JPS6199209A - 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、磁器組成物、特に１２００℃程度の低温で焼
結でき、広い温度範囲にわたって誘電率の変化率が小さ
く、誘電率が大きく、かつ誘電損失の少ない優れた誘電
体磁器組成物に関するものである。

（従来の技術） 従来、誘電率が高く、誘電率の温度変化の小さな磁器組
成物として、ＢａＴｉ０．にＮｂｚＯｓ　　ｌ’ｆｒｌ
ｏを添加したもの（特公昭５７−４１０４２）、Ｎｂｚ
Ｏｓ　−ＣｏＯ等を添加したもの（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏ
ｍｐｏｎｅｎｔ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃ、、１
９７６、Ｖｏｌ、２　、Ｐ、２４１〜２４７）、Ｎｂｚ
０５　ＭｇＯを添加したちのく特開昭４８−５３２９７
）、ＮｂｚＯｓ　−ＭｇＯ−ＣａＴｉＯ３を添加したも
の（特公昭５７−２３３６６）、ＣｏＮｂｚＯ６Ｌａｚ
Ｏｚを添加したもの（特開昭５７−８８６１２）など多
くのものが知られていた。

しかしながら、それらの組成物を焼結する温度は、いず
れも１３５０〜１４００℃の高温である。そのため、こ
れを積層形コンデンサーに利用する場合、内部電極材料
として、この高温の焼結温度に耐え得る白金、パラジウ
ム等の高価な貴金属を使うことが必要であり、コストア
ップの最大の原因になっていた。それ故、積層形コンデ
ンサーを安価に製造するには、銀を主成分とする安価な
金属を内部電極に使用できるような、１２００℃程度の
低温で焼結できる磁器組成物が望まれてきている。

現在までに低温で焼結できる磁器組成物として、ＢａＴ
ｒ（ｈにビスマス化合物を添加した組成物が知られてい
るが、それらは焼成時に成分の蒸発が著しく安定した性
能が得られにくいこと、さらに、高周波特性における誘
電損失が大きいこと等の欠点があり、積層形コンデンサ
ー用の磁器組成物として未だ満足できるものではない。

また、ビスマス化合物を含有せずに比較的低温で焼結で
きる組成物として、ＢａＴｉＯ３にＮｄｚＯ３、Ｎｂ、
ｏ。

５ｒＯｚ、ＭｒｔＯ□、Ｃｏｏを添加したものが知られ
ている（特開昭５７−９２５７５）。しかし、該組成物
の焼結温度は１２５０°Ｃであり、さらに、得られる磁
器の誘電損失（ｔａｎ　δ）の値は１％と大きく、特性
的にも満足できるものではない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、ビスマス化合物を含有することなく低温
で焼結でき、なおかつ誘電率が高く、誘電率の温度変化
率が、ＪＩＳの特級ＹのＢ特あるいはＥＩＡのＸ７Ｒ特
性のように小さく、誘電損失の小さい誘電体磁器組成物
を得ることを目的とし、以下の発明に至った。

（問題点を解決するための手段） ＢａＴｉＯ３にＮｂ２Ｏ５／ＭｇＯのモル比を２．３〜
４の範囲になるようにＮｂ２Ｏ５とＭｇＯを加え、これ
に希土類を０．１〜０．５重量％添加した組成物が特公
昭５５−１９００７に示され、実施例において、焼結の
温度は１２００〜１３８０℃と記載されている。しかし
、該発明の組成を用いても、１２００℃では焼結は不十
分で１、絶縁抵抗値も小さいものであった。該発明の組
成で希土類酸化物を０．５重量％以上に増やすことによ
り、１２００℃で十分焼結し、絶縁抵抗値も大きくなる
。しかし、誘電率の温度変化率は大きくなり、望ましい
温度特性のものは得られない。

そこで、本発明者らは、低温焼結性を保ち、なおかつ高
い誘電率と良好な温度特性、低いｊａｎ　δ値を持つ組
成について鋭意研究を重ねた結果、本発明の組成物を見
出した。すなわち、本発明の磁器組成物は、チタン酸バ
リウム９５．６５〜９８．８４重量％、酸化イツトリウ
ム０．２６〜１．００重量％、酸化ニオブ０．８５〜３
．００重量％、酸化マグネシウム０．０５〜０．３５重
量％を含み、かつ酸化マグネシウムに対する酸化ニオブ
のモル比がｔ：Ｏ，４ないし１：２．２の範囲にあるこ
とを特徴とする。

本発明の組成範囲および組成比のものは、１２００°Ｃ
程度の低温で焼結が可能となり、比誘電率も２０００程
度と高く、広い温度範囲で誘電率の温度変化率も小さい
。さらに驚くべきことには、誘電損失Ｑａｎ　δ）も０
．７％以下と小さく、従来報告されているものに比べ著
しく改善されたものである。

積層コンデンサーの場合には、ｔａｎ　δのとくに小さ
い組成物が望まれており、その点においても、本発明の
磁器組成物は工業的価値の大きいものである。

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製法より得
られるものでもよい。平均粒径が０．０７〜０．５μｍ
で粒径のそろったものを用いた場合、均一な微構造の磁
器が得られ、絶縁抵抗値がさらに大きくなり、その値の
ばらつきも小さいものになる。また、本発明では、酸化
イツトリウム、酸化ニオブ、酸化マグネシウムとして酸
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、蓚酸塩、アルコキシド等、焼結温度以下で
分解し酸化物となるものであれば、いずれのものも使用
できる。酸化物となった時の平均粒径が３μｍ以下であ
るものが、より好適に使用できる。

本発明における磁器組成物中のチタン酸バリウムの割合
は、ＢａＴｉＯ３として９５．６５〜９８．８４重量％
であり、その割合が９８．８４重量％を超えると焼結困
難で、さらに、誘電率の温度変化率も大きくなる。９５
．６５重量％未満では誘電率が小さく、実用的でない。

酸化イツトリウムの割合は、Ｙ２Ｏ３とじで０．２６〜
１．００重量％であり、その割合が０．２６重量％未満
では焼結困難で、絶縁抵抗値が低くなる。

１．００重量％を超えると誘電率の温度変化率が大きく
なる。酸化ニオブの割合は、ＮｂｚＯｓ　として０．８
５　　　゛〜３．００重量％であり、その割合が０．８
５重量％未満では焼結困難となり、３．００重量％を超
えると誘電率が小さく、温度変化率も大きくなる。酸化
マグネシウムの割合は、ＭｇＯとして０．０５〜０．３
５重量％であり、その割合が０，０５重量％未満では温
度変化が大きく　、　０．３５重量％を超えると誘電率
が小さい。

ＭｇＯとＮｂ２Ｏ５のモル比は０．４〜２．２の範囲で
あり、そのモル比が０．４未満では誘電率が小さく、２
．２を超えると誘電率の温度変化率が大きく、ｔａｎ　
δも大きくなる。また、ＭｇＯとＹ２Ｏ３のモル比は３
／２〜５／２の範囲にある場合、高誘電率で、温度特性
も良好になり好ましい。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

出発原料として、ＳＥＭ粒径の平均粒径が０．２〜０．
３μｍで、比表面積が５〜８ｒｄ／ｇであるチタン酸バ
リウムに、酸化ニオブ、酸化イツトリウム、および酸化
マグネシウムを第１表の割合で添加し、純水を加え混合
する。混合物を乾燥した後に、粘結剤としてポリビニル
アルコールを適当量加え、２ｔ　／　ｃ＋ｉｌの成形圧
力で直径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円板状成形物を作
成した。次に、これを１２２０℃で３時間焼結した。焼
結した円板の両端面に１０ｍｎ＋φの銀電極を７４０℃
で焼付け、それぞれの電気特性キ を評価した。ここで、誘電率と誘電損失（ｔａｎ　δ）
をＬＣＲメーターを用いて１ｋＨｚで測定した。絶縁抵
抗値は高絶縁抵抗計を用い、５００ｖの電圧を印加した
場合の読み取り値である。誘電率の変化率％は２０°Ｃ
を基準とした。

第１表において、試料１１ｋＬ１．８，９．１０は本発
明の範囲外のものである。

第１表より明らかなように、本発明の範囲内のものは１
２２０℃で焼結可能で、その磁器特性も比誘電率が２０
００程度と高い値を示し、誘電率の変化率も小さく、か
つ誘電損失が小さいことがわかる。

（発明の効果） 以下のように、本発明により次の効果が見出された。

（１）ビスマス化合物を含まず、１２００℃程度の低温
焼結が可能である。

（２）特性面において比誘電率が２０００以上と高く、
しかも、その温度による変化率が小さい。

（３）誘電損失が小さい。□′１ したが−で・本発明の磁器組成物６よ・電気１与↑生　
　　　　　　１的にもきわめて優れており、コスト面か
らもきわめで有利であるので、工業上価値の大きいもの
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタン酸バリウム９５．６５〜９８．８４重量％、酸化
   イットリウム０．２６〜１．００重量％、酸化ニオブ０
   ．８５〜３．００重量％、酸化マグネシウム０．０５〜
   ０．３５重量％を含み、かつ酸化マグネシウムに対する
   酸化ニオブのモル比が１：０．４ないし１：２．２の範
   囲にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。