JPH04267007A - 誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物の製造方法Info
- Publication number
- JPH04267007A JPH04267007A JP3028768A JP2876891A JPH04267007A JP H04267007 A JPH04267007 A JP H04267007A JP 3028768 A JP3028768 A JP 3028768A JP 2876891 A JP2876891 A JP 2876891A JP H04267007 A JPH04267007 A JP H04267007A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strontium titanate
- less
- titanate
- particle size
- dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 title abstract 3
- VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N strontium titanate Chemical compound [Sr+2].[O-][Ti]([O-])=O VEALVRVVWBQVSL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 14
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 21
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 8
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- 229910002115 bismuth titanate Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 14
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 3
- BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N hydroxyformaldehyde Chemical compound O[14CH]=O BDAGIHXWWSANSR-NJFSPNSNSA-N 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000018 strontium carbonate Inorganic materials 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 150000004703 alkoxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000003985 ceramic capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trichloroethane Chemical compound CC(Cl)(Cl)Cl UOCLXMDMGBRAIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007088 Archimedes method Methods 0.000 description 1
- 229910001252 Pd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
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】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体磁器組成物の製法
に関するものであり、さらに詳しくはチタン酸ストロン
チウムを主原料としたバイアス特性の優れた積層セラミ
ックコンデンサーの製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】チタン酸ストロンチウムは室温で常誘電
体であるためバイアス特性に優れ電歪現象が小さく歪の
少ない誘電体であることが知られている。しかしながら
誘電率は室温付近で２００程度と低いため誘電率を上げ
る方法としてシフターやデプレッサー等の添加物を導入
