JPH059073A - 温度補償用磁器組成物 - Google Patents
温度補償用磁器組成物Info
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- JPH059073A JPH059073A JP3185677A JP18567791A JPH059073A JP H059073 A JPH059073 A JP H059073A JP 3185677 A JP3185677 A JP 3185677A JP 18567791 A JP18567791 A JP 18567791A JP H059073 A JPH059073 A JP H059073A
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Abstract
る誘電体磁器組成物を提供する。 【構成】 {(MeO)k (Zr1-x Ti2 )O2 }
(但しMeOはCaO、SrO、BaOの内の少なくと
も1種の金属酸化物)で表わされる主成分に対してLi
2 SiO3 (ケイ酸リチウム)とMF2 (但しMF2 は
CaF2 、SrF2 、BaF2 、MgF2 の内の少なく
とも1種のアルカリ土類フッ化物)とを添加する。
Description
内部電極とする積層磁器コンデンサに好適な温度補償用
磁器組成物に関する。
してPd(パラジウム)等の貴金属が主として用いられ
てきた。しかし、近年、電極のコストダウンのために内
部電極を安価なNi等の卑金属で形成することが検討さ
れている。卑金属の使用を可能にするためには、磁器組
成物が卑金属の融点以下で焼結しなければならない。内
部電極としてNi(ニッケル)を使用したJIS規格の
CH〜UJ特性等の温度補償用磁器コンデンサは、特開
昭62−131412公報、特開昭62−131413
号公報、特開昭62−131414号公報、特開昭62
−131415号公報、特開昭63−254602号公
報、特開昭63−254603号公報、特開昭63−2
81309号公報、特開昭63−281308号公報等
に開示されている。上記の公報に開示されている誘電体
磁器組成物は、1200℃以下の還元性雰囲気で焼結可
能である。
路の高周波化が著しく、数100MHz〜数GHzの高
周波に適した磁器コンデンサの要求が非常に強い。しか
しながら、Niは抵抗率が大きいので、Ni電極の抵抗
値が必然的に高くなり、またNiは強磁性体であるため
に高周波領域において表皮効果によるNi電極の実効抵
抗値が増大する。この結果、Ni電極の磁器コンデンサ
は高周波領域でQ値が著しく低下するという問題があっ
た。
さく、非磁性体で高周波特性に優れたCu(銅)を使用
することが考えられる。しかし、Cuの融点は1083
℃である為、上記公報に開示されている誘電体磁器組成
物によって緻密化が十分な磁器を得ることは困難であ
る。
還元性雰囲気で焼成可能な誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
の本発明は、(1−α−β){(MeO)k (Zr1- x
Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 (但し、
MeOはCaO、SrO、BaOの内の少なくとも1種
の金属酸化物、MF2 はCaF2 、SrF2 、Ba
F2 、MgF2 の内の少なくとも1種のアルカリ土類フ
ッ化物、αは0.01〜0.05の範囲の数値、βは
0.01〜0.05の範囲の数値、kは0.8〜1.3
の範囲の数値、xは0.3以下の数値)から成る温度補
償用磁器組成物に係わるものである。
土類フッ化物であるMF2 (CaF2 、SrF2 、Ba
F2 、MgF2 )を添加することによって、焼成時に低
温で液相が生じ、1050℃以下の焼成で緻密化された
磁器を得ることができる。
電体磁器組成物及びこれを使用した温度補償用磁器コン
デンサを説明する。 (1−α−β){(MeO)k (Zr1-x Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 の組成式に従う41種類の誘電体磁器組成物を得るため
に表1及び表2に示すように組成の異なる41の試料を
用意した。表1において1−α−βの欄は組成式におけ
る主成分{(MeO)k (Zr1-x Tix)O2 }の割
合をモル比で示す。MeOの内容の欄は、この金属酸化
物としてCaO(酸化カルシウム)、BaO(酸化バリ
ウム)、SrO(酸化ストロンチウム)を使用すること
及びこれ等の割合をモル比で示す。1−x、及びxの欄
は組成式におけるZr(ジルコニウム)とTi(チタ
ン)の割合をモル比で示す。kは組成式における(Me
O)の割合を示す値である。表2におけるαは組成式に
おける第1の添加成分であるLi2 SiO3 (ケイ酸リ
チウム)の割合をモル比で示す。MF2 の欄は組成式に
おけるアルカリ土類フッ化物の内容(MgF2 、CaF
2 、BaF2 、SrF2 )とこれ等のβ値(組成物全体
に対するモル比)を示す。βの欄はMF2 の全体のβ値
即ち組成式におけるβの値を示す。表1及び表2の各欄
の値が与えられれば、本発明に関係する組成式を特定す
ることができる。
物及びこれを使用した磁器コンデンサの製造方法を説明
する。試料NO. 1の誘電体磁器組成物は次式で示すこと
ができる。 0.94{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)O2 }+0.03Li2 Si O3 +0.03CaF2 まず、この組成物の主成分 0.94{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)O2 } を得ることができるように純度99%以上のCaCO3
(炭酸カルシウム)、ZrO2 (酸化ジルコニウム)、
TiO2 (酸化チタン)を秤量した。
コニアボールと共にポットミルに入れ、15時間湿式混
合した。次に、この混合で得られたスラリーを、ステン
レスバットに入れ、熱風乾燥機で150℃、4時間乾燥
