JPS59128706A - 高誘電率磁器組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、チタン酸バリウムを主体とし、高誘電率でか
つ緻密なセラミック構造を有する高誘電率磁器組成物に
関するものである。

（従来例の構成とその問題点） 従来、磁器コンデンサの組成物として、チタン酸バリウ
ムを主体とするものが数多く知られている。チタン酸バ
リウムは周知のように、強誘電性を示す特異な物質で、
高温では立方晶系のにロブスカイト形の構造を有し、１
２０℃以下ではＣ細軸がわずかに伸びて正方晶となシ、
さらに、０℃付近で斜方晶、−８０℃付近で菱面体晶へ
と変化する。上記１２０℃付近の相転移点を特にキュリ
一点というが、このキュリ一点を境にしてそれよシ高温
で常誘電性を示し、低温では強誘電性を示す。そして、
このキュリ一点において誘電率が約１０．０００と極め
て高い値を示す。ここで、チタン酸バリウムだけでは常
温で高誘電率とはなシ得ない。チタン酸バリウムのキュ
リ一点付近の高誘電率を低温側に移動させることにより
、常温付近で適当な静電容量を有する小形のコンデンサ
を実用化することは従来より数多く行なわれている。誘
電率のピーク値の現われる温度を移動させる添加剤はシ
フターと呼ばれ、Ｂａ５ｎＯ５ｒＳｎＯ３ｐ　ＣａＳｎ
Ｏ３゜ｔ ＰｂＳｎ０３ｔ　Ｃｕ５ｎ０３ｙ　Ｚｎ５ｎＯ３，Ｃｄ
ＳｎＯ３等のスズ酸塩、ＢａＺｒＯ３，ＣａＺｒＯ３，
５ｒＺｒ０３等のジルコン酸塩及びＳｒＴｉＯ３，Ｐｂ
ＴｉＯ３のチタン酸塩が一般的に知られ、上記の順にシ
フターとしての効果が大きい。

これらのシフターを用いたチタン酸バリウムは、単板形
リード付タイプの磁器コンデンサに利用されてきた。と
ころで最近、積層チップ化技術が進歩し、３０〜１００
１ｔｍ程度の誘電体シートが容易に得られるようになり
、この薄膜を、電極を挾持する形で幾層にも積層した、
いわゆる積層セラミ　・ツクチップコンデンサが種々の
エレクトロニクス業界に進出してきており、従来の誘電
体磁器組成物をかかる積層薄膜誘電体として利用するこ
とが多くなってきている。しかしながら、従来の単板形
磁器コンデンサでは誘電体の厚みが１００〜１０、ＯＱ
　０μｍと厚いのに対し、積層セラミックチップコンデ
ンサでは１０〜２０μｍと薄いため５〜１０倍以上の電
界強度を受ける。従って、従来の単板形コンデンサに比
較して、より電圧依存性の小さい組成物が要求されてい
る。また、誘電体層が薄くなるに従い、セラミックの構
造的な欠陥が特性に出易くなるので、結晶粒子が均一で
、かつ微細であること空孔が少なく、かつ小さいことが
望まれる。

かかる背景において、発明者らは既に、特願昭５７−１
６８０９号により、高誘電率でかつセラミックの構造欠
陥が少なく、電圧依存性の小さい、高耐圧の高誘電率磁
器組成物を提案している。即ち、ＢａＴｉＯ３１００モ
ル部、Ｃ”０２３　（７±１）モル部及びＴｉ０２７±
１モル部からなる高誘電率磁器組成物である。しかしな
がら、この組成物では絶縁抵抗がやや低いこと及び発色
が鮮明橙赤であシ、積層セラミックチップコンデンサの
パラジウム電極が透けて見えるため品位上の問題があっ
た。

（発明の目的） 本発明は、上記欠点を除去しようとするもので、より高
い絶縁抵抗を有し、同時に、積層セラミックチップコン
デンサのｉ９ラジウム電極が磁器を通して透けて見える
ことのない高誘電率磁器組成物を提供する・もので□あ
る。

（発明の構成） 上記目的を達成するために、特願昭５７−１６８０９号
で提案の高誘電率磁器組成物に、酸化鉄（Ｆｅ２０３）
を微量添加する。この構成により、絶縁抵抗が高くなり
、さらに磁器の発色の明度を下げて積層セラミックチッ
プコンデンサのパラジウム電極が磁器を通して透けて見
えなくなり、品位が向上する。

（実施例の説明） 以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。

まず、チタン酸バリウム（ＢａＴｉ０３）を次のように
合成した。即ち、炭酸バリウム（Ｂ　ａＣＯｓ　）と酸
化チタｙ　（Ｔ　ｉＯ２）を〔Ｂａ〕／〔Ｔｉ〕比が１
．．０００ｆＯ，ＯＯ５の精度で混合し、１１００〜１
１５０℃で仮焼後、これを粉砕しで得た。次に、このＢ
ａＴｉＯ３１００モル部に対してＣｅＯ２３（７±１）
モル部及びＴｌＯ２７±１′モル部を加え、さらに、Ｆ
ｅ２ｏ３を種々の割合で添加して混合した。この混合物
にバインダーを加えて造粒し、角板状に成型して１２５
０〜１３５０℃の範囲で焼成した。

この後、この角板状誘電体に銀電極を形成しコンデンサ
を作製した。

第１図は、上記コンデンサについて、Ｆｅ２Ｏ３の添加
量と電気特性の関係を示したものであシ、との図から明
らかなように、誘電率εはＦｅ２Ｏ３の添加量が・０．
２モル部以上では次第に減少する傾向にある。また誘電
損失角ｔａｎδはＦｅ２ｏ３が０．５モル部以上では大
きくなる傾向がある。さらに縁結抵抗（５） ■・ＲはＦｅ２Ｏ３が増加するに従い漸増する。

次に、上記Ｆｅ２Ｏ３の各種添加量の組成について第２
図に示したような積層セラミックチップコンデンサを試
作した。なお、第２図において、■は誘電体、２は・母
ラジウム電極で、電極間の誘電体厚さは３５μｍ、３は
銀端子電極である。・第３図は、このような積層セラミ
ックチップコンデンサについて、Ｆｅ２Ｏ３の添加量と
電気特性の関係を示したものである。捷だ斜線部はノぐ
ラジウム電極が厚さ３５μｍの誘電体層を通して透けて
見える範囲を示したものである。この図から明らかなよ
うに、角板での電気特性値に比較して、Ｆｅ２０６の添
加量依存性が比較的太きい。Ｆｅ２Ｏ３を０．２モル部
以上添加すると誘電率εは極端に低下するが、０．２モ
ル部以内ではほとんど変化しない。絶縁抵抗■・Ｒは、
０．２モル部において無添加の場合の約５倍の値を示す
。誘電損失角ｔａｎδは、０．３モル部以上で大きくな
る。以上の結果から、Ｆｅ２０６の最適添加量の範囲は
、パラ・ソウム電極が透けて見えない０．０５モル部と
誘電率が急に下降しはじめる直前の０．２（６） モル部との間に制限される。

なお、ダレインサイズは実施例全般にわたシ、平均２〜
３μｍであり、またポアサイズも２〜３μｍ以下であっ
た。

（発明の効果） 以上述べたことから、本発明の組成物は、特願昭５７−
１６８０９号の組成物と同様にダレインが細かく、ボア
が少なくかつ小さい緻密なセラミック構造を有するとと
もに、特願昭５７−１６８０９号の組成物の絶縁抵抗特
性を大幅に改善し、さらに、積層セラミックチップコン
デンサとしてｉ９ラジウム電極が透けて見えるという欠
点を改良するものである。特に、ＥＩＡ規格Ｙ５Ｄ特性
の積層セラミックチップコンデンサ用誘電体組成物とし
て極めて好適であり、本発明の産業的価値は非常に太き
いといえる。

なお、実施例では、チタン酸バリウムを合成してそれを
使用したが、市販のチタン酸バリウムを用いてもかまわ
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の組成物におけるＦ１１１２０５添加
量と角板誘電体の特性を示す図、第２図は、本発明の組
成物を適用した積層セラミックチップコンデンサの断面
図、第３図は、本発明の組成物におけるＦｅ２Ｏ３添加
量と積層セラミックチップコンデンサの特性を示す図で
ある。 １・・・誘電体、２・・・・ぐラジウム電極、３・・・
銀端子電極。 （Ｕ内）　　８４ 第２図 第３図 Ｆｅｚｅ３　Ｌｌし１１）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）　１００モル部、酸
   化セリウム（Ｃｅ　Ｏ３）　３　（７±１）モル部及び
   酸化チタン（Ｔ１０２）　７±１モル部に酸化鉄（Ｆｅ
   ２０３）００５〜０．２モル部を添加してなることを特
   徴とする高誘電率磁器組成物。