JPH04206109A

JPH04206109A - 非還元性誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH04206109A
Application number: JP2331098A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Yoshimoto; 義弘吉本; Harunobu Sano; 晴信佐野; Yasunobu Yoneda; 康信米田; Yukio Sakabe; 行雄坂部
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-11-28
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1992-07-28
Anticipated expiration: 2016-03-07
Also published as: JP3143922B2

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）この発明は非還元性誘電体磁器組成物に関し、特にたと
えば積層コンデンサなどの誘電体材料として用いられる
非還元性誘電体磁器組成物に関する。

（従来技術）従来、積層コンデンサを製造する際には、誘電体グリー
ンシートの上面にたとえば印刷することによって内部電
極となる金属層を形成し〜それを複数枚積み重ねて圧着
、一体化した後、焼成するという工程が採用されている
。

（発明が解決しようとする課題）従来の誘電体磁器材料は、中性または還元性の低酸素分
圧下で焼成すると還元され、半導体化するという性質を
有していた。そのため、内部電極の材料として、誘電体
磁器材料の焼結する温度で熔融せず、かつ誘電体磁器材
料を半導体化しない高い酸素分圧の下で焼成しても酸化
されない、たとえばパラジウム、白金などの貴金属を用
いなければならず、製造される積層コンデンサの小型大
容量化および低価格化の大きな妨げとなっていた。

そこで、上述の問題を解決するために、たとえばニッケ
ルや銅などの安価な卑金属を内部電極の材料として使用
することが望まれていた。しかし、このような卑金属を
内部電極の材料として使用し、従来の条件下で焼成する
と、電極材料が酸化したり溶融したりしてしまう。その
ため、このような卑金属を内部電極の材料として使用す
るために、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気中
において低温で焼成しても半導体化せず、コンデンサ用
の誘電体磁器材料として十分な比抵抗と優れた誘電特性
とを有する誘電体磁器材料が必要とされていた。

このような問題を解決するために、たとえば特開昭６．
３−８６．３１６号公報や特開昭６ｆ−２，２４１０９
号公報などに誘電体磁器組成物が開示されている。この
ような誘電体磁器組成物は酸素分圧の低い中性または還
元性雰囲気中で焼成が可能であるので、これを使用して
ニッケルなどの卑金属を内部電極とする温度補償用積層
コンデンサを作製することができる。しかしながら、上
述の公開公報↓こ開示されている誘電体磁器組成物では
、銅を内部電極として使用するには焼成温度が高く、ま
た焼結後の結晶粒径が大きいｆコめ素子厚の薄層化に対
応できない。

それゆえに、この発明の主たる目的は、酸素分圧の低い
中性または還元性の雰囲気中において、１１００℃以下
の温度で焼結し、かつ還元されることなく、静電容量の
温度係数の絶対値力月０００ｐｐｍ／”ｃ以下で、誘電
率が２００以上で、誘電損失が０．１％以下であり、２
０℃における比抵抗が１×１０′！Ω■以上であり、内
部電極として銅を使用することができる、非還元性誘電
体磁器組成物を提供することである。

（問題点を解決するための手段）この発明は、主成分が一般式（Ｓｒｌ−ｘ　ＣａＸ）　
ｔｈ　　（Ｔ　１１−ｙ　Ｚ　ｒ　ｙ　）　Ｏｘで表さ
れ、この一般弐のモル比率Ｘ、　ｙ’ｊＦ３よびｍが、
それぞれ、０゜３０≦ｘ≦０，５０．０．ＯＯ≦ｙ≦０
，２０．０．９５≦ｍ≦１．０８の範囲にあり、その粉
末粒径が０．１〜１．０μｍの範囲にある、−非還元性
誘電体磁器組成物である。

さらに、この主成分１００重量部に対して、副成分とし
てＢ　２０１３．　＋、　Ｓ　ｉ　Ｏ□、ＬｉｚＯの中
から選ばれる少なくとも１種類を含む金属酸化物を０．
１〜１０重量部添加してもよい。