することが試みられてきた。 【０００３】特公昭４０ー５９８１ではチタン酸ストロ
ンチウムに酸化ビスマス、酸化チタンを添加し１３８０
℃で焼結することにより誘電率１０００程度の誘電体が
得られ、さらに特公昭５３ー２９０３７、特公昭５３ー
３６１６０ではチタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス
、酸化チタンの他にそれぞれ酸化リチウム、酸化鉛を添
加し、１１００〜１３００℃で焼結して誘電率１５００
〜２０００の磁器が得られている。また特公昭５１ー３
２３６８ではチタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス、
酸化チタンおよびチタン酸鉛からなる誘電体が開示され
ており高圧回路への応用が示されている。Ｊ．Ａｍｅ．
Ｃｅｒ．Ｓｏｃ．６５，１１，ｐ５５４（１９８２）に
は炭酸ストロンチウム、酸化鉛、炭酸カルシウム、酸化
ビスマス、酸化チタンを混合・仮焼し、１１５０℃〜１
２００℃で焼成することによりバイアス特性の優れた誘
電体が得られることを報告している。 【０００４】一方、焼結温度を低温化する手段として特
開昭５９ー９８０７ではチタン酸ストロンチウム、酸化
ビスマス、酸化チタンにそれぞれ酸化亜鉛、酸化ニオブ
、酸化アルミニウム、酸化セリウムを、特開昭６０ー２
３９０２では酸化亜鉛、酸化珪素などの焼結助剤を添加
することが示されている。しかし、焼結助剤の添加によ
り焼結温度を１１００℃以下にすることが可能であるが
同時に誘電率の低下、フラックス成分の分散不良などに
よる異常粒成長等、誘電特性、信頼性を悪化させること
がある。 【０００５】一般に、チタン酸ストロンチウムをベース
とした誘電体磁器組成物はいずれも焼結温度が高いため
、電極を後付けする単板型コンデンサーに用いられてい
るものの、積層型コンデンサーには応用されにくい。 その理由は添加剤として用いる酸化ビスマスが高温焼成
時に電極材料のパラジウムと反応し、電極の比抵抗を増
大させし、ＥＳＲ、誘電損失を悪化させ、さらに高周波
特性にも悪影響を与えるからである。 【０００６】 【発明が解決しようとする問題点】従って、チタン酸ス
トロンチウム、酸化ビスマス、酸化チタンからなる組成
物を焼結助剤を用いること無しに１１００℃以下で焼結
する誘電体磁器組成物の製造方法は見い出されていない
。 【０００７】 【問題点を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検
討を重ねた結果、平均粒径を制御した特定のチタン酸ス
トロンチウムを出発原料として用いることにより、誘電
損失の小さい、高周波特性の優れた誘電体磁器組成物が
得られることを見い出し本発明に到達した。すなわち、
チタン酸ストロンチウムが３０〜９５ｗｔ％、酸化ビス
マスが５〜３０ｗｔ％、酸化チタンが５〜３０ｗｔ％か
ら成る誘電体磁器組成物に対し、平均粒径が少なくとも
０．５μｍ以下好ましくは０．２５μｍ以下、比表面積
が３〜２０ｍ２ ／ｇ，粉末Ｘ線回折像のピーク半値幅
から計算される結晶子径が０．０５μｍ以上０．５μｍ
以下であり、形状が球形状のチタン酸ストロンチウムを
使用し、さらに１１００℃以下で焼成する誘電体磁器組
成物の製造方法である。また、チタン酸ストロンチウム
が３０〜９５ｗｔ％、酸化ビスマスが５〜３０ｗｔ％、
酸化チタンが５〜３０ｗｔ％、チタン酸鉛が２０〜５０
ｗｔ％、チタン酸カルシウムが１０〜２０ｗｔ％から成
る誘電体磁器組成物に対し、チタン酸鉛、チタン酸カル
シウムの平均粒径が少なくとも０．５μｍ以下あり、さ
らに平均粒径が少なくとも０．５μｍ以下好ましくは０
．２５μｍ以下、比表面積が３〜２０ｍ２ ／ｇ，粉末
Ｘ線回折像のピーク半値幅から計算される結晶子径が０
．０５μｍ以上０．５μｍ以下であり、形状が球形状の
チタン酸ストロンチウムを使用し、１１００℃以下で焼
成することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法で
ある。なお、平均粒径は以下のように定義した。チタン
酸ストロンチウムを溶媒に充分分散させた後、遠心沈降
法により粒度分布を測定する。粒径を重量分率で表し、
５０重量％となる値を平均粒径とした。 【０００８】一般にコンデンサー用原料として用いられ
ているチタン酸ストロンチウムは炭酸ストロンチウムと
酸化チタンを混合し、１１５０〜１３２０℃で仮焼する
ことにより得られているがこのような方法で得られる粉
体は粒度分布がブロードであり平均粒径も数μｍと大き
い。また焼結温度も１１００℃以上であり１３００℃を
要する場合もある。積層セラミックコンデンサーの製造
