JPH04206208A

JPH04206208A - 非還元性誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH04206208A
Application number: JP2334974A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Nishiyama; 俊樹西山; Yukio Hamachi; 浜地　幸生; Yukio Sakabe; 行雄坂部
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-11-29
Filing date: 1990-11-29
Publication date: 1992-07-28
Anticipated expiration: 2014-07-19
Also published as: JP2920693B2

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
えばニッケルなどの卑金属を内部電極とする積層コンデ
ンサなどの誘電体材料として好適な非還元性誘電体磁器
組成物に関する。

（従来技術）従来の誘電体磁器材料では、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、半導体化を起こすという
性質を有していた。そのため、内部電極の材料としては
、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させない高い酸素分圧下で焼成し
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
の低コスト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、
電極材料が酸化してしまい、電極としての機能を果たさ
ない。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は、酸素分圧の低い中性または還元
性の雰囲気において焼成しても半導体化せず、コンデン
サ用の誘電体材料として十分な絶縁抵抗値と優れた誘電
特性とを有する誘電体磁器材料が必要とされており、こ
れらの条件をみたすものとして、たとえば特開昭６２−
２５６４２２号公報にＢａＴｉ０ｓ−ＣａＺｒＯ，−Ｍ
ｎＯ−ＭｇＯ系の組成物が、特公昭６１−１４６１１号
公報にＢａＴｉｏｓ　−（Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃａ）Ｏ
−Ｂｇｏｓ　　ＳｉＱ□系の組成物が、それぞれ提案さ
れている。

（発明が解決しようとする課８）しかし、特開昭６２−２５６４２２号公報に開示されて
いる非還元性誘電体磁器組成物では、Ｃａ　Ｚ　ｒ　Ｏ
ｓや焼成過程で生成するＣａＴｉ０．がＭｎなどととも
に２次相を生成しやすいため、高温における信鯨性の低
下につながる危険性がある。

また、特公昭６１−１４６１１号公報に開示されている
組成物では、得られる誘電体の誘電率が２０００〜２８
００であり、パラジウムなどの貴金属を使用している従
来からの磁器組成物の誘電率３０００〜３５００と比較
すると劣っている。

したがって、コストダウンのためにこの組成物をそのま
ま従来の材料に置き換えると、小型大容量化という点で
不利であり問題が残される。

さらに、特公昭６１−１４６１１号公報に開示されてい
る組成物から得られる誘電体では、その誘電率の温度変
化率が、２０℃の容量値を基準としたときに、−２５℃
〜＋８５℃の範囲では±１０％以内であるが、＋８５℃
を超える高温では１０％を大きく超えてしまい、ＥＩＡ
規格に平定されているＸ７Ｒ特性をも大きくはずれてし
まうという欠点があった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、低酸素分圧下で
あっても組織が半導体化せず焼成可能であり、かつ誘電
率が３０００以上、絶縁抵抗値の対数値Ｃ１ｏ　ｇ　Ｉ
　Ｒ）が１２．０以上、さらに誘電率の温度特性が２５
℃の容量値を基準としたときに、−５５℃〜１２５℃の
広い範囲にわたって±１５％以内を満足する誘電体を得
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。

（課題を解決するための手段）この発明は、不純物として含まれるアルカリ金属酸化物
の含有量が０．０４重量％以下のＢａＴｉ０ｓ　と、Ｔ
ｂｚ　Ｏｓ　、Ｄｙｚ　Ｏｓ　、Ｈｏ□Ｏ５、Ｅｒ！Ｏ
，の中から選ばれた少なくとも１種の希土類酸化物（Ｒ
ｅ　！　ｏｘ　）およびＣａｃｏｓとを主成分とし、そ
の配合比は、Ｂａ　Ｔ　ｉ　Ｏｓが８８．０〜９９．４
モル％、Ｒｅ、Ｏ，が０．３〜６．０モル％、およびＣ
ｏ、Ｏ，が０．３〜６゜０モル％であり、主成分１００
モル％に対して、副成分として、ＢａＯを０．２〜４．
０モル％、およびＭｎＯを０．２〜３．０モル％含有し
、主成分および副成分を１００重量部としたときに、Ｂ
ａＯ−３ｒＯ−Ｌｉ、Ｏｏ−３ｉｎを主成分とする酸化
物ガラスを０．５〜２．５重量部含有する、非還元性誘
電体磁器組成物である。

