JPH0883514A

JPH0883514A - 誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH0883514A
Application number: JP7004534A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Yokoe; 宣雄横江; Yusuke Takei; 裕介武井; Naoko Ikeno; 直子池之
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1994-05-30
Filing date: 1995-01-17
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【構成】誘電体磁器組成物の割合を、ｘＰｂ（Ｚｎ
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ｙＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃
−ｚＢａＴｉＯ₃（式中、ｘ、ｙおよびｚはモル％を示
し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝100 ）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の
内部領域（但し、線分上を含む）に位置することを特徴
とする。さらに、0.30重量％以下のＭｎＯ₂を添加す
る。【効果】比誘電率および絶縁抵抗が高くかつそれらの
温度依存性が小さく、誘電損失が小さく、磁器強度が高
く、しかも低温焼成が可能な誘電体磁器材料が得られ、
温度特性の優れた高誘電率系積層型磁器コンデンサに好
適な誘電体磁器組成物となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、比誘電率および絶縁抵
抗が高くかつそれらの温度特性に優れた、積層型磁器コ
ンデンサに好適な誘電体磁器組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】高誘電率系の積層型磁器（セラミック）
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εｒおよび絶縁抵抗が高く、かつ誘電損
失ｔａｎδが低く、さらに比誘電率および絶縁抵抗の温
度依存性、すなわち温度に対する変化率が小さいことが
望まれる。

【０００３】従来より磁器コンデンサ用の誘電体材料と
して、ＢａＴｉＯ₃を主成分とした種々の誘電体磁器組
成物が多用されている。これらの内、比誘電率の温度特
性に優れた高誘電率系磁器コンデンサ材料としては、Ｂ
ａＴｉＯ₃にＮｂ₂Ｏ₅、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｎＯ、Ｃｏ
Ｏ、希土類酸化物などを 0.1〜３重量％添加した誘電体
磁器組成物が広く実用に供されている。しかし、これら
は比誘電率εｒが高々 4,000程度であり、また焼成温度
が 1,200℃以上と高いので、積層型磁器コンデンサに応
用する場合には内部電極の材料に高価なパラジウム（Ｐ
ｄ）を多く使用しなければならず、そのため製造コスト
が高くなる等の問題点があった。

【０００４】これに対して近年、低温で焼成できる鉛系
複合酸化物を主成分とした誘電体磁器組成物が提案され
ている。それらは 1,000℃以下で焼成てきる上に、比誘
電率εｒが大きく、その値が 6,000以上と高いものもあ
り、さらに温度特性に優れているというものである。

【０００５】例えば特開昭55-50509号には、Ｐｂ（Ｍｇ
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ＰｂＴｉＯ₃の２成分系でＭｎＯ
を 0.001〜1.5 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ｔａｎδも 0.1〜1.5 ％と小さく、絶縁抵
抗率も20℃で１×10¹²Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体
として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
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ＰｂＴｉＯ₃−Ｐｂ（Ｍｇ_1/2Ｗ
_1/2）Ｏ₃の３成分系で、Ｐｂ（Ｍｎ_2/3Ｗ_1/3）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、絶縁抵抗率も20℃
で９×10¹¹Ω・cm以上と、高誘電率系誘電体としての電
気的特性に優れている。

【０００７】また特開昭62-31905号には、Ｐｂ（Ｍｇ
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）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、高誘電率系誘電体としての電気的特性に優
れている。

【０００８】さらに特開昭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倍と大きいためコン
デンサの大容量化が可能で、同じ静電容量であれば誘電
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）−パラジウム系電
極材料が使用できる利点も有するものである。

【０００９】さらにまた特開昭62-290009 号には、Ｐｂ
（Ｎｉ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）
Ｏ₃−Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃の３成分系で、副
成分としてＰｂＴｉＯ₃を 0.5〜7.0 重量部、（Ｐｂ，
Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｍｎ_1/2Ｎｂ_1/2）Ｏ₃を 0.1〜
5.0 重量部、（Ｐｂ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）（Ｃｕ_1/2Ｗ
_1/2）Ｏ₃を 5.0重量部以下含有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
6,000以上で、絶縁抵抗率も 7.8×10¹²Ω・cm以上と高
く、誘電損失が１％以下と小さく、焼成温度が 900〜1,
000 ℃であり、かつ静電容量（比誘電率）の温度変化率
が−25〜＋85℃の温度範囲において＋20〜−30％を満足
する誘電体磁器組成物が得られるものである。

【００１０】そして、本発明者等は特開平4-357158号に
おいて、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ（Ｚｎ
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ（Ｓｍ_1/2Ｎｂ_1/2）Ｏ₃と
を主成分とし、ＢａＴｉＯ₃を添加した高誘電率系誘電
体磁器組成物を提案した。この組成物によれば、比誘電
率が 4,000以上で好適な場合には 7,000以上と高く、か
つその温度特性に優れており、さらに磁器密度および磁
器強度が良好で、しかも低温焼成が可能な誘電体磁器組
成物が得られるものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
のＢａＴｉＯ₃を主成分とする組成物、あるいは特開昭
55-50509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く、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％と大きく変動するも
のであった。そのため、大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。

【００１２】また、特開昭61-290009 号あるいは特開平
4-357158号の組成物によっても、高誘電率系誘電体とし
て良好な電気的特性を有するものの、これら組成物の焼
結体の結晶相内に欠陥が出来易く、それが寿命性能に影
響を及ぼすという問題点があった。

【００１３】このことは、以下の理由による。すなわ
ち、これらの組成物はＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃と
Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃を主成分としているた
め、焼結体における結晶相が完全にはペロブスカイト相
になり難く、パイロクロア相が生成し易い組成物であ
る。そのために、この組成物の合成に関しては、Ｐｂ酸
化物以外の酸化物をまず合成した後に、所定量のＰｂ酸
化物を加えて合成する方法（コロンバイト法）を用いる
必要がある。しかし、それでも結晶相は完全にはペロブ
スカイト相の単相にはならず、Ｘ線回折強度において１
〜２％程度のパイロクロア相を内在するものとなる。

【００１４】図２は、そのＸ線回折強度の測定結果を示
す図である。同図において、横軸はＸ線回折角度（２
θ）を表わし、縦軸はＸ線回折強度を表わす。また、同
図中の矢印はパイロクロア相に対応する回折強度のピー
クを示しており、この結果から、上記組成物の結晶層
が、１〜２％程度のパイロクロア相を内在していること
が分かる。そのため、パイロクロア相の存在に起因して
焼結体の結晶相内に、酸素空孔などの欠陥が出来易く、
それが比誘電率の低下をもたらしたり、寿命性能に影響
を及ぼすという問題点を引き起こしていた。

【００１５】従って、焼結体において完全にペロブスカ
イト相の単相からなる多結晶体が得られ、高誘電率系誘
電体として優れた特性を有するとともに、耐環境特性に
も優れた高誘電率の誘電体磁器組成物が望まれていた。

【００１６】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したもので、その目的は、焼
結体の結晶相がペロブスカイト相の単相で構成され、比
誘電率εｒおよび絶縁抵抗が大きく、かつそれらの温度
変化率が小さく、誘電損失ｔａｎδが小さく、磁器密度
が大きく、さらに耐環境特性に優れており、しかも低温
焼成が可能な、高誘電率系磁器コンデンサに好適な誘電
体磁器材料が得られる誘電体磁器組成物を提供すること
にある。

【００１７】

【問題点を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組
成物は、Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ（Ｍｇ
_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃とＢａＴｉＯ₃とから成る誘電体磁
器組成物であって、これらの成分割合をｘＰｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ｙＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｔ
ａ_2/3）Ｏ₃−ｚＢａＴｉＯ₃ （式中、ｘ、ｙ及びｚはモル％を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
００）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の内部領域
（但し、線分上を含む）に位置することを特徴とするも
のである。Ａ（５４．０、６．０、４０．０）Ｂ（８３．３、９．２、７．５）Ｃ（６４．８、２７．７、７．５）Ｄ（４２．０、１８．０、４０．０）。

【００１８】また、本発明の誘電体磁器組成物は、上記
成分割合の誘電体磁器組成物に対して、０．３０重量％
以下のＭｎＯ₂を添加したことを特徴とするものであ
る。

【００１９】さらに本発明の誘電体磁器組成物は、上記
それぞれの誘電体磁器組成物において、上記成分割合に
対するＳｉＯ₂含有量が２００ｐｐｍ以下であることを
特徴とするものである。

【００２０】

【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（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ（Ｍｇ
_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃とＢａＴｉＯ₃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、反応
性に富んだＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃の存在によっ
て、焼結体における結晶相がペロブスカイト相の単相で
構成されるようになる。そのため、比誘電率および絶縁
抵抗が高く、かつそれらの温度変化率が小さく、磁器密
度が大きく、さらに耐環境特性に優れており、しかも誘
電損失が小さく、低温焼成が可能な誘電体磁器材料とな
るものである。

【００２１】本組成物の成分組成割合を示す図１の三角
ダイヤグラムにおいて、その組成が、上記座標Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄで囲まれる領域に対して、線分ＡＢを越える場
合、すなわちｙ値が小さい場合は、比誘電率の低温での
温度変化率が大きくなる傾向がある。線分ＢＣを越える
場合、すなわちｚ値が小さい場合は、比誘電率が低くな
りの傾向がある。線分ＣＤを越える場合、すなわちｘ値
が小さくｙ値が大きい場合は、比誘電率の高温での温度
変化率が大きくなる傾向がある。線分ＡＤをこえる場
合、すなわちｚ値が大きい場合は、磁器の焼結性が低下
し、絶縁抵抗が低くなる傾向がある。

【００２２】本組成物によれば、焼結体における結晶相
が単一であるため、Ｘ線理論密度に対する嵩密度が97％
以上となり、磁器密度が大きくなる。そのため、比誘電
率および絶縁抵抗において良好な特性を示す誘電体磁器
が得られる。

【００２３】また、本組成物によれば、ＢａＴｉＯ₃が
7.5モル％以上含まれるので、磁器の破断モードが粒内
モードとなり、良好な磁器強度を有する誘電体磁器が得
られる。

【００２４】さらに、本組成物によれば、上記成分割合
の組成物に対して、ＭｎＯ₂を0.30重量％以下の割合で
添加したことにより、比誘電率の温度変化率が一層小さ
くなって、優れた温度特性ならびに耐環境性を有するも
のとなる。

【００２５】以上により本組成物は、比誘電率εｒが
4,000以上と高く、かつその−30℃〜＋85℃の温度範囲
における変化率が、＋25℃での比誘電率を基準として−
30％〜＋20％と小さな誘電体磁器を得ることができるも
のとなる。この比誘電率εｒの温度変化率は、ＭｎＯ₂
を0.30重量％以下の割合で添加することにより、±15％
以内とさらに小さくなり、非常に優れた特性となる。

【００２６】また、＋25℃および＋ 125℃における絶縁
抵抗が共に十分高く、絶縁抵抗の温度変化率も小さい誘
電体磁器を得ることができるものとなる。また、磁器密
度がＸ線理論密度に対する嵩密度で97％以上と大きく、
良好な磁器密度を有する誘電体磁器を得ることができ、
積層型磁器コンデンサへの応用が可能になる。

【００２７】さらに、焼成を 1,050℃以下の低温で行な
うことができるので、内部電極材料として銀の含有率の
高い安価なＡｇ−Ｐｄ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。

【００２８】なお、一般に本組成物を始めとする誘電体
磁器組成物の製造においては、素原料あるいは仮焼工程
などの製造工程に起因して組成物中に不純物としてＳｉ
Ｏ₂が混入することが避けられず、そのＳｉＯ₂量が製
造ロット毎にばらつくことにより組成物の電気的性能が
安定しないことがある。本組成物におけるＳｉＯ₂量の
影響について本発明者が詳細に検討したところ、本組成
物ではＳｉＯ₂含有量が多くなると比誘電率や絶縁抵抗
が低下する傾向が見られ、上記成分割合に対する不純物
としてのＳｉＯ₂含有量を 200ｐｐｍ以下に規制すると
良好な特性が安定して得られることを見出した。

【００２９】ＳｉＯ₂含有量を上記範囲に規制する方法
には、素原料としてＳｉＯ₂含有量が少ないものを使用
すること、ならびに原料の仮焼鉢にマグネシア（Ｍｇ
Ｏ）鉢や高純度アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）鉢などＳｉＯ₂
含有量の少ないものを用いて原料製造工程からの混入を
抑制することなどがあり、所望のＳｉＯ₂含有量や製造
コストなどを勘案してそれらを適宜採用すればよい。

【００３０】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、比誘電率が高くかつその温度変化率
が小さく、室温および高温での絶縁抵抗が高く、誘電損
失も小さい、小型大容量で温度特性の優れた磁器コンデ
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るので、上記諸特性の優れた安価
な積層型磁器コンデンサを得ることができる。

【００３１】

【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。〔例１〕本組成物の出発原料として、ＰｂＯ、ＢａＣＯ
₃、ＭｇＯ、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＺｎＯ、Ｔａ₂Ｏ₅およびＴ
ｉＯ₂の各酸化物粉末を用意した。各酸化物は、純度が
99.5％以上のものを用いた。

【００３２】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。なお、
表１の組成は固溶体の組成として示してあり、固溶体組
成欄において、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれＰｂ（Ｚｎ
_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃お
よびＢａＴｉＯ₃の組成割合をモル％（mol%）で表わし
ている。次いで、調合した各粉末をアルミナ磁器製ルツ
ボに入れて、900 ℃で仮焼した。仮焼後に粗砕して、さ
ら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、酢酸ビニール樹脂を３％添加して造粒し、直径
約12ｍｍ、厚さ約 1.5ｍｍ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 970〜1,030 ℃で２
時間焼成した。

【００３３】このようにして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
形成して円板状コンデンサを作製し、試料１〜21とし
た。

【００３４】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 1.0Ｖrms の信号を入力し、デジタルＬ
ＣＲメータ（ＹＨＰ製4274Ａ）を用いて静電容量および
誘電損失ｔａｎδを測定し、比誘電率εｒを試料の寸法
を考慮して算出した。また、比誘電率εｒを−30℃〜＋
85℃の温度範囲で測定し、＋25℃における値を基準とし
て、−30℃および＋85℃における温度変化率、ならびに
−30℃〜＋85℃の温度範囲での温度変化率の＋側の最大
値を求めた。さらに絶縁抵抗は、絶縁抵抗計を用いて直
流電圧50Ｖを１分間印加した時の＋25℃および＋ 125℃
における絶縁抵抗値を測定し、得られた絶縁抵抗値と電
極の直径および磁器厚さとから絶縁抵抗率を算出した。

【００３５】また、磁器密度は、嵩密度を測定して、そ
のＸ線理論密度に対する百分率（％）を算出して求め
た。

【００３６】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。比誘電率εｒの温度
変化率は、−30℃〜＋85℃の温度範囲において、−30％
〜＋20％の範囲内であれば良好とした。また、絶縁抵抗
率は、＋25℃で20.0×10¹¹Ω・ｃｍ以上であり、かつ＋
125℃で 5.0×10¹¹Ω・ｃｍ以上であれば良好とし、磁
器密度は、Ｘ線理論密度に対する嵩密度の百分率が97％
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。

【００３７】これらの測定結果を表１に示す。表中にお
いて＊を付した試料番号のものは、本発明の範囲外の結
果を示す比較例である。また、表１の総合評価欄におけ
る○は各測定結果が全て良好であったことを示し、×は
評価基準に対して劣る結果てあったことを示している。

【００３８】

【表１】

【００３９】試料番号３〜８、11、12、15〜19のよう
に、ｘ、ｙ、ｚ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、
磁器密度が97％以上と大きくて、比誘電率εｒが 5,000
以上と高く、しかもその温度変化率が−30℃〜＋85℃の
温度範囲において−30％〜＋20％と小さく、さらに＋25
℃および＋ 125℃での絶縁抵抗が十分に高く、誘電損失
も小さな、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。

【００４０】これに対してｘ、ｙ、ｚ値が本発明の範囲
内にない場合、試料番号１、２および13のように線分Ｂ
Ｃを越えてｚ値が小さい場合には、比誘電率が低下す
る、あるいは比誘電率の温度変化率が−の温度側で大き
くなる傾向が見られる。

【００４１】また、試料番号９のように、線分ＡＤを越
えてｚ値が大きい場合には、磁器密度が低下するととも
に、高温での絶縁抵抗が大きく低下する傾向が見られ
る。

【００４２】また、試料番号10および14のように、線分
ＡＢを越えてｘ値が大きくかつｙ値が小さい場合には、
比誘電率の温度変化率が−の温度側で大きくなる傾向が
見られる。

【００４３】そして、試料番号20のように、線分ＣＤを
越えてｘ値が大きくかつｙ値が大きい場合には、比誘電
率の温度変化率が＋の温度側で大きくなる傾向が見られ
る。

【００４４】また、本発明の範囲内にある上記各組成物
の磁器強度について、３ｍｍ×４ｍｍ×長さ40ｍｍの角
柱試料を作製し、ＪＩＳのＲ1601に準拠して４点曲げ法
で曲げ強度を測定した結果、いずれも10ｋｇｆ／ｍｍ²
以上であり、優れた実用性を有することが確かめられ
た。

【００４５】そして、本組成物の焼結体の結晶相につい
て、試料６を用いてＸ線回折によって調べたところ、図
３に示す結果が得られた。同図は図２と同様の測定結果
を示し、横軸はＸ線回折角度（２θ）を表わし、縦軸は
Ｘ線回折強度を表わす。この結果から、本組成物の結晶
相にはパイロクロア相が存在せず、ペロブスカイト相の
単相で構成されていることが分かる。なお、本発明の範
囲内にある他の試料についても同様にＸ線回折により調
べたところ、いずれも同様にペロブスカイト相の単相で
構成されていることが確認できた。

【００４６】〔例２〕本組成物の出発原料として、〔例
１〕に示した原料に加えて、ＭｎＯ₂の酸化物粉末を用
意した。このＭｎＯ₂も、純度が99.5％以上のものを用
いた。

【００４７】各酸化物粉末を表２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。表２の
組成は、表１と同様に固溶体の組成として示してあり、
固溶体組成欄において、ｘ、ｙおよびｚは、それぞれＰ
ｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｔ
ａ_2/3）Ｏ₃およびＢａＴｉＯ₃の組成割合をモル％
（mol%）で表わしている。また、ＭｎＯ₂は、ｘＰｂ
（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ｙＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｔ
ａ_2/3）Ｏ₃−ｚＢａＴｉＯ₃組成物に対する添加量、
すなわちこの組成物 100重量部に対して何重量部のＭｎ
Ｏ₂を添加したかを、重量％で示している。

【００４８】そして、〔例１〕と同様にして各焼結体を
作製し、それらより円板状コンデンサを作製して、試料
21〜25を得た。

【００４９】これらの各試料について、電気的特性およ
び磁器密度を〔例１〕と同様に測定した結果を、表２に
示す。なお、比誘電率εｒの温度変化率は、−30℃〜＋
85℃の温度範囲において、±15％以内（−15％〜＋15
％）の範囲内のものを良好とした。また、表２の総合評
価欄においても、○は各測定結果が全て良好であったこ
とを示している。

【００５０】

【表２】

【００５１】試料番号21〜25のように、ｘ、ｙ、ｚおよ
びＭｎＯ₂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、磁器密度が97％以上と大きくて、比誘電率εｒが
4,000以上と高く、しかもその温度変化率が−30℃〜＋8
5℃の温度範囲において±15％以内とさらに小さくな
り、優れた温度特性を有することが分かる。そしてその
上に、＋25℃および＋ 125℃での絶縁抵抗が十分に高
く、誘電損失も小さな、優れた誘電体磁器組成物が得ら
れることが分かる。

【００５２】また、本発明の範囲内にある上記各組成物
の磁器強度について、〔例１〕と同様に曲げ強度を測定
した結果、いずれも10ｋｇｆ／ｍｍ²以上であり、優れ
た実用性を有することが確かめられた。

【００５３】そして、本組成物の焼結体についても、結
晶相をＸ線回折によって調べたところ、いずれも〔例
１〕の各試料と同様に、ペロブスカイト相の単相で構成
されていることが確認できた。

【００５４】〔例３〕〔例１〕に示した本組成物のうち試料番号６について、
ＩＣＰ元素分析法により分析して、組成物中のＳｉＯ₂
含有量を調べた。また、試料番号６と同じ組成割合に調
合した酸化物粉末に純度99.5％のＳｉＯ₂粉末をそれぞ
れ 100ｐｐｍおよび 500ｐｐｍ添加した試料を作製し、
同様にして組成物中のＳｉＯ₂含有量を調べた。なお、
これらの試料作製に当たっては、原料の仮焼鉢にはマグ
ネシア製の鉢を用いて、製造工程からのＳｉＯ₂混入を
なるべく抑制するようにした。

【００５５】そして以上の３種類の組成物からそれぞれ
円板状コンデンサを作製し、試料26〜28とした。

【００５６】これら３種類の本組成物についても〔例
１〕と同様にして各電気的特性および磁器密度を測定
し、〔例１〕と同じ評価基準で評価した。これらの結果
を表３に示す。

【００５７】

【表３】

【００５８】表３の結果より分かるように、出発原料に
ＳｉＯ₂を添加しなかった試料26において90ｐｐｍ、試
料27では 100ｐｐｍ、試料28では 580ｐｐｍのＳｉＯ₂
含有量がそれぞれ検出された。

【００５９】また、ＳｉＯ₂含有量が 200ｐｐｍ以下で
ある試料26および27では全ての特性が非常に良好な結果
であったが、ＳｉＯ₂含有量が 200ｐｐｍを越える試料
28では、全ての特性が良好な結果であったが、比誘電率
および高温（＋ 125℃）における絶縁抵抗が幾分低下す
る傾向が認められた。

【００６０】これらの結果から、本組成物においてＳｉ
Ｏ₂含有量を 200ｐｐｍ以下に抑制することにより、極
めて良好な電気的特性を安定して得られることが分か
る。

【００６１】以上の結果により、本組成物によれば、高
誘電率系誘電体としての特性に優れ、かつ温度変化率が
小さい、耐環境性に優れた誘電体磁器組成物が得られる
ことが分かる。

【００６２】従って上記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、磁器密度が大きく、比
誘電率が高く、かつその温度変化率が−30℃〜＋85℃の
温度範囲において小さく、しかも＋25℃および＋ 125℃
での絶縁抵抗が十分に高く、誘電損失も小さく、さらに
良好な曲げ強度を有する、優れた特性の誘電体磁器組成
物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の座標ならびにＭｎＯ₂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。

【００６３】また、本組成物の良好な電気的特性を安定
して得るには、上記本組成物の組成構成に対するＳｉＯ
₂含有量を本発明の範囲内に設定することが好ましい。

【００６４】このような本発明の誘電体磁器組成物によ
れば、理論値に対する磁器密度は97％以上と大きい。ま
た、比誘電率εｒは 4,000以上と高く、かつその温度変
化率は−30℃〜＋85℃の温度範囲において、＋25℃を基
準として−30％〜＋20％の範囲内、好適な場合には±15
％以内と小さくなる。しかも＋25℃および＋ 125℃での
絶縁抵抗がそれぞれ 2.0×10¹²Ω・ｃｍ以上および 5.0
×10¹²Ω・ｃｍ以上と十分に高い。また、誘電損失ｔａ
ｎδも小さく、さらに曲げ強度も10ｋｇｆ／ｍｍ²以上
と良好である。そして、結晶相がペロブスカイト相の単
相であるので、耐候性にも優れている。

【００６５】

【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、焼結体の結晶相がペロブスカイト相
の単相で構成され、比誘電率εｒおよび絶縁抵抗が高
く、かつそれらの温度変化率が小さく、誘電損失ｔａｎ
δが小さく、さらに高い磁器密度と良好な磁器強度を有
し、しかも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。

【００６６】そして、本組成物を用いることにより、比
誘電率εｒが 4,000以上と高く、かつその温度依存性
が、−30℃〜＋85℃の温度範囲において−30％〜＋20
％、好適な場合には±15％以内と小さく、絶縁抵抗が＋
25℃および＋ 125℃において共に十分高く、さらに誘電
損失、磁器密度、磁器強度についても優れた特性を有
し、耐環境性などの寿命性能が良好な誘電体磁器組成物
が得られ、高誘電率系で小型大容量の積層型磁器コンデ
ンサへの応用に好適となった。

【００６７】また、本組成物によれば、誘電体磁器を
1,050℃以下の低温で焼成できるので、内部電極に安価
な銀の含有率が高いＡｇ−Ｐｄ電極が使用でき、経済性
にも優れた誘電体磁器組成物を提供できた。

【００６８】そして、以上のような優れた特長を有する
誘電体磁器組成物について優れた電気的特性を安定して
得ることができ、実用的に非常に有用な誘電体磁器組成
物を提供することができた。

【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（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃、Ｐｂ（Ｍｇ_1/3Ｔ
ａ_2/3）Ｏ₃、ＢａＴｉＯ₃の三角ダイヤグラムであ
る。

【図２】従来のＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ
（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃を主成分とした誘電体磁器組
成物のＸ線回折強度の測定結果を示す図である。

【図３】本発明の誘電体磁器組成物のＸ線回折強度の測
定結果を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｐｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃とＰｂ
（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃とＢａＴｉＯ₃とから成る誘
電体磁器組成物であって、これらの成分割合をｘＰｂ（Ｚｎ_1/3Ｎｂ_2/3）Ｏ₃−ｙＰｂ（Ｍｇ_1/3Ｔ
ａ_2/3）Ｏ₃−ｚＢａＴｉＯ₃ （式中、ｘ、ｙ及びｚはモル％を示し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
００）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の内部領域
（但し、線分上を含む）に位置することを特徴とする誘
電体磁器組成物。Ａ（５４．０、６．０、４０．０）Ｂ（８３．３、９．２、７．５）Ｃ（６４．８、２７．７、７．５）Ｄ（４２．０、１８．０、４０．０）
【請求項２】請求項１記載の誘電体磁器組成物に対し
て０．３０重量％以下のＭｎＯ₂を添加したことを特徴
とする誘電体磁器組成物。
【請求項３】請求項１または請求項２記載の誘電体磁
器組成物において、上記成分割合に対するＳｉＯ₂含有
量が２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする誘電体磁
器組成物。