JPH0680563B2 - 高誘電率系誘電体磁器組成物 - Google Patents
高誘電率系誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0680563B2 JPH0680563B2 JP61059893A JP5989386A JPH0680563B2 JP H0680563 B2 JPH0680563 B2 JP H0680563B2 JP 61059893 A JP61059893 A JP 61059893A JP 5989386 A JP5989386 A JP 5989386A JP H0680563 B2 JPH0680563 B2 JP H0680563B2
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- Japan
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- dielectric
- temperature
- composition
- dielectric constant
- ceramic composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁器コンデンサ、特に低温焼成ができる積層型
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
従来、一般に積層型磁器コンデンサは表面に内部電極が
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範な電子回路に使用されるようになってきている。
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範な電子回路に使用されるようになってきている。
しかしながら、この従来のBaTiO3を主成分とする誘電体
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）、銅（融点1
083℃）などの安価な金属を内部電極として使用するた
めには、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の
誘電体材料が強く望まれていた。
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）、銅（融点1
083℃）などの安価な金属を内部電極として使用するた
めには、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の
誘電体材料が強く望まれていた。
近年、高誘電率系誘電体において、1000℃以下の低温で
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb(F
e1/2Nb1/2)O3、Pb(Fe2/3W1/3)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)
O3、およびPbTiO3のうち二成分または三成分を組合せ、
室温における所望の誘電特性を得ようとしたものであ
る。しかしながら、これらは比誘電率が大きい場合は、
誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵抗が小さいな
どの欠点を有していた。更には、合成成分がいずれも強
誘電体であることからキュリー温度およびキュリー温度
近くの低い温度域での誘電損失が極めて大きいという原
理的な欠点を避けることができない。
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb(F
e1/2Nb1/2)O3、Pb(Fe2/3W1/3)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)
O3、およびPbTiO3のうち二成分または三成分を組合せ、
室温における所望の誘電特性を得ようとしたものであ
る。しかしながら、これらは比誘電率が大きい場合は、
誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵抗が小さいな
どの欠点を有していた。更には、合成成分がいずれも強
誘電体であることからキュリー温度およびキュリー温度
近くの低い温度域での誘電損失が極めて大きいという原
理的な欠点を避けることができない。
因みに特開昭52-21699号公報に開示された〔SrxPb1-xTi
O3〕A〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕1-Aにおいて×＝０〜0.10,A
＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、上記組成物の誘
電体粉末が市販されている。しかしながら、この組成系
においては1000℃以下の低温度で焼結でき、かつ優れた
絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘電損失が1.5％
程度であり、積層型磁器コンデンサとして適用する場
合、誘電損失が少なくとも１％以下であるという条件を
満足しない。
O3〕A〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕1-Aにおいて×＝０〜0.10,A
＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、上記組成物の誘
電体粉末が市販されている。しかしながら、この組成系
においては1000℃以下の低温度で焼結でき、かつ優れた
絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘電損失が1.5％
程度であり、積層型磁器コンデンサとして適用する場
合、誘電損失が少なくとも１％以下であるという条件を
満足しない。
本発明は前記欠点を解決することを主たる目的とするも
のであって、詳細には、ペロブスカイト型構造を有する
誘電体として知られるPb(Fe1/2Nb1/2)O3の誘電特性を改
質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更には比誘電
率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘電体磁器組
成物を提供することを目的とする。
のであって、詳細には、ペロブスカイト型構造を有する
誘電体として知られるPb(Fe1/2Nb1/2)O3の誘電特性を改
質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更には比誘電
率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘電体磁器組
成物を提供することを目的とする。
本発明によれば、組成式が、Pb（Fe1/2-xNd1/2Nb1/2)O3
で表される組成物において、×が0.025≦×≦0.050の範
囲に設定することによって上記目的が達成される。
で表される組成物において、×が0.025≦×≦0.050の範
囲に設定することによって上記目的が達成される。
本発明の誘電体磁器組成物は下記一般式 ABO3・・・（１） 式中Ａ及びＢの各々は両者の価数の合計が＋６となる金
属である で表されるペロブスカイト型構造を成すものである。
属である で表されるペロブスカイト型構造を成すものである。
本発明では従来からＡ成分としてPb（＋２）、Ｂ成分と
してFe（＋３）、Nbから成る強誘電体Pb（＋２）（Fe1/
2 Nb1/2）Ｏ3に対して、常誘電体であるPb（Nd1/2 Nb1/
2）Ｏ3を固溶させ、上述の強誘電体のＢ成分のうちFe
（＋３）の一部をNd（＋３）に置換したことを特徴とす
るものである。
してFe（＋３）、Nbから成る強誘電体Pb（＋２）（Fe1/
2 Nb1/2）Ｏ3に対して、常誘電体であるPb（Nd1/2 Nb1/
2）Ｏ3を固溶させ、上述の強誘電体のＢ成分のうちFe
（＋３）の一部をNd（＋３）に置換したことを特徴とす
るものである。
なお、Ｘの範囲を上記の範囲に限定した理由は、磁器コ
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が7500以上、誘電損失が1.00
％、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上かつ比誘電率温度
特性が良好であるという誘電特性を満足する磁器組成物
を得るためであって、Ｘの値が上記範囲外であると上述
の誘電特性が満足されない。即ちＸ＜0.025である場
合、比誘電率が低く、また誘電損失が大となる傾向にあ
り、一方、ｘ＞0.05である場合、比誘電率の温度依存性
が大きくなるため、好ましくない。
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が7500以上、誘電損失が1.00
％、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上かつ比誘電率温度
特性が良好であるという誘電特性を満足する磁器組成物
を得るためであって、Ｘの値が上記範囲外であると上述
の誘電特性が満足されない。即ちＸ＜0.025である場
合、比誘電率が低く、また誘電損失が大となる傾向にあ
り、一方、ｘ＞0.05である場合、比誘電率の温度依存性
が大きくなるため、好ましくない。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
出発原料としてPbO2,Fe2O3,Nb2O5，およびNd2O3を第１
