JPH0383854A - 誘電体磁器およびその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器およびその製造方法Info
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- JPH0383854A JPH0383854A JP1222198A JP22219889A JPH0383854A JP H0383854 A JPH0383854 A JP H0383854A JP 1222198 A JP1222198 A JP 1222198A JP 22219889 A JP22219889 A JP 22219889A JP H0383854 A JPH0383854 A JP H0383854A
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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。
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、たとえばセラミックコンデンサとして用いら
れる誘電体磁器およびその製造方法に関する。
れる誘電体磁器およびその製造方法に関する。
従来の技術
近年、セラミックコンデンサは小型化、大容量化の市場
ニーズに応じて積層タイプの要望が著しくなっている。
ニーズに応じて積層タイプの要望が著しくなっている。
この積層セラミックコンデンサの製造方法としては、誘
電体グリーンシート上に電極を印刷し、これを積み重ね
て焼成する方法が最も一般的である。また、誘電体材料
としては、チタン酸バリウム(B a T i Oa)
を主成分とする材料が用いられるため、電極材料として
は大気中での高温焼成に耐え得るパラジウム(Pd)が
適している。しかし、パラジウムは高価であるため、積
層セラミックコンデンサの大容量化を図るために高積層
化を進めるにともなって、電極としてのパラジウムの使
用量が増え製造コストが増加することになる。
電体グリーンシート上に電極を印刷し、これを積み重ね
て焼成する方法が最も一般的である。また、誘電体材料
としては、チタン酸バリウム(B a T i Oa)
を主成分とする材料が用いられるため、電極材料として
は大気中での高温焼成に耐え得るパラジウム(Pd)が
適している。しかし、パラジウムは高価であるため、積
層セラミックコンデンサの大容量化を図るために高積層
化を進めるにともなって、電極としてのパラジウムの使
用量が増え製造コストが増加することになる。
そこで、パラジウムに代えて、より安価な銀(Ag)、
ニッケル(Ni)、鋼(Cu)などを電極材料に用いる
ことにより、材料コストを削減することが試みられてい
る。ところで、これらの電極材料は、融点がパラジウム
に比べて低く、またニッケルや銅は空気中で酸化される
ため、従来のチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材
料と同時に焼成することはできない。このため、低温焼
結が可能な、あるいはニッケルや銅を電極材料とする場
合には耐還元性にも優れた、誘電体材料の開発が盛んに
進められている。たとえば、銀あるいは銀−パラジウム
合金の電極に対応した電極材料として、P b (F
e@taWzys’) 03− P 1)(F e、z
、N biz*) 03− P b (Z n、、、N
bars>OS(米沢正智他:粉体および粉末冶金、3
1(7)223 (1984) ) 、P b (F
e1z*N bt、a) OsB a (CulzlW
iza) Os (原田光雄他:信学技報CPM84−
65 (1984)) 、 P b (M gl、3N
b2,3)Os P b T iOs (特開昭5
5−60069号公報〕、ニッケル電極用誘電体材料と
して、(Ba、ca)(Ti、Zr)03(Y、5ak
abe atajLp J、AppjL、Phys、
20(Suppj2.。
ニッケル(Ni)、鋼(Cu)などを電極材料に用いる
ことにより、材料コストを削減することが試みられてい
る。ところで、これらの電極材料は、融点がパラジウム
に比べて低く、またニッケルや銅は空気中で酸化される
ため、従来のチタン酸バリウムを主成分とする誘電体材
料と同時に焼成することはできない。このため、低温焼
結が可能な、あるいはニッケルや銅を電極材料とする場
合には耐還元性にも優れた、誘電体材料の開発が盛んに
進められている。たとえば、銀あるいは銀−パラジウム
合金の電極に対応した電極材料として、P b (F
e@taWzys’) 03− P 1)(F e、z
