JPH0670944B2 - 低損失磁器コンデンサ - Google Patents
低損失磁器コンデンサInfo
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- JPH0670944B2 JPH0670944B2 JP27779688A JP27779688A JPH0670944B2 JP H0670944 B2 JPH0670944 B2 JP H0670944B2 JP 27779688 A JP27779688 A JP 27779688A JP 27779688 A JP27779688 A JP 27779688A JP H0670944 B2 JPH0670944 B2 JP H0670944B2
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- dielectric constant
- dielectric
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は低損失磁器コンデンサに係り、特に高誘電率の
上に誘電率の温度特性にすぐれ、且つ低損失で周波数依
存性及び電圧依存性が小さく、高信頼性が得られる磁器
コンデンサに関するものである。
上に誘電率の温度特性にすぐれ、且つ低損失で周波数依
存性及び電圧依存性が小さく、高信頼性が得られる磁器
コンデンサに関するものである。
近年、スイッチング電源の小形軽量化、高周波化とCRT
ディスプレーの高精細度化にともない、磁器コンデンサ
の誘電損失（tanδ）が小さく誘電体磁器その物の自己
発熱も小さいことが重要視されてきた。
ディスプレーの高精細度化にともない、磁器コンデンサ
の誘電損失（tanδ）が小さく誘電体磁器その物の自己
発熱も小さいことが重要視されてきた。
従来、高誘電率系の磁器誘電体組成物としては、BaTiO3
系磁器が広く実用化されてきたが、この種のものは誘電
損失（tanδ）が大きく、特に高周波では著しく誘電損
失（tanδ）が大きくなる。
系磁器が広く実用化されてきたが、この種のものは誘電
損失（tanδ）が大きく、特に高周波では著しく誘電損
失（tanδ）が大きくなる。
これらの問題に対処するために、SrTiO3−PbTiO3−Bi2O
3−TiO2−MgTiO3系の組成物が提案されてきた。
3−TiO2−MgTiO3系の組成物が提案されてきた。
また、最近では磁器コンデンサの電極材にも従来から多
用されている銀に代わり、安価な銅やニッケルが使用さ
れるようになってきた。その中で銅については銀電極の
欠点とされるエレクトロ・マイグレーションもなく、信
頼性も高いことや、比較的安価に電極形成が可能なこと
から有望な電極材と考えられている。
用されている銀に代わり、安価な銅やニッケルが使用さ
れるようになってきた。その中で銅については銀電極の
欠点とされるエレクトロ・マイグレーションもなく、信
頼性も高いことや、比較的安価に電極形成が可能なこと
から有望な電極材と考えられている。
しかしながら銅電極の形成には、その酸化防止のため、
中性又は還元雰囲気中での焼付が必要であるため、従来
まで上記のような誘電体組成物では磁器自体が還元性雰
囲気によって還元され易く、所望の特性を得ることがで
きなかった。
中性又は還元雰囲気中での焼付が必要であるため、従来
まで上記のような誘電体組成物では磁器自体が還元性雰
囲気によって還元され易く、所望の特性を得ることがで
きなかった。
したがって本発明の目的は、このような問題点を改善し
た低損失の磁器コンデンサを提供することである。
た低損失の磁器コンデンサを提供することである。
前記目的を達成するため、本発明者等は鋭意研究の結
果、前記組成物系にCuO、CoO、CeO2の複合添加物を添加
することにより所望の低損失の磁器コンデンサが提供で
きることを見出した。
果、前記組成物系にCuO、CoO、CeO2の複合添加物を添加
することにより所望の低損失の磁器コンデンサが提供で
きることを見出した。
即ち、SrTiO3を30.0〜70.0重量％、PbTiO3を0.0〜40.0
重量％、Bi2O3を8.0〜40.0重量％、TiO2を3.0〜20.0重
量％、MgOを1.0〜10.0重量％の配合組成100部に対し、
添加物としてCuOを0.05〜0.70重量％、CoOとCeO2を各々
0.05〜3.0重量％添加する。
重量％、Bi2O3を8.0〜40.0重量％、TiO2を3.0〜20.0重
量％、MgOを1.0〜10.0重量％の配合組成100部に対し、
添加物としてCuOを0.05〜0.70重量％、CoOとCeO2を各々
0.05〜3.0重量％添加する。
これにより耐還元性に優れた誘電体磁器を得ることがで
き、この対向表面に銅電極を焼付け、高誘電率で誘電率
温度特性が小さく、自己発熱の原因となる誘電損失（ta
nδ）の小さい高信頼性の磁器コンデンサを提供でき
る。
き、この対向表面に銅電極を焼付け、高誘電率で誘電率
温度特性が小さく、自己発熱の原因となる誘電損失（ta
