JPH0360454A - 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】 「産業上の利用弁！！’Ｆ　］ 本発明は、高誘電率を有する鉛系誘電体磁器組成物に関
する。

［従来の技術と発明が解決しようとする課題］鉛系誘電
体磁器組成物として、 Ｐｂ　（Ｍｇ　　　Ｎｂ　　　）　　（Ｚｎ１／２Ｎｂ
２゜１／３　　２／３　　ｘ ３　）ｙ　　（Ｆｅ２／３　Ｗ１／３　）ｚ　０３　　
””し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１） が特開昭５９−５４６６６号公報に開示されている。こ
こに開示されている誘電体磁器組成物は比較的低温の７
８０℃〜９．　’Ｃで焼成できる。しかし、この誘電体
磁器組成物の比誘電率は６３８０〜１１８２０であって
さほど高くなく、絶縁抵抗値、バイアス特性も良くない
。

特開昭６１−１９１５５９号公報には、前述の特開昭５
９−５４６６６号に開示されている誘電体磁器組成物に
、０．０１〜０．３５重量％の範囲でＭｇＯを添加する
ことが開示されている。このＭｇＯを添加した誘電体磁
器組成物の焼成温度は８７０°Ｃ〜１０００℃であり、
比誘電率は６５００〜９０１０である。

ところで、コンデンサの小型化を達成するためには、誘
電体磁器組成物の比誘電率は大きいことが必要であり、
誘電体磁器組成物の絶縁抵抗は高いことが望ましい、ま
た、焼成温度が高いとｐｂＯの蒸発量が多いため特性値
にバラツキが生じたり、過大な設備を必要としたり、高
価なＰｄを固溶させた電極を用いる必要が生じるため、
焼成温度はできるだけ低い方が望ましい。

そこで、本発明の目的は、８５０℃以下の温度で焼成す
ることが可能であり、且つ１００００以上の比誘電率を
有し、且つ２５℃における抵抗率か１０１１Ω−ｃｍ以
上、１５０℃の抵抗率が１０１０Ω・ｃｍ以上であり、
且つｔａｎδが３％以下である誘電体磁器組成物を提供
することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、１００重量部の主
成分と、０．２５〜０．５重量部の副成分としてのＭｇ
Ｏとから成り、前記主成分は、［Ｐｂ　（Ｍｇｌ／３　
Ｎｂ２７３　）　０３　］ａ）Ｏ］ ［Ｐｔ）（ＺＪ／３Ｎｂ２／３　３　ｂ［Ｐ　ｂ　（Ｆ
　ｅ　　　Ｗ　　　）　０３］　ｃ２／３　１／３ ［Ｐ　ｂ　Ｚ　ｒ　Ｏ３］　ｄ （但し、ａは０．５〜０．７、ｂは０１１５〜０゜３５
、Ｃは０．０５〜０．７、ｂは０．０２５〜０，１５を
満足する数値）から成ることを特徴とする誘電体磁器組
成物に係わるものである。

上記組成式において、ｐｂは釦、Ｍｇはマグネシウム、
Ｎｂはニオブ、Ｚｎは亜鉛、Ｆｅは鉄、Ｗはタングステ
ン、Ｚｒはジルコニウム、Ｏは酸素、ａ、ｂ、ｃ、ｄは
モル比を示す数値である。

なお、前記主成分に対して０．３モル％以下の範囲でＭ
　ｎ　Ｏ２（酸化マンガン）を添加することが望ましい
。

［作　用］ 本発明の誘電体磁器組成物は、 ｐｂ（Ｍｇ　　　Ｎｂ　　　）０３と、１／３　　２／
３ Ｐｂ（Ｚｎ　　　Ｎｂ　　　）Ｏと、 １／３　　２／３　　３ Ｐｂ（Ｆｅ　　　Ｗ　　　）Ｏと、 ２／３　１／３　　３ Ｐ　ｂ　Ｚ　ｒ　Ｏ３と の４成分を含み、更にＭｇＯを含むので、低温焼成が可
能になると共に、高い誘電率と更に高い抵抗率とをるこ
とか可能になる。

Ｍ　ｎ　Ｏ２を添加すると、絶縁抵抗（抵抗率）が高く
なる。

［実施例］ 次に、本発明の実施例（比較例も含む）を説明する。

実施例及び比較例の誘電体磁器組成物は第１表に示す組
成を有する。第１表において、主成分組成比のａ、ｂ、
ｃ、ｄの欄には、 ［Ｐｂ（Ｍｇ　　　　Ｎｂ　　　　）Ｏ］１／３　　　
　２／３　　　　３　　　ａ［Ｐｂ（Ｚｎ　　　　Ｎｂ
　　　　）Ｏ］１／３　　　　２／３　　　　３　　　
ｂ［Ｐ　ｂ　＜　Ｆｅ　２／３　Ｗ１／３　）　０３　
］　Ｃ［ＰｂｚｒＯ３］ｄ で示される主成分の組成式におけるａ、ｂ、ｃ、ｄの値
が示され、ＭｇＯ過剰添加量の欄には１００重量部の主
成分に対する副成分としてのＭｇＯの量が重量部で示さ
れ、Ｍ　ｎ　０２添加量の欄には主成分に対するＭ　ｎ
　Ｏ２の添加量がモル％で示され、Ａサイト／Ｂサイト
の欄には主成分をＡＢＯ３のプロブスカイト構造式で示
し、ＡサイトをＰｂ、ＢサイトをＭｇ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｆ
ｅ、Ｗ、Ｚｒとした時のＡ／Ｂがモル％で示されている
。

試料Ｎａ　１に従う誘電体磁器組成物即ち、［Ｐｂ（Ｍ
ｇ　　　Ｎｂ　　　）Ｏ］ １／３　　２／３　　３　０．７０ ）０　］ ［Ｐｂ（２ｎ１／３Ｎｂ２／３　３０．１７５［Ｐ　ｂ
　（Ｆ　ｅ　２７３　Ｗ１／３　）　０３　］　ｏ、１
゜［Ｐ　ｂ　Ｚ　ｒ　Ｏ３］　０．０２５の１００重量
部の主成分と０．３３重量部のＭｇ０（副成分）とから
成る組成物を得る時には、まず、 ＭｇＯ１Ｚ　ｎ　Ｏ、Ｚ　ｒ　０２　、　Ｎ　ｂ　２０
５、Ｆ　ｅ２０３　、Ｗ　Ｏ３をそれぞれ秤量し、これ
等の原料をポリエチレン製ポットに入れ、ここにエタノ
ールを添加し、Ｚ　ｒ　Ｏ２のボールを用いて湿式混合
し、これを１０００°Ｃの温度で２時間仮焼した。

次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、これにＰｂ３
Ｏ４の粉末を配合し、この配合物をボールミルによって
湿式混合した後、７４０℃の温度で３時間仮焼して仮焼
原料を得た。

次に、この仮焼原料をボールミルによって湿式粉砕し、
乾燥した後、有機バインダーを加えて造粒し、この造粒
物を直径９．８ｍｍ、厚さ０，６ｍｍの円板状に５００
　ｋ　ｇ　／　Ｃｍ　２の圧力で加圧成形して成形物を
得た。

次に、この成形物をジルコニアセッター上に載せて空気
中で８２０℃の温度で焼成した。

次に、焼成後の磁器素体の両生面に銀ペーストを塗布し
て焼付けることによって一対のコンデンサ電極を作り、
２５℃における比誘電率ε　、２「 ５°Ｃにおけるｔａｎδ、２５°Ｃにおける抵抗率ρ２
５．１５０°Ｃにおける抵抗率ρ　　を測定したところ
、５０ ε　は１２２００、ｔａｎδは０，１９、ρ２５は５゜
１１０ ０×１０　Ω・ｃｍ、ρ１５０は１．５Ｘ１０　　Ω・
ｃｍであった。

なお、比誘電率ε　、ｔａｎδは、周波数１ｋｌｌＺ、
電圧ＩＶ（実効値）、温度２５°Ｃの条件で測定した。

また、抵抗率は、コンデンサに１００Ｖの電圧を２０８
−間印加した後に抵抗値を求め、この抵抗値から算出し
た。

試料Ｎα２〜２５においても、主成分の組成式における
ａ、ｂ、ｃ、ｄ又は副成分のＭｇＯを変えた他は、試料
Ｎα１と同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一・の
方法で特性を測定したところ、第２表に示す結果が得ら
れた。但し、試料Ｎ（１２５の焼成温度は８５０℃とし
た。

また、請求項２に従う誘電体磁器組成物を得るために、
試料ＮＱ２６〜２９に示すようにＭ　ｎ　０２を添加し
、試料馳１と同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一
の方法で電気的特性を測定した。

なお、Ｍ　ｎ　Ｏ２はＭ　ｇ　Ｏ、Ｚ　ｎ　Ｏ、Ｎ　ｂ
　２０　ｓ、Ｆ　ｅ　　Ｏ、Ｗ　Ｏ３と同時に仮焼した
。

３ 第１表及び第２表から明らかなように、本発明に従う誘
電体磁器組成物によれば、比誘電率εｒが１００００以
上、ｔａｎδが３％以下、２５℃の１ 抵抗率ρ２５が１０　Ω−ｃｍ以上、１５０°Ｃの抵０ 抗率ρ１５ｏが１０　Ω・ｃｍ以上の電気的特性を得る
ことかできる。また、１０００℃以下での焼成が可能に
なる。

一方、本発明の組成範囲に属さない試料Ｎｏ、　４．６
．７．８．１３、■６〜２１．２３．２８は上記の所望
特性を得ることができない。従って、これ等は本発明の
比較例である。

次に各成分の限定理由を説明する。

ａが０．５よりも小さいと、試料Ｎｏ１６〜２１に示す
ように、比誘電率が１００００よりも小さくなるか又は
焼結しない、一方、ａが０．７の場合には試１’ＪＮＱ
ｌに示すように比誘電率が１００００よりも大きくなる
がａがこれよりも大きくなると比誘電率が低下する。従
って、ａの好ましい範囲は０．５〜０．７である。

