JPH03245407A - 高誘電率磁器組成物の製造方法 - Google Patents
高誘電率磁器組成物の製造方法Info
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- JPH03245407A JPH03245407A JP2039591A JP3959190A JPH03245407A JP H03245407 A JPH03245407 A JP H03245407A JP 2039591 A JP2039591 A JP 2039591A JP 3959190 A JP3959190 A JP 3959190A JP H03245407 A JPH03245407 A JP H03245407A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、セラミックコンデンサに好適に用いることが
できる高誘電率磁器組成物の製造方法に関する。
できる高誘電率磁器組成物の製造方法に関する。
(従来の技術)
以前より、高誘電率磁器組成物を電極間に介在させたコ
ンデンサ素子からなるコンデンサは広く知られており、
このようなコンデンサに好適に用いることのできる誘電
体材料が数多く開発されている。係る誘電体材料に対し
て要求される電気的特性としては、大きな誘電率、小さ
い誘電率温度係数、小さい誘電損失、小さい誘電率バイ
アス電界依存性、大きい絶縁抵抗等があげられる。また
コンデンサを電子回路に用いる場合、特に店範囲な温度
領域にわたって安定な温度特性を要求される場合があり
、たとえばEIA(米国電子工業会)規格のX7R規格
では一り5℃〜+ 125℃の温度領域における容量の
変化率が±15%以内、さらにX7S規格では同じ温度
領域における容量の変化率が±22%以内と規定されて
いる。
ンデンサ素子からなるコンデンサは広く知られており、
このようなコンデンサに好適に用いることのできる誘電
体材料が数多く開発されている。係る誘電体材料に対し
て要求される電気的特性としては、大きな誘電率、小さ
い誘電率温度係数、小さい誘電損失、小さい誘電率バイ
アス電界依存性、大きい絶縁抵抗等があげられる。また
コンデンサを電子回路に用いる場合、特に店範囲な温度
領域にわたって安定な温度特性を要求される場合があり
、たとえばEIA(米国電子工業会)規格のX7R規格
では一り5℃〜+ 125℃の温度領域における容量の
変化率が±15%以内、さらにX7S規格では同じ温度
領域における容量の変化率が±22%以内と規定されて
いる。
上述したような電気的特性のすべてが良好で、しかも極
めて優れた温度特性を有する誘電体材料としては、従来
、鉛複合ペロブスカイト系材料の仮焼粉体と、チタン酸
バリウム系材料の仮焼粉体との混合物を焼成することに
より得られる高誘電率磁器組成物が提供されている。例
えば特開昭61−250904号には、Pb (Zn
I/3 Nb 2/3 ) Os系材料の仮焼粉体と
Ba Ti 03系材料の仮焼粉体との混合物を焼成す
ることにより、極めて平坦な誘電率磁器組成物を得る技
術が開示されている。
めて優れた温度特性を有する誘電体材料としては、従来
、鉛複合ペロブスカイト系材料の仮焼粉体と、チタン酸
バリウム系材料の仮焼粉体との混合物を焼成することに
より得られる高誘電率磁器組成物が提供されている。例
えば特開昭61−250904号には、Pb (Zn
I/3 Nb 2/3 ) Os系材料の仮焼粉体と
Ba Ti 03系材料の仮焼粉体との混合物を焼成す
ることにより、極めて平坦な誘電率磁器組成物を得る技
術が開示されている。
しかしながらこのような従来の高誘電率磁器組成物にお
いては、コンデンサ、特に積層セラミックコンデンサと
して用いるには、−層の機械的強度の向上が望まれてい
た。すなわち、前記高誘電率磁器組成物を用いて形成し
た積層セラミックコンデンサ素子をインサートマシンに
より回路基板上に装着する際に、素子が破損するおそれ
があり信頼性に欠けるという問題点があった。
いては、コンデンサ、特に積層セラミックコンデンサと
して用いるには、−層の機械的強度の向上が望まれてい
た。すなわち、前記高誘電率磁器組成物を用いて形成し
た積層セラミックコンデンサ素子をインサートマシンに
より回路基板上に装着する際に、素子が破損するおそれ
があり信頼性に欠けるという問題点があった。
(発明が解決しようとする課題)
上述したように従来の高誘電率磁器組成物においては、
各種の電気的特性、温度特性、機械的強度等のすべてが
満足されていないため、信頼性に欠けるという問題点が
あった。
各種の電気的特性、温度特性、機械的強度等のすべてが
満足されていないため、信頼性に欠けるという問題点が
あった。
本発明はこのような問題点を解決して、機械的強度が極
めて高く、平坦な誘電率温度係数を有して温度特性にも
優れ、さらには電気的特性、耐湿性も充分な信頼性の高
い高誘電率磁器組成物の製造方法を提供することを目的
としている。
