JPH02116668A - 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（、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（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ＩＩＩＡ規格のＸ７Ｒ特性を満たす材料は、市
場規模も太き（、ＢａＴｉ０ｓ−ビスマス系、ＢａＴｉ
０５−Ｍｎ　Ｏ！　　Ｎ　ｂ　ｇ　Ｏｓ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く、しかも高い信
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、ＢａＴｔＯｓ　　Ｍｎ０ｇ　　Ｎｂ２０ａ系の誘
電体磁器は上記の需要に応えうるものであるが、通常の
組成、すなわちＢａＴｉＯ３（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 Ｂａ＋＋ｘＴｉＯａ＋＋＋１００モル部に対し、Ｎ　ｂ
　２０６をＮ　ｂ　Ｏｓ　／ｌに換算してｙモル部、Ｍ
　ｎ　Ｏ２を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、Ｃ，Ｄ、および
Ｅで囲まれた範囲内とする。

ｙ　　　　　　　　　ｚ Ａ２．２　　　０．５ Ｂ　　１．３５　　０．５ Ｃ１，３５０，８ Ｄｌ、６　　　１．１ Ｅ２．８　　　１．１ 作用 本発明によれば、得られた誘電体磁器組成物は、誘電率
が３０００以上で、誘電率の温度特性がＪＩＳ規格のＹ
Ｂ特性およびＥＩＡ規格のＸ７Ｒ特性を満たし、５　Ｑ
　Ｖ　／　ｍ　ｍの信号電圧を印加した時のｔａｎδが
２．５％以下で、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ＢａＴｉＯｓ粉末として、水熱法により得た
粒径０．０５μｍ、純度９９．９９％以上のＢａＴｉＯ
３微粉末を１０５０℃で粉体仮焼したものを用いた。Ｎ
　ｂ　ｇｏｓ、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、１１００℃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Ｂａ５Ｎｂ４０＋ｓ単一相であった。Ｂａ６Ｎ　
ｂ　ａ　Ｏ＋　ｓ、ＢａＣＯ５、Ｎ　ｂ　ｔ　Ｏｓおよ
びＭ　ｎ　Ｏｔ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３ｗｔ零のポリ
ビ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７００℃でｌｈｒ保持してバインダ成分をバ
ーンアウトし、１３００〜１４６０℃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−Ａ
ｕ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。信号電圧特性として、１
ｋＨｚの周波数の信号を、１５０Ｖ／ｍｍまで印加し、
ｔａｎδが２．５％になる電圧（Ｖ２．６）を測定した
。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ＢａＴｉｏｓｌＯＯモル部に対して加えたＢａ％Ｎ
ｂ、およびＭｎの量を、ＢａＯ１ＮｂＯＩｓ／２、およ
びＭ　ｎ　Ｏ２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、図に本発明に係る添加物の範囲と、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　２０　ｓとＭ　ｎ　Ｏ２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、
５０　Ｖ　／　ｍ　ｍの信゛号電圧を印加した際のｔａ
ｎδが２．５％以内であり、ＣＲ積が１０００以上とい
う条件のうちのいずれかを満たさな（なってしまい、実
用的でないことがわかる。

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Ｎｂ０５７ｇ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
　ｂ　Ｏ５／２のモル量の０．２５倍より小さいと焼結
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項記載の発明に対応し、
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ＢａＴｉＯ２
とＢａ５ＮｂａＯ＋ｓを合成した。ＢａＴ　ｉＯｓ　Ｏ
ｔ　１００モル部に対して、Ｂ　ａ　ｓ　Ｎ　ｂ　４０
　ｓ　ｓをＢａａ／ａＮｂＯｔｓ／ａに換算して２．０
モル部、Ｍ　ｎ　Ｏ２を０．９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２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１３８０℃とかなり高い
のに対して、Ｓｉｎｇ、ＣａＯ２、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１３４０
℃以下となった。

１．６５重量％より多く加えると、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ことがわかる
。

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、１ｋＨｚ、６０Ｖ
／ｍｍの交流電圧印加時に、誘電損失が２．５％以下と
なる。また、本発明による誘電体磁器は、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２０μｍ以下のセラミック積層コン
デンサ用の誘電体として実用化が可能である。

【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範囲を
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、ＭｎＯ＿２を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＿２ＣｅＯ＿２、およびＢｉ＿２Ｏ＿３か
   ら選ばれた一種以上を、Ｂａ＿１＿＋＿ｘＴｉＯ＿３＿
   ＋＿ｘ１００重量部に対して０．０２重量部以上１．６
   ５重量部以下の範囲で添加し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Ｍｎ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
   。