JPS61155245A - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents
高誘電率磁器組成物Info
- Publication number
- JPS61155245A JPS61155245A JP59274754A JP27475484A JPS61155245A JP S61155245 A JPS61155245 A JP S61155245A JP 59274754 A JP59274754 A JP 59274754A JP 27475484 A JP27475484 A JP 27475484A JP S61155245 A JPS61155245 A JP S61155245A
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- JP
- Japan
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- dielectric constant
- composition
- value
- small
- dielectric
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- Granted
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
し発明の技術分野」
本発明は高誘電率磁器組成物に係り、特に、Pb (7
nhNbh)Oaを主体とした誘電率温度係数(T、C
,C,)渇麿変化の小さい高誘電率磁器組成物に関する
。
nhNbh)Oaを主体とした誘電率温度係数(T、C
,C,)渇麿変化の小さい高誘電率磁器組成物に関する
。
[発明の技術的背景とその問題点]
誘雷体材利として要求される電気的特性としては、誘電
率、誘電率温度係数、誘電損失、誘電率バイアス電卑依
存性、容量抵抗積等があげられる。
率、誘電率温度係数、誘電損失、誘電率バイアス電卑依
存性、容量抵抗積等があげられる。
特に容量抵抗積(CR+直)は、十分高い値を取る必要
があり、EIAJ(日本電子機械工業会)の電子機器用
積層磁器コンデンサ(チップ型)規格RC−36!’I
BBに常温で!’+ OOMΩ・IIF以上と規定され
ている。さらにより厳しい条件でも使用できるように、
高温(例えば米国防省規格M■L−C55Ci81Bで
tよ125℃でのCR値が定められている。)でも^い
CR値を維持する口とが要求される。
があり、EIAJ(日本電子機械工業会)の電子機器用
積層磁器コンデンサ(チップ型)規格RC−36!’I
BBに常温で!’+ OOMΩ・IIF以上と規定され
ている。さらにより厳しい条件でも使用できるように、
高温(例えば米国防省規格M■L−C55Ci81Bで
tよ125℃でのCR値が定められている。)でも^い
CR値を維持する口とが要求される。
また、誘電率温度係数の小さいことが要求されるが、一
般に誘N串(K)の大きい材料では、T、C,C,が大
きい傾向がありに/T、C,C。
般に誘N串(K)の大きい材料では、T、C,C,が大
きい傾向がありに/T、C,C。
が大きいこと、すなわち、誘電率の変化の相対値の小さ
いことが要求されろ。
いことが要求されろ。
さらに積層タイプの素工を考えた場合、雷枠層と誘電体
層とは一体的に焼成されるため、電極月利としでは誘電
体材料の焼成湿度でも安定なしのを用いろ必要がある。
層とは一体的に焼成されるため、電極月利としでは誘電
体材料の焼成湿度でも安定なしのを用いろ必要がある。
(、Y、って誘電体材i′!1の焼成温r印が高いと白
金(Pt)、パラジウム(Pd)等の高価な碕A別を用
いな(プればならず、銀(△0)等の安1+Iな材料を
使用できるように、1100°C以下程B>のイ1(温
での焼成が可能であることが要求される。
金(Pt)、パラジウム(Pd)等の高価な碕A別を用
いな(プればならず、銀(△0)等の安1+Iな材料を
使用できるように、1100°C以下程B>のイ1(温
での焼成が可能であることが要求される。
従来からり、11られている高誘側■襲器組酸物として
チタン酸バリウムをベースどして、これに錫酸鉛、ジル
コン酸鉛、チタンM鉛等を固溶したものがある。確かに
誘電率の高いものを百ることはできるが、誘電率が高く
なるとT、C,C,が大きくなり、また、バイアス電界
依存性も大きくなつτしまうという問題があった。さら
に、チタン酸バリウム系の月利の焼成湿度は1300〜
1400°C程度と高温であり、電極月利として必然的
に白金、パラジウム等の高温で耐えつる高価な月利を用
いな(、づればならず、]スト高の原因となる。
チタン酸バリウムをベースどして、これに錫酸鉛、ジル
コン酸鉛、チタンM鉛等を固溶したものがある。確かに
誘電率の高いものを百ることはできるが、誘電率が高く
なるとT、C,C,が大きくなり、また、バイアス電界
依存性も大きくなつτしまうという問題があった。さら
に、チタン酸バリウム系の月利の焼成湿度は1300〜
1400°C程度と高温であり、電極月利として必然的
に白金、パラジウム等の高温で耐えつる高価な月利を用
いな(、づればならず、]スト高の原因となる。
このチタン酸バリウム系の問題点を解潤すべく、各種組