（発明の効果）この発明によれば、還元性雰囲気中において、１１００
℃以下で焼結し、温度に対する静電容量の温度係数の絶
対値が１００．　Ｏｐ　ｐ、ｍ／”Ｃ以下で、誘電率が
２００以上で、誘電損失が（１，−１％以下であり、２
０℃における比抵抗が１×１Ｏ１２Ω国以上の特性を有
する非還元性誘電体磁器組成物を得ることができる。し
たがって、この非還元性誘電体磁器組成物を積層コンデ
ンサ用材料として用いれば、銅などの卑金属を内部電極
として使用することが可能になる。そのため、積層コン
デンサの大容量化にともなう電極のコストの増大を解消
することができ、低価格の積層コンデンサを提供するこ
とができる。また、焼結後の結晶粒径が小さいため、素
子厚を薄くすることができ、積層コンデンサを小型化す
ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴オよび利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例）まず、主成分の出発原料として水熱合成法で作製された
粉末粒径が０．０１〜０．１μｍの範囲の（Ｓ　ｒ　１
−ｘ　Ｃａ　ｘ　）Ｔ　ｉ０２とｚｒｏ２を準備した。

これらの出発原料を、一般式（Ｓｒｌ−ＸＣａＸ）　ｍ
　　（Ｔ　１１−ｙ　ｚ　ｒｙ　＞　０３で表され、そ
れぞれの配合比が表１に示されるように配合して、主成
分を得た。

また、副成分の材料として、Ｂｚ　Ｏｘ　、　　Ｓ　ｉ
　Ｏｚ　、Ｌｉ２Ｏ，Ｂａｄ、ＺｎＯ，Ｃｕｂ、Ｍｎ○
、ＣａＯを準備した。これらの材料を表２に示す割合と
なるように秤量し、ボールミルで湿式混合、粉砕した後
、蒸発乾燥し、自然雰囲気中において１０００℃で溶融
させた。さらに、溶融した材料をボールミルで１μｍ以
下に湿式粉砕した後、蒸発乾燥させて、Ａ系列とＢ系列
の２種類の副成分を得た。

得られ１こ主成分と副成分とを表１に示す割合となるよ
うに配合し、配合原料を得た。

この配合原料に結合材として酢酸ビニル系バインダを５
重量部加え、ボールミルで湿式混合した。

さらに、この混合物を蒸発乾燥した後整粒して粉末原料
を得た。得られた粉末原料を２．Ｑｔｏｎ／ｊの圧力で
直径２０ｆｌ、厚さ１．０１［ｍの円板状に成形した。

次に、この円板状の成形物をジルコニア粉末を敷粉とし
たアルミナ質の箱に入れ、自然雰囲気中において５００
℃で２時間酢酸ビニル系バインダを燃焼させた。その後
、体積比率でＨｚ　　：　Ｎｚ　＝３：１００の還元ガ
ス雰囲気中において、円板状の成形物を８２０〜１１０
０℃で２時間焼成して、素子を得た。得られた素子の両
面にＩｎ−Ｇａ合金を塗布して電極を形成し、試料（コ
ンデンサ）を作製した。

そして、得られた試料の誘電率ε、誘電損失ｔａｎδ、
静電容量の温度係数α（ｐｐｍ／’ｃ）。

２０℃における比抵抗ρ２０　（Ω−）を測定した。

なお、誘電損失ｔａｎδは、１ｋＨｚ、ＩＶｒｍｓ、２
０℃の条件で測定した。

さらに、静電容量の温度係数α（ｐｐｍ／ｌ）は、２０
℃における静電容量Ｃ２０および８５℃における静電容
量ＣＢＳから次式によって求めた。

また、２０℃における比抵抗ρ２゜（Ωａｎ）は、２０
℃において５００Ｖの直流電圧を印加したときに流れる
電流値より求めた。

そして、これらの結果を表３に示した。

次に、この発明にかかる非還元性誘電体磁器組成物の主
成分の数値を限定した理由について説明する。

つまり、試料番号１のようにＸが０．３０より小さいか
、または試料番号５のようにＸが０．　５０より大きい
と、静電容量の温度係数の絶対値が１１０００１）ｐ／
’Ｃより大きくなって好ましくない。

