JPH0355003B2 - - Google Patents
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ニツケル等の卑金属を内部電極とす
る積層磁器コンデンサを提供することが出来る誘
電体磁器組成物に関する。 〔従来の技術〕 特開昭59−138003号公報に、 {(BaxCaySrz)O}k(TioZr1-o)O2 から成る主成分と、Li2oとMO(但し、MOは
BaO、CaO及びSrOの内の少なくとも1種の金属
酸化物)から成る副成分とを含む誘電体磁器組成
物が開示されている。この磁器組成物は非酸化性
雰囲気中で焼結可能であるので、これを使用して
ニツケル等の卑金属を内部電極とする積層磁器コ
ンデンサを提供することが出来る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記従来の磁器組成物の125℃にお
ける単位厚さ(1μm)当りの直流破壊電圧(耐
電圧)が比較的低い13〜18V/μmである。従つ
て、車載用の積層磁器コンデンサに要求される使
用温度範囲−50℃〜+125℃を満足させ且つ比較
的高い定格電圧にするためには、一対の電極間の
磁器の厚さを大にして破壊電圧を高めなければな
らず、必然的に積層磁器コンデンサの外形寸法が
大きくなつた。 そこで、本発明の目的は125℃における単位厚
さ(1μm)当りの直流破壊電圧(BDV)が
25V/μm以上の誘電体磁器組成物を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明は、
{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2(但し、
x、y、z、k及び1−x−yは、0.02≦x≦
0.27、0<y≦0.37、0<z≦0.26、1.00≦k≦
1.04、0.60≦(1−x−y)<0.98を満足する数値)
の組成の第1成分100重量部と、B2O2(酸化ホウ
素)、SiO2(酸化けい素)及びMO(但し、MOは
BaO、SrO、CaOの内の少なくとも1種の金属酸
化物)から成り、これ等の組成範囲がモル%で示
す三角図において、前記B2O3が15モル%、前記
SiO2が25モル%、前記MOが60モル%の点(A)と、
前記B2O3が30モル%、前記SiO2が1モル%、前
記MOが69モル%の点(B)と、前記B2O3が90モル
%、前記SiO2が1モル%、前記MOが9モル%の
点(C)と、前記B2O3が89モル%、前記SiO2が10モ
ル%、前記MOが1モル%の点(D)と、前記B2O3
が24モル%、前記SiO2が75モル%、前記MOが1
モル%の点(E)とを順に結ぶ5本と直線で囲まれた
領域内である第2成分0.2〜10.0重量部とから成
る誘電体磁器組成物に係わるものである。 〔作用〕 誘電体磁器組成物を本発明の組成にすれば、各
成分の相互作用で、125℃における単位厚さ当り
の破壊電圧が25V/μm以上になる。従つて、磁
器コンデンサの小型化が出来る。なお、前記MO
成分は、焼結中に発生する液相の融点を下げると
共に粘性を下げる効果がある。 〔実施例〕 次に、第1表〜第4表を参照して本発明に係わ
る実施例、及び本発明を明確にするための比較例
について説明する。 第1表に示す試料No.1の1−x−y=0.81、x
=0.17、y=0.02、k=1.01、1−z=0.82、z
=0.18の第1成分、即ち {(Ba0.81Ca0.17Sr0.02)O}1.01 (Ti0.82Zr0.18)O2 を得るために、純度99%以上のBaCO3、CaCO3、
SrCO3、TiO2及びZrO2を出発原料として準備し、 BaCO3 598.99g(81.8モル部相当) CaCO3 64.14g(17.2モル部相当) SrCO3 10.98g(2.0モル部相当) TiO2 243.59g(82モル部相当) ZrO2 82.30g(18モル部相当) をそれぞれ秤量した。なお、この秤量において、
不純物は目方に入れないで秤量した。次に、これ
らの秤量された原料をポツトミルに入れ、更にア
ルミナボールと水2.5とを入れ、15時間湿式撹
拌した後、撹拌物をステンレスバツトに入れて熱
風式乾燥機で150℃、4時間乾燥した。次にこの
乾燥物を粗粉砕し、この粗粉砕物を深底の鞘に入
れ、トンネル炉にて大気中で1200℃、2時間の焼
成を行い、上記組成式の第1成分を得た。 一方、試料No.1の第2成分を得るために、 B2O3 28.49g(35モル%)、 SiO2 14.05g(20モル%)、 BaO 32.26g(18モル%)、 SrO 16.35g(13.5モル%)、 CaO 8.85g(13.5モル%) を秤量した。なお、BaOとSrOとCaOは第1表に
おけるMO成分であり、これ等の合計は45モル%
である。BaO、SrO、CaOの割合は、第1表の
MOの内容の欄に示す如く、BaO40モル%、
SrO30モル%、CaO30モル%である。次に、上述
の如く秤量した原料を混合し、この混合物と300
c.c.のアルコールをポリエチレンポツトに入れ、ア
ルミナボールで15時間粉砕した。これにより、
B2O335モル%、SiO220モル%、MO45モル%の
組成の第2成分の粉末が得られた。 次に、第1成分の粉末1000g(100重量部)に
対して上記第2成分の粉末30g(3重量部)を加
え、更に、アクリル酸エステルポリマー、グリセ
リン、縮合リン酸塩の水溶液から成る有機バイン
