JPH07100623B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH07100623B2 JPH07100623B2 JP1193931A JP19393189A JPH07100623B2 JP H07100623 B2 JPH07100623 B2 JP H07100623B2 JP 1193931 A JP1193931 A JP 1193931A JP 19393189 A JP19393189 A JP 19393189A JP H07100623 B2 JPH07100623 B2 JP H07100623B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (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、高誘電率を有する鉛系誘電体磁器組成物に関
する。
する。
［従来の技術と発明が解決しようとする課題］ 鉛系誘電体磁器組成物として、 Pb（Mg1/3Nb2/3）ｘ（Zn1/2Nb2/3 ｙ（Fe2/3Ｗ1/3）zO3
（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１） が特開昭59−54666号公報に開示されている。ここに開
示されている誘電体磁器組成物は比較的低温の780℃〜9
60℃で焼成できる。しかし、この誘電体磁器組成物の比
誘電率は6380〜11820であってさほど高くなく、絶縁抵
抗値、バイアス特性も良くない。
（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１） が特開昭59−54666号公報に開示されている。ここに開
示されている誘電体磁器組成物は比較的低温の780℃〜9
60℃で焼成できる。しかし、この誘電体磁器組成物の比
誘電率は6380〜11820であってさほど高くなく、絶縁抵
抗値、バイアス特性も良くない。
特開昭61−191559号公報には、前述の特開昭59−54666
号に開示されている誘電体磁器組成物に、0.01〜0.35重
量％の範囲でMgOを添加することが開示されている。こ
のMgOを添加した誘電体磁器組成物の焼成温度は870℃〜
1000℃であり、比誘電率は6500〜9010である。
号に開示されている誘電体磁器組成物に、0.01〜0.35重
量％の範囲でMgOを添加することが開示されている。こ
のMgOを添加した誘電体磁器組成物の焼成温度は870℃〜
1000℃であり、比誘電率は6500〜9010である。
ところで、コンデンサの小型化を達成するためには、誘
電体磁器組成物の比誘電率は大きいことが必要であり、
誘電体磁器組成物の絶縁抵抗が高いことが望ましい。ま
た、焼成温度が高いとPbOの蒸発量が多いため特性値に
バラツキが生じたり、過大な設備を必要としたり、高価
なPdを固溶させた電極を用いる必要が生じるため、焼成
温度はできるだけ低い方が望ましい。
電体磁器組成物の比誘電率は大きいことが必要であり、
誘電体磁器組成物の絶縁抵抗が高いことが望ましい。ま
た、焼成温度が高いとPbOの蒸発量が多いため特性値に
バラツキが生じたり、過大な設備を必要としたり、高価
なPdを固溶させた電極を用いる必要が生じるため、焼成
温度はできるだけ低い方が望ましい。
そこで、本発明の目的は、850℃以下の温度で焼成する
ことが可能であり、且つ10000以上の比誘電率を有し、
且つ25℃における抵抗率が1011Ω・cm以上、150℃の抵
抗率が1010Ω・cm以上であり、且つtanδが３％以下で
ある誘電体磁器組成物を提供することにある。
ことが可能であり、且つ10000以上の比誘電率を有し、
且つ25℃における抵抗率が1011Ω・cm以上、150℃の抵
抗率が1010Ω・cm以上であり、且つtanδが３％以下で
ある誘電体磁器組成物を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明は、100重量部の主成
分と、0.25〜0.5重量部の副成分としてのMgOとから成
り、前記主成分は、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ （但し、ａは0.5〜0.7、ｂは0.15〜0.35、ｃは0.05〜0.
15、ｄは0.025〜0.15を満足する数値）から成ることを
特徴とする誘電体磁器組成物に係わるものである。
分と、0.25〜0.5重量部の副成分としてのMgOとから成
り、前記主成分は、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ （但し、ａは0.5〜0.7、ｂは0.15〜0.35、ｃは0.05〜0.