成物の研究がなされている。例えば鉄ニオブ酸鉛を主体
としたもの(特開昭57−57204号)。
成物の研究がなされている。例えば鉄ニオブ酸鉛を主体
としたもの(特開昭57−57204号)。
マグネシウム・二AブM鉛を主体としたもの(特G(1
昭!15−51751() 、マグネシウム・タングス
テン酸鉛を1体どしたちのく特開昭52−21699号
)等がある。鉄ニオブ酸鉛を主体としたちのは、CR値
の焼成湿度による変化が大きく、特に高湿(Jお(Jる
CR値の低下が大きいという問題点がある。マグネシウ
ム・ニオブ酸鉛を主体としたものは焼成湿度が比較的高
く、また、マグネシウム・タングステン酸#i)を主体
としたものは、CR4r+が人さいと誘電率が小ざく、
誘電率が大きいとCR値が小さいという問題点が有った
。さらにこれらの材料のT、C,C,はチタン酸バリウ
ム系より優れてはいるものの十分ではない。
昭!15−51751() 、マグネシウム・タングス
テン酸鉛を1体どしたちのく特開昭52−21699号
)等がある。鉄ニオブ酸鉛を主体としたちのは、CR値
の焼成湿度による変化が大きく、特に高湿(Jお(Jる
CR値の低下が大きいという問題点がある。マグネシウ
ム・ニオブ酸鉛を主体としたものは焼成湿度が比較的高
く、また、マグネシウム・タングステン酸#i)を主体
としたものは、CR4r+が人さいと誘電率が小ざく、
誘電率が大きいとCR値が小さいという問題点が有った
。さらにこれらの材料のT、C,C,はチタン酸バリウ
ム系より優れてはいるものの十分ではない。
さらに、マグネシウムニオブ酸鉛とヂタン酸鉛との固溶
体で必要に応じ鉛の一部をバリウム、ストロンヂウム、
カルシウムで置換した月利についても研究されている(
特開昭4i5−121959号)。しかしながらこの材
l!IIのT、C,C,は−25〜85°Cで最良のも
のでも−59,8%であり、」−分とは言えない。さら
に、コンデンサ材料として最も重要な(、R値について
は)ボベられておらず、コンデンサ材料としての有用1
’Yは明らかではない。
体で必要に応じ鉛の一部をバリウム、ストロンヂウム、
カルシウムで置換した月利についても研究されている(
特開昭4i5−121959号)。しかしながらこの材
l!IIのT、C,C,は−25〜85°Cで最良のも
のでも−59,8%であり、」−分とは言えない。さら
に、コンデンサ材料として最も重要な(、R値について
は)ボベられておらず、コンデンサ材料としての有用1
’Yは明らかではない。
また、特開昭57−25607号にはマグネシウム・ニ
オブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸鉛との固溶体の材料についても
研究されている。しかしながらCR1ff4、及びT、
C,C,については述べられでおらず、コンデンサ(4
利どしての有用性は明らかではない。
オブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸鉛との固溶体の材料についても
研究されている。しかしながらCR1ff4、及びT、
C,C,については述べられでおらず、コンデンサ(4
利どしての有用性は明らかではない。
[発明の目的]
本発明は双子の点を考慮してなされたもので、誘電率が
大きく、かつ−での温度係数の小さい高誘電率磁器組成
物を提供することを目的とする。
大きく、かつ−での温度係数の小さい高誘電率磁器組成
物を提供することを目的とする。
[発明の概要]
本発明は、一般式
%式%)
で表わしたどき、それぞれの成分を11点とする三元図
の a (X = 0.!io、y = 0.00,7 =
0.50 )b (x = 1.00.y−0,00
,z = 0.00 )c (x = 0.20.y
= 0.80.z = 0.00 )d (x
= 0.05.y = 0.90.z
= 0.05 )で示される各点を結ぶ線内
の組成(ただし、abを結ぶ線分上は除く)のpbの一
部を 1〜35mo11%の13a及びSrの少なくと
も一部で置換した高誘電率磁器組成物である。
の a (X = 0.!io、y = 0.00,7 =
0.50 )b (x = 1.00.y−0,00
,z = 0.00 )c (x = 0.20.y
= 0.80.z = 0.00 )d (x
= 0.05.y = 0.90.z
= 0.05 )で示される各点を結ぶ線内
の組成(ただし、abを結ぶ線分上は除く)のpbの一
部を 1〜35mo11%の13a及びSrの少なくと
も一部で置換した高誘電率磁器組成物である。
従来から誘電体材料として各種のペロブスカイト型の磁
器月利が検討されているが、亜鉛・ニオブ酸鉛(Pb(
ZnhNt)h)03)は磁器とした場合、ペロブスカ
イト構造を取りにくく、誘電体材料としては適さないと
考えられていた(NECRe5earch & D
evelopment No、 29△pril
1973 p、15〜21参照)。本発明者等の研究
によれば、Pb (ZnysNbh)03のpbサイト
をRaまたはSrで適量置換することにより、磁器で安
定なペロブスカイト構造を形成できろことがわかった。
器月利が検討されているが、亜鉛・ニオブ酸鉛(Pb(
ZnhNt)h)03)は磁器とした場合、ペロブスカ
イト構造を取りにくく、誘電体材料としては適さないと
考えられていた(NECRe5earch & D
evelopment No、 29△pril
1973 p、15〜21参照)。本発明者等の研究
によれば、Pb (ZnysNbh)03のpbサイト
をRaまたはSrで適量置換することにより、磁器で安
定なペロブスカイト構造を形成できろことがわかった。
さらに、この様な磁器組成物は、非常に高い誘電率おJ
、び絶縁抵抗を示し、かつ、その温石特性も極めて良好
であることがわかった。また、+111械的強度も優れ
たものであることがわかった。さらに研究を進めた結果
、この亜鉛ニオブ酸鉛にマグネシウム・二A7酸#(l
おJ、びヂタンFl’f鉛どを相合1!ることにより、
さらに高い誘電率と絶縁抵抗を含ゼ持つ高誘電率141
器組成物が得られることを見出したのである。
、び絶縁抵抗を示し、かつ、その温石特性も極めて良好
であることがわかった。また、+111械的強度も優れ
たものであることがわかった。さらに研究を進めた結果
、この亜鉛ニオブ酸鉛にマグネシウム・二A7酸#(l
おJ、びヂタンFl’f鉛どを相合1!ることにより、
さらに高い誘電率と絶縁抵抗を含ゼ持つ高誘電率141
器組成物が得られることを見出したのである。
以下に本発明組成物の組成範囲について説明覆る。
Me−)4a、Srは上記した一般式のペロブスカイト
構造を形成するために必要な元素であり、1m0J!%
以下だと、パイロクロア構造が混在し、高い誘電率およ
び高い絶縁抵抗を示さない。35mob%以−1では誘
電率が1000程度以下と小さくなってしまったり、焼
成温欧が1100℃以トと高くなったりしてしまう。よ
って、Me酸成分の置換置は、(P b 14 M e
α)と表わしたとき0.01 <α< 0.35 どする。
構造を形成するために必要な元素であり、1m0J!%
以下だと、パイロクロア構造が混在し、高い誘電率およ
び高い絶縁抵抗を示さない。35mob%以−1では誘
電率が1000程度以下と小さくなってしまったり、焼
成温欧が1100℃以トと高くなったりしてしまう。よ
って、Me酸成分の置換置は、(P b 14 M e
α)と表わしたとき0.01 <α< 0.35 どする。
誘電体材わ1においては常温におりる容n′1を高くす
るため、−1コリー′fjlF1が常温付近(0〜30
°C)にくるように16゜本発明のMe酸成分上)ホし
たようにペロブスカイト構造を形成するための必須成分
であるが、また、本発明Ii器組成物のキュリー温mを
下げるシフターの例1きがある。さらに、絶縁抵抗を著
しく増加さゼ、機械的強庶も向上させる。
るため、−1コリー′fjlF1が常温付近(0〜30
°C)にくるように16゜本発明のMe酸成分上)ホし
たようにペロブスカイト構造を形成するための必須成分
であるが、また、本発明Ii器組成物のキュリー温mを
下げるシフターの例1きがある。さらに、絶縁抵抗を著
しく増加さゼ、機械的強庶も向上させる。
Me酸成分よるpbの置換置はキコリー濡度等を考慮し
て適宜設定することが可能であるが、亜鉛ニオブ酸鉛お
よびヂタンM鉛の多い領域(×〉0.5.z> 0.1
)では、10mo1%以上が好ましく、マグネシウム・
ニオブ酸鉛の多い領域(y > 0.617ご0.05
)では、1moA%以トで十分その置換の効果を発揮
する。
て適宜設定することが可能であるが、亜鉛ニオブ酸鉛お
よびヂタンM鉛の多い領域(×〉0.5.z> 0.1
)では、10mo1%以上が好ましく、マグネシウム・
ニオブ酸鉛の多い領域(y > 0.617ご0.05
)では、1moA%以トで十分その置換の効果を発揮
する。
第1図に本発明磁器組成物の組成範囲を示す。
線分adの外側では焼成温度が1100°C以上と高く
なっでしまい、また絶縁抵抗も低下し^いOR値を得る
ことができない。
なっでしまい、また絶縁抵抗も低下し^いOR値を得る
ことができない。
また、線分cdの外側では、キコリー温庶がも−〇
− ともと常温付)丘にあるため、Me酸成分ょる買換で誘
電率が大幅に低温側に移り1して、常温における誘電率
が大幅に低下してしまう。また、dl(x = 0.1
0.y = 0.80.z = 0.10 ) トシタ
トキ、線分Cd1の内側がより好J、シい。
− ともと常温付)丘にあるため、Me酸成分ょる買換で誘
電率が大幅に低温側に移り1して、常温における誘電率
が大幅に低下してしまう。また、dl(x = 0.1
0.y = 0.80.z = 0.10 ) トシタ
トキ、線分Cd1の内側がより好J、シい。
またマグネシウム・ニオブ酸鉛は少量の添加・含有でそ
の効果を発揮−46が実用」−は1moJ!%以上含有
することが望ましい。
の効果を発揮−46が実用」−は1moJ!%以上含有
することが望ましい。
また、OR値を考慮すると、亜鉛・ニオブ酸鉛を15m
oC%以上含有することが好ましく、さらには、20m
o j!%以上含右することがより好ましい。20mo
9%以F−含有する時は、M電損失も特に小さい。
oC%以上含有することが好ましく、さらには、20m
o j!%以上含右することがより好ましい。20mo
9%以F−含有する時は、M電損失も特に小さい。
tりC1(x = 0.40.y = 0.60.7
= 0.00 ) 。
= 0.00 ) 。
d2(X = 0.15.V−0,70,z = 0.
