JPH0562403B2 - - Google Patents
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- JPH0562403B2 JPH0562403B2 JP60043013A JP4301385A JPH0562403B2 JP H0562403 B2 JPH0562403 B2 JP H0562403B2 JP 60043013 A JP60043013 A JP 60043013A JP 4301385 A JP4301385 A JP 4301385A JP H0562403 B2 JPH0562403 B2 JP H0562403B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明は、電界内に置かれるとき、誘電分極
を起こして電気エネルギーを蓄積する物質、例え
ば、コンデンサーの電極間を満たして、電極に蓄
積される電荷をなるべく増加させるような目的に
用いる積層セラミツクコンデンサー等の誘電体材
料に使用して特に好適な高誘電率磁器組成物に関
するものである。 〔従来の技術〕 従来より高誘電率誘電体としての磁器組成物は
多く知られている。 特に、チタン酸バリウム（BATiO3）を主成分
としてスズ酸バリウム（BaSnO2）、チタン酸カ
ルシウム（CaTiO）、チタン酸鉛（PbTiO）など
を基本とした複合酸化物よりなる誘電体磁器が知
られており、広く実用化されている。 また、一方において、鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニ
オビウム（Nb）を含む複合酸化物、例えば、一
般式Pb（Fe1/2Nb1/2）O3で表される組成物も誘電
特性に優れたものとして知られている。 さらに、一般式 Pb（Fe2/3 W1/3）ｘ（Zn1/3Nb2/3）（１−ｘ）O3 （但し、0.4≦ｘ≦0.8）で表される組成物（特開
昭53−19600号）、あるいは一般式 〔Pb（Fe1/2Nb1/2）O3〕ｘ〔Pb（Fe2/3W1/3）O3〕ｙ〔P
b（Zn1/3Nb2/3）O3〕ｚ （但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00で、0.02≦ｘ≦0.79，
0.20≦ｙ≦0.50，0.01≦ｚ≦0.48）で表される組
成物（特開昭55−57204号）も提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記チタン酸バリウム等の複合
酸化物を主成分とする高誘電率誘導体は、通常
1300〜1400℃の高い温度で焼成する必要がある。 とくに、積層コンデンサーの目的で使用するも
のは、内部電極として前記のような高い焼結温度
に耐える電極を使用する必要があり、従つてこれ
に適したものとして主成分が白金（Pt）または
パラジウム（Pd）等が高価な貴金属を使用しな
ければならないという欠点を有している。 一方、銀、ニツケル等の安価な材料を内部電極
として使用するには、1000℃以下の低い温度で焼
結できる誘電体磁器でなければならない。 前記の特開昭53−19600号、特開昭55−57204号
の発明で得られる磁器組成物は、このような低温
焼結性を持ち、高誘電率、低誘電損失等の諸特性
に優れたものを持つているがが、これら特性のす
べてについて優れている訳ではなく、例えば、低
温焼結性の特に優れたものは誘電率や誘電損失に
おいてさほどの向上が見られない等の問題が残さ
れている。 〔問題を解決するための手段〕 この発明の発明者等は、前記のような問題点を
解消し、1000℃以下の低い温度で十分に焼結する
ことができると共に、誘電率が高く、かつ誘電損
失が小さい磁器組成物を得んとして幾多研究の結
果、この発明を完成するに至つたもので、この発
明は、鉛、鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングス
テンを含有する複合酸化物であつて、これを ｘ〔Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3〕・（１−ｘ）〔Pb（Zn1/2
W1/2）O3〕の一般式で表したときに、ｘが0.6
≦ｘ≦0.99の範囲の値となる複合酸化物におい
て、鉛（Pb）原子の0.5〜10％が、バリウム、ス
トロンチウムおよびカルシウムのうちの少なくと
も１種の原子で置換されている複合酸化物を主成
分とすることを特徴とするものである。 この発明において、一般式 ｘ〔Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3〕・（１−ｘ）〔Pb（Zn1/2
W1/2）O3〕（但し0.6≦ｘ≦0.99）で表される組
成物は、鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニオビウム（Nb）、
亜鉛（Zn）およびタングステン（Ｗ）の適正量
を含有せしめた複合酸化物を主成分としており、
