JP3450919B2 - 温度補償用誘電体磁器組成物 - Google Patents
温度補償用誘電体磁器組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電率および絶縁抵抗
が高く、誘電率の温度係数が小さく、しかも高周波にお
ける損失角が小さい温度補償用誘電体磁器組成物に関す
るものである。
が高く、誘電率の温度係数が小さく、しかも高周波にお
ける損失角が小さい温度補償用誘電体磁器組成物に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より温度補償用誘電体磁器組成物と
しては、ＣａＴｉＯ3 あるいはＭｇＴｉＯ3 、ＢａＴｉ
Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＴｉＯ2 などから成る組成系のも
のが用いられているが、これらは誘電率の温度係数が小
さくなると高い誘電率が得られず、損失角δもしくは誘
電損失ｔａｎδも大きくなるという問題点があった。ま
た上記材料から成る一つの組成系によって、誘電率が高
く、誘電率の温度係数が小さく、Ｑ値（Ｑ＝１／ｔａｎ
δ）が高いという特性を全て満たすものは得られていな
かった。
しては、ＣａＴｉＯ3 あるいはＭｇＴｉＯ3 、ＢａＴｉ
Ｏ3 、ＳｒＴｉＯ3 、ＴｉＯ2 などから成る組成系のも
のが用いられているが、これらは誘電率の温度係数が小
さくなると高い誘電率が得られず、損失角δもしくは誘
電損失ｔａｎδも大きくなるという問題点があった。ま
た上記材料から成る一つの組成系によって、誘電率が高
く、誘電率の温度係数が小さく、Ｑ値（Ｑ＝１／ｔａｎ
δ）が高いという特性を全て満たすものは得られていな
かった。
【０００３】これに対して、ＳｒＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ
3 系の誘電体磁器組成物にＮｂ2 Ｏ5 などの酸化物を添
加することによって、高誘電率・小温度係数・高Ｑ値の
特性を満たす組成物を得る提案がなされている。
3 系の誘電体磁器組成物にＮｂ2 Ｏ5 などの酸化物を添
加することによって、高誘電率・小温度係数・高Ｑ値の
特性を満たす組成物を得る提案がなされている。
【０００４】例えば特公昭58−48965 号公報には、Ｓｒ
ＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系組成物に希土類酸化物および
ＣａＴｉＳｉＯ5 、補助酸化物を添加した組成物が提案
されている。この組成物によれば、高誘電率・小温度係
数で高周波における誘電損失が小さい温度補償用誘電体
磁器組成物が得られるというものである。
ＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系組成物に希土類酸化物および
ＣａＴｉＳｉＯ5 、補助酸化物を添加した組成物が提案
されている。この組成物によれば、高誘電率・小温度係
数で高周波における誘電損失が小さい温度補償用誘電体
磁器組成物が得られるというものである。
【０００５】また特公平２−10524 号公報には、ＳｒＴ
ｉＯ3 が64〜70.5重量％、ＣａＴｉＯ3 が28〜34重量
％、Ｂｉ2 Ｏ3 またはＢｉ2 Ｏ3 ・ｎＴｉＯ2 （ｎ＝１
〜５）が 1.5〜4.5 重量％からなり、必要に応じてＭｇ
ＴｉＯ3 を10重量％以下含有させた組成物が提案されて
いる。この組成物によれば、高誘電率・小温度係数・高
Ｑ値で、焼付け銀電極および無電解メッキ電極を形成し
ても電気特性が低下しない温度補償用誘電体磁器組成物
が得られるというものである。
ｉＯ3 が64〜70.5重量％、ＣａＴｉＯ3 が28〜34重量
％、Ｂｉ2 Ｏ3 またはＢｉ2 Ｏ3 ・ｎＴｉＯ2 （ｎ＝１
〜５）が 1.5〜4.5 重量％からなり、必要に応じてＭｇ
ＴｉＯ3 を10重量％以下含有させた組成物が提案されて
いる。この組成物によれば、高誘電率・小温度係数・高
Ｑ値で、焼付け銀電極および無電解メッキ電極を形成し
ても電気特性が低下しない温度補償用誘電体磁器組成物
が得られるというものである。
【０００６】さらに特開昭62−138897号公報には、Ｓｒ
ＴｉＯ3 が35〜70重量％、ＭｇＴｉＯ3 が 0.5〜16重量
％、ＣａＴｉＯ3 が１〜12重量％、Ｂｉ2 Ｏ3 が５〜32
重量％、ＴｉＯ2 が５〜16重量％からなる主成分 100重
量％に対し、ＣｕＯを0.05〜1.0 重量％、ＭｎＯ2 を0.
