JPH0323258A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0323258A
JPH0323258A JP1156499A JP15649989A JPH0323258A JP H0323258 A JPH0323258 A JP H0323258A JP 1156499 A JP1156499 A JP 1156499A JP 15649989 A JP15649989 A JP 15649989A JP H0323258 A JPH0323258 A JP H0323258A
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JP
Japan
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dielectric
capacitance
quality
rare earth
earth elements
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JP1156499A
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English (en)
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Hidenori Kuramitsu
秀紀 倉光
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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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,絶縁抵抗、絶縁破壊電圧が高(,良好
度qを大輻に改善し,静電容量温度係数が小さく、かつ
積層セラミックコンデンサへの利用にpいては,内部電
極の厚みを薄くしたときの静電容量と良好度Qの低下を
防ぎ、静電容量と良好度Qのバヲツキを小さくできる誘
電体磁器組成物に関するものである。
従来の技術 従来から誘電率、絶縁抵抗が高く,良好度QKすぐれ、
静電容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物として下記
のような系が知られている。
・BaO − Tie2− Nd20,系− BaO−
Tie2−Sm20,系 発明が解決しようとする課題 しかし、これらの組成は、例えばO.Q 9 BaO 
−0.5 6 TiO  − 0.3 5 840,2
ノ組成比からナル2 誘電体材料を使用し,パラジウムの内部電極厚み4μ一
、誘電体厚み12μ箇.内部電極の重なり寸法1.2 
m X 0. 7 111;g,誘電体層数19の積層
構造をもつ積層セワミックコンデンサを作製すると、静
電容量の平均値:742pF.良好度Qの平均値二87
00,静電容量温度係数の平均値:N36ppm/”C
、絶縁抵抗の平均値: 6.0 X 10”Ω、絶縁破
壊強度の平均値:117k▼/Wであり、絶縁抵抗に釦
いて満足のできる値ではない。
1た.結晶粒径が1〜δμlと大きいため、素体中の気
孔率が大きくなるとともに結晶粒子1個当たりにかかる
電界強度が犬き〈なり、絶縁破壊強度も満足のできる値
ではない。
さらに,8f層セヲミソクコンデンサのコストダウンを
行うため、釦よび素体内部の構造欠陥であるデヲミネー
シッンの発生を防ぐため、バヲジウtの内部電極厚みを
4μlから2μmに薄くすると,上記の組成比の誘電体
材料を使用し、上記の誘電体厚み,内部電極重なシ寸法
、誘電体層数の積層構造をもつ積層セラミックコンデン
サの静電容量の平均値が610pFと小さくなるととも
に静電容量のバワツキが266〜7139Fと大きくな
る。さらに、良好度Qの平均値も4000と低くなると
ともに良好度Qのバヲツキが600〜8800と大きく
なるという課題があった。
課題を解決するための手段 これらの課題を解決するために本発明は、一般式 x BaO  y [ (TiO z ) ( + −
 m > (ZrO 2 )m ]  一S (R● 
− Me)O    と表した時(ただし、(+n) 
   n    S/2 !+7+Z=1.00,0.001≦m≦0.200,
0.01≦n≦0.20,ReはLa , Pr , 
Ha , amから選ばれる一種以上の希土類元素、M
eはLm,Pr , Na , 316を除く希土類元
