JPH0247423B2 - - Google Patents
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- JPH0247423B2 JPH0247423B2 JP56157319A JP15731981A JPH0247423B2 JP H0247423 B2 JPH0247423 B2 JP H0247423B2 JP 56157319 A JP56157319 A JP 56157319A JP 15731981 A JP15731981 A JP 15731981A JP H0247423 B2 JPH0247423 B2 JP H0247423B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、磁器組成物、特に1000℃以下の低温
で焼結でき、誘電率と比抵抗の積が高く、誘電率
の温度変化率の優れた磁器組成物に関するもので
ある。
で焼結でき、誘電率と比抵抗の積が高く、誘電率
の温度変化率の優れた磁器組成物に関するもので
ある。
従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリ
ウム(BaTiO3)を主成分とする磁器が広く実用
化されていることは周知のとおりである。しかし
ながら、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分
とするものは、焼結温度が通常1300〜1400℃の高
温である。このためこれを積層形コンデンサに利
用する場合には内部電極としてこの焼結温度に耐
え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高価
な貴金属を使用しなければならず、製造コストが
高くつくという欠点がある。積層形コンデンサを
安く作るためには、銀、ニツケルなどを主成分と
する安価な金属が内部電極に使用できるような、
できるだけ低温、特に1000℃以下で焼結できる磁
器が必要である。
ウム(BaTiO3)を主成分とする磁器が広く実用
化されていることは周知のとおりである。しかし
ながら、チタン酸バリウム(BaTiO3)を主成分
とするものは、焼結温度が通常1300〜1400℃の高
温である。このためこれを積層形コンデンサに利
用する場合には内部電極としてこの焼結温度に耐
え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高価
な貴金属を使用しなければならず、製造コストが
高くつくという欠点がある。積層形コンデンサを
安く作るためには、銀、ニツケルなどを主成分と
する安価な金属が内部電極に使用できるような、
できるだけ低温、特に1000℃以下で焼結できる磁
器が必要である。
また磁器組成物を用い、実用的な積層形コンデ
ンサを作成するときに磁器組成物の電気的特性と
しては、誘電率、誘電率の温度変化率、誘電損
失、比抵抗という項目が評価されなければならな
い。誘電率は高く、その温度変化は小さいことが
望まれている。誘電損失は用途により、ある値以
上の限定はあるが室温で最大5.0%である。比抵
抗に関しては、例えばEIAJ規格(日本電子機械
工業会の電子機器用積層磁器コンデンサ(チツプ
形)RC−3698B)に述べられているごとく、積
層コンデンサの絶縁抵抗として10000MΩ以上ま
たは容量・抵抗積で500μF・MΩ以上のいずれか
小さい方以上と規定されている。
ンサを作成するときに磁器組成物の電気的特性と
しては、誘電率、誘電率の温度変化率、誘電損
失、比抵抗という項目が評価されなければならな
い。誘電率は高く、その温度変化は小さいことが
望まれている。誘電損失は用途により、ある値以
上の限定はあるが室温で最大5.0%である。比抵
抗に関しては、例えばEIAJ規格(日本電子機械
工業会の電子機器用積層磁器コンデンサ(チツプ
形)RC−3698B)に述べられているごとく、積
層コンデンサの絶縁抵抗として10000MΩ以上ま
たは容量・抵抗積で500μF・MΩ以上のいずれか
小さい方以上と規定されている。
すなわち磁器組成物の誘電率と比抵抗の積があ
る絶対値以上なければ、任意の容量、特に大きな
容量のコンデンサを実用的規格に合せることがで
きず、その用途が非常に限定され、実用的な意味
がなくなる。この点を詳しく説明すると次の様に
なる。積層形コンデンサでは、n+1個の内部電
極を構成して一般にn個の同り厚さの層からなる
単一層コンデンサが積層された構造になつてい
