JPH04218207A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH04218207A JPH04218207A JP3023035A JP2303591A JPH04218207A JP H04218207 A JPH04218207 A JP H04218207A JP 3023035 A JP3023035 A JP 3023035A JP 2303591 A JP2303591 A JP 2303591A JP H04218207 A JPH04218207 A JP H04218207A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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-
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば磁器コンデンサ
のような内部電極とセラミックスとを一体焼成してなる
積層型電子部品を得るのに用いられる誘電体磁器組成物
に関する。
のような内部電極とセラミックスとを一体焼成してなる
積層型電子部品を得るのに用いられる誘電体磁器組成物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】積層コンデンサ等の積層型電子部品では
、内部電極を構成する電極材料と誘電体セラミックスと
を一体焼成して得られた焼結体が用いられている。とこ
ろで積層コンデンサを製作する場合、従来のＢａＴｉＯ
３ を主成分とする誘電体材料では、１３００〜１５０
０℃の温度で焼成するため、内部電極材料としては、こ
のような焼成温度で溶融しないＰｄ等の貴金属が使用さ
れていた。しかしながら、Ｐｄ等の貴金属はコストが非
常に高くつくという問題があり、高容量化を図るために
、内部電極数を増加させた場合には、コストが著しく高
くなり、その削減が求められていた。そこで安価なニッ
ケル等の卑金属を内部電極材料として用いることが試み
られている。しかしながらニッケル等の卑金属から成る
内部電極を用いた場合には、内部電極材料が酸化しやす
いため還元雰囲気中で焼成しなければならず、そのよう
な雰囲気下で焼成すると酸素欠陥が生じ、絶縁抵抗が低
下するという問題があった。このような問題を解決する
ものとして、ＢａＴｉＯ３ −ＣａＺｒＯ３ にＭｇＯ
及び希土類酸化物を添加することにより、還元雰囲気下
で焼成しても酸素欠陥が生じ難い非還元性誘電体磁器組
成物が提案されている。（特開昭６２−１５７６０３号
）。
、内部電極を構成する電極材料と誘電体セラミックスと
を一体焼成して得られた焼結体が用いられている。とこ
ろで積層コンデンサを製作する場合、従来のＢａＴｉＯ
３ を主成分とする誘電体材料では、１３００〜１５０
０℃の温度で焼成するため、内部電極材料としては、こ
のような焼成温度で溶融しないＰｄ等の貴金属が使用さ
れていた。しかしながら、Ｐｄ等の貴金属はコストが非
常に高くつくという問題があり、高容量化を図るために
、内部電極数を増加させた場合には、コストが著しく高
くなり、その削減が求められていた。そこで安価なニッ
ケル等の卑金属を内部電極材料として用いることが試み
られている。しかしながらニッケル等の卑金属から成る
内部電極を用いた場合には、内部電極材料が酸化しやす
いため還元雰囲気中で焼成しなければならず、そのよう
な雰囲気下で焼成すると酸素欠陥が生じ、絶縁抵抗が低
下するという問題があった。このような問題を解決する
ものとして、ＢａＴｉＯ３ −ＣａＺｒＯ３ にＭｇＯ
及び希土類酸化物を添加することにより、還元雰囲気下
で焼成しても酸素欠陥が生じ難い非還元性誘電体磁器組
成物が提案されている。（特開昭６２−１５７６０３号
）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６２−１５７６０３号に開示されている誘電体磁器組成
物は、焼結性の点で問題があった。すなわち、１３００
℃以上の温度で焼成しなければ、焼結が困難であった。
６２−１５７６０３号に開示されている誘電体磁器組成
物は、焼結性の点で問題があった。すなわち、１３００
℃以上の温度で焼成しなければ、焼結が困難であった。
【０００４】本発明の目的は、比較的低温で焼成するこ