ダの第1成分と第2成分との合計重量に対して15
重量%添加し、更に、50重量%の水を加え、これ
等をボールミルに入れて粉砕及び混合して磁器原
料のスラリーを作製した。 次に、上記スラリーを真空脱泡機に入れて脱泡
し、このスラリーをリバースロールコーターに入
れ、ここから得られる薄膜成形物を長尺なポリエ
ステルフイルム上に連続して受け取ると共に、同
フイルム上でこれを100℃に加熱して乾燥させ、
厚さ約25μの未焼結磁器シートを得た。このシー
トは、長尺なものであるが、これを10cm角の正方
形に裁断し、第1図に示す7枚の未焼結磁器シー
ト1,2,3,4,5,6,7を得た。 一方、内部電極用の導電ペーストは、粒径平均
1.5μmのニツケル粉末10gと、エチルセルローズ
0.9gをブチルカルビトール9.1gに溶解させたも
のとを撹拌機に入れ、10時間撹拌することにより
得た。次に、この導電ペーストを、第1図に示す
6枚の未焼結磁器シート1〜6の上に、長さ7
mm、幅2.5mmの短冊状パターンにスクリーン印刷
機で印刷し、内部電極用ペースト層8を設け、50
℃で30分間乾燥させた。なお、第1図の第1、第
3及び第5の未焼結磁器シート1,3,5のペー
スト層8は第2、第4及び第6の未焼結磁器シー
ト2,4,6のペースト層8に対してその長さの
約1/2だけずれた位置に設けられている。 次に、ペースト層8を設けた6枚の未焼結磁器
シート1〜6を積層し、更に最上部にペースト層
を設けない未焼結磁器シート7を積層した。次い
で、この積層物に約50℃の温度で厚さ方向に約40
トンの圧力を加えて圧着積層体を得、これを第1
図の鎖線で示す位置に対応させて格子状に裁断
し、約400個の積層体を得た。 次に、この積層体を雰囲気焼成が可能な炉に入
れ、大気雰囲気中で100℃/hの速度で600℃まで
昇温して、有機バインダを燃焼させた。しかる
後、炉の雰囲気を大気からH22体積%+N298体
積%の雰囲気に変えた。そして、炉を上述の如き
還元性雰囲気とした状態を保つて、積層体加熱温
度を600℃から焼結温度の1090℃まで100℃/hの
速度で昇温して1090℃(最高温度)を3時間保持
した後、100℃/hの速度で600℃まで降温し、雰
囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に置き換え
て、600℃を30分間保持して酸化処理を行い、そ
の後、室温まで冷却して第2図に示す如き積層焼
結体チツプ9を得た。即ち、7つの誘電体磁器層
10間に6つの内部電極11を有し、6つの内部
電極11の内の3つが一方の側面に露出し、残り
の3つが他方の側面に露出している積層焼結体チ
ツプ9を得た。なお、磁器層10の一層の厚さは
0.02mm、内部電極11の対向面積は1.93mm×2.60
mm≒5mm2であり、6つの内部電極8の合計の対向
面積は25mm2である。 上述の如き非酸化性雰囲気での焼成及び酸化性
雰囲気での熱処理によつて得られる焼結後の磁器
層10の組成は、焼結前の第1成分と第2成分と
の混合組成と実質的に同じであり、複合プロブス
カイト(perovskite)型構造の第1成分
{(Ba0.81Ca0.17Sr0.02)O}1.01(Ti0.82Zr0.18)O2
の
結晶粒子間に、B2O335モル%、SiO220モル%、
MO45モル%とから成る第2成分が均一に分布し
たものであると考えられる。更に詳しく説明する
と、この複合プロブスカイト型磁器は、(Ba、
Ca、Sr)(Ti、Zr)O3系磁器と呼ぶことも可能
なものであり、BaTiO3、BaZrO3、CaTiO3、
CaZrO3、SrTiO3、SrZrO3を含み、且つ第1成
分の組成式に於けるkが1よりも大きい場合には
BaO、CaO、SrOがプロブスカイト型結晶に対し
て過剰に含み、更に結晶粒子間に第2成分を含む
ものである。 次に、電極が露出する焼結体チツプ9の一対の
側面に亜鉛とガラスフリツトとビヒクルとから成
る導電性ペーストを塗布して乾燥し、これを大気
中で550℃の温度で15分間焼付け、亜鉛電極層1
2を形成し、更にこの上に無電解メツキ法で銅被
着層13を設け、更にこの上に電気メツキ法で
Pb−Sn半田層14を設けて、一対の外部電極1
5を形成し、積層磁器コンデンサ16を得た。 次に、400個の積層磁器コンデンサから任意に
選択した10個のコンデンサ16の電気特性を測定
し、その平均値を求めたところ、第2表の試料No.
1の欄に示す如く、比誘電率εが13150、tanδが
1.1%、抵抗率ρが3.24×106MΩ・cm、20μmの磁
器層10の単位厚さ1μm当りの125℃における直
流破壊電圧(BDV)が33.7V/μm(20μmで
674V)であつた。 なお、上記電気特性は、次の要領で測定した。 (A) 比誘電率εは、温度20℃、周波数1kHz、電
圧〔実効値〕0.5Vの条件で静電容量を測定し、
この測定値とすべての内部電極11の対向面積
25mm2と磁器層10の厚さ0.02mmから計算で求め
た。 (B) 誘電正接tanδ(%)は比誘電率と同一条件で
測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃において
DC50Vを1分間印加した後に一対の外部電極
15間の抵抗値を測定し、この測定値と寸法と
に基づいて計算で求めた。 (D) 125℃における直流破壊電圧(BDV)即ち耐
電圧は、恒温槽の中に試料を入れて、125℃の
温度に30分間保持した後、そのままの状態で直