は誘電体と内部電極を一体焼成するため高温焼成時にお
互いが反応し内部電極へ添加剤である酸化ビスマスが固
溶する。その結果、電極の比抵抗が増大しコンデンサー
の特性が悪化する。 【０００９】これに対し本発明による誘電体磁器組成物
の製法では１１００℃以下での焼成が可能で充分緻密な
焼結体が得られ、さらに添加剤と内部電極との反応が抑
制されるため優れた誘電特性を持つ積層セラミックコン
デンサーが得られる。ここで誘電体磁器組成物の組成範
囲を限定したのは次の理由による。すなわちチタン酸ス
トロンチウムが３０ｗｔ％未満及び９５ｗｔ％超えると
誘電率が数１００程度と小さく、また誘電損失も悪化す
る。酸化ビスマスが５ｗｔ％未満では誘電率の低下が著
しく、３０ｗｔ％超えると誘電損失の悪化、電気特性の
バラツキが増大する。酸化チタンが５ｗｔ％未満では誘
電率の低下、３０ｗｔ％超えると素体の密度の低下、誘
電損失の悪化が起こる。また、平均粒径を限定した理由
については０．５μｍ超えると焼結性が低下し１１００
℃以下では素体が充分ち密化せず誘電特性の悪化を招く
。特に、０．２５μｍ以下では１０５０℃以下での焼結
が可能である。 【００１０】さらに室温での誘電率を上げる手段として
チタン酸鉛、チタン酸カルシウム等のシフターをそれぞ
れ２０〜５０ｗｔ％，１０〜２０ｗｔ％添加する事も可
能であるが、それらの添加剤の粒径を少なくとも０．５
μｍ以下、好ましくは０．２５μｍ以下にすることが必
要である。ここでシフターの添加量を限定したのはチタ
ン酸鉛が２０ｗｔ％未満では誘電率が数１００程度と小
さく、５０ｗｔ％超えると誘電損失が悪化するためであ
り、チタン酸カルシウムが１０ｗｔ％未満ではバイアス
特性、誘電損失が悪化し、２０ｗｔ％超えると誘電率が
低下する。平均粒径についても０．５μｍ超えると素体
の焼結性を阻害する。 【００１１】本発明で使用するチタン酸ストロンチウム
は固相法、液相法、蓚酸塩法、アルコキシド法等のいず
れの方法で製造されたものでもよいが、平均粒径が０．
５μｍ以下のものである。固相法で得られる粉体は一般
に平均粒径が大きいため粉砕などの処理を行い微細化す
る必要があるが粒度分布がブロードになり易く電気特性
の再現性に問題があるため好ましくない。液相法、蓚酸
塩法、アルコキシド法で得られる粉体は一般にサブミク
ロンであるため粉砕などの処理をする必要はない。特に
液相法で得られるチタン酸ストロンチウムは、均一性が
高く、特性上のバラツキが小さく、他の方法で得られる
粉体と比べ優れている。 【００１２】 【実施例】以下、本発明を実施例に従い詳細に説明する
。 実施例 特開昭６１ー１４６７０９に従い平均粒径が０．３μｍ
、比表面積９．５ｍ２ ／ｇ、結晶子径０．０９μｍ、
形状が球形状であるチタン酸ストロンチウムを合成した
。また、比較実験のため乾式法で調製したチタン酸スト
ロンチウム（炭酸ストロンチウムと酸化チタンを等モル
混合し、１２００℃、２時間仮焼したもの、平均粒径が
３．５μｍ、比表面積１．６ｍ２ ／ｇ、結晶子径０．
６μｍ）も用いた。次に表１に示す割合になるように添
加剤を秤量し、これに純水および分散剤を加え湿式ボー
ルミルで混合し、乾燥後、出発原料とした。さらにこの
混合物を粗砕した後、アクリル樹脂をバインダーとして
、トリクロロエタンを溶媒として、またボールメディア
にジルコニアを使用しペーストを調製した。得られたペ
ーストからドクターブレード法で厚み１８μｍのグリー
ンシートを作成し、スクリーン印刷法により有効層数４
４層の積層コンデンサーを試作した。内部電極としてＡ
ｇ／Ｐｄ＝７０／３０の材料を使用した。 【００１３】次に得られたグリーンチップを加熱し脱バ
インダーした後、所定の条件（１０００℃〜１１００℃
）で焼成した。得られたコンデンサーは誘電体厚み１２
μｍ，電極面積５．４ｍｍ２ であった。チップの両端
に外部電極（銀電極）を焼付け、１Ｖ，１ＫＨｚの条件
下で電気特性を測定し、絶縁抵抗は５０Ｖ印圧下１分後
の測定値で表示した。焼結体の粒径はＳＥＭ写真からラ
インインターセプト法により求めた。 【００１４】焼結体密度は混合した粉体にポリビニルア
ルコールを添加し、２ｔｏｎ／ｃｍ２で１５ｍｍΦのデ
ィスクを成形し、所定の温度で焼結した後アルキメデス
法により求めた。結果を表２に示す。なお、試料番号５
、６は本発明の範囲外のものである。 表１の結果か
ら明らかなように本特許請求の範囲内の誘電体磁器組成
物（Ｎｏ．１、２、３、４）は焼結助剤を添加すること
無しに焼結温度を１１００℃以下にすることが可能であ
り、さらに低温焼成にもかかわらずｔａｎδが１％以下
、絶縁抵抗が１＊１０５ ＭΩ以上、微構造が１μｍ以