る。この場合、単一層当りの容量をCo、絶縁抵
抗をRoとすれば、積層形コンデンサの容量Cは
Coのn倍になり、絶縁抵抗RはRoの1/nになる。
る絶対値以上なければ、任意の容量、特に大きな
容量のコンデンサを実用的規格に合せることがで
きず、その用途が非常に限定され、実用的な意味
がなくなる。この点を詳しく説明すると次の様に
なる。積層形コンデンサでは、n+1個の内部電
極を構成して一般にn個の同り厚さの層からなる
単一層コンデンサが積層された構造になつてい
る。この場合、単一層当りの容量をCo、絶縁抵
抗をRoとすれば、積層形コンデンサの容量Cは
Coのn倍になり、絶縁抵抗RはRoの1/nになる。
ここで磁器組成物の誘電率をε、真空の誘電率を
εp、磁器組成分の比抵抗を、単一層コンデンサ
の磁器の厚さをd、重なる電極面積をSとすれ
ば、単一層コンデンサのCoは(εpεS)/dとな
り、Roは(d)/Sとなる。従つてn層からな
る積層コンデンサの容量Cと絶縁抵抗Rの積C×
Rは〔(d)/(nS)〕×〔(nεpεs)/d〕=εp
εと
なる。すなわちどのような容量の積層コンデンサ
もその容量・抵抗積C×Rは、磁器組成物のεと
の積にεpを乗じた一定値(εpε)に規格化され
る。容量・抵抗積C×Rが500μF・MΩすなわち
500F・Ω以上ということは、εp=8.855×
10-14F/cmより、C×R=εpε=8.855×10-14
(F/cm)×ε×≧500F・Ω、よつてεf≧5.65×
1015Ω・cmなる要求がある。例えばε=10000で
は≧5.65×1011Ω・cm、ε=3000では≧1.88
×1012Ω・cm、(ε=500では≧1.13×1013Ω・
cm)が要求される。誘電率に応じてこれらの値以
上のを持つ磁器組成物であればどのような大き
な容量の積層コンデンサも容量・抵抗積は
500μF・MΩを満足する。もしεが3000でが要
求値より1桁低い1.88×1011Ω・cmとすればεpε
=50μF・MΩで500μF・MΩは満足せず、絶縁抵
抗として10000MΩすなわち、1010Ω以上を満足す
るには容量Cとして0.005μF以下に限定されなけ
ればならない。それはこの積層コンデンサの容
量・抵抗積(C×R)は常に50μF・MΩを示して
いるので、Rが10000MΩのとき、Cは0.005μFと
なり、Cがこれより大きければRは10000MΩよ
り小さくなり、0.005μFが規格を満たす最高の容
量となるためである。従つて磁器組成物の比抵抗
が低いとその材料の実用性、特に積層形コンデン
サの特長である小型、大容量の特長を生かすこと
はできないし、全く意味のないことにもなる。よ
つて磁器組成物の誘電率と比抵抗の積が上に述べ
た規格値(εpε=500μF・MΩ)以上、製造上の
ばらつきを考えると、少なくとも2倍(εpε=
1000μF・MΩ)、さらに望ましくは3倍(εpε=
1500μF・MΩ)以上の値を持つことが実用上極め
て重要なことである。
εp、磁器組成分の比抵抗を、単一層コンデンサ
の磁器の厚さをd、重なる電極面積をSとすれ
ば、単一層コンデンサのCoは(εpεS)/dとな
り、Roは(d)/Sとなる。従つてn層からな
る積層コンデンサの容量Cと絶縁抵抗Rの積C×
Rは〔(d)/(nS)〕×〔(nεpεs)/d〕=εp
εと
なる。すなわちどのような容量の積層コンデンサ
もその容量・抵抗積C×Rは、磁器組成物のεと
の積にεpを乗じた一定値(εpε)に規格化され
る。容量・抵抗積C×Rが500μF・MΩすなわち
500F・Ω以上ということは、εp=8.855×
10-14F/cmより、C×R=εpε=8.855×10-14
(F/cm)×ε×≧500F・Ω、よつてεf≧5.65×
1015Ω・cmなる要求がある。例えばε=10000で
は≧5.65×1011Ω・cm、ε=3000では≧1.88
×1012Ω・cm、(ε=500では≧1.13×1013Ω・
cm)が要求される。誘電率に応じてこれらの値以
上のを持つ磁器組成物であればどのような大き
な容量の積層コンデンサも容量・抵抗積は
500μF・MΩを満足する。もしεが3000でが要
求値より1桁低い1.88×1011Ω・cmとすればεpε
=50μF・MΩで500μF・MΩは満足せず、絶縁抵
抗として10000MΩすなわち、1010Ω以上を満足す
るには容量Cとして0.005μF以下に限定されなけ
ればならない。それはこの積層コンデンサの容
量・抵抗積(C×R)は常に50μF・MΩを示して
いるので、Rが10000MΩのとき、Cは0.005μFと
