JPH07296637A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH07296637A JPH07296637A JP6092400A JP9240094A JPH07296637A JP H07296637 A JPH07296637 A JP H07296637A JP 6092400 A JP6092400 A JP 6092400A JP 9240094 A JP9240094 A JP 9240094A JP H07296637 A JPH07296637 A JP H07296637A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 誘電体磁器組成物の割合をＰｂ〔ｘ（Ｍｇ
1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｙ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｚ（Ｓｍ
1/2 Ｎｂ1/2 ）〕Ｏ3 と表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値が図
１の三角ダイヤグラムにおいて座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
の内部の領域（但し、線分ＡＥ上を除き、他の線分上を
含む）に位置するとともに、かかる系に対してＢａＴｉ
Ｏ3 を10モル％未満、ＭｎＯ2 を0.6 重量％以下、Ｃｕ
Ｏを0.1 〜0.6 重量％の割合で添加したことを特徴とす
る。 【効果】 比誘電率が高くかつその温度依存性が小さ
く、絶縁抵抗が高くかつその高温時の低下が小さく、誘
電損失が小さく、しかも磁器密度が大きくて磁器強度が
大きい誘電体材料が得られ、温度特性の優れた高誘電率
系積層型磁器コンデンサが得られる。
1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｙ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｚ（Ｓｍ
1/2 Ｎｂ1/2 ）〕Ｏ3 と表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値が図
１の三角ダイヤグラムにおいて座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ
の内部の領域（但し、線分ＡＥ上を除き、他の線分上を
含む）に位置するとともに、かかる系に対してＢａＴｉ
Ｏ3 を10モル％未満、ＭｎＯ2 を0.6 重量％以下、Ｃｕ
Ｏを0.1 〜0.6 重量％の割合で添加したことを特徴とす
る。 【効果】 比誘電率が高くかつその温度依存性が小さ
く、絶縁抵抗が高くかつその高温時の低下が小さく、誘
電損失が小さく、しかも磁器密度が大きくて磁器強度が
大きい誘電体材料が得られ、温度特性の優れた高誘電率
系積層型磁器コンデンサが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、比誘電率及び絶縁抵抗
が高く、その温度特性に優れた誘電体磁器組成物に関す
るものであり、詳細には、高容量の積層型磁器コンデン
サに適した誘電体磁器組成物に関するものである。
が高く、その温度特性に優れた誘電体磁器組成物に関す
るものであり、詳細には、高容量の積層型磁器コンデン
サに適した誘電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高誘電率系積層型磁器コンデンサ等に用
いられる誘電体磁器組成物は、その特性上、比誘電率が
高くかつ誘電損失 tanδが低く、また絶縁抵抗が高く、
更にそれらの温度依存性が小さいことが望まれる。これ
らの組成物は強誘電体であるので、その比誘電率εｒ
は、一般にεｒ＝Ｃ／｜Ｔ−Ｔc ｜（式中、Ｃは定数）
で定義されるキュリー温度Ｔc で極大になり、Ｔc を中
心に概ね温度に対して対称的に変化する。そして通常
は、Ｔc 近傍の高い比誘電率εｒを利用して、容積効率
が高い磁器コンデンサが設計されている。この際、目的
とするコンデンサの温度特性に合致させるため、キュリ
ー温度を所望の温度に設定すること、或いは温度依存性
を軽減することについて、考慮される必要がある。その
ために、単一の複合酸化物からなる強誘電体の構成原子
の一部を他の原子で置換し、固溶体として用いることが
行なわれている。
いられる誘電体磁器組成物は、その特性上、比誘電率が
高くかつ誘電損失 tanδが低く、また絶縁抵抗が高く、
更にそれらの温度依存性が小さいことが望まれる。これ
らの組成物は強誘電体であるので、その比誘電率εｒ
は、一般にεｒ＝Ｃ／｜Ｔ−Ｔc ｜（式中、Ｃは定数）
で定義されるキュリー温度Ｔc で極大になり、Ｔc を中
心に概ね温度に対して対称的に変化する。そして通常
は、Ｔc 近傍の高い比誘電率εｒを利用して、容積効率
が高い磁器コンデンサが設計されている。この際、目的
とするコンデンサの温度特性に合致させるため、キュリ
ー温度を所望の温度に設定すること、或いは温度依存性
を軽減することについて、考慮される必要がある。その
ために、単一の複合酸化物からなる強誘電体の構成原子
の一部を他の原子で置換し、固溶体として用いることが
行なわれている。
【０００３】また、積層型磁器コンデンサが高い環境温
度下で長期に亘って劣化しないで使用されるためには、
誘電体磁器組成物の室温における絶縁抵抗が大きいこと
に加えて、高温、例えば85℃における絶縁抵抗値が大き
いことが要求される。
度下で長期に亘って劣化しないで使用されるためには、
誘電体磁器組成物の室温における絶縁抵抗が大きいこと
に加えて、高温、例えば85℃における絶縁抵抗値が大き
いことが要求される。
