JPH0528445B2 - - Google Patents
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- JPH0528445B2 JPH0528445B2 JP62259267A JP25926787A JPH0528445B2 JP H0528445 B2 JPH0528445 B2 JP H0528445B2 JP 62259267 A JP62259267 A JP 62259267A JP 25926787 A JP25926787 A JP 25926787A JP H0528445 B2 JPH0528445 B2 JP H0528445B2
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Landscapes
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は温度補償用誘電体磁器組成物に関
し、特にたとえば積層コンデンサの誘電体磁器と
して用いられる温度補償用誘電体磁器組成物に関
する。
し、特にたとえば積層コンデンサの誘電体磁器と
して用いられる温度補償用誘電体磁器組成物に関
する。
（従来技術）
従来、この種の温度補償用誘電体磁器組成物と
しては、MgTiO3−CaTiO3系の磁器が用いられ
ていた。
しては、MgTiO3−CaTiO3系の磁器が用いられ
ていた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、MgTiO3−CaTiO3系の磁器で
は、その焼結温度が1300℃以上と高く、さらに、
非酸化性雰囲気中で焼成した場合に磁器が還元さ
れて絶縁抵抗値が著しく低下するという問題点を
有していた。
は、その焼結温度が1300℃以上と高く、さらに、
非酸化性雰囲気中で焼成した場合に磁器が還元さ
れて絶縁抵抗値が著しく低下するという問題点を
有していた。
また、積層セラミツクコンデンサの一般的な製
法においては、ドクタブレード法などの方法によ
つて得られたグリーンシートと呼ばれる焼成前の
セラミツクシート上に内部電極となる導体金属粉
末ペーストを印刷塗布し、これを複数枚交互に積
層し圧着したものを焼成する工程がとられてい
る。
法においては、ドクタブレード法などの方法によ
つて得られたグリーンシートと呼ばれる焼成前の
セラミツクシート上に内部電極となる導体金属粉
末ペーストを印刷塗布し、これを複数枚交互に積
層し圧着したものを焼成する工程がとられてい
る。
そのため、従来の材料では焼成コストが高くつ
くばかりでなく、誘電体セラミツクと同時に焼成
される積層コンデンサの内部電極の材料として、
誘電体セラミツクが焼結する温度で溶融せず、か
つ、セラミツクが半導体化しない高い酸素分圧下
で焼成されても酸化されない金属を用いなければ
ならない。このため、従来の材料を積層コンデン
サの誘電体磁器として用いる際には、内部電極の
材料として高融点かつ高温で酸化しにくい高価な
パラジウムや白金を使用しなければならず、積層
コンデンサのコスト低減の障害となつていた。
くばかりでなく、誘電体セラミツクと同時に焼成
される積層コンデンサの内部電極の材料として、
誘電体セラミツクが焼結する温度で溶融せず、か
つ、セラミツクが半導体化しない高い酸素分圧下
で焼成されても酸化されない金属を用いなければ
ならない。このため、従来の材料を積層コンデン
サの誘電体磁器として用いる際には、内部電極の
材料として高融点かつ高温で酸化しにくい高価な
パラジウムや白金を使用しなければならず、積層
コンデンサのコスト低減の障害となつていた。
以上のことから、積層セラミツクコンデンサの
低価格化および小型大容量化のために内部電極の
材料を高価な貴金属から安価な卑金属にすること
が望まれていたが、卑金属たとえば銅を内部電極
として用いるためには、銅が酸化あるいは溶融し
ない酸素分圧の低い中性または還元雰囲気中で
1000℃以下で半導体化することなく焼結し、コン
デンサ用誘電体として十分に高い比抵抗と優れた
誘電特性を有する誘電体磁器組成物が必要とされ
ていた。
低価格化および小型大容量化のために内部電極の
材料を高価な貴金属から安価な卑金属にすること
が望まれていたが、卑金属たとえば銅を内部電極
として用いるためには、銅が酸化あるいは溶融し
ない酸素分圧の低い中性または還元雰囲気中で
1000℃以下で半導体化することなく焼結し、コン
デンサ用誘電体として十分に高い比抵抗と優れた
誘電特性を有する誘電体磁器組成物が必要とされ
ていた。
それゆえに、この発明の主たる目的は、1000℃
以下の低温で焼結し、かつ、非酸化性雰囲気中で
焼成しても磁器の比抵抗値が1012Ωcm以上と高い