nδ）の小さい高信頼性の磁器コンデンサを提供でき
る。
本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
原料としてSrCO3、TiO2、PbO、Bi2O3、MgCO3及び添加物
が焼結後、第１表の組成比になるように秤量配合し、ポ
ットミル中で湿式混合する。その後脱水し、900℃〜110
0℃で仮焼成した。次いでこれを粉砕し、有機バインダ
ーを加え、造粒した後直径16mm、厚み0.6mmに加圧成型
する。この成型物を1160℃〜1260℃の範囲で２時間空気
雰囲気中で焼成した。このようにして得られた磁器焼成
体の両面に銅電極を焼付けてコンデンサを作成し、測定
用試料とした。
が焼結後、第１表の組成比になるように秤量配合し、ポ
ットミル中で湿式混合する。その後脱水し、900℃〜110
0℃で仮焼成した。次いでこれを粉砕し、有機バインダ
ーを加え、造粒した後直径16mm、厚み0.6mmに加圧成型
する。この成型物を1160℃〜1260℃の範囲で２時間空気
雰囲気中で焼成した。このようにして得られた磁器焼成
体の両面に銅電極を焼付けてコンデンサを作成し、測定
用試料とした。
その後、それぞれの試料の誘電率εｓ、誘電損失tanδ
（％）（測定周波数1KHz、100KHz）、誘電率温度特性変
化率ΔC/C（％）、125℃の絶縁抵抗の特性値を測定し、
第１表に示した。
（％）（測定周波数1KHz、100KHz）、誘電率温度特性変
化率ΔC/C（％）、125℃の絶縁抵抗の特性値を測定し、
第１表に示した。
この第１表において、試料No.1、２、６、８、９、10、
11、12、15、16、19、21、25、26、27、28は本発明の範
囲外のものである。また第１表に示す測定値の測定条件
は次に示す通りである。
11、12、15、16、19、21、25、26、27、28は本発明の範
囲外のものである。また第１表に示す測定値の測定条件
は次に示す通りである。
誘電率（εｓ）；常温1KHz 誘電損失（tanδ（％））；常温1KHz,100KHz 誘電率温度特性変化率（ΔC/C（％））;20℃の誘電率基
準にし−25℃〜＋85℃範囲の変化率 絶縁抵抗;125℃,500V,1分値 この第１表において明らかに本発明の範囲内の試料は誘
電率が高く、誘電率温度特性変化率が良好であり、更に
1KHz、100KHzの誘電損失（tanδ）が小さく、高温での
絶縁抵抗が高い。
準にし−25℃〜＋85℃範囲の変化率 絶縁抵抗;125℃,500V,1分値 この第１表において明らかに本発明の範囲内の試料は誘
電率が高く、誘電率温度特性変化率が良好であり、更に
1KHz、100KHzの誘電損失（tanδ）が小さく、高温での
絶縁抵抗が高い。
なお、本発明においてそれぞれの成分範囲を前記の如く
限定した理由は次の通りである。
限定した理由は次の通りである。
主成分においてSrTiO3が30.0重量％以下においては1KHz
誘電損失と誘電率温度特性変化率が大きく（例えば第１
表試料No.8参照）、また70.0重量％以上では誘電率が10
00以下と小さくなる（例えば前記No.10参照）。
誘電損失と誘電率温度特性変化率が大きく（例えば第１
表試料No.8参照）、また70.0重量％以上では誘電率が10
00以下と小さくなる（例えば前記No.10参照）。
PbTiO3は0.0重量％でも1000以上の誘電率を有する（例
えば前記No.7参照）ものの、40.0重量％以上では1KHz誘
電率損失（tanδ）と誘電率温度特性変化率が大きくな
る（例えば前記No.1参照）。
えば前記No.7参照）ものの、40.0重量％以上では1KHz誘
電率損失（tanδ）と誘電率温度特性変化率が大きくな
る（例えば前記No.1参照）。
Bi2O3は40.0重量％以上では誘電率が1000以下となり
（例えば前記No.6参照）、8.0重量％以下では誘電率温
度特性変化率が大きくなる（例えば前記No.9参照）。
（例えば前記No.6参照）、8.0重量％以下では誘電率温
度特性変化率が大きくなる（例えば前記No.9参照）。
TiO2は3.0重量％以下では1KHz誘電損失が大きくなり
（例えば前記No.12参照）、20.0重量％以上では誘電率
温度特性変化率が大きくなる（例えば前記No.15参
照）。
（例えば前記No.12参照）、20.0重量％以上では誘電率
温度特性変化率が大きくなる（例えば前記No.15参
照）。
MgOは1.0重量％以下では誘電率が小さく（例えば前記N
o.11参照）また焼けずらくなり、10.0重量％以上でも、
誘電率が1000以下となる（例えば前記No.28参照）。
o.11参照）また焼けずらくなり、10.0重量％以上でも、
誘電率が1000以下となる（例えば前記No.28参照）。
なお添加物CuOは主組成100部に対して0.70重量％以上で
は誘電率が1000以下と小さくなり（例えば前記No.19参
照）、0.05重量％以下では誘電率温度特性が大きくなる
ととに10KHzの誘電損失（tanδ）が大きい（例えば前記
No.2、No.27参照）。
は誘電率が1000以下と小さくなり（例えば前記No.19参