【０００４】従来はＢａＴｉＯ3 が優れた強誘電体とし
て多用され、ＥＩＡＪ（日本電子機械工業会）規格にお
ける特性Ｆの磁器コンデンサには、上記ＢａＴｉＯ3 の
構成原子であるＢａをＣａで、またＴｉをＺｒやＳｎで
部分的に置換し、（ＢａＣａ）（ＴｉＺｒ）Ｏ3 のよう
に表わせる固溶体として用いられている。
て多用され、ＥＩＡＪ（日本電子機械工業会）規格にお
ける特性Ｆの磁器コンデンサには、上記ＢａＴｉＯ3 の
構成原子であるＢａをＣａで、またＴｉをＺｒやＳｎで
部分的に置換し、（ＢａＣａ）（ＴｉＺｒ）Ｏ3 のよう
に表わせる固溶体として用いられている。
【０００５】近年、ＢａＴｉＯ3 に代わる誘電体磁器組
成物として、特開昭55-50509号には、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 の２成分系でＭｎＯを0.00
1 〜1.5 重量％添加する誘電体磁器組成物が開示されて
いる。この組成物によれば、比誘電率が7,000 以上で誘
電損失も0.1 〜1.5 ％と小さく、絶縁抵抗も20℃で１×
1012Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性に優
れている。
成物として、特開昭55-50509号には、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 の２成分系でＭｎＯを0.00
1 〜1.5 重量％添加する誘電体磁器組成物が開示されて
いる。この組成物によれば、比誘電率が7,000 以上で誘
電損失も0.1 〜1.5 ％と小さく、絶縁抵抗も20℃で１×
1012Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性に優
れている。
【０００６】また特開昭55-144611 号には、Ｐｂ（Ｍｇ
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ 3−Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ
1/2 ）Ｏ3 の３成分系で、Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3
を0.05〜5.0 重量％添加する誘電体磁器組成物が開示さ
れている。この組成物によれば、比誘電率が3,780 以上
で誘電損失も0.2 〜1.7 ％と小さく、絶縁抵抗も20℃で
９×1011Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性
に優れている。
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ 3−Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ
1/2 ）Ｏ3 の３成分系で、Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3
を0.05〜5.0 重量％添加する誘電体磁器組成物が開示さ
れている。この組成物によれば、比誘電率が3,780 以上
で誘電損失も0.2 〜1.7 ％と小さく、絶縁抵抗も20℃で
９×1011Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性
に優れている。
【０００７】また特開昭62-31905号には、Ｐｂ（Ｍｇ
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −
ＰｂＴｉＯ3 の３成分系でＭｇＯを1.0 重量％以下の量
で添加する誘電体磁器組成物が開示されている。この組
成物によれば、比誘電率が15,000以上で、誘電損失も３
％以下と小さく、絶縁抵抗も25〜85℃の範囲で1011Ω・
cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性に優れてい
る。
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ（Ｚｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −
ＰｂＴｉＯ3 の３成分系でＭｇＯを1.0 重量％以下の量
で添加する誘電体磁器組成物が開示されている。この組
成物によれば、比誘電率が15,000以上で、誘電損失も３
％以下と小さく、絶縁抵抗も25〜85℃の範囲で1011Ω・
cm以上と、高誘電率系誘電体の電気的特性に優れてい
る。
【０００８】更に特開昭62-216106 号には、Ｐｂ（Ｆ
ｅ，Ｎｄ，Ｎｂ）Ｏ3 系のペロブスカイト型構造化合物
の組成物が開示されている。この組成物によれば、比誘
電率がＢａＴｉＯ3 系に比べて約２倍と大きいため高容
量化が可能で、同じ容量であれば誘電体層の積層数を低
減できて小型化を図れる。また、低温で焼成できるた
め、安価な銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）系電極材料
が使用できる利点も有するものである。
ｅ，Ｎｄ，Ｎｂ）Ｏ3 系のペロブスカイト型構造化合物
の組成物が開示されている。この組成物によれば、比誘
電率がＢａＴｉＯ3 系に比べて約２倍と大きいため高容
量化が可能で、同じ容量であれば誘電体層の積層数を低
減できて小型化を図れる。また、低温で焼成できるた
め、安価な銀（Ａｇ）−パラジウム（Ｐｄ）系電極材料
が使用できる利点も有するものである。
【０００９】更にまた、特開平4-357158号において、Ｐ
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを主成
分とし、ＢａＴｉＯ3 とＭｎＯ2 とを添加した誘電体磁
器組成物が提案されている。この組成物によれば、比誘
