JPS58176175A - 磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁器組成物、ｔｌ＃に１０５０℃以下の低温
で焼結で１．鱒電率が高く、室温および高温における絶
縁抵抗が高（、しかも機械的強度の＾い磁器組成−に関
する−のである。

従来、誘電体磁器組成物として、チタン鐵バリクム（ｉ
ｌａＴｉＯｍ）を主成分とする磁器が広く実用化されて
いることは周知のとおりである。しかしながらチタン酸
バリクよ（ＢａＴＩＯ−を生成分とするものは、焼結温
度が通常１３０ト１４０Ｇ℃の高温である。このため、
これを積層形コンデンサに利用する場合には内部電極と
してこの焼結温度に耐え得る材料例えば白金、バッジ會
五などの高価な貴金属を使用しなければならず、擬造コ
ストが高（つくという欠点がある。積層形コンデンサを
安く作るためｋは銀、′ニッケルなどを主成分とする安
価な金属４ＬＫ１０５０℃以下で焼結できる磁器が必要
である。

また、磁器組成物の電気的特性として赫電率が鳥（、＃
電損失が小さく、絶縁抵抗が＾いことが基本的Ｋｌ！求
される。さらに、絶縁抵抗の値に関しては、高信頼性の
部品を要求する米国防総省の、Ｉｔ格でＪｂ４ミリタリ
−・スペシフイケーン謬ン（Ｍｉｌｉｔａｒｙ　８Ｐ＠
ｃムｆｉｃａｔｉｏｓ１）のＭＩＬ−Ｃ−５５６８１Ｂ
　　において、室温における値のみならず、１２５℃に
おける値も定められているように、信頼性の＾い磁器コ
ンデンサを得るためＫは、室温における値のみならず、
最高使用温度における絶縁抵抗も高い値をとることが必
要である。

また、積層形チップコンデンサの場合は、チップコンデ
ンサを基板に実装したとき、基板とチップコンデンサを
構成している磁器との熱１１張ｆＩｋ黴の追いｋより、
チップコンデンサに機械的な歪みが加わり、チップコン
デンサにクラックが発生したり、破損したりすることが
ある。

また、エポキシ樹脂等を外装したディップコンデンテの
場合４、外装樹脂の応力でディップコンデンｔにクラッ
クが発生する場合がある。いずれの場合も、コンデンサ
を形成しているｌｌ器の機械的強度が低いはとクラッタ
が入りやすく、容易に破損するため、信頼性が低くなる
。したがって、磁器の機械的強度をできるだけ増大させ
ることは実用上極めて重要なことｔある。

ところで、Ｐｂ　（ＭＩ％ＷＪ４）Ｏｓ　−ＰｋｔＴ　
ｉ　Ｏｎ系磁器組成物については既にエヌ・エメ・クラ
イニク、エイ・アイ・アグラノ７スカヤ（Ｎ、　Ｎ、　
Ｋｒａｌｍｌｋ　ａ−ム、Ｉ。

Ａｇｒａｍｖｓｋａｙａ　　（Ｆｉｘｉｋ＊　Ｔｖ＊ｒ
ｄ＊ｇ＠Ｔ＠ｌａ、Ｖｏ、２．Ｆｈ　１．Ｐ？。

ＴＯ〜７２　Ｊａｍｖａｒａ　１！８Ｇ））　　より提
案があり、また（８ｒｓＰｂｔ−ｇＴｉｏｎ　）　＠　
（ＰｂＭＩｔｓ’ａｓＯａ　ｌ　６　（ただし。

５ｘ（１−α１Ｇ、ａは０．１！ｉ　〜０．５．−はα
５〜α６５でありそしてａ＋４＝１　）について、モノ
リシックコンデンサおよびその製造方法として脣ＩＩＥ
訃（鯨号公報Ｋ１１ｌ示され、また誘電体粉末組成物と
して特ｍｌ＠　＄２−２１６９９号会報Ｋｌｌ示されて
いる。しかしながら、いずれも比抵抗に関する開示は全
くされておらず、これらの磁器組成物の実用性は明らか
でなかった。また５本発明者等は既に９１Ｇ−４５０’
Ｃの温度で焼結でき、Ｐｂ（ＭＩ崩３４Ｘ）＊とＰｂＴ
ｉ０ｍ二成分系からなり、これを（ｐｂ（４山）も）、
（ｐｂｔｔｏｓ）、、　　と表わしたときｌ（ｓが０．
６５＜ｚ≦１，００の範囲にある組成物を提案している
。この組成物は、酵電率と比抵抗の積が高く、防電損失
の小さい優れた電気的特性を有している。しかしなが、
上記組成物はいずれも機械的強度が低いため、その用途
は自ら狭い範囲に限定せざるを得なかった。

また、Ｐｂ（ＭｙＭｉ％％７Ｍ）Ｏｓ　ＰｂＴｉＯｓ系
を含む、三成分系については特開昭５５−１１１０１１
においてＰｂ　（％店）０１ＰｂＴ１０ｓ　ＰＭＭｙＭ
ＮｂＸ）Ｏｓ系が、特開昭５５−１１７８０９において
Ｐｂ（今般り０．−Ｐｂ〒轟Ｏｓ　　Ｐ　ｂ　（Ｍｙ　
ＨＴａ　Ｋ）Ｏ３系がそれぞれ開示されている。しかし
ながら、いずれも比抵抗や機械的強度に関する開示は全
くされておらず、これらの磁器組成物の実用性は明らか
でなかった。

また、本発明者達は既Ｋ　Ｐｂ（ｙｉ１山）Ｏｓ　Ｐｂ
ＴＩＱ　５−Ｐｂ（ＮｌにＮｂ％）０−三成分組成物を
既に提案している。

この組成物は９００〜１０５０℃の低温領域で焼結でき
、−電率が為く、鍔電損失が小さく室温および高温にお
ける１８縁抵抗の値が鳥い優れた特性を有している。し
かしながら、この組成物は機械的強度が低いため、その
用途は自ら狭い範囲Ｋ１１ｉ定せざるを得なかった。

本尭明は、以上の点にかんがみ、９００〜１０５０℃の
低温領域で焼結でき、銹電皐が轟く、誘電損失が小さく
、室温および高温における絶縁抵抗の値が鳥い優れた電
気的特性を有し、更に機械的強度も大きい信頼性の高い
磁器組成物を提供しようとするものであり、マグネシウ
ム・タングステン酸鉛〔Ｐｂ（Ｍｊ１１山）Ｏｓ〕、チ
タン酸鉛（ｐｂＴｔｏｓ）およびニッケル・ニオブ酸鉛
（ｐｂｏｉｉｈＮｂｘ）ｏｍ）からなる３成分組成物を
、（ｐｂ（４早へ）０３〕ヨ［ｐｂＴｔｏｍ］　。

（Ｐｂ（ＮｉＭＮｂ％）Ｏｓ）と表わしたときに（ただ
し、ｓ＋ｙ＋ｇ＝１．ｏｏ）こ０３成分組成図において
以下の組成点 （ｓ＝０．６９３　　、、ｙ＝Ｏ１９７、ｇ＝ｏ、ｏｌ
　　）（ｓ＝０．４９５　　、　　ｙ＝０．４９５　　
、　　ｇ＝０．０１　　）（ｚｘｏ、ｔｓｓ　　、　　
１／＝０．４５５　　、　　ｇ＝ｏ、３ｓ　　）（ｚ＝
０．１０　　、　　ｙ＝ｅＯ，４Ｇ　　、　　ｇ＝０．
５０　　）（ｚ−０，０６、ｙ＝０．２４　　　、　　
ｇ＝０．７０　　　）を結ぶ線上およびこの５点に囲ま
れる組成範囲にある主成分組成物に副成分として二オグ
（Ｎｂ）、１ンタル（Ｔａ）および７ンチモン（Ｓｂ）
ｆ）中から少なくとも一種以上を選び、これらの元素を
主成分に対して０．０２〜３原子チ添加含有せしめてな
ることを特徴とするものである。