なり、Cがこれより大きければRは10000MΩよ
り小さくなり、0.005μFが規格を満たす最高の容
量となるためである。従つて磁器組成物の比抵抗
が低いとその材料の実用性、特に積層形コンデン
サの特長である小型、大容量の特長を生かすこと
はできないし、全く意味のないことにもなる。よ
つて磁器組成物の誘電率と比抵抗の積が上に述べ
た規格値(εpε=500μF・MΩ)以上、製造上の
ばらつきを考えると、少なくとも2倍(εpε=
1000μF・MΩ)、さらに望ましくは3倍(εpε=
1500μF・MΩ)以上の値を持つことが実用上極め
て重要なことである。
ところでPb(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3系磁器組
成物については既にエヌ.エヌ.クライニクとエ
イ.アイ.アグラノフスカヤ〔N.N.Krainik
and A.I.Agranovskaya(Fiziko Tverdogo
Tela,Vo.2,No.1,PP70〜72,Januara 1960)〕
より提案があつたが誘電率とその温度変化に関す
る記載のみであつた。また(SrxPb1-xTiO3)a
(PbMg0.5W0.5O3)b〔ただし、x=0〜0.10、a
は0.35〜0.5、bは0.5〜0.65であり、そしてa+
b=1〕について、モノリシツクコンデンサおよ
びその製造方法として特開昭52−21662号公報に
開示され、また誘電体粉末組成物として特開昭52
−21699号公報に開示されている。しかしながら
いずれも比抵抗に関する開示は全くされておら
ず、これらの磁器組成物の実用性は明らかでなか
つた。また、本発明者達は既に910℃〜950℃の温
度で焼結でき、Pb(Mg1/2W1/2)O3とPbTiO3系二
成分からなり、これを〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x
〔PbTiO3〕1-xと表わした時にxが0.65<x≦1.00
の範囲にある磁器組成物を提案している。この磁
器組成物は、誘電率と比抵抗の積が5.65×
1015Ω・cm以上の高い値を持ち、誘電損失の小さ
い優れた電気的特性を有している。
成物については既にエヌ.エヌ.クライニクとエ
イ.アイ.アグラノフスカヤ〔N.N.Krainik
and A.I.Agranovskaya(Fiziko Tverdogo
Tela,Vo.2,No.1,PP70〜72,Januara 1960)〕
より提案があつたが誘電率とその温度変化に関す
る記載のみであつた。また(SrxPb1-xTiO3)a
(PbMg0.5W0.5O3)b〔ただし、x=0〜0.10、a
は0.35〜0.5、bは0.5〜0.65であり、そしてa+
b=1〕について、モノリシツクコンデンサおよ
びその製造方法として特開昭52−21662号公報に
開示され、また誘電体粉末組成物として特開昭52
−21699号公報に開示されている。しかしながら
いずれも比抵抗に関する開示は全くされておら
ず、これらの磁器組成物の実用性は明らかでなか
つた。また、本発明者達は既に910℃〜950℃の温
度で焼結でき、Pb(Mg1/2W1/2)O3とPbTiO3系二
成分からなり、これを〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕x
〔PbTiO3〕1-xと表わした時にxが0.65<x≦1.00
の範囲にある磁器組成物を提案している。この磁
器組成物は、誘電率と比抵抗の積が5.65×
1015Ω・cm以上の高い値を持ち、誘電損失の小さ
い優れた電気的特性を有している。
しかしながら、このPb(Mg1/2W1/2)O3−
PbTiO32成分系では、誘電率の温度変化率の小
さい組成範囲では、キユリー点が低温側に大きく
ずれ、室温付近での誘電率は小さくなり、室温付
近で誘電率の高い組成範囲では、温度変化率が大
きくなつてしまい、実用範囲で、誘電率が高く、
しかも温度特性に優れた磁器組成物を得ることは
できなかつた。
PbTiO32成分系では、誘電率の温度変化率の小
さい組成範囲では、キユリー点が低温側に大きく
ずれ、室温付近での誘電率は小さくなり、室温付
近で誘電率の高い組成範囲では、温度変化率が大
きくなつてしまい、実用範囲で、誘電率が高く、
しかも温度特性に優れた磁器組成物を得ることは
できなかつた。
またPb(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3系を含む三成
