JPS5860671A - 磁器組成物 - Google Patents

磁器組成物

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JPS5860671A
JPS5860671A JP56157319A JP15731981A JPS5860671A JP S5860671 A JPS5860671 A JP S5860671A JP 56157319 A JP56157319 A JP 56157319A JP 15731981 A JP15731981 A JP 15731981A JP S5860671 A JPS5860671 A JP S5860671A
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JP
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capacitor
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JP56157319A
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治彦 宮本
米沢 正智
中井 知利
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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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、特に1000℃以下の低温で焼
結でき、誘1[本と比抵抗の積が高く、訪電率のOA度
変化率の優れた磁器組成物に関するものである。
従来、銹電体磁器組成物として、チタン酸バリウム(B
aTi(J3)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
酸バリウム(BaTi03)を主成分とするものは、焼
結温度が通常1300〜1400℃の高温である。この
ためこれを槓1−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、
パラジウムなどの高価な貴金属を使用しなければならず
、製造コストが高くつくという欠点がある。積Fg形コ
ンデンサを安く作るためには、銀、ニッケルなどを主成
分とする安価な金属が内部電極に使用できるような、で
きるだけ低温、特K100O℃以下で焼結できる磁器が
必要である。
また磁器組成物を用い、実用的な積層形コンデ/すを作
成するときに磁器組成物の電気的特性としては、誘1を
率、誘′旺率の温間変化率、舖電損失:比抵抗という項
目が評価されなければならない。
誘゛戒率は高く、その温度変化は小さいことが望まれて
いる。誘′wL損失は用途により、ある直以下の限定は
あるが冨温で最大5.0Xである。比抵抗に関しては、
例えばEIAJ規格(日本電子機械工業会の電子機器用
積IiIMi器コ/デ/す(チップ形)1−LC−36
98B)に述べられているごとく、檀1−コンデンサの
絶縁抵抗として1100OOΩ以上または容量・抵抗積
で5007JP−M(1以上のいずれが小さい方以上と
規定されている。
すなわち6器組成物のg’m率と比抵抗の槓がある絶対
値以上なければ、任意の容量、特に大きな容量のコンデ
ンサを実用的規格に合せることができず、その用途が非
常に限定され、実用的な意味がなくなる。この点を詳し
く説明すると次の様になる。積層形コンデンサでは%n
+1個の内部電極を構成して一般にn個の同じ厚さの層
からなる単一層コンデンサが積層された構造になってい
る。
この場合、単一層当りの容綾をCo1絶縁抵抗をROと
すれば、積層形コンデンサの容1icVico。
n倍になり、絶縁抵抗Rは几0の1になる。ここで磁器
組成物の酵電率を5、真空の窮電率金80、磁器組成分
の比抵抗を!、単一層コンデンサの磁器の厚さを45重
なる電極面積を8とすれば、単一層コンデンサのcoは
(t oε8)/d  となり、ル0は(jd)/S 
 となる。従って0層からなる積り一コンデンサの容1
l((1)と絶縁抵抗(1(lの績CxRは((/d)
4n8))X((ngoas)/d)=−goεf と
なる。
すなわちどのような容量の積層コンデンサもその容量・
抵抗積CxRは、磁器組成物のεとfの積VCCoを乗
じた一定値(εog/)に規格化される。
容量・抵抗積CxRが500μF−MOすなわち500
F−Ω以上ということは、εo= 8.855  X1
0   F/aaz リ、 CX R=t o ’c/
? =s、s 55 X 10″4(F/Qs) x 
g X /≧500F−Ω、よってεf≧5.65X1
01s(−2”mなる要求がある。例えば#=1000
OfH/=5.65X10”(7−(k3   g=3
000−t”Fi/:1.88X1012(2−dig
、(g=500−t”はJ≧1.13 X 1013+
、−2・鋤)が要求される。誘11!c率に応じてこれ
らの値以上のJを持つ磁器組成物であればどのような大
きな容量の積層コンデンサも容量・抵抗&は500μF
−J)を満足する。もしεが3000で1が要求値より
1桁低い1.88 ×10”’、1−”とすればt。t
