JPS58209806A - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents
高誘電率磁器組成物Info
- Publication number
- JPS58209806A JPS58209806A JP57092391A JP9239182A JPS58209806A JP S58209806 A JPS58209806 A JP S58209806A JP 57092391 A JP57092391 A JP 57092391A JP 9239182 A JP9239182 A JP 9239182A JP S58209806 A JPS58209806 A JP S58209806A
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａ）発明の技術分野
本発明は、常温付近で使用される多層セラミソクコンデ
ンザ等の誘電体材料として適する高誘電率磁器組成物に
関する。
ンザ等の誘電体材料として適する高誘電率磁器組成物に
関する。
（ｂｌ従来技術とその問題点
高誘電率のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系磁器を
用いたコンデンサは、静電容量を常温付近で極めて大き
くできるため、ある程度温度特性を犠牲にしても、温度
管理が行われる電子計算機システム等におりるバイパス
コンデンサとしては有用性が大きい。常温付近における
静電容量を大きくするには、よく知られているように、
錫酸バリウム（Ｂａ５ｎＯ３）やジルコン酸バリウム（
ＢａＺｒ０３ ）等のキューリ一点移動剤を添加するこ
とが行なわれている。これによると、比較的容易に常温
での誘電率を１０．０００〜２０，０００とすることが
できる。しかし−３０℃〜＋８５℃における誘電率の変
化率が、−９０％−９５％と大きく、ＥＩＡ規格のＹ５
Ｖ特性を満たずことはできない。また誘電率の大きくな
る条件では、誘電体損も大きくなるという問題がある。
用いたコンデンサは、静電容量を常温付近で極めて大き
くできるため、ある程度温度特性を犠牲にしても、温度
管理が行われる電子計算機システム等におりるバイパス
コンデンサとしては有用性が大きい。常温付近における
静電容量を大きくするには、よく知られているように、
錫酸バリウム（Ｂａ５ｎＯ３）やジルコン酸バリウム（
ＢａＺｒ０３ ）等のキューリ一点移動剤を添加するこ
とが行なわれている。これによると、比較的容易に常温
での誘電率を１０．０００〜２０，０００とすることが
できる。しかし−３０℃〜＋８５℃における誘電率の変
化率が、−９０％−９５％と大きく、ＥＩＡ規格のＹ５
Ｖ特性を満たずことはできない。また誘電率の大きくな
る条件では、誘電体損も大きくなるという問題がある。
しかも焼成温度が１４００℃〜１４５０℃と高く、多層
セラミックコンデンサ用の誘電体として使用した場合、
内部電極として融点の高いパラジウム（Ｐｄ）あるいは
パラジウム（Ｐｄ）−白金（Ｐｔ）系の高価な合金を使
用しなければならない欠点があった。
セラミックコンデンサ用の誘電体として使用した場合、
内部電極として融点の高いパラジウム（Ｐｄ）あるいは
パラジウム（Ｐｄ）−白金（Ｐｔ）系の高価な合金を使
用しなければならない欠点があった。
ｔｅ１発明の目的
本発明は、従来の高誘電率磁器組成物におけるこのよう
な問題を解消し、 ＥＩＡ規格のＹ５Ｖ特性として規定
されている［−３０〜＋８５℃での誘電率の変化率を一
８２〜＋２２％以内とすること］の条件を満たすことが
でき、且つこのような制限内で、バイパスコンデンサと
して要求される他の各種の誘電特性を満足できるように
することを目的とする。
な問題を解消し、 ＥＩＡ規格のＹ５Ｖ特性として規定
されている［−３０〜＋８５℃での誘電率の変化率を一
８２〜＋２２％以内とすること］の条件を満たすことが
でき、且つこのような制限内で、バイパスコンデンサと
して要求される他の各種の誘電特性を満足できるように
することを目的とする。
他の静電特性としては、常温での誘電率を１０，０００
