JPS597664B2 - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents
高誘電率磁器組成物Info
- Publication number
- JPS597664B2 JPS597664B2 JP53135859A JP13585978A JPS597664B2 JP S597664 B2 JPS597664 B2 JP S597664B2 JP 53135859 A JP53135859 A JP 53135859A JP 13585978 A JP13585978 A JP 13585978A JP S597664 B2 JPS597664 B2 JP S597664B2
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- Japan
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- dielectric constant
- composition
- temperature
- sintered
- high dielectric
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は鉄タングステン酸鉛
Ｐｂ（Ｆｅ２／３ｗ１／３）０３と、チタン酸鉛ＰｂＴ
ｉ０３の二成分からなる高誘電率磁器組成物に関する。
ｉ０３の二成分からなる高誘電率磁器組成物に関する。
従来高誘電率材料の主成分として用いられているチタン
酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）は、１３００〜１４００℃
の温度で焼結し、それにより得られる磁器は常温で１５
００） １２０℃のキュリー点で１００００の比誘電率
を有する。
酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）は、１３００〜１４００℃
の温度で焼結し、それにより得られる磁器は常温で１５
００） １２０℃のキュリー点で１００００の比誘電率
を有する。
常温におけるＢａＴｉ０３の比誘電率をさらに高めるた
めに、磁器を構成する結晶粒を粒径１μｍ程度に微粒化
する方法や、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）
、錫酸カルシウム（ＣａＳｎ００）、錫酸バリウム（Ｂ
ａＳｎＯ３）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）な
どを添加して、ＢａＴｉ０３のキュリー点を常温に低下
させる方法が用いられている。しかしこれらチタン酸バ
リウム系組成物は上記した如く、焼結温度が１３００〜
１４００℃と高いので、特に積層コンデンサを形成する
場合には、この焼結温度に適した高価な白金またはパラ
ジウム等を主成分とする金属を内部電極に用いなければ
ならない。それ故低温、特に１０００℃以下の温度で焼
結させることができ、しかもなお高誘電率を生ずる磁器
組成物は、特に積層コンデンサを形成する場合、低価格
の銀系の金属を内部電極に用いることが可能であり、し
かもより安価な焼成炉を使用できるとともに熱エネルギ
ーを節約し得るので非常に有用である。本発明の目的は
１０００℃以下の低温で焼結し、かつ高い誘電率を有す
る磁器組成物を提供するにある。
めに、磁器を構成する結晶粒を粒径１μｍ程度に微粒化
する方法や、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）
、錫酸カルシウム（ＣａＳｎ００）、錫酸バリウム（Ｂ
ａＳｎＯ３）、ジルコン酸バリウム（ＢａＺｒＯ３）な
どを添加して、ＢａＴｉ０３のキュリー点を常温に低下
させる方法が用いられている。しかしこれらチタン酸バ
リウム系組成物は上記した如く、焼結温度が１３００〜
１４００℃と高いので、特に積層コンデンサを形成する
場合には、この焼結温度に適した高価な白金またはパラ
ジウム等を主成分とする金属を内部電極に用いなければ
ならない。それ故低温、特に１０００℃以下の温度で焼
結させることができ、しかもなお高誘電率を生ずる磁器
組成物は、特に積層コンデンサを形成する場合、低価格
の銀系の金属を内部電極に用いることが可能であり、し
かもより安価な焼成炉を使用できるとともに熱エネルギ
ーを節約し得るので非常に有用である。本発明の目的は
１０００℃以下の低温で焼結し、かつ高い誘電率を有す
る磁器組成物を提供するにある。
これまでに１０００℃以下の低温で焼結する強誘電体と
して、鉛を含んだ複合ペロブスカイト型酸化物が報告さ
れている。
して、鉛を含んだ複合ペロブスカイト型酸化物が報告さ
れている。
例えばＡ．．ＡｇｒａｎＯＶＳｋａｙａＣＡｋａｄ．Ｎ
ａｕｋ．、Ｐｈ３，８．ＳＯｒｉｅ．、１９６０，．ｐ
ｐ１２７１〜１２７７〕によると、極めて低温で焼結す
るものにＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）０３があるｏ他方
Ｖ．Ａ．ＢＯｋＯｖ等〔ＳＯｖｉｅｔＰｈｙｓ．ＪＥＴ
Ｐ、１９６２、ＶＯｌ．ｌ５、Ｐｐ４４７〜４４９〕に
よるとＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ１／３）０３は一９５℃にキ
ユリ一点を有し、キユリ一点における比誘電率が８７０
０である。
ａｕｋ．、Ｐｈ３，８．ＳＯｒｉｅ．、１９６０，．ｐ
ｐ１２７１〜１２７７〕によると、極めて低温で焼結す
るものにＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）０３があるｏ他方
Ｖ．Ａ．ＢＯｋＯｖ等〔ＳＯｖｉｅｔＰｈｙｓ．ＪＥＴ
Ｐ、１９６２、ＶＯｌ．ｌ５、Ｐｐ４４７〜４４９〕に
よるとＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ１／３）０３は一９５℃にキ
ユリ一点を有し、キユリ一点における比誘電率が８７０
０である。
本発明はこの組成物に着目し、その焼結性を実験検討し
た所９５０℃の焼成では熔融したが、９００℃以下の焼
成で充分緻密な焼結体が得られた。
た所９５０℃の焼成では熔融したが、９００℃以下の焼
成で充分緻密な焼結体が得られた。
この事実に加えＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）０３が上記
のように、−９５℃にキユリ一点を有することにも着目
し、Ｐｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）０３に第２の組成物を
固溶させることにより、キユリ一点を常温近くに移動さ
せ、常温における誘電率を増大させることを実験により
検討した。
のように、−９５℃にキユリ一点を有することにも着目
し、Ｐｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）０３に第２の組成物を
固溶させることにより、キユリ一点を常温近くに移動さ
せ、常温における誘電率を増大させることを実験により
検討した。
その結果第２の組成物としてチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３
）を加えることにより、本発明の目的を実現し得ること
がわかつた。すなわち本発明の磁器組成物は Ｐｂ（Ｆｅ２／３ｗ１／３）０３およびＰｂＴｉＯ３の
二成分からなり、それをＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）１
−ＸＴｉｘＯ３と表わした時ｘがＯ＜ｘ≦０．６５の範
１囲にある組成である。
）を加えることにより、本発明の目的を実現し得ること
がわかつた。すなわち本発明の磁器組成物は Ｐｂ（Ｆｅ２／３ｗ１／３）０３およびＰｂＴｉＯ３の
二成分からなり、それをＰｂ（Ｆｅ２／３Ｗ，／３）１
−ＸＴｉｘＯ３と表わした時ｘがＯ＜ｘ≦０．６５の範
１囲にある組成である。
この組成物は１０００℃以下の温度で焼結させることが
でき、それによつて得られる焼結体は常温で２０００以
上の比誘電率を有する。特にＯ＜ｘ≦０．４の範囲の組
成物は９００℃以下の温度で焼結させることができ、そ
れによつて得られる焼結体は常温で２０００以上の比誘
電率を有する。最も好ましい組成物は、０．０５≦Ｘ≦
０．３５の範囲の組成物で９００℃、１０分間という低
温度短時間の焼成で焼結させることができ、それによつ
て得られる焼結体は常温で４８００〜・１１０００の比
誘電率を有する。本発明の高誘電率磁器組成物は、鉛、
鉄、タングステンおよびチタンの酸化物またはその前駆
体、例えば炭酸塩、水酸化物、塩化物、硝酸塩その他か
ら製造することができる。
でき、それによつて得られる焼結体は常温で２０００以
上の比誘電率を有する。特にＯ＜ｘ≦０．４の範囲の組
成物は９００℃以下の温度で焼結させることができ、そ
れによつて得られる焼結体は常温で２０００以上の比誘
電率を有する。最も好ましい組成物は、０．０５≦Ｘ≦
０．３５の範囲の組成物で９００℃、１０分間という低
温度短時間の焼成で焼結させることができ、それによつ
て得られる焼結体は常温で４８００〜・１１０００の比
誘電率を有する。本発明の高誘電率磁器組成物は、鉛、
鉄、タングステンおよびチタンの酸化物またはその前駆
体、例えば炭酸塩、水酸化物、塩化物、硝酸塩その他か
ら製造することができる。
すなわち酸化物またはその前駆体を通常の混合法（例え
ば乳鉢と乳棒、ボールミル等）により充分混合し、これ
を６５０〜９００℃の温度で空気中で仮焼して製造する
。９００℃よりさらに高温での仮焼は、この組成物を過
剰に焼結させる傾向があるとともに、酸化鉛の早期の蒸
発を生ぜしめ得るので好ましくない。
ば乳鉢と乳棒、ボールミル等）により充分混合し、これ
を６５０〜９００℃の温度で空気中で仮焼して製造する
。９００℃よりさらに高温での仮焼は、この組成物を過
剰に焼結させる傾向があるとともに、酸化鉛の早期の蒸
発を生ぜしめ得るので好ましくない。
また、６５０℃より低温での焼成では仮焼が充分でない
。仮焼の焼成時間は使用されている出発原料、出発物質
の割合、仮焼温度その他に依存する。より低い温度では
より長い時間仮焼が通常行なわれる。通常の仮焼の焼成
時間は０．５〜８時間である。仮焼に続いて仮焼生成物
をらいかい機で粉砕し、所望の粒径をもつた粉末を得る
ことができる。
。仮焼の焼成時間は使用されている出発原料、出発物質
の割合、仮焼温度その他に依存する。より低い温度では
より長い時間仮焼が通常行なわれる。通常の仮焼の焼成
時間は０．５〜８時間である。仮焼に続いて仮焼生成物
をらいかい機で粉砕し、所望の粒径をもつた粉末を得る
ことができる。
通常仮焼生成物は粉砕により、すべての粒子がその最大
粒径において２０！Ｔｍ以下とならしめる。このように
して粉砕した仮焼粉末を、通常のプレス技術によりデイ
スクとし焼成して焼結させる。それにより得られた焼結
体に、例えば銀電極ペーストを使用して電極を形成しデ
イスクコンデンサを製造することができる。また本発明
の磁器組成物は積層コンデンサ、厚膜コンデンサの誘導
体として適用できる。
粒径において２０！Ｔｍ以下とならしめる。このように
して粉砕した仮焼粉末を、通常のプレス技術によりデイ
スクとし焼成して焼結させる。それにより得られた焼結
体に、例えば銀電極ペーストを使用して電極を形成しデ
イスクコンデンサを製造することができる。また本発明
の磁器組成物は積層コンデンサ、厚膜コンデンサの誘導
体として適用できる。
本発明の磁器組成物を用いて積層コンデンサ、厚膜コン
デンサを製造すれば１０００℃以下で焼結できるため、
内部電極に低価格の銀系金属を用いることができ非常に
有用である。次に、厚膜コンデンサの製造法を述べる。
先ずアルミナ、フオルステライト等の磁器基板上に、下
部電極物質、本発明の磁器組成物、上部電極物質の順序
に所望の形状でスクリーン印刷し、しかる後焼成して厚
膜コンデンサを形成する。本発明の磁器組成物をスクリ
ーン印刷に適したペーストとするには、本組成物を不活
性ビヒクルに分散混合させる。ビヒクルに対する磁器組
成物の割合は、ペーストが適用される方法および用いら
れるビヒクルの種類によつて異なる。通常磁器組成物６
０〜９０重量％、ビヒクル１０〜４０重量％がペースト
を作成するのに用いられる。ビヒクルには通常磁器組成
物に対し不活性であるような液体が用いられる。例えば
ビヒクルにはαあるいはβ−テルピネオール、トリデカ
ノール等の有機溶剤にエチルセルロース、メチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール等の有機ポリマーを溶解し
て適度の粘性を生ぜしめた液体が用いられる。上記した
ように本発明の磁器組成物は１０００℃以下の低い温度
で焼結でき、とりわけ０．０５≦ｘ≦０．３５の範囲の
組成物は９００℃、１０分間の焼成（これは通常の厚膜
の焼成条件に相当する）で焼結し、かつ高誘電率を有す
るので大容量厚膜コンデンサの材料としても非常に有用
である。
デンサを製造すれば１０００℃以下で焼結できるため、
内部電極に低価格の銀系金属を用いることができ非常に
有用である。次に、厚膜コンデンサの製造法を述べる。
先ずアルミナ、フオルステライト等の磁器基板上に、下
部電極物質、本発明の磁器組成物、上部電極物質の順序
に所望の形状でスクリーン印刷し、しかる後焼成して厚
膜コンデンサを形成する。本発明の磁器組成物をスクリ
ーン印刷に適したペーストとするには、本組成物を不活
性ビヒクルに分散混合させる。ビヒクルに対する磁器組
成物の割合は、ペーストが適用される方法および用いら
れるビヒクルの種類によつて異なる。通常磁器組成物６
０〜９０重量％、ビヒクル１０〜４０重量％がペースト
を作成するのに用いられる。ビヒクルには通常磁器組成
物に対し不活性であるような液体が用いられる。例えば
ビヒクルにはαあるいはβ−テルピネオール、トリデカ
ノール等の有機溶剤にエチルセルロース、メチルセルロ
ース、ポリビニルアルコール等の有機ポリマーを溶解し
て適度の粘性を生ぜしめた液体が用いられる。上記した
ように本発明の磁器組成物は１０００℃以下の低い温度
で焼結でき、とりわけ０．０５≦ｘ≦０．３５の範囲の
組成物は９００℃、１０分間の焼成（これは通常の厚膜
の焼成条件に相当する）で焼結し、かつ高誘電率を有す
るので大容量厚膜コンデンサの材料としても非常に有用
である。
以下本発明を実施例にて詳細に説明する。原料酸化物と
して、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、
酸化タングステン（ＷＯ３）および酸化チタン（ＴｉＯ
２）を表に示した組成に全体が約５０ｆになるように秤
量し、これらをそれぞれ約３０ｍ１の蒸留水とともにメ
ノ一製ポツトと玉石からなる遊星型ボールミルに入れて
混合した。
して、酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化第二鉄（Ｆｅ２Ｏ３）、
酸化タングステン（ＷＯ３）および酸化チタン（ＴｉＯ
２）を表に示した組成に全体が約５０ｆになるように秤
量し、これらをそれぞれ約３０ｍ１の蒸留水とともにメ
ノ一製ポツトと玉石からなる遊星型ボールミルに入れて
混合した。
それにより得られた混合物を白金るつぼに入れ６５０〜
８５０℃の温度で１〜２時間仮焼した。この仮焼粉末を
メノ一乳鉢と乳棒からなるらいかい機で３０分間粉砕し
た後、この粉末２０ｙに対し約１ｍ１の３％ＰＶＡ溶液
をバインダーとして加え、約０．８ｔ０ｎ／Ｃｒ！ｉの
圧力で直径約１５１ｔｍ、厚さ約１７Ｆ！Ｉの円板に成
型し、これを９００〜１０００℃の温度で１０分〜２時
間焼成して焼結体を得た。得られた焼結体には導電性銀
ペーストを塗布して電極を形成し、電気的諸特性の測定
試料とした。容量およびＴａｎδは周波数１ＫＨｚ、温
度２５℃でＬＣＲメーターを用いて測定し、比誘電率ε
を次式により算出した。式中Ｃ：容量（ＰＦ）、Ｓ：電
極面積（Ｃｄ）およびｄ：誘電体の厚さ（Ｃ！ＲＬ）で
ある。
８５０℃の温度で１〜２時間仮焼した。この仮焼粉末を
メノ一乳鉢と乳棒からなるらいかい機で３０分間粉砕し
た後、この粉末２０ｙに対し約１ｍ１の３％ＰＶＡ溶液
をバインダーとして加え、約０．８ｔ０ｎ／Ｃｒ！ｉの
圧力で直径約１５１ｔｍ、厚さ約１７Ｆ！Ｉの円板に成
型し、これを９００〜１０００℃の温度で１０分〜２時
間焼成して焼結体を得た。得られた焼結体には導電性銀
ペーストを塗布して電極を形成し、電気的諸特性の測定
試料とした。容量およびＴａｎδは周波数１ＫＨｚ、温
度２５℃でＬＣＲメーターを用いて測定し、比誘電率ε
を次式により算出した。式中Ｃ：容量（ＰＦ）、Ｓ：電
極面積（Ｃｄ）およびｄ：誘電体の厚さ（Ｃ！ＲＬ）で
ある。
他方上記の焼成によつて得られた焼結体の空気中での重
量ｗ※ミ（ｆ）と蒸留水等の液体中における重量ｗ′（
ｔ）とを化学天秤で測定し、次式により焼結体の密度を
算出した。式中ρ。
量ｗ※ミ（ｆ）と蒸留水等の液体中における重量ｗ′（
ｔ）とを化学天秤で測定し、次式により焼結体の密度を
算出した。式中ρ。
（ｆ／Ｃ７ｒＬ）は用いた液体の密度である。このよう
にして得られた磁器組成物の諸特性の測定結果を別表に
示す。別表から明らかなように、本発明の磁器組成物は
１０００℃以下の温度で焼結してもその焼結体は常温で
２０００以上の比誘電率を有する。特にＯ＜ｘ≦０．４
の範囲の組成物は９００℃以下の温度で焼成しても、常
温で２０００以上の比誘電率を有する焼結体が得られる
。最も好ましい組成物は０．０５≦ｘ≦０．３５の範囲
の組成物で、９００℃１０分間という低温度、短時間の
焼成で焼結し、その焼結体は常温で４８００〜１１００
０の比誘電率を有する。ｘが０．６５を超える組成物は
１０００℃以下の焼成で、２０００以上の比誘電率を有
さないので本発明の範囲外であるが、磁器組成物として
コンデンサに適用し得ないものではない。以上述べたご
とく本発明の磁器組成物は１０００゜Ｃ以下の低温で焼
結し、かつ焼結体は常温で２０００以上の高誘電率を生
ずるので、通常のデイスクコンデンサのみならず、特に
大容量積層コンデンサ用材料および大容量厚膜コンデン
サ用材料に適し、しかもより安価な焼成炉の使用を可能
とし、かつ熱エネルギーを節約し得る非常に優れた組成
物である。
にして得られた磁器組成物の諸特性の測定結果を別表に
示す。別表から明らかなように、本発明の磁器組成物は
１０００℃以下の温度で焼結してもその焼結体は常温で
２０００以上の比誘電率を有する。特にＯ＜ｘ≦０．４
の範囲の組成物は９００℃以下の温度で焼成しても、常
温で２０００以上の比誘電率を有する焼結体が得られる
。最も好ましい組成物は０．０５≦ｘ≦０．３５の範囲
の組成物で、９００℃１０分間という低温度、短時間の
焼成で焼結し、その焼結体は常温で４８００〜１１００
０の比誘電率を有する。ｘが０．６５を超える組成物は
１０００℃以下の焼成で、２０００以上の比誘電率を有
さないので本発明の範囲外であるが、磁器組成物として
コンデンサに適用し得ないものではない。以上述べたご
とく本発明の磁器組成物は１０００゜Ｃ以下の低温で焼
結し、かつ焼結体は常温で２０００以上の高誘電率を生
ずるので、通常のデイスクコンデンサのみならず、特に
大容量積層コンデンサ用材料および大容量厚膜コンデン
サ用材料に適し、しかもより安価な焼成炉の使用を可能
とし、かつ熱エネルギーを節約し得る非常に優れた組成
物である。
Claims (1)
- １ 鉄タングステン酸鉛Ｐｂ（Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１
＿／＿３）Ｏ＿３と、チタン酸鉛ＰｂＴｉＯ＿３とから
なる二成分組成物をＰｂ（Ｆｅ＿２＿／＿３Ｗ＿１＿／
＿３）＿１＿−＿ｘＴｉ＿ｘＯ＿３と表わしたときに、
ｘが０＜ｘ≦０．６５の範囲にあ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 |
|---|---|---|---|
| JP53135859A JPS597664B2 (ja) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53135859A JPS597664B2 (ja) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5562844A JPS5562844A (en) | 1980-05-12 |
| JPS597664B2 true JPS597664B2 (ja) | 1984-02-20 |
Family
ID=15161429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53135859A Expired JPS597664B2 (ja) | 1978-11-06 | 1978-11-06 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS597664B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642762U (ja) * | 1987-06-24 | 1989-01-10 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5633671A (en) * | 1979-08-27 | 1981-04-04 | Hitachi Metals Ltd | Copying method |
-
1978
- 1978-11-06 JP JP53135859A patent/JPS597664B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS642762U (ja) * | 1987-06-24 | 1989-01-10 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5562844A (en) | 1980-05-12 |
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