J=5ottF−M(λで500μllI−MOは満足
せず、絶縁抵抗として10000J2すなわち、10 
(1以上を満足するには容重Cとして0.005μF 
以丁に限定されなければならない。それはこの槓1−コ
ンデンサの容量・抵抗積(Cx几)は常に50μF・M
Oを示しているので、几がIooooMOのとき、C#
″tO,005μFとなり、Cがこれより大きければI
(、ijlooooMOよ抄小さくなり、0.005μ
Fが規格を満たす蝋高の容量となるためである。従って
磁器組成物の比抵抗が低いとその材料の実用性、特に積
噛形コンデンサの特長である小型、大容量の特長を生か
すことはできないし、全く意味のないことにもなる。よ
ってa器組成物のfs電電率比抵抗の積が上に述べた規
格値(ε。げ=500μ)’−M(2)以上、製造上の
ばらつきを考えると、少なくとも2倍(i o g j
 =1000μF−MO)、さらに望ましくは3 @ 
(’6’j ”1500μ)”−M(7)以上(7) 
i+[’に持つことが実用上極めて重要なことである。
と2ろで1°(Mg±W4)0・−1°Ti(J・系磁
器組成吻については既にエヌ、エヌ、クライニクとエイ
・アイ・アグラノフスカヤ(N、N、Krainika
nd A、 I 、 Agranovskaya (1
’i z iko Tverdog。
Te1aaVo、2mNo、 1 、 PP70〜72
 、 Januara1960))より提案があったが
誘電率とその温度変化に関する記載のみであった。また
(8rxl’b1−5B’rJOx)a(PbMga、
sWa、5Os)b  (ただし、x二0〜0.10.
aは0.35〜0.5、bは0.5〜0.65であり、
そしてa+b=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特開昭52−21662号公
報に開示され、また誘電体粉末組成物として特開昭52
−21699号公報に開示されている。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、本発
明者達は既に910℃〜950℃の温度で焼結でき、m
WS組成物を提案している。この磁器組成物は、誘′v
t率と比抵抗の積が5.65X10  (λ・1以上の
筒い値を持ち、誘電損失の小さい章れた電気的特性を有
している。
しかしながら、このP b (Mg4W4103−Pb
’ri(J3232系では、−磁率の温度変化率の小さ
い組成範囲では、キーリ一点が低温側に大きくずれ、室
温付近での訪を率は小さくなり、室温付近で誘電率の扁
い組成範囲では、温度変化率が大きくなってしまい、実
用範囲で、篩&を率が高く、シかも温度特性に優れた磁
器組成物を得ることはできなかったO テPb(Mg4W4)Us Pb’riOa−Pb(M
g4Nb4)03糸が、特開昭55−117809  
において、糸が、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く、またPbC
Mg+〒0・−PbTiO・−1°(Mg、’r“暑)
03系(II?開昭55−117809)Ofi、ui
lli+’!、1000〜1]50’Cの高温であるた
め、銀、ニッケル等を生成分とする安価な金Sを内部電
極として使用するのは困難であった。さらに特開昭56
−48004に$′パ・P b Z r O・岬b(M
g亡1)03 Pb(MglWt)03  系カ開示す
レテいルカ、焼結温度が1000 S−1150’Cの
高温であるため、釧、ニッケル等を主成分とする安価な
金属を内部電極として使用するのは困難であった。
本発明は以上の点にかんがみ、900−1000℃の低
温領域で焼結でき、かっ鹸1!嘉(ε1と比抵抗(f)
の積に真空の誘電率(6o)を乗じた値(εεof)が
規格値の3倍(1500μF−MΩ)以上の高い値を持
ち、誘電損失が小さく、ru誘電率高く、その温度変化
率が一30t、〜85℃の温度範囲で−2゜に以内と優
れた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・り/ゲステン+1 鉛よびジルコ/虐鉛(Pb
ZrU3)からなる三成分組成物からなり、このmll
lB (Pb(MgJIWl )o3)x2 ()’b’l’1U3)y(PbZrOa)zと戊わし
たときに(ただし、x+y+z−=1.00)、三元図
における点(x=0.585  、y=0.065  
、z=0.35)(x=0.7425.y=0.247
5.z=0.01)(x=0.6435.y=0.34
65.z=o、ol)(x=0.495  、y =0
.405  、z=0.10)(x=0.3375 、
y=Q、l ] 25 、 z =0.55 )を結ぶ
線上およびこの5点に囲まれる組成範囲にあることを特
徴とするものである。
以下、本発明を実施例により詳細Kff明する。
出発原料として純度99.9%以上の酸化鉛(P鼠ハ、
酸化マグネシウム(MgO)、酸化タングステン(WJ
3’l、酸化チタン(T i 02 )およびヤ化ジル
コニウム(ZrO□)を使用し、表に示した配合比とな
るように各々秤量する。
次KPPtL、た各材料をボールミル中で湿式混合した
後750〜800”Cで予焼を行ない、この粉末をボー
