JPH04351804A - 誘電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ - Google Patents
誘電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサInfo
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- JPH04351804A JPH04351804A JP3126263A JP12626391A JPH04351804A JP H04351804 A JPH04351804 A JP H04351804A JP 3126263 A JP3126263 A JP 3126263A JP 12626391 A JP12626391 A JP 12626391A JP H04351804 A JPH04351804 A JP H04351804A
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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】本発明は焼成温度が800〜10
00℃でかつ中性雰囲気中または還元雰囲気中にて短時
間で焼成でき、誘電損失が小さい誘電体磁器組成物およ
びそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ
に関するものである。
00℃でかつ中性雰囲気中または還元雰囲気中にて短時
間で焼成でき、誘電損失が小さい誘電体磁器組成物およ
びそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】小型化・大容量化が進むセラミックコン
デンサの高誘電率材料としては、チタン酸バリウムを主
成分とする材料が用いられてきた。しかし、この材料を
焼成させるには大気中でかつ焼成温度として1300℃
程度の高温が必要であるため、積層型セラミックコンデ
ンサを作製する場合に、電極材料としては高価な白金あ
るいはパラジウム等の貴金属の使用が不可欠であり、特
に大容量化にともない内部電極材料が原料費を押し上げ
る要因となっていた。
デンサの高誘電率材料としては、チタン酸バリウムを主
成分とする材料が用いられてきた。しかし、この材料を
焼成させるには大気中でかつ焼成温度として1300℃
程度の高温が必要であるため、積層型セラミックコンデ
ンサを作製する場合に、電極材料としては高価な白金あ
るいはパラジウム等の貴金属の使用が不可欠であり、特
に大容量化にともない内部電極材料が原料費を押し上げ
る要因となっていた。
【0003】これに対し、近年チタン酸バリウム系材料
に耐還元性をもたせ電極材料として安価な卑金属を用い
て酸素分圧の低い雰囲気中で焼成する方法や、鉛系誘電
体材料と安価な銀を主体とする銀−パラジウム合金の電
極材料とを用いて、1000℃前後の低温で焼成する方
法により積層セラミックコンデンサの低コスト化が図ら
れている。
に耐還元性をもたせ電極材料として安価な卑金属を用い
て酸素分圧の低い雰囲気中で焼成する方法や、鉛系誘電
体材料と安価な銀を主体とする銀−パラジウム合金の電
極材料とを用いて、1000℃前後の低温で焼成する方
法により積層セラミックコンデンサの低コスト化が図ら
れている。
【0004】一方、小型化や高信頼性が望まれる電子機
器においては、実装密度の高いハイブリッドIC化が進
められており、従来のチップコンデンサに変わって厚膜
コンデンサに対する要望が高まっている。厚膜コンデン
サを作製するには、低温,短時間焼成が可能な誘電体が
必要であり、このための材料としては主に鉛系誘電体が
用いられる。従って、積層チップコンデンサの大容量化
あるいはコンデンサの厚膜化のいずれにも対応できる低
温焼成が可能な材料として、鉛系誘電体の開発が盛んに
進められている。
器においては、実装密度の高いハイブリッドIC化が進
められており、従来のチップコンデンサに変わって厚膜
コンデンサに対する要望が高まっている。厚膜コンデン
サを作製するには、低温,短時間焼成が可能な誘電体が
必要であり、このための材料としては主に鉛系誘電体が
用いられる。従って、積層チップコンデンサの大容量化
あるいはコンデンサの厚膜化のいずれにも対応できる低
温焼成が可能な材料として、鉛系誘電体の開発が盛んに
進められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】さて、Pb(Mg1/
3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1/2
W1/2)O3系誘電体組成物は、特開昭61−155
249号公報で知られているように、1100℃以下の
大気中で焼成される高誘電率磁器組成物であるが、誘電
率を高め十分緻密な焼成体を得るためには焼成温度にて
数時間保持する必要がある。
3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1/2
W1/2)O3系誘電体組成物は、特開昭61−155
249号公報で知られているように、1100℃以下の
大気中で焼成される高誘電率磁器組成物であるが、誘電
率を高め十分緻密な焼成体を得るためには焼成温度にて
数時間保持する必要がある。
【0006】また、PbTiO3,Pb(Mg1/3N
b2/3)O3,PbZrO3にMnO2を添加した低
誘電損失な誘電体磁器組成物は特公昭46−42544
号公報等で知られているように、強誘電率磁器組成物で
あるが、誘電率を高め十分緻密な焼成体を得るためには
1250℃以上の焼成温度にて数時間保持する必要があ
る。そのため誘電体と電極を同時焼成にて形成する場合
、電極材料としては低融点の安価な卑金属が利用できな
い。一方、ハイブリッドIC用の厚膜コンデンサを作製
