦な誘電率温度特性に加え耐電圧が13kV/mmの優れ
た誘電体磁器組成物の製造が可能となる。従って、薄層
化、高積層化が要求される積層セラミックコンデンサに
おいては、誘電体層の薄層化が可能となり、小型大容量
化を容易に実現できるという工業的に有効な組成を提供
することが可能となるものである。
As described above, according to the present invention, excellent sinterability,
It is possible to manufacture an excellent dielectric ceramic composition having a dielectric constant of 2800 or more and a dielectric loss of 2.0% or less and having a flat dielectric constant temperature characteristic and a withstand voltage of 13 kV / mm. Therefore, in a monolithic ceramic capacitor that requires thinning and high lamination, it is possible to reduce the thickness of the dielectric layer, and to provide an industrially effective composition that can easily realize miniaturization and large capacitance. Is possible.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/50 CA(STN) REGISTRY(STN)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C04B 35/42-35/50 CA (STN) REGISTRY (STN)

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 比表面積を0.8〜2.8m2/gに調
整したチタン酸バリウムを主成分とし、副成分として少
なくとも五酸化ニオブ、酸化ニッケル、及び酸化ストロ
ンチウムを含有した誘電体磁器組成物において、前記チ
タン酸バリウムに対し、前記五酸化ニオブを0.8〜
2.0wt%、前記酸化ニッケルと、前記酸化ストロン
チウムを前記五酸化ニオブに対し重量比で、3≦五酸化
ニオブ/(酸化ニッケル+酸化ストロンチウム)≦8
(ただし、酸化ニッケル及び、酸化ストロンチウムが0
wt%のときは除く)とすることを特徴とする誘電体磁
器組成物。
1. A dielectric ceramic composition containing barium titanate as a main component whose specific surface area is adjusted to 0.8 to 2.8 m 2 / g and containing at least niobium pentoxide, nickel oxide, and strontium oxide as auxiliary components. Of the barium titanate, the niobium pentoxide is 0.8 to
2.0 wt% of the nickel oxide and the strontium oxide in a weight ratio to the niobium pentoxide of 3 ≦ niobium pentoxide / (nickel oxide + strontium oxide) ≦ 8
(However, nickel oxide and strontium oxide are 0
(Except when wt%) The dielectric ceramic composition.
【請求項2】 チタン酸バリウムに対して、更に二酸化
ケイ素0.05〜0.30wt%を含有したことを特徴
とする請求項1に記載の誘電体磁器組成物。
2. The dielectric ceramic composition according to claim 1, further comprising 0.05 to 0.30 wt% of silicon dioxide with respect to barium titanate.
【請求項3】 チタン酸バリウムに対して、更に酸化ラ
ンタン、又は酸化セリウムの何れか一つを0.05〜
0.40wt%含有したことを特徴とする請求項1に記
載の誘電体磁器組成物。
3. A lanthanum oxide or a cerium oxide is added to barium titanate in an amount of 0.05 to 0.05.
The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the dielectric ceramic composition contains 0.40 wt%.
【請求項4】 チタン酸バリウムに対して、更に酸化ネ
オジウム、酸化サマリュウム、及び酸化ジスプロシウム
の中から選ばれた何れか一つを0.05〜0.50wt
%含有したことを特徴とする請求項1に記載の誘電体磁
器組成物。
4. A barium titanate containing 0.05 to 0.50 wt% of any one selected from neodymium oxide, samarium oxide, and dysprosium oxide.
%, The dielectric ceramic composition according to claim 1.
【請求項5】 チタン酸バリウムに対して、更に酸化イ
ットリビウム、または酸化プラセオジウムの何れか一つ
を0.05〜0.70wt%含有したことを特徴とする
請求項1に記載の誘電体磁器組成物。
5. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the barium titanate further contains 0.05 to 0.70 wt% of any one of ytterbium oxide and praseodymium oxide. object.
【請求項6】 酸化ニッケルと、酸化ストロンチウムを
五酸化ニオブに対し、重量比で、3≦五酸化ニオブ/
(酸化ニッケル+酸化ストロンチウム)≦8(ただし、
酸化ニッケル及び、酸化ストロンチウムが0wt%のと
きは除く)からなる組成を予め混合粉砕した材料を、比
表面積を0.8〜2.8m2/gに調整したチタン酸バ
リウムに対し、五酸化ニオブが0.8〜2.0wt%と
なるように添加することを特徴とする誘電体磁器組成物
の製造方法。
6. A weight ratio of nickel oxide and strontium oxide to niobium pentoxide is 3 ≦ niobium pentoxide /
(Nickel oxide + strontium oxide) ≤ 8 (however,
The composition of nickel oxide and strontium oxide (excluding when it is 0 wt%) is mixed and pulverized in advance, and the specific surface area is adjusted to 0.8 to 2.8 m 2 / g. Is added in an amount of 0.8 to 2.0 wt%.
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