〜２０，０００に維持できること、並びに常温での誘電
体損即ち ｔａｎδを２．５％以下、絶縁抵抗即ちＩＲ
を１０００ＭΩ・μＦ以上にできるようにすることであ
る。このように各静電特性を維持しながら温度特性を向
上できれば、電子計算機システム等に比べて温度管理の
悪い一般家電製品などの電子機器にも適用でき、大容量
バイパスコンデンサの適用範囲が広くなる。
〜２０，０００に維持できること、並びに常温での誘電
体損即ち ｔａｎδを２．５％以下、絶縁抵抗即ちＩＲ
を１０００ＭΩ・μＦ以上にできるようにすることであ
る。このように各静電特性を維持しながら温度特性を向
上できれば、電子計算機システム等に比べて温度管理の
悪い一般家電製品などの電子機器にも適用でき、大容量
バイパスコンデンサの適用範囲が広くなる。
（ｄ）発明の構成
この目的を達成するために本発明は、
ＢａＴｉＯ３： ８４．８５〜６７．５モル％Ｂａ５ｎ
Ｏ３： １０〜１６モル％ ＣａＴｉ０３ ： ５〜１５モル％コバルト酸化物
： Ｃｏｏに換算して０．１５〜１．５モル％ からなる−ヒ記組成物に対して、 マンガン酸化物：ＭｎＯ２に換算して０．０３〜０．２
重量％ ＴｉＯ２：ＣｏＯ添加モル数をＡ ％ ＭｎＯ２添加モ
ル数をＢとしたとき、０ ≦Ｚ ＜ ０．７として、Ｚ
（Ａ＋Ｂ）モル がそれぞれ単独でまたは組合せて添加または固溶されて
いる構成を採っている。この構成によれば、チタン酸バ
リウム（ＢａＴｌ０３ ）を主剤とし、これに公知の錫
酸バリウムの適量添加によって、キューリ一点が常温付
近に移動し、更にチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）
の添加によってキューリ一点での誘電率のピークが平坦
化する。また微量の酸化コバルト（Ｃｏｏ）と酸化マン
ガン（ＭｎＯｚ ）の添加によって、 ｔａｎδおよび
絶縁抵抗が改善さされる。さらに微量の酸化チタン（Ｔ
ｉＯｚ ）の添加により、適度の結晶粒成長が促進され
、常温での誘電率が増大すると共に、焼成温度も低下す
る。
Ｏ３： １０〜１６モル％ ＣａＴｉ０３ ： ５〜１５モル％コバルト酸化物
： Ｃｏｏに換算して０．１５〜１．５モル％ からなる−ヒ記組成物に対して、 マンガン酸化物：ＭｎＯ２に換算して０．０３〜０．２
重量％ ＴｉＯ２：ＣｏＯ添加モル数をＡ ％ ＭｎＯ２添加モ
ル数をＢとしたとき、０ ≦Ｚ ＜ ０．７として、Ｚ
（Ａ＋Ｂ）モル がそれぞれ単独でまたは組合せて添加または固溶されて
いる構成を採っている。この構成によれば、チタン酸バ
リウム（ＢａＴｌ０３ ）を主剤とし、これに公知の錫
酸バリウムの適量添加によって、キューリ一点が常温付
近に移動し、更にチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３）
の添加によってキューリ一点での誘電率のピークが平坦
化する。また微量の酸化コバルト（Ｃｏｏ）と酸化マン
ガン（ＭｎＯｚ ）の添加によって、 ｔａｎδおよび
絶縁抵抗が改善さされる。さらに微量の酸化チタン（Ｔ
ｉＯｚ ）の添加により、適度の結晶粒成長が促進され
、常温での誘電率が増大すると共に、焼成温度も低下す
る。
（ａ）発明の実施例
次に本発明による高誘電率常温組成物の実施例を説明す
る。純度９９．８％以上の原料粉末を用い、調合後、粉
末に対して１５重量％の有機バインダ（エチルセルロー
ス、ポリビニルブチラール）オヨびメチルエチルケトン
（ＭＥＫ）、テルピネオールを溶剤として添加し、また
フタル酸ｎブチルアルコールを可塑剤として添加し、ア
ルミナ（Ａｌ１０３）ポールを使用して、１２時時間式
ボールミル混合を行なった。
る。純度９９．８％以上の原料粉末を用い、調合後、粉
末に対して１５重量％の有機バインダ（エチルセルロー
ス、ポリビニルブチラール）オヨびメチルエチルケトン
（ＭＥＫ）、テルピネオールを溶剤として添加し、また
フタル酸ｎブチルアルコールを可塑剤として添加し、ア
ルミナ（Ａｌ１０３）ポールを使用して、１２時時間式
ボールミル混合を行なった。
混合を終了したスラリーは、脱泡後粘度調整を行なって
、誘電体ペーストとした。このペーストを用いて焼成後
