JPS61256970A

JPS61256970A - 磁器誘電体組成物

Info

Publication number: JPS61256970A
Application number: JP60093719A
Authority: JP
Inventors: 真吾木村; 酒部　健一; 明石　景泰
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1985-05-02
Filing date: 1985-05-02
Publication date: 1986-11-14
Anticipated expiration: 2010-02-15
Also published as: JPH0712970B2

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、チタン酸バリウムをベースとしたコンデンサ
ー用途として好適な磁器誘電体組成物に関するものであ
る。

（従来の技術）従来、チタン酸バリウムおよびチタン酸バリウムにシフ
ターやディプレーサーなどを配合した組成物は、１３０
０〜１４００℃の高温で焼結され、コンデンサーとして
使用されている。しかしながら、このような高温で焼結
した場合、高価なジルコニアなどの七ツタや焼結炉の損
耗をひきおこすとともに、焼結に要するエネルギーも多
量に必要であり、得られたコンデンサーはコストの高い
ものとなる。

さらに、従来の組成物を用いて積層コンデンサーを製造
するためには、内部電極材料として、高温の焼結温度に
耐えうる白金、パラジウム等の高価の貴金属を使うこと
が必要であり、得られた積層コンデンサーは、著しくコ
ストの高いものとなる。

それゆえ、センタや焼結炉の損耗を小さくでき、さらに
は積層コンデンサーを製造する際に、安価な銀を主成分
とする内部電極を使用することができる、低温で焼結可
能な誘電体組成物が強く望まれている。

低い温度で焼結できるチタン酸バリウムを基材とした組
成物として、８５〜９７重量％のチタン酸バリウムと０
．５〜２．５重量％の酸化リチウムと２．５〜１２重量
％のフッ化カドミウムとからなる組成物が特開昭５７−
２１０５０６号に、また、９０〜９８重量％のチタン酸
バリウムと０．５〜２．５重量％の酸化リチウムと１．
５〜８重量％のフッ化亜鉛とからなる組成物が特開昭５
８−１３５１７８号に示されている。

（発明が解決しようとする問題点）しかし、１価金属であるリチウムの酸化物を０．５〜２
．５重量％と多量に添加した場合には、高温負荷特性、
耐湿特性などの耐久特性が悪化し易い欠点がある。また
、前記組成物では、良好な電気特性のコンデンサーはチ
タン酸バリウム、ＢａＴｉ０１のＢａＯに対するＴｉ０
ｚのモル比が０．９７〜０．９８の時のみに得られ、通
常に工業的に使用されているモル比がほぼ１のものでは
、２０℃での誘電率が２０００程度と低い値のものしか
得られない欠点があった。

さらに、フッ化カドミウム、フッ化亜鉛は焼結中に揮発
し易いので、これらの化合物を大量に含有する組成物を
焼結した場合、素地の変形などが生じ易く、安定して製
品を得られ難いという欠点ががあった。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、種々検討を重ねた結果、チタン酸バリウ
ムと少量の酸化リチウムとフッ化亜鉛および／またはフ
ッ化カドミウム、および特定のチタン酸塩、ジルコン酸
塩、スズ酸塩から選ばれた１種以上を特定量組み合わせ
ることにより、１０００〜１２００℃の低温で焼結し、
かつ上記した欠点がなく、さらに、室温での誘電率が１
２．０００にも達する高い値のものが得られることを見
い出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、９８．２〜９９．８重量％のチタ
ン酸バリウムと０．１〜０．４重量％の酸化リチウムと
０．１〜１．４重量％のフ・ノ化亜鉛および／またはフ
ッ化カドミウムからなる第１成分７０〜９７モル％とチ
タン酸鉛、チタン酸ストロンチウム、ジルコン酸バリウ
ム、ジルコン酸カルシウム、ジルコン酸ストロンチウム
、スズ酸鉛、スズ酸カルシウム、スズ酸ストロンチウム
、スズ酸バリウムから選ばれた１種以上の第２成分３〜
３０モル％からなる磁器誘電体組成物である。

本発明で使用されるチタン酸バリウムは、固相法、液相
法、蓚酸塩法、アルコキシド法等のいずれの方法で製造
されたものでよい。平均粒径が１μ以下と小さく、粒径
分布の均一なものを用いた場合、一層均一な微構造の磁
器が得られ、絶縁抵抗値も大きなものとなり、各種の特
性のばらつきも小さなものとなる。

本発明では、酸化リチウムとして酸化物をそのまま用い
ることができるが、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩などの無
機塩や蓚酸塩、酢酸塩などの有機塩、いずれのものも焼
結温度以下で分解して酸化物となるものならば使用でき
る。

本発明では、フン化亜鉛としてＺｎＦ、、ＺｎＦｚ・４
Ｈ２０が、フッ化カドミウムとしてＣｄＦｚを用いるこ
とができる。フッ化亜鉛を用いた場合は、フッ化カドミ
ウムに比べ誘電率の大きな良好な誘電体磁器が得られ易
い。

また、本発明ではチタン酸鉛、チタン酸ストロンチウム
、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコ
ン酸ストロンチウム、スズ酸鉛、スズ酸カルシウム、ス
ズ酸ストロンチウム、スズ酸バリウムは各々、ＰｂＴｉ
０．．５ｒＴｉＯ，、ＢａＺｒ０．、ＣａＺｒ０３．５
ｒＺｒＯｓ、ＰｂＳｎＯ３、Ｃａ５ｎＯｚ、５ｒＳｎＯ
：＋、Ｂａ５ｎＯ＋の通常の複合酸化物の形のものが好
適に用いられるが、各種の前駆物質、例えば、チタン酸
鉛を用いる場合には、酸化鉛と酸化チタンの等モル混合
物を用いることも可能である。

