JPH01315904A - 誘電体磁器とその製造方法 - Google Patents

誘電体磁器とその製造方法

Info

Publication number
JPH01315904A
JPH01315904A JP63146423A JP14642388A JPH01315904A JP H01315904 A JPH01315904 A JP H01315904A JP 63146423 A JP63146423 A JP 63146423A JP 14642388 A JP14642388 A JP 14642388A JP H01315904 A JPH01315904 A JP H01315904A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mol
less
amount
dielectric
ions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63146423A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Kagata
博司 加賀田
Yoichiro Yokoya
横谷 洋一郎
Junichi Kato
純一 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63146423A priority Critical patent/JPH01315904A/ja
Publication of JPH01315904A publication Critical patent/JPH01315904A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

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、誘電率の温度変化が小さ(、信号電圧特性の
良好な高誘電率系チタン酸バリウム磁器およびその製造
方法に関する。
従来の技術 従来より高誘電率系セラミックコンデンザ用の誘電体材
料としで、チタン酸バリウム系の磁器組成物が広く用い
られている。チタン酸バリウム系の磁器組成物のなかで
も誘電率の温度変化が小さい、すなわちJIS規格のY
B特性やEIA規格のX7R特性を満たす材料は、市場
規模も大きく、BaTiO3−ビスマス系、BaTiO
3−Mn02−Nb2O5系(特開昭51−76597
号公報)を初め、数多くの組成物が知られている。また
、近年のセラミック積層コンデンサに対する小型大容量
化の要求に応えるために誘電体材料の高誘電率化と誘電
体層の薄層化が急激な勢いて進んでいる。ゆえに、高誘
電率で、誘電率の温度変化が小さ(、かつ高い信号電圧
印加時の誘電損失の小さい誘電体材料に対する需要は太
き(なっている。
発明が解決しようとする課題 特に、BaT io3−MnO2−Nb2Os系の誘電
率の温度特性の良い磁器組成物を用いて2Oμm以下の
誘電体層を持つセラミック積層コンデンサを作製した場
合、M n O2の量により、]−k H2,1vの信
号電圧を印加した際に誘電損失が2.5%を越えてしま
□う、誘電体磁器の結晶粒内におけるNbイオンの分布
状態により、室温での誘電率が3000以下となる、ま
た、焼成時の粒成長の度合いにより、誘電率の温度特性
が悪化する等の問題が発生する 本発明は、誘電率が3000以上で、誘電率の温度変化
がJIS規格のYB特性およびEIA規格のX7R特性
を満たし、1kHz、50V/mmの交流電圧印加時に
、誘電損失が2.5%以下である誘電体磁器とその製造
方法を提供して上記課題を解決するものである。
課題を解決するための手段 BaTiO3粉末に対して特定量のM n O2あるい
はM n O2の一部をCoo、Nip、ZnO1およ
びMgOで置換したもの、および特定量のNb 2O5
を含む焼結体においで、主相の結晶粒の中心部に固溶し
ているNbイオンの量が0.4モル%以下である誘電体
磁器とする。この時、二次相としてニオブの酸化物を主
成分とする相が存在するとよい。
上記誘電体磁器の製造方法としで、一次粒径が0.1μ
m以下のBaTiO3#粉末に1000℃を越え、12
50℃以下で熱処理を行った粉末+B a T i O
3の出発原料として用いる。
作用 本発明の誘電体磁器によると、BaTiOs中にM n
 O2が固溶しているため、信号電圧特性が向上し、主
相の結晶粒の中心部に固溶しているNbイオンの量が0
.4モル%以下であるため、高誘電率で誘電率の温度特
性が良好となる。また、ニオブの酸化物を主成分とする
二次相が残存していることは、Nbイオンがすべて主相
のBaTiO3結晶中に固溶したのちに発生ずる粒成長
が抑制され、粒界の移動にともなう組成の均一化、特に
Nbイオンの分布の均一化が発生しなかったことを意味
し、誘電率の温度特性向上に寄与している。
本発明の誘電体磁器の製造方法においで、熱処理を行っ
たBaTiO3粉末を用いたのは、主相の結晶性を高め
、Nbイオンの主相の結晶中への拡散を抑制し、主相の
結晶粒の中心部に固溶するNbイオンの量を0.4モル
%以下とするためである。
実施例 実施例1 本実施例は特許請求の範囲第1.2、および3項記載の