電率が7,000 以上と高く、かつその温度特性に優れ、し
かも1,050 ℃以下での低温焼成が可能なため、高容量の
積層型磁器コンデンサ用の組成物として有用である。
ｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを主成
分とし、ＢａＴｉＯ3 とＭｎＯ2 とを添加した誘電体磁
器組成物が提案されている。この組成物によれば、比誘
電率が7,000 以上と高く、かつその温度特性に優れ、し
かも1,050 ℃以下での低温焼成が可能なため、高容量の
積層型磁器コンデンサ用の組成物として有用である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ＢａＴｉＯ3 を主成分とする組成物、或いは特開昭55-5
0509号、特開昭55-144611 号、特開昭62-31905号、特開
昭62-216106 号にそれぞれ開示された組成物は、比誘電
率の温度依存性が大きかった。例えば特開昭62-216106
号の組成物であっても、−30℃〜＋85℃の温度域で、室
温での比誘電率に対して＋15％〜−75％と大きく変動す
るため、高容量コンデンサとして一般に用いられる電解
コンデンサに比較して特性が劣っており、実用化の障壁
となっていた。
ＢａＴｉＯ3 を主成分とする組成物、或いは特開昭55-5
0509号、特開昭55-144611 号、特開昭62-31905号、特開
昭62-216106 号にそれぞれ開示された組成物は、比誘電
率の温度依存性が大きかった。例えば特開昭62-216106
号の組成物であっても、−30℃〜＋85℃の温度域で、室
温での比誘電率に対して＋15％〜−75％と大きく変動す
るため、高容量コンデンサとして一般に用いられる電解
コンデンサに比較して特性が劣っており、実用化の障壁
となっていた。
【００１１】また、特開平4-357158号において提案され
た誘電体磁器組成物も、比誘電率が高く、かつその温度
依存性が小さく、更に常温（25℃）での絶縁抵抗が大き
くて絶縁性に優れたものであったが、高温（85℃）での
絶縁抵抗が、常温時の50％以下まで大きく低下してしま
うという問題点があった。従って、絶縁抵抗の温度特性
においてもより優れた特性を有する、高誘電率の誘電体
磁器組成物が望まれていた。
た誘電体磁器組成物も、比誘電率が高く、かつその温度
依存性が小さく、更に常温（25℃）での絶縁抵抗が大き
くて絶縁性に優れたものであったが、高温（85℃）での
絶縁抵抗が、常温時の50％以下まで大きく低下してしま
うという問題点があった。従って、絶縁抵抗の温度特性
においてもより優れた特性を有する、高誘電率の誘電体
磁器組成物が望まれていた。
【００１２】本発明は、上記事情に鑑みて本発明者等が
鋭意研究を進めた結果完成されたもので、その目的は、
比誘電率εｒ及び絶縁抵抗が大きく、かつそれらの温度
依存性が小さく、誘電損失 tanδが小さく、しかも安価
な銀系の電極材料が使用できる低温焼成が可能な誘電体
磁器組成物を提供することにある。
鋭意研究を進めた結果完成されたもので、その目的は、
比誘電率εｒ及び絶縁抵抗が大きく、かつそれらの温度
依存性が小さく、誘電損失 tanδが小さく、しかも安価
な銀系の電極材料が使用できる低温焼成が可能な誘電体
磁器組成物を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、Ｐｂ（Ｍ
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを主成分とし、かか
る系に対してＢａＴｉＯ3 を10モル％未満の割合で、ま
たＭｎＯ2 を0.6 重量％以下の割合で添加し、更にかか
る系に対してＣｕＯを0.1 〜0.6 重量％の割合で添加し
た誘電体磁器組成物において、比誘電率の温度依存性が
小さい特性を維持しつつ、高温時の絶縁抵抗の低下を抑
制し得ることを知見した。
ｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを主成分とし、かか
る系に対してＢａＴｉＯ3 を10モル％未満の割合で、ま
たＭｎＯ2 を0.6 重量％以下の割合で添加し、更にかか
る系に対してＣｕＯを0.1 〜0.6 重量％の割合で添加し
た誘電体磁器組成物において、比誘電率の温度依存性が
小さい特性を維持しつつ、高温時の絶縁抵抗の低下を抑
制し得ることを知見した。
【００１４】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、Ｐｂ
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを含む複合酸化
物主成分の成分割合を、下記の一般式（１） Ｐｂ〔ｘ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｙ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｚ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/ 2 ）〕Ｏ3 ・・・（１） （式中、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値
が図１の三角ダイヤグラムにおいて下記の座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅの内部（但し、線分ＡＥ上を除き、他の線分
上を含む）に位置するとともに、上記一般式（１）で表
わされる複合酸化物主成分に対して、ＢａＴｉＯ3 を１
０モル％未満、ＭｎＯ2 を０．６重量％以下、ＣｕＯを
０．１〜０．６重量％の割合で添加したことを特徴とす
るものである。 Ａ（０．７６９、０．２３１、０） Ｂ（０．７０６、０．２１２、０．０８２） Ｃ（０．３９９、０．５１７、０．０８４） Ｄ（０．２８２、０．６５８、０．０６０） Ｅ（０．４１７、０．５８３、０）
