JPH0644408B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0644408B2 JPH0644408B2 JP60256957A JP25695785A JPH0644408B2 JP H0644408 B2 JPH0644408 B2 JP H0644408B2 JP 60256957 A JP60256957 A JP 60256957A JP 25695785 A JP25695785 A JP 25695785A JP H0644408 B2 JPH0644408 B2 JP H0644408B2
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- temperature
- fired
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は１１００℃以下で焼成される高誘電率系誘電体
磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき高
い抵抗率の得られる組成物に関する。
磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき高
い抵抗率の得られる組成物に関する。
従来の技術 近年セラミックコンデンサにおいては素子の小型化、大
容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、
焼成温度が１３００℃程度と高いため、内部電極材料と
してはＰｔ，Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があっ
た。
容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、
焼成温度が１３００℃程度と高いため、内部電極材料と
してはＰｔ，Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があっ
た。
これに対し空気中１０００℃以下で焼成でき内部電極と
して安価なＡｇ系材料を用いることができる鉛複合ペロ
ブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲気中で焼成できＮ
ｉなどの卑金属材料を内部電極として使用できるチタン
酸バリウム系材料が開発されている。前者については発
明者らはすでにＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３−Ｐｂ（２ｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３を含む
誘電体磁器組成物を提案している。後者については特公
昭５６−４６６４１号公報に記載の材料などが知られて
いる。
して安価なＡｇ系材料を用いることができる鉛複合ペロ
ブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲気中で焼成できＮ
ｉなどの卑金属材料を内部電極として使用できるチタン
酸バリウム系材料が開発されている。前者については発
明者らはすでにＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３）Ｏ３−Ｐｂ（２ｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３を含む
誘電体磁器組成物を提案している。後者については特公
昭５６−４６６４１号公報に記載の材料などが知られて
いる。
ＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−Ｐ
ｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系固溶体は低温で焼成で
き、誘電率の温度変化率が同程度のチタン酸バリウム系
材料に比べ高い誘電率が得られる。従ってこの誘電体磁
器組成物とＡｇ系内部電極からなる積層コンデンサは素
子の大容量、小型化、低コスト化が図れる利点を有して
いる。しかし近年さらに内部電極材料の低コスト化が図
れるＣｕなどの卑金属を内部電極として用いることが求
められている。このため、同時焼成したときＣｕなどの
金属が酸化しないような低酸素分圧雰囲気で焼成したと
き、誘電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要とされ
ている。
ｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系固溶体は低温で焼成で
き、誘電率の温度変化率が同程度のチタン酸バリウム系
材料に比べ高い誘電率が得られる。従ってこの誘電体磁
器組成物とＡｇ系内部電極からなる積層コンデンサは素
子の大容量、小型化、低コスト化が図れる利点を有して
いる。しかし近年さらに内部電極材料の低コスト化が図
れるＣｕなどの卑金属を内部電極として用いることが求
められている。このため、同時焼成したときＣｕなどの
金属が酸化しないような低酸素分圧雰囲気で焼成したと
き、誘電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要とされ
ている。
発明が解決しようととする問題点 ＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３−Ｐ
ｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系固溶体は低酸素分圧雰
囲気で焼成するとチ密に焼結せず、また抵抗率が小なく
なる傾向がある。
ｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系固溶体は低酸素分圧雰
囲気で焼成するとチ密に焼結せず、また抵抗率が小なく
なる傾向がある。
本発明はＰｂＴｉＯ３−Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）
Ｏ３−Ｐｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系のもつ高い誘
電率と低温焼結性をそこなわず、低酸素分圧雰囲気で焼
成したとき抵抗値が高い誘電体磁器組成物を提供するこ
とを目的としている。
Ｏ３−Ｐｂ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ３系のもつ高い誘
電率と低温焼結性をそこなわず、低酸素分圧雰囲気で焼
成したとき抵抗値が高い誘電体磁器組成物を提供するこ
とを目的としている。
問題点を解決するための手段 本発明の誘電体磁器組成物は、（ＰｂａＭｅｂ）（Ｍｇ
１／３Ｎｂ２／３）ｘＴｉｚ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ
２＋ａ＋ｂで表され（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、Ｍｅが
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａからなる群の少なくとも一つの成分か
らなり、０．００１≦０．２５０，１．０００≦ａ＋ｂ
≦１．２００の範囲の組成である。
１／３Ｎｂ２／３）ｘＴｉｚ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ
２＋ａ＋ｂで表され（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）、Ｍｅが
Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａからなる群の少なくとも一つの成分か
らなり、０．００１≦０．２５０，１．０００≦ａ＋ｂ
≦１．２００の範囲の組成である。
作用 本発明の組成物においては、低酸素分圧雰囲気、１１０
０℃以下の焼成温度でチ密な焼成物が得られ、高い抵抗
率を有する信頼性の高い素子がえられる。
０℃以下の焼成温度でチ密な焼成物が得られ、高い抵抗
率を有する信頼性の高い素子がえられる。
実施例 出発原料には化学的に高純度なＰｂＯ，ＭｇＯ，ＭｅＣ
Ｏ３（Ｍｅ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ），Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ
２，ＺｎＯ，ＷＯ３を用いた。これらを純度補正をおこ
なったうえで所定量を秤量し、メノウ製玉石を用い純水
を溶媒としてボールミルで１７時間湿式混合した。これ
を吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾燥し、その後
ライカイ機で充分解砕した後粉体量の５tw％の水分を加
え、直径６０mm高さ約５０mmの円柱状に成形圧力５００
kg/cm2で成形した。これをアルミナルツボ中に入れ同質
のフタをし、７５０℃〜８８０℃で２間仮焼した。次に
仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにメノウ製玉石を
用い純水を溶媒としてボールミルで１７時間紛砕し、こ
れを吸引ろ過し水分の大半を分離した後乾燥した。以上
の仮焼，粉砕，乾燥を数回くりかえした後この粉末にポ
リビニルアルコール６ｗｔ％水溶液を粉体量の６ｗｔ％
加え、３メッシュふるいを通して造粒し、成形圧力１０
００kg/cm2で直径１３mm高さ約５mmの円柱状に成形し
た。成形物は空気中で７００℃まで昇温し１時間保持し
ポリビニルアルコール分をバーンアウトした。これを上
述の仮焼粉を体積の１／３程度敷きつめた上に２００メ
ッシュＺｒＯ２粉を約１mm敷いたマグネシヤ磁器容器に
移し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿入
し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのちＮ２−
Ｈ２混合ガスで置換し、酸素分圧（Ｐｏ２）が１．０ｘ
１０−８ａｔｍになるようＮ２とＨ２ガスの混合比を調
節しながら混合ガスを流し所定温度まで４００℃／hrで
昇温し２時間保持後４００℃／hrで降温した。炉心管内
のＰｏ２は挿入した安定化ヂルコニア酸素センサーによ
り測定した。第２図に焼成時のマグネシヤ磁器容器の構
造を、第３図に炉心管内部をそれぞれ断面図で示す。
Ｏ３（Ｍｅ：Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ），Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ
２，ＺｎＯ，ＷＯ３を用いた。これらを純度補正をおこ
なったうえで所定量を秤量し、メノウ製玉石を用い純水
を溶媒としてボールミルで１７時間湿式混合した。これ
を吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾燥し、その後
