JPS63299006A - 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１０８０℃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　などの高価な金属を用いる必要があ
った。

これに対し発明者らはすでに１０８０℃以下、低酸素分
圧雰囲気で焼成でき鋼または鋼を主成分とする合金など
の安価な卑金属材料を内部電極として使用できる、（Ｐ
ｂａ　Ｍｅｂ　）（Ｍｇｓ／５Ｎｂ２／５）ｘＴｉｙ　
Ｏｇ＋ａ＋ｂ　（ＭｅはＣａ、　Ｂａ、　Ｓｒ）で表さ
れる誘電体磁器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
率を有し、銅または銅を主成分とする合金を内部電極と
した積層コンデンサ素子に用いることができる。

いっぽう上に述べたセラミック積層コンデンサ素子の製
造工程においては焼成時に内部電極である鋼もしくは鋼
を主成分とする合金が酸化せず誘電体セラミックが還元
して低抵抗化しない酸素分圧下での焼成が必要とされる
。この酸素分圧の制御においては焼成温度が高いほど最
適条件を得る−ためのガス混合比の制御が困難になる。

このため、誘電体セラミックにたいしてはより低い温度
で焼成できかつ高い抵抗率を有する組成物が求められて
いた。

発明が解決しようとする問題点 （Ｐｂａ　　Ｍｅｂ　　）（Ｍｇ１／ｓＮｂｇ／５）ｘ
Ｔｉｙ　　（）ａ＋ａ＋ｂ（ＭｅはＣａ、Ｂａｙ　Ｓｒ
）石表される誘電体磁器組成物において、誘電特性を損
なわず一焼成温度をより低くし抵抗率の高い誘電体磁器
組成物を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 （Ｐｂａ　Ｍｅｂ　）（Ｍｇｓ／ｓＮｂｇ／５）ｘＴｉ
ｙ　　Ｏｇ＋ａ＋ｂ（ＭｅはＣａ、Ｂａ、Ｓｒ）　　で
表される誘電体磁器組成物（ただしｘ＋ｙ＝１）に対し
、副成分として銅酸化物を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い温度で焼結
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 出発原料としては、化学的に高純度なｐｂｏ。

ＭｇＯ＊　Ｎｂ２Ｏ５，Ｔ　ｔ　０２　＊　Ｃａ　ＣＯ
３＊　Ｂ　ａ　ＣＯｓ　。

５ｒＣＯｓ、Ｃｕ１ＩＯ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５ｗｔ％の
水分を加え、直径６０Ｍ高さ約５０閣の円柱状に成形圧
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℃〜　７６０℃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６ｗｔ％加え、３２メツシユふるいを通
して造粒し、成形圧力１０００ｋｇ／ｃｏｘ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１７３程度敷きつめた上に２００メツシ
ュＭｇＯ粉を約１−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−Ｈｚ−
Ｈ２０混合ガスで置換し、焼成゛　温度での酸素分圧（
Ｐｏｇ）が１．　Ｏｘ　１０−’　ａｔｅになるようＮ
２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１図に焼
成時のマグネシャ磁器容器の構造を、第２図に炉心管内
部をそれぞれ断面図で示す。

第１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１閣の板状に切断し、両面にＣｒ−Ａｕを
蒸着し、誘電率、ｔａｎδを、１ｋＨｚ。

Ｉ　Ｖ　／　ｗａの電界下で測定した。また抵抗率は、
１ｋＶ／−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太き（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、（ａｓ
　ｂ＊　Ｘ＊　’ｌ＊は、（ＰｂａＭｅｂ）　（Ｍｇｔ
／ｓＮｂｇ／ｓ）　ｘ　Ｔｉ　ｙ　Ｏｇ＋ａ＋ｂ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）、ｔａｎδ、抵
抗率、密度を示した。

（以下余白） 発明範囲外の組成物では、ａ＋ｂが１．０１０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１
０８０℃より高（なるか、１０８０℃より焼成温度が低
く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、１．２５０
より太き（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０．０３ｗｔＪより小さい
と焼成温度低下の改善効果が現れず、０．６５ｗｔｔ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７囲　□気Ｐ
Ｏ２：　１．Ｏｘｌ　Ｏ−’ａｔ−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１０８０℃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なと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図は焼成時に磁器を入れるマグネシャ容器の断面図
、第２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２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （Ｐｂａ　Ｍｅｂ）（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿
   ３）＿ｘＴｉ＿ｙＯ＿２＿＋＿ａ＿＋＿ｂで表され、Ｍ
   ｅはＣａ、Ｂａ、Ｓｒからなる群から選ばれた少なくと
   も一種の元素からなり、 ｘ＋ｙ＝１．００ ０．００１≦ｂ≦０．２２５ １．０１０≦ａ＋ｂ≦１．２５０ ０．６５０≦ｘ≦０．９６０ の範囲内にある組成物に対し、副成分として、銅酸化物
   をＣｕ＿２Ｏ換算で副成分合計の重量％で、０．０３〜
   ０．６５％含有することを特徴とする誘電体磁器組成物
   。