温度補償用誘電体磁器組成物を提供することであ
る。
以下の低温で焼結し、かつ、非酸化性雰囲気中で
焼成しても磁器の比抵抗値が1012Ωcm以上と高い
温度補償用誘電体磁器組成物を提供することであ
る。
（問題点を解決するための手段）
この発明は、酸化バリウム、酸化ストロンチウ
ム、酸化珪素および酸化ジルコニウムを主成分と
して含み、酸化バリウムおよび酸化ストロンチウ
ムの含有量の合計を（Ba1-aSra）Ｏ（ただし、０
＜ａ≦0.9）に換算してＸ重量部とし、酸化珪素
の含有量をSiO2に換算してＹ重量部とし、酸化
ジルコニウムの含有量をZrO2に換算してＺ重量
部としたとき（ただし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝100）、次の
各点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（Ｘ、Ｙ、Ｚ） Ａ（50、49、１） Ｂ（50、20、30） Ｃ（15、20、65） Ｄ（15、84、１） を頂点とした多角形で囲まれる範囲にある組成の
うち、ZrO2の一部をTiO2およびSnO2のうちの１
種以上で１〜30重量部置換した、温度補償用誘電
体磁器組成物である。
ム、酸化珪素および酸化ジルコニウムを主成分と
して含み、酸化バリウムおよび酸化ストロンチウ
ムの含有量の合計を（Ba1-aSra）Ｏ（ただし、０
＜ａ≦0.9）に換算してＸ重量部とし、酸化珪素
の含有量をSiO2に換算してＹ重量部とし、酸化
ジルコニウムの含有量をZrO2に換算してＺ重量
部としたとき（ただし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝100）、次の
各点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（Ｘ、Ｙ、Ｚ） Ａ（50、49、１） Ｂ（50、20、30） Ｃ（15、20、65） Ｄ（15、84、１） を頂点とした多角形で囲まれる範囲にある組成の
うち、ZrO2の一部をTiO2およびSnO2のうちの１
種以上で１〜30重量部置換した、温度補償用誘電
体磁器組成物である。
（発明の効果）
この発明によれば、1000℃以下の低温で焼結
し、かつ、非酸化性雰囲気中で焼成しても比抵抗
値が1012Ωcm以上と高い温度補償用誘電体磁器組
成物が得られる。そのため、この温度補償用誘電
体磁器組成物を積層コンデンサの誘電体磁器とし
て用いれば、焼成コストを安価することができ、
かつ、抵抗値が低くて安価な銅、銅系合金あるい
はその他の卑金属を内部電極として用いることが
できるので、従来に比べて、積層コンデンサの大
幅なコストダウンを図ることができる。
し、かつ、非酸化性雰囲気中で焼成しても比抵抗
値が1012Ωcm以上と高い温度補償用誘電体磁器組
成物が得られる。そのため、この温度補償用誘電
体磁器組成物を積層コンデンサの誘電体磁器とし
て用いれば、焼成コストを安価することができ、
かつ、抵抗値が低くて安価な銅、銅系合金あるい
はその他の卑金属を内部電極として用いることが
できるので、従来に比べて、積層コンデンサの大
幅なコストダウンを図ることができる。
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴お
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。
よび利点は、図面を参照して行う以下の実施例の
詳細な説明から一層明らかとなろう。
（実施例）
まず、原料として、BaCO3、SrCO3、SiO2、
ZrO2、TiO2、SnO2およびAl2O3を別表１に示す
組成となるように秤量し、それらをボールミルで
16時間湿式混合した後、蒸発乾燥して混合粉末を
得た。
ZrO2、TiO2、SnO2およびAl2O3を別表１に示す
組成となるように秤量し、それらをボールミルで
16時間湿式混合した後、蒸発乾燥して混合粉末を
得た。
次に、この混合粉末を850℃で２時間仮焼し、
これに結合材として酢酸ビニルを５重量部加え、
再びボールミルで16時間湿式混合、粉砕して粉砕
物を得た。
これに結合材として酢酸ビニルを５重量部加え、
再びボールミルで16時間湿式混合、粉砕して粉砕
物を得た。
そして、この粉砕物を蒸発乾燥して整粒し、果
粒状の粉末を得た。
粒状の粉末を得た。
それから、こうして得た果粒状の粉末を乾式プ
レス機で2ton／cm2の圧力で加圧し、直径22mm、厚
さ1.0mmの円板状に成形して成形物を得た。
レス機で2ton／cm2の圧力で加圧し、直径22mm、厚
さ1.0mmの円板状に成形して成形物を得た。
次に、この成形物をN2−H2ガス雰囲気中で別
