JPH02116667A - 誘電体磁器とその製造方法 - Google Patents

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い高誘電率系チタン
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サ用の誘電体材
料として、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、ＢａＴｉ０ｓ−ビスマス系、ＢａＴｉ０
５−Ｍｎ　Ｏ２−Ｎ　ｂ　２０　ｓ系（特開昭５１−７
６５９７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が
急激な勢いで進んでいる。ゆえに、高誘電率で、誘電率
の温度変化が小さい誘電体材料に対する需要は、ますま
す大きくなっている。

発明が解決しようとする課題 特に、ＢａＴ　ｉｏ３−ＣｏｚＯｓ−ＮｂｇＯａ系の誘
電体磁器は上記の需要に応えうるちのであるが、通常の
組成、すなわちＢａＴｉ０５（モル比）、あるいは通常
の製造方法では、得られる焼結体の表面に板状あるいは
針状の二次相が析出する。この二次相が積層コンデンサ
を作成した時、素子表面に析出し、外部電極と内部電極
の接触不良や、はんだメツキののびによる外部電極間の
短絡等を発生させ、不良の原因となっていた。

課題を解決するための手段 Ｂ　ａ　Ｉ＋ＩＩＴ　ｉ　Ｏｓ＋ｘ　１００モル部に対
し、Ｎ　ｂ　ｔ０６を、Ｎ　ｂ　Ｏ６／２に換算してｙ
モル部、ＣｏｚＯｓをＣｏＯｓ７ｇに換算して２モル部
とするとき、０．２５ｙ≦ｘ≦１．５ｙ とし、かつｙおよび２を、下記のＡ、Ｂ、Ｃ１Ｄ、およ
びＥで囲まれた範囲内とする。

ｙ　　　　　　　　　　ｚ Ａ３．６　　　０．４ Ｂ　　１．３５　　０．４ Ｃ１，３５０，８ Ｄｌ、８　　　１．２ Ｅ４．２　　　１．２ 作用 本発明によれば、誘電率が３０００以上で、誘電率の温
度特性がＪＩＳ規格のＹＢ特性およびＥＩＡ規格のＸ７
Ｒ特性を満たし、容量抵抗積が１０００以上となる。

実施例 実施例１ 本実施例は、特許請求の範囲第１および３項記載の発明
に対応し、Ｂａ／Ｔｉ（モル比）を１より太き（し、あ
らかじめＮｂの一部あるいは全部をＢａと反応させて加
えることにより、課題を解決したものである。

出発原料のＢ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ粉末として、水熱法に
より得た粒径０．０５μｍ、純度９９．９９％以上のＢ
　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏｓ微粉末を１０５０℃で粉体仮焼した
ものを用いた。Ｎ　ｂ　２０δ、およびＢ　ａ　ＣＯｓ
からＢａ／Ｎｂ＝５／４（モル比）の割合になる様に秤
量し、直径６ｍｍのジルコニア製玉石によりボールミル
で１７ｈｒ混合した。溶媒は純水を用いた。溶媒を乾燥
させて得た粉末をムライト製磁器るつぼに入れ、１１０
０℃で２ｈｒ熱処理を行い反応させた。粉末Ｘ線回折に
より、得られた化合物はＢ　ａ　ｓ　Ｎ　ｂ　４０　Ｉ
ｓ単一相であった。Ｂａ５Ｎ　ｂ　４０＋　５、ＢａＣ
Ｏ３、Ｎ　ｂ　ｔ　ＯｓおよびＣＯ２Ｏ３を種々の割合
で上記のＢａＴｉＯｓ粉末に加え、直径６ｍｍのジルコ
ニア製玉石によりボールミルで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中にバイン
ダーとして３ｗｔ２のポリビニルアルコールを加え、３
２メツシユのナイロン製のふるいを通して造粒し、１０
００ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２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７００
℃でｌｈｒ保持してバインダ成分をバーンアウトし、１
３００〜１４６０℃で２ｈｒ保持して焼成した。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、−６０〜１３０℃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。また、焼結体表面のＳＥＭ写真
から、板状あるいは針状に析出した部分を二次相と判断
し、面積を求め、焼結体の全表面積に対する二次相の面
積の占める割合により、二次相の量を評価した。

