JPH0482102A

JPH0482102A - 誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH0482102A
Application number: JP2197234A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kuramitsu; 秀紀倉光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-25
Filing date: 1990-07-25
Publication date: 1992-03-16

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うな系が知られ
ている。

ＢａＯ・Ｔｉ０ｌ−ＮｄｔＯｓ系ＢａＯ・Ｔｉ０ｇ　−Ｓｓ＋１０１系例えば、０．０９Ｂａ０　・０．５６ＴｉＯ，ｚ　・０
．３５ＮｄＯｚ／ｉ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：４
０ｐｐｍ／’Ｃ１良好度Ｑ　：　３０００、絶縁抵抗：
　　８．０Ｘ１０”Ω絶縁破壊強度：３０Ｋｖ／ｍおよ
び結晶粒径：１〜５μｍの値が得られた。

発明が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、結晶粒径が大き
く、誘電体磁器中の気孔率が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
壊強度が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、絶縁破壊強度が大きい誘電体磁器を得ること
が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％式％］）］ｚ　（Ｒｅ　（１−ｗｌ　Ｍｅｗ）Ｏｓｚｔで表され、
式中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０．０１≦Ｕ≦０．５０．０．００１
≦■≦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２はモル比を表
し、ｘ＋ｙ十ｚ＝１でｘ、ｙ、ｚの値が下記の第１表に
示ずａｂ、ｃ、ｄ、ｅ、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、　Ｎｄ、　５
Ｉ１１から選ぶことにより、Ｌａ、　Ｐｒ、　Ｎｄ、　
ＳＩｌ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、ＢａＯをＭｇＯで置換することにより、静
電容量係数をプラス方向に移行し、絶縁抵抗を大きくす
ることとなる。

また、丁１０．をＺｒ０ｔ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。

出発原料には化学的に高純度のＢａＣ０，Ｍｇ０ＴｉＯ
１，Ｚｒ０ｚ、　　Ｌａｚｙ、　ＰｒＪ＋＋＋　ＣｅＯ
２，ＧｄＪｚ、およびＤｙｔＯｘ粉末を下記の第２表に
示す組成比になるように秤量し、めのうポールを備えた
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るつ
ぼに入れ、空気中で１１００°Ｃにて２時間仮焼した。

この仮焼粉末を、めのうボールを備えたゴム内張りのボ
ールミルに純水と七もに入れ、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メツシ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／ｃｊで直径１５１
ｍ、厚み０．４ｍ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１ｍの幅で銀電極の無い部分
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
ード■製デジタルＬＣＲメータのモデル４２７５　Ａを
使用し、測定温度２０°Ｃ１測定電圧１．ＯＶｒｍｓ、
測定周波数ＩＭＨｚでの測定より求めた。なお、静電容
量温度係数は、２０°Ｃと８５°Ｃの静電容量を測定し
、次式により求めた。

ＴＣ＝　（Ｃ−Ｃｏ）／Ｃｏｘｌ／６５ｘｌＯ’ＴＣ：
静電容量温度係数（ｐｐ閣／“Ｃ）Ｃｏ：２０°Ｃ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＝　１４３．８ＸＣｏＸｔ／Ｄ” Ｋ　：誘電率Ｃｏ：２０°Ｃでの静電容量（ｐＦ　）Ｄ　＝誘電体磁
器の直径　（ｗｎ　）ｔ　：誘電体磁器の厚み　（ｍ　）さらに、絶縁抵抗は、横河・ヒユーレット・パラカード
■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、菊水電子工業■製高電圧電源
ＰＨ３３５に一３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、ＩＩＩＩ＋１当りの絶縁破
壊強度とした。

また、結晶粒径は、倍率４００で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３表〉（以下余白）の下余白）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、へ領域では焼
結が著しく困難である。また、Ｂ　％ｐ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、三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、　Ｓｔａから選ぶ
ことにより、Ｌａ、　Ｐｒ、　Ｎｄ、　Ｓｓ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
＋　Ｓａ＋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、　Ｎｄ、
　Ｓｍを除く希土類元素から選ばれる一種以上の希土類
元素で置換することにより、良好度Ｑを大幅ムこ改善す
る効果を有し、その置換率Ｗが０．０１未満では１換効
果はなく、０．２０を超えると誘電率が低下し実用的で
なくなる。

また、ＢａＯをＭｇＯで置換することにより、誘電率、
良好度Ｑ、絶縁破壊強度の値を大きく変えることなく静
電容量温度係数をプラス方向に移行させ、絶縁抵抗を大
きくする効果を有し、その置換率Ｕが０．０１未満で置
換効果はなく、一方０．５０を超えると誘電率が低下し
実用的でなくなる。

また、Ｔｉ（ｈ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■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Ｑ、絶縁抵抗が低下する。

なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Ｂａ
ＣＯ３，ＭｇＯ，Ｔｉ０ｚ、　Ｚｒ（ｈ＋　Ｌａ２０ａ
＋　ＰｒｔＯＮｄｚＯｚ、　ＳｍｚＯ３＋　Ｃｅ０ｚ＋
　ＧｄｚＯ３およびＤＶｚ０３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、　ＭｇＯ＋　Ｔ
ｉ０１．　Ｚｒ０ｚ、　ＬａｘＯｓ＋　　ＰｒｚＯＮｄ
ｚＯ：＋＋　５１１！０３１　Ｃｅ０ｚ＋　ＧｄｚＯｓ
およびＤ！Ｉ’２０３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、上述の基本組成のほかに、ＳｉＯ２，ＭｎＱ□Ｆ
ｅｚＯ，ＺｎＯなど一般にフラフ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　（（ＢａＯ）ｎ−ｕ＋（ＭｇＯ）ｕ）　’　Ｙ
　（（ＴｉＯｘ）ｎ−ｖ＋（ＺｒＯｚ）ｖ　）　　・ｚ
　　（ＲｅｃＩ−ｗ＋　Ｍｅｎ）Ｏｚ／ｚで表され、式
中ＲｅはＬａ、　Ｐｒ、　Ｎｄ＋　Ｓ−から選ばれる一
種以上の希土類元素であり、ＭｅはＬａ、　Ｐｒ、　Ｎ
ｄ、　Ｓｍを除く希土類元素から選ばれる１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゜５０、　０．００１≦Ｖ≦０．２００および０．０
１≦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χ、　　
ｙ、　　ｚの値が下記の表に示すａ、　　ｂ、　　ｃ、
　　ｄ、　　ｅ、　　！で囲まれるモル比の範囲にある
組成を存する誘電体組成物の構成により結晶粒径が小さ
くて絶縁破壊強度が大きく、誘電率が高く、絶縁抵抗が
大きく、良好度Ｑを大幅に改善し、静電容Ｉ／ｉ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】

（１）一般式ｘ〔（ＢａＯ）＿（＿１＿−＿ｕ＿）（ＭｇＯ）＿ｕ〕
・ｙ〔（ＴｉＯ＿２）＿（＿１＿−＿ｖ＿）（ＺｒＯ＿
２）＿ｖ〕・ｚ（Ｒｅ＿（＿１＿−＿ｗ＿）Ｍｅ＿ｗ）
Ｏ＿３＿／＿２で表され、式中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Ｌ
ａ，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．
０１≦ｕ≦０．５０，０．００１≦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。 ▲数式、化学式、表等があります▼