JPS6231907A - 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） この発明は、誘電体磁器組成物に関する。

（従来技術） 従来、高誘電率系磁器コンデンサ材料として、１３　ａ
　Ｔ　ｉ　０３を主体とし、これに、ＣａＴｉＯ３゜Ｂ
ａ５ｎＯ，、、ＣａＺｒＯ３，５ｒＴｉＯ＋等を添加し
たものが使用されてきた。これらの材料は、室温での誘
電率が２０００〜１５０００と高い材料である。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のこれらの組成系は、その焼結温度が１３００〜１
４００℃と高いという欠点を有している。

そのために、焼成コストが高くつき、さらに、積層磁器
コンデンサを作成する場合においては、生の磁器シート
の上に電極を予め形成したものを、複数枚積み重ねてか
ら焼成されるので、この電極材料としては、１３００℃
以上の高温においても、溶融したり酸化したりあるいは
誘電体と反応したりすることがない貴金属、たとえば白
金やパラジウム等を用いなければならなかった。

以上の点を改良するために、本願発明者は、先　″に誘
電体磁器組成物として、Ｐ　ｂ　（Ｍｇ＋ｚｚ　ＮｂＺ
／、３　）　０３　　Ｐ　ｂ　（ＺｎＩｙ３Ｎｂｚｙ３
）　０３　　ＰｂＴｉ０ａ系の組成物を提示した（特開
昭５７−２７９７４号）。

この組成物では、比誘電率１００００以上、焼結温度１
０３０〜１１５０’ｃという特性を得ることができた。

しかし、さらに、誘電率において高い値を示す磁器組成
物の開発が望まれていた。

また、静電容量の温度特性についても、さらに良好なＥ
ＩＡ規格Ｚ　５　Ｕを満たすことが望まれていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、誘電率の値カ月
５０００以上と高く、静電容量の温度特性がＥＩＡ規格
のＺ５Ｕを満足し、かつ常温および高温での体積抵抗が
１９１１９ｃｍ以上と高い、誘電体磁器組成物を従供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、Ｐ　ｂ　（Ｍ　ｇ　＋／：ｌ　Ｎ　ｂ　Ｚ
／３　）　Ｏ：＋−Ｐｂ　（Ｚｎｌ／３　Ｎｂ２／３　
）　０３　　ＰｂＴｉ０ｚ　（７）固溶体より成る磁器
組成物において、 個々の酸化物組成比率（重量％）が、 Ｐｂａ　０４　　６８．０５〜６９．６０ＭｇＯ　　　
　　２．４１〜４．０Ｏ ＺｎＯＯ，０８〜３．１５ Ｎｂｇ　ｏｓ　　　２４．０１〜２６．６６Ｔｉ０．　
　　　０．１３〜２．５９ であり、かつ、 （Ｐｂ　（Ｍｇ＋ｚ＋　Ｎｂｚ／３）０３．Ｐｂ　（Ｚ
ｎ１／３　ＮｂＺ／３　）０３＋　　ＰｂＴｉ０ａ　〕
（Ｄ配合比（重量％）が、Ａ　（８９，０，１，０，１
０，０）、Ｂ　（８０，０，１０，０，１０，０）　、
Ｃ（５９゜５．４０．０，０．５）　、Ｄ　（９Ｂ、５
，１．０゜０．５）の各点を頂点とする多角形Ａ、Ｂ、
Ｃ。

Ｄで囲まれる領域内より選ばれる主成分を１ｏ。

重量部としたとき、副成分として、ＭｇＯを１゜０重量
部以下（０重量部を含まず）含有し、さらに、Ａ　（Ｃ
ｕｌｙｚ　Ｗｌ／２　）　Ｏａ　　（ただし、ＡはＰｂ
、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素）で表
される組成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下含
有したことを特徴とする、誘電体磁器組成物である。