本発明の磁器誘電体組成物中の第１成分の中のチタン酸
バリウムの割合は、ＢａＴｉ０＝とじて９８．２〜９９
．８重量％である。その割合が９９．８重量％より多い
と、１２００℃以下の低温で焼結することが困難となる
。また、９８．２重量％より少ないと、耐久特性が悪化
し易く、さらに、安定して製品を作ることが難しくなる
。酸化リチウムの割合は０．１〜０．４重量％である。

０．１重量％より少ないと、低温で焼結することが困難
となり、０．４重量％より多いと、磁器の耐久特性が悪
化し易くなり、磁器のグレインサイズも大きなものとな
る。フッ化亜鉛および／またはフン化カドミウムの割合
は　０．１〜１．４重量％である。０．１重量％より少
ないと、低温焼結が困難であり、１．４重量％より多い
と、磁器のグレインサイズが大きなものとなり易（、ま
た、製品を安定して作ることが難しくなる。

第２成分であるチタン酸鉛、チタン酸ストロン、チウム
、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、ジルコ
ン酸ストロンチウム、スズ酸鉛、スズ酸ストロンチウム
、スズ酸カルシウム、スズ酸バリウムから選ばれた１種
以上は、第１成分に対して内削として３〜３０モル％、
好ましくは５〜２０モル％加えられる。

その量が３モル％より少ないと、室温での誘電率の値は
あまり大きくならず、３０モル％より多い場合も、誘電
率の値は小さなものとなる。５〜２０モル％の範囲で最
も高い誘電率が得られる。スズ酸バリウムまたはスズ酸
カルシウムまたはこれらの混合物を用いた場合、誘電率
の大きなものが得られ易くなる。

（実施例）以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

チタン酸バリウムと種々の化合物を表１に示した割合に
秤量し、純水を加えて、ナイロン製ボールミルで十分混
合した。混合物を乾燥した後、１００メツシユのフルイ
を通し、アクリル樹脂をバインダーとし、トリクロロエ
タンを溶媒として、ボールミルを用いスリップを調製し
た。ドクターブレード法により、３０μ厚みのグリーン
シートを作成した。このグリーンシート２２枚を重ね合
わせ、６０℃、１２０ｋｇ／ｃａｌの温度圧力条件でス
クッキングした後、１２ｍｍ口の正方形に切断した。表
１に示した条件で焼結した後、両面に銀電極を焼付け、
接種の特性を測定した。誘電率と誘電損（ｔａｎδ）を
ＬＣＲメーターを用いて、１　ｋＨｚ、　Ｉ　Ｖ、２０
℃の条件で測定した。絶縁抵抗値は高絶縁抵抗計を用い
、５００　Ｖの電圧を印加し測定した。平均のグレイン
サイズは、磁器表面の走査型電子顕微鏡写真より、ライ
ンインタセプト法を用いて求めた。焼結体密度は円板の
重量をマイクロメーターを用いて算出した体積で除して
求めた。なお、酸化リチウム源としてＬｉ２ＣＯ３を、
フッ化亜鉛としてＺｎＦ　２を、フン化カドミウムとし
てＣｄＦ２を用いた。

測定結果を表２に示した。試料１ｍｌ、　４．７．８は
、本発明の範囲外のものである。第１成分中のフッ化銅
、酸化リチウムの割合が少ない場合は、緻密な磁器は得
られず（ｍｌ＞、割合が多い場合は、磁器のグレインサ
イズが大きなものとなり、ｔａｎ　δも悪化する（隘４
）。第２成分の割合が少ない場合（ｌＩｈ７）、および
多い場合（隘８）は、誘電率の値は小さなものとなる。

試料Ｎｕ　２．３．５．６．９゜１０、１１は本発明の
範囲内のものであり、誘電率が大きく、ダレインサイ・
ズの小さな良好な磁器が得以上の実施例において、チタ
ン酸バリウムはＢａとＴｉのモル比がほぼ１のものを用
いたが、０．０５モル程度、その比率がずれていても良
好な特性を得ることができる。また、本発明の組成に酸
化アルミニウム、二酸化ケイ素等を微量添加した場合は
、特性の改善に効果がある。

（発明の効果）以上述べたことから、本発明の誘電体磁器組成物は、１
２００℃以下の低温で焼結ができ、ｔａｎδが小さく、
グレインサイズが均一で小さく、絶縁抵抗の大きなもの
である。また、これらの特性を損ねるにとなく、室温度
付近での誘電率を１２，０００以上にも高めることがで
き、積層セラミックチップコンデンサー用磁器組成物と
して極めて有効であり、その産業的価値は大きいもので
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）９８．２〜９９．８重量％のチタン酸バリウムと
０．１〜０．４重量％の酸化リチウムと０．１〜１．４
重量％のフッ亜鉛および／またはフッ化カドミウムから
なる第１成分７０〜９７モル％と、チタン酸鉛、チタン
酸ストロンチウム、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カ
ルシウム、ジルコン酸ストロンチウム、スズ酸鉛、スズ
酸カルシウム、スズ酸ストロンチウム、スズ酸バリウム
から選ばれた１種以上の第２成分３〜３０モル％とから
なる磁器誘電体組成物。
（２）第１成分が８０〜９５モル％、第２成分が５〜２
０モル％である特許請求の範囲第１項記載の磁器誘電体
組成物。
（３）第２成分がスズ酸バリウムおよび／またはスズ酸
カルシウムである特許請求の範囲第１項または第２項記
載の磁器誘電体組成物。