ライカイ機で充分解砕した後粉体量の５tw％の水分を加
え、直径６０mm高さ約５０mmの円柱状に成形圧力５００
kg/cm2で成形した。これをアルミナルツボ中に入れ同質
のフタをし、７５０℃〜８８０℃で２間仮焼した。次に
仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにメノウ製玉石を
用い純水を溶媒としてボールミルで１７時間紛砕し、こ
れを吸引ろ過し水分の大半を分離した後乾燥した。以上
の仮焼，粉砕，乾燥を数回くりかえした後この粉末にポ
リビニルアルコール６ｗｔ％水溶液を粉体量の６ｗｔ％
加え、３メッシュふるいを通して造粒し、成形圧力１０
００kg/cm2で直径１３mm高さ約５mmの円柱状に成形し
た。成形物は空気中で７００℃まで昇温し１時間保持し
ポリビニルアルコール分をバーンアウトした。これを上
述の仮焼粉を体積の１／３程度敷きつめた上に２００メ
ッシュＺｒＯ２粉を約１mm敷いたマグネシヤ磁器容器に
移し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿入
し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのちＮ２−
Ｈ２混合ガスで置換し、酸素分圧（Ｐｏ２）が１．０ｘ
１０−８ａｔｍになるようＮ２とＨ２ガスの混合比を調
節しながら混合ガスを流し所定温度まで４００℃／hrで
昇温し２時間保持後４００℃／hrで降温した。炉心管内
のＰｏ２は挿入した安定化ヂルコニア酸素センサーによ
り測定した。第２図に焼成時のマグネシヤ磁器容器の構
造を、第３図に炉心管内部をそれぞれ断面図で示す。
第２図において１はマグネシア容器であり、その上部は
マグネシア容器蓋２で封じた。マグネシア容器１の下部
には仮焼粉３を配置し、その上にジルコニア粉４を配置
した。それらにその上に試料５を配置した。
マグネシア容器蓋２で封じた。マグネシア容器１の下部
には仮焼粉３を配置し、その上にジルコニア粉４を配置
した。それらにその上に試料５を配置した。
第２図のように準備されたマグネシア容器１を第３図の
ように炉心管６内に配置した。７は安定化ジルコニア酸
素センサーである。
ように炉心管６内に配置した。７は安定化ジルコニア酸
素センサーである。
焼成物は厚さ１mmの円板状に切断し、両面にＣｒ−Ａｕ
を蒸着し、誘電率、ｔａｎδを１kHz１Ｖ／mmの電界下
で測定した。また抵抗率は１ｋＶ／mmの電圧を印加後１
分値から求めた。
を蒸着し、誘電率、ｔａｎδを１kHz１Ｖ／mmの電界下
で測定した。また抵抗率は１ｋＶ／mmの電圧を印加後１
分値から求めた。
なお焼成温度は焼成物の密度がもっても大きくなる温度
とした。
とした。
表１に本発明の組成範囲および周辺組成の成分［ａ，
ｂ，ｘ，ｙ，ｚは（ＰｂａＭｅｂ）（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３）ｘＴｉｙ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）ｚＯ
２＋ａ＋ｂと表したときの値］、低酸素分圧雰囲気で焼
成したときの章成温度、誘電率、誘電率の温度変化率
（２０℃に対する）、ｔａｎδ、抵抗率、密度を示し
た。
ｂ，ｘ，ｙ，ｚは（ＰｂａＭｅｂ）（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３）ｘＴｉｙ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）ｚＯ
２＋ａ＋ｂと表したときの値］、低酸素分圧雰囲気で焼
成したときの章成温度、誘電率、誘電率の温度変化率
（２０℃に対する）、ｔａｎδ、抵抗率、密度を示し
た。
第１図は表１に示した各試料を（ＰｂａＭｅｂ）ＴｉＯ
２＋ａ＋ｂ，（ＰｂａＭｅｂ）（Ｍｇ１／３Ｎ
ｂ２／３）Ｏ２＋ａ＋ｂ，（（ＰｂａＭｅｂ）（Ｚｎ
１／２Ｗ１／２）Ｏ２＋ａ＋ｂを端成分とする三角形成
図中に示したもので、斜線の範囲が発明の範囲である。
２＋ａ＋ｂ，（ＰｂａＭｅｂ）（Ｍｇ１／３Ｎ
ｂ２／３）Ｏ２＋ａ＋ｂ，（（ＰｂａＭｅｂ）（Ｚｎ
１／２Ｗ１／２）Ｏ２＋ａ＋ｂを端成分とする三角形成
図中に示したもので、斜線の範囲が発明の範囲である。
発明範囲外の組成物では、ａ＋ｂが１．０００より小さ
いと低酸素分圧雰囲気で焼成したときチ密な焼結物が得
られない、もしくは抵抗率が低くなる難点を有してお
り、１．２００より大きくなると誘電率および抵抗率が
低下する難点を有する。またｂが０．２５０より大きい
と誘電率が低下する。ｘ，ｙ，ｚが限定の範囲外の組成
物はキュリー点が室温から大きくはずれ誘電率が低くな
る、もしくは誘電率の温度変化率が大きくなる難点を有
している。発明の範囲内の組成物では前記の問題がいず
れも克服されている。
いと低酸素分圧雰囲気で焼成したときチ密な焼結物が得
られない、もしくは抵抗率が低くなる難点を有してお
り、１．２００より大きくなると誘電率および抵抗率が
低下する難点を有する。またｂが０．２５０より大きい
と誘電率が低下する。ｘ，ｙ，ｚが限定の範囲外の組成
物はキュリー点が室温から大きくはずれ誘電率が低くな
る、もしくは誘電率の温度変化率が大きくなる難点を有
している。発明の範囲内の組成物では前記の問題がいず
れも克服されている。
なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気Ｐ