発明に対応し、主相の結晶粒の中心部に固溶するNbイ
オンの量を0.4モル%以下とし、二次相としてニオブ
の酸化物を主成分とする相が存在することにより、課題
を解決したものである。
BaTiO3粉末としで、水熱法により得た粒径0.0
5μm、純度99.99%以上のBaTiO3微粉末を
1050℃で粉体仮焼したものを用いた。比較例としで
、純度99.9%以上のBacOsとTi0zの混合物
を1050℃で仮焼して得たBaTiO3粉末(試料N
o、6)、および仮焼していないBaCO2とT i 
O2の混合物を用いたく試料No、7)。上記BaTi
O3粉末100モル部に対しで、N b 2O sをN
bO5/2換算で2.45モル部、種々の量のMnO,
C。
O,Ni01ZnO1およびMgOを秤量し、直径7m
mのジルコニア製玉石によりボールミル17hr混合し
た。溶媒は純水を用いた。溶媒を乾燥させて得た粉末に
バインダーとして3 w t zのボリヒニルアルコー
ルを加え、32メツシユのナイロン製のふるいを通して
造粒し、1000kg/Cm2の圧力で、直径14mm
、厚さ1.2mmに加圧成形した。得られた円板を空気
中、700℃でlhr保持してバインダ成分をバーンア
ウトし、空気中1250〜1450℃で2hr焼成した
。得られた焼結体の密度が最大となる温度を最適焼成温
度とし、以下の電気特性の測定を行った。焼結体の両面
にCr−Auを蒸着して電極とした。誘電率、tanδ
を1kHz、IV/mmの交流電圧のもと、−60〜1
30℃の温度範囲で測定した。抵抗率は、1kV/mm
の電圧を印加して1分後の値から求めた。信号電圧特性
としで、1 k Hzの周波数の信号を、150V/m
mまて印加し、tanδが2.5%になる電圧(V2.
5〉を測定した。また、焼結体における結晶粒の中心部
のNbイオンの量を調べるため、焼結体をその平均粒径
より小さい厚さまでイオンミル法で研摩し、走査型透過
電子顕微鏡にエネルギー分散型の蛍光X線検出装置を組
み合わせた組成分析を行った。この分析法によるNbイ
オンの検出限界は0.4モル%であった。さらに、二次
層の有無を粉末X線回折法により調べた。
表1に結果を示す。Nbイオンの量の欄に一一一とある
のは、上記分析法の検出限界以下であることを示す。
(以下余白) 表1より明らかなように、N006の試料では、焼結体
における結晶粒の中心部にNbイオンが0.9モル%存
在し、室温での誘電率が2500以下となった。また、
N007の試料のように、二次相が存在しないと、誘電
率の温度変化が大きくなった。本発明の範囲であるN0
11〜5の試料のように結晶粒の中心部に固溶している
Nbイオンの量を用いた分析法の検出限界、すなわち0
.4モル%以下とし、二次相を存在させることにより、
室温での誘電率を3000以上に高め、誘電率の温度変
化をJIS規格のYB特性およびEIA規格のX7R特
性の範囲に入れるこさができた。
第1図に、得られた誘電体磁器の微細構造を模式的に示
す。第1図の(a)は本発明が請求した範囲の誘電体磁
器である。図中、主相11の中心部をNbイオンの量の
測定点12としたところ、検出限界以下であった。主相
の粒界にNbの酸化物を主成分とする二次相13が存在
し、粒成長によるNbイオンの拡散が抑制され、かつ、
用いたBaTiO3の結晶性が良いため、主相の結晶粒
の中心部にNbイオンが測定の検出限界以下の量しか存
在しなかった。第1図の(b)は比較例であり、No、
6の試料に相当するものである。二次相13が存在し、
粒成長が抑制されているものの、用いたB a T i
 Osの結晶性が悪いため、主相11の結晶粒の中心部
12までNbイオンが良く拡散し、誘電率が2500以
下となった。第1図の(c)は比較例であり、No、7
の試料に相当するものである。添加したNbイオンがす
べて主相11の結晶粒中に拡散してしまい、粒成長によ
り、Nbイオンが均一に分布した例である。いずれの試
料においても、結晶粒の周辺部においては、Nbイオン
の存在が確認できた。すなわち、本発明の範囲の磁器に
おいては、主相の結晶粒の中心部と周辺部のNbイオン
の拡散量に大きな差が生じている 実施例2 本実施例は特許請求の範囲第1および2項記載の発明に
対応し、添加物の量を限定することにより課題を解決し
たものである。
BaTiOs粉末としで、水熱法により得た粒径0.0
5μm、純度99.99%以上のBaTiO3微粉末を
1050℃で粉体仮焼したものを用いた。上記B a 
T i O3粉末に対しで、種々の量のN b 2O5
、M n 02、Coo、NiO,ZnO1およびMg
Oを秤量し、以下実施例1と同様の手順により試料の作
成および評価を行った。
表2に結果を示す。また、第2、特許請求の範囲の添加
物の領域を斜線で示す。
(以下余白) 第2表 #印を付した試料は請求範囲外の比較例第2表(つづき
) #印を付した試料は請求範囲外の比較例= 15− #印を付した試料は請求範囲外の比較例#印を付した試
料は請求範囲外の比較例このように、M n O2の量
が0.4モル%より少ないと、信号電圧が30. V 
/、m m程度でtanδが2.5%を越え、M n 
O2とCoo、NiO,ZnO1およびMgOのうちの
いずれか一種の合計が1.0モル%より多いと絶縁抵抗
値が低(なり、容量抵抗積として500以下となるため
、請求の範囲より除外した。また、第2図の直線BCの
外側の領域では、誘電率の温度変化が大きくなり、Nb
O5/2が1,8モル%より少ないと、容量抵抗積が低
くなったので、請求の範囲より除外した。
実施例3 本実施例は、特許請求の範囲第4項記載の発明に対応し
、B a T jo 3微粉末を熱処理する温度を限定
することにより課題を解決したものである。
B a T i O3粉末としで、水熱法により得た粒
径Q、05μm、純度99.99%以上のBaTiO3
微粉末を種々の温度で2hr仮焼したものを用いた。上
記BaTiO3粉末100モル部に対しで、N b 2
O5をNbO5/2換算で2.45モル部、MnOを0
.54モル部秤量し、以下実施例1と同様の手順により
試料の作成および評価を行った。
表3に結果を示す。
第3表 このように、BaTiO3の仮焼温度が1000℃以下
では、BaTiOs粒子の結晶性が低いため、焼成の際
、粒内へのN b 2O5の拡散が促進され、結晶粒の
中心部にNbイオンが存在するようになり、誘電率が2
500以下となった。また、焼成の際の粒成長も著しく
、組成の均一化が促進され、誘電率の温度変化が太き(
なった。逆に、1250℃より大きいと、焼結温度が高
くなるため、N b p、 Or、の拡散が促進され、
同様の理由で、誘電率の温度変化が大きくなる。
発明の効果 本発明の誘電体磁器およびその製造方法によると、誘電
率の温度変化がJIS規格のYB特性およびEIA規格
のX7R特性を満たし、1kHz、50 V / m 
mの信号電圧印加時に、誘電損失が2.5%以下となる
。また、抵抗率も高く、機械的強度も充分で、セラミッ
クコンデンサ用、特に、誘電体層の厚みが2Oμm以下
のセラミック積層コンデンザ用の誘電体材料として実用
化が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は得られた誘電体磁器の微細構造を示す模式図、
第2図は100モル部のB a T i O3に添加す
るN b O5/2およびMnO2、あるいはMnO2
とCoo、NiO,ZnO1およびMgOのうちの少な
(とも一種の合計を示す図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)BaTiO_3100モル部に対し、Nb_2O
    _5をNbO_5_/_2に換算してxモル%、MnO
    _2をyモル%とするとき、xおよびyが下に示すA、
    B、C、D、およびEで囲まれた範囲の量を含む焼結体
    において、主相の結晶粒の中心部に固溶しているNbイ
    オンの量が0.4モル%以下であることを特徴とする誘
    電体磁器。 ▲数式、化学式、表等があります▼
  2. (2)BaTiO_3100モル部に対し、Nb_2O
    _5をNbO_5_/_2に換算してxモル%、CoO
    、NiO、ZnO、およびMgOのうちのすくなくとも
    一種とMnO_2の合計をyモル%とするとき、xおよ
    びyが下に示すA、B、C、D、およびEで囲まれた範
    囲の量で、かつMnO_2を0.38モル%以上含む焼
    結体において、主相の結晶粒の中心部に固溶しているN
    bイオンの量が0.4モル%以下であることを特徴とす
    る誘電体磁器。 ▲数式、化学式、表等があります▼
  3. (3)主相の結晶粒の中心部に固溶しているNbイオン
    の量が0.4モル%以下で、かつ二次相としてニオブの
    酸化物を主成分とする相が存在することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項または第2項記載の誘電体磁器。
  4. (4)一次粒径が0.1μm以下のBaTiO_3微粉
    末に1000℃を越え、1250℃以下で熱処理を行っ
    た粉末100モル部に対し、Nb_2O_5をNbO_
    5_/_2に換算してxモル%、CoO、NiO、Zn
    O、MgO、およびMnO_2のうちのすくなくとも一
    種とMnO_2の合計をyモル%とするとき、xおよび
    yが下に示すA、B、C、D、およびEで囲まれた範囲
    の量を添加し、焼成することを特徴とする誘電体磁器の
    製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼
JP63146423A 1988-06-14 1988-06-14 誘電体磁器とその製造方法 Pending JPH01315904A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63146423A JPH01315904A (ja) 1988-06-14 1988-06-14 誘電体磁器とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63146423A JPH01315904A (ja) 1988-06-14 1988-06-14 誘電体磁器とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01315904A true JPH01315904A (ja) 1989-12-20

Family

ID=15407349

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63146423A Pending JPH01315904A (ja) 1988-06-14 1988-06-14 誘電体磁器とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01315904A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116109A (ko) * 2019-06-13 2019-10-14 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
KR20190116111A (ko) * 2019-06-14 2019-10-14 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190116109A (ko) * 2019-06-13 2019-10-14 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
JP2020202370A (ja) * 2019-06-13 2020-12-17 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
KR20190116111A (ko) * 2019-06-14 2019-10-14 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물 및 이를 포함하는 적층 세라믹 커패시터
JP2020205411A (ja) * 2019-06-14 2020-12-24 サムソン エレクトロ−メカニックス カンパニーリミテッド. 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
JP2024091752A (ja) * 2019-06-14 2024-07-05 サムソン エレクトロ-メカニックス カンパニーリミテッド. 誘電体磁器組成物及びこれを含む積層セラミックキャパシタ
US12482602B2 (en) 2019-06-14 2025-11-25 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Dielectric ceramic composition and multilayer ceramic capacitor comprising the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3470703B2 (ja) 非還元性誘電体セラミックおよびそれを用いた積層セラミックコンデンサ、ならびに非還元性誘電体セラミックの製造方法
JPS62138360A (ja) 誘電体磁器組成物
JPH10310469A (ja) 誘電体セラミック原料粉末の製造方法および誘電体セラミック組成物
JPS597665B2 (ja) 高誘電率磁器組成物
JPH1036172A (ja) 誘電体磁器組成物
JP2919360B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH01315904A (ja) 誘電体磁器とその製造方法
KR100355933B1 (ko) X7r 특성 적층 칩캐퍼시터용 티탄산바륨 파우더 제조방법
JPH01100051A (ja) 誘電体磁器組成物
KR910001347B1 (ko) 초저온에서 소결되는 세라믹 조성물 및 그 제조방법
JP2505030B2 (ja) 温度補償用高誘電率磁器組成物及びその製造方法
CN111960817A (zh) 高介低损耗耐高压电容器用陶瓷介质材料及其制备方法
JP3250917B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JP2902925B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH0244061A (ja) 誘電体滋器組成物とその製造方法
JPH0571538B2 (ja)
JP3071452B2 (ja) 誘電体磁器組成物
KR100251137B1 (ko) 비환원성유전체자기조성물
JPH05213666A (ja) 誘電体磁器組成物およびその製造方法
JP2621478B2 (ja) 高誘電率磁器組成物
JPH04114919A (ja) 複合ペロブスカイト型誘電体磁器粉末の製造方法
JPH0264060A (ja) 誘電体磁器とその製造方法
JPH01239704A (ja) 高誘電率磁器組成物
JP2003055047A (ja) 誘電体セラミック材料
JPH0210711A (ja) 高誘電率磁器組成物