とが可能であり、かつ耐湿性の点でも、充分な誘電体磁
器組成物を得ることが可能な非還元性誘電体磁器組成物
を提供することにある。
とが可能であり、かつ耐湿性の点でも、充分な誘電体磁
器組成物を得ることが可能な非還元性誘電体磁器組成物
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組成
物は、下記の組成式で表される成分を主成分として含有
する。（１−ｘ−ｙ−ｚ）ＢａＴｉＯ３ ＋ｘＣａＺｒ
Ｏ３ ＋ｙＭｇＯ＋ｚＭｎＯ＋ｔＲｅ２ Ｏ３ 但し、
式中ＲｅはＹ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，ＥｒまたはＹｂの少
なくとも１種を示す。また、本発明の非還元性誘電体磁
器組成物は、上記主成分１００重量部に対しＳｉＯ２
，Ｌｉ２ ＯまたはＢ２ Ｏ３ の少なくとも１種から
なる添加剤を０．３〜５．０重量部含有する。
物は、下記の組成式で表される成分を主成分として含有
する。（１−ｘ−ｙ−ｚ）ＢａＴｉＯ３ ＋ｘＣａＺｒ
Ｏ３ ＋ｙＭｇＯ＋ｚＭｎＯ＋ｔＲｅ２ Ｏ３ 但し、
式中ＲｅはＹ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，ＥｒまたはＹｂの少
なくとも１種を示す。また、本発明の非還元性誘電体磁
器組成物は、上記主成分１００重量部に対しＳｉＯ２
，Ｌｉ２ ＯまたはＢ２ Ｏ３ の少なくとも１種から
なる添加剤を０．３〜５．０重量部含有する。
【０００６】
【作用】上記組成式において、ｘが０．０６以下とされ
ているのはＣａＺｒＯ３ が６モル％を超えて配合され
ると、−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲で誘電率の温度
による変化率（以下、誘電率の温度変化率）が±１５％
を超えてしまうからである。また、ｙが０．００５〜０
．０８の間とされているのは、ＭｇＯの配合比がこの範
囲外であると、ＣＲ積が１０００Ω・Ｆ以下に低下し、
絶縁抵抗が不十分となり、積層コンデンサとして使用で
きなくなるからである。また、ｚが０．００５〜０．０
２の範囲とされているのは、ＭｎＯの配合比が０．５モ
ル％未満では、−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲での誘
電率の温度変化率が±１５％を超えるからであり、他方
２．０モル％を超えるとＣＲ積が低下するからである。 さらに、ｔが０．００５〜０．０２の範囲とされている
のは、Ｒｅ２ Ｏ３ の配合比が０．５モル％より少な
い場合には−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲における誘
電率の温度変化率が±１５％を超えるからであり、２．
０モル％を超えると焼結性が低下し、１２５０℃以下の
温度で焼結し難くなるからである。本発明において、Ｓ
ｉＯ２ ，ＬｉＯ２ またはＢ２ Ｏ３ の少なくとも
１種からなる添加剤を配合しているのは焼結性を高める
ためである。 もっとも、主成分１００重量部に対して添加剤の配合比
が０．３重量部未満では、１２５０℃の温度で焼結しな
くなる。従って、添加剤は、主成分１００重量部に対し
、０．３重量部以上配合される必要がある。また、主成
分１００重量部に対し添加剤が５．０重量部を超えて添
加された場合には、誘電率εが大幅に低下する。従って
、主成分１００重量部に対する添加剤の含有量は５．０
重量部が上限となる。本発明では、上述した特定の主成
分１００重量部に対し、上記特定の添加剤が０．３〜５
．０重量部配合されているので、１２５０℃以下の温度
で焼成することが可能とされており、かつ後述の実施例
から明らかなように、誘電率の温度変化率が小さくされ
ており、かつ充分な大きさのＣＲ積を示す誘電体磁器が
得られる。
ているのはＣａＺｒＯ３ が６モル％を超えて配合され
ると、−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲で誘電率の温度
による変化率（以下、誘電率の温度変化率）が±１５％
を超えてしまうからである。また、ｙが０．００５〜０
．０８の間とされているのは、ＭｇＯの配合比がこの範
囲外であると、ＣＲ積が１０００Ω・Ｆ以下に低下し、
絶縁抵抗が不十分となり、積層コンデンサとして使用で
