JP6415474B2 - 誘電体磁器組成物及びそれを有する誘電体素子 - Google Patents
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Description
本発明の誘電体磁器組成物は下記一般式(1)で表される。
100[1−x(0.94Bi1/2Na1/2TiO3-0.06BaTiO3)-xK0.5Na0.5NbO3]+αCuO+βLiF・・・(1)
ここで、xは0.14〜0.28である。α、βについては以下の(I)又は(II)の条件を満たす。(I)αが0.4〜1.5でありβが0〜2.4である。(II)αが0〜1.5でありβが0.2〜2.4である。本発明の誘電体磁器組成物は焼結密度が93%以上である。
本発明の別の形態では、上記の誘電体磁器組成物からなる誘電体層と、銀パラジウム合金からなる内部電極層との積層体を有する積層型の誘電体素子が提供される。ここで、銀パラジウム合金は銀が65〜90wt%、残部がパラジウムの組成である。
前記積層体は好ましくは1050℃未満で焼成される。前記誘電体素子における、静電容量の温度変化率ΔC400℃/C25℃は30%以下であり、ΔCpeak/C25℃が50%以下である。ΔC400℃/C25℃及びΔCpeak/C25℃の定義については後述する。また、前記誘電体素子における、時定数(RC定数)は好ましくは200〜350secである。RC定数の定義についても後述する。
xはBNT−BTとKNNとの比率を反映する数値であり、本発明では0.14〜0.28である。
条件(I)αが0.4〜1.5でありβが0〜2.4である。
条件(II)αが0〜1.5でありβが0.2〜2.4である。
α、βが上記範囲であるようにCuO及び/又はLiFを共存させることにより、焼結密度が向上する。
まず、誘電体磁器組成物を作製するための出発原料として、各金属元素を含む原料粉を準備する。原料粉としては各金属元素の酸化物や炭酸塩などの粉末が挙げられ、具体的には、酸化ビスマス(Bi2O3)、炭酸ナトリウム(Na2CO3)、炭酸カリウム(K2CO3)、炭酸バリウム(BaCO3)、酸化チタン(TiO2)、酸化二オブ(Nb2O5)、酸化銅(CuO)及びフッ化リチウム(LiF)の粉末などが挙げられる。
ΔC400℃/C25℃=(C400℃−C25℃)/C25℃
ΔCpeak/C25℃=(Cpeak−C25℃)/C25℃
x α β 焼結温度 焼結密度%
*製造例1 0.10 0 0 1100℃ 94.3
*製造例2 0.12 0 0 1100℃ 94.1
*製造例3 0.14 0 0 1100℃ 94.5
*製造例4 0.18 0 0 1100℃ 94.9
*製造例5 0.24 0 0 1130℃ 93.0
*製造例6 0.12 1 0 1000℃ 97.2
製造例7 0.14 1 0 1000℃ 96.3
製造例8 0.18 1 0 1000℃ 95.5
製造例9 0.24 1 0 1000℃ 97.3
*製造例10 0.12 0 1 1040℃ 93.0
製造例11 0.14 0 1 1040℃ 93.3
製造例12 0.18 0 1 1040℃ 93.2
製造例13 0.24 0 1 1040℃ 93.1
α=β=0である製造例14〜20は1100℃。α=1、β=0である製造例21〜27は1000℃。α=0、β=1である製造例28〜34は1040℃。これらの温度で焼成することにより、製造例20以外については、誘電体層、即ち誘電体磁器組成物は93%以上の焼結密度を呈した。製造例20については以降の電気特性を測定するに値する高い焼結密度には至らなかった。
各製造例の組成、静電容量の温度変化率は以下のとおりであった。静電容量の温度変化率として、ΔC400℃/C25℃及びΔCpeak/C25℃を測定した。焼結温度が1050℃未満、温度変化率ΔC400℃/C25℃(下記ではT1と表す)が30%以下、ΔCpeak/C25℃(下記ではT2と表す)が50%以下という結果が求められる。さらに、各製造例の時定数(RC定数、単位sec)を測定して以下の結果を得た。R定数については200〜350secが望まれる。
*製造例14 0.10 0 0 0.1 47.6 245
*製造例15 0.12 0 0 −3.2 40.0 220
*製造例16 0.14 0 0 −6.5 35.1 198
*製造例17 0.18 0 0 −9.2 31.3 181
*製造例18 0.24 0 0 −48.4 20.0 63
*製造例19 0.28 0 0 −20.1 17.3 52
*製造例20 0.30 0 0 低密度のため測定不可 45
*製造例21 0.10 1 0 8.2 123.0 340
*製造例22 0.12 1 0 5.7 109.7 387
製造例23 0.14 1 0 −10.2 49.2 349
製造例24 0.18 1 0 −25.0 45.8 331
製造例25 0.24 1 0 −27.5 44.9 280
製造例26 0.28 1 0 −1.8 35.2 244
*製造例27 0.30 1 0 2次相生成のため測定不可 226
*製造例28 0.10 0 1 9.5 119.3 390
*製造例29 0.12 0 1 6.2 111.9 340
製造例30 0.14 0 1 −15.6 10.9 304
製造例31 0.18 0 1 −25.2 25.2 289
製造例32 0.24 0 1 −28.5 42.6 243
製造例33 0.28 0 1 −2.3 33.9 210
*製造例34 0.30 0 1 2次相生成のため測定不可 180
Claims (4)
- 下記組成式
100[1−x(0.94Bi1/2Na1/2TiO3-0.06BaTiO3)-xK0.5Na0.5NbO3]+αCuO+βLiF
(但し、xは0.14〜0.28であり、α、βについて、(I)αが0.4〜1.5でありβが0〜2.4であるか、あるいは、(II)αが0〜1.5でありβが0.2〜2.4である。)
で表され、焼結密度が93%以上である、誘電体磁器組成物。 - 請求項1記載の誘電体磁器組成物からなる誘電体層と、銀パラジウム合金からなる内部電極層との積層体を有し、銀パラジウム合金は銀が65〜90wt%、残部がパラジウムの組成である、積層型の誘電体素子。
- 400℃における静電容量と25℃の静電容量との差を25℃における静電容量で除した値ΔC400℃/C25℃、−55〜400℃における静電容量の最大値と25℃の静電容量との差を25℃における静電容量で除した値ΔCpeak/C25℃について、ΔC400℃/C25℃が30%以下且つΔCpeak/C25℃が50%以下である、請求項2記載の誘電体素子。
- 150℃、5kV/mmの電界強度、1Vの静電容量にて測定される時定数RCについて、200〜350secである請求項3記載の誘電体素子。
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