素から選ばれる一種以上の希土類元素。),x,y,z
が以下に表す各点a,b,c,d,e,f”で囲1れる
モル比の範囲からなる主成分100重量部に対し,副成
分としてNb205, ’ra20,, Y205  
から選ばれる二種以」=を合計で0.001〜0.0 
1 0モル部含有したことを特徴とする誘電体磁器組成
物を提案するものである。
作用 第1図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を示
す三元図であり、主成分の組成範囲を限定した理由を第
1図を参照しながら説明する。すなわち、▲領域では焼
結が著しく困難である。さた、B領域では良好度Qが低
1し実用的でなくなる。さらに、C,D領域では静電容
mm度係数がマイナス側に大きくなりすぎて実用的でな
くなる。
そして、E領域では静電容量温度係数がブヲス方向に移
行するが、誘電率が小さく実用的でなくなる。1た、R
eをLa , Pr , N(1 , Smから選ぶコ
トニヨり,La,Pr,Nd,Smの順で誘電率を犬き
〈下げることなく、静電容量温度係数をプラス方向に移
行することが可能であシ、L+a , Pr , Nd
 , Smの一種あるいは組合せによシ静電容量温度係
数の調節が可能である。さらに、La , Pr , 
Nd , Smから選ばれる一種以上の希土類元素の一
部を、La,Pr , Nd , Smを除く希土類元
素から選ばれる一種以上の希土類元素で置換することに
より、良好度Qを大幅に改善する効果を有し,その置換
量が0.01未満では置換効果はな(,0.20を越え
ると誘電率が低下し実用的でなくなる。
筐た, Tie2をZrO2で置換することにより、誘
電率,良好度Q、静電容量温度係数,絶縁抵抗の値を大
きく変えることなく、結晶粒径を小さくし、絶縁破壊強
度を大きくする効果を有し,その置換率mが0.001
未満では置換効果はなく、方0.200を越えると誘電
率、良好度Q、絶縁抵抗が低下する。
第2図&−6は本発明にかかる組成物の主成分に対し、
副成分Nb205, Ta205, V205  の含
有効果を積層セラミックコンデンサの特性で示すグワ7
であシ、Nb205, ’ra20,, V205y)
含有範aを限定した理由をグラフを参照しながら説明す
る。
第2図K示fjウ1cNb205,Ta205,V20
5  v含有することにより、絶縁抵抗、絶縁破壊強度
が向上し、筐た静電容量と良好度Qを高め、静電容量と
良好度Qのバラツキを小さくする効果を有する。
ソシテ、Nb 20 s r Ta 20 5 1 V
20 5  ノ含有ニヨシ,絶縁抵抗,絶縁破壊強度は
向上するが、Nt)205,?a205, V20,の
含有量の合計が主成分100重量部に対し、0.001
モル部未満は静電容量と良好度Qが低く、また静電容量
と良好度Qのバヲツキが大きいため,この発明の範囲か
ら除外した。
一方、Nb205,τa2o,,v2o5(7)含vt
o合計が主成分に対し, 0.0 1 0モル部を越え
ると良好度Q、絶縁抵抗が低下し、静電容量温度係数が
マイナス側に大きくなシ、実用的でなくなる。1た、N
b205, Ta205, V205  から選ばれる
二種以上を含有することにより、Nb205, Ta2
05, v20,,  カら選ばれる一種を含有するも
のに比べ、誘電率、絶縁抵抗、絶縁破壊電圧が高く、良
好度Qにすぐれ、静電容量温度係数を小さくすることが
できる。
実施例 以下に、本発明を具体的実施例により説明する。
(実施例1) 出発原料には化学的に高純度のBaCO3, TiO■
,ZrO■, La20, , Pr60, , , 
Nd20, , Sm203, Coo。,G(120
, * ”320s , Wb20,, TIL205
’h= J:ヒV205粉末を下記の第1表に示す組成
比になるように秤量し、めのうボールを備えたゴム内張
シのボールミルに純水とともに入れ,湿式混合後、脱水
乾燥した。この乾燥粉末を高アルミナ質のルツボに入れ
、空気中で1100℃にて2時間仮焼した。この仮焼粉
末を、めのうボールを備えたゴム内張シのボールミルに
純水とともに入れ、湿式粉砕後、脱水乾燥した。この粉
砕粉末に、有機バインダーを加え、均質とした後、32
メッシュのふるいを通して整粒し,金型と油圧プレスを
用いて成形圧力1ton/aI1で直径15m、厚み0
.4vaxに成形した。
次いで、成形円板をジルコニア粉末を敷いたアルミナ質
のサヤに入れ,空気中にて下記の第1表に示す温度で2