きなくなるからである。また、ｚが０．００５〜０．０
２の範囲とされているのは、ＭｎＯの配合比が０．５モ
ル％未満では、−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲での誘
電率の温度変化率が±１５％を超えるからであり、他方
２．０モル％を超えるとＣＲ積が低下するからである。 さらに、ｔが０．００５〜０．０２の範囲とされている
のは、Ｒｅ２ Ｏ３ の配合比が０．５モル％より少な
い場合には−５５℃〜＋１２５℃の温度範囲における誘
電率の温度変化率が±１５％を超えるからであり、２．
０モル％を超えると焼結性が低下し、１２５０℃以下の
温度で焼結し難くなるからである。本発明において、Ｓ
ｉＯ２ ，ＬｉＯ２ またはＢ２ Ｏ３ の少なくとも
１種からなる添加剤を配合しているのは焼結性を高める
ためである。 もっとも、主成分１００重量部に対して添加剤の配合比
が０．３重量部未満では、１２５０℃の温度で焼結しな
くなる。従って、添加剤は、主成分１００重量部に対し
、０．３重量部以上配合される必要がある。また、主成
分１００重量部に対し添加剤が５．０重量部を超えて添
加された場合には、誘電率εが大幅に低下する。従って
、主成分１００重量部に対する添加剤の含有量は５．０
重量部が上限となる。本発明では、上述した特定の主成
分１００重量部に対し、上記特定の添加剤が０．３〜５
．０重量部配合されているので、１２５０℃以下の温度
で焼成することが可能とされており、かつ後述の実施例
から明らかなように、誘電率の温度変化率が小さくされ
ており、かつ充分な大きさのＣＲ積を示す誘電体磁器が
得られる。
【０００７】
【実施例の説明】以下、本発明の非限定的な実施例につ
き説明する。まず、ＢａＴｉＯ３ 、ＣａＺｒＯ３ 、
ＭｇＣＯ３ 、ＭｎＣＯ３ 及び希土類酸化物を、表１
，２の各組成に基づいて秤量し、かつ表３，４に示す添
加剤を表３，４中の割合で秤量し、試料番号１〜３８の
各出発原料を得た。上記のようにして用意した試料番号
１〜３８の出発原料に対して、水系酢酸ビニルバインダ
５重量％を添加し、１６時間の間、湿式混合した。上記
混合により得られたセラミックス・スラリーを、１５０
℃の温度で乾燥し、しかる後６０メッシュで整粒した。 次に、整粒されたセラミックス粒子を２ｔ／ｃｍ２ の
圧力をかけて成形し、１０ｍｍ径の円盤状ディスクを作
製した。得られた円盤状のディスクを３００℃及び空気
雰囲気中で２時間仮焼してバインダを除去した後、Ｎ２
／Ｈ２ ／Ｈ２ Ｏ雰囲気中で表１，２に示す各焼成
温度で２時間焼成した。得られた各試料番号の焼結体の
両主面に、Ｉｎ−Ｇａ合金を塗布・乾燥して、測定用電
極とした。
き説明する。まず、ＢａＴｉＯ３ 、ＣａＺｒＯ３ 、
ＭｇＣＯ３ 、ＭｎＣＯ３ 及び希土類酸化物を、表１
，２の各組成に基づいて秤量し、かつ表３，４に示す添
加剤を表３，４中の割合で秤量し、試料番号１〜３８の
各出発原料を得た。上記のようにして用意した試料番号
１〜３８の出発原料に対して、水系酢酸ビニルバインダ
５重量％を添加し、１６時間の間、湿式混合した。上記
混合により得られたセラミックス・スラリーを、１５０
℃の温度で乾燥し、しかる後６０メッシュで整粒した。 次に、整粒されたセラミックス粒子を２ｔ／ｃｍ２ の
圧力をかけて成形し、１０ｍｍ径の円盤状ディスクを作
製した。得られた円盤状のディスクを３００℃及び空気
雰囲気中で２時間仮焼してバインダを除去した後、Ｎ２
／Ｈ２ ／Ｈ２ Ｏ雰囲気中で表１，２に示す各焼成
温度で２時間焼成した。得られた各試料番号の焼結体の
両主面に、Ｉｎ−Ｇａ合金を塗布・乾燥して、測定用電
極とした。
【０００８】上記の測定用電極が形成されたセラミック
焼結体について、誘電率ε、ｔａｎδ、誘電率の温度変
化率Ｔｃ及び絶縁抵抗ＩＲを測定した。測定条件は、以
下のとおりである。 誘電率ε…２５℃、交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨ
ｚの電流を通電して行った。 ｔａｎδ…２５℃、交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨ
ｚの電流を通電して行った。 誘電率の温度変化率Ｔｃ…−５５℃〜＋１２５℃の範囲
で測定。交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨｚの電流を