分系については、特開昭55−111011においてPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Nb1/2)O3
系が、特開昭55−117809において、Pb(Mg1/2
W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Ta1/2)O3系が、
それぞれ開示されている。しかしながらいずれも
比抵抗に関する開示は全くされておらず、これら
の磁器組成物の実用性は明らかでなく、またPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Ta1/2)O3
系(特開昭55−117809)の焼結温度は、1000〜
1150℃の高温であるため、銀、ニツケル等を主成
分とする安価な金属を内部電極として使用するの
は困難であつた。さらに特開昭56−48004におい
て、PbZrO3−Pb(Mg1/2Nb1/2)O3−Pb(Mg1/2
W1/2)O3系が開示されているが、焼結温度が
1000〜1150℃の高温であるため、銀、ニツケル等
を主成分とする安価な金属を内部電極として使用
するのは困難であつた。
分系については、特開昭55−111011においてPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Nb1/2)O3
系が、特開昭55−117809において、Pb(Mg1/2
W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Ta1/2)O3系が、
それぞれ開示されている。しかしながらいずれも
比抵抗に関する開示は全くされておらず、これら
の磁器組成物の実用性は明らかでなく、またPb
(Mg1/2W1/2)O3−PbTiO3−Pb(Mg1/2Ta1/2)O3
系(特開昭55−117809)の焼結温度は、1000〜
1150℃の高温であるため、銀、ニツケル等を主成
分とする安価な金属を内部電極として使用するの
は困難であつた。さらに特開昭56−48004におい
て、PbZrO3−Pb(Mg1/2Nb1/2)O3−Pb(Mg1/2
W1/2)O3系が開示されているが、焼結温度が
1000〜1150℃の高温であるため、銀、ニツケル等
を主成分とする安価な金属を内部電極として使用
するのは困難であつた。
本発明は以上の点にかんがみ、900〜1000℃の
低温領域で焼結でき、かつ誘電率(ε)と比抵抗
(f)の積に真空の誘電率(εp)を乗じた値(εεp
f)が規格値の3倍(1500μF・MΩ)以上の高い
値を持ち、誘電損失が小さく、誘電率が高く、そ
の温度変化率が−30℃〜85℃の温度範囲で±20%
以内と優れた磁器組成物を提供しようとするもの
であり、マグネシウム・タングステン酸鉛Pb
(Mg1/2W1/2)O3〕、チタン酸鉛〔PbTiO3〕およ
びジルコン酸鉛〔PbZrO3〕からなる三成分組成
物からなり、この組成物〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕
x〔PbTiO3〕y〔PbZrO3〕zと表わしたときに
(ただし、x+y+z=1.00)、三元図における点 (x=0.585、y=0.065、z=0.35) (x=0.7425、y=0.2475、z=0.01) (x=0.6435、y=0.3465、z=0.01) (x=0.495、y=0.405、z=0.10) (x=0.3375、y=0.1125、z=0.55) を結ぶ線上およびこの5点に囲まれる組成範囲に
あることを特徴とするものである。
低温領域で焼結でき、かつ誘電率(ε)と比抵抗
(f)の積に真空の誘電率(εp)を乗じた値(εεp
f)が規格値の3倍(1500μF・MΩ)以上の高い
値を持ち、誘電損失が小さく、誘電率が高く、そ
の温度変化率が−30℃〜85℃の温度範囲で±20%
以内と優れた磁器組成物を提供しようとするもの
であり、マグネシウム・タングステン酸鉛Pb
(Mg1/2W1/2)O3〕、チタン酸鉛〔PbTiO3〕およ
びジルコン酸鉛〔PbZrO3〕からなる三成分組成
物からなり、この組成物〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕
x〔PbTiO3〕y〔PbZrO3〕zと表わしたときに
(ただし、x+y+z=1.00)、三元図における点 (x=0.585、y=0.065、z=0.35) (x=0.7425、y=0.2475、z=0.01) (x=0.6435、y=0.3465、z=0.01) (x=0.495、y=0.405、z=0.10) (x=0.3375、y=0.1125、z=0.55) を結ぶ線上およびこの5点に囲まれる組成範囲に
