JPH0195403A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１０００℃以下で焼成される高誘電率系誘電体
磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき、
高い抵抗率の得られる組成物に関する。

従来の技゛術 近年セラミックコンデンサにおいては素子の小型化、大
容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、
焼成温度が１３００℃程度と高いため、内部電極材料と
してはＰｔ、Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があっ
た。

これに対し、空気中１１００℃以下で焼成でき内部電極
として安価なＡｇ系材料を用いることができる鉛複合ペ
ロブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲気中で焼成でき
Ｎｉなどの卑金属材料を内部電極として使用できるチタ
ン酸バリウム系材料が開発されている。前者については
、特公昭６０−１８０８５号公報に記載された、Ｐｂ（
Ｍｇｓ、３Ｎｂｚ２）Ｏｓ　−Ｐｂ（Ｚｎ５ｔ３Ｎｂ２
ｔｓ　）０３を含む誘電体磁器組成物が知られている。

また、Ｐｂ（Ｍｇ１ｚｓ　Ｎｂ＊ｚｓ　）　０３−　Ｐ
ｂ　（Ｍｇｔｚ＊　Ｗｌ／２　）０３を含む磁器組成物
が特開昭５５−１４４４７０号公報や特開昭５５−１４
４６１０号公報に開示されている。後者については、特
公昭５６−４６６４１号公報に記載の材料などが知られ
ている。Ｐｂ　（Ｍｇｔ、ｓ　Ｎｂ２，２）ＯＣＩ　　
Ｐｂ　（Ｚｎｔｚ＊　Ｎｂ２／３）ＯＧ系固溶体やＰｂ
（Ｍｇｔ、ｓ　Ｎｂｑｔａ　）０３−Ｐｂ（Ｍｇｔｚ２
Ｗ１１　）０３系固溶体は１１００℃以下の温度で焼成
でき、高い誘電率が得られる。

従ってこの誘電体磁器組成物とＡｇ系内部電極からなる
積層コンデンサは素子の大容量、小型化、低コスト化が
図れる利点を有している。しかし近年さらに内部電極材
料の低コスト化が図れるＣｕなどの卑金属を内部電極と
して用いることが求められており、このため、同時焼成
したときＣｕなどの金属が酸化しないような低酸素分圧
雰囲気で焼成でき、高い抵抗率が得られる材料が必要と
されている。

発明が解決しようとする問題点 Ｐｂ　　（Ｍｇ＊ｔ２　Ｎｂ２ｔｓ　　）０３−　Ｐｂ
　　（ＺｎｘｔｓＮｂｑｔｓ　）　０３−　Ｐｂ　（Ｍ
ｇｔｚ＊　Ｗｌ／２　）　０３系固溶体は低酸素分圧雰
囲気で焼成すると緻密に焼結せず、また抵抗率が小さ（
なる傾向がある。

本発明は、Ｐｂ（Ｍｇｔ、５Ｎｂ２／３）Ｏｓ　　ｐｂ
（Ｚｎ１ｔｓ　Ｎｔ＋ｚ３）　０３　　Ｐｂ　（Ｍｇ！
ｚ２Ｗｌ／２　）０３系のもつ高い誘電率と低温焼結性
をそこなわず、低酸素分圧雰囲気で焼成したとき抵抗値
が高い誘電体磁器組成物を提供することを目的としてい
る。

問題点を解決するための手段 Ｐ　ｂＩ＋ａ　　（Ｍｇｔｌ＊　　Ｎｂ２／ｓ　　）ｘ
　　（Ｚ　ｎ５ｚｓ　　Ｎｂ＊ｚｓ　　）ｙ（Ｍｇｔ、
２Ｗｌ／２　）、Ｚ、０３＋ａで表される組成式におい
てａを０．００１≦ａ≦０．１５の範囲にする。

作用 本発明の組成物においてはＡサイト成分を過剰にするこ
とにより、低酸素分圧雰囲気、１０００℃以下で焼成物
が得られ、高い抵抗率を有する信頼性の高い素子かえら
れる。