ま１こ、試料番号９のようにｙが０．２０より大きいと
、静電容量の温度係数の絶対値が１１０００ｐｐ／”Ｃ
より大きくなり、かつ２０℃における比抵抗が１×１０
′２Ω口より小さくなって好ましくない。

また、試料番号１０のようにｍが０．９５より小さいと
、２０℃における比抵抗がｌＸｌ０”０口より小さくな
り、かつ誘電損失が０．１％より大きくなって好ましく
ない。さらに、試料番号１３のようにｍが１．０８より
大きいと、焼成温度が１１００℃を超えて好ましくない
。

次に、副成分の含有量の限定理由について説明する。

試料番号１７のように主成分１００重量部に対してＡ系
列の副成分の添加量が１０重量部より大きいと、誘電損
失が０．１％より大きくなり、かつ静電容量の温度係数
の絶対値がｘｏｏｏｐｐｍ／℃より大きくなって好まし
くない。

また、試料番号２２のように主成分１００重量部に対し
てＢ系列の副成分の添加量が１０重量部より大きいと、
誘電損失が０．１％より大きくなり、かつ静電容量の温
度係数の絶対値が１１０００ｐｐ／’Ｃより大きくなっ
て好ましくない。

それに対して、この発明の範囲内の試料では、１１００
℃以下で焼結し、静電容量の温度係数の絶対値が１１０
００ｐｐ／’ｃ以下で、誘電率が２００以上で、誘電損
失が０．１％以下であり、２０℃における比抵抗が１×
１ＯＩｚΩ口以上である。

したがって、この発明の非還元性誘電体磁器組成物を積
層コンデンサ用材料として用いれば、銅などの卑金属を
内部電極として使用することができる。そのため、積層
コンデンサの大容量化にともなう電極のコスト増大を解
消することができ、低価格の積層コンデンサを提供する
ことができる。

また、この非還元性誘電体磁器組成物を用いれば、結晶
粒径の小さい素子を得ることができ、素子厚を薄くする
ことができる。そのため、積層コンデンサを小型化する
ことができる。

なお、この実施例では、原料粉末として水熱合成性によ
って作製したものを使用したが、これ以外にも共沈法（
アルコキシド法、シュウ酸性）などで作製された原料粉
末を使用してもよい。また、副成分として金属酸化物を
使用したか、それ以外に溶液添加をしてもよい。

特許出願人　株式会社　村田製作所代理人　弁理士　岡　１）　全　啓

Claims

【特許請求の範囲】１　主成分が一般式（Ｓｒ＿１＿−＿ｘＣａ＿ｘ）＿ｍ
（Ｔｉ＿１＿−＿ｙＺｒ＿ｙ）Ｏ＿３で表され、この一
般式のモル比率ｘ、ｙおよびｍが、それぞれ、０．３０≦ｘ≦０．５０、０．００≦ｙ≦０．２０、および０．９５≦ｍ≦１．０８の範囲にあり、その粉末粒径が０．１〜１．０μｍの範囲にある、非還
元性誘電体磁器組成物。２　さらに、前記主成分１００重量部に対して、副成分
としてＢ＿２Ｏ＿３，ＳｉＯ＿２，Ｌｉ＿２Ｏの中から
選ばれる少なくとも１種類を含む金属酸化物を０．１〜
１０重量部添加した、特許請求の範囲第１項記載の非還
元性誘電体磁器組成物。