JPH02275745A - 誘電体磁器組成物の製造方法 - 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、積層コンデンサ用誘電体磁器組成物の製造方
法に関し、特に誘電率の温度変化率が少なく、かつ高誘
電率で破壊電圧の高いコンデンサ材料の製造方法に関す
る。

（従来の技術） プリント基板等に実装される電子部品の実装密度が高ま
るにつれコンデンサ、インダクタ等の電子部品のチップ
化が盛んになってきているが、とりわけチップコンデン
サに対しては信頼性の向上、小型大容量化、低コスト化
等の要求が厳しくなってきている。その中で積層セラミ
ツクチ・ノブコンデンサに対しては信頼性、小型大容量
化、低コスト化とともにコンデンサ容量および絶縁抵抗
の温度特性の小さいものが求められてＩ／する。従来、
このような要求に対しチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３
）系の材料が主に用いられており添加物の添加や組成の
一部置換によりキュリー点を移動させる等により温度特
性の改善がはかられてきた。それに対し最近マグネシウ
ム・タングステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ
３］を含む鉛系複合ペロブスカイト構造の組成物が注目
を集めている。（特公昭６ｌ−（発明が解決しようとす
る課題） チタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）系の場合には温度特
性は優れているが得られる誘電率は高々３０００程度で
あり積層セラミツクチツブコンテンサの小型化の要求に
適合していない。一方マグネシウム・タンゲステン酸鉛
［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３］を主成分とする複
合ペロブスカイト構造化合物は相転位温度（キュリー温
度）以下では反強誘電性であり、またこれを成分として
含む複合ペロブスカイト構造固溶体は誘電率および絶縁
抵抗が高くかつその温度変化が小さいという特徴を持っ
ている。

しかしながらマグネシウム・タングステン酸鉛［Ｐｂ（
Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３］を酸化鉛（ｐｂｏ）、酸化
マグネシム（ＭｇＯ）、酸化タングステン（ＷＯ３）の
それぞれの粉末を原料とし混合、仮焼、粉砕、焼成を行
なう通常の方法で合成しようとすると以下のような問題
点が発生する。すなわちこの系においては酸化鉛と酸化
タングステンとの反応が比較的低い温度で優先的に起こ
りｐｂ２ｗｏ５および不定比の化合物が生成する。これ
らの化合物は通常の仮焼温度範囲である７５０°Ｃから
８５０°Ｃでは液相であり仮焼時に凝集し組成の均一化
を阻害する。酸化マグネシウムはこの系においては相対
的に安定であり、反応性が弱く、しばしば最終の焼結体
中に残留する。液相が発生するために仮焼温度を上げて
酸化マグネシウムを反応させようとすると仮焼時に粉末
が凝集・固化を起こしてしまう。マグネシウム・タング
ステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３］を成分
の一つとする複合ペロブスカイト固溶体の場合にも同様
の問題が起こる。すなわちこれを組成として積層セラミ
ックコンデンサを作製すると焼結後焼結体中に酸化マグ
ネシウムが反応しきれずに一部残留し、同時に余剰酸化
鉛と酸化タングステンは液相を生成して粒界や三重点に
凝集する。そのため焼結体の誘電率が低く誘電率の温度
特性、抵抗率等の値が非常に不安定になり破壊電圧も小
さい値となる。

本発明の目的は上述の要請に鑑みマグネシウム・タング
ステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３］を含む
複合ペロブスカイト固溶体を組成として用い高誘電率で
その温度変化率が安定でかつ絶縁抵抗率が高く、破壊電
圧も高い誘電体磁器組成物を安定に製造する方法を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の誘電体磁器組成物の製造方法は、マグネシウム
・タングステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３
コを成分として持つ複合ペロブスカイト構造組成物の製
造方法において、タングステン酸マグネシウム［ＭｇＷ
Ｏ４］化合物の粉末を出発原料として用いることを特徴
とする誘電体磁器組成物の製造方法である。