（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 とを含む複合酸化
物主成分の成分割合を、下記の一般式（１） Ｐｂ〔ｘ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｙ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｚ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/ 2 ）〕Ｏ3 ・・・（１） （式中、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値
が図１の三角ダイヤグラムにおいて下記の座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅの内部（但し、線分ＡＥ上を除き、他の線分
上を含む）に位置するとともに、上記一般式（１）で表
わされる複合酸化物主成分に対して、ＢａＴｉＯ3 を１
０モル％未満、ＭｎＯ2 を０．６重量％以下、ＣｕＯを
０．１〜０．６重量％の割合で添加したことを特徴とす
るものである。 Ａ（０．７６９、０．２３１、０） Ｂ（０．７０６、０．２１２、０．０８２） Ｃ（０．３９９、０．５１７、０．０８４） Ｄ（０．２８２、０．６５８、０．０６０） Ｅ（０．４１７、０．５８３、０）
【００１５】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物（以下、本組成物と
略す）は、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 と
を含む複合酸化物主成分を、上記所定の割合で調整する
ことにより、比誘電率εｒが高くかつその温度依存性が
小さく、常温での絶縁抵抗が高く、しかも誘電損失 tan
δが小さく、磁器強度が高い誘電体となる。
略す）は、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｚｎ
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3 と
を含む複合酸化物主成分を、上記所定の割合で調整する
ことにより、比誘電率εｒが高くかつその温度依存性が
小さく、常温での絶縁抵抗が高く、しかも誘電損失 tan
δが小さく、磁器強度が高い誘電体となる。
【００１６】本組成物の複合酸化物主成分の組成割合を
示す図１の三角ダイヤグラムにおいて、主成分の組成が
上記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで囲まれる領域に対して、
線分ＡＢよりもｘ値が大きい場合は、焼結した後の磁器
密度が低下し、また温度に対する静電容量の変化率が大
きく変動してしまう傾向がある。また、線分ＢＣ又は線
分ＣＤよりもｚ値が大きい場合は、比誘電率εｒが4,00
0 未満となり、高誘電率を有する磁器組成物が得られな
くなる傾向がある。また、線分ＤＥを越える場合、即ち
ｘ値が小さくかつｙ値が大きい場合は、比誘電率εｒが
4,000 未満となり、また焼結が困難となる傾向がある。
更に、線分ＡＥ上、即ちｚ＝０の場合は、磁器の破断モ
ードが粒内モードから粒界モードとなり、磁器強度が大
きく低下してしまう傾向がある。
示す図１の三角ダイヤグラムにおいて、主成分の組成が
上記座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで囲まれる領域に対して、
線分ＡＢよりもｘ値が大きい場合は、焼結した後の磁器
密度が低下し、また温度に対する静電容量の変化率が大
きく変動してしまう傾向がある。また、線分ＢＣ又は線
分ＣＤよりもｚ値が大きい場合は、比誘電率εｒが4,00
0 未満となり、高誘電率を有する磁器組成物が得られな
くなる傾向がある。また、線分ＤＥを越える場合、即ち
ｘ値が小さくかつｙ値が大きい場合は、比誘電率εｒが
4,000 未満となり、また焼結が困難となる傾向がある。
更に、線分ＡＥ上、即ちｚ＝０の場合は、磁器の破断モ
ードが粒内モードから粒界モードとなり、磁器強度が大
きく低下してしまう傾向がある。
【００１７】また、本組成物は、上記の組成割合で構成
される複合酸化物主成分に対して、ＢａＴｉＯ3 を10モ
ル％未満の割合の量で添加することにより、磁器を構成
する結晶の純度を高める作用をなし、常温での絶縁抵抗
を向上させることができる。このＢａＴｉＯ3 の添加量
が10モル％以上に大きくなると、比誘電率εｒが大きく
低下してしまう傾向があるため望ましくない。
される複合酸化物主成分に対して、ＢａＴｉＯ3 を10モ
ル％未満の割合の量で添加することにより、磁器を構成
する結晶の純度を高める作用をなし、常温での絶縁抵抗
を向上させることができる。このＢａＴｉＯ3 の添加量
が10モル％以上に大きくなると、比誘電率εｒが大きく
低下してしまう傾向があるため望ましくない。
【００１８】加えて、かかる系にＭｎＯ2 を0.6 重量％
以下の割合の量で添加することにより、比誘電率εｒの
温度依存性を更に低減して小さくすることができる。こ
のＭｎＯ2 の添加量が0.6 重量％を越える場合は、比誘
電率εｒが低下するとともに、温度に対する静電容量の
変化率が大きくなってしまう傾向があり、好ましくな
い。
以下の割合の量で添加することにより、比誘電率εｒの
温度依存性を更に低減して小さくすることができる。こ
のＭｎＯ2 の添加量が0.6 重量％を越える場合は、比誘
電率εｒが低下するとともに、温度に対する静電容量の
変化率が大きくなってしまう傾向があり、好ましくな
い。
【００１９】更に、かかる系に対してＣｕＯを0.1 〜0.