し、この乾燥物をトンネル炉に入れて大気中で1200
℃、2時間仮焼し、 (1−α−β){(MeO)k {(Zr1-x Tix )O2 } に従う主成分を得た。
してのLi2 SiO3 と第2の添加成分としてのCaF
2 とをα=0.03、β=0.03になる割合に秤量
し、主成分{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)
O2 }の粉末に添加し、これ等を水及びジルコニアボー
ルと共にポットミルに入れ、15時間湿式混合し、得ら
れたスラリーをステンレスバットに入れて熱風乾燥し、
誘電体磁器組成物(原料混合物)を得た。
してポリビニルアルコールを3重量%加えて造粒し、こ
れを型に入れ、油圧プレスで2000kg/cm2 の圧
力で直径10mm、厚さ1mmの円板に成形した。次
に、この円板(成形体)に大気中500℃で5時間の加
熱処理(脱バインダー処理)を施して有機バインダーを
焼失させた後、H2 (0.1%)+N2(99.9%)
の弱還元性雰囲気中で940℃、2時間焼成した。
n−Ga(インジウム−ガリウム)合金の導電ペースト
を塗布することによって、図1に示すように磁器円板1
と一対の電極2、3とから成るコンデンサを完成させ
た。
εs 、Q値、静電容量の温度係数TC、抵抗率ρを測定
した。表3は各試料の電気的諸特性と焼成温度を示す。
なお、電気的特性は次の条件で測定した。 (A) 比誘電率εs は温度25℃、周波数1MHz、
電圧(実効値)1Vの条件でコンデンサの静電容量を測
定し、この測定結果と磁器円板の厚み及び電極面積から
計算で求めた。 (B) Q値はεs と同一の条件で測定した。 (C) 静電容量の温度係数TC(ppm/℃)は、コ
ンデンサの25℃の容量C25と125℃の容量C125 を
測定し、次式で算出した。 TC(ppm/℃)={(C125 −C25)/C25}×{1/(125−25) }×106 (D) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度25℃におい
てDC1kVをコンデンサに1分間印加した後に抵抗値
を測定し、この測定値と寸法に基づいて計算で求めた。
組成物の組成を表1及び表2に示すように変え、且つ焼
成温度を表3に示す値にした他は試料NO. 1と同一の方
法で誘電体磁器円板及びコンデンサを作り、同一の方法
で電気的特性を測定した。但し、BaOを得るために出
発原料として純度99%以上のBaCO3 (炭酸バリウ
ム)を使用し、SrOを得るために純度99%以上のS
rCO3 (炭酸ストロンチウム)を使用した。
器コンデンサのεs は32、Qは7600、TCは20
ppm/℃、ρは2.77×107 である。
あり、且つεs が30以上、TCが−750〜+80p
pm/℃、Qが3000以上、ρが1×107 MΩ・c
m以上の電気的特性を得ることができる誘電体磁器組成
物を目標としている。多くの試料は目標特性即ち所望特
性を満足するが、試料NO. 15、16、23、24、2
8、35、40、41は所望特性を満足しないので、比
較例である。
Oとして使用することができる金属酸化物を示すもので
あり、NO. 10〜NO. 15はTiの割合(x値)の適正
範囲を示すためのものであり、NO. 16〜NO. 23はk
の値の適正範囲を示すためのものであり、NO. 24〜N
O. 28はαの値の適正範囲を示すものであり、NO. 2
9〜NO. 34はMF2 の種類の変化を示すものであり、
NO. 35〜NO. 41はβの値の適正範囲を示すものであ
る。
組成の限定理由を説明する。試料NO. 1〜9から明らか
なように、金属酸化物MeOとしてCaO、BaO、S
rOの内のいずれか1種又は複数種の組み合せであって
も所望特性を得ることができる。
すxの値が、試料NO. 15に示すように0.40の場合
にはTCが−1100ppm/℃と悪化するが、試料N
O. 14に示すようにxの値が0.30の場合には所望
特性が得られる。従って、xの上限値は0.30であ
る。xの値を変化させてZrとTiの割合を変えると、
TCが連続的に変化するが、xが0.30以下の範囲で
は所望特性が得られる。試料NO. 10に示すように、x
を零にして1−xを1.00としても所望特性が得られ
る。従って、xの範囲は0〜0.30である。なお、1
−xの範囲は、必然的に0.70〜1.00になる。
0の場合には、所望の電気的特性を得ることができる
が、試料NO. 16に示すように0.70の場合には、Q
の値が急激に低下し、抵抗率ρも1×106 MΩ・cm
未満となる。従って、kの値の下限値は0.80であ
る。一方、kの値が試料NO. 22に示すように1.30
の場合には所望の電気的特性が得られるが、試料NO. 2
3に示すように1.40の場合には、1100℃で焼成
しても緻密な焼結体が得られない。従って、kの値の上
限値は1.30である。
NO. 25に示すように0.01の場合には、所望の電気
的特性を得ることができるが、試料NO. 24に示すよう
に0.005の場合には1100℃で焼成しても緻密な
焼結体が得られない。従って、αの値の下限値は0.0
1である。一方、αの値が試料NO. 27に示すように
0.05の場合には、所望の電気的特性を得ることがで
きるが、試料NO. 28に示すように0.06の場合には
Q値が2000未満、比抵抗ρも1×107 MΩ・cm
未満となる。従って、αの値の上限値は0.05であ
る。
6、37に示すように0.01の場合には、所望の電気
的特性を得ることができるが、試料NO. 35に示すよう
に0.005の場合には1100℃で焼成しても緻密な
焼結体が得られない。従って、βの値の下限値は0.0
1である。一方、βの値が試料NO. 39に示すように
0.05の場合には、所望の電気的特性を得ることがで
きるが、試料NO. 40、41に示すように0.06の場
合には、Qが2000未満、比抵抗ρも1×107 MΩ
・cm未満となる。従って、βの値の上限値は0.05