02〜0.5 重量％、ＣｅＯ2 を 1.0〜8.0 重量％を含有し
てなる組成物が提案されている。この組成物によれば、
誘電率が 500以上と大きくその直流電圧依存性が小さ
く、誘電率の温度係数が小さく、誘電体損失が小さい誘
電体磁器組成物が得られるというものである。
ＴｉＯ3 が35〜70重量％、ＭｇＴｉＯ3 が 0.5〜16重量
％、ＣａＴｉＯ3 が１〜12重量％、Ｂｉ2 Ｏ3 が５〜32
重量％、ＴｉＯ2 が５〜16重量％からなる主成分 100重
量％に対し、ＣｕＯを0.05〜1.0 重量％、ＭｎＯ2 を0.
02〜0.5 重量％、ＣｅＯ2 を 1.0〜8.0 重量％を含有し
てなる組成物が提案されている。この組成物によれば、
誘電率が 500以上と大きくその直流電圧依存性が小さ
く、誘電率の温度係数が小さく、誘電体損失が小さい誘
電体磁器組成物が得られるというものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする問題点】温度の変化に対する
誘電体磁器組成物の誘電率の温度変化係数あるいは誘電
体磁器コンデンサ（セラミックコンデンサ）の容量値の
温度変化係数は、通常ppm/℃の単位で表わされ、ＪＩＳ
規格やＥＩＡ（電気機械工業会）規格では全てこの係数
値で温度特性が分類されている。例えばＪＩＳ規格では
温度変化係数のセンター値と公差との組合せで分類され
ており、センター値のＢ（＋30ppm/℃）またはＣ（０pp
m/℃）と公差のＧ（±30ppm/℃）またはＨ（±60ppm/
℃）により、ＢＧまたはＣＧのように表わされる。
誘電体磁器組成物の誘電率の温度変化係数あるいは誘電
体磁器コンデンサ（セラミックコンデンサ）の容量値の
温度変化係数は、通常ppm/℃の単位で表わされ、ＪＩＳ
規格やＥＩＡ（電気機械工業会）規格では全てこの係数
値で温度特性が分類されている。例えばＪＩＳ規格では
温度変化係数のセンター値と公差との組合せで分類され
ており、センター値のＢ（＋30ppm/℃）またはＣ（０pp
m/℃）と公差のＧ（±30ppm/℃）またはＨ（±60ppm/
℃）により、ＢＧまたはＣＧのように表わされる。
【０００８】そして、高精度の温度補償用回路に使用さ
れる温度補償用コンデンサには、ＢＨあるいはＣＧ、Ｂ
Ｇのような温度変化係数の小さい誘電体磁器組成物が求
められている。
れる温度補償用コンデンサには、ＢＨあるいはＣＧ、Ｂ
Ｇのような温度変化係数の小さい誘電体磁器組成物が求
められている。
【０００９】しかしながら上記の各公報に開示された誘
電体磁器組成物は、主成分材料の組成割合がそれぞれに
示された範囲内で変化するのに伴って、誘電率および誘
電率の温度係数・Ｑ値が多様に変化するため、それら特
性値について所望の良好な組合せを安定して得ることが
困難であるという問題点があった。
電体磁器組成物は、主成分材料の組成割合がそれぞれに
示された範囲内で変化するのに伴って、誘電率および誘
電率の温度係数・Ｑ値が多様に変化するため、それら特
性値について所望の良好な組合せを安定して得ることが
困難であるという問題点があった。
【００１０】すなわち、これらの組成物を温度補償用誘
電体磁器組成物として用いる場合、組成割合の変動に対
する特性値の安定性が不十分なため、量産性に乏しいと
いう問題点があった。
電体磁器組成物として用いる場合、組成割合の変動に対
する特性値の安定性が不十分なため、量産性に乏しいと
いう問題点があった。
【００１１】さらに上記の各公報に開示された誘電体磁
器組成物は、焼成後の磁器の結晶粒径が10〜25μｍ程度
と大きくなる傾向があるため、積層型磁器コンデンサに
使用する場合、デラミネーションを発生させて素子の絶
縁抵抗や絶縁破壊を低下させる原因となるため、コンデ
ンサの高容量化のために誘電体層を薄くすることが難し
く、従って小型で高容量の温度補償用積層型磁器コンデ
ンサを得ることが難しいという問題点もあった。
器組成物は、焼成後の磁器の結晶粒径が10〜25μｍ程度
と大きくなる傾向があるため、積層型磁器コンデンサに
使用する場合、デラミネーションを発生させて素子の絶
縁抵抗や絶縁破壊を低下させる原因となるため、コンデ
ンサの高容量化のために誘電体層を薄くすることが難し
く、従って小型で高容量の温度補償用積層型磁器コンデ
ンサを得ることが難しいという問題点もあった。
【００１２】また、コンデンサをバイパスやカップリン
グに用いる場合には、ただ高周波の電流を通しさえすれ
ばよいので、Ｑ値は50程度で十分だが、同調回路に用い
る場合には少なくともＱ値は1000以上であることが必要
である。
グに用いる場合には、ただ高周波の電流を通しさえすれ
ばよいので、Ｑ値は50程度で十分だが、同調回路に用い
る場合には少なくともＱ値は1000以上であることが必要
