JPH0825791B2 - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0825791B2 JPH0825791B2 JP61122849A JP12284986A JPH0825791B2 JP H0825791 B2 JPH0825791 B2 JP H0825791B2 JP 61122849 A JP61122849 A JP 61122849A JP 12284986 A JP12284986 A JP 12284986A JP H0825791 B2 JPH0825791 B2 JP H0825791B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric
- batio
- nickel
- ceramic composition
- dielectric ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
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、特にニッケルから成る内部
電極を有する積層型磁器コンデンサの非還元性誘電体磁
器組成物に関するものである。
電極を有する積層型磁器コンデンサの非還元性誘電体磁
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。
が塗布されたシート状のBaTiO3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℃乃至1350℃の高温で焼結する必要があ
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結温度にて溶融
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、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大とな
ってコスト高となり、前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。
体材料は1250℃乃至1350℃の高温で焼結する必要があ
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結温度にて溶融
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、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大とな
ってコスト高となり、前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。
そこで、上記従来の積層型磁器コンデンサの高価とな
る欠点を解消するために内部電極として安価な卑金属、
例えばニッケルを使用することが試みられている。しか
しながら、ニッケルなどの卑金属を内部電極として使用
すると、チタン酸バリウム（BaTiO3）等から成る誘電体
と卑金属内部電極とを同時焼結する際、前記卑金属が酸
化することなく金属膜として焼結する条件はNi/NiOの平
衡酸素分圧が1300℃において約３×10-7atmであるか
ら、それ以下の酸素分圧でなければならず、この場合チ
タン酸バリウムまたはその固溶体からなる誘電体は、一
般に前記の酸素分圧下では還元されてしまって絶縁性を
失い、その結果積層型磁器コンデンサとして実用的な誘
電体特性が得られなくなるという欠点を有していた。
る欠点を解消するために内部電極として安価な卑金属、
例えばニッケルを使用することが試みられている。しか
しながら、ニッケルなどの卑金属を内部電極として使用
すると、チタン酸バリウム（BaTiO3）等から成る誘電体
と卑金属内部電極とを同時焼結する際、前記卑金属が酸
化することなく金属膜として焼結する条件はNi/NiOの平
衡酸素分圧が1300℃において約３×10-7atmであるか
ら、それ以下の酸素分圧でなければならず、この場合チ
タン酸バリウムまたはその固溶体からなる誘電体は、一