通電して行った。絶縁抵抗ＩＲ…５０Ｖの電流を流して
、２分経過した後の値。測定結果を、後述の表５，６に
示す。また、ＣＲ積についても表５，６に併せて示す。
焼結体について、誘電率ε、ｔａｎδ、誘電率の温度変
化率Ｔｃ及び絶縁抵抗ＩＲを測定した。測定条件は、以
下のとおりである。 誘電率ε…２５℃、交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨ
ｚの電流を通電して行った。 ｔａｎδ…２５℃、交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨ
ｚの電流を通電して行った。 誘電率の温度変化率Ｔｃ…−５５℃〜＋１２５℃の範囲
で測定。交流１．０Ｖｒｍｓ 、１．０ＫＨｚの電流を
通電して行った。絶縁抵抗ＩＲ…５０Ｖの電流を流して
、２分経過した後の値。測定結果を、後述の表５，６に
示す。また、ＣＲ積についても表５，６に併せて示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】
【表２】
【００１１】
【表３】
【００１２】
【表４】
【００１３】但し、表３及び表４における添加剤の組成
Ａ〜Ｃは、以下の通りである。 組成Ａ；ＳｉＯ２ が１００重量％ 組成Ｂ；Ｂ２ Ｏ３ …２０重量部，ＢａＯ…４０重量
部，ＳｉＯ２ …３０重量部，Ｌｉ２ Ｏ…１０重量部
。 組成Ｃ；ＳｉＯ２ …５０重量部，Ｌｉ２ Ｏ…２０重
量部，ＢａＯ…１０重量部，ＣａＯ…１０重量部，Ｓｒ
Ｏ…１０重量部。
Ａ〜Ｃは、以下の通りである。 組成Ａ；ＳｉＯ２ が１００重量％ 組成Ｂ；Ｂ２ Ｏ３ …２０重量部，ＢａＯ…４０重量
部，ＳｉＯ２ …３０重量部，Ｌｉ２ Ｏ…１０重量部
。 組成Ｃ；ＳｉＯ２ …５０重量部，Ｌｉ２ Ｏ…２０重
量部，ＢａＯ…１０重量部，ＣａＯ…１０重量部，Ｓｒ
Ｏ…１０重量部。
【００１４】
【表５】
【００１５】
【表６】
【００１６】表５，６から明らかなように、試料番号２
の焼結体では、主成分中のＣａＺｒＯ３ の配合比が本
発明の範囲外であるため、誘電率の温度変化率Ｔｃが非
常に大きいことが分かる。また、試料番号６の焼結体で
は、添加剤が添加されていないため、１３００℃でも焼
結が不十分であり、上記各測定を行い得なかった。試料
番号９の焼結体では、添加剤の含有量が６．０重量％と
高いためか、誘電率εが２１００と低く、かつＣＲ積も
低いことが分かる。試料番号１５の焼結体では、主成分
中のＭｇＯ配合比が９．０モル％と高く、そのためＣＲ
積が８００ΩＦと低いことが分かる。また、試料番号１
６の焼結体では、ＭｇＯが主成分中に含有されていない
ため、ＣＲ積が５００ΩＦと、さらに低下していること
が分かる。試料番号１８の焼結体では、希土類酸化物の
主成分中の配合比が２．５モル％と高く、１３００℃で
も充分に焼結しなかった。試料番号２０の焼結体では、
希土類酸化物が含有されていないため、誘電率の温度変
化率Ｔｃが１２５℃で−１５．５％ΔＣとかなり大きか
った。また、試料番号２３の焼結体では、主成分中のＭ
ｎＯの含有比が２．５モル％と高く、ＣＲ積も８００Ω
Ｆと低下していることが分かる。試料番号２５の焼結体
では、ＭｎＯが含有されていないため、−５５℃におけ
る誘電率の温度変化率が−１６．２％ΔＣと大きいこと
が分かる。また、試料番号２６及び２７の焼結体では、
希土類酸化物が、Ｃｅ２ Ｏ３ 及びＳｎ２ Ｏ３ で
あるため、いずれも誘電率の温度変化率が非常に大きい
ことが分かる。また、試料番号２７の焼結体では、ＣＲ
積も７００ΩＦとかなり低下していることが分かる。こ
れらに対して、本発明の範囲内に入る残りの試料番号の
焼結体は、いずれも、誘電率が比較的高く、ｔａｎδも
０．９以下と低く、絶縁抵抗を示すＣＲ積も１１００以
上と高く、かつ誘電率の温度変化率も±１５％未満とな
っていることが分かる。すなわち、本発明の範囲内に入
る試料番号の焼結体では、いずれも優れた誘電特性を示
していることが分かる。
の焼結体では、主成分中のＣａＺｒＯ３ の配合比が本
発明の範囲外であるため、誘電率の温度変化率Ｔｃが非
常に大きいことが分かる。また、試料番号６の焼結体で
は、添加剤が添加されていないため、１３００℃でも焼
結が不十分であり、上記各測定を行い得なかった。試料
番号９の焼結体では、添加剤の含有量が６．０重量％と