する場合、低温短時間焼成が不可欠となり、このような
条件下では上記誘電体材料は未焼成となるため所望の特
性が得られないという課題があった。
b2/3)O3,PbZrO3にMnO2を添加した低
誘電損失な誘電体磁器組成物は特公昭46−42544
号公報等で知られているように、強誘電率磁器組成物で
あるが、誘電率を高め十分緻密な焼成体を得るためには
1250℃以上の焼成温度にて数時間保持する必要があ
る。そのため誘電体と電極を同時焼成にて形成する場合
、電極材料としては低融点の安価な卑金属が利用できな
い。一方、ハイブリッドIC用の厚膜コンデンサを作製
する場合、低温短時間焼成が不可欠となり、このような
条件下では上記誘電体材料は未焼成となるため所望の特
性が得られないという課題があった。
【0007】本発明ではかかる問題に鑑み、Pb(Mg
1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1
/2W1/2)O3系固容体およびPbTiO3,Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3,PbZrO3系固容体
の持つ誘電率を損なわず、中性雰囲気中あるいは還元雰
囲気中にて800〜1000℃で、かつ短時間焼成が可
能でかつ誘電損失の小さい誘電体磁器組成物およびそれ
を用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサを提供
することを目的とするものである。
1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1
/2W1/2)O3系固容体およびPbTiO3,Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3,PbZrO3系固容体
の持つ誘電率を損なわず、中性雰囲気中あるいは還元雰
囲気中にて800〜1000℃で、かつ短時間焼成が可
能でかつ誘電損失の小さい誘電体磁器組成物およびそれ
を用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサを提供
することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の誘電体磁器組成物は、Pb(Mg1/3N
b2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO3で表
される磁器組成分(ただしx+y+z=1)において、
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,P
b(Ni1/2W1/2)O3を頂点とする三角座標で
、下記の[ ]内の数値で表される組成A,B,C,
D,Eを頂点とする五角形の領域内からなる主成分誘電
体磁器組成物の仮焼粉に対して、副成分としてPbOを
1.0〜25.0モル%と、MgOを10.0〜200
.0モル%またはMnO2を1.0〜15.0モル%添
加するという構成を備えたものである。
めに本発明の誘電体磁器組成物は、Pb(Mg1/3N
b2/3)xTiy(Ni1/2W1/2)zO3で表
される磁器組成分(ただしx+y+z=1)において、
Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,P
b(Ni1/2W1/2)O3を頂点とする三角座標で
、下記の[ ]内の数値で表される組成A,B,C,
D,Eを頂点とする五角形の領域内からなる主成分誘電
体磁器組成物の仮焼粉に対して、副成分としてPbOを
1.0〜25.0モル%と、MgOを10.0〜200
.0モル%またはMnO2を1.0〜15.0モル%添
加するという構成を備えたものである。
【0009】
[Aはx=0.025,y=0.950,z=0.
025 Bはx=0.125,y=0.850,
z=0.025 Cはx=0.600,y=0.
100,z=0.300 Dはx=0.400,
y=0.100,z=0.500 Eはx=0.
025,y=0.900,z=0.075]また、本発
明の誘電体磁器組成物は、PbTix(Mg1/3Nb
2/3)yZrzO3+mMnO2で表される磁器組成
分(ただしx+y+z=1)において、m=0.1〜3
.0wt%の範囲にあり、この範囲内のmの値に対し、
PbTiO3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,P
bZrO3を頂点とする三角座標で、下記の[ ]内
の数値で表される組成A,B,C,D,E,Fを頂点と
する六角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組成物の
仮焼粉に対して、副成分としてPbOを1.0〜25.
0モル%と、MgOを10.0〜250.0モル%添加
するという構成を備えたものである。
025 Bはx=0.125,y=0.850,
z=0.025 Cはx=0.600,y=0.
100,z=0.300 Dはx=0.400,
y=0.100,z=0.500 Eはx=0.
025,y=0.900,z=0.075]また、本発
明の誘電体磁器組成物は、PbTix(Mg1/3Nb
2/3)yZrzO3+mMnO2で表される磁器組成
分(ただしx+y+z=1)において、m=0.1〜3
.0wt%の範囲にあり、この範囲内のmの値に対し、
PbTiO3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,P
bZrO3を頂点とする三角座標で、下記の[ ]内
の数値で表される組成A,B,C,D,E,Fを頂点と
する六角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組成物の
仮焼粉に対して、副成分としてPbOを1.0〜25.