般に前記の酸素分圧下では還元されてしまって絶縁性を
失い、その結果積層型磁器コンデンサとして実用的な誘
電体特性が得られなくなるという欠点を有していた。
また一方、ニッケルなどの内部電極を有する積層型磁
器コンデンサとして使用できる非還元性誘電体磁器組成
物として、チタン酸バリウム固溶体（Ba,Ca,Sr）TiO3に
おいて塩基性酸化物である（Ba,Ca,Sr）Ｏを酸性酸化物
であるTiO2に対して化学量論比より過剰とし、ニッケル
などの卑金属を内部電極として使用できる非還元性誘電
体磁器組成物が特公昭57−42588号公報等において提案
されている。
器コンデンサとして使用できる非還元性誘電体磁器組成
物として、チタン酸バリウム固溶体（Ba,Ca,Sr）TiO3に
おいて塩基性酸化物である（Ba,Ca,Sr）Ｏを酸性酸化物
であるTiO2に対して化学量論比より過剰とし、ニッケル
などの卑金属を内部電極として使用できる非還元性誘電
体磁器組成物が特公昭57−42588号公報等において提案
されている。
これは一般に、ABO3型結晶においては、酸素八面体
（ペロブスカイト）構造の中心に位置するＢイオンに対
して、Ｂイオンより大きい酸素に対して12配位をとるＡ
イオンが化学量論比より過剰である場合、結晶格子が酸
素原子を強く引きつけ、還元され難いことが知られてお
り、前記公報に記載された発明はこの化学量論比のずれ
に立脚し、誘電体の非還元性を向上させたものである。
しかしながら、前記公報に記載された誘電体磁器組成物
は誘電率の温度変化率が大きく、誘電体特性が低下する
という欠点を有していた。
（ペロブスカイト）構造の中心に位置するＢイオンに対
して、Ｂイオンより大きい酸素に対して12配位をとるＡ
イオンが化学量論比より過剰である場合、結晶格子が酸
素原子を強く引きつけ、還元され難いことが知られてお
り、前記公報に記載された発明はこの化学量論比のずれ
に立脚し、誘電体の非還元性を向上させたものである。
しかしながら、前記公報に記載された誘電体磁器組成物
は誘電率の温度変化率が大きく、誘電体特性が低下する
という欠点を有していた。
また、誘電率の温度変化率が小さい高誘電率系誘電体
磁器組成物としてBaTiO3にスズ酸ビスマス〔Bi2（Sn
O3）３〕、ジルコニウム酸ビスマス〔Bi2（ZrO3）３〕
などのビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケ
ル（NiZrC3）やジルコニウム酸マグネシウム（MgZrO3）
を添加したものがある。これはビスマス系化合物あるい
はジルコニウム酸ニッケルやジルコニウム酸マグネシウ
ムの強いデプレッサー効果によりBaTiO3のキュリー点近
傍での誘電率の極大値を低下させ、誘電率の温度変化率
を小さくさせたものである。しかしながら、ニッケルな
どの卑金属を内部電極とし、BaTiO3にビスマス系化合物
あるいはジルコニウム酸ニッケルやジルコニウム酸マグ
ネシウムを添加した誘電体を前記Ni/NiOの平衡酸素分圧
以下で同時焼成する場合、前記誘電体は還元されてしま
って絶縁性を失い、その結果、満足な誘電体特性が得ら
れなくなるという欠点を有していた。
磁器組成物としてBaTiO3にスズ酸ビスマス〔Bi2（Sn
O3）３〕、ジルコニウム酸ビスマス〔Bi2（ZrO3）３〕
などのビスマス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケ
ル（NiZrC3）やジルコニウム酸マグネシウム（MgZrO3）
を添加したものがある。これはビスマス系化合物あるい
はジルコニウム酸ニッケルやジルコニウム酸マグネシウ
ムの強いデプレッサー効果によりBaTiO3のキュリー点近
傍での誘電率の極大値を低下させ、誘電率の温度変化率
を小さくさせたものである。しかしながら、ニッケルな
どの卑金属を内部電極とし、BaTiO3にビスマス系化合物
あるいはジルコニウム酸ニッケルやジルコニウム酸マグ
ネシウムを添加した誘電体を前記Ni/NiOの平衡酸素分圧
以下で同時焼成する場合、前記誘電体は還元されてしま
って絶縁性を失い、その結果、満足な誘電体特性が得ら