15 ) 。
15 ) 。
d3 (X = 0.20.y = 0.60.z
= 0.20 ) 。
= 0.20 ) 。
C2(x = 0.45.y = 0.55.z =
0.00 )としたとぎ、線分c4 d4の外側では、
緻密な磁器を得るのが比較的困難である。
0.00 )としたとぎ、線分c4 d4の外側では、
緻密な磁器を得るのが比較的困難である。
このように、CR+白、T、C,C,、焼結性等−〇
− を考vB、′すると線分Ci d2の内側、特に線分c
2d2.さらには線分c2 d3の内側が好ましい。
− を考vB、′すると線分Ci d2の内側、特に線分c
2d2.さらには線分c2 d3の内側が好ましい。
しかしながら誘電率等を考慮した場合には、この様な線
分で区切られた組成系でも十分な特性を有している。
分で区切られた組成系でも十分な特性を有している。
第2図は亜鉛・ニオブ酸鉛50m o 1%、マグネシ
ウム・ニオブ酸鉛50moJ%の組成系でのMe吊によ
るOR値と誘電率の変化を示したものである。同図から
明らかなように、少量のMe酸成分添加含有によって、
大幅に特11が向上していることが分る。特にOR値に
おける効果は顕著であり、セラミックコンデンザとして
の信頼性に優れている。
ウム・ニオブ酸鉛50moJ%の組成系でのMe吊によ
るOR値と誘電率の変化を示したものである。同図から
明らかなように、少量のMe酸成分添加含有によって、
大幅に特11が向上していることが分る。特にOR値に
おける効果は顕著であり、セラミックコンデンザとして
の信頼性に優れている。
本発明は、前記一般式で表わされるものを主体とするも
のであるが、多少化学品論比がずれても構わない。この
組成物を酸化物に換算でると、PbO4B、13〜69
.09wt% B a O0,00〜18.10wt%S r OO,
00〜12.99wt%7 n OO,42〜9.13
wt% N b205 15.15 〜27.13wt %
T : 02 0.00 〜14.31wt
%M g Q O,04〜 3.73
Wt %(ただし、B a OとSrOとの合ill
’ −C” 0 、32−18.10wt %) となる。
のであるが、多少化学品論比がずれても構わない。この
組成物を酸化物に換算でると、PbO4B、13〜69
.09wt% B a O0,00〜18.10wt%S r OO,
00〜12.99wt%7 n OO,42〜9.13
wt% N b205 15.15 〜27.13wt %
T : 02 0.00 〜14.31wt
%M g Q O,04〜 3.73
Wt %(ただし、B a OとSrOとの合ill
’ −C” 0 、32−18.10wt %) となる。
また、本発明の効果を10ねない範囲での不純物。
添1ハ1物、冒換物等の含有も構わない。例えば、Mn
O2,Coo、N i O,MOO,5b203゜7r
O2,1−a203等があげられる。これらの添加物の
含有量は、多くても1wt%稈度である。
O2,Coo、N i O,MOO,5b203゜7r
O2,1−a203等があげられる。これらの添加物の
含有量は、多くても1wt%稈度である。
次に本発明組成物の製造方法について説明する。
出発原料としてPb、 Ba、Sr、、7n、Nb。
Ti、MQの酸化物もしくは焼成により酸化物になる炭
酸塩、しゅう酸塩等の塩類、水酸化物、有機化合物等を
所定の割合で秤慴し、十分混合した後に仮焼する。この
仮焼は700℃〜850°C稈酊で行う。余り仮焼濡庶
が低いと焼結密度が低下し、また、余り高いと、やはり
焼結密度が低下し、絶縁抵抗が(It’T’ する。次
いで仮焼物を粉砕し原料粉末をI!laする。平均粒径
は0.8〜2μm程度が好ましく、余り大きいと焼結体
中にボアーが増加し、小さいと成型性が低下する。この
様な原r1粉末を用い所望の形状に成型した後、焼成す
ることにより、高誘電率セラミックを1りる。本発明の
組成物を用いることにJ、り焼成は1100°C以下、
980〜1080′C稈度と1に較的低溜1で行うこと
ができる。
酸塩、しゅう酸塩等の塩類、水酸化物、有機化合物等を
所定の割合で秤慴し、十分混合した後に仮焼する。この
仮焼は700℃〜850°C稈酊で行う。余り仮焼濡庶
が低いと焼結密度が低下し、また、余り高いと、やはり
焼結密度が低下し、絶縁抵抗が(It’T’ する。次
いで仮焼物を粉砕し原料粉末をI!laする。平均粒径
は0.8〜2μm程度が好ましく、余り大きいと焼結体
中にボアーが増加し、小さいと成型性が低下する。この
様な原r1粉末を用い所望の形状に成型した後、焼成す
ることにより、高誘電率セラミックを1りる。本発明の
組成物を用いることにJ、り焼成は1100°C以下、
980〜1080′C稈度と1に較的低溜1で行うこと
ができる。
積層タイプの素子を製造する基金は、前述の口利粉末に
バインダー、溶剤等を加えスラリー化して、グリーンシ
ートを形成しこのグリーンシート上に内部電極を印刷し
た後、所定の枚数を積層・ff:着し、焼成することに
より1!1造する。この時、本発明の誘電体14わ1は
低温で焼結ができるため、内部電極材料として例えばA
Q主体の安価な材料を用いることができる。
バインダー、溶剤等を加えスラリー化して、グリーンシ
ートを形成しこのグリーンシート上に内部電極を印刷し
た後、所定の枚数を積層・ff:着し、焼成することに
より1!1造する。この時、本発明の誘電体14わ1は
低温で焼結ができるため、内部電極材料として例えばA
Q主体の安価な材料を用いることができる。
また、このように低温で焼成が可能であることから、回
路基板上等に印刷・焼成する厚膜誘電体ペース1〜の材
rIとしても有効である。
路基板上等に印刷・焼成する厚膜誘電体ペース1〜の材
rIとしても有効である。
この様な本発明磁器組成物は、PS誘電率かつ、そのT
、C,C,が良好である。また、CR値も大きく、特に
高温でも十分な値を有し、高温での信頼性に優れている
。
、C,C,が良好である。また、CR値も大きく、特に
高温でも十分な値を有し、高温での信頼性に優れている
。
T、C,C,の小さいことは本発明の大きな特徴であり
、これは、K≧10000のごとくの大きな誘電率の場
合特に鎮茗である。この様に誘電率の大きい場合には、
(誘電″$)/〈渇1!f変化率の絶交・1値)の大き
いことが要求される。本発明ではこの点に関しても非常
に優れている。
、これは、K≧10000のごとくの大きな誘電率の場
合特に鎮茗である。この様に誘電率の大きい場合には、
(誘電″$)/〈渇1!f変化率の絶交・1値)の大き
いことが要求される。本発明ではこの点に関しても非常
に優れている。
さらに、誘電率バイアス電界依存性も従来のチタン酸鉛
系の材料と比較して優れており、誘電率の変化率が4k
V/mmでも10%以下程度の材料を)呵ることもでき
る。したがって、高圧用の材料として有効である。また
誘電損失が小さく、交流用。
系の材料と比較して優れており、誘電率の変化率が4k
V/mmでも10%以下程度の材料を)呵ることもでき
る。したがって、高圧用の材料として有効である。また
誘電損失が小さく、交流用。
高周波用としても有効である。
さらに前述のごとくT、C,C,が小さいため、電歪素
子へ応用した場合でも変位量の濡面変化の小さい素子を
1qることができる。
子へ応用した場合でも変位量の濡面変化の小さい素子を
1qることができる。
さらに、焼成時のグレインサイズも1〜3μmと均一化
されるため耐圧性にも優れている。
されるため耐圧性にも優れている。
以ト雷気的特性についで述べたが、機械的強面も」−分
に優れたものである。
に優れたものである。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、高誘電率でかつ
温度特性、バイアス特性に優れた高誘電率磁器組成物を
19にとができる。特に、この様な各種特性に優れた磁
器を低湿焼成で19ることができるため、V4FPft
セラミックコンデンサ、積層型レラミツク変位発生素子
等の積層タイプのセラミック素子への応用に適している
。
温度特性、バイアス特性に優れた高誘電率磁器組成物を
19にとができる。特に、この様な各種特性に優れた磁
器を低湿焼成で19ることができるため、V4FPft
セラミックコンデンサ、積層型レラミツク変位発生素子
等の積層タイプのセラミック素子への応用に適している
。
[発明の実施例]
以下に本発明の詳細な説明する。
出発IF、lとしてPb、Ba、Sr、Zn、Nb。
Ti、MOの酸化物等の出発原fitをボールミル等で
混合し、700−8!i0°Cで仮焼する。次いでこの
仮焼体をボールミル等で粉砕し乾燥の後、バインダーを
加え造粒し、プレスして直径17n1m、厚さ約2m+
nの円板状素体を形成した。混合、粉砕用のボールは、
不純物の混入を防1トするため、部分安定化ジルコニア
ボール等の硬度が大きく、かつWJ竹の高いボールを用
いることが好ましい。
混合し、700−8!i0°Cで仮焼する。次いでこの
仮焼体をボールミル等で粉砕し乾燥の後、バインダーを
加え造粒し、プレスして直径17n1m、厚さ約2m+
nの円板状素体を形成した。混合、粉砕用のボールは、
不純物の混入を防1トするため、部分安定化ジルコニア
ボール等の硬度が大きく、かつWJ竹の高いボールを用
いることが好ましい。
この素体を空気中9RO−=1080°C12時間の条
件で焼結し、両1面に銀電極を焼イ・1け各持着を測定
した。誘雷損失、容箱は、1kl−1,!、1\/rm
s。
件で焼結し、両1面に銀電極を焼イ・1け各持着を測定
した。誘雷損失、容箱は、1kl−1,!、1\/rm
s。
25′Cの条件でのデジタルL CRメーターによる測
定(直であり、この値から誘電tを節用した。また、絶
縁抵抗は、100vの電圧を2分間印加した後、絶縁抵
抗削を用いて測定した埴から田)出した。なお、r、C
,C,は、25′cの値を基環とし、−25’c、85
°Cでの変化率で表わした。容量抵抗積は、25℃およ
び12 !+ ’Cでの(誘電率)×(絶■;抵抗)×
(真空の誘電率)から求めた。絶縁抵抗の測定tよ、空
気中の湿気のダ)東を除くためシリコーンオイル中で行
った。その結宋を第1表に示寸。
定(直であり、この値から誘電tを節用した。また、絶
縁抵抗は、100vの電圧を2分間印加した後、絶縁抵
抗削を用いて測定した埴から田)出した。なお、r、C
,C,は、25′cの値を基環とし、−25’c、85
°Cでの変化率で表わした。容量抵抗積は、25℃およ
び12 !+ ’Cでの(誘電率)×(絶■;抵抗)×
(真空の誘電率)から求めた。絶縁抵抗の測定tよ、空
気中の湿気のダ)東を除くためシリコーンオイル中で行
った。その結宋を第1表に示寸。
以下余白
第1表から明らか’、’; にうに、本発明磁器組成物
は、高誘電率(K = 2200以上′)かつ、温度特
性が良好(−25〜85″Cで一53%以内)である。
は、高誘電率(K = 2200以上′)かつ、温度特
性が良好(−25〜85″Cで一53%以内)である。
CH2直も1900MΩ・μF(25°C)以りと大き
く、特に、125 ’Cでも、討10MΩ・u F以上
であり、高温での信頼性に伽れている。また、、’r、
c、c、の小さいことし11〈≧ 10000のごとく
の大きな誘電率の場合特に顕著である。この様に誘電率
の大きい場合には、(誘電率)7/(温度変化率の絶対
値)の大きいことが要求される。本発明実施例では、K
≧ 10000のときこの値が220以上となり、非常
に優れている。さらに誘電率バイアス電界依存性も1k
V/mmで45%以内と優れている。また誘電10失が
25℃、1kl−1zで35%以下と小さい。
く、特に、125 ’Cでも、討10MΩ・u F以上
であり、高温での信頼性に伽れている。また、、’r、
c、c、の小さいことし11〈≧ 10000のごとく
の大きな誘電率の場合特に顕著である。この様に誘電率
の大きい場合には、(誘電率)7/(温度変化率の絶対
値)の大きいことが要求される。本発明実施例では、K
≧ 10000のときこの値が220以上となり、非常
に優れている。さらに誘電率バイアス電界依存性も1k
V/mmで45%以内と優れている。また誘電10失が
25℃、1kl−1zで35%以下と小さい。
さらに、仙鉛・ニオブ酸鉛を15m Oj2%以上含有
する組成でもよ、CR値が2000MΩ・μF以上とな
り、また、20m o i’%以」−では3000MΩ
・μF以上と極め(優れた値を取る。また、20mo1
%以上では誘電10失も2%以下と非常に小さい(1白
を示す。
する組成でもよ、CR値が2000MΩ・μF以上とな
り、また、20m o i’%以」−では3000MΩ
・μF以上と極め(優れた値を取る。また、20mo1
%以上では誘電10失も2%以下と非常に小さい(1白
を示す。
参考例は本発明組成の範囲外のものである。
Me酸成分含まないものはく参考例1〜7)、誘電率が
小さく、まだCR値も極めて小さく、誘電損失が大きく
、さらに、T、C,C,も大きくなってしまう。また、
参考例8はMe酸成分過剰に加えたものであるが、誘電
率が小さく、その温度変化も極めて大きい。 ゛ 第3図に誘電率の温度特性を示す。比較のため、市販の
積層コンアン1フ用のブタン酸バリウム系の材料の特性
を合I!て示した(参考例9.10)。参考例9は25
℃で12000程度の大きい誘電率を示寸ものの一25
″Cおにび85°Cでは一80%以上のT、C。
小さく、まだCR値も極めて小さく、誘電損失が大きく
、さらに、T、C,C,も大きくなってしまう。また、
参考例8はMe酸成分過剰に加えたものであるが、誘電
率が小さく、その温度変化も極めて大きい。 ゛ 第3図に誘電率の温度特性を示す。比較のため、市販の
積層コンアン1フ用のブタン酸バリウム系の材料の特性
を合I!て示した(参考例9.10)。参考例9は25
