JPH057341B2 - - Google Patents
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- JPH057341B2 JPH057341B2 JP62008133A JP813387A JPH057341B2 JP H057341 B2 JPH057341 B2 JP H057341B2 JP 62008133 A JP62008133 A JP 62008133A JP 813387 A JP813387 A JP 813387A JP H057341 B2 JPH057341 B2 JP H057341B2
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Landscapes
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
［産業上の利用分野］
本発明は、誘電体磁器組成物、特に1000℃以下
の低温で焼結でき、誘電率が高く、誘電率と比抵
抗の積が高く、しかも機械的強度の高い誘電体磁
器組成物に関するものである。 ［従来の技術とその問題点］ 従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリ
ウム（BaTiO3）を主成分とする磁器が広く実用
化されているが、チタン酸バリウムを主成分とす
るものは、通常1300℃〜1400℃という高い焼結温
度である。このためこれを積層形コンデンサに利
用する場合には、内部電極としてこの焼結温度に
耐え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高
価な貴金属を使用しなければならず、製造コスト
が高くなるという欠点がある。積層形コンデンサ
を安く作るためには、銀、ニツケルなどを主成分
とする安価な金属を内部電極に使用できるよう
に、できるだけ低温、特に1000℃以下で焼結でき
る磁器が必要である。 また誘電体磁器組成物の電気的特性として、誘
電率が高く誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いこ
とが基本的に要求される。 また、積層形チツプコンデンサの場合は、チツ
プコンデンサを基板に実装したとき、基板とチツ
プコンデンサを構成している磁器との熱膨張係数
の違いにより、チツプコンデンサに機械的な歪み
が加わり、チツプコンデンサにクラツクが発生し
たり、破損したりする場合がある。この場合、コ
ンデンサを形成している磁器の機械的強度が低い
ほどクラツクが入りやすく、容易に破損して信頼
性が低くなるため、磁器の機械的強度をできるだ
け増大させることは実用上極めて重要なことであ
る。 また誘電体層と絶縁体層などを積層した構造を
もつている場合積層セラミツク部品においては、
絶縁体の焼結温度が850〜1000℃であること、低
コスト化のために銀、ニツケルなどを主成分とす
る安価な金属を導体として利用すること、焼結時
の複合化による異種物質間のストレスの発生およ
び絶縁体の収縮特性とのマツチングなどのため
に、1000℃以下で焼結ができ、収縮特性をコント
ロールした機械的強度の高い誘電体磁器が必要で
ある。 ところで、Pb（Mg1/2W1/2）O3−PbTiO3−Pb
（Mg1/3Nb2/3）O3系については特開昭55−111011
号公報に開示されているが比抵抗や機械的強度に
関する開示は全くされておらずこの磁器組成物の
実用性は明らかではなかつた。 本発明は以上述べたような従来の事情に対処し
てなされたもので、1000℃以下の低温領域で焼結
でき、誘電率が高いと共に誘電損失が小さく、か
つ容量抵抗積が高い優れた電気的特性を有し、さ
らに機械的強度も大きい信頼性の高い磁器組成物
を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、マグネシウム・タングステン酸鉛
［Pb（Mg1/2W1/2）O3］よりなる主成分に、または
マグネシウム・タングステン酸鉛とチタン酸鉛
［PbTiO3］とからなる二成分組成物を［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］X［PbTiO3］1-Xと表したときに
Ｘが0.50≦ｘ＜1.00の範囲内にある主成分組成物
に、副成分として銀を主成分または主成分組成物
に対して0.02〜１重量％含有せしめることを特徴
とする誘電体磁器組成物である。 本発明において主成分配合比ｘが0.5未満では、
容量抵抗積が規格値より小さくなり誘電損失も
5.0％を越えるため実用性でない。また副成分で
あるAgの添加量が0.02重量％未満では抗折強度
の改善効果および収縮特性の制御効果が小さく、
1.0重量％を越えると抗折強度が小さくなるため
実用的でない。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例１〜21、比較例１〜９ 出発原料として純度99.9％以上の酸化鉛
（PbO）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化タング
ステン（WO3）、酸化チタン（TiO2）、および銀
（Ag）を使用し、表−１に示した配合比となるよ
うに各々秤量する。次に秤量した各材料をボール
ミルにより湿式混合したのち750〜900℃で予焼を
行い、この粉末をボールミルで粉砕し、ろ過、乾
燥後、スリツプキヤステイング成膜法によりグリ
ーンシートにする。 スリツプキヤステイング成膜法とは、予焼粉末
を有機バインダー、有機溶剤、有機可塑剤ととも
にホモミキサーで混合し、有機シート上にドクタ
ーブレードから流れ出るスラリーを乾燥し20〜
100μｍの厚みにグリーンシートを成膜する技術
である。 この方法で得たグリーンシートを多数枚積層し
