JPS6348826B2 - - Google Patents
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- JPS6348826B2 JPS6348826B2 JP58022519A JP2251983A JPS6348826B2 JP S6348826 B2 JPS6348826 B2 JP S6348826B2 JP 58022519 A JP58022519 A JP 58022519A JP 2251983 A JP2251983 A JP 2251983A JP S6348826 B2 JPS6348826 B2 JP S6348826B2
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Description
この発明は高誘電率で広い温度範囲に亘つて容
量温度特性が平担であり、かつ誘電損失の少ない
しかも1250℃以下の低温で焼結させることのでき
る高誘電率磁器組成物に関するものである。 従来、誘電率が高く、かつその温度特性が平担
な磁器組成物としてはBaTiO3を主成分とし、副
成分としてBi2O3−TiO2、Bi2O3−SnO2、Bi2O3
−ZrO2などのビスマス化合物と希土類元素の酸
化物を添加したもの、あるいは副成分として
MgO、SiO2などを添加したものが知られている。 しかしながら、前者は焼結時にBi2O3が蒸発す
ることによつて得られる磁器が反ること、またそ
の電気特性にバラツキが大きいなどの問題があつ
た。 また回路の高周波化が進むなかで、これらの磁
器組成物は高周波における誘電損失が大きいとい
う欠点を有していた。さらにこのような磁器組成
物を積層コンデンサとして用いる場合は、高温で
Bi2O3とPdが反応することにより、内部電極とし
てPdあるいはAg−Pd合金を用いることができ
ず、高価なPtを使用せざるを得ないという支障
が生じていた。 また上述の後者の組成も含めて、これらの組成
系では誘電率が高くなると、その温度変化率が大
きくなり、また温度変化率を平担にすると誘電率
が低下するという傾向があり、誘電率増大による
小型、大容量化には限界があつた。 この発明は上記のようなBaTiO3を主成分とし
た場合の問題を解決するべく検討の結果、なされ
たものであつて、ビスマス化合物を使用せずに誘
電率（ε）が2600以上と高く、それにも拘らず−
55〜＋125℃の広い温度範囲に亘つて容量温度特
性が±15％以内と平担で、かつ誘電損失が小さ
く、さらに1250℃以下の低温で焼結せしめること
のできる磁器組成物を提供せんとするものであ
る。 即ちこの発明は、不純物としてのアルカリ金属
酸化物の含有量が0.04重量％以下のBaTiO3100重
量部に対し、Nb2O51.0〜2.5重量部、Nd2O30.3〜
1.0重量部、Co2O30.1〜0.8重量部、SiO20.1〜1.2
重量部を含有することを特徴とする高誘電率磁器
組成物である。 従来、工業的に大量に用いられるBaTiO3は
98.5〜99.5％程度の純度であり、不純物として
SrO、CaO、MgOなどのアルカリ土類金属の酸
化物Na2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化物およ
びAl2O3、SiO2などの粉砕混合操作に伴なう混入
物を含有するのが一般的である。 この発明は、これらBaTiO3の中の不純物のう
ち、特にNa2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化物
が最終磁器組成物の電気特性に大きく影響するこ
と、即ちSrO、Al2O3などの不純物の多少に拘ら
ずアルカリ金属酸化物含有量が一定限度をこえる
と、特性が劣化することを見出すことによつて得
られたものである。 即ち、この発明はBaTiO3中の不純物のうちア
ルカリ金属酸化物の量を0.04重量％以下とするこ
とを第１の特徴とするものである。これはその量
が0.04重量％をこえると誘電率が2600以下と低下
するためである。 この発明の第２の特徴はアルカリ金属酸化物の
不純物としての含有量を上記のように0.04重量％
以下に抑えたBaTiO3にNb2O5を1.0〜2.5重量部、
Nd2O3を0.3〜1.0重量部、Co2O3を0.1〜0.8重量
部、そしてSiO2を0.1〜1.2重量部含有せしめたこ
とである。 これによつて得られた磁器組成物は、その誘電
率が2600以上と高い値を示し、しかもこのような
高誘電率であるにも拘らず、容量温度特性も平担
であり、EIAに規定する×7R特性を満足するほ
か、誘電体損失も1.3％以下の低いという利点を
