JPH0467514A

JPH0467514A - 誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH0467514A
Application number: JP2180832A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kuramitsu; 秀紀倉光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-03-03

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電子機器用固定磁器コンデンサの誘電体磁器組
成物に関する。

従来の技術以下に従来の誘電体磁器組成物について説明する。従来
より、誘電体磁器組成物として下記のよウナ系が知られ
ている。

Ｂａ０−ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３系Ｂ　ａｏ　−Ｔ　ｉ　０２・Ｓｍ２０：＋系例えば０．
０９　Ｂ　ａ　Ｏ−０，５６Ｔ　ｉ　０２　・０、３５
　Ｎ　ｄ　０３゜の組成を有する誘電体磁器組成物を使
用し、誘電体磁器円板を作製し、電気特性および結晶粒
径を測定して誘電率　６７、静電容量温度係数　Ｎ　４
０　ｐ　ｐ　ｍ／’Ｃ１良好度Ｑ：３０００、絶縁抵抗
　８．０Ｘ１０１２Ω、絶縁破壊強度　３０ｋｖ　／　
ｍｍおよび結晶粒径　１〜５μｍの値が得られた。

発明か解決しようとする課題しかしながら、上記の従来の構成では、結晶粒径か大き
く、誘電体磁器中の気孔率か大きくなるとともに結晶粒
子１個当りにかかる電界強度が大きくなるので、絶縁破
壊強度か満足のできる大きな値ではないという問題点を
有していた。

本発明は上記従来の問題点を解決するもので、結晶粒径
が小さく、絶縁破壊強度か大きい誘電体磁器を得ること
かできる誘電体磁器組成物を提供することを目的とする
。

課題を解決するための手段この課題を解決するために本発明の誘電体磁器組成物は
、一般式ｘ　［（Ｂ　ａ　Ｏ）＝＋−ｕｌ（Ａ　ｅ　Ｏ
）ｕ］・ｙ　［（Ｔ　ｉ　Ｏ＝）　ｚ−、＋　（Ｚ　ｒ
　Ｏ２）　、］ｚ　（Ｒｅ　ｔ＋−ｗｌＭ　ｅＪｏ：＋
　２で表され、式中ＡｅはＣａもしくはＳｒのアルカリ
土金属でＲｅはＬａＰｒ、Ｎｄ、Ｓｍから選ばれる一種
以上の希土類元素で、ＭｅはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍを
除く希土類元素から選ばれる一種以上の希土類元素であ
り、ｕ、ｖおよびＷの値か０．０１≦Ｕ≦０．３００．
００１≦Ｖ≦０．２００および０．０１≦■・≦０．２
０なる範囲にある組成を有し、かつＸ、Ｖおよび２はモ
ル比を表し、Ｘ　＋ｙ　＋　ｚ　＝　１でＸ。

ｙ、ｚの値か下記の第１表に示すａ、ｂ、ｃｄｅ、ｆで
囲まれるモル比の範囲にある組成の構成を有している。

第　　　　１　　　　表作用この構成によって、ＲｅをＬａ、Ｐｒ、ＮｄＳｍから選
ぶことにより、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの順で静電容量
温度係数をプラス方向に移行することとなり、Ｌａ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、Ｓｍから選ばれる一種以上の希土類元素の一
部を、Ｌａ、ＰｒＮｄ、Ｓｍを除く希土類元素から選ば
れる一種以上の希土類元素で置換することにより、良好
度Ｑを大幅に改善することとなる。

また、ＢａＯをＣａＯで置換することにより、良好度Ｑ
を向上させ、絶縁抵抗を高くすることとなり、ＢａＯを
ＳｒＯで置換することにより、誘電率と良好度Ｑを高く
し、絶縁破壊強度を大きくすることとなる。

さらに、ＴｌＯ２をＺｒＯ：で置換することにより、結
晶粒径を小さくすることとなる。

実施例以下本発明の一実施例について説明する。

（実施例１）出発原料には化学的に高純度の１３ａｃｏ：＋ＣａＣＯ
３，ＴｉＯ２，Ｚ　ｒｏ２．Ｌａ：０３．Ｐ　ｒ６０Ｃ
ｅＯ＝、Ｇｄ２Ｏ：＋、Ｄ　ｙ２０：＋、Ｎｄ２Ｏ，＋
およびＳ　ｍ　２０３粉末を下記の第２表に示す組成比
になるように秤量し、めのうホールを備えたゴム内張り
のホ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るつぼに入れ、
空気中で１１００℃にて２時間仮焼した。この仮焼粉末
を、めのうホールを備えたコム内張りのホールミルに純
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／＜イングーを加え、均質とした後、３２
メツツユ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／ｃ＋（で直径１５ｍｍ、厚み
０．４ｍｍに成形した。次いで、成形円板をジルコニア
粉末を敷いたアルミナ質のさやに入れ、空気中にて第２
表に示す焼成温度で２時間焼成し、第２表の試料番号１
〜１０に示す組成比の誘電体磁器円板を得た。