めて高く、平坦な誘電率温度係数を有して温度特性にも
優れ、さらには電気的特性、耐湿性も充分な信頼性の高
い高誘電率磁器組成物の製造方法を提供することを目的
としている。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段及び作用)本発明は、一般
式 %式% なる組成を有する第一の仮焼粉体と、 一般式 %式%) なる組成を有する第二の仮焼粉体とを、モル比で90:
10乃至50:5Gの範囲内で混合した後、焼成する工
程を具備した高誘電率磁器組成物の製造方法である。す
なわち、一般式 %式% で表される誘電体材料(以下、PLZTと略す)と、一
般式 %式%) で表される誘電体材料(以下BTZと略す)の仮焼粉体
をそれぞれ別工程で作成して、両者を混合した後焼成を
行なうことを特徴としている。
式 %式% なる組成を有する第一の仮焼粉体と、 一般式 %式%) なる組成を有する第二の仮焼粉体とを、モル比で90:
10乃至50:5Gの範囲内で混合した後、焼成する工
程を具備した高誘電率磁器組成物の製造方法である。す
なわち、一般式 %式% で表される誘電体材料(以下、PLZTと略す)と、一
般式 %式%) で表される誘電体材料(以下BTZと略す)の仮焼粉体
をそれぞれ別工程で作成して、両者を混合した後焼成を
行なうことを特徴としている。
本発明者らは、極めて機械的強度が高く、さらには電気
的特性等地の緒特性も良好な高誘電率磁器組成物を得る
ことのできる材料として、PLZT−BTZ系の二成分
系誘電体材料が好適であることを見出した。本発明では
上述した組成を有するPLZTとBTZとが、モル比で
90:10乃至50:5Gの範囲内で混合されることに
より、所望の特性を有する高誘電率磁器組成物を得るこ
とができる。また一般に高誘電率磁器組成物は、出発材
料としてすべての構成元素、すなわちPb、La。
的特性等地の緒特性も良好な高誘電率磁器組成物を得る
ことのできる材料として、PLZT−BTZ系の二成分
系誘電体材料が好適であることを見出した。本発明では
上述した組成を有するPLZTとBTZとが、モル比で
90:10乃至50:5Gの範囲内で混合されることに
より、所望の特性を有する高誘電率磁器組成物を得るこ
とができる。また一般に高誘電率磁器組成物は、出発材
料としてすべての構成元素、すなわちPb、La。
Zt、Ti、Ba等の例えば酸化物を用いて、これらを
混合して仮焼した後焼成することにより得ることができ
る。しかしながら、本発明の製造方法は上述した一般的
な方法に代えて、PLZTの仮焼粉体とBTZの仮焼粉
体をあらかじめ別々に作成しておき、これらを混合して
焼成するものである。このような方法により製造された
高誘電率磁器組成物は特に機械的強度が高く、さらには
誘電率温度係数が平坦化される。
混合して仮焼した後焼成することにより得ることができ
る。しかしながら、本発明の製造方法は上述した一般的
な方法に代えて、PLZTの仮焼粉体とBTZの仮焼粉
体をあらかじめ別々に作成しておき、これらを混合して
焼成するものである。このような方法により製造された
高誘電率磁器組成物は特に機械的強度が高く、さらには
誘電率温度係数が平坦化される。
本発明で用いられるPLZTは、−層成%式%
より好ましくは0,50≦y≦0.80なる組成を有す
る。
る。
x、yを上記範囲とした理由は、この範囲を外れた場合
誘電率温度係数が大きくなってしまうためである。PL
ZTの仮焼粉体を作成するには、まず、Pb、La、Z
t、Tiの酸化物、あるいは仮焼により酸化物になる炭
酸塩、しゅう酸塩等の塩類、水酸化物、有機金属化合物
等の化合物を所定の割合に秤量して充分に混合した後、
700℃〜950℃で仮焼する。単独の化合物の代わり
にたとえばZrTiO4のような中間化合物を用いても
よい。仮焼後、得られた仮焼体を粉砕して仮焼粉体とす
るが、このときより平坦な誘電率温度係数を得るために
は、比表面積が1〜l0rd/ gとなるよう粉体粒径
等を制御することが好ましい。例えば900℃で2時間
仮焼し、5■φのジルコニアボールを用いて24〜48
時間粉砕することにより、3〜6 n(/ g程度の粉
体粒子が得られる。
誘電率温度係数が大きくなってしまうためである。PL
ZTの仮焼粉体を作成するには、まず、Pb、La、Z
t、Tiの酸化物、あるいは仮焼により酸化物になる炭
酸塩、しゅう酸塩等の塩類、水酸化物、有機金属化合物
等の化合物を所定の割合に秤量して充分に混合した後、
700℃〜950℃で仮焼する。単独の化合物の代わり
にたとえばZrTiO4のような中間化合物を用いても
よい。仮焼後、得られた仮焼体を粉砕して仮焼粉体とす
るが、このときより平坦な誘電率温度係数を得るために
は、比表面積が1〜l0rd/ gとなるよう粉体粒径
等を制御することが好ましい。例えば900℃で2時間
仮焼し、5■φのジルコニアボールを用いて24〜48
時間粉砕することにより、3〜6 n(/ g程度の粉
体粒子が得られる。
一方、本発明で用いられるBTZは、一般弐B !
