JPS63116308A - 誘電体磁気組成物 - Google Patents
誘電体磁気組成物Info
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- JPS63116308A JPS63116308A JP61262216A JP26221686A JPS63116308A JP S63116308 A JPS63116308 A JP S63116308A JP 61262216 A JP61262216 A JP 61262216A JP 26221686 A JP26221686 A JP 26221686A JP S63116308 A JPS63116308 A JP S63116308A
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Landscapes
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- 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。
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。
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 などの高価な金属を用いる必要が
あった。
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 などの高価な金属を用いる必要が
あった。
これに対し空気中1ooo℃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など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。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。前者については発明者らはPbTiOs −P
b(Mgtz3Nb2t2)Os −Pb(Nitz*
W1/2)O2 )02からなる誘電体磁器組成物を
提案しており、さらにこれを改良した組成物として、(
Pb a Me b)1(Nis、3Nbzz3) X
Ti y (Nitzz W1/2)O2 )Z10
2 +a+b で表され、MeがCa、 S’r、 B
a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、鋼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かできる優
れた誘電体磁器組成物である。
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など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。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。前者については発明者らはPbTiOs −P
b(Mgtz3Nb2t2)Os −Pb(Nitz*
W1/2)O2 )02からなる誘電体磁器組成物を
提案しており、さらにこれを改良した組成物として、(
Pb a Me b)1(Nis、3Nbzz3) X
Ti y (Nitzz W1/2)O2 )Z10
2 +a+b で表され、MeがCa、 S’r、 B
a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、鋼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かできる優
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(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。
ンデンサ素子とした際、素子の抗折強度が低(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) l (Mgt/s Nb2t
s ) X Ti y(Ni1/2W1/2)O2 )
zl 02 +a+bで表され、MeがCa、Sr、
Ba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。本発明では上
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としている。
s ) X Ti y(Ni1/2W1/2)O2 )
zl 02 +a+bで表され、MeがCa、Sr、
Ba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。本発明では上
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としている。
問題点を解決するための手段
(Pbn Meb )(Mgxzs Nb*t3)xT
iz(Ni1z2W 1/2 )02+s+bで表され
、MeがCa、 Sr、 Baからなる組成物に対し、
副成分として、5iOz。
iz(Ni1z2W 1/2 )02+s+bで表され
、MeがCa、 Sr、 Baからなる組成物に対し、
副成分として、5iOz。
Bi2O3,B20G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
る組成物とする。
も一種の成分を、重量%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。
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PbO,MgO。
MeCOs (Me:Ca、Sr、Ba)、Nb2O
5゜TiO2,Nip、Wo0.SiO2,Bi2O3
゜8203、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
500kg/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
17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。
5゜TiO2,Nip、Wo0.SiO2,Bi2O3
゜8203、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
500kg/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
17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6wt%水溶液を粉体量の6 w t%加え、3
2メツシユふるいを通して造粒し、成形圧力1000k
g/cm2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。
コール6wt%水溶液を粉体量の6 w t%加え、3
2メツシユふるいを通して造粒し、成形圧力1000k
g/cm2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200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N5I−H2混合ガスで置換し、酸素分圧(PO2)
が1.oxlo−8atn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4
00℃/hrで昇温し2時間保持後400℃/hrで降
温した。
に200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N5I−H2混合ガスで置換し、酸素分圧(PO2)
が1.oxlo−8atn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4
00℃/hrで昇温し2時間保持後400℃/hrで降
温した。
炉心管内のPO51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。
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。
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INの板状に切断し、両面にC「−Auを
蒸着し、誘電率、tanδを1kHz、IV / rm
の電界下で測定した。また抵抗率は1kV/!lll1
lの電圧を印加後1分値から求めた。
蒸着し、誘電率、tanδを1kHz、IV / rm
の電界下で測定した。また抵抗率は1kV/!lll1
l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つとも大きくなる温度
とした。
とした。
誘電体磁器の機械的強度は、焼成物を厚さ3mm幅5o
1m、長さ15m−の角柱状に切り出し、各面を粒径的
0.6μ園のアルミナで研摩した後、支持点間隔10I
II11の三点曲げ装置を用い、曲げ破壊過室(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。
1m、長さ15m−の角柱状に切り出し、各面を粒径的
0.6μ園のアルミナで研摩した後、支持点間隔10I
II11の三点曲げ装置を用い、曲げ破壊過室(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。
a−33,3W (kg/cm2)
第1表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、(Pb −Me b)(Nit73
Nbqts ) x Ti y (Nitz
* W1/2)O2 ) 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。
b、x、y、Zは、(Pb −Me b)(Nit73
Nbqts ) x Ti y (Nitz
* W1/2)O2 ) 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)T
iO2+Q+b、 (Pb a Me b) (Mg
tz+ Nb2z2)02 +a+b、 (Pb
* Me b) (Ni1z2w、、 )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。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る
。なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気Po
2; 1.0X10−’atmは、焼成温度において銅
がほとんど酸化しない酸素分圧であり、銅もしくは銅を
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。
iO2+Q+b、 (Pb a Me b) (Mg
tz+ Nb2z2)02 +a+b、 (Pb
* Me b) (Ni1z2w、、 )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。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る
。なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気Po
2; 1.0X10−’atmは、焼成温度において銅
がほとんど酸化しない酸素分圧であり、銅もしくは銅を
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1100℃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。
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。
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。
第1図は本発明に係る誘電体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。 l・・・・・・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(PbaM
eb Xki73Nb2/3 )Q2+a+b(Pba
MebXNi+/2%J+/2)Q2+a+b
2 (PbaMe
b)Ti02+a+■ 第1図 第2図
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。 l・・・・・・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(PbaM
eb Xki73Nb2/3 )Q2+a+b(Pba
MebXNi+/2%J+/2)Q2+a+b
2 (PbaMe
b)Ti02+a+■ 第1図 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (Pb_aMe_b){(Mg_1_/_3Nb_2_
/_3)_xTi_y(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、Br、B
a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(Pb
_aMe_b)(Mg_1_/_3Nb_2_/_3)
O_2_+_a_+_b;(Pb_aMe_b)Ti_
2_+_a_+_b;および(Pb_aMe_b)(N
i_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=0.950y=0.049z=0.001B;
x=0.750y=0.249z=0.001C;x=
0.010y=0.800z=0.190D;x=0.
010y=0.450z=0.540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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61262216A JPS63116308A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 誘電体磁気組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61262216A JPS63116308A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 誘電体磁気組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63116308A true JPS63116308A (ja) | 1988-05-20 |
Family
ID=17372690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61262216A Pending JPS63116308A (ja) | 1986-11-04 | 1986-11-04 | 誘電体磁気組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63116308A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9352523B2 (en) | 2011-05-27 | 2016-05-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method for manufacturing pneumatic tire |
-
1986
- 1986-11-04 JP JP61262216A patent/JPS63116308A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9352523B2 (en) | 2011-05-27 | 2016-05-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Method for manufacturing pneumatic tire |
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