照）、0.05重量％以下では誘電率温度特性が大きくなる
ととに10KHzの誘電損失（tanδ）が大きい（例えば前記
No.2、No.27参照）。
またCoO、CeO2は主組成100部に対し、各々0.05重量％以
下では還元雰囲気に対して還元されたという添加効果が
なくなり、3.0重量％以上では還元性雰囲気に対しての
効果は変わらないが、誘電率が1000以下となる（例えば
前記No.25、26参照）。
下では還元雰囲気に対して還元されたという添加効果が
なくなり、3.0重量％以上では還元性雰囲気に対しての
効果は変わらないが、誘電率が1000以下となる（例えば
前記No.25、26参照）。
なお、CoO、CeO2を添加することにより、第３図に示す
如く、高温での絶縁抵抗（IR）を著しく改善することが
できた。
如く、高温での絶縁抵抗（IR）を著しく改善することが
できた。
第３図は温度と絶縁抵抗との関係を示し、No.21、22、2
7は、いずれも第１表の試料Noのものを示している。即
ち、高温での絶縁抵抗（IR）が高いということは、磁器
そのものが均一且つ高い絶縁力を有していることであ
り、信頼性に優れていることを示している。
7は、いずれも第１表の試料Noのものを示している。即
ち、高温での絶縁抵抗（IR）が高いということは、磁器
そのものが均一且つ高い絶縁力を有していることであ
り、信頼性に優れていることを示している。
ところで、第１図はCuOを添加混合したときの誘電率と
誘電率温度特性変化率を示すものであり、第１表の試料
No.16（CuOが0.0重量％）、17、18、19（同じく0.80重
量％）の状態を示す。これからもCuOの前記限定理由が
明らかである。即ち、0.05重量％より少なくなると誘電
率温度特性変化率が急激に大きくなり、0.8重量％以下
では誘電率が1000以下と小さくなる。
誘電率温度特性変化率を示すものであり、第１表の試料
No.16（CuOが0.0重量％）、17、18、19（同じく0.80重
量％）の状態を示す。これからもCuOの前記限定理由が
明らかである。即ち、0.05重量％より少なくなると誘電
率温度特性変化率が急激に大きくなり、0.8重量％以下
では誘電率が1000以下と小さくなる。
また、第２図はCuO添加量別の周波数と誘電損失特性を
示すものであり、前記試料No.16、17、18、19に対する
ものを示している。
示すものであり、前記試料No.16、17、18、19に対する
ものを示している。
第２表は、第１表の試料No.22の組成を用いて銀電極品
と、本発明の銅電極品の特性比較を示したものである。
と、本発明の銅電極品の特性比較を示したものである。
第２表において、コンデンサ自己発熱温度は印加電圧20
00V、周波数が68KHz、製品の表面温度を周囲温度とした
状態のものである。耐湿負荷試験は、温度60℃で湿度を
90〜95％とし、印加電圧1500Vにおいて30ケの試料を試
験して、3000時間までに故障した数を示す。
00V、周波数が68KHz、製品の表面温度を周囲温度とした
状態のものである。耐湿負荷試験は、温度60℃で湿度を
90〜95％とし、印加電圧1500Vにおいて30ケの試料を試
験して、3000時間までに故障した数を示す。
この第２表より明らかなように、銅電極を焼付けたもの
は、誘電率温度特性、自己発熱温度、信頼性等において
銀電極を使用したものより大幅な特性向上ができる。
は、誘電率温度特性、自己発熱温度、信頼性等において
銀電極を使用したものより大幅な特性向上ができる。
第４図は本発明の誘電体磁器組成物範囲である第１表の
試料No.22の組成物に対して銀電極品と銅電極品にAC電
圧60Hzを印加したときのAC電圧値と誘電損失を示すもの
である。これにより銅電極の方が電圧依存性が小さく、
これからも銅電極品のメリットがわかる。
試料No.22の組成物に対して銀電極品と銅電極品にAC電
圧60Hzを印加したときのAC電圧値と誘電損失を示すもの
である。これにより銅電極の方が電圧依存性が小さく、
これからも銅電極品のメリットがわかる。
なお上記実施例の中で出発原料をそれぞれSrTiO3、PbTi
O3、MgTiO3、Bi2O3・nTiO2のように、各成分を予め作成
してこれらを配合してもよく、またPbOはPb3O4、CoOはC
o3O4、MgCO3はMgOまたは他の化合物でも焼結後に前記の
組成になるものであれば同様の特性が得られるものであ
る。
O3、MgTiO3、Bi2O3・nTiO2のように、各成分を予め作成
してこれらを配合してもよく、またPbOはPb3O4、CoOはC
o3O4、MgCO3はMgOまたは他の化合物でも焼結後に前記の
組成になるものであれば同様の特性が得られるものであ
る。
本発明により、SrTiO3−PbTiO3−MgTiO3−Bi2O3−TiO2
系組成物に新たに添加物としてCuO、CoO、CeO2を混合す
ることにより、銅電極焼付の際の還元雰囲気にも磁器が
還元されることもなく、更に銅電極により高誘電率で誘
電率温度特性変化率を改善し、更に高周波においての誘
電損失及び、誘電損失（tanδ）の電圧依存性の小さい
高信頼性の磁器コンデンサが得られる。
系組成物に新たに添加物としてCuO、CoO、CeO2を混合す
ることにより、銅電極焼付の際の還元雰囲気にも磁器が
還元されることもなく、更に銅電極により高誘電率で誘
電率温度特性変化率を改善し、更に高周波においての誘
電損失及び、誘電損失（tanδ）の電圧依存性の小さい
高信頼性の磁器コンデンサが得られる。
第１図は、第１表の試料No.16、17、18、19のCuO添加混
合したときの誘電率（εｓ）と誘電率温度特性変化率
（ΔＣ％）を示すもの、 第２図は、試料No.16、17、18、19のCuO添加混合したと
きの誘電損失（tanδ）の周波数特性を示すもの、 第３図は、試料No.21、22、27のCoO、CeO2を添加混合し
たときの温度に対しての絶縁抵抗特性（IR）を示すも
の、 第４図は、本発明の誘電体磁器組成物範囲に対して、銀
電極と銅電極を焼付形成した試料の誘電損失（tanδ）
の電圧特性を示す。
合したときの誘電率（εｓ）と誘電率温度特性変化率
（ΔＣ％）を示すもの、 第２図は、試料No.16、17、18、19のCuO添加混合したと
きの誘電損失（tanδ）の周波数特性を示すもの、 第３図は、試料No.21、22、27のCoO、CeO2を添加混合し
たときの温度に対しての絶縁抵抗特性（IR）を示すも
の、 第４図は、本発明の誘電体磁器組成物範囲に対して、銀
電極と銅電極を焼付形成した試料の誘電損失（tanδ）
の電圧特性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤原 忍 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 丸野 哲司 東京都中央区日本橋１丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】SrTiO3 30.0〜70.0 重量％ PbTiO3 0.0〜40.0 重量％ Bi2O3 8.0〜40.0 重量％ TiO2 3.0〜20.0 重量％ MgO 1.0〜10.0 重量％ 上記配合組成100部に対して添加物CuO0.05〜0.70重量
％、CoO、CeO2を各々0.05〜3.0重量％添加混合した磁器
誘電体組成物の対向表面にCuを主体とする焼付電極を形
成することを特徴とする低損失磁器コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27779688A JPH0670944B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 低損失磁器コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27779688A JPH0670944B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 低損失磁器コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123720A JPH02123720A (ja) | 1990-05-11 |
| JPH0670944B2 true JPH0670944B2 (ja) | 1994-09-07 |
Family
ID=17588404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27779688A Expired - Lifetime JPH0670944B2 (ja) | 1988-11-02 | 1988-11-02 | 低損失磁器コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0670944B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW556237B (en) | 2001-09-14 | 2003-10-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ceramic capacitor |
| KR102061508B1 (ko) * | 2013-09-05 | 2020-01-02 | 삼성전기주식회사 | 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터 |
-
1988
- 1988-11-02 JP JP27779688A patent/JPH0670944B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02123720A (ja) | 1990-05-11 |
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Legal Events
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