表２に示した各温度条件で２時間焼成を行つて、
焼成物を得た。
表２に示した各温度条件で２時間焼成を行つて、
焼成物を得た。
さらに、これらの焼成物の両主面に、電極を形
成する際に磁器が特性の変化を受けることを避け
るために、In−Ga合金を塗布して電極を形成し
試料１〜17とした。
成する際に磁器が特性の変化を受けることを避け
るために、In−Ga合金を塗布して電極を形成し
試料１〜17とした。
そして、これらの試料について、次に示す各特
性をそれぞれの条件や測定方法で測定し、その結
果を別表２に示した。
性をそれぞれの条件や測定方法で測定し、その結
果を別表２に示した。
(1) 比誘電率：周波数1MHz、温度25℃の条件下
で測定した。
で測定した。
(2) Ｑ値（品質係数）：周波数1MHz、温度25℃の
条件下で測定した。
条件下で測定した。
(3) 低温側の静電容量の温度係数（ppm／℃）：
25℃での静電容量C1を基準として、これと−
55℃での静電容量C2とから次式(1)によつて算
出した。
25℃での静電容量C1を基準として、これと−
55℃での静電容量C2とから次式(1)によつて算
出した。
低温側の静電容量の温度係数（ppm／℃）
＝（C2−C1）×106／C1（−55−25）……(1)
(4) 高温側の静電容量の温度係数（ppm／℃）：
25℃での静電容量C1を基準として、これと125
℃での静電容量C3とから次式(2)によつて算出
した。
25℃での静電容量C1を基準として、これと125
℃での静電容量C3とから次式(2)によつて算出
した。
高温側の静電容量の温度係数（ppm／℃）
＝（C3−C1）×106／C1（125−25） ……(2)
(5) 比抵抗：25℃で500V直流電圧を印加して電
流値を測定し、それらから算出した。
流値を測定し、それらから算出した。
なお、別表１および別表２中で＊印を付したも
のはこの発明の範囲外のものであり、それ以外は
この発明の範囲内のものである。
のはこの発明の範囲外のものであり、それ以外は
この発明の範囲内のものである。
また、別表１および別表２に示した各試料の主
成分の組成を図中に３成分組成図で示した。この
図面において○印を付した数字は各試料番号を示
す。
成分の組成を図中に３成分組成図で示した。この
図面において○印を付した数字は各試料番号を示
す。
さらに、この図中には、この発明の組成物の主
成分の組成比を示す領域を、組成点Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤを頂点とした４角形で示した。すなわち、
酸化バリウムおよび酸化ストロンチウムの含有量
の合計を（Ba1-aSra）Ｏに換算してＸ重量部と
し、酸化珪素の含有量をSiO2に換算してＹ重量
部とし、酸化ジルコニウムの含有量をZrO2に換
算してＺ重量部としたとき（ただし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ
＝100）、この発明の組成物の主成分の組成比
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、組成点Ａ（50、49、１）、Ｂ
（50、20、30）、Ｃ（15、20、65）およびＤ（15、
84、１）を頂点とした多角形で囲まれる領域内の
組成比に相当するのである。
成分の組成比を示す領域を、組成点Ａ、Ｂ、Ｃお
よびＤを頂点とした４角形で示した。すなわち、
酸化バリウムおよび酸化ストロンチウムの含有量
の合計を（Ba1-aSra）Ｏに換算してＸ重量部と
し、酸化珪素の含有量をSiO2に換算してＹ重量
部とし、酸化ジルコニウムの含有量をZrO2に換
算してＺ重量部としたとき（ただし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ
＝100）、この発明の組成物の主成分の組成比
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）は、組成点Ａ（50、49、１）、Ｂ
（50、20、30）、Ｃ（15、20、65）およびＤ（15、
84、１）を頂点とした多角形で囲まれる領域内の
組成比に相当するのである。
そして、この発明にかかる組成物は、上述の主
成分中のZrO2の一部がTiO2およびSnO2のうちの
１種以上で１〜30重量部置換され、さらに、必要
に応じて、主成分100重量部に対して酸化アルミ
ニウムがAl2O3に換算して20重量部以下（０重量
部を含まず）添加含有される。
成分中のZrO2の一部がTiO2およびSnO2のうちの
１種以上で１〜30重量部置換され、さらに、必要
に応じて、主成分100重量部に対して酸化アルミ
ニウムがAl2O3に換算して20重量部以下（０重量