6 重量％の割合で添加することにより、磁器の焼結性が
向上し、結晶子間の結合がより一層向上するとともに、
結晶相の純度が向上するため、比誘電率εｒを大きく低
下させることなく、高温時（85℃）の絶縁抵抗を常温時
（25℃）の50％以上に維持して高温での低下を抑制する
ことができて、絶縁抵抗についても良好な温度特性を得
ることができる。このＣｕＯの添加量が0.1 重量％未満
の場合には、結晶相の純度が十分でなくなり、いわゆる
パイロクロアー相（主結晶相のペロブスカイトに対する
不純相）となって、高温における絶縁抵抗の低下を低減
する効果が小さくなる。また、ＣｕＯの添加量が0.6 重
量％を越える場合には、結晶相に異相が認められない
が、コンデンサ素子の温度特性を所望の範囲内に設定す
ることが困難になる傾向があるため好ましくない。
6 重量％の割合で添加することにより、磁器の焼結性が
向上し、結晶子間の結合がより一層向上するとともに、
結晶相の純度が向上するため、比誘電率εｒを大きく低
下させることなく、高温時（85℃）の絶縁抵抗を常温時
（25℃）の50％以上に維持して高温での低下を抑制する
ことができて、絶縁抵抗についても良好な温度特性を得
ることができる。このＣｕＯの添加量が0.1 重量％未満
の場合には、結晶相の純度が十分でなくなり、いわゆる
パイロクロアー相（主結晶相のペロブスカイトに対する
不純相）となって、高温における絶縁抵抗の低下を低減
する効果が小さくなる。また、ＣｕＯの添加量が0.6 重
量％を越える場合には、結晶相に異相が認められない
が、コンデンサ素子の温度特性を所望の範囲内に設定す
ることが困難になる傾向があるため好ましくない。
【００２０】以上により本組成物によれば、比誘電率ε
ｒ及び絶縁抵抗が高く、かつそれらの温度依存性が小さ
く、特に高温時における絶縁抵抗の低下が小さく、更に
誘電損失 tanδが小さい誘電体磁器を得ることができ
る。また、磁器密度が大きく、磁器の破断モードが粒内
モードであり、磁器強度が良好な誘電体磁器を得ること
ができる。更に、焼成を1,050 ℃以下の低温で実施する
ことができるので、内部電極材料に、銀の含有率の高い
安価な銀−パラジウム材料を使用でき、積層型磁器コン
デンサの製造コストを低減することができる。
ｒ及び絶縁抵抗が高く、かつそれらの温度依存性が小さ
く、特に高温時における絶縁抵抗の低下が小さく、更に
誘電損失 tanδが小さい誘電体磁器を得ることができ
る。また、磁器密度が大きく、磁器の破断モードが粒内
モードであり、磁器強度が良好な誘電体磁器を得ること
ができる。更に、焼成を1,050 ℃以下の低温で実施する
ことができるので、内部電極材料に、銀の含有率の高い
安価な銀−パラジウム材料を使用でき、積層型磁器コン
デンサの製造コストを低減することができる。
【００２１】従って、本組成物を、例えば積層型磁器コ
ンデンサに用いると、比誘電率εｒ及び絶縁抵抗が高
く、かつその温度変化率が小さい、小型大容量の積層型
磁器コンデンサを得ることができる。また、低温焼成が
可能で安価な電極材料が使用でき、しかも磁器の機械的
強度が優れた、大容量で安価な積層型磁器コンデンサを
得ることができる。
ンデンサに用いると、比誘電率εｒ及び絶縁抵抗が高
く、かつその温度変化率が小さい、小型大容量の積層型
磁器コンデンサを得ることができる。また、低温焼成が
可能で安価な電極材料が使用でき、しかも磁器の機械的
強度が優れた、大容量で安価な積層型磁器コンデンサを
得ることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の誘電体磁器組成物を、実施例
に基づいて詳述する。本組成物の出発原料として、Ｐｂ
Ｏ、ＭｇＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＺｎＯ、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＴｉＯ
2 、ＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 、ＣｕＯの各酸化物粉末を
用意した。各酸化物の純度は99.5以上であり、特にＳｍ
2 Ｏ3 の純度は99.9％以上である。
に基づいて詳述する。本組成物の出発原料として、Ｐｂ
Ｏ、ＭｇＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、ＺｎＯ、Ｓｍ2 Ｏ3 、ＴｉＯ
2 、ＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 、ＣｕＯの各酸化物粉末を
用意した。各酸化物の純度は99.5以上であり、特にＳｍ
2 Ｏ3 の純度は99.9％以上である。
【００２３】各酸化物粉末を表１に示した各組成になる
ように秤量し、ボールミルで混合して調合した。そし
て、これをアルミナ磁器製ルツボに入れて、800 ℃で仮
焼した。次いで、仮焼後に粗砕して、更にジルコニアボ
ールを用いてボールミルで粉砕した。その後、ビニール
アルコールを１％添加して造粒し、直径12ｍｍ、厚さ約
１ｍｍの円板状に加圧成形した。この円板状成形体をマ
グネシア製こう鉢に入れ、大気中にて700 ℃で脱脂した
