JPH0353406A - 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 本発明は誘電率，絶縁抵抗，絶縁破壊電圧が高く、良好
度Ｑにすぐれ、静電容量温度係数が小さく、かつ密度の
より大きな誘電体磁器を得ることができる誘電体磁器組
戊物に関するものである。

従来の技術 従来から誘電率，絶縁抵抗が高く、良好度Ｑにすぐれ、
静電容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物として下記
のような系が知られている。

・ＢａＯ−Ｔ　ｉ　０２−Ｎｄ２０３系・　ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ２　　Ｓｍ２０コ系発明が解決しようとする課題 しかし、これらの組成は、例えば０．　０　９　Ｂ　ａ
　００．　５５’　Ｔ　ｉ　０２　　’０．　３　６　
Ｎ　ｄ　０３／２の組戒比からなる誘電体材料を使用し
、円板形磁器コンデンサを作製すると、絶縁抵抗の平均
値：８．ＯＸ１０Ｉ２Ω、絶縁破壊強度の平均値：　３
　０　ｋ　ｖ　／　ｍｍであり、満足のできる値ではな
い。また、この誘電体磁器の密度は、５．６ｇ／ａｄで
あるが、一般に長さＬ３．２ｍｍＸ幅Ｗ　１　．　６　
＋ｎｎ以下の積層セラミックコンデンサのりフローはん
だ付け、特にベーバーリフローはんだ付けではチソプ立
ち（通常、ツームストーン現象、マンハッタン現象と呼
ばれている。）が発生しやすく、このチップ立ちを防ぐ
ため誘電体磁器の密度をより大きくしなければならない
という課題があった。

課題を解決するための手段 これらの課題を解決するために本発明は、一般式ｘＢａ
ｏ　　ｙ　［　（ＴｉＯ２）ｚ−ｍ＋　（ＳｎＯ２）−
］ｚ　Ｒ　ｅ　Ｏ　３／２と表した時（ただし、Ｘ十Ｙ
＋Ｚ＝１．００、０．０１≦ｍ≦０．１０、ＲｅはＬａ
Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選ばれる一種以上の希土類元素。

）、ｘ，ｙ，ｚが以下に表す各点ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，
ｆで囲まれるモル比の範囲からなる主成分１００重量部
に対し、副威分としてＮｂ２０ｓＴ　ａｚｏｓ＋　　Ｖ
２０５から選ばれる二種以上を合計で０．００１〜０．
　０　１　０モル部含有したことを特徴とする誘電体磁
器組成物を提案するものである。

作用 第１図は本発明にがかる組或物の主成分の組成範囲を示
す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した理由を第
１図を参照しながら説明する。すなわち、Ａ領域では焼
結が著しく困難である。また、Ｂ領域では良好度Ｑが低
下し実用的でなくなる。さらに、Ｃ，Ｄ領域では静電容
量温度係数がマイナス側に大きくなりすぎて実用的でな
くなる。そして、Ｅ領域では静電容量温度係数がプラス
方向に移行するが、誘電率が小さく実用的でなくなる。

また、ＲｅをＬａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選ぶことによ
り、Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの順で誘電率を大きく下げ
ることなく、静電容量温度係数をプラス方向に移行する
ことが可能であり、Ｌａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍの１種ある
いは組合せにより静電容量温度係数の調節が可能である
。

また、ＴｉＯｚをＳｎＯ２で置換することにより、誘電
率，良好度Ｑ，静電容量温度係数，絶縁抵抗，絶縁破壊
強度の値を大きく変えることなく、誘電体磁器の密度を
大きくする効果を有しているが、その置換率ｍが０．０
１未満では置換効果はなく、一方０．２０を越えると誘
電率，良好度Ｑが低下し、静電容量温度係数もマイナス
側に大きくなりすぎ実用的でなくなる。

また、主成分に対し、副成分Ｎｂ２０５，Ｔａ２０５、
Ｖ２０５を含有することにより、絶縁抵抗，絶縁破壊強
度が向上する効果を有しているが、Ｎｂ２０ｓ．Ｔａ２
０ｓ，Ｖ２０５の含有量の合計が主威分１００重量部に
対し、０．００１モル部未満はそれほと絶縁破壊強度が
大きくなく、この発明の範囲から除外した。一方、Ｎ　
ｂ　２　０　５　，　　Ｔ　ａ　２　０　５　，　　Ｖ
　２　０　ｓの含有量の合計が主戊分に対し、０．０１
０モル部を越えると良好度Ｑ，絶縁抵抗が低下し、静電
容量温度係数がマイナス側に大きくなり実用的でなくな
る。また、Ｎｂ２０ｓ，Ｔ　ａ２０ｓ，Ｖ２０５から選
ばれる二種以上を含有することにより、Ｎ　ｂ２　０　
ｓ．ＴａｚＯｓ，Ｖ２０５から選ばれる一種を含有する
ものに比べ、誘電率，絶縁抵抗，絶縁破壊電圧が高く、
良好度Ｑにすぐれ５，静電容量温度係数を小さくできる
。