、N biz*) 03− P b (Z n、、、N
bars>OS(米沢正智他:粉体および粉末冶金、3
1(7)223 (1984) ) 、P b (F
e1z*N bt、a) OsB a (CulzlW
iza) Os (原田光雄他:信学技報CPM84−
65 (1984)) 、 P b (M gl、3N
b2,3)Os P b T iOs (特開昭5
5−60069号公報〕、ニッケル電極用誘電体材料と
して、(Ba、ca)(Ti、Zr)03(Y、5ak
abe atajLp J、AppjL、Phys、
20(Suppj2.。
(20−4) 147 (1981) ) 、L xa
o S x O□(Bao、Cab、S ro)系ガ
ラスを添加した(Ba、Ca、5r)(Tie Zr)
Oa (特開昭59−138003号公報)、銅電極用
誘電体材料として、(P b e Ca) −(Mgz
/aN baza) T 1−(Ni□/2W172
)−〇系〔加藤純−他:第6回強誘電体応用会議予稿1
06 (1987) )などが開発されている。これら
の材料については、誘電率は大きいものの、その温度依
存性が大きいために応用範囲が限られてしまうという問
題点がある。
o S x O□(Bao、Cab、S ro)系ガ
ラスを添加した(Ba、Ca、5r)(Tie Zr)
Oa (特開昭59−138003号公報)、銅電極用
誘電体材料として、(P b e Ca) −(Mgz
/aN baza) T 1−(Ni□/2W172
)−〇系〔加藤純−他:第6回強誘電体応用会議予稿1
06 (1987) )などが開発されている。これら
の材料については、誘電率は大きいものの、その温度依
存性が大きいために応用範囲が限られてしまうという問
題点がある。
上述の材料に対して、誘電率の温度依存性や各種信頼性
の点で優位性のある現行のチタン酸バリウムを主成分と
する誘電体材料を低温焼結化する試みもなされている。
の点で優位性のある現行のチタン酸バリウムを主成分と
する誘電体材料を低温焼結化する試みもなされている。
たとえば、チタン酸バリウムに0゜25〜1.00重量
%の弗化リチウムを添加することにより、チタン酸バリ
ウムを750〜1250℃で焼結することが可能となる
ため、これを利用して電極にAg−Pd合金を用いた積
層セラミックコンデンサが米国特許第4082906号
明細書に開示されている。また、チタン酸バリウムに弗
化リチウムを添加して低温焼結化を図ることは、上記米
国特許より以前に学会誌に発表されている(E。
%の弗化リチウムを添加することにより、チタン酸バリ
ウムを750〜1250℃で焼結することが可能となる
ため、これを利用して電極にAg−Pd合金を用いた積
層セラミックコンデンサが米国特許第4082906号
明細書に開示されている。また、チタン酸バリウムに弗
化リチウムを添加して低温焼結化を図ることは、上記米
国特許より以前に学会誌に発表されている(E。
Ba5ijL et aJIL、:Ceram、B
uAA。
uAA。
55 (3) 274 (1976) )。その後、チ
タン酸バリウムの組成比(Ti/Ba)が1より小さい
、すなわちバリウム過剰のチタン酸バリウムを用い、こ
れに1.5〜10.0重量%の弗化リチウムを添加する
ことにより低温焼結化が促進されることが見出され、こ
れを用いた積層セラミックコンデンサも提案されている
〔特開昭57−160963号報〕、また、最近でもチ
タン酸バリウムに弗化リチウムを添加した誘電体、材料
については論文が発表され、焼結機構や電気特性などが
報告されている(J、M。
タン酸バリウムの組成比(Ti/Ba)が1より小さい
、すなわちバリウム過剰のチタン酸バリウムを用い、こ
れに1.5〜10.0重量%の弗化リチウムを添加する
ことにより低温焼結化が促進されることが見出され、こ
れを用いた積層セラミックコンデンサも提案されている
〔特開昭57−160963号報〕、また、最近でもチ
タン酸バリウムに弗化リチウムを添加した誘電体、材料
については論文が発表され、焼結機構や電気特性などが
報告されている(J、M。
Haussonne、at au、:J、Am。
Ce r am、 S o c、 66 (11) 8
01 (1983) )。
01 (1983) )。
さらに、弗化リチウムに代えてB a L i F3を
添加する方がより効果的であることも報告されている(
G、Dssgardin at a、Q、、:Am
、Ce ram、Soc、BujLA、64 (4)5
64 (1985)) 。
添加する方がより効果的であることも報告されている(
G、Dssgardin at a、Q、、:Am
、Ce ram、Soc、BujLA、64 (4)5
