JPS6110809A - 誘電体磁器組成物 - 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 本発明は焼結性が良好で著るしく量産性の高い誘電体磁
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、誘電体磁器組成物としてチタン酸・クリラムを主
体とし、ジルコン酸塩、スズ酸塩を添加含有させたもの
がある。ジルコン酸塩やスズ酸塩はチタン酸バリウムの
結晶変態点キュリーポイント全移動させる。いわゆる７
フターとして作用すム通常、キュリーポイントラ常温付
近に移動させ、常温での高い誘電率を確保するために添
加するものである。これを焼成して得られるペロブスカ
イト型複合酸化物は強誘電性を有し、自発分極による高
誘電率が確保できるため通常高誘電率系誘電体磁器と称
している。

この高誘電率系誘電体磁器は焼成過稈で均一なペロブス
カイト型酸化物をいかに合成できるかが重要な製造上の
要点となっている。すなわち、固相反応ケ伴なう焼結に
よって所望の誘電体磁器を形成する必要があり、微視的
観点からその反応生成物の均一性が問われている。たと
えば、ＢａＴｉＯ３粉末とＣａＺｒＯ３粉末とを固相反
応させた場合、ＢａＴｉ０．　粒子とＣａＺｒＯ３粒子
の接触は必ず交互に起こる確立は小さい。ＢａＴｉＯ３
粒子同士あるいはＱａＺｒ０３　　粒子同士が接触する
ことも必ず生じてくる。したがって、固相反応が生じ、 （１−ｘ　）ＢａＴｉＯ３＋　ｘｃａ２ｒｏ５−＋Ｂａ
、−ｘＣａｘＴｉ、　−ｘＺｒｘＯ３となるが、Ｘの値
は微視的には様々々値をとることになる。このＸ値のバ
ラツキ△ｘｆいかに小さくすることができるかが問題で
ある。△ｘｆ小さくする方法としては固相反応過程での
各元素成分の拡散速度を上げるか、反応時間を長くして
やることが一般的な考え方で、具体的には焼成温度を高
くするか最高温度の保持時間を長くすることが行われて
いる。

一方、積層チップ型セラミックコンデンサが民生機器を
はじめとする電子機器の小型軽量化に伴なう自動実装回
路部品として多量に使用されるに至っている。この積層
チップ型セラミックコンデンサ（以下、チップコンデン
サと略す）の最大の特徴は大静電容量小体積であること
である。この特徴の基本的なベースはコンデンサ並列接
続構造を形成する積層構造にあるが、そこに使用される
誘電体磁器の特性によってはじめて積層構造が有意義と
々る。すなわち、積層される誘電体磁器の厚みは２０μ
ｍ〜１００μｍと従来の単板型に比較し、殉以下と薄い
。このため極めて均一な組織（ＴｅＸｔｕｒｅｌ　）　
ｆ有する磁器が望ましく、耐電圧が高く、静電容量を特
徴とする特性変動の小さい素子群の製造可能なことが必
要になっている。

上記背景の下で高誘電率系誘電体磁器をチップコンデン
サに適用する際、特にすでに述べた固相反応生成物の微
視的な均一性が極めて重要な品質・性能」二の決定要因
となってくる。現在、常温で比誘電率が１０，０００〜
２０，０００の高誘電率誘電体磁器材料の代表的なもの
としてはチタン酸塩。

ジルコン酸塩及びスズ酸塩からなる組成物が利用される
ことが多い。しかしながら、この組成物を利用したチッ
プコンデンサを大量に一度に焼成すると、炉内の温度分
布が影響し、焼結不足を生し静電容量の一定したものが
得られない。そこで、従来上記の主成分に対してアルミ
ナ粉末や酸化ケイ素粉末、あるいはカオリン粉末を添加
混合した組成物を利用することにより焼結性を改善して
いた。しかしながら、焼結温度として１３８０’Ｃ以上
の温度が必要で、炉材の消耗が顕著なため、さらに低温
での焼結可能とすることが望まれていた。

発明の目的 本発明は前記のチタン酸バリウム、ジルコン酸バリウム
、スズ酸カルシウムを主体とする組成物の焼結性を大巾
に改善し、かつ極めて量産性の優れた誘電体磁器組成物
を提供することを目的とするものである。

発明の構成 本発明は上記の目的を達成するため、チタン酸塩、ジル
コン酸塩、スズ酸塩の総量に対して、アルカリ金属元素
を酸化物の形にして０．２〜１．０重量％添加含有させ
た誘電体磁器組成物である。