これは本来低温焼結性に優れ、室温付近における
誘電率を増加せしめ、且つ優れた誘電特性を有す
るものであるが、かゝる一般式の組成物における
鉛（Pb）原子の0.5〜10％をバリウム（Ba）、ス
トロンチウム（Sr）、カルシウム（Ca）のうちの
少なくとも１種の原子で置換することにより、誘
電特性および低温域での焼結性を格段に向上させ
得ることを本発明者等は見い出したのである。 こゝで前記の一般式におけるｘが0.6未満、あ
るいは、0.99を越える範囲の組成物か、または／
および鉛（Pb）原子をバリウム（Ba）、ストロ
ンチウム（Sr）、カルシウム（Ca）のうちの少な
くとも１種の原子で置換した割合が0.5〜10％の
範囲を外れた組成物は、前記の条件を満たした組
成物に比べて誘電率が低くなると共に、誘電損失
も高いものとなつて、この発明が目的とする組成
物としては不適格である。 〔作用〕 金属成分として鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニオビウ
ム（Nb）、亜鉛（Zn）およびタングステン（Ｗ）
の５種類を含有する酸化物を主成分として前記一
般式及びｘの特定値で表され、さらにその中の鉛
（Pb）原子を特定の割合をもつてバリウム
（Ba）、ストロンチウム（Sr）及びカルシウム
（Ca）の少なくとも１種の原子で置換した複合酸
化物を主成分とするこの発明の組成物は、後記の
実施例および比較例で明らかなように、低い温度
での焼結性を持ち、各種の優れた誘電特性を発現
するものである。 したがつて、チタン酸バリウム等を主成分とす
る従来の誘電体組成物が、通常1300〜1400℃付近
の高温領域での焼結を必要とするのに対し、この
発明の組成物は、概ね1000℃以下という低温領域
での焼結で充分にその結果を発揮し、焼結におけ
る熱エネルギーの節約や高温下の熱処理による材
料の劣化等を防止することができるものである。 また、前記したように鉛（Pb）原子の0.5〜10
％を、バリウム（Ba）、ストロンチウム（Sr）、
カルシウム（Ca）の少なくとも１種の原子で置
換された複合酸化物とすることによつて、低温焼
結性を維持して各種の誘電特性を格段に向上する
ことができたものである。 その結果、内部電極として高価な金属である白
金、パラジウム等を使用することがなく、積層コ
ンデンサー等に有利に利用できるという大きな利
点を有するものである。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例を掲げてこの発明を
より具体的に説明する。 実施例１〜７および比較例１〜６ 原料として、酸化鉛（PbO）、酸化鉄（Fe2
O3）、酸化ニオビウム（Nb2O5）、酸化亜鉛
（ZnO）、酸化タングステン（WO3）、炭酸バリウ
ム（BaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、
炭酸カルシウム（CaCO3）を使用し、これらの
第１表に示した組成比に秤量し、混合したものを
温度700〜800℃で３時間仮焼した後、ボールミル
で湿式粉砕した。 ついで、この粉砕物を乾燥させた後、ポリビニ
ルアルコール水溶液をバインダーとして加圧成型
し、直径13mm、厚さ１mmの円板状の成型物を得
た。 この成型物は、高温での鉛成分の蒸発を防ぐた
め、アルミナ磁器製の容器に入れて、800〜1000
℃で２時間本焼成して磁器体を得た。（実施例１
〜７） 別に酸化鉛、酸化鉄、酸化ニオビウムのみを用
いた比較例１の磁器体を、また、炭酸バリウム
（BaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、炭酸
カルシウム（CaCO3）を使用せずに酸化鉛
（PbO）、酸化鉄（Fe2O3）、酸化ニオビウム
（Nb2O5）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化タングステン
（WO3）のみを使用し、その主成分配合比を種々
に代えて、鉛（Pb）原子に対する置換を行わな
い比較例２〜４の磁器体を得た。 さらに、別に酸化鉛（PbO）、酸化鉄（Fe2
O3）、酸化ニオビウム（Nb2O5）、酸化亜鉛
（ZnO）、酸化タングステン（WO3）、および炭酸
ストロンチウム（SrCO3）を使用し、鉛（Pb）
原子の５％をストロンチウム（Sr）原子で置換
し、Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3およびPb（Zn1/2 W1/2）
O3の配合比は等モル％とした比較例５の磁器体
および前記炭酸ストロンチウムの代わりに炭酸カ
ルシウムを使用し、鉛（Pb）原子に対するカル
シウム（Ca）原子の置換を過剰にした比較例６
の磁器体を得た。 このように焼成したこれら磁器体の両面に、銀
電極を焼付けた後、誘電率（εr）と誘電損失
（Ｄ）を1KHzで室温において測定した。 これら実施例１〜７および比較例１〜６の磁器
体の成分配合組成比等および測定結果を第１表に