64 (1985)) 。
発明が解決しようとする課題
上述のチタン酸バリウムに弗化リチウムを添加した誘電
体材料は、いずれも次のような実用上の問題点を有して
いる。すなわち、第Iに、添加した弗化リチウムが焼成
中に飛散し、これによって焼成用のさや(厘鉢)、炉壁
、発熱体などが侵される点である。第2に、コンデンサ
として用いた場合に、信頼性、特に式中負荷寿命が著し
く低下する点である。第3に、同じくコンデンサとして
用いた場合、静電容量温度変化率がJIS規格+30〜
−80%を満足し得ないものであった。
体材料は、いずれも次のような実用上の問題点を有して
いる。すなわち、第Iに、添加した弗化リチウムが焼成
中に飛散し、これによって焼成用のさや(厘鉢)、炉壁
、発熱体などが侵される点である。第2に、コンデンサ
として用いた場合に、信頼性、特に式中負荷寿命が著し
く低下する点である。第3に、同じくコンデンサとして
用いた場合、静電容量温度変化率がJIS規格+30〜
−80%を満足し得ないものであった。
本発明は、上記のような問題点に鑑み、チタン酸バリウ
ムに弗化リチウムを添加した低温焼結誘電体磁器に関し
て、製造上の安定性とコンデンサとしての信頼性に優れ
、しかも静電容量温度変化率がJIS規格を満足する誘
電体磁器およびその製造方法を提供しようとするもので
ある。
ムに弗化リチウムを添加した低温焼結誘電体磁器に関し
て、製造上の安定性とコンデンサとしての信頼性に優れ
、しかも静電容量温度変化率がJIS規格を満足する誘
電体磁器およびその製造方法を提供しようとするもので
ある。
課題を解決するための手段
上記のような問題点を解決するために本発明は、チタン
(Ti)とバリウム(Ba)の比が0.950≦T i
/ Ba≦0.999となるように過剰のバリウムを
含有し、さらにリチウム(Li)と弗素(F)を合計で
0.03〜0.40重皿%、錫酸マグネシウム(M g
S n O3)および二酸化セリウム(Ce O3)
の少なくとも1種をそれぞれ0.1〜5.0重量%、ケ
イ素(Si)を二酸化ケイ素(S i O2)に換算し
た値で0.5重量%以下(ただし、Oは含まず)、マン
ガン(Mn)を二酸化マンガン(MnO2)に換算した
値で1.0重量%以下(ただし、Oは含まず)含有した
チタン酸バリウム(BaTi○、)を主成分とする磁器
であって、この磁器に含有される水溶性成分が0.05
重量%以下(ただし、0は含まず)を満足する誘電体磁
器を提案するものである。
(Ti)とバリウム(Ba)の比が0.950≦T i
/ Ba≦0.999となるように過剰のバリウムを
含有し、さらにリチウム(Li)と弗素(F)を合計で
0.03〜0.40重皿%、錫酸マグネシウム(M g
S n O3)および二酸化セリウム(Ce O3)
の少なくとも1種をそれぞれ0.1〜5.0重量%、ケ
イ素(Si)を二酸化ケイ素(S i O2)に換算し
た値で0.5重量%以下(ただし、Oは含まず)、マン
ガン(Mn)を二酸化マンガン(MnO2)に換算した
値で1.0重量%以下(ただし、Oは含まず)含有した
チタン酸バリウム(BaTi○、)を主成分とする磁器
であって、この磁器に含有される水溶性成分が0.05
重量%以下(ただし、0は含まず)を満足する誘電体磁
器を提案するものである。
また、本発明は、平均粒径が005μm以下のチタン酸
バリウム粉末を原料として、0.950≦Ti/ B
a≦0.999となるようにバリウム化合物を添加し、
さらに0.05〜0.48重量%の弗化リチウム(Li
F)を添加し、さらに、錫酸マグネシウム(M g 、
S n O3)および二酸化セリウム(CeO2)のう
ち、少なくとも1種をそれぞれ0.1〜5.0重量%、
ケイ素(Si)を二酸化ケイ素(Siow)に換算した
値で0.5重量%以下(ただし、Oは含まず)、マンガ
ン(Mn)を二酸化マンガン(MnO2)に換算した値
で1.0重量%以下添加して、900〜1200℃の温
度範囲で焼成し、磁器に含まれる水溶性成分が0.05
重量%以下(ただし、Oは含まず)とする誘電体磁器の
製造方法を提案するものである。
バリウム粉末を原料として、0.950≦Ti/ B
a≦0.999となるようにバリウム化合物を添加し、
さらに0.05〜0.48重量%の弗化リチウム(Li
F)を添加し、さらに、錫酸マグネシウム(M g 、
S n O3)および二酸化セリウム(CeO2)のう
ち、少なくとも1種をそれぞれ0.1〜5.0重量%、
ケイ素(Si)を二酸化ケイ素(Siow)に換算した
値で0.5重量%以下(ただし、Oは含まず)、マンガ
ン(Mn)を二酸化マンガン(MnO2)に換算した値
で1.0重量%以下添加して、900〜1200℃の温
度範囲で焼成し、磁器に含まれる水溶性成分が0.05