Ｏ２；１．０ｘ１０−８ａｔｍは焼成温度における銅の
平衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと考え
られる。
Ｏ２；１．０ｘ１０−８ａｔｍは焼成温度における銅の
平衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと考え
られる。
発明の効果 本発明によれば、低酸素分圧雰囲気１１００℃以の焼成
で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るためのチ密
で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部電極としてＣｕな
どの卑金属材料を用いることが可能になる優れた誘電体
磁器組成物を実現できる。
で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るためのチ密
で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部電極としてＣｕな
どの卑金属材料を用いることが可能になる優れた誘電体
磁器組成物を実現できる。
第１図は本発明に係る磁器組成物の成分組成を示す三角
組成図、第２図は焼成時に磁器を入れるマグネシヤ容器
の断面図、第３図は焼成時の炉心管を示す断面図であ
る。 １；マグネシア容器、；マグネシア容器蓋、３；仮焼
粉、４；ジルコニア粉、５；試料、６；炉心管、７；安
定化ジルコニア酸素センサー。
組成図、第２図は焼成時に磁器を入れるマグネシヤ容器
の断面図、第３図は焼成時の炉心管を示す断面図であ
る。 １；マグネシア容器、；マグネシア容器蓋、３；仮焼
粉、４；ジルコニア粉、５；試料、６；炉心管、７；安
定化ジルコニア酸素センサー。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−115817（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−78146（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−115608（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】（ＰｂａＭｅｂ）｛（Ｍｇ１／３Ｎｂ
２／３）ｘＴｉｙ（Ｚｎ１／２Ｗ１／２）ｚ｝Ｏ
２＋ａ＋ｂで表される組成式（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝
１）において、ＭｅがＣａ，Ｓｒ，Ｂａからなる群から
選ばれた少なくとも一種であり、 ０．００１≦ｂ≦０．２５０ １．０００≦ａ＋ｂ≦１．２００ の範囲にあり、この範囲内の各ａ，ｂの値に対し（Ｐｂ
ａＭｅｂ）（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ２＋ａ＋ｂ，Ｐ
ｂａＭｅｂ）ＴｉＯ２＋ａ＋ｂ，（ＰｂａＭｅｂ）（Ｚ
ｎ１／２Ｗ１／２）Ｏ２＋ａ＋ｂを頂点とする三角座標
において下記組成点、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを頂点とする五角
形の領域内の組成物からなることを特徴とする誘電体磁
器組成物。 Ａ；ｘ＝０．９５０ ｙ＝０．０４９ ｚ＝０．００１ Ｂ；ｘ＝０．６００ ｙ＝０．３９９ ｚ＝０．００１ Ｃ；ｘ＝０．０１０ ｙ＝０．７００ ｚ＝０．２９０ Ｄ；ｘ＝０．０１０ ｙ＝０．１００ ｚ＝０．８９０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256957A JPH0644408B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60256957A JPH0644408B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117205A JPS62117205A (ja) | 1987-05-28 |
| JPH0644408B2 true JPH0644408B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=17299716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60256957A Expired - Fee Related JPH0644408B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644408B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG45241A1 (en) * | 1993-06-30 | 1998-01-16 | Murata Manufacturing Co | Dielectric ceramic composition |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60256957A patent/JPH0644408B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62117205A (ja) | 1987-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |