JPH04169003A

JPH04169003A - 非還元性誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPH04169003A
Application number: JP2296546A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Nishiyama; 俊樹西山; Yukio Hamachi; 浜地　幸生; Yukio Sakabe; 行雄坂部
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-10-31
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1992-06-17
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: JP2869900B2

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）この発明は非還元性誘電体磁器組成物に関し、特にたと
えば積層コンデンサなどの材料として使用される、非還
元性誘電体磁器組成物に関する。

（従来技術）従来の誘電体磁器組成物では、中性または還元性の低酸
素分圧下で焼成すると還元され、半導体化してしまうと
いう性質を有していた。そのため、このような誘電体材
料を積層コンデンサなどの材料として用いると、内部電
極材料としては、誘電体磁器材料の焼結する温度で熔融
せず、かつ誘電体磁器材料を半導体化させない高酸素分
圧下で焼成しても酸化されないパラジウム、白金などの
貴金属を用いる必要があった。このように、内部電極材
料として高価なものを使用しなければならないため、積
層コンデンサの製造コストが大きくなっていた。

そこで、このような問題を解決するために、ニッケルな
どの安価な卑金属を内部電極材料として使用することが
考えられる。しかしながら、このような卑金属を内部電
極材料として使用し、従来の条件下で焼成すると、電極
材料が酸化してしまい、電極としての機能を果たさない
、このような卑金属を電極材料として使用するためには
、酸素分圧の低い中性または還元性の雰囲気中で焼成し
ても半導体化せず、コンデンサ用の誘電体材料として十
分な比抵抗と優れた誘電特性とを有する誘電体磁器材料
が必要とされている。

これらの条件を満たすものとして、たとえば特開昭６２
−２５６４２２号公報に示されたＢａＴｉＣ３−ＣａＺ
ｒＣ）＋　−ＭｎＯ−ＭｇＯ系の材料や、特公昭６１−
１４６１１号公報に示されたＢａＴｉｏ、、　　　（Ｍ
ｇ、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃａ）○−Ｂ２０３−５ｉＯ□系の材
料などの非還元性誘電体磁器組成物が提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、特開昭６２−２５６４２２号公報に示さ
れた非還元性誘電体磁器組成物では、ＣａＺｒｏ、や焼
成過程で生成するＣａＴｉＯ２がＭｎなどとともに２次
相を生成しやすいため、高温における信頼性の低下につ
ながる危険性がある。

また、特公昭６１−１４６１１号公報に示された非還元
性誘電体磁器組成物では、得られる誘電体の誘電率が２
０００〜２８００であり、パラジウムなどの貴金属を使
用している従来の誘電体磁器組成物を用いた誘電体の誘
電率３０００〜３５００に比べると劣っている。したが
って、コストダウンのために特公昭６１−１４６１１号
公報に示された組成物を従来材料に代えることは、小型
大容量化という点で不利であり、問題が残る。

さらに、特公昭６１−１４６１１号公報に示された非還
元性誘電体磁器組成物を用いた誘電体では、容量の温度
変化率は、＋２０℃の容量値を基準としたときに、−２
５℃〜＋８５℃の範囲では±１０％であるが、＋８５℃
を越える高温では１０％を大きく超えてしまい、ＥＩＡ
規格に規定されているＸ７Ｒ特性をも大きくはずれてし
まう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、低酸素分圧下で
焼成しても半導体化せずに焼成でき、絶縁抵抗および誘
電率が大きく、容量の温度特性が良好で、かつ積層コン
デンサなどの素子を薄膜化することができる非還元性誘
電体磁器組成物を提供することである。

（課題を解決するための手段）この発明は、未反応のＢａＯの含有量が０．７重量％以
下でかつＢ　ａ　／　Ｔ　ｉモル比が１．００５〜１．
０２５であるＢａＴｉＯｓが９５．０〜９８．０モル％
と、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、　Ｄｙ、Ｅｒの中から選ばれる
少なくとも１種類の希土類酸化物が２．０〜５．０モル
％とからなる主成分１００重量部に対して、副成分とし
てＭ　ｎ　Ｏを０．　３〜１．５重量部およびＢａＯ−
ＳｒＯ−Ｌｉ２０−３ｉｎ、を主成分とする酸化物ガラ
スを０．　５〜２．５重量部含有した、非還元性誘電体
磁器組成物である。

（発明の効果）この発明によれば、低酸素分圧下においても半導体化せ
ずに焼成可能である。したがって、この非還元性誘電体
磁器組成物を用いれば、内部電極材料として卑金属を使
用することができる。そのため、貴金属を電極材料とし
て用いた従来のものに比べて、積層セラミックコンデン
サのコストダウンを図ることができる。

また、得ら・れた誘電体は、誘電率が３０００以上であ
り、絶縁抵抗の対数値１ｏｇｌＲが１１゜０以上の値を
有する。さらに、容量の温度特性は、＋２０℃の容量値
を基準としたときに、−５５℃〜＋１２５℃の広い範囲
で±１５％以内の値を有する。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例）まず、原料としてＢａ　ＣＯ３およびＴｉＯ□を準備し
、ＢａＴｉＯ３を生成するような比率で秤量したのち、
ジルコニアボールを用いたボールミルで十分混合粉砕し
て、混合物を得た。次に、この混合物中の分散媒を蒸発
させたのち、１１５０℃で３時間仮焼し、微粉砕してＢ
ａＴｉＣ）＋を作製した。このＢａＴｉＣ）＋中に含ま
れる未反応ＢａＯの含有量は、０．４％であった。同様
に、仮焼条件を変えることによって、未反応ＢａＴｉＯ
３の含有量がそれぞれ０．６％、０．８％、１゜０％で
あるＢ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏ＝を作製した。

また、７３　ａ　Ｔ　ｉ　ＯｚのＢａ／Ｔｉモル比補正
のためのＢａＣ○：＋　、Ｌａ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｄ）’、
ＥｒＯ中から選ばれる少なくとも１種類の希土類酸化物
Ｒｅｚ　Ｏ３，ＭｎＯおよびＢａＯ−ＳｒＯ−Ｌ　ｔ　
ｚ　ＯＳ　ｉＯｚを主成分とする酸化物ガラスを準備し
た。そして、これらの材料とＢａＴｉＯ３とを表１に示
す組成比率となるように秤量し、秤量物を得た。この秤
量物に酢酸ビニル系バインダを５重量％添加し、湿式混
合したのち、蒸発。

乾燥および整粒の工程を経て粉末を得た。得られた粉末
を２ｔｏｎ／ｃ！１の圧力で、直径１０ｆｉ、厚さ１１
の円板状にプレス成形して成形体を得た。

この成形体を空気中において４００℃で３時間保持する
ことにより脱バインダ処理し、体積比でＨ２：Ｎ２−３
　：　１００の還元雰囲気ガス気流中において、表２に
示す温度で２時間焼成して磁器を得た。得られた磁器の
両面にＡｇペーストを塗布し、焼き付けることによって
、Ａｇ電極を形成してコンデンサとした。

このコンデンサについて、室温における誘電率（ε）、
誘電損失（ｔａｎδ）、絶縁抵抗および容量の温度変化
率を測定し、その結果を表２に示した。

なお、誘電率（ε）、誘電損失（ｔａｎδ）については
、温度２５℃１周波数１ｋＨｚ、交流ＩＶの条件で測定
した。また、絶縁抵抗については、温度２５℃、直流５
００Ｖの条件で測定し、その対数値（ｎ　ｏ　ｇ　Ｉ　
Ｒ）を示した。さらに、容量温度変化率については、２
５℃における容量値を基準としたときの一５５℃におけ
る変化率（ΔＣ−５，７□５）および１２５℃における
変化率（ΔＣ，！Ｓ。

２５）を示した。また、−５５〜１２５℃における容量
温度変化率の最大値の絶対値、いわゆる最大変化率（１
ΔＣ／　Ｃｚｓ　ｌ□Ｘ）を示した。

表中、試料番号１〜１９は、未反応のＢａＯの含有量が
０．４％のＢａＴｉ０ｉを使用した。また、試料番号２
０，２１．２２は、それぞれ未反応のＢａＯの含有量が
０．６％、０．８％、１゜０％のＢ　ａ　Ｔ　ｉ　Ｏｚ
を使用した。

次に、主成分および副成分の組成範囲を限定した理由に
ついて説明する。

試料番号２，３のように、ＢａＴｉ０．の構成比率が９
５．０モル％未満すなわち希土類酸化物の構成比率が５
．０モル％を超えると、低温側および高温側での容量温
度変化率が大きくなり、−１５％を大きく超えてしまう
ためである。また、試料番号４のように、ＢａＴｉ０ｉ
の構成比率が９８．９モル％を超えると、すなわち希土
類酸化物の構成比率が２．０モル％未満であると、キュ
リー点付近での容量温度変化率が大きくはずれてしまう
ためである。

試料番号５のように、ＢａＴｉＯ３のＢａ／Ｔｉモル比
が１．００５未満であると、中性あるいは還元性雰囲気
中で焼成した際に組織が半導体化してしまうためである
。また、試料番号８のように、ＢａＴｉ０．のＢ　ａ　
／　Ｔ　ｉモル比が１．０２５を超えると、焼結性が著
しく低下するためである。

試料番号２１．２２のように、ＢａＴｉ０．中の未反応
のＢａＯが０．７重蓋％を超えると、低温側および高温
側における容量温度変化率が大きくマイナス側にはずれ
るためである。

試料番号１２のように、Ｍ　ｎ　Ｏの添加量が０゜３重
量部未満であると、組織の耐還元性向上に効果がなくな
り、絶縁抵抗値が大きく低下するとともに、容量温度変
化率が高温部、低温部ともに大きくはずれてしまうため
である。また、試料番号１１のように、ＭｎＯの添加量
が１．５重量部を超えると、絶縁抵抗値の低下が認めら
れるためである。

試料番号１６のように、Ｂａ０−Ｓ　ｒｏ−Ｌ　ｉ、０
−５ｉＯ，を主成分とする酸化物ガラスの添加量が０．
５重量部未満であると、耐還元性の向上に効果がないた
めである。また、試料番号１５のように、酸化物ガラス
の添加量が２，５重量部を超えると、誘電率の低下が生
じるためである。

それに対して、この発明の非還元性誘電体磁器組成物で
は、ＢａＴｉＯｘおよび希土類酸化物を主成分とする誘
電体材料にＭ　ｎ　Ｏ、酸化物ガラスを添加することに
より、中性または還元性雰囲気中において１２６０〜１
３００℃の温度で焼成しても、セラミックが還元されて
半導体化することがない。しかも、ｌｏｇｌＲで１１．
０以上の高い絶縁抵抗を示し、３０００以上の高誘電率
を有し、さらに容量温度変化率もＥＩＡ規格のＸ７Ｒ特
性を満足する非還元性誘電体磁器組成物を得ることがで
きる。

また、この非還元性誘電体磁器組成物を、たとえば積層
セラミックコンデンサの誘電体材料として用いれば、ニ
ッケルなどで代表される卑金属を内部電極材料として使
用することが可能となり、従来より使用されてきたパラ
ジウムなどの貴金属を内部電極とする積層セラミックコ
ンデンサと比較して、特性を劣化させることなく大幅な
コストダウンを行うことができる。

なお、この実施例では、単板コンデンサについて各特性
を測定したが、同じ組成物をシート成形しチップ加工を
行った積層コンデンサにおいても、はぼ同様の結果が得
られる。

Claims

【特許請求の範囲】未反応のＢａＯの含有量が０．７重量％以下でかつＢａ
／Ｔｉモル比が１．００５〜１．０２５であるＢａＴｉ
Ｏ＿３が９５．０〜９８．０モル％と、Ｌａ，Ｎｄ，Ｓ
ｍ，Ｄｙ，Ｅｒの中から選ばれる少なくとも１種類の希
土類酸化物が２．０〜５．０モル％とからなる主成分１
００重量部に対して、副成分としてＭｎＯを０．３〜１．５重量部およびＢａ
Ｏ−ＳｒＯ−Ｌｉ＿２Ｏ−ＳｉＯ＿２を主成分とする酸
化物ガラスを０．５〜２．５重量部含有した、非還元性
誘電体磁器組成物。