重量%以下(ただし、Oは含まず)とする誘電体磁器の
製造方法を提案するものである。
上記の誘電体磁器およびその製造方法を提案するに至っ
た理由は、下記の通りである。すなわち、上記問題点の
中で、焼成工程での弗化リチウムの飛散に関する問題点
を解決するには、弗化リチウムの添加量を低減する必要
がある。また、コンデンサとしての信頼性の低下につい
て、その原因を調べた結果、磁器中のバリウム、リチウ
ムおよび弗素を含む水溶性成分の含有量と信頼性との間
には明確な相関関係があり、信頼性向上のためにはこの
水溶性成分を低減することが重要であることを見出した
。したがって、コンデンサとしての信頼性の問題を解決
するためには、上述の焼成工程での問題と同様に、弗化
リチウムの添加量の低減を図る必要がある。しかしなが
ら、チタン酸バリウムに対する弗化リチウムの添加量は
焼結温度と密接に関係しており、低温焼結化のためには
、ある程度以上の弗化リチウムを添加しなければならな
い、実際に、上述した各従来技術では、いずれも1重量
%以上の弗化リチウムが添加されている。
た理由は、下記の通りである。すなわち、上記問題点の
中で、焼成工程での弗化リチウムの飛散に関する問題点
を解決するには、弗化リチウムの添加量を低減する必要
がある。また、コンデンサとしての信頼性の低下につい
て、その原因を調べた結果、磁器中のバリウム、リチウ
ムおよび弗素を含む水溶性成分の含有量と信頼性との間
には明確な相関関係があり、信頼性向上のためにはこの
水溶性成分を低減することが重要であることを見出した
。したがって、コンデンサとしての信頼性の問題を解決
するためには、上述の焼成工程での問題と同様に、弗化
リチウムの添加量の低減を図る必要がある。しかしなが
ら、チタン酸バリウムに対する弗化リチウムの添加量は
焼結温度と密接に関係しており、低温焼結化のためには
、ある程度以上の弗化リチウムを添加しなければならな
い、実際に、上述した各従来技術では、いずれも1重量
%以上の弗化リチウムが添加されている。
しかし、この場合には、焼結中にリチウムや弗素を含む
水溶性成分が含有され、上述したように信頼性上の問題
が発生することとなる。本発明者などは、研究の結果、
チタン酸バリウムの原料粒径を微細化して0.5μm以
下の原料を用いることにより、弗化リチウムの添加量を
低減しても低温焼結が可能であることを見い出した。さ
らに研究の結果、静電容量温度変化率がJIS規格の+
30%〜−80%を満足するために、錫酸マグネシウム
、二酸化セリウム、ケイ素、マンガンを添加することが
最適であることを見い出した。本発明は、かかる発見に
基づいてなされたものである。
水溶性成分が含有され、上述したように信頼性上の問題
が発生することとなる。本発明者などは、研究の結果、
チタン酸バリウムの原料粒径を微細化して0.5μm以
下の原料を用いることにより、弗化リチウムの添加量を
低減しても低温焼結が可能であることを見い出した。さ
らに研究の結果、静電容量温度変化率がJIS規格の+
30%〜−80%を満足するために、錫酸マグネシウム
、二酸化セリウム、ケイ素、マンガンを添加することが
最適であることを見い出した。本発明は、かかる発見に
基づいてなされたものである。
作用
上記の構成によると、弗化リチウムの添加量が微量であ
ることから、従来問題となっていた焼成中の弗化リチウ
ムの飛散による焼成用さや、炉壁、発熱体の侵食を抑制
でき、焼結後の素体中に含まれる水溶性成分が低減され
たことによって、コンデンサとしての信頼性が改善され
ることとなる。
ることから、従来問題となっていた焼成中の弗化リチウ
ムの飛散による焼成用さや、炉壁、発熱体の侵食を抑制
でき、焼結後の素体中に含まれる水溶性成分が低減され
たことによって、コンデンサとしての信頼性が改善され
ることとなる。
さらに、錫酸マグネシウム、二酸化セリウムをシフター
として用いたことにより、その複合効果により静電容量
温度変化率がJIS規格を満足し、かつ誘電率を高くす
ることができる。さらに、ケイ素を添加することにより
、焼結性が向上して焼結体が緻密になり、またマンガン
を添加することにより、絶縁抵抗およびtanδが改善
される1以上により、信頼性が高(、かつ静電容量温度
変化率がJIS規格を満足する優れたコンデンサが得ら
れる。
として用いたことにより、その複合効果により静電容量
温度変化率がJIS規格を満足し、かつ誘電率を高くす
ることができる。さらに、ケイ素を添加することにより
、焼結性が向上して焼結体が緻密になり、またマンガン
を添加することにより、絶縁抵抗およびtanδが改善
される1以上により、信頼性が高(、かつ静電容量温度
変化率がJIS規格を満足する優れたコンデンサが得ら