表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤および分
散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この原料
スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼した。次
いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕し、得ら
れた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリ酢酸ビニルを
重量で約2.5％添加して顆粒状に造粒した後、約900Kg/c
m2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板状に成形し
た。この円板状成形体中のポリ酢酸ビニルを500℃にて
焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で２時間、大気中
で焼成した。
表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤および分
散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この原料
スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼した。次
いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕し、得ら
れた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリ酢酸ビニルを
重量で約2.5％添加して顆粒状に造粒した後、約900Kg/c
m2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板状に成形し
た。この円板状成形体中のポリ酢酸ビニルを500℃にて
焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で２時間、大気中
で焼成した。
最後に、得られた円板状焼成体の上下両面に銀電極を80
0℃にて焼付けた。
0℃にて焼付けた。
同様にして強誘電体であるPb(Fe2/3W1/3)O3に、同じ強
誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3を固溶させた組成式がPb
(Fe2/3W1/3)x(Fe1/2Nb1/2)1-xO3で表され、Ｘ＝0.5の誘
電体磁器組成物を比較例とした。また、参考例としてPb
(Fe1/2Nb1/2)O3単独の組成物を比較例２とした。
誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3を固溶させた組成式がPb
(Fe2/3W1/3)x(Fe1/2Nb1/2)1-xO3で表され、Ｘ＝0.5の誘
電体磁器組成物を比較例とした。また、参考例としてPb
(Fe1/2Nb1/2)O3単独の組成物を比較例２とした。
こうして得た円板状のコンデンサ試料の諸特性を第１表
に示す。
に示す。
但し、表中の比誘電率は1.0KHz、1.0Vrmsの入力信号を
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（tanδ）は室温での1.0KHz1.0Vrmsの入力信号における
測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流電
圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵抗
率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特性
は、−30℃、＋25℃、＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε-30／
ε25およびε85／ε25として示した。
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（tanδ）は室温での1.0KHz1.0Vrmsの入力信号における
測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流電
圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵抗
率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特性
は、−30℃、＋25℃、＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε-30／
ε25およびε85／ε25として示した。
第１表から明らかなように、前述した組成式におけるＸ
値が0.025よりも小さいNo.1およびNo.2の試料ではいず
れも比誘電率が低く、誘電損失（tanδ）が大きくなる
傾向があり、特にNo.1は１％を超えるものであった。一
方Ｘ値が0.05を超えるNo.8は比誘電率、誘電損失、絶縁
抵抗はいずれも、磁器コンデンサとしての誘電特性を満
足するが、温度特性、特に低温側での温度依存性が大き
い。
値が0.025よりも小さいNo.1およびNo.2の試料ではいず
れも比誘電率が低く、誘電損失（tanδ）が大きくなる
傾向があり、特にNo.1は１％を超えるものであった。一
方Ｘ値が0.05を超えるNo.8は比誘電率、誘電損失、絶縁
抵抗はいずれも、磁器コンデンサとしての誘電特性を満
足するが、温度特性、特に低温側での温度依存性が大き
い。
これらの例に対し、本発明のサンプルNo.3乃至No.7はい
ずれも優れた誘電特性を示し、比誘電率が9500〜15800
と大きく、誘電損失が0.28〜0.72（％）と小さく、また
絶縁抵抗は2.0〜8.3×1012Ωcmと大きく比誘電率温度特
性も良好であった。
ずれも優れた誘電特性を示し、比誘電率が9500〜15800
と大きく、誘電損失が0.28〜0.72（％）と小さく、また
絶縁抵抗は2.0〜8.3×1012Ωcmと大きく比誘電率温度特
性も良好であった。
とりわけ、No.4乃至６即ち、組成比Ｘ値が0.034≦ｘ≦
0.046の範囲にある場合が望ましいことが理解される。
0.046の範囲にある場合が望ましいことが理解される。
なお、上述した実施例と同様の組成で焼成温度900℃で
焼成し、同様の実験を行ったところ、同様の結果を得、
900〜950℃での焼成が可能であることを確認した。
焼成し、同様の実験を行ったところ、同様の結果を得、
900〜950℃での焼成が可能であることを確認した。
本発明の請求範囲の誘電体磁器組成物は、比誘電率、誘
電損失（tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の温
度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
電損失（tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の温
度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
また、本発明において、焼成温度が900℃〜950℃の範囲
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀及び銅などの安価な金
属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁器
として十分実用性のあることが理解される。
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀及び銅などの安価な金
属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁器
として十分実用性のあることが理解される。
Claims (1)
- 【請求項１】組成式が、 Pb（Fe1/2-xNdx Nb1/2)O3 で表される組成物において、×が0.025≦×≦0.050の範
囲にあることを特徴とする高誘電率系誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059893A JPH0680563B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61059893A JPH0680563B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216106A JPS62216106A (ja) | 1987-09-22 |
| JPH0680563B2 true JPH0680563B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=13126247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61059893A Expired - Lifetime JPH0680563B2 (ja) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680563B2 (ja) |
-
1986
- 1986-03-17 JP JP61059893A patent/JPH0680563B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62216106A (ja) | 1987-09-22 |
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