高いためか、誘電率εが２１００と低く、かつＣＲ積も
低いことが分かる。試料番号１５の焼結体では、主成分
中のＭｇＯ配合比が９．０モル％と高く、そのためＣＲ
積が８００ΩＦと低いことが分かる。また、試料番号１
６の焼結体では、ＭｇＯが主成分中に含有されていない
ため、ＣＲ積が５００ΩＦと、さらに低下していること
が分かる。試料番号１８の焼結体では、希土類酸化物の
主成分中の配合比が２．５モル％と高く、１３００℃で
も充分に焼結しなかった。試料番号２０の焼結体では、
希土類酸化物が含有されていないため、誘電率の温度変
化率Ｔｃが１２５℃で−１５．５％ΔＣとかなり大きか
った。また、試料番号２３の焼結体では、主成分中のＭ
ｎＯの含有比が２．５モル％と高く、ＣＲ積も８００Ω
Ｆと低下していることが分かる。試料番号２５の焼結体
では、ＭｎＯが含有されていないため、−５５℃におけ
る誘電率の温度変化率が−１６．２％ΔＣと大きいこと
が分かる。また、試料番号２６及び２７の焼結体では、
希土類酸化物が、Ｃｅ２ Ｏ３ 及びＳｎ２ Ｏ３ で
あるため、いずれも誘電率の温度変化率が非常に大きい
ことが分かる。また、試料番号２７の焼結体では、ＣＲ
積も７００ΩＦとかなり低下していることが分かる。こ
れらに対して、本発明の範囲内に入る残りの試料番号の
焼結体は、いずれも、誘電率が比較的高く、ｔａｎδも
０．９以下と低く、絶縁抵抗を示すＣＲ積も１１００以
上と高く、かつ誘電率の温度変化率も±１５％未満とな
っていることが分かる。すなわち、本発明の範囲内に入
る試料番号の焼結体では、いずれも優れた誘電特性を示
していることが分かる。
【００１７】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、上記特
定の組成の主成分１００重量部に対し、上記特定の添加
剤が０．３〜５．０重量部含有されているため、１２５
０℃の温度で焼成することができ、かつ十分な誘電特性
を示す誘電体磁器を提供することが可能となる。従って
、本発明の誘電体磁器組成物を用いれば、Ｎｉのような
卑金属を内部電極材料として用いることができ、それに
よって安価な積層コンデンサを提供することが可能とな
る。
定の組成の主成分１００重量部に対し、上記特定の添加
剤が０．３〜５．０重量部含有されているため、１２５
０℃の温度で焼成することができ、かつ十分な誘電特性
を示す誘電体磁器を提供することが可能となる。従って
、本発明の誘電体磁器組成物を用いれば、Ｎｉのような
卑金属を内部電極材料として用いることができ、それに
よって安価な積層コンデンサを提供することが可能とな
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 組成式が、（１−ｘ−ｙ−ｚ）ＢａＴ
ｉＯ３ ＋ｘＣａＺｒＯ３ ＋ｙＭｇＯ＋ｚＭｎＯ＋ｔ
Ｒｅ２ Ｏ３ （式中、ＲｅはＹ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒまたは
Ｙｂの少なくとも１種を示す）で示される主成分１００
重量部に対して、ＳｉＯ２ ，Ｌｉ２ＯまたはＢ２ Ｏ
３ の少なくとも１種類からなる添加剤を０．３〜５．
０重量部含むことを特徴とする誘電体磁器組成物。
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|---|---|---|---|
| JP2-296165 | 1990-10-31 | ||
| JP29616590 | 1990-10-31 |
Publications (2)
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|---|---|
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| JPH0779004B2 JPH0779004B2 (ja) | 1995-08-23 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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| JP (1) | JPH0779004B2 (ja) |
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