JP3291748B2 - 温度補償用誘電体磁器組成物 - Google Patents
温度補償用誘電体磁器組成物Info
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は温度補償用誘電体磁器
組成物に関し、特にたとえば積層コンデンサ，積層ＬＣ
フィルタの誘電体磁器として用いられる温度補償用誘電
体磁器組成物に関する。
組成物に関し、特にたとえば積層コンデンサ，積層ＬＣ
フィルタの誘電体磁器として用いられる温度補償用誘電
体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の温度補償用誘電体磁器組
成物としては、ＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の磁器組
成物が用いられていた。
成物としては、ＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の磁器組
成物が用いられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＭｇＴ
ｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の磁器組成物では、その焼結温
度が１３００℃以上と高く、さらに、中性または還元性
の低酸素分圧下で焼成した場合に磁器が還元されて半導
体化するという問題点を有していた。
ｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の磁器組成物では、その焼結温
度が１３００℃以上と高く、さらに、中性または還元性
の低酸素分圧下で焼成した場合に磁器が還元されて半導
体化するという問題点を有していた。
【０００４】そのため、内部電極の材料として、誘電体
磁器材料が焼結する温度で溶融せず、かつ、誘電体磁器
材料が半導体化しない高い酸素分圧下で焼成されても酸
化されない金属を用いなければならない。このため、従
来の材料を積層コンデンサの誘電体磁器として用いる際
には、内部電極の材料として高融点かつ高温で酸化しに
くい高価な白金やパラジウムを使用しなければならず、
積層コンデンサの低価格化の大きな妨げとなっていた。
磁器材料が焼結する温度で溶融せず、かつ、誘電体磁器
材料が半導体化しない高い酸素分圧下で焼成されても酸
化されない金属を用いなければならない。このため、従
来の材料を積層コンデンサの誘電体磁器として用いる際
には、内部電極の材料として高融点かつ高温で酸化しに
くい高価な白金やパラジウムを使用しなければならず、
積層コンデンサの低価格化の大きな妨げとなっていた。
【０００５】そこで、上述の問題点を解決するために、
内部電極の材料を高価な貴金属からたとえばニッケルや
銅などの安価な卑金属に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充分な
比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘電体磁器組成物が
必要とされていた。
内部電極の材料を高価な貴金属からたとえばニッケルや
銅などの安価な卑金属に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充分な
比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘電体磁器組成物が
必要とされていた。
【０００６】この種の問題点を解決するための誘電体磁
器組成物が、特開平１−１０２８０６号公報などに開示
されている。この誘電体磁器組成物は、酸素分圧の低い
中性または還元性の雰囲気中において焼成が可能であ
る。したがって、この誘電体磁器組成物を使用して、ニ
ッケルや銅などの卑金属を内部電極の材料とする温度補
償用積層コンデンサを提供することができる。しかし、
この誘電体磁器組成物は、焼成温度や誘電体の温度係数
に関しては、上述の問題点を解決するものの、Ｑ値は１
ＭＨｚで２０００以下と小さかった。
器組成物が、特開平１−１０２８０６号公報などに開示
されている。この誘電体磁器組成物は、酸素分圧の低い
中性または還元性の雰囲気中において焼成が可能であ
る。したがって、この誘電体磁器組成物を使用して、ニ
ッケルや銅などの卑金属を内部電極の材料とする温度補
償用積層コンデンサを提供することができる。しかし、
この誘電体磁器組成物は、焼成温度や誘電体の温度係数
に関しては、上述の問題点を解決するものの、Ｑ値は１
ＭＨｚで２０００以下と小さかった。
【０００７】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、１
０５０℃以下の低温で還元されることなく焼結し、か
つ、誘電率の温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下、
Ｑ値が１ＭＨｚで２５００以上、２０℃における比抵抗
値が１×１０12Ωｃｍ以上である誘電体磁器を得ること
ができ、銅などの卑金属を内部電極として使用できる温
度補償用誘電体磁器組成物を提供することである。
素分圧の低い中性または還元性の雰囲気中において、１
０５０℃以下の低温で還元されることなく焼結し、か
つ、誘電率の温度係数の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下、
Ｑ値が１ＭＨｚで２５００以上、２０℃における比抵抗
値が１×１０12Ωｃｍ以上である誘電体磁器を得ること
ができ、銅などの卑金属を内部電極として使用できる温
