JPH0118521B2 - - Google Patents
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- JPH0118521B2 JPH0118521B2 JP58026688A JP2668883A JPH0118521B2 JP H0118521 B2 JPH0118521 B2 JP H0118521B2 JP 58026688 A JP58026688 A JP 58026688A JP 2668883 A JP2668883 A JP 2668883A JP H0118521 B2 JPH0118521 B2 JP H0118521B2
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- Japan
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- weight
- parts
- dielectric constant
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- capacitance
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は、主として、磁器コンデンサ用誘電体
として有用な高誘電率磁器組成物に関する。 従来この種の組成物としてはチタン酸バリウム
（BaTiO3）を主成分とし、これにBi2O3−TiO2、
Bi2O3−SnO2、Bi2O3−ZrO2などのビスマス化合
物に希土類を副成分として添加したもの、また
は、MgO、SiO2等を副成分として添加したもの
が、誘電率が高く、大きな静電容量が得られるこ
とから広く採用されている。しかしながら、上記
成分を含む組成物では高周波に対する誘電体損失
（tanδ）が大きい。また、誘電率を高くすると静
電容量の温度変化率が大きくなり、逆にその温度
変化率を小さくすると誘電率が低下するという相
反する傾向を示し、このため上記組成物をコンデ
ンサに適用した場合、小型、大容量化には自から
限界があつた。 また、上記組成物のうち、副成分としてビスマ
ス化合物を含むものは、焼結時に、Bi2O3が蒸発
して磁器に歪が生じたり、また、組成割合が変化
して必要な電気特性にばらつきを生じたりする等
の問題がある。さらに、これを積層コンデンサに
適用した場合には、その内部電極としてPdある
いはAg−Pd合金が用いられていると、このPdと
Bi2O3とが反応し電極の特性が損なわれる。この
ため、Bi2O3と反応しない高価なPtを使用せざる
をえないという問題もある。 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、誘電率が2700以上と高く、それにもかか
わらず広い温度範囲にわたつて静電容量の温度変
化率が小さく平坦で、かつ、誘電体損失も小さ
く、さらに、1250℃以下の比較的低温度で焼結で
きる高誘電率磁器組成物を提供することを目的と
する。 本発明者らはチタン酸バリウム中に不純物とし
て存在するSrO、CaO等のアルカリ土類金属酸化
物、Na2O、K2O等のアルカリ金属酸化物、その
他Al2O3、SiO2などの酸化物のうち特にNa2O、
K2O等のアルカリ金属酸化物の含有量が電気的特
性に大きく影響することを見い出した。そこで、
本発明は上記の目的を達成するため、チタン酸バ
リウム中に存在する不純物としてのアルカリ金属
酸化物の含有量を低く制限するとともに、副成分
として従来のようなビスマス化合物を含まず、こ
れに代えて、Nb2O5、Co2O3、SiO2および希土類
酸化物を添加するようにしている。すなわち、本
発明の高誘電率磁器組成物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％以下のチタ
ン酸バリウム100重量部に対してNb2O5を1.0〜2.5
重量部、Co2O3を0.1〜0.8重量部、SiO2を0.1〜1.2
重量部およびNd2O3、La2O3、Pr6O11の内、１種
または２種以上からなる希土類酸化物（以降これ
をR2O3と略称する）を0.3〜1.0重量部それぞれ含
有している。 上記成分範囲に限定した理由は次のとおりであ
る。まず、Na2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化
物については、それがBaTiO3に対して不純物と
して0.04重量％を越えると誘電率が低下し、2700
以下の値となるためである。また、Nb2O5は上記
不純物を含むBaTiO3100重量部に対して1.0重量
部未満では焼結性が悪くなり、また静電容量の温
度変化率も大きくなりEIAに規定するX7R特性を
満足しなくなる。一方2.5重量部を越えると誘電
率が低下して2700以下の値となる。Co2O3は
BaTiO3100重量部に対して0.1重量部未満では静
電容量の温度変化率を小さくする効果が乏しく、
また0.8重量部を越えると誘電率の低下や静電容
量の温度変化率の悪化をまねく。SiO2は
BaTiO3100重量部に対して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
を越えると誘電率が低下するためである。さらに
R2O3は、BaTiO3100重量部に対して0.3％重量部
未満では焼結性を向上させる効果が乏しく、一方
1.0重量部を越えるとCo2O3が少ない場合には容
量温度変化率が著るしく大きくなり、またCo2O3
量が多い場合は誘電率の低下が著るしく2700以下
の値となるためである。 以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に
説明する。 実施例 この実施例においては、本発明に係る高誘電率
磁器組成物を製作する手順を第１図に示す製造工
程に沿つて説明し、また、これにより得られた上
記磁器組成物の電気的特性を調べた結果について
も併せて説明することにする。 まず、種々の純度のBaCO3とTiO2とを準備し、
これらをBaCO3とTiO2のモル比が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時間湿式混合した（工程）。この混合物の
水分を蒸発させた後、1150℃の温度で２時間保持
して仮焼し（工程）、再びボールミルにて平均
粒子径が３ミクロン以下になるまで粉砕した（工
程）。こうして、第１表に示すＡ〜Ｅの純度が
それぞれ異なる５種類のチタン酸バリウムを得
た。なお、同表中Ａ〜Ｄまではアルカリ金属酸化
物の含有量が本発明に係る範囲内にあり、Ｅのも
のは範囲外である。
として有用な高誘電率磁器組成物に関する。 従来この種の組成物としてはチタン酸バリウム
（BaTiO3）を主成分とし、これにBi2O3−TiO2、
Bi2O3−SnO2、Bi2O3−ZrO2などのビスマス化合
物に希土類を副成分として添加したもの、また
は、MgO、SiO2等を副成分として添加したもの
が、誘電率が高く、大きな静電容量が得られるこ
とから広く採用されている。しかしながら、上記
成分を含む組成物では高周波に対する誘電体損失
（tanδ）が大きい。また、誘電率を高くすると静
電容量の温度変化率が大きくなり、逆にその温度
変化率を小さくすると誘電率が低下するという相
反する傾向を示し、このため上記組成物をコンデ
ンサに適用した場合、小型、大容量化には自から
限界があつた。 また、上記組成物のうち、副成分としてビスマ
ス化合物を含むものは、焼結時に、Bi2O3が蒸発
して磁器に歪が生じたり、また、組成割合が変化
して必要な電気特性にばらつきを生じたりする等
の問題がある。さらに、これを積層コンデンサに
適用した場合には、その内部電極としてPdある
いはAg−Pd合金が用いられていると、このPdと
Bi2O3とが反応し電極の特性が損なわれる。この
ため、Bi2O3と反応しない高価なPtを使用せざる
をえないという問題もある。 本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので
あつて、誘電率が2700以上と高く、それにもかか
わらず広い温度範囲にわたつて静電容量の温度変
化率が小さく平坦で、かつ、誘電体損失も小さ
く、さらに、1250℃以下の比較的低温度で焼結で
きる高誘電率磁器組成物を提供することを目的と
する。 本発明者らはチタン酸バリウム中に不純物とし
て存在するSrO、CaO等のアルカリ土類金属酸化
物、Na2O、K2O等のアルカリ金属酸化物、その
他Al2O3、SiO2などの酸化物のうち特にNa2O、
K2O等のアルカリ金属酸化物の含有量が電気的特
性に大きく影響することを見い出した。そこで、
本発明は上記の目的を達成するため、チタン酸バ
リウム中に存在する不純物としてのアルカリ金属
酸化物の含有量を低く制限するとともに、副成分
として従来のようなビスマス化合物を含まず、こ
れに代えて、Nb2O5、Co2O3、SiO2および希土類
酸化物を添加するようにしている。すなわち、本
発明の高誘電率磁器組成物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％以下のチタ
ン酸バリウム100重量部に対してNb2O5を1.0〜2.5
重量部、Co2O3を0.1〜0.8重量部、SiO2を0.1〜1.2
重量部およびNd2O3、La2O3、Pr6O11の内、１種
または２種以上からなる希土類酸化物（以降これ
をR2O3と略称する）を0.3〜1.0重量部それぞれ含
有している。 上記成分範囲に限定した理由は次のとおりであ
る。まず、Na2O、K2Oなどのアルカリ金属酸化
物については、それがBaTiO3に対して不純物と
して0.04重量％を越えると誘電率が低下し、2700
以下の値となるためである。また、Nb2O5は上記
不純物を含むBaTiO3100重量部に対して1.0重量
部未満では焼結性が悪くなり、また静電容量の温
度変化率も大きくなりEIAに規定するX7R特性を
満足しなくなる。一方2.5重量部を越えると誘電
率が低下して2700以下の値となる。Co2O3は
BaTiO3100重量部に対して0.1重量部未満では静
電容量の温度変化率を小さくする効果が乏しく、
また0.8重量部を越えると誘電率の低下や静電容
量の温度変化率の悪化をまねく。SiO2は
BaTiO3100重量部に対して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
を越えると誘電率が低下するためである。さらに
R2O3は、BaTiO3100重量部に対して0.3％重量部
未満では焼結性を向上させる効果が乏しく、一方
1.0重量部を越えるとCo2O3が少ない場合には容
量温度変化率が著るしく大きくなり、またCo2O3
量が多い場合は誘電率の低下が著るしく2700以下
の値となるためである。 以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に
説明する。 実施例 この実施例においては、本発明に係る高誘電率
磁器組成物を製作する手順を第１図に示す製造工
程に沿つて説明し、また、これにより得られた上
記磁器組成物の電気的特性を調べた結果について
も併せて説明することにする。 まず、種々の純度のBaCO3とTiO2とを準備し、
これらをBaCO3とTiO2のモル比が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時間湿式混合した（工程）。この混合物の
水分を蒸発させた後、1150℃の温度で２時間保持
して仮焼し（工程）、再びボールミルにて平均
粒子径が３ミクロン以下になるまで粉砕した（工
程）。こうして、第１表に示すＡ〜Ｅの純度が
それぞれ異なる５種類のチタン酸バリウムを得
た。なお、同表中Ａ〜Ｄまではアルカリ金属酸化
物の含有量が本発明に係る範囲内にあり、Ｅのも
のは範囲外である。
【表】
次いで、Nb2O5、Co2O3、SiO2およびR2O3を
上記の各種チタン酸バリウムに対して、第２表に
示す組成割合となるように秤量、混合し、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、蒸発乾燥した（工程）。こうして
得られた各々の粉末を３重量％のポリビニルアル
コールをバインダとして混練し、造粒した後、
2000Kg／cm2の圧力で直径15mm、厚さ１mmの円板に
成形した（工程）。次いで、これらの成形円板
を電気炉にて第２表に示す各温度で２時間焼成し
て磁器を得た（工程）。 こうして得られた各磁器組成物の電気的特性を
調べるため、各磁器円板の両面にそれぞれ通常の
手法により銀電極を焼付けてコンデンサとなし、
各コンデンサの誘電率（ε）、誘電体損失
（tanδ）、および静電容量の温度変化率（ΔC／
C25）を測定した。この結果を同じく第２表に示
す。
上記の各種チタン酸バリウムに対して、第２表に
示す組成割合となるように秤量、混合し、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、蒸発乾燥した（工程）。こうして
得られた各々の粉末を３重量％のポリビニルアル
コールをバインダとして混練し、造粒した後、
2000Kg／cm2の圧力で直径15mm、厚さ１mmの円板に
成形した（工程）。次いで、これらの成形円板
を電気炉にて第２表に示す各温度で２時間焼成し
て磁器を得た（工程）。 こうして得られた各磁器組成物の電気的特性を
調べるため、各磁器円板の両面にそれぞれ通常の
手法により銀電極を焼付けてコンデンサとなし、
各コンデンサの誘電率（ε）、誘電体損失
（tanδ）、および静電容量の温度変化率（ΔC／
C25）を測定した。この結果を同じく第２表に示
す。
【表】
なお、同表中の各電気特性は次に示す条件で測
定した値である。 誘電率（ε）、誘電体損失（tanδ）：温度25℃、
周波数1KHzで測定。 静電容量の温度変化率（ΔC／C25）：温度25℃
での静電容量を基準としたときの各−55℃、＋125
℃での変化率、および−55℃〜＋125℃の範囲内
で絶対値としてその変化率が最大である値（｜
ΔC／C25｜）。 また、第２表中※印を付したものはこの発明の
範囲外のものであり、それ以外は発明範囲内のも
のである。 第２表から明らかなように、本発明に係る磁器
組成物は、誘電率（ε）がいずれも2700以上と高
く、しかもこのように高誘電率にもかかわらず静
電容量の温度変化率（ΔC／C25）も−55℃〜＋
125℃の温度範囲内では±15％以内で平坦であり、
EIAに規定するX7R特性も満足している。また、
誘電体損失（tanδ）も1.1％以下で低く、すぐれ
た電気的特性を有し、さらに、1250℃以下の比較
的低温で焼結可能であることが理解される。 以上のように、本発明によれば誘電率の値が
2700以上と高く、それにもかかわらず−55℃〜＋
125℃の広い温度範囲にわたつて容量温度変化率
が±15％と平坦で、誘電体損失も小さく、しかも
1250℃以下の比較的低温度で焼結できる。従つ
て、本発明の高誘電率磁器組成物を積層セラミツ
クコンデンサに適用すれば比較的安価なPdまた
はAg−Pd合金を内部電極に用いることができ、
かつ高誘電率をもつ、小型、大容量のものが得ら
れ、かつ安価に製作できるという優れた効果が発
揮される。なお、製作過程において微量の
MnCO3、Fe2O3等の還元防止剤を添加すること
は本発明に係る組成物の特性を何ら損うものでは
ない。
定した値である。 誘電率（ε）、誘電体損失（tanδ）：温度25℃、
周波数1KHzで測定。 静電容量の温度変化率（ΔC／C25）：温度25℃
での静電容量を基準としたときの各−55℃、＋125
℃での変化率、および−55℃〜＋125℃の範囲内
で絶対値としてその変化率が最大である値（｜
ΔC／C25｜）。 また、第２表中※印を付したものはこの発明の
範囲外のものであり、それ以外は発明範囲内のも
のである。 第２表から明らかなように、本発明に係る磁器
組成物は、誘電率（ε）がいずれも2700以上と高
く、しかもこのように高誘電率にもかかわらず静
電容量の温度変化率（ΔC／C25）も−55℃〜＋
125℃の温度範囲内では±15％以内で平坦であり、
EIAに規定するX7R特性も満足している。また、
誘電体損失（tanδ）も1.1％以下で低く、すぐれ
た電気的特性を有し、さらに、1250℃以下の比較
的低温で焼結可能であることが理解される。 以上のように、本発明によれば誘電率の値が
2700以上と高く、それにもかかわらず−55℃〜＋
125℃の広い温度範囲にわたつて容量温度変化率
が±15％と平坦で、誘電体損失も小さく、しかも
1250℃以下の比較的低温度で焼結できる。従つ
て、本発明の高誘電率磁器組成物を積層セラミツ
クコンデンサに適用すれば比較的安価なPdまた
はAg−Pd合金を内部電極に用いることができ、
かつ高誘電率をもつ、小型、大容量のものが得ら
れ、かつ安価に製作できるという優れた効果が発
揮される。なお、製作過程において微量の
MnCO3、Fe2O3等の還元防止剤を添加すること
は本発明に係る組成物の特性を何ら損うものでは
ない。
図面は本発明に係る高誘電率磁器組成物を製作
する手順を示す製作工程図である。
する手順を示す製作工程図である。
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％以下のチタン酸バリウム100重量部
に対し、Nb2O5を1.0〜2.5重量部、Co2O3を0.1〜
0.8重量部、SiO2を0.1〜1.2重量部およびNd2O3、
La2O3、Pr6O11の内、１種または２種以上からな
る希土類酸化物を0.3〜1.0重量部それぞれ含有す
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 |
|---|---|---|---|
| JP58026688A JPS59154703A (ja) | 1983-02-20 | 1983-02-20 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58026688A JPS59154703A (ja) | 1983-02-20 | 1983-02-20 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59154703A JPS59154703A (ja) | 1984-09-03 |
| JPH0118521B2 true JPH0118521B2 (ja) | 1989-04-06 |
Family
ID=12200331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58026688A Granted JPS59154703A (ja) | 1983-02-20 | 1983-02-20 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59154703A (ja) |
Families Citing this family (7)
| 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 |
| JPH01278474A (ja) * | 1988-04-29 | 1989-11-08 | Tdk Corp | 高誘電率系磁器組成物 |
| JP2928260B2 (ja) * | 1989-03-15 | 1999-08-03 | 松下電器産業株式会社 | 積層セラミックコンデンサ |
| JP2508373B2 (ja) * | 1990-07-10 | 1996-06-19 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物および誘電体磁器の製造方法 |
| JP2508374B2 (ja) * | 1990-07-10 | 1996-06-19 | 株式会社村田製作所 | 誘電体磁器組成物 |
| US5550092A (en) * | 1995-02-10 | 1996-08-27 | Tam Ceramics Inc. | Ceramic dielectrics compositions |
| JP4967599B2 (ja) * | 2006-10-23 | 2012-07-04 | Ｔｄｋ株式会社 | チタン酸バリウム粉末、誘電体磁器組成物および電子部品 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4959299A (ja) * | 1972-10-12 | 1974-06-08 | ||
| JPS51143899A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-10 | Tdk Corp | Dielectric ceramic composition |
| JPS5788612A (en) * | 1980-11-25 | 1982-06-02 | Tdk Electronics Co Ltd | Dielectric porcelain composition |
-
1983
- 1983-02-20 JP JP58026688A patent/JPS59154703A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59154703A (ja) | 1984-09-03 |
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