JPH029757A - 高誘電率セラミックス組成物 - 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、コンデンサ材料として有用な耐還元性の良い
高誘電率セラミックス組成物に関する。

従来の技術 鉛系複合ペロブスカイト、例えば、 Ｐｂ（Ｍｇ＋ｚ□Ｗ＋ｚ２）Ｏｚ−ＰｂＴｉ０３の焼結
体は、バイアス特性、高誘電特性などが優れているため
、コンデンサ材料として利用されている。

ところで、この鉛系複合へロブスカイトを用いて電子部
品を製造するには、通常セラミックス素材と電極との一
体焼成が行われるが、この場合の電極材料としては醇化
を防止するために、白金、パラジウムのような貴金属を
用いることが必要であり、コスト高になるのを免れない
。このような貴金属電極の使用によるコスト高を避ける
ために、安価な銀−パラジウム合金を代用することが提
案されているが、このものを用いると比抵抗が著しく上
昇し、高周波特性その他の電気特性が低下する上、銀の
配合割合を多くするとマイグレーションの原因になり信
頼性が損なわれるという欠点を生じる。

他方、電極材料としてニッケルや銅のような卑金属を用
いる試みもなさ九でいる。この場合にはニッケルや銅が
焼成に際して酸化されるのを防ぐために、低酸素分圧雰
囲気中で焼成することが必要であるが、鉛系複合ペロブ
スカイトを低酸素分圧雰囲気中で焼成すると格子中の酸
素が失われ、その結果、過剰の電子を生じてｎ型半導体
となり抵抗値が低下するのを免れない。

このような欠点を克服するため、鉛系複合ペロブスカイ
トの結晶格子中のＡサイトに位置するＰｂの−・部にＣ
ａを導入して、半導体化を抑制したものが提案されてい
る（特開昭６２−８７４５５号公報）。

発明が解決しようとする課題 従来の耐還元性鉛系複合ペロブスカイト焼結体は、結晶
格子のＡサイトの２価のｐｂ環原子一部にさらに２価の
Ｃａ原子を導入し、Ａサイト元素の総量をＢサイト元素
の総量より過剰にすることで酸素原子の放出に起因して
発生した電子を捕捉するものであるが、このＣａ原子の
導入のために新しい成分、例えばＣａＯを添加しなけれ
ばならない。しかし、この場合Ａサイトに位置するｐｂ
環原子新たに導入されるＣａ原子とはイオン半径が異な
るため、置換しにくい上に、ＣａＯの添加量が増加する
とともに誘電率が低下するという好ましくない傾向があ
る。

本発明は、このようなＡサイトの成分を置換する代りに
、Ｂサイトの成分であるＭｇとＷあるいはＴｉの中のＷ
、Ｔｉの一部をＭｇで置換することにより、Ａサイトの
成分の置換と同等の電子捕捉効果を発生させるとともに
、異種成分の導入及び置換される金属間のイすン半径の
差異に起因するトラブルを克服しようとするものである
。

Ｘ［を解決するための手段 本発明者らは、鉛系複合ペロブスカイトの耐還元性を改
良するために鋭意研究を重ねた結果、１’ｂＯ、ＭｇＯ
、ＷＯ３，ＴｉＯ□及びＭ口０２を所定の割合で混合し
、非酸化性雰囲気中で焼成して、 −数式 ％式％ で表わされる組成において、 ０．９５≦ａ≦１．２ ０．５０５≦ｂ≦１．０ ０、１８≦Ｘ≦０．６５ ｘ＋ｙ＋＝１ の条件を満たす焼結体を形成させることによりその目的
を達成しうろことを見出し、本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、−数式 ％式％（） （式中のａ、ｂ、ｘ、ｙは前記と同じ意味をもつ） で表わされる高誘電率セラミックス組成物を提供するも
のである。

本発明のセラミックス組成物の中で、特に好適なものは
、−数式 ％式％（） （式中のｂは０．５０５≦ｂ≦１．０の範囲の数である
） で表わされるセラミックス組成物である。

本発明のセラミックス組成物においては、Ｂサイト成分
中の６価のＷ原子あるいは４僅のＴｉ原子の一部が２価
のＭｇＮ子に置き換わり、その原子価の差によって、焼
成中に酸素の放出によって生じる過剰分の電子が捕捉さ
れ、ｎ型半導体化が抑制されているものと考えられる。

前記−数式（１）において、その組成物中のＡサイト成
分のｐｂ環原子０．９５未満あるいは１．２０よりも多
くなると鉛系複合ペロブスカイトの結晶構造が不完全に
なる。

また、Ｂサイト成分中のＭｇ原子が０．５０５以下では
耐還元性が１ｑられないし、１．０よりも多くなると誘
電率が低下する。

前記−数式（Ｉ）のセラミックス組成物はＰｂＯ、Ｍｇ
Ｏ，１ｆ０３．ＴｉＯ２及びＭｎ０□あるいは焼成によ
りこれらの酸化物を生成しうる化合物を、最終的に所望
の組成に相当する原子割合で混合して仮焼し、この仮焼
物を粉砕後所望の形状に成形し、非酸化性雰囲気中で焼
成することにより製造される。この際の非酸化性雰囲気
として窒素、アルゴンのような不活性雰囲気又は−酸化
炭素、水素のような還元性雰囲気が用いられ、酸素分圧
は１０−４〜１ｏ−１２気圧、好ましくは１０〜６〜１
Ｏ−ＩＱ気圧にするのがよい。焼成温度としては、７０
０〜１３００℃、好ましくは８００〜１０００℃の範囲
が用いられる。

このようにして得られた本発明のセラミックス組成物は
、銅が酸化されない条件、例えば９７０℃、酸素分圧１
０−７気圧という条件で焼成したものについても１０Ｉ
２ΩＣＩＩ＋以上という高い比抵抗値を示す。

次に、本発明のセラミックス組成物を用いて、積層コン
デンサを製造するには、例えば原料粉末にバインダーと
溶剤を加えてスラリーとし、１５μｍ程度のシートに成
形し、銅電極ペーストを印刷後積層し切断する。次いで
、熱処理によりバインダーを除去したのち、酸素分圧を
制御して焼成した。焼成体に外部電極として市販の銅ペ
ーストを塗布し窒素中で焼付け、また外部電極を同時焼
成することも可能である。

発明の効果 本発明の鉛系複合ペロブスカイトセラミックス組成物は
低酸素分圧雰囲気下で焼成しても高抵抗値を保つことが
できることから、卑金属電極の使用が可能となり、低コ
スト化が計れる上、従来のチタン酸バリウム−ニッケル
系コンデンサに比べ、同一容量でも小形となり、バイア
ス特性も優れ、ざらにまた焼成温度も低下するので、銅
のような比抵抗の小さい電極の使用も可能となり、高周
波特性が向上するのみでなく、焼成コストも低下すると
いう顕著な効果を奏する。

本発明の鉛系複合ペロブスカイトセラミックス組成物は
コンデンサ材料として有用である。

実施例 次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例１ 高純度のＰｂＯ、ＭｇＯ、ＮＯ３’　、ＴｉＯ２，Ｍｎ
Ｏ２を所定量秤量し、ジルコニアボールを用い純水を溶
媒としてボールミルで１５時時間式混合し、吸引ろ通接
乾燥したのち、８００℃で２時間仮焼した。得られた仮
焼物を粗砕し、ジルコニアボールを用い純水を溶媒とし
てボールミルで１５時間粉砕したのち、吸引ろ通接乾燥
した。以上の仮焼、粉砕、乾燥を数回繰り返し、原料粉
末とした。この粉末にバインダーとしてのポリビニルア
ルコール６重量％水溶液を粉体量の６重量％加え、３２
メツシユふるいを通して造粒し、成形圧力１０００ｋｇ
／　ｃｒａ２で乾式プレスにより成形した。この成形物
は空気中７００℃で２時間加熱しバインダーをバーンア
ウト（焼却）した後、電気炉によりｃｏ−ｃｏ２混合ガ
スを流して酸素分圧が１．０Ｘ１０−’気圧になるよう
に調節しながら、９７０℃まで４００℃／ｈｒで昇温し
２時間保持した後、４００℃／ｈｒで降温して鉛系複合
ペロブスカイトセラミックス組成物を得た。

次の第１表に該組成物の成分の割合（ａ、ｂ。

ｘ、　ｙは Ｐｂａ　（’ｇｂ”ｌ／２ＬＴｉｙＯａ＋　（ｂ＋３／
２１　ｘ＋２ｙと表わし・たときの値〕、抵抗率、比誘
電率を示した。

なお第１表中＊印を付したものはこの発明（１）の範囲
外のものである。

第 表

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式 Ｐｂ＿ａ（Ｍｇ＿ｂＷ＿１＿／＿２）＿ｘＴｉ＿ｙＯ＿
   ａ＿＋＿（＿ｂ＿＋＿３＿／＿２＿）＿ｘ＿＋＿２＿ｙ
   （式中０．９５≦ａ≦１．２ ０．５０５≦ｂ≦１．０ ０．１８≦ｘ≦０．６５ かつｘ＋ｙ＝１） で表わされることを特徴とする高誘電率セラミックス組
   成物。
2. （２）請求項１の組成物に対し、ＭｎＯ＿２をモル比で
   ０．００１≦ＭｎＯ＿２≦０．０２ の範囲含有することを特徴とする高誘電率セラミックス
   組成物。