JPH0676246B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0676246B2 JPH0676246B2 JP61159021A JP15902186A JPH0676246B2 JP H0676246 B2 JPH0676246 B2 JP H0676246B2 JP 61159021 A JP61159021 A JP 61159021A JP 15902186 A JP15902186 A JP 15902186A JP H0676246 B2 JPH0676246 B2 JP H0676246B2
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- fired
- temperature
- partial pressure
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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。
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、Ni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。前者については特開昭60
−86072号公報に記載された、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3
-Pb(Ni1/2W1/2)O3を含む誘電体磁器組成物が知られてい
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。Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Pb(N
i1/2W1/2)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おり、
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でき、高い抵抗率が得ら
れる材料が必要とされている。
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、Ni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。前者については特開昭60
−86072号公報に記載された、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3
-Pb(Ni1/2W1/2)O3を含む誘電体磁器組成物が知られてい
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。Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Pb(N
i1/2W1/2)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おり、
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でき、高い抵抗率が得ら
れる材料が必要とされている。
発明が解決しようとする問題点 Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3-Pb(Ni1/2W1/2)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
た抵抗率が小さくなる傾向がある。
は、低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ密に焼結せず、ま
た抵抗率が小さくなる傾向がある。
本発明はPb(Ni1/3Nb2/3)O3-PbTiO3--Pb(Ni1/2W1/2)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。
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 Pba(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aで表される磁器
組成物（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において、1.001≦ａ
≦1.110の範囲とするとともに、この範囲内の各ａの値
に対し、 Pba(Ni1/3Nb2/3)O2+a， PbaTiO2+a，および Pba(Ni1/2W1/2)O2+a を頂点とする三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂
点とする四角形の領域内の組成とする。
組成物（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において、1.001≦ａ
≦1.110の範囲とするとともに、この範囲内の各ａの値
に対し、 Pba(Ni1/3Nb2/3)O2+a， PbaTiO2+a，および Pba(Ni1/2W1/2)O2+a を頂点とする三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂
点とする四角形の領域内の組成とする。
A;x＝0.800 ｙ＝0.175 ｚ＝0.025 B;x＝0.675 ｙ＝0.300 ｚ＝0.025 C;x＝0.100 ｙ＝0.550 ｚ＝0.350 D;x＝0.100 ｙ＝0.450 ｚ＝0.450 作用 本発明の組成物においてはＡサイト成分を過剰にするこ
とにより、低酸素分圧雰囲気、1100℃以下でチ密な焼成
物が得られ、高い抵抗率を有する信頼性の高い素子が得
られる。
とにより、低酸素分圧雰囲気、1100℃以下でチ密な焼成
物が得られ、高い抵抗率を有する信頼性の高い素子が得
られる。
実施例 出発原料には化学的に高純度なPbO,NiO,Nb2O5,TiO2,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、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5wt％の水分を加え、直径60mm、高さ5
0mmの円柱状に、成形圧力500kg/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時間仮焼した。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時間粉砕し、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、32メッシュふるいを通し
て造粒し、成形圧力1000kg/cm2で、直径13mm、高さ約5m
mの円柱状に形成した。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
入した。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1.0x10-8at
m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
定化ジ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。
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、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5wt％の水分を加え、直径60mm、高さ5
0mmの円柱状に、成形圧力500kg/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時間仮焼した。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時間粉砕し、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、32メッシュふるいを通し
て造粒し、成形圧力1000kg/cm2で、直径13mm、高さ約5m
mの円柱状に形成した。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
入した。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1.0x10-8at
m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
定化ジ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。さらにその上に試料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。さらにその上に試料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1kHz、1V/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。
蒸着し、誘電率、tanδを1kHz、1V/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とも大きくなる温度
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,x,
y,zは、Pba(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aと表した
ときの値）、低酸素分圧雰囲気で焼成したときの焼成温
度、誘電率、誘電率の温度変化率（20℃に対する）、ta
nδ、抵抗率、密度を示した。
y,zは、Pba(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aと表した
ときの値）、低酸素分圧雰囲気で焼成したときの焼成温
度、誘電率、誘電率の温度変化率（20℃に対する）、ta
nδ、抵抗率、密度を示した。
第１図は表１に示した各試料をPbaTiO2+a、Pba(Ni1/3Nb
2/3)O2+a、Pba(Ni1/2W1/2)O2+aを端成分とする三角組成
図中に示したもので、斜線の範囲が発明の範囲である。
2/3)O2+a、Pba(Ni1/2W1/2)O2+aを端成分とする三角組成
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が1.001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、1.11
0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なる難点を有している。特
許請求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。
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、1.11
0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なる難点を有している。特
許請求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Po2;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。
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℃以下の焼成で積
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
成物を得ることができる。
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
成物を得ることができる。
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内の断面図を示す。 １……マグネシヤ容器、２……マグネシヤ容器蓋、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内の断面図を示す。 １……マグネシヤ容器、２……マグネシヤ容器蓋、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。
Claims (1)
- 【請求項１】Pba(Ni1/3Nb2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO2+aで
表される組成式（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において、
1.001≦ａ≦1.110の範囲にあり、この範囲内の各ａの値
に対し、 Pba(Ni1/3Nb2/3)O2+a， PbaTiO2+a，および Pba(Ni1/2W1/2)O2+a を頂点とする三角座標における下記組成点A,B,C,Dを頂
点とする四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＝0.800 ｙ＝0.175 ｚ＝0.025 B;x＝0.675 ｙ＝0.300 ｚ＝0.025 C;x＝0.100 ｙ＝0.550 ｚ＝0.350 D;x＝0.100 ｙ＝0.450 ｚ＝0.450
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159021A JPH0676246B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61159021A JPH0676246B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6317251A JPS6317251A (ja) | 1988-01-25 |
| JPH0676246B2 true JPH0676246B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=15684522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61159021A Expired - Fee Related JPH0676246B2 (ja) | 1986-07-07 | 1986-07-07 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676246B2 (ja) |
-
1986
- 1986-07-07 JP JP61159021A patent/JPH0676246B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6317251A (ja) | 1988-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |