JPS6113327B2 - - Google Patents
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- JPS6113327B2 JPS6113327B2 JP57024965A JP2496582A JPS6113327B2 JP S6113327 B2 JPS6113327 B2 JP S6113327B2 JP 57024965 A JP57024965 A JP 57024965A JP 2496582 A JP2496582 A JP 2496582A JP S6113327 B2 JPS6113327 B2 JP S6113327B2
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Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
本発明はチタン酸バリウム（BaTiO3）を主体と
し、チタン酸カルシウム（CaTiO3）、酸化タンタ
ル（Ta2O5）等を添加して得られる高誘電率磁器
組成物に関するものである。 従来より、チタン酸バリウムを主体とする高誘
電率磁器組成物は数多く提案され、特に円板型磁
器コンデンサに使用されている。チタン酸バリウ
ムは強誘電性を有する材料であり、そのキユーリ
ー点は120℃付近にある。この120℃を境にして低
温側では正方晶、高温側では方立晶になる。そし
て、正方晶の領域では強誘電性を示すことはよく
知られている。かかるチタン酸バリウム単独での
磁器の誘電率は常温付近の温度特性において温度
による変化が極めて大きく誘電損失も大きいた
め、単独でコンデンサとして使用されることは殆
んどなく、従来種々の添加物を加えてキユーリー
点を常温付近に移動させ、又温度変化を少なくす
る工夫が為されている。この代表的な添加物とし
て、CaTiO3、BaZrO3、SrTiO3、BaSnO3等が知
られている。これを適当に添加し、更に微量成分
によつて補正することにより、EIA規格に基づく
X7R、Y5T、Y5V、Z4V等の特性材料として供さ
れている。これらの材料については従来一般に素
子厚みが0.5〜1.0mmと厚い円板型の磁器コンデン
サとして利用されているのが実状である。 近年、各種エレクトロニクス関係部品の小型化
が進んでおり、積層セラミツクコンデンサについ
てはその最たるものである。積層セラミツクコン
デンサは磁器誘電体を25〜100μｍ程度に薄膜化
し、クシ型電極を挾んだ多層構造をなすものであ
り、電極面積及び電極間距離の比率を極めて小さ
くすることが可能なため、体積当りの容量が磁器
円板型コンデンサに比して100倍以上も大きくす
ることができ、同一静電容量を/10以下と小さい
体積で確保できるため、非常に小型化が容易であ
る。しかしながらこのような磁器誘電体薄膜を使
用した場合、従来の円板型の磁器組成がすぐに適
用できないのが実状である。即ち、単位長さ当り
の電圧が従来の10倍以上負荷されることになるた
め、磁器誘電率及び誘電損失の電圧依存性の小さ
い材料が要求されるに至つた。又最近プリント基
板への直付け方式により、プリント基板の撓みに
より破壊しないような強い材料が要求されてい
る。更に周波数が感度の良い高周波帯へ移行して
きているため、高周波特性の良いものが必要とな
つてきている。特に、JIS規格でYD特性或いは
EIA規格でY5T特性のものが電子チユーナ関係に
多数必要とされており、誘電率が3000以上、tan
δが2.0％以下で１〜100MHzの周波数帯で等価直
列抵抗の低いものが要求されている。 本発明は上記の点に鑑み、種々実験を積み重ね
た結果、電圧依存性が小さく、曲げ強度の大き
い、しかも高周波数特性の良好な高誘電率磁器組
成物を提供せんとするものである。即ち本発明は
BaTiO3100重量部に対して、CaTiO31〜５重量
部、Ta2O52〜３重量部を添加含有させた高誘電
率磁器組成物及びBaTiO3100重量部に対して、
CaTiO31〜５重量部、Ta2O52〜３重量部、
MnO20.2重量部以下（ただし０は含まず）及び
CeO20.3重量部以下（ただし０は含まず）を添加
含有させた高誘電率磁器組成物及びBaTiO3100重
量部に対して、CaTiO31〜５重量部、Ta2O52〜
３重量部、MnO20.2重量部以下（ただし０は含ま
ず）及びSiO20.5重量部以下（ただし０は含ま
ず）を添加含有させた高誘電率磁器組成物であ
る。 以下本発明の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。BaTiO3（純度98％以上）100重量部
に対して各種添加物を加えてボールミルにて十分
に混合する。この混合粉末に５％PVA水溶液を
少量添加してライカイ機で混合し、30メツシユの
篩を通過させて造粒する。この造粒粉を13mm内径
