JPH06260026A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH06260026A
JPH06260026A JP5040843A JP4084393A JPH06260026A JP H06260026 A JPH06260026 A JP H06260026A JP 5040843 A JP5040843 A JP 5040843A JP 4084393 A JP4084393 A JP 4084393A JP H06260026 A JPH06260026 A JP H06260026A
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JP
Japan
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dielectric
composition
bao
sro
dielectric ceramic
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Pending
Application number
JP5040843A
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English (en)
Inventor
Tetsuo Wano
哲雄 和野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高い誘電率を有しかつ誘電損失が小さく、さ
らに絶縁破壊電圧、絶縁抵抗が大きく、また結晶粒径が
小さい誘電体磁器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。 【構成】 一般式としてxBaO・yTiO2・zGd
3/2で表され、式中のバリウム酸化物(BaO)をス
トロンチウム酸化物(SrO)で置換し、その置換率m
がストロンチウム酸化物(SrO)で0.005≦m≦
0.100の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1】 に示すa,b,c,d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分。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高い誘電率を有しかつ誘
電損失が小さく、さらに絶縁破壊電圧、絶縁抵抗が大き
く、また結晶粒径が小さい誘電体磁器組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来から、高い誘電率を有する誘電体磁
器組成物として、BaTiO3にBaO,CaO,Ti
2,ZrO2などを適当量添加したものが知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの誘電
体磁器組成物は結晶粒径が10〜20μmと大きく、気
孔率も高いため、積層セラミックコンデンサのように誘
電体厚みが薄い製品への応用には、誘電損失が大きくな
る、絶縁破壊電圧が低い、外部電極を形成するメッキ処
理時の絶縁破壊電圧および絶縁抵抗が低下するなどの課
題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ために本発明の誘電体磁器組成物は、一般式としてxB
aO・yTiO2・zGdO3/2で表され、式中のバリウ
ム酸化物(BaO)をストロンチウム酸化物(SrO)
で置換し、その置換率mがストロンチウム酸化物(Sr
O)で0.005≦m≦0.100の範囲にある組成を
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1)に示すa,b,c,
dで囲まれるモル比の範囲にある組成を有するものであ
る。また、副成分としてニオブをNb25の形に換算し
て0.3〜3.0重量部添加してなる誘電体磁器組成物
を提供するものである。
【0005】
【作用】この構成により、BaOをSrOで置換するこ
とにより、誘電損失を小さくし、静電容量と絶縁抵抗の
積(CR積)を大きくすることとなる。
【0006】さらに、副成分としてニオブを添加するこ
とにより、CR積と絶縁破壊強度を大きくすることとな
る。
【0007】さらにまた、これらの構成により、結晶粒
径を小さくすることとなる。
【0008】
【実施例】
(実施例1)出発原料には化学的に高純度のBaC
3,SrCO3,TiO2,Gd23およびMnO2粉末
を下記の(表2)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
高アルミナ質のルツボに入れ、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メッシュのふるいを通して
整粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1t/cm2
で直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次いで、この
成形円板をジルコニア粉末を敷いたアルミナ質のサヤに
入れ、空気中にて(表2)に示す焼成温度で2時間焼成
し、(表2)に示す組成比の誘電体磁器円板を得た。
【0009】このようにして得られた誘電体磁器円板
は、厚みと直径を測定し、誘電率、誘電損失、静電容量
温度特性測定用試料は、誘電体磁器円板の両面全体に銀
電極を焼き付け、絶縁破壊電圧および絶縁抵抗測定用試
料は、誘電体磁器円板の外周より1mm内側まで銀電極を
焼き付けた。そして、誘電率、誘電損失、静電容量温度
特性は、横河ヒューレット・パッカード(株)製デジタ
ルLCRメータのモデル4274Aを使用し、測定温度
20℃、測定電圧1Vrms、測定周波数1kHzでの測
定より求めた。
【0010】なお、静電容量温度変化率は、20℃を基
準温度とし−25℃〜+85℃の温度範囲内の任意の測
定温度における静電容量との変化率を表している。変化
率は次式より求めた。
【0011】dC=(CT−CO)/CO×100 dC:静電容量温度変化率(%) CT:T℃での静電容量(pF) CO:20℃での静電容量(pF) そして、誘電率は次式より求めた。
【0012】K=143.8×CO×t/D2 K:誘電率 CO:20℃での静電容量(pF) D:誘電体磁器円板の直径(mm) t:誘電体磁器円板の厚み(mm) また、絶縁破壊電圧は菊水電子工業(株)製の高圧直流
電源PHS35K−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/sにより測定し、次式よ
り誘電体1mm当りの絶縁破壊強度として求めた。
【0013】B1=BO/t B1:絶縁破壊強度(kV/mm) BO:絶縁破壊電圧(kV) さらに、絶縁抵抗は、タケダ理研(株)製の高抵抗計を
使用し、測定電圧50V.DC、測定時間1分間による
測定より求め、CR積として次式より求めた。
【0014】CR=CO×RO/1012 CR:CR積(MΩ・μF) CO:20℃での静電容量(F) RO:絶縁抵抗(Ω) さらにまた、結晶粒径は、倍率400での光学顕微鏡観
察より求めた。
【0015】上記測定結果を試料番号1〜10別に(表
3)に示す。
【0016】
【表2】
【0017】
【表3】
【0018】(図1)は本発明にかかる主成分の組成範
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(図1)を参照しながら説明する。すなわち、A領
域では誘電率が小さく、実用的でなくなる。また、B領
域ではキュリー点がマイナス側に大きくなりすぎ、温度
特性の静電容量温度変化率がプラス側に大きくはずれ実
用的でなくなる。さらに、C領域では焼結が著しく困難
である。さらにまた、D領域では誘電率が小さく、実用
的でなくなる。
【0019】また、BaOをSrOで置換することによ
り、誘電率、絶縁破壊強度を大きく変えることなしに誘
電損失を小さくし、静電容量と絶縁抵抗の積(CR積)
を大きくする効果を有しているが、その置換率mが0.