て熱プレスし、形状20mm□ 、厚み約１mmの平板を
作成した。次に各試料は空気中で脱バインダー工
程を経たのち、900〜1000℃の温度で１時間焼結
した。焼結した平板の上下面に600℃で銀電極を
焼付け、デジタルLCRメーターで周波数1KHz、
電圧1Vr.m.s.、温度20℃で容量と誘電損失を測定
し、誘電率を算出した。 次に超絶縁抵抗計で50Vの電圧を１分間印加し
て、絶縁抵抗を温度20℃で測定し、比抵抗を算出
た。 機械的性質を抗折強度で評価するため、焼結し
た平板から厚さ１mm、幅３mm、長さ約15mmの矩形
板を10枚切り出した。支点間距離を10mmにとり、
二点法で破壊荷重Pm［Kg］を測定し、τ＝３／２ Pm・ｌ／Ｗ・t2［Kg／cm2］なる式に従い、抗折強度τ ［Kg／cm2］を求めた。ただし、ｌは支点間距離、
ｔは試料の厚み、Ｗは試料の幅である。 収縮率は850℃および900℃での温度で取り出し
たサンプルの平板上に形成した収縮率測定用パタ
ーンから寸法を測定し、焼成前の寸法との差から
算出した。 このようにして得られた磁器の主成分［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］X［PbTiO3］1-Xの配合比ｘおよ
び副成分添加量と、誘電率、誘電損失、容量抵抗
積、抗折強度および850℃と900℃の収縮率の関係
を表−１に示す。 表−１に示した結果から副成分としてAgを含
有せしめることにより、抗折強度および容量抵抗
積を共に高め、しかも低い誘電損失の値を保つた
信頼性の高い実用性に富む優れた高誘電率磁器組
成物が得られることがわかる。 また複合積層セラミツク部品においては絶縁体
との複合化が必要であり、絶縁体の収縮特性にマ
ツチングさせることが重要となる。絶縁体の材料
は、収縮率が850℃で約10.2％、900℃で約13.2％
のものを使用しており、Ag添加により誘電体の
収縮率を850℃で9.1〜10.5％、900℃で11.7〜13.4
％と制御することが可能なので、焼結時の異種物
質間のストレスの減少に極めて有利である。
の低温で焼結でき、誘電率が高く、誘電率と比抵
抗の積が高く、しかも機械的強度の高い誘電体磁
器組成物に関するものである。 ［従来の技術とその問題点］ 従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリ
ウム（BaTiO3）を主成分とする磁器が広く実用
化されているが、チタン酸バリウムを主成分とす
るものは、通常1300℃〜1400℃という高い焼結温
度である。このためこれを積層形コンデンサに利
用する場合には、内部電極としてこの焼結温度に
耐え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高
価な貴金属を使用しなければならず、製造コスト
が高くなるという欠点がある。積層形コンデンサ
を安く作るためには、銀、ニツケルなどを主成分
とする安価な金属を内部電極に使用できるよう
に、できるだけ低温、特に1000℃以下で焼結でき
る磁器が必要である。 また誘電体磁器組成物の電気的特性として、誘
電率が高く誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いこ
とが基本的に要求される。 また、積層形チツプコンデンサの場合は、チツ
プコンデンサを基板に実装したとき、基板とチツ
プコンデンサを構成している磁器との熱膨張係数
の違いにより、チツプコンデンサに機械的な歪み
が加わり、チツプコンデンサにクラツクが発生し
たり、破損したりする場合がある。この場合、コ
ンデンサを形成している磁器の機械的強度が低い
ほどクラツクが入りやすく、容易に破損して信頼
性が低くなるため、磁器の機械的強度をできるだ
け増大させることは実用上極めて重要なことであ
る。 また誘電体層と絶縁体層などを積層した構造を
もつている場合積層セラミツク部品においては、
絶縁体の焼結温度が850〜1000℃であること、低
コスト化のために銀、ニツケルなどを主成分とす
る安価な金属を導体として利用すること、焼結時
の複合化による異種物質間のストレスの発生およ
び絶縁体の収縮特性とのマツチングなどのため
に、1000℃以下で焼結ができ、収縮特性をコント
ロールした機械的強度の高い誘電体磁器が必要で
ある。 ところで、Pb（Mg1/2W1/2）O3−PbTiO3−Pb
（Mg1/3Nb2/3）O3系については特開昭55−111011
号公報に開示されているが比抵抗や機械的強度に
関する開示は全くされておらずこの磁器組成物の
実用性は明らかではなかつた。 本発明は以上述べたような従来の事情に対処し
てなされたもので、1000℃以下の低温領域で焼結
でき、誘電率が高いと共に誘電損失が小さく、か
つ容量抵抗積が高い優れた電気的特性を有し、さ
らに機械的強度も大きい信頼性の高い磁器組成物
を提供することを目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は、マグネシウム・タングステン酸鉛
［Pb（Mg1/2W1/2）O3］よりなる主成分に、または
マグネシウム・タングステン酸鉛とチタン酸鉛
［PbTiO3］とからなる二成分組成物を［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］X［PbTiO3］1-Xと表したときに
Ｘが0.50≦ｘ＜1.00の範囲内にある主成分組成物
に、副成分として銀を主成分または主成分組成物
に対して0.02〜１重量％含有せしめることを特徴
とする誘電体磁器組成物である。 本発明において主成分配合比ｘが0.5未満では、
容量抵抗積が規格値より小さくなり誘電損失も
5.0％を越えるため実用性でない。また副成分で
あるAgの添加量が0.02重量％未満では抗折強度
の改善効果および収縮特性の制御効果が小さく、
1.0重量％を越えると抗折強度が小さくなるため