部を含まず）添加含有される。
なお、この図中には、０＜ａ≦0.9の関係が成
り立つことは表されていない。
り立つことは表されていない。
また、各試料の主成分中のZrO2の一部をTiO2
およびSnO2で置換した割合は、別表１に示され
図中には示されていない。
およびSnO2で置換した割合は、別表１に示され
図中には示されていない。
次に、この発明にかかる温度補償用誘電体磁器
組成物を上述の範囲に限定した理由について説明
する。
組成物を上述の範囲に限定した理由について説明
する。
(1) ３成分組成図に示す組成点ＡおよびＢを結ぶ
線分の外側の組成領域では、Ｑ値が1000以下と
なりかつ静電容量の温度係数が＋100ppm／℃
以上となり、しかも、焼結磁器素体の表面上に
ガラス質が浮くので好ましくない（試料番号６
参照）。
線分の外側の組成領域では、Ｑ値が1000以下と
なりかつ静電容量の温度係数が＋100ppm／℃
以上となり、しかも、焼結磁器素体の表面上に
ガラス質が浮くので好ましくない（試料番号６
参照）。
(2) ３成分組成図に示す組成点ＡおよびＤを結ぶ
線分の外側の組成領域でも、Ｑ値が1000以下と
なりかつ静電容量の温度係数が＋100ppm／℃
以上となり、しかも、焼結磁器素体の表面上に
ガラス質が浮くので好ましくない（試料番号５
参照）。
線分の外側の組成領域でも、Ｑ値が1000以下と
なりかつ静電容量の温度係数が＋100ppm／℃
以上となり、しかも、焼結磁器素体の表面上に
ガラス質が浮くので好ましくない（試料番号５
参照）。
(3) ３成分組成図に示す組成点ＢおよびＣを結ぶ
線分の外側の組成領域では、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号７参照）。
線分の外側の組成領域では、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号７参照）。
(4) ３成分組成図に示す組成点ＣおよびＤを結ぶ
線分の外側の組成領域でも、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号８参照）。
線分の外側の組成領域でも、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号８参照）。
(5) 主成分に酸化バリウムが全く含まれない場
合、すなわちａ＝１の場合、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号14参照）。
合、すなわちａ＝１の場合、1150℃の温度で焼
成しても緻密な焼結体が得られないので好まし
くない（試料番号14参照）。
(6) ZrO2の一部をTiO2、SnO2で置換することに
よつて、高温側と低温側とにおける静電容量の
温度係数の差が小さくなる。これは、ZrO2の
うちの１重量部以上をTiO2あるいはSnO2で置
換することによつて効果を確認することができ
る（試料番号12および15参照）。しかし、ZrO2
のうちの30重量部より多くTiO2あるいはSnO2
で置換すると磁器の焼結性が低下し焼結温度が
1150℃以上と高くなるため好ましくない（試料
番号16参照）。
よつて、高温側と低温側とにおける静電容量の
温度係数の差が小さくなる。これは、ZrO2の
うちの１重量部以上をTiO2あるいはSnO2で置
換することによつて効果を確認することができ
る（試料番号12および15参照）。しかし、ZrO2
のうちの30重量部より多くTiO2あるいはSnO2
で置換すると磁器の焼結性が低下し焼結温度が
1150℃以上と高くなるため好ましくない（試料
番号16参照）。
(7) さらに、Al2O3を主成分100重量部に対して
20重量部以下添加含有すると、磁器の特性にば
らつきが少なくなりかつ特性が一定の水準でそ
ろう。しかし、Al2O3の添加量が20重量部を超
えると焼結温度が1150℃以上と高くなるため好
ましくない（試料番号11参照）。
20重量部以下添加含有すると、磁器の特性にば
らつきが少なくなりかつ特性が一定の水準でそ
ろう。しかし、Al2O3の添加量が20重量部を超
えると焼結温度が1150℃以上と高くなるため好
ましくない（試料番号11参照）。
それに対して、この発明の範囲内の試料では、
還元雰囲気中で1000℃以下で焼結し、温度に対す
る静電容量の温度係数の絶対値が100ppm／℃以
下と小さく、品質係数（Ｑ値）が1000以上と高
く、25℃における比抵抗が1012Ωcm以上の特性が
得られる。
還元雰囲気中で1000℃以下で焼結し、温度に対す
る静電容量の温度係数の絶対値が100ppm／℃以
下と小さく、品質係数（Ｑ値）が1000以上と高