示す。 この第１表から明らかなように、この発明の磁
器組成物は、誘電率が非常に高く、かつ誘電損失
も低く、しかも1000℃以下の温度領域で焼結する
ことができるものである。 したがつて、この磁器組成物は積層型コンデン
サー用の材料として安価に製造することができ、
かつ有効に利用することができる。
を起こして電気エネルギーを蓄積する物質、例え
ば、コンデンサーの電極間を満たして、電極に蓄
積される電荷をなるべく増加させるような目的に
用いる積層セラミツクコンデンサー等の誘電体材
料に使用して特に好適な高誘電率磁器組成物に関
するものである。 〔従来の技術〕 従来より高誘電率誘電体としての磁器組成物は
多く知られている。 特に、チタン酸バリウム（BATiO3）を主成分
としてスズ酸バリウム（BaSnO2）、チタン酸カ
ルシウム（CaTiO）、チタン酸鉛（PbTiO）など
を基本とした複合酸化物よりなる誘電体磁器が知
られており、広く実用化されている。 また、一方において、鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニ
オビウム（Nb）を含む複合酸化物、例えば、一
般式Pb（Fe1/2Nb1/2）O3で表される組成物も誘電
特性に優れたものとして知られている。 さらに、一般式 Pb（Fe2/3 W1/3）ｘ（Zn1/3Nb2/3）（１−ｘ）O3 （但し、0.4≦ｘ≦0.8）で表される組成物（特開
昭53−19600号）、あるいは一般式 〔Pb（Fe1/2Nb1/2）O3〕ｘ〔Pb（Fe2/3W1/3）O3〕ｙ〔P
b（Zn1/3Nb2/3）O3〕ｚ （但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝1.00で、0.02≦ｘ≦0.79，
0.20≦ｙ≦0.50，0.01≦ｚ≦0.48）で表される組
成物（特開昭55−57204号）も提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、前記チタン酸バリウム等の複合
酸化物を主成分とする高誘電率誘導体は、通常
1300〜1400℃の高い温度で焼成する必要がある。 とくに、積層コンデンサーの目的で使用するも
のは、内部電極として前記のような高い焼結温度
に耐える電極を使用する必要があり、従つてこれ
に適したものとして主成分が白金（Pt）または
パラジウム（Pd）等が高価な貴金属を使用しな
ければならないという欠点を有している。 一方、銀、ニツケル等の安価な材料を内部電極
として使用するには、1000℃以下の低い温度で焼
結できる誘電体磁器でなければならない。 前記の特開昭53−19600号、特開昭55−57204号
の発明で得られる磁器組成物は、このような低温
焼結性を持ち、高誘電率、低誘電損失等の諸特性
に優れたものを持つているがが、これら特性のす
べてについて優れている訳ではなく、例えば、低
温焼結性の特に優れたものは誘電率や誘電損失に
おいてさほどの向上が見られない等の問題が残さ
れている。 〔問題を解決するための手段〕 この発明の発明者等は、前記のような問題点を
解消し、1000℃以下の低い温度で十分に焼結する
ことができると共に、誘電率が高く、かつ誘電損
失が小さい磁器組成物を得んとして幾多研究の結
果、この発明を完成するに至つたもので、この発
明は、鉛、鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングス
テンを含有する複合酸化物であつて、これを ｘ〔Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3〕・（１−ｘ）〔Pb（Zn1/2
W1/2）O3〕の一般式で表したときに、ｘが0.6
≦ｘ≦0.99の範囲の値となる複合酸化物におい
て、鉛（Pb）原子の0.5〜10％が、バリウム、ス
トロンチウムおよびカルシウムのうちの少なくと
も１種の原子で置換されている複合酸化物を主成
分とすることを特徴とするものである。 この発明において、一般式 ｘ〔Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3〕・（１−ｘ）〔Pb（Zn1/2
W1/2）O3〕（但し0.6≦ｘ≦0.99）で表される組
成物は、鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニオビウム（Nb）、
亜鉛（Zn）およびタングステン（Ｗ）の適正量
を含有せしめた複合酸化物を主成分としており、
これは本来低温焼結性に優れ、室温付近における
誘電率を増加せしめ、且つ優れた誘電特性を有す
るものであるが、かゝる一般式の組成物における
鉛（Pb）原子の0.5〜10％をバリウム（Ba）、ス
トロンチウム（Sr）、カルシウム（Ca）のうちの
少なくとも１種の原子で置換することにより、誘
電特性および低温域での焼結性を格段に向上させ
得ることを本発明者等は見い出したのである。 こゝで前記の一般式におけるｘが0.6未満、あ