℃で12000程度の大きい誘電率を示寸ものの一25
″Cおにび85°Cでは一80%以上のT、C。
C0を示す。これに対し本発明では、K= 11000
(25℃)のものでも(実施例8)わずか−41%以内
であり、K = 6500 (25°C)のものでは(
実施例3) −20%以内と極めて小さい。この−r
、c、c。
(25℃)のものでも(実施例8)わずか−41%以内
であり、K = 6500 (25°C)のものでは(
実施例3) −20%以内と極めて小さい。この−r
、c、c。
は、常温での値に対する負の変化より正の変化のほうが
重視され、+30%以上の変化を示す材料C,tEIA
、EIAJおよびJISの]ンデンサのどの規格も満足
せず、コンデンサ材料としては全く実用性がない。たと
えば、参考例1,2,3,6,7.8等ではコンデンサ
材料として全く実用的ではない。
重視され、+30%以上の変化を示す材料C,tEIA
、EIAJおよびJISの]ンデンサのどの規格も満足
せず、コンデンサ材料としては全く実用性がない。たと
えば、参考例1,2,3,6,7.8等ではコンデンサ
材料として全く実用的ではない。
第4図は直流バイアス電界依存性を示す図である。一般
に誘電率はバイアス電昇が高くなるにつれ低下する傾向
があり、この傾向は誘電率が高いほど顕著になる。参考
例9は、誘電率が12000程向であるが、1kV/I
RIIで一80%、2kV/mmで一93%と非常に大
きな低下の傾向を示している。
に誘電率はバイアス電昇が高くなるにつれ低下する傾向
があり、この傾向は誘電率が高いほど顕著になる。参考
例9は、誘電率が12000程向であるが、1kV/I
RIIで一80%、2kV/mmで一93%と非常に大
きな低下の傾向を示している。
これに対し実施例8は誘電率が11000とほぼ同等の
大きさであるにもかかわらず1に■/ml1l−C−4
5%と極めて小さく、2kv/llll11でも一64
%程喰に過ぎない。
大きさであるにもかかわらず1に■/ml1l−C−4
5%と極めて小さく、2kv/llll11でも一64
%程喰に過ぎない。
さらにチタン酸バリウム(参考例10)は実施例24と
同程亀の誘電率を示すが、1!Ikv/nlll1で一
50%の変化を示すのに対し、実施例24では一10%
と極めて小さい。このように直流バイアス電界依存性の
小さい本発明組成物は高圧用のコンデンサ材料として有
効である。また、積層コンデンサを考えた場合、同一形
状で大容量化を考えた場合、誘雷体層一層当たりの厚み
を薄くする必要があるが、この場合、一層あたりの印加
電界が高くなることになる。しかしながら本発明の組成
物はバイアス特性に優れているため、この様な東予に応
用した場合でも特性が低下することがない。また実施例
24の試料では誘電損失が0.01%と極めて小さいた
め、交流用としても適している。
同程亀の誘電率を示すが、1!Ikv/nlll1で一
50%の変化を示すのに対し、実施例24では一10%
と極めて小さい。このように直流バイアス電界依存性の
小さい本発明組成物は高圧用のコンデンサ材料として有
効である。また、積層コンデンサを考えた場合、同一形
状で大容量化を考えた場合、誘雷体層一層当たりの厚み
を薄くする必要があるが、この場合、一層あたりの印加
電界が高くなることになる。しかしながら本発明の組成
物はバイアス特性に優れているため、この様な東予に応
用した場合でも特性が低下することがない。また実施例
24の試料では誘電損失が0.01%と極めて小さいた
め、交流用としても適している。
第5図に実施例8の電気歪みを示す。電気歪みは、接触
型変位検出用ポテンシ]メータr縦効果の変位を検出し
、試料の印加電界の関数として、XYレコーダーを用い
て記録した。試料の形状は1 、 OO+nm厚、直径
12.0mmの円板状で、試料の両面に銀ペーストを8
00℃で焼イ・1けで電極としたbのを用いた。歪みと
電界の関係は、ヒステリシスのほとんど見られない2次
曲線となっており、10kV/cmの電界印加時に0.
85X10禰の縦効果電歪を示した。第5図から明らか
なように本発明の磁器組成物は積層セラミックアクブユ
J−ター用の材料としても使用できることがわかる。
型変位検出用ポテンシ]メータr縦効果の変位を検出し
、試料の印加電界の関数として、XYレコーダーを用い
て記録した。試料の形状は1 、 OO+nm厚、直径
12.0mmの円板状で、試料の両面に銀ペーストを8
00℃で焼イ・1けで電極としたbのを用いた。歪みと
電界の関係は、ヒステリシスのほとんど見られない2次
曲線となっており、10kV/cmの電界印加時に0.
85X10禰の縦効果電歪を示した。第5図から明らか
なように本発明の磁器組成物は積層セラミックアクブユ
J−ター用の材料としても使用できることがわかる。
第6図は実施例8のX線ディフラクションパターン図で
あるが、はぼ完全なぺロブスカイ1〜相となっている。
あるが、はぼ完全なぺロブスカイ1〜相となっている。
従って誘電率が11000. CR値34000MO・
μF(25°c ) 、 6000M0・μF(125
°C)と優れた値を示している。これに対しPbサイ1
〜の[3aによる買換のない参考例3の場合は、第7図
に示したように多聞のパイロク[)−ル相が見られる。
μF(25°c ) 、 6000M0・μF(125
°C)と優れた値を示している。これに対しPbサイ1
〜の[3aによる買換のない参考例3の場合は、第7図
に示したように多聞のパイロク[)−ル相が見られる。
従っで、誘電率が4500と小さく、CR値も620M
(:l・μF(25″C)と極めて小さく、全く実用的
ぐはない。
(:l・μF(25″C)と極めて小さく、全く実用的
ぐはない。
次いで実施例8にさらに0.1m0e%のMnOおよび
Cooを添加含有したものを用いて積層セラミックコン
デンサを作成した実施例を説明覆る。
Cooを添加含有したものを用いて積層セラミックコン
デンサを作成した実施例を説明覆る。
まず、この様な組成を右する焙焼粉にバインダー。
有機溶剤を加えてスラリー化した後ドクタープレイド型
キャスターを用いて30μmのグリーンシー1へを作成
した。このグリーンシー!へ上に80ΔQ/201)d
の電極ペーストを所定のパターンで印刷し、この様な電
極パターンを有するシートを201m積層圧着した。そ
の後、所定の形状に切断し、脱脂を行い1020°[:
、2+−1の条件で焼成を行った。焼結後、外部電極と
してΔqペーストを焼付け、積層セラー 21 = ミックコンデンサをH33した。イの電気内情f1を第
2表に示す。
キャスターを用いて30μmのグリーンシー1へを作成
した。このグリーンシー!へ上に80ΔQ/201)d
の電極ペーストを所定のパターンで印刷し、この様な電
極パターンを有するシートを201m積層圧着した。そ
の後、所定の形状に切断し、脱脂を行い1020°[:
、2+−1の条件で焼成を行った。焼結後、外部電極と
してΔqペーストを焼付け、積層セラー 21 = ミックコンデンサをH33した。イの電気内情f1を第
2表に示す。
以下余白
第2表
寄られた積層セラミック]ンデンυの誘電率は約110
00であり、各特性が十分に優れていることがわかる。
00であり、各特性が十分に優れていることがわかる。
特にT、C,C,は−25=85°Cで±50%以内で
あり、JISのE特性および[lΔのZ5U特性を満足
するものである。
あり、JISのE特性および[lΔのZ5U特性を満足
するものである。
この様に、本発明による高誘電率磁器組成物は、T、C
,C,等の各種特性に優れており、特に積層セラミック
コンデンサ用の材料として有効である。
,C,等の各種特性に優れており、特に積層セラミック
コンデンサ用の材料として有効である。
第1図は、本発明の組成範囲を示す組成図、第2図は、
Melによる特性の変化を示す図、第3図は、誘電率の
温度特性曲線図、第4図は、誘電率の直流バイアス電界
特性曲線図、第5図は、電気歪みを示す特性曲線図、第
6図および第7図は、X線ディフラクションパターン図
。 代理人 弁理士 則近憲佑 (ばか1名)(J77・U
〜) 8り 8牟S4鳩 手続補正書(自発) 116σ4.タロ8
Melによる特性の変化を示す図、第3図は、誘電率の
温度特性曲線図、第4図は、誘電率の直流バイアス電界
特性曲線図、第5図は、電気歪みを示す特性曲線図、第
6図および第7図は、X線ディフラクションパターン図
。 代理人 弁理士 則近憲佑 (ばか1名)(J77・U
〜) 8り 8牟S4鳩 手続補正書(自発) 116σ4.タロ8
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一般式 xPb(Zn_1_/_3Nb_2_/_3)O_3−
yPb(Mg_1_/_3Nb_2_/_3)O_3−
zPbTiO_3で表わしたとき、それぞれの成分を頂
点とする三元図の a(x=0.50、y=0.00、z=0.50)b(
X=1.00、y=0.00、z=0.00)c(x=
0.20、y=0.80、z=0.00)d(x=0.
05、y=0.90、z=0.05)で示される各点を
結ぶ線内の組成(ただし、abを結ぶ線分上は除く)の
Pbの一部を1〜35mol%のBa及びSrの少なく
と一種で置換したことを特徴とした高誘電率磁器組成物
。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59274754A JPS61155245A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高誘電率磁器組成物 |
DE8585113411T DE3586118D1 (de) | 1984-10-25 | 1985-10-22 | Keramische zusammensetzung mit hoher dielektrischer konstante. |
EP85113411A EP0180132B1 (en) | 1984-10-25 | 1985-10-22 | High dielectric constant type ceramic composition |
CA000493775A CA1266374A (en) | 1984-10-25 | 1985-10-24 | High dielectric constant type ceramic composition |
US07/157,149 US4818736A (en) | 1984-10-25 | 1988-02-11 | High dielectric constant type ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59274754A JPS61155245A (ja) | 1984-12-28 | 1984-12-28 | 高誘電率磁器組成物 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3236856A Division JPH0715855B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | セラミックコンデンサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61155245A true JPS61155245A (ja) | 1986-07-14 |
JPH0478577B2 JPH0478577B2 (ja) | 1992-12-11 |
Family
ID=17546115
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59274754A Granted JPS61155245A (ja) | 1984-10-25 | 1984-12-28 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61155245A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63233037A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-09-28 | 株式会社東芝 | 高誘電率磁器組成物及びセラミックコンデンサ |
JPH01100051A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | 誘電体磁器組成物 |
-
1984
- 1984-12-28 JP JP59274754A patent/JPS61155245A/ja active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63233037A (ja) * | 1986-11-04 | 1988-09-28 | 株式会社東芝 | 高誘電率磁器組成物及びセラミックコンデンサ |
JPH01100051A (ja) * | 1987-10-12 | 1989-04-18 | Mitsubishi Mining & Cement Co Ltd | 誘電体磁器組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0478577B2 (ja) | 1992-12-11 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |