JPH04215205A - 誘電体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物及びその製造方法Info
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- JPH04215205A JPH04215205A JP2324874A JP32487490A JPH04215205A JP H04215205 A JPH04215205 A JP H04215205A JP 2324874 A JP2324874 A JP 2324874A JP 32487490 A JP32487490 A JP 32487490A JP H04215205 A JPH04215205 A JP H04215205A
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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、鉛系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に
関し、さらに詳しくは、高誘電率かつ焼成温度の低い鉛
系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に関する。
関し、さらに詳しくは、高誘電率かつ焼成温度の低い鉛
系の誘電体磁器組成物及びその製造方法に関する。
[従来の技術]
従来、鉛系の誘電体磁器組成物として、例えば特開昭6
2−290010号、特開昭62−31907号及び特
開昭61−155245号の各公報に開示されているも
のがあつた。
2−290010号、特開昭62−31907号及び特
開昭61−155245号の各公報に開示されているも
のがあつた。
特開昭62−290010号公報には、Pb(Ni1/
■Nb■/■)O■、Pb(Zn1/2Nb2/3)O
3及びPb(Mg1/■Nb■/■)O■の3成分を主
成分とし、副成分としてPbTiO2、A(Mn1/2
Nb1/2)O■(但し、AはPb、Ba、Sr、Ca
より選ばれた一種以上の元素)及びB(Mg1/2W1
/2)O■(但し、BはPb、Ba、Sr、Caより選
ばれた一種以上の元素)で表わされる組成物を含有する
誘電体磁器組成物が開示されている。
■Nb■/■)O■、Pb(Zn1/2Nb2/3)O
3及びPb(Mg1/■Nb■/■)O■の3成分を主
成分とし、副成分としてPbTiO2、A(Mn1/2
Nb1/2)O■(但し、AはPb、Ba、Sr、Ca
より選ばれた一種以上の元素)及びB(Mg1/2W1
/2)O■(但し、BはPb、Ba、Sr、Caより選
ばれた一種以上の元素)で表わされる組成物を含有する
誘電体磁器組成物が開示されている。
一方、特開昭62−31907号公報には、Pb(Mg
1/■Nb■/■)O■−Pb(Zn1/2Nb2/2
)O■−PbTiO3の 固溶体を主成分とし、副成分として、MgO及びA(C
u1/■W1/■)O■(ただし、AはPb、Ba、S
r、Caより選ばれる一種以上の元素)で表わされる組
成物を含有する誘電体磁器組成物が開示されている。
1/■Nb■/■)O■−Pb(Zn1/2Nb2/2
)O■−PbTiO3の 固溶体を主成分とし、副成分として、MgO及びA(C
u1/■W1/■)O■(ただし、AはPb、Ba、S
r、Caより選ばれる一種以上の元素)で表わされる組
成物を含有する誘電体磁器組成物が開示されている。
更に、特開昭61−155245号公報には、一般式x
Pb(Zn1/■Nb■/■)O■−yPb(Mg1/
■Nb1/■)O■− zPbTiO■で表わされる組成物中のPbの一部をB
a及びSrの少なくとも一種で置換した誘電体磁器組成
物が開示されている。
Pb(Zn1/■Nb■/■)O■−yPb(Mg1/
■Nb1/■)O■− zPbTiO■で表わされる組成物中のPbの一部をB
a及びSrの少なくとも一種で置換した誘電体磁器組成
物が開示されている。
ところで、近年、電子回路の高密度化に伴ない、磁器コ
ンデンサの小型化が求められているが、そのためには磁
器コンデンサを構成する誘電体磁器組成物の比誘電率が
十分大きいことが必要であり、具体的には比誘電率をが
10,000以上あることが望ましく、誘電体磁器組成
物の絶縁抵抗も高いものが求められている。
ンデンサの小型化が求められているが、そのためには磁
器コンデンサを構成する誘電体磁器組成物の比誘電率が
十分大きいことが必要であり、具体的には比誘電率をが
10,000以上あることが望ましく、誘電体磁器組成
物の絶縁抵抗も高いものが求められている。
また、磁器コンデンサの製造工程においては誘電体磁器
組成物の焼成がなされるが、上記のようなPbを含む鉛
系の誘電体磁器組成物では、焼成温度が高いと焼成中に
PbOが蒸発し、その蒸発量が多くなると磁器コンデン
サの物性値にバラツキを生じるおそれがある。
組成物の焼成がなされるが、上記のようなPbを含む鉛
系の誘電体磁器組成物では、焼成温度が高いと焼成中に
PbOが蒸発し、その蒸発量が多くなると磁器コンデン
サの物性値にバラツキを生じるおそれがある。
また、PbOの空気中への拡散を防ぐために過大な設備
が必要となる。更に、高価なPdを固溶させた内部電極
を用いる必要も生じてくる。
が必要となる。更に、高価なPdを固溶させた内部電極
を用いる必要も生じてくる。
従つて、誘電体磁器組成物の焼成温度はできるだけ低い
方が望ましく、具体的には850℃以下が望ましい。
方が望ましく、具体的には850℃以下が望ましい。
更に、磁器コンデンサの信頼性の観点からは静電容量の
温度変化率は十分小さいことが好ましい。
温度変化率は十分小さいことが好ましい。
しかしながら、前述のような従来の鉛系の誘電体磁器組
成物は上記の要求を全て満たすものではなかった。
成物は上記の要求を全て満たすものではなかった。
すなわち、特開昭62−290010号公報に開示され
ている鉛系の誘電体磁器組成物は、誘電率εが6000
〜9320と低いうえに、製造時の焼成温度が900〜
1000℃と高いものであった。
ている鉛系の誘電体磁器組成物は、誘電率εが6000
〜9320と低いうえに、製造時の焼成温度が900〜
1000℃と高いものであった。
また、特開昭62−31907号公報に開示されている
鉛系の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が103
0〜1150℃と高いものであった。
鉛系の誘電体磁器組成物は、製造時の焼成温度が103
0〜1150℃と高いものであった。
更に特開昭61−155245号91に開示されている
鉛系の誘電体磁器組成物も、製造時の焼成温度が980
〜1080℃と高いものであった。
鉛系の誘電体磁器組成物も、製造時の焼成温度が980
〜1080℃と高いものであった。
そこで、本発明の目的は、製造時の焼成温度が比較的低
く、比誘電率が十分高く、抵抗率が高く、さらに静電容
量の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその
製造方法を提供することにある。
く、比誘電率が十分高く、抵抗率が高く、さらに静電容
量の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその
製造方法を提供することにある。
具体的には、850℃以下の温度で焼成することが可能
であり、且つ10,000以上の誘電率εを有し、且つ
25℃における抵抗率p25が1011Ωcm以上、1
50℃における抵抗率ρ150が10■Ωcm以上、t
anδが4%以下、静電容量の温度変化率△cがJIS
規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及びその製造
方法を提供することにある。
であり、且つ10,000以上の誘電率εを有し、且つ
25℃における抵抗率p25が1011Ωcm以上、1
50℃における抵抗率ρ150が10■Ωcm以上、t
anδが4%以下、静電容量の温度変化率△cがJIS
規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及びその製造
方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明は、前記目的を達成すべく、一般式[Pb(Mg
1/■Nb■/■)O■]■[Pb(Zn1/■Nb■
/■)O■]■− [Pb(Ni1/■Nb■/■)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、 これを構成するPb(Mg1/■Nb■/■)O■、P
b(Zn1/■−Nb■/■)O■、Pb(Ni1/■
Nb■/■)O■及びPbTiO2の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12.0モル%のP
b(Mg1/■W1/■)O■、0.35〜3.17モ
ル%のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb
3O4の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、1.0〜5.7原子%の割合で置換して誘電
体磁器組成物を構成したものである。
1/■Nb■/■)O■]■[Pb(Zn1/■Nb■
/■)O■]■− [Pb(Ni1/■Nb■/■)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、 これを構成するPb(Mg1/■Nb■/■)O■、P
b(Zn1/■−Nb■/■)O■、Pb(Ni1/■
Nb■/■)O■及びPbTiO2の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12.0モル%のP
b(Mg1/■W1/■)O■、0.35〜3.17モ
ル%のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb
3O4の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、1.0〜5.7原子%の割合で置換して誘電
体磁器組成物を構成したものである。
また、上記誘電体磁器組成物の製造方法は、一般式
[Pb(Mg1/■Nb■/■)O■]■[Pb(Zn
1/■Nb■/■)O■]■− [Pb(Ni1/■Nb■/■)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、 これを構成するPb(Mg1/■Nb■/■)O■、P
b(Zn1/■−Nb■/■)O■、Pb(Ni1/■
Nb■/■)O■及びPbTiO■の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12モル%のPb(
Mg1/2W1/2)O2、0.35〜3.17モル%
のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb2O
4の各成分からなる副成分とを配合し、更に、上記主成
分中のPb元素の一部をBa、Sr及びCaの3元素の
中から選択した一種又は二種以上の元素によって、1.
0〜5.7原子%の割合で置換されるように配合した後
、焼成することにより誘電体磁器組成物を製造するよう
にしたものである。
1/■Nb■/■)O■]■− [Pb(Ni1/■Nb■/■)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、 これを構成するPb(Mg1/■Nb■/■)O■、P
b(Zn1/■−Nb■/■)O■、Pb(Ni1/■
Nb■/■)O■及びPbTiO■の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12モル%のPb(
Mg1/2W1/2)O2、0.35〜3.17モル%
のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb2O
4の各成分からなる副成分とを配合し、更に、上記主成
分中のPb元素の一部をBa、Sr及びCaの3元素の
中から選択した一種又は二種以上の元素によって、1.
0〜5.7原子%の割合で置換されるように配合した後
、焼成することにより誘電体磁器組成物を製造するよう
にしたものである。
上記構成の誘電体磁器組成物は、比誘電率が10,00
0以上と十分高く、850℃以下の低温で焼成しても十
分緻密な組成物を得ることが可能であり、かつ、25℃
における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、150℃
における抵抗率ρ150が10■Ωcm以上、tanδ
が4%以下、さらに静電容量の温度変化率△CもJIS
規格のE特性を満足する程度に十分小さいものである。
0以上と十分高く、850℃以下の低温で焼成しても十
分緻密な組成物を得ることが可能であり、かつ、25℃
における抵抗率ρ25が1011Ωcm以上、150℃
における抵抗率ρ150が10■Ωcm以上、tanδ
が4%以下、さらに静電容量の温度変化率△CもJIS
規格のE特性を満足する程度に十分小さいものである。
次に、各成分比の限定理由について説明する。
まず、誘電体磁器組成物の生成分であるPb(Mg1/
■Nb■/■)O■、Pb(Zn1/■Nb■/■)O
■、Pb(Ni1/■Nb■/■)O■及びPbTiO
2の各酸化物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし
、a+b+c+d=100)が、上記4種の酸化物のモ
ル比の相関を示す立体成分図において、前記各点A〜H
を頂点とする多面体の領域内にある必要性は、以下の理
由からくるものである。
■Nb■/■)O■、Pb(Zn1/■Nb■/■)O
■、Pb(Ni1/■Nb■/■)O■及びPbTiO
2の各酸化物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし
、a+b+c+d=100)が、上記4種の酸化物のモ
ル比の相関を示す立体成分図において、前記各点A〜H
を頂点とする多面体の領域内にある必要性は、以下の理
由からくるものである。
まず、PbTiO2についてみると、平面EFGHより
もPbTiO2の少ない領域、すなわち10.0モル%
未満の領域では、誘電体磁器組成物の静電容量の温度変
化率△Cが大きくなり、本発明の目的を満たさないから
である。
もPbTiO2の少ない領域、すなわち10.0モル%
未満の領域では、誘電体磁器組成物の静電容量の温度変
化率△Cが大きくなり、本発明の目的を満たさないから
である。
一方、平面ADCBよりもPbTiO2の多い領域、す
なわち20.0モル%より多い領域については、裏付け
るべきデータがないので、本出願においては上記限定を
行った。従って、上記上限を越える場合に本発明の目的
を満たさないことを示すものではない。
なわち20.0モル%より多い領域については、裏付け
るべきデータがないので、本出願においては上記限定を
行った。従って、上記上限を越える場合に本発明の目的
を満たさないことを示すものではない。
次に、平面AFEDよりもPb(Ni1/2Nb2/2
)O2の少ない領域では、静電容量の温度変化率△Cが
大きくなり、本発明の目的を満たさないからである。
)O2の少ない領域では、静電容量の温度変化率△Cが
大きくなり、本発明の目的を満たさないからである。
一方、平面BCHGよりもPb(Ni1/■Nb■/■
)O■の多い領域では、静電容量の温度変化率が大きく
なつたり、焼成温度を高くしなければ緻密な誘電体磁器
組成物が得られず、本発明の目的を満たさないからであ
る。
)O■の多い領域では、静電容量の温度変化率が大きく
なつたり、焼成温度を高くしなければ緻密な誘電体磁器
組成物が得られず、本発明の目的を満たさないからであ
る。
次に、平面ABGFよりもPb(Zn1/■Nb■/■
)O■の少ない領域では、静電容量の温度変化率が大き
くなり、本発明の目的を満たさないからである。
)O■の少ない領域では、静電容量の温度変化率が大き
くなり、本発明の目的を満たさないからである。
一方、平面CDEHよりもPb(Zn1/■Nb■/■
)O■の多い領域では、比誘電率εが低下したり、緻密
な焼結体を得ることができなくなり、本発明の目的を満
たさないからである。
)O■の多い領域では、比誘電率εが低下したり、緻密
な焼結体を得ることができなくなり、本発明の目的を満
たさないからである。
次に、Pb(Mg1/2W1/2)O■の添加量につい
ては、2.0〜12.0モル%の範囲では所望の特性が
得られるが、2.0モル%未満及び12.0モル%を越
えた範囲では比誘電率ε■が低下したり、静電容量の温
度変化率△Cが増大し、本発明の目的を満たさないから
である。
ては、2.0〜12.0モル%の範囲では所望の特性が
得られるが、2.0モル%未満及び12.0モル%を越
えた範囲では比誘電率ε■が低下したり、静電容量の温
度変化率△Cが増大し、本発明の目的を満たさないから
である。
次に、MgOの添加量については、0.35〜3.17
モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0.35モ
ル%未満の範囲では比誘電率ε■が10,000未満と
なり、3.17モル%を超えた範囲では焼成温度を高く
しなければ緻密な焼結体が得られず、本発明の目的を満
たさないからである。
モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0.35モ
ル%未満の範囲では比誘電率ε■が10,000未満と
なり、3.17モル%を超えた範囲では焼成温度を高く
しなければ緻密な焼結体が得られず、本発明の目的を満
たさないからである。
次に、Pb3O4の添加量については、0.337〜1
.638モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0
.337モル%未満の範囲では緻密な焼結体が得られな
くなり、また1.638モル%を越えた範囲では比誘電
率ε■が所望の特性よりも悪くなり、本発明の目的を満
たさなくなるからである。
.638モル%の範囲では所望の特性が得られるが、0
.337モル%未満の範囲では緻密な焼結体が得られな
くなり、また1.638モル%を越えた範囲では比誘電
率ε■が所望の特性よりも悪くなり、本発明の目的を満
たさなくなるからである。
次に、Pb元素の置換量については、Ca、Sr、Ba
の置換量を1.0〜5.7原子%の範囲では所望の特性
が得られるが、1.0原子%未満の範囲では静電容量の
温度変化率△Cが大きくなり、5.7原子%を越えた範
囲では緻密な焼結体が得られなくなり、本発明の目的を
満たさなくなるからである。
の置換量を1.0〜5.7原子%の範囲では所望の特性
が得られるが、1.0原子%未満の範囲では静電容量の
温度変化率△Cが大きくなり、5.7原子%を越えた範
囲では緻密な焼結体が得られなくなり、本発明の目的を
満たさなくなるからである。
[実施例]
次に、本発明の実施例について詳細に説明する。
発明者らは、本発明の実施例及び比較例となる試料No
.1〜63の各誘電体磁気組成物を作製し、各試料の電
気的特性を比較した。
.1〜63の各誘電体磁気組成物を作製し、各試料の電
気的特性を比較した。
これらの試料は、各成分比率を変更する以外は全く同様
の手順で得られる。
の手順で得られる。
以下、試料No.1を例にとって試料の作製方法につい
て説明する。
て説明する。
試料の作製
試料No.1は、一般式
で表される主成分を100モル%として、2.23モル
%のMgO(副成分)、0.66モル%のPb3O4(
副成分)及び8.6モル%のPb(Mg1/2W1/2
)O2(副成分)を含有し、また、Pbを1原子%のC
aで置換されているものである。
%のMgO(副成分)、0.66モル%のPb3O4(
副成分)及び8.6モル%のPb(Mg1/2W1/2
)O2(副成分)を含有し、また、Pbを1原子%のC
aで置換されているものである。
この組成の成分は、以下の手順で得られる。
まず、MgOを9.89g、ZnOを
7.81g、NiOを1.79g、Nb2O2を79.
74g、TiO2を7.99g、CaCO2を1.00
g、WO2を9.97gをそれぞれ秤量し、これらの原
料をポリエチレン製ポットに入れ、ここにエタノールを
添加し、ZrO2ボール(10φ)を用いて湿式混合し
た後、これを850〜1000℃の温度で1〜3時間仮
焼して仮焼物を得る。
74g、TiO2を7.99g、CaCO2を1.00
g、WO2を9.97gをそれぞれ秤量し、これらの原
料をポリエチレン製ポットに入れ、ここにエタノールを
添加し、ZrO2ボール(10φ)を用いて湿式混合し
た後、これを850〜1000℃の温度で1〜3時間仮
焼して仮焼物を得る。
次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、乾燥した後、
この乾燥粉117.75gに対してPb2O4を230
.76g秤量して添加し、混合物をポリエチレン製ポッ
トに入れる。
この乾燥粉117.75gに対してPb2O4を230
.76g秤量して添加し、混合物をポリエチレン製ポッ
トに入れる。
さらに、これにエタノールを添加し、ZrOボールを用
いて湿式混合し、これを650〜750℃で1〜4時間
仮焼して仮焼物を得る。
いて湿式混合し、これを650〜750℃で1〜4時間
仮焼して仮焼物を得る。
次に、この仮焼物をボールミルで粉砕し、乾燥した後、
有機バインダーを加えて造粒し、この造粒物を直径9.
8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2
の圧力で加圧して成形物を得る。
有機バインダーを加えて造粒し、この造粒物を直径9.
8mm、厚さ0.6mmの円板状に500kg/cm2
の圧力で加圧して成形物を得る。
次に、この成形物をジルコニアセッター上に載せ、空気
中で850℃の温度で焼成し、誘電体磁器組成物の磁器
素体を得る。
中で850℃の温度で焼成し、誘電体磁器組成物の磁器
素体を得る。
電気的特性の測定
次に、焼成後の磁器素体の両主面に銀ペーストを塗布し
て焼付け、磁器コンデンサを作り、これを48時間放置
した。
て焼付け、磁器コンデンサを作り、これを48時間放置
した。
そして、この磁器コンデンサの20℃における比誘電率
εr、及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率
ρ25、150℃における抵抗率ρ150、−25℃及
び85℃における静電容量の温度変化率△Cの各特性を
測定した。
εr、及び誘電体損失tanδ、25℃における抵抗率
ρ25、150℃における抵抗率ρ150、−25℃及
び85℃における静電容量の温度変化率△Cの各特性を
測定した。
その結果、それぞれ、
比誘電率εr=11,260、
誘電体損失tanδ=1.89、
25℃における抵抗率
ρ25=7.1×1012Ωcm、
150℃における抵抗率
ρ150=6.2×1011Ωcm、
−25℃における静電容量の温度変化率△C−25=−
49.2%、 85℃における静電容量の温度変化率 △C85=−54.3% となった。
49.2%、 85℃における静電容量の温度変化率 △C85=−54.3% となった。
なお、比誘電率εr及びtanδは、周波数1KHz、
電圧1V(実効値)の条件で測定した。
電圧1V(実効値)の条件で測定した。
また、抵抗率ρは、コンデンサに100Vの電圧を30
秒間印加した後に抵抗値を求め、この値から算出した。
秒間印加した後に抵抗値を求め、この値から算出した。
静電容量の温度変化率△Cは、恒温槽の中に試料を入れ
、−25℃、85℃の各温度において、周波数1kHz
、電圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定して
求めた。
、−25℃、85℃の各温度において、周波数1kHz
、電圧(実効値)1.0Vの条件で静電容量を測定して
求めた。
試料No.1〜63について、各成分組成及び諸特性を
第1表(1)〜(3)に示す。
第1表(1)〜(3)に示す。
表において欄外に※印を付した試料は比較例であり、本
発明の実施例であるその他の試料の特性と比較するため
のものである。
発明の実施例であるその他の試料の特性と比較するため
のものである。
ここで、No.1〜14、No.15〜26及びNo.
27〜45の試料グループによる実験は、主成分中のP
bTio3のモル比をそれぞれ10.0モル%、15.
0モル%及び20.0モル%に固定して他の諸成分の成
分比を変化させることにより、各成分の適正範囲を明ら
かにしたものである。
27〜45の試料グループによる実験は、主成分中のP
bTio3のモル比をそれぞれ10.0モル%、15.
0モル%及び20.0モル%に固定して他の諸成分の成
分比を変化させることにより、各成分の適正範囲を明ら
かにしたものである。
この結果は、それぞれ第2図、第3図及び第4図の各三
角図に示されている。
角図に示されている。
また、No.46〜55の試料グループによる実験は、
副成分であるPb3O4の添加量を0.66モル%に固
定して他の諸成分の成分比を変化させることにより、各
成分の適正範囲を明らかにしたものである。
副成分であるPb3O4の添加量を0.66モル%に固
定して他の諸成分の成分比を変化させることにより、各
成分の適正範囲を明らかにしたものである。
各試料の特性評価
本発明の目的は、比誘電率εrが十分高く、製造時の焼
成温度が比較的低く、さらに静電容量の温度変化率ΔC
がJIS規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及び
その製造方法を提供することにあるが、 850℃以下で焼成が可能であり、 比誘電率εr≧10,000、 tanδ≦4%、 25℃における抵抗率 ρ28≧1011Ωcm、 150℃における抵抗率 ρ180≧109Ωcm、 ΔCがJIS規格のE特性を満足する ことを一応の基準として各試料の電気的特性を評価した
。
成温度が比較的低く、さらに静電容量の温度変化率ΔC
がJIS規格のE特性を満足する誘電体磁器組成物及び
その製造方法を提供することにあるが、 850℃以下で焼成が可能であり、 比誘電率εr≧10,000、 tanδ≦4%、 25℃における抵抗率 ρ28≧1011Ωcm、 150℃における抵抗率 ρ180≧109Ωcm、 ΔCがJIS規格のE特性を満足する ことを一応の基準として各試料の電気的特性を評価した
。
以下、その結果を詳細に説明する。
試料No.5〜9、14、21〜23、25、32、3
7、38、43、45、61〜63は、いずれも静電容
量の温度変化率ΔCが大きく、JIS規格のE特性を満
たしておらず、本発明の目的を満足しない。
7、38、43、45、61〜63は、いずれも静電容
量の温度変化率ΔCが大きく、JIS規格のE特性を満
たしておらず、本発明の目的を満足しない。
試料No.8〜9、14、18、22、23、36〜3
8は、いずれも比誘電率εrが10,000未満であり
、本発明の目的を満足しない。
8は、いずれも比誘電率εrが10,000未満であり
、本発明の目的を満足しない。
試料No.8、9、14、22、23、37、38は、
比誘電率εr及び静電容量の温度変化率ΔCのいずれも
期待される値が得られず、本発明の目的を満足しない。
比誘電率εr及び静電容量の温度変化率ΔCのいずれも
期待される値が得られず、本発明の目的を満足しない。
試料No.42、46、52、56は緻密な焼結体すら
得ることができなかった。
得ることができなかった。
上記以外の試料は良好な電気的特性を有し、いずれも満
足できる結果が得られた。
足できる結果が得られた。
従って、以上の結果を整理すると、以下のような結論が
得られる。
得られる。
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3のモル比の相関を示す立体成分図にお
いては、以下の領域内が電気的特性の良好な誘電体磁器
組成物ということになる。
Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)O3
及びPbTiO3のモル比の相関を示す立体成分図にお
いては、以下の領域内が電気的特性の良好な誘電体磁器
組成物ということになる。
まず、平面EFGHよりもPbTiO3の多い領域であ
ることが求められる。これよりPbTiO3の少ない領
域では、試料No.61〜63から分かるように、静電
容量の温度変化率ΔCが悪化する。
ることが求められる。これよりPbTiO3の少ない領
域では、試料No.61〜63から分かるように、静電
容量の温度変化率ΔCが悪化する。
次に、平面AFEDよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Ni1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.5〜7、21、32から分かるように、静電容
量の温度変化率ΔCが悪化する。
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Ni1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.5〜7、21、32から分かるように、静電容
量の温度変化率ΔCが悪化する。
また、平面BCHGよりもPb(Ni1/3Nb2/3
)O3の少ない領域であることも求められる。
)O3の少ない領域であることも求められる。
これよりPb(Ni1/3Nb2/3)O3の多い領域
では、No.8、22、23、37から分かるように、
静電容量の温度変化率ΔCが悪化したり、比誘電率εr
が低下したりする。
では、No.8、22、23、37から分かるように、
静電容量の温度変化率ΔCが悪化したり、比誘電率εr
が低下したりする。
次に、平面ABGFよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Zn1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.38から分かるように、静電容量の温度変化率
ΔCが悪化してしまう。
)O3の多い領域であることが求められる。これよりP
b(Zn1/3Nb2/3)O3の少ない領域では、試
料No.38から分かるように、静電容量の温度変化率
ΔCが悪化してしまう。
また、平面CDEHよりもPb(Zn1/3Nb2/3
)O3の少ない領域であることが求められる。これより
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3の多い領域では、N
o.9、18、36から分かるように、比誘電率εrが
10,000未満になる。
)O3の少ない領域であることが求められる。これより
Pb(Zn1/3Nb2/3)O3の多い領域では、N
o.9、18、36から分かるように、比誘電率εrが
10,000未満になる。
従つて、主成分を構成するPb(Mg1/3Nb2/3
)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(N
i1/3Nb2/3)O3及びPbTiO3の4成分の
モル比は、第1図に示すように、これらの相関を示す立
体成分図において、A〜Hを頂点とする多面体の範囲内
であることが、良好な電気的特性が得られる条件となる
。
)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(N
i1/3Nb2/3)O3及びPbTiO3の4成分の
モル比は、第1図に示すように、これらの相関を示す立
体成分図において、A〜Hを頂点とする多面体の範囲内
であることが、良好な電気的特性が得られる条件となる
。
次に、MgOの添加量の好ましい範囲は、0.35〜3
.17モル%である、MgOが0.35モル%未満の場
合は、No.46、47に示すように比誘電率εrが1
0,000未満となり、MgOが3.17モル%を越え
る場合は、No.52に示すように高い焼成温度が必要
になり、緻密な焼結体が得られなくなる。
.17モル%である、MgOが0.35モル%未満の場
合は、No.46、47に示すように比誘電率εrが1
0,000未満となり、MgOが3.17モル%を越え
る場合は、No.52に示すように高い焼成温度が必要
になり、緻密な焼結体が得られなくなる。
次に、Pb3O4の添加量の好ましい範囲は、0.33
7〜1.638モル%である。
7〜1.638モル%である。
Pb3O4が0.337モル%未満の場合は、No.5
6、57に示すように緻密な焼結体を得ることができな
いか、比誘電率εrが10,000未満となり、Pb3
O4が1.638モル%を越えた場合は、No.60に
示すように、比誘電率εrが10,000未満になる。
6、57に示すように緻密な焼結体を得ることができな
いか、比誘電率εrが10,000未満となり、Pb3
O4が1.638モル%を越えた場合は、No.60に
示すように、比誘電率εrが10,000未満になる。
次に、Pb元素を置換するCa、Sr、Baの好ましい
量は1.0〜5.4原子%である。
量は1.0〜5.4原子%である。
Pb元素の置換量が1.0原子%未満の場合は、No.
25、43に示すように、静電容量の温度変化率ΔCが
増大し、Pb元素の置換量が5.4原子%を越えた場合
は、No.42に示すように緻密な焼結体が得られなく
なる。
25、43に示すように、静電容量の温度変化率ΔCが
増大し、Pb元素の置換量が5.4原子%を越えた場合
は、No.42に示すように緻密な焼結体が得られなく
なる。
次に、Pb(Mg1/2W1/2)O3の好ましい添加
量は2.0〜12モル%である。
量は2.0〜12モル%である。
Pb(Mg1/2W1/2)O3の添加量が2.0モル
%未満の場合は、No.14に示すように比誘電率εr
が低下したり、静電容量の温度変化率ΔCが増大し、P
b(Mg1/2W1/2)O3の添加量が12モル%を
越えた場合は、No.45に示すように、静電容量の温
度変化率ΔCが増大してしまう。
%未満の場合は、No.14に示すように比誘電率εr
が低下したり、静電容量の温度変化率ΔCが増大し、P
b(Mg1/2W1/2)O3の添加量が12モル%を
越えた場合は、No.45に示すように、静電容量の温
度変化率ΔCが増大してしまう。
[発明の効果]
このように本発明により、比誘電率が十分高く、製造時
において焼成温度が比較的低くて済み、さらに静電容量
の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその製
造方法を提供することができた。
において焼成温度が比較的低くて済み、さらに静電容量
の温度変化率が十分小さい誘電体磁器組成物及びその製
造方法を提供することができた。
第1図はPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Z
n1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/
3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比の相関を
示す立体成分図、第2図はPbTiO3の添加量が10
.0モル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3
、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1
/3Nb2/3)O3の3成分の三角図、第3図はPb
TiO3の添加量が15.0モル%の場合のPb(Mg
1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3
)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分
の三角図、第4図はPbTiO3の添加量が20.0モ
ル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3N
b2/3)O3の3成分の三角図である。 代理人 弁理士 窪田法明
n1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/
3)O3及びPbTiO3の各酸化物のモル比の相関を
示す立体成分図、第2図はPbTiO3の添加量が10
.0モル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3
、Pb(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1
/3Nb2/3)O3の3成分の三角図、第3図はPb
TiO3の添加量が15.0モル%の場合のPb(Mg
1/3Nb2/3)O3、Pb(Zn1/3Nb2/3
)O3及びPb(Ni1/3Nb2/3)O3の3成分
の三角図、第4図はPbTiO3の添加量が20.0モ
ル%の場合のPb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3及びPb(Ni1/3N
b2/3)O3の3成分の三角図である。 代理人 弁理士 窪田法明
Claims (2)
- 【請求項1】一般式 [Pb(Mg1/2Nb2/2)O■]■[Pb(Zn
1/2Nb■/■)O■]■− [Pb(Ni1/2Nb2/2)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、これを構成するPb(Mg1/2N
b2/2)O■、Pb(Zn1/2−Nb2/2)O■
、Pb(Ni1/■Nb■/■)O■及びPbTiO■
の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12.0モル%のP
b(Mg1■W1/2)O■、0.35〜3.17モル
%のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb2
O4の各成分からなる副成分とを含有し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、1.0〜5.7原子%の割合で置換したこと
を特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】一般式 [Pb(Mg1/■Nb■/■)O■]■[Pb(Zn
1/■Nb2/3)O■]■− [Pb(Ni1/■Nb■/■)O■]■[PbTiO
■]■で表わされ、 これを構成するPb(Mg1/■Nb■/■)O■、P
b(Zn1/■−Nb■/■)O■、Pb(Ni1/■
Nb■/■)O■及びPbTiO2の各酸化 物のモル比を示すa、b、c及びd(ただし、a+b+
c+d=100)が、上記4種の酸化物のモル比の相関
を示す立体成分図において、A(a=60.8、b=3
.2、c=16.0、d=20.0)B(a=56.4
1、b=2.96、c=20.63、d=20.0)C
(a=32.08、b=17.0、c=30.92、d
=20.0)D(a=41.6、b=22.4、c=1
6.0、d=20.0)E(a=54.0、b=28.
8、c=7.2、d=10.0)F(a=72.9、b
=9.9、c=7.2、d=10.0)G(a=71.
1、b=9.9、c=9.0、d=10.0)H(a=
47.2、b=24.8、c=18.0、d=10.0
)で示される各点A〜Hを頂点とする多面体の領域内に
あるような組成の主成分と、 上記主成分の総量に対し、2.0〜12.0モル%のP
b(Mg1/2W1/2)O2、0.35〜3.17モ
ル%のMgO及び0.337〜1.638モル%のPb
3O4の各成分からなる副成分とを配合し、 更に、上記主成分中のPb元素の一部をBa、Sr及び
Caの3元素の中から選択した一種又は二種以上の元素
によって、1.0〜5.7原子%の割合で置換されるよ
うに配合した後、焼成することを特徴とする誘電体磁器
組成物の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-267844 | 1990-10-04 | ||
| JP26784490 | 1990-10-04 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215205A true JPH04215205A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736287B2 JPH0736287B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=17450413
Family Applications (4)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324876A Expired - Lifetime JPH0736289B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324874A Expired - Lifetime JPH0736287B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324875A Expired - Lifetime JPH0736288B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324877A Expired - Lifetime JPH0736290B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324876A Expired - Lifetime JPH0736289B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Family Applications After (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2324875A Expired - Lifetime JPH0736288B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
| JP2324877A Expired - Lifetime JPH0736290B2 (ja) | 1990-10-04 | 1990-11-26 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (4) | JPH0736289B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2324876A patent/JPH0736289B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324874A patent/JPH0736287B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324875A patent/JPH0736288B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-26 JP JP2324877A patent/JPH0736290B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0736289B2 (ja) | 1995-04-19 |
| JPH04215207A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH04215206A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736288B2 (ja) | 1995-04-19 |
| JPH0736290B2 (ja) | 1995-04-19 |
| JPH04215208A (ja) | 1992-08-06 |
| JPH0736287B2 (ja) | 1995-04-19 |
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