く、25℃における比抵抗が1012Ωcm以上の特性が
得られる。
したがつて、この発明にかかる誘電体磁器組成
物をセラミツクコンデンサの誘電体として用いれ
ば、焼成コストの低減が可能となる。また、この
発明にかかる誘電体磁器組成物を積層セラミツク
コンデンサの誘電体として用いれば、従来の高価
な貴金属に比べて安価な銅、ニツケル、鉄、クロ
ムなどの卑金属あるいはこれらからなる合金を内
部電極とすることが可能になり、積層セラミツク
コンデンサの大容量化にともなう電極コストの増
大を解消することができ、低価格な積層セラミツ
クコンデンサを得ることができる。
物をセラミツクコンデンサの誘電体として用いれ
ば、焼成コストの低減が可能となる。また、この
発明にかかる誘電体磁器組成物を積層セラミツク
コンデンサの誘電体として用いれば、従来の高価
な貴金属に比べて安価な銅、ニツケル、鉄、クロ
ムなどの卑金属あるいはこれらからなる合金を内
部電極とすることが可能になり、積層セラミツク
コンデンサの大容量化にともなう電極コストの増
大を解消することができ、低価格な積層セラミツ
クコンデンサを得ることができる。
なお、上述の実施例において焼成雰囲気として
N2−H2からなる還元性雰囲気を用いたが、この
発明では、Ar、CO、CO2、H2、N2およびこれ
らの混合雰囲気ガスを用いてもよいことはいうま
でもない。
N2−H2からなる還元性雰囲気を用いたが、この
発明では、Ar、CO、CO2、H2、N2およびこれ
らの混合雰囲気ガスを用いてもよいことはいうま
でもない。
図はこの発明の組成物の主成分の配合比を示す
３成分組成図である。
３成分組成図である。
【表】
【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化バリウム、酸化ストロンチウム、酸化珪
素および酸化ジルコニウムを主成分として含み、 前記酸化バリウムおよび前記酸化ストロンチウ
ムの含有量の合計を（Ba1-aSra）Ｏ（ただし、０
＜ａ≦0.9）に換算してＸ重量部とし、前記酸化
珪素の含有量をSiO2に換算してＹ重量部とし、
前記酸化ジルコニウムの含有量をZrO2に換算し
てＺ重量部としたとき（ただし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝
100）、次の各点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（Ｘ、Ｙ、Ｚ） Ａ（50、49、１） Ｂ（50、20、30） Ｃ（15、20、65） Ｄ（15、84、１） を頂点とした多角形で囲まれる範囲にある組成の
うち、ZrO2の一部をTiO2およびSnO2のうちの１
種以上で１〜30重量部置換した、温度補償用誘電
体磁器組成物。 ２ 前記主成分100重量部に対して、さらに酸化
アルミニウムをAl2O3に換算して20重量部以下
（０重量部を含まず）添加含有した、特許請求の
範囲第１項記載の温度補償用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259267A JPH01102806A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62259267A JPH01102806A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01102806A JPH01102806A (ja) | 1989-04-20 |
| JPH0528445B2 true JPH0528445B2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=17331728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62259267A Granted JPH01102806A (ja) | 1987-10-14 | 1987-10-14 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01102806A (ja) |
-
1987
- 1987-10-14 JP JP62259267A patent/JPH01102806A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01102806A (ja) | 1989-04-20 |
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Legal Events
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