（実施例） 次に、本発明の実施例について第１表〜第３表を参照し
ながら具体的に説明する。

まずタングステン酸マグネシウム［ＭｇＷ○４］化合物
の粉末を以下のように合成する。酸化タングステン粉末
と酸化マグネシウム粉末をモル比で１：１になるよう秤
量しボールミルを用いて湿式混合する。上記原料粉末と
しては純度９９．９％以上の酸化タングステン（ＷＯ３
）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いた。これを
濾過乾燥後７５０〜１０００’Ｃで反応させタングステ
ン酸マグネシウム［ＭｇＷＯ４１粉末を得た。

次に純度９９．９％以上の酸化鉛（ｐｂｏ）、酸化ニッ
ケル（Ｎｉｐ）酸化ニオブ（Ｎｂ２０５）、酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（Ｔｉ０２）およびタン
グステン酸マグネシウム［ＭｇＷＯＪ粉末を出発原料と
して使用し表に示した配合比となるように各々秤量する
。秤量された原料をボールミル中で湿式混合した後濾過
乾燥し７５０〜８５０°Ｃで予焼を行ない、この粉末を
ボールミルで湿式粉砕し、・濾過、乾燥後ポリビニルア
ルコール５％水溶液をバインダとして混合し整粒後プレ
スし、直径１６ｍｍ、厚さ２ｍｍの円板を各配合比ごと
各１６枚作製した′。次にこれら円板を空気中９２５°
Ｃ〜１０５０°Ｃの温度で１時間焼結した。焼結した円
板試料の上下面に銀電極を６００°Ｃで焼きつけデジタ
ルＬＣＲメータで周波数１ｋＨｚ、電圧ＩＶｒｍｓ、温
度−５５〜１２５°Ｃで容量と誘電損失を測定し、これ
をもとに誘電率および誘電率の温度変化を算出した。さ
らに超絶縁計を用いて５０Ｖの電圧を１分間印加して温
度２０°Ｃで絶縁抵抗を測定し、比抵抗を算出した。各
配合比（組成）に対応する特性値は試料４点のそれぞれ
の特性値の平均値より求めた。

このようにして得られた磁器組成物の配合比と誘電率、
誘電損失および比抵抗との関係を第１表〜第３表に示す
。比較のために従来の方法、すなわち純度９９．９％以
上の酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、
酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）
、酸化ニオブ（Ｎｂ２０５）、酸化チタン（Ｔｉ０２）
を同時に秤量し混合し、７５０〜８５０°Ｃで予焼後ボ
ールミルを用いて湿式粉砕して得られた粉末を成形、焼
結し円板焼結体を作製した。予焼、湿式粉砕、単板作製
、焼結の条件、手順は本発明の方法と同じとした。従来
方法により作製した円板の誘電率、誘電損失および比抵
抗の値と磁器組成物の配合比との関係を比較のため第１
表〜第３表に示す。（表■Ｎ。

に＊印をつけたもの） また得られた粉末を用いて以下に示す方法により積層セ
ラミックコンデンサを作製し破壊し破壊電圧の測定を行
なった。

各磁器組成粉末に有機バインダと有機溶媒とを混合し泥
漿を作製した。この泥漿をドクターブレード法でポリエ
ステルフィルム上に３０ｐｍの厚さにキャスティング乾
燥し所定の形状に切断してグリーンシートを作製した。

このグリーンシートにスクリーン印刷法により内部電極
パターンを印刷し乾燥した。内部電極用ペーストとして
は銀パラジウムペーストを用いた。保護膜用として印刷
していないグリーンシートを上、下、に５枚ずつ、その
間に印刷シートを１０枚、計２０枚を所定の方向で積層
し熱圧着し一体化させる。所定の形状に切断した後有機
バインダを熱分解除去し９００’Ｃ〜１０５０’Ｃで焼
結した。外部電極として銀ペーストを塗布焼付して積層
セラミックコンデンサを得た。破壊電圧は直流電圧を印
加して１０ケのコンデンサについてそれぞれ行ない平均
値を計算した。結果を第１表〜第３表に示す。

