JPH0345557A - 誘電体磁器組成物 - 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〕 本発明は誘電体磁器組成物の組成に係り、特に、誘雷率
が高く、その温度変化が少なく、かつ誘電体損失の小さ
い誘電体磁器組成物に関する。

〔従来の技術〕

近年、大集積回路の発達とともに容ｒ、ｆ素子であるコ
ンデンサの小型化も要求されるようになり、そのため容
量素子の材料として高誘電率で温度変化の少ない誘電体
磁器組成物の開発が進められている。

従来、このような誘電体磁器組成物としてはチタン酸バ
リウム（ＢａＴｉＯ３）にビスマス化合物、例えばＢ　
ｉ　２０３・２Ｔｉ　Ｏｑ、Ｂｉ２Ｏ３−３ｎＯｚ、Ｂ
ｉｚ０３・ＺｎＯなどの主成分に、副成分としてＭｎＯ
，ＭｇＯ，５ｉＯｚ等を添加した組成物が知られている
。

しかしながら１羨近のセラミンクコンデンサはその用途
に応じて小型大容量のもの、高周波特性の優れたものな
どが要求されるようになってきたが、前記の誘電体磁器
組成物ではこの要求を満足することが出来ない。

即ち、小型人界１）ｉコンデンサには、＜７Ｈ体として
誘″ｉ′Ｇ、率の大きい方がイｆ利であるが、一般にＶ
？Ｌ率が大きくなるとその温度による変化も大きくなる
ため、誘？±率を大きくするには、おのずと限界がある
。

このため、誘電体の１′２みを薄くして容￥の増加をは
かる方法が提案され、現在セラミックの厚みを０．１〜
０．２ｍｍ程度にして積層させる積層コンデンサが作成
されている。

［発明が解決しようとする課題］ ところが、積層コンデンサを作成する場合のように誘主
体層を薄くすると、従来の誘電体磁器組成物ではその組
成中に含まれるビスマス化合物が焼成の間に蒸発するた
め、講電体層であるセラミック板の屈曲を住したり、緻
密な講電体屑を作成することが因難である。

また、焼成炉内や匣敷粉等にビスマスの成分が残留し、
他の材料の焼成工程に悪影響を及ぼすという問題点があ
った。このため、ビスマスを含有しない材料の焼成工程
とビスマスを含有する材料の焼成工程を完全に区別しな
ければならないという作業上の問題もあった。

さらにビスマスを含有するチタン酸バリウム組成物で積
層コンデンサを作成する場合、電極材料であるパラジウ
ムと誘電体層内のビスマスとが反応を起こして、パラジ
ウムが電極としての機能を失うという問題点もあった。

このため、電極材料として、高価な白金を内部電極の材
料として使用しなければならず、積層コンデンサのコス
トアップの一因になっていた。

従って、本発明の目的は、ビスマスをその組成中に含ま
ずに、誘電率が高く、かつその温度変化も少なく誘電体
損失も小さい誘電体磁器組成物を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を遠戚するため、鋭意研究を重ねた結果、本発
明者等は、主成分としてチタン酸バリウム（ＢａＴｉ０
３）を９６．０＋＋ｏｌＸ〜９８．５ｓｏｌχ、五酸化
ニオブ（Ｎ　ｂ　２０５　）を０．７５５ｏｌＸ〜２．
０ｓｏｌχ、酸化亜鉛（Ｚ　ｎ　Ｏ）を０．７５ｓｏｌ
％〜２．Ｏｍ。

１ｚを含有する誘電体磁器組成物が前記目的に沿うこと
を見出した。

また、前記の主成分に、重量比でＱｗｊ、％〜０゜２ｗ
ｔ％のＭｎＯを添加物として添加することによってその
特性が更に向上する。

なお前記ｍｏｌχをｗｔ％で表示すると下記の通りにな
る。

酸化バリウム　６３．７７　ｗ　ｔ％〜６５．００　ｗ
　Ｌ％酸化チタン　　３３．２３　ｗ　ｔ％〜３３．８
８　ｗ　ｔ％五酸化ニオブ　０．８６　ｗ　Ｌ％〜２．
３０　ｗ　Ｌ％酸化亜鉛　　　０．２６　ｗ　Ｌ％〜０
．７０　ｗ　Ｌ％〔作用〕 前記の組成の誘重体磁２′＆組成物を用いることにより
、常温での誘電率が２．８００〜４，４００という高い
値を有し、ｉＡ　Ｎ体Ｈ１失（ｔａｎδ）は１．１％以
下という小さい値であり、誘電率の温度変化はＪＩＳに
規定するＢ特性（−２５℃〜−ト８５°Ｃの温度範囲内
で誘電率の変化が２０℃を基準にして±１０％以内）と
、ＥＩＡ、Ｊ（日本重子機織工業会規約）に規定するＸ
７Ｒ特性（−５５°Ｃ〜ト１２５℃の温度範囲内で誘電
率の変化が２５°Ｃを基準にして±１５％以内）との両
特性を満足する優れた特＋ｌｌＯ高講雷体磁器！Ｊｌ戊
物を得た。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図、第２図を用いて説明する。

第１図は本発明の一実施例の誘雷体磁２″ｊＩ組成物の
製造工程図、第２図は本発明に係る笛講雷率磁器組成物
の三元組成図である。

出発原料として炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）と酸化チタ
ン（ＴｉＯ２）をｌ：ｌのモル比で調合する（第１図工
程１）。脱水乾燥処理（同図工程１−　）を経て仮成形
し、１）００°Ｃ−１２００℃で２時間安定にして化学
反応を行わしめＢａＴｉＯ３を形成する仮焼成を行う（
同図工程■）。