下と良好である。バイアス特性についても直流電圧１２
Ｖ印加時の容量低下が１％以下で優れたバイアス特性を
示している。 【００１５】これに対し、本発明の範囲外（Ｎｏ．５、
６）では、１１００℃以下での焼結は困難でありｔａｎ
δ、絶縁抵抗ともコンデンサーとしての性能が得られな
い。試料番号７、８には焼結助剤を添加した場合（特開
昭６０ー２３９０２）について示した。表からわかるよ
うに、焼結助剤を添加した場合においても焼結温度はさ
らに低温化する傾向があり、電気特性、微構造も極めて
良好である。 【００１６】 【表１】 【００１７】 【表２】 【００１８】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明で
得られる誘電体磁器組成物は優れた直流バイアス特性を
示すと同時に１１００℃以下で焼結でき、内部電極とし
て安価な銀／パラジウム合金を使用することができるた
めコンデンサーのコストを引き下げることができる。
に関するものであり、さらに詳しくはチタン酸ストロン
チウムを主原料としたバイアス特性の優れた積層セラミ
ックコンデンサーの製造方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】チタン酸ストロンチウムは室温で常誘電
体であるためバイアス特性に優れ電歪現象が小さく歪の
少ない誘電体であることが知られている。しかしながら
誘電率は室温付近で２００程度と低いため誘電率を上げ
る方法としてシフターやデプレッサー等の添加物を導入
することが試みられてきた。 【０００３】特公昭４０ー５９８１ではチタン酸ストロ
ンチウムに酸化ビスマス、酸化チタンを添加し１３８０
℃で焼結することにより誘電率１０００程度の誘電体が
得られ、さらに特公昭５３ー２９０３７、特公昭５３ー
３６１６０ではチタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス
、酸化チタンの他にそれぞれ酸化リチウム、酸化鉛を添
加し、１１００〜１３００℃で焼結して誘電率１５００
〜２０００の磁器が得られている。また特公昭５１ー３
２３６８ではチタン酸ストロンチウム、酸化ビスマス、
酸化チタンおよびチタン酸鉛からなる誘電体が開示され
ており高圧回路への応用が示されている。Ｊ．Ａｍｅ．
Ｃｅｒ．Ｓｏｃ．６５，１１，ｐ５５４（１９８２）に
は炭酸ストロンチウム、酸化鉛、炭酸カルシウム、酸化
ビスマス、酸化チタンを混合・仮焼し、１１５０℃〜１
２００℃で焼成することによりバイアス特性の優れた誘
電体が得られることを報告している。 【０００４】一方、焼結温度を低温化する手段として特
開昭５９ー９８０７ではチタン酸ストロンチウム、酸化
ビスマス、酸化チタンにそれぞれ酸化亜鉛、酸化ニオブ
、酸化アルミニウム、酸化セリウムを、特開昭６０ー２
３９０２では酸化亜鉛、酸化珪素などの焼結助剤を添加
することが示されている。しかし、焼結助剤の添加によ
り焼結温度を１１００℃以下にすることが可能であるが
同時に誘電率の低下、フラックス成分の分散不良などに
よる異常粒成長等、誘電特性、信頼性を悪化させること
がある。 【０００５】一般に、チタン酸ストロンチウムをベース
とした誘電体磁器組成物はいずれも焼結温度が高いため
、電極を後付けする単板型コンデンサーに用いられてい
るものの、積層型コンデンサーには応用されにくい。 その理由は添加剤として用いる酸化ビスマスが高温焼成
時に電極材料のパラジウムと反応し、電極の比抵抗を増
大させし、ＥＳＲ、誘電損失を悪化させ、さらに高周波
特性にも悪影響を与えるからである。 【０００６】 【発明が解決しようとする問題点】従って、チタン酸ス
トロンチウム、酸化ビスマス、酸化チタンからなる組成
物を焼結助剤を用いること無しに１１００℃以下で焼結
する誘電体磁器組成物の製造方法は見い出されていない
。 【０００７】 【問題点を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検
討を重ねた結果、平均粒径を制御した特定のチタン酸ス
トロンチウムを出発原料として用いることにより、誘電
損失の小さい、高周波特性の優れた誘電体磁器組成物が
得られることを見い出し本発明に到達した。すなわち、
チタン酸ストロンチウムが３０〜９５ｗｔ％、酸化ビス
マスが５〜３０ｗｔ％、酸化チタンが５〜３０ｗｔ％か
ら成る誘電体磁器組成物に対し、平均粒径が少なくとも
０．５μｍ以下好ましくは０．２５μｍ以下、比表面積
が３〜２０ｍ２ ／ｇ，粉末Ｘ線回折像のピーク半値幅
から計算される結晶子径が０．０５μｍ以上０．５μｍ
以下であり、形状が球形状のチタン酸ストロンチウムを