(T I 、−x Z t 、) Osで表したときに
Os2≦0.35なる組成を有する。
(T I 、−x Z t 、) Osで表したときに
Os2≦0.35なる組成を有する。
2が0.35より大きい場合誘電率温度係数が大きくな
ってしまう。BTZの仮焼粉体を作成するには、PLZ
Tのときと同様に、Bl、Ti、Ztの酸化物等を所定
の割合に秤量し、充分に混合して1)00℃〜1300
℃で仮焼する。この後、粉砕して仮焼粉体が得られるが
、このときは比表面積が0.5〜2.7/gとなるよう
に粉体粒径等を制御することが好ましい。例えば130
0℃で8時間仮焼し、5 mmφのジルコニアボールを
用いて2〜4時間粉砕することにより、1 rd /
g程度の粉体粒子が得られる。
ってしまう。BTZの仮焼粉体を作成するには、PLZ
Tのときと同様に、Bl、Ti、Ztの酸化物等を所定
の割合に秤量し、充分に混合して1)00℃〜1300
℃で仮焼する。この後、粉砕して仮焼粉体が得られるが
、このときは比表面積が0.5〜2.7/gとなるよう
に粉体粒径等を制御することが好ましい。例えば130
0℃で8時間仮焼し、5 mmφのジルコニアボールを
用いて2〜4時間粉砕することにより、1 rd /
g程度の粉体粒子が得られる。
また、前述したような仮焼粉体を作成する場合、固相反
応法に変えて共沈法、水熱合成法、ガラス結晶化法等を
用いて仮焼体を製造することもできる。さらに仮焼体の
粉砕を行なう際には、不純物の混入を防止するために部
分安定化ジルコニアボール等の高硬度、高靭性のボール
を用いることが好ましい。なお本発明では、PLZT、
BTZの組成が若干化学量論比よりずれていても構わな
い。
応法に変えて共沈法、水熱合成法、ガラス結晶化法等を
用いて仮焼体を製造することもできる。さらに仮焼体の
粉砕を行なう際には、不純物の混入を防止するために部
分安定化ジルコニアボール等の高硬度、高靭性のボール
を用いることが好ましい。なお本発明では、PLZT、
BTZの組成が若干化学量論比よりずれていても構わな
い。
さらに、特性に影響しない範囲内でBaの一部をSt、
Cx、Mg、Ce等で、Tiの一部をSn等で置換する
ことも許容される。
Cx、Mg、Ce等で、Tiの一部をSn等で置換する
ことも許容される。
本発明では、上述したような方法で作成されたP L
Z T及びBTZの仮焼粉体を、モル比で90:10乃
至50・50の範囲内で混合した後、所定の形状に成型
して焼成することにより、本発明に係る高誘電率磁器組
成物が得られる。このような製造方法により得られた高
誘電率磁器組成物においては、PLZT及びBTZ各々
についてのキュリー点が維持されるため、広い温度範囲
内で誘電率温度係数が平坦化される。ただし、PLZT
及びBTZの仮焼粉体の相互拡散が激しすぎるとこのよ
うな効果が低減するので、これらの仮焼粉体の比表面積
が上述したように制御されることが好ましい。また、P
LZTとBTZの混合比が上記範囲内に限定される理由
は、PLZTが多すぎると誘電率温度係数が大きくなっ
てしまい、BTZが多すぎると焼成温度が高くなってし
まうからである。
Z T及びBTZの仮焼粉体を、モル比で90:10乃
至50・50の範囲内で混合した後、所定の形状に成型
して焼成することにより、本発明に係る高誘電率磁器組
成物が得られる。このような製造方法により得られた高
誘電率磁器組成物においては、PLZT及びBTZ各々
についてのキュリー点が維持されるため、広い温度範囲
内で誘電率温度係数が平坦化される。ただし、PLZT
及びBTZの仮焼粉体の相互拡散が激しすぎるとこのよ
うな効果が低減するので、これらの仮焼粉体の比表面積
が上述したように制御されることが好ましい。また、P
LZTとBTZの混合比が上記範囲内に限定される理由
は、PLZTが多すぎると誘電率温度係数が大きくなっ
てしまい、BTZが多すぎると焼成温度が高くなってし
まうからである。
また本発明では、上述したような組成の高誘電率磁器組
成物に対して、Mn O,Co 、 Os 、及びNb
20Bの少なくとも一種をl mo1%以下、好ま
しくは0.5mo1%以下添加することもできる。
成物に対して、Mn O,Co 、 Os 、及びNb
20Bの少なくとも一種をl mo1%以下、好ま
しくは0.5mo1%以下添加することもできる。
このような添加成分は、PLZTまたはBTZの仮焼粉
体の作成時及び両者の仮焼粉体混合時のいずれにおいて
も添加することができる。PLZTまたはBTZの仮焼
粉体の作成時に添加するときは、P b、 L a、
Z T、 T i、 B a等の化合物の秤量時に、同
時に添加成分を秤量し添加すればよい。またこの際、仮
焼により酸化物になる化合物としてMu。
体の作成時及び両者の仮焼粉体混合時のいずれにおいて
も添加することができる。PLZTまたはBTZの仮焼
粉体の作成時に添加するときは、P b、 L a、
Z T、 T i、 B a等の化合物の秤量時に、同
時に添加成分を秤量し添加すればよい。またこの際、仮
焼により酸化物になる化合物としてMu。
