JPS6053435B2

JPS6053435B2 - 高誘電率磁器誘電体組成物

Info

Publication number: JPS6053435B2
Application number: JP57061942A
Authority: JP
Inventors: 広明石井
Original assignee: KYORITSU CERAMIC MATERIALS
Current assignee: KYORITSU CERAMIC MATERIALS
Priority date: 1982-04-14
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1985-11-26
Also published as: JPS58178904A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は高誘電率磁器誘電体組成物に係り、特に高い
誘電率を確保しつつ、該誘電率の温度変化率を比較的小
さくした、積層コンデンサ用として好適な磁器誘電体組
成物に関するものである。

従来、平担な誘電率温度特性を有する磁器誘電体とし
ては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ。および酸化ビス
マス（Ｂ１。０３）を主成分とし、これに酸化スズ（Ｓ
ｎＯ０）または酸化チタン（ＴＩＯ０）あるいは酸化ジ
ルコニウム（ＺｒＯ２）を添加したものがあるが、何れ
も−３０℃から＋８５℃の温度範囲において誘電率の温
度変化率を小さく、例えば±４０％以内にしようとする
と、誘電率が低く、例えば４０００以下となり、また誘
電率が４０００以上のものではその誘電率の温度変化率
は上記温度範囲において大きくならざるを得なかつた。

一方、かかる問題を解消する磁器誘電体組成物として
、ＢａＴ１Ｏ。

及びＢｉ。Ｏ。に、Ｎｂ。ｑと、ＣｅＯ。またはレ。０
３とを加え、これによつて小さな誘電率温度変化率で、
しかも高い誘電率を達成しようとする試みが、特公昭５
５−２１４０四公報に明らかにされている。

しカルながら、そのような組成物にあつては、該組成物
中に含まれるＢｉ。ｑが、積層コンデンサを作る場合に
おいて、高い焼成温度が採用されると、蒸発せしめられ
、それによつて電極を傷める問題を生じ、それ故Ｂ１。
Ｏ。の如き成分を含む組成物は、積層コンデンサ用とし
ては不適当なものであつたのである。本発明は、かか
る事情を背景にして為されたものであつて、その目的と
するところは、改善された誘電率温度変化特性を有し、
しかも高誘電率である。

積層コンデンサ用として好適な磁器誘電体を提供するこ
とにある。而して、本発明に係る高誘電率磁器誘電体
組成物は、純度９９％以上の炭酸バリウム（ＢａＣＯ３
）と純度が９９％以上の酸化チタン（ＴＩＯ０）から形
成される高純度のチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）が
９５〜９９％を占め、残部が０．０５〜０．５％の酸化
コバルト（Ｃｏｈ０）と、０．５〜２％の酸化ニオブ（
Ｎｂ、Ｏ０）と、０．５％を越え、２％以下の酸化セリ
ウム（ＣｅＯ、）と、１．５％までの酸化チタン（ＴＩ
Ｏ０）からなるものである（いずれも百分率は重量基準
である）。

かくの如き本発明に従う組成の磁器誘電体組成物によ
れば、高誘電率にして、その温度変化率の小さなものが
得られ、特に−３０℃から＋８０℃の温度範囲内におい
て＋２５℃の誘電率を基準としたとき、その誘電率の温
度変化率が±４０％以内で誘電率を４０００以上に容易
に為し得、さらには６０００以上の誘電率を有するもの
をも容易に得ることができるのである。また、かかる本
発明に従う、焼成して得られる磁器誘電体組成物にあつ
ては、Ｂｉ２Ｏ３，ＰｂＯ等の蒸発成分を含有していな
いために、高温の焼成温度が採用されても電極を傷める
ようなことは全くなく、それ故積層コンデンサ用として
好適に用いられ得るものである。

なお、本発明においては、先ず、高純度のＢａＴｌＯ３
を９５〜９踵量％、好ましくは９６〜９踵量％の割合で
組成物中に配合せしめる必要があり、その配合割合が多
過ぎたり、少な過ぎたりすると、誘電率が著しく低下し
たり、誘電率の温度変化が著しくなる等の問題を生じる
。