0モル%と、MgOを10.0〜250.0モル%添加
するという構成を備えたものである。
【0010】
[Aはx=0.250 ,y=0.125 ,
z=0.625 Bはx=0.3125,y=0
.0625,z=0.625 Cはx=0.50
0 ,y=0.0625,z=0.4325
Dはx=0.500 ,y=0.450 ,z=0
.050 Eはx=0.450 ,y=0.5
00 ,z=0.050 Fはx=0.250
,y=0.500 ,z=0.250]
z=0.625 Bはx=0.3125,y=0
.0625,z=0.625 Cはx=0.50
0 ,y=0.0625,z=0.4325
Dはx=0.500 ,y=0.450 ,z=0
.050 Eはx=0.450 ,y=0.5
00 ,z=0.050 Fはx=0.250
,y=0.500 ,z=0.250]
【001
1】
1】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物においては、ペロブ
スカイト構造を有するPb(Mg1/3Nb2/3)O
3−PbTiO3−Pb(Ni1/2W1/2)O3系
の仮焼粉体に、PbOと、MgOまたはMnO2を添加
するか、あるいはペロブスカイト構造を有するPbTi
O3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,PbZrO
3,MnO2系の仮焼粉体に、PbOとMgOを添加す
ることにより、PbOとMgOまたはMnO2の共晶組
成を利用し低温で液相を発生させ、またこれらの添加物
がA,B両サイトとに同時に固容することで誘電体への
拡散を円滑に行う。よって添加物による粒界層の形成が
抑制され、かつ誘電率の低下および誘電損失の上昇を防
ぐことができる。従って、中性雰囲気中あるいは還元雰
囲気中にて1000℃以下という低い焼成温度で短時間
に緻密に焼成可能なセラミックコンデンサと厚膜コンデ
ンサが得られることとなる。
スカイト構造を有するPb(Mg1/3Nb2/3)O
3−PbTiO3−Pb(Ni1/2W1/2)O3系
の仮焼粉体に、PbOと、MgOまたはMnO2を添加
するか、あるいはペロブスカイト構造を有するPbTi
O3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,PbZrO
3,MnO2系の仮焼粉体に、PbOとMgOを添加す
ることにより、PbOとMgOまたはMnO2の共晶組
成を利用し低温で液相を発生させ、またこれらの添加物
がA,B両サイトとに同時に固容することで誘電体への
拡散を円滑に行う。よって添加物による粒界層の形成が
抑制され、かつ誘電率の低下および誘電損失の上昇を防
ぐことができる。従って、中性雰囲気中あるいは還元雰
囲気中にて1000℃以下という低い焼成温度で短時間
に緻密に焼成可能なセラミックコンデンサと厚膜コンデ
ンサが得られることとなる。
【0012】
(実施例1)以下、本発明の一実施例の誘電体磁器組成
物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コン
デンサについて説明する。
物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コン
デンサについて説明する。
【0013】まず、出発原料としては化学的に高純度な
PbO,MgO,Nb2O5,TiO2,MnO2を用
いた。これらを純度補正を行った上で所定量を秤量し、
純水を加えメノウ製玉石を用いてボールミルで17時間
混合した。これを吸引ろ過した水分の大半を分離した後
乾燥し、その後ライカイ機で充分解砕した後、粉砕量の
5wt%の純水を加え、直径60mm高さ約50mmの
円柱状に成型圧力500kg/cm2で成型した。これ
をアルミナルツボ中に入れ同質の蓋をし、750〜10
00℃で2時間仮焼した。次に、上記仮焼物をアルミナ
乳鉢で粗砕し、さらにボールミルで17時間粉砕し、吸
引ろ過した後乾燥した。以上の仮焼・粉砕・乾燥を数回
くりかえした。この粉末をX線解析法により解析し、ペ
ロブスカイト相であることを確認した。
PbO,MgO,Nb2O5,TiO2,MnO2を用
いた。これらを純度補正を行った上で所定量を秤量し、
純水を加えメノウ製玉石を用いてボールミルで17時間
混合した。これを吸引ろ過した水分の大半を分離した後
乾燥し、その後ライカイ機で充分解砕した後、粉砕量の
5wt%の純水を加え、直径60mm高さ約50mmの
円柱状に成型圧力500kg/cm2で成型した。これ
をアルミナルツボ中に入れ同質の蓋をし、750〜10
00℃で2時間仮焼した。次に、上記仮焼物をアルミナ
乳鉢で粗砕し、さらにボールミルで17時間粉砕し、吸
引ろ過した後乾燥した。以上の仮焼・粉砕・乾燥を数回
くりかえした。この粉末をX線解析法により解析し、ペ
ロブスカイト相であることを確認した。
【0014】この誘電体粉末に副成分としてPbOと、
MgOまたはMnO2を添加しライカイ機で混合した後
、ポリビニルアルコール6wt%水溶液を粉体量の6w
t%加え、32メッシュふるいを通して造粒し、成型圧
力500kg/cm2で直径13mm高さ約5mmの円
板状に成型した。次いで、この成型物を大気中600℃
で、1時間保持して脱バインダーした後、マグネシア磁
器容器に入れて同質の蓋をし、雰囲気ベルト炉を用いて
中性雰囲気中または還元雰囲気中で所定温度まで240
0℃/hrsで昇温し、最高温度で10分間保持後、2
400℃/hrsで降温した。
MgOまたはMnO2を添加しライカイ機で混合した後
、ポリビニルアルコール6wt%水溶液を粉体量の6w
t%加え、32メッシュふるいを通して造粒し、成型圧
力500kg/cm2で直径13mm高さ約5mmの円
板状に成型した。次いで、この成型物を大気中600℃
で、1時間保持して脱バインダーした後、マグネシア磁
器容器に入れて同質の蓋をし、雰囲気ベルト炉を用いて
中性雰囲気中または還元雰囲気中で所定温度まで240
0℃/hrsで昇温し、最高温度で10分間保持後、2
400℃/hrsで降温した。
【0015】以上のようにして得られた焼成物を厚さ1
mmの円板状に加工し、両面を電極としてCr−Agを
蒸着し、誘電率、tanδを1KHz,1V/mmの電
界下で測定した。
mmの円板状に加工し、両面を電極としてCr−Agを
蒸着し、誘電率、tanδを1KHz,1V/mmの電
界下で測定した。
【0016】下記の(表1)に本実施例の材料組成と、
焼成雰囲気を中性雰囲気である窒素中とした焼成物の誘
電特性および誘電損失を示す。
焼成雰囲気を中性雰囲気である窒素中とした焼成物の誘
電特性および誘電損失を示す。
【0017】
【表1】
【0018】また、焼成雰囲気を10−8atm以上の
酸素分圧を有する窒素−水素混合ガス中とした場合の誘
電体磁器組成物の誘電特性および誘電損失を下記の(表
2)に示す。
酸素分圧を有する窒素−水素混合ガス中とした場合の誘
電体磁器組成物の誘電特性および誘電損失を下記の(表
2)に示す。
【0019】
【表2】
【0020】上記(表1),(表2)に示すように、実
施例によれば、800〜1000℃短時間焼成にもかか
わらず、また様々な雰囲気焼成においても、高誘電率の
緻密な焼成体が得られ、また助剤にMgOあるいはMn
O2を添加することで、中性雰囲気あるいは還元雰囲気
焼成においても、低い誘電損失を有する焼成体が得られ
るものである。
施例によれば、800〜1000℃短時間焼成にもかか
わらず、また様々な雰囲気焼成においても、高誘電率の
緻密な焼成体が得られ、また助剤にMgOあるいはMn
O2を添加することで、中性雰囲気あるいは還元雰囲気
焼成においても、低い誘電損失を有する焼成体が得られ
るものである。
【0021】図1は本発明の主成分の組成範囲を、Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(
Ni1/2W1/2)O3を主成分とする三角組成図中
に示したものであるが、ここで、本発明において特許請
求の範囲を、Pb(Mg1/3Nb2/3)xTiy(
Ni1/2W1/2)zO3で表される磁器組成分(た
だしx+y+z=1)において、Pb(Mg1/3Nb
2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1/2W1/
2)O3を頂点とする三角座標で、下記の[ ]内の
数値で表される組成A,B,C,D,Eを頂点とする五
角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組成物の仮焼粉
に対して、副成分としてPbOを1.0〜25.0モル
%と、MgOを10.0〜200.0モル%またはMn
O2を1.0〜15.0モル%添加することを特徴とす
る誘電体磁器組成物、 [Aはx=0.025,y=0.950,z=0.
025 Bはx=0.125,y=0.850,
z=0.025 Cはx=0.600,y=0.
100,z=0.300 Dはx=0.400,
y=0.100,z=0.500 Eはx=0.
025,y=0.900,z=0.075]と具体的に
限定した理由を述べる。(表1),(表2)の比較例に
示すように、発明の範囲外の組成物においては、助剤の
添加量が少ない組成および800℃より低い焼成温度で
は焼成が不十分となり緻密な焼成体が得られず、助剤の
添加量の多い組成および1000℃より高い焼成温度で
は、助剤の誘電体への反応により誘電率が大幅に低下し
、また、誘電損失が大きくなる難点を有している。また
、x,y,zが限定の範囲外の組成物では高い誘電率お
よび低い誘電損失が得られない難点を有している。以上
のように、限定範囲外の組成では具体的には、本焼成条
件で焼成体の誘電率が2000以下、あるいは誘電損失
が1.5%以上となり、コンデンサとしての所望の特性
が得られないためである。
(Mg1/3Nb2/3)O3,PbTiO3,Pb(
Ni1/2W1/2)O3を主成分とする三角組成図中
に示したものであるが、ここで、本発明において特許請
求の範囲を、Pb(Mg1/3Nb2/3)xTiy(
Ni1/2W1/2)zO3で表される磁器組成分(た
だしx+y+z=1)において、Pb(Mg1/3Nb
2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1/2W1/
2)O3を頂点とする三角座標で、下記の[ ]内の
数値で表される組成A,B,C,D,Eを頂点とする五
角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組成物の仮焼粉
に対して、副成分としてPbOを1.0〜25.0モル
%と、MgOを10.0〜200.0モル%またはMn
O2を1.0〜15.0モル%添加することを特徴とす
る誘電体磁器組成物、 [Aはx=0.025,y=0.950,z=0.
025 Bはx=0.125,y=0.850,
z=0.025 Cはx=0.600,y=0.
100,z=0.300 Dはx=0.400,
y=0.100,z=0.500 Eはx=0.
