JPH0482105A - 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
成物に関するものである。

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。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−ＴｌＯ２・Ｎｄ２Ｏ３系 Ｂ　ａＯ−Ｔ　ｉ　Ｏ２・Ｓｍ２Ｏ３系例えば０．０９
Ｂａ０・０．５６ＴｉＯ２・０、３５　Ｎ　ｂ　Ｏ３，
□２の組成比からなる誘電体磁器組成物を使用し、誘電
体磁器円板を作製し、電気特性を測定して誘電率・６７
、静電容量温度係数Ｎ　４０　ｐ　ｐ　ｍ／’Ｃ，良好
度Ｑ：３０００．絶縁抵抗＋８．０Ｘ１０１２　Ω、絶
縁破壊強度　３０ｋｖ／　ｍｍ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、絶縁抵抗および
絶縁破壊強度が小さく、誘電体磁器の特性が不十分であ
る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、絶縁抵抗
および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ｘ　［（Ｂ　ａ　Ｏ）＋＋−，＋（Ｍ　ｇ　Ｏ
）、１　・ｙＴ　ｉ　０２−　ｚＲｅ０３ｙ２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あり、Ｕの値が０．０１≦ｕ≦０．
５０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＝１でｘ、ｙ、ｚの値が表に
示すａ、ｂ、ｃｄ、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を主成分とし、バナジ
ウム酸化物、ニオブ酸化物１　タンタル酸化物もしくは
それらから選ばれる二種以上を副成分として含有させた
組成の構成を有している。

作用 この構成によって、ＲｅをＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ。

Ｓｍ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
、ＢａＯをＭｇＯで置換することにより、静電容量温度
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、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化
物もしくはそれらから選ばれる二種以上を副成分として
含有させることにより、絶縁抵抗と絶縁破壊強度を大き
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Ｖ　２０　ｓ　。

Ｌａ２Ｏ３，Ｐ　ｒ６ｏｚ、Ｎｄ：０３．Ｓｍ２０３Ｔ
ｉ０２．ＭｇＯおよびＢａＣ○３粉末を第１表に示す組
成比になるように秤量し、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、めのうボ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、３
２メツシニ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／ａ（で直径１５ｍｍ、厚み
０．４＋ｎｍ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
１表に示す焼成温度で２時間焼成し、第１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ＩＭ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
ード■製デジタル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　Ｈｚ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）／ＣｏＸ１／６５Ｘ１０６ＴＣ：
静電容量温度係数（ｐｐｒｎ、／℃）Ｃｏ：２０℃での
静電容量（ｐ　Ｆ） Ｃ：８５℃での静電容量（ｐＦ） また、誘電率は次式より求めた。

Ｋ＝１４３．８ＸＣｏｘ　ｔ／Ｄ２ に：誘電子 Ｃｏ・２０℃での静電容量（ｐＦ） Ｄ　：誘電体磁器の直径（ｍｍ　） ｔ　・誘電体磁器の厚み（順） 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５
０Ｖ、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、１　ｍｍ当りの絶縁破壊強
度とした。

上記測定結果を試料番号１〜１０別に第２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図を参照しなから説明する。すなわち、Ａ領域では焼
結が著しく困難である。また、Ｂ領域では良好塵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かプラス
方向に移行するが誘電率か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、Ｓｍ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、ＬａＰｒ、Ｎｄ、Ｓｍの一種あるいは組
合せにより静電容量温度係数の調節が可能である。

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テ１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未腐
では置換効果はなく、一方０．５０を超えると誘電率か
低下し実用的でなくなる。

また、主成分に対し、副成分Ｖ　２０５を含有すること
により、絶縁抵抗、絶縁破壊強度か大きくなる効果を有
し、■２０５の含有量か主成分１００重量部に対し、０
．００５重量部未満は絶縁破壊強度が大きくなくこの発
明の範囲から除外した。

方、Ｖ２Ｏ５の含有量か主成分に対し、１．０００重量
部を超えると良好度Ｑ、絶縁抵抗か低下し実用的でなく
なる。

（実施例２） 実施例１の高純度のＶ２Ｏ５粉末に代えて、高純度のＮ
　ｂ　２０　ｓ粉末を第３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３表
の試料番号１１〜２０に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を測定した結果
を試料番号１１〜２０別に第４表に示す。

主成分の組成範囲を限定した理由は、実施例］と同様で
あるので説明は省略する。

主成分に対し、副成分Ｎ　ｂ　２０　、ｍを含有するこ
とにより、絶縁抵抗と絶縁破壊強度を大きくする効果を
有し、Ｎ　ｂ　２０　ｓの含有量が主成分１００重量部
に対し０．３重量部未満は絶縁破壊強度か大きくなくこ
の発明の範囲から除外した。

方、Ｎｂ２Ｏ５の含有量が主成分に対し、５０重量部を
超えると良好度Ｑ、絶縁抵抗か低下し、静電容量温度係
数がマイナス側に大きくなり実用的でなくなる。

（実施例３）（および４） 実施例］の高純度のＶ２Ｏ５粉末に代えて、高純度のＴ
ａ２０５粉末またはＶ　２０　ｓ　、　　Ｎ　ｂ　２０
５およびＴａ２０５粉末を第５表または第７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５表の試料番号２１〜３０または第７表の
試料番号３１〜４０に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、電気特性を測定した結果
を試料番号２１〜４０別に第６表と第８表に示す。

