JPH02293378A

JPH02293378A - 高誘電率磁器組成物

Info

Publication number: JPH02293378A
Application number: JP1112878A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Yamaguchi; 尚志山口; Seiji Saito; 斉藤　征士; Takeshi Inoue; 健井上
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 1990-12-04
Anticipated expiration: 2012-06-18
Also published as: JP2621478B2

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】［ａ業上の利用分野］本発明は高誘電率磁器組成物に係り、特に耐電圧が大き
くかつ誘電率の温度特性に優れしかも焼結温度の低い高
誘電率磁器組成物に関するものである。

［従来の技術］従来、高誘電率磁器組成物としては、チタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯａ）を主体とする組成物が一般に使用され
ている．即ち、Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ　３を基体とし、こ
れにキュリー点を室温付近に移動させるシフター剤と容
量温度特性を改善するデブレッサ剤、さらに焼結促進剤
、還元防止剤などを加えた組成とするのが一般的である
．シフター剤としては、ＢａＳｎＯｓＢａＺｒＯ３，ＣａＺｒＯｓ　．ＣａＳｎＯａ　．Ｓｒ
ＴｉＯ３　ＰｂＴｉＯ３．Ｌａ２０ｚＣｅｏ２などが用
いられ、デプレッサ剤としては、ＣａＴｉＯ，，ＭｇＴ
ｉＯａ，Ｂｉ２（ＳｎＯｓ）ｓ，　　Ｂｉ　　２　（Ｔ
ｉＯｓ）３ＮｉＳｎＯｓ．ＭｇＺｒＯ３．ＭｇＳｎＯ３
などが用いられている．また焼結促進剤としては、ＡＩ
ｔ２０ｓ．ＳｉＯｚ，ＺｎＯ，ＣｅＯ２．Ｂ２　０３　
，Ｎｂａ　Ｏｓ　，Ｗ０３などが用いられ、還元防止剤
としては、Ｍｎ０２　，Ｆｅ２Ｏ３，ＣｕＯなどが用い
られている．しかしながら、チタン酸バリウムを主成分とする組成物
は、焼結温度が１３００〜１４００℃の高温であるため
、焼成コストが高く、特にこれを積層コンデンサに利用
する場合には、内部電極として、Ｐｄ，Ｐｔ等の高価な
高融点貴金属を用いなければならず、コンデンサのコス
ト低減の大きな障害になっていた．このため、従来より、積層コンデンサの内部電極として
、安価な銀を主成分とする電極を使用することができ、
積層コンデンサの製造コストを低減し得る、低温焼結が
可能な誘電体材料の出現が要望されていた．そこで、焼結温度が低く、しかも誘電率の温度特性に優
れた磁器組成物として、ｐｂｏ，Ｌａ２０ｓ．ＭＯ，Ｚ
ｒ０２．Ｔｉ０２よりｒｔ　ル主成分組成を（１−Ｘ−
Ｙ）ＰｂＯＺＴｉ０２と表わしたときに（ただしＭはＢ
ａとＳｒの一方又は双方である。）、ｏ．０６≦Ｘ≦０
．３０、０．０３≦Ｙ≦０．４８、０．２０≦Ｚ≦０．
５０を満足する主成分組成物に、ｐｂｗｏ４とＰｂ（Ｍ
ｇ　　２Ｗ　　２）Ｏｓで表わされる組成との一方又は
双方よりなる添加物を主成分に対し、重量で１〜４０重
量％（ただしＰ　ｂ　Ｗ　Ｏ　４は主成分の１５ｉｔ量
％以下、Ｐｂ（Ｍｇ　　２ｗ　　２）ｏ，は主成分の４
０Ｉｉ量％以下である．）含有して成る高誘電率磁器組
成物、或いは、この組成物に含まれる全ｐｂのうち５モ
ル％以下をＡｇで置換したもの、或いはこの組成物に含
まれる全ｐｂのうち６モル％以下をＢｉで置換したもの
、或いはこの組成物に含まれる全ｐｂのうち５モル％以
下をＡｇで置換し６モル％以下をＢｉで置換したものが
提案され、本出願人より先に特許出願された（特開昭６
３−９８９０４号）．［発明が解決しようとする課題］特開昭６３−９８９０４号に開示される高説電率磁器組
成物によれば、低温焼結性、認電率の温度特性が改善さ
れた磁器組成物が提供されるが、耐電圧が未だ十分なも
のとはいえず、より耐電圧の大きい高誘電率磁器組成物
の出現が望まれていた。

本発明は上記従来の問題点を解決し、焼結温度が低く、
誘電率の温度特性に優れ、しかも耐電圧の大きな高誘電
率磁器組成物を提供することを目的とする．［課題を解決するための手段及び作用］請求項（１）の
高誘電率磁器組成物は、ＰｂＯ，Ｌａｗ　０３　．ＭＯ
．ＺｒＯ２及びＴｉ０２を含む組成物であって、下記一
般式で示される組成の主成分と、１〜８重量％のＰ　ｂ
　Ｗ　Ｏ　４と、０．０５〜１．５重量％のＧｅ０２と
を含むことを特徴とする。