あることを特徴とするものである。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
出発原料として純度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(WO3)、酸化チタン(TiO2)および酸化
ジルコニウム(ZrO2)を使用し、表に示した配
合比となるように各々秤量する。
(PbO)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化タング
ステン(WO3)、酸化チタン(TiO2)および酸化
ジルコニウム(ZrO2)を使用し、表に示した配
合比となるように各々秤量する。
次に秤量した各材料をボールミル中で湿式混合
した後750〜800℃で予焼を行ない、この粉末をボ
ールミルで粉砕し、口別、乾燥後、有機バインダ
ーを入れ、整粒後プレスし、直径16mm、厚さ約2
mmの円板を4枚作成した。次に空気中において
900〜1000℃の温度で1時間焼結した。焼結した
円板の上下面に銀電極を600℃で焼付け、デジタ
ルLCRメーターで周波数1KHz、電圧1Vr-n
した後750〜800℃で予焼を行ない、この粉末をボ
ールミルで粉砕し、口別、乾燥後、有機バインダ
ーを入れ、整粒後プレスし、直径16mm、厚さ約2
mmの円板を4枚作成した。次に空気中において
900〜1000℃の温度で1時間焼結した。焼結した
円板の上下面に銀電極を600℃で焼付け、デジタ
ルLCRメーターで周波数1KHz、電圧1Vr-n
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 マグネシウム・タングステン酸鉛〔Pb
(Mg1/2W1/2)O3〕、チタン酸鉛〔PbTiO3〕およ
びジルコン酸鉛〔PbZrO3〕からなる三成分組成
物であり、この組成物を〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕
x〔PbTiO3〕y〔PbZrO3〕zと表わしたときに
(ただし、x+y+z=1.00)、三元図における点 (x=0.585、y=0.065、z=0.35) (x=0.7425、y=0.2475、z=0.01) (x=0.6435、y=0.3465、z=0.01) (x=0.495、y=0.405、z=0.10) (x=0.3375、y=0.1125、z=0.55) を結ぶ線上、およびこの5点に囲まれる組成範囲
にあることを特徴とする磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56157319A JPS5860671A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56157319A JPS5860671A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5860671A JPS5860671A (ja) | 1983-04-11 |
JPH0247423B2 true JPH0247423B2 (ja) | 1990-10-19 |
Family
ID=15647088
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56157319A Granted JPS5860671A (ja) | 1981-10-02 | 1981-10-02 | 磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5860671A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2919360B2 (ja) * | 1996-06-17 | 1999-07-12 | 日本電気株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1981
- 1981-10-02 JP JP56157319A patent/JPS5860671A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5860671A (ja) | 1983-04-11 |
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