使用し、さらに１１００℃以下で焼成する誘電体磁器組
成物の製造方法である。また、チタン酸ストロンチウム
が３０〜９５ｗｔ％、酸化ビスマスが５〜３０ｗｔ％、
酸化チタンが５〜３０ｗｔ％、チタン酸鉛が２０〜５０
ｗｔ％、チタン酸カルシウムが１０〜２０ｗｔ％から成
る誘電体磁器組成物に対し、チタン酸鉛、チタン酸カル
シウムの平均粒径が少なくとも０．５μｍ以下あり、さ
らに平均粒径が少なくとも０．５μｍ以下好ましくは０
．２５μｍ以下、比表面積が３〜２０ｍ２ ／ｇ，粉末
Ｘ線回折像のピーク半値幅から計算される結晶子径が０
．０５μｍ以上０．５μｍ以下であり、形状が球形状の
チタン酸ストロンチウムを使用し、１１００℃以下で焼
成することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法で
ある。なお、平均粒径は以下のように定義した。チタン
酸ストロンチウムを溶媒に充分分散させた後、遠心沈降
法により粒度分布を測定する。粒径を重量分率で表し、
５０重量％となる値を平均粒径とした。 【０００８】一般にコンデンサー用原料として用いられ
ているチタン酸ストロンチウムは炭酸ストロンチウムと
酸化チタンを混合し、１１５０〜１３２０℃で仮焼する
ことにより得られているがこのような方法で得られる粉
体は粒度分布がブロードであり平均粒径も数μｍと大き
い。また焼結温度も１１００℃以上であり１３００℃を
要する場合もある。積層セラミックコンデンサーの製造
は誘電体と内部電極を一体焼成するため高温焼成時にお
互いが反応し内部電極へ添加剤である酸化ビスマスが固
溶する。その結果、電極の比抵抗が増大しコンデンサー
の特性が悪化する。 【０００９】これに対し本発明による誘電体磁器組成物
の製法では１１００℃以下での焼成が可能で充分緻密な
焼結体が得られ、さらに添加剤と内部電極との反応が抑
制されるため優れた誘電特性を持つ積層セラミックコン
デンサーが得られる。ここで誘電体磁器組成物の組成範
囲を限定したのは次の理由による。すなわちチタン酸ス
トロンチウムが３０ｗｔ％未満及び９５ｗｔ％超えると
誘電率が数１００程度と小さく、また誘電損失も悪化す
る。酸化ビスマスが５ｗｔ％未満では誘電率の低下が著
しく、３０ｗｔ％超えると誘電損失の悪化、電気特性の
バラツキが増大する。酸化チタンが５ｗｔ％未満では誘
電率の低下、３０ｗｔ％超えると素体の密度の低下、誘
電損失の悪化が起こる。また、平均粒径を限定した理由
については０．５μｍ超えると焼結性が低下し１１００
℃以下では素体が充分ち密化せず誘電特性の悪化を招く
。特に、０．２５μｍ以下では１０５０℃以下での焼結
が可能である。 【００１０】さらに室温での誘電率を上げる手段として
チタン酸鉛、チタン酸カルシウム等のシフターをそれぞ
れ２０〜５０ｗｔ％，１０〜２０ｗｔ％添加する事も可
能であるが、それらの添加剤の粒径を少なくとも０．５
μｍ以下、好ましくは０．２５μｍ以下にすることが必
要である。ここでシフターの添加量を限定したのはチタ
ン酸鉛が２０ｗｔ％未満では誘電率が数１００程度と小
さく、５０ｗｔ％超えると誘電損失が悪化するためであ
り、チタン酸カルシウムが１０ｗｔ％未満ではバイアス
特性、誘電損失が悪化し、２０ｗｔ％超えると誘電率が
低下する。平均粒径についても０．５μｍ超えると素体
の焼結性を阻害する。 【００１１】本発明で使用するチタン酸ストロンチウム
は固相法、液相法、蓚酸塩法、アルコキシド法等のいず
れの方法で製造されたものでもよいが、平均粒径が０．
５μｍ以下のものである。固相法で得られる粉体は一般
に平均粒径が大きいため粉砕などの処理を行い微細化す
る必要があるが粒度分布がブロードになり易く電気特性
の再現性に問題があるため好ましくない。液相法、蓚酸
塩法、アルコキシド法で得られる粉体は一般にサブミク
ロンであるため粉砕などの処理をする必要はない。特に
液相法で得られるチタン酸ストロンチウムは、均一性が
高く、特性上のバラツキが小さく、他の方法で得られる
粉体と比べ優れている。 【００１２】 【実施例】以下、本発明を実施例に従い詳細に説明する
。 実施例 特開昭６１ー１４６７０９に従い平均粒径が０．３μｍ
、比表面積９．５ｍ２ ／ｇ、結晶子径０．０９μｍ、
形状が球形状であるチタン酸ストロンチウムを合成した
。また、比較実験のため乾式法で調製したチタン酸スト
ロンチウム（炭酸ストロンチウムと酸化チタンを等モル
混合し、１２００℃、２時間仮焼したもの、平均粒径が
３．５μｍ、比表面積１．６ｍ２ ／ｇ、結晶子径０．
６μｍ）も用いた。次に表１に示す割合になるように添
加剤を秤量し、これに純水および分散剤を加え湿式ボー
ルミルで混合し、乾燥後、出発原料とした。さらにこの