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、誘電率、良好度Ｑ、静電容量温度係数
測定用試料は、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１　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、横河・ヒユーレット・パ
ラカド■製テジタルＬＣＲメータのモデル４２７５Ａを
使用し、測定温度２０℃、測定電圧１．ＱＶｒｍｓ。

測定周波数Ｉ　Ｍ　）ｌｚでの測定より求めた。なお、
静電容量温度係数は、２０℃と８５℃の静電容量を測定
し、次式により求めた。

ＴＣ＝　（Ｃ−Ｃｏ）／Ｃｏｘｌ／６５ｘ１０６ＴＣ・
静電容量温度係数（ｐｐｍ／’Ｃ）Ｃｏ：２０℃での静
電容量（ｐ　Ｆ）Ｃ：８５℃での静電容量（ｐ　Ｆ）また、誘電率は次式より求めた。

Ｋ＝１４３．８ｘＣｏｘ　ｔ／Ｄ２Ｋ　誘電率Ｃｏ　：　２０℃での静電容量（ｐＦ）Ｄ　、誘電体磁
器の直径（ｍｍ　）【　　誘電体磁器の厚み（ｍｍ）さらに、絶縁抵抗は、横河・ヒューレ、ソト・パソカー
ド■製ＨＲメータのモデル４３２９Ａを使用し、測定電
圧５０Ｖ、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、耐水電子工業側製高電圧電源
ＰＨ８３５に一３形を使用し、試料をソリコンオイル中
に入れ、昇圧速度５０〜’　／　ｓ　ｅ　ｃにより求め
た絶縁破壊電圧を誘電体厚みで除算し、１　ｍｍ当りの
絶縁破壊強度とした。

また、結晶粒径は、倍率４００ての光学顕微鏡観察より
求めた。この測定結果を試料番号１〜１０別に下記の第
３表に示す。

（以　　下　　余　　白）第１図は本発明にかかる組成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
結か著しく困難である。また、Ｂ領域では良好度Ｑか低
下し実用的でなくなる。さらに、Ｃ，Ｄ領域では静電容
量温度係数か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、Ｓ＋ｍ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、Ｌ　ａ。

Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの１種あるいはそれらの組合せにより
静電容量温度係数の調節が可能である。

さらに、Ｌａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍから選ばれる一種以上
の希土類元素の一部を、Ｌａ、Ｐｒ、ＮｄＳｍを除く希
土類元素から選ばれる一種以上の希土類元素で置換する
ことにより、良好度Ｑを大幅に改善する効果を有し、そ
の置換率Ｗが０．０１未満では置換効果はなく、０．２
０を超えると誘電率が低下し実用的でなくなる。

また、ＢａＯをＣａＯで置換することにより、誘電率、
静電容量温度係数、絶縁破壊強度の値を大きく変えるこ
となく、良好度Ｑを向上させ、絶縁抵抗を大きくする効
果を有し、その置換率Ｕか０．０１未満では置換効果は
なく、一方０．３０を超えると良好度Ｑ、絶縁抵抗か低
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、ＴｉＯ２をＺｒＯ２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、絶縁抵抗の値を大き
く変えることなく、結晶粒径を小さくし、絶縁破壊強度
を大きくする効果を有し、その置換率Ｖか０．００１未
満では置換効果はなく、一方０．２００を超えると誘電
率、良好度Ｑ、絶縁抵抗が低下する。

（実施例２）実施例１の高純度のＣａＣＯ３粉末に代えて、高純度の
ＳｒＣＯ３粉末を下記の第４表に示す組成比になるよう
に秤量し、以降の工程を実施例１と同様に処理して第４
表の試料番号１１〜２０　ｉ、−示す組成比の誘電体磁
器円板を得、実施例１と同様に処理して電気特性および
結晶粒径を測定した結果を試料番号１１〜２ｏ別に下記
の第５表に示す。

（以　　下　　余　　白）ここで、主成分の組成範囲を限定した理由は実施例１と
同様であるので説明は省略する。

そして、ＢａＯをＳｒＯで置換することにより、静電容
量温度係数、絶縁抵抗の値を大きく変えることなく、誘
電率と良好度Ｑを高く、絶縁破壊強度を大きくする効果
を有し、その置換率しか０．０１未満では置換効果はな
く、一方０．３０を超えると絶縁抵抗が低下し、静電容
量温度係数もマイナス側に大きくなり実用的でなくなる
。

