JPH02242518A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH02242518A
JPH02242518A JP1062411A JP6241189A JPH02242518A JP H02242518 A JPH02242518 A JP H02242518A JP 1062411 A JP1062411 A JP 1062411A JP 6241189 A JP6241189 A JP 6241189A JP H02242518 A JPH02242518 A JP H02242518A
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capacitance
re2o3
ta2o5
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Hidenori Kuramitsu
秀紀 倉光
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    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
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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 本発明は誘電率、絶縁抵抗、絶縁破壊電圧が高く、良好
度Qにすぐれ、静電容量温度係数が小さく、かつ積層セ
ラミックコンデンサへの利用においては、内部電極の厚
みを薄くしたときの静電容量と良好度Qの低下を防ぎ、
静電容量と良好度Qのバラツキを小さくできる誘電体磁
器組成物に関するものである。
従来の技術 従来から誘電率、絶縁抵抗が高く、良好度Qにすぐれ、
静電容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物として下記
のような系が知られている。
Bad−TiO2−Nd2O5系 BaO−TiO7−3m2O5系 発明が解決しようとする課題 しかし、これらの組成は、例えば、0.1 jBa。
O,68TiO2−0,21Nd2O3(7)組成比カ
ラナル誘電体材料を使用し、パラジウムの内部電極厚み
4μm、誘電体厚み12μm、内部電極の重なり寸法1
.2 ffMX O,71rm、誘電体層数19の積層
構造をもつ積層セラミックコンデンサを作製すると、静
電容量の平均値:了42pF、良好度Qの平均値:87
00、静電容量温度係数の平均値NN361)p/℃、
絶縁抵抗の平均値: 6.OX 1012Ω絶縁破壊強
度の平均値: 117kV/1111であり、絶縁抵抗
と絶縁破壊強度において満足のできる値ではない。
寸だ、積層セラミノクコンデンザのコストダウンを行う
ため、および素体内部の構造欠陥であるデラミネーショ
ンの発生を防ぐため、パラジウムの内部電極厚みを4μ
mから2μmに薄くすると、上記の組成比の誘電体材料
を使用し、上記の誘電体厚み、内部電極型なり寸法、誘
電体層数の積層構造をもつ積層セラミノクコンデンザの
静電容量の平均値が610pFと小さくなるとともに静
電容量のバラツキが256〜713pFと太きくなる。
さらに、良好度Qの平均値も4000と低くなるととも
に良好度Qのバラツキが600〜8800と大きくなる
という課題があった。
6 ヘ一/ 課題を解決するだめの手段 これらの課題を解決するために本発明は、一般式xBa
O−yTi02−ZR82O5と表した時、(ただし、
X−1−y+z==1.oo Re 2O5は、La2
O3 、 Pr2O1175 、Nd2O3 、 Sm
2O5から選ばれる一種以上の希土類元素の酸化物)X
、y、zが以下に表す各点z、b、c、d。
fで囲まれるモル比の範囲からなる主成分100重量部
に対し、副成分としてNb 2O5 、 Ta2 o5
゜v2O5から選ばれる二種以上を合計で0.001〜
0.010モル部含有したことを特徴とする誘電体磁器
組成物を提案するものである。
(以下 余 白) 6 へ−7 7ノ\−7 作用 第1図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を示
す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した理由を第
1図を参照しながら説明する。すなわち、A領域では焼
結が著しく困難である。また、B領域では良好度Qが低
下し実用的でなくなる。さらに、C,D領域では静電容
量温度係数がマイナス側に大きくなりすぎて実用的でな
くなる。
そして、E領域では静電容量温度係数がプラス方向に移
行するが、誘電率が小さく実用的でなくなる0′f、た
、Re2O3をL ’2O3− P r2 ON/31
Nd2O5.Sm2o3から選ぶことにより、La2O