後に、大気中で950 〜1,050 ℃で４時間焼成した。
ように秤量し、ボールミルで混合して調合した。そし
て、これをアルミナ磁器製ルツボに入れて、800 ℃で仮
焼した。次いで、仮焼後に粗砕して、更にジルコニアボ
ールを用いてボールミルで粉砕した。その後、ビニール
アルコールを１％添加して造粒し、直径12ｍｍ、厚さ約
１ｍｍの円板状に加圧成形した。この円板状成形体をマ
グネシア製こう鉢に入れ、大気中にて700 ℃で脱脂した
後に、大気中で950 〜1,050 ℃で４時間焼成した。
【００２４】得られた各焼結体の電気的特性を評価する
ために、各焼結体の両主面にＡｇ電極を塗布形成して円
板状コンデンサを作製し、試料１〜19とした。
ために、各焼結体の両主面にＡｇ電極を塗布形成して円
板状コンデンサを作製し、試料１〜19とした。
【００２５】各試料についての電気的特性の測定は、以
下のように行なった。まず、基準温度25℃で周波数１ｋ
Ｈｚ、測定電圧1.0 Ｖrms の信号を入力し、デジタルＬ
ＣＲメータ（ＹＨＰ製4274Ａ）を用いて静電容量及び誘
電損失 tanδを測定し、試料の寸法を考慮して比誘電率
εｒを算出した。また、比誘電率εｒを−30℃〜＋85℃
の温度範囲で測定し、＋25℃における比誘電率εｒを基
準として、その温度変化率を求めた。更に絶縁抵抗は、
絶縁抵抗計を用いて直流電圧50Ｖを１分間印加した時の
値を、＋25℃と＋85℃において測定した。そして、磁器
密度は試料の寸法と重量を測定して算出した。更に、機
械的特性の測定のために３ｍｍ×４ｍｍ×長さ40ｍｍの
角柱試料を作製し、ＪＩＳのＲ1601に準拠して、曲げ強
度を４点曲げ法で測定して求めて、磁器強度を評価し
た。
下のように行なった。まず、基準温度25℃で周波数１ｋ
Ｈｚ、測定電圧1.0 Ｖrms の信号を入力し、デジタルＬ
ＣＲメータ（ＹＨＰ製4274Ａ）を用いて静電容量及び誘
電損失 tanδを測定し、試料の寸法を考慮して比誘電率
εｒを算出した。また、比誘電率εｒを−30℃〜＋85℃
の温度範囲で測定し、＋25℃における比誘電率εｒを基
準として、その温度変化率を求めた。更に絶縁抵抗は、
絶縁抵抗計を用いて直流電圧50Ｖを１分間印加した時の
値を、＋25℃と＋85℃において測定した。そして、磁器
密度は試料の寸法と重量を測定して算出した。更に、機
械的特性の測定のために３ｍｍ×４ｍｍ×長さ40ｍｍの
角柱試料を作製し、ＪＩＳのＲ1601に準拠して、曲げ強
度を４点曲げ法で測定して求めて、磁器強度を評価し
た。
【００２６】これらの測定結果に対しては、以下の値を
評価基準とした。比誘電率εｒは、小型で高誘電率のコ
ンデンサを作製するための重要な特性であり、その値が
4,000 を越えるものを良好とした。また、比誘電率εｒ
の温度変化率は、−30℃及び＋85℃において、＋20％〜
−30％の範囲内であれば良好とした。絶縁抵抗は、＋25
℃で50ＧΩ以上、＋85℃で25ＧΩ以上であって、更に＋
85℃での値が＋25℃での値の50％以上であるものを良好
とした。そして磁器密度は、7.80ｇ／ｃｍ3 以上を良好
とした。また磁器強度は、曲げ強度が10ｋｇｆ／ｍｍ2
以上のものを良好とした。なお、誘電損失 tanδは、誘
電体磁器のグリーンシートの薄膜化を実現して小型かつ
大容量の積層型磁器コンデンサを作製するための重要な
特性であり、小さい値が望ましい。
評価基準とした。比誘電率εｒは、小型で高誘電率のコ
ンデンサを作製するための重要な特性であり、その値が
4,000 を越えるものを良好とした。また、比誘電率εｒ
の温度変化率は、−30℃及び＋85℃において、＋20％〜
−30％の範囲内であれば良好とした。絶縁抵抗は、＋25
℃で50ＧΩ以上、＋85℃で25ＧΩ以上であって、更に＋
85℃での値が＋25℃での値の50％以上であるものを良好
とした。そして磁器密度は、7.80ｇ／ｃｍ3 以上を良好
とした。また磁器強度は、曲げ強度が10ｋｇｆ／ｍｍ2
以上のものを良好とした。なお、誘電損失 tanδは、誘
電体磁器のグリーンシートの薄膜化を実現して小型かつ
大容量の積層型磁器コンデンサを作製するための重要な
特性であり、小さい値が望ましい。
【００２７】これらの測定結果を表１に示す。磁器強度
については、10ｋｇｆ／ｍｍ2 以上のものを○で、10ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 未満のものを×で表わした。また、表中に
は、これらの結果に基づく評価として、良好な結果を示
したものに○、特性の劣るものに×を示した。なお、表
中において＊を付した試料番号のものは比較例であり、
試料番号13、14、15、16及び17は、図１の三角ダイヤグ
ラムの座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、それぞれ本発明の範囲を
規定する座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ上に位置しているも
のである。
については、10ｋｇｆ／ｍｍ2 以上のものを○で、10ｋ
ｇｆ／ｍｍ2 未満のものを×で表わした。また、表中に
は、これらの結果に基づく評価として、良好な結果を示