れる。
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
第1実施例
まず、l[微量による平均粒径が0.4μmのチタン酸
バリウム(B a T i O3)にBaC0,とLi
Fとを所定量、MgOとSnO,とをMg5nO,の形
で所定量、CaO2,、SiO,およびMnO,を所定
量添加して、乳鉢で混合する。
バリウム(B a T i O3)にBaC0,とLi
Fとを所定量、MgOとSnO,とをMg5nO,の形
で所定量、CaO2,、SiO,およびMnO,を所定
量添加して、乳鉢で混合する。
次に、この混合粉に5%PVA (ポリビニールアルコ
ール)を5重量%添加して造粒し、金型を用いて15■
(φ)×1−(τ)の円板状に成形した。
ール)を5重量%添加して造粒し、金型を用いて15■
(φ)×1−(τ)の円板状に成形した。
次に、この成形体を1100℃で2時間焼成して焼結体
を作製し、収縮率を測定した。さらに、この焼結体を乳
鉢で粉砕した後、純水中で10分間煮沸し、水溶液中に
溶出したLi、F、Baを定量分析した。これらの測定
結果を第1表に示す。
を作製し、収縮率を測定した。さらに、この焼結体を乳
鉢で粉砕した後、純水中で10分間煮沸し、水溶液中に
溶出したLi、F、Baを定量分析した。これらの測定
結果を第1表に示す。
く以下余白〉
次に、上記組成の混合粉を用いて、バインダ、可塑剤お
よび溶剤を加えてボールミルで混合し、得られたスラリ
ーをリバースロール法により40μm厚みのシート状に
成形した。この誘電体シー1−上にパラジウム(Pd)
電極ペーストを印刷し、既報の文献(「積層セラミック
コンデンサ」内海和明:セラミックス18 (10)。
よび溶剤を加えてボールミルで混合し、得られたスラリ
ーをリバースロール法により40μm厚みのシート状に
成形した。この誘電体シー1−上にパラジウム(Pd)
電極ペーストを印刷し、既報の文献(「積層セラミック
コンデンサ」内海和明:セラミックス18 (10)。
846 (1983) )に記載された周知の技術によ
り、誘電体厚み28μm、積層数5層の積層セラミック
コンデンサを作製した。そして、このコンデンサを85
℃85%RHの高温高温中に保持し、50vの直流電圧
を500時間印加して室温での容量値の経時変化を調べ
た。この結果を第1表に併せて示す。
り、誘電体厚み28μm、積層数5層の積層セラミック
コンデンサを作製した。そして、このコンデンサを85
℃85%RHの高温高温中に保持し、50vの直流電圧
を500時間印加して室温での容量値の経時変化を調べ
た。この結果を第1表に併せて示す。
第1表より、LiF添加量が0.05重量%でも大きな
収縮を示し、焼結が進行することがわかる。
収縮を示し、焼結が進行することがわかる。
この第1表より、焼結体中の水溶性成分はLiFの添加
量とともに増加しているのがわかる。また、コンデンサ
としての混生に負荷寿命は水溶性成分が多くなるにした
がって低下している。
量とともに増加しているのがわかる。また、コンデンサ
としての混生に負荷寿命は水溶性成分が多くなるにした
がって低下している。
ところで、LiFを0.48重量%より多く添加した場
合、焼結体中に含まれる水溶性成分が多くなり、コンデ
ンサ材料として混生負荷寿命の点で問題が発生する。こ
こで、第1表の結果から、実用材料としては少なくとも
上記水溶性成分を0.05重量%以下に抑制する必要が
あり、このためにはLiFの添加量は0.48重量%以
下にしなければならない。一方、焼結性促進のためには
、上述したようにLiF添加量を0.05重量%以上に
する必要がある。したがって、B a T i O3に
対するLiFの添加量としては0.05〜0.48重量
%、焼結体中に残存するLiとFの合計量としては0.
03〜0゜4重量%の範囲にあることが必要条件であり
、さらに焼結性と信頼性の両面から考えて、LiFの添
加量としては、0.10〜0.25重量%、焼結体中に
残存するLiとFの合計量としては、0.06〜0.2
0重量%の範囲が好ましいことがわかる。
合、焼結体中に含まれる水溶性成分が多くなり、コンデ
ンサ材料として混生負荷寿命の点で問題が発生する。こ
こで、第1表の結果から、実用材料としては少なくとも
上記水溶性成分を0.05重量%以下に抑制する必要が
あり、このためにはLiFの添加量は0.48重量%以
下にしなければならない。一方、焼結性促進のためには
、上述したようにLiF添加量を0.05重量%以上に
する必要がある。したがって、B a T i O3に
対するLiFの添加量としては0.05〜0.48重量
%、焼結体中に残存するLiとFの合計量としては0.
