JPH0361287B2 - - Google Patents
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- JPH0361287B2 JPH0361287B2 JP57174185A JP17418582A JPH0361287B2 JP H0361287 B2 JPH0361287 B2 JP H0361287B2 JP 57174185 A JP57174185 A JP 57174185A JP 17418582 A JP17418582 A JP 17418582A JP H0361287 B2 JPH0361287 B2 JP H0361287B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric constant
- oxide
- dielectric
- temperature change
- purity
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
本発明は高誘電率磁器誘電体組成物に係り、特
に、誘電率が高く、しかも該誘電率の温度変化率
の小さい、積層コンデンサ用として好適な磁器誘
電体組成物に関するものである。 従来、平坦な誘電率温度特性を有する磁器誘電
体としては、チタン酸バリウム（BaTiO3）およ
び酸化ビスマス（Bi2O3）を主成分とし、これに
酸化スズ（SnO2）または酸化チタン（TiO2）あ
るいは酸化ジルコニウム（ZrO2）を添加したも
のがあるが、何れも−30℃から＋85℃の温度範囲
において誘電率の温度変化率を小さく、例えば±
15％以内にしようとすると、誘電率が低く、例え
ば3000以下となり、また誘電率が3000以上のもの
では、その誘電率の温度変化率は上記温度範囲に
おいて大きくならざるを得なかつた。 一方、かかる問題を解消する磁器誘電体組成物
として、BaTiO3及びBi2O3に、Nb2O5と、CeO2
またはLa2O3とを加え、これによつて小さな誘電
率温度変化率で、しかも高い誘電率を達成しよう
とする試みが、特公昭55−21402号公報に明らか
にされている。しかしながら、そのような組成物
にあつては、該組成物中に含まれるBi2O3が、積
層コンデンサを作る場合において、高い焼成温度
が採用されると、蒸発せしめられ、それによつて
電極を傷める問題を生じ、それ故Bi2O3の如き成
分を含む組成物は、積層コンデンサ用としては不
適当なものであつたのである。 本発明は、かかる事情を背景にして為されたも
のであつて、その目的とするところは、平坦な誘
電率温度変化特性を有し、しかも高誘電率であ
る、積層コンデンサ用として好適な磁器誘電体を
提供することにある。 而して、本発明に係る高誘電率磁器誘電体組成
物は、純度が99％以上の炭酸バリウム（BaCO3）
と純度が99％以上の酸化チタン（TiO2）から形
成される高純度のチタン酸バリウム（BaTiO3）
が96.225〜97.625％を占め、残部が0.08〜0.25％
の酸化コバルト（Co2O3）と、1.0〜1.5％の酸化
ニオブ（Nb2O5）と、0.10〜0.25％の酸化セリウ
ム（CeO2）と、0.1〜0.4％の酸化亜鉛（ZnO）、
並びに0.5〜1.5％の酸化バリウム（BaO）からな
るものである（何れも百分率は重量基準である。） かくの如き本発明に従う組成の磁器誘電体組成
物によれば、高誘電率にして、その温度変化率の
小さなものが具現され、特に−55℃から＋125℃
の温度範囲内において＋25℃の誘電率を基準とし
たとき、その誘電率の温度変化率が±15％以内で
誘電率を3300以上に有利に為し得、さらには3600
以上の誘電率を有するものをも有利に得ることが
できるのである。 また、かかる本発明に従う、焼成して得られる
磁器誘電体組成物にあつては、Bi2O3、PbO等の
蒸発成分を含有していないために、高温の焼成温
度が採用されても電極を傷めるようなことは全く
なく、それ故積層コンデンサ用として好適に用い
られ得るものである。 なお、本発明においては、高純度のBaTiO3成
分を96.225〜97.625％の割合で組成物中に存在せ
しめる必要があり、その含有割合が少ないと、誘
電率が著しく低下し、誘電率の温度変化率も大と
なり、一方逆にかかる割合より多くても誘電率は
低下してしまう等の問題を生じるのである。そし
て、この高純度のBaTiO3は、従来のBaTiO3が
97〜98％程度のBaCO3と98〜99％程度のTiO2を
用いて形成されているのに対して、それぞれ純度
が99％以上、好ましくは99.5％以上の、高度に精
製されたBaCO3とTiO2を用いて形成されるもの
であつて、このような高純度の出発原料を用いて
初めて高純度のBaTiO3が得られるのである。ま
た、この高純度のBaTiO3は、他の成分との焼成
に先立つてBaCO3とTiO2とを仮焼することによ
り得られるものを用いることによつて導入される
他、他の成分との焼成時にBaCO3とTiO2を反応
せしめて焼成と同時に、本発明に従う磁器誘電体
組成物中に導入するようにすることも可能であ
る。 また、本発明に係る組成物を構成するCo2O3成
分は、誘電率の温度変化率を平坦化せしめる成分
であり、その含有割合が少な過ぎれば、誘電率の
温度変化率が大となり、反対に多ければ、誘電率
が低くなるため、0.08〜0.25％の割合で存在せし
める必要がある。 これと同様に、Nb2O5成分も誘電率の温度変化
率を平坦化せしめる作用を有するが、その割合が
少ないときには焼結不良の問題が惹起され、結果
として誘電率の低下を招き、他方多いときには誘
電率の温度変化率が大きくなるので、1.00〜1.50
％の割合にて、含有せしめられる必要があるので
ある。 更に、本発明の組成物中のCeO2成分は焼成温
度を低下せしめる効果があるが、その割合があま
りにも少な過ぎたり、またあまりにも多過ぎたり
すると、誘電率の改善効果が充分に達成され得な
くなつたり、誘電率の温度変化率が大となつたり
する問題がある。それ故、CeO2の割合は0.10〜
0.25％とする必要がある。 そしてまた、ZnO成分は、BaOと共存のもと
に誘電損失の改善に寄与するものであるが、その
割合が多過ぎると誘電率の温度変化率を大きくし
たり、絶縁抵抗を低下せしめたり、誘電損失
（tanδ）を大きくするので0.10〜0.40％の含有割
合とする必要がある。 更にまた、組成物中のBaO成分は、誘電率の
温度変化率を平坦にする効果を奏するもので、前
記高純度のBaTiO3の形成に際して過剰のBaCO3
をTiO2と組み合わせることによつて導入され得
るものである他、必要な量のBaOをBaCO3の形
で別途に原料組成物中に配合せしめて、これを焼
成することによつても導入せしめられ得るもので
ある。そして、その含有割合は、それが多過ぎた
りすると、焼結不良の原因となり、結果として誘
電率の低下を招くので、0.5〜1.5％とする必要が
ある（何れも百分率は重量規準）。 また、これらの各成分は原料としてその酸化物
そのものを使用することによつて導入されるもの
である他、塩化物、炭酸塩などの形態のものを焼
成に供して、目的とする酸化物成分が磁器誘電体
組成物に形成されるようにすることも可能であ
る。 このように、本発明は、特定のBaTiO3と、
Co2O3、Nb2O5、CeO2、ZnO、BaOとを所定割
合で、磁器誘電体組成物を構成せしめることによ
り、前述した如き数々の優れた特徴を発揮し得た
のである。 以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に明
らかにするが、本発明がかかる実施例の記載によ
つて何等の制約をも受けるものでないことは言う
までもないところである。なお、実施例中の部及
び百分率はすべて重量基準で示されている。 実施例 第１表に示される組成の磁器誘電体組成物を与
えるように、各成分原料をボールミルにて均一に
湿式混合せしめ、ついで900〜1000℃で３時間の
間仮焼して化学反応を行なわしめた後、再びボー
ルミルにて平均粒径が１ミクロン程度になるまで
粉砕した。なお、高純度BaTiO3成分を形成する
ために、純度が99.5％のBaCO3と純度が99.9％の
TiO2が用いられ、他の成分と共に、前記ボール
ミルにて湿式混合せしめられた。 ついで、この混合物を乾燥せしめた後、粘結剤
としてポリビニルアルコールを適当量加え、約１
トン／cm2の圧力にて成形し、直径16ｍ／ｍ、厚さ
0.5ｍ／ｍの円板状成形物を作製した。 さらに、かくして得られた成形物に対して、約
1330〜1350℃の温度で、３時間の本焼成操作を施
した後、得られた焼成物についてその両面に銀電
極を焼き付けることにより試料と為し、ついで
3000時間、試料厚さ１mmあたり10KV印加の寿命
試験を行なつた後、それぞれの電気的諸特性を測
定して、その結果を第２表に示した。 第１表及び第２表の結果より明らかなように、
本発明に従う組成からなる磁器誘電体組成物は、
−55℃から＋125℃の温度範囲内において＋25℃
の誘電率を基準としたとき、3000以上の誘電率で
あつても、その温度変化率が小さく、特に誘電率
の温度変化率が±7.5％以内で誘電率が3300以上、
また温度変化率が±15％以内では3600以上である
ものも得ることが出来、しかもそれらは誘電損失
（tanδ）の小さな特性を具備しているのである。 また、これとは別に、現用に供されている市販
のBaTiO3系の磁器誘電体組成物では、同一諸特
性のもとにおいて、誘電率の温度変化率を±7.5
％以内としたとき誘電率は2400程度、±15％以内
としたときには2900程度であつて、本発明の磁器
誘電体組成物に比し著しく劣るものであつた。 さらに、BaTiO3の純度の異なるものを用いた
結果が第３表及び第４表に示されているが、これ
らの結果から明らかなように、その純度を99％以
上とした高純度のものにあつては、誘電率、変化
率、誘電損失とも著しく改善されていることが認
められる。
に、誘電率が高く、しかも該誘電率の温度変化率
の小さい、積層コンデンサ用として好適な磁器誘
電体組成物に関するものである。 従来、平坦な誘電率温度特性を有する磁器誘電
体としては、チタン酸バリウム（BaTiO3）およ
び酸化ビスマス（Bi2O3）を主成分とし、これに
酸化スズ（SnO2）または酸化チタン（TiO2）あ
るいは酸化ジルコニウム（ZrO2）を添加したも
のがあるが、何れも−30℃から＋85℃の温度範囲
において誘電率の温度変化率を小さく、例えば±
15％以内にしようとすると、誘電率が低く、例え
ば3000以下となり、また誘電率が3000以上のもの
では、その誘電率の温度変化率は上記温度範囲に
おいて大きくならざるを得なかつた。 一方、かかる問題を解消する磁器誘電体組成物
として、BaTiO3及びBi2O3に、Nb2O5と、CeO2
またはLa2O3とを加え、これによつて小さな誘電
率温度変化率で、しかも高い誘電率を達成しよう
とする試みが、特公昭55−21402号公報に明らか
にされている。しかしながら、そのような組成物
にあつては、該組成物中に含まれるBi2O3が、積
層コンデンサを作る場合において、高い焼成温度
が採用されると、蒸発せしめられ、それによつて
電極を傷める問題を生じ、それ故Bi2O3の如き成
分を含む組成物は、積層コンデンサ用としては不
適当なものであつたのである。 本発明は、かかる事情を背景にして為されたも
のであつて、その目的とするところは、平坦な誘
電率温度変化特性を有し、しかも高誘電率であ
る、積層コンデンサ用として好適な磁器誘電体を
提供することにある。 而して、本発明に係る高誘電率磁器誘電体組成
物は、純度が99％以上の炭酸バリウム（BaCO3）
と純度が99％以上の酸化チタン（TiO2）から形
成される高純度のチタン酸バリウム（BaTiO3）
が96.225〜97.625％を占め、残部が0.08〜0.25％
の酸化コバルト（Co2O3）と、1.0〜1.5％の酸化
ニオブ（Nb2O5）と、0.10〜0.25％の酸化セリウ
ム（CeO2）と、0.1〜0.4％の酸化亜鉛（ZnO）、
並びに0.5〜1.5％の酸化バリウム（BaO）からな
るものである（何れも百分率は重量基準である。） かくの如き本発明に従う組成の磁器誘電体組成
物によれば、高誘電率にして、その温度変化率の
小さなものが具現され、特に−55℃から＋125℃
の温度範囲内において＋25℃の誘電率を基準とし
たとき、その誘電率の温度変化率が±15％以内で
誘電率を3300以上に有利に為し得、さらには3600
以上の誘電率を有するものをも有利に得ることが
できるのである。 また、かかる本発明に従う、焼成して得られる
磁器誘電体組成物にあつては、Bi2O3、PbO等の
蒸発成分を含有していないために、高温の焼成温
度が採用されても電極を傷めるようなことは全く
なく、それ故積層コンデンサ用として好適に用い
られ得るものである。 なお、本発明においては、高純度のBaTiO3成
分を96.225〜97.625％の割合で組成物中に存在せ
しめる必要があり、その含有割合が少ないと、誘
電率が著しく低下し、誘電率の温度変化率も大と
なり、一方逆にかかる割合より多くても誘電率は
低下してしまう等の問題を生じるのである。そし
て、この高純度のBaTiO3は、従来のBaTiO3が
97〜98％程度のBaCO3と98〜99％程度のTiO2を
用いて形成されているのに対して、それぞれ純度
が99％以上、好ましくは99.5％以上の、高度に精
製されたBaCO3とTiO2を用いて形成されるもの
であつて、このような高純度の出発原料を用いて
初めて高純度のBaTiO3が得られるのである。ま
た、この高純度のBaTiO3は、他の成分との焼成
に先立つてBaCO3とTiO2とを仮焼することによ
り得られるものを用いることによつて導入される
他、他の成分との焼成時にBaCO3とTiO2を反応
せしめて焼成と同時に、本発明に従う磁器誘電体
組成物中に導入するようにすることも可能であ
る。 また、本発明に係る組成物を構成するCo2O3成
分は、誘電率の温度変化率を平坦化せしめる成分
であり、その含有割合が少な過ぎれば、誘電率の
温度変化率が大となり、反対に多ければ、誘電率
が低くなるため、0.08〜0.25％の割合で存在せし
める必要がある。 これと同様に、Nb2O5成分も誘電率の温度変化
率を平坦化せしめる作用を有するが、その割合が
少ないときには焼結不良の問題が惹起され、結果
として誘電率の低下を招き、他方多いときには誘
電率の温度変化率が大きくなるので、1.00〜1.50
％の割合にて、含有せしめられる必要があるので
ある。 更に、本発明の組成物中のCeO2成分は焼成温
度を低下せしめる効果があるが、その割合があま
りにも少な過ぎたり、またあまりにも多過ぎたり
すると、誘電率の改善効果が充分に達成され得な
くなつたり、誘電率の温度変化率が大となつたり
する問題がある。それ故、CeO2の割合は0.10〜
0.25％とする必要がある。 そしてまた、ZnO成分は、BaOと共存のもと
に誘電損失の改善に寄与するものであるが、その
割合が多過ぎると誘電率の温度変化率を大きくし
たり、絶縁抵抗を低下せしめたり、誘電損失
（tanδ）を大きくするので0.10〜0.40％の含有割
合とする必要がある。 更にまた、組成物中のBaO成分は、誘電率の
温度変化率を平坦にする効果を奏するもので、前
記高純度のBaTiO3の形成に際して過剰のBaCO3
をTiO2と組み合わせることによつて導入され得
るものである他、必要な量のBaOをBaCO3の形
で別途に原料組成物中に配合せしめて、これを焼
成することによつても導入せしめられ得るもので
ある。そして、その含有割合は、それが多過ぎた
りすると、焼結不良の原因となり、結果として誘
電率の低下を招くので、0.5〜1.5％とする必要が
ある（何れも百分率は重量規準）。 また、これらの各成分は原料としてその酸化物
そのものを使用することによつて導入されるもの
である他、塩化物、炭酸塩などの形態のものを焼
成に供して、目的とする酸化物成分が磁器誘電体
組成物に形成されるようにすることも可能であ
る。 このように、本発明は、特定のBaTiO3と、
Co2O3、Nb2O5、CeO2、ZnO、BaOとを所定割
合で、磁器誘電体組成物を構成せしめることによ
り、前述した如き数々の優れた特徴を発揮し得た
のである。 以下に実施例を挙げ、本発明を更に具体的に明
らかにするが、本発明がかかる実施例の記載によ
つて何等の制約をも受けるものでないことは言う
までもないところである。なお、実施例中の部及
び百分率はすべて重量基準で示されている。 実施例 第１表に示される組成の磁器誘電体組成物を与
えるように、各成分原料をボールミルにて均一に
湿式混合せしめ、ついで900〜1000℃で３時間の
間仮焼して化学反応を行なわしめた後、再びボー
ルミルにて平均粒径が１ミクロン程度になるまで
粉砕した。なお、高純度BaTiO3成分を形成する
ために、純度が99.5％のBaCO3と純度が99.9％の
TiO2が用いられ、他の成分と共に、前記ボール
ミルにて湿式混合せしめられた。 ついで、この混合物を乾燥せしめた後、粘結剤
としてポリビニルアルコールを適当量加え、約１
トン／cm2の圧力にて成形し、直径16ｍ／ｍ、厚さ
0.5ｍ／ｍの円板状成形物を作製した。 さらに、かくして得られた成形物に対して、約
1330〜1350℃の温度で、３時間の本焼成操作を施
した後、得られた焼成物についてその両面に銀電
極を焼き付けることにより試料と為し、ついで
3000時間、試料厚さ１mmあたり10KV印加の寿命
試験を行なつた後、それぞれの電気的諸特性を測
定して、その結果を第２表に示した。 第１表及び第２表の結果より明らかなように、
本発明に従う組成からなる磁器誘電体組成物は、
−55℃から＋125℃の温度範囲内において＋25℃
の誘電率を基準としたとき、3000以上の誘電率で
あつても、その温度変化率が小さく、特に誘電率
の温度変化率が±7.5％以内で誘電率が3300以上、
また温度変化率が±15％以内では3600以上である
ものも得ることが出来、しかもそれらは誘電損失
（tanδ）の小さな特性を具備しているのである。 また、これとは別に、現用に供されている市販
のBaTiO3系の磁器誘電体組成物では、同一諸特
性のもとにおいて、誘電率の温度変化率を±7.5
％以内としたとき誘電率は2400程度、±15％以内
としたときには2900程度であつて、本発明の磁器
誘電体組成物に比し著しく劣るものであつた。 さらに、BaTiO3の純度の異なるものを用いた
結果が第３表及び第４表に示されているが、これ
らの結果から明らかなように、その純度を99％以
上とした高純度のものにあつては、誘電率、変化
率、誘電損失とも著しく改善されていることが認
められる。
【表】
【表】
【表】
基準としたときの誘電率の温度変
化率を示す。
化率を示す。
【表】
【表】
の温度変化率を示す。
Claims (1)
- １ 純度が99％以上の炭酸バリウム並びに純度が
99％以上の酸化チタンから形成される高純度のチ
タン酸バリウムが96.225〜97.625％を占め、残部
が0.08〜0.25％の酸化コバルトと、1.0〜1.5％の
酸化ニオブと、0.10〜0.25％の酸化セリウムと、
0.1〜0.4％の酸化亜鉛、並びに0.5〜1.5％の酸化
バリウムからなる高誘電率磁器誘電体組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174185A JPS5963605A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 高誘電率磁器誘電体組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57174185A JPS5963605A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 高誘電率磁器誘電体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5963605A JPS5963605A (ja) | 1984-04-11 |
| JPH0361287B2 true JPH0361287B2 (ja) | 1991-09-19 |
Family
ID=15974198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57174185A Granted JPS5963605A (ja) | 1982-10-04 | 1982-10-04 | 高誘電率磁器誘電体組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5963605A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61275164A (ja) * | 1985-05-03 | 1986-12-05 | タム セラミツクス インコ−ポレイテツド | 誘電体セラミック組成物 |
| US4939108A (en) * | 1986-11-03 | 1990-07-03 | Tam Ceramics, Inc. | Process for producing dielectric ceramic composition with high dielectric constant, low dissipation factor and flat TC characteristics |
| JPH0512997Y2 (ja) * | 1989-12-14 | 1993-04-06 | ||
| US5086021A (en) * | 1990-06-28 | 1992-02-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Dielectric composition |
-
1982
- 1982-10-04 JP JP57174185A patent/JPS5963605A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5963605A (ja) | 1984-04-11 |
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