したものに○、特性の劣るものに×を示した。なお、表
中において＊を付した試料番号のものは比較例であり、
試料番号13、14、15、16及び17は、図１の三角ダイヤグ
ラムの座標（ｘ、ｙ、ｚ）が、それぞれ本発明の範囲を
規定する座標Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥ上に位置しているも
のである。
【００２８】
【表１】
【００２９】試料番号３〜５、７〜10、12及び14〜16の
ように、ｘ、ｙ、ｚ及びＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 、Ｃｕ
Ｏ添加量の各々が本発明の範囲内にある場合は、全ての
結果が良好な特性を示した。これらの結果より、比誘電
率εｒが4,000 以上、好適な組成範囲では7,000 以上と
高くしかもその温度変化率が良好で、更に絶縁抵抗が高
く且つ＋85℃の高温においても絶縁抵抗の低下が小さ
い、優れた特性の誘電体磁器組成物が得られることが分
かる。また、磁器密度が大きく、誘電損失 tanδも小さ
いものとなる。
ように、ｘ、ｙ、ｚ及びＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 、Ｃｕ
Ｏ添加量の各々が本発明の範囲内にある場合は、全ての
結果が良好な特性を示した。これらの結果より、比誘電
率εｒが4,000 以上、好適な組成範囲では7,000 以上と
高くしかもその温度変化率が良好で、更に絶縁抵抗が高
く且つ＋85℃の高温においても絶縁抵抗の低下が小さ
い、優れた特性の誘電体磁器組成物が得られることが分
かる。また、磁器密度が大きく、誘電損失 tanδも小さ
いものとなる。
【００３０】これに対し、試料番号18のように、ｘ、
ｙ、ｚが本発明の範囲内にない場合には、比誘電率の温
度変化率が大きくなる傾向が見られる。
ｙ、ｚが本発明の範囲内にない場合には、比誘電率の温
度変化率が大きくなる傾向が見られる。
【００３１】また試料番号13及び17のように、ｘ、ｙが
本発明の範囲内であるが、ｚ＝０即ち線分ＡＥ上にある
場合は、磁器強度が低下してしまう傾向がある。
本発明の範囲内であるが、ｚ＝０即ち線分ＡＥ上にある
場合は、磁器強度が低下してしまう傾向がある。
【００３２】また試料番号11のように、ｘ、ｙ、ｚが本
発明の範囲内であるが、ＢａＴｉＯ3 添加量が10モル％
を越える場合は、85℃における比誘電率の温度変化率が
−30％以下になり、変化率が大きくなる傾向が見られ
る。
発明の範囲内であるが、ＢａＴｉＯ3 添加量が10モル％
を越える場合は、85℃における比誘電率の温度変化率が
−30％以下になり、変化率が大きくなる傾向が見られ
る。
【００３３】また試料番号19のように、ｘ、ｙ、ｚ及び
ＢａＴｉＯ3 添加量が本発明の範囲内であるが、ＭｎＯ
2 添加量が0.6 重量％を越える場合は、比誘電率が小さ
くなり、4,000 を下回るようになる。
ＢａＴｉＯ3 添加量が本発明の範囲内であるが、ＭｎＯ
2 添加量が0.6 重量％を越える場合は、比誘電率が小さ
くなり、4,000 を下回るようになる。
【００３４】そして、試料番号１、２のように、ｘ、
ｙ、ｚ及びＢａＴｉＯ3 とＭｎＯ2 の添加量が本発明の
範囲内であるが、ＣｕＯ添加量が0.1 重量％未満の場合
は、比誘電率の温度変化率を小さくする効果が小さくな
り、一方、試料番号６のように0.6 重量％を越える場合
には、85℃における比誘電率の温度変化率が−30％以下
になり、変化率が大きくなる傾向が見られる。
ｙ、ｚ及びＢａＴｉＯ3 とＭｎＯ2 の添加量が本発明の
範囲内であるが、ＣｕＯ添加量が0.1 重量％未満の場合
は、比誘電率の温度変化率を小さくする効果が小さくな
り、一方、試料番号６のように0.6 重量％を越える場合
には、85℃における比誘電率の温度変化率が−30％以下
になり、変化率が大きくなる傾向が見られる。
【００３５】従って、上記の実施例より分かるように、
本発明の誘電体磁器組成物によって、比誘電率εｒが4,
000 以上と高く且つその温度依存性が小さく、絶縁抵抗
が50ＧΩ以上と高く且つその高温時の低下が小さくて、
しかも誘電損失 tanδが小さく、更に磁器密度が7.80ｇ
／ｃｍ3 以上と大きくて曲げ強度が10ｋｇｆ／ｍｍ2以
上と優れた特性を有する誘電体磁器が得られる組成物と
するには、上記本組成物の組成構成におけるｘ、ｙ、ｚ
の座標、並びにＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 及びＣｕＯの添
加量を、本発明の範囲内に設定することが重要である。
本発明の誘電体磁器組成物によって、比誘電率εｒが4,
000 以上と高く且つその温度依存性が小さく、絶縁抵抗
が50ＧΩ以上と高く且つその高温時の低下が小さくて、
しかも誘電損失 tanδが小さく、更に磁器密度が7.80ｇ
／ｃｍ3 以上と大きくて曲げ強度が10ｋｇｆ／ｍｍ2以
上と優れた特性を有する誘電体磁器が得られる組成物と
するには、上記本組成物の組成構成におけるｘ、ｙ、ｚ
の座標、並びにＢａＴｉＯ3 、ＭｎＯ2 及びＣｕＯの添
加量を、本発明の範囲内に設定することが重要である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の誘電体磁
