JPS6156407A - 積層型磁器コンデンサ - Google Patents

積層型磁器コンデンサ

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JPS6156407A
JPS6156407A JP17880084A JP17880084A JPS6156407A JP S6156407 A JPS6156407 A JP S6156407A JP 17880084 A JP17880084 A JP 17880084A JP 17880084 A JP17880084 A JP 17880084A JP S6156407 A JPS6156407 A JP S6156407A
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JP
Japan
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temperature
multilayer ceramic
ceramic capacitor
fired
weight
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JP17880084A
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English (en)
Inventor
横江 宣雄
藤川 信義
祐二 飯野
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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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、高誘電率温度補償用積層型磁器コンデンサに
関するものである。
背景技術 一殻に、積層型磁器コンデンサは傳層の誘電体の表面に
内部電極を形成したものを複数枚積層し、内部電極を交
互に外部atvc用電極に並列に接続するようにして同
時一体焼成している。
この種の積層型磁器コンデンサは高誘電率を有するよう
に充分緻密化させるため、比較的高い焼成温度(124
0℃以上)を必要としている。従ってこの電極に使用さ
れる金属は誘電体の焼成温度よりも融点が高い、高価を
貴会ll4(例えばパラジウムまたはその合金 )を使
用しなければならず、この金属材料費はこの種のコンデ
ンサのトータルコストを高くしている。
そこで上記誘電体の焼成温度を低くし、かつCu/ C
uzo  の焼成温度における平衡a素分圧(1000
℃において約6.5 X 10−’at11)より低い
酸素分圧にて焼成しても磁器が還元しないようにするこ
とに依って、用いる内部電極として上記高価な貴会ri
4またはその合金に代え、安価なCu(銅)を用いて経
済性メリットの高い積層型磁器コンデンサを得ることを
試みた。
ところが、一般的に誘電体の焼成温度を低くすると結晶
性が低下するためその比誘電率が低下し、上記焼成温度
より低い温度で焼成しtこ場合、高誘電率の温度補償用
磁器コンデンサとして充分な電気的特性、および温度特
性を得ることができない。
発明が解決しようとする問題、慨 本発明者は、B aT io 3を予め充分高い温度(
1200℃)で合成した高い結晶性を有するBaTiO
2粉末原料を混合したB aT io x−N dzo
 x−T iO、−B i、o 、ML成系の主成分に
対して、これを低fA(1o o o〜1050℃)で
充分緻密化させるために液相となるP b i O4−
B ! 03− S + 02− Z n Oをそれぞ
れ適量添加すれば、1000〜1050℃の比較的低い
温度で焼結しても高い比誘電率の磁器コンデンサが得ら
れ、かつ上記Cu/ Cu20平衡酸素分圧以下のwl
累分圧を有する窒素中で焼成しても磁器が還元せず、高
い1zm抵抗(10’MΩ以上)を有する磁器コンデン
サを得ることが出来ろことを知見した。
したがって本発明の目的は、比較的低温(たとえば10
00〜1050°C)で誘電体を焼成しても充分な電気
的特性および温度特性を有する積層型磁器コンデンサを
提供することである。
問題、L!!を解決するための手段 本発明は、9aTiOsを18.0−27.0  ′M
Xi%、Nd2Os’t 31.6−36.3 mi%
、T i O2を27.6〜36.5z量%およびB1
20コを2.5〜8.1 重量%を含む組成範囲の主成
分に対して、pb、O4を5.6〜9 、Ofifi%
、B20.を0.1〜1.3  重t%、S io l
 ヲ1.0−3.0 mR96オよびZooを0.5〜
3.0  重量%を添加することを特徴とするもので、
1000〜1050℃の低温でかつ酸素分圧をI X 
10−”a1以下の窒素中で焼成しても、充分緻密化し
、高い比誘電率を有すると共に、高い絶縁性(10@M
Ω以上)を有する磁器コンデンサを提供できる。
上記組成物を上記岨11t@囲とした理由は、Nd。
O2が36.3iij1%を越えると静電容量温度係数
が+30 ppm/ ’Cを上回り、目的と合わない、
B、0.の添加は積層型磁器コンデンサの破壊電圧を向
上させ、W電圧の高い積層型磁器コンデンサを    
(得ることができ、このB、O,が1.0  瓜且%未
満であるとその効果が減少する。ZnOが3 、Ofi
fi%を越えると、IMHzにおいて品質係数(Q値)
が1000を下回り、実用性を損なう、さらにBaTi
0s、Ndxos、Tio、、B110z、PbaO,
、BzOs、Sio 21およびZnOが本発明の上記
特定範囲外の場合は、夫々絶縁抵抗が低いか、低温(1
050℃以下)での焼結が不充分で本発明の目的と合わ
ない。
作  用 本発明によれば、低温焼成においでも高温焼成と変わら
ない高N7L率の温度補償用磁器コンデンサとしての特
性、即ち比誘電率が50以上、品質係11i100Q以
上、絶縁抵抗10“MΩ 以上の電気的特性、および静
電容量温度係数が+30 ppm7℃の範囲である安定
した温度特性を得ることができ、従って内部電極として
安価なCu(銅)を使用できる積層型磁器コンデンサを
得ることができる。
以下本発明の実施例について説明する。
実施例1 予めB a CQ 2とT i Otの等モルから12
00 ’Cで合成した純度98.5%以上のB aT 
io 3と、純度98%以上のNd、OSと、純度97
.5%以上のTi0z(7ナターゼ)および純度95%
以上のBitO3を第1!tの主成分組成欄に記載した
各試料の組成になるように秤量し、合計重量が夫々50
08となるぶちにした。
さらに純度95%以上のpb、o、、B、03、SiO
2およびZnOを第1表の*+成分欄に記載した各試料
の組成になるように、それぞれ秤量して主成分に加えて
、内容積1.6ノの磁製ポット中に嵩容積0.8ノ(約
1.5kg)のアルミナボール(約17−− )ととも
に入れ、さらに分散剤、消泡剤とともに有機バインダー
、可塑剤並びに分散媒としてトルエンを加えて、回転数
72rp−で24時間回転して得られた原料スリップを
ドクターブレード法に依って厚さ25μ−のグリーンシ
ートを成型した。このグリーンシートを25枚重ねてホ
ットプレスしてグリーン成型板を作成し、約10+sI
G角、厚さ約0.50mmのグリーン角板に切断した。
グリーン角板を1000℃〜1100℃の温度で2時間
焼成し、得られた約8Il111角、厚さ約0゜41d
llの角板の上下全面に銀電極を付与して角板型コンデ
ンサとし、評価試料とした。こうして得られた各試料を
周波数IMHzおよび入力電圧1.OVr++sにてI
vt容量および品質係数(Q値)を測定し、また直流電
圧50Vを1分間印加して絶縁抵抗(TR)を測定した
後、周波数IMHzにおいて−55℃および125℃で
の0電容量温度係数を測定した。また試料のたて(L)
、よこ(W)の寸法を±5μ■の精度で厚さくT)を±
1μ−の精度でそれぞれ測定し、下記のtj41式から
比誘電率(gr)を計算した。
I   C−T Cr二EO’L−W(εO= 8.865X 10− 
”pF/m5)−(1)こうして得た電気的特性の測定
結果を各々の試ネ1の化学m成および焼成温度とともに
第1表に示した。
(以下余白) 第1表の試料番号1,2,3,7,11,12,15゜
lfl、17,21,22,25.および26のものは
いずれら本発明の組成範囲に合致しないものであり、焼
成温度が1100℃以上が必要となり本発明の目的に合
わない。
試料番号9のものはN d、o 、が本発明の組成範囲
の上限である36.3 mfL%を越えるものであり、
この場合静電容量温度係数が+側に大きすぎ、本発明の
一定の温度特性である±30 ppm/ ’(: の範
囲を逸脱するものである。試料番号29のものはZnO
が本発明の組成範囲の上限である3、0′m皿%を越え
るものであり、この場合Q値が1000未満と小さすぎ
、実用に供することかで軽な一方、上記以外の各試料は
いずれも1050℃以下の温度で充分焼結しており、1
0!MΩ 以上の絶縁抵抗(IR)を示し、比誘電率<
tr>は50以上(実質的には最低でも試料番号11の
もののεr68)と高く、Q値も1000以上であり優
れた電気的特性を示し、またD電容量温度係数も±30
 ppm/ ℃ の範囲および一定の温度特性を有して
いることが理解できる。ただし試料番号13のものの場
合容量温度係数が一37p、曽/℃ と−309p■/
℃ を下回っているが、この組成物において積層型磁器
コンデンサに加工したときその容量温度係数が一26p
p輪/℃ となり発明の目的に合致している。
実施例2 第1表に示すB、O,を添加する本発明の範囲内である
試料番号14のものと、B20.を添加しない本発明の
範囲外である試料番号17のものとの誘電体グリーンシ
ート上に、Ag701[%とPd30重1%との合金に
有機結合剤およびそのWI剤を加えて成るペーストを夫
々印刷した。この金属印刷膜を付与した各グリー積層−
ト58枚積層し、上下に8枚ずつの印刷膜をもたないグ
リーンシー    □トを加元てホットプレスした。さ
らにたて約5゜2−一、よこ約4輪−の寸法の個々のピ
ースに切断し、積層型磁器コンデンサのグリーンチップ
を夫々作    ↑成しこれらを第1表に示す夫々の温
度で2時間焼成した。焼成した両チップの両端にA、−
Pd合金電極を付与して積層型磁器コンデンサを作成し