有しているのである。 また1250℃以下という低温で焼結することも可
能なのである。 この発明においてNb2O5等の酸化物の添加量を
上記した範囲に限定した理由は次の通りである。
即ち、Nb2O5は1.0重量部未満では焼結性が悪化
し、また容量温度変化率も大きくなり、EIAに規
定する×7R特性を満足しなくなるのであり、ま
た2.5重量部をこえると誘電率が2600以下と低下
するためである。 Nd2O3の量を0.3〜1.0重量部とするのは、その
量が0.3重量部未満では焼結性を向上せしめる効
果に乏しく、また1.0重量部を越えると、共に添
加するCo2O3と関連してCo2O3量が少ない場合に
は容量温度変化率が著しく大きくなつてしまい、
またCo2O3量が多い場合には誘電率が2600以下と
激しく低下するためである。 Co2O3量は0.1〜0.8重量部であるが、これは0.1
重量部未満では容量温度変化率を小さくする効果
に乏しく、0.8重量部をこえると誘電率の低下あ
るいは容量温度特性の悪化を招くからである。 さらにSiO2は0.1重量部未満では焼結性を向上
させる効果に乏しく、また1.2重量部をこえると
誘電率の低下を招くことから0.1〜1.2重量部の範
囲とするものである。 なお、この発明の磁器組成物において、その組
成中に微量のMnCO3、Fe2O3などの還元防止剤
を添加することは得られる磁器組成物の特性を何
ら損なうものではない。 かくして得られるこの発明の磁器組成物は、上
記した諸特性を有することにより、コンデンサの
小型化、大容量化、コストダウンに大きく寄与す
るものである。 以下この発明を実施例により詳細に説明する。 実施例 原料として種々の純度のBaCO3とTiO2を用い、
これらをBaCO3とTiO2のモル比率が1000となる
ように秤量し、メノウ石を用いたボールミルにて
５〜20時間湿式混合を行つた。 得られた混合物中の水分を蒸発せしめたのち、
1150℃で２時間保持して仮焼し、再びボールミル
にて平均粒子径が3μ以下になるまで粉砕した。 このようにして第１表に示すＡ〜Ｅの如き純度
の異なつた５種類のBaTiO3を得た。
量温度特性が平担であり、かつ誘電損失の少ない
しかも1250℃以下の低温で焼結させることのでき
る高誘電率磁器組成物に関するものである。 従来、誘電率が高く、かつその温度特性が平担
な磁器組成物としてはBaTiO3を主成分とし、副
成分としてBi2O3−TiO2、Bi2O3−SnO2、Bi2O3
−ZrO2などのビスマス化合物と希土類元素の酸
化物を添加したもの、あるいは副成分として
MgO、SiO2などを添加したものが知られている。 しかしながら、前者は焼結時にBi2O3が蒸発す
ることによつて得られる磁器が反ること、またそ
の電気特性にバラツキが大きいなどの問題があつ
た。 また回路の高周波化が進むなかで、これらの磁
器組成物は高周波における誘電損失が大きいとい
う欠点を有していた。さらにこのような磁器組成
物を積層コンデンサとして用いる場合は、高温で
Bi2O3とPdが反応することにより、内部電極とし
てPdあるいはAg−Pd合金を用いることができ
ず、高価なPtを使用せざるを得ないという支障
が生じていた。 また上述の後者の組成も含めて、これらの組成
系では誘電率が高くなると、その温度変化率が大
きくなり、また温度変化率を平担にすると誘電率
が低下するという傾向があり、誘電率増大による
小型、大容量化には限界があつた。 この発明は上記のようなBaTiO3を主成分とし
た場合の問題を解決するべく検討の結果、なされ
たものであつて、ビスマス化合物を使用せずに誘
電率（ε）が2600以上と高く、それにも拘らず−
55〜＋125℃の広い温度範囲に亘つて容量温度特
性が±15％以内と平担で、かつ誘電損失が小さ
く、さらに1250℃以下の低温で焼結せしめること
のできる磁器組成物を提供せんとするものであ
る。 即ちこの発明は、不純物としてのアルカリ金属
酸化物の含有量が0.04重量％以下のBaTiO3100重
量部に対し、Nb2O51.0〜2.5重量部、Nd2O30.3〜
1.0重量部、Co2O30.1〜0.8重量部、SiO20.1〜1.2
重量部を含有することを特徴とする高誘電率磁器
組成物である。 従来、工業的に大量に用いられるBaTiO3は
98.5〜99.5％程度の純度であり、不純物として
SrO、CaO、MgOなどのアルカリ土類金属の酸
化物Na2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化物およ
びAl2O3、SiO2などの粉砕混合操作に伴なう混入
物を含有するのが一般的である。 この発明は、これらBaTiO3の中の不純物のう
ち、特にNa2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化物
が最終磁器組成物の電気特性に大きく影響するこ
と、即ちSrO、Al2O3などの不純物の多少に拘ら
ずアルカリ金属酸化物含有量が一定限度をこえる
と、特性が劣化することを見出すことによつて得
られたものである。 即ち、この発明はBaTiO3中の不純物のうちア
ルカリ金属酸化物の量を0.04重量％以下とするこ
とを第１の特徴とするものである。これはその量
が0.04重量％をこえると誘電率が2600以下と低下
するためである。 この発明の第２の特徴はアルカリ金属酸化物の
不純物としての含有量を上記のように0.04重量％
以下に抑えたBaTiO3にNb2O5を1.0〜2.5重量部、
Nd2O3を0.3〜1.0重量部、Co2O3を0.1〜0.8重量
部、そしてSiO2を0.1〜1.2重量部含有せしめたこ
とである。 これによつて得られた磁器組成物は、その誘電
率が2600以上と高い値を示し、しかもこのような
高誘電率であるにも拘らず、容量温度特性も平担
であり、EIAに規定する×7R特性を満足するほ
か、誘電体損失も1.3％以下の低いという利点を
有しているのである。 また1250℃以下という低温で焼結することも可
能なのである。 この発明においてNb2O5等の酸化物の添加量を
上記した範囲に限定した理由は次の通りである。
即ち、Nb2O5は1.0重量部未満では焼結性が悪化
し、また容量温度変化率も大きくなり、EIAに規
定する×7R特性を満足しなくなるのであり、ま
た2.5重量部をこえると誘電率が2600以下と低下
するためである。 Nd2O3の量を0.3〜1.0重量部とするのは、その
量が0.3重量部未満では焼結性を向上せしめる効
果に乏しく、また1.0重量部を越えると、共に添
加するCo2O3と関連してCo2O3量が少ない場合に
は容量温度変化率が著しく大きくなつてしまい、
またCo2O3量が多い場合には誘電率が2600以下と
激しく低下するためである。 Co2O3量は0.1〜0.8重量部であるが、これは0.1
重量部未満では容量温度変化率を小さくする効果
に乏しく、0.8重量部をこえると誘電率の低下あ
るいは容量温度特性の悪化を招くからである。 さらにSiO2は0.1重量部未満では焼結性を向上
させる効果に乏しく、また1.2重量部をこえると
誘電率の低下を招くことから0.1〜1.2重量部の範
囲とするものである。 なお、この発明の磁器組成物において、その組
成中に微量のMnCO3、Fe2O3などの還元防止剤
を添加することは得られる磁器組成物の特性を何
ら損なうものではない。 かくして得られるこの発明の磁器組成物は、上
記した諸特性を有することにより、コンデンサの
小型化、大容量化、コストダウンに大きく寄与す
るものである。 以下この発明を実施例により詳細に説明する。 実施例 原料として種々の純度のBaCO3とTiO2を用い、
これらをBaCO3とTiO2のモル比率が1000となる
ように秤量し、メノウ石を用いたボールミルにて
５〜20時間湿式混合を行つた。 得られた混合物中の水分を蒸発せしめたのち、
1150℃で２時間保持して仮焼し、再びボールミル
にて平均粒子径が3μ以下になるまで粉砕した。 このようにして第１表に示すＡ〜Ｅの如き純度
の異なつた５種類のBaTiO3を得た。
【表】
このＡ〜ＥのBaTiO3にNb2O5、Nd2O3、
Co2O3、SiO2を第２表に示す組成割合になるよう
秤量し、前記と同様メノウ石を用いたボールミル
にて５〜20時間、湿式混合したのち蒸発乾燥し
た。 得られた粉末を３重量％のポリビニルアルコー
ルをバインダーとして混練し、造粒したのち2000
Kg／cm2の圧力で直径15mm、厚さ１mmの円板に成形
した。 この成形円板を電気炉にて第２表に示す温度で
２時間焼成して磁器を得た。 得られた磁器円板の両面に銀電極を焼付けてコ
ンデンサとなし、その室温での誘電率、誘電損失
および容量の温度変化率を測定した結果を第２表
に示した。 なお誘電率（ε）および誘電損失（tan ｄ）は
温度25℃、周波数1KHzで測定し、容量温度変化
率（△ｃ／c25）については、25℃での容量を基
準として−55℃、＋125℃での変化率および−55℃
〜125℃で絶対値として変化率が最大である値
（｜△ｃ／c25｜max）を示した。 また第２表中※の試料番号はこの発明の請求範
囲外のものである。
Co2O3、SiO2を第２表に示す組成割合になるよう
秤量し、前記と同様メノウ石を用いたボールミル
にて５〜20時間、湿式混合したのち蒸発乾燥し
た。 得られた粉末を３重量％のポリビニルアルコー
ルをバインダーとして混練し、造粒したのち2000
Kg／cm2の圧力で直径15mm、厚さ１mmの円板に成形
した。 この成形円板を電気炉にて第２表に示す温度で
２時間焼成して磁器を得た。 得られた磁器円板の両面に銀電極を焼付けてコ
ンデンサとなし、その室温での誘電率、誘電損失
および容量の温度変化率を測定した結果を第２表
に示した。 なお誘電率（ε）および誘電損失（tan ｄ）は
温度25℃、周波数1KHzで測定し、容量温度変化
率（△ｃ／c25）については、25℃での容量を基
準として−55℃、＋125℃での変化率および−55℃
〜125℃で絶対値として変化率が最大である値
（｜△ｃ／c25｜max）を示した。 また第２表中※の試料番号はこの発明の請求範
囲外のものである。
【表】
【表】
上表からこの発明の磁器組成物の比較例の結果
より著しくすぐれていることが実証された。
より著しくすぐれていることが実証された。
Claims (1)
- １ 不純物としてのアルカリ金属酸化物の含有量
が0.04重量％以下のBaTiO3100重量部に対し
Nb2O51.0〜2.5重量部、Nd2O30.3〜1.0重量部、
Co2O30.1〜0.8重量部、SiO20.1〜1.2重量部を含有
することを特徴とする高誘電率磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022519A JPS59152265A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58022519A JPS59152265A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59152265A JPS59152265A (ja) | 1984-08-30 |
| JPS6348826B2 true JPS6348826B2 (ja) | 1988-09-30 |
Family
ID=12085015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58022519A Granted JPS59152265A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59152265A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4855266A (en) * | 1987-01-13 | 1989-08-08 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | High K dielectric composition for use in multilayer ceramic capacitors having copper internal electrodes |
| US5082811A (en) * | 1990-02-28 | 1992-01-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ceramic dielectric compositions and method for enhancing dielectric properties |
| US5082810A (en) * | 1990-02-28 | 1992-01-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Ceramic dielectric composition and method for preparation |
| US5086021A (en) * | 1990-06-28 | 1992-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Dielectric composition |
| US5550092A (en) * | 1995-02-10 | 1996-08-27 | Tam Ceramics Inc. | Ceramic dielectrics compositions |
-
1983
- 1983-02-14 JP JP58022519A patent/JPS59152265A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59152265A (ja) | 1984-08-30 |
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