JPH0829980B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0829980B2 JPH0829980B2 JP60264064A JP26406485A JPH0829980B2 JP H0829980 B2 JPH0829980 B2 JP H0829980B2 JP 60264064 A JP60264064 A JP 60264064A JP 26406485 A JP26406485 A JP 26406485A JP H0829980 B2 JPH0829980 B2 JP H0829980B2
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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。
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。
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。
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。
これに対し空気中1000℃程度で焼成でき内部電極とし
てPdに安価なAg系材料を一部混ぜて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Mg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
いては本発明と類似の系としては特開昭52−21699号公
報記載の材料などが知られており、後者については特公
昭56−46641号公報記載の材料などが知られている。
てPdに安価なAg系材料を一部混ぜて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Mg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
いては本発明と類似の系としては特開昭52−21699号公
報記載の材料などが知られており、後者については特公
昭56−46641号公報記載の材料などが知られている。
PbTiO3-Pb(Mg1/2W1/2)O3系固溶体は比較的低温で焼成
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。したがってこの誘
電体磁器組成物とPd−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
き誘電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要とされて
いる。
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。したがってこの誘
電体磁器組成物とPd−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
き誘電体磁器の抵抗率が低下しない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(Mg1/2W1/2)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。また焼成温度がやや高くCuを内部電極とし
たとき焼成温度がCuの融点をこえてしまい層状の内部電
極が構成されず島状に構成され積層コンデンサ素子とし
た場合容量が低下するなどの問題点があった。
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。また焼成温度がやや高くCuを内部電極とし
たとき焼成温度がCuの融点をこえてしまい層状の内部電
極が構成されず島状に構成され積層コンデンサ素子とし
た場合容量が低下するなどの問題点があった。
本発明はPbTiO3-Pb(Mg1/2W1/2)O3系のもつ高い誘電率
をそこなわず、焼成温度をCuの融点より低下させ、さら
に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。
をそこなわず、焼成温度をCuの融点より低下させ、さら
に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 (PbaMeb)(Mg1/2W1/2)xTiyO2+a+bで表される磁器組成物
（ただし、MeはCa,Sr,Baからなる群から選ばれた少なく
とも一種であり、ｘ＋ｙ＝1.00）において、 0.001≦ｂ≦0.225、1.001≦ａ＋ｂ≦1.250、0.200≦ｘ
≦0.700の範囲とする。
（ただし、MeはCa,Sr,Baからなる群から選ばれた少なく
とも一種であり、ｘ＋ｙ＝1.00）において、 0.001≦ｂ≦0.225、1.001≦ａ＋ｂ≦1.250、0.200≦ｘ
≦0.700の範囲とする。
作用 本発明の組成物においては、低酸素分圧雰囲気、1100
℃以下の焼成温度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。
℃以下の焼成温度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,TiO2，CaC
O3，SrCO3，BaCO3，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6wt％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13
mm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時間保持しポリビニ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ガスの混合秘を調節しな
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。
O3，SrCO3，BaCO3，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6wt％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13
mm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時間保持しポリビニ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ガスの混合秘を調節しな
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１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。
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１図のように準備されたマグネシア容器１を第２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
酸素センサーであり、先端部の炉内側と裏側に設けた白
金電極間の起電力より炉内部の酸素分圧を測定した。
のように炉心管６内に配置した。７は安定化ジルコニア
酸素センサーであり、先端部の炉内側と裏側に設けた白
金電極間の起電力より炉内部の酸素分圧を測定した。
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1kHz1V/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。
蒸着し、誘電率、tanδを1kHz1V/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。
度とした。
表１に本発明の組成範囲および周辺組成の成分［a,b,
x,yは(PbaMeb)(Mg1/2W1/2)xTiyO2+a+b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）、tanδ、
抵抗率、密度を示した。
x,yは(PbaMeb)(Mg1/2W1/2)xTiyO2+a+b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）、tanδ、
抵抗率、密度を示した。
発明の限定範囲外の組成物では、ａ＋ｂが1.001より
小さいか、ｂが0.001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、1.250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ｂ
が0.225より大きいと誘電率が低下する。x,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。
小さいか、ｂが0.001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、1.250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ｂ
が0.225より大きいと誘電率が低下する。x,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。
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。
発明の効果 本発明の組成物は、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
磁器組成物である。
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
磁器組成物である。
第１図は焼成時に磁器を入れるマグネシヤ容器の断面
図、第２図は焼成時の炉心管の概略図である。 １……マグネシヤ容器,2……マグネシヤ容器蓋,3……仮
焼紛,4……ジルコニア紛,5……試料,6……マグネシヤ容
器,7……炉心管,8……安定化ジルコニア酸素センサー。
図、第２図は焼成時の炉心管の概略図である。 １……マグネシヤ容器,2……マグネシヤ容器蓋,3……仮
焼紛,4……ジルコニア紛,5……試料,6……マグネシヤ容
器,7……炉心管,8……安定化ジルコニア酸素センサー。
Claims (1)
- 【請求項１】(PbaMeb)(Mg1/2W1/2)xTiyO2+a+bで表さ
れ、MeはCa,Sr,Baからなる群から選ばれた少なくとも一
種であり、 ｘ＋ｙ＝1.00 0.001≦ ｂ ≦0.225 1.001≦ ａ＋ｂ ≦1.250 0.200≦ ｘ ≦0.700 の範囲にあ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 |
|---|---|---|---|
| JP60264064A JPH0829980B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60264064A JPH0829980B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62123063A JPS62123063A (ja) | 1987-06-04 |
| JPH0829980B2 true JPH0829980B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17398022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264064A Expired - Lifetime JPH0829980B2 (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829980B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5219810A (en) * | 1991-04-12 | 1993-06-15 | Nec Corporation | Ceramic composition |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4063341A (en) * | 1975-07-09 | 1977-12-20 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for making multilayer capacitors |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP60264064A patent/JPH0829980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62123063A (ja) | 1987-06-04 |
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