器組成物によれば、比誘電率εｒが大きく且つその温度
依存性が小さく、絶縁抵抗が高く且つその高温時の低下
が小さくて、しかも誘電損失 tanδが小さく、しかも安
価な銀系の電極材料が使用できる低温焼成が可能な誘電
体磁器組成物を提供することができた。
器組成物によれば、比誘電率εｒが大きく且つその温度
依存性が小さく、絶縁抵抗が高く且つその高温時の低下
が小さくて、しかも誘電損失 tanδが小さく、しかも安
価な銀系の電極材料が使用できる低温焼成が可能な誘電
体磁器組成物を提供することができた。
【００３７】そして、本組成物を用いることにより、比
誘電率εｒが大きく且つその温度依存性が小さく、絶縁
抵抗が高く且つその高温時の低下が小さくて、しかも誘
電損失 tanδが小さく、更に磁器密度が大きくて曲げ強
度も大きな、優れた特性を有する良好な誘電体磁器が得
られ、高誘電率系で小型大容量の積層型磁器コンデンサ
への応用が可能となる。
誘電率εｒが大きく且つその温度依存性が小さく、絶縁
抵抗が高く且つその高温時の低下が小さくて、しかも誘
電損失 tanδが小さく、更に磁器密度が大きくて曲げ強
度も大きな、優れた特性を有する良好な誘電体磁器が得
られ、高誘電率系で小型大容量の積層型磁器コンデンサ
への応用が可能となる。
【００３８】また、本組成物によれば、誘電体磁器を低
温で焼成できるので、安価な銀の含有率が高いＡｇ−Ｐ
ｄ電極が使用でき、経済性にも優れた誘電体磁器組成物
並びに積層型磁器コンデンサを提供できる。
温で焼成できるので、安価な銀の含有率が高いＡｇ−Ｐ
ｄ電極が使用でき、経済性にも優れた誘電体磁器組成物
並びに積層型磁器コンデンサを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の誘電体磁器組成物の主成分組成を示
す、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3の三角ダ
イヤグラムである。
す、Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）Ｏ3の三角ダ
イヤグラムである。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｐｂ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ
（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 とＰｂ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）
Ｏ3 とを含む複合酸化物主成分の成分割合を Ｐｂ〔ｘ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）−ｙ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）−ｚ（Ｓｍ1/2 Ｎｂ1/2 ）〕Ｏ3 （式中、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表わした時、ｘ、ｙ、ｚ値
が図１の三角ダイヤグラムにおいて下記の座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄ、Ｅの内部（但し、線分ＡＥ上を除き、他の線分
上を含む）に位置するとともに、上記複合酸化物主成分
に対してＢａＴｉＯ3 を１０モル％未満、ＭｎＯ2 を
０．６重量％以下、ＣｕＯを０．１〜０．６重量％の割
合で添加したことを特徴とする誘電体磁器組成物。 Ａ（０．７６９、０．２３１、０） Ｂ（０．７０６、０．２１２、０．０８２） Ｃ（０．３９９、０．５１７、０．０８４） Ｄ（０．２８２、０．６５８、０．０６０） Ｅ（０．４１７、０．５８３、０）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6092400A JPH07296637A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6092400A JPH07296637A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296637A true JPH07296637A (ja) | 1995-11-10 |
Family
ID=14053374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6092400A Pending JPH07296637A (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07296637A (ja) |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP6092400A patent/JPH07296637A/ja active Pending
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