れなくなるという欠点を有していた。
本発明は前記欠点に鑑み種々の実験の結果、BaTiO3に
CaZrO3,MnOと同時にY2O3を添加することにより誘電率の
温度変化率±15％以内のE,I,A規格を満足し、かつ高比
誘電率化を改善できることを知見した。
CaZrO3,MnOと同時にY2O3を添加することにより誘電率の
温度変化率±15％以内のE,I,A規格を満足し、かつ高比
誘電率化を改善できることを知見した。
本発明は上記知見に基づきBaTiO3,CaZrO3,MnOの組成
物系にY2O3を添加した組成物において、1250℃乃至1350
℃における酸素分圧が３×10-10atm乃至３×10-8atmの
雰囲気で焼成するとき還元することがなく、また内部電
極として使用するニッケルなどの卑金属粉末粒子も酸化
することがなく金属膜として焼結し、高い比誘電率と優
れた絶縁性を有し、かつ誘電率の温度変化率が広い温度
範囲にわたって小さく、誘電正接が小さい極めて経済性
の高い高誘電率系の非還元性誘電体磁器組成物を提供す
ることをその目的とするものである。
物系にY2O3を添加した組成物において、1250℃乃至1350
℃における酸素分圧が３×10-10atm乃至３×10-8atmの
雰囲気で焼成するとき還元することがなく、また内部電
極として使用するニッケルなどの卑金属粉末粒子も酸化
することがなく金属膜として焼結し、高い比誘電率と優
れた絶縁性を有し、かつ誘電率の温度変化率が広い温度
範囲にわたって小さく、誘電正接が小さい極めて経済性
の高い高誘電率系の非還元性誘電体磁器組成物を提供す
ることをその目的とするものである。
本発明によれば、組成式が、 （１−ｘ−ｙ）BaTiO3＋xCaZrO3＋yMnO 0.010≦ｘ≦0.045 0.005≦ｙ≦0.02 で示される主成分に対して、添加剤としてY2O3を前記主
成分組成物に対して0.25〜1.0モル％含有させることに
よって上記目的が達成される。
成分組成物に対して0.25〜1.0モル％含有させることに
よって上記目的が達成される。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の非還元性誘電体磁器組成物は、主成分として
BaTiO3,CaZrO3,MnOから成る前述の主成分に対して、Y2O
3を添加することを特徴とするものであって、Y2O3はBaT
iO3にCaZrO3を同時に添加することにより、前記ビスマ
ス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケルやジルコニ
ウム酸マグネシウムと同様のデプレッサー効果が得ら
れ、BaTiO3のキュリー点近傍での誘電率の極大値を低く
し、誘電率の温度変化率を小さくするとともに、絶縁抵
抗の向上に有効に作用するものである。
BaTiO3,CaZrO3,MnOから成る前述の主成分に対して、Y2O
3を添加することを特徴とするものであって、Y2O3はBaT
iO3にCaZrO3を同時に添加することにより、前記ビスマ
ス系化合物あるいはジルコニウム酸ニッケルやジルコニ
ウム酸マグネシウムと同様のデプレッサー効果が得ら
れ、BaTiO3のキュリー点近傍での誘電率の極大値を低く
し、誘電率の温度変化率を小さくするとともに、絶縁抵
抗の向上に有効に作用するものである。
また、MnOはアクセプタ準位を形成するものであり、
これらを添加することにより、３×10-10atm乃至３×10
-8atmの低い酸素分圧下で焼成する際に生ずる酸素欠陥
によって形成されるドナー準位電子をMnOを添加するこ
とによって形成されるアクセプタ準位で再結合せしめる
ことにより、誘電体磁器の半導体化を抑制し、高い絶縁
性を保持するものである。
これらを添加することにより、３×10-10atm乃至３×10
-8atmの低い酸素分圧下で焼成する際に生ずる酸素欠陥
によって形成されるドナー準位電子をMnOを添加するこ
とによって形成されるアクセプタ準位で再結合せしめる
ことにより、誘電体磁器の半導体化を抑制し、高い絶縁
性を保持するものである。
なお、Y2O3の添加量は前記主成分に対して、0.25〜1.
0モル％添加する。Y2O3の量が0.25モル％を下回ると低
温側の温度変化率が大きくなり、絶縁抵抗も小さくなる
一方、1.0モル％を越えると高温側の温度変化率が大き
く、比誘電率が小さくなる傾向にある。
0モル％添加する。Y2O3の量が0.25モル％を下回ると低
温側の温度変化率が大きくなり、絶縁抵抗も小さくなる
一方、1.0モル％を越えると高温側の温度変化率が大き
く、比誘電率が小さくなる傾向にある。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
出発原料としてBaTiO3,TiO3を1150℃およびCaCO3,ZrO
2を1220℃にて夫々固相反応させBaTiO3およびCaZrO3を
合成するとともに微粉砕した。次に前記合成微粉末BaTi
O3とCaZrO3およびMnCO3にY2O3を加えてそれぞれ第１表
の割合になる様に秤量し、分散剤および分散媒とともに
ボールミルにて混合して原料スラリーを調整した。そし
て次にこの原料スラリーに可塑性とともに有機バインダ
ーを加え、充分撹拌、真空脱泡ののち、ドクターブレー
ド法によりフィルム状に成形した。次いで前記フィルム
を20枚を積み重ね、ホットプレスにより熱圧着し、得ら
れた板状試料（厚さ0.5mm）を縦約10mm、横約10mmに切
断した。この試料を酸素分圧３×10-10atm乃至３×10-8
atmに制御し、キャリアガスをN2ガスとして1250℃乃至1
350℃にて２時間焼成した。最後に得られた焼成体の上
下両面にインジウム−ガリウム（In−Ga）合金を塗布し
た。
2を1220℃にて夫々固相反応させBaTiO3およびCaZrO3を
合成するとともに微粉砕した。次に前記合成微粉末BaTi
O3とCaZrO3およびMnCO3にY2O3を加えてそれぞれ第１表
の割合になる様に秤量し、分散剤および分散媒とともに
ボールミルにて混合して原料スラリーを調整した。そし
て次にこの原料スラリーに可塑性とともに有機バインダ
ーを加え、充分撹拌、真空脱泡ののち、ドクターブレー
ド法によりフィルム状に成形した。次いで前記フィルム
を20枚を積み重ね、ホットプレスにより熱圧着し、得ら
れた板状試料（厚さ0.5mm）を縦約10mm、横約10mmに切
断した。この試料を酸素分圧３×10-10atm乃至３×10-8
atmに制御し、キャリアガスをN2ガスとして1250℃乃至1
350℃にて２時間焼成した。最後に得られた焼成体の上
下両面にインジウム−ガリウム（In−Ga）合金を塗布し
た。
次にこれらの評価試料を室温にて48時間放置した後、
周波数1.0KHz、入力信号レベル1.0Vrnsにて電容量およ
び誘電正接を測定し、静電容量から比誘電率を算出し
た。その後、直流50Vを１分間印加し、その時の絶縁抵
抗を測定した。また、−55℃乃至＋125℃の温度範囲に
おいても上記と同様の条件にて静電容量および誘電正接
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た。
周波数1.0KHz、入力信号レベル1.0Vrnsにて電容量およ
び誘電正接を測定し、静電容量から比誘電率を算出し
た。その後、直流50Vを１分間印加し、その時の絶縁抵
抗を測定した。また、−55℃乃至＋125℃の温度範囲に
おいても上記と同様の条件にて静電容量および誘電正接
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た。
上記の結果を第１表に示す。但し、表中の添加剤添加
量は主成分組成物に対するY2O3のモル分率で表した。ま
た、同じく絶縁抵抗は静電容量（Ｃ、μＦ）と絶縁抵抗
（Ｒ、ＭΩ）との積（Ｃ・Ｒ、ＭΩ・μＦ）で表した。
量は主成分組成物に対するY2O3のモル分率で表した。ま
た、同じく絶縁抵抗は静電容量（Ｃ、μＦ）と絶縁抵抗
（Ｒ、ＭΩ）との積（Ｃ・Ｒ、ＭΩ・μＦ）で表した。
第１表から明らかなように、CaZrO3が１モル％を下回
るNo.1は−55℃での温度変化率が大きく、逆に4.5モル
％を越えるNo.5は＋95℃での温度変化率が大きい。ま
た、MnOが0.5モル％を下回るNo.6は絶縁抵抗が低く、２
％を越えるNo.9は比誘電率が低い。Y2O3の量が0.25モル
％を下回るNo.10,11はいずれも−55℃での温度変化率が
大きく、1.0モル％を越えるNo.14は＋95℃での温度変化
率が大きい。これらの比較例に対し、本発明の試料No.
2,3,4,7,8,12,13はいずれも3000以上の比誘電率を有し
誘電正接1.13以下、絶縁抵抗1100（ＭΩ・μＦ）以上の
優れた特性を示した。
るNo.1は−55℃での温度変化率が大きく、逆に4.5モル
％を越えるNo.5は＋95℃での温度変化率が大きい。ま
た、MnOが0.5モル％を下回るNo.6は絶縁抵抗が低く、２
％を越えるNo.9は比誘電率が低い。Y2O3の量が0.25モル
％を下回るNo.10,11はいずれも−55℃での温度変化率が
大きく、1.0モル％を越えるNo.14は＋95℃での温度変化
率が大きい。これらの比較例に対し、本発明の試料No.
