JPH02255553A - 誘電体磁器組成物 - 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、１０００℃以下の比較的低温で焼成可能な高
誘電率系の誘電体磁器組成物に関する。

従来の技術 電子機器の小型化に伴う、素子の小型、大容量化への要
求か・ら、近年セラミックコンデンサの市場において積
層型のものが主流になりつつある。

積層セラミックコンデンサは、通常内部電極と誘電体磁
器を同時焼成することにより得る。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。しか
゛し、チタン酸バリウム系の磁器は焼成温度は１８００
℃程度と高いため、積層コンデンサを製造する場合、内
部電極としてＰｄあるいはＰｔ等の高価な金属を用いる
必要があった。

そこで、１０００℃以下の温度で焼成でき、内部電極と
してＡｇｓ　　あるいはＣｕ等を主成分とする安価な材
料を用いることが可能な鉛系のペロブスカイト誘電体磁
器組成物が数多く提案されている。

発明が解決しようとする課題 しかし、一般に上記の磁器の機械的強度は、チタン酸バ
リウム系の磁器と比較して小さく、焼成後の種々の処理
の際、磁器に欠けや割れが発生する原因となっていた。

例えば、抗切強度を測定した場合、チタン酸バリウム系
の磁器が１０００ｋｇ／ｃｍ２以上あるのに対して、上
記の磁器は７００ｋｇ／ｃｍ２程度しかない。

本発明は、上記の課題を解決する誘電体磁器組成物を提
供することを目的としている。

課題を解決するための手段 本発明は、組成式 ％式％ Ｔ　ａｔ−ａ）　ｚ）　Ｏａｖ　　（ただし、ＭｅはＣ
ａ１　ＳｒあるいはＢａのうちより選ばれる一種以上の
元素）において、ＸおよびＹが下記のＡ１８１　Ｃ１Ｄ
およびＥで囲まれた範囲にあり、 Ｘ　　　　　　　Ｙ Ａ　　　Ｏ，００，１５ Ｂ　　　Ｏ，００，０１ Ｇ　　　Ｏ，１０，０１ Ｄ　　　Ｏ，３４０，４５ Ｅ　　　Ｏ，３４０，７３ かつ、ａおよびａＺが下式の範囲にある誘電体磁器組成
物にする。

０．０３　　≦　ａ＜１．０ ０．００２　　≦　ａＺ　　≦　０．０４さらに、上記
組成物１００モル部に対して、ｐｂをＰｂｏに換算して
、９モル部以下含む誘電体磁器組成物である。

作用 第１の本発明の誘電体磁器組成物によると、組成を限定
した範囲内では、１０００℃以下の温度で焼成でき、誘
電率が８０００以上であり、三点曲げ法による抗切強度
が８００ｋｇ／ｃｍ２以上となる。

第２の本発明の誘電体磁器組成物によると、添加物の作
用により焼結温度をさらに低下させることができる。

実施例 以下に、本発明の実施例について図面を参照しながら説
明する。

実施例１ 本実施例は特許請求の範囲第１項記載の発明に対応し、
主組成を選択し、その組成の範囲を限定することにより
、課題を解決したものである。

出発原料として化学的に高純度なＰｂＯ５ＣａＣＯ５，
５ｒＣＯｓ、ＢａＣＯ５、ＭｇＯ，Ｎｂ＊Ｏｓ、ＷＯａ
、Ｔ　ｉ　Ｏｓ、およびＣｕＯを用いた。これらを、純
度補正を行なった上で所定量を秤量し、ボールミルによ
り、１５時間混合した。溶媒は純水、ボールは直径４ｍ
ｍのジルコニア球を用いた。混合物を乾燥したのち、ア
ルミナ製のるつぼに入れ、同質の蓋をし、７５０℃から
９００℃で仮焼した。仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、
ボールミルにより１５時間粉砕した。溶媒およびボール
は、混合と同じものを用いた。十分に乾燥して得た粉末
に、ポリビニルアルコール６ｗｔ％水溶液を粉体量に対
して１０ｗｔ％加えて混合し、３２メツシユのふるいを
通して造粒した。造粒物を１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力
で、円板状に加圧成形した。成型物中の有機成分を空気
中６５０℃で２時間熱処理を行なうことにより飛散させ
た。焼成は、試料をマグネシア製磁器容器の中に入れ、
同質の蓋をし、所定の温度まで４００℃／ｈｒで昇温し
、２時間保持した後、４００℃／ｈｒで降温した。種々
の温度で焼成した焼結体の密度をアルキメデス法により
測定し、最大密度を与える温度を最適焼成温度とし、以
下の電気特性の測定を行なった。