Co、 N bが添加されても構わない。係る添加成分
は、PLZTの仮焼粉体に添加された場合は高誘電率磁
器組成物焼成時の緻密化促進に寄与し、BTZの仮焼粉
体に添加された場合は誘電損失を低減せしめる効果を有
する。さらに、添加成分がPLZT及びBTZの仮焼粉
体の混合時に添加された場合は、焼成時の緻密化促進と
誘電損失の低減がともに達成される。ただしこのときは
、Mn。
は、PLZTの仮焼粉体に添加された場合は高誘電率磁
器組成物焼成時の緻密化促進に寄与し、BTZの仮焼粉
体に添加された場合は誘電損失を低減せしめる効果を有
する。さらに、添加成分がPLZT及びBTZの仮焼粉
体の混合時に添加された場合は、焼成時の緻密化促進と
誘電損失の低減がともに達成される。ただしこのときは
、Mn。
Co、 N bは酸化物として添加されることが好まし
い。係る添加成分は、少なくとも(1,&Jmo1%の
添加により添加効果が現れる。逆に1mo 1%を越え
ると、かえって誘電損失が増加してしまう。
い。係る添加成分は、少なくとも(1,&Jmo1%の
添加により添加効果が現れる。逆に1mo 1%を越え
ると、かえって誘電損失が増加してしまう。
さらに本発明では、高誘電率磁器組成物に対して、ホウ
ケイ酸系のガラス成分をlv1%以下添加することもで
きる。係るガラス成分の添加により、本発明では高誘電
率磁器組成物の緻密化、焼成温度の低下、さらに耐湿性
の向上が達成される。しかしながら添加量がlv1%を
越えると、高誘電率磁器組成物の誘電率が低下してしま
う。また係るガラス成分の添加は、0. [15x1%
以上添加したとき添加効果が現れる。このようなガラス
成分は、PLZTまたはBTZの仮焼粉体作成時に添加
しても、両者の仮焼粉体4合時に添加しても構わないが
、仮焼粉体混合時に添加した方が添加効果が顕著とはる
。
ケイ酸系のガラス成分をlv1%以下添加することもで
きる。係るガラス成分の添加により、本発明では高誘電
率磁器組成物の緻密化、焼成温度の低下、さらに耐湿性
の向上が達成される。しかしながら添加量がlv1%を
越えると、高誘電率磁器組成物の誘電率が低下してしま
う。また係るガラス成分の添加は、0. [15x1%
以上添加したとき添加効果が現れる。このようなガラス
成分は、PLZTまたはBTZの仮焼粉体作成時に添加
しても、両者の仮焼粉体4合時に添加しても構わないが
、仮焼粉体混合時に添加した方が添加効果が顕著とはる
。
ガラス成分は、例えば、所定量の酸化物、炭酸塩等の材
料を白金るつぼの中で溶融し、水中急冷して得たかたま
りを粉砕するという通常の方法で得ることができる。た
だし、本発明で用いられるガラス成分は、良好な耐圧性
を有する高誘電率磁器組成物を得るために数μm程度、
好ましくは1μm程度に粉砕しておくことが望ましい。
料を白金るつぼの中で溶融し、水中急冷して得たかたま
りを粉砕するという通常の方法で得ることができる。た
だし、本発明で用いられるガラス成分は、良好な耐圧性
を有する高誘電率磁器組成物を得るために数μm程度、
好ましくは1μm程度に粉砕しておくことが望ましい。
このガラス成分は 325メツシユ(40μmφ孔)通
過程度の粉末を、1〜2iIIIlφの硬質部分安定化
ジルコニアボールと樹脂ポットを用いて粉砕することに
より得られる。
過程度の粉末を、1〜2iIIIlφの硬質部分安定化
ジルコニアボールと樹脂ポットを用いて粉砕することに
より得られる。
本発明に係るホウケイ酸系のガラス成分としては、酸化
物に換算して、5W1%以上のB2O5及びlovl%
以上の5in2を含有していればよく、他にB、Pb、
AI、Bg、Sr、Ca、Li、Mg、Zn等を含んで
もかまわない。各構成成分を酸化物に換算して表にした
時、 S f 02 In〜60 v1%
BxOx 5〜80 v1%AI
2 0x O〜20 v1%PbOC
1〜40 W1% BIOO〜20 w1% S ] 0 0〜20 wI%CaOO
〜20 vj% MgOO〜20 v1% ZnOO〜20 v1% Li0O〜30v1% (但し合計で loovl%) PbO5〜40 W(% BaOO〜20 v1% Sr0 0〜15 v1%Ca0O
〜l0vt% MgOO〜15 W1% ZnOO〜I5 v1% Li 20 0〜20 v1%(但し
合計で100v1%) であることが望ましい。さらに鉛(pb)、 アルミ
ニウム(All、硼素(B)、硅素(Sl)を同時に含
むアルミノホウケイ酸ガラスはより好ましい。
物に換算して、5W1%以上のB2O5及びlovl%
以上の5in2を含有していればよく、他にB、Pb、
AI、Bg、Sr、Ca、Li、Mg、Zn等を含んで
もかまわない。各構成成分を酸化物に換算して表にした
時、 S f 02 In〜60 v1%
BxOx 5〜80 v1%AI
2 0x O〜20 v1%PbOC
1〜40 W1% BIOO〜20 w1% S ] 0 0〜20 wI%CaOO
〜20 vj% MgOO〜20 v1% ZnOO〜20 v1% Li0O〜30v1% (但し合計で loovl%) PbO5〜40 W(% BaOO〜20 v1% Sr0 0〜15 v1%Ca0O
