JPS63239710A - 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、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℃程度で焼成でき、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ペロブ
スカイト系材料が提案されており、本発明と類似の系と
しては特開昭６０−８６０７２号公報に記載のＰｂＴｉ
０３−　Ｐｂ（Ｎｊ１／ＧＮｂ２ｔ　３　）０３−　Ｐ
ｂ（Ｎｉ１ｚ　２　Ｗｌ／　２　）０３からなる組成物
が知られている。この系は高い誘電率と低い焼成温度を
有する優れた特性を有している。

発明が解決しようとする問題点 ＰｂＴｉ０ｓ−Ｐｂ（Ｎｉｔｚ＋Ｎｂ２ｚ３）０３−ｐ
ｂ（Ｎｉ１ｚ２Ｗｌ／２）０３からなる組成物はさらに
安価な銅を主成分とする内部電極をもちいるため、低酸
素分圧雰囲気下で焼成すると、チ密に焼結せずまた抵抗
率が低下する問題点を有していた。本発明はＰｂＴｉ０
３−　Ｐｂ　（Ｎｉ１ｚ　３　Ｎｂ２ｚ　３　）０３−
Ｐｂ　＜Ｎ１Ｉｔ２Ｗｔｔ２）０３系のもつ高い誘電率
を損なわずに、低酸素分圧下で焼成した際の焼成温度を
下げ抵抗率かたかい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 Ｐｂ２　（Ｎｉ＋ｔ３Ｎｂ２／３））（Ｔｉｙ（Ｎｉ１
ｚ２Ｗｌ／２　）Ｚ０２＋２で表される磁器組成物（た
だしｘ＋ｙ＋ｚ−１）に対し、副成分として鋼酸化物を
ＣＬ１２０換算で０．０３〜０．６５重量％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
ない組成物に対し副成分を含む組成物は低酸素分圧下で
焼成した際、低温度で焼結し誘電率の低下は少なく、誘
電損失の増大も小さく、かつ抵抗率は同等ないし向上す
る。

実施例 出発原ｆ１には化学的に高純度なＰｂＯ，Ｎｉｐ。

Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，ＷＯｓ　、Ｃｕ２Ｏ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１
７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５ｗｔ％の水分を加え、直径６０ｆｆＩ１１高
さ約５０値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、６８０℃〜７６Ｏ℃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６Ｗ
ｔ？６加え、３２メツシユふるいを通して造粒し、成形
圧力１０００ｋｇ／ｃｍ２で成形した。成形物は空気中
で７００　’Ｃ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１７３程度敷きつめた上に２００メツシュＭ　ｇ　Ｏ
粉を約１闇敷いたマグネシャｒｉｉ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Ｎ２−Ｎ２−Ｈ２０
混合ガスで置換し、焼成温度での酸素分圧（ＰＯ２）が
１．Ｏｘ１０　’　ａｔｍになるようＮ２とＮ２ガスの
１足合比を調節しながら混合ガスを流し所定温度まで４
００℃／１１ｒ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
には仮焼粉３を配置し、その上にマグネシア紛２４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ＩＩＩＩＩ＋の板状に切断し、両面にＣｒ
−Ａｕを蒸着し、誘電率、ｔａｎδを１ｋＨｚ、ＩＶ　
／　ｒｅの電界下で測定した。また抵抗率は１ｋＶ／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。

表１に本発明の組成範囲および周辺組成の成分、（ａ、
ｘ、ｙ、ＺはＰｂ３（Ｎｉｓｚｓ　Ｎｂ２ｔｓ　）、Ｔ
ｉｙ（Ｎｉ１ｚ２Ｗｌ／２　）ｚｏｚ＋３　　　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、誘電率の温度変化率（２０℃に対す・るＬ
ｔａｎδ、抵抗率、密度を示した。

第１図は表１に示した各試料をＰ　ｂａ　Ｔ　ｉ　Ｏ２
＋ａＰｂ２（Ｎｉｔｚｓ　Ｎｂ２ｚｓ　）０２　ｉ　　
Ｐｔ１ａ（Ｎｊｌ、２Ｗｌ／２　）０２　＋＊　　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
発明の範囲である。

〈以下余白） 発明範囲外の組成物では、ａが０．９８５より小さいと
副成分として銅酸化物を添加しても焼成温度が１１００
℃より高くなるか、１１００℃より焼成温度が低（なる
まで鋼酸化物を添加すると誘電率が低下する、もしくは
抵抗率が低下する難点を有しており、１．１１０より大
きくなると誘電率および抵抗率が低下する難点を有する
。副成分の鋼酸化物が０．０３ｗｔ零より小さいと焼成
温度低下の改善効果が現れず、０．６５ｗｔ零より大き
くなると誘電特性とくに誘電率と抵抗率の低下が大きく
なる。またｘ、ｙ、ｚが限定の範囲外の組成物はキュリ
一点が室温から大きくはずれ誘電率が低（なる、もしく
は誘電率の温度変化率が太きなる難点を有している。特
許請求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。

なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気ＰＯ２
；　１．ＯｘｌＯ−ｅａｔｍ　　は焼成温度における銅
の平衡酸素分圧より低く金属はほとんど酸化しないと考
えられる。

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
で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るためのチ密
で抵抗率の高い焼結体が得られ、とくに本発明の副成分
の添加により焼成温度が低下し焼成時の酸素分圧の制御
が容易になる。このため内部電極としてＣｕなどの卑金
属材料を用いた積層コンデンサ素子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、より安定な
製造条件で素子が製造でき、量産性が向上する。

【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内の断面図を示す。 １・・・マグネシャ容器、２・・・マグネシャ容器蓋、
３・・・仮焼粉、４・・・マグネシア粉、５・・・試料
、６・・・炉心管、７・・・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 （ＰｂａＭｅｂＸＮｉｌ／２Ｗ＋／２）０２＋ａ＋ｂ　
　　　　”　　　　　　　　　　　　　　　　　（Ｐｂ
ａＭｅｂ）Ｔｉ０２＋自＋ｂ第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　Ｐｂ＿ａ（Ｎｉ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）＿ｘ
   Ｔｉ＿ｙ（Ｎｉ＿１＿／＿２Ｗ＿１＿／＿２）＿ｚＯ＿
   ２＿＋＿ａで表される組成を有し（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝
   １）、ａが ０．９８５≦ａ≦１．１１０ の範囲にあり、この範囲内の各ａの値に対しＰｂ＿ａ（
   Ｎｉ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿２＿＋＿ａ、
   Ｐｂ＿ａＴｉＯ＿２＿＋＿ａ、Ｐｂ＿ａ（Ｎｉ＿１＿／
   ＿２Ｗ＿１＿／＿２）Ｏ＿２＿＋＿ａを頂点とする三角
   座標において下記組成点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ 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、銅酸化
   物をＣｕ＿２Ｏ換算の重量％で０．０３〜０．６５％含
   有することを特徴とした誘電体磁器組成物。