また、ＴｌＯ２をＺｒＯ：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、絶縁抵抗の値を大き
く変えることなく、結晶粒径を小さくし、絶縁破壊強度
を大きくする効果を有し、その置換率Ｖが０．００１未
満では置換効果はなく、一方０．２００を超えると誘電
率、良好度Ｑ７絶縁抵抗が低下する。

なお、上記各実施例における誘電体磁器の作製方法では
、ＢａＣＯ３，ＣａＣＯ２，５ｒＣＯ３Ｔ　ｉ　Ｏ２，
Ｚ　ｒ　Ｏ：、　Ｌ　ａ２ｏ３．　Ｐ　ｒＯｏｚ、Ｎ　
ｄ：＋０：＋Ｓ　ｍ：０３．　Ｃｅ　Ｏ２，Ｇ　ｄ：ｏ
：＋およびＤ　ｙ　２０　、＋を使用したが、この方法
に限定されるものではなく、所望の組成比になるように
、ＢａＴｉＯ３なとの化合物、あるいは炭酸塩、水酸化
物なと空気中での加熱により、Ｂａｄ、Ｃａｂ、ＳｒＯ
，Ｔｉｅ、。

Ｚ　ｒＯ２，Ｌ　ａ２０：＋、Ｐｒ６０ｚ、Ｎｄ２Ｏ３
，Ｓｍ２Ｏ３゜ＣａＯ２，Ｇｄ２Ｏ３およびＤｙ２０：
ｒとなる化合物を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、上述の基本組成のほかに、５ｉｎ２゜ＭｎＯ２，
Ｆｅ２Ｏ：＋、ＺｎＯなど一般にフラックスと考えられ
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。

発明の効果以上の実施例の説明からも明らかなように本発明は、一
般式ｘ　［（Ｂ　ａ　Ｏ）　ｚ−＋　（Ａ　ｅ　Ｏ）　
、］　・Ｖ　　［（Ｔ　　ｉ　　０２）　　＋１−Ｖｌ
　　（Ｚ　　ｒ　　０２）　　、コｚ　（Ｒｅ　１−ｖ
ｌ　Ｍ　ｅ　Ｗ）０３２で表され、式中ＡｅはＣａもし
くはＳｒのアルカリ土金属で、ＲｅはＬａ。

Ｐｒ　　Ｎｄ、Ｓｍから選ばれる一種以上の希土類元素
でＭｅはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍを除（希土類元素から
選ばれる一種以上の希土類元素であり、ｕ、ｖおよびＷ
の値が０．０１≦Ｕ≦０．３００．００１≦Ｖ≦０．２
００および０．０１≦Ｗ≦０．２０なる範囲にある組成
を有し、かつｘ、　　ｙおよび２はモル比を表し、Ｘ＋
ｙ＋ｚ＝ｌでＸｙ、ｚの値が下記の表に示すａ、ｂ、ｃ
、ｄｅ、ｆで囲まれるモル比の範囲にある組成を有する
誘電体磁器組成物の構成により、結晶粒径か小さくて、
絶縁破壊強度か大きく、誘電率か高く、絶縁抵抗が大き
く、良好度Ｑを大幅に改善し、静電容量温度係数が小さ
い誘電体磁器を得ることができる優れた誘電体磁器組成
物を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の誘電体磁器組成物の主成分
の組成範囲を説明する三元図である。

Claims

【特許請求の範囲】

一般式ｘ［（ＢａＯ）＿（＿１＿−＿ｕ＿）（ＡｅＯ）
＿ｕ］・ｙ［（ＴｉＯ＿２）＿（＿１＿−＿Ｖ＿）（Ｚ
ｒＯ＿２）＿ｖ］・ｚ（Ｒｅ＿（＿１＿−＿ｗ＿）Ｍｅ
＿ｗ）Ｏ＿３＿／＿２で表され、式中ＡｅはＣａもしく
はＳｒのアルカリ土金属で、ＲｅはＬａ，Ｐｒ，Ｎｄ，
Ｓｍから選ばれる一種以上の希土類元素で、ＭｅはＬａ
，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍを除く希土類元素から選ばれる一種
以上の希土類元素であり、ｕ，ｖおよびｗの値が０．０
１≦ｕ≦０．３０，０．００１≦ｖ≦０．２００および
０．０１≦ｗ≦０．２０なる範囲にある組成を有し、か
つｘ，ｙおよびｚはモル比を表し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１でｘ
，ｙ，ｚの値が下記の表に示すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ
で囲まれるモル比の範囲にある組成を有する誘電体磁器
組成物。