03〜0゜4重量%の範囲にあることが必要条件であり
、さらに焼結性と信頼性の両面から考えて、LiFの添
加量としては、0.10〜0.25重量%、焼結体中に
残存するLiとFの合計量としては、0.06〜0.2
0重量%の範囲が好ましいことがわかる。
なお、1.0重量%以上のLiFを添加した場合は、い
ずれもLiFによる焼成用さやの侵食が観察されたが、
LiFの添加量が0.05〜0.48重量%の範囲では
、侵食の形跡は全く見られなかった。
ずれもLiFによる焼成用さやの侵食が観察されたが、
LiFの添加量が0.05〜0.48重量%の範囲では
、侵食の形跡は全く見られなかった。
次に、B a T iOaに対するBaC0,添加量、
言い変えればTi/Baについては、T i / B
aが1.00より少しでも小さくなると焼結性が向上す
る。しかし、Ti/Baが小さくなるにつれて焼結体中
の水溶性成分中にBaが含まれるようになり、T i
/ B aの減少とともにBa含有水溶性成分が増加し
、混生負荷寿命が低下する。したがって、実用材料とし
て使用可能なT i / B aの範囲は、0.950
≦T i / B a≦0.999である。
言い変えればTi/Baについては、T i / B
aが1.00より少しでも小さくなると焼結性が向上す
る。しかし、Ti/Baが小さくなるにつれて焼結体中
の水溶性成分中にBaが含まれるようになり、T i
/ B aの減少とともにBa含有水溶性成分が増加し
、混生負荷寿命が低下する。したがって、実用材料とし
て使用可能なT i / B aの範囲は、0.950
≦T i / B a≦0.999である。
第2実施例
まず、顕微鏡による平均粒径が0.4μmのB a T
i O,に、Ti/Baが0.990となるようにB
aC0aを加え、さらに所定量のLiFを、MgOとS
nO2とをMg5nO,の形で1.64重量%、Ce
O,を1.11重量%、Sin、を0.06重量%。
i O,に、Ti/Baが0.990となるようにB
aC0aを加え、さらに所定量のLiFを、MgOとS
nO2とをMg5nO,の形で1.64重量%、Ce
O,を1.11重量%、Sin、を0.06重量%。
MnOsを0.1重量添加して、第1実施例と同様の方
法で混合、造粒、成形を行った。
法で混合、造粒、成形を行った。
次に、この成形体を800〜1300℃の温度で焼成し
、第1実施例と同様に収縮率および水溶性成分を測定し
た。第1図は、LiF添加量と収縮率との関係を焼成温
度ごとにまとめたものである。この第1図により、Li
F添加量が0.05重量%以上、焼成温度が900℃以
上で収縮が急速に進行することがわかる。また、 13
00℃の焼成では、LiFを添加しなくても焼結は進行
しており、焼結促進のためにLiFを添加する必要性は
なくなってしまう。第2表は、水溶性成分の測定結果を
まとめたものである。
、第1実施例と同様に収縮率および水溶性成分を測定し
た。第1図は、LiF添加量と収縮率との関係を焼成温
度ごとにまとめたものである。この第1図により、Li
F添加量が0.05重量%以上、焼成温度が900℃以
上で収縮が急速に進行することがわかる。また、 13
00℃の焼成では、LiFを添加しなくても焼結は進行
しており、焼結促進のためにLiFを添加する必要性は
なくなってしまう。第2表は、水溶性成分の測定結果を
まとめたものである。
く以下余白〉
第
表
この第2表により、水溶性成分が焼成温度の低下および
LiFの添加量とともに増加していることがわかる。こ
こで、コンデンサとして実用に供するためには、上記第
1実施例の結果より、素体中の水溶性成分は0.05重
量%以下に抑える必要があり、したがってLiFの添加
量としては0.48重量%以下に抑えなければならない
。
LiFの添加量とともに増加していることがわかる。こ
こで、コンデンサとして実用に供するためには、上記第
1実施例の結果より、素体中の水溶性成分は0.05重
量%以下に抑える必要があり、したがってLiFの添加
量としては0.48重量%以下に抑えなければならない
。
また、LiFによる焼成用さやとの反応については、2
重量%以下のLiFを添加して1000℃以上の温度で
焼成した場合に、さやの侵食が認められたが、LiF添
加量が0.48重量%以下では侵食の形跡は全く認めら
れなかった。
重量%以下のLiFを添加して1000℃以上の温度で
焼成した場合に、さやの侵食が認められたが、LiF添
加量が0.48重量%以下では侵食の形跡は全く認めら
れなかった。
第3実施例
まず、顕微鏡による平均粒径が異なる数種のB a T
i 03JJF[料を用いて、これにT i / B
a =0.990となるようにBaC0,を添加し、
さらにLiFをO6°3重量%、MgOとSnO,とを
Mg5nOsの形で1.64重量%、CeO,を1.1
1重量%、S i O,を0.50重量%、MnO,を
0.1重量%添加して、上記第1実施例と同様の方法で
混合、造粒、成形を行い、800〜1300℃で焼成し
、収縮率を測定した。この測定結果を第2図に示す。第
2図より、平均粒径が1μm以上のBaTi○。
i 03JJF[料を用いて、これにT i / B
a =0.990となるようにBaC0,を添加し、
さらにLiFをO6°3重量%、MgOとSnO,とを
Mg5nOsの形で1.64重量%、CeO,を1.1
1重量%、S i O,を0.50重量%、MnO,を
0.1重量%添加して、上記第1実施例と同様の方法で
混合、造粒、成形を行い、800〜1300℃で焼成し
、収縮率を測定した。この測定結果を第2図に示す。第
2図より、平均粒径が1μm以上のBaTi○。
原料を用いた場合は、LiFの添加量を増やしても12
00℃より高温で焼成しないと十分に焼結しないのに対
して、平均粒径が0.5μm以下になると急速に焼結が
進み、900℃の低温でも十分に焼結することがわかる
。しかも、800℃以下では微細原料を用いても焼結は
進まない。したがって、BaTi0.の緻密な焼結体を
得るには、B a T x 051M料として平均粒径
が0.5μm以下の微細原料を用いて900℃以上で焼
成することが必要である。
00℃より高温で焼成しないと十分に焼結しないのに対
して、平均粒径が0.5μm以下になると急速に焼結が
進み、900℃の低温でも十分に焼結することがわかる
。しかも、800℃以下では微細原料を用いても焼結は
進まない。したがって、BaTi0.の緻密な焼結体を
得るには、B a T x 051M料として平均粒径
が0.5μm以下の微細原料を用いて900℃以上で焼
成することが必要である。
なお、上記第3実施例では800℃〜1200℃の温度
範囲の焼成を酸化性雰囲気で行ったが、非酸化性雰囲気
たとえば酸素分圧が10″1〜10−!@気圧で行って
も同様の効果が得られる。
範囲の焼成を酸化性雰囲気で行ったが、非酸化性雰囲気
たとえば酸素分圧が10″1〜10−!@気圧で行って
も同様の効果が得られる。
第4実施例
まず、顕微鏡による平均粒径が0.4μmのBa T
i O,に、0.3重量%のLiFを添加し、さらに所
定量のBaCO3,所定量のMgOとSnO,とをMg
SnO3の形で、所定量のCeO2およびMnO,を添
加して、第1実施例と同様の方法で混合、造粒、成形を
行い、1150℃、酸素分圧10°S〜1040気圧で
2時間焼成した。この結果を第3表に示す。
i O,に、0.3重量%のLiFを添加し、さらに所
定量のBaCO3,所定量のMgOとSnO,とをMg
SnO3の形で、所定量のCeO2およびMnO,を添
加して、第1実施例と同様の方法で混合、造粒、成形を
行い、1150℃、酸素分圧10°S〜1040気圧で
2時間焼成した。この結果を第3表に示す。
く以下余白〉
この第3表によると、試料&1〜8から、MgOが0.
17重量%より小さく、SnO,が0.65重量%より
小さいときは、比誘電率温度変化率がJIS規格規格+
3御 MgOの範囲は0.35重量%以上で0.87重量%以
下が、またSnO,の範囲は1.29重量%以上で3.
23重量%以下が望ましいのがわかる。同様に、試料N
a9 〜13から、T i / B aの範囲は0.9
50以上で0、980以下が望ましいのがわかる.試料
&14〜24からCeO□の範囲は、0。1重量%以上
で1.48重量%以下が望ましいのがわかる.試料N1
1L25〜34から、S i O,の範囲は0.5重量
%以下が望ましいのがわかる.試料N1126, 27
および恥35〜41から、MnO,の範囲は0.50重
量%以下(ただし、Oは含まず)が望ましいのがわかる
。試料&1〜5および42〜46から、焼成雰囲気が非
酸化性、酸化性にかかわらず、はぼ同じ結果が得られる
ことがわかる。
17重量%より小さく、SnO,が0.65重量%より
小さいときは、比誘電率温度変化率がJIS規格規格+
3御 MgOの範囲は0.35重量%以上で0.87重量%以
下が、またSnO,の範囲は1.29重量%以上で3.
23重量%以下が望ましいのがわかる。同様に、試料N
a9 〜13から、T i / B aの範囲は0.9
50以上で0、980以下が望ましいのがわかる.試料
&14〜24からCeO□の範囲は、0。1重量%以上
で1.48重量%以下が望ましいのがわかる.試料N1
1L25〜34から、S i O,の範囲は0.5重量
%以下が望ましいのがわかる.試料N1126, 27
および恥35〜41から、MnO,の範囲は0.50重
量%以下(ただし、Oは含まず)が望ましいのがわかる
。試料&1〜5および42〜46から、焼成雰囲気が非
酸化性、酸化性にかかわらず、はぼ同じ結果が得られる
ことがわかる。
なお、上記各実施例では、Ba過剰の
B a T i O,を作製するにあたって、BaC0
□を用いたが、酸化物や水酸化物などのBaを含むその
他の化合物を用いても、またMnO,の代りにMnC0
,などのMnを含む他の化合物を用いても同様の効果が
得られることは言うまでもない。
□を用いたが、酸化物や水酸化物などのBaを含むその
他の化合物を用いても、またMnO,の代りにMnC0
,などのMnを含む他の化合物を用いても同様の効果が
得られることは言うまでもない。
また、コンデンサとしての特性を向上させるための化合
物として,ニッケル(Ni)、カルシウム(Ca)など
の化合物を微量添加した場合でも同様の効果が得られる
。
物として,ニッケル(Ni)、カルシウム(Ca)など
の化合物を微量添加した場合でも同様の効果が得られる
。
発明の効果
以上のように本発明の構成によれば、バリウム過剰のチ
タン酸バリウムに添加する弗化リチウムの添加量を0.
05〜0.48重量%の範囲に抑え、また誘電体磁器内
部に含まれる水溶性成分を0.05重量%以下にするこ
とにより、焼成中の弗化リチウムの飛散による焼成用さ
やの侵食を防止することができ、コンデンサとしての信
頼性の向上を図ることができる.また、上記誘電体磁器
の作製にあたって、チタン酸バリウム原料に関して、平
均粒径が0.5μm以下の原料粉末とすることにより、
900〜1200℃の低温焼成で緻密な焼結体を作製す
ることができる.さらに、錫酸マグネシウム、二酸化セ
リウムをシフターとして用いたので,静電容量変化率が
JIS規格の+30%〜−80%を満足するコンデンサ
を得ることができる。
タン酸バリウムに添加する弗化リチウムの添加量を0.
05〜0.48重量%の範囲に抑え、また誘電体磁器内
部に含まれる水溶性成分を0.05重量%以下にするこ
とにより、焼成中の弗化リチウムの飛散による焼成用さ
やの侵食を防止することができ、コンデンサとしての信
頼性の向上を図ることができる.また、上記誘電体磁器
の作製にあたって、チタン酸バリウム原料に関して、平
均粒径が0.5μm以下の原料粉末とすることにより、
900〜1200℃の低温焼成で緻密な焼結体を作製す
ることができる.さらに、錫酸マグネシウム、二酸化セ
リウムをシフターとして用いたので,静電容量変化率が
JIS規格の+30%〜−80%を満足するコンデンサ
を得ることができる。
すなわち、本発明は、パラジウムより融点の低いNi,
Cu.Agなどの金属を電極材料に用いた安価で信頼性
に優れた積層セラミックコンデンサを安定して作製する
ことを可能ならしめるものであり、実用上の利用価値は
極めて高いものである。
Cu.Agなどの金属を電極材料に用いた安価で信頼性
に優れた積層セラミックコンデンサを安定して作製する
ことを可能ならしめるものであり、実用上の利用価値は
極めて高いものである。
第1図は本発明の第2実施例におけるLiF添加量と収
縮率との関係を示す特性図、第2図は本発明の第3実施
例におけるBaTi0,原料の顕微鏡による平均粒径と
収縮率との関係を示す特性図である。
縮率との関係を示す特性図、第2図は本発明の第3実施
例におけるBaTi0,原料の顕微鏡による平均粒径と
収縮率との関係を示す特性図である。
Claims (2)
- 1.チタン(Ti)とバリウム(Ba)の比が0.95
0≦Ti/Ba≦0.999となるように過剰のバリウ
ムを含有し、さらにリチウム(Li)と弗素(F)とを
合計で0.03〜0.40重量%、錫酸マグネシウム(
MgSnO_3)および二酸化セリウム(CeO_2)
のうち少なくとも1種をそれぞれ0.1〜5.0重量%
、ケイ素(Si)を二酸化ケイ素(SiO_2)に換算
した値で0.5重量%以下(ただし、0は含まず)、マ
ンガン(Mn)を二酸化マンガン (MnO_2)に換算した値で1.0重量%以下(ただ
し、0は含まず)の範囲内で含有するチタン酸バリウム
(BaTiO_3)を主成分とする磁器であって、この
磁器に含有される水溶性成分が0.05重量%以下(た
だし、0は含まず)である誘電体磁器。 - 2.平均粒径が0.5μm以下のチタン酸バリウム粉末
を原料として、0.950≦Ti/Ba≦0.999と
なるようにバリウム化合物を添加し、さらに0.05〜
0.48重量%の弗化リチウム(LiF)を添加し、さ
らに錫酸マグネシウム(MgSnO_3)および二酸化
セリウム(CeO_2)のうち少なくとも1種をそれぞ
れ0.1〜5.0重量%、ケイ素(Si)を二酸化ケイ
素(SiO_2)に換算した値で0.5重量%以下(た
だし、0は含まず)、マンガン (Mn)を二酸化マンガン(MnO_2)に換算した値
で1.0重量%以下(ただし、0は含まず)の範囲で添
加して、900〜1200℃の温度範囲で焼成し、磁器
に含まれる水溶性成分が0.05重量%以下(ただし、
0は含まず)となるようにする誘電体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222198A JPH0383854A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 誘電体磁器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1222198A JPH0383854A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 誘電体磁器およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0383854A true JPH0383854A (ja) | 1991-04-09 |
Family
ID=16778681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1222198A Pending JPH0383854A (ja) | 1989-08-29 | 1989-08-29 | 誘電体磁器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0383854A (ja) |
-
1989
- 1989-08-29 JP JP1222198A patent/JPH0383854A/ja active Pending
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