〜l0vt% MgOO〜15 W1% ZnOO〜I5 v1% Li 20 0〜20 v1%(但し
合計で100v1%) であることが望ましい。さらに鉛(pb)、 アルミ
ニウム(All、硼素(B)、硅素(Sl)を同時に含
むアルミノホウケイ酸ガラスはより好ましい。
この場合硼素を5x1%以上、硅素をlovt%以上。
アルミニウムを5x1%以上、鉛を5x1%以上含有す
ることが好ましい。このようなアルミノホウケイ酸鉛ガ
ラスとしては各構成成分を酸化物に換算して表にした時
、 S l 02 ill〜30 v1%B2O
35〜45’ v1% A I 20 s 5〜20 マ1%であるこ
とが望ましい。
ることが好ましい。このようなアルミノホウケイ酸鉛ガ
ラスとしては各構成成分を酸化物に換算して表にした時
、 S l 02 ill〜30 v1%B2O
35〜45’ v1% A I 20 s 5〜20 マ1%であるこ
とが望ましい。
このような本発明に係る高誘電率磁器組成物を誘電体層
として用いれば、該高誘電率磁器組成物を介して少なく
とも一対の電極を対向形成することにより、機械的強度
が極めて優れたセラミックコンデンサを得ることができ
る。係るセラミックコンデンサを形成するときの具体的
形態は、コンデンサ素子を樹脂や絶縁ワニス等でモウル
ドまたはコーティングしたものであってもよく、絶縁油
中に保持させたものであってもよく、当該分野で知られ
ているいかなる形態で用いられてもよい。
として用いれば、該高誘電率磁器組成物を介して少なく
とも一対の電極を対向形成することにより、機械的強度
が極めて優れたセラミックコンデンサを得ることができ
る。係るセラミックコンデンサを形成するときの具体的
形態は、コンデンサ素子を樹脂や絶縁ワニス等でモウル
ドまたはコーティングしたものであってもよく、絶縁油
中に保持させたものであってもよく、当該分野で知られ
ているいかなる形態で用いられてもよい。
積層タイプのセラミックコンデンサを製造する場合には
前述の材料粉末にバインダー、溶剤等を加え、スラリー
化してグリーンシートを形成し、このグリーンシート上
に内部電極を印刷した後、所定Q)枚数を積層1圧着し
、脱脂後、焼成することにより製造する。このとき本発
明の組成物は1)00〜1200℃での低温焼成ができ
るため、内部電極材料としてたとえば銀パラジウム系の
ような比較的安価な低融点金属材料を使用することがで
きる。
前述の材料粉末にバインダー、溶剤等を加え、スラリー
化してグリーンシートを形成し、このグリーンシート上
に内部電極を印刷した後、所定Q)枚数を積層1圧着し
、脱脂後、焼成することにより製造する。このとき本発
明の組成物は1)00〜1200℃での低温焼成ができ
るため、内部電極材料としてたとえば銀パラジウム系の
ような比較的安価な低融点金属材料を使用することがで
きる。
またこの組成物を圧電、電歪効果を利用する微小変位素
子に用いても、特性の温度による変動が少なく有効であ
る。また回路基板等に印刷、焼成される厚膜誘電体ペー
ストの材料としても有効である。このような本発明に係
る高誘電率磁器組成物は優れた機械的強度、及び平坦な
誘電率温度係数を有し、また容量抵抗積も大きく、さら
に高温でも充分に高い値を示し信頼性に優れている。さ
らに誘電率バイアス電界依存性も優れており、2 k
V / mmの電界強度でも10%以下の容量低下率を
持つ材料を作ることができる。したがって、高圧用の材
料としても有効である。また誘電損失が小さく、交流用
、高周波用としても有効である。
子に用いても、特性の温度による変動が少なく有効であ
る。また回路基板等に印刷、焼成される厚膜誘電体ペー
ストの材料としても有効である。このような本発明に係
る高誘電率磁器組成物は優れた機械的強度、及び平坦な
誘電率温度係数を有し、また容量抵抗積も大きく、さら
に高温でも充分に高い値を示し信頼性に優れている。さ
らに誘電率バイアス電界依存性も優れており、2 k
V / mmの電界強度でも10%以下の容量低下率を
持つ材料を作ることができる。したがって、高圧用の材
料としても有効である。また誘電損失が小さく、交流用
、高周波用としても有効である。
さらに焼成時のグレインサイズも1〜3μmと均一化さ
れるため耐圧特性にも優れている。
れるため耐圧特性にも優れている。
なお本発明においては、本発明の効果を損わない範囲で
の不純物等の含有もかまわない。例えば、Zn O,T
i 20s 、 WO3Sr O,Ni O,AlO3
、Mg O,Sb 0! 。
の不純物等の含有もかまわない。例えば、Zn O,T
i 20s 、 WO3Sr O,Ni O,AlO3
、Mg O,Sb 0! 。
ZT02.SiO□、ランタニド元素が挙げられる。し
かしながら、これらの不純物等の含有量は多くても 0
.5W1%以下である。
かしながら、これらの不純物等の含有量は多くても 0
.5W1%以下である。
(実施例)
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例1〜5