時間焼成し、第1表に示す組成比の誘電体磁器を得た。
(以 下 余 白) ?のようにして得られた誘電体磁器円板は、厚みと直径
を測定し,誘電率、良好度Q、静電容量温度係数測定用
試料は,誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼き付け
,絶縁抵抗,絶縁破壊強度測定用試料は、誘電体磁器円
板の外周よシ内側に1簡の幅で銀電極の無い部分を設け
、銀電極を焼き付けた。そして、誘電率、良好度Q、静
電容敏温度係数は,YHP社製デジタルLCRメータの
モデル4276▲を使用し、測定温度20℃、測定電圧
1,■ Vrrns ,測定周波数1MHzでの測定よ
う求めた。なか、静電容量温度係数は、20℃と86℃
の静電容量を測定し,次式により求めた。
TO = (G − Go) /Co X1 /e 5
 X1 06TC:静電容量温度係数(ppm,/’c
)Co:20℃での静電容量(pF) C :86℃での静電容量(pF) lた、誘電率は次式よシ求めた。
K=1 43.8XcoXt/D2 K :誘電率 CO:20℃での静電容量(pF) D :誘電体磁器の直径(簡) t :誘電体磁器の厚み(簡) さらに、絶縁抵抗は,YHP社製HRメータのモデ# 
43 2 9▲を使用し、測定電圧5 0 V.D,C
,、測定時間1分間による測定よう求めた。
そして,絶縁破壊強度は、菊水電子工業(株)製高電圧
電源PH835K−3形を使用し、試料をシリコンオイ
ル中に入れ、昇圧速度50V/seaにより求めた絶縁
破壊電圧を誘電体厚みで除算し、1fl当たりの絶縁破
壊強度とした。筐た,結晶粒径は、倍率400での光学
顕微鏡観察より求めた。
試験結果を下記の第2表に示す。
(以下余 白) (実施例2) 出発原料には化学的に高純度のBaCO3, Tie2
,zrO2lNd203lC602lNb205lTa
205i?よびv205粉末ヲ使用シ、組成比0.o 
s BaO0.6 6 TiO  −0.3 5 [ 
(NdO3,2)(1,5(Coo2)。o5]2 の主成分100重量部に対し,  (Nb205)。.
4(’ra205)。,(V205)。., f o,
 o.o o o 1,0.00 1 0, 0.0 
1 00, 0.0 2 00モル部含有した仮焼粉砕
粉を実施例1と同様の方法で作製する。ただし、(Nb
205)a4(τ’205 )[L3(Y205 )0
.3含有量が0%0.0001,0.0200重量部は
、この発明の範囲外であり、0.0 0 1 0、0.
0 1 00モル部は、この発明の範囲内である。
この仮焼粉砕粉末に、有機パインダー,可塑剤,分散剤
、有機溶剤を加え,アルミナボールを備えたポットで混
合し、スラリーを作製した。混合後、ろ過したスラリー
は、焼結後の誘電体厚みが12μmとなるようなグリー
ンシートに加工した。このようなグリーンシ一ト10枚
を支持台の上に積層し,昭栄化学(株)製内部電極バヲ
ジウムベース}ML−3724を焼結後の内部電極厚み
が2μmとなるようにスクリーン印刷し,乾燥した。
この上にグリーンシ一ト1枚を積層し2焼結後の内部電
極重なり寸法が1 . 2 m X0.7+1111と
なるように印刷位置をずらして内部電極バヲジウムペー
ストを印刷し、乾燥後、グリーンンート1枚を積層した
。これらの操作を、誘電体層数が19となる1で繰り返
した。この上に,グリーンシ一ト10枚を積層した。こ
の積層体を焼結後,内部電極重なシ寸法が1.2mX0
.7肩、誘電体層数が19の積層構造をもつ積層セヲミ
ックコンデンサとなるように切断した。この切断した試
料は、ジルコニア粉末を敷いたアルミナ質のサヤに入れ
、空気中にて、室温から350′C″!でを5℃/hr
で昇温し、360℃よシ100℃/ h rで昇温し、
1270℃で2時間焼成後,100℃/hrで室温1で
降温した。次いで、焼成後の試料は、試料面を研磨し,
外部電極と接合する内部電極部分を充分露出させ,内部
電極露出部分に銀の外部電極を焼き付け、内部電極と導
通させ,積層セラミックコンテ?サを作製した〇 これらの試料の静電容量、良好度Q、静電容量温度係数
、絶縁抵抗、絶縁破壊強度は、実施例1と同様の条件で
の測定によシ求めた。また,積層構造の確認は、積層セ
ラミックコンデンサの長さ方向釦よび幅方向の約1/2
の研磨断面を、内部電極重なシ寸法は倍率100.誘電
体厚みと内部電極厚みは倍率400での光学顕微鏡観察
より求めた。
この測定結果を第2図a − eに示す。
なか、実施例にかける誘電体磁器の作製方法では%Ba
CO, , Tie■, Zr02, L&203, 
Pr60,, ,”20s , Sm20, , Co
o2, G(120, , Dy20, , Wb20
5,Ta20,&よびv205を使用したが、この方法
に限定されるものではなく、所望の組成比になるように
、BaTiO,などの化合物,あるいは炭酸塩.水酸化
物など空気中での加熱により、BaO , Tie2,
ZrO2, Lm203, Pr60, , , )1
6203, S!D203, Coo2,Gd205,
 Dy20, , Wb205, Ta,05pよびv
20,となる化合物を使用しても実施例と同程度の特性
を得ることができる。
1た、主成分をあらかじめ仮焼し、副成分を添加しても
実施例と同程度の特性を得ることができる。
また、実施例では, La.Pr.Nd. Smを除く
希土類元素MeとしてGe,Dy,Gdについて説明し
たが、その他の希土類元素を使用しても実施例と同程度
の特性を得ることができる。
壕た、上述の基本組成のほかに、S102、MnO2、
Fe20,、ZnO  など一般にフワックスと考えら
れている塩類,酸化物などを、特性を損なわない範囲で
加えることもできる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、結晶粒径が小さく、誘電
率,絶縁抵抗、絶縁破壊電圧が高く、良好度Qを大幅に
改善し、静電容量温度係数が小さく、かつ積層セラミッ
クコンデンサへの利用においては、内部電極の厚みを薄
くしたときの静電容量と良好度Qの低下を防ぎ、静電容
量と良好度Qのバヲツキを小さくできるため,内部電極
の厚み?薄くシて、積層セラミックコンデンサのコスト
ダウンが行えるとともに内部構造欠陥であるデラミネー
ションの発生を防ぐことができる。1た、絶縁破壊電圧
が高いため誘電体層の厚みを薄くし、素体の小型化、大
容量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる組成物の主成分の組成範囲を説
明する三元図、第2図a − eは本発明にかかる組成
比0.0 9 BaO − 0.5 6 TiO ■−
 0.35[(NdO3/2)0.95(C”2)0.
05]  の主成分100重量部に対する副成分(Nb
205)。.4(Ta205)。3(v205),3の
含有効果を、誘電体厚み:12μ璽、内部電極重なり寸
法: 1.2 wax X O.γ皿、誘電体層数:1
9の積層構造をもつ積層セヲミックコンデンサの電気特
性で示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  一般式 xBaO−y[(TiO_2)_(_1_−_m_)(
    ZrO_2)_m]−z(Re_(_1_−_n_)M
    e_n)O_3_/_2と表した時(ただし、x+y+
    z=1.00,0.0001≦m≦0.200,0.0
    1≦n≦0.20,ReはLa,Pr,Nd,Smから
    選ばれる一種以上の希土類元素、MeはLa,Pr,N
    d,Smを除く希土類元素から選ばれる一種以上の希土
    類元素。)、x,y,zが以下に表す各点a,b,c,
    d,e,fで囲まれるモル比の範囲からなる主成分10
    0重量部に対し、副成分としてNb_2O_5,Ta_
    2O_5,V_2O_5から選ばれる二種以上を合計で
    0.001〜0.010モル部含有したことを特徴とす
    る誘電体磁器組成物。
JP1156499A 1989-06-19 1989-06-19 誘電体磁器組成物 Pending JPH0323258A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021141938A1 (en) 2020-01-07 2021-07-15 The Braun Corporation Foot rest assembly for a seat of a motorized vehicle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021141938A1 (en) 2020-01-07 2021-07-15 The Braun Corporation Foot rest assembly for a seat of a motorized vehicle

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