JPS60119010A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPS60119010A
JPS60119010A JP58225566A JP22556683A JPS60119010A JP S60119010 A JPS60119010 A JP S60119010A JP 58225566 A JP58225566 A JP 58225566A JP 22556683 A JP22556683 A JP 22556683A JP S60119010 A JPS60119010 A JP S60119010A
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弘志 中村
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Taiyo Yuden 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】 技術分野 本発明は、誘電体磁器組成物、物に関し、更に硅矧1に
は、積層型磁器コンデンサの誘電体として好適な誘電体
磁器組成物に関する。
従来技術 従来、積層磁器コンデンサを製造する際には、誘電体生
シート(グリーンジートノに白金、パラジウム等の貴金
檎の導電性ペーストを印刷し、これを複数枚積み重ねて
圧着し、1300℃以上の酸化性雰囲気中で高温焼成し
た。上述の如(、貴金檎を使用丁れば、酸化性雰囲気中
で高温焼成しても目的とする内部電極を得ることが出来
る。しかし、白金、パラジウム等の貴金属は高価である
ため、必然的に積層磁器コンデンサがコスト高になった
。この問題を解決するために、本件出願人は%特願昭5
7−200103号によって非酸化雰囲気、1100〜
1200℃で焼結させることが可能な誘電体磁器組成物
乞提案した。しかし、この磁器組成物を誘電体とする磁
器コンデンサにおいて、静電容量の温度変化率をJIS
規格で規定されている一25℃〜+85℃で土10<の
軛曲に保証することは出来なかつTこ。
発明の目的 そこで、本発明の目的は、1200℃以下で焼結させる
ことが出来且つ静電容量の温度変化率を110%の範囲
にすることが出来る誘電体磁器組成物を提供することに
ある。
発明の構成 上記目的を達成するための本発明は、Bad−xMxo
l T’(h (但し、M&lJg 、 Zn 、 S
r、及び(’aの少なくとも1種の金網、kは1.0〜
1.04の範囲の数値、Xは0.02〜0.05の範囲
の数値]から成る100重量部の基本成分と、25〜9
0モル%のB 叩Osと10〜75モル%のs iot
とから成る0、2〜10.0重i部の添力0成分との混
合物質を焼成して成る誘電体磁器組成物に係わるもので
ある。なお、上記基本成分を示す組成式において、k 
−x 。
X%には、勿論それぞれの元素の原子数を示す。
発明の作用効果 上記発明によれば次の作用効果が得られる。
(イ) この誘電体磁器組成物は1200℃以下且つ非
酸化性雰囲気で焼結用能であるので、ニッケル等の卑金
属を内部電極として有する積層磁器コンデンサを提供す
ることが出来る。
(ロ)比誘電率εSが2000以上、誘電体損失tan
 lが2.5%以下、抵抗率ρがlX10’MΩ。
cm以上であり且つ静電容量の温度変化率が一25℃〜
+85℃でま10%の範囲に収まる誘電体磁器組成物乞
提供することが出来る。
(ハ) 1200℃以下で焼成可能であるので、焼成時
のエネルギ消費量を低減させることが出来る。
実施例 次に、本発明の実施例及び比較例について述べる。
第1表の試料A1のに−x=1.02、Mgs’1ns
Sr 、 (:’aがそれぞれ0.005.x=0.0
2.に=1.04に従って決定される組成式Bax、o
t Ma、o* 0+、64 Tl0t史に評細には、
Ba+、B Mgo、ooa znO,o01! sr