るいは、0.99を越える範囲の組成物か、または／
および鉛（Pb）原子をバリウム（Ba）、ストロ
ンチウム（Sr）、カルシウム（Ca）のうちの少な
くとも１種の原子で置換した割合が0.5〜10％の
範囲を外れた組成物は、前記の条件を満たした組
成物に比べて誘電率が低くなると共に、誘電損失
も高いものとなつて、この発明が目的とする組成
物としては不適格である。 〔作用〕 金属成分として鉛（Pb）、鉄（Fe）、ニオビウ
ム（Nb）、亜鉛（Zn）およびタングステン（Ｗ）
の５種類を含有する酸化物を主成分として前記一
般式及びｘの特定値で表され、さらにその中の鉛
（Pb）原子を特定の割合をもつてバリウム
（Ba）、ストロンチウム（Sr）及びカルシウム
（Ca）の少なくとも１種の原子で置換した複合酸
化物を主成分とするこの発明の組成物は、後記の
実施例および比較例で明らかなように、低い温度
での焼結性を持ち、各種の優れた誘電特性を発現
するものである。 したがつて、チタン酸バリウム等を主成分とす
る従来の誘電体組成物が、通常1300〜1400℃付近
の高温領域での焼結を必要とするのに対し、この
発明の組成物は、概ね1000℃以下という低温領域
での焼結で充分にその結果を発揮し、焼結におけ
る熱エネルギーの節約や高温下の熱処理による材
料の劣化等を防止することができるものである。 また、前記したように鉛（Pb）原子の0.5〜10
％を、バリウム（Ba）、ストロンチウム（Sr）、
カルシウム（Ca）の少なくとも１種の原子で置
換された複合酸化物とすることによつて、低温焼
結性を維持して各種の誘電特性を格段に向上する
ことができたものである。 その結果、内部電極として高価な金属である白
金、パラジウム等を使用することがなく、積層コ
ンデンサー等に有利に利用できるという大きな利
点を有するものである。 〔実施例〕 以下、実施例および比較例を掲げてこの発明を
より具体的に説明する。 実施例１〜７および比較例１〜６ 原料として、酸化鉛（PbO）、酸化鉄（Fe2
O3）、酸化ニオビウム（Nb2O5）、酸化亜鉛
（ZnO）、酸化タングステン（WO3）、炭酸バリウ
ム（BaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、
炭酸カルシウム（CaCO3）を使用し、これらの
第１表に示した組成比に秤量し、混合したものを
温度700〜800℃で３時間仮焼した後、ボールミル
で湿式粉砕した。 ついで、この粉砕物を乾燥させた後、ポリビニ
ルアルコール水溶液をバインダーとして加圧成型
し、直径13mm、厚さ１mmの円板状の成型物を得
た。 この成型物は、高温での鉛成分の蒸発を防ぐた
め、アルミナ磁器製の容器に入れて、800〜1000
℃で２時間本焼成して磁器体を得た。（実施例１
〜７） 別に酸化鉛、酸化鉄、酸化ニオビウムのみを用
いた比較例１の磁器体を、また、炭酸バリウム
（BaCO3）、炭酸ストロンチウム（SrCO3）、炭酸
カルシウム（CaCO3）を使用せずに酸化鉛
（PbO）、酸化鉄（Fe2O3）、酸化ニオビウム
（Nb2O5）、酸化亜鉛（ZnO）、酸化タングステン
（WO3）のみを使用し、その主成分配合比を種々
に代えて、鉛（Pb）原子に対する置換を行わな
い比較例２〜４の磁器体を得た。 さらに、別に酸化鉛（PbO）、酸化鉄（Fe2
O3）、酸化ニオビウム（Nb2O5）、酸化亜鉛
（ZnO）、酸化タングステン（WO3）、および炭酸
ストロンチウム（SrCO3）を使用し、鉛（Pb）
原子の５％をストロンチウム（Sr）原子で置換
し、Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3およびPb（Zn1/2 W1/2）
O3の配合比は等モル％とした比較例５の磁器体
および前記炭酸ストロンチウムの代わりに炭酸カ
ルシウムを使用し、鉛（Pb）原子に対するカル
シウム（Ca）原子の置換を過剰にした比較例６
の磁器体を得た。 このように焼成したこれら磁器体の両面に、銀
電極を焼付けた後、誘電率（εr）と誘電損失
（Ｄ）を1KHzで室温において測定した。 これら実施例１〜７および比較例１〜６の磁器
体の成分配合組成比等および測定結果を第１表に
示す。 この第１表から明らかなように、この発明の磁
器組成物は、誘電率が非常に高く、かつ誘電損失
も低く、しかも1000℃以下の温度領域で焼結する
ことができるものである。 したがつて、この磁器組成物は積層型コンデン
サー用の材料として安価に製造することができ、
かつ有効に利用することができる。
【表】
以上のように、この発明の高誘電率磁器組成物
は、鉛、鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングステ
ンを含有する前記した一般式の複合酸化物中の鉛
原子をバリウム、ストロンチウム、カルシウムの
少なくとも１種の原子で置換し、実質的には鉛、
鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングステンを含