以下本発明を実施例により詳ａＫ説明する。

出発原料として純度９９．９−以上の酸化鉛（ｐｂｏ）
。

酸化マダネシクム（ＭＪＩＯ）　を績化タングステンＱ
％Ｃ）ａ）　ｅ酸化チタ：／（丁ｌＯ諺）、ＩＩ化ニッ
ケル（Ｎｉｐ）声よび酸化二オズ（Ｎｂ＊Ｏｉ　）　ｐ
酸化タンタル（Ｔａ鵞Ｏｓ）および酸化アンチモン（Ｓ
ｂｍＯｓ）を使用し、表に示した配合比となるように秤
量する。次に秤量した各材料をボールミル中で湿式混合
した＊　７５０〜８００℃で予焼を行い、この粉末をボ
ールξルで看砕し、ロ別乾燥後、有機バインダーを入れ
整粒後プレスし、直８１１６■、厚さ約２諺の円板４枚
と、直径１６■。

厚さ約ｌＯ■の円柱を作成した。

次に、本発明の組成範囲の試料は空気中９００〜１０５
０℃の温度で１時間焼結した。焼結した円板４枚の上下
面に４００℃で銀電極を焼付け、ディジタルＬＣＲメー
ターで周波数Ｉ　Ｋｔｈ　、電圧Ｉ　Ｖ　ｒａ＋ａ、ｓ
。

温度２１で容量と■電損失を測定し、誘電率を算出した
。

次に超絶縁抵抗針で５ＱＶの電圧を１分間印加して絶縁
抵抗を温度加℃と１２５℃で一定し、比抵抗を算出した
。

機械的性質な抗折強度で評価するため、焼結した円柱か
ら犀さｏ、ｓ■、頓２■、長さ約１３簡の矩廖板をＷ枚
切り出した。支点間距離を９ｗｓにとり二点法で破壊荷
重Ｐ、Ｃ４）を測定し、ｒヨ”　−カ１Ｇ−−）２　替
Ｃ なる弐に従い、抗折強度τ〔（匂〕を求めた。ただしＩ
は支点間距離、ｔは試料の厚み、賛は試料の幅である。

電気的特性は円板試料４点の平均値。

抗折強度は矩影板試料Ｗ点の平均値より求めた。

こＯよ５Ｋして得られた磁器の主成分 （Ｐｂ（ＩＩＩ＃麻Ｍ）ｏｓ）　ｇ　（ＰｂＴ　Ｓ’）
ｓ　］　ｙ（Ｐｂ（ＮＩ　Ｍｋｉｂ　Ｋ）Ｏｓ　）　ｇ
の配合比ｇｐ＊ｙｇおよび副成分添加量と鐸電率、誘電
損失、２０℃および１ｚｓ’ｃＫおげろ比抵抗および抗
折強度のｍ１Ｍを次表に示す。

（以　１５　　奈　白） 表に示した結果から明らかなよ５１Ｐｂ（ｋＩｉＰ％）
偽−ＰｋｔＴ濫偽−Ｐｂ（Ｎｉ％Ｎｂに）０．三成分組
成物に副成分としてｋｈ、　Ｔａ、　５ｋＮ）中から少
なくとも一種以上を添加含有せしめた本発明の範囲内の
ものは、騎電皐が３１７０〜１５１２０と＾＜、＃電損
失が０．５〜４．６−と小さく比抵抗が加ＴＩおいて！
、７ＸｌＯ〜２−７ＩＪ”Ω・１と高く、しかも１２Ｓ
’Ｃにおいても５．　ｓ　ｘ　／〜：ｔｓｘｒΩ・儂と
い５高い値を示し、さらに抗折強度もＳＳＯ〜１４１０
Ｋｐ／ａｇｅと実用上十分＾い籠を示す信頼性の高い実
用性の極めて＾い磁器組成物であることがわかる。

こうした優れた特性を示す本発明の磁器は焼結温度が１
０５０”Ｃ以下の低温であるため、積層コンブ／すの内
部電極の低価格化を実現できると共に、省エネルギーや
炉材の節約にもなるという極めて優れた効果も生じる。