表１に結果を示す。組成の欄において、Ｘ、Ｙ、および
ＺはＢａＴｉ０：１ｌｏｏモル部に対して加えたＢａ、
Ｎｂ、およびＣｏの量を、Ｂａ０、ＮｂＯ５／２．およ
びＣＯＯ３／２にそれぞれ換算してモル部で表した。１
４２０℃以下の焼成で理論密度の９５％に達していない
ものは、焼結せずとし、電気的特性の測定は省略した。

また、図に本発明の添加物の範囲と実験を行った点を示
す。

多角形ＡＢＣＤＥで囲まれた領域が本発明の範囲である
。

（以下余白〉 表１より、図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、およびＥで囲まれた範
囲以外のＮ　ｂ　ｔ　ＯｓとＣｏ２Ｏ３の組成では、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、Ｃ
Ｒ積が１０００以上という条件のうちのいずれかを満た
さなくなることがわかる。

また、ＢａＴｉｏｓｌＯＯモル部に対して加えた全添加
物の組成のうち、ＢａＯとＮｂＯ５／２に換算した量、
すなわち、ＸとＹの関係において、ＢａＯのモル量がＮ
ｂ０５７ｇのモル量の０．２５著より小さいと焼結体の
表面に大量に二次相が析出し、１．５倍より大きいと焼
結性が悪化した。

実施例２ 本実施例は、特許請求の範囲第２項記載の発明こ対応し
、特定の添加物を特定量加えることにより課題を解決し
たものである。

実施例１と同様の方法により出発原料のＢａＴｉ０ｓと
Ｂａ６ＮｂａＯ＋６を合成した。

ＢｘＴｉ　ＯａＯｇ１００モル部に対して、ＢａｓＮ　
ｂ　ａ　Ｏ１６をＢ　ａｓ／４Ｎ　ｂ　０１６／４に換
算して２．８モル部、ＣＯ２Ｏ５をＣＯＯ３／２に換算
して１．０モル部、および種々の添加物を種々の量加え
、以下実施例１と同様の方法により、焼結体を作成し、
評価を行った。

表２に結果を示す。

（以下余白） 表１より、Ｎｏ、１の試料のように添加物を加えない組
成においては、その焼結温度が１３６０℃とかなり高い
のに対して、５ｉｎ２、ＣｅＯ２、およびＢｉａｓｓの
うちのいずれか一種以上をＢａＴｉｅｓに対して、０．
０２重量％以上加えることにより、焼結温度が１３２０
℃以下となることがわかる。１．６５重量％より多（加
えると、焼結温度はさらに低下するが、誘電率の温度変
化が大きくなる。

発明の効果 本発明によれば、焼結体表面に析出する二次相の発生を
抑制することができ、かつ、室温での誘電率が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、また、抵抗率も高
（、機械的強度も充分で、セラミックコンデンサ用、特
に、積層コンデンサ用の誘電体材料として実用化が可能
な誘電体磁器を実現できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例における誘電体磁器の組成を示す図
である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｂａ＿１＿＋＿ｘＴｉＯ＿３＿＋＿ｘ１００モル
   部に対し、Ｎｂ＿２Ｏ＿５を、ＮｂＯ＿５＿／＿２に換
   算してｙモル部、ＣＯ＿２Ｏ＿３をＣｏＯ＿３＿／＿２
   に換算してｚモル部とするとき、０．２５ｙ≦ｘ≦１．
   ５ｙ であり、かつｙおよびｚが、下記のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、お
   よびＥで囲まれた範囲内に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）ＳｉＯ＿２、ＣｅＯ＿２、およびＢｉ＿２Ｏ＿３
   のうちのいずれか一種以上を、Ｂａ＿１＿＋＿ｘＴｉＯ
   ＿３＿＋＿ｘ１００重量部に対して０．０２重量部以上
   １．６５重量部以下の範囲加えたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の誘電体磁器。
3. （３）あらかじめ仮焼したＢａＴｉＯ＿３粉末に、Ｎｂ
   およびＣｏを主成分とする化合物を加えた混合物を焼成
   する誘電体磁器の製造方法において、Ｎｂを主成分とす
   る化合物の一種として、ＢａおよびＮｂを主成分とする
   化合物の混合物を熱処理して得たＢａ＿５Ｎｂ＿４Ｏ＿
   １＿５を用いることを特徴とする誘電体磁器の製造方法
   。