PLZTについては、Pb O,La 203゜ZT
02.Tt 02を所定の割合になるよう秤量し、ボー
ルミルで充分混合した後、900℃で2時間仮焼し、そ
の後5■φのZr 02ボールとボットミルを用いて2
4時間粉砕し、乾燥した。
02.Tt 02を所定の割合になるよう秤量し、ボー
ルミルで充分混合した後、900℃で2時間仮焼し、そ
の後5■φのZr 02ボールとボットミルを用いて2
4時間粉砕し、乾燥した。
また、BT zl、:ついてt;LBg CO3、Ti
02 。
02 。
Zt02を所定の割合になるよう秤量し、ボールミルで
十分混合した後、1300℃で8時間仮焼し、さらに5
■φのZ+O□ボールとボットミルを用いて2時間粉砕
し、乾燥した。
十分混合した後、1300℃で8時間仮焼し、さらに5
■φのZ+O□ボールとボットミルを用いて2時間粉砕
し、乾燥した。
上述したような方法で作成したPLZT及びBTZの仮
焼粉体について、比表面積をBET法により測定したと
ころ、各々 3.2rrf/ g、 0.8ri/g
の値が得られた。次にこれらを所定の割合になるように
秤量し、ポットを用いて混合した。この後、PVA (
ポリビニルアルコール)をバインダーとして添加して造
粒し、プレス成型して直径17鴫φ厚さ2 mm及び直
径301IIInφ厚さ4mmの円板状の成型体を得た
。これらの成型体を空気中1050〜1200℃で焼成
することにより、それぞれ第1表に示した組成からなる
高誘電率磁器組成物を製造した。なお比較例として、B
a Ti O,−Co O−Nb 、O,系の三成分系
の誘電体材料を用いた高誘電率磁器組成物を製造した(
比較例1)。ただし比較例はすべての構成元素を出発材
料として用い、これらを−度に混合した後、仮焼・焼成
する一般的な方法を用いた。
焼粉体について、比表面積をBET法により測定したと
ころ、各々 3.2rrf/ g、 0.8ri/g
の値が得られた。次にこれらを所定の割合になるように
秤量し、ポットを用いて混合した。この後、PVA (
ポリビニルアルコール)をバインダーとして添加して造
粒し、プレス成型して直径17鴫φ厚さ2 mm及び直
径301IIInφ厚さ4mmの円板状の成型体を得た
。これらの成型体を空気中1050〜1200℃で焼成
することにより、それぞれ第1表に示した組成からなる
高誘電率磁器組成物を製造した。なお比較例として、B
a Ti O,−Co O−Nb 、O,系の三成分系
の誘電体材料を用いた高誘電率磁器組成物を製造した(
比較例1)。ただし比較例はすべての構成元素を出発材
料として用い、これらを−度に混合した後、仮焼・焼成
する一般的な方法を用いた。
得られた直径30mmφ厚さ4Iの焼成物を厚さ3mm
、幅5■、長さ15■の角柱状に切り出し、各面を粒径
約0.6μmのアルミナで研磨した後、支持点間隔10
mmの三点曲げ装置を用い、曲げ破壊過重W(kg)を
測定して、この値より次式を用いて機械的強度を求めた
。なお機械的強度は20試料の平均値で示した。
、幅5■、長さ15■の角柱状に切り出し、各面を粒径
約0.6μmのアルミナで研磨した後、支持点間隔10
mmの三点曲げ装置を用い、曲げ破壊過重W(kg)を
測定して、この値より次式を用いて機械的強度を求めた
。なお機械的強度は20試料の平均値で示した。
σ−33,3W (kg/cnf)
一方、直径17閤φ厚さ2 mmの高誘電率磁器組成物
を厚さが0.2あるいはO,Immになるまで研磨した
後、両面に銀を蒸着して電極とし、各種の電気的特性を
測定した。誘電損失DF、容量はlkH!で、5V+m
s 、 25℃の条件下でデジタルLCRメーターによ
り測定した。誘電率にはこの値より算出した。また誘電
率温度係数TCCは25℃での値を基準とし、−55℃
〜125℃の温度範囲内における変化中の最大値で表し
た。
を厚さが0.2あるいはO,Immになるまで研磨した
後、両面に銀を蒸着して電極とし、各種の電気的特性を
測定した。誘電損失DF、容量はlkH!で、5V+m
s 、 25℃の条件下でデジタルLCRメーターによ
り測定した。誘電率にはこの値より算出した。また誘電
率温度係数TCCは25℃での値を基準とし、−55℃
〜125℃の温度範囲内における変化中の最大値で表し
た。
また誘電率バイアス電界依存性は厚さ 0.1mmの試
料を用い、直流バイアス電力を200■まで印加して容
量変化率を測定し、この時の容量変化率で表した。結果
を第1表に示す。第1表から明らかなように、本発明に
係る高誘電率磁器組成物においては優れた機械的強度を
有しており、各種の電気的特性も良好であった。
料を用い、直流バイアス電力を200■まで印加して容
量変化率を測定し、この時の容量変化率で表した。結果
を第1表に示す。第1表から明らかなように、本発明に
係る高誘電率磁器組成物においては優れた機械的強度を
有しており、各種の電気的特性も良好であった。
以下余白
実施例6〜12
PLZTもしくはBTZの仮焼粉体にMnO。
Co2O3,Nb2O5が添加含有された場合の例を第