なお、本発明の主成分組成物を〔Ｐｂ（ＭＩ＾）偽〕。

（ｐｂｔｔｏｍ〕（Ｐｂ（ＮｉＭＮｂＮ）Ｏｓ）　、と
表わしたときにν （ただし、Ｘ＋ν＋１＝＝ｔＯＯ）ｙその組成は３成分
組成図における簾重点 （ｓ＝０．６９３１　　、ｙ＝０２９７　　、ｇ−００
１）（ｇ＝＝０４９１ｓ　　、　　ｙ＝０．４！３５　
　、　　ｇ＝α０１　　）（３ｍ１口９５　　ｔ　　ｙ
−＝Ｑ、４Ｓ５　　ｅ　　ｇ”０．３５　　）（！＝０
．１０　　　、　　ｆ＝０．４０　　　、　　ｇ＝０．
５０　　）（ｇ　＝α０６　　　、ｙ＝０２４　　　、
ｇ＝０７０　　）を結ぶ線上およびこ０５ＡＫＩＩまれ
る組成間８に〆繊定され、副成分の添加含有量は主成分
に対して１０２〜３原子５ＩＩＣ＠定される。主成分組
成範囲な表わす３成分組成崗において５組成点２，６お
よび組成点１７．１９な結ぶ線の外側では、高温におけ
る比抵抗が小さくなり、実用的でない、ＩＩｉ威点・、
　１３　、１７を結ぶ締の外側ではキュリ一点が実用ａ
Ｓより高温側に大きくずれるため、誘電率が小さくなり
、組成点■１，２を結ぶ線の外側ではキ。

リ一点が実用範囲より低温側に大きくずれるため誘電率
が小さくなり、実用的でない。

また副成分であるＮｂ、　Ｔａ、　Ｓｂはそのうちの一
種以上の元素の添加量がａ０２原子−未満では抗折強度
の改善効果が小さく、３原子−を超えると逆に抗折強度
が小さくなるため実用的でない。

なお、図に本発明の主成分組成範囲を示す。図に示した
番号は表に示した主成分配合比の番号に対応する。

【図面の簡単な説明】

因は本発明の主成分組成範囲と実施例に示した組成点を
示す図である。 Ｐｂ　（Ｎｉｙ、Ｎｂｔｙ、）０３ Ｏｂ　（ｈｇｙ７％、）Ｏ−、Ｐｂ　Ｔｉｅ−。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ（ＭＩＩ％ｗ贈
   ｏｓ）−チタン酸鉛（ｐｂｒｔｏｍ：）およびニッケル
   ・ニオブ酸鉛（Ｐｂ（ＮｉＫＮｂ％）０３〕　からなる
   ３成分組成物を（Ｆ’ｂ（ＭｇＳ４Ｗ％）偽）　ｓ　（
   Ｐｂ’ｒ　ｉＯｈ　）　Ｖ　（Ｐｂ　（ＮｉＭＮｂＸ）
   娠りと表すしたときＫ、（ただしｓ＋ｙ＋ｇ＝１．００
   　）と０３成分組成図において、以下の組成点 （ｇ＝０．６９３　　、Ｖ２Ｏ，２９７、ｇ＝ｏ、ｏｌ
   　　）（雲＝０．４９Ｓ　　、　　ｙ＝０．４９５　　
   、　　ｇ＝ｏ、ｏｌ　　）（ｇ＝Ｑ、１１１ｓ　　、　
   　ｙ＝０４５％　　、　　ｇ＝０３ｓ　　）（ｇ−１１
   ０、ｙ＝０．４０　　、　　ｇ＝ｏ、ｓｏ　　）（ｓ＝
   ０．０藝　　、　　ｗ＝Ｊ４　　　、　　ｇ−０，７０
   ）を績ぶ線上およびこの５点Ｋｓまれる組威範１ｍＫあ
   る主成分組成物に副成分としてニオブ（Ｎｂ）、　−ン
   タル（〒１）、およびアンチモン（８ｂ）の中から少な
   対してα０２〜３ｊ［子−添加含有せしめてなることを
   特徴とするｉａａ組成物。