（１−ｘ−ｙ）ＰｂＯ　−−Ｌａ２０３　・ｙＭｏ　・
（１−ｚ）Ｚｒ０２　　・　ｚＴｉ０２請求項（２）の
高話電率磁器組成物は、請求項（１）の高誘電率磁器組
成物において、更に０．２重量％以下のＳｉＯ２を含む
ことを特徴とする。

請求項（３）の高誘電率磁器組成物は、請求項（１）又
は（２）の高誘電率磁器組成物において、含有されるｐ
ｂの５モル％以下をＡｇで置換したことを特徴とする．以下に本発明を詳細に説明する．本発明の高誘電率磁器組成物は、ｐｂｏ，Ｌａ２０ｘ　
，ＭＯ，Ｚ　ｒ０２　，Ｔ　ｉ　０２よりなる組成物を
下記一般式（１）（　１　−　ｚ　）　　Ｚ　ｒ　Ｏ　２　　・ｚ　Ｔ　
ｉ　Ｏ　２　−　　（　Ｉ　）（ただし、ＭはＢａとＳ
ｒの一方又は双方）で表わした時、０．０６≦Ｘ≦０．３００．０３≦ｙ≦０．４８０．２０≦２≦０．５０なる主成分と、１〜８重量％のＰ　ｂ　Ｗ　Ｏ　４と０
．０５〜１．５重量％のＧｅＯ２とを含むものである。

以下に、本発明の高誘電率磁器組成物の組成比の限定理
由について説明する。

前記（１）式中、Ｘが０．０６未満であると得られる組
成物の誘電率の温度特性が悪化し、Ｘが０．３０を超え
ると８電率が低下し好ましくない．このため、Ｘは０．
０６以上０．３０以下の範囲とする。

また、（Ｉ）式中、ｙが０．０３未満或いは０．４８を
超える場合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が
悪化する。このため、ｙは０．０３以上０．４８以下の
範囲とする。

更に（Ｉ）式中、Ｚが０．２０未満或いは０．５０を超
える場合には、得られる組成物の誘電率の温度特性が悪
化する。このため、２は０．２０以上０．５０以下の範
囲とする。

Ｐ　ｂ　Ｗ　Ｏ　４の含有量が１重量％未満では焼結温
度が高くなり、８重量％を超えると得られる組成物の耐
電圧が小さくなる。このため、ＰｂＷＯ＋の含有量は１
〜８重量％とする。

ＧｅＯ２の含有量が０．０５重量％未満では得られる組
成物の耐電圧が小さく、１．５重量％を超えると説電率
が小さくなる。このため、Ｇ　ｅ　Ｏ　２の含有量は０
．０５〜１．５重量％とする．請求項（２）の高誘電率磁器組成物において、ＳｉＯ２
を含有させることにより得られる組成物の耐電圧が向上
するという効果が得られるが、ＳｉＯ２の含有量が０，
２重量％を超えると誘電率が小さくなる．このため、Ｓ
ｉ０２の含有量は０．２重量％以下とする。

請求項（３）の高誘電率磁器組成物において、ｐｂの５
モル％以下をＡｇで置換することにより、得られる組成
物の８電率の温度特性が向上するが、Ａｇへの置換率が
５モル％を超えると誘電率が小さくなる．従って、ｐｂ
のＡｇへの置換率は５モル％以下とする。

このような本発明の高誘電率磁器組成物を製造するには
、例えば、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化ランタン（　Ｌ　ａ
　２　０　３）　、チタン酸バリウム（ＢａＴ　１　０
　３　）　、炭酸バリウム（　Ｂ　ａ　Ｃ　Ｏ　ａ　）
　、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯａ），酸化ジルコニ
ウム（　Ｚ　ｒ　Ｏ　２　）　、酸化チタン（Ｔｉ０２
）、酸化タングステン（ＷＯｓ），酸化ゲルマニウム（
　Ｇ　ｅ　Ｏ　２　）　％酸化銀（Ａｇ２０）等の粉末
を、所定の割合となるよう秤量し、湿式ボールミル等を
用いて十分に混合する。次にこの混合物を脱水、乾燥し
た後、必要に応じ、７００〜８５０℃の範囲で数時間仮
焼成する。この仮焼成は必ずしも行う必要はないが、こ
れを行うことにより粒子がより均一化され、訪電特性が
向上する傾向がある．仮焼成を行った場合には、仮焼成
物を更に湿式ボールミル等で粉砕し、脱水、乾燥後、ポ
リビニルアルコールなどの適当な有機バインダを加えて
顆粒を作り、これを所定の形状にプレス成形した後、本
焼成を行う。この本焼成は、９５０〜１１００℃の温度
範囲で１〜数時間行う。