混合物を粗砕した後、アクリル樹脂をバインダーとして
、トリクロロエタンを溶媒として、またボールメディア
にジルコニアを使用しペーストを調製した。得られたペ
ーストからドクターブレード法で厚み１８μｍのグリー
ンシートを作成し、スクリーン印刷法により有効層数４
４層の積層コンデンサーを試作した。内部電極としてＡ
ｇ／Ｐｄ＝７０／３０の材料を使用した。 【００１３】次に得られたグリーンチップを加熱し脱バ
インダーした後、所定の条件（１０００℃〜１１００℃
）で焼成した。得られたコンデンサーは誘電体厚み１２
μｍ，電極面積５．４ｍｍ２ であった。チップの両端
に外部電極（銀電極）を焼付け、１Ｖ，１ＫＨｚの条件
下で電気特性を測定し、絶縁抵抗は５０Ｖ印圧下１分後
の測定値で表示した。焼結体の粒径はＳＥＭ写真からラ
インインターセプト法により求めた。 【００１４】焼結体密度は混合した粉体にポリビニルア
ルコールを添加し、２ｔｏｎ／ｃｍ２で１５ｍｍΦのデ
ィスクを成形し、所定の温度で焼結した後アルキメデス
法により求めた。結果を表２に示す。なお、試料番号５
、６は本発明の範囲外のものである。 表１の結果か
ら明らかなように本特許請求の範囲内の誘電体磁器組成
物（Ｎｏ．１、２、３、４）は焼結助剤を添加すること
無しに焼結温度を１１００℃以下にすることが可能であ
り、さらに低温焼成にもかかわらずｔａｎδが１％以下
、絶縁抵抗が１＊１０５ ＭΩ以上、微構造が１μｍ以
下と良好である。バイアス特性についても直流電圧１２
Ｖ印加時の容量低下が１％以下で優れたバイアス特性を
示している。 【００１５】これに対し、本発明の範囲外（Ｎｏ．５、
６）では、１１００℃以下での焼結は困難でありｔａｎ
δ、絶縁抵抗ともコンデンサーとしての性能が得られな
い。試料番号７、８には焼結助剤を添加した場合（特開
昭６０ー２３９０２）について示した。表からわかるよ
うに、焼結助剤を添加した場合においても焼結温度はさ
らに低温化する傾向があり、電気特性、微構造も極めて
良好である。 【００１６】 【表１】 【００１７】 【表２】 【００１８】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明で
得られる誘電体磁器組成物は優れた直流バイアス特性を
示すと同時に１１００℃以下で焼結でき、内部電極とし
て安価な銀／パラジウム合金を使用することができるた
めコンデンサーのコストを引き下げることができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 チタン酸ストロンチウムが３０〜９５
ｗｔ％、酸化ビスマスが５〜３０ｗｔ％、酸化チタンが
５〜３０ｗｔ％から成る誘電体磁器組成物に対し、使用
するチタン酸ストロンチウムの平均粒径が少なくとも０
．５μｍ以下、比表面積が３〜２０ｍ２ ／ｇ、粉末Ｘ
線回折像のピーク半値幅から計算される結晶子径が０．
０５μｍ以上０．５μｍ以下であり、形状が球形状で、
１１００℃以下で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。 - 【請求項２】 チタン酸ストロンチウムが３０〜９５
ｗｔ％、酸化ビスマスが５〜３０ｗｔ％、酸化チタンが
５〜３０ｗｔ％、チタン酸鉛が２０〜５０ｗｔ％、チタ
ン酸カルシウムが１０〜２０ｗｔ％から成る誘電体磁器
組成物に対し、チタン酸鉛、チタン酸カルシウムの平均
粒径が少なくとも０．５μｍ以下あり、さらに請求項１
に記載のチタン酸ストロンチウムを使用し、１１００℃
以下で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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3028768A JPH04267007A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 誘電体磁器組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3028768A JPH04267007A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 誘電体磁器組成物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267007A true JPH04267007A (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=12257585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3028768A Withdrawn JPH04267007A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 誘電体磁器組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04267007A (ja) |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP3028768A patent/JPH04267007A/ja not_active Withdrawn