度補償用誘電体磁器組成物を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、ＴｉＯ2 ２
２〜４３重量部、ＺｒＯ2 ３８〜５８重量部、ＳｎＯ2
９〜２６重量部を主成分として含み、主成分１００重量
部に対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｌｉ
2 Ｏ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５〜３５重量部添加した、温度補償用誘電体磁器組
成物である。
２〜４３重量部、ＺｒＯ2 ３８〜５８重量部、ＳｎＯ2
９〜２６重量部を主成分として含み、主成分１００重量
部に対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｌｉ
2 Ｏ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５〜３５重量部添加した、温度補償用誘電体磁器組
成物である。
【０００９】
【発明の効果】この発明によれば、酸素分圧の低い中性
または還元性の雰囲気中において、１０５０℃以下の低
温で還元されることなく焼結し、静電容量の温度係数の
絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下で、Ｑ値が１ＭＨｚで２５
００以上であり、２０℃における比抵抗値が１×１０12
Ωｃｍ以上の特性を有する誘電体磁器を得ることができ
る温度補償用誘電体磁器組成物が得られる。
または還元性の雰囲気中において、１０５０℃以下の低
温で還元されることなく焼結し、静電容量の温度係数の
絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下で、Ｑ値が１ＭＨｚで２５
００以上であり、２０℃における比抵抗値が１×１０12
Ωｃｍ以上の特性を有する誘電体磁器を得ることができ
る温度補償用誘電体磁器組成物が得られる。
【００１０】したがって、この温度補償用誘電体磁器組
成物を積層コンデンサ用材料として用いれば、銅など卑
金属を内部電極として使用することが可能となる。その
ため、積層コンデンサの大容量化に伴う電極のコストの
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、この温度補償用誘電体磁
器組成物から得られる誘電体磁器は、Ｑ値が高く、誘電
率の温度係数が小さい。そのため、銀，銅，金などの導
電率の高い電極を用いることによって、マイクロ波領域
で使用される積層ＬＣフィルタ，ＲＦモジュールなどの
材料として使用することができる。
成物を積層コンデンサ用材料として用いれば、銅など卑
金属を内部電極として使用することが可能となる。その
ため、積層コンデンサの大容量化に伴う電極のコストの
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、この温度補償用誘電体磁
器組成物から得られる誘電体磁器は、Ｑ値が高く、誘電
率の温度係数が小さい。そのため、銀，銅，金などの導
電率の高い電極を用いることによって、マイクロ波領域
で使用される積層ＬＣフィルタ，ＲＦモジュールなどの
材料として使用することができる。
【００１１】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【００１２】
【実施例】まず、主成分の出発原料として、純度９９．
５％以上のＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｎＯ2 をそれぞれ表
１に示す配合比になるように配合した。
５％以上のＴｉＯ2 ，ＺｒＯ2 ，ＳｎＯ2 をそれぞれ表
１に示す配合比になるように配合した。
【００１３】
【表１】
【００１４】また、副成分の材料として、Ｂ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｉＯ2 ，Ｌｉ2 Ｏ，ＢａＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＭｎＯ，
ＣａＯを準備した。これらの材料を表２に示す割合にな
るように秤量し、それらをボールミルで湿式混合し、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
BR>１μｍ以下に湿式粉砕した後、蒸発乾燥させて、Ａ
系列とＢ系列との２種類の副成分を得た。
ｉＯ2 ，Ｌｉ2 Ｏ，ＢａＯ，ＺｎＯ，ＣｕＯ，ＭｎＯ，
ＣａＯを準備した。これらの材料を表２に示す割合にな
るように秤量し、それらをボールミルで湿式混合し、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
BR>１μｍ以下に湿式粉砕した後、蒸発乾燥させて、Ａ
系列とＢ系列との２種類の副成分を得た。
【００１５】
【表２】
【００１６】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。
合となるように配合し、配合原料を得た。
【００１７】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て混
合物を得た。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２ｔｏｎ／
ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ，厚さ１．０ｍｍの円板状
に成形して成形物を得た。
バインダを５重量部加え、ボールミルで湿式混合して混
合物を得た。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２ｔｏｎ／
ｃｍ2 の圧力で直径２０ｍｍ，厚さ１．０ｍｍの円板状
に成形して成形物を得た。
【００１８】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Ｎ2 ：Ｈ2 ＝３：１００の還
元ガス雰囲気中において、円板状の成形物を９００〜１
０５０℃で２時間焼成して、素子を得た。さらに、得ら
れた素子の両主面に、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。
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Ｎ2 ：Ｈ2 ＝３：１００の還
元ガス雰囲気中において、円板状の成形物を９００〜１
０５０℃で２時間焼成して、素子を得た。さらに、得ら
れた素子の両主面に、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。
【００１９】そして、得られた試料について、誘電率
ε，Ｑ値，誘電率の温度係数α（ｐｐｍ／℃），２０℃
における比抵抗ρ20（Ωｃｍ）の各特性を測定した。
ε，Ｑ値，誘電率の温度係数α（ｐｐｍ／℃），２０℃
における比抵抗ρ20（Ωｃｍ）の各特性を測定した。
【００２０】なお、誘電率εおよびＱ値は周波数１ＭＨ
ｚ，電圧１Ｖｒｍｓ，温度２０℃の条件下で測定した。
また、誘電率の温度係数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。 α（ｐｐｍ／℃）＝｛（Ｃ85−Ｃ20）／Ｃ20｝×｛１／（８５−２０）｝ ×106
ｚ，電圧１Ｖｒｍｓ，温度２０℃の条件下で測定した。
また、誘電率の温度係数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。 α（ｐｐｍ／℃）＝｛（Ｃ85−Ｃ20）／Ｃ20｝×｛１／（８５−２０）｝ ×106
【００２１】さらに、２０℃における比抵抗ρ20（Ωｃ
ｍ）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から求めた。そして、これらの結果
を表３に示した。
ｍ）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から求めた。そして、これらの結果
を表３に示した。
【００２２】
【表３】
【００２３】なお、表１および表３中＊印を付したもの
はこの発明の範囲外のものであり、それ以外はこの発明
の範囲内のものである。
はこの発明の範囲外のものであり、それ以外はこの発明
の範囲内のものである。
【００２４】また、表１に示した各試料の主成分の組成
を図１中に３成分組成図で示した。この図面において○
印を付した数字は各試料番号を示す。
を図１中に３成分組成図で示した。この図面において○
印を付した数字は各試料番号を示す。
【００２５】さらに、図１中には、この発明の組成物の
主成分の組成比を示す領域を、組成点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
ＥおよびＦを頂点とした多角形で示した。
主成分の組成比を示す領域を、組成点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
ＥおよびＦを頂点とした多角形で示した。
【００２６】そして、この発明にかかる組成物は、主成
分１００重量部に対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｉＯ2 ，Ｌｉ2 Ｏの中から選ばれる少なくとも１種類を
含む金属酸化物が５〜３５重量部添加される。
分１００重量部に対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 ，Ｓ
ｉＯ2 ，Ｌｉ2 Ｏの中から選ばれる少なくとも１種類を
含む金属酸化物が５〜３５重量部添加される。
【００２７】次に、この発明にかかる温度補償用誘電体
磁器組成物の成分の数値を上述のように限定した理由に
ついて説明する。
磁器組成物の成分の数値を上述のように限定した理由に
ついて説明する。
【００２８】ＴｉＯ2 が２２重量部未満では、焼結性が
悪く、１０５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が
得られないので好ましくない（試料番号１７参照）。ま
た、ＴｉＯ2 が４３重量部を超えると、温度係数が大き
くなり、かつ比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ま
しくない（試料番号１参照）。
悪く、１０５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が
得られないので好ましくない（試料番号１７参照）。ま
た、ＴｉＯ2 が４３重量部を超えると、温度係数が大き
くなり、かつ比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ま
しくない（試料番号１参照）。
【００２９】ＺｒＯ2 が３８重量部未満では、温度係数
が大きくなるので好ましくない。また、ＺｒＯ2 が５８
重量部を超えると、焼結性が悪く、１０５０℃の温度で
焼成しても、緻密な焼結体が得られないので好ましくな
い（試料番号１１参照）。
が大きくなるので好ましくない。また、ＺｒＯ2 が５８
重量部を超えると、焼結性が悪く、１０５０℃の温度で
焼成しても、緻密な焼結体が得られないので好ましくな
い（試料番号１１参照）。
【００３０】ＳｎＯ2 が９重量部未満であるか、あるい
は２６重量部を超えると、温度係数が大きくなり、かつ
比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ましくない（試
料番号１４参照）。
は２６重量部を超えると、温度係数が大きくなり、かつ
比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ましくない（試
料番号１４参照）。
【００３１】主成分１００重量部に対して、Ａ系列の副
成分の添加量が５重量部未満では、焼結性が悪く、１０
５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が得られない
ので好ましくない（試料番号１８参照）。また、Ａ系列
の副成分の添加量が３５重量部を超えると、Ｑ値が２５
００未満となるので好ましくない（試料番号２１参
照）。
成分の添加量が５重量部未満では、焼結性が悪く、１０
５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が得られない
ので好ましくない（試料番号１８参照）。また、Ａ系列
の副成分の添加量が３５重量部を超えると、Ｑ値が２５
００未満となるので好ましくない（試料番号２１参
照）。
【００３２】主成分１００重量部に対して、Ｂ系列の副
成分の添加量が５重量部未満では、焼結性が悪く、１０
５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が得られない
ので好ましくない。また、Ｂ系列の副成分の添加量が３
５重量部を超えると、Ｑ値が２５００未満となり、かつ
比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ましくない（試
料番号２５参照）。
成分の添加量が５重量部未満では、焼結性が悪く、１０
５０℃の温度で焼成しても、緻密な焼結体が得られない
ので好ましくない。また、Ｂ系列の副成分の添加量が３
５重量部を超えると、Ｑ値が２５００未満となり、かつ
比抵抗が１０12Ωｃｍ未満となるので好ましくない（試
料番号２５参照）。
【００３３】なお、上述の実施例において副成分として
金属酸化物の粉末を使用したが、それ以外に溶液を添加
してもよい。また、副成分は各素材を溶融・粉砕によっ
てガラス化して用いたが、素材のまま主成分に添加して
もよい。
金属酸化物の粉末を使用したが、それ以外に溶液を添加
してもよい。また、副成分は各素材を溶融・粉砕によっ
てガラス化して用いたが、素材のまま主成分に添加して
もよい。
【図１】この発明の組成物の主成分の配合比を示す３成
分組成図である。
分組成図である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−182523（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−18808（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/12 304 H01B 3/12 320 H01B 3/12 338 H01G 4/12 358 C04B 35/46
Claims (1)
- 【請求項１】 ＴｉＯ2 ２２〜４３重量部、ＺｒＯ2 ３
８〜５８重量部、ＳｎＯ2 ９〜２６重量部を主成分とし
て含み、 前記主成分１００重量部に対して、副成分として、Ｂ2
Ｏ3 ，ＳｉＯ2 ，Ｌｉ2 Ｏ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５〜３５重量部添加した、温
度補償用誘電体磁器組成物。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01846792A JP3291748B2 (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP01846792A JP3291748B2 (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182524A JPH05182524A (ja) | 1993-07-23 |
| JP3291748B2 true JP3291748B2 (ja) | 2002-06-10 |
Family
ID=11972449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01846792A Expired - Lifetime JP3291748B2 (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 温度補償用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3291748B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3985009B1 (ja) | 2006-07-07 | 2007-10-03 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器 |
-
1992
- 1992-01-06 JP JP01846792A patent/JP3291748B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH05182524A (ja) | 1993-07-23 |
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