実施例 出発原料には化学的に高純度なＰｂＯ，ＭｇＯ。

Ｎｂ２Ｏ５、ＺｎＯ，ＷＯ２、ＢａＣＯ３，５ｒＣＯａ
。

ＣａＣ０ａを用いた。これらを純度補正をおこなったう
えで所定量を秤量し、メノウ製玉石を用い純水を溶媒と
しボールミルで、１７時時間式混合した。これを吸引ろ
過して水分の大半を分離した後乾燥し、その後ライカイ
機で充分解砕した後粉体量の５ｗｔ％の水分を加え、直
径６０ｍ高さ約５Ｏｎ＋＋の円柱状に成形圧力５００ｋ
ｇ／ｃｗ＋２　　で成形した。これをアルミナルツボ中
に入れ同質のフタをし、７５０℃〜８８０℃で２時間仮
焼した。次に仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにメ
ノウ製玉石を用い純水を溶媒としてボールミルで１７時
間粉砕し、これを吸引ろ過し水分の大半を分離した後乾
燥した。以上の仮焼、粉砕、乾燥を数回（りかえした後
この粉末にポリビニルアルコール６ｗｔ％水溶液を粉体
量の６ｗｔ％加え、３２メツシユふるいを通して造粒し
、成形圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２で直径１３ｗｌｌ１１
厚さ約１ｍｍの円板状に成形した。成形物は空気中で７
００℃まで昇温し１時間保持しポリビルアルコール分を
バーンアウトした。これを上述の仮焼粉を体積の１ｚｓ
程度敷ぎつめた上に２００メツシｊ　Ｚ　ｒ　Ｏ２粉を
約１ａｍ敷いたマグネシャ磁器容器に移し、同質のフタ
をし、管状電気炉の炉心管内に挿入し、炉心管内をロー
タリーポンプで脱気したのちＮ１１−Ｈ２混合ガスで置
換し、酸素分圧（ＰＯ２）が１．ｏｘｌｏ−ｅａｔｍに
なるようＮ２とＨ２ガスの混合比を調節しながら混合ガ
スを流し所定温度まで４００℃／　ｈ　ｒで昇温し２時
間保持後４００℃／ｈｒで降温した。炉心管内のＰｏ２
は挿入した安定化ジルコニア酸素センサーにより測定し
た。

焼成した円板の両面にＣｒ−Ａｕを蒸着し、誘電率、ｔ
ａｎδを１ｋＨｚ　、　Ｉ　Ｖ／ｍ＋ｎの電界下で測定
した。また抵抗率は１　ｋ　Ｖ　／　ｍｍの電圧を印加
後１分値から求めた。

なお焼成温度は焼成物の密度がもっとも大きくなる温度
とした。

図に本発明の組成範囲を示し、表１および表２に、本発
明の組成範囲および周辺組成の成分（ａ、ｘ、ｙ、ｚは
、組成を Ｐｂ、＋、（Ｍｇｓ、２ＮｂＩ２ｚ＊　）Ｘ（、Ｚｎｔ
、ｓ　Ｎｂａｔ３）ｙ（Ｍｇ＊ｔ＊　Ｗｅｔｓ　）　２
ｏ３アと表したときの値）、低酸素分圧雰囲気で焼成し
たときの焼成温度、誘電率、ｔａｎδ、抵抗率、を示し
た。

（以下余白） 発明範囲外の組成物では、ａが１．００１より小さいと
低酸素分圧雰囲気で焼成したとき緻密な焼結物が得られ
ない、もしくは抵抗率が低（なる難点を有しており、１
．１５０より太き（なると誘電率および抵抗率が低下す
る難点を有する。またＸ、、ＶｓＺが限定の範囲外の組
成物はキュリー点が室温から太き（はずれ誘電率が低く
なる。特許請求の範囲内の組成物では前記の問題がいず
れも克服されている。

なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気ＰＯ２
；　１．　ＯＸ　１０−ｅａｔｍは焼成温度におケル銅
の平衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと考
えられる。

発明の効果 本発明によれば、低酸素分圧雰囲気１０００℃以下の焼
成で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るための緻
密で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部電極としてＣｕ
などの卑金属材料を用いることが可能になる優れた誘電
体磁器組成物を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例における誘電体磁器組成物の組成
範囲を示す図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐｂ＿１＿＋＿２（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿
   ／＿３）＿ｘ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）＿
   ｙ（Ｍｇ＿１＿／＿２Ｗ＿１＿／＿２）＿ｚＯ＿３＿＋
   ＿ａで表される組成式（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）におい
   て、ａは０．００１≦ａ≦０．１５の範囲にあり、この
   範囲内の各ａの値に対し、 Ｐｂ＿１＿＋＿ａ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３
   ）Ｏ＿３＿＋＿ａ、Ｐｂ＿１＿＋＿ａ（Ｚｎ＿１＿／＿
   ３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３＿＋＿ａ、Ｐｂ＿１＿＋＿
   ａ（Ｍｇ＿１＿／＿２Ｗ＿１＿／＿２）Ｏ＿３＿＋＿ａ
   を頂点とする三角座標において、下記組成点Ａ，Ｂ，Ｃ
   ，Ｄを頂点とする四角形の領域内の組成物からなること
   を特徴とする誘電体磁器組成物。 Ａ；ｘ＝０．８７５ｙ＝０．１０ｚ＝０．０２５Ｂ；ｘ
   ＝０．６０ｙ＝０．２０ｚ＝０．２０Ｃ；ｘ＝０．５０
   ｙ＝０．３０ｚ＝０．２０Ｄ；ｘ＝０．５０ｙ＝０．４
   ７５ｚ＝０．０２５
2. （２）Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａよりなる群から選ばれた一つ以
   上の元素により、Ｐｂを１５ｍｏｌ％以下置換したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の誘電体磁器組
   成物。