2,3,4,7,8,12,13はいずれも3000以上の比誘電率を有し
誘電正接1.13以下、絶縁抵抗1100（ＭΩ・μＦ）以上の
優れた特性を示した。
以上、詳述したように、本発明の誘電体磁器組成物は
BaTiO3,CaZrO3,MnOを特定範囲で配合して成る主成分に
対し、Y2O3を微量添加することにより焼成温度が1250℃
乃至1350℃の範囲で酸素分圧がNi/NiOの平衡酸素分圧以
下の焼成条件においてニッケル金属電極と同時に焼成す
ることができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て満足し、
その上ニッケル金属微粒子も酸化することなく金属膜と
して焼結するものであることから、ニッケルを内部電極
とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁器として充分実
用性のあることが理解される。
BaTiO3,CaZrO3,MnOを特定範囲で配合して成る主成分に
対し、Y2O3を微量添加することにより焼成温度が1250℃
乃至1350℃の範囲で酸素分圧がNi/NiOの平衡酸素分圧以
下の焼成条件においてニッケル金属電極と同時に焼成す
ることができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て満足し、
その上ニッケル金属微粒子も酸化することなく金属膜と
して焼結するものであることから、ニッケルを内部電極
とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁器として充分実
用性のあることが理解される。
Claims (1)
- 【請求項１】組成式が （１−ｘ−ｙ）BaTiO3＋xCaZrO3＋yMnO 0.010≦ｘ≦0.045 0.005≦ｙ≦0.02 で示される主成分に対して、添加剤としてY2O3を前記主
成分組成物に対して0.25〜1.0モル％含有させたことを
特徴とする非還元性誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122849A JPH0825791B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61122849A JPH0825791B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278163A JPS62278163A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0825791B2 true JPH0825791B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=14846156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61122849A Expired - Fee Related JPH0825791B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825791B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0581251A3 (en) * | 1992-07-31 | 1995-02-08 | Taiyo Yuden Kk | Ceramic materials with a high dielectric constant and capacitors made from them. |
| DE19737324A1 (de) * | 1997-08-28 | 1999-03-04 | Philips Patentverwaltung | Vielschichtkondensator mit silber- und seltenerdmetalldotiertem Bariumtitanat |
| JP4908244B2 (ja) * | 2007-01-26 | 2012-04-04 | 昭和電工株式会社 | 複合酸化物膜形成用塗布剤 |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP61122849A patent/JPH0825791B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278163A (ja) | 1987-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1767507A1 (en) | Dielectric ceramic composition and laminated ceramic capacitor | |
| JPH0678189B2 (ja) | 非還元性高誘電率系誘電体磁器組成物 | |
| JP2001351828A (ja) | 非還元性誘電体セラミック及びそれを用いた積層セラミックコンデンサ | |
| JP3450903B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JPH0785460B2 (ja) | 積層型磁器コンデンサ | |
| JPH0825795B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JPH0680562B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JP3250923B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP3634930B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JPH0825791B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JP3814401B2 (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP2004210613A (ja) | 誘電体磁器、その製造方法、及び積層セラミックコンデンサ | |
| KR910001347B1 (ko) | 초저온에서 소결되는 세라믹 조성물 및 그 제조방법 | |
| JP3250932B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JP3250917B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP2002226263A (ja) | 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ | |
| JP3250927B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| KR100276272B1 (ko) | 내환원성 유전체 조성물 및 이를 이용한 적층 세라믹 콘덴서의제조방법 | |
| JP3600701B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JPH0782775B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| JPH0646618B2 (ja) | 積層型磁器コンデンサおよびその製造方法 | |
| JP2958826B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JPH056710A (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JPH054354B2 (ja) | ||
| JPH0987014A (ja) | 高誘電率磁器組成物の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |