JPH0581551B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0581551B2
JPH0581551B2 JP1107078A JP10707889A JPH0581551B2 JP H0581551 B2 JPH0581551 B2 JP H0581551B2 JP 1107078 A JP1107078 A JP 1107078A JP 10707889 A JP10707889 A JP 10707889A JP H0581551 B2 JPH0581551 B2 JP H0581551B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
composition
insulation resistivity
dielectric constant
pbtio
high temperatures
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP1107078A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH02283655A (ja
Inventor
Shigeru Tanaka
Kunihiro Maeda
Masaru Hotsuta
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lincstech Circuit Co Ltd
Original Assignee
Hitachi AIC Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi AIC Inc filed Critical Hitachi AIC Inc
Priority to JP1107078A priority Critical patent/JPH02283655A/ja
Publication of JPH02283655A publication Critical patent/JPH02283655A/ja
Publication of JPH0581551B2 publication Critical patent/JPH0581551B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野 本発明は磁器コンデンサに用いられる高誘電率
磁器組成物に関する。 従来の技術 従来より、高誘電率系の磁器コンデンサを製造
するための一般的な強誘電体材料としては、一般
式ABO3(A及びBはそれぞれ金属イオン)で現
わされるペロブスカイト酸化物があり、この代表
例として、チタン酸バリウムBaTiO3、チタン酸
ストロンチウムSrTiO3を主成分とするものが知
られている。また、最近は、これらの材料より低
温焼成ができる鉛系複合ペロブスカイト酸化物が
主として使われつつある。鉛系複合ペロブスカイ
ト酸化物では、チタン酸鉛PbTiO3のTi4+サイト
をMg2+、Nb5+、Ni2+、Fe3+、W6+等のイオンに
よつて適当量を置換固溶させ、誘電率、誘電損
失、絶縁抵抗率を制御しコンデンサ材料として実
用に供されている。具体的にはPb(Mg1/3Nb2/
3)O3−PbTiO3系(特開昭61−275160号)、Pb
(Mg1/3Nb2/3)O3−Pb(Ni1/3Nb2/3)O3−Pb
(Fe1/2Nb1/2)O3系(特開昭59−105209号)、Pb
(Fe2/3W1/3)O3−Pb(Fe1/2Nb1/2)O3系(特
開昭54−110500号)が公知である。 発明が解決しようとする課題 従来の強誘電材料を用いコンデンサに適用した
ときには、以下の問題があつた。すなわち、
BaTiO3を主組成とする材料については、一般に
焼成温度が1300―1400℃と高く焼成時に多量の熱
エネルギーを要し、焼成炉壁材や発熱体の熱的消
耗が激しいこと、また、積層セラミツクコンデン
サは素子の構成上、誘電体層と内部に形成した電
極とを同時に焼成する必要があり、電極材料には
高温でも熱的、化学的に安定な白金やパラジウム
を用いなければならず、製品が高価になるという
問題がある。 一方、焼成温度が1100℃以下である鉛系複合ペ
ロブスカイト酸化物を用いたものは、120℃程度
の高温特性において、絶縁抵抗率が低いという問
題点がある。例えばPb(Mg1/3Nb2/3)O3系では
室温下で約1×1013Ωcmが、120℃の環境下では
約1×1011Ωcmと2桁低下する。また、Pb(Fe2/3
W1/3)O3−Pb(Fe1/2Nb1/2)O3系では2×
1012Ωcm(室温)から1×109Ωcmと3桁以下も低
下するので、コンデンサの苛酷な条件下での長期
使用に対する信頼性に問題がある。さらに、
BaTiO3を主成分とするような材料では、絶縁抵
抗率の低下は1カ月程度ではPb系複合ペロブス
カイト酸化物ほど大きくなく信頼性の上では好ま
しい。 本発明では、1100℃以下の低温で焼結でき、か
つ、高温下での絶縁抵抗率の低下が小なる磁器組
成物を提供するものである。 課題を解決するための手段 本発明の高誘電率磁気組成物は、マグネシウム
ニオブ酸鉛をPb(Mg1/3Nbx)O3-〓で表わしたと
き、Xの範囲を1/3≦x≦3/5にする。このときδ
はxの値に対して上記組成の電気的中性条件を満
たすように定める。この組成を主成分にして、チ
タン酸鉛PbTiO3を0〜5mol%添加固溶してもよ
い。 本発明についてさらに詳細に説明する。先ず
1100℃以下の低温で焼成するため、従来材料のう
ち特に低温焼成可能なPb(Mg1/3Nb2/3)O3の鉛
系ペロブスカイト酸化物を用いることにする。た
だこの組成では高温で絶縁抵抗率が低下してしま
うため、Nbのモル量を上記組成のとおりの2/3モ
ルから減少させると絶縁抵抗率が極端に低下しな
いことを見出した。このNb量を化学量論比から
減らした組成において、その絶縁抵抗率は室温で
約1×1013Ωcm、120℃でも約1×1012Ωcmで、明
らかに改善の効果が見られた。さらにこの組成に
対して数モル%の割合でPbTiO3を添加、固溶さ
せても絶縁抵抗率が高温下で極端に低下しないと
いうことが判つた。 PbTiO3を添加、固溶はPb(Mg1/3Nb2/3)O3
のキユリー点(相変態温度)を移動させ、そのた
めある温度(例えば室温)での誘電率をPbTiO3
の添加、固溶量によつて制御できることが知られ
ているが、この系では、やはり高温時の絶縁抵抗
率の低下はPb(Mg1/3Nb2/3)O3と同程度また
は、それよりもさらに大きい。 本発明のようにNbを化学量論比より減少させ
た組成に適当量のPbTiO3を投入した場合、誘電
率の制御できPbTiO3の添加、固溶効果を全く損
なうことなく、さらに高温時の絶縁抵抗率の低下
量を少なくさせるという利点がある。さらに、本
発明による組成物を誘電体層とする積層セラミツ
クコンデンサでは、高温長時間使用という苛酷な
条件下でも絶縁抵抗率の劣化の程度は少ないとい
う効果が認められた。 作 用 本発明の組成物では、複合ペロブスカイト酸化
物を一般にABO3と表わしたときにBサイトイオ
ンを化学量論比よりも減少させる。これにより、
この組成物を120℃というような高温状態でも絶
縁抵抗率の室温からの低下度合を少なくさせるこ
とができる。 次に組成の限定理由について述べる。Pb(Mg
1/3Nbx)O3-〓の条件でxが3/5以上になると化
学量論比に近づき、高温下の絶縁抵抗率が2桁以
上減少し、本発明の効果が得られない。また、x
が1/3以下の場合には、組成物の結晶形がペロブ
スカイト構造になりにくくなり、高温下での絶縁
抵抗率が低下するばかりでなく、室温下での基本
的な特性まで劣化してしまう。PbTiO3を主成分
に対して5mol%以上添加した場合にも、高温下
での絶縁抵抗率が劣化し、本発明の目的に適さな
い。 本発明の組成において、1100℃以下の低温で焼
結でき、高温下での絶縁抵抗率の低下を少なくす
るという課題が解決できる。 実施例 本発明の具体的な実施例を以下に述べる。 実施例 1 出発材料として、一般化鉛PbO(純度99.99%以
上)、酸化マグネシウムMgO(純度99.9%以上)、
五酸化ニオブNbO5(純度99.9%以上)を用い、こ
れらの組成物粉末の合成は、最終生成物中にペロ
ブスカイト相が多くなるように以下のようなコラ
ンバイト法を用いる。 表1に示す組成比になるように、まずMgOと
Nb2O5を所定量坪量し、50g/バツヂ15φ合成樹
脂ボールで湿式混合(溶媒:イオン交換水、16時
間混合)し、120℃で脱溶媒、乾燥させた後、蓋
付のMgOルツボに移し、シリコニツト電気炉で
900―1000℃で約4時間保持で熱処理を行う。こ
の焼結反応物(ニオブ酸マグネシウム:第1仮焼
品)及びPbOを所定量(30g/バツチ)坪量し、
15φZrO2ボールを使い湿式混合(溶媒:純水、16
時間混合)し、これらの泥しようを120℃で脱溶
媒、乾燥した後、蓋付のMgOルツボに移し、シ
リコニツト電気炉で750―850℃で約4時間仮焼す
る(ニオブ酸マグネシウム鉛:第2仮焼品)。こ
の焼結反応物を15φZrO2ボールで再び湿式ボール
ミル(溶媒:純水、24〜36時間)を用い、粒径を
1〜3μmまで粉砕し、120℃で脱溶媒、乾燥し、
所望の組成物粉末を製作する。 この粉末に適当量の焼結助剤としてPbO(0−
10重量%)と3重量%ポリビニルアルコール水溶
液(P.V.A)を加え、らいかい機で30分混合、32
メツシユふるいを全通させる。この顆粒状粉末を
約1.7ton/cm2の形成圧力で直径12mm厚さ1.1mmの
デイスク状成形体を作成する。この成形体を単結
晶ZrO2を主成分とする敷粉の中に埋めて全体を
MgOルツボでおおい、大気中又は酸素中で920〜
1050℃、3時間保持で本焼成する。(後から加え
たPbOは単に焼結助剤として働くのみで、その量
によつて得られた焼結体の電気的特性に影響を与
えることはない。) この焼結体の両面にAu−Pdを蒸着し、電極と
して電気的特性を調べた。誘電率、誘電損失は周
波数1KHz、室温(23±2℃)で、絶縁抵抗率は
試料を恒温槽の中に入れ、直流50Vを印加し2分
後に流れる電流値と試料寸法とから算出した。
【表】 表1において、○印を付した試料は本発明の範
囲外であり、比較のために掲載した。資料2に示
すようにxが2/3モル(化学量論比)のときは、
誘電率、誘電損失及び室温での絶縁抵抗率に関し
ては、誘電体磁器として特性上問題はみられない
が、高温(85℃、125℃)での絶縁抵抗率は2桁
低下して問題である。これに対し、本発明の実施
例(試料3〜6)のものは、高温における絶縁抵
抗率は比較例(試料1〜2)に比べて優れている
ことがわかる。これを第1図に表示する。また室
温における電気的諸特性も殆ど問題ない。これは
Nb量(x値)を相対的に減らしたための効果で
ある。x値を本発明の実施例よりさらに減少した
比較例(試料7〜8)では、結晶相的にペロブス
カイト単相にならず、そのため誘電体磁器として
の特性そのものが悪く問題である。 実施例 2 実施例1の中で最も特性の優れたPb(Mg1/3
Nb1/2)O3-〓を主成分としてPbTiO3の添加効果
を調べた。試料合成の出発原料として実施例1と
同純度のPbO、MgO、Nb2O5さらにPbTiO3(純
度99.9%以上)を用いた。 粉末合成工程は実施例1に示したコランバイト
法を用い、異なる点は、第1仮焼粉であるニオブ
酸マグネシウムに所定量のPbO及びPbTiO3を添
加することのみで、後のペレツト作成及び評価法
も実施例1と同方法を用い、その結果を表2に示
す。 試料9−11のものは、Pb(Mg1/3Nb1/2)O3-
にPbTiO3を5mol%まで添加しても、125℃にお
ける絶縁抵抗率は比較的高く、誘電体磁器として
優れている。さらに誘電率も若干向上し、コンデ
ンサの小型化に寄与する。 PbTiO3の添加量が5mol%を越える試料12の場
合には、室温での絶縁抵抗率が試料9−11に比べ
て約1/2、125℃での絶縁抵抗率も小さい。さら
に、誘電損失も5%を越え、誘電体磁器として一
般的に好ましくない。
【表】 主成分をPb(Mg1/3Nb2/3)O3とした試料13−
14の場合には、PbTiO3を添加しても誘電率は向
上するが高温における絶縁抵抗率改善に効果が認
められない。 実施例 3 実施例1において合成したPb(Mg1/3Nb1/2)
O3-〓にアクリル系有機結合剤を加えZrO2ボール
にてボールミル混合(18時間)し、このスラリー
を脱胞後、ドクターブレード法によつて厚さ30μ
mのテープ状シートを作る。このシートを適当な
大きさに切断し、これの上にAg−Pdペーストを
印刷し、これを積層し70℃で熱圧着する。これを
所定寸法に切断し未焼成の積層コンデンサを作
る。この後300℃、10時間保持の熱処理条件で脱
脂し、940℃、4時間で本焼成する。この焼成品
の両端面にAgペーストと塗布し600℃で焼付け、
端子電極を形成し、積層セラミツクコンデンサを
製作する。 このコンデンサを125℃の恒温槽に収納し、直
流200Vを印加して、抵抗値を測定した。第2図
にその結果を示す。なお、比較例品としては、
Pb((Mg1/3Nb2/3)O3を用いた積層セラミツク
コンデンサを用いた。200時間経過後に比較例の
ものは初期値1011Ωcmから2×109Ωcmまで抵抗が
劣化しているのに対し、本発明実施例品では殆ど
その低下が見られず、苛酷条件下での使用に対し
ても信頼性が高いことがわかる。 なお、実施例において出発原料として、夫々酸
化物を用いた場合を示したが、他の例えば炭酸化
物を用いてもよく、また、PbTiO3の代りにPbO
+TiO2の形で坪量してもよい。 発明の効果 本発明の高誘電率磁器組成物は、1100℃以下の
低温で焼結でき、かつ、高温(125℃)下におけ
る絶縁抵抗率の低下を室温のときに比べて1桁以
