JPH09315861A - Dielectric ceramics composition - Google Patents

Dielectric ceramics composition

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JPH09315861A
JPH09315861A JP8136549A JP13654996A JPH09315861A JP H09315861 A JPH09315861 A JP H09315861A JP 8136549 A JP8136549 A JP 8136549A JP 13654996 A JP13654996 A JP 13654996A JP H09315861 A JPH09315861 A JP H09315861A
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Japan
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mol
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dielectric
sample
porcelain
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JP8136549A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuzo Hamaya
徹三 浜谷
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric ceramics compsn. capable of ensuring stable characteristics even when a base metal such as Ni is used as an internal electrode. SOLUTION: A basic compsn. represented by the formula (Ba1-x Cax )m Ti1-y Zry ) O3 (where 0.01<=x<=0.10, 0.125<=y<=0.200 and 1.00<=m<=1.03) is prepd., 0.1-1.00mol% Nd2 O3 and 0.01-0.50mol% MgO are added to 100mol% of the basic compsn., and 0.2-3.0wt.% glass consisting of 30-80mol% SiO2 and 20-70mol% Li2 O and 0.1-0.3wt.% MnO2 is further added to 100wt.% of the basic compsn.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、内部電極に卑金属
材料、例えばNiなどを用いることができる積層磁器コ
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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition suitable for a laminated ceramic capacitor which can use a base metal material such as Ni for its internal electrodes.

【0002】[0002]

【従来の技術】積層磁器コンデンサは、所定誘電体磁器
組成物からなる誘電体材料のグリーンシートに、内部電
極を印刷し、複数枚のグリーンシートを積層し、グリー
ンシートと内部電極とが一体的に焼成処理されて形成さ
れている。
2. Description of the Related Art In a laminated ceramic capacitor, an internal electrode is printed on a green sheet of a dielectric material made of a predetermined dielectric ceramic composition, a plurality of green sheets are laminated, and the green sheet and the internal electrode are integrated. Is formed by firing.

【0003】しかし、従来BaTiO3 を主成分とする
誘電体材料では、焼成温度が1200〜1500℃の高
温で処理されることから、内部電極の材料として専ら貴
金属、例えばPt、Pd及びのその合金が使用されてい
た。
However, since a conventional dielectric material containing BaTiO 3 as a main component is processed at a high firing temperature of 1200 to 1500 ° C., it is exclusively used as a material for the internal electrodes, such as a noble metal such as Pt, Pd, or an alloy thereof. Was used.

【0004】しかも、このような積層磁器コンデンサに
おいて、高容量化を図るために積層数を増加させると、
内部電極の積層数も増加し、コストが著しく高くなると
いう問題があった。
Moreover, in such a laminated ceramic capacitor, if the number of laminated layers is increased in order to increase the capacity,
There is a problem in that the number of laminated internal electrodes also increases, resulting in a significant increase in cost.

【0005】そこで、内部電極に比較的安価な、卑金属
材料であるNi等を使用することが試みられている。
Therefore, it has been attempted to use a relatively inexpensive base metal material such as Ni for the internal electrodes.

【0006】しかし、卑金属材料であるNiの内部電極
とする場合には、Niが酸化され易いため還元性雰囲気
で焼成しなければならず、逆に還元性雰囲気で焼成する
と通常の誘電体材料では還元され、絶縁特性が劣化して
しまうという問題点があった。
However, when the internal electrode of Ni, which is a base metal material, is used, since Ni is easily oxidized, it must be fired in a reducing atmosphere. Conversely, if firing in a reducing atmosphere, a normal dielectric material is used. There is a problem that the insulating property is deteriorated due to reduction.

【0007】このため、非還元性誘電体磁器組成物が種
々提案されている。例えば、特公昭57−42588号
などが挙げられる。
Therefore, various non-reducing dielectric ceramic compositions have been proposed. For example, Japanese Examined Patent Publication No. 57-42588 may be mentioned.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】例えば、特公昭57−
42588号には、〔(Ba1-x-y Cax Sry )O〕
m TiO2 という組成が提案されている。このような誘
電体磁器組成物からなる誘電体材料は、焼成時に発生す
る誘電体材料の還元反応を抑えることができるものの、
焼成温度が1300℃を越えてしまい、積層磁器コンデ
ンサの内部電極にNiを用いた場合、Ni粒子が凝集反
応を示し、安定した電極形成が困難であった。
[Problems to be Solved by the Invention]
No. 42588 describes [(Ba 1-xy Ca x Sr y ) O].
A composition called m TiO 2 has been proposed. Although the dielectric material composed of such a dielectric ceramic composition can suppress the reduction reaction of the dielectric material that occurs during firing,
The firing temperature exceeded 1300 ° C., and when Ni was used for the internal electrodes of the laminated ceramic capacitor, the Ni particles showed an agglutination reaction, and stable electrode formation was difficult.

【0009】また、同時に、Ni粒子が誘電体磁器に拡
散反応を示し、絶縁抵抗特性を劣化させるという問題点
があった。
At the same time, there is a problem that Ni particles show a diffusion reaction in the dielectric ceramics and deteriorate the insulation resistance characteristics.

【0010】即ち、誘電体磁器組成物としては、還元性
雰囲気で焼成しても磁器の還元反応を抑制でき、焼成温
度が比較的低温(例えば1250℃以下)で焼成可能な
材料で、しかも、焼成処理後の磁器密度が充分に高いも
のが希求されていた。
That is, the dielectric porcelain composition is a material which can suppress the reduction reaction of the porcelain even when fired in a reducing atmosphere and can be fired at a relatively low firing temperature (eg, 1250 ° C. or lower), and A material having a sufficiently high porcelain density after the firing treatment has been desired.

【0011】本発明は上述の課題に鑑みて案出されたも
のであり、その目的は、還元雰囲気で、しかも1250
℃以下で焼成可能で、磁器密度、誘電率、誘電損失、絶
縁抵抗値等の基本的な特性にも優れた誘電体磁器組成物
を提供するものである。
The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and an object thereof is to reduce the atmosphere in a reducing atmosphere.
It is intended to provide a dielectric ceramic composition which can be fired at a temperature of not higher than 0 ° C. and has excellent basic characteristics such as porcelain density, dielectric constant, dielectric loss and insulation resistance.

【0012】尚、焼成温度としては1250℃以下、磁
器密度としては5.7g/cm3 、誘電率としては80
00以上、誘電損失3.0%以下、絶縁抵抗値1×10
11Ω以上が望まれる。
The firing temperature is 1250 ° C. or lower, the porcelain density is 5.7 g / cm 3 , and the dielectric constant is 80.
00 or more, dielectric loss 3.0% or less, insulation resistance value 1 × 10
11 Ω or more is desired.

【0013】[0013]

【課題を解決するための具体的な手段】複合酸化物(B
1-x Cax m (Ti1-y Zry )O3〔但し、式中
0.01≦x≦0.10、0.125≦y≦0.20
0、1.00≦m≦1.03)で表され、上記複合酸化
物100モル%に対して、Nd2 3 を0.1〜1.0
0モル%、MgOを0.01〜0.50モル%添加する
とともに、前記複合酸化物にNd2 3 、MgOを添加
した基本成分100重量%に対してSiO2 、Li2
を含むガラス成分(但しSiO2 :30〜80モル%、
Li2 O:20〜70モル%、SiO2 とLi2 Oの和
が100モル%)を0.2〜3.0重量%及びMnO2
を0.1〜0.3重量%添加したことを特徴とする誘電
体磁器組成物である。
[Means for Solving the Problems] Complex oxide (B
a 1-x Ca x ) m (Ti 1-y Zr y ) O 3 [wherein 0.01 ≦ x ≦ 0.10, 0.125 ≦ y ≦ 0.20
0, 1.00 ≦ m ≦ 1.03), and 0.1 to 1.0 of Nd 2 O 3 with respect to 100 mol% of the composite oxide.
0 mol% and 0.01 to 0.50 mol% of MgO are added, and SiO 2 and Li 2 O are added to 100% by weight of the basic component in which Nd 2 O 3 and MgO are added to the composite oxide.
A glass component containing (provided that SiO 2 is 30 to 80 mol%,
Li 2 O: 20 to 70 mol%, the sum of SiO 2 and Li 2 O is 100 mol%) 0.2 to 3.0 wt% and MnO 2
0.1 to 0.3% by weight is added to the dielectric ceramic composition.

【0014】[0014]

【作用】このような誘電体磁器組成物によって、積層磁
器コンデンサの内部電極に卑金属、例えばNiを用いて
も、比較的低温で焼成処理されることからNi粒子が凝
集反応を示したり、また、Ni粒子が誘電体磁器に拡散
反応を示したりすることがなく、誘電率、誘電損失、絶
縁抵抗値等の基本的な特性にも優れた積層磁器コンデン
サを作成することができる。
With such a dielectric porcelain composition, even if a base metal, such as Ni, is used for the internal electrodes of the laminated porcelain capacitor, the Ni particles exhibit an agglutination reaction because they are fired at a relatively low temperature. It is possible to produce a laminated ceramic capacitor having excellent characteristics such as dielectric constant, dielectric loss, and insulation resistance value without causing Ni particles to show a diffusion reaction in the dielectric ceramic.

【0015】前記複合酸化物において、xは基本組成式
中にCa原子数を表すが、このCaは、主に温度特性を
平坦化するデップレッサーとして作用するとともに、絶
縁抵抗値を上げる元素として作用するものである。
In the above composite oxide, x represents the number of Ca atoms in the basic composition formula, and this Ca mainly acts as a depressor for flattening the temperature characteristics and as an element for increasing the insulation resistance value. To do.

【0016】xが0.01未満となると絶縁抵抗値が
1.0×1011Ωを下回ることになり、また、xが0.
10を越えると、誘電率が8000を下回り、いずれの
場合でも積層磁器コンデンサとしての基本特性を満足す
ることができない。従って、xの値は、0.01≦x≦
0.10の範囲が望ましい。
If x is less than 0.01, the insulation resistance value will be less than 1.0 × 10 11 Ω, and x will be 0.
When it exceeds 10, the dielectric constant falls below 8000, and in any case, the basic characteristics of the laminated ceramic capacitor cannot be satisfied. Therefore, the value of x is 0.01 ≦ x ≦
The range of 0.10 is desirable.

【0017】前記複合酸化物において、yは基本組成式
中にZr原子数を表すが、このZrは、主にキュリー点
を低温側に移動させるシフターとして作用するものであ
る。
In the above composite oxide, y represents the number of Zr atoms in the basic composition formula, and this Zr mainly acts as a shifter for moving the Curie point to the low temperature side.

【0018】yが0.125未満となると誘電損失が
3.0%を越えてしまい、誘電体層の厚みが厚くなって
しまい、また、yが0.200を越えると、誘電率が8
000を下回り、いずれの場合でも積層磁器コンデンサ
としての基本特性を満足することができない。従って、
yの値は、0.125≦x≦0.200の範囲が望まし
い。
When y is less than 0.125, the dielectric loss exceeds 3.0%, and the thickness of the dielectric layer becomes large. When y exceeds 0.200, the dielectric constant is 8%.
000, and in any case, the basic characteristics as a laminated ceramic capacitor cannot be satisfied. Therefore,
The value of y is preferably in the range of 0.125 ≦ x ≦ 0.200.

【0019】前記複合酸化物において、mが1.00未
満となると絶縁抵抗値が1×1011Ω未満となってしま
い、また、mが1.03を越えると、磁器密度が5.7
g/cm3 未満となり、焼結性が低下して、Niの拡散
反応などが発生してしまう。
In the above composite oxide, when m is less than 1.00, the insulation resistance value is less than 1 × 10 11 Ω, and when m is more than 1.03, the porcelain density is 5.7.
If it is less than g / cm 3 , the sinterability is lowered and Ni diffusion reaction occurs.

【0020】従って、mの値は、1.00〜1.03モ
ル%の範囲が好ましい。
Therefore, the value of m is preferably in the range of 1.00 to 1.03 mol%.

【0021】このような複合酸化物100モル%に対し
て、Nd2 3 を0.1〜1.00モル%を添加してい
るが、Ndはキュリー点を低温側に移動させるシフター
として作用させ、また、誘電率を向上させる働きをす
る。
Although 0.1 to 1.00 mol% of Nd 2 O 3 is added to 100 mol% of such a composite oxide, Nd acts as a shifter for moving the Curie point to the low temperature side. It also serves to improve the dielectric constant.

【0022】Nd2 3 が0.1モル%未満では、誘電
損失3.0%を越え、誘電率も低下してしまう。また、
1.00モル%を越えると、磁器密度が5.7g/cm
3 未満となり、焼結性が低下して、Niの拡散反応など
が発生してしまう。従って、Nd2 3 の添加量は、
0.1〜1.00モル%の範囲が好ましい。
When Nd 2 O 3 is less than 0.1 mol%, the dielectric loss exceeds 3.0%, and the dielectric constant also decreases. Also,
If it exceeds 1.00 mol%, the porcelain density will be 5.7 g / cm.
If it is less than 3 , the sinterability is lowered and Ni diffusion reaction or the like occurs. Therefore, the amount of Nd 2 O 3 added is
The range of 0.1-1.00 mol% is preferable.

【0023】同様に複合酸化物100モル%に対して、
MgOを0.01〜0.50モル%添加しているが、M
gは絶縁抵抗値を向上させる元素として作用する。
Similarly, with respect to 100 mol% of the composite oxide,
Although 0.01 to 0.50 mol% of MgO is added, M
g acts as an element that improves the insulation resistance value.

【0024】MgOが0.01モル%未満では、絶縁抵
抗値が1×1011Ω未満となってしまい、また、0.5
0モル%を越えると、誘電率が低下してしまう。
If the content of MgO is less than 0.01 mol%, the insulation resistance value will be less than 1 × 10 11 Ω, and 0.5
If it exceeds 0 mol%, the dielectric constant will decrease.

【0025】従って、MgOの添加量は、0.01〜
0.50モル%の範囲が好ましい。
Therefore, the addition amount of MgO is 0.01 to
The range of 0.50 mol% is preferred.

【0026】このように、複合酸化物にNd2 3 、M
gOを添加した基本成分100wt%に対して、SiO
2 、Li2 Oからなるガラス成分を0.2〜3.0重量
%添加している。ガラス成分が0.2重量%未満及び
3.0重量%を越えると、磁器密度が5.7g/cm3
未満となり、焼結性が低下してしまう。
As described above, the complex oxide is mixed with Nd 2 O 3 and M
For 100 wt% of the basic component added with gO, SiO
A glass component consisting of 2, Li 2 O is added 0.2 to 3.0 wt%. When the glass component is less than 0.2% by weight and exceeds 3.0% by weight, the porcelain density is 5.7 g / cm 3.
And the sinterability decreases.

【0027】このガラス成分はSiO2 を30〜80モ
ル%、Li2 Oを20〜70モル%としているが、この
範囲から外れると電気特性、焼結性が劣化してしまう。
This glass component contains SiO 2 in an amount of 30 to 80 mol% and Li 2 O in an amount of 20 to 70 mol%, but if it is out of this range, the electrical characteristics and sinterability will deteriorate.

【0028】さらに、複合酸化物にNd2 3 、MgO
を添加した基本成分100wt%に対して、MnO2
0.1〜0.3重量%添加している。Mnは焼結性、絶
縁抵抗値を向上させる作用があり、0.1重量%未満で
は磁器密度が5.7g/cm3 未満となり、焼結性が低
下してしまい、0.3重量%を越えると誘電率が低下し
てしまう。
Further, Nd 2 O 3 and MgO are added to the composite oxide.
0.1 to 0.3 wt% of MnO 2 is added to 100 wt% of the basic component added with. Mn has an effect of improving the sinterability and insulation resistance value. If it is less than 0.1% by weight, the porcelain density will be less than 5.7 g / cm 3 , and the sinterability will decrease, so If it exceeds, the dielectric constant will decrease.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の誘電体磁器組成物
を詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the dielectric ceramic composition of the present invention will be described in detail.

【0030】本発明に関する積層磁器コンデンサは、誘
電体セラミックからなる誘電体層及び内部電極とが交互
に積層してなる磁器本体と、磁器本体の対向する端面に
形成された第1及び第2端子電極とから構成されてい
る。
The laminated porcelain capacitor according to the present invention comprises a porcelain body formed by alternately laminating dielectric layers made of a dielectric ceramic and internal electrodes, and first and second terminals formed on opposite end faces of the porcelain body. It is composed of electrodes.

【0031】内部電極は、例えば隣接する内部電極が交
互に前記対向する端面に導出し、第1の端子電極又は第
2の端子電極に接続されて構成されている。
The internal electrodes are formed, for example, such that adjacent internal electrodes are alternately led out to the facing end faces and are connected to the first terminal electrode or the second terminal electrode.

【0032】尚、誘電体は、上述の組成となるように制
御された誘電体材料であり、内部電極は、卑金属である
Niを主成分とした材料からなる。
The dielectric is a dielectric material controlled to have the above composition, and the internal electrodes are made of a material containing Ni as a base metal as a main component.

【0033】このような積層磁器コンデンサは、例えば
所定比率で秤量した原料酸化物を仮焼し、粉砕を行い、
有機ビヒクルを添加し、均質混合を行い、ドクターブレ
ード法によって、テープ成型を行う。その後、テープを
所定大きさに裁断を行い、グリーンシートとする。尚、
このようなグリーンシートは、複数の素子が抽出できる
充分な大きさとなっている。
In such a laminated ceramic capacitor, for example, the raw material oxides weighed at a predetermined ratio are calcined and crushed,
An organic vehicle is added, homogeneous mixing is performed, and tape molding is performed by a doctor blade method. Thereafter, the tape is cut into a predetermined size to obtain a green sheet. still,
Such a green sheet is large enough to extract a plurality of elements.

【0034】次に、Ni粉末、有機ビヒクルとを均質混
合した導電性ペーストをスクリーン印刷で、グリーンシ
ート上に内部電極となる導体膜を形成する。
Next, a conductive paste, which is a homogeneous mixture of Ni powder and an organic vehicle, is screen-printed to form a conductor film to be an internal electrode on the green sheet.

【0035】このように、内部電極となる導体膜が形成
されたグリーンシートを、内部電極の導出方向を考慮し
て、積層し、圧着して一体化する。
In this way, the green sheets on which the conductor films to be the internal electrodes are formed are stacked in consideration of the direction of the internal electrodes leading out, and are pressure-bonded to be integrated.

【0036】そして、グリーンシート積層体を切断し、
個々に切断した未焼成の磁器本体を還元性雰囲気で90
0〜1250℃以下で焼成処理する。
Then, the green sheet laminate is cut,
The unfired porcelain body cut into individual pieces is
Baking is performed at 0 to 1250 ° C. or lower.

【0037】上述の積層磁器コンデンサでは、内部電極
にNiなどの卑金属材料を用いた場合、特に焼成温度が
1250℃以下ではNi粒子の凝集反応を抑え、しかも
磁器密度を良好にでき、Ni粒子が磁器に拡散すること
を有効に抑え、Ni内部電極を安定的に形成することが
できるとともに、積層磁器コンデンサの電気的な特性を
満足することができる。
In the above-mentioned laminated porcelain capacitor, when a base metal material such as Ni is used for the internal electrodes, especially when the firing temperature is 1250 ° C. or lower, the agglomeration reaction of Ni particles can be suppressed, and the porcelain density can be improved, and Ni particles are It is possible to effectively suppress the diffusion into the porcelain, stably form the Ni internal electrode, and satisfy the electrical characteristics of the laminated porcelain capacitor.

【0038】[0038]

【実施例】出発材料として、BaCo3 、CaCO3
TiO2 、ZrO2 の特級試薬を表1に示す値になるよ
うに秤量し、ボールミルで湿式処理し、乾燥後、大気雰
囲気で1200℃で2時間仮焼処理し、さらに粗粉砕
し、複合酸化物とした。
Example As starting materials, BaCo 3 , CaCO 3 ,
Special grade reagents of TiO 2 and ZrO 2 were weighed so as to have the values shown in Table 1, wet-processed in a ball mill, dried, and then calcined at 1200 ° C. for 2 hours in the air atmosphere, and further coarsely pulverized to perform complex oxidation. It was a thing.

【0039】次に、ガラス成分を表2に示す値にあるS
iO2 、Li2 Oを秤量し、2時間混合した、1300
℃で溶融させ、冷水に流しガラスカレットとした。この
カレットにIPA(イソプロピルアルコール)を加え、
ボールミルで湿式混合し、乾燥されたものをガラス成分
とした。
Next, the glass component S having the values shown in Table 2 is added.
iO 2 and Li 2 O were weighed and mixed for 2 hours, 1300
It was melted at ℃ and poured into cold water to obtain glass cullet. Add IPA (isopropyl alcohol) to this cullet,
The mixture was wet mixed with a ball mill and dried to obtain a glass component.

【0040】その後、表3に示すように、基本成分、添
加成分、ガラス成分を秤量し、ボールミルで湿式混合し
て、有機ビヒクルを加え、乾燥後、造粒し、造粒粉とし
た。
Thereafter, as shown in Table 3, the basic component, the additive component and the glass component were weighed, wet-mixed with a ball mill, an organic vehicle was added, dried and granulated to obtain granulated powder.

【0041】尚、添加成分であるNd2 3 及びMgO
は、複合酸化物100モル%に対して、所定モル%だけ
添加して、このように複合酸化物にNd2 3 及びMg
Oを添加した基本成分100重量%に対して、ガラス成
分及び添加成分でるMnO2を後添加で所定重量%(通
常、重量部という)添加している。
The additive components Nd 2 O 3 and MgO
Is added to the composite oxide in an amount of a predetermined mol% based on 100 mol% of the composite oxide, and thus Nd 2 O 3 and Mg are added to the composite oxide.
To 100% by weight of the basic component added with O, a predetermined amount by weight (usually referred to as “parts by weight”) of glass component and MnO 2 as an additional component are added later.

【0042】尚、表1〜表3の調合例は、表4の試料番
号4の場合であり、試料番号4以外については、いづれ
も表1〜表3の調合例のように調整して達成することが
できる。
The formulation examples of Tables 1 to 3 are the cases of sample No. 4 in Table 4, and all the samples other than sample No. 4 were prepared by adjusting like the formulation examples of Tables 1 to 3. can do.

【0043】この造粒粉を金型に入れ、1ton/cm
2 の圧力で、直径10mm厚み約2mmとなるようにプ
レスし、円板状の成型体を形成した。この成型体を大気
中、300℃で脱バインダー処理して、3×10-8〜3
×10-3Paの雰囲気中1150〜1250℃で焼成
し、その後、窒素雰囲気で900〜1100℃で熱処理
を行った。
This granulated powder was put in a mold and 1 ton / cm.
It was pressed at a pressure of 2 to have a diameter of 10 mm and a thickness of about 2 mm to form a disk-shaped molded body. This molded body is debindered at 300 ° C. in the atmosphere and 3 × 10 −8 to 3
Firing was performed at 1150 to 1250 ° C in an atmosphere of × 10 -3 Pa, and then heat treatment was performed at 900 to 1100 ° C in a nitrogen atmosphere.

【0044】こうして得られた磁器の両主面に銅ペース
トを塗布し、還元性雰囲気で850℃で焼きつけた。
Copper paste was applied to both main surfaces of the thus obtained porcelain and baked at 850 ° C. in a reducing atmosphere.

【0045】同時に、上記組成物に基づいて、上述の製
造方法に従って、F特性、平面形状3.6mm×1.6
mm、誘電体層の厚み6μm(生シートで)で、内部電
極にNiを介して約50層を積層した積層磁器コンデン
サを作成した。
At the same time, based on the above composition and in accordance with the above-mentioned manufacturing method, F characteristics, plane shape 3.6 mm × 1.6.
mm, the thickness of the dielectric layer was 6 μm (as a raw sheet), and about 50 layers were laminated on the internal electrodes via Ni to prepare a laminated ceramic capacitor.

【0046】特性として、誘電率ε、磁器密度及び誘電
損失tan δ、上述の単板状コンデンサを用いて測定し、
基準温度25℃で周波数1kHz、測定電圧1.0Vr
msの信号を入力し、デジタルLCRメータ(YHP製
4274A)を用いて測定し、試料寸法を考慮して算出
した。尚、絶縁抵抗値は、250Vの直流電圧で1分間
印加し、その値とした。
As characteristics, the dielectric constant ε, the porcelain density and the dielectric loss tan δ were measured using the above-mentioned single plate capacitor,
At a reference temperature of 25 ° C, frequency 1 kHz, measurement voltage 1.0 Vr
The signal of ms was input, it measured using the digital LCR meter (4274A made from YHP), and it calculated considering the sample size. The insulation resistance value was the value obtained by applying a DC voltage of 250 V for 1 minute.

【0047】評価として、誘電率εは小型で高誘電率の
コンデンサを作成するために重要な特性であり、800
0を越えるものを良好した。磁器密度は内部電極の卑金
属粒子の拡散及び機械的な強度の維持のため、5.7g
/cm3 以上を良好とした。
As an evaluation, the permittivity ε is an important characteristic for producing a small-sized capacitor having a high permittivity.
Those exceeding 0 were evaluated as good. Porcelain density is 5.7g for diffusion of base metal particles of internal electrode and maintenance of mechanical strength.
/ Cm 3 or more was considered good.

【0048】誘電損失tan δは、誘電体グリーンシート
を薄膜化を実現し、小型で高誘電率のコンデンサを作成
するために重要な特性であり、3.0%以下を良好と
し、絶縁抵抗は1.0×1011Ω以上を良好とした。
The dielectric loss tan δ is an important characteristic for realizing a thin dielectric green sheet and producing a small-sized capacitor having a high dielectric constant. A value of 1.0 × 10 11 Ω or higher was considered good.

【0049】尚、表4、表5に組成、その結果を示す。The compositions and the results are shown in Tables 4 and 5.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】[0052]

【表3】 [Table 3]

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】[0054]

【表5】 [Table 5]

【0055】試料番号36〜40で、複合酸化物のx値
による範囲の作用が理解できる。
In the sample numbers 36 to 40, the effect of the range depending on the x value of the composite oxide can be understood.

【0056】試料番号36に示すようにxが「0」の場
合には、誘電損失tan δが3.7%となってしまい、さ
らに、絶縁抵抗値IRが1×109 未満となってしま
う。また、試料番号40のようにxの値が0.1を越え
ると、誘電率εが6800と8000を大きく下回って
しまう。
As shown in sample No. 36, when x is "0", the dielectric loss tan δ becomes 3.7%, and the insulation resistance value IR becomes less than 1 × 10 9. . When the value of x exceeds 0.1 as in sample No. 40, the permittivity ε is far below 6800 and 8000.

【0057】このことから、xの値は、0.01≦x≦
0.10の望ましい。他の試料については、その中心的
な値であるx=0.05を用いる。
Therefore, the value of x is 0.01 ≦ x ≦
A desirable value of 0.10. For the other samples, the central value x = 0.05 is used.

【0058】試料番号31〜35で、y値による範囲の
作用が理解できる。
In the sample numbers 31 to 35, the effect of the range depending on the y value can be understood.

【0059】試料番号31に示すようにyの値が0.0
1の場合、誘電損失tan δが3.8%となってしまい、
同時に誘電率εが6000程度しか得られない。また、
試料番号35のように、yの値が0.225の場合に
は、誘電率εが7600と8000を下回ってしまう。
As shown in sample No. 31, the value of y is 0.0
In the case of 1, the dielectric loss tan δ becomes 3.8%,
At the same time, a dielectric constant ε of only about 6000 can be obtained. Also,
When the value of y is 0.225 as in sample No. 35, the dielectric constant ε is less than 7600 and 8000.

【0060】このことから、yの値は、0.125≦y
≦0.200の範囲が望ましい。他の試料については、
その中心的な値であるy=0.15を用いる。
From this, the value of y is 0.125 ≦ y
The range of ≦ 0.200 is desirable. For other samples,
The central value y = 0.15 is used.

【0061】試料番号26〜30で、基本成分のmの値
による範囲の作用が理解できる。
In Sample Nos. 26 to 30, the action of the range depending on the value of m of the basic component can be understood.

【0062】試料番号26に示すようにmの値が0.9
9の場合、誘電損失tan δが3.5%となってしまい、
同時に絶縁抵抗値IRが1×109 Ωとなってしまう。
また、試料番号30のように、mが1.04の場合に
は、根本的に1300で焼成しても磁器密度が充分な値
(5.7g/cm3 )を得られず、その他の特性の評価
の対象とは成りえない。
As shown in sample No. 26, the value of m is 0.9.
In case of 9, the dielectric loss tan δ becomes 3.5%,
At the same time, the insulation resistance value IR becomes 1 × 10 9 Ω.
When m is 1.04 as in Sample No. 30, a sufficient porcelain density (5.7 g / cm 3 ) could not be obtained even if it was fundamentally fired at 1300, and other characteristics Cannot be the subject of evaluation.

【0063】このことから、mの値は、1.00≦m≦
1.03の範囲が望ましい。他の試料については、その
中心的な値であるm=1.02を用いる。
From this, the value of m is 1.00≤m≤
The range of 1.03 is desirable. For the other samples, the central value m = 1.02 is used.

【0064】次に、添加成分Nd2 3 の複合酸化物に
対するモル比率について、試料番号20〜25でその作
用が理解できる。
Next, regarding the molar ratio of the additive component Nd 2 O 3 to the composite oxide, the action can be understood with sample numbers 20 to 25.

【0065】試料番号20でNd2 3 添加量が0.0
5モル%では、誘電損失tan δが3.5%と大きくな
り、同時に誘電率εが5800となってしまう。また、
試料番号25でNd2 3 添加量が2.0モル%では、
磁器密度が充分な値(5.7g/cm3 )を得られな
い。
In Sample No. 20, the amount of Nd 2 O 3 added was 0.0
At 5 mol%, the dielectric loss tan δ increases to 3.5%, and at the same time the dielectric constant ε becomes 5800. Also,
In Sample No. 25, when the amount of Nd 2 O 3 added was 2.0 mol%,
Sufficient porcelain density (5.7 g / cm 3 ) cannot be obtained.

【0066】尚、試料番号21でNd2 3 添加量が
0.1モル%では、誘電損失tan δ及び誘電率εの改善
がみられ、安定した特性を示す誘電体磁器組成物と言え
る。また、試料番号24でNd2 3 添加量が1.0モ
ル%では、磁器密度が5.87g/cm3 となり、安定
した特性を示す誘電体磁器組成物と言える。
When the amount of Nd 2 O 3 added in Sample No. 21 is 0.1 mol%, the dielectric loss tan δ and the dielectric constant ε are improved, and it can be said that the dielectric ceramic composition exhibits stable characteristics. Further, in Sample No. 24, when the amount of Nd 2 O 3 added is 1.0 mol%, the porcelain density is 5.87 g / cm 3 , which can be said to be a dielectric porcelain composition exhibiting stable characteristics.

【0067】このことから、Nd2 3 添加量は、基本
組成100モル%に対して、0.1〜1.0モル%の範
囲で添加することが望ましい。
From this, it is desirable to add Nd 2 O 3 in the range of 0.1 to 1.0 mol% with respect to 100 mol% of the basic composition.

【0068】添加成分MgOの複合酸化物に対するモル
比率について、試料番号16〜19でその作用が理解で
きる。
Regarding the molar ratio of the additive component MgO to the composite oxide, its action can be understood in Sample Nos. 16 to 19.

【0069】試料番号16でMgO添加量が0では、絶
縁抵抗値IRが1011Ωを下回り、また、試料番号19
でMgO添加量が1.0モル%では、誘電率εが680
0となってしまう。
When the amount of MgO added was 0 in the sample No. 16, the insulation resistance value IR was below 10 11 Ω, and the sample No. 19
When the added amount of MgO is 1.0 mol%, the dielectric constant ε is 680.
It will be 0.

【0070】尚、試料番号17、18でMgO添加量が
0.1〜0.05モル%では、絶縁抵抗値IR及び誘電
率εの改善がみられ、安定した特性を示す誘電体磁器組
成物と言える。
When the amount of MgO added in Sample Nos. 17 and 18 is 0.1 to 0.05 mol%, the insulation resistance value IR and the dielectric constant ε are improved, and the dielectric ceramic composition exhibits stable characteristics. Can be said.

【0071】次に、ガラス成分を構成するSiO2 とL
2 Oのモル%について、試料番号4、8〜11でその
作用が理解できる。尚、ガラス成分は、複合酸化物に上
記添加成分を添加した基本成分100重量%に対して、
添加するものである。
Next, SiO 2 and L constituting the glass component
With respect to the mol% of i 2 O, the action can be understood in sample numbers 4, 8 to 11. The glass component is 100% by weight of the basic component obtained by adding the above-mentioned additional components to the complex oxide
It is to be added.

【0072】試料番号8でSiO2 が20モル%(Li
2 Oが80モル%)では、誘電率εが4700と800
0を大きく下回り、また、試料番号11でSiO2 が9
0モル%(Li2 Oが30モル%)では、磁器密度が充
分な値(5.7g/cm3 )を得られない。
Sample No. 8 contained 20 mol% SiO 2 (Li
2 O is 80 mol%), the dielectric constant ε is 4700 and 800
It is much lower than 0, and SiO 2 is 9 in sample number 11.
At 0 mol% (30 mol% of Li 2 O), a sufficient porcelain density (5.7 g / cm 3 ) cannot be obtained.

【0073】従って、ガラス成分は、試料番号4、9、
10から、SiO2 は30〜80モル%、LiO2 20
〜70モル%とすることが重要である。
Therefore, the glass components are sample numbers 4, 9 and
10, SiO 2 is 30 to 80 mol%, LiO 2 20
It is important to set the content to ˜70 mol%.

【0074】尚、ガラスの成分としては、その他の試料
については、SiO2 を80モル%、LiO2 を20モ
ル%とした試料を用いる。
[0074] As the components of the glass, for other samples, the SiO 2 80 mol%, a sample is prepared by the LiO 2 and 20 mol%.

【0075】次に、基本成分に対して添加する上述のガ
ラス成分は、試料番号1〜7によって理解で、その作用
が理解できる。
Next, the above-mentioned glass components to be added to the basic components can be understood from Sample Nos. 1 to 7, and their operation can be understood.

【0076】試料番号1でガラス成分に対して全く添加
していない場合には、焼成温度1300でも磁器密度が
充分な値(5.7g/cm3 )を得られず、その他特性
の評価の対象にはならず、試料番号7でガラス成分を基
本成分に対して5.0重量%添加した場合でも、焼成温
度1300でも磁器密度が充分な値(5.7g/c
3 )を得られない。尚、試料番号2〜6のように、そ
の添加量が0.2〜3.0重量%と制御することによっ
て、磁器密度の改善が図れ、その他の特性も安定するも
のとなる。
When sample No. 1 was not added to the glass component at all, a sufficient value (5.7 g / cm 3 ) of porcelain density could not be obtained even at a firing temperature of 1300, and other properties were evaluated. Even if the glass component of Sample No. 7 was added in an amount of 5.0% by weight with respect to the basic component, the porcelain density was at a sufficient value (5.7 g / c) even at a firing temperature of 1300.
m 3 ) cannot be obtained. By controlling the addition amount to be 0.2 to 3.0% by weight as in Sample Nos. 2 to 6, the porcelain density can be improved and other characteristics can be stabilized.

【0077】最後に、添加成分MnO2 の重量%につい
て、試料番号12〜15でその作用が理解できる。
Finally, with respect to the weight% of the additive component MnO 2 , the action can be understood in sample numbers 12 to 15.

【0078】試料番号12でMnO2 添加量が0では、
焼成温度1300でも磁器密度が充分な値(5.7g/
cm3 )を得られない。また、試料番号15で0.4重
量%添加すると、誘電率εが4800と8000を大き
く下回ってしまう。
In sample No. 12, when the amount of MnO 2 added was 0,
Sufficient porcelain density (5.7g /
cm 3 ) cannot be obtained. In addition, when 0.4% by weight is added to Sample No. 15, the dielectric constant ε is much lower than 4800 and 8000.

【0079】以上のように、の実施例から、内部電極に
Ni等の卑金属材料を用いる場合には、卑金属材料の金
属粒子の凝集反応を抑えるために、1250℃以下で焼
成でき、しかも、金属粒子の磁器への拡散反応を防止す
るために、磁器密度を5.7g/cm3 となり、しか
も、誘電率ε、誘電損失tan δ、絶縁抵抗値IRも優れ
た誘電体磁器組成物とするためには、上述のように、基
本成分のx、y、m、Nd2 3 、MgOのモル%、ガ
ラス成分のSiO2 、Li2 Oのモル%、そのガラス成
分の重量%、さらに、MnO2 の重量%を厳密に制御し
て達成されることになる。
As described above, from the above example, when a base metal material such as Ni is used for the internal electrodes, it can be fired at 1250 ° C. or lower in order to suppress the agglomeration reaction of the metal particles of the base metal material. In order to prevent the particles from diffusing into the porcelain, the density of the porcelain is set to 5.7 g / cm 3 , and the dielectric porcelain composition has excellent dielectric constant ε, dielectric loss tan δ and insulation resistance IR. to, as described above, the basic components x, y, m, Nd 2 O 3, mole% of MgO, mol% of SiO 2, Li 2 O of the glass component, by weight% of the glass component further, MnO It will be achieved by strictly controlling the weight percentage of 2 .

【0080】[0080]

【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物によれば、酸素分圧3×10-8〜3×10-3Paとい
う還元性雰囲気で1150〜1250℃で焼成しても、
高い誘電率、高い絶縁抵抗値IR、誘電損失tan δの小
さい磁器が得られるため、内部にNiなどの卑金属材料
を用いることができ、これによって、低コストの積層磁
器コンデンサが達成されることになる。
As described above, according to the dielectric ceramic composition of the present invention, it is fired at 1150 to 1250 ° C. in a reducing atmosphere with an oxygen partial pressure of 3 × 10 −8 to 3 × 10 −3 Pa. Also,
Since a ceramic with a high dielectric constant, a high insulation resistance value IR, and a small dielectric loss tan δ can be obtained, a base metal material such as Ni can be used inside, and a low-cost laminated ceramic capacitor can be achieved. Become.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複合酸化物(Ba1-x Cax m (Ti
1-y Zry )O3〔但し、式中 0.01≦x≦0.1
0、0.125≦y≦0.200、1.00≦m≦1.
03)で表され、上記複合酸化物100モル%に対し
て、Nd2 3 を0.1〜1.00モル%、MgOを
0.01〜0.50モル%添加するとともに、上記複合
酸化物にNd2 3 、MgOを添加した基本成分100
重量%に対してSiO2 、Li2 Oを含むガラス成分
(但しSiO2 :30〜80モル%、Li2 O:70〜
20モル%、SiO2 とLi2 Oの和が100モル%)
を0.2〜3.0重量%及びMnO2 を0.1〜0.3
重量%添加したことを特徴とする誘電体磁器組成物。
1. A composite oxide (Ba 1-x Ca x ) m (Ti
1-y Zr y ) O 3 [wherein 0.01 ≦ x ≦ 0.1
0, 0.125 ≦ y ≦ 0.200, 1.00 ≦ m ≦ 1.
03), Nd 2 O 3 is added in an amount of 0.1 to 1.00 mol% and MgO is added in an amount of 0.01 to 0.50 mol% with respect to 100 mol% of the composite oxide. Basic component 100 with Nd 2 O 3 and MgO added
A glass component containing SiO 2 and Li 2 O with respect to weight% (however, SiO 2 : 30 to 80 mol%, Li 2 O: 70 to
20 mol%, the sum of SiO 2 and Li 2 O is 100 mol%)
0.2-3.0 wt% and MnO 2 0.1-0.3
A dielectric porcelain composition characterized by being added in a weight percentage.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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