15、ｄは0.025〜0.15を満足する数値）から成ることを
特徴とする誘電体磁器組成物に係わるものである。
上記組成式において、Pbは鉛、Mgはマグネシウム、Nbは
ニオブ、Znは亜鉛、Feは鉄、Ｗはタングステン、Zrはジ
ルコニウム、Ｏは酸素、ａ、ｂ、ｃ、ｄはモル比を示す
数値である。
ニオブ、Znは亜鉛、Feは鉄、Ｗはタングステン、Zrはジ
ルコニウム、Ｏは酸素、ａ、ｂ、ｃ、ｄはモル比を示す
数値である。
なお、前記主成分に対して0.3モル％以下の範囲でMnO2
（酸化マンガン）を添加することが望ましい。
（酸化マンガン）を添加することが望ましい。
［作 用］ 本発明の誘電体磁器組成物は、 Pb（Mg1/3Nb2/3）O3と、 Pb（Zn1/3Nb2/3）O3と、 Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3と、 PbZrO3と の４成分を含み、更にMgOを含むので、低温焼成が可能
となると共に、高い誘電率と更に高い抵抗率とをること
が可能になる。
となると共に、高い誘電率と更に高い抵抗率とをること
が可能になる。
MnO2を添加すると、絶縁抵抗（抵抗率）が高くなる。
［実施例］ 次に、本発明の実施例（比較例も含む）を説明する。
実施例及び比較例の誘電体磁器組成物は第１表に示す組
成を有する。第１表において、主成分組成比のａ、ｂ、
ｃ、ｄの欄には、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ で示される主成分の組成式におけるａ、ｂ、ｃ、ｄの値
が示され、MgO過剰添加量の欄には100重量部の主成分に
対する副成分としてのMgOの量が重量部で示され、MnO2
添加量の欄には主成分に対するMnO2の添加量がモル％で
示され、Ａサイト/Bサイトの欄には主成分をABO3のプロ
ブスカイト構造式で示し、ＡサイトをPb、ＢサイトをM
g、Nb、Zn、Fe、Ｗ、Zrとした時のA/Bがモル％で示され
ている。
成を有する。第１表において、主成分組成比のａ、ｂ、
ｃ、ｄの欄には、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ で示される主成分の組成式におけるａ、ｂ、ｃ、ｄの値
が示され、MgO過剰添加量の欄には100重量部の主成分に
対する副成分としてのMgOの量が重量部で示され、MnO2
添加量の欄には主成分に対するMnO2の添加量がモル％で
示され、Ａサイト/Bサイトの欄には主成分をABO3のプロ
ブスカイト構造式で示し、ＡサイトをPb、ＢサイトをM
g、Nb、Zn、Fe、Ｗ、Zrとした時のA/Bがモル％で示され
ている。
試料No.1に従う誘電体磁器組成物即ち、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］0.70− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］0.175− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］0.10− ［PbZrO3］0.025 の100重量部の主成分と0.33重量部のMgO（副成分）とか
ら成る組成物を得る時には、まず、 MgO、ZnO、ZrO2、Nb2O5、Fe2O3、WO3をそれぞれ秤量
し、これ等の原料をポリエチレン製ポットに入れ、ここ
にエタノールを添加し、ZrO2のボールを用いて湿式混合
し、これを1000℃の温度で２時間仮焼した。
ら成る組成物を得る時には、まず、 MgO、ZnO、ZrO2、Nb2O5、Fe2O3、WO3をそれぞれ秤量
し、これ等の原料をポリエチレン製ポットに入れ、ここ
にエタノールを添加し、ZrO2のボールを用いて湿式混合
し、これを1000℃の温度で２時間仮焼した。
次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、これにPb3O4
の粉末を配合し、この配合物をボールミルによって湿式
混合した後、740℃の温度で３時間仮焼して仮焼原料を
得た。
の粉末を配合し、この配合物をボールミルによって湿式
混合した後、740℃の温度で３時間仮焼して仮焼原料を
得た。
次に、この仮焼原料をボールミルによって湿式粉砕し、
乾燥した後、有機バインダーを加えて造粒し、この造粒
物を直径9.8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2の圧力
で加圧成形して成形物を得た。
乾燥した後、有機バインダーを加えて造粒し、この造粒
物を直径9.8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2の圧力
で加圧成形して成形物を得た。
次に、この成形物をジルコニアセッター上に載せて空気
中で850℃の温度で焼成した。
中で850℃の温度で焼成した。
次に、焼成後の磁器素体の両主面に銀ペーストを塗布し
て焼付けることによって一対のコンデンサ電極を作り、
25℃における比誘電率εｒ、25℃におけるtanδ、25℃
における抵抗率ρ25、150℃における抵抗率ρ150を測定
したところ、εｒは12200、tanδは0.19、ρ25は5.0×1
011Ω・cm、ρ150は1.5×1010Ω・cmであった。
て焼付けることによって一対のコンデンサ電極を作り、
25℃における比誘電率εｒ、25℃におけるtanδ、25℃
における抵抗率ρ25、150℃における抵抗率ρ150を測定