なお、副成分として、さらにＹｔＯｓを３．０モル％以
下含有してもよい。

この発明において、主成分および副成分の組成範囲を上
記のように限定した理由について以下に説明する。

まず、主成分の組成範囲の限定理由について述べる。

ＢａＴｉＯｓの構成比率を８８．０〜９９．４モル％と
するのは、その構成比率が８８，０モル％未満の場合に
は、希土類酸化物およびＣｏ、０、の構成比率が多くな
るため、絶縁抵抗値および誘電率の低下が生じ、逆に９
９．４モル％を超えれば、希土類酸化物およびＣｏ、Ｏ
，の添加の効果がなく、高温部（キュリー点付近）の容
量温度変化率が大きく正側にはずれるからである。また
、ＢａＴｉＯｓ中のアルカリ金属酸化物含有量を０．０
４重量％以下としたのは、これを超えて含有すると誘電
率の低下が住じるからである。

次に、副成分の組成範囲の限定理由について述べる。

ＢａＯは、主成分のＢａとＴｉとのモル比を補正するた
めに添加されるが、その添加量を０．２〜４．０モル％
とするのは、０．２モル％未満の添加量であれば、雰囲
気焼成中に組織が半導体化し、絶縁抵抗値の著しい低下
が生じるからであり、逆に４．０モル％を超える添加量
になると、焼結性が低下するからである。

ＭｎＯは、還元防止のために添加されるが、そ　−の添
加量を０．２〜３．０モル％とするのは、０．２モル％
未満の添加量であれば、組織の耐還元性向上に効果がな
くなり、絶縁抵抗値の著しい低下をまね（からであり、
３．０モル％を超えて添加すると、絶縁抵抗値、特に高
温における抵抗値の低下が生じるからである。

ＢａＯ−５ｒＯ−Ｌ　ｉｇ　Ｏ−５ｔｏ、を主成分とす
る酸化物ガラスは、焼結助剤として添加されるが、その
添加量を０．５〜２．５重量部とするのは、０．５１量
部未満の添加量であれば、焼結温度の低下および耐還元
性向上に効果がなく、２．５重量部を超えて添加すると
、誘電率の低下が生じるからである。

なお、Ｙ、０．は、誘電率の温度特性をよりフラットに
改善するために必要に応じて添加されるが、その添加量
を３．０モル％以下としたのは、これを超えて添加する
と焼結性が著しく劣るからである。

（発明の効果）この発明によれば、中性、または還元雰囲気において、
１２６０〜１３００℃の温度で焼成しても組織が還元さ
れて半導体化することなく、対数値（ＪｏｇＩＲ）で１
２．０以上の高い絶縁抵抗値を示すとともに、３０００
以上の高誘電率を有し、かつ容量の温度変化率もＥＩＡ
に規定漬れているＸ７Ｒ特性を満足する誘電体を得るこ
とができる、非還元性誘電体磁器組成物を得ることがで
きる。

そして、この発明にかかる非還元性誘電体磁器組成物を
、たとえば積層セラミックコンデンサの誘電体材料とし
て用いれば、ニッケルなどで代表される卑金属を内部電
極として使用することが可能となり、従来より使用され
てきたパラジウムなどの貴金属を内部電極とする積層セ
ラミックコンデンサと比較して、特性を落とすことなく
大幅なコストダウンを行うことが可能となる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
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、素原料として、不純物含有量の異なるＢａ　Ｔ　
ｉ　Ｏａ　＋　Ｂ　ａとＴｉとのモル比を補正するため
のＢａＣ０，、希土類酸化物、Ｑｏ！Ｏ，、Ｍｎｏ、Ｂ
ＢａＯ−３ｒＯ−ＬｉｔＯ−３ｔｏを主成分とする酸化
物ガラスおよびＹｔＯｓを準備し、別表１に示した組成
割合になるよう秤量し、秤量物を得た。この秤量物に酢
酸ビニル系バインダを５重量％添加した後、ＰＳＺボー
ルを用いたボールミルで十分に湿式混合粉砕して混合物
を得た。