ｂの値が０．１５の場合には試料Ｎ０．５に示すように
所望の特性を得ることができるが、ｂの値が０．１５未
満の場合には比誘電率がｔｏｏｏｏ未溝になる。また、
ｂの値が０，３５の場合には試料Ｎ０１４に示すように
所望の特性を得ることができるが、ｂの値かこれよりも
大きくなると試料量１７．１９．２０．２１に示すよう
に所望の特性を得ることができなくなる。従って、ｂの
好ましい範囲は０，１５〜０．３５である。

Ｃの値が０．０５及び０．１５の場合には試料Ｎα３１
．３２に示ずように所望の特性を得ることができるが、
試料Ｎ０２３に示すようにＭ　ｎ　Ｏ２を含有しない場
合においてＣが０．２になると、１５０℃の抵抗率が所
望特性よりも悪くなる。またＣが０．０５よりも小さく
なると、低温焼成が不可能になる。従って、Ｍ　ｎ　Ｏ
２を含有しない場合のＣの好ましい範囲は０．０５〜０
．１５である一方、Ｍ　ｎ　Ｏ２を含有する場合には、
試料ＮＱ２９に示すようにＣを０．２０とすることがで
きる。

ｄの値が０の場合は試料Ｎａ　４に示すように比誘電率
が１００００未満となるが、ｄの値が０，０２５の場合
は試料Ｎｏ、　１に示すように所望特性を得ることがで
きる。またｄの値か０．１５の場合には試料ＮＱ５に示
すように所望特性を得ることができるが、ｄの値が０．
２よりも大きくなると比誘電率が目標値よりも大幅に小
さくなる。従って、ｄの好ましい範囲は０．０２５〜０
．１５ある。

ＭｇＯの過剰添加量が０７１５重量部の場合２こは試料
Ｈａ　７に示ずよう所望特性を得ることができないが、
０．２５重量部になると試料Ｎ０．８に示すように所望
の特性を得ることができる。また、ＭｇＯの量が５重量
部の場合は試ｆｌＮａ１２に示すように所望特性が得ら
れるが０．７５重量部になると試料ＮＱ１３に示すよう
に比誘電率、１５０℃の抵抗率が所望特性よりも悪くな
る。従って、ＭｇＯの好ましい範囲は０，２５〜０．５
０！！量部である。

Ｍ　ｎ　Ｏ２の添加量が零の場合であっても所望の特性
が得られる。しかし、試料ぬ２６．２７．２９に示すよ
うに０．５モル％以下の範囲で添加すると、抵抗率が高
くなる。なお、試料ね２８に示すようにＭ　ｎ　Ｏ２が
１．０モル％になると比誘電率が１００００よりも小さ
くなる。従って、ＭｎＯ２の好ましい添加量は０．５モ
ル％以下である。

Ａサイト／Ｂサイトの比は抵抗率の低下を防止する観点
から１．０１〜１．０４の範囲にすることが望ましい。

［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。

（１）　実施例では焼成温度が８２０℃及び８５０°Ｃ
であるが、約７００℃〜１０００℃の範囲の種々の温度
にすることができる。

（２）　主成分の原料を酸化物以外の炭酸化物、水酸化
物等にすることができる。

（３）　積層コンデンサにも適用可能である。

［発明の効果］ 各請求項の発明によって８５０°Ｃ以下で焼成可能であ
り、比誘電率が１００００以上、ｔａｎδが３％以下、
２５℃の抵抗率が１０１１Ω・ｃｍ以上、１５０℃の抵
抗率が１０１０Ω・ｃｍ以、七の誘電体磁器組成物を提
供することができる。

代 理 人 同 野 則 次

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］１００重量部の主成分と、０．２５〜０．５重量
   部の副成分としてのＭｇＯとから成り、前記主成分は、 ［Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３］
   ＿ａ−［Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ
   ＿３］＿ｂ−［Ｐｂ（Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／＿３
   ）Ｏ＿３］＿ｃ−［ＰｂＺｒＯ＿３］＿ｄ （但し、ａは０．５〜０．７、ｂは０．１５〜０．３５
   、ｃは０．０５〜０．１５、ｄは０．０２５〜０．１５
   を満足する数値） から成ることを特徴とする誘電体磁器組成物。 ［２］１００重量部の主成分と、０．２５〜０．５重量
   部の副成分としてのＭｇＯと、前記主成分に対して０．
   ３モル％以下のＭｎＯ＿２とから成り、 前記主成分は、 ［Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３］
   ＿ａ−［Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ
   ＿３］＿ｂ−［Ｐｂ（Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／＿３
   ）Ｏ＿３］＿ｃ−［ＰｂＺｒＯ＿３］＿ｄ （但し、ａは０．５〜０．７、ｂは０．１５〜０．３５
   、ｃは０．０５〜０．２０、ｄは０．０２５〜０．１５
   を満足する数値）から成ることを特徴とする誘電体磁器
   組成物。