025,y=0.900,z=0.075]と具体的に
限定した理由を述べる。(表1),(表2)の比較例に
示すように、発明の範囲外の組成物においては、助剤の
添加量が少ない組成および800℃より低い焼成温度で
は焼成が不十分となり緻密な焼成体が得られず、助剤の
添加量の多い組成および1000℃より高い焼成温度で
は、助剤の誘電体への反応により誘電率が大幅に低下し
、また、誘電損失が大きくなる難点を有している。また
、x,y,zが限定の範囲外の組成物では高い誘電率お
よび低い誘電損失が得られない難点を有している。以上
のように、限定範囲外の組成では具体的には、本焼成条
件で焼成体の誘電率が2000以下、あるいは誘電損失
が1.5%以上となり、コンデンサとしての所望の特性
が得られないためである。
【0022】(実施例2)上記実施例1と同様に仮焼・
粉砕・乾燥した誘電体粉末に、副成分としてPbOとM
gOまたはMnO2を添加し、ボールミルにて湿式混合
した後乾燥し、エチルセルロースを主成分とする樹脂を
溶媒で溶かしたビヒクルを加え、三段ロールにて混練し
誘電体ペーストを作製した。一方、純度96%のアルミ
ナ基板上に2×2mm2の形状を有する厚膜コンデンサ
を形成するために、下部電極として銅電極を印刷し乾燥
させた。次に、誘電体層として上記誘電体ペーストを厚
み0.050〜0.060mmになるように二度印刷乾
燥を行い、さらに上部電極として下部電極と同じ銅電極
を印刷し乾燥することにより、電極−誘電体−電極の三
層構造の印刷厚膜を形成し、ベルト炉を用いて最高温度
800〜1000℃,保持時間10分間窒素中で焼成し
た。 このようにして得られた厚膜コンデンサの誘電率、ta
nδを1KHz,1V/mmの電界下で測定した。(表
3)に本実施例の材料組成と、窒素中900℃で焼成し
た焼成物の誘電特性および誘電損失を示す。
粉砕・乾燥した誘電体粉末に、副成分としてPbOとM
gOまたはMnO2を添加し、ボールミルにて湿式混合
した後乾燥し、エチルセルロースを主成分とする樹脂を
溶媒で溶かしたビヒクルを加え、三段ロールにて混練し
誘電体ペーストを作製した。一方、純度96%のアルミ
ナ基板上に2×2mm2の形状を有する厚膜コンデンサ
を形成するために、下部電極として銅電極を印刷し乾燥
させた。次に、誘電体層として上記誘電体ペーストを厚
み0.050〜0.060mmになるように二度印刷乾
燥を行い、さらに上部電極として下部電極と同じ銅電極
を印刷し乾燥することにより、電極−誘電体−電極の三
層構造の印刷厚膜を形成し、ベルト炉を用いて最高温度
800〜1000℃,保持時間10分間窒素中で焼成し
た。 このようにして得られた厚膜コンデンサの誘電率、ta
nδを1KHz,1V/mmの電界下で測定した。(表
3)に本実施例の材料組成と、窒素中900℃で焼成し
た焼成物の誘電特性および誘電損失を示す。
【0023】
【表3】
【0024】上記(表3)に示すように、本実施例の材
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
【0025】特許請求の範囲を限定した理由は、実施例
1と同様に、(表3)の比較例に示すように、限定範囲
外の組成では、本焼成条件で焼成体の誘電率が1000
以下、あるいは誘電損失が1.0%以上となり、厚膜コ
ンデンサとしての所望の特性が得られないためである。
1と同様に、(表3)の比較例に示すように、限定範囲
外の組成では、本焼成条件で焼成体の誘電率が1000
以下、あるいは誘電損失が1.0%以上となり、厚膜コ
ンデンサとしての所望の特性が得られないためである。
【0026】本実施例では窒素中にて焼成が可能である
ことを示したが、アルゴン,ヘリウム等の中性雰囲気中
でも焼成が可能であることが容易に推察される。
ことを示したが、アルゴン,ヘリウム等の中性雰囲気中
でも焼成が可能であることが容易に推察される。
【0027】なお、本実施例で用いられる電極としては
、中性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて800〜10
00℃で焼成可能な電極が適宜選択され、使用されるも
のである。
、中性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて800〜10
00℃で焼成可能な電極が適宜選択され、使用されるも
のである。
【0028】(実施例3)以下本発明の他の実施例の誘
電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデン
サと厚膜コンデンサを説明する。
電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデン
サと厚膜コンデンサを説明する。
【0029】まず、出発原料としては化学的に高純度な
PbO,MgO,Nb2O5,TiO2,ZrO2,M
nO2を用いた。これらを純度補正を行った上で所定量
を秤量し、純水を加えメノウ製玉石を用いてボールミル
で17時間混合した。これを吸引ろ過して水分の大半を
分離した後乾燥し、その後ライカイ機で充分解砕した後
、粉砕量の5wt%の純水を加え、直径60mm高さ約
50mmの円柱状に成型圧力500kg/cm2で成型
した。これをアルミナルツボ中に入れ同質の蓋をし、7
50〜1150℃で2時間仮焼した。次に、上記仮焼物
をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにボールミルで17時間
粉砕し、吸引ろ過した後乾燥した。以上の仮焼・粉砕・
乾燥を数回くりかえした。この粉末をX線解析法により
解析し、ペロブスカイト相であることを確認した。
PbO,MgO,Nb2O5,TiO2,ZrO2,M
nO2を用いた。これらを純度補正を行った上で所定量
を秤量し、純水を加えメノウ製玉石を用いてボールミル
で17時間混合した。これを吸引ろ過して水分の大半を
分離した後乾燥し、その後ライカイ機で充分解砕した後
、粉砕量の5wt%の純水を加え、直径60mm高さ約
50mmの円柱状に成型圧力500kg/cm2で成型
した。これをアルミナルツボ中に入れ同質の蓋をし、7
50〜1150℃で2時間仮焼した。次に、上記仮焼物
をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにボールミルで17時間
粉砕し、吸引ろ過した後乾燥した。以上の仮焼・粉砕・
乾燥を数回くりかえした。この粉末をX線解析法により
解析し、ペロブスカイト相であることを確認した。
【0030】この誘電体粉末に副成分としてPbOと、
MgOを添加しライカイ機で混合した後、ポリビニルア
ルコール6wt%水溶液を粉体量の6wt%加え、32
メッシュふるいを通して造粒し、成型圧力500kg/
cm2で直径13mm高さ約5mmの円板状に成型した
。次いで、この成型物を大気中600℃で、1時間保持
して脱バインダーした後、マグネシア磁器容器に入れて
同質の蓋をし、雰囲気ベルト炉を用いて大気中,中性雰
囲気中または還元雰囲気中で所定温度まで2400℃/
hrsで昇温し、最高温度で10分間保持後、2400
℃/hrsで降温した。
MgOを添加しライカイ機で混合した後、ポリビニルア
ルコール6wt%水溶液を粉体量の6wt%加え、32
メッシュふるいを通して造粒し、成型圧力500kg/
cm2で直径13mm高さ約5mmの円板状に成型した
。次いで、この成型物を大気中600℃で、1時間保持
して脱バインダーした後、マグネシア磁器容器に入れて
同質の蓋をし、雰囲気ベルト炉を用いて大気中,中性雰
囲気中または還元雰囲気中で所定温度まで2400℃/
hrsで昇温し、最高温度で10分間保持後、2400
℃/hrsで降温した。
【0031】以上のようにして得られた焼成物を厚さ1
mmの円板状に加工し、両面を電極としてCr−Agを
蒸着し、誘電率、tanδを1MHz,1V/mmの電
界下で測定した。
mmの円板状に加工し、両面を電極としてCr−Agを
蒸着し、誘電率、tanδを1MHz,1V/mmの電
界下で測定した。
【0032】下記の(表4)に本実施例の材料組成と、
大気中での焼成物の誘電特性,誘電損失を示す。
大気中での焼成物の誘電特性,誘電損失を示す。
【0033】
【表4】
【0034】また、焼成雰囲気を中性雰囲気である窒素
中とした焼成物および焼成雰囲気を10−8atm以上
の酸素分圧を有する窒素−水素混合ガス中とした場合の
誘電体磁器組成物の誘電特性および誘電損失を下記の(
表5),(表6)に示す。
中とした焼成物および焼成雰囲気を10−8atm以上
の酸素分圧を有する窒素−水素混合ガス中とした場合の
誘電体磁器組成物の誘電特性および誘電損失を下記の(
表5),(表6)に示す。
【0035】
【表5】
【0036】
【表6】
【0037】上記(表4)に示すように、実施例によれ
ば、800〜1000℃短時間焼成にもかかわらず、助
剤にPbOとMgOあるいはMnO2を添加することで
、大気中において、高い誘電率で低誘電損失の緻密な焼
成体が得られるものである。また、大気中焼成における
特許請求の範囲内の組成物は、(表5),(表6)の中
性雰囲気,還元性雰囲気による焼成においても上記の特
徴を持った焼結体が得られた。
ば、800〜1000℃短時間焼成にもかかわらず、助
剤にPbOとMgOあるいはMnO2を添加することで
、大気中において、高い誘電率で低誘電損失の緻密な焼
成体が得られるものである。また、大気中焼成における
特許請求の範囲内の組成物は、(表5),(表6)の中
性雰囲気,還元性雰囲気による焼成においても上記の特
徴を持った焼結体が得られた。
【0038】図2は本発明の主成分の組成範囲を、Pb
TiO3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,Pb(
Ni1/2W1/2)O3を主成分とする三角組成図中
に示したものであるが、ここで、本発明において特許請
求の範囲を、PbTix(Mg1/3Nb2/3)yZ
rzO3+mMnO2で表される磁器組成分(ただしx
+y+z=1)において、m=0.1〜3.0wt%の
範囲にあり、この範囲内のmの値に対し、PbTiO3
,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,Pb(Ni1/
2W1/2)O3を頂点とする三角座標で、下記の[
]内の数値で表される組成A,B,C,D,E,Fを
頂点とする六角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組
成物の仮焼粉に対して、副成分としてPbOを1.0〜
25.0モル%とMgOを10.0〜250.0モル%
添加することを特徴とする誘電体磁器組成物、 [Aはx=0.250 ,y=0.125 ,
z=0.625 Bはx=0.3125,y=0
.0625,z=0.625 Cはx=0.50
0 ,y=0.0625,z=0.4325
Dはx=0.500 ,y=0.450 ,z=0
.050 Eはx=0.450 ,y=0.5
00 ,z=0.050 Fはx=0.250
,y=0.500 ,z=0.250]と具体的
に限定した理由を述べる。(表4),(表5),(表6
)の比較例に示すように、発明の範囲外の組成物におい
ては、助剤の添加量が少ない組成および800℃より低
い焼成温度では焼成が不十分となり緻密な焼成体が得ら
れず、助剤の添加量の多い組成および1000℃より高
い焼成温度では、助剤の誘電体への反応により誘電率が
低下し、また、誘電損失が大きくなる難点を有している
。また、x,y,zが限定の範囲外の組成物では高い誘
電率および低い誘電損失が得られない難点を有している
。以上のように、限定範囲外の組成では具体的には、本
焼成条件で焼成体の誘電率が200以下、誘電損失が1
.0%以上となり、コンデンサとしての所望の特性が得
られないためである。
TiO3,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,Pb(
Ni1/2W1/2)O3を主成分とする三角組成図中
に示したものであるが、ここで、本発明において特許請
求の範囲を、PbTix(Mg1/3Nb2/3)yZ
rzO3+mMnO2で表される磁器組成分(ただしx
+y+z=1)において、m=0.1〜3.0wt%の
範囲にあり、この範囲内のmの値に対し、PbTiO3
,Pb(Mg1/3Nb2/3)O3,Pb(Ni1/
2W1/2)O3を頂点とする三角座標で、下記の[
]内の数値で表される組成A,B,C,D,E,Fを
