JPH02106810A

JPH02106810A - 高誘電率磁器組成物

Info

Publication number: JPH02106810A
Application number: JP63259034A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Tatemoto; 一志立本; Yuichi Mito; 三戸　勇一; Hitoshi Tanaka; 均田中
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1988-10-14
Publication date: 1990-04-18
Anticipated expiration: 2013-09-10
Also published as: JP2795654B2

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〕本発明は高誘電率磁器組成物に係り、特に高誘電率でか
つ温度に対する静電容量の変化率が小さく、誘電損失の
電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組成物に関する
。

〔従来の技術〕

積層セラミックコンデンサ、厚膜コンデンサ、ディスク
型コンデンサ等に用いられる高誘電率磁器組成物として
、比誘電率が高いことを利用して、従来からチタン酸バ
リウム（ＢａＴｉ０３）を主成分とする種々の組成物が
合成されている。

しかしながら、比誘電率を高くすると温度に対する静電
容量の変化率が太き（なり、さらに誘電損失の電圧依存
性も大きくなるという欠点がある。

特に近年、積層セラミックコンデンサの高容量化、小型
化により誘電体の厚みが薄層化する傾向にある。

従って、この場合、誘電体の単位厚み当たりに印加する
印加電圧が高くなり、これにより従来のＢａＴｉＯｓ系
の組成物では、大幅に誘電損失が増加する。

これらの問題点を解決するため、ＢａＴｉＯ３系組成物
を主成分とし、添加物として酸化セリウム（ＣｅＯ２）
、二酸化マンガン（ＭｎＯａ）を添加含有した高誘電率
磁器組成物が提案されている（例えば特公昭６１−１６
１３２号公報参照）。

この組成物は常温の比誘電率が５０００以上を有し、誘
電率の温度変化が小さく誘電損失の電圧依存性も小さい
特性を有する。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕ところが、上記高誘電率磁器組成物においても、比誘電
率が９０００以上になると誘電損失の電圧依存性が非常
に大きくなるという問題点がある。

従って、本発明の目的は、比誘電率が９０００以上と高
く、かつ温度に対する静電容量の変化率が小さく、さら
に誘電損失の電圧依存性が非常に小さい高誘電率磁器組
成物を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の磁器組成物は、（Ｂ
ａ　１−ｘＣａｘ）ｍ　（Ｔｔ　ｒ−ｙＺｒｙ）Ｏ３と
なる組成物Ｔ：　０　≦ｘ　≦０．１２．０．１０　≦
ｙ≦０゜３０．０．９９８≦ｍ≦１．　、０１２の組成
範囲から成る基本組成１００重量部に対し、酸化セリウ
ム（Ｃｅ　０２）またはその他の希土類酸化物（Ｎｄ２
Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｌａ　２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３、ＹａＯ
３）の中から選ばれた１種以上を０．０２〜ｌ、５ｗ　
ｔ％、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）をｌ、Ｑｗ　ｔ％以
下添加したものを主成分とし、副成分として酸化マンガ
ン（Ｍ　ｎ　Ｏ）　０．７ｗ　ｔ％以下、酸化シリコン
（Ｓ　ｉ　０２　）　０．２５ｗ　ｔ％以下を添加含有
すルコとを特徴とするものである。

〔実施例〕

本発明を実施例によって詳細に説明する。

出発原料として、炭酸ハリウＪ、（ＢａＣＯ３）、液酸
カルシウム（ＣａＣＯ２）、二酸化チタン（ＴｉＯｘ＞
、二酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２）、希土類酸化物（Ｃ
ｅ０２、Ｓ　ｍ　２Ｏ３等）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化シリコン（ＳｉＯ
２）を用い、各原料を後記の第１表に示す組成になるよ
うに秤量する。

これらの秤量した原料配合物をボールミルで湿式混合攪
拌を２Ｏ時間行い、その後脱水乾燥し、１１００〜１２
Ｏ０℃で仮焼成し、化学反応を行わせる。

次にこれを再び微粉砕し、これに有機結合剤としてＰＶ
Ａを添加し、造粒、整粒を行い、顆粒粉末とする。

そして、この粉末を約３トン／ｃｍ　２の成形圧力テ１
６．５φＸ０．６Ｌｎ＋の円盤状に成形する。この成形
物を脱バインダーし、空気中で１３００〜１４５０℃で
約２時間本焼成して磁器素体を得る。

これにより得られたＦｅＬ器素体の両面に銀ペーストを
塗布焼付けし、これにリード線を半田付けし電極を形成
して高誘電率磁器組成物の試料とし、各試料の電気的緒
特性を測定した。

これらの測定結果を第１表に示す。ここで比誘電率ε、
は常温で測定周波数Ｉ　Ｋ　Ｈｚ　、測定電圧ＡＣＩＶ
で測定した。温度特性は一２５℃〜＋８５℃の温度範囲
で、２Ｏ℃の容量を基準として、容量変化率として算出
した。

また、絶縁抵抗は直流５０Ｖを印加しつつ常温で測定し
た。

以下余白誘電損失の電圧依存性は第１表の他、電圧を任意に変化
させた時の誘電損失ｔａｎδの値を、ＣｅＯ２の添加量
刑、（Ｂａ＋−ｘＣａｘ）の組成量ｍの数値別に測定し
た結果として第１図、第２図に示す。

第１図、第２図において、縦軸は誘電損失ｔａｎδを示
し、横軸はＡＣ測定電圧を示し、測定周波数はＩＫＨｚ
、測定温度は２５℃である。

第１図はｍ　＝１．、ＯＯＯとした場合のＣｅＯ２の添
加量を変化させた時の特性を示し、図中ＡはＣｅＯ２＝
０．００Ｗ　ｔ％ＢはＣｅ　０２　＝０．０２Ｗ　ｔ％
、ＣはＣｅ　Ｏ２＝０．３０Ｗ　ｔ％、ＤはＣｅ　Ｏ２
＝１．５０ｗｔ％含有する本発明の磁器組成物の特性曲
線、Ｅは従来のＢ　ａ　Ｔ　ｉ　０３系高誘電率磁器組
成物の特性曲線を示す。

第２図はＣｅ　Ｏ！ｌ　＝０．３０Ｗ　ｔ％とした場合
のｍの値を変化させた時の特性を示し、図中、Ｆはｍ＝
０．９９８　、Ｇはｍ＝１．０００　、Ｉ−１はｍ＝１
．００５．１はｍ＝１．０１２　、Ｊは本発明の範囲外
のｍ＝０．９９６の場合の磁器組成物の特性曲線を示す
。

第１表、第１図、第２図から明らかな如く、本発明の磁
器組成物（第１表の○印の試料）は比誘電率が９０００
以上を有し、かつ温度に対する静電容量の変化率（温度
特性）が、−２５℃〜８５℃での範囲で７５％以下と小
さく、誘電損失ｔａｎδの電圧依存性も例えばＡ　Ｃ５
０Ｖ　／　ｍ＋＋印加で約２％以下と従来の磁器組成物
に比較して非常に小さい。

ここで、本発明の組成限定理由について説明する。

第１表において、本発明の組成のうち（Ｂａｘ−ｘＣａ
ｘ）ｍ　（Ｔｉ　＋−ｙＺｒｙ）Ｏ３で表した基本組成
のＸ　＝　０〜０．１２モル％、ｙ　＝０．１０〜０．
３０モル％、ｍ＝０．９９８〜１．０１２の条件を満足
しない場合は、比誘電率が９０００未満となり温度特性
が悪くなり、誘電損失の電圧依存性が大きくなったり焼
結不足となる。

即ち、ｘ＝０〜０．１２の範囲外では誘電率が９０００
以上とならない（例えば第１表試料Ｎｏ、　１０参照）
。

また、ｙ　＝０．１０〜０．３０の範囲外でも同様に比
誘電率は９０００以下である（例えば第１表試料Ｎｏ、
５．６参照）。

さらにｍ−０，９９８〜１．０１２の範囲外では誘電損
失ｔａｎδの電圧依存性が大きくなったり、焼結性が悪
くなってしまう　（例えば第１表試料Ｎｏ、　１５、第
２図の曲線Ｊ、試料Ｎｏ、　Ｉ　９参照）。

上記基本組成１００重量部に対し、ＣｅＯ２またはその
他の希土類酸化物から選ばれた一種類の希土類酸化物の
範囲限定理由は、０．０２ｗ　ｔ％未満では誘電損失の
電圧依存性が大きくなり（例えば第１表試料Ｎｏ、ｌｌ
、第１図曲線Ａ参照）、１．５ｗｔ％を超えると比誘電
率の減少があることによる（例えば第１表試料Ｎｏ、ｉ
４参照）。

さらに、ＭｇＯが１．００ｗ　ｔ％以上になると比誘電
率の減少がある（例えば第１表試料Ｎｏ、２３参照）。

また副成分として添加するＭ　ｎ　ＯがＱ、７ｗｔ％を
超えると誘電損失の電圧依存性が大きくなるとともに、
比誘電率の減少がある（例えば第１表試料Ｎｏ、２６参
照）。

副成分の５ｉ０２の添加量についても、０．２５ｗＬ％
を超えると比誘電率の減少がある（例えば第１表試料Ｎ
ｏ、　２９参照）。

これらの条件を満たす高誘電率磁器組成物の中から最良
と思われる点を選択し、層間厚み１０μの積層コンデン
サを形成した場合の特性を第２表に示す。

第２表第２表から積層セラミックコンデンサの誘電体として利
用した本発明の高誘電率磁器組成物は、比誘電率も高く
、誘電損失の電圧依存性も十分小さく、静電容量の温度
特性も良好である。

〔発明の効果〕

本発明の高誘電率磁器組成物は、比誘電率が９０００以
上を有し、かつ誘電損失の電圧依存性が非常に小さく、
静電容量の温度特性に優れでおり、誘電体の厚みの薄い
積層セラミノクコンデンザ等の誘電体として十分使用可
能である。

この他、厚膜コンデンサ、ディスク型コンデンサ等の誘
電体としても使用出来、その用途は非常に幅広いもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は本発明の従来例の高誘電率磁器組成物
の特性図である。特許出願人　ティーデイ−ケイ株式会社代理人弁理士　
　山　谷　晧　榮

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基本組成を（Ｂａ＿１＿−＿ｘＣａｘ）ｍ（Ｔｉ
＿１＿−＿ｙＺｒｙ）Ｏ＿３とする組成物で表した時、
ｘ＝０〜０．１２モル％、ｙ＝０．１０〜０．３０モル
％、ｍ＝０．９９８〜１．０１２の条件を満足し、基本
組成１００重量部に対し、二酸化セリウム（ＣｅＯ＿２
）またはその他の希土類酸化物（Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｓｍ
＿２Ｏ＿３、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２
Ｏ＿３）の中から選ばれた少なくとも一種類の希土類酸
化物を０．０２〜１．５ｗｔ％、酸化マグネシウム（Ｍ
ｇＯ）を１．００ｗｔ％以下添加含有することを特徴と
する高誘電率磁器組成物。
（２）副成分として酸化マンガン（ＭｎＯ）を０．７ｗ
ｔ％以下、酸化シリコン（ＳｉＯ＿２）を０．２５ｗｔ
％は以下添加することを特徴とする請求項（１）記載の
高誘電率磁器組成物。