の金型で圧力1ton／cm2をかけて13mmφ×0.5mmtの
形状の成型体を成型する。又同様に4.7mm×12.5
mmの角型の金型で4.7mm×12.5mm×1.5mmの形状の
成形体を作製する。これらの成型体を1250℃〜
1400℃で１〜５時間焼成する。この後円板状の焼
結体の両面に銀電極を設ける。下記の第１表は
BaTiO3100重量部に対するCaTiO3、Ta2O5、
MnO2、CeO2、SiO2等の各種添加物組成を以つて
得た焼結体の特性を示す。表中、ε25は25℃で
1KHz、AC1Vにて測定した静電容量より求めた誘
電率、tanδはこのときの誘電損失を示す。又IR
はDC50Vで測定した絶縁抵抗率、B.D.Vは昇圧破
壊電圧、AC−Ｖは実効値50V／mmのAC電圧下、
1KHzにて測定したtanδの値を示す。更にTCは
20℃を基準として測定した静電容量の−30℃及び
＋85℃における変化率を示す。尚、第１表のデー
タは1330℃で２時間焼成したときの素子について
のものである。 この第１表から明らかなように、本発明の組成
物はAC電圧による容量変化が小さく、又曲げ強
度が強いことが認められる。従来、BaZrO3や
BaSnO3或いはSrTiO3等を添加した組成ではAC
電圧特性が50V／mm下のtanδ値にして約３〜７
％程度と高く、曲げ強度も600〜700Kg／cm2と低か
つたことからすると、極めて良好な特性結果と考
えられる。 第１表の試料No.15の組成物を使用し、第１図の
ような積層セラミツクコンデンサを試作し、特性
を調べた結果を下記の第２表に示す。第２表は
BaTiO3100重量部に対して、BaZrO3を３重量
部、MgTiO3を0.4重量部、MnO2を0.2重量部添加
してなる従来の代表的な組成物を用いて試作した
コンデンサの特性を併せて示している。この場
合、素体形状は3.07mm×1.56mm×0.56mmである。
尚第１図において、１は試料No.15の組成物からな
る磁器誘電体、２はパラジウム電極、３は端子電
極（Ag電極）である。又第２表でＣ及びtanδは
1KHz、AC1Vで測定した値である。Ｉ・Reは
DC50Vにて測定した絶縁抵抗値、B.D.Veは昇圧
破壊電圧値である。又抵抗力は2.5mmのスパンで
素体を支持し、素体中央部を0.5mm刃巾のナイフ
で押さえたときの素子破壊直前の圧力である。
し、チタン酸カルシウム（CaTiO3）、酸化タンタ
ル（Ta2O5）等を添加して得られる高誘電率磁器
組成物に関するものである。 従来より、チタン酸バリウムを主体とする高誘
電率磁器組成物は数多く提案され、特に円板型磁
器コンデンサに使用されている。チタン酸バリウ
ムは強誘電性を有する材料であり、そのキユーリ
ー点は120℃付近にある。この120℃を境にして低
温側では正方晶、高温側では方立晶になる。そし
て、正方晶の領域では強誘電性を示すことはよく
知られている。かかるチタン酸バリウム単独での
磁器の誘電率は常温付近の温度特性において温度
による変化が極めて大きく誘電損失も大きいた
め、単独でコンデンサとして使用されることは殆
んどなく、従来種々の添加物を加えてキユーリー
点を常温付近に移動させ、又温度変化を少なくす
る工夫が為されている。この代表的な添加物とし
て、CaTiO3、BaZrO3、SrTiO3、BaSnO3等が知
られている。これを適当に添加し、更に微量成分
によつて補正することにより、EIA規格に基づく
X7R、Y5T、Y5V、Z4V等の特性材料として供さ
れている。これらの材料については従来一般に素
子厚みが0.5〜1.0mmと厚い円板型の磁器コンデン
サとして利用されているのが実状である。 近年、各種エレクトロニクス関係部品の小型化
が進んでおり、積層セラミツクコンデンサについ
てはその最たるものである。積層セラミツクコン
デンサは磁器誘電体を25〜100μｍ程度に薄膜化
し、クシ型電極を挾んだ多層構造をなすものであ
り、電極面積及び電極間距離の比率を極めて小さ
くすることが可能なため、体積当りの容量が磁器
円板型コンデンサに比して100倍以上も大きくす
ることができ、同一静電容量を/10以下と小さい
体積で確保できるため、非常に小型化が容易であ
る。しかしながらこのような磁器誘電体薄膜を使
用した場合、従来の円板型の磁器組成がすぐに適
用できないのが実状である。即ち、単位長さ当り
の電圧が従来の10倍以上負荷されることになるた
め、磁器誘電率及び誘電損失の電圧依存性の小さ
い材料が要求されるに至つた。又最近プリント基
板への直付け方式により、プリント基板の撓みに
より破壊しないような強い材料が要求されてい
る。更に周波数が感度の良い高周波帯へ移行して
きているため、高周波特性の良いものが必要とな
つてきている。特に、JIS規格でYD特性或いは
EIA規格でY5T特性のものが電子チユーナ関係に
多数必要とされており、誘電率が3000以上、tan
δが2.0％以下で１〜100MHzの周波数帯で等価直
列抵抗の低いものが要求されている。 本発明は上記の点に鑑み、種々実験を積み重ね
た結果、電圧依存性が小さく、曲げ強度の大き
い、しかも高周波数特性の良好な高誘電率磁器組
成物を提供せんとするものである。即ち本発明は
BaTiO3100重量部に対して、CaTiO31〜５重量
部、Ta2O52〜３重量部を添加含有させた高誘電
率磁器組成物及びBaTiO3100重量部に対して、
CaTiO31〜５重量部、Ta2O52〜３重量部、
MnO20.2重量部以下（ただし０は含まず）及び
CeO20.3重量部以下（ただし０は含まず）を添加
含有させた高誘電率磁器組成物及びBaTiO3100重
量部に対して、CaTiO31〜５重量部、Ta2O52〜
３重量部、MnO20.2重量部以下（ただし０は含ま
ず）及びSiO20.5重量部以下（ただし０は含ま
ず）を添加含有させた高誘電率磁器組成物であ
る。 以下本発明の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。BaTiO3（純度98％以上）100重量部
に対して各種添加物を加えてボールミルにて十分
に混合する。この混合粉末に５％PVA水溶液を
少量添加してライカイ機で混合し、30メツシユの
篩を通過させて造粒する。この造粒粉を13mm内径
の金型で圧力1ton／cm2をかけて13mmφ×0.5mmtの
形状の成型体を成型する。又同様に4.7mm×12.5
mmの角型の金型で4.7mm×12.5mm×1.5mmの形状の
成形体を作製する。これらの成型体を1250℃〜
1400℃で１〜５時間焼成する。この後円板状の焼
結体の両面に銀電極を設ける。下記の第１表は
BaTiO3100重量部に対するCaTiO3、Ta2O5、
MnO2、CeO2、SiO2等の各種添加物組成を以つて
得た焼結体の特性を示す。表中、ε25は25℃で
1KHz、AC1Vにて測定した静電容量より求めた誘
電率、tanδはこのときの誘電損失を示す。又IR
はDC50Vで測定した絶縁抵抗率、B.D.Vは昇圧破
壊電圧、AC−Ｖは実効値50V／mmのAC電圧下、
1KHzにて測定したtanδの値を示す。更にTCは
20℃を基準として測定した静電容量の−30℃及び
＋85℃における変化率を示す。尚、第１表のデー
タは1330℃で２時間焼成したときの素子について
のものである。 この第１表から明らかなように、本発明の組成
物はAC電圧による容量変化が小さく、又曲げ強
度が強いことが認められる。従来、BaZrO3や
BaSnO3或いはSrTiO3等を添加した組成ではAC
電圧特性が50V／mm下のtanδ値にして約３〜７
％程度と高く、曲げ強度も600〜700Kg／cm2と低か
つたことからすると、極めて良好な特性結果と考
えられる。 第１表の試料No.15の組成物を使用し、第１図の
ような積層セラミツクコンデンサを試作し、特性
を調べた結果を下記の第２表に示す。第２表は
BaTiO3100重量部に対して、BaZrO3を３重量
部、MgTiO3を0.4重量部、MnO2を0.2重量部添加
してなる従来の代表的な組成物を用いて試作した
コンデンサの特性を併せて示している。この場
合、素体形状は3.07mm×1.56mm×0.56mmである。
尚第１図において、１は試料No.15の組成物からな
る磁器誘電体、２はパラジウム電極、３は端子電
極（Ag電極）である。又第２表でＣ及びtanδは
1KHz、AC1Vで測定した値である。Ｉ・Reは
DC50Vにて測定した絶縁抵抗値、B.D.Veは昇圧
破壊電圧値である。又抵抗力は2.5mmのスパンで
素体を支持し、素体中央部を0.5mm刃巾のナイフ
で押さえたときの素子破壊直前の圧力である。
【表】
第２図はこの場合における等価直列抵抗の周波
数特性を示す。従来組成によるコンデンサの特性
Ａに比して、本発明の試料No.15で試作したコンデ
ンサの特性Ｂは高周波領域の特性が極めて良いこ
とが明らかである。又第３図は同じく本発明で試
作したコンデンサの静電容量の温度変化率を示
す。 以上述べたように本発明の組成物は積層セラミ
ツクコンデンサのような薄膜状の誘電体として良
好な特長を有する。即ち、誘電率3000以上の高誘
電率を有し、電圧依存性が小さく、高周波におい
て等価直列抵抗が小さいといつた点で最近の市場
ニーズに合致する組成であり、特に電子チユーナ
等の領域において極めて利用価値が高いものであ
る。
数特性を示す。従来組成によるコンデンサの特性
Ａに比して、本発明の試料No.15で試作したコンデ
ンサの特性Ｂは高周波領域の特性が極めて良いこ
とが明らかである。又第３図は同じく本発明で試
作したコンデンサの静電容量の温度変化率を示
す。 以上述べたように本発明の組成物は積層セラミ
ツクコンデンサのような薄膜状の誘電体として良
好な特長を有する。即ち、誘電率3000以上の高誘
電率を有し、電圧依存性が小さく、高周波におい
て等価直列抵抗が小さいといつた点で最近の市場
ニーズに合致する組成であり、特に電子チユーナ
等の領域において極めて利用価値が高いものであ
る。
第１図は本発明の組成物を用いて試作した積層
セラミツクコンデンサを示す一部破断正面図、第
２図は同セラミツクコンデンサにおける等価直列
抵抗の周波数特性を示す説明図、第３図は同じく
静電容量の温度変化率を示す説明図である。 １……磁器誘電体、２……パラジウム電極、３
……端子電極。
セラミツクコンデンサを示す一部破断正面図、第
２図は同セラミツクコンデンサにおける等価直列
抵抗の周波数特性を示す説明図、第３図は同じく
静電容量の温度変化率を示す説明図である。 １……磁器誘電体、２……パラジウム電極、３
……端子電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ BaTiO3100重量部に対して、CaTiO31〜５重
量部、Ta2O52〜３重量部を添加含有させた高誘
電率磁器組成物。 ２ BaTiO3100重量部に対して、CaTiO31〜５重
量部、Ta2O31〜４重量部、MnO20.2重量部以下
（ただし０は含まず）及びCeO20.3重量部以下
（ただし０は含まず）を添加含有させた高誘電率
磁器組成物。 ３ BaTiO3100重量部に対して、CaTiO31〜５重
量部、Ta2O52〜３重量部、MnO20.2重量部以下
（ただし０は含まず）及びSiO20.5重量部以下（た
だし０は含まず）を添加含有させた高誘電率磁器
組成物。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024965A JPS58142704A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
| US06/746,011 US4616289A (en) | 1981-12-21 | 1982-12-20 | Ceramic high dielectric composition |
| AU10437/83A AU548117B2 (en) | 1981-12-21 | 1982-12-20 | High dielectric constant porcelain composition |
| EP83900063A EP0104257B1 (en) | 1981-12-21 | 1982-12-20 | High dielectric constant porcelain composition |
| PCT/JP1982/000472 WO1983002270A1 (en) | 1981-12-21 | 1982-12-20 | High dielectric constant porcelain composition |
| DE8383900063T DE3270911D1 (en) | 1981-12-21 | 1982-12-20 | High dielectric constant porcelain composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024965A JPS58142704A (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142704A JPS58142704A (ja) | 1983-08-24 |
| JPS6113327B2 true JPS6113327B2 (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=12152681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024965A Granted JPS58142704A (ja) | 1981-12-21 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58142704A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100500610C (zh) * | 2004-09-28 | 2009-06-17 | 株式会社村田制作所 | 电介质陶瓷、电介质陶瓷的制备方法以及叠层陶瓷电容器 |
-
1982
- 1982-02-17 JP JP57024965A patent/JPS58142704A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58142704A (ja) | 1983-08-24 |
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