次に、混合物中の分散媒を蒸発、乾燥させた後、整粒の
工程を経て粉末を得た。得られた粉末を２ｔｏｎ／ｃｍ
”の圧力で直径１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの円板状にプレス
成形して成形体を得た。

この成形体を、４００℃の空気中で３時間保持して脱バ
インダを行った後、Ｈｔ　／　Ｎ　ｚの体積比率が３／
１００の還元雰囲気ガス気流中において、別表２に示し
た温度で２時間焼成し、磁器を得た。

得られた磁器の両面に、Ａｇペーストを塗布、焼き付け
ることにより、電極を形成してコンデンサとし、室温で
の誘電率ε、誘電損失ｔａｎδおよび絶縁抵抗値ＩＲと
、容量の温度変化率ＴＣＣとを測定した。その結果を、
表２に示した。

ナオ、表２には、誘電率および誘電損失については、温
度２５℃、周波数１　ｋＨｚ、交流電圧１■の条件で測
定した結果（ε２．およびｔａｎδ）について示し、絶
縁抵抗値については、温度２５℃、直流電圧５００Ｖの
条件で２分間前もって充電したときの測定結果を対数値
（ｊ！　ｏ　ｇ　Ｉ　Ｒｚｓ）で示し、さらに容量の温
度変化率については、２５℃の容量値（Ｃ＊ｓ）を基準
としたときの一５５℃および１２５℃におけるそれぞれ
の静電容量値の変化率（−５５℃＝ΔＣ−５ｓ　／　Ｃ
ｚｓおよび＋１２５℃：ΔＣ−１ｔｓ／Ｃ□）と、−５
５℃〜＋１２５℃の間において容量温度変化率が最大で
ある値の絶対値、いわゆる最大変化率（Ｃ，、ｘ　：　
ｌΔＣ／ｃｔｓ１．□）とについて示した。

表２の結果より、この発明の範囲内の試料については、
誘電率、誘電損失、絶縁抵抗値および容量の温度変化率
において優れた特性が得られることが明らかである。

また、表２に示した結果は単板コンデンサにおいて得ら
れた結果であるが、同じ組成物をシート成形し、チップ
加工を行った積層コンデンサにおいても、上述の結果と
ほぼ同等の結果が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】１　不純物として含まれるアルカリ金属酸化物の含有量
が０．０４重量％以下のＢａＴｉＯ＿３と、Ｔｂ＿２Ｏ
＿３，Ｄｙ＿２Ｏ＿３，Ｈｏ＿２Ｏ＿３，Ｅｒ＿２Ｏ＿
３の中から選ばれた少なくとも１種の希土類酸化物（Ｒ
ｅ＿２Ｏ＿３）およびＣｏ＿２Ｏ＿３とを主成分とし、
その配合比は、ＢａＴｉＯ＿３が８８．０〜９９．４モル％、Ｒｅ＿２
Ｏ＿３が０．３〜６．０モル％、およびＣｏ＿２Ｏ＿３
が０．３〜６．０モル％であり、前記主成分１００モル％に対して、副成分として、ＢａＯを０．２〜４．０モル％、およびＭｎＯを０．２〜３．０モル％含有し、さらに前記主成分および前記副成分を１００重
量部としたときに、ＢａＯ−ＳｒＯ−Ｌｉ＿２Ｏ−Ｓｉ
Ｏ＿２を主成分とする酸化物ガラスを０．５〜２．５重
量部含有する、非還元性誘電体磁器組成物。２　さらに、副成分として、Ｙ＿２Ｏ＿３を３モル％以
下含有する、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。