3Pr2O..15.Nd2O3,Sm2O3の順で誘
電率を大きく下げることなく、静電容量温度係数をプラ
ス方向に移行することが可能であり、La 2o3Pr
,01./3.Nd,03.Sm2O3の一種あるいは
組合せにより静電容量温度係数の調節が可能である。
第2図は本発明にかかる組成物の主成分に対し、副成分
Nd2O5,Ta2O5.V2O5の含有効果を積層セ
ラミックコンデンサの特性で示すグラフであり、Nb2
O5、Ta2O5 、V2O5の含有範囲を限定した理
由をグラフを参照しながら説明する。第2図に示すよう
にNb2O5,Ta2O3v2O5を含有することによ
り、絶縁抵抗、絶縁破壊強度が向上し、まだ静電容量と
良好度Qを高め、静電容量と良好度Qのバラツキを小さ
くする効果を有する。そして、Nb2O5、Ta2O5
 、V2O5゜の含有により、絶縁抵抗、絶縁破壊強度
は向上するが、Nb2O5、Ta2O5 、V2O5(
7)含有量の合計が主成分100重量部に対し、0.0
01モル部未満はそれほど絶縁破壊強度が犬きくなく、
静電容量と良好度Qが低く、また静電容量と良好度Qの
バラツキが大きいため、この発明の範囲から除外した。
一方、Nb2O5、Ta2O5 、V2O5の含有量の
合計が主成分に対し、0.010モル部を越えると良好
度Q、絶縁抵抗が低下し、静電容量温度係数がマイナス
順に犬きくなり、実用的ですくナル。また、Nb2O5
 、 Ta2O5. V2O5から選ばれる二種以上を
含有することにより、9 バー/゛ Nb2O5,Ta2O5.V2O5かう選バレル一種を
含有するものに比べ、誘電率、絶縁抵抗、絶縁破壊電圧
が高く、良好度Qにすぐれ、静電容量温度係数が小さく
することができる。
実施例 以下に、本発明を具体的実施例により説明する。
実施例1 出発原料には化学的に高純度のBaCO3,TiO□。
La2O3,Pr60.,Nd2O3,Sm2O3゜N
b2O5,Ta2O5およびV2O5粉末を下記の第1
表に示す組成比になるように秤量し、めのうボールを備
えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入れ、湿式
混合後、脱水乾燥した。この乾燥粉末を高アルミナ質の
ルツボに入れ、空気中で1100℃にて2時間仮焼した
。この仮焼粉末を、めのうボールを備えたゴム内張りの
ボールミルに純水とともに入れ、湿式粉砕後、脱水乾燥
した。
この粉砕粉末に、有機バインダーを加え、均質とした後
、32メツシユのふるいを通して整粒し、金型と油圧プ
レスを用いて成形圧力1ton/cd10 l\−ノ で直径1・6馴、厚み0・4朋に成形した。次いで、成
形円板をジルコニア粉末を敷いたアルミナ質のサヤに入
れ、空気中にて下記の第1表に示す組成比の誘電体磁器
を得た。
このようにして得られた誘電体磁器円板は、厚みと直径
を測定し、誘電率、良好度Q、静電容量温度係数測定用
試料は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け
、絶縁抵抗、絶縁破壊強度測定用試料は、誘電体磁器円
板の外周より内側にI mmの幅で銀電極の無い部分を
設け、銀電極を焼き付けた。そして、誘電率、良好度Q
、静電容量温度係数は、YHP社製デジタルLCRメー
タのモデル4275Aを使用し、測定温度2Q℃、測定
電圧1.oVrms、測定周波数1MHzでの測定より
求めた。なお、静電容量温度係数は、2O℃と86℃の
静電容量を測定し、次式により求めた。
TCi=(C−Co)/Cox1/66x1o’TC:
静電容量温度係数(ppm/℃)Co:2O℃での静電
容量(pF ) 085℃での静電容量(pF ) 11 へ−7 また、誘電率は次式より求めた。
K−143,8×CO×t/D2 に゛誘電率 C02O℃での静電容量(pF ) D:誘電体磁器の直径(龍) t、誘電体磁器の厚み(關→ さらに、絶縁抵抗は、YHP社製HRメータのモデ/l
/4329Aを使用し、測定電圧6oV、D、C,、測
定時間1分間による測定より求めた。
そして、絶縁破壊強度は、菊水電子工業(株)扱高電圧
電源PH536に一3形を使用し、試料をシリコンオイ
ル中に入れ、昇圧速度50V/seaにより求めた絶縁
破壊電圧を誘電体厚みで除算し、1朋当たりの絶縁破壊
強度とした。
試験条件を第1表に併せて示し、試験結果を下記の第2
表に示す。
(以下余 白) 14・\ 16 \ 実施例2 出発原料には化学的に高純度のBaCO3TlO2,N
d2O31Nb2o5.Ta2O5およびv2O5粉末
を使用し、主成分0.11 BaO−0,68T 10
2 0.21N d 2Osの100重量部に対し、(
Nb2O5)0.4(Ta2O5 )0.5 (v2O
5 )0.3を0.0.0001 、0.0010.0
.0100.0.02O0モル部含有した仮焼粉砕粉を
実施例1と同様の方法で作製する。ただし、 (Nb2
O5)。4(Ta2O5 )0.3 (V2O5)0.