O,0G!1 Cao、o。
Or、。、 Tlozから成る基本成分7得るために、
純度99.0 <以上のBaCO5%NgOs ZnO
s 5rCO,、(NaC(Ja、及びTio2792
6.39g、0.94g、1.88g、3.40g、2
−32g、368.44gそれぞれ秤量し、これ等の原
料を15時時間式混合した。なお、上記原料の割合乞不
純物を目方に入れないでモル部で示すと、BaCOH1
,02モ#部、MgOO,005モル部、zno o、
o 05モル部、5rCOB 0.005+ル部、Ca
CO5O−005モル部、Ti1t 1.0モル部とな
る。次に、上記原料混合物を150℃で4時間乾燥後、
粉砕して約1200℃、2時間大気中で仮焼し、上記組
成式の基本成分の粉末7得た。
一方、第1表の試料&1の添加成分を得るため1 に、
BTUs 63−48 g (60モル%ノと510x
 36−52ff g(40モル%ノとを秤量し、この
混合物にアルコール’r: 300 cc加え、ポリエ
チレンポットにてアルミナボールを用いて10時間攪拌
した後、人気中1000℃で2時間仮焼成し、これを3
00ccの水と共にアルミナポットに入れ、アルミナボ
ールで15時間粉砕し、しかる後、150℃で4時間乾
燥させてB x Osが60モル%、S’02が40モ
ル%の組成の添加成分の粉床7得た。
次に、上記成分の粉末1000gに対して上記添加成分
の粉末10g(1重量鳴りン加え、更に、、アクリル酸
エステルポリマー、グリセリン、f!合リン酸塩の水溶
液から成る有機バインダを基本成分と添加成分との合計
l量に対して15重量%添加し、更に、50重量呪の水
を加え、これ等乞ボールミルに入れて粉砕及び混合して
磁器原料のスラリーを作製した。
次に、上記スラリーを真空脱泡機に入れて脱泡し、この
スラリー7リバースロールコーターに入れ、ここから得
られる薄膜成形?!Iを長尺なポリエステルフィルム上
に連続して受け取ると共に、同フィルム上でこれを10
0℃に加熱して乾燥させ、厚さ約25μの未焼結磁器シ
ートZ得た。このシートは、長尺なものであるが、これ
’x I O0m角の正方形に裁断して使用する。
一方、内部軍極用の導電ペーストは1粒径平均115μ
のニッケル粉末10gと、エチルセルローズ0.9gを
ブチルカルピトール9.1gに溶解させたものとを撹拌
機に入れ、10時間攪拌Tることにより得た。との導電
ペーストを長さ14mm。
幅7mmのパターンを501固程有するスクリーンを介
して上記未焼結磁器シートの片面に印刷し1こ後、これ
を乾燥させた。
次に、上記印刷面を上にして未焼結磁器シートを2枚積
層し1こ。この際、隣接する上下のシートにおいて、そ
の印刷面がパターンの長手方向に約半分程ずれるよプに
配置した。更に、この積層物の上下両面にそれぞれ4枚
ずつ厚さ60μの未焼結磁器シート乞積層した。次いで
、この積層物を約50℃の温度で厚さ方向に約40トン
の圧力7加えて圧着させた。しかる後、この積層物乞格
子状に裁断し、約100個の積層チップ2得た。
次に、この積層体を雰囲気焼成が可能な炉に入れ、人気
雰囲気中で100℃/hの速度で600℃まで昇温し又
、有機バインダを燃焼させ1こ。しかる後、炉の雰囲気
を人気からl4z2体積%+N298体績%の雰囲気に
変え1こ。そして、炉を上述の如き還元性雰囲気とした
状態を保って、積層体加熱温度ケ600℃から焼結温度
の1140”Cまで100℃/bの速度で昇温して3時
間保持した後、100℃/hの速度で600℃まで降温
し、雰囲気火人気雰囲気におきかえて、600℃を30
分間珠持して酸化処理を行い、その後、室mまで冷却し
て積層焼結体チップを炸裂した。
次に、電極が露出てる焼結体チップの側面に亜鉛とガラ
ス7リツトとビヒクルとから成る導電性ペーストラ塗布
して乾燥し、これ7大気中で550℃の温度で15分間
焼付け、亜鉛電極層ヶ形成し、更にこの上に銅ン無電解