2表に示した。これらは各々の成分の仮焼前に所定量添
加含有せしめた。
2表に示した。これらは各々の成分の仮焼前に所定量添
加含有せしめた。
このような高誘電率磁器組成物について、実施例1〜5
と同様の方広で焼成物を製造した後、諸特性を測定した
。同時に、本発明の範囲外の21)1+II%のMnO
が添加含有された高誘電率磁器組成物を製造して、諸特
性を測定した(比較例2)。結果を第2表に示す。第2
表から明らかなように、本発明の範囲内で添加成分が添
加された高誘電率磁器組成物では優れた機械的強度及び
電気的特性が得られている。
と同様の方広で焼成物を製造した後、諸特性を測定した
。同時に、本発明の範囲外の21)1+II%のMnO
が添加含有された高誘電率磁器組成物を製造して、諸特
性を測定した(比較例2)。結果を第2表に示す。第2
表から明らかなように、本発明の範囲内で添加成分が添
加された高誘電率磁器組成物では優れた機械的強度及び
電気的特性が得られている。
以下余白
実施例13〜22
実施例6の高誘電率磁器組成物にガラス成分を添加した
例を第3表に示した。なおガラス成分としては7種類の
試料を用いたが、これらの試料1〜7のガラス成分の組
成を第4表に示した。なおガラス成分は、PLZT及び
BTZの仮焼粉体を混合する際に同時に添加した。
例を第3表に示した。なおガラス成分としては7種類の
試料を用いたが、これらの試料1〜7のガラス成分の組
成を第4表に示した。なおガラス成分は、PLZT及び
BTZの仮焼粉体を混合する際に同時に添加した。
このような高誘電率磁器組成物について、実施例1〜5
と同様の方法で焼成物を製造した後、諸特性を測定した
。また同時に比較例として、本発明の範囲外の2v1%
のガラス成分を添加したもの(比較例3)、 Pb Os Sr (12f(Zn +ys Nb2/
3) T! 0.3]3 の仮焼粉体とB” (Tl o、5aZf O,G2)
03の仮焼粉体とを、モル比60:40で混合せしめ
た後、ガラス成分を添加して仮焼・焼成を行なったもの
(比較例4)、 すべての構成元素を出発材料として用い、これらを実施
的6と同様の組成化が得られるような割合で一度に混合
した後、+000’c、 2時間仮焼を行ない、さら
に焼成したもの(比較例5) を用意して、同様に諸特性を測定した。また耐湿性試験
として、0.2−厚みの円板試料を用い、85℃、95
%RHの雰囲気下で直流7fl(IVを印加し、200
時間後に破壊した数量を調べ、母数20個中の破壊個数
で特性を表わした。結果を第3表に示す。
と同様の方法で焼成物を製造した後、諸特性を測定した
。また同時に比較例として、本発明の範囲外の2v1%
のガラス成分を添加したもの(比較例3)、 Pb Os Sr (12f(Zn +ys Nb2/
3) T! 0.3]3 の仮焼粉体とB” (Tl o、5aZf O,G2)
03の仮焼粉体とを、モル比60:40で混合せしめ
た後、ガラス成分を添加して仮焼・焼成を行なったもの
(比較例4)、 すべての構成元素を出発材料として用い、これらを実施
的6と同様の組成化が得られるような割合で一度に混合
した後、+000’c、 2時間仮焼を行ない、さら
に焼成したもの(比較例5) を用意して、同様に諸特性を測定した。また耐湿性試験
として、0.2−厚みの円板試料を用い、85℃、95
%RHの雰囲気下で直流7fl(IVを印加し、200
時間後に破壊した数量を調べ、母数20個中の破壊個数
で特性を表わした。結果を第3表に示す。
第3表から明らかなように、本発明に係る高誘電率磁器
組成物では比較例と比べて、機械的強度、電気的特性、
耐湿性のすべてに優れていることが確認された。
組成物では比較例と比べて、機械的強度、電気的特性、
耐湿性のすべてに優れていることが確認された。
以下余白
以上示したように、本発明に係る高誘電率磁器組成物は
、機械的強度が極めて優れ(1000kg/aj以上)
、さらには高誘電率(K≧2000) 、温度係数が良
好(−55〜 125℃で+22〜−40%以内)で、
誘電率バイアス電界依存性が小さく、また耐湿性でも良
好な結果を示している。
、機械的強度が極めて優れ(1000kg/aj以上)
、さらには高誘電率(K≧2000) 、温度係数が良
好(−55〜 125℃で+22〜−40%以内)で、
誘電率バイアス電界依存性が小さく、また耐湿性でも良
好な結果を示している。
実施例23
実施例15の高誘電率磁器組成物を用いて、積層セラミ
ックコンデンサを作成した実施例を説明する。まずPL
ZT及びBTZの仮焼粉体ならびにガラス成分を混合し
た後、有機溶剤及びバインダーを加えてスラリー化し、
ドクターブレード型キャスターを用いて38μm厚みの
グリーンシートを作成した。このグリーンシート上に6
0Ag/40Pdの電極ペーストを所定のパターンで印
刷し、このような電極パターンを有するシートを6枚積
層圧着した。その後、所定の形状に切断し、バインダー
を脱脂し、llllO℃で焼成を行なった。焼成後外部
電極として銀ペーストを800℃で焼き付け、積層セラ
ミックコンデンサを作成した。形状は4.5X 3.