また、必要に応じ副成分として、さらにマンガンをＭｎ
Ｏ□に換算して０．５重量部以下（０重量部を含まず）
含有することも許される誘電体磁器組成物である。

（発明の効果） この発明によれば、誘電率が１５０００以上の高い値を
示し、誘電正接が３％以下と小さく、室温および高温（
８５℃）での比抵抗が、１９１１９ｃｍ以上と高く、静
電容量の温度特性がＥＩＡ規格Ｚ５Ｕを満たす誘電体磁
器組成物が得られ、磁器コンデンサ、特に積層磁器コン
デンサの小型化、大容量化、コストダウン、省エネ化を
図ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 出発原料として、工業用のＰｂ、０４．ＭｇＯ。

Ｎｂ２　０５　　、　　Ｔ　ｉ　ＯＸ　　＋　　ＺｎＯ
，Ｃｕｂ、ｗｏ３　　。

ＢａＣＯ３、５ｒＣＯ，、ＣａＣ０，、ＭｎＣＯ３を用
意し、これらを秤量して、予めＰｂ（Ｍｇ１／３　Ｎｂ
２／３　）　０３　、　　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ＋ｚａ　Ｎｂ
２７３　）０３　、　　ＰｂＴ　ｉ０３　、　　Ｐｂ　
（Ｃｕｒｙｚ　Ｗｌ／２　）　０３　、　Ｂａ　　（Ｃ
ｕｒｙｚ　Ｗｌ／Ｚ　）　Ｏｓ　＋　　Ｓ　ｒ　（Ｃｕ
ｒｙｚ　Ｗｌ／Ｚ　）　０３　＋　Ｃａ　（Ｃｕ＋７ｇ
　Ｗｌ／２　）　０３となるように各々配合した。

次いで、ＰｂＴｉＯ３を９５０℃で、その他の組成物（
Ｐｂ　（Ｍｇ＋／３Ｎｂ２／３　）０３．Ｐｂ　（Ｚｎ
ｌ／３　Ｎｂ２／３　）　０３　、　　Ｐ　ｂ　（Ｃｕ
ｒｙｚ　Ｗｌ／２）　０３　、　　Ｂａ　　（Ｃｕｒ／
ｚ　Ｗｌ／１　）　Ｏｓ　、　　Ｓｒ　（Ｃｕｒｙｚ　
Ｗｌ／２　）　Ｏｓ　＋　　Ｃａ　（Ｃｕｌ／ｚ　Ｗｌ
／２　）　０３〕を８５０℃で、それぞれ個々に２時間
仮焼し、所定の化合物粉体を得た。

次に、このようにして得られた主成分たる化合物粉体と
副成分たるＭｇＯおよびＭｎＣ０＊を表−１に示す各所
望の配合比となるように配合し、それに結合剤として酢
酸ビニル系バインダを５重量部加え、ボールミルによっ
て、１０〜２０時間湿式混合した。その後、これによっ
て得られた混合物を蒸発乾燥し、整粒により粉末状にし
て、これを１ｔｏｎ／ｃＪの圧力で直径１２鶴、厚さ１
゜５鰭の円板に成形した。この円板を、鉛雰囲気を有す
る電気炉を用いて、表−２の「焼成温度」の欄に記載し
た各温度で、各々１時間焼成した。得られた磁器円板の
両面に電極を形成すべくＡｇペーストを８００℃で焼き
付け、測定試料１゛〜２２を作成した。

各試料について、誘電率（ε）、誘電正接（ｔａｎδ）
および比抵抗（ρ）を測定し、それぞれの値を表−２に
示した。なお、誘電率および誘電正接は、温度２５℃、
周波数１ｋＨ２、測定電圧Ｉ　Ｖｒ、ｍ、ｓ、の条件下
で測定したものであり、比抵抗は、温度２５℃および８
５℃で、Ｄ、Ｃ，５００Ｖ　／　＊ｍを印加し２分後に
測定したものであり、また温度特性については、２５℃
を基準として、１０℃および８５℃での変化率を測定し
たものである。

表−１および表−２中、＊を付した試料は、この発明の
範囲以外のものであり、残りの試料は、この発明の範囲
内のものである。すなわち、表−１および表−２中、試
料番号１，４，８，１１゜１３．１４，１６．１８．１
９および２２は発明の範囲外のもので、試料番号２，３
，５，６，７゜９．１０，１２，１５．１７．２０およ
び２１は発明の範囲内のものである。

表−１および表−２に示した各実験例の結果に基づいて
、図面に主成分の３成分組成図（３元図）を示した。な
お、この図面において丸印を付した数字は各試料番号を
表す。

この図面に、この発明の範囲内にある主成分の配合比を
示す領域を、頂点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを有する四角形で
記入した。すなわち、上述の３成分系の磁器組成物にお
ける配合比を、ＸＰｂ（Ｍｇ＋ｚｓ　Ｎｂｇ／３　）　
０３　　ＹＰ　ｂ　（Ｚｎ＋ｚｓ　Ｎｂ２／３　）　Ｏ
ｓ　　Ｚ　Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ　　（ただし、Ｘ、Ｙ
、Ｚは各成分の重量％を表し、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００゜０
）と表したとき、この発明の主成分の範囲（Ｘ。

Ｙ、Ｚ）は、Ａ　（８９，０，１，０，１０，０）、Ｂ
　　（８０，０，１０，０，１０，０）　　、Ｃ（５９
゜５、　４０．０，０．５＞　、Ｄ　　（９８，５，１
，０゜０．５）の４点で囲まれる頭載内の配合比に相当
し、さらに、この主成分を１００重量部としたとき、副
成分として、ＭｇＯを１．０重量部（０重量部を含まず
）以下含有し、さらにまたＡ（Ｃｕｒｙｚ　Ｖｈｙｚ　
）　０３（ただし、Ａは、Ｐｂ、Ｂａ。

Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素）で表される組
成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下含有したこ
とを特徴とする磁器組成物である。

すなわち、前述したように本発明者らは、先にＰｂ　（
Ｍｇ＋ｚ＋　Ｎｂｚｉｓ　）　０３　、　　Ｐ　ｂ　（
Ｚｎ１７３　Ｎｂｚｚａ　）　Ｏ８＋　　Ｐ　ｂＴ　ｉ
　０３からなる磁器組成物を提案したが、この発明は、
主成分をこの組成内で、さらに、副成分として、ＭｇＯ
を１．０重量部以下（０重量部を含まず）含有せしめ、
さらにまた、Ａ　（Ｃｕｌｙｗ　Ｗｌ／２　）　Ｏｘ　
　（ただし、Ａは、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれ
る一種以上の元素）で表される組成物を０．５重量部以
上で５゜０重量部以下含有せしめることにより、誘電率
の著しい向上と良好な静電容量の温度特性を得たもので
ある。また、副成分としてさらにマンガンをＭｎＯ，に
換算して０．５重量部以下含有させることにより、比抵
抗を大きくすることができる。

以下に、表および図に従い、この発明に係る誘電体磁器
組成物の組成範囲限定の理由を述べる。

試料番号１のように、Ｐ　ｂ　（Ｚ　ｎｌ／３　Ｎ　ｂ
ｇｚｓ）０３が１．０ｗｔ％未満では、焼結温度が１１
５０℃以上と高く、誘電率も１５０００以上のものが得
られない。

また、試料番号４のように、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　ＯｓがＩ
Ｑ、９ｗｔ％より多い時では、焼結温度が１１５０℃以
上と高く、誘電率も１５０００に満たず、さらにまた、
ｔａｎδも３．０％を超え、好ましくない。

さらに、また試料番号８のように、ＰｂＴｉＯ３が０．
５ｗｔ％未満では、誘電率が低く１００００に満たない
。

さらに、また試料番号１１．１３のように、３成分図に
おいてＢ−Ｃ線より右上に位置する場合、誘電率が著し
く低くなり、ｔａｎδも３．０％を超え、好ましくない
。

さらにまた、ＭｇＯを添加していない試料番号１４では
、誘電率が１５０００に満たず、好ましくない。さらに
また、ＭｇＯを１．０ｗｔ％より多く添加した試料番号
１６では、誘電率が著しく低下し、かつ、焼結温度が１
１５０”ｃ以上となり、好ましくない。

さらにまた、ＭｎＯ，を０．５ｗｔ％より多く添加した
試料番号１８では、高温での比抵抗が１０１Ωｃｍ以下
となり、好ましくない。

さらにまた、Ａ　（Ｃｕ＋ｚｇ　ｗｌｙｔ　）　Ｏｓが
０゜５ｗｔ％未満の試料番号１９では、８５℃における
比誘電率の変化率が一５６％より大きくなり、ＥＩＡ規
格Ｚ５Ｕを満たさず、さらに５ｗｔ％より多い試料番号
２２では、常温および高温での比抵抗および誘電率が著
しく低下し、好ましくない。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の組成物のうち主成分の配合比を示す
３成分組成図である。 手続主甫正書（自発） 昭和６１年０６月０９日 昭和６０年　特許願　第１７０１５６号２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　８５４０輩大阪（０６）　７６４−５
４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３０番地
明細書の「発明の詳細な説明の欄中の表−１」７、　補
正の内容 明細書の発明の詳細な説明中の要用を別紙の通り訂正す
る。 以上 手続補正書 昭和６１年０８月２５日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　８５４０宣大阪（０６）　７６４−５
４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３０番地
手続（甫正書印発） ７、補正の内容 別紙のとおり 以上 戸 昭和６１年０６月０９日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許側　第１７０１５６号２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　ｅ５４０　！ｉ！大阪（０６）　７６
４−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３
０番地自発補正 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３
   −Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３−
   ＰｂＴｉＯ＿３の固溶体より成る磁器組成物において、 個々の酸化物組成比率（重量％）が、 Ｐｂ＿３Ｏ＿４６８．０５〜６９．６０ ＭｇＯ２．４１〜４．００ ＺｎＯ０．０８〜３．１５ Ｎｂ＿２Ｏ＿５２４．０１〜２６．６６ ＴｉＯ＿２０．１３〜２．５９ であり、かつ、 〔Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３、
   Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３、Ｐ
   ｂＴｉＯ＿３〕の配合比（重量％）が、Ａ（８９．０、
   １．０、１０．０）、Ｂ（８０．０、１０．０、１０．
   ０）、Ｃ（５９．５、４０．０、０．５）、Ｄ（９８．
   ５、１．０、０．５）の各点を頂点とする多角形Ａ、Ｂ
   、Ｃ、Ｄで囲まれる領域内より選ばれる主成分を１００
   重量部としたとき、副成分として、ＭｇＯを１．０重量
   部以下（０重量部を含まず）含有し、さらに、Ａ（Ｃｕ
   ＿１＿／＿２Ｗ＿１＿／＿２）Ｏ＿３｛ただし、ＡはＰ
   ｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素｝で
   表される組成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下
   含有したことを特徴とする、誘電体磁器組成物。 ２　３成分系〔Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿
   ３）Ｏ＿３−Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３
   ）Ｏ＿３−ＰｂＴｉＯ＿３〕から成る主成分１００重量
   部に対し、副成分として、ＭｇＯを１．０重量部以下（
   ０重量部は含まず）含有し、さらに、Ａ（Ｃｕ＿１＿／
   ＿２Ｗ＿１＿／＿２）Ｏ＿３｛ただし、ＡはＰｂ、Ｂａ
   、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素｝で表される
   組成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下を含有し
   、かつマンガンをＭｎＯ＿２に換算して０．５重量部以
   下（０重量部を含まず）含有したことを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項記載の誘電体磁器組成物。