実施例の説明 以下１実施例にて本発明の詳細な説明する。

チタン酸塩としてチタン酸バリウム、及びチタン酸スト
ロンチウム、ジルコン酸塩としてジルコン酸バリウム、
スズ酸塩としてスズ酸カルシウム１１い、チタン酸バリ
ウム１００重量部に対してチタン酸ストロンチウム１重
量部、ジルコン酸バリウム３重量部、スズ酸カルシウム
１０！ｉｉ部を加えてボールミルにて２４時時間分に混
合した。

この混合物にさらにアルカリ元素を酸化物の形にして混
合物の重量に対して０．１〜２重量％添加しさらにボー
ルミルにて２４時時間分に混合し乾燥Ｉ〜だ。この混合
物とポリビニルブチラール酢酸ブナルとジブチルフタレ
ートと１１００対８対６０対４の重量比で配合し、ボー
ルミルにて４８時間混練した。この後、ドクターブレー
ド工程により４０μツノ７０７一トヲ作製した。このノ
ート’ｉ８０×１６０ｆｆｉに裁断し、その上にパラジ
ウムペーストケスクリーン印刷した。印刷後のシート’
を交互に積層し、その積層体の上下にはパラジウムペー
ストラ印刷していないシート’を貼り合わせた。その後
、積層体上下に加圧し、シート’を圧着した。

このＴＪミ、ｉ７ｆきれた積層体を切断し、チップを作
製した。この後、テ、ノブｉ１３００６Ｃ〜１４００℃
の範囲で焼成した。このようにして得た焼結体の端面に
銀電極を形成した。第１図はこのようにして得られたチ
ップコンデンサの断面図であり、図虫１は誘電体磁器、
２はパラジウム金属層、３は銀電極である。第２図は上
記のチップコンデンサにおいて、本発明の誘電体磁器組
成物を適用した場合の誘電率の焼成温度依存性を示す図
であり、図中、ａはアルカリ元素酸化物として、酸化リ
チウムの場合、ｂは酸化ナトリウムの場合、Ｃは酸化カ
リウムの場合を示す。寸だ、Ｘは添加量−を示す。

さらに点紳は比較例である。この結果から明らかなよう
に、比誘電率がアルカリ元素酸化物添加量の多いものほ
と焼成温度の低い領域捷て安定した高誘電率を示す。し
かし、アルカリ元素酸化物が１．０重量％全越えると素
体が変形するため好１しくない。０．１重量％未満゛で
はアルカリ金属酸化物による焼結性の改善が十分に見ら
れない。

尚、本実施例ではチタン酸塩として、チタン酸バリウム
及びチタン酸ストロンチウム、ジルコン酸塩として、ジ
ルコン酸バリウム、スズ酸塩としてスズ酸カルンウムを
用いたが、これらの化合物は焼結後、全固溶して （ＢａｘＳｒｙＣａ２）（Ｔｉ、Ｚｒ７Ｓｎ、　）０３
のペロブスカイト型複合酸化物となるのは周知のごとく
であり、したがって出発原料としで、上記複合酸化物全
焼結後に形成するものであるならばＭてもよいことはい
う寸でもない。

発明の効果 以−１−１述べたように、アルカリ金属酸化物を添力［
１したチタン酸塩、ジルコノ酸塩及びスズ酸塩を主体と
する本発明の誘電体磁器組成物は焼結性に優れ１３００
〜１３５０’Ｃの低温にて焼成が可能てあり、従来のチ
タン酸塩、ジルコン酸塩及びスズ酸塩を主体とする誘電
体磁器組成物の焼結不良に」、る焼成歩留りを大幅に改
善することができ、高調電率系誘電体磁器の量産上極め
て優れた効果を示すので産業的価値は甚大である。

【図面の簡単な説明】

第１１ン１は本発明の実施例に示すチップコンデンサの
断面図、第２図２Ｌ　−Ｑは本発明の誘電体磁器組成物
を用いたチップコンデンサの誘電率の焼成温度依存に１
を示す特性図である。 １　　誘電体磁器、２・・・・・・パラジウム金属層、
３・　・銀電椿。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. バリウム、ストロンチウム及びカルシウムとからなる元
   素群とチタン、ジルコニウム及びスズとからなる元素群
   によって構成される複合酸化物に対して、リチウム、ナ
   トリウム及びカリウムの元素群からなるアルカリ元素群
   のうち少なくとも一元素を酸化物の形にして０．１〜１
   ．０重量％添加含有させてなる誘電体磁器組成物。