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。

（以　　下　　余　　白） 実施例３において、主成分に対し、副成分子ａ２０ｓを
含有することにより絶縁抵抗、絶縁破壊強度が大きくな
る効果を有し、Ｔ　ａ　２０５の含有量が主成分１００
重量部に対し、０．１重量部未満は絶縁破壊強度が大き
くなく、この発明の範囲から除外した。一方、Ｔａ：Ｏ
ｒ、の含有量が主成分に対し、１０．０重量部を超える
と良好度Ｑ、絶縁抵抗が低下し、静電容量温度係数かマ
イナス側に大きくなり実用的でなくなる。

実施例４において、主成分に対し、副成分Ｎ　ｂ　２０
　ｓ　、Ｔ　ａ　２０　ｓ　、　Ｖ　：　０５を含有す
ることにより、絶縁抵抗、絶縁破壊強度が大きくなる効
果を有し、Ｎ　ｂ　２０　ｓ　、　　Ｔ　ａ　２０５　
、　　Ｖ　２０　ｓの含有量の合計が主成分に対し、Ｏ
，ＯＯ１モル部未満は絶縁破壊強度が大きくなくこの発
明の範囲から除外した。一方、Ｎ　ｂ　２０　ｓ　、Ｔ
　ａ　２０５　、　　Ｖ　２０５の含有量の合計が主成
分１００重量部に対し、０．０１０モル部を超えると良
好度Ｑ、絶縁抵抗が低下し、静電容量温度係数がマイナ
ス側に大きくなり実用的でなくなる。

また、Ｎｂ２Ｏ５，Ｔ　ａ、、０５．ｖ：！ｏｎから選
ばれる二種以上を含有することにより、Ｎｂ２ＯユＴａ
２０５．Ｖ２Ｏ５から選ばれる一種を含有するものに比
べ、誘電率が高く、絶縁抵抗と絶縁破壊電圧が大きく、
良好度Ｑにすぐれ、静電容量温度係数を小さくすること
ができる。

なお、実施例における誘電体磁器組成物の作製方法では
、Ｖ２Ｏ５，Ｔ　ａ２０ｓ、Ｎｂ２Ｏ５，Ｌ　ａ２０．
＋Ｐ　ｒ６ｏｚ、Ｎｄ２Ｏ，＋、Ｓｍ２Ｏ３，Ｔ　ｉ　
０２゜ＭｇＯおよびＢａＣＯ３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
、ＢａＴｌＯ３なとの化合物、あるいは炭酸塩、水酸化
物など空気中での加熱により、Ｖ２Ｏ５，Ｔａ２０５．
Ｎｂ２Ｏ５，Ｌａ２Ｏ３，Ｐ　ｒ６０＋＋。

Ｎｄ２Ｏ：＋　、Ｓｍ２０：＋　、Ｔ　ＩＯ２，ＭｇＯ
およびＢａＯ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、主成分をあらかしめ仮焼し、副成分を添加しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。

また、誘電体磁器用として一般に使用される工業用原料
の二酸化チタン、例えばチタン工業■製二酸化チタンＫ
Ａ−１０，古河鉱業■製二酸化チタンＦＡ−５５Ｗには
最大０．４５重量％のＮｂ２Ｏ５が含まれるが、これら
の二酸化チタンを使用して主成分の誘電体磁器組成物を
作製しても主成分１００重量部に対して、Ｎｂ２Ｏ，の
含有量は最大で０．２３重量部であり、この発明の範囲
外であるか、工業用原料の二酸化チタン中のＮｂ２Ｏ３
量を考慮し、不足分のＮｂ２Ｏ５を含有させることによ
り、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、ＳＩＯ２ＭｎＯ２，Ｆ
ｅ２Ｏ３，ＺｎＯなと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　ａｏ）＋＋−，＋　（ＭｇＯ）、コ・
ｙＴ　ｉ　０２−　ｚＲｅＯ３／−２で表され、式中Ｒ
ｅはＬａ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍから選ばれる一種以上の希
土類元素であり、Ｕの値が０．０１≦ｕ≦０．５０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ｘ、ｙ、ｚの値が表に示す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を主成分とし、バナジウム酸
化物、ニオブ酸化物、タンタル酸化物もしくはそれらか
ら選ばれる二種以上を副成分として含有させた誘電体磁
器組成物の構成により、良好度Ｑが高く絶縁抵抗と絶縁
破壊電圧か大きい、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。

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。

代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名

【図面の簡単な説明】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式ｘ［（ＢａＯ）＿（＿１＿−＿ｕ＿）（Ｍ
   ｇＯ）＿ｕ］・ｙＴｉＯ＿２・ｚＲｅＯ＿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あり、ｕの値が０．０１≦ｕ
   ≦０．５０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１００重量部
   およびバナジウム酸化物をＶ＿２Ｏ＿５に換算して０．
   ００５〜１．０００重量部からなる誘電体磁器組成物。 ▲数式、化学式、表等があります▼
2. （２）バナジウム酸化物に代えて、ニオブ酸化物がＮｂ
   ＿２Ｏ＿５に換算して０．３〜５．０重量部からなる請
   求項１記載の誘電体磁器組成物。
3. （３）バナジウム酸化物に代えて、タンタル酸化物がＴ
   ａ＿２Ｏ＿５に換算して０．１〜１０．０重量部からな
   る請求項１記載の誘電体磁器組成物。
4. （４）一般式ｘ［（ＢａＯ）＿（＿１＿−＿ｕ＿）（Ｍ
   ｇＯ）＿ｕ］・ｙＴｉＯ＿２・ｚＲｅＯ＿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あり、ｕの値が０．０１≦ｕ
   ≦０．５０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
   が前記表に示す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１モル部
   およびＶ＿２Ｏ＿５，Ｎｂ＿２Ｏ＿５，Ｔａ＿２Ｏ＿５
   から選ばれる二種以上の合計が０．００１〜０．０１０
   モル部からなる誘電体磁器組成物。