ルぐルで粉砕し、日別、乾燥鏝、有機バインダーを入れ
、贅粒後プレス17、直径15□rx、厚さ約2鶴の円
根會4枚作成した。次に空気中においてsoo 〜1o
oo℃ otm+fLで1時tuna結した。
焼結した円板の上下面に鈑−a懐を600’Cで焼付け
、デジタルIJCルメーターで周波数I KHz、 4
圧” r m、a m度20 ℃で容献と、ll ’K
 ’j4失を測定し、fIs電率を算出した。次に軸絶
縁抵抗計で5゜Vの磁圧t−1分間印加して絶線抵抗を
温度20℃で測定し、比抵抗を算出した。温度特性は、
室温20℃を基準として、−30’C1+85℃での各
皺変化率を求めた。4個の試料の平均値をとり、その値
をもって、各配合比の代表1直とした。このようにして
得られた磁器組成物の配合比と誘電率、訪′鑞損失、温
度特性および銹’mA(lと比抵抗げ)の績KJE空の
誘電率(ε0)を乗じた値(ε。εf)の関係を次表に
示す。
i)試料番号に*印會Ftシたちのは本発明にぎまれな
い。
−11− 明の謹囲内のものは、訪′亀率が1420〜5300と
品く、その偏度変化率が一り0℃〜80゛Cで一20為
以内と小さく、誘(損失が5九以下と小さく、J5亀率
と比抵抗の槓に真空の誘嶋率を木じた114が1500
μF−M(1以上の埴をボし〕λ格迫(500μF−M
i2)  より十分大きく実用性の慮めて尚い66組成
物であることがわかる。こうしたjれた特性を示す本発
明の磁器組成物は9゛h7h7清温 000℃以Fの低
1品であるため、4*j曽コンテンサの内部11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浸れた効果も生じる。
なお、本発明の組成物を(Pb(Mg4W4)(J3)
x(PbTiU3)y(PbZr03)zと表わしたと
きに(ただし、x+y+z=1.OO)  と表わした
ときに、その組成は三元国における点 2:(x=0.585  、Y=0.065  、z=
035)7: (x =0.7425 、 y==0.
2475 、z=0.01 )18:(x−=0.F+
435.y=0.3465.z=0.(11125:(
x=0.495 、y二0.4(15、z”0.10)
12:(x=0.3375.y=0.1125.z−(
)、55)ケ姑ぶ耐上およびこの市に囲まれる組成範囲
に限定される。応2.7と結ぶ−の外側ではキーリ一点
が室温よゆ低l晶jllllに大きくずれるため温ば物
件が悪くなり′実用的でない。、「尽7、t8f結ぶ−
の外側では温度特性の改善効果が小さ・く、点18.2
5ケ結ぶ紐・の外側では、輻εfが小さくなり、しかも
キュリ一点が室温より高@illに太きくずれるため、
fM川“特注が咋〈なり実用的でない。点25.12.
2ヶ結ぶ線の外側ではキュリー意力式室温より高温側に
太きくずれるため温lW特性が慈くなり実用的でない。
なし、図に本発明の三成分組成範囲と実施例の組成を示
す。図中の番号は表に承した試料番号に対応している。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の組11に、範囲と実施例の組成を示す図で
ある・ %ZiOa

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ′グネ′つ4す7″テy#l−鉛〔1°(Mg+V♀0
    3〕、チタン酸鉛(PbTi03)およびジルコン酸鉛
    (、PbZr03)からなる三成分組成物であり、この
    組成物v (po(Mg4W4)03〕x(PbTi0
    3〕y(PbZr03)zと表わしたときに(ただし、
    x + y + z =1.00)、三元図における点 (x=0.585  、y=0.065  、z二03
    5)(x=0.7425 、y=0.2475 、 z
     =0.01 )(x=0.6435 、y =0.3
    465 、 z=0.01 )(x =0.495 .
    7 =0.405  、z =0.10)(x=0.3
    375ay=0.1125.z=0.55)を結ぶ線上
    、およびこの5点に囲まれる組成範囲にあることを特徴
    とする磁器組成物。
JP56157319A 1981-10-02 1981-10-02 磁器組成物 Granted JPS5860671A (ja)

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JPH0247423B2 JPH0247423B2 (ja) 1990-10-19

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861350A (en) * 1996-06-17 1999-01-19 Nec Corporation Dielectric ceramic composition

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5861350A (en) * 1996-06-17 1999-01-19 Nec Corporation Dielectric ceramic composition

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