005未満では効果はなく、一方0.100を越えると
誘電率が低下し実用的でなくなる。
【0020】さらに、結晶粒径を5〜10μmと小さく
することができる。 (実施例2)実施例1に高純度のNb25粉末を(表
4)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(表4)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結晶粒径を測定した結果を試料
番号11〜20別に(表5)に示す。
【0021】
【表4】
【0022】
【表5】
【0023】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。
【0024】主成分に対し、副成分Nb25を含有する
ことにより静電容量と絶縁抵抗の積(CR積)と絶縁破
壊電圧を向上させる効果を有しているが、その含有量が
主成分100重量部に対し、0.3重量部未満では含有
効果はなく、一方3.0重量部を越えるとキュリー点が
マイナス側にずれ誘電率を低下させ実用的でなくなる。
【0025】また、結晶粒径を3〜8μmと小さくする
ことができる。なお、実施例における誘電体磁器組成物
の作製方法では、BaCO3,SrCO3,TiO2,G
23,Nb25およびMnO2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、BaO,SrO,TiO
2,Gd23,Nb25およびMnO2となる化合物を使
用しても実施例と同程度の特性を得ることができる。
【0026】また、一般に使用されている工業用BaT
iO3のBa/Ti比は0.98以上であり、BaTi
3を出発原料として使用した場合、不足分のBaOま
たはTiO2を添加しても実施例と同程度の特性を得る
ことができる。
【0027】さらに、主成分をあらかじめ仮焼し、副成
分を添加しても実施例と同程度の特性を得ることができ
る。
【0028】さらにまた、誘電体磁器用として一般に使
用される工業用原料の二酸化チタン、例えばチタン工業
(株)製二酸化チタンKA−10、古河鉱業(株)製二
酸化チタンFA−55Wには最大0.45重量%のNb
25が含まれるが、これらの二酸化チタンを使用して主
成分の誘電体磁器を作成しても主成分100重量%に対
して、Nb25の含有量は最大で0.17重量%であ
り、本発明の範囲外であるが、工業用原料の酸化チタン
中のNb25量を考慮し、不足分のNb25を含有させ
ることにより、実施例と同程度の特性を得ることができ
る。
【0029】そして、上述の基本組成のほかに、Zn
O,SiO2,Fe23など、一般にフラックスと考え
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。
【0030】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、高い誘電
率(3770〜9400)を有し、BaOをSrOで置
換することにより、誘電率、絶縁破壊強度を大きく変え
ることなしに誘電損失を小さくし、かつ静電容量と絶縁
抵抗の積(CR積)を大きくすることができる。また、
副成分としてニオブを添加することにより、CR積と絶
縁破壊強度を大きくすることができる。さらに、これら
の構成により結晶粒径が小さい誘電体磁器が得られるも
のである。このため誘電体厚みを薄くすることができ、
製品の小型化、大容量化が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項1の誘電体磁器組成物にかかる
組成範囲を示す三元図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式としてx[(BaO)(1-m)(S
    rO)m]・yTiO2・zGdO3/2で表され、mの値
    が0.005≦m≦0.100の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1】 に示すa,b,c,dで囲まれるモル比の範囲からなる
    組成を有する誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 副成分としてニオブをNb25の形に換
    算して0.3〜3.0重量部添加してなる請求項1記載
    の誘電体磁器組成物。
JP5040843A 1993-03-02 1993-03-02 誘電体磁器組成物 Pending JPH06260026A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3930807A1 (de) * 1988-09-14 1990-03-22 Hitachi Ltd Drucksteuerungsverfahren und -system
JP2017199859A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社村田製作所 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法

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DE3930807A1 (de) * 1988-09-14 1990-03-22 Hitachi Ltd Drucksteuerungsverfahren und -system
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