実用的でない。 ［実施例］ 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。 実施例１〜21、比較例１〜９ 出発原料として純度99.9％以上の酸化鉛
（PbO）、酸化マグネシウム（MgO）、酸化タング
ステン（WO3）、酸化チタン（TiO2）、および銀
（Ag）を使用し、表−１に示した配合比となるよ
うに各々秤量する。次に秤量した各材料をボール
ミルにより湿式混合したのち750〜900℃で予焼を
行い、この粉末をボールミルで粉砕し、ろ過、乾
燥後、スリツプキヤステイング成膜法によりグリ
ーンシートにする。 スリツプキヤステイング成膜法とは、予焼粉末
を有機バインダー、有機溶剤、有機可塑剤ととも
にホモミキサーで混合し、有機シート上にドクタ
ーブレードから流れ出るスラリーを乾燥し20〜
100μｍの厚みにグリーンシートを成膜する技術
である。 この方法で得たグリーンシートを多数枚積層し
て熱プレスし、形状20mm□ 、厚み約１mmの平板を
作成した。次に各試料は空気中で脱バインダー工
程を経たのち、900〜1000℃の温度で１時間焼結
した。焼結した平板の上下面に600℃で銀電極を
焼付け、デジタルLCRメーターで周波数1KHz、
電圧1Vr.m.s.、温度20℃で容量と誘電損失を測定
し、誘電率を算出した。 次に超絶縁抵抗計で50Vの電圧を１分間印加し
て、絶縁抵抗を温度20℃で測定し、比抵抗を算出
た。 機械的性質を抗折強度で評価するため、焼結し
た平板から厚さ１mm、幅３mm、長さ約15mmの矩形
板を10枚切り出した。支点間距離を10mmにとり、
二点法で破壊荷重Pm［Kg］を測定し、τ＝３／２ Pm・ｌ／Ｗ・t2［Kg／cm2］なる式に従い、抗折強度τ ［Kg／cm2］を求めた。ただし、ｌは支点間距離、
ｔは試料の厚み、Ｗは試料の幅である。 収縮率は850℃および900℃での温度で取り出し
たサンプルの平板上に形成した収縮率測定用パタ
ーンから寸法を測定し、焼成前の寸法との差から
算出した。 このようにして得られた磁器の主成分［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］X［PbTiO3］1-Xの配合比ｘおよ
び副成分添加量と、誘電率、誘電損失、容量抵抗
積、抗折強度および850℃と900℃の収縮率の関係
を表−１に示す。 表−１に示した結果から副成分としてAgを含
有せしめることにより、抗折強度および容量抵抗
積を共に高め、しかも低い誘電損失の値を保つた
信頼性の高い実用性に富む優れた高誘電率磁器組
成物が得られることがわかる。 また複合積層セラミツク部品においては絶縁体
との複合化が必要であり、絶縁体の収縮特性にマ
ツチングさせることが重要となる。絶縁体の材料
は、収縮率が850℃で約10.2％、900℃で約13.2％
のものを使用しており、Ag添加により誘電体の
収縮率を850℃で9.1〜10.5％、900℃で11.7〜13.4
％と制御することが可能なので、焼結時の異種物
質間のストレスの減少に極めて有利である。
【表】
［発明の効果］
以上説明したように本発明の誘電体磁器組成物
は、焼結温度が1000℃以下の低温であるため、積
層コンデンサの内部電極や複合積層セラミツク部
品の内部導体の低価格化を実現できると共に、省
エネルギーや炉材の節約にもなる。また、得られ
る磁器組成物は物理的特性、電気的特性に優れた
信頼性の高いものである。
は、焼結温度が1000℃以下の低温であるため、積
層コンデンサの内部電極や複合積層セラミツク部
品の内部導体の低価格化を実現できると共に、省
エネルギーや炉材の節約にもなる。また、得られ
る磁器組成物は物理的特性、電気的特性に優れた
信頼性の高いものである。
Claims (1)
- １ マグネシウム・タングステン酸鉛［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］よりなる主成分に、またはマ
グネシウム・タングステン酸鉛とチタン酸鉛
［PbTiO3］とからなる二成分組成物を［Pb
（Mg1/2W1/2）O3］X［PbTiO3］1-Xと表したときに
ｘが0.50≦ｘ＜1.00の範囲内である主成分組成物
に、副成分として銀を主成分または主成分組成物
に対して0.02〜１重量％含有せしめることを特徴
とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008133A JPS63176351A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62008133A JPS63176351A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63176351A JPS63176351A (ja) | 1988-07-20 |
| JPH057341B2 true JPH057341B2 (ja) | 1993-01-28 |
Family
ID=11684789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62008133A Granted JPS63176351A (ja) | 1987-01-19 | 1987-01-19 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63176351A (ja) |
-
1987
- 1987-01-19 JP JP62008133A patent/JPS63176351A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63176351A (ja) | 1988-07-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |