JPH0676250B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0676250B2 JPH0676250B2 JP61165835A JP16583586A JPH0676250B2 JP H0676250 B2 JPH0676250 B2 JP H0676250B2 JP 61165835 A JP61165835 A JP 61165835A JP 16583586 A JP16583586 A JP 16583586A JP H0676250 B2 JPH0676250 B2 JP H0676250B2
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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、発明者ら
はすでに特開昭60−219562号において、PbTiO3-Pb(Mg
1/2Nb2/3)O3-Pb(Zn1/2W1/2)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。
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、発明者ら
はすでに特開昭60−219562号において、PbTiO3-Pb(Mg
1/2Nb2/3)O3-Pb(Zn1/2W1/2)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(Mg1/2Nb2/3)O3-Pb(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。
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 PbTiO3-Pb(Mg1/2Nb2/3)O3-Pb(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
抗率が小さくなる傾向がある。
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、PbTiO3-Pb(Mg1/2Nb2/3)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。
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 Pba(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)zO2+aで表される組成
式（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において、1.001≦ａ≦1.1
10の範囲とするとともに、この範囲内の各ａの値に対
し、 Pba(Mg1/3Nb2/3)O2+a、 PbaTiO2+a、および Pba(Zn1/2W1/2)O2+a 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
点とする四角形の領域内の組成とする。
式（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１）において、1.001≦ａ≦1.1
10の範囲とするとともに、この範囲内の各ａの値に対
し、 Pba(Mg1/3Nb2/3)O2+a、 PbaTiO2+a、および Pba(Zn1/2W1/2)O2+a 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
点とする四角形の領域内の組成とする。
A;x＝0.925 ｙ＝0.050 ｚ＝0.025 B;x＝0.850 ｙ＝0.125 ｚ＝0.025 C;x＝0.250 ｙ＝0.300 ｚ＝0.450 D;x＝0.250 ｙ＝0.100 ｚ＝0.650 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え
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え
られる。
実施例 出発原料には化学的に高純度なPbO,MgO,Nb2O5,TiO2,Zn
O,WO3を用いた。
O,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、高さ約50mm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6
wt％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
ポリビルアルコール分をバーンアウトした。
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、高さ約50mm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6
wt％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1.0x10-8atm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。
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1.0x10-8atm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。
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(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)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(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)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に示した試料をPbaTiO2+a、Pba(Mg1/3Nb
2/3)O2+a、及びPba(Zn1/2W1/2)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、及びPba(Zn1/2W1/2)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(Mg1/3Nb2/3)xTiy(Zn1/2W1/2)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(Mg1/3Nb2/3)O2+a、 PbaTiO2+a、および Pba(Zn1/2W1/2)O2+a 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＝0.925 ｙ＝0.050 ｚ＝0.025 B;x＝0.850 ｙ＝0.125 ｚ＝0.025 C;x＝0.250 ｙ＝0.300 ｚ＝0.450 D;x＝0.250 ｙ＝0.100 ｚ＝0.650
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165835A JPH0676250B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61165835A JPH0676250B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6321249A JPS6321249A (ja) | 1988-01-28 |
| JPH0676250B2 true JPH0676250B2 (ja) | 1994-09-28 |
Family
ID=15819904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61165835A Expired - Fee Related JPH0676250B2 (ja) | 1986-07-15 | 1986-07-15 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0676250B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05238821A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-09-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 誘電体磁器組成物の製造方法 |
-
1986
- 1986-07-15 JP JP61165835A patent/JPH0676250B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6321249A (ja) | 1988-01-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |