JPH10273360A - Dielectric ceramic composition, production of raw material power for the dielectric ceramic composition, and production of dielectric ceramic composition - Google Patents

Dielectric ceramic composition, production of raw material power for the dielectric ceramic composition, and production of dielectric ceramic composition

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JPH10273360A
JPH10273360A JP9075369A JP7536997A JPH10273360A JP H10273360 A JPH10273360 A JP H10273360A JP 9075369 A JP9075369 A JP 9075369A JP 7536997 A JP7536997 A JP 7536997A JP H10273360 A JPH10273360 A JP H10273360A
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raw material
ceramic composition
dielectric ceramic
dielectric
material powder
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JP9075369A
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Munetoshi Watanabe
宗敏 渡辺
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Sumitomo Sitix Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To eliminate problems, such as, that the cost for producing the dielectric ceramic composition is high, because the raw material powder for the dielectric ceramic composition containing Ta2 O5 as a main component have been produced by a solid synthetic method and further because the conditions for the calcinatory synthesis of the raw material powder require a high temperature and a long time, that the cost for producing the dielectric ceramic composition is high, because the conditions comprising a high temperature and a long time must be selected, also on the production of the dielectric ceramic composition, and that the dielectric characteristics (specific dielectric constants, dielectric loss) are not so excellent, because the gain sizes of the obtained dielectric ceramic composition are large. SOLUTION: This dielectric ceramic composition is produced by preparing a solution containing a Ta compound and a Ti compound and/or a Nb compound so as to form a composition of the formula: (Ta2 O5 )1-(x+y) (TiO2 )x (Nb2 )O5 )y 0.05<=[(x)+(y)]<=0.20}, adding an alkali solution to the mixture, reacting the mixture at 100-200 deg.C in an autoclave, sintering the obtained raw material particles for the dielectric composition at a low temperature (1,320-1,380 deg.C for a short time (2-4 hr). The produced dielectric ceramic composition has a grain size of <=5 μm and is excellent in dielectric characteristics.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は誘電体磁器組成物、
該誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方法、及び誘電体
磁器組成物の製造方法に関し、より詳細にはコンデンサ
等の用途に用いられる誘電体磁器組成物、該誘電体磁器
組成物を製造するための原料粉末の製造方法、及び該原
料粉末を用いた誘電体磁器組成物の製造方法に関する。
The present invention relates to a dielectric porcelain composition,
The present invention relates to a method for producing a raw material powder of the dielectric porcelain composition, and a method for producing a dielectric porcelain composition. More specifically, a dielectric porcelain composition used for a capacitor or the like, and a method for producing the dielectric porcelain composition And a method for producing a dielectric porcelain composition using the raw material powder.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品の軽量化、薄型化、小型化、高
機能化等に伴い、これらの電子部品に搭載される電子セ
ラミックス部品にも軽量化、薄型化、小型化、高性能化
等が要求されるようになってきている。前記電子セラミ
ックス部品の一つであるコンデンサは、種々の用途に使
用されるため要求特性も様々であるが、例えば積層コン
デンサの用途に用いられる誘電体磁器組成物には、高誘
電率化、低誘電損失化、焼成温度の低温化、誘電体磁器
組成物を構成するグレインサイズの低減等が要求されて
いる。
2. Description of the Related Art As electronic components have become lighter, thinner, smaller, and more sophisticated, electronic ceramic components mounted on these electronic components have become lighter, thinner, smaller, and more sophisticated. Is being required. Capacitors, which are one of the electronic ceramic components, have various required characteristics because they are used for various applications.For example, dielectric ceramic compositions used for multilayer capacitors have high dielectric constants and low dielectric constants. It is required to reduce the dielectric loss, lower the firing temperature, and reduce the grain size of the dielectric ceramic composition.

【0003】上記誘電体磁器組成物を製造するための原
料粉末の合成法としては、固相合成法や液相合成法、水
熱合成法等が挙げられる。前記液相合成法としては、ア
ルコキシド法、共沈法等が知られている。前記アルコキ
シド法とは、目的とする磁器組成物を構成する各元素に
アルコキシド溶液を混合した均一な溶液を調製し、前記
溶液に水等を加えることにより加水分解させて所定組成
の水酸化物等を生成させ、この水酸化物等に加熱処理等
を施すことにより前記磁器組成物の原料粉末を製造する
方法である。前記共沈法とは、目的とする磁器組成物を
構成する各元素の塩等を用いてこれら化合物の溶液を調
製し、前記溶液のpH等を変化させることにより所定組
成の共沈物を得、この共沈物に加熱処理を施すことによ
り前記磁器組成物の原料粉末を製造する方法である。
As a method for synthesizing the raw material powder for producing the above-mentioned dielectric ceramic composition, a solid phase synthesis method, a liquid phase synthesis method, a hydrothermal synthesis method and the like can be mentioned. As the liquid phase synthesis method, an alkoxide method, a coprecipitation method and the like are known. The alkoxide method is to prepare a uniform solution in which an alkoxide solution is mixed with each element constituting the target porcelain composition, and hydrolyze by adding water or the like to the solution to form a hydroxide having a predetermined composition. And producing a raw material powder of the porcelain composition by subjecting the hydroxide or the like to a heat treatment or the like. The coprecipitation method is to prepare a solution of these compounds using a salt or the like of each element constituting the target porcelain composition, and obtain a coprecipitate of a predetermined composition by changing the pH or the like of the solution. This is a method of producing a raw material powder of the porcelain composition by subjecting the coprecipitate to a heat treatment.

【0004】上記した液相合成法は均一な組成を有する
液相から所定組成の原料粉末を製造するため、前記原料
粉末の組成の均一性が高く、かつ微粒子を製造すること
ができるという利点を有する。しかし、前記原料粉末の
成形体を焼成することにより磁器組成物を製造する際
に、異常粒成長が発生し易く、前記磁器組成物を構成す
るグレインが粗大化し易い。また、前記原料粉末を製造
する段階で炭素を含む原料粉末が生成してしまう場合が
あるという問題があった。
[0004] The above-mentioned liquid phase synthesizing method produces raw material powder of a predetermined composition from a liquid phase having a uniform composition, and therefore has the advantage that the composition of the raw material powder is highly uniform and fine particles can be produced. Have. However, when the porcelain composition is manufactured by firing the compact of the raw material powder, abnormal grain growth is likely to occur, and the grains constituting the porcelain composition are likely to be coarse. In addition, there is a problem that a raw material powder containing carbon may be generated at the stage of manufacturing the raw material powder.

【0005】一方、前記固相合成法は最も一般的な方法
であり、目的とする磁器組成物を構成する各元素の酸化
物や炭酸塩等の粉末を混合した後、高温で熱処理(仮焼
合成)することにより固相反応を起こさせて、前記磁器
組成物の組成からなる原料粉末を製造する方法である。
この固相合成法は、操作が比較的簡単で安価に前記磁器
組成物の原料粉末を製造することができるという利点を
有する。
[0005] On the other hand, the solid phase synthesis method is the most common method. After mixing powders such as oxides and carbonates of each element constituting the target porcelain composition, heat treatment (calcination) is performed at a high temperature. (Synthesis) to cause a solid-phase reaction to produce a raw material powder having the composition of the porcelain composition.
This solid-phase synthesis method has an advantage that the raw material powder of the porcelain composition can be manufactured at a relatively low cost with a relatively simple operation.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来において
は、手に入れることができる前記酸化物や前記炭酸塩の
粉末の粒径が大きいため、仮焼合成のための加熱温度を
高くし、かつ加熱時間を長くせざるを得なかった。その
ため、得られる原料粉末の粒径が大きくなり、前記原料
粉末を使用して磁器組成物を製造した場合には、製造さ
れた磁器組成物のグレインサイズが大きくなってしま
う。
However, in the prior art, since the particle size of the oxide or carbonate powder that can be obtained is large, the heating temperature for calcining synthesis is increased, and The heating time had to be prolonged. Therefore, the particle size of the obtained raw material powder increases, and when a porcelain composition is manufactured using the raw material powder, the grain size of the manufactured porcelain composition increases.

【0007】例えば特開平9−2869号公報には、固
相法により製造されたTiO2 を含有するTa25
電体材料が開示されている。前記公報には、前記TiO
2 を含有するTa25 誘電体材料の原料粉末を固相合
成法により製造し、その際の仮焼合成の条件として、1
350〜1400℃の温度で数晩加熱することが記載さ
れている。このような仮焼合成工程における高温、長時
間の加熱により、製造された原料粉末も粒子が大きくな
っており、そのため前記誘電体材料(磁器組成物)の焼
成条件も1400℃で16〜24時間と高温において長
時間加熱を行わなければならない。また、製造された前
記誘電体材料のグレインサイズが大きくなり、誘電特性
(比誘電率、誘電損失)も余り優れたものとはならな
い。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2869 discloses a Ta 2 O 5 dielectric material containing TiO 2 manufactured by a solid phase method. The publication discloses the TiO
A raw material powder of a Ta 2 O 5 dielectric material containing 2 is produced by a solid-phase synthesis method.
Heating at a temperature of 350-1400 ° C. for several nights is described. Due to the high temperature and the long-time heating in the calcining synthesis step, the produced raw material powder has large particles, and therefore the firing condition of the dielectric material (porcelain composition) is also 1400 ° C. for 16 to 24 hours. And heating at high temperature for a long time. In addition, the grain size of the manufactured dielectric material is increased, and the dielectric properties (relative permittivity and dielectric loss) are not so excellent.

【0008】また、Materials Research Bulletin, Vo
l.31, No.3, pp.295-299(1996) には、(Nb1-x Tax
25 の組成を有する誘電体磁器が開示されている
が、この場合にも、1350〜1400℃で数晩仮焼合
成を行っており、磁器組成物を製造するための条件も1
450℃で10時間と、高温かつ長時間に及んでいる。
また、製造された誘電体磁器の誘電特性(比誘電率、誘
電損失)も余り優れたものとはなっていない。
[0008] Materials Research Bulletin, Vo
L.31, No.3, the pp.295-299 (1996), (Nb 1 -x Ta x
Although a dielectric porcelain having a composition of 2 O 5 is disclosed, also in this case, calcination synthesis is performed at 1350 to 1400 ° C. for several nights, and the conditions for manufacturing the porcelain composition are also 1
At 450 ° C. for 10 hours, the temperature is high and extends for a long time.
Further, the dielectric properties (relative permittivity and dielectric loss) of the manufactured dielectric porcelain are not so excellent.

【0009】以上のように従来において、Ta25
主成分とする誘電体磁器組成物は、主として固相合成法
により製造された原料粉末を使用して製造されていた
が、仮焼合成の条件として、仮焼温度が1350℃以
上、仮焼時間が数晩(数日間)と極めて厳しい条件を選
ばなければならず、そのために原料粉末の製造コストが
高く付くという課題があった。
As described above, in the prior art, a dielectric porcelain composition containing Ta 2 O 5 as a main component has been produced mainly by using raw material powder produced by a solid phase synthesis method. As the conditions (1), extremely strict conditions such as a calcination temperature of 1350 ° C. or more and a calcination time of several nights (several days) had to be selected, and therefore, there was a problem that the production cost of the raw material powder was high.

【0010】また、誘電体磁器組成物を製造する際に
も、焼成温度が1400℃以上、焼成時間が10時間以
上と厳しい条件を選ばなければならず、誘電体磁器組成
物の製造コストが高く付くのみならず、焼成温度の低温
化の要請にも反するという課題があった。
Also, when producing a dielectric porcelain composition, strict conditions such as a sintering temperature of 1400 ° C. or more and a sintering time of 10 hours or more must be selected, and the production cost of the dielectric porcelain composition is high. In addition to sticking, there was a problem that it was against the demand for lowering the firing temperature.

【0011】また、得られた誘電体磁器組成物はグレイ
ンサイズが大きいため、積層コンデンサの多層化が難し
く、誘電体磁器組成物の誘電特性(比誘電率、誘電損
失)も余り優れたものでないという課題があった。
Further, since the obtained dielectric ceramic composition has a large grain size, it is difficult to make a multilayer capacitor multilayer, and the dielectric properties (relative permittivity and dielectric loss) of the dielectric ceramic composition are not so excellent. There was a problem that.

【0012】本発明は上記課題に鑑みなされたものであ
り、固相合成法を用いた場合にも比較的低温において短
時間で効率的に仮焼合成を行うことができる誘電体磁器
組成物原料粉末の製造方法、該原料粉末の製造方法によ
り得られる誘電体磁器組成物原料粉末を用いて比較的低
温において短時間で効率良く製造することができる誘電
体磁器組成物の製造方法、該誘電体磁器組成物の製造方
法により得られるグレインサイズが小さく、電気的特性
(比誘電率、誘電損失等)に優れた誘電体磁器組成物を
提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and a dielectric ceramic composition raw material capable of efficiently performing calcination synthesis at a relatively low temperature in a short time even when a solid phase synthesis method is used. Method for producing powder, method for producing dielectric porcelain composition which can be efficiently produced in a short time at relatively low temperature using dielectric porcelain composition raw material powder obtained by the method for producing said raw material powder, and method for producing said dielectric An object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition having a small grain size obtained by a method for producing a ceramic composition and having excellent electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, and the like).

【0013】また本発明は、前記固相合成法以外の方法
を用い、平均粒子径が小さく、組成が均一で焼結特性に
優れる誘電体磁器組成物原料粉末を製造することができ
る該誘電体磁器組成物原料粉末の製造方法、該原料粉末
の製造方法により得られる誘電体磁器組成物原料粉末を
用いて比較的低温において短時間で効率良く製造するこ
とができる誘電体磁器組成物の製造方法、該誘電体磁器
組成物の製造方法により得られるグレインサイズが小さ
く、電気的特性(比誘電率、誘電損失等)に優れた誘電
体磁器組成物を提供することを目的としている。
Further, the present invention provides a method for producing a dielectric ceramic composition raw material powder having a small average particle diameter, a uniform composition, and excellent sintering characteristics by using a method other than the solid phase synthesis method. Method for producing raw material powder of porcelain composition, method for producing dielectric porcelain composition that can be efficiently produced in a short time at relatively low temperature using raw material powder for dielectric porcelain composition obtained by the method for producing raw material powder Another object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition having a small grain size obtained by the method for producing the dielectric ceramic composition and having excellent electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, etc.).

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段及びその効果】上記目的を
達成するために本発明に係る誘電体磁器組成物(1)
は、(Ta251-(x+y) (TiO2x (Nb25
y (式中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.2
0の範囲の値)で示される組成を有し、グレインサイズ
が10μm以下であることを特徴としている。
Means for Solving the Problems and Their Effects To achieve the above object, the dielectric ceramic composition according to the present invention (1)
Is (Ta 2 O 5 ) 1-(x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O 5
) Y (where (x + y) is 0.05 ≦ x + y ≦ 0.2)
(Value in the range of 0) and a grain size of 10 μm or less.

【0015】上記誘電体磁器組成物(1)によれば、上
記組成式中、(x+y)が0.05≦x+y≦0.20
の範囲に設定されており、グレインサイズが10μm以
下であり、比誘電率を70〜200と大きな値とするこ
とができ、かつ誘電損失を0.026以下と小さく保つ
ことができる。また、グレインサイズが10μm以下と
小さいので、コンデンサ等の素子を製造する場合にも誘
電体磁器の厚さを薄くすることができ、極めて小型の前
記素子を作製することができる。また、大容量のコンデ
ンサを製造することもできる。
According to the dielectric ceramic composition (1), in the above composition formula, (x + y) is 0.05 ≦ x + y ≦ 0.20
, The grain size is 10 μm or less, the relative dielectric constant can be made as large as 70 to 200, and the dielectric loss can be kept as small as 0.026 or less. Further, since the grain size is as small as 10 μm or less, the thickness of the dielectric porcelain can be reduced even when an element such as a capacitor is manufactured, and an extremely small element can be manufactured. Also, a large-capacity capacitor can be manufactured.

【0016】また本発明に係る誘電体磁器組成物の原料
粉末の製造方法(1)は、上記誘電体磁器組成物(1)
の原料粉末の製造方法であって、平均粒径が0.5〜3
μmのTa25 と、平均粒径が0.5〜3μmのTi
2 及び/又は平均粒径が0.5〜3μmのNb25
とを、(Ta251-(x+y) (TiO2x (Nb2
5y (式中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.
20の範囲の値)で示される組成となるようにボールミ
ルに投入した後、該ボールミルにおいて湿式混合する湿
式混合工程と、該湿式混合工程の後、900〜1200
℃で2〜6時間の仮焼合成を行う仮焼合成工程とを含む
ことを特徴としている。
Further, the method (1) for producing a raw material powder of a dielectric ceramic composition according to the present invention comprises the above-mentioned dielectric ceramic composition (1).
The raw material powder having an average particle size of 0.5 to 3
μm of Ta 2 O 5 and Ti having an average particle size of 0.5 to 3 μm.
O 2 and / or Nb 2 O 5 having an average particle size of 0.5 to 3 μm
And (Ta 2 O 5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2
O 5 ) y (where (x + y) is 0.05 ≦ x + y ≦ 0.
20), into a ball mill so as to have a composition represented by the formula (1), and then wet-mixing in the ball mill, and after the wet-mixing step, 900 to 1200
A calcination synthesis step of performing calcination synthesis at 2 ° C. for 2 to 6 hours.

【0017】上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法(1)によれば、従来の方法と比較して、前記原料粉
末を製造するために使用する酸化物の平均粒径が小さい
ので、900〜1200℃と従来より大きく仮焼温度を
下げることができ、かつ2〜6時間と短時間で仮焼合成
を行うことができ、平均粒径が小さく、焼結活性に富
み、低温での焼結が可能な前記誘電体磁器組成物の原料
粉末を、効率良く安価に製造することができる。
According to the method (1) for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition, the average particle diameter of the oxide used for producing the raw material powder is smaller than that of the conventional method. The calcining temperature can be greatly reduced to 900 to 1200 ° C. as compared with the conventional one, and calcining synthesis can be performed in a short time of 2 to 6 hours, the average particle size is small, the sintering activity is rich, and the The raw material powder of the dielectric ceramic composition that can be sintered can be efficiently and inexpensively manufactured.

【0018】また本発明に係る誘電体磁器組成物の製造
方法(1)は、上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造
方法(1)により製造された平均粒径が1〜5μmの原
料粉末を、所定形状に成形した後、1340〜1380
℃で3〜7時間焼成する工程を含むことを特徴としてい
る。
Further, the method (1) for producing a dielectric porcelain composition according to the present invention is characterized in that the raw material powder having an average particle size of 1 to 5 μm produced by the method (1) for producing a raw material powder for the dielectric porcelain composition. After molding into a predetermined shape,
It is characterized by including a step of firing at 3 ° C. for 3 to 7 hours.

【0019】上記誘電体磁器組成物の製造方法(1)に
よれば、上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方法
(1)により製造された前記原料粉末を使用するので、
平均粒径が1〜5μmと従来の固相合成法で製造された
ものと比べて平均粒径が小さい原料粉末を使用すること
ができ、そのため1340〜1380℃と従来よりも低
温において3〜7時間と短時間で焼成を行うことがで
き、グレインサイズが小さく、かつ電気的特性(比誘電
率、誘電損失等)に優れた誘電体磁器組成物を、効率良
く安価に製造することができる。
According to the method (1) for producing a dielectric ceramic composition, since the raw material powder produced by the method (1) for producing a raw material powder for the dielectric ceramic composition is used,
Raw material powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm and smaller than that produced by a conventional solid phase synthesis method can be used. Firing can be performed in a short time and in a short time, and a dielectric ceramic composition having a small grain size and excellent electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, etc.) can be efficiently and inexpensively manufactured.

【0020】本発明に係る誘電体磁器組成物(2)は、
上記誘電体磁器組成物(1)において、グレインサイズ
が5μm以下であることを特徴としている。
The dielectric ceramic composition (2) according to the present invention comprises:
The dielectric ceramic composition (1) is characterized in that the grain size is 5 μm or less.

【0021】上記誘電体磁器組成物(2)によれば、誘
電体磁器組成物(1)の組成式中、(x+y)が0.0
5≦x+y≦0.20の範囲に設定されており、かつグ
レインサイズが5μm以下であり、比誘電率を75〜2
00とさらに大きな値とすることができ、かつ誘電損失
を0.022以下とさらに小さく保つことができる。ま
た、グレインサイズが5μm以下と小さいので、コンデ
ンサ等の素子を製造する場合にも誘電体磁器の厚さをよ
り薄くすることができ、極めて小型の前記素子を作製す
ることができる。また、より大容量のコンデンサを製造
することもできる。
According to the dielectric ceramic composition (2), (x + y) is 0.0 in the composition formula of the dielectric ceramic composition (1).
5 ≦ x + y ≦ 0.20, the grain size is 5 μm or less, and the relative dielectric constant is 75 to 2
00, and the dielectric loss can be kept as small as 0.022 or less. Further, since the grain size is as small as 5 μm or less, the thickness of the dielectric porcelain can be made thinner even when an element such as a capacitor is manufactured, and an extremely small element can be manufactured. Further, a capacitor having a larger capacity can be manufactured.

【0022】また本発明に係る誘電体磁器組成物の原料
粉末の製造方法(2)は、上記誘電体磁器組成物(2)
の原料粉末の製造方法であって、Ta化合物を含む溶液
と、Ti化合物を含む溶液及び/又はNb化合物を含む
溶液とを、(Ta251-(x+y) (TiO2x (N
25y (式中、(x+y)は0.05≦x+y≦
0.20の範囲の値)で示される組成となるように混合
した後、さらにアルカリ水溶液を添加し、オートクレー
ブ中、100〜200℃の温度で反応させる工程を含む
ことを特徴としている。
Further, the method (2) for producing a raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the present invention comprises the above-mentioned dielectric ceramic composition (2).
A solution containing a Ta compound, a solution containing a Ti compound and / or a solution containing an Nb compound, by mixing (Ta 2 O 5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x (N
b 2 O 5 ) y (where (x + y) is 0.05 ≦ x + y ≦
(Value in the range of 0.20), and then adding an aqueous alkali solution and reacting in an autoclave at a temperature of 100 to 200 ° C.

【0023】上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法(2)によれば、前記誘電体磁器組成物を構成する各
元素を含むアルカリ性溶液を用い、いわゆる水熱合成法
により上記誘電体磁器組成物(2)の原料粉末を製造す
るので、サブミクロン程度の極めて平均粒径が小さく、
焼結活性に富み、低温での焼結が可能な前記原料粉末を
製造することができると共に、100〜200℃とある
程度高温の反応温度を採用しているため、結晶性が良好
で、焼結過程で異常粒成長しにくい前記原料粉末を製造
することができる。
According to the method (2) for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition, the dielectric ceramic is prepared by a so-called hydrothermal synthesis method using an alkaline solution containing each element constituting the dielectric ceramic composition. Since the raw material powder of the composition (2) is produced, the average particle size is extremely small, about submicron,
The raw material powder having a high sintering activity and capable of sintering at a low temperature can be produced, and the reaction temperature of a relatively high temperature of 100 to 200 ° C. is adopted, so that the crystallinity is good and the sintering is excellent. It is possible to produce the raw material powder that is unlikely to undergo abnormal grain growth in the process.

【0024】また本発明に係る誘電体磁器組成物の製造
方法(2)は、上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造
方法(2)により製造された平均粒径が0.1〜1μm
の原料粉末を所定形状に成形した後、1320〜138
0℃で2〜4時間焼成する工程を含むことを特徴として
いる。
In the method (2) for producing a dielectric ceramic composition according to the present invention, the average particle diameter produced by the method (2) for producing a raw material powder of the dielectric ceramic composition is 0.1 to 1 μm.
After forming the raw material powder into a predetermined shape,
It is characterized by including a step of firing at 0 ° C. for 2 to 4 hours.

【0025】上記誘電体磁器組成物の製造方法(2)に
よれば、上記誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方法
(2)により製造された前記原料粉末を使用するので、
平均粒径が0.1〜1μmと従来の固相合成法で製造さ
れたものと比べて極めて粒径の小さい原料粉末を使用す
ることができ、そのため1320〜1380℃と従来よ
りも低温において2〜4時間と短時間で焼成を行うこと
ができ、グレインサイズがより小さく、かつ電気的特性
(比誘電率、誘電損失等)により優れた誘電体磁器組成
物を、効率良く安価に製造することができる。
According to the method (2) for producing the dielectric ceramic composition, since the raw material powder produced by the method (2) for producing the raw material powder for the dielectric ceramic composition is used,
A raw material powder having an average particle size of 0.1 to 1 μm, which is extremely small as compared with that produced by a conventional solid phase synthesis method, can be used. To efficiently and inexpensively produce a dielectric porcelain composition that can be fired in a short time of up to 4 hours, has a smaller grain size, and has excellent electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, etc.). Can be.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る誘電体磁器組
成物、該誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方法、及び
誘電体磁器組成物の製造方法の実施の形態を説明する。
実施の形態(1)に係る誘電体磁器組成物は、(Ta2
51-(x+y) (TiO2x (Nb25y (式
中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.20の範囲の
値)で示される組成を有し、グレインサイズが10μm
以下である。すなわち、上記誘電体磁器組成物は、Ta
25 中にTiO2 のみを含むものであってもよく、N
25 のみを含むものであってもよい。また、Ta2
5 中にTiO2 及びNb25 の両者を含むものであ
ってもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of a dielectric ceramic composition according to the present invention, a method for producing a raw material powder of the dielectric ceramic composition, and a method for producing a dielectric ceramic composition will be described.
The dielectric ceramic composition according to the embodiment (1) is (Ta 2
O 5 ) 1-(x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O 5 ) y (where (x + y) is a value in the range of 0.05 ≦ x + y ≦ 0.20) And the grain size is 10μm
It is as follows. That is, the dielectric porcelain composition is Ta
2 O 5 may contain only TiO 2 ,
It may contain only b 2 O 5 . In addition, Ta 2
O 5 may contain both TiO 2 and Nb 2 O 5 .

【0027】前記誘電体磁器組成物においては、上記組
成式中の(x+y)が0.05≦(x+y)≦0.20
に設定されており、焼成時の粒成長が抑制され、グレイ
ンサイズが小さく、略均一な大きさのグレインを有する
誘電体磁器組成物となる。また、そのグレインサイズを
10μm以下に設定することにより、比誘電率を70〜
200と大きな値とすることができ、かつ誘電損失を
0.026以下と小さく保つことができる。また、グレ
インサイズが10μm以下と小さいので、コンデンサ等
の素子を製造する場合にも前記誘電体磁器の厚さを薄く
することができ、極めて小型の前記素子を設計、製作す
ることができる。また、積層コンデンサを製造する場合
には、1層当たりの厚さを薄くすることができるので、
大容量の積層コンデンサを製造することができる。通常
のコンデンサの場合も、厚さを薄くすることにより従来
より大容量のコンデンサを製造することができる。
In the above dielectric ceramic composition, (x + y) in the above composition formula is 0.05 ≦ (x + y) ≦ 0.20
, The grain growth during firing is suppressed, and the dielectric ceramic composition has a small grain size and substantially uniform grain size. Further, by setting the grain size to 10 μm or less, the relative dielectric constant can be set to 70 to
The value can be as large as 200, and the dielectric loss can be kept as small as 0.026 or less. Further, since the grain size is as small as 10 μm or less, the thickness of the dielectric porcelain can be reduced even when an element such as a capacitor is manufactured, and an extremely small element can be designed and manufactured. Also, when manufacturing a multilayer capacitor, the thickness per layer can be reduced,
A large-capacity multilayer capacitor can be manufactured. Even in the case of a normal capacitor, a capacitor having a larger capacity can be manufactured by reducing the thickness.

【0028】グレインサイズが10μmを超えると、比
誘電率等の電気的特性が劣化し、小型の素子の製造が難
しくなる。また、上記組成式中、(x+y)が0.05
未満である場合や、(x+y)が0.20を超えた場合
には、比誘電率が小さくなる。
If the grain size exceeds 10 μm, the electrical characteristics such as the relative dielectric constant deteriorate, and it becomes difficult to manufacture a small device. In the above composition formula, (x + y) is 0.05
If it is less than 0, or if (x + y) exceeds 0.20, the relative dielectric constant will be small.

【0029】次に、実施の形態(1)に係る誘電体磁器
組成物の原料粉末の製造方法について説明する。実施の
形態(1)に係る誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法にあっては、固相合成法を用いて前記原料粉末の製造
を行う。まず、前記誘電体磁器組成物を構成する元素の
酸化物として、平均粒径が0.5〜3μmのTa25
と、平均粒径が0.5〜3μmのTiO2 及び/又は平
均粒径が0.5〜3μmのNb25 とを用いる。ま
た、これら酸化物の純度は99.9wt%以上とする。
Next, a method for producing a raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (1) will be described. In the method for producing a raw material powder for a dielectric ceramic composition according to the embodiment (1), the raw material powder is produced using a solid phase synthesis method. First, as an oxide of an element constituting the dielectric ceramic composition, Ta 2 O 5 having an average particle size of 0.5 to 3 μm is used.
And TiO 2 having an average particle size of 0.5 to 3 μm and / or Nb 2 O 5 having an average particle size of 0.5 to 3 μm. The purity of these oxides is 99.9 wt% or more.

【0030】次に、湿式混合工程として、これら酸化物
を(Ta251-(x+y) (TiO2x (Nb2
5y (式中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.2
0の範囲の値)で示される組成となるようにジルコニア
ボールが充填されたボールミルに投入し、通常、純水を
加えた後、前記ボールミルにより12〜24時間程度湿
式混合する。
Next, as a wet mixing step, these oxides are mixed with (Ta 2 O 5 ) 1-(x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O
5 ) y (where (x + y) is 0.05 ≦ x + y ≦ 0.2
(Value in the range of 0) is charged into a ball mill filled with zirconia balls so as to have a composition represented by the formula (1), and usually, pure water is added, and then wet-mixed by the ball mill for about 12 to 24 hours.

【0031】前記湿式混合工程により酸化物は均一に混
合されるので、この粉末をろ過、乾燥した後、仮焼合成
工程として、大気中、900〜1200℃で2〜6時間
の仮焼合成を行う。前記酸化物粉末は平均粒径が0.3
〜5μmと非常に小さいので、900〜1200℃のよ
うな低温でも2〜6時間程度の短時間で十分反応し、
(Ta251-(x+y) (TiO2x (Nb25
y (式中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.20の
範囲の値)で示される組成の粉末が生成する。また、仮
焼合成温度が低く、反応時間も短いので、前記酸化物の
粉末が反応した際に粒成長を起こさず、粒子同士の凝結
も少ない。ただし、仮焼合成により粉末同士が多少凝結
しているので、ジルコニアボールが充填されたボールミ
ルに仮焼合成の終了した粉末を投入し、純水を添加した
後、再び12〜24時間程度ボールミルを回転させ、前
記粉末に解砕処理を施す。
Since the oxides are uniformly mixed by the wet mixing step, the powder is filtered and dried, and then, as a calcination synthesis step, calcination synthesis is performed at 900 to 1200 ° C. in the air for 2 to 6 hours. Do. The oxide powder has an average particle size of 0.3.
Since it is very small, such as 55 μm, it reacts sufficiently in a short time of about 2 to 6 hours even at a low temperature such as 900 to 1200 ° C.,
(Ta 2 O 5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O 5 )
y (where (x + y) is a value in the range of 0.05 ≦ x + y ≦ 0.20) is produced. In addition, since the calcining synthesis temperature is low and the reaction time is short, no grain growth occurs when the oxide powder reacts, and the particles do not easily coagulate. However, since the powders are slightly agglomerated due to the calcination synthesis, the powder after the calcination synthesis is put into a ball mill filled with zirconia balls, and after adding pure water, the ball mill is again circulated for about 12 to 24 hours. By rotating, the powder is subjected to a crushing process.

【0032】得られる前記誘電体磁器組成物の原料粉末
は、その平均粒径が1〜5μmと小さく、焼結活性に富
み、低温での焼結が可能である。
The obtained raw material powder of the dielectric ceramic composition has a small average particle size of 1 to 5 μm, has a high sintering activity, and can be sintered at a low temperature.

【0033】実施の形態(1)に係る誘電体磁器組成物
の原料粉末の製造方法によれば、従来の方法と比較し
て、前記原料粉末を製造するために使用する酸化物の平
均粒径が0.5〜3μmと小さいので、900〜120
0℃と従来より大きく仮焼温度を下げることができ、か
つ2〜6時間と短時間で仮焼合成を行うことができ、効
率良く安価に前記原料粉末を製造することができる。ま
た製造された前記原料粉末は、平均粒径が1〜5μmと
小さく、焼結活性に富み、低温での焼結が可能である。
According to the method for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (1), the average particle diameter of the oxide used for producing the raw material powder is smaller than that of the conventional method. Is as small as 0.5 to 3 μm,
The calcining temperature can be greatly reduced to 0 ° C. as compared with the conventional one, and the calcining synthesis can be performed in a short time of 2 to 6 hours, so that the raw material powder can be produced efficiently and inexpensively. The produced raw material powder has a small average particle size of 1 to 5 μm, has a high sintering activity, and can be sintered at a low temperature.

【0034】次に、実施の形態(1)に係る誘電体磁器
組成物の製造方法について説明する。実施の形態(1)
に係る誘電体磁器組成物の製造においては、上記製造方
法により得られた原料粉末を使用して前記誘電体磁器組
成物を製造する。前記誘電体磁器組成物の製造方法は、
前記誘電体磁器組成物の用途によって異なる。例えば、
単板コンデンサを製造する場合には、単に平均粒径が1
〜5μmの原料粉末を金型に充填してプレスすることに
より、成形体を作製し、そのまま焼成処理を施して誘電
体磁器組成物を製造した後、電極等を形成する。また、
前記原料粉末に樹脂や溶剤等からなるバインダを添加し
て混合し、その後上記した場合と同様にプレス成形し、
脱脂処理及び焼成処理を施すことにより誘電体磁器組成
物を製造する方法もある。
Next, a method of manufacturing the dielectric ceramic composition according to the embodiment (1) will be described. Embodiment (1)
In the production of the dielectric ceramic composition according to the above, the dielectric ceramic composition is produced using the raw material powder obtained by the above production method. The method for producing the dielectric ceramic composition,
It depends on the use of the dielectric ceramic composition. For example,
When manufacturing a single-plate capacitor, the average particle size is simply 1
A molded body is prepared by filling a raw material powder having a size of about 5 μm into a mold and pressing, and a firing process is performed as it is to produce a dielectric ceramic composition, and then electrodes and the like are formed. Also,
A binder made of a resin, a solvent, or the like is added to the raw material powder and mixed, followed by press molding in the same manner as described above,
There is also a method of producing a dielectric porcelain composition by performing a degreasing treatment and a baking treatment.

【0035】一方、積層コンデンサ等を製造する場合に
は、前記原料粉末に溶剤等を多く含んだバインダを添加
してスラリとし、ドクタブレード法等によりグリーンシ
ートを作製した後、前記グリーンシート上に内部電極用
の導体ペースト層を形成し、これらを積層した後、積層
体の側面の両側に外部電極を形成して、焼成処理を行
う。
On the other hand, when manufacturing a multilayer capacitor or the like, a binder containing a large amount of a solvent or the like is added to the raw material powder to form a slurry, and a green sheet is prepared by a doctor blade method or the like, and then the green sheet is formed on the green sheet. After forming the conductor paste layers for the internal electrodes and laminating them, external electrodes are formed on both sides of the side surface of the laminate, and firing is performed.

【0036】上記したいずれの場合も、焼成温度は13
40〜1380℃と従来の場合と比べて低い温度で焼成
することができ、焼成時間も3〜7時間程度と短くて済
む。実施の形態(1)に係る誘電体磁器組成物の製造方
法によれば、上記実施の形態(1)に係る誘電体磁器組
成物の原料粉末の製造方法により製造された前記原料粉
末を使用するので、平均粒径が1〜5μmと従来の固相
合成法で製造されたものと比べて粒径が小さい原料粉末
を使用することができ、そのため1340〜1380℃
と従来よりも低温において3〜7時間と短時間で焼成を
行うことができ、効率良く安価に誘電体磁器組成物を製
造することができる。製造された誘電体磁器組成物はグ
レインサイズが10μm以下と小さく、かつ電気的特性
(比誘電率、誘電損失等)に優れている。
In any of the above cases, the firing temperature was 13
The firing can be performed at a temperature as low as 40 to 1380 ° C. as compared with the conventional case, and the firing time can be as short as about 3 to 7 hours. According to the method of manufacturing a dielectric ceramic composition according to the embodiment (1), the raw material powder manufactured by the method of manufacturing a raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the above embodiment (1) is used. Therefore, it is possible to use a raw material powder having an average particle diameter of 1 to 5 μm and a particle diameter smaller than that produced by a conventional solid phase synthesis method.
In addition, the firing can be performed in a shorter time of 3 to 7 hours at a lower temperature than in the past, and the dielectric ceramic composition can be efficiently and inexpensively manufactured. The manufactured dielectric porcelain composition has a small grain size of 10 μm or less and has excellent electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, etc.).

【0037】次に、実施の形態(2)に係る誘電体磁器
組成物について説明する。前記誘電体磁器組成物におい
ては、上記組成式中の(x+y)が0.05≦(x+
y)≦0.20に設定されており、焼成時の粒成長が抑
制され、グレインサイズが小さく、略均一な大きさのグ
レインを有する誘電体磁器組成物となる。また、そのグ
レインサイズが5μm以下に設定されているので、比誘
電率を75〜200とさらに大きな値とすることがで
き、かつ誘電損失を0.022以下とさらに小さく保つ
ことができる。また、グレインサイズが5μm以下と小
さいので、コンデンサ等の素子を製造する場合にも誘電
体磁器の厚さをさらに薄くすることができ、極めて小型
の前記素子を作製することができる。また、積層コンデ
ンサを製造する場合には、1層当たりの厚さをさらに薄
くすることができるので、より大容量の積層コンデンサ
を製造することができる。通常のコンデンサの場合も、
厚さをさらに薄くすることにより従来の場合よりもさら
に大容量のコンデンサを製造することができる。
Next, the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2) will be described. In the dielectric ceramic composition, (x + y) in the above composition formula is 0.05 ≦ (x + y).
y) ≦ 0.20, the grain growth during firing is suppressed, the grain size is small, and the dielectric ceramic composition has grains of substantially uniform size. In addition, since the grain size is set to 5 μm or less, the relative dielectric constant can be set to a larger value of 75 to 200, and the dielectric loss can be kept smaller to 0.022 or less. Further, since the grain size is as small as 5 μm or less, the thickness of the dielectric porcelain can be further reduced even in the case of manufacturing an element such as a capacitor, and an extremely small element can be manufactured. In the case of manufacturing a multilayer capacitor, the thickness per layer can be further reduced, so that a multilayer capacitor having a larger capacity can be manufactured. Even for ordinary capacitors,
By further reducing the thickness, a capacitor having a larger capacity than in the conventional case can be manufactured.

【0038】次に、実施の形態(2)に係る誘電体磁器
組成物の原料粉末の製造方法について説明する。実施の
形態(2)に係る誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法にあっては、水熱合成法を用いて前記原料粉末の製造
を行う。まず、水熱合成用の原料としてTa化合物を含
む溶液と、Ti化合物を含む溶液及び/又はNb化合物
を含む溶液とを(Ta251-(x+y) (TiO2x
(Nb25y (式中、(x+y)は0.05≦x+
y≦0.20の範囲の値)で示される組成となるように
オートクレーブ中に仕込む。
Next, a method for producing a raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2) will be described. In the method for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2), the raw material powder is produced using a hydrothermal synthesis method. First, a solution containing a Ta compound and a solution containing a Ti compound and / or a solution containing an Nb compound as a raw material for hydrothermal synthesis are mixed with (Ta 2 O 5 ) 1-(x + y) (TiO 2 ) x
(Nb 2 O 5 ) y (where (x + y) is 0.05 ≦ x +
(value in the range of y ≦ 0.20) in an autoclave.

【0039】前記Ta化合物、前記Ti化合物、及び前
記Nb化合物としては、水や有機溶剤に可溶の塩化物や
硝酸塩等が好ましいが、水や有機溶剤に溶けにくい酸化
物等も用いることができる。これは、水熱合成の条件下
では、溶解度が増大し、十分に反応が進行するからであ
る。前記Ta化合物としては、例えばTaCl5 、Ta
Br5 、Ta25 等が挙げられ、前記Ti化合物とし
ては、例えばTiCl4 、TiBr4 、TiO2 等が挙
げられ、前記Nb化合物としては、例えばNbCl5
NbBr5 、Nb25 等が挙げられる。これらの化合
物の合計の濃度は、0.1〜1.0mol/リットル程
度が好ましい。また、これら化合物を含む溶液中にアル
カリ水溶液を添加する。該アルカリ水溶液を調製するた
めの化合物としては、KOH、NaOH、LiOH、N
3 等が挙げられ、前記アルカリ水溶液が添加されたオ
ートクレーブ中の溶液のpHは8〜12程度が好まし
い。また、反応温度は100〜200℃が好ましく、1
00〜180℃がより好ましい。また、反応時間は1〜
10時間程度が好ましい。
As the Ta compound, the Ti compound and the Nb compound, chlorides and nitrates soluble in water or an organic solvent are preferable, but oxides which are hardly soluble in water or an organic solvent can also be used. . This is because the solubility increases under hydrothermal synthesis conditions and the reaction proceeds sufficiently. Examples of the Ta compound include TaCl 5 , Ta
Br 5, Ta 2 O 5 and the like, examples of the Ti compound, for example TiCl 4, TiBr 4, TiO 2 and the like, as the Nb compound, for example NbCl 5,
NbBr 5 , Nb 2 O 5 and the like can be mentioned. The total concentration of these compounds is preferably about 0.1 to 1.0 mol / liter. An aqueous alkali solution is added to a solution containing these compounds. Compounds for preparing the alkaline aqueous solution include KOH, NaOH, LiOH, N
H 3, and the like, pH of the solution in the autoclave to the alkali aqueous solution is added about 8 to 12 is preferred. The reaction temperature is preferably 100 to 200 ° C.,
00-180 ° C is more preferable. The reaction time is 1 to
About 10 hours are preferable.

【0040】実施の形態(2)に係る誘電体磁器組成物
の原料粉末の製造方法によれば、前記誘電体磁器組成物
を構成する各元素を含むアルカリ性溶液を用い、水熱合
成法により前記誘電体磁器組成物の原料粉末を製造する
ので、0.1〜1μm程度の極めて平均粒径が小さく、
焼結活性に富み、低温での焼結が可能な前記原料粉末を
製造することができる。また、オートクレーブ中で10
0〜200℃とある程度高温で反応を行っているため、
アルコシキド法等と比較して結晶性が良好な粉末が製造
され、該粉末は焼結過程で異常粒成長を起こしにくい。
According to the method for producing the raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2), the alkaline solution containing each element constituting the dielectric ceramic composition is used, and the above-mentioned method is performed by a hydrothermal synthesis method. Since the raw material powder of the dielectric porcelain composition is manufactured, the average particle size is very small, about 0.1 to 1 μm,
The raw material powder which is rich in sintering activity and can be sintered at a low temperature can be produced. In an autoclave, 10
Because the reaction is performed at a relatively high temperature of 0 to 200 ° C,
A powder having good crystallinity is produced as compared with the alkoxide method and the like, and the powder is unlikely to cause abnormal grain growth during the sintering process.

【0041】次に、実施の形態(2)に係る誘電体磁器
組成物の製造方法について説明する。実施の形態(2)
に係る誘電体磁器組成物の製造においては、上記製造方
法により得られた原料粉末を使用して誘電体磁器組成物
を製造する。前記誘電体磁器組成物の製造方法は、焼成
条件を除いて実施の形態(1)に係る誘電体磁器組成物
の製造方法とほぼ同様であるので、ここでは焼成条件に
ついてのみ説明する。焼成温度は1320〜1380℃
と従来の場合と比べてより低い温度であり、焼成時間も
2〜4時間程度とより短くてよい。
Next, a method for producing the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2) will be described. Embodiment (2)
In the production of the dielectric porcelain composition according to the above, a dielectric porcelain composition is produced using the raw material powder obtained by the above production method. The method for manufacturing the dielectric porcelain composition is substantially the same as the method for manufacturing the dielectric porcelain composition according to Embodiment (1) except for the firing conditions. Therefore, only the firing conditions will be described here. Firing temperature is 1320 to 1380 ° C
And the temperature is lower than in the conventional case, and the firing time may be as short as about 2 to 4 hours.

【0042】実施の形態(2)に係る誘電体磁器組成物
の製造方法によれば、上記実施の形態(2)に係る誘電
体磁器組成物の原料粉末の製造方法により得られた前記
原料粉末を使用するので、平均粒径が0.1〜1μmと
従来の固相合成法で製造されたものと比べて極めて粒径
の小さい原料粉末を使用することができ、そのため13
20〜1380℃と従来よりも低温において2〜4時間
と短時間で焼成を行うことができ、効率良く安価に前記
誘電体磁器組成物を製造することができる。製造された
誘電体磁器組成物は、グレインサイズが5μm以下とよ
り小さく、かつ電気的特性(比誘電率、誘電損失等)に
より優れている。
According to the method of manufacturing a dielectric ceramic composition according to the embodiment (2), the raw material powder obtained by the method of manufacturing a raw material powder of the dielectric ceramic composition according to the embodiment (2) is used. Is used, a raw material powder having an average particle size of 0.1 to 1 μm, which is extremely small in particle size as compared with that produced by a conventional solid phase synthesis method, can be used.
The sintering can be performed in a short time of 2 to 4 hours at a temperature lower than the conventional temperature of 20 to 1380 ° C., and the dielectric ceramic composition can be efficiently and inexpensively manufactured. The manufactured dielectric porcelain composition has a smaller grain size of 5 μm or less and is excellent in electrical characteristics (relative permittivity, dielectric loss, etc.).

【0043】[0043]

【実施例及び比較例】以下、本発明に係る誘電体磁器組
成物、該誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方法、及び
誘電体磁器組成物の製造方法の実施例を説明する。以下
の実施例においては、実施例に係る誘電体磁器組成物の
原料粉末の製造方法(固相法、水熱合成法)により製造
した前記原料粉末を用いて前記誘電体磁器組成物を製造
し、その比誘電率及び誘電損失を測定した。また、比較
例として、上記誘電体磁器組成物の組成の範囲外のもの
(0.05>x+y、x+y>0.20)を製造し、又
は従来の固相合成法によりTiO2 を含むTa25
又はNb25 を含むTa25 を製造し、比誘電率及
び誘電損失を測定した。以下にその条件を記載する。
Examples and Comparative Examples Examples of the dielectric porcelain composition according to the present invention, a method for producing a raw material powder of the dielectric porcelain composition, and a method for producing the dielectric porcelain composition will be described below. In the following examples, the dielectric porcelain composition was manufactured using the raw material powders manufactured by the manufacturing method (solid-phase method, hydrothermal synthesis method) of the raw material powders of the dielectric porcelain composition according to the examples. , And its relative permittivity and dielectric loss were measured. As a comparative example, a dielectric ceramic composition having a composition out of the range (0.05> x + y, x + y> 0.20) was manufactured, or Ta 2 containing TiO 2 was produced by a conventional solid-phase synthesis method. O 5 ,
Alternatively, Ta 2 O 5 containing Nb 2 O 5 was manufactured, and the relative permittivity and the dielectric loss were measured. The conditions are described below.

【0044】[実施例1〜11、及び比較例1〜7] (1) 原料粉末の製造(固相合成法) Ta25 、TiO2 及びNb25 の平均粒径:1μ
m Ta25 、TiO2 及びNb25 の純度:99.9
wt% 配合組成:下記の表1に示す。
Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 7 (1) Production of Raw Material Powder (Solid Phase Synthesis Method) Average particle diameter of Ta 2 O 5 , TiO 2 and Nb 2 O 5 : 1 μm
Purity of mTa 2 O 5 , TiO 2 and Nb 2 O 5 : 99.9
wt% Compounding composition: as shown in Table 1 below.

【0045】仮焼合成温度:1000℃、仮焼合成時
間:3時間 仮焼合成後の原料粉末の平均粒径:2μm (2) 誘電体磁器組成物の製造 原料粉末のプレス成形の条件 成形方法:原料粉末をそのまま、プレス成形 成形圧力:1000kg/cm2 成形体の形状 厚さ:1mm、直径:15mm 焼成時間、及び焼成温度:下記の表1に示す (3) 製造された誘電体磁器組成物の特性 前処理:焼結体の両面を研磨した後、金電極を蒸着によ
り形成 比誘電率、及び誘電損失の測定 測定機器 インピーダンスアナライザ ヒューレットパッカード社製(HP4192A) グレインサイズ エッチング処理後、走査型電子顕微鏡(SEM)で表面
を観察して測定 誘電体磁器組成物の組成 IPC(発光分光分析)及びX線回折分析法により、仕
込み組成と同一組成の誘電体磁器組成物が製造されてい
ることを確認した。
Calcination synthesis temperature: 1000 ° C., calcination synthesis time: 3 hours Average particle size of raw material powder after calcination synthesis: 2 μm (2) Production of dielectric ceramic composition Conditions for press molding of raw material powder Molding method : Press molding of raw material powder as it is Molding pressure: 1000 kg / cm 2 Shape of molded body Thickness: 1 mm, diameter: 15 mm Firing time and firing temperature: as shown in Table 1 below (3) Composition of manufactured dielectric ceramic Characteristics of object Pretreatment: After polishing both surfaces of the sintered body, gold electrodes are formed by evaporation Measurement of relative permittivity and dielectric loss Measurement equipment Impedance analyzer Hewlett-Packard (HP4192A) Grain size Etching process, scanning type Observation and measurement of the surface with an electron microscope (SEM) Composition of dielectric ceramic composition Assembled by IPC (emission spectroscopy) and X-ray diffraction analysis The dielectric ceramic composition of the same composition and it was confirmed that it is manufactured.

【0046】比誘電率、誘電損失、及びグレインサイ
ズ:下記の表1に示す [実施例12〜22、及び比較例8〜14] (1) 原料粉末の製造(水熱合成法) 原料溶液 TaCl5 エタノール溶液、TiCl4 エタノール溶
液、 NbCl5 エタノール溶液 原料溶液中の上記化合物の合計濃度(0.2mol/リ
ットル) 混合組成:下記の表2に示す アルカリ水溶液:KOH(4mol/リットル) アルカリ水溶液のpH:12 反応温度:180℃、反応時間:3時間 水熱合成後の原料粉末の平均粒径:0.1μm (2) 誘電体磁器組成物の製造 原料粉末のプレス成形の条件 成形方法:原料粉末をそのまま、プレス成形 成形圧力:2000kg/cm2 成形体の形状 厚さ:1mm、直径:15mm 焼成時間、及び焼成温度:下記の表2に示す (3) 製造された誘電体磁器組成物の特性 前処理及び測定方法:実施例1〜11と同様に行った 比誘電率、誘電損失、及びグレインサイズ:下記の表2
に示す [比較例15〜25] (1) 原料粉末の製造(固相合成法) Ta25 、及びTiO2 の平均粒径:5〜10μm 配合組成:下記の表3に示す 仮焼合成温度:1350〜1400℃、仮焼合成時間:
48時間 (2) 誘電体磁器組成物の製造 原料粉末のプレス成形の条件:実施例1〜11と同様と
した 焼成時間、及び焼成温度:下記の表3に示す (3) 製造された誘電体磁器組成物の特性 比誘電率、及び誘電損失:下記の表3に示す [比較例26〜36] (1) 原料粉末の製造(固相合成法) Ta25 、TiO2 及びNb25 の平均粒径:5〜
10μm 配合組成:下記の表4に示す 仮焼合成温度:1350〜1400℃、仮焼合成時間:
48時間 (2) 誘電体磁器組成物の製造 原料粉末のプレス成形の条件:実施例1〜11と同様と
した 焼成時間、及び焼成温度:下記の表4に示す (3) 製造された誘電体磁器組成物の特性 比誘電率、及び誘電損失:下記の表4に示す
Relative dielectric constant, dielectric loss, and grain size: shown in Table 1 below [Examples 12 to 22, and Comparative Examples 8 to 14] (1) Production of Raw Material Powder (Hydrothermal Synthesis) Raw Material Solution TaCl 5 ethanol solution, TiCl 4 ethanol solution, NbCl 5 ethanol solution Total concentration of the above compounds in the raw material solution (0.2 mol / l) Mixed composition: alkaline aqueous solution shown in Table 2 below: KOH (4 mol / l) alkaline aqueous solution pH: 12 Reaction temperature: 180 ° C., Reaction time: 3 hours Average particle size of raw material powder after hydrothermal synthesis: 0.1 μm (2) Production of dielectric ceramic composition Conditions for press molding of raw material powder Molding method: raw material powder as a press-molding a molding pressure: 2000 kg / cm 2 green body shape thickness: 1 mm, diameter: 15 mm firing time, and firing temperature: Table 2 Shown (3) Characteristics of the produced dielectric porcelain composition pretreatment and measurement methods: Examples 1 to 11 and the relative dielectric constant was conducted in the same manner, dielectric loss, and the grain size: Table 2
(Comparative Examples 15 to 25) (1) Production of Raw Material Powder (Solid Phase Synthesis Method) Average particle size of Ta 2 O 5 and TiO 2 : 5 to 10 μm Composition: Calcination synthesis shown in Table 3 below Temperature: 1350-1400 ° C, calcination synthesis time:
48 hours (2) Manufacture of dielectric porcelain composition Press molding conditions of raw material powder: Same as in Examples 1 to 11 Firing time and firing temperature: shown in Table 3 below (3) Manufactured dielectric Characteristics of porcelain composition Relative dielectric constant and dielectric loss: shown in Table 3 below [Comparative Examples 26 to 36] (1) Production of raw material powder (solid phase synthesis method) Ta 2 O 5 , TiO 2 and Nb 2 O the average particle size of 5: 5
10 μm Composition: shown in Table 4 below: Calcination synthesis temperature: 1350 to 1400 ° C., Calcination synthesis time:
48 hours (2) Manufacture of dielectric porcelain composition Press molding conditions of raw material powder: Same as in Examples 1 to 11 Firing time and firing temperature: shown in Table 4 below (3) Manufactured dielectric Characteristics of porcelain composition Relative permittivity and dielectric loss: shown in Table 4 below

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】[0048]

【表2】 [Table 2]

【0049】[0049]

【表3】 [Table 3]

【0050】[0050]

【表4】 [Table 4]

【0051】上記表1〜4に示した結果より明らかなよ
うに、実施例1〜11の場合には、Ta25 と、Ti
2 及び/又はNb25 の微粒子を使用して、低温、
短時間で仮焼合成を行うことにより、平均粒子径が2μ
mと微粒子からなる前記誘電体磁器組成物の原料粉末を
製造することができ、前記原料粉末を使用することによ
り、低温、短時間で誘電体磁器組成物を製造することが
できた。そして、上記した誘電体磁器組成物の製造方法
を採用することにより、製造された誘電体磁器組成物
を、グレインサイズが10μm以下と小さく、比誘電率
の値を70〜190と大きく、かつ誘電損失の値を0.
26以下と小さいものにすることができた。
As is clear from the results shown in Tables 1 to 4, in Examples 1 to 11, Ta 2 O 5 and Ti
Using fine particles of O 2 and / or Nb 2 O 5 ,
By performing calcination synthesis in a short time, the average particle size is 2μ.
A raw material powder of the dielectric porcelain composition comprising m and fine particles could be produced, and by using the raw material powder, a dielectric porcelain composition could be produced at a low temperature in a short time. By adopting the above-described method for producing a dielectric porcelain composition, the produced dielectric porcelain composition has a grain size as small as 10 μm or less, a relative dielectric constant as large as 70 to 190, and a dielectric constant. Set the loss value to 0.
It could be as small as 26 or less.

【0052】また、実施例12〜22の場合には、可溶
性塩化物を使用した水熱合成法により、平均粒子径が
0.1μmと極めて微粒子の誘電体磁器組成物の原料粉
末を製造することができ、前記原料粉末を使用すること
により、低温、短時間で誘電体磁器組成物を製造するこ
とができた。そして、上記した誘電体磁器組成物の製造
方法を採用することにより、製造された誘電体磁器組成
物を、グレインサイズが5μm以下と小さく、比誘電率
の値を75〜195とより大きく、かつ誘電損失の値を
0.20以下とより小さいものにすることができた。
In Examples 12 to 22, the raw material powder of the dielectric ceramic composition having an extremely fine particle having an average particle diameter of 0.1 μm was produced by a hydrothermal synthesis method using a soluble chloride. By using the raw material powder, a dielectric porcelain composition could be manufactured at a low temperature in a short time. Then, by employing the above-described method for producing a dielectric ceramic composition, the produced dielectric ceramic composition has a grain size as small as 5 μm or less, a relative dielectric constant value of 75 to 195, and a larger value. The value of the dielectric loss could be made as small as 0.20 or less.

【0053】一方、比較例1〜7、及び比較例8〜14
の場合には、上記組成式における(x+y)の値が0.
5未満又は0.2を超えており、比誘電率が小さく、誘
電損失も大きいものとなった。
On the other hand, Comparative Examples 1 to 7 and Comparative Examples 8 to 14
In the case of (1), the value of (x + y) in the above composition formula is 0.
Less than 5 or more than 0.2, the relative dielectric constant was small and the dielectric loss was large.

【0054】また、比較例15〜25、及び比較例26
〜36の場合には、仮焼合成を行う際の原料酸化物の平
均粒径が大きいため、前記仮焼合成の温度を1350〜
1400℃と高くせざるを得ず、仮焼合成の時間も長く
せざるを得なかった。また、仮焼合成により得られた原
料粉末も平均粒径が大きいため、焼成温度も1400℃
又は1450℃と高くせざるを得ず、得られた誘電体磁
器組成物の比誘電率や誘電損失も上記実施例の場合と比
べると劣っていた。また、グレインサイズも上記実施例
の場合よりかなり大きくなっているものと考えられる。
Comparative Examples 15 to 25 and Comparative Example 26
In the case of ~ 36, since the average particle diameter of the raw material oxide at the time of performing the calcination synthesis is large, the temperature of the calcination synthesis is set to 1350 ~.
The temperature had to be as high as 1400 ° C., and the time for the calcination synthesis had to be prolonged. In addition, since the raw material powder obtained by the calcination synthesis also has a large average particle size, the firing temperature is also 1400 ° C.
Alternatively, the dielectric ceramic composition had to be as high as 1450 ° C., and the relative dielectric constant and the dielectric loss of the obtained dielectric ceramic composition were inferior to those of the above examples. Also, it is considered that the grain size is considerably larger than in the case of the above embodiment.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (Ta251-(x+y) (TiO2x
(Nb25y (式中、(x+y)は0.05≦x+
y≦0.20の範囲の値)で示される組成を有し、グレ
インサイズが10μm以下であることを特徴とする誘電
体磁器組成物。
1. (Ta 2 O 5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x
(Nb 2 O 5 ) y (where (x + y) is 0.05 ≦ x +
(value in the range of y ≦ 0.20), and having a grain size of 10 μm or less.
【請求項2】 平均粒径が0.5〜3μmのTa25
と、平均粒径が0.5〜3μmのTiO2 及び/又は平
均粒径が0.5〜3μmのNb25 とを、(Ta2
51-(x+y) (TiO2x (Nb25y (式中、
(x+y)は0.05≦x+y≦0.20の範囲の値)
で示される組成となるようにボールミルに投入した後、
該ボールミルにおいて湿式混合する湿式混合工程と、該
湿式混合工程の後、900〜1200℃で2〜6時間の
仮焼合成を行う仮焼合成工程とを含むことを特徴とする
請求項1記載の誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法。
2. Ta 2 O 5 having an average particle size of 0.5 to 3 μm.
And TiO 2 having an average particle size of 0.5 to 3 μm and / or Nb 2 O 5 having an average particle size of 0.5 to 3 μm, (Ta 2 O
5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O 5 ) y (where
(X + y) is a value in the range of 0.05 ≦ x + y ≦ 0.20)
After putting into a ball mill so that the composition shown in
The method according to claim 1, further comprising a wet mixing step of performing wet mixing in the ball mill, and a calcination synthesis step of performing a calcination synthesis at 900 to 1200C for 2 to 6 hours after the wet mixing step. A method for producing a raw material powder for a dielectric ceramic composition.
【請求項3】 請求項2記載の誘電体磁器組成物の原料
粉末の製造方法により製造された平均粒径が1〜5μm
の原料粉末を、所定形状に成形した後、1340〜13
80℃で3〜7時間焼成する工程を含むことを特徴とす
る誘電体磁器組成物の製造方法。
3. An average particle size produced by the method for producing a raw material powder of a dielectric ceramic composition according to claim 2 is 1 to 5 μm.
After forming the raw material powder into a predetermined shape,
A method for producing a dielectric ceramic composition, comprising a step of firing at 80 ° C. for 3 to 7 hours.
【請求項4】 グレインサイズが5μm以下であること
を特徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成物。
4. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the grain size is 5 μm or less.
【請求項5】 Ta化合物を含む溶液と、Ti化合物を
含む溶液及び/又はNb化合物を含む溶液とを、(Ta
251-(x+y) (TiO2x (Nb25y (式
中、(x+y)は0.05≦x+y≦0.20の範囲の
値)で示される組成となるように混合した後、さらにア
ルカリ水溶液を添加し、オートクレーブ中、100〜2
00℃の温度で反応させる工程を含むことを特徴とする
請求項4記載の誘電体磁器組成物の原料粉末の製造方
法。
5. A solution containing a Ta compound and a solution containing a Ti compound and / or a solution containing an Nb compound,
2 O 5 ) 1- (x + y) (TiO 2 ) x (Nb 2 O 5 ) y (where (x + y) is a value in the range of 0.05 ≦ x + y ≦ 0.20) and After mixing so as to obtain an aqueous alkali solution, 100 to 2
The method for producing a raw material powder of a dielectric ceramic composition according to claim 4, further comprising a step of reacting at a temperature of 00 ° C.
【請求項6】 請求項5記載の誘電体磁器組成物の原料
粉末の製造方法により製造された平均粒径が0.1〜1
μmの原料粉末を所定形状に成形した後、1320〜1
380℃で2〜4時間焼成する工程を含むことを特徴と
する誘電体磁器組成物の製造方法。
6. An average particle size produced by the method for producing a raw material powder of a dielectric ceramic composition according to claim 5 is 0.1 to 1
After molding the raw material powder of μm into a predetermined shape,
A method for producing a dielectric ceramic composition, comprising a step of firing at 380 ° C. for 2 to 4 hours.
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