本発明で限定される組成比の高誘電率磁器組成物は、誘
電率の温度特性が良い上に、誘電率及び耐電圧が大きく
、磁器コンデンサ材料として優れた特性を有する．その
上、焼成温度が低く、誘電損失も低いという利点も有し
ている。

［実施例］以下に本発明を実施例を挙げて更に具体的に説明するが
、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限
定されるものではない。

実施例１原料としてＰｂＯ．Ｌａ２０３　，ＢａＴｆ０３　．Ｓ
ｒＣＯ３　，ＴｉＯ２，Ｚｒ０２ＷＯ３　．ａｅｏ２，
Ａｇ２０を使用し、これらを第１表に示す配合比となる
ように秤量し、ボールミル中で２０時間湿式混合した。

次いで、混合物を脱水、乾燥後、７５０℃で２時間保持
して仮焼し、再びボールミル中で２０時間湿式粉砕した
後、脱水、乾燥した。

得られた粉末に、有機バインダを加え、成形圧力３　ｔ
　ｏ　ｎ　／　ｃ　ｎｉ”で、直径１６ｍｍ、厚さ０．
８ｍｍの円板に加圧成形した．この成形物をマグネシア
磁器容器に入れて、第１表に示す如く、９５０〜１１０
０℃の温度で１時間焼成した。

得られた円板形状の誘電体の両面に、銀電極をフＯＯ〜
８００℃で焼付けて、下記方法によりその電気的特性を
調べた。

即ち、誘電率及び誘電損失は、ＹＨＰデジタルＬＣＲメ
ータ，モデル４２７４Ａを用い、測定周波数ＩＫＨｚ，
測定電圧１．ＯＶｒｍｓにて測定した。また、比抵抗は
ＹＨＰモデル４３２９Ａを使用し、印加電圧１００ｖに
て電圧印加後１分後の絶縁抵抗値により求めた．温度特性は２５℃の８電率を基準にして、２５℃〜＋８
５℃の温度範囲における変化をパーセントで示した。

別に、耐電圧測定のために、上記と同様にして、直径８
ｍｍ，厚さ０．４ｍｍの円板を成形し、これを焼成した
．得られた誘電体に上記と同様にして、電極塗付、焼付
後、リード線をハンダ付けした試料に絶縁樹脂を塗付し
、直流電圧を印加することにより耐電圧を測定した。

結果を第１表に示す．第１表から明らかなように、本発明の範囲内の組成物は
いずれも誘電率が大きいにもかかわらす話電率の温度変
化が著しく小さく、しかも耐電圧が大きい．その上、焼
結温度が低く、誦電正接が小さいという利点も有してい
る．なお、ＢａＯ原料としてＢａＣＯｓを使用した場合
においても、［発明の効果〕以上詳述した通り、本発明の高誘電率磁器組成物は、誘
電率が大きく、誘電率の温度特性が良く、しかも耐電圧
が大きいため、信頼性の高い温度安定性の小型大容量コ
ンデンサ或いは小型高耐圧コンデンサを得ることができ
る．しかも、本発明の高話電車磁器組成物は、焼成温度が低
いため、焼成コストが廉価で、積層コンデンサに用いた
場合、比較的安価な銀系などの内部電極を用いることが
できる．このため、積層コンデンサの製造コストを低下
させ、その価格を大幅に低減することができる。

手続補正書ｌ　事件の表示平成１年特許ｗ４第１１２８７８号２　発明の名称高誘電率磁器組成物３　補正をする者事件との関係　特許出願人名　称　　　　三菱鉱業セメント株式会社４　代理人住　所　　東京都港区虎ノ門１丁目１５番７号〒１０５
　　ＴＧｌ１５ビル　８階６　補正の対象　　　明細書代理人　　弁理士　　重　野　　剛７　補正の内容（１）　明細書第４頁第１０行及び同頁第１３行正する
．以　　上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＰｂＯ，Ｌａ＿２Ｏ＿３，ＭＯ，ＺｒＯ＿２及び
ＴｉＯ＿２を含む組成物であって、下記一般式で示され
る組成の主成分と、１〜８重量％のＰｂＷＯ＿４と、０
．０５〜１．５重量％のＧｅＯ＿２とを含むことを特徴
とする高誘電率磁器組成物。（１−ｘ−ｙ）ＰｂＯ・ｘ／２Ｌａ＿２Ｏ＿３・ｙＭＯ
・（１−ｚ）ＺｒＯ＿２・ｚＴｉＯ＿２式中、ＭはＢａ及び／又はＳｒ０．０６≦ｘ≦０．３００．０３≦ｙ≦０．４８０．２０≦ｚ≦０．５０
（２）ＳｉＯ＿２を０．２重量％以下含有する特許請求
の範囲第１項に記載の高誘電率磁器組成物。
（３）Ｐｂの５モル％以下をＡｇで置換した特許請求の
範囲第１項又は第２項に記載の高誘電率磁器組成物。