JP3143922B2 - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物Info
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は非還元性誘電体磁器組成物に関し、特にた
とえば積層コンデンサなどの誘電体材料として用いられ
る非還元性誘電体磁器組成物に関する。
とえば積層コンデンサなどの誘電体材料として用いられ
る非還元性誘電体磁器組成物に関する。
（従来技術） 従来、積層コンデンサを製造する際には、誘電体グリ
ーンシートの上面にたとえば印刷することによって内部
電極となる金属層を形成し、それを複数枚積み重ねて圧
着，一体化した後、焼成するという工程が採用されてい
る。
ーンシートの上面にたとえば印刷することによって内部
電極となる金属層を形成し、それを複数枚積み重ねて圧
着，一体化した後、焼成するという工程が採用されてい
る。
（発明が解決しようとする課題） 従来の誘電体磁器材料は、中性または還元性の低酸素
分圧下で焼成すると還元され、半導体化するという性質
を有していた。そのため、内部電極の材料として、誘電
体磁器材料の焼結する温度で溶融せず、かつ誘電体磁器
材料を半導体化しない高い酸素分圧の下で焼成しても酸
化されない、たとえばパラジウム，白金などの貴金属を
用いなければならず、製造される積層コンデンサの小型
大容量化および低価格化の大きな妨げとなっていた。
分圧下で焼成すると還元され、半導体化するという性質
を有していた。そのため、内部電極の材料として、誘電
体磁器材料の焼結する温度で溶融せず、かつ誘電体磁器
材料を半導体化しない高い酸素分圧の下で焼成しても酸
化されない、たとえばパラジウム，白金などの貴金属を
用いなければならず、製造される積層コンデンサの小型
大容量化および低価格化の大きな妨げとなっていた。
そこで、上述の問題を解決するために、たとえばニッ
ケルや銅などの安価な卑金属を内部電極の材料として使
用することが望まれていた。しかし、このような卑金属
を内部電極の材料として使用し、従来の条件下で焼成す
ると、電極材料が酸化したり溶融したりしてしまう。そ
のため、このような卑金属を内部電極の材料として使用
するために、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気
中において低温で焼成しても半導体化せず、コンデンサ
用の誘電体磁器材料として十分な比抵抗と優れた誘電特
性とを有する誘電体磁器材料が必要とされていた。
ケルや銅などの安価な卑金属を内部電極の材料として使
用することが望まれていた。しかし、このような卑金属
を内部電極の材料として使用し、従来の条件下で焼成す
ると、電極材料が酸化したり溶融したりしてしまう。そ
のため、このような卑金属を内部電極の材料として使用
するために、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気
中において低温で焼成しても半導体化せず、コンデンサ
用の誘電体磁器材料として十分な比抵抗と優れた誘電特
性とを有する誘電体磁器材料が必要とされていた。
このような問題を解決するために、たとえば特開昭63
−86316号公報や特開昭63−224109号公報などに誘電体
磁器組成物が開示されている。このような誘電体磁器組
成物は酸素分圧の低い中性または還元性雰囲気中で焼成
が可能であるので、これを使用してニッケルなどの卑金
属を内部電極とする温度補償用積層コンデンサを作製す
ることができる。しかしながら、上述の公開公報に開示
されている誘電体磁器組成物では、銅を内部電極として
使用するには焼成温度が高く、また焼結後の結晶粒径が
大きいため素子厚の薄層化に対応できない。
−86316号公報や特開昭63−224109号公報などに誘電体
磁器組成物が開示されている。このような誘電体磁器組
成物は酸素分圧の低い中性または還元性雰囲気中で焼成
が可能であるので、これを使用してニッケルなどの卑金
属を内部電極とする温度補償用積層コンデンサを作製す
ることができる。しかしながら、上述の公開公報に開示
されている誘電体磁器組成物では、銅を内部電極として
使用するには焼成温度が高く、また焼結後の結晶粒径が
大きいため素子厚の薄層化に対応できない。
それゆえに、この発明の主たる目的は、酸素分圧の低
い中性または還元性の雰囲気中において、1100℃以下の
温度で焼結し、かつ還元されることなく、静電容量の温
度係数の絶対値が1000ppm/℃以下で、誘電率が200以上
で、誘電損失が0.1％以下であり、20℃における比抵抗
が１×1012Ωcm以上であり、内部電極として銅を使用す
ることができる、非還元性誘電体磁器組成物を提供する
ことである。
い中性または還元性の雰囲気中において、1100℃以下の
温度で焼結し、かつ還元されることなく、静電容量の温
度係数の絶対値が1000ppm/℃以下で、誘電率が200以上
で、誘電損失が0.1％以下であり、20℃における比抵抗
が１×1012Ωcm以上であり、内部電極として銅を使用す
ることができる、非還元性誘電体磁器組成物を提供する
ことである。
（問題点を解決するための手段） この発明は、主成分が一般式（Sr1-xCax）ｍ（Ti1-yZ
ry）O3で表され、この一般式のモル比率ｘ、ｙおよびｍ
が、それぞれ、0.30≦ｘ≦0.50、0.00≦ｙ≦0.20、およ
び0.95≦ｍ≦1.08の範囲にあり、その結晶粒径が0.1〜
1.0μｍの範囲にある、非還元性誘電体磁器組成物であ
る。
ry）O3で表され、この一般式のモル比率ｘ、ｙおよびｍ
が、それぞれ、0.30≦ｘ≦0.50、0.00≦ｙ≦0.20、およ
び0.95≦ｍ≦1.08の範囲にあり、その結晶粒径が0.1〜
1.0μｍの範囲にある、非還元性誘電体磁器組成物であ
る。
さらに、この主成分100重量部に対して、副成分とし
てB2O3,SiO2,Li2Oの中から選ばれる少なくとも１種類を
含む金属酸化物を0.1〜10重量部添加してもよい。
てB2O3,SiO2,Li2Oの中から選ばれる少なくとも１種類を
含む金属酸化物を0.1〜10重量部添加してもよい。
（発明の効果） この発明によれば、還元性雰囲気中において、1100℃
以下で焼結し、温度に対する静電容量の温度係数の絶対
値が1000ppm/℃以下で、誘電率が200以上で、誘電損失
が0.1％以下であり、20℃における比抵抗が１×1012Ωc
m以上の特性を有する非還元性誘電体磁器組成物を得る
ことができる。したがって、この非還元性誘電体磁器組
成物を積層コンデンサ用材料として用いれば、銅などの
卑金属を内部電極として使用することが可能になる。こ
のため、積層コンデンサの大容量化にともなう電極のコ
ストの増大を解消することができ、低価格の積層コンデ
ンサを提供することができる。また、焼結後の結晶粒径
が小さいため、素子厚を薄くすることができ、積層コン
デンサを小型化することができる。
以下で焼結し、温度に対する静電容量の温度係数の絶対
値が1000ppm/℃以下で、誘電率が200以上で、誘電損失
が0.1％以下であり、20℃における比抵抗が１×1012Ωc
m以上の特性を有する非還元性誘電体磁器組成物を得る
ことができる。したがって、この非還元性誘電体磁器組
成物を積層コンデンサ用材料として用いれば、銅などの
卑金属を内部電極として使用することが可能になる。こ
のため、積層コンデンサの大容量化にともなう電極のコ
ストの増大を解消することができ、低価格の積層コンデ
ンサを提供することができる。また、焼結後の結晶粒径
が小さいため、素子厚を薄くすることができ、積層コン
デンサを小型化することができる。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。
点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろ
う。
（実施例） まず、主成分の出発原料として水熱合成法で作製され
た粉末粒径が0.01〜0.1μｍの範囲の（Sr1-xCax）TiO2
とZrO2を準備した。これらの出発原料を、一般式（Sr
1-xCax）ｍ（Ti1-yZry）O3で表され、それぞれの配合比
が表１に示されるように配合して、主成分を得た。
た粉末粒径が0.01〜0.1μｍの範囲の（Sr1-xCax）TiO2
とZrO2を準備した。これらの出発原料を、一般式（Sr
1-xCax）ｍ（Ti1-yZry）O3で表され、それぞれの配合比
が表１に示されるように配合して、主成分を得た。
また、副成分の材料として、B2O3,SiO2,Li2O,BaO,Zn
O,CuO,MnO,CaOを準備した。これらの材料を表２に示す
割合となるように秤量し、ボールミルで湿式混合，粉砕
した後、蒸発乾燥し、自然雰囲気中において1000℃で溶
融させた。さらに、溶融した材料をボールミルで１μｍ
以下に湿式粉砕した後、蒸発乾燥させて、Ａ系列とＢ系
列の２種類の副成分を得た。
O,CuO,MnO,CaOを準備した。これらの材料を表２に示す
割合となるように秤量し、ボールミルで湿式混合，粉砕
した後、蒸発乾燥し、自然雰囲気中において1000℃で溶
融させた。さらに、溶融した材料をボールミルで１μｍ
以下に湿式粉砕した後、蒸発乾燥させて、Ａ系列とＢ系
列の２種類の副成分を得た。
得られた主成分と副成分とを表１に示す割合となるよ
うに配合し、配合原料を得た。
うに配合し、配合原料を得た。
この配合原料に結合材として酢酸ビニル系バインダを
５重量部加え、ボールミルで湿式混合した。さらに、こ
の混合物を蒸発乾燥した後整粒して粉末原料を得た。得
られた粉末原料を2.0ton/cm2の圧力で直径20mm、厚さ1.
0mmの円板状に成形した。
５重量部加え、ボールミルで湿式混合した。さらに、こ
の混合物を蒸発乾燥した後整粒して粉末原料を得た。得
られた粉末原料を2.0ton/cm2の圧力で直径20mm、厚さ1.
0mmの円板状に成形した。
次に、この円板状の成形物をジルコニア粉末を敷粉と
したアルミナ質の箱に入れ、自然雰囲気中において500
℃で２時間酢酸ビニル系バインダを燃焼させた。その
後、体積比率でH2:N2＝3:100の還元ガス雰囲気中におい
て、円板状の成形物を820〜1100℃で２時間焼成して、
素子を得た。得られた素子の両面にIn−Ga合金を塗布し
て電極を形成し、試料（コンデンサ）を作製した。
したアルミナ質の箱に入れ、自然雰囲気中において500
℃で２時間酢酸ビニル系バインダを燃焼させた。その
後、体積比率でH2:N2＝3:100の還元ガス雰囲気中におい
て、円板状の成形物を820〜1100℃で２時間焼成して、
素子を得た。得られた素子の両面にIn−Ga合金を塗布し
て電極を形成し、試料（コンデンサ）を作製した。
そして、得られた試料の誘電率ε，誘電損失tanδ，
静電容量の温度係数α（ppm/℃）,20℃における比抵抗
ρ20（Ωcm）を測定した。
静電容量の温度係数α（ppm/℃）,20℃における比抵抗
ρ20（Ωcm）を測定した。
なお、誘電損失tanδは、1kHz,1Vrms,20℃の条件で測
定した。
定した。
さらに、静電容量の温度係数α（ppm/℃）は、20℃に
おける静電容量C20および85℃における静電容量C85から
次式によって求めた。
おける静電容量C20および85℃における静電容量C85から
次式によって求めた。
また、20℃における比抵抗ρ20（Ωcm）は、20℃にお
いて500Vの直流電圧を印加したときに流れる電流値より
求めた。
いて500Vの直流電圧を印加したときに流れる電流値より
求めた。
そして、これらの結果を表３に示した。
次に、この発明にかかる非還元性誘電体磁器組成物の
主成分の数値を限定した理由について説明する。
主成分の数値を限定した理由について説明する。
つまり、試料番号１のようにｘが0.30より小さいか、
または試料番号５のようにｘが0.50より大きいと、静電
容量の温度係数の絶対値が1000ppm/℃より大きくなって
好ましくない。
または試料番号５のようにｘが0.50より大きいと、静電
容量の温度係数の絶対値が1000ppm/℃より大きくなって
好ましくない。
また、試料番号９のようにｙが0.20より大きいと、静
電容量の温度係数の絶対値が1000ppm/℃より大きくな
り、かつ20℃における比抵抗が１×1012Ωcmより小さく
なって好ましくない。
電容量の温度係数の絶対値が1000ppm/℃より大きくな
り、かつ20℃における比抵抗が１×1012Ωcmより小さく
なって好ましくない。
また、試料番号10のようにｍが0.95より小さいと、20
℃における比抵抗が１×1012Ωcmより小さくなり、かつ
誘電損失が0.1％より大きくなって好ましくない。さら
に、試料番号13のようにｍが1.08より大きいと、焼成温
度が1100℃を超えて好ましくない。
℃における比抵抗が１×1012Ωcmより小さくなり、かつ
誘電損失が0.1％より大きくなって好ましくない。さら
に、試料番号13のようにｍが1.08より大きいと、焼成温
度が1100℃を超えて好ましくない。
次に、副成分の含有量の限定理由について説明する。
試料番号17のように主成分100重量部に対してＡ系列
の副成分の添加量が10重量部より大きいと、誘電損失が
0.1％より大きくなり、かつ静電容量の温度係数の絶対
値が1000ppm/℃より大きくなって好ましくない。
の副成分の添加量が10重量部より大きいと、誘電損失が
0.1％より大きくなり、かつ静電容量の温度係数の絶対
値が1000ppm/℃より大きくなって好ましくない。
また、試料番号22のように主成分100重量部に対して
Ｂ系列の副成分の添加量が10重量部より大きいと、誘電
損失が0.1％より大きくなり、かつ静電容量の温度係数
の絶対値が1000ppm/℃より大きくなって好ましくない。
Ｂ系列の副成分の添加量が10重量部より大きいと、誘電
損失が0.1％より大きくなり、かつ静電容量の温度係数
の絶対値が1000ppm/℃より大きくなって好ましくない。
それに対して、この発明の範囲内の試料では、1100℃
以下で焼結し、静電容量の温度係数の絶対値が1000ppm/
℃以下で、誘電率が200以上で、誘電損失が0.1％以下で
あり、20℃における比抵抗が１×1012Ωcm以上である。
したがって、この発明の非還元性誘電体磁器組成物を積
層コンデンサ用材料として用いれば、銅などの卑金属を
内部電極として使用することができる。そのため、積層
コンデンサの大容量化にともなう電極のコスト増大を解
消することができ、低価格の積層コンデンサを提供する
ことができる。また、この非還元性誘電体磁器組成物を
用いれば、結晶粒径の小さい素子を得ることができ、素
子厚を薄くすることができる。そのため、積層コンデン
サを小型化することができる。
以下で焼結し、静電容量の温度係数の絶対値が1000ppm/
℃以下で、誘電率が200以上で、誘電損失が0.1％以下で
あり、20℃における比抵抗が１×1012Ωcm以上である。
したがって、この発明の非還元性誘電体磁器組成物を積
層コンデンサ用材料として用いれば、銅などの卑金属を
内部電極として使用することができる。そのため、積層
コンデンサの大容量化にともなう電極のコスト増大を解
消することができ、低価格の積層コンデンサを提供する
ことができる。また、この非還元性誘電体磁器組成物を
用いれば、結晶粒径の小さい素子を得ることができ、素
子厚を薄くすることができる。そのため、積層コンデン
サを小型化することができる。
なお、この実施例では、原料粉末として水熱合成法に
よって作製したものを使用したが、これ以外にも共沈法
（アルコキシド法，シュウ酸法）などで作製された原料
粉末を使用してもよい。また、副成分として金属酸化物
を使用したが、それ以外に溶液添加をしてもよい。
よって作製したものを使用したが、これ以外にも共沈法
（アルコキシド法，シュウ酸法）などで作製された原料
粉末を使用してもよい。また、副成分として金属酸化物
を使用したが、それ以外に溶液添加をしてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂部 行雄 京都府長岡京市天神２丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 (56)参考文献 特開 昭63−126117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−227769（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−95406（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/00 - 3/14 C04B 35/42 - 35/51
Claims (2)
- 【請求項１】主成分が一般式（Sr1-xCax）ｍ（Ti1-yZ
ry）O3で表され、この一般式のモル比率ｘ、ｙおよびｍ
が、それぞれ、 0.30≦ｘ≦0.50、 0.00≦ｙ≦0.20、および 0.95≦ｍ≦1.08 の範囲にあり、 その結晶粒径が0.1〜1.0μｍの範囲にある、非還元性誘
電体磁器組成物。 - 【請求項２】さらに、前記主成分100重量部に対して、
副成分としてB2O3,SiO2,Li2Oの中から選ばれる少なくと
も１種類を含む金属酸化物を0.1〜10重量部添加した、
特許請求の範囲第１項記載の非還元性誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02331098A JP3143922B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02331098A JP3143922B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206109A JPH04206109A (ja) | 1992-07-28 |
| JP3143922B2 true JP3143922B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=18239835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02331098A Expired - Lifetime JP3143922B2 (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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