焼結体の両面にＣｒを下地にしてＡｕを真空蒸着し、電
極を形成した。誘電率およびｔａｎδを１　ｋＨＺＮ　
　Ｉ　Ｖ／ｍｍの電界下で測定した。抵抗率を、１ｋＶ
／ｍｍの電圧を印加して１分後の値から求めた。また、
焼結体より長さ１５ｍｍ１　幅３ｍｍ１厚さ０．７ｍｍ
の直方体を切り出し、三点曲げ法により抗切強度を測定
した。結果は１０個の試料の平均を示した。

表１に結果を示す。組成の欄のｘｌｙｌｚｌ　　および
ａは、組成式 ％式％（ Ｗ＋−−）　−）　Ｏｓ、　（ただし、ＭｅはＣａ、Ｓ
ｒあるいはＢａのうちより選ばれる一種以上の元素）中
のＸ１ｙ、　　ｚ、　　およびａにそれぞれ相当する。

（以下余白） 表１より、請求の範囲内の組成では、１０００℃以下の
温度で焼成でき、室温での誘電率が８０００以上であり
、三点曲げ法による抗切強度が８００ｋｇ／ｃｍ”以上
となる。

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％
　　Ｐ　ｂｔ−Ｐ　ｂＯに換算して特定量添加すること
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、組成式 ％式％ （Ｃｕ＋／ａＷ＋／ａ）　ｉ、ｓ＋ｓ）　Ｏｓで示され
る組成物１００モル部に対して、ＰｂをＰｂＯに換算し
てｂモル部となるように配合し、焼結体の特性を評価し
た。

表２に結果を示す。

（以下余白） 第２表 Ｎｏ、に＃印を付したものは請求の範囲外の比較例Ｎｏ
、１９は請求項１の範囲内 表２より、添加したＰｂＯの量すの増加とともに焼成温
度は低下した。しかし、ｂが９モル％より多くなると、
機械的強度が８００ｋｇ／ｃｍ”以下となったので、請
求の範囲から除外した。

なお、本発明の効果に対して著しい影響を与えない元素
、例えば、ＡＩＮ　　ＳＩＮ　　Ｃｒｘ　　Ｍｎ、Ｆｅ
、Ｃｏ５Ｎ＋１Ｚｎ、　　Ｚｒ１Ｔａ１Ｓｂｓ　　およ
びランタニド元素等の含有は、Ｉｗｔ％程度までなら構
わない。

発明の効果 本発明の誘電体磁器組成物は、１０００°Ｃ以下の温度
で焼成でき、室温での誘電率が８０００以上であり、三
点曲げ法による抗切強度が８００ｋｇ／ｃｍ”以上とな
る。また、絶縁抵抗値も高く、データとして示さなかっ
たが、誘電率の温度変化も良好で、請求の範囲内ではＪ
ＩＳのＹｍＦ特性を満たしている。

ゆえに、内部電極として安価な材料を使用した積層セラ
ミックコンデンサ用の誘電体材料として使用できる。

【図面の簡単な説明】

図は組成式、 Ｐ　ｂ＋−ｘＭｅｘ　　（（Ｍｇ＋、−３Ｎｂ２〕ａ）
　　ｌ−＋＋−ｚＴ’　Ｉｙ　　（Ｃｕ５Ｗ＋−−）−
）　Ｏｓ、（ただし、　Ｍ　ｅはＣａ１ＳｒあるいはＢ
ａのうちより選ばれる一種以上の元素）中のＸおよびＹ
における請求の範囲を斜線で示した組成図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）組成式 Ｐｂ＿１＿−＿ｘＭｅ＿ｘ｛（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿
   ２＿／＿３）＿１＿−＿ｙ＿−＿ｚＴｉ＿ｙ（Ｃｕ＿ａ
   Ｗ＿１＿−＿ａ）＿ｚ｝Ｏ＿３、（ただし、ＭｅはＣａ
   、ＳｒあるいはＢａのうちより選ばれる一種以上の元素
   ）において、ＸおよびＹが下記のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、およ
   びＥで囲まれた範囲にあり、 ▲数式、化学式、表等があります▼ かつ、ａおよびａＺが下式の範囲、 ０．０３≦ａ＜１．０ ０．００２≦ａＺ≦０．０４ にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
2. （２）誘電体磁器組成物１００モル部に対して、少なく
   ともＰｂをＰｂＯに換算して、９モル部以下含むことを
   特徴とする請求項１記載の誘電体磁器組成物。