JPS6231908A - 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、ＢａＴｉ
０：＋を主体とし、これに、ＣａＴｉＯ３゜Ｂａ５ｎ０
．、ＣａＺｒＯ３，５ｒＴｉＣ）＋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２
０００〜１５０００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１３Ｏ０〜１
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、１３Ｏ０℃
以上の高温においても、溶融し、酸化および誘電体と反
応などをしない貴金属、たとえば白金やパラジウムなど
を用いなければならなかった。

以−Ｌ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＋７３Ｎｂ２／３
　）　０３　　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ＋／３Ｎｂｚ／ｚ　）　
０３　　ＰｂＴｉｏ、系の組成物を提示した（特開昭５
７−２７９７４号）。

この組成物では、比誘電率１ｏｏｏｏ以上、焼結温度１
０３Ｏ〜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、焼結温度においても１
０００℃以下の低温で安定な焼成が行えることが望まれ
ていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、誘電率の値が１
５０００以−にと高く、焼結温度が９５０℃〜１０００
°Ｃと低く、かつ常温および高温における体積抵抗がｌ
０１１ΩｃＩｎ以上と高い、誘電体磁器組成物を提供す
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　（Ｍｇ＋ｚ：＋　Ｎ　ｂｚｉ３）
　０３−Ｐｂ　（Ｚｎ＋／３＋’Ｊｂ２／３　）　０３
ＰｂＴｉ０３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、 ｐｂ３Ｏ．　　６８．０５〜６９．６０ＭｇＯ　　　　
　２．４１〜４．００ Ｚｎ０　　　　　０．０８〜３．１５ Ｎｂｚ　Ｏｓ　　　２４．　０　］〜２６．６６Ｔ　＋
　０２　　　　０．　１３〜２．５９であり、かつ、 （Ｐ　ｌ）　＜Ｍｇ＋７３Ｎｂ２／３　）　０３　、　
　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ１／３　Ｎ　ｂｚｚａ　）　０３　、
　　Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ○３〕の配合比（重量％）が、Ａ　
（８９，０，１，０，１０，０）、Ｂ　（８０，０，１
０，０，１０，０）　、Ｃ（５９゜５．４０．０，０．
５＞、ｒ）（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重量部は含まず）含有し、さらにＡ　（Ｚｎ＋ｚｚ　
ＭＯ＋／２　−　（但し、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、必要に応し副成分とし°ζさらに、マンガンをＭ
ｎＯ２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、１０目Ωｃｍ以上と高く、焼結
温度が９５０℃〜１０００°Ｃと低い誘電体磁器組成物
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、および生
産の安定化を図ることができる。

この発明の上述の目的５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。

Ｎｂｚ　Ｏｓ　、ＴｉＯ２、Ｚｎ○、　ＭＯ０３、Ｂ　
ａＣＯ３、Ｃａ　ＣＯ３、Ｓ　ｒ　ＣｏおよびＭ　ｎ　
ＣＯ３を用意し、これらを秤量して、予めｐｂ（Ｍｇ＋
ｚｘ　Ｎｂｚｚａ　）　０３　＋　　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ＋
ｚ＋　Ｎｂｚｙｓ　）　０３　、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ　
（ＺｎＩｙｚ　ＭＯ＋ｙｔ　−、Ｂａ　　（ＺｎＩｙｚ
　Ｍｏｌ／２　）Ｏａ　、Ｃａ　　（Ｚｎ１／２Ｍ０Ｉ
／ｚ−＋５ｒ（Ｚｎ＋／ｚＭＯ＋／ｚ−となるように各
々配合した。

次いで、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　０３を９５０℃で、その他の
組成物（Ｐ　ｂ　（Ｍｇ＋ｚｓ　Ｎ　ｂｚｙ３＞　０３
　、　　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ（ｙ３Ｎｂｚｙ３−　、Ｐｂ　
（Ｚｎｒｙｚ　Ｍｏｌ／２　）　０３　＋　Ｂａ　（Ｚ
ｎＩｙｚ　Ｍｏｌ／２　）　０３　＋　　Ｃａ（ＺｎＩ
／ｚ　ＭＯ＋／ｇ　）　０３　＋　　Ｓ　ｒ　（Ｚｎ＋
／ｚ　Ｍ。

１／２　）　Ｏｓ　）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Ｍ　ｎ　ＣＯ３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１　ｔ　ｏ　ｎ　／ｃ＋ａの圧力で直径
１２ｎ＋、厚さ１゜５ｍｍ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１ｋ）（ｚ、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
８５℃の条件下で、Ｄ。

Ｃ，５００Ｖ／ｗｍを印加し２分後に測定したものであ
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１，４，８，１１．１３．１４，１６，１８．１９
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（Ｍｇｒ７ｎ　　　Ｎ　　ｂｇ／
３　）　　　（）＋　　　　　ＹＰ　　ｂ　　　（Ｚ　
　ｎ　Ｉ／３　　Ｎ　　ｂｔ／３　−　２ＰｂＴｊ０３
　（ただし、ｘ、ｙ、ｚは各成分の重量％を表し、Ｘ＋
Ｙ十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点で囲まれる領域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重量部以下（０重量部は含まず）
含有し、さらにＡ　（Ｚ　ｎ　ｌ／Ｚ　ＭＯ＋ｚｇ　）
　０３　　（但し、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。

すなわち、前述したように本発明者らは、先にＰｂ　Ｃ
Ｍｇｒ／３Ｎｂｇ／３　）　Ｏａ　、　　Ｐ　ｂ　（Ｚ
ｎ＋ｚ＋　Ｎｂｚｚａ　）Ｏｓ　＋　　ＰｂＴｉＯ３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重量部は含まず）含有せしめ、さらにま
た、Ａ　（Ｚｎ＋７ｚ　ＭＯ＋ｚｚ　）　Ｏｓ　　（但
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、より低温での焼結を可能ならしめたものである
。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　（Ｚｎ１７３Ｎｂｚｚ３
−が１．０ｗｔ％未満では、焼結温度が１０００℃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　０３力月
０．０ｗｔ％より多いものでは、焼結温度が１０００℃
以トと高く、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、ＰｂＴｉＯ２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が３％を超え好ましくない。

ＭｇＯを含まない試料番号１４では誘電率が１５０００
以下となり好ましくない。さらに、ＭｇＯを１．０ｗｔ
％より多く添加した試料１６では、誘電率が著しく低下
し、かつ、焼結温度力月０００℃以−］二となり好まし
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１０１１Ωｃｍ以
丁となり、好ましくない。

さらにまた、Ａ　（Ｚ　ｎ　ｌ／２　Ｍ　Ｏｌ／２　）
　０３が０゜５重量部未満の試料番号１９では、焼結温
度を１０００°Ｃ以下に低下せしめることができず、５
゜０重量部より多い試料番号２２では、誘電率の低下と
室温および高温での比抵抗の低下を生じ、いずれも好ま
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ず
３成分組成図である。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ほか１名） 手続（甫正書（自発） 昭和６１年０６月０９１」 昭和６０年　特許層　第１７０１５７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　［株］５４０　ｆｔ大阪（０６）　７
６４−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目
３Ｏ番地７、補正の内容 明細書の発明の詳細な説明中の表−１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 昭和６０年　特許願　第１７０１５７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　！！大阪（０６）　７６４
−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３Ｏ
番地７、補正の内容 別紙のとおり 以上 手続（甫正書（自発） 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　特許願　第１７０１５７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１ｏ号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　ｘ５４０１！大阪（０６）　７６４−
５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３Ｏ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重量部は含まず）含有し、さらにＡ（Ｚｎ＿１
   ＿／＿２Ｍｏ＿１＿／＿２）Ｏ＿３｛但し、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。 ２　前記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重量部を含まず）含有し、さらにＡ（Ｚｎ＿１＿
   ／＿２Ｍｏ＿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重量部以下含有
   し、さらにまた、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
   。