寸法、２ Ｘ ４．５ｍｍ角の単層チップコンデンサ（
焼成後誘電体厚３０〜５０μｍ、内部電極Ｐｄ）を試作
し、誘電特性を評価した。
、誘電体ペーストとした。このペーストを用いて焼成後
寸法、２ Ｘ ４．５ｍｍ角の単層チップコンデンサ（
焼成後誘電体厚３０〜５０μｍ、内部電極Ｐｄ）を試作
し、誘電特性を評価した。
５−
次にこの試作紙１’：ｌに基づいて、各添加剤の作用・
効果並びに添加剤の適量を説明する。第１図は、（（８
５−ｘ ） ＢａＴｉＯ３＋１５ＢａＳｎＯ３＋ｘｃａ
Ｔｉｏ３）モル％＋（０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％ として、Ｘ即ちチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯｚ ）
添加量と誘電率εの温度特性の関係を示したものである
。第２図は、チタン酸カルシウム添加量と常温（２５℃
）での誘電率およびｔａｎδとの関係を示したものであ
る。
効果並びに添加剤の適量を説明する。第１図は、（（８
５−ｘ ） ＢａＴｉＯ３＋１５ＢａＳｎＯ３＋ｘｃａ
Ｔｉｏ３）モル％＋（０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％ として、Ｘ即ちチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯｚ ）
添加量と誘電率εの温度特性の関係を示したものである
。第２図は、チタン酸カルシウム添加量と常温（２５℃
）での誘電率およびｔａｎδとの関係を示したものであ
る。
第１図および第２図から、すでに知られているように、
チタン酸カルシウム添加量を増大させると共に、誘電率
の温度特性並びに ｔａｎδが改善されることがわかる
が、誘電率εが１０．０００以上の領域では ｔａｎδ
が大きく、目標を満足させることができない。またｔａ
ｎδの目標が２．５％以下の領域では、誘電率を１０，
０００以上とすることができない。
チタン酸カルシウム添加量を増大させると共に、誘電率
の温度特性並びに ｔａｎδが改善されることがわかる
が、誘電率εが１０．０００以上の領域では ｔａｎδ
が大きく、目標を満足させることができない。またｔａ
ｎδの目標が２．５％以下の領域では、誘電率を１０，
０００以上とすることができない。
ここで、誘電率εを１０，０００以上としたままで、ｔ
ａｎδを小さくするために第４の添加成分を検討したと
ころ、酸化コバルＩ・（Ｃｏｏ）の添加効果が著しいこ
とがわかった。第３図は、ＣａＴｉ０３＝５６− モル％で一定として、 （（８０−ｙ） ＢａＴｉＯｓ ＋１５ＢａＳｎＯ３＋
ｙＣｏＯ）モル％＋（０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％として
、ｙ即ちＣｏｏ添加量と誘電率およびｔａｎδとの関係
を示したものである。第３図からＣｏｏを０．１５モル
％以上添加することにより、 ｔａｎδが著しく低下し
、容易に２．５％以下とすることができる。一方Ｃｏｏ
添加量の増加による誘電率の低下はゆるやかであるが、
１０ 、０００以上の誘電率を得るには、最大１モル％
程度に抑えなければならない。第４図は、Ｃｏｏ添加量
と絶縁抵抗の関係を示したもので、１０００ＭΩ・μＦ
以上とするためには、０．１５モル％〜１．５モル％添
加する必要のあることが理解できる。
ａｎδを小さくするために第４の添加成分を検討したと
ころ、酸化コバルＩ・（Ｃｏｏ）の添加効果が著しいこ
とがわかった。第３図は、ＣａＴｉ０３＝５６− モル％で一定として、 （（８０−ｙ） ＢａＴｉＯｓ ＋１５ＢａＳｎＯ３＋
ｙＣｏＯ）モル％＋（０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％として
、ｙ即ちＣｏｏ添加量と誘電率およびｔａｎδとの関係
を示したものである。第３図からＣｏｏを０．１５モル
％以上添加することにより、 ｔａｎδが著しく低下し
、容易に２．５％以下とすることができる。一方Ｃｏｏ
添加量の増加による誘電率の低下はゆるやかであるが、