3  含有量0.0.0001.0.02O0モル部は
、この発明の範囲外であり、0.0010,0.010
0モル部は、この発明の範囲内である。
との仮焼粉砕粉末に、有機バインダー、可塑剤、分散剤
、有機溶剤を加え、アルミナボールを備えたポットで混
合し、スラリーを作製した。混合後、ろ過したスラリー
は、焼結後の誘電体厚みが12μmとなるようなグリー
ンシートに加工した。このようなグリーンシート10枚
を支持台の上に積層し、昭栄化学(株)表内部電極パラ
ジウムベース17 /\−。
トML−3724を焼結後の内部電極厚みが2μmとな
るようにスクリーン印刷し、乾燥した。この」二にグリ
ーンシート1枚を積層(7、焼結後の内部電極型なり寸
法がL 2 m71IX 0.7 mmとなるように印
刷位置をずらして内部電極パラジウムペーストを印刷し
、乾燥後、グリーンシート1枚を積層した。
これらの操作を、誘電体層数が19となる寸で繰り返し
た。この上に、グリーンシー1−10枚を積層した。こ
の積層体を焼結後、内部電極型なり寸法が1.2 ma
n X 0.7 mll、誘電体層数が19の積層構造
をもつ積層セラミックコンデンサとなるように切断した
。この切断した試料は、ジルコニア粉末を敷いたアルミ
ナ質のサヤに入れ、空気中にて室温から360’Cまで
を6℃/ h rで昇温し、350℃より100℃/h
rで昇温し、1270℃で2時間焼成後、100℃/ 
h rで室温丑で降温しん。
次いで、焼成後の試料は、試料面を研磨し、外部電極と
接合する内部電極部分を充分露出させ、内部電極露出部
分に銀の外部電極を焼き付け、内部電極と導通させ、積
層セラミックコンデンサを作18 ′\−2 製した。
これらの試料の静電容量、良好塵q、静電容量温度係数
、絶縁抵抗、絶縁破壊強度は、実施例1と同様の条件で
の測定により求めた。寸だ、積層構造の確認は、積層セ
ラミックコンデンサの長さ方向および幅方向の約1/2
の研磨断面を、内部電極型なり寸法は倍率100、誘電
体厚みと内部電極厚みは倍率400での光学顕微鏡観察
より求めた。
この測定結果を第2図に示す。
なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Ba
CO3、TiO2,La2O.、Pr60.、。
Nd2O3,Sm2o3.Nb2O5ITa2o5.お
よびv2O5を使用したが、この方法に限定されるもの
ではなく、所望の組成比になるように、BaTi0.な
どの化合物、あるいは炭酸塩、水酸化物など空気中での
加熱により、Bad、Tie2La,05.Pr60,
1.Nd2O3,Sm 2O6゜Nb2O5,Ta2O
5およびv2o5とナル化合物を使用しても実施例と同
程度の特性を得ることがで19 へ−2 きる。
また、主成分をあらかじめ仮焼し、副成分を添加しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。
まだ、上述の主成分と副成分のほかに、5102Mn0
.,Fe2O3,ZnOなど、一般に7ラツクスと考え
られている塩類、酸化物などを、特性を損々わない範囲
で加えることもできる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、誘電率、絶縁抵抗、絶縁
破壊電圧が高く、良好塵Qにすぐれ、静電容量温度係数
が小さく、かつ積層セラミックコンデンサへの利用にお
いては、内部電極の厚みを薄くしたときの静電容量と良
好塵Qの低下を防ぎ、静電容量と良好塵Qのバラツキを
小さくできるため、内部電極の厚みを薄くして、積層セ
ラミックコンデンサのコストダウンが行えるとともに内
部構造欠陥であるデラミネーションの発生を防ぐことが
できる。また、絶縁破壊電圧が高いため、誘電体層の厚
みを薄くし、素体の小型化、大容量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を説
明する三元図、第2図は本発明にかかる主成分0.11
 BaO−0,6sTiO2−0,21Nd2O3[対
すル副成分 (Nb2o5)。、4(T’2Os )0
.3(V2O5)o、s ノ含有効果を、誘電体厚み、
12μm、内部電極型なり寸法、12mm x 0.7
 mm、誘電体層数:19の積層構造をもつ積層セラミ
ックコンデンサの電気特性で示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一般式xBaO−yTiO_2−zRe_2O_3と表
    した時、(ただし、x+y+z=1.00Re_2O_
    3は、La_2O_3,Pr_2O_1_1_/_3,
    Nd_2O_3,Sm_2O_3から選ばれる一種以上
    の希土類元素の酸化物。) x,y,zが以下に表す各点a,b,c,d,e,fで
    囲まれるモル比の範囲からなる主成分100重量部に対
    し、副成分としてNb_2O_5,Ta_2O_5,V
    _2O_5から選ばれる二種類以上を合計で0.001
    〜0.010モル部含有したことを特徴とする誘電体磁
    器組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5790808A (en) * 1980-11-28 1982-06-05 Fujitsu Ltd Porcelain composition having high permittivity
JPS6217069A (ja) * 1985-07-15 1987-01-26 三菱電機株式会社 誘電体磁器材料
JPS6256361A (ja) * 1985-09-05 1987-03-12 富士チタン工業株式会社 誘電体磁器組成物
JPS6283364A (ja) * 1985-10-08 1987-04-16 宇部興産株式会社 誘電体磁器組成物

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