実施例 以下に、本発明を具体的実施例により説明する。

（実施例１） 出発原料には化学的に高純度のＢａＣＯ：＋，ＴｉＯ２
，Ｓ　ｎ０２，Ｌ　ａ２０３，Ｐｒ６０ｚ　　Ｎｄ２０
３Ｓｍ２０３およびＮｂ２０ｓ，Ｔ　ａ２ｏｓ，Ｖ２Ｏ
Ｓ粉末を下記の第工表に示す組戊比になるように秤量し
、めのうボールを備えたゴム内張りのボールミルに純水
とともに入れ、湿式混合後、脱水乾燥した。この乾燥粉
末を高アルミナ質のルツボに入れ、空気中で１１００℃
にて２時間仮焼した。次いで、この仮焼粉末をめのうボ
ールを備えたゴム内張りのボールミルに純水とともに入
れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉末に、有機
バインダーを加え、均質とした後、３２メッシュのふる
いを通して整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力
１ｔｏｎ／ａ｛で直径１５ｍｍ，厚み０．４闇に成形し
た。次いで、或形円板をジルコニア粉末を敷いたアルミ
ナ質のサヤに入れ、空気中にて下記の第１表に示す温度
で２時間焼或し、第１表に示す組成比の誘電体磁器を得
た。

（以　　下　　余　　白） このようにして得られた誘電体磁器円板は、厚みと直径
と重量を測定し、重量を厚みと直径より算出した体積で
除算し、誘電体磁器の密度とした。

また、誘電率，良好度Ｑ，静電容Ｍａ度係数ａｔ＋ｒ定
用試料は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付
け、絶縁抵抗，絶縁破壊強度測定用試料は、誘電体磁器
円板の外周より内側にｌ　ｍｍの幅で銀電極のない部分
を設け、銀電極を焼き付けた。

そして、誘電率．良好度Ｑ，静電容量温度係数は、ＹＨ
Ｐ社製デジタルＬＣＲメータのモデル４２７５Ａを使用
し、測定温度２０℃，測定電圧１．ＯＶｒｍｓ，測定周
波数Ｉ　Ｍ　Ｈｚでの測定より求めた。なお、静電容量
温度係数は、−２５℃，２０℃，８５℃の静電容量を測
定し、次式により求めた。

ＴＣ＝　（（，−Ｃ．）／Ｃ．Ｘ１／６５Ｘ１０６ＴＣ
．静電容量温度係数（ｐｐｍ／℃）Ｃ０　・２０℃での
静電容量（ｐＦ） Ｃ　：８５℃での静電容量（ｐＦ） また、誘電率は次式より求めた。

Ｋ＝１４３．８ｘＣ０ｘ　ｔ／Ｄ２ ｋ　・誘電率 Ｃ．：２０℃での静電容：ｌ（ｐＦ） Ｄ　・誘電体磁器の直径（　ｍ．　） ｔ　，誘電体磁器の厚み（叩） さらに、絶縁抵抗は、ＹＨＰ社製ＨＲメータのモデル４
３２９Ａを使用し、測定電圧５　０　Ｖ．　Ｄ．Ｃ．、
測定時間１分間による測定より求めた。

そして、絶縁破壊強度は、菊水電子工業■製高電圧電源
ＰＨ３３５Ｋ−３形を使用し、試料をシリコンオイル中
に入れ、昇圧速度５０Ｖ／ｓｅｃにより求めた絶縁破壊
電圧を誘電体厚みで除算し、ｌｍ−当たりの絶縁破壊強
度とした。

試験条件を上記第１表に併せて示し、試験結果を下記の
第２表に示す。

（以　　下　　余　　白） なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Ｂａ
ＣＯ３，Ｔｉ０２，ＳｎＯ２，Ｌａ２０：＋　，Ｐｒ６
０ｘ．Ｎｄ２０：＋　　Ｓｍ２Ｃ）＋　　Ｎｂ２０ｓ，
Ｔａ２０５およびＶ２ＯＳを使用したが、この方法に限
定されるものではなく、所望の組戊比になるようにＢａ
ＴｉＯ：＋などの化合物、あるいは炭酸塩、水酸化物な
ど空気中での加熱により、Ｂａｄ，ＴｉＯ２，Ｓ　ｎ　
０２，Ｌ　ａ２０３，Ｐｒ６０　目，Ｎｄ２０：＋，Ｓ
　ｍ　２０　３　，　　Ｎ　ｂ　２　０　５、Ｔａ２０
ｓおよびＶ　２　０　ｓとなる化合物を使用しても実施
例と同程度の特性を得ることができる。

また、主成分をあらかじめ仮焼し、副成分を添加しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。

また、上述の基本組或のほかに、Ｓｉｎ２Ｍｎ０２，Ｆ
ｅ２０．，，ＺｎＯなど一般にフランクスと考えられて
いる塩類、酸化物などを特性を損なわない範囲で加える
こともできる。

発明の効果 以上のように本発明によれば、誘電率，絶縁抵抗，絶縁
破壊電圧が高く、良好度Ｑにすぐれ、静電容量温度係数
が小さいため、製品の小型化、大容量化、特性向上が可
能である。また、密度のより大きな誘電体磁器であるた
め、この組成物で面実装の小形チップ部品を作製すると
りフローはんだ付けでのチップ立ちを改善できるなど、
実装性の高い製品を得ることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を説
明する三元図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 一般式 ｘＢａＯ−ｙ［（ＴｉＯ＿２）＿（＿１＿−＿ｍ＿）（
   ＳｎＯ＿２）＿ｍ］−ｚＲｅＯ＿３＿／＿２と表した時
   （ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．００、０．０１≦ｍ≦０．
   ２０、ＲｅはＬａ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍから選ばれる一種
   以上の希土類元素。）、ｘ，ｙ，ｚが以下に表す各点ａ
   ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆで囲まれるモル比の範囲からなる
   主成分１００重量部に対し、副成分としてＮｂ＿２Ｏ＿
   ５，Ｔａ＿２Ｏ＿５，Ｖ＿２Ｏ＿５から選ばれる二種以
   上を合計で０．００１〜０．０１０モル部含有したこと
   を特徴とする誘電体磁器組成物。