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3028503B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
| US6303529B1 (en) | Dielectric ceramic, method for producing the same, laminated ceramic electronic element, and method for producing the same | |
| JP4446324B2 (ja) | 誘電体磁器組成物及びそれを用いたコンデンサ | |
| JP2004035388A (ja) | 耐還元性低温焼成誘電体磁器組成物、これを用いた積層セラミックキャパシター及びその製造方法 | |
| EP0865052A2 (en) | High dielectric-constant ceramic composition, and its fabrication process | |
| JP4522025B2 (ja) | 誘電体磁器及び積層型電子部品並びに積層型電子部品の製法 | |
| KR20030056175A (ko) | 내환원성 유전체 자기 조성물 | |
| JP3146967B2 (ja) | 非還元性誘電体セラミック及びそれを用いた積層セラミック電子部品 | |
| JP2004345927A (ja) | 非還元性誘電体セラミックの製造方法、非還元性誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ | |
| JP2005179174A (ja) | 積層セラミックコンデンサ用誘電体組成物、積層セラミックコンデンサ、及び積層セラミックコンデンサの製造方法 | |
| JP5760890B2 (ja) | 誘電体磁器組成物および電子部品 | |
| CN116120058A (zh) | 一种兼具高储能性能和负电容温度系数的介电陶瓷材料及制备 | |
| JP2004149349A (ja) | 誘電体セラミック用原料粉末の製造方法、誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ | |
| JP2001110665A (ja) | 誘電体組成物およびこれを用いたセラミックコンデンサ | |
| JP4511323B2 (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製法 | |
| JP4627876B2 (ja) | 誘電体磁器および積層型電子部品 | |
| JP3250923B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| CN114591079B (zh) | 一种高压低损陶瓷电容器介质及其制备方法 | |
| JP2002134350A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製造方法 | |
| JP4652595B2 (ja) | 温度特性に優れた誘電体磁器 | |
| JP2004210613A (ja) | 誘電体磁器、その製造方法、及び積層セラミックコンデンサ | |
| JP2006156526A (ja) | 積層セラミックコンデンサおよびその製法 | |
| KR100703080B1 (ko) | 저온 소성용 유전체 분말의 제조 방법과 이를 이용한 적층세라믹 콘덴서의 제조 방법 | |
| JP3250917B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 | |
| JP2902925B2 (ja) | 誘電体磁器組成物 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980514 |