下におさえることができるようになつたので、こ
れを用いた積層セラミツクコンデンサに適用した
場合、製品の信頼性が向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は絶縁抵抗率の温度依存性を示す曲線
図、第2図は寿命試験によるコンデンサの抵抗変
化を示す曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マグネシウムニオブ酸鉛Pb(Mg1/3Nbx)
    O3-〓を主成分とする磁器組成物において、Nb量
    xが1/3≦x≦3/5の範囲であつて、δはxの値に
    対して上記組成の電気的中性条件を満たすように
    決めることを特徴とする高誘電率磁器組成物。 2 特許請求の範囲第1項記載の高誘電率磁器組
    成物において、この組成物にさらに0〜5mol%
    のチタン酸鉛を添加することを特徴とする高誘電
    率磁器組成物。
JP1107078A 1989-04-26 1989-04-26 高誘電率磁器組成物 Granted JPH02283655A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1107078A JPH02283655A (ja) 1989-04-26 1989-04-26 高誘電率磁器組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1107078A JPH02283655A (ja) 1989-04-26 1989-04-26 高誘電率磁器組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02283655A JPH02283655A (ja) 1990-11-21
JPH0581551B2 true JPH0581551B2 (ja) 1993-11-15

Family

ID=14449922

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1107078A Granted JPH02283655A (ja) 1989-04-26 1989-04-26 高誘電率磁器組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02283655A (ja)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55121958A (en) * 1979-03-07 1980-09-19 Tdk Electronics Co Ltd High dielectric ceramic composition

Also Published As

Publication number Publication date
JPH02283655A (ja) 1990-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3346293B2 (ja) 非還元性誘電体磁器組成物およびそれを用いた積層セラミックコンデンサ
CN116092828B (zh) 电介质组合物和电子部件
JPS6128619B2 (ja)
JPS6227026B2 (ja)
JP3435039B2 (ja) 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ
JPH0581551B2 (ja)
JPS6121183B2 (ja)
JPS6227029B2 (ja)
JPS6128620B2 (ja)
JPS6230151B2 (ja)
JPS6256605B2 (ja)
JP2513527B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JP3450134B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH0562403B2 (ja)
JPS6217805B2 (ja)
JP2694975B2 (ja) 高誘電率磁器組成物の製造方法
JPS6224382B2 (ja)
JPS6224381B2 (ja)
JPS63156062A (ja) 高誘電率磁器組成物及びその製造方法
JPH0457631B2 (ja)
JPH0517222A (ja) 温度補償用磁器組成物
JPH11180767A (ja) 誘電体磁器および積層セラミックコンデンサ
JPS6149268B2 (ja)
JPS6149269B2 (ja)
JPS629961B2 (ja)