第１表〜第３表に示した結果から明らかなようにマグネ
シウムタングステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇｌ／２Ｗ１／２）
Ｏ３］を成分として有する鉛計複合ペロブスカイト構造
組成物の製造においてタングステン酸マグネシウム［Ｍ
ｇＷＯ４］粉末を出発原料の一つとして用いることを特
徴とする本発明の方法を用いて得られた磁器組成物の試
料は従来の方法、すなわち酸化マグネシウム［ＭｇＯ］
、酸化タングステン［ＷＯ３］を原料として他の酸化物
原料と混合、予焼、湿式粉砕して合成した粉末を用いて
作製した試料に較べて誘電率が高く誘電率の温度特性が
焼成温度に対して安定で抵抗率も高くこの粉末を用いて
作製した積層コンデンサは破壊電圧が高いという優れた
特性を示している。

なお、本発明の方法は酸化マグネシウムの反応性が低い
ために起こる酸化鉛と酸化タングステンによる液相発生
と特性の劣化、不安定化の問題を解決するのであるから
マグネシウムタングステン酸鉛を主成分として含む鉛系
複合ペロブスカイト構造化合物であれば全て効果があり
、鉛を一部バリウム、ストロンチウムやカルシウムで置
換した組成でも同様に効果がある。また添加物として小
量のマンガン酸化物（Ｍｎ０２）、マンガンニオブ酸鉛
［Ｐｂ（Ｍｎｌ／３Ｎｂ２／３）０３］、マンガンタン
グステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｎｌ／２Ｗ１／２）Ｏ３］、酸
化ニオブ［Ｎｂ２Ｏ５］等を含む磁器組成物の系でも同
様の効果が得られた。

また第２表、第３表に示すようにあらかじめ反応させた
ニオブ酸マグネシウム（ＭｇＮｂ２０６）やニオブ酸ニ
ッケル（ＮｉＮｂ２０６）粉末とともに用いる方法でも
同様の効果が得られた。

さらにタングステン酸マグネシウム（ＭｇＷＯ４）を合
成する原料として水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）２
）粉末と酸化タングステン（ＷＯ３）粉末の組み合せを
用いても上記の結果と同様の効果が得られた。

実施例にあげた組成系以外にもマグネシウムニオブ酸鉛
（Ｐｂ（Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／３）０３）、ニッケルニオ
ブ酸鉛（Ｐｂ（Ｎｉｌ／３Ｎｂ２／３ン０３）、亜鉛ニ
オブ酸鉛（Ｐｂ（Ｚｎｌ／３Ｎｂ２／３）０３）　　鉄
ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｆｅｌ／２Ｎｂｌ／２）Ｏ３）、マ
ンガンニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｎｌ／２Ｎｂ２／３）０３
）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、ジルコン酸鉛（Ｐｂ
Ｚｒ０３）等の複合ペロブスカイト構造化合物の一成分
以上とマグネシウムタングステン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇｌ／
２Ｗ１／２）Ｏ３）を主成分として含む磁器組成物の製
造においても、本発明の方法は同様の効果が得られた。

（発明の効果） 本発明の方法により得られる磁器組成物は誘電率が高く
、誘電率の温度特性が安定で、抵抗率が高いものであり
体積当たりの容量がが大きく容量の温度特性が小さく破
壊電圧の高い積層セラミックコンデンサを実現するのに
好適な誘電体磁器組成物である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　マグネシウム・タングステン酸鉛 ［Ｐｂ（Ｍｇ１／２Ｗ１／２）Ｏ＿３を成分として有す
   る鉛系複号ペロブスカイト構造誘電体磁器組成物の製造
   方法において、タングステン酸マグネシウム［ＭｇＷＯ
   ＿４］粉末を出発原料として用いることを特徴とする誘
   電体磁器組成物の製造方法。