流電圧を100V/秒の速さで昇圧させ、破壊し
た時の電圧を測定し、この測定値を磁器層10
の厚み0.02mm(20μm)で除して求めた。なお、
積層コンデンサのJIS規格(JIS C 6429)に
おいては、積層コンデンサの使用温度範囲が、
−55℃〜+125℃と−25℃〜+85℃の2種類に
分けられている。そこで本実施例では、直流破
壊電圧をJIS規格における最も高い使用温度で
ある125℃で測定した。 以上、試料No.1の作製方法及びその特性につい
て述べたが、その他の試料No.2〜114についても、
第1成分及び第2成分の組成、これ等の割合、及
び還元性雰囲気(非酸化性雰囲気)での焼成温度
を第1表及び第2表に示すように変えた他は、試
料No.1と全く同一の方法で積層磁器コンデンサを
作製し、同一方法で電気的特性を測定した。 第1表は、それぞれの試料の第1成分
{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2と第2成
分との組成を示し、第2表はそれぞれの試料の還
元性雰囲気における焼結のための焼成温度(最高
温度)、及び電気的特性を示す。なお、第1表の
第1成分の欄の1−x−y、x、y、k、1−
z、zは組成式の各元素の割合を示す数値であ
る。第2成分の添加量は第1成分100重量部に対
する重量部で示した。
る積層磁器コンデンサを提供することが出来る誘
電体磁器組成物に関する。 〔従来の技術〕 特開昭59−138003号公報に、 {(BaxCaySrz)O}k(TioZr1-o)O2 から成る主成分と、Li2oとMO(但し、MOは
BaO、CaO及びSrOの内の少なくとも1種の金属
酸化物)から成る副成分とを含む誘電体磁器組成
物が開示されている。この磁器組成物は非酸化性
雰囲気中で焼結可能であるので、これを使用して
ニツケル等の卑金属を内部電極とする積層磁器コ
ンデンサを提供することが出来る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 ところが、上記従来の磁器組成物の125℃にお
ける単位厚さ(1μm)当りの直流破壊電圧(耐
電圧)が比較的低い13〜18V/μmである。従つ
て、車載用の積層磁器コンデンサに要求される使
用温度範囲−50℃〜+125℃を満足させ且つ比較
的高い定格電圧にするためには、一対の電極間の
磁器の厚さを大にして破壊電圧を高めなければな
らず、必然的に積層磁器コンデンサの外形寸法が
大きくなつた。 そこで、本発明の目的は125℃における単位厚
さ(1μm)当りの直流破壊電圧(BDV)が
25V/μm以上の誘電体磁器組成物を提供するこ
とにある。 〔問題点を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明は、
{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2(但し、
x、y、z、k及び1−x−yは、0.02≦x≦
0.27、0<y≦0.37、0<z≦0.26、1.00≦k≦
1.04、0.60≦(1−x−y)<0.98を満足する数値)
の組成の第1成分100重量部と、B2O2(酸化ホウ
素)、SiO2(酸化けい素)及びMO(但し、MOは
BaO、SrO、CaOの内の少なくとも1種の金属酸
化物)から成り、これ等の組成範囲がモル%で示
す三角図において、前記B2O3が15モル%、前記
SiO2が25モル%、前記MOが60モル%の点(A)と、
前記B2O3が30モル%、前記SiO2が1モル%、前
記MOが69モル%の点(B)と、前記B2O3が90モル
%、前記SiO2が1モル%、前記MOが9モル%の
点(C)と、前記B2O3が89モル%、前記SiO2が10モ
ル%、前記MOが1モル%の点(D)と、前記B2O3
が24モル%、前記SiO2が75モル%、前記MOが1
モル%の点(E)とを順に結ぶ5本と直線で囲まれた
領域内である第2成分0.2〜10.0重量部とから成
る誘電体磁器組成物に係わるものである。 〔作用〕 誘電体磁器組成物を本発明の組成にすれば、各
成分の相互作用で、125℃における単位厚さ当り
の破壊電圧が25V/μm以上になる。従つて、磁
器コンデンサの小型化が出来る。なお、前記MO
成分は、焼結中に発生する液相の融点を下げると
共に粘性を下げる効果がある。 〔実施例〕 次に、第1表〜第4表を参照して本発明に係わ
る実施例、及び本発明を明確にするための比較例
について説明する。 第1表に示す試料No.1の1−x−y=0.81、x
=0.17、y=0.02、k=1.01、1−z=0.82、z
=0.18の第1成分、即ち {(Ba0.81Ca0.17Sr0.02)O}1.01 (Ti0.82Zr0.18)O2 を得るために、純度99%以上のBaCO3、CaCO3、
SrCO3、TiO2及びZrO2を出発原料として準備し、 BaCO3 598.99g(81.8モル部相当) CaCO3 64.14g(17.2モル部相当) SrCO3 10.98g(2.0モル部相当) TiO2 243.59g(82モル部相当) ZrO2 82.30g(18モル部相当) をそれぞれ秤量した。なお、この秤量において、
不純物は目方に入れないで秤量した。次に、これ
らの秤量された原料をポツトミルに入れ、更にア
ルミナボールと水2.5とを入れ、15時間湿式撹
拌した後、撹拌物をステンレスバツトに入れて熱
風式乾燥機で150℃、4時間乾燥した。次にこの
乾燥物を粗粉砕し、この粗粉砕物を深底の鞘に入
れ、トンネル炉にて大気中で1200℃、2時間の焼
成を行い、上記組成式の第1成分を得た。 一方、試料No.1の第2成分を得るために、 B2O3 28.49g(35モル%)、 SiO2 14.05g(20モル%)、 BaO 32.26g(18モル%)、 SrO 16.35g(13.5モル%)、 CaO 8.85g(13.5モル%) を秤量した。なお、BaOとSrOとCaOは第1表に
おけるMO成分であり、これ等の合計は45モル%
である。BaO、SrO、CaOの割合は、第1表の
MOの内容の欄に示す如く、BaO40モル%、
SrO30モル%、CaO30モル%である。次に、上述
の如く秤量した原料を混合し、この混合物と300
c.c.のアルコールをポリエチレンポツトに入れ、ア
ルミナボールで15時間粉砕した。これにより、
B2O335モル%、SiO220モル%、MO45モル%の
組成の第2成分の粉末が得られた。 次に、第1成分の粉末1000g(100重量部)に
対して上記第2成分の粉末30g(3重量部)を加
え、更に、アクリル酸エステルポリマー、グリセ
リン、縮合リン酸塩の水溶液から成る有機バイン
ダの第1成分と第2成分との合計重量に対して15
重量%添加し、更に、50重量%の水を加え、これ
等をボールミルに入れて粉砕及び混合して磁器原
料のスラリーを作製した。 次に、上記スラリーを真空脱泡機に入れて脱泡
し、このスラリーをリバースロールコーターに入
れ、ここから得られる薄膜成形物を長尺なポリエ
ステルフイルム上に連続して受け取ると共に、同
フイルム上でこれを100℃に加熱して乾燥させ、
厚さ約25μの未焼結磁器シートを得た。このシー
トは、長尺なものであるが、これを10cm角の正方
形に裁断し、第1図に示す7枚の未焼結磁器シー
ト1,2,3,4,5,6,7を得た。 一方、内部電極用の導電ペーストは、粒径平均
1.5μmのニツケル粉末10gと、エチルセルローズ
0.9gをブチルカルビトール9.1gに溶解させたも
のとを撹拌機に入れ、10時間撹拌することにより
得た。次に、この導電ペーストを、第1図に示す
6枚の未焼結磁器シート1〜6の上に、長さ7
mm、幅2.5mmの短冊状パターンにスクリーン印刷
機で印刷し、内部電極用ペースト層8を設け、50
℃で30分間乾燥させた。なお、第1図の第1、第
3及び第5の未焼結磁器シート1,3,5のペー
スト層8は第2、第4及び第6の未焼結磁器シー
ト2,4,6のペースト層8に対してその長さの
約1/2だけずれた位置に設けられている。 次に、ペースト層8を設けた6枚の未焼結磁器
シート1〜6を積層し、更に最上部にペースト層
を設けない未焼結磁器シート7を積層した。次い
で、この積層物に約50℃の温度で厚さ方向に約40
トンの圧力を加えて圧着積層体を得、これを第1
図の鎖線で示す位置に対応させて格子状に裁断
し、約400個の積層体を得た。 次に、この積層体を雰囲気焼成が可能な炉に入
れ、大気雰囲気中で100℃/hの速度で600℃まで
昇温して、有機バインダを燃焼させた。しかる
後、炉の雰囲気を大気からH22体積%+N298体
積%の雰囲気に変えた。そして、炉を上述の如き
還元性雰囲気とした状態を保つて、積層体加熱温
度を600℃から焼結温度の1090℃まで100℃/hの
速度で昇温して1090℃(最高温度)を3時間保持
した後、100℃/hの速度で600℃まで降温し、雰
囲気を大気雰囲気(酸化性雰囲気)に置き換え
て、600℃を30分間保持して酸化処理を行い、そ
の後、室温まで冷却して第2図に示す如き積層焼
結体チツプ9を得た。即ち、7つの誘電体磁器層
10間に6つの内部電極11を有し、6つの内部
電極11の内の3つが一方の側面に露出し、残り
の3つが他方の側面に露出している積層焼結体チ
ツプ9を得た。なお、磁器層10の一層の厚さは
0.02mm、内部電極11の対向面積は1.93mm×2.60
mm≒5mm2であり、6つの内部電極8の合計の対向
面積は25mm2である。 上述の如き非酸化性雰囲気での焼成及び酸化性
雰囲気での熱処理によつて得られる焼結後の磁器
層10の組成は、焼結前の第1成分と第2成分と
の混合組成と実質的に同じであり、複合プロブス
カイト(perovskite)型構造の第1成分
{(Ba0.81Ca0.17Sr0.02)O}1.01(Ti0.82Zr0.18)O2
の
結晶粒子間に、B2O335モル%、SiO220モル%、
MO45モル%とから成る第2成分が均一に分布し
たものであると考えられる。更に詳しく説明する
と、この複合プロブスカイト型磁器は、(Ba、
Ca、Sr)(Ti、Zr)O3系磁器と呼ぶことも可能
なものであり、BaTiO3、BaZrO3、CaTiO3、
CaZrO3、SrTiO3、SrZrO3を含み、且つ第1成
分の組成式に於けるkが1よりも大きい場合には
BaO、CaO、SrOがプロブスカイト型結晶に対し
て過剰に含み、更に結晶粒子間に第2成分を含む
ものである。 次に、電極が露出する焼結体チツプ9の一対の
側面に亜鉛とガラスフリツトとビヒクルとから成
る導電性ペーストを塗布して乾燥し、これを大気
中で550℃の温度で15分間焼付け、亜鉛電極層1
2を形成し、更にこの上に無電解メツキ法で銅被
着層13を設け、更にこの上に電気メツキ法で
Pb−Sn半田層14を設けて、一対の外部電極1
5を形成し、積層磁器コンデンサ16を得た。 次に、400個の積層磁器コンデンサから任意に
選択した10個のコンデンサ16の電気特性を測定
し、その平均値を求めたところ、第2表の試料No.
1の欄に示す如く、比誘電率εが13150、tanδが
1.1%、抵抗率ρが3.24×106MΩ・cm、20μmの磁
器層10の単位厚さ1μm当りの125℃における直
流破壊電圧(BDV)が33.7V/μm(20μmで
674V)であつた。 なお、上記電気特性は、次の要領で測定した。 (A) 比誘電率εは、温度20℃、周波数1kHz、電
圧〔実効値〕0.5Vの条件で静電容量を測定し、
この測定値とすべての内部電極11の対向面積
25mm2と磁器層10の厚さ0.02mmから計算で求め
た。 (B) 誘電正接tanδ(%)は比誘電率と同一条件で
測定した。 (C) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度20℃において
DC50Vを1分間印加した後に一対の外部電極
15間の抵抗値を測定し、この測定値と寸法と
に基づいて計算で求めた。 (D) 125℃における直流破壊電圧(BDV)即ち耐
電圧は、恒温槽の中に試料を入れて、125℃の
温度に30分間保持した後、そのままの状態で直
流電圧を100V/秒の速さで昇圧させ、破壊し
た時の電圧を測定し、この測定値を磁器層10
の厚み0.02mm(20μm)で除して求めた。なお、
積層コンデンサのJIS規格(JIS C 6429)に
おいては、積層コンデンサの使用温度範囲が、
−55℃〜+125℃と−25℃〜+85℃の2種類に
分けられている。そこで本実施例では、直流破
壊電圧をJIS規格における最も高い使用温度で
ある125℃で測定した。 以上、試料No.1の作製方法及びその特性につい
て述べたが、その他の試料No.2〜114についても、
第1成分及び第2成分の組成、これ等の割合、及
び還元性雰囲気(非酸化性雰囲気)での焼成温度
を第1表及び第2表に示すように変えた他は、試
料No.1と全く同一の方法で積層磁器コンデンサを
作製し、同一方法で電気的特性を測定した。 第1表は、それぞれの試料の第1成分
{(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2と第2成
分との組成を示し、第2表はそれぞれの試料の還
元性雰囲気における焼結のための焼成温度(最高
温度)、及び電気的特性を示す。なお、第1表の
第1成分の欄の1−x−y、x、y、k、1−
z、zは組成式の各元素の割合を示す数値であ
る。第2成分の添加量は第1成分100重量部に対
する重量部で示した。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
本発明では、比誘電率εが5000以上、誘電正接
tanδが2.5%以下、抵抗率ρが1×104MΩ・cm以
上、単位厚さ当りの破壊電圧BDVが25V/μm
以上の電気的特性を目標としている。第1表及び
第2表の試料No.7、8、17、37、44、56、57、
65、69、73、77、81、82、86、87、98、106、
107、108、114では、上記目標を電気的特性を得
ることが出来ない。従つて、これ等は本発明の範
囲外のものである。一方、上記試料以外の本発明
に従う試料は、本発明で目標とする電気的特性を
満足している。 次に、組成の限定理由について述べる。 第2成分の添加されない場合には、試料No.8か
ら明らかな如く焼結のための焼成温度が1350℃と
高く且つtanδが5.6%と大きく、125℃のBDVも
2.9V/μmと非常に低い。これに対して、試料
No.2及び13に示す如く、第2成分を100重量部の
第1成分に対して0.2重量部添加した場合には、
1190℃、1180℃の焼成で目標の電気的特性を満足
する焼結体が得られる。従つて、第2成分の下限
は0.2重量部である。一方、試料No.7、17に示す
如く、第2成分の添加量が12重量部の場合はtanδ
が4.8%、4.5%となり、目標特性よりも悪くなる
が、試料No.6、12、16に示す如く添加量が10重量
部の場合には目標の特性を得ることができる。従
つて、第2成分の添加量の上限は10重量部であ
る。 試料No.18から76までは、主に第2成分の組成比
を変化させたものである。これ等の試料と、第3
図のB2O3、SiO2、MOの組成を示す三角図との
関係を説明すると、三角図の点(A)は試料No.18及び
68のB2O315モル%、SiO225モル%、MO60モル
%の組成を示し、点(B)は試料No.47及び58の
B2O330モル%、SiO21モル%、MO69モル%の組
成を示し、点(C)は試料No.40及び75のB2O390モル
%、SiO21モル%、MO9モル%の組成を示し、点
(D)は試料No.43のB2O389モル%、SiO210モル%、
MO1モル%の組成を示し、点(E)は試料No.41及び
64のB2O324モル%、SiO275モル%、MO1モル%
の組成を示す。本発明の範囲に属する試料の第2
成分の組成は三角図の5つの点(A)〜(E)を順に結ぶ
5本の直線で囲まれた領域内に含まれている。こ
の領域内の組成のものは目標の電気的特性を有す
る。一方、試料No.37、44、56、57、65、69、73の
ように、第2成分の組成が本発明で特定した範囲
外となれば、緻密な焼結体を得ることが出来な
い。なお、MO成分は例えば試料No.18、25、26に
示す如くBaO、SrO、CaOのいずれか一つであつ
てもよいし、又は他の試料で示すように適当な比
率で複数種を組み合せたものでもよい。 試料No.77〜86は主として第1成分中のkの値の
変化と特性の関係を示す。試料No.77及び82から明
らかなようにkが0.99の場合は、tanδ、ρ及び
BDVが目標とする電気的特性よりも極端に悪く
なる。又、試料No.81及び86に示す様にkの値が
1.05になると、緻密な焼結体が得られない。これ
に対し、試料No.78〜80、83〜85に示す様にkの値
が1.00から1.04の範囲にあれば、目標の電気的特
性が得られる。従つて、kの好ましい範囲は1.00
〜1.04である。 試料No.87〜114は主に第1成分のBa(バリウ
ム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ti
(チタン)及びZr(ジルコニウム)の割合を種々
変化させたものである。試料No.87に示す如く第1
成分にCa及びSrを含有させないx=0、y=0
の場合には、600℃の熱処理で酸化され難くなり、
tanδ、ρ及びBDVが目標の電気的特性に達しな
い。これに対し、試料No.88〜92に示す如く、x=
0.02となるようにCaを含有するものは目標の電気
的特性を有する。一方、試料No.98に示すようにx
が0.28となるようにCaを含むものは、εが目標よ
り低くなる。これに対し、例えば試料No.97に示す
如く、x=0.27となるようにCaを含有するもの
は、目標の電気的特性を満足する。従つて、Ca
の割合即ちxの好ましい範囲は0.02〜0.27であ
る。 試料No.107に示す如くSrの割合即ちyが0.39の
磁器のεの値は目標値より低いが、試料No.93及び
92に示す如く、yが0.001及び0.37の磁器は目標
の電気的特性を有している。従つて、yの好まし
い範囲は0.37以下である。なお、yの値が0.001
よりも小さい場合でも、yの値が零の場合よりは
特性の良いものが得られる。 試料No.105から明らかな如く、Baの割合即ち1
−x−yが0.60の磁器は目標の電気的特性を有す
る。一方、試料No.106に示す如く、1−x−yが
0.58になるとεが目標値より小さくなる。従つ
て、1−x−yの下限は0.60である。なお、1−
x−yの上限はxとyの上限値から必然的に0.98
となる。 試料No.108から明らかな如く、Zrの割合即ちz
が0の磁器のε、tanδ、BDVは目標特性よりも
悪い。また、試料No.114に示す如く、zが0.28の
磁器のεは目標値よりも低い。一方、試料No.109
〜113に示す如く、zが0.26以下の磁器は目標と
する電気的特性を有する。従つて、zの好ましい
範囲は0.26以下である。なお、zを0.01より少な
くしても、zが零の場合より特性の良いものが得
られる。 Tiの割合即ち1−zの好ましい範囲は、必然
的に074≦1−z<1になる。 本発明の作用効果を明確にするために、前述の
特開昭59−138003号公報に開示されている磁器組
成に基づく積層磁器コンデンサを、試料No.1と同
一の方法で同一寸法に作製し、その電気的特性を
調べた。次の第3表は、この磁器組成を示し、第
4表は焼成温度と電気的特性を示す。
tanδが2.5%以下、抵抗率ρが1×104MΩ・cm以
上、単位厚さ当りの破壊電圧BDVが25V/μm
以上の電気的特性を目標としている。第1表及び
第2表の試料No.7、8、17、37、44、56、57、
65、69、73、77、81、82、86、87、98、106、
107、108、114では、上記目標を電気的特性を得
ることが出来ない。従つて、これ等は本発明の範
囲外のものである。一方、上記試料以外の本発明
に従う試料は、本発明で目標とする電気的特性を
満足している。 次に、組成の限定理由について述べる。 第2成分の添加されない場合には、試料No.8か
ら明らかな如く焼結のための焼成温度が1350℃と
高く且つtanδが5.6%と大きく、125℃のBDVも
2.9V/μmと非常に低い。これに対して、試料
No.2及び13に示す如く、第2成分を100重量部の
第1成分に対して0.2重量部添加した場合には、
1190℃、1180℃の焼成で目標の電気的特性を満足
する焼結体が得られる。従つて、第2成分の下限
は0.2重量部である。一方、試料No.7、17に示す
如く、第2成分の添加量が12重量部の場合はtanδ
が4.8%、4.5%となり、目標特性よりも悪くなる
が、試料No.6、12、16に示す如く添加量が10重量
部の場合には目標の特性を得ることができる。従
つて、第2成分の添加量の上限は10重量部であ
る。 試料No.18から76までは、主に第2成分の組成比
を変化させたものである。これ等の試料と、第3
図のB2O3、SiO2、MOの組成を示す三角図との
関係を説明すると、三角図の点(A)は試料No.18及び
68のB2O315モル%、SiO225モル%、MO60モル
%の組成を示し、点(B)は試料No.47及び58の
B2O330モル%、SiO21モル%、MO69モル%の組
成を示し、点(C)は試料No.40及び75のB2O390モル
%、SiO21モル%、MO9モル%の組成を示し、点
(D)は試料No.43のB2O389モル%、SiO210モル%、
MO1モル%の組成を示し、点(E)は試料No.41及び
64のB2O324モル%、SiO275モル%、MO1モル%
の組成を示す。本発明の範囲に属する試料の第2
成分の組成は三角図の5つの点(A)〜(E)を順に結ぶ
5本の直線で囲まれた領域内に含まれている。こ
の領域内の組成のものは目標の電気的特性を有す
る。一方、試料No.37、44、56、57、65、69、73の
ように、第2成分の組成が本発明で特定した範囲
外となれば、緻密な焼結体を得ることが出来な
い。なお、MO成分は例えば試料No.18、25、26に
示す如くBaO、SrO、CaOのいずれか一つであつ
てもよいし、又は他の試料で示すように適当な比
率で複数種を組み合せたものでもよい。 試料No.77〜86は主として第1成分中のkの値の
変化と特性の関係を示す。試料No.77及び82から明
らかなようにkが0.99の場合は、tanδ、ρ及び
BDVが目標とする電気的特性よりも極端に悪く
なる。又、試料No.81及び86に示す様にkの値が
1.05になると、緻密な焼結体が得られない。これ
に対し、試料No.78〜80、83〜85に示す様にkの値
が1.00から1.04の範囲にあれば、目標の電気的特
性が得られる。従つて、kの好ましい範囲は1.00
〜1.04である。 試料No.87〜114は主に第1成分のBa(バリウ
ム)、Ca(カルシウム)、Sr(ストロンチウム)、Ti
(チタン)及びZr(ジルコニウム)の割合を種々
変化させたものである。試料No.87に示す如く第1
成分にCa及びSrを含有させないx=0、y=0
の場合には、600℃の熱処理で酸化され難くなり、
tanδ、ρ及びBDVが目標の電気的特性に達しな
い。これに対し、試料No.88〜92に示す如く、x=
0.02となるようにCaを含有するものは目標の電気
的特性を有する。一方、試料No.98に示すようにx
が0.28となるようにCaを含むものは、εが目標よ
り低くなる。これに対し、例えば試料No.97に示す
如く、x=0.27となるようにCaを含有するもの
は、目標の電気的特性を満足する。従つて、Ca
の割合即ちxの好ましい範囲は0.02〜0.27であ
る。 試料No.107に示す如くSrの割合即ちyが0.39の
磁器のεの値は目標値より低いが、試料No.93及び
92に示す如く、yが0.001及び0.37の磁器は目標
の電気的特性を有している。従つて、yの好まし
い範囲は0.37以下である。なお、yの値が0.001
よりも小さい場合でも、yの値が零の場合よりは
特性の良いものが得られる。 試料No.105から明らかな如く、Baの割合即ち1
−x−yが0.60の磁器は目標の電気的特性を有す
る。一方、試料No.106に示す如く、1−x−yが
0.58になるとεが目標値より小さくなる。従つ
て、1−x−yの下限は0.60である。なお、1−
x−yの上限はxとyの上限値から必然的に0.98
となる。 試料No.108から明らかな如く、Zrの割合即ちz
が0の磁器のε、tanδ、BDVは目標特性よりも
悪い。また、試料No.114に示す如く、zが0.28の
磁器のεは目標値よりも低い。一方、試料No.109
〜113に示す如く、zが0.26以下の磁器は目標と
する電気的特性を有する。従つて、zの好ましい
範囲は0.26以下である。なお、zを0.01より少な
くしても、zが零の場合より特性の良いものが得
られる。 Tiの割合即ち1−zの好ましい範囲は、必然
的に074≦1−z<1になる。 本発明の作用効果を明確にするために、前述の
特開昭59−138003号公報に開示されている磁器組
成に基づく積層磁器コンデンサを、試料No.1と同
一の方法で同一寸法に作製し、その電気的特性を
調べた。次の第3表は、この磁器組成を示し、第
4表は焼成温度と電気的特性を示す。
【表】
以上、本発明の実施例について述べたが、本発
明はこれに限定されるものではなく、例えば次の
変形例が可能なものである。 (a) 第1成分の中に、本発明の目的を阻害しない
範囲で微量のMnO2(好ましくは0.05〜0.1重量
%)等の鉱化剤を添加し、焼結性を向上させて
もよい。また、その他の物質を必要に応じて添
加してもよい。 (b) 第1成分を得るための出発原料を、実施例で
示したもの以外の例えば、BaO、SrO、CaO等
の酸化物又は水酸化物又はその他の化合物とし
てもよい。また、2成分の出発原料を酸化物、
水酸化物等の他の化合物としてもよい。 (c) 酸化温度を600℃以外の焼結温度よりも低い
温度(好ましくは500〜1000℃)としてもよい。
即ち、ニツケル等の電極と磁器の酸化とを考慮
して種々変更することが可能である。 (d) 非酸化性雰囲気中の焼成温度を、電極材料を
考慮して種々変えることが出来る。 (e) 焼結を中性雰囲気で行つてもよい。 (f) 積層磁器コンデンサ以外の一般的な磁器コン
デンサにも勿論適用可能である。 〔発明の効果〕 上述から明らかな如く、本発明に係わる誘電体
磁器の125℃における単位厚さ当りの直流破壊電
圧(BDV)は25(V/μm)以上である。従つ
て、使用温度範囲が−50〜+125℃で、定格電圧
が高い磁器コンデンサを小型にすることが出来
る。また、焼結させるための処理を非酸化性雰囲
気、1000〜1200℃で行うことが出来るので、ニツ
ケル等の卑金属を内部電極とする積層磁器コンデ
ンサを提供することが出来る。なお、1200℃以下
で焼成すれば、ニツケルの溶融凝集及び拡散を制
限することが出来る。
明はこれに限定されるものではなく、例えば次の
変形例が可能なものである。 (a) 第1成分の中に、本発明の目的を阻害しない
範囲で微量のMnO2(好ましくは0.05〜0.1重量
%)等の鉱化剤を添加し、焼結性を向上させて
もよい。また、その他の物質を必要に応じて添
加してもよい。 (b) 第1成分を得るための出発原料を、実施例で
示したもの以外の例えば、BaO、SrO、CaO等
の酸化物又は水酸化物又はその他の化合物とし
てもよい。また、2成分の出発原料を酸化物、
水酸化物等の他の化合物としてもよい。 (c) 酸化温度を600℃以外の焼結温度よりも低い
温度(好ましくは500〜1000℃)としてもよい。
即ち、ニツケル等の電極と磁器の酸化とを考慮
して種々変更することが可能である。 (d) 非酸化性雰囲気中の焼成温度を、電極材料を
考慮して種々変えることが出来る。 (e) 焼結を中性雰囲気で行つてもよい。 (f) 積層磁器コンデンサ以外の一般的な磁器コン
デンサにも勿論適用可能である。 〔発明の効果〕 上述から明らかな如く、本発明に係わる誘電体
磁器の125℃における単位厚さ当りの直流破壊電
圧(BDV)は25(V/μm)以上である。従つ
て、使用温度範囲が−50〜+125℃で、定格電圧
が高い磁器コンデンサを小型にすることが出来
る。また、焼結させるための処理を非酸化性雰囲
気、1000〜1200℃で行うことが出来るので、ニツ
ケル等の卑金属を内部電極とする積層磁器コンデ
ンサを提供することが出来る。なお、1200℃以下
で焼成すれば、ニツケルの溶融凝集及び拡散を制
限することが出来る。
第1図は本発明の実施例に係わる積層型磁器コ
ンデンサを作るための未焼結磁器シートを示す断
面図、第2図は積層型磁器コンデンサの断面図、
第3図は第2成分の組成範囲を示す三角図であ
る。 10……磁器層、11……内部電極、15……
外部電極。
ンデンサを作るための未焼結磁器シートを示す断
面図、第2図は積層型磁器コンデンサの断面図、
第3図は第2成分の組成範囲を示す三角図であ
る。 10……磁器層、11……内部電極、15……
外部電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 {(Ba1-x-yCaxSry)O}k(Ti1-zZrz)O2 (但し、x、y、z、k及び1−x−yは、 0.02≦x≦0.27 0<y≦0.37 0<z≦0.26 1.00≦k≦1.04 0.60≦(1−x−y)<0.98 を満足する数値) の組成の第1成分100重量部と、 B2O3、SiO2及びMO(但しMOはBaO、SrO、
CaOの内の少なくとも1種の金属酸化物)から成
り、これ等の組成範囲がモル%で示す三角図にお
いて、 前記B2O3が15モル%、前記SiO2が25モル%、
前記MOが60モル%の点(A)と、 前記B2O3が30モル%、前記SiO2が1モル%、
前記MOが69モル%の点(B)と、 前記B2O3が90モル%、前記SiO2が1モル%、
前記MOが9モル%の点(C)と、 前記B2O3が89モル%、前記SiO2が10モル%、
前記MOが1モル%の点(D)と、 前記B2O3が24モル%、前記SiO2が75モル%、
前記MOが1モル%の点(E)と を順に結ぶ5本の直線で囲まれた領域内である第
2成分0.2〜10.0重量部と から成る誘電体磁器組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59267004A JPS61147406A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 誘電体磁器組成物 |
| KR1019850008977A KR890004115B1 (ko) | 1984-12-18 | 1985-11-30 | 자기 콘덴서 |
| US06/805,096 US4607314A (en) | 1984-12-18 | 1985-12-04 | Low temperature sintered ceramic capacitor with high DC breakdown voltage, and method of manufacture |
| DE8585115817T DE3565739D1 (en) | 1984-12-18 | 1985-12-12 | Low temperature sintered ceramic capacitor with high dc breakdown voltage, and method of manufacture |
| EP85115817A EP0191181B1 (en) | 1984-12-18 | 1985-12-12 | Low temperature sintered ceramic capacitor with high dc breakdown voltage, and method of manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59267004A JPS61147406A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61147406A JPS61147406A (ja) | 1986-07-05 |
| JPH0355003B2 true JPH0355003B2 (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=17438719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59267004A Granted JPS61147406A (ja) | 1984-12-18 | 1984-12-18 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4607314A (ja) |
| EP (1) | EP0191181B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61147406A (ja) |
| KR (1) | KR890004115B1 (ja) |
| DE (1) | DE3565739D1 (ja) |
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| DE3774734D1 (de) * | 1986-03-12 | 1992-01-09 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Keramischer mehrschichtkondensator. |
| JPS62210613A (ja) * | 1986-03-12 | 1987-09-16 | 松下電器産業株式会社 | 積層コンデンサ素子 |
| US4766027A (en) * | 1987-01-13 | 1988-08-23 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method for making a ceramic multilayer structure having internal copper conductors |
| JPS63281309A (ja) * | 1987-05-12 | 1988-11-17 | Taiyo Yuden Co Ltd | 磁器コンデンサ |
| US5268006A (en) * | 1989-03-15 | 1993-12-07 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Ceramic capacitor with a grain boundary-insulated structure |
| DE69024340T2 (de) * | 1989-03-15 | 1996-05-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Halbleiterkeramikkondensator von laminiertem und zwischenkornisolationstyp und verfahren zu seiner herstellung |
| US5266079A (en) * | 1989-04-04 | 1993-11-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for manufacturing a ceramic capacitor having varistor characteristics |
| US4988651A (en) * | 1989-10-27 | 1991-01-29 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Temperature compensating dielectric ceramic composition |
| JPH0614497B2 (ja) * | 1990-05-16 | 1994-02-23 | 太陽誘電株式会社 | 磁器コンデンサ及びその製造方法 |
| JPH0614500B2 (ja) * | 1990-06-20 | 1994-02-23 | 太陽誘電株式会社 | 磁器コンデンサ及びその製造方法 |
| US5396397A (en) * | 1992-09-24 | 1995-03-07 | Hughes Aircraft Company | Field control and stability enhancement in multi-layer, 3-dimensional structures |
| JPH0685751U (ja) * | 1993-05-20 | 1994-12-13 | 村田機械株式会社 | 切削油通路付き工具ホルダ |
| US5433917A (en) * | 1993-09-16 | 1995-07-18 | The Penn State Research Foundation | PZT ceramic compositions having reduced sintering temperatures and process for producing same |
| US5672378A (en) * | 1996-04-22 | 1997-09-30 | Mra Laboratories, Inc. | Method for making a BaTiO3 powder mixture the powder mixture and method for making a Y5V ceramic body therefrom |
| JPH11176642A (ja) * | 1997-12-08 | 1999-07-02 | Taiyo Yuden Co Ltd | 電子部品とその製造方法 |
| JP3376971B2 (ja) * | 1999-09-09 | 2003-02-17 | 株式会社村田製作所 | セラミック電子部品 |
| WO2009098918A1 (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-13 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 誘電体セラミック及び積層セラミックコンデンサ |
| FR2977084B1 (fr) * | 2011-06-21 | 2013-07-05 | Valeo Systemes Dessuyage | Filtre attenuateur de bande |
| US20130127174A1 (en) * | 2013-01-15 | 2013-05-23 | Duncan G. Cumming | Method for Generating Tidal Energy Utilizing the Scalar Gravitational Potential of Celestial Bodies |
| JP7145652B2 (ja) * | 2018-06-01 | 2022-10-03 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
| JP7446705B2 (ja) * | 2018-06-12 | 2024-03-11 | 太陽誘電株式会社 | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5220259A (en) * | 1975-08-08 | 1977-02-16 | Taiyo Yuden Kk | Cylinderical throughhtype ceramic condenser and its fabrication method |
| US4101952A (en) * | 1976-08-17 | 1978-07-18 | Sprague Electric Company | Monolithic base-metal glass-ceramic capacitor |
| JPS5324600A (en) * | 1976-08-19 | 1978-03-07 | Murata Manufacturing Co | Nonnreducing dielectric ceramic composition |
| JPS5891602A (ja) * | 1981-11-26 | 1983-05-31 | 太陽誘電株式会社 | 電圧非直線磁器組成物 |
| JPS6020851B2 (ja) * | 1983-01-26 | 1985-05-24 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器物質 |
| DE3476993D1 (en) * | 1983-11-30 | 1989-04-13 | Taiyo Yuden Kk | Low temperature sintered ceramic materials for use in soliddielectric capacitors or the like, and method of manufacture |
-
1984
- 1984-12-18 JP JP59267004A patent/JPS61147406A/ja active Granted
-
1985
- 1985-11-30 KR KR1019850008977A patent/KR890004115B1/ko not_active Expired
- 1985-12-04 US US06/805,096 patent/US4607314A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-12-12 DE DE8585115817T patent/DE3565739D1/de not_active Expired
- 1985-12-12 EP EP85115817A patent/EP0191181B1/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3565739D1 (en) | 1988-11-24 |
| KR890004115B1 (ko) | 1989-10-20 |
| JPS61147406A (ja) | 1986-07-05 |
| KR860005407A (ko) | 1986-07-21 |
| EP0191181A1 (en) | 1986-08-20 |
| EP0191181B1 (en) | 1988-10-19 |
| US4607314A (en) | 1986-08-19 |
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