そして、この高純度のＢａＴｌＯ３は、従来のＢａＴｉ
Ｏ３が９７〜９８％程度のＢａｃＯ３と９８〜９９％程
度のＴｉＯ２を用いて形成されているのに対して、それ
ぞれ純度が９９％以上、好ましくは９９．５％以上の、
高度に精製されたＢａｃＯ３とＴｉＯ２を用いて形成さ
れるものであつて、このような高純度の出発原料を用い
て初めて高純度のＢａＴｉＯ３が得られるのである。ま
た、本発明に係る組成物を構成するＣＯ２Ｏ３とＮＹ：
）２０５は、何れも誘電率の温度変化率を平担化せしめ
る成分であり、ＣＯ２Ｏ３は０．０５〜０．５％、好ま
しくは０．０９〜０．４％；Ｎｂ２Ｏ５は０．５〜２％
、好ましくは０．９〜１．５％（いずれも重量基準）の
割合にて、配合せしめられる必要がある。なお、ＣＯ２
Ｏ３が、０．０５％より少なくなると、誘電率の温度変
化率が大となり、０．５％より多くなると、誘電率が低
くなる。また、Ｎｂ２へが、０．５％より少ないときに
は焼結不良の問題が惹起され、他方２％より多いときに
は誘電率の温度変化率が大きくなる問題を生じる。更に
、本発明の組成物中のＣｅＯ２は焼成温度を低下せしめ
る効果があるが、その割合があまりにも少な過ぎたり、
またあまりにも多過ぎたりすると、誘電率の改善効果が
充分に達成され得なくなつたり、誘電率の温度変化率が
大となつたりする問題がある。

それ故、ＣｅＯ２の割合は０．５％を越え、２重量％以
下、好ましくは０．５０〜１．２踵量％とする必要があ
る。更にまた、ＴｉＯ２は、ＣｅＯ２と同様に焼成温度
の低下に寄与するものであるが、その割合が多過ぎると
誘電率を低下せしめたり、誘電損失（Ｔａｎδ）を大き
くするので、１．５重量％までの含有割合とする必要が
あり、なかでも０．２〜１．鍾量％の割合で含有せしめ
ることにより、その有効な効果が発揮される。

なお、このＴｉＯ２量は、前記高純度のＢａＴｉＯ３の
形成に際して過剰のＴｉＯ２をＢａｃＯ３と組み合わせ
ることによつて導入され得るものである他、必要な量の
ＴｉＯ２を別途に組成物中に配合せしめることによつて
も導入せしめられ得るものである。このように、本発明
は、特定のＢａＴｉＯ３と・ＣＯ２Ｏ２，Ｎｂ２Ｏ５，
ＣｅＯ２，ＴｉＯ２との所定割合で、磁器誘電体を構成
せしめることにより、前述した如き数々の優れた特徴を
発揮し得たのである。

以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に明らかにす
るが、本発明がかかる実施例の記載によつて何等の制約
をも受けるものでないことは言うまでもないところであ
る。なお、実施例中の部及び百分率はすべて重量基準で
示されている。実施例第１表に示される配合割合となる
ように各成分・原料をボールミルにて均一に湿式混合せ
しめ、ついで９００〜１０００℃で３時間の間仮焼して
化学反応を行なわしめた後、再びボールミルにて平均粒
径が１ミクロン程度になるまで粉枠した。

なお、高純度ＢａＴｉＯ３成分を形成するために、純度
が９９．５％のＢａｃＯ３と純度が９９．９％のＴｉＯ
２が用いられ、他の成分と共に、前記ボールミルにて湿
式混合せしめられた。ついで、この混合物を乾燥せしめ
た後、粘結剤としてポリビニルアルコールを適当量加え
、約１トン／Ｃｌｔの圧力にて形成し、直径１６ｒｒＬ
／ｍ１厚さ０．５ｍ，／７ｎの円板状成形物を作製した
。

さらに、かくして得られた成形物に対して、約１３５０
〜１４００℃の温度で、３時間の本焼成操作を施した後
、得られた焼成物についてその両面に銀電極を焼き付け
ることにより試料と為し、ついで３０（１）時間、試料
厚さ１ｗ！ｎ当り１０ＫＶ印加の寿命試験を行なつた後
、それぞれの電気的諸特性を測定してその結果を第２表
に示した。第１表及び第２表の結果より明らかなように
、本発明に従う組成の組成物は、いずれも高い、即ち４
０００以上、さらには６０００以上の誘電率（ε）を有
し、且つ小誘電損失（Ｔａｎδ）のものであると共に、
従来の原料組成物よりも温度に対する変化率の小さな特
性をも具備しているのである。

Claims

【特許請求の範囲】

１純度が９９％以上の炭酸バリウム並びに純度が９９
％以上の酸化チタンから形成される高純度のチタン酸バ
リウムが９５〜９９％を占め、残部が０．０５〜０．５
％の酸化コバルトと、０．５〜２％の酸化ニオブと、０
．５％を越え、２％以下の酸化セリウムと、１．５％ま
での酸化チタンからなる高誘電率磁器誘電体組成物。