2mm、焼成後の1層あたりの厚みは約24μm、容量
は22n Fであった。得られた素子の機械的強度は5
.0!で、また温度特性は一55〜125℃の範囲で一
22%以内であり、EIA規格のx7Sを満した。また
バイアス電圧50V印加した時の容量変化率は一17%
であった。
ックコンデンサを作成した実施例を説明する。まずPL
ZT及びBTZの仮焼粉体ならびにガラス成分を混合し
た後、有機溶剤及びバインダーを加えてスラリー化し、
ドクターブレード型キャスターを用いて38μm厚みの
グリーンシートを作成した。このグリーンシート上に6
0Ag/40Pdの電極ペーストを所定のパターンで印
刷し、このような電極パターンを有するシートを6枚積
層圧着した。その後、所定の形状に切断し、バインダー
を脱脂し、llllO℃で焼成を行なった。焼成後外部
電極として銀ペーストを800℃で焼き付け、積層セラ
ミックコンデンサを作成した。形状は4.5X 3.
2mm、焼成後の1層あたりの厚みは約24μm、容量
は22n Fであった。得られた素子の機械的強度は5
.0!で、また温度特性は一55〜125℃の範囲で一
22%以内であり、EIA規格のx7Sを満した。また
バイアス電圧50V印加した時の容量変化率は一17%
であった。
また85℃、95%RHでjilt)Vを201)時間
印加して耐湿性試験を行なった後の故障率は総数20個
に対し、0個であった。
印加して耐湿性試験を行なった後の故障率は総数20個
に対し、0個であった。
[発明の効果コ
以上詳述したように本発明の製造方法によれば、機械的
強度が極めて高く、平坦な誘電率温度係数を有して温度
特性にも優れ、さらには電機的特性、耐湿性も充分な信
頼性の高い高誘電率磁器組成物を実現することができる
。またこのような本発明により実現される高誘電率磁器
組成物は、セラミックコンデンサ、特に電子回路に使用
される積層セラミックコンデンサ等の積層タイプのセラ
ミック素子として好適であり、その工業的価値は大なる
ものがある。
強度が極めて高く、平坦な誘電率温度係数を有して温度
特性にも優れ、さらには電機的特性、耐湿性も充分な信
頼性の高い高誘電率磁器組成物を実現することができる
。またこのような本発明により実現される高誘電率磁器
組成物は、セラミックコンデンサ、特に電子回路に使用
される積層セラミックコンデンサ等の積層タイプのセラ
ミック素子として好適であり、その工業的価値は大なる
ものがある。
Claims (3)
- (1)一般式 Pb_1_−_xLa_x(Zr_yTi_1_−_y
)_1_−_x_/_4O_3で表したとき、 0.05≦x≦0.16 0.20≦y≦0.80 なる組成を有する第一の仮焼粉体と、 一般式 Ba(Ti_1_−_zZr_z)O_3 で表したとき、 0≦z≦0.35 なる組成を有する第二の仮焼粉体とを、モル比で90:
10乃至50:50の範囲内で混合した後、焼成する工
程を具備したことを特徴とする高誘電率磁器組成物の製
造方法。 - (2)第一の仮焼粉体と第二の仮焼粉体とが混合されて
なる混合物に対し、MnO、Co_2O_3及びNb_
2O_5の少なくとも一種が1mol%以下添加されて
いることを特徴とする請求項1記載の高誘電率磁器組成
物の製造方法。 - (3)第一の仮焼粉体と第二の仮焼粉体とが混合されて
なる混合物に対し、ホウケイ酸系のガラス成分が1wt
%以下添加されていることを特徴とする請求項1または
2記載の高誘電率磁器組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2039591A JPH03245407A (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 高誘電率磁器組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2039591A JPH03245407A (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 高誘電率磁器組成物の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03245407A true JPH03245407A (ja) | 1991-11-01 |
Family
ID=12557349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2039591A Pending JPH03245407A (ja) | 1990-02-22 | 1990-02-22 | 高誘電率磁器組成物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03245407A (ja) |
-
1990
- 1990-02-22 JP JP2039591A patent/JPH03245407A/ja active Pending
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