である。また、試料NO. 29〜34に示すように、MF
2 の成分としてはMgF2 、CaF2 、BaF2 、Sr
F2 はほぼ同様に働き、これ等から選択された1つを使
用しても又は複数を使用しても同様な効果が得られる。
ンサの作製を容易にするために、In−Ga合金電極の
単層コンデンサを作製したが、この代りに本発明に従う
磁器組成物のグリーンシート(未焼結磁器シート)にC
u(銅)ペーストを塗布して乾燥したものを積層し、こ
の成形体の焼成と電極の焼付を還元性又は非酸化性雰囲
気、1050℃以下の条件で同時に行い、図2に示すよ
うに複数の誘電体磁器層1a、1b、1cの中に、Cu
から成る内部電極4、5を設け、更にこれに接続された
外部電極6、7を設けた構造の温度補償用積層磁器コン
デンサとすることができる。内部電極4、5を構成する
Cuは抵抗率が低く且つ非磁性体であるので、高周波特
性に優れたコンデンサが得られる。
微量のMnO2 (好ましくは0.05〜0.3重量%)
等の鉱化剤を添加すると、更に焼結性を向上させること
ができる。また(MeO)k (Zrx Ti1-x )O2 を
作製するための出発原料としては実施例で示した以外の
酸化物、水酸化物又はその他の化合物を使用してもよ
い。
ば、還元性雰囲気中で1050℃以下で焼結が可能であ
り、且つεs が30以上、TCが−750〜+80pp
m/℃、Qが3000以上、ρが1×107 MΩ・cm
以上の電気的特性を有する温度補償用磁器コンデンサを
提供することが可能になる。
面図である。
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 (1−α−β){(MeO)k (Zr
1-x Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 (但し、MeOはCaO、SrO、BaOの内の少なく
とも1種の金属酸化物、 MF2 はCaF2 、Sr
F2 、BaF2 、MgF2 の内の少なくとも1種のアル
カリ土類フッ化物、 αは0.01〜0.05の範囲の数値、 βは0.01〜0.05の範囲の数値、 kは0.8〜1.3の範囲の数値、 xは0.3以下の数値) から成る温度補償用磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3185677A JP2531547B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 温度補償用磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH059073A true JPH059073A (ja) | 1993-01-19 |
JP2531547B2 JP2531547B2 (ja) | 1996-09-04 |
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ID=16174939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3185677A Expired - Fee Related JP2531547B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 温度補償用磁器組成物 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2531547B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6396681B2 (en) | 2000-04-07 | 2002-05-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Nonreducing dielectric ceramic and monolithic ceramic capacitor using the same |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61251566A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | 旭化成株式会社 | 誘電体組成物 |
JPS62131415A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-13 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185677A patent/JP2531547B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61251566A (ja) * | 1985-04-30 | 1986-11-08 | 旭化成株式会社 | 誘電体組成物 |
JPS62131415A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-13 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
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---|---|---|---|---|
US6396681B2 (en) | 2000-04-07 | 2002-05-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Nonreducing dielectric ceramic and monolithic ceramic capacitor using the same |
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---|---|
JP2531547B2 (ja) | 1996-09-04 |
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