したところ、εｒは12200、tanδは0.19、ρ25は5.0×1
011Ω・cm、ρ150は1.5×1010Ω・cmであった。
なお、比誘電率εｒ、tanδは、周波数1kHz、電圧1V
（実効値）、温度25℃の条件で測定した。
（実効値）、温度25℃の条件で測定した。
また、抵抗率は、コンデンサに100Vの電圧を20秒間印加
した後に抵抗値を求め、この抵抗値から算出した。
した後に抵抗値を求め、この抵抗値から算出した。
試料No.2〜25においても、主成分の組成式におけるａ、
ｂ、ｃ、ｄ又は副成分のMgOを変えた他は、試料No.1と
同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一の方法で特性
を測定したところ、第２表に示す結果が得られた。但
し、試料No.25の焼成温度は850℃とした。
ｂ、ｃ、ｄ又は副成分のMgOを変えた他は、試料No.1と
同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一の方法で特性
を測定したところ、第２表に示す結果が得られた。但
し、試料No.25の焼成温度は850℃とした。
また、請求項２に従う誘電体磁器組成物を得るために、
試料No.26〜29に示すようにMnO2を添加し、試料No.1と
同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一の方法で電気
的特性を測定した。なお、MnO2はMgO、ZnO、Nb2O5、Fe2
O3、WO3と同時に仮焼した。
試料No.26〜29に示すようにMnO2を添加し、試料No.1と
同一の方法で磁器コンデンサを作り、同一の方法で電気
的特性を測定した。なお、MnO2はMgO、ZnO、Nb2O5、Fe2
O3、WO3と同時に仮焼した。
第１表及び第２表から明らかなように、本発明に従う誘
電体磁器組成物によれば、比誘電率εｒが10000以上、t
anδが３％以下、25℃の抵抗率ρ25が1011Ω・cm以上、
150℃の抵抗率ρ150が1010Ω・cm以上の電気的特性を得
ることができる。また、1000℃以下での焼成が可能にな
る。
電体磁器組成物によれば、比誘電率εｒが10000以上、t
anδが３％以下、25℃の抵抗率ρ25が1011Ω・cm以上、
150℃の抵抗率ρ150が1010Ω・cm以上の電気的特性を得
ることができる。また、1000℃以下での焼成が可能にな
る。
一方、本発明の組成範囲に属さない試料No.4、６、７、
８、13、16〜21、23、28は上記の所望特性を得ることが
できない。従って、これ等は本発明の比較例である。
８、13、16〜21、23、28は上記の所望特性を得ることが
できない。従って、これ等は本発明の比較例である。
次に各成分の限定理由を説明する。
ａが0.5よりも小さいと、試料No.16〜21に示すように、
比誘電率が10000よりも小さくなるか又は焼結しない。
一方、ａが0.7の場合には試料No.1に示すように比誘電
率が10000よりも大きくなるがａがこれよりも大きくな
ると比誘電率が低下する。従って、ａの好ましい範囲は
0.5〜0.7である。
比誘電率が10000よりも小さくなるか又は焼結しない。
一方、ａが0.7の場合には試料No.1に示すように比誘電
率が10000よりも大きくなるがａがこれよりも大きくな
ると比誘電率が低下する。従って、ａの好ましい範囲は
0.5〜0.7である。
ｂの値が0.15の場合には試料No.5に示すように所望の特
性を得ることができるが、ｂの値が0.15未満の場合には
比誘電率が10000未満になる。また、ｂの値が0.35の場
合には試料No.14に示すように所望の特性を得ることが
できるが、ｂの値がこれよりも大きくなると試料No.1
7、19、20、21に示すように所望の特性を得ることがで
きなくなる。従って、ｂの好ましい範囲は0.15〜0.35で
ある。
性を得ることができるが、ｂの値が0.15未満の場合には
比誘電率が10000未満になる。また、ｂの値が0.35の場
合には試料No.14に示すように所望の特性を得ることが
できるが、ｂの値がこれよりも大きくなると試料No.1
7、19、20、21に示すように所望の特性を得ることがで
きなくなる。従って、ｂの好ましい範囲は0.15〜0.35で
ある。
ｃの値が0.05及び0.15の場合には試料No.31、32に示す
ように所望の特性を得ることができるが、試料No.23に
示すようにMnO2を含有しない場合においてｃが0.2にな
ると、150℃の抵抗率が所望特性よりも悪くなる。また
ｃが0.05よりも小さくなると、低温焼成が不可能にな
る。従って、MnO2を含有しない場合のｃの好ましい範囲
は0.05〜0.15である。一方、MnO2を含有する場合には、
試料No.29に示すようにｃを0.20とすることができる。
ように所望の特性を得ることができるが、試料No.23に
示すようにMnO2を含有しない場合においてｃが0.2にな
ると、150℃の抵抗率が所望特性よりも悪くなる。また
ｃが0.05よりも小さくなると、低温焼成が不可能にな
る。従って、MnO2を含有しない場合のｃの好ましい範囲
は0.05〜0.15である。一方、MnO2を含有する場合には、
試料No.29に示すようにｃを0.20とすることができる。
ｄの値が０の場合は試料No.4に示すように比誘電率が10
000未満となるが、ｄの値が0.025の場合は試料No.1に示
すように所望特性を得ることができる。またｄの値が0.