この１３ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３をアトマイザ−等で粉砕しく
同図工程■）、焼成後の組成が第１表の如くになるよう
に、Ｂ　ａ　Ｔｉ　Ｏ３、ＮｂｚＯ５、ＺｎＯｌＭｎＣ
Ｏ３を秤ＨＨ，，添加混合し、全体を２μｍ以下に粉砕
し、乾燥する（同図工程■）。これにＰＶＡバインダー
を適当量加え、約３トン／ｃｍ”の成形圧力で成形し、
直径約１６．５ｍｍ、厚さ約０．６ｍｍの円板状成形物
を作成する。

次にこの成形物を約１３００°Ｃ−１４００″Ｃで２時
間安定にし本焼成を行う（同図工程■）。

こうして得られた磁器Ｍｉ威初物素体両端面に銀電極を
焼付けてコンデンサとする（同図工程■）。

これらのコンデンサの各電気特性を周波数ＩＫｔ（ｚ、
室温２０°Ｃの条件で測定する（同図工程■）。この結
果は第１表に示す如くである。なお、第１表中資料Ｎｏ
ｌ、６，７，１０．１４は本発明の範囲には含まれない
。

以下余白 第１表から明らかな如く、本発明の誘電体磁器組成物は
Ｂ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ３；　９６．０ｓｏｌＸ〜９８．５
ｓｎｏｌ＄、Ｎｂ２Ｏ５；０．７５ｓｏｌ％〜２．０　
＊ｏｌＬ　　Ｚ　　ｎ　　Ｏ；　　０゜７５ｍｏｌ％〜
２．０ｓｏｌχを主成物とし、必要に応じてＭｎＯを重
量比に換算して０〜０．２　ｗ　Ｌ％金含有るものであ
る。

即ち、ＢａＴｉ０ａが９６．０％未満では誘電率が低く
なり（第１表資料Ｎｏ６参照）、９８．５ｓ。

１χを越えると、ｔａｎδが１．８％以上と大きくなり
、焼結性も悪くなる（第１表資料Ｎｏｌ参照）。

また、Ｎｂ２Ｏ５が０．７５ｓｏＨ未満ではｔａｎδと
誘電率の温度変化率が大きく、さらに焼結性が悪くなり
（第１表資料Ｎｏ７参照）、２．０ｍｏｌχを越えると
誘電率が２４００以下と小さくなる（第１表資料Ｎｏ６
参照）。

史にＺｎＯが０．７５ｍｏｌχ未満ではｔａｎδが大き
くなり（第１表資料Ｎｏｌ参照）、また誘電率の温度変
化も大きくなり（第１表資料Ｎｏｌ、ｌＯ参照）　、２
．０ｓｏｌＺを越えると、ｔａｎδが大きくなり（第１
表資料Ｎｏ７参照）、誘電率も２６００以下で実用性に
乏しくなる（第１表資料Ｎ。

６．７参照）。

ＭｎＯの添加はＯｗＬ％で実用上は十分であるが、重量
比で０．２　ｗ　Ｌ％まで添加することにより焼結性と
ｔａｎδが改善される（第１表資料Ｎ。

１）〜１３）。しかし、０．３ｗＬ％を越えると、焼結
性が劣り、緻密な磁器が得られなくなり、■Ｒも低下し
実用的でなくなる（第１表資料Ｎｏ１４参照）。

第２図において、Ｎｏ、２．９，５．８を接続する直線
で囲まれた領域Ａに含まれる三元成分が本発明の組成の
ものであり、第２図中の各番号は第１表中の資料番号と
一致する。

本発明の誘電体磁器組成物を誘電体として使用して積層
コンデンサ等の容量素子を製造する場合、その組成中に
ビスマスを含有しないので、容量素子の電極として白金
より安価なパラジウムを単独で使用することが出来る。

〔発四の効果〕

本発明の誘電体磁器＆ＩＩ或物は誘電率が約２８００〜
４４００と高い値を示し、絶縁抵抗も５×１０１）以上
と高く、静雷容盪変化率はＪＩＳのＢ特性、ＥＩＡＪの
Ｘ７Ｒ特性を満足する極めて優れた特性を有する。

さらに組成中にパラジウムと反応し易いビスマスを含有
しないため、この組成物を誘電体層として積層コンデン
サを製造する場合、内部電極としてパラジウム単独の使
用が可能となる。従って、高価な白金または白金・パラ
ジウム合金を用いる必要がなく、製品の大幅なコストダ
ウンが実現でき、工業上の利益は計りしれないものがあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の誘電体磁器組成物の製造工程図、 第２図は本発明の誘電体磁器組成物の三元系図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高誘電率の誘電体磁器組成物において、チタン酸
   バリウム９６．０ｍｏｌ％〜９８．５ｍｏｌ％五酸化ニ
   オブ０．７５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％酸化亜鉛０．７
   ５ｍｏｌ％〜２．０ｍｏｌ％を主成分としたことを特徴
   とする誘電体磁器組成物。
2. （２）請求項（１）に記載の組成物に重量比に換算して
   、０〜０．２ｗｔ％の酸化マンガンを含有させたことを
   特徴とする誘電体磁器組成物。