である。
【００１３】そのため温度補償用誘電体磁器組成物とし
て、誘電率および絶縁抵抗が高くて誘電率の温度係数が
小さく、高周波における損失角が小さくてＱ値が高く、
しかもそれらの諸特性が安定して得られるものが要望さ
れていた。また、誘電体層を薄層化して小型で高容量の
温度補償用磁器コンデンサを得るために、上記の諸特性
を満たし、かつ結晶粒径が小さな誘電体磁器組成物が要
望されていた。
て、誘電率および絶縁抵抗が高くて誘電率の温度係数が
小さく、高周波における損失角が小さくてＱ値が高く、
しかもそれらの諸特性が安定して得られるものが要望さ
れていた。また、誘電体層を薄層化して小型で高容量の
温度補償用磁器コンデンサを得るために、上記の諸特性
を満たし、かつ結晶粒径が小さな誘電体磁器組成物が要
望されていた。
【００１４】本発明は上記事情に鑑みて本発明者が鋭意
研究を進めた結果完成したもので、その目的は、誘電率
および絶縁抵抗が高く、誘電率の温度係数が小さく、高
周波における損失角が小さくてＱ値が高く、しかもそれ
ら諸特性が安定して得られる温度補償用誘電体磁器組成
物を提供することにある。
研究を進めた結果完成したもので、その目的は、誘電率
および絶縁抵抗が高く、誘電率の温度係数が小さく、高
周波における損失角が小さくてＱ値が高く、しかもそれ
ら諸特性が安定して得られる温度補償用誘電体磁器組成
物を提供することにある。
【００１５】また本発明の目的は、温度補償用として優
れた特性を有するとともに結晶粒径が小さな誘電体磁器
が得られる、小型で高容量の温度補償用積層型磁器コン
デンサに好適な温度補償用誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
れた特性を有するとともに結晶粒径が小さな誘電体磁器
が得られる、小型で高容量の温度補償用積層型磁器コン
デンサに好適な温度補償用誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
【００１６】
【問題点を解決するための手段】本発明の温度補償用誘
電体磁器組成物は、ＳｒＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −Ｍｇ
ＴｉＯ3 系組成物の成分割合をｘＳｒＴｉＯ3 −ｙＣａ
ＴｉＯ3 −ｚＭｇＴｉＯ3ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
（重量％）と表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値が、４５．０≦
ｘ≦７５．０１５．０≦ｙ≦４５．０５．０≦ｚ≦１
５．０であるとともに、上記成分に対して、ＭｎＣ
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよ
びＫ2 Ｏを外添し、該添加物の総量を１．２０重量％以
下としたことを特徴とするものである。
電体磁器組成物は、ＳｒＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −Ｍｇ
ＴｉＯ3 系組成物の成分割合をｘＳｒＴｉＯ3 −ｙＣａ
ＴｉＯ3 −ｚＭｇＴｉＯ3ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１００
（重量％）と表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値が、４５．０≦
ｘ≦７５．０１５．０≦ｙ≦４５．０５．０≦ｚ≦１
５．０であるとともに、上記成分に対して、ＭｎＣ
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよ
びＫ2 Ｏを外添し、該添加物の総量を１．２０重量％以
下としたことを特徴とするものである。
【００１７】また本発明の温度補償用誘電体磁器組成物
は、上記成分割合の組成物に対して、ＣａＺｎＯ2 、Ｃ
ａＳｎＯ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 の少なくとも一種を０．
８８重量％以下の割合で外添したことを特徴とするもの
である。
は、上記成分割合の組成物に対して、ＣａＺｎＯ2 、Ｃ
ａＳｎＯ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 の少なくとも一種を０．
８８重量％以下の割合で外添したことを特徴とするもの
である。
【００１８】
【作用】本発明の温度補償用誘電体磁器組成物（以下、
本組成物と略す）は、ＳｒＴｉＯ3 （チタン酸ストロン
チウム）とＣａＴｉＯ3 （チタン酸カルシウム）とＭｇ
ＴｉＯ3 （チタン酸マグネシウム）とから成る固溶体
と、その固溶体に外添する酸化物として、ＭｎＣＯ3 、
ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよびＫ2
Ｏを上記の所定割合で調整することにより、誘電率が高
く、その温度係数が小さく、損失角が小さくてＱ値が高
く、しかもそれらの諸特性が安定して得られる温度補償
用誘電体磁器材料を提供できるものである。
本組成物と略す）は、ＳｒＴｉＯ3 （チタン酸ストロン
チウム）とＣａＴｉＯ3 （チタン酸カルシウム）とＭｇ
ＴｉＯ3 （チタン酸マグネシウム）とから成る固溶体
と、その固溶体に外添する酸化物として、ＭｎＣＯ3 、
ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよびＫ2
Ｏを上記の所定割合で調整することにより、誘電率が高
く、その温度係数が小さく、損失角が小さくてＱ値が高
く、しかもそれらの諸特性が安定して得られる温度補償
用誘電体磁器材料を提供できるものである。
【００１９】また本組成物は、上記の組成割合に調整す
ることにより結晶粒径が２〜５μｍと小さな誘電体磁器
が得られるので、それにより誘電体層を薄層化すること
ができて、小型で高容量の温度補償用磁器コンデンサを
提供することができるものである。
ることにより結晶粒径が２〜５μｍと小さな誘電体磁器
が得られるので、それにより誘電体層を薄層化すること
ができて、小型で高容量の温度補償用磁器コンデンサを
提供することができるものである。
【００２０】また本組成物は、上記組成割合の組成物に
さらに外添する酸化物として、ＣａＺｎＯ2 、ＣａＳｎ
Ｏ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 の少なくとも一種を上記の所定
割合で調整することにより、より一層優れた特性を有す
る温度補償用誘電体磁器材料を提供できるものである。
さらに外添する酸化物として、ＣａＺｎＯ2 、ＣａＳｎ
Ｏ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2 Ｏ7 の少なくとも一種を上記の所定
割合で調整することにより、より一層優れた特性を有す
る温度補償用誘電体磁器材料を提供できるものである。
【００２１】本組成物の固溶体成分の組成割合を上記の
式で表わしたとき、ｘ値が45.0重量％よりも小さい場合
は温度係数が負に大きくなると同時に誘電率が低くなる
傾向がある。他方、75.0重量％よりも大きい場合は温度
係数が負に大きくなる傾向があるので、高信頼性の温度
補償用誘電体磁器組成物として好ましくない。
式で表わしたとき、ｘ値が45.0重量％よりも小さい場合
は温度係数が負に大きくなると同時に誘電率が低くなる
傾向がある。他方、75.0重量％よりも大きい場合は温度
係数が負に大きくなる傾向があるので、高信頼性の温度
補償用誘電体磁器組成物として好ましくない。
【００２２】ｙ値が15.0重量％よりも小さい場合は温度
係数が負に大きくなる傾向がある。他方、45.0重量％よ
りも大きい場合は温度係数が負に大きくなると同時に誘
電率が低くなる傾向がある。
係数が負に大きくなる傾向がある。他方、45.0重量％よ
りも大きい場合は温度係数が負に大きくなると同時に誘
電率が低くなる傾向がある。
【００２３】ｚ値が 5.0重量％よりも小さい場合は、ｘ
値とｙ値の変化に伴って誘電率・温度係数・Ｑ値が大き
く変化し、それら諸特性を安定して得ることが難しくな
る傾向があり、15.0重量％よりも大きい場合は誘電率が
低くなる傾向がある。
値とｙ値の変化に伴って誘電率・温度係数・Ｑ値が大き
く変化し、それら諸特性を安定して得ることが難しくな
る傾向があり、15.0重量％よりも大きい場合は誘電率が
低くなる傾向がある。
【００２４】さらに、上記固溶体成分に外添するＭｎＣ
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよ
びＫ2 Ｏの総量が０重量％の場合はＱ値が低くなる傾向
があり、他方、1.20重量％よりも大きい場合は誘電率が
低くなる傾向がある。
Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯおよ
びＫ2 Ｏの総量が０重量％の場合はＱ値が低くなる傾向
があり、他方、1.20重量％よりも大きい場合は誘電率が
低くなる傾向がある。
【００２５】さらにまた、上記固溶体成分に外添するＣ
ａＺｎＯ2 、ＣａＳｎＯ3 、ＮｄＴｉＯ3 の少なくとも
一種の添加量が0.88重量％よりも大きい場合は、温度係
数が負に大きくなると同時にＱ値が低くなる傾向があ
る。
ａＺｎＯ2 、ＣａＳｎＯ3 、ＮｄＴｉＯ3 の少なくとも
一種の添加量が0.88重量％よりも大きい場合は、温度係
数が負に大きくなると同時にＱ値が低くなる傾向があ