頂点とする六角形の領域内からなる主成分誘電体磁器組
成物の仮焼粉に対して、副成分としてPbOを1.0〜
25.0モル%とMgOを10.0〜250.0モル%
添加することを特徴とする誘電体磁器組成物、 [Aはx=0.250 ,y=0.125 ,
z=0.625 Bはx=0.3125,y=0
.0625,z=0.625 Cはx=0.50
0 ,y=0.0625,z=0.4325
Dはx=0.500 ,y=0.450 ,z=0
.050 Eはx=0.450 ,y=0.5
00 ,z=0.050 Fはx=0.250
,y=0.500 ,z=0.250]と具体的
に限定した理由を述べる。(表4),(表5),(表6
)の比較例に示すように、発明の範囲外の組成物におい
ては、助剤の添加量が少ない組成および800℃より低
い焼成温度では焼成が不十分となり緻密な焼成体が得ら
れず、助剤の添加量の多い組成および1000℃より高
い焼成温度では、助剤の誘電体への反応により誘電率が
低下し、また、誘電損失が大きくなる難点を有している
。また、x,y,zが限定の範囲外の組成物では高い誘
電率および低い誘電損失が得られない難点を有している
。以上のように、限定範囲外の組成では具体的には、本
焼成条件で焼成体の誘電率が200以下、誘電損失が1
.0%以上となり、コンデンサとしての所望の特性が得
られないためである。
【0039】(実施例4)上記実施例3と同様に仮焼・
粉砕・乾燥した誘電体粉末に、副成分としてPbOとM
gOまたはMnO2を添加し、ボールミルにて湿式混合
した後乾燥し、エチルセルロースを主成分とする樹脂を
溶媒で溶かしたビヒクルを加え、三段ロールにて混練し
誘電体ペーストを作製した。一方、純度96%のアルミ
ナ基板上に2×2mm2の形状を有する厚膜コンデンサ
を形成するために、下部電極として電極ペーストを印刷
し乾燥させた。次に、誘電体層として上記誘電体ペース
トを厚み0.050〜0.060mmになるように二度
印刷乾燥を行い、さらに上部電極として下部電極と同じ
電極ペーストを印刷し乾燥することにより、電極−誘電
体−電極の三層構造の印刷厚膜を形成し、ベルト炉を用
いて最高温度800〜1000℃,保持時間10分間焼
成した。このようにして得られた厚膜コンデンサの誘電
率、tanδを1KHz,1V/mmの電界下で測定し
た。(表7)に本実施例の材料組成と、大気中900℃
で焼成した焼成物の誘電特性,誘電損失を示す。
粉砕・乾燥した誘電体粉末に、副成分としてPbOとM
gOまたはMnO2を添加し、ボールミルにて湿式混合
した後乾燥し、エチルセルロースを主成分とする樹脂を
溶媒で溶かしたビヒクルを加え、三段ロールにて混練し
誘電体ペーストを作製した。一方、純度96%のアルミ
ナ基板上に2×2mm2の形状を有する厚膜コンデンサ
を形成するために、下部電極として電極ペーストを印刷
し乾燥させた。次に、誘電体層として上記誘電体ペース
トを厚み0.050〜0.060mmになるように二度
印刷乾燥を行い、さらに上部電極として下部電極と同じ
電極ペーストを印刷し乾燥することにより、電極−誘電
体−電極の三層構造の印刷厚膜を形成し、ベルト炉を用
いて最高温度800〜1000℃,保持時間10分間焼
成した。このようにして得られた厚膜コンデンサの誘電
率、tanδを1KHz,1V/mmの電界下で測定し
た。(表7)に本実施例の材料組成と、大気中900℃
で焼成した焼成物の誘電特性,誘電損失を示す。
【0040】
【表7】
【0041】上記(表7)に示すように、本実施例の材
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
【0042】また(表8)に本実施例の材料組成と、窒
素中900℃で焼成した焼成物の誘電特性,誘電損失を
示す。
素中900℃で焼成した焼成物の誘電特性,誘電損失を
示す。
【0043】
【表8】
【0044】上記(表8)に示すように、本実施例の材
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
料組成にかかる焼成物は、短時間低温焼成にもかかわら
ず、緻密な焼成体からなる高誘電率でかつ低い誘電損失
を有する厚膜コンデンサが得られるものである。
【0045】特許請求の範囲を限定した理由は、実施例
1と同様に、(表7),(表8)の比較例に示すように
、限定範囲外の組成では、本焼成条件で焼成体の誘電率
が200以下、あるいは誘電損失が1.0%以上となり
、厚膜コンデンサとしての所望の特性が得られないため
である。
1と同様に、(表7),(表8)の比較例に示すように
、限定範囲外の組成では、本焼成条件で焼成体の誘電率
が200以下、あるいは誘電損失が1.0%以上となり
、厚膜コンデンサとしての所望の特性が得られないため
である。
【0046】本実施例では窒素中にて焼成が可能である
ことを示したが、アルゴン,ヘリウム等の中性雰囲気中
でも焼成が可能であることが容易に推察される。
ことを示したが、アルゴン,ヘリウム等の中性雰囲気中
でも焼成が可能であることが容易に推察される。
【0047】なお、本実施例で用いられる電極としては
、大気中,中性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて80
0〜1000℃で焼成可能な電極が適宜選択され、使用
されるものである。
、大気中,中性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて80
0〜1000℃で焼成可能な電極が適宜選択され、使用
されるものである。
【0048】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、80
0〜1000℃の温度にて短時間でかつ中性雰囲気中あ
るいは還元雰囲気中においても焼成可能な高誘電率を有
し、かつ誘電損失の小さい積層セラミックコンデンサお
よび厚膜コンデンサを提供し得る誘電体磁器組成物を実
現できるという優れた効果を発揮するものである。
0〜1000℃の温度にて短時間でかつ中性雰囲気中あ
るいは還元雰囲気中においても焼成可能な高誘電率を有
し、かつ誘電損失の小さい積層セラミックコンデンサお
よび厚膜コンデンサを提供し得る誘電体磁器組成物を実
現できるという優れた効果を発揮するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】Pb(Mg1/3Nb2/3)O3を含む
鉛系誘電体磁器組成を仮焼し粉砕して得られた主成分誘
電体磁器組成物に対して、副成分としてPbOと、Mg
OまたはMnO2を添加することを特徴とする誘電体磁
器組成物。 【請求項2】Pb(Mg1/3Nb2/3)xTiy(
Ni1/2W1/2)zO3で表される磁器組成分(た
だしx+y+z=1)において、Pb(Mg1/3Nb
2/3)O3,PbTiO3,Pb(Ni1/2W1/
2)O3を頂点とする三角座標で、下記の[]内の数値
で表される組成A,B,C,D,Eを頂点とする五角形
の領域内からなる主成分誘電体磁器組成物の仮焼粉に対
して、副成分としてPbOを1.0〜25.0モル%と
、MgOを10.0〜200.0モル%またはMnO2
を1.0〜15.0モル%添加することを特徴とする誘
電体磁器組成物。 [Aはx=0.025,y=0.950,z=0.
025 Bはx=0.125,y=0.850,
z=0.025 Cはx=0.600,y=0.
100,z=0.300 Dはx=0.400,
y=0.100,z=0.500 Eはx=0.
025,y=0.900,z=0.075]【請求項3
】PbTix(Mg1/3Nb2/3)yZrzO3+
mMnO2で表される磁器組成分(ただしx+y+z=
1)において、m=0.1〜3.0wt%の範囲にあり
、この範囲内のmの値に対し、PbTiO3,Pb(M
g1/3Nb2/3)O3,PbZrO3を頂点とする
三角座標で、下記の[ ]内の数値で表される組成A
,B,C,D,E,Fを頂点とする六角形の領域内から
なる主成分誘電体磁器組成物の仮焼粉に対して、副成分
としてPbOを1.0〜25.0モル%と、MgOを1
0.0〜250.0モル%添加することを特徴とする誘
電体磁器組成物。 [Aはx=0.250 ,y=0.125 ,
z=0.625 Bはx=0.3125,y=0
.0625,z=0.625 Cはx=0.50
0 ,y=0.0625,z=0.4325
Dはx=0.500 ,y=0.450 ,z=0
.050 Eはx=0.450 ,y=0.5
00 ,z=0.050 Fはx=0.250
,y=0.500 ,z=0.250]【請求項
4】請求項2または3記載の誘電体磁器組成物からなる
誘電体層と、中性雰囲気中あるいは還元雰囲気中にて8
00〜1000℃で焼成可能な電極とで構成されたこと
を特徴とするセラミックコンデンサ。 【請求項5】セラミック基板上に、請求項2または3記
載の誘電体磁器組成物からなる誘電体層と、800〜1
000℃で焼成可能な電極とから構成されたことを特徴
とする厚膜コンデンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126263A JP2630111B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 誘電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126263A JP2630111B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 誘電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04351804A true JPH04351804A (ja) | 1992-12-07 |
| JP2630111B2 JP2630111B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=14930858
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126263A Expired - Fee Related JP2630111B2 (ja) | 1991-05-29 | 1991-05-29 | 誘電体磁器組成物およびそれを用いたセラミックコンデンサと厚膜コンデンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2630111B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980040840A (ko) * | 1996-11-29 | 1998-08-17 | 조희재 | 저온 소결용 유전체 세라믹스 조성물 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029750A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Tdk Corp | 高誘電率セラミックス組成物 |
| JPH02157155A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高誘電率系誘電体磁器組成物の製造方法 |
-
1991
- 1991-05-29 JP JP3126263A patent/JP2630111B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH029750A (ja) * | 1988-06-27 | 1990-01-12 | Tdk Corp | 高誘電率セラミックス組成物 |
| JPH02157155A (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高誘電率系誘電体磁器組成物の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR19980040840A (ko) * | 1996-11-29 | 1998-08-17 | 조희재 | 저온 소결용 유전체 세라믹스 조성물 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2630111B2 (ja) | 1997-07-16 |
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