JPS63108612A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPS63108612A
JPS63108612A JP61254006A JP25400686A JPS63108612A JP S63108612 A JPS63108612 A JP S63108612A JP 61254006 A JP61254006 A JP 61254006A JP 25400686 A JP25400686 A JP 25400686A JP S63108612 A JPS63108612 A JP S63108612A
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JP
Japan
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composition
dielectric
dielectric ceramic
mechanical strength
fired
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JP61254006A
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English (en)
Inventor
横谷 洋一郎
洋 丹羽
純一 加藤
三原 敏弘
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

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1100℃以下で焼成される高誘電率系誘電体
磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき高
い抵抗率の得られる組成物でかつ誘電体磁器の機械的強
度の大きいものに関する。
゛従来の技術 近年セラミックコンデンサにおいては素子の小型化、大
容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急速
に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内部
電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製造
される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材
料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、
焼成温度が1300℃程度と高いため、内部電極材料と
してはPt、Pdなとの高価な金属を用いる必要があっ
た。
これに対し空気中1000℃以下で焼成でき内部電極と
して安価なAg系材料を用いることができる鉛複合ペロ
ブスカイト系材料や、低酸素分圧雰囲気中で焼成できN
iなとの卑金属材料を内部電極として使用できるチタン
酸バリウム系材料が開発されている。前者については本
発明と類似の系として、特開昭60−86072号公報
に記載のPbTiO2Pb  (Nit/2 Nb*t
り )Os    Pb(N i 1/2 Wl/2 
) Osを含む誘電体磁器組成物が知られている。後者
については特公昭56−46641号公報に記載の材料
などが知られている。
さらに発明者らは、PbTiO3−Pb(Nist3N
b*ts )03−Pb (Nix、* Ws/2)O
s系固溶体をさらに改良した組成物として、(Pb a
 Meb)(<N1tt3 Nb2ts  )  x 
 Ti  y  (Nit、2 Wl/2  )Z10
2 +fi+l)で表され、MeがCa、Sr、Baか
らなる群から選ばれた少なくとも一種からなる組成物を
提案している。この組成物は、低温度で焼成でき低酸素
分圧下で焼成した際高い抵抗率を有する特性をもち、銅
もしくは銅を主成分とする内部電極をもちいた積層コン
デンサ素子に用いることができる優れた誘電体磁器組成
物である。しかし焼成後の誘電体磁器は機械的強度が低
く積層コンデンサ素子とした際、素子の抗折強度が低く
なる問題点があった。セラミック積層コンデンサ素子は
面実装部品としてインサートマシンを用いて回路基板上
に装着される使用法をとることが多(、素子の抗折強度
が弱いとこの際素子が破損する。このため積層コンデン
サ素子に用いる誘電体磁器に対しできるだけ大きな機械
的強度が求められている。
発明が解決しようとする問題点 (Pb a Me b) I (Niszs Nb2,
3)  x Ti y(N2重、*Vht2)z102
 +a+b で表され、MeがCa。
S r r B aからなる群から選ばれた少なくとも
一種からなる誘電体磁器組成物は、焼成後の誘電体磁器
の機械的強度が弱い問題点を有していた。本発明は、上
記組成物の低温焼結性、誘電特性、低酸素分圧下で焼成
した際高い抵抗率を有する特性をできるだけそこなわず
、機械的強度の大きい誘電体磁器が得られる誘電体磁器
組成物を提供することを目的する。
問題点を解決するための手段 (Pbn Meb )(Ni1zs Nb2to )x
Tiz (Nitz*Wl/I ) 02 +11+i
)で表され、MeがCa、Sr、Baからなる群の少な
くとも一つの成分からなる組成物に対し、副成分として
、SiO2,Bi2O3,B2O3からなる群から選ば
れた少な(とも一種の成分を、M量%で0.02〜0.
30%含有する組成物とする。
作用 本発明の誘電体磁器組成物の系において、副成分を含ま
ない組成物では通常の三点曲げ試験の破壊面が全範囲に
わたって粒界破壊を示すのに対し、副成分を含む組成物
は粒界部に二次相が形成され破壊面は一部または全域に
わたって粒内破壊をしめす。すなわち本発明の組成物に
おいては、焼成後の誘電体磁器の粒界の接合強度が増大
し、このため誘電体磁器の機械的強度が増大する。
実施例 出発原料には、化学的に高純度なP b O+ N i
 O。
MeCO?1 (Me: Ca、Sr、Ba)、Nb2
O5。
TiO2,Nip、WO3,SiO2,Bi2O3゜B
20G、を用いた。これらを純度補正をおこなったうえ
で所定量を秤量し、ジルコニア製玉石を用い純水を溶媒
としボールミルで17時時間式混合した。これを吸引ろ
過して水分の大半を分離した後乾燥し、その後ライカイ
機で充分解砕した後粉体量の5 w t%の水分を加え
、直径60mm高さ約50mmの円柱状に成形圧力50
0kg/cm2で成形した。これをアルミナルツボ中に
入れ同質のフタをし、 750℃〜880℃で2時間仮
焼した。次に仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにジ
ルコニア製玉石を用い純水を溶媒としてボールミルで1
7時間粉砕し、これを吸引ろ過し水分の大半を分離した
後乾燥した。以上の仮焼、粉砕、乾燥を数回くりかえし
た後この粉末にポリビニルアルコール6 w t%水溶
液を粉体量の6 w t%加え、32メツシユふるいを
通して造粒し、成形圧力1000kg/c+w2で成形
した。成形物は空気中で700℃まで昇温し1゛時間保
持し、ポリビルアルコール分をバーンアウトした。これ
を、上述の仮焼粉を体積の1/3程度敷きつめた上に2
00メツシユZrO2粉を約1mm敷いたマグネシャ磁
器容器に移し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内
に挿入し、炉心管内をロータリーポンプで脱気したのち
N、2−Hx混合ガスで置換し、酸素分圧(PO2)が
1.0 x 10−8at+sになるようN2とH2ガ
スの混合比を調節しながら混合ガスを流し所定温度まで
400℃/hrで昇温し2時間保持後400℃/hrで
降温した。炉心管内のPo2は挿入した安定化ジルコニ
ア酸素センサーにより測定した。第2図に焼成時のマグ
ネシャ磁器容器の構造を、第3図に炉心管内部をそれぞ
れ断面図で示す。
第2図において1はマグネシア容器であり、その上部は
マグネシア容器蓋2で封じた。マグネシア容器1の下部
に仮焼粉3を配置し、その上にジルコニア粉4を配置し
た。さらにその上に試料5を配置した。第2図のように
準備されたマグネシア容器1を第3図のように炉心管6
内に配置した。7は安定化ジルコニア酸素センサーであ
る。
焼成物は厚さ1mmの板状に切断し、両面にCr−Au
を蒸着し、誘電率、tanδを、1kHz。
IV/mmの電界下で測定した。また抵抗率は1k V
 / m mの電圧を印加後1分値から求めた。
なお焼成温度は焼成物の密度がもっとも大きくなる温度
とした。
誘電体磁器の機械的強度は、焼成物を厚さ3曽鴫輻5−
曽、長さ15mmの角柱状に切り出し、各面を粒径約0
.6μ■のアルミナで研摩した後、支持点間隔10Il
の三点曲げ装置を用い、曲げ破壊過重(Wkg )を測
定し、この値より次式を用いて機械的強度を求めた。機
械的強度は20試料の平均値よりもとめた。
cy−33,3W  (kg/cm2)表1に本発明の
組成範囲および周辺組成の成分[a、b、x、y、zは
、(Pba Meb) (Nt1z3Nb2to ) 
xTiy (N15z* Wl/2 ) z 02 +
a+bと表したときの値]、低酸素分圧雰囲気で焼成し
たときの焼成温度、誘電率、tanδ、抵抗率、密度機
械的強度を示した。
第1図は本発明の主組成を、 (Pb a Me b)TiOs +a+b ;(Pb
 2Me b)(Nitz3Nb2/3 )Oj2 ”
9”b ;(Pb a Me b)(Nitz2Wl/
2 )02 ”a”bを端成分とする三角組成図中に示
したもので、斜線の範囲が主組成の範囲である。
〈以下余白) 発明範囲外の組成物では、副成分が0.02wt%より
小さいと機械的強度の改善効果が現れず、0.30wt
%より大きくなると、機械的強度が再び低下するかもし
くは誘電特性とくに誘電率の低下が大きくなる。発明の
範囲内の組成物では前記の問題がいずれも克服されてい
る。主成分の範囲は低酸素分圧雰囲気で焼成したときの
焼成物のち密性、抵抗率、誘電率および誘電率の温度変
化率より限定されたものである。
なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気PO2
; 1. Ox 10−8atn+は、焼成温度におイ
テ鋼がほとんど酸化しない酸素分圧であり、銅もしくは
鋼を主成分とする内部電極を含む積層コンデンサの製造
条件を満足するものである。
発明の効果 本発明によれば、低酸素分圧雰囲気11oO℃以下の焼
成で高誘電率、チ密で抵抗率の高(、かつ機械的強度の
大きい誘電体磁器が得られる。このため内部電極として
Cuを用いた積層コンデンサ素子の誘電体に本発明の組
成物を用いた場合、電気的特性を損なうことなく、大き
な抗折強度が得られ、回路基板状への実装時に素子の破
損が防がれる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る磁器組成物の主成分組成を示す三
角組成図、第2図は焼成時に磁器を入れるマグネシャ容
器の断面図、第3図は焼成時の炉心管の断面図を示す。 1・・・・・・マグネシャ容器、2・・・・・・マグネ
シャ容器蓋、 3・・・・・・仮焼粉、 4・・・・・
・ジルコニア粉、 5・・・・・・試料、6・・・・・
・マグネシャ容器、7・・・・・・炉心管、8・・・・
・・安定化ジルコニア酸素センサー。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (Pb_aMe_b){(Ni_1_/_3Nb_2_
    /_3)xTiy(Ni_1_/_2W_1_/_2)
    z}O_2_+_a_+_bで表される組成を有し、(
    ただし、x+y+z=1)、MeがCa、Sr、Baか
    らなる群から選ばれた少なくとも一種であり、 0.001≦b≦0.250 1.001≦a+b≦1.200 の範囲にあり、この範囲内の各a、bの値に対し、(P
    baMeb)(Ni_1_/_3Nb_2_/_3)O
    _2_+_a_+_b;PbaMeb)TiO_2_+
    _a_+_b;および(PbaMeb)(Ni_1_/
    _2W_1_/_2)O_2_+_a_+_bを頂点と
    する三角座標において下記組成点、A、B、C、D、E
    、 A;x=0.850y=0.149z=0.001B;
    x=0.450y=0.549z=0.001C;x=
    0.001y=0.750z=0.249D;x=0.
    001y=0.400z=0.599を頂点とする四角
    形の領域内にある組成物に対し、副成分として、SiO
    _2、Bi_2O_3、B_2O_3からなる群から選
    ばれた少なくとも一種の成分を重量%で0.02〜0.
    30%含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
JP61254006A 1986-10-24 1986-10-24 誘電体磁器組成物 Pending JPS63108612A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182695A (en) * 1989-12-22 1993-01-26 Marcon Electronics Co., Ltde. Ceramic composition and electronic part using the same

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182695A (en) * 1989-12-22 1993-01-26 Marcon Electronics Co., Ltde. Ceramic composition and electronic part using the same

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