１０ 、０００以上の誘電率を得るには、最大１モル％
程度に抑えなければならない。第４図は、Ｃｏｏ添加量
と絶縁抵抗の関係を示したもので、１０００ＭΩ・μＦ
以上とするためには、０．１５モル％〜１．５モル％添
加する必要のあることが理解できる。
次に酸化チタン（ＴｉＯｚ ）の添加効果について述べ
る。第５図は （７９，５ＢａＴｉ０３＋ １５ＢａＳｎＯａ ＋ ５
ＣａＴｉ０ｚ ＋ ０．５Ｃｏｏ ）モル％ ＋ （０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％ ＋ （Ｚ （Ａ＋Ｂ） Ｔｉ０ｚ ）モル％ただし Ａ
： Ｃｏｏ添加絶対モル数Ｂ ＋ Ｍｎ０ｚ添加絶対
モル数 として、Ｚ（添加比）と誘電率εおよびｔａｎδとの関
係を示したものである。第５図より２値が０．７以下の
場合、εの増大が行なえることがわかる。従ってＴｉＯ
２の添加により、第３図のＣｏｏ添加による誘電率の低
下を補うことができる。
る。第５図は （７９，５ＢａＴｉ０３＋ １５ＢａＳｎＯａ ＋ ５
ＣａＴｉ０ｚ ＋ ０．５Ｃｏｏ ）モル％ ＋ （０，ｌＭｎ０ｚ ）重量％ ＋ （Ｚ （Ａ＋Ｂ） Ｔｉ０ｚ ）モル％ただし Ａ
： Ｃｏｏ添加絶対モル数Ｂ ＋ Ｍｎ０ｚ添加絶対
モル数 として、Ｚ（添加比）と誘電率εおよびｔａｎδとの関
係を示したものである。第５図より２値が０．７以下の
場合、εの増大が行なえることがわかる。従ってＴｉＯ
２の添加により、第３図のＣｏｏ添加による誘電率の低
下を補うことができる。
また第６図はＴｉＯ２添加量と絶縁抵抗との関係を、焼
成温度をパラメーターとして示したものであるが、焼成
温度が低い場合は、Ｔｉ１２添加量の増加により絶縁抵
抗が向上する。従ってＴｉＯｚの添加は、誘電率の改善
に加えて、焼成温度の低下と絶縁抵抗の増大となり、焼
成温度の改善にも有効である。
成温度をパラメーターとして示したものであるが、焼成
温度が低い場合は、Ｔｉ１２添加量の増加により絶縁抵
抗が向上する。従ってＴｉＯｚの添加は、誘電率の改善
に加えて、焼成温度の低下と絶縁抵抗の増大となり、焼
成温度の改善にも有効である。
なお以上までに述べてきた組成において、−貫して添加
しているＭｎＯ２は、絶縁抵抗の増大のために添加しで
あるが、０．０１重量％以上で効果があり、０．２重量
％以上添加すると逆効果になることが確認された。また
３６５ｎＯ２添加量は、１０〜１６モル％の範囲を越え
ると、キューリ一点が低温または高温側へずれるため、
常温付近でのεが低下すると共に、εの温度特性が要求
特性を満足しない。
しているＭｎＯ２は、絶縁抵抗の増大のために添加しで
あるが、０．０１重量％以上で効果があり、０．２重量
％以上添加すると逆効果になることが確認された。また
３６５ｎＯ２添加量は、１０〜１６モル％の範囲を越え
ると、キューリ一点が低温または高温側へずれるため、
常温付近でのεが低下すると共に、εの温度特性が要求
特性を満足しない。
以上の結果は、仮焼成済みＢａＴｉ０３粉末を使用して
得られたものであるが、添加するＢａＴｉ０ ：＋の総
量の０〜５０Ｍ量％をＢａＯとＴｉＯｚ又はＢａＣ０：
＋ とＴｉ０ｚ として添加しても同様の結果が得られ
る。
得られたものであるが、添加するＢａＴｉ０ ：＋の総
量の０〜５０Ｍ量％をＢａＯとＴｉＯｚ又はＢａＣ０：
＋ とＴｉ０ｚ として添加しても同様の結果が得られ
る。
ｆｆ１発明の効果
以上のように本発明によれば、誘電率の温度特性を改善
すると共に常温での誘電率を維持し、そのための添加材
料による他の静電特性の悪化を別の材料の添加で禎うと
いう手法により、低損失、高絶縁抵抗であると共に、比
較的安定な温度特性を有し、且つ常温でのεを１０，０
００以上とすることができる。また焼成温度を１３００
℃以下にできるため、多層セラミックコンデンサ用誘電
材料として用いた場合、内部電極として融点は低いが安
価な銀（Ａｇ）の含有量が多いＡｇ−Ｐｄ合金が使用で
き、小形大容量品製品を安価に実現することができる。
すると共に常温での誘電率を維持し、そのための添加材
料による他の静電特性の悪化を別の材料の添加で禎うと
いう手法により、低損失、高絶縁抵抗であると共に、比
較的安定な温度特性を有し、且つ常温でのεを１０，０
００以上とすることができる。また焼成温度を１３００
℃以下にできるため、多層セラミックコンデンサ用誘電
材料として用いた場合、内部電極として融点は低いが安
価な銀（Ａｇ）の含有量が多いＡｇ−Ｐｄ合金が使用で
き、小形大容量品製品を安価に実現することができる。
第１図はチタン酸カルシウム添加量と誘電率の＝９一
温度特性との関係を示す図、第２図はチタン酸カルシウ
ム添加■と誘電率、 ｔａｎδとの関係を示す図、第３
図はＣｏｏ添加１と誘電率、 ｔａｎδとの関係を示す
図、第４図はＣｏｏ添加量と絶縁抵抗との関係を示す図
、第５図ばＴｉＯ２添加量と誘電率、ｔａｎδとの関係
を示す図、第６図はＴｉ０ｚ添加量と絶縁抵抗との関係
を示す図である。 特許出願人 富士通株式会社代理人 弁理士
青 柳 稔１０− 第１図 −４０−２００２０４０６０８０１０１００Ｔｅ、（’
Ｃ） 第３図 第２Ｆ 第４ｍ 第５図 Ｔ＋０２ ：／ン〜・力０１ｌｔＺ 第６図 ＴｉＯ２；ａ ＥｋＩＣ，Ｚ
ム添加■と誘電率、 ｔａｎδとの関係を示す図、第３
図はＣｏｏ添加１と誘電率、 ｔａｎδとの関係を示す
図、第４図はＣｏｏ添加量と絶縁抵抗との関係を示す図
、第５図ばＴｉＯ２添加量と誘電率、ｔａｎδとの関係
を示す図、第６図はＴｉ０ｚ添加量と絶縁抵抗との関係
を示す図である。 特許出願人 富士通株式会社代理人 弁理士
青 柳 稔１０− 第１図 −４０−２００２０４０６０８０１０１００Ｔｅ、（’
Ｃ） 第３図 第２Ｆ 第４ｍ 第５図 Ｔ＋０２ ：／ン〜・力０１ｌｔＺ 第６図 ＴｉＯ２；ａ ＥｋＩＣ，Ｚ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ＢａＴｉＯ３： ８４．８５〜６７．５モル％ＢａＳｎ
Ｏ３： １０〜１６モル％ ＣａＴｊＯ３： ５〜１５モル％ コバルト酸化物： Ｃｏｏに換算して０．１５〜１．５
モル％ からなる上記組成物に対して、 マンガン酸化物：Ｍｎ０ｚに換算して０．０３〜０．２
Ｍ量％ Ｔｉ０ｚ ：ＣｏＯ添加モル数をＡＸＭｎＯ２添加モ
ル数をＢとしたとき、０ ≦Ｚ ＜ ０．７として、Ｚ
（Ａ」−Ｂ）モル がそれぞれ単独でまたは組合せて添加または固溶されて
いることを特徴とする高誘電率磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092391A JPS6057164B2 (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092391A JPS6057164B2 (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58209806A true JPS58209806A (ja) | 1983-12-06 |
| JPS6057164B2 JPS6057164B2 (ja) | 1985-12-13 |
Family
ID=14053114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57092391A Expired JPS6057164B2 (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6057164B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196688U (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-27 |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP57092391A patent/JPS6057164B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6057164B2 (ja) | 1985-12-13 |
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