み、さらにバリウム、ストロンチウム、カルシウ
ムの少なくとも１種を含む複合酸化物としたこと
により、低温領域での焼結が可能であり、製造装
置を比較的小形化させることができ、かつ誘電率
が高く、誘電損失が小さいという優れた特長を付
与せしめたものである。 また、この発明の高誘電率磁器組成物は、これ
を積層磁器コンデンサーとして使用した場合、埋
込内部電極として銀系、ニツケル系、アルミニウ
ム系等の廉価な低融点金属の使用が可能となるの
で、製品コストを有利に引き下げることができる
などの多くの利点を有するものである。 従つて、従来の高温領域焼結材と比較して、熱
エネルギーや焼成材等の保全費に格段の節約効
果を見ることができ、省エネルギー、省資源の観
点からも極めて有利なものであつて、工業上利す
るところ大なるものがある。
は、鉛、鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングステ
ンを含有する前記した一般式の複合酸化物中の鉛
原子をバリウム、ストロンチウム、カルシウムの
少なくとも１種の原子で置換し、実質的には鉛、
鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングステンを含
み、さらにバリウム、ストロンチウム、カルシウ
ムの少なくとも１種を含む複合酸化物としたこと
により、低温領域での焼結が可能であり、製造装
置を比較的小形化させることができ、かつ誘電率
が高く、誘電損失が小さいという優れた特長を付
与せしめたものである。 また、この発明の高誘電率磁器組成物は、これ
を積層磁器コンデンサーとして使用した場合、埋
込内部電極として銀系、ニツケル系、アルミニウ
ム系等の廉価な低融点金属の使用が可能となるの
で、製品コストを有利に引き下げることができる
などの多くの利点を有するものである。 従つて、従来の高温領域焼結材と比較して、熱
エネルギーや焼成材等の保全費に格段の節約効
果を見ることができ、省エネルギー、省資源の観
点からも極めて有利なものであつて、工業上利す
るところ大なるものがある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 鉛、鉄、ニオビウム、亜鉛およびタングステ
ンを含有する複合酸化物であつて、これを下記一
般式で表したときにｘが0.6≦ｘ≦0.99の範囲の
値となる複合酸化物において、鉛原子の0.5〜10
％が、バリウム、ストロンチウムおよびカルシウ
ムのうちの少なくとも１種の原子で置換されてい
る複合酸化物を主成分とすることを特徴とする高
誘電率磁器組成物。 一般式 ｘ〔Pb（Fe1/2 Nb1/2）O3〕・（１−ｘ）〔Pb（Zn1/2
W1/2）O3〕
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60043013A JPS61203506A (ja) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60043013A JPS61203506A (ja) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203506A JPS61203506A (ja) | 1986-09-09 |
| JPH0562403B2 true JPH0562403B2 (ja) | 1993-09-08 |
Family
ID=12652097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60043013A Granted JPS61203506A (ja) | 1985-03-05 | 1985-03-05 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61203506A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2566995B2 (ja) * | 1986-11-04 | 1996-12-25 | 株式会社東芝 | 高誘電率磁器組成物及びセラミックコンデンサ |
| JPH06188536A (ja) * | 1992-12-18 | 1994-07-08 | Mitsubishi Electric Corp | 混成集積回路装置 |
| AU2002239048A1 (en) | 2002-03-25 | 2003-10-08 | K-Tech Devices Corp. | Surface mounting chip network component |
-
1985
- 1985-03-05 JP JP60043013A patent/JPS61203506A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61203506A (ja) | 1986-09-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |