JPH09157013A - 高誘電率誘電体磁器組成物 - Google Patents
高誘電率誘電体磁器組成物Info
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- JPH09157013A JPH09157013A JP7316232A JP31623295A JPH09157013A JP H09157013 A JPH09157013 A JP H09157013A JP 7316232 A JP7316232 A JP 7316232A JP 31623295 A JP31623295 A JP 31623295A JP H09157013 A JPH09157013 A JP H09157013A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 容量変化を抑え、優れた温度特性を有する高
誘電率誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】 主成分は、ｘＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤ
ｙＯ3/2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表した時、（表１）に示
すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅで囲まれた範囲にあり、さらに副
成分としてＮｂ2Ｏ5の形に換算して０．６〜２．４wt％
とＣｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．８wt％を含有
した組成とする。 【表１】
誘電率誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。 【解決手段】 主成分は、ｘＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤ
ｙＯ3/2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表した時、（表１）に示
すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅで囲まれた範囲にあり、さらに副
成分としてＮｂ2Ｏ5の形に換算して０．６〜２．４wt％
とＣｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．８wt％を含有
した組成とする。 【表１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は例えば電子機器用固
定磁器コンデンサの誘電体磁器組成物のうち、高誘電率
誘電体磁器組成物に係わり、温度変化率が小さく、且つ
誘電損失の小さい高誘電率誘電体磁器組成物に関するも
のである。
定磁器コンデンサの誘電体磁器組成物のうち、高誘電率
誘電体磁器組成物に係わり、温度変化率が小さく、且つ
誘電損失の小さい高誘電率誘電体磁器組成物に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来より高誘電率系セラミックコンデン
サ用の誘電体材料として、チタン酸バリウム系の磁器組
成物が広く用いられている。このチタン酸バリウム系の
磁器組成物の中でも、高誘電率で温度変化率の小さい材
料には、一般に、ＢａＴｉＯ3−Ｂｉ系、ＢａＴｉＯ3−
Ｎｂ2Ｏ5−ＭｎＯ2系をはじめ、数多くの磁器組成物が
知られている。また、最近のセラミック積層コンデンサ
に対しては、小型大容量の上、高周波特性の優れたもの
が要求されることが非常に多くなってきている。
サ用の誘電体材料として、チタン酸バリウム系の磁器組
成物が広く用いられている。このチタン酸バリウム系の
磁器組成物の中でも、高誘電率で温度変化率の小さい材
料には、一般に、ＢａＴｉＯ3−Ｂｉ系、ＢａＴｉＯ3−
Ｎｂ2Ｏ5−ＭｎＯ2系をはじめ、数多くの磁器組成物が
知られている。また、最近のセラミック積層コンデンサ
に対しては、小型大容量の上、高周波特性の優れたもの
が要求されることが非常に多くなってきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のチタン酸バリウム系の磁器組成物の中でＢａＴｉＯ3
−Ｂｉ系磁器組成物では、セラミック積層コンデンサ用
として使用した場合、内部電極にパラジウムまたは白金
パラジウム合金を使用すると誘電体のビスマスと反応す
ることから、内部電極として高価な白金を使用しなけれ
ばならないという問題があった。
のチタン酸バリウム系の磁器組成物の中でＢａＴｉＯ3
−Ｂｉ系磁器組成物では、セラミック積層コンデンサ用
として使用した場合、内部電極にパラジウムまたは白金
パラジウム合金を使用すると誘電体のビスマスと反応す
ることから、内部電極として高価な白金を使用しなけれ
ばならないという問題があった。
【０００４】一方、ＢａＴｉＯ3−Ｎｂ2Ｏ5−ＭｎＯ2系
の誘電体磁器組成物は、上記問題点を克服したものであ
るが、ＢａＴｉＯ3におけるＢａとＴｉのモル比即ちＢ
ａ／Ｔｉ比が１以下でなければならず、かつ通常の製造
方法では、得られる焼結体の表面に板状あるいは、針状
結晶の２次相が析出し、この２次相がセラミック積層コ
ンデンサを作製した時、セラミック積層コンデンサの素
子表面に析出し、これに電解メッキを施した際に、メッ
キのびとなり、外部電極間のショート不良の原因となっ
ていた。
の誘電体磁器組成物は、上記問題点を克服したものであ
るが、ＢａＴｉＯ3におけるＢａとＴｉのモル比即ちＢ
ａ／Ｔｉ比が１以下でなければならず、かつ通常の製造
方法では、得られる焼結体の表面に板状あるいは、針状
結晶の２次相が析出し、この２次相がセラミック積層コ
ンデンサを作製した時、セラミック積層コンデンサの素
子表面に析出し、これに電解メッキを施した際に、メッ
キのびとなり、外部電極間のショート不良の原因となっ
ていた。
【０００５】また、内部電極と誘電体との界面に２次相
が発生するため、この２次相が焼成中に内部電極を押上
げ、内部電極の不連続点が一部できることから、容量の
ばらつく原因となっていた。そして積層セラミックコン
デンサ素子を実装する際、素子表面の２次相の凹凸があ
るため、素子を吸着した時、位置ずれを起こし、実装率
を低下させることがあった。さらに、容量の温度変化率
の小さい組成範囲は、大変限定されたものであった。
が発生するため、この２次相が焼成中に内部電極を押上
げ、内部電極の不連続点が一部できることから、容量の
ばらつく原因となっていた。そして積層セラミックコン
デンサ素子を実装する際、素子表面の２次相の凹凸があ
るため、素子を吸着した時、位置ずれを起こし、実装率
を低下させることがあった。さらに、容量の温度変化率
の小さい組成範囲は、大変限定されたものであった。
【０００６】そこで本発明は、２次相の発生がなく、高
い比誘電率と低い誘電損失を有し、誘電率の温度変化の
少ない高誘電率誘電体磁器組成物を提供することを目的
とするものである。
い比誘電率と低い誘電損失を有し、誘電率の温度変化の
少ない高誘電率誘電体磁器組成物を提供することを目的
とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の高誘電率誘電体磁器組成物は、主成分を、ｘ
ＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤｙＯ3/2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と
表わした時、上記３元成分が（表２）に示すａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で囲まれるモル比の範囲にあり、
かつ上記主成分に対して酸化ニオブをＮｂ2Ｏ5の形に換
算して０．６〜２．４重量部を含有するとともに、さら
に酸化クロムをＣｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．
８重量部含有したものである。
に本発明の高誘電率誘電体磁器組成物は、主成分を、ｘ
ＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤｙＯ3/2（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と
表わした時、上記３元成分が（表２）に示すａ，ｂ，
ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で囲まれるモル比の範囲にあり、
かつ上記主成分に対して酸化ニオブをＮｂ2Ｏ5の形に換
算して０．６〜２．４重量部を含有するとともに、さら
に酸化クロムをＣｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．
８重量部含有したものである。
【０００８】
【表２】
【０００９】この構成により、常温での比誘電率が約２
０００〜４７００という高い値を示し、誘電損失（ｔａ
ｎδ）は、１．０％以下という低い値を示し、さらに誘
電率の温度変化は、２０℃を基準にして、ＪＩＳ−Ｃ−
５１３０（−２５℃〜８５℃の温度範囲で、誘電率の温
度変化が＋２０％〜−３０％以内）に規定するＪＤ特性
以下を満足することができる。
０００〜４７００という高い値を示し、誘電損失（ｔａ
ｎδ）は、１．０％以下という低い値を示し、さらに誘
電率の温度変化は、２０℃を基準にして、ＪＩＳ−Ｃ−
５１３０（−２５℃〜８５℃の温度範囲で、誘電率の温
度変化が＋２０％〜−３０％以内）に規定するＪＤ特性
以下を満足することができる。
【００１０】また、ＢａＴｉＯ3におけるＢａ／Ｔｉ比
が１より大きくなっているため、Ｔｉ過剰分による２次
相の発生が極めて少ないものを得ることができる。
が１より大きくなっているため、Ｔｉ過剰分による２次
相の発生が極めて少ないものを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、主成分としてｘＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤｙＯ
3/2（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表したとき、この３元
成分が（表２）に示すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で
囲まれるモル比の範囲にあり、かつ前記主成分に対して
副成分として、酸化ニオブをＮｂ2Ｏ5の形に換算して
０．６〜２．４重量部含有するとともに、酸化クロムを
Ｃｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．８重量部含有す
るものであり、高い比誘電率、低い誘電損失そして誘電
率の温度変化においてはＪＤ特性を満足するものであ
る。
は、主成分としてｘＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤｙＯ
3/2（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表したとき、この３元
成分が（表２）に示すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で
囲まれるモル比の範囲にあり、かつ前記主成分に対して
副成分として、酸化ニオブをＮｂ2Ｏ5の形に換算して
０．６〜２．４重量部含有するとともに、酸化クロムを
Ｃｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．８重量部含有す
るものであり、高い比誘電率、低い誘電損失そして誘電
率の温度変化においてはＪＤ特性を満足するものであ
る。
【００１２】請求項２に記載の発明は、副成分としてさ
らに酸化マンガンを含有し、かつ酸化クロムとこの酸化
マンガンを各々Ｃｒ2Ｏ3とＭｎＯ2の形に換算して合計
で０．０５〜０．８重量部（但し、このうちＭｎＯ2の
含有量は０重量部を含まない０．４重量部以下）含有す
るものであり、高い比誘電率、低い誘電損失そして誘電
率の温度変化においてはＪＤ特性を満足するものであ
る。
らに酸化マンガンを含有し、かつ酸化クロムとこの酸化
マンガンを各々Ｃｒ2Ｏ3とＭｎＯ2の形に換算して合計
で０．０５〜０．８重量部（但し、このうちＭｎＯ2の
含有量は０重量部を含まない０．４重量部以下）含有す
るものであり、高い比誘電率、低い誘電損失そして誘電
率の温度変化においてはＪＤ特性を満足するものであ
る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１、図２を用い
て説明する。
て説明する。
【００１４】（実施例１）図１は、本発明の高誘電率誘
電体磁器組成物の主成分の組成範囲を示す３元図であ
り、図中のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で囲まれた領
域に含まれる３元成分が本発明の組成を示すものであ
る。また図２は、本発明の高誘電率誘電体磁器組成物の
製造工程図であり、まず、出発原料としてＢａ／Ｔｉモ
ル比が１に調整された高純度のＢａＴｉＯ3粉末とＢａ
ＣＯ3，Ｄｙ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｃｒ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5の各粉
末を準備し、焼成後の組成が、（表３）に示すようにな
るようにそれぞれ秤量し、めのうボールを備えたゴム内
張りのボールミルに純水とともに入れ、１８時間湿式混
合（１）後、脱水乾燥（２）した。
電体磁器組成物の主成分の組成範囲を示す３元図であ
り、図中のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを結ぶ直線で囲まれた領
域に含まれる３元成分が本発明の組成を示すものであ
る。また図２は、本発明の高誘電率誘電体磁器組成物の
製造工程図であり、まず、出発原料としてＢａ／Ｔｉモ
ル比が１に調整された高純度のＢａＴｉＯ3粉末とＢａ
ＣＯ3，Ｄｙ2Ｏ3，ＭｎＯ2，Ｃｒ2Ｏ3，Ｎｂ2Ｏ5の各粉
末を準備し、焼成後の組成が、（表３）に示すようにな
るようにそれぞれ秤量し、めのうボールを備えたゴム内
張りのボールミルに純水とともに入れ、１８時間湿式混
合（１）後、脱水乾燥（２）した。
【００１５】
【表３】
【００１６】この乾燥粉末に、ポリビニールアルコール
バインダー５wt％溶液を適量加え、均質とした後、３２
メッシュのふるいを通して整粒し、金型と油圧プレスを
用いて成形圧力１．５ｔｏｎ／ｃｍ2で直径１６ｍｍ、
厚み０．６〜０．８ｍｍの円板に成形（３）した。
バインダー５wt％溶液を適量加え、均質とした後、３２
メッシュのふるいを通して整粒し、金型と油圧プレスを
用いて成形圧力１．５ｔｏｎ／ｃｍ2で直径１６ｍｍ、
厚み０．６〜０．８ｍｍの円板に成形（３）した。
【００１７】次いで、この成形円板をジルコニア粉末を
敷いたアルミナ質のサヤに入れ、空気中にて１２５０〜
１３５０℃で２時間保持して焼成（４）した。焼結体の
密度が最大となる温度を最適焼成温度とし、得られた焼
結体円板の両面全体に銀電極を塗布後焼付け（５）して
コンデンサとし、各電気特性を周波数１ＫＨｚ、室温２
０℃の条件で測定し、容量温度変化率は、２０℃での容
量を基準として測定（６）した。この各測定結果を、
（表４）に示す。
敷いたアルミナ質のサヤに入れ、空気中にて１２５０〜
１３５０℃で２時間保持して焼成（４）した。焼結体の
密度が最大となる温度を最適焼成温度とし、得られた焼
結体円板の両面全体に銀電極を塗布後焼付け（５）して
コンデンサとし、各電気特性を周波数１ＫＨｚ、室温２
０℃の条件で測定し、容量温度変化率は、２０℃での容
量を基準として測定（６）した。この各測定結果を、
（表４）に示す。
【００１８】
【表４】
【００１９】（表４）において、試料ＮＯ１，４，７は
ＪＩＳ−Ｃ−５１３０規格でのＪＤ特性を示し、キュリ
ー温度での最大容量変化率を（△Ｃ／Ｃ20）ｍａｘ
（％）として示した。また、他の試料ＮＯのものは、更
に容量温度変化率の小さいＪＩＳ−Ｃ−５１３０規格で
のＤＲ特性を満足しており、−２５℃および８５℃での
容量変化率と、並びにその時の、測定温度範囲が−５５
℃〜１２５℃の範囲において、最大容量温度変化率を｜
△Ｃ／Ｃ20｜ｍａｘ（％）として示している。次に、本
発明の組成範囲の限定理由を図１を参照して説明する。
直線ａ−ｅより上部では、容量変化率が大きくなりＪＩ
Ｓ−Ｃ−５１３０規格でのＪＤ特性を満足しない。直線
ａ−ｂ−ｃより左部では、焼結しにくくなり、実用的で
はない。直線ｃ−ｄより下部では、Ｄｙを入れた効果が
薄く誘電率が低下し焼結性も劣る。直線ｄ−ｅより右部
では、焼結体の表面に２次相の発生が著しく、誘電率も
低下方向にあるので実用的ではない。
ＪＩＳ−Ｃ−５１３０規格でのＪＤ特性を示し、キュリ
ー温度での最大容量変化率を（△Ｃ／Ｃ20）ｍａｘ
（％）として示した。また、他の試料ＮＯのものは、更
に容量温度変化率の小さいＪＩＳ−Ｃ−５１３０規格で
のＤＲ特性を満足しており、−２５℃および８５℃での
容量変化率と、並びにその時の、測定温度範囲が−５５
℃〜１２５℃の範囲において、最大容量温度変化率を｜
△Ｃ／Ｃ20｜ｍａｘ（％）として示している。次に、本
発明の組成範囲の限定理由を図１を参照して説明する。
直線ａ−ｅより上部では、容量変化率が大きくなりＪＩ
Ｓ−Ｃ−５１３０規格でのＪＤ特性を満足しない。直線
ａ−ｂ−ｃより左部では、焼結しにくくなり、実用的で
はない。直線ｃ−ｄより下部では、Ｄｙを入れた効果が
薄く誘電率が低下し焼結性も劣る。直線ｄ−ｅより右部
では、焼結体の表面に２次相の発生が著しく、誘電率も
低下方向にあるので実用的ではない。
【００２０】また、副成分としてのＮｂ−Ｃｒ、あるい
はＮｂ−Ｃｒ−Ｍｎの組合わせにおいて、Ｎｂ2Ｏ5が
０．６wt％未満では、焼結性が悪化し、誘電体損失が大
きくなり、２．４wt％を越えると誘電率が低下し、実用
的ではなくなる。また、Ｃｒ2Ｏ3は、０．０５wt％未満
ではその添加効果がなく、０．８０wt％を越えると、誘
電率が低下し、容量温度変化率が大きくなるため、実用
的ではない。さらに、Ｃｒ2Ｏ3とＭｎＯ2の両者を添加
する場合、その合計の添加量が０．０５wt％以上であれ
ば添加効果が得られるが、その合計の添加が０．８wt％
を越えると、誘電率が低下し、容量変化率が大きくな
り、実用的ではなくなる。また、ＭｎＯ2の添加量が
０．４０wt％を越えると同様に誘電率が低下し、容量温
度変化率が大きくなり、実用的ではない。
はＮｂ−Ｃｒ−Ｍｎの組合わせにおいて、Ｎｂ2Ｏ5が
０．６wt％未満では、焼結性が悪化し、誘電体損失が大
きくなり、２．４wt％を越えると誘電率が低下し、実用
的ではなくなる。また、Ｃｒ2Ｏ3は、０．０５wt％未満
ではその添加効果がなく、０．８０wt％を越えると、誘
電率が低下し、容量温度変化率が大きくなるため、実用
的ではない。さらに、Ｃｒ2Ｏ3とＭｎＯ2の両者を添加
する場合、その合計の添加量が０．０５wt％以上であれ
ば添加効果が得られるが、その合計の添加が０．８wt％
を越えると、誘電率が低下し、容量変化率が大きくな
り、実用的ではなくなる。また、ＭｎＯ2の添加量が
０．４０wt％を越えると同様に誘電率が低下し、容量温
度変化率が大きくなり、実用的ではない。
【００２１】尚、本実施例における高誘電率誘電体磁器
組成物の製造方法では、ＢａＣＯ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｍｎ
Ｏ2，Ｄｙ2Ｏ3等の酸化物を用いたが、これらの方法に
限定されるものではなく、焼成した後所望の組成となる
ように、炭酸塩、水酸化物等を用いても同様な特性を得
ることができる。また、主成分をあらかじめ仮焼してか
ら、副成分を添加しても本実施例と同等な特性を得るこ
とができる。
組成物の製造方法では、ＢａＣＯ3，Ｎｂ2Ｏ5，Ｍｎ
Ｏ2，Ｄｙ2Ｏ3等の酸化物を用いたが、これらの方法に
限定されるものではなく、焼成した後所望の組成となる
ように、炭酸塩、水酸化物等を用いても同様な特性を得
ることができる。また、主成分をあらかじめ仮焼してか
ら、副成分を添加しても本実施例と同等な特性を得るこ
とができる。
【００２２】
【発明の効果】本発明の高誘電率誘電体磁器組成物は、
比誘電率が約２０００〜４７００と高い値を示し、誘電
体損失（ｔａｎδ）は１．０％以下という小さい値を示
すばかりでなく、誘電体の温度変化率は、ＪＩＳ−Ｃ−
５１３０に規定するＪＤ特性以下を満足することができ
る。
比誘電率が約２０００〜４７００と高い値を示し、誘電
体損失（ｔａｎδ）は１．０％以下という小さい値を示
すばかりでなく、誘電体の温度変化率は、ＪＩＳ−Ｃ−
５１３０に規定するＪＤ特性以下を満足することができ
る。
【００２３】また、組成中にパラジウムと反応しやすい
ビスマスを含有しないため、内部電極としてＰｄ単体の
使用が可能である。更に、焼結体表面の２次相発生が極
めて少ないため、積層セラミックコンデンサに使用する
際、メッキのび、容量ばらつきの少ない安定した積層セ
ラミックコンデンサ素子を製造することが可能となる。
また、基板上に実装する際に同素子を安定して装着が可
能となり、工業上利用価値の非常に高いものである。
ビスマスを含有しないため、内部電極としてＰｄ単体の
使用が可能である。更に、焼結体表面の２次相発生が極
めて少ないため、積層セラミックコンデンサに使用する
際、メッキのび、容量ばらつきの少ない安定した積層セ
ラミックコンデンサ素子を製造することが可能となる。
また、基板上に実装する際に同素子を安定して装着が可
能となり、工業上利用価値の非常に高いものである。
【図１】本発明にかかる高誘電率誘電体磁器組成物の主
成分の組成範囲を説明する３元組成図
成分の組成範囲を説明する３元組成図
【図２】本発明の一実施例による高誘電率誘電体磁器組
成物の製造工程図
成物の製造工程図
Claims (2)
- 【請求項１】 主成分を、ｘＢａＯ＋ｙＴｉＯ2＋ｚＤ
ｙＯ3/2（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）と表わしたとき、上
記３元成分が、（表１）に示すａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅを結
ぶ直線で囲まれるモル比の範囲にあり、かつ前記主成分
に対して、副成分として酸化ニオブをＮｂ2Ｏ5の形に換
算して０．６〜２．４重量部を含有するとともに、酸化
クロムをＣｒ2Ｏ3の形に換算して０．０５〜０．８重量
部含有してなる高誘電率誘電体磁器組成物。 【表１】 - 【請求項２】 副成分として、さらに酸化マンガンを含
有しかつ酸化クロムとこの酸化マンガンをそれぞれＣｒ
2Ｏ3，ＭｎＯ2の形に換算して合計で０．０５〜０．８
重量部（ただし、ＭｎＯ2の含有量は、０重量部を含ま
ない０．４重量部以下）含有してなる請求項１に記載の
高誘電率誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316232A JPH09157013A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 高誘電率誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7316232A JPH09157013A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 高誘電率誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09157013A true JPH09157013A (ja) | 1997-06-17 |
Family
ID=18074791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7316232A Pending JPH09157013A (ja) | 1995-12-05 | 1995-12-05 | 高誘電率誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09157013A (ja) |
-
1995
- 1995-12-05 JP JP7316232A patent/JPH09157013A/ja active Pending
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