た。
こうして得た積層型磁器コンデンサの静電容量および品
質係数(Q値)を周波数IMHz、  入力電圧レベル
1.OVr+msで測定し、直流電圧50Vを1分間印
加して絶縁抵抗(IR)を測定し、さらにiff流電圧
を印加し、徐々に昇圧して破壊したときの電圧(破壊電
圧)を測定した。それぞれの測定結果を第2表に示した
。但し測定試料個数は各20個であり、静電容量および
Q値は平均値を、破壊電圧は平均値マ(V)およびバラ
ツキ指数σ/マ(%)を、絶縁抵抗(I R)について
は、106MΩ、10’MΩおよび10’MΩ オーダ
ーの個数をそれぞれ示した。
第2表 第2表に示すように、B、0.を含まない試料番号17
のものの積層型磁器コンデンサは破壊電圧の平均値が3
21V(7)でまたそのバラツキ指数が22.4%(σ
/マ)であり、絶縁抵抗(IR)については10’MΩ
オーダーが20個9重個、10’オーダーのものが20
個9?個存在し、よって絶縁抵抗(IR)が不充分であ
る。これに対しB20iを含む試料番号14のものの積
層型磁器コンデンサは破壊電圧の平均値が741V(T
)と前者の2倍以上と高(、またそのバラツキ指数が1
0.4%(グ/マ) と小さく、その絶縁抵抗(IR)
は20個中20個とも10′MΩ以上であり充分である
実施例3 試料番号6.14.31のもののグリーンシート上に、
Cu粉末(平均粒径約0.7μ鴎の微粉)に有機結合剤
およびその、溶剤を加えて成るCuペーストを印刷し実
施例2と同様の方法に上って10枚積層し、たて約5.
2m輪、よこ約4++論の寸法のCu電極を内部に有す
るグリーンチップを作成した。
得たグリーンチップをa累分圧約I X 10−”at
IlのN2雰囲気で1000℃で2時間焼成した。
得た焼成チップの両端に外部電極として、Cu粉にホウ
ケイ酸、亜鉛ガラス粉末、有機結合剤およびその溶閉か
らなるペーストを付与して酸素分圧的I X I Q−
’aLmのN、雰囲気中において900°Cで30分焼
成してCu外部電極を形成した。
こうして得た積層型磁器コンデンサチップの電気的特性
および温度特性を実施例1および実施例2と同様の方法
で測定し、その結果を第3表に示した。
第  3  表 、      第3表から理解されるように、低い酸素
°分圧(I X 10 ””at+m)のN2yス中で
1000℃の焼成においでも第2表の試料番号14のも
のの電気的特性に対し低下することなく、また容量温度
係数は−27pp+i/ ’Cと小さく満足できるもの
である。
以上詳述したごとく、本発明は1050℃以下の低温で
かつ低a素分圧のN、ttスス中焼成しても高い比誘電
率を有し優れた誘電体磁器材料を提供することができ、
この組成物を用いれば内部電極をCuIIM極とするこ
とができ、安価で優れた積Jω型磁器コンデンサを提供
できるもので工業的価値が高いことが理解される。
代理人  弁理士   四教圭一部 ぐ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 BaTiO_3を18.0〜27.0重量%、Nd_2
    O_3を31.6〜36.3重量%、TiO_2を27
    .6〜36.5重量%およびBi_2O_3を2.5〜
    8.1重量%含む主成分に対し、 Pb_3O_4を5.6〜9.0重量%、B_2O_3
    を0.1〜1.3重量%、SiO_2を1.0〜3.0
    重量%およびZnOを0.5〜3.0重量%添加した組
    成物を用い、Cu(銅)を内部電極とすることを特徴と
    する積層型磁器コンデンサ。
JP17880084A 1984-08-28 1984-08-28 積層型磁器コンデンサ Pending JPS6156407A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02265229A (ja) * 1989-04-05 1990-10-30 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミックスコンデンサ
JPH03290358A (ja) * 1990-04-04 1991-12-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 誘電体磁器組成物
US6340649B1 (en) 1999-03-16 2002-01-22 Tdk Corporation Composition of dielectric ceramics and producing method thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02265229A (ja) * 1989-04-05 1990-10-30 Murata Mfg Co Ltd 積層セラミックスコンデンサ
JPH03290358A (ja) * 1990-04-04 1991-12-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 誘電体磁器組成物
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