メッキで被着させて、更にこの上に電気メツキ法でpb
 −3n半田層乞設は又、一対の外部電極を形成した。
これにより、第1図に示す如く、誘電体磁器層(1)、
(2)、(3)と、内部電極(4)、(5)と、外部電
極(6)、(力から成る積層磁器コンデンサ(10)が
得られ1こ。なお、このコンデンサ(10)の誘電体磁
器層(2)の厚さは0.02 mm 、内部電極(4)
、(5)の対向面積は、5mmX5 mm = 25 
mm’である。また、焼結後の磁器層(1)+2)(3
3の組成は、焼結前の基本成分と添加成分との混合組成
と実質的に同じであり、複合プロブスカイト型構造の基
本成分(Ba+、ot Mgo、oow Zno、oo
iSra、oow cao、olllI 01.04 
T10*〕の結晶粒子間にBz 0s60モル幅とst
ow 40モル%とから成る添加成分がほぼ均一に分布
したものであると考えられる。
次に、10(lidのコンデンサα0)の電気特性ya
1′測定し、その平均値をめたところ、第2表に示す如
(、比誘電率ε、が3080、tan IIが1.5鴫
、抵抗率ρが4.2 X 10’′MΩ’Cm%+20
°COり静電容量ケ基皐にしtこ一25℃及び+85℃
の静電容量の変化率△C−□、ΔC+8.が−9,1、
+ 4.8であった。ま7.:、JIS規格に基づく静
電容量の温度特性を一25℃〜+85℃の範囲で測定し
たところ、第2図の特性曲線となり、±10幅の範囲に
収まった。
なお、電気的特性は次の要領で測定した。
(AI 比誘電率ε8は、温度20℃、周波数1 kH
z。
電圧[実効値) O,S Vの条件で静電容量をm++
定し、この測定値と電極(4) (5Jの対向面積25
 mm”と電極(41(5J間の磁器層(2)の厚さ0
−02 mmから計算でめた。
[F]1 誘電体損失jan (%ンは比誘電率と同一
条件で測定した。
(0抵抗率ρ(■Ω・cm)は、温度20℃に訃いてD
C50Vを1分間叩加した後に電極(6)(力量の抵抗
値を測定し、この測定値と寸法とに基づいて計算でめた
(D 静電容量の温度特性は、恒温槽の中に試料を入れ
、−25℃、0℃、+20℃、+40℃、+60℃、+
85℃の各温度において、周波数1kHz 、電Ff:
、[実効値] 0.5 Vの条件で静電容量を測定し、
20℃の時の静電容量に対する各温度における変化率を
めることによって得た。
以上、試料AIの作表方法及びその%性について述べた
が、試料点2〜28についても、基本成分及び添加成分
の組成、これ等の割合、及び非酸化性雰囲気での焼成幅
度を第1表及び第2表に示すよ5に変えた他は、試料J
A 1と全く同一の方法で積層磁器コンデンサを作製し
、同一方法で電気的特性を測定した。
第1表は、それぞれの試料の基本成分(Bak−8Mx
 OkT’Ox)と添加成分との組J3Xを示し、第2
表は、それぞれの試料の非酸化性雰囲気での焼結のため
の焼成温度、及び電気的%性を示す。なお、第1表の基
本成分の桟のに−x、x、には組成式の各元素の原子数
、即ちTlの原子数を1とした場合の各元素の原子数の
割合を示す。Xの欄のMg、Zns Sr b Caは
、一般式のMの内容を示し、これ等の欄にはこれ等の原
子数が示され、合計の欄に、これ等の合計値(X値)が
示されている。添加成分の添加量は基本成分100重量
部(−足りに対する重量部で示されている。第2表に詮
いて、静電容量の温度特性は、−25℃と+857ih
の静電容量変化率△C−(%ンと△C+8.”%〕で示
されて■ いる。
第1表及び第2表から明らかな如く、本発明に従う試料
では、非酸化性雰囲気、1200℃以下の焼成で、比誘
電率ε8が2000以上、誘電体損失tan aが2.
5%以下、抵抗率pがlX10’MΩ・cm以上、静1
a、@倉の温度変化率ΔCが土10%の範囲となり、所
望%性のコンデンサが得られろ。
一方、試料A五3.7.8.12.18.19.24.
27では本発明の目的を達成することが出来ない。
従って、これ等は範四外のものである。
第2図には試料Ah、 1の静電容量の温度特性のみが
示され、その他の試料の温度特性が示されず、且つ第2
表にはΔC−,と△C+l15のみが示されているが、
その他の本発明の範囲に属1−る試料の一25℃〜+8
5℃の範囲の静電容量の変化率ΔCも、±10%の範囲
に収凍っている。
次に、組成の限定理由について述べる。
添加成分の添加量が零の場合には、試料A 12から明
らかな如く、焼成温度が1250℃であつ℃も緻密な焼
結体が得られないが、試料A6に示す如く、添7JD量
が100車量部の基本成分に対して0,2重量部の場合
には、1180℃の焼成で所望の電気的特性を有する焼
結体が得られる。従って、添加成分の下限は0.2重量
部である。一方、試料A19に示す如く、添力Dfi′
が12重量部の場合にはtanδが3.5%となり、所
望特性よりも悪くなるが、試料A5に示す如く、添加量
が10重量部の場合にはrfr望特性ン得ることが出来
る。従って、添′)JD量の上限は10重量部である。
Xの値が、試料A3に示すクロク、0.01の場合には
、△C゛−が止10%外の−12,5%、△C+8゜6 が+14.8%となるが、試料A1に示す如く、Xの値
が帆02の場合には、所望の電気的特性ン得ることが出
来る。従って、Xの値の下限は0.02である。一方、
試料A627に示す如く、Xの値が0.06の場合には
、△C−が−14,5%となるが、2ざ 試料、& 20に示す如(、Xの値が0.05の場合に
は所望の電気的特性を得ることが出来る。従って、Xの
値の上限は0.05である。なお、M成分のMg 。
zn%Sr%(Naは何れもII族の金與であり、はぼ
同様な働きを有するので、選択されTこ3檀以下として
もよい。3棹以下の場合に訃いてもXの1直乞0.02
〜0.05の範囲にすることが梁丈しい。
kの値が、試料点24に示す如く、0.98の場合には
tanδが7.8%、eが1.8 X 10”Mn−c
mとなり、大幅に悪くなるが、試料ん15に示す如(、
kの値が1.00の場合には、所望の電気的特性が得ら
れる。従って、kの値の下限は1.00である。一方、
kの餉、が、試料A8に示す゛如く、1.05の場合に
は緻密な焼結体が得られないが、試料A4に示す如く、
にの値が1.04の場合には所望の電気的特性が得られ
る。従って、kの値の上限は1.04である。
添加成分のByesが、試料JK 7に示す如く、80
モル%の場合には、1250℃でも緻密な焼結体が得ら
れないが、試料A13.14に示す如く、B!Oaが2
5モル%の場合には1180℃、1150℃で所望の電
気的特性が得られる。従って、B2O2の下限は25モ
ル%である。−万、 B2(Jsが、試料ム18に示す
如く、95モル%の場合にはtanljが3.2%と悪
くなるが、試料A15に示す如り、B2O3が90モル
%の場合には所望の電気的特性が得られる。従って、 
BtOsの上限は90モル%である。
なお、S+0*の範囲は必然的に10〜75モル%とな
る。
変形例 以上、本発明の実施例について述べたが、本発明はこれ
に隔別されるものではなく、例えば次の変形例が可能な
ものである。
(al 基本成分の中に、本発明の目的を阻害しない範
囲で微量のMn0t (好東しくは0.05〜0.1重
量鳴ノ等の鉱化剤を添加し、焼結性を向上させてもよい
。また、その1mのvlJ質を必要に応じて添加しても
よい。
fbl 基本成分7得る1こめの出発原料馨、実施例で
示したもの以外の例えば、Baa、 5rO1CaO等
の酸化物又は水酸化物又はその他の化合物としてもよい
。また、添カロ成分の出発原料を酸化物、水酸化物等の
他の化合物としてもよい。
lcl m化温度を600℃以外の焼結温度よりも低い
温度(好ましくは1000℃以下ノとしてもよい。即ち
、ニッケル等の電極と磁器の酸化とを考慮して細々変更
1−ることがi」能である。
(di 非酸化性雰囲気中の焼成温度を、電極材料を考
慮し1種々変えることが出来る。
(6+ 焼結χ中性雰囲気で行ってもよい。
げ) 積層磁器コンデンサ以外の一般的な磁器コンデン
サにも勿論適用可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わる積層型磁器コンデンサ
を示す断面図、第2図は試料&1の磁器コンデンサの静
電容量の温度%性ン示す図である。 (1) (2J (3J・・磁器層、+41 (51・
・・内部電極、(61(7)・・・外部電極。 代 理 人 11 野 則 次 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) Ba1−x ux’okT10t (但し、M
    はMg、Zn。 Srb及びCaの少なくとも1櫓の余積、kは1.0〜
    1.04の範囲の数値、Xは0.02〜0.05の範囲
    の数値)力)ら成る100車停部の基本成分と、25〜
    90モル%のB、0.と10〜75モル%の5i02と
    から成る帆2〜10.0重量部の添加成分との混合物質
    を焼成して成る誘電体磁器組成物。
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