JPH0498707A

JPH0498707A - 誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH0498707A
Application number: JP2214527A
Authority: JP
Inventors: Hidenori Kuramitsu; 秀紀倉光
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-08-13
Filing date: 1990-08-13
Publication date: 1992-03-31

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−ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３系ＢａＯ・ＴｉＯ２・Ｓｍ２Ｏｓ系例えば０．０９８ａＯ−０，５６ＴｉＯ２・０．３５Ｎ
ｄ０３／２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、電気特性および誘電体磁器
の密度を測定しで、誘電率、６７゜静電容量温度係数：
　Ｎ４０ｐｐｍ、′℃、良好度Ｑ、３０００．絶縁抵抗
＋８．０Ｘ１０１”Ω、絶縁破壊強度：３０ｋｖ、・閣
および密度・５．６ｇ、／−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、誘電体磁器の密度
が小さいので、一般にＬ　３　、２　ｗｎ　Ｘ　Ｗ　１
　、６　ａｍ以下の積層セラミックコンデンサのりフロ
ーはんだ付け、特にペーパーリフローはんだ付けではチ
ップ立ち（通常、ツームストーン現象、マンハッタン現
象と呼ばれている。）が発生しやす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、誘電体磁
器の密度を大きくして、リフローはんだ付けにおけるチ
ップ立ちを防ぐ誘電体磁器のチップ部品を得ることがで
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
、−船蔵％式％）））］ｚ　（Ｒｅ　ｆｌ−ｗ）Ｍ　ｅｗ）　０３／２で表され
、式中ＡｅはＣａもしくはＳｒのアルカリ土金属で、Ｒ
ｅ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≦０．３０．０．０１≦
Ｖ≦０．２０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、
＞（＋ｙ＋ｚ＝１でＸ　、Ｖ　！　２の値が第１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の構成を
有している。

（以　　下　　余　　白）第１表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
、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（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を高（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
を高くし、絶縁抵抗を大きくすることとなり、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、絶縁破壊強度を太き（することとなる。

また、ＴｉＯ２を５ｎ０２で置換することにより、誘電
体磁器の密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ＢａＣＯ３゜ＣａＣＯ３
，ＴｉＯ２，ＳｎＯ２，Ｌａ２Ｏ３゜Ｐ　ｒｓｏ＋＋、
ＣｅＯ２，Ｇｄｚｏ３．Ｄｙ２Ｏ３゜Ｎｄ２Ｏ３および
Ｓｍ２Ｏ３粉末を第２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、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１ｔｏ
ｎ、ｃｉで直径１５蘭、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、重量を厚みと直径より算出した体積で
除算して誘電体磁器の密度とした。

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＋ａ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２
０℃、測定電圧１　、　ＯＶ　ｒ　ｍ　ｓ　、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℃と８５℃の静電容量を測定し、次式により
求めた。

ＴＣ＝　（Ｃ−Ｃｏ＞／’Ｃ○Ｘｉ、’６５＞１０６Ｔ
Ｃ：静電容量温度係数＜ｐｐｍｙ”ｃ＞Ｃｏ・２０℃で
の静電容量（ｐＦ）Ｃ８５℃での静電容量（ｐＦ）また、誘電率は次式より求めた。

Ｋ＝１４３．８ＸＣｏＸｔ／Ｄ２Ｋ　　誘電率Ｃｏ：２０℃での静電容量（ｐＦ）Ｄ　：誘電体磁器の直径（ＩＩＩｎ＋）ｔ　：誘電体磁
器の厚み（ＩＩａ）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
ＰＨ８３５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／ｓｅｅにより求めた絶縁破壊
電圧を誘電体厚みで除算し、Ｉｎ＋ｍ当りの絶縁破壊強
度とした。

測定結果を試料番号１〜１０別に第３表に示す。

（以　　下　　余　　白）第１図は本発明にかかる組成物の生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＠域では焼
結が著しく困難である。また、Ｂ領域では良好度Ｑが低
下し実用的でな（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、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、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、Ｌａ。

Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍの１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。

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、０．２０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が０．０１未満では置換効果はな
（、一方０．３０を超えると良好層Ｑ、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すぎ実
用的でなくなる。

また、ＴｉＯ２を５ｎ０２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、絶縁破壊強
度の値を大きく変えることなく、誘電体磁器の密度を太
き（する効果を有し、その置換率Ｖが０．０１未満では
置換効果はなく、方０．２０を超えると誘電率、良好度
Ｑが低下し、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。

（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および誘電体磁器の
密度を測定した結果を試料番号１１〜２０別に第５表に
示す。

（以　　下　　余　　白）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。

なお、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を高くし、絶縁破壊強度を大きくする効果
を有し、その置換率Ｕが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
。

なお、実施例における誘電体磁器の作製方法では、Ｂａ
ＣＯ３，ＣａＣＯ３，ＳｒＣＯ３，Ｔｉ１２゜ＳｎＯ２
，Ｌａ２Ｏ３，Ｐｒ５Ｏ＋＋、Ｎｄ２Ｏ３゜Ｓｍ２Ｏ３
，ＣｅＯ２，Ｇｄ２Ｏ３およびＤｙ２Ｏ３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、Ｃａ
ｂ、ＳｒＯ，ＴｉＯ２゜ＳｎＯ２，Ｌａ２Ｏ３，Ｐ　ｒ
６０１１．Ｎｄ２Ｏ３゜Ｓｍ２Ｏ３，ＣｅＯ２，Ｇｄ２
Ｏ３およびＤｙ２Ｏ３となる化合物を使用しても実施例
と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、５ｉ０２゜ＭｎＯ２，
ｐ　ｅ２０３．　Ｚ　ｎ　Ｏなど一般ニ７ラツクスと考
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、−
船蔵ｘ　［（ＢａＯ）＋＋−ｕ）（ＡｅＯ）ｕｌ・Ｖ　
［（Ｔ　ｉ　０２）　（１−Ｖ）　（Ｓ　ｎｏ２）ｖ］
ｚ　（Ｒｅ　（Ｉ−ｗ）Ｍ　ｅｗ＞　０３／２で表され
、式中ＡｅはＣａもしくはＳｒのアルカリ土金属で、Ｒ
ｅ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≦０．３０．０．０１≦
Ｖ≦０．２０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の値が第６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
誘電体磁器組成物の構成により、密度の大きな誘電体磁
器となり、この誘電体磁器組成物で面実装用の小形チッ
プ部品を作製するとりフローはんだ付けでのチップ立ち
を防いで、実装性の高い製品を得ることができ、かつ良
好度Ｑが高く、絶縁抵抗と絶縁破壊強度が大きい誘電体
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　　６　　表

【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。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ほか１名区手続補正書（１５訓平成　２年７２月７７日

Claims

【特許請求の範囲】　一般式ｘ［（ＢａＯ）＿（＿１＿−＿ｕ＿）（ＡｅＯ
）＿ｕ］・ｙ［（ＴｉＯ＿２）＿（＿１＿−＿ｖ＿）（
ＳｎＯ＿２）＿ｖ］・ｚ（Ｒｅ＿（＿１＿−＿Ｗ＿）Ｍ
ｅ＿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≦０．３０，０．０１≦ｖ≦０．２０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▼