15の場合には試料No.5に示すように所望特性を得ること
ができるが、ｄの値が0.2よりも大きくなると比誘電率
が目標値よりも大幅に小さくなる。従って、ｄの好まし
い範囲は0.025〜0.15である。
000未満となるが、ｄの値が0.025の場合は試料No.1に示
すように所望特性を得ることができる。またｄの値が0.
15の場合には試料No.5に示すように所望特性を得ること
ができるが、ｄの値が0.2よりも大きくなると比誘電率
が目標値よりも大幅に小さくなる。従って、ｄの好まし
い範囲は0.025〜0.15である。
MgOの過剰添加量が0.15重量部の場合には試料No.7に示
すよう所望特性を得ることができないが、0.25重量部に
なると試料No.8に示すように所望の特性を得ることがで
きる。また、MgOの量が５重量部の場合は試料No.12に示
すように所望特性が得られるが0.75重量部になると試料
No.13に示すように比誘電率、150℃の抵抗率が所望特性
よりも悪くなる。従って、MgOの好ましい範囲は0.25〜
0.50重量部である。
すよう所望特性を得ることができないが、0.25重量部に
なると試料No.8に示すように所望の特性を得ることがで
きる。また、MgOの量が５重量部の場合は試料No.12に示
すように所望特性が得られるが0.75重量部になると試料
No.13に示すように比誘電率、150℃の抵抗率が所望特性
よりも悪くなる。従って、MgOの好ましい範囲は0.25〜
0.50重量部である。
MnO2の添加量が零の場合であっても所望の特性が得られ
る。しかし、試料No.26、27、29に示すように0.5モル％
以下の範囲で添加すると、抵抗率が高くなる。なお、試
料No.28に示すようにMnO2が1.0モル％になると比誘電率
が10000よりも小さくなる。従って、MnO2の好ましい添
加量は0.5モル％以下である。
る。しかし、試料No.26、27、29に示すように0.5モル％
以下の範囲で添加すると、抵抗率が高くなる。なお、試
料No.28に示すようにMnO2が1.0モル％になると比誘電率
が10000よりも小さくなる。従って、MnO2の好ましい添
加量は0.5モル％以下である。
Ａサイト/Bサイトの比は抵抗率の低下を防止する観点か
ら1.01〜1.04の範囲にすることが望ましい。
ら1.01〜1.04の範囲にすることが望ましい。
［変形例］ 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。
次の変形が可能なものである。
（１） 実施例では焼成温度が820℃及び850℃である
が、約700℃〜1000℃の範囲の種々の温度にすることが
できる。
が、約700℃〜1000℃の範囲の種々の温度にすることが
できる。
（２） 主成分の原料を酸化物以外の炭酸化物、水酸化
物等にすることができる。
物等にすることができる。
（３） 積層コンデンサにも適用可能である。
［発明の効果］ 各請求項の発明によって850℃以下で焼成可能であり、
比誘電率が10000以上、tanδが３％以下、25℃の抵抗率
が1011Ω・cm以上、150℃の抵抗率が1010Ω・cm以上の
誘電体磁器組成物を提供することができる。
比誘電率が10000以上、tanδが３％以下、25℃の抵抗率
が1011Ω・cm以上、150℃の抵抗率が1010Ω・cm以上の
誘電体磁器組成物を提供することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】100重量部の主成分と、0.25〜0.5重量部の
副成分としてのMgOとから成り、 前記主成分は、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ （但し、ａは0.5〜0.7、ｂは0.15〜0.35、ｃは0.05〜0.
15、ｄは0.025〜0.15を満足する数値） から成ることを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】100重量部の主成分と、0.25〜0.5重量部の
副成分としてのMgOと、前記主成分に対して0.3モル％以
下のMnO2とから成り、 前記主成分は、 ［Pb（Mg1/3Nb2/3）O3］ａ− ［Pb（Zn1/3Nb2/3）O3］ｂ− ［Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3］ｃ− ［PbZrO3］ｄ （但し、ａは0.5〜0.7、ｂは0.15〜0.35、ｃは0.05〜0.
20、ｄは0.025〜0.15を満足する数値）から成ることを
特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193931A JPH07100623B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1193931A JPH07100623B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0360454A JPH0360454A (ja) | 1991-03-15 |
| JPH07100623B2 true JPH07100623B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=16316126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1193931A Expired - Lifetime JPH07100623B2 (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07100623B2 (ja) |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1193931A patent/JPH07100623B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0360454A (ja) | 1991-03-15 |
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