る。
【００２６】以上により本組成物によれば、誘電率εｒ
が高くてその温度係数が小さく、高周波における損失角
δが小さくてＱ値が高く、しかも組成割合の変動に伴う
それら諸特性の変化が小さくて安定した特性が得られる
温度補償用誘電体磁器組成物を得ることができる。そし
て、磁器の結晶粒径が２〜５μｍと小さくなるので、積
層型磁器コンデンサに用いた場合に誘電体層を薄くする
することができ、小型で高容量の温度補償用積層型磁器
コンデンサを提供することができる。
が高くてその温度係数が小さく、高周波における損失角
δが小さくてＱ値が高く、しかも組成割合の変動に伴う
それら諸特性の変化が小さくて安定した特性が得られる
温度補償用誘電体磁器組成物を得ることができる。そし
て、磁器の結晶粒径が２〜５μｍと小さくなるので、積
層型磁器コンデンサに用いた場合に誘電体層を薄くする
することができ、小型で高容量の温度補償用積層型磁器
コンデンサを提供することができる。
【００２７】従って本組成物を用いることにより、回路
基板上の小スペースでの実装が可能な、小型で高容量の
温度補償用積層型磁器コンデンサを提供することができ
る。
基板上の小スペースでの実装が可能な、小型で高容量の
温度補償用積層型磁器コンデンサを提供することができ
る。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の温度補償用誘電体磁器組成物
を実施例に基づいて詳述する。
を実施例に基づいて詳述する。
【００２９】本組成物の原料として、予め仮焼して作製
したチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）およびチ
タン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3 ）、チタン酸マグネシ
ウム（ＭｇＴｉＯ3 ）、ならびに添加物であるＭｎＣＯ
3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2
Ｏ、およびＣａＺｎＯ2 、ＣａＳｎＯ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2
Ｏ7 の各酸化物粉末を用意した。これらの粉末はいずれ
も純度98％以上のものを用いた。
したチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）およびチ
タン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3 ）、チタン酸マグネシ
ウム（ＭｇＴｉＯ3 ）、ならびに添加物であるＭｎＣＯ
3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2
Ｏ、およびＣａＺｎＯ2 、ＣａＳｎＯ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ2
Ｏ7 の各酸化物粉末を用意した。これらの粉末はいずれ
も純度98％以上のものを用いた。
【００３０】これらの各粉末を、表１にｘ、ｙ、ｚ値
（wt% すなわち重量％）ならびに添加量（out%すなわち
外部添加量としての重量％）で示した各組成になるよう
に秤量した。そしてこれらをアルミナボールが充填され
たボールミルにより水・分散剤とともに一定時間（約20
時間）湿式粉砕・混合した後、アルコールを主成分とす
る有機系バインダを添加して攪拌した。
（wt% すなわち重量％）ならびに添加量（out%すなわち
外部添加量としての重量％）で示した各組成になるよう
に秤量した。そしてこれらをアルミナボールが充填され
たボールミルにより水・分散剤とともに一定時間（約20
時間）湿式粉砕・混合した後、アルコールを主成分とす
る有機系バインダを添加して攪拌した。
【００３１】このようにして得られたスラリーをドクタ
ーブレード法により厚さ30〜60μｍのテープ状に成形
し、このテープを 170ｍｍ× 120ｍｍの大きさに裁断し
て15〜30枚重ね、約 200ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力および 1
00〜120 ℃の温度で、厚さ 1.0ｍｍ・直径20ｍｍの円板
状に加圧成型した。この円板状成形体を大気中にて 1,3
40±20℃で２時間焼成した。
ーブレード法により厚さ30〜60μｍのテープ状に成形
し、このテープを 170ｍｍ× 120ｍｍの大きさに裁断し
て15〜30枚重ね、約 200ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力および 1
00〜120 ℃の温度で、厚さ 1.0ｍｍ・直径20ｍｍの円板
状に加圧成型した。この円板状成形体を大気中にて 1,3
40±20℃で２時間焼成した。
【００３２】そして、得られた各焼結体の電気的特性を
評価するために各焼結体の両主面に銀電極を焼き付けて
円板状コンデンサ試料を作製し、表１に示した試料１〜
19を得た。
評価するために各焼結体の両主面に銀電極を焼き付けて
円板状コンデンサ試料を作製し、表１に示した試料１〜
19を得た。
【００３３】
【表１】
【００３４】次にこれら各試料について、以下のように
して電気的特性を測定した。まず基準温度25℃で周波数
１ＭＨｚ・測定電圧１Ｖrms の信号を入力してデジタル
ＬＣＲメータ（ＹＨＰ製4277Ａ）を用いて静電容量およ
び誘電損失ｔａｎδを測定した結果より、試料の寸法を
考慮して誘電率εｒを算出した。Ｑ値は誘電損失ｔａｎ
δの測定結果からＱ＝１／ｔａｎδにより算出した。ま
た誘電率εｒを＋25℃〜＋85℃の温度範囲で測定し、＋
25℃における静電容量を基準としてその温度係数を求め
た。
して電気的特性を測定した。まず基準温度25℃で周波数
１ＭＨｚ・測定電圧１Ｖrms の信号を入力してデジタル
ＬＣＲメータ（ＹＨＰ製4277Ａ）を用いて静電容量およ
び誘電損失ｔａｎδを測定した結果より、試料の寸法を
考慮して誘電率εｒを算出した。Ｑ値は誘電損失ｔａｎ
δの測定結果からＱ＝１／ｔａｎδにより算出した。ま
た誘電率εｒを＋25℃〜＋85℃の温度範囲で測定し、＋
25℃における静電容量を基準としてその温度係数を求め
た。
【００３５】これらの測定結果に対しては、以下の値を
評価基準とした。誘電率εｒは、小型で大容量の温度補
償用磁器コンデンサを作製するための重要な特性であ
り、その値が 190を越えるものを良好とした。Ｑ値は誘
電体をコンデンサとして使用するときの交流電界中での
エネルギー損失を表わすための重要な特性であり、また
誘電損失は周波数の２乗に比例するため高周波で誘電体
をコンデンサとして使うときにはＱ値が大きいことが要
求されるので、その値が 1,200以上のものを良好とし
た。そして、誘電率εｒの温度係数は、25℃を基準とし
て実使用温度範囲内でのコンデンサの容量値を保証し、
使用温度範囲において容量値の変動特に容量値の低下を
防止して、高信頼性の温度補償用誘電体磁器を得るため
にとりわけ重要な特性であるので、＋25℃に対する＋85
℃における値が−1,800 ppm/℃以上であるものを良好と
した。
評価基準とした。誘電率εｒは、小型で大容量の温度補
償用磁器コンデンサを作製するための重要な特性であ
り、その値が 190を越えるものを良好とした。Ｑ値は誘
電体をコンデンサとして使用するときの交流電界中での
エネルギー損失を表わすための重要な特性であり、また
誘電損失は周波数の２乗に比例するため高周波で誘電体
をコンデンサとして使うときにはＱ値が大きいことが要
求されるので、その値が 1,200以上のものを良好とし
た。そして、誘電率εｒの温度係数は、25℃を基準とし
て実使用温度範囲内でのコンデンサの容量値を保証し、
使用温度範囲において容量値の変動特に容量値の低下を
防止して、高信頼性の温度補償用誘電体磁器を得るため
にとりわけ重要な特性であるので、＋25℃に対する＋85
℃における値が−1,800 ppm/℃以上であるものを良好と
した。
【００３６】これらの測定結果を表２に示す。同表中に
は評価として、上記の測定に基づいて良好な結果を示し
たものに○、特性の劣るものに×を示した。なお、試料
番号に付した＊は本発明の範囲外のものであることを示
す。
は評価として、上記の測定に基づいて良好な結果を示し
たものに○、特性の劣るものに×を示した。なお、試料
番号に付した＊は本発明の範囲外のものであることを示
す。
【００３７】
【表２】
【００３８】表２より分かるように、試料番号３、５〜
13、15、16のようにｘ、ｙ、ｚと各添加物の添加量の各
々が本発明の範囲内にある場合は、全ての結果が良好な
特性を示した。これらの結果より、本組成物によれば誘
電率εｒが 190以上と高く、Ｑ値も 1,200以上と高く、
しかも＋25℃〜＋85℃の温度範囲内での温度変化係数が
−1,800ppm/ ℃以上と小さい、優れた特性の温度補償用
誘電体磁器組成物が得られることが分かる。
13、15、16のようにｘ、ｙ、ｚと各添加物の添加量の各
々が本発明の範囲内にある場合は、全ての結果が良好な
特性を示した。これらの結果より、本組成物によれば誘
電率εｒが 190以上と高く、Ｑ値も 1,200以上と高く、
しかも＋25℃〜＋85℃の温度範囲内での温度変化係数が
−1,800ppm/ ℃以上と小さい、優れた特性の温度補償用
誘電体磁器組成物が得られることが分かる。
【００３９】また、ＭｇＴｉＯ3 を含まないＳｒＴｉＯ
3 −ＣａＴｉＯ3 系組成物ではＳｒＴｉＯ3 量が60〜80
重量％の間で温度係数が 1,500程度変化するが、本発明
の範囲内ではＳｒＴｉＯ3 量の変化に対して温度係数は
500程度しか変化せず、またＱ値の変化量も小さいこと
が分かる。
3 −ＣａＴｉＯ3 系組成物ではＳｒＴｉＯ3 量が60〜80
重量％の間で温度係数が 1,500程度変化するが、本発明
の範囲内ではＳｒＴｉＯ3 量の変化に対して温度係数は
500程度しか変化せず、またＱ値の変化量も小さいこと
が分かる。
【００４０】これに対し、試料番号18のようにｘ値が小
さくｙ値が大きくて本発明の範囲内にない場合には、温
度係数が負に大きくなると同時に誘電率が低くなる傾向
が見られた。
さくｙ値が大きくて本発明の範囲内にない場合には、温
度係数が負に大きくなると同時に誘電率が低くなる傾向
が見られた。
【００４１】また試料番号19のようにｘ値が大きくｙ値
が小さくて本発明の範囲内にない場合には、温度係数が
負に大きくなる傾向が見られた。
が小さくて本発明の範囲内にない場合には、温度係数が
負に大きくなる傾向が見られた。
【００４２】また試料番号２のようにｚ値が大きくて本
発明の範囲内にない場合には、誘電率が低くなる傾向が
見られた。
発明の範囲内にない場合には、誘電率が低くなる傾向が
見られた。
【００４３】また試料番号１、４、14のようにｘ、ｙ、
ｚ値が本発明の範囲内であるがＭｎＣＯ3 、ＳｉＯ2 、
Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏの少なくとも
１種の添加量が０重量％の場合は、Ｑ値が低下する傾向
が見られた。
ｚ値が本発明の範囲内であるがＭｎＣＯ3 、ＳｉＯ2 、
Ａｌ2 Ｏ3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏの少なくとも
１種の添加量が０重量％の場合は、Ｑ値が低下する傾向
が見られた。
【００４４】また試料番号17のようにｘ、ｙ、ｚ値が本
発明の範囲内であるがＭｎＣＯ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏの少なくとも１種の添
加量が1.20重量％を越える場合は、誘電率が低くなる傾
向が見られた。
発明の範囲内であるがＭｎＣＯ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＣａＯ、Ｋ2 Ｏの少なくとも１種の添
加量が1.20重量％を越える場合は、誘電率が低くなる傾
向が見られた。
【００４５】なお本組成物である試料番号３、５〜13、
15、16について、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により磁
器の結晶粒径を測定したところ、いずれも２〜５μｍの
範囲にあり、結晶粒径が小さいことが確認できた。
15、16について、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）により磁
器の結晶粒径を測定したところ、いずれも２〜５μｍの
範囲にあり、結晶粒径が小さいことが確認できた。
【００４６】また本組成物である試料番号３、５〜13、
15、16について、絶縁抵抗計を用いて25℃において直流
電圧 100Ｖを１分間印加した時の値を測定して絶縁抵抗
を求めた。この絶縁抵抗は、高温負荷試験での耐電圧特
性に関わる、積層型磁器コンデンサの信頼性にとって重
要な特性であるが、本組成物の各試料ではいずれもその
値が 100×109 Ω以上と大きく、良好な特性を示すこと
が確認できた。
15、16について、絶縁抵抗計を用いて25℃において直流
電圧 100Ｖを１分間印加した時の値を測定して絶縁抵抗
を求めた。この絶縁抵抗は、高温負荷試験での耐電圧特
性に関わる、積層型磁器コンデンサの信頼性にとって重
要な特性であるが、本組成物の各試料ではいずれもその
値が 100×109 Ω以上と大きく、良好な特性を示すこと
が確認できた。
【００４７】以上の実施例より分かるように、本発明の
誘電体磁器組成物によって、誘電率εｒが 190以上で高
周波におけるＱ値が 1,200以上と高く、絶縁抵抗が 100
×109 Ω以上と高くて、しかも誘電率εｒの温度係数が
＋25℃〜＋85℃の温度範囲内において−1,800 ppm/℃以
上と小さく、さらに磁器の結晶粒径が２〜５μｍと小さ
い優れた特性を有する温度補償用誘電体磁器が得られる
組成物とするには、上記本組成物の組成構成における
ｘ、ｙ、ｚの値および各添加物の添加量を本発明の範囲
内に設定することが重要である。
誘電体磁器組成物によって、誘電率εｒが 190以上で高
周波におけるＱ値が 1,200以上と高く、絶縁抵抗が 100
×109 Ω以上と高くて、しかも誘電率εｒの温度係数が
＋25℃〜＋85℃の温度範囲内において−1,800 ppm/℃以
上と小さく、さらに磁器の結晶粒径が２〜５μｍと小さ
い優れた特性を有する温度補償用誘電体磁器が得られる
組成物とするには、上記本組成物の組成構成における
ｘ、ｙ、ｚの値および各添加物の添加量を本発明の範囲
内に設定することが重要である。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の誘電体磁
器組成物によれば、誘電率および絶縁抵抗が高く、誘電
率の温度係数が小さく、高周波における損失角が小さく
てＱ値が高く、しかもそれら諸特性が安定して得られる
高信頼性の温度補償用誘電体磁器組成物を提供すること
ができた。
器組成物によれば、誘電率および絶縁抵抗が高く、誘電
率の温度係数が小さく、高周波における損失角が小さく
てＱ値が高く、しかもそれら諸特性が安定して得られる
高信頼性の温度補償用誘電体磁器組成物を提供すること
ができた。
【００４９】また本発明の誘電体磁器組成物によれば、
温度補償用として優れた特性を有するとともに結晶粒径
が小さな誘電体磁器が得られる、小型で高容量の温度補
償用積層型磁器コンデンサに好適な温度補償用誘電体磁
器組成物を提供することができた。
温度補償用として優れた特性を有するとともに結晶粒径
が小さな誘電体磁器が得られる、小型で高容量の温度補
償用積層型磁器コンデンサに好適な温度補償用誘電体磁
器組成物を提供することができた。
Claims (2)
- 【請求項１】ＳｒＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −ＭｇＴｉＯ
3 系組成物の成分割合をｘＳｒＴｉＯ3 −ｙＣａＴｉＯ
3 −ｚＭｇＴｉＯ3ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１００（重量
％）と表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値が、 ４５．０≦ｘ≦７５．０ １５．０≦ｙ≦４５．０ ５．０≦ｚ≦１５．０ であるとともに、上記成分に対して、ＭｎＣＯ 3 、Ｓｉ
Ｏ 2 、Ａｌ 2 Ｏ 3 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、ＣａＯおよびＫ 2 Ｏを
外添し、該添加物の総量を１．２０重量％以下としたこ
とを特徴とする温度補償用誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】請求項１記載の温度補償用誘電体磁器組成
物に対して、ＣａＺｎＯ2 、ＣａＳｎＯ3 、Ｎｄ2 Ｔｉ
2 Ｏ7 の少なくとも一種を０．８８重量％以下の割合で
外添したことを特徴とする温度補償用誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32184094A JP3450919B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32184094A JP3450919B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180735A JPH08180735A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3450919B2 true JP3450919B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=18137022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32184094A Expired - Fee Related JP3450919B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3450919B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113636839B (zh) * | 2021-08-13 | 2023-03-14 | 北京元六鸿远电子科技股份有限公司 | 一种高绝缘电阻率高介微波陶瓷材料及其制备方法 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP32184094A patent/JP3450919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08180735A (ja) | 1996-07-12 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |