JPH06208804A - 誘電体材料およびセラミック部品 - Google Patents
誘電体材料およびセラミック部品Info
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- JPH06208804A JPH06208804A JP5028634A JP2863493A JPH06208804A JP H06208804 A JPH06208804 A JP H06208804A JP 5028634 A JP5028634 A JP 5028634A JP 2863493 A JP2863493 A JP 2863493A JP H06208804 A JPH06208804 A JP H06208804A
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- dielectric material
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘電率の温度変化率が小さく、しかも誘電損
失が小さく、さらに低温焼成が可能な誘電体材料を提供
し、また、この誘電体材料を用いることにより、誘電体
層をＡｇ系電極と同時焼成することが可能なセラミック
部品を提供する。 【構成】 酸化ビスマスおよび酸化マグネシウムならび
に酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを含み、これ
らが３成分組成図においてＸＹＺを頂点とする三角形の
辺上および内部で表わされるモル比率で含有され、かつ
０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１であ
り、パイロクロア型構造を有する酸化物相を主相とする
誘電体材料。
失が小さく、さらに低温焼成が可能な誘電体材料を提供
し、また、この誘電体材料を用いることにより、誘電体
層をＡｇ系電極と同時焼成することが可能なセラミック
部品を提供する。 【構成】 酸化ビスマスおよび酸化マグネシウムならび
に酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを含み、これ
らが３成分組成図においてＸＹＺを頂点とする三角形の
辺上および内部で表わされるモル比率で含有され、かつ
０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１であ
り、パイロクロア型構造を有する酸化物相を主相とする
誘電体材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体材料と、これを
含有する誘電体層を有するセラミック部品とに関する。
含有する誘電体層を有するセラミック部品とに関する。
【０００２】
【従来の技術】温度補償用コンデンサに用いる誘電体材
料の開発に際しては、下記〜が重要なポイントとさ
れている。
料の開発に際しては、下記〜が重要なポイントとさ
れている。
【０００３】 誘電率（ε）が大きいこと 誘電損失（ tanδ）が小さいこと 誘電率の温度係数（ε・TC）の変化が広い温度範囲
にわたって小さく、用途に応じ絶対値の小さなε・TCが
得られること 焼成温度が低いこと
にわたって小さく、用途に応じ絶対値の小さなε・TCが
得られること 焼成温度が低いこと
【０００４】しかし、これらの特性はそれぞれが相反す
る関係にあり、全ての特性を同時に向上させることは極
めて困難である。このため現状では、用途を絞り、その
用途において最も重要である特性を選択し、その特性を
重点的に改善するかたちで開発が行なわれている。
る関係にあり、全ての特性を同時に向上させることは極
めて困難である。このため現状では、用途を絞り、その
用途において最も重要である特性を選択し、その特性を
重点的に改善するかたちで開発が行なわれている。
【０００５】従来の誘電体材料、例えば、ＳｒＴｉＯ
3 、ＳｒＺｒＯ3 、ＣａＴｉＯ3 、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）
Ｏ3 、ＭｇＴｉＯ3 、（Ｓｒ，Ｃａ）ＴｉＯ3 等は、こ
のような事情からそれぞれ一長一短のあるものである。
特に、これらの材料系は焼結に１２００℃以上の高温が
必要であるため、焼成炉の熱疲労や高いエネルギーコス
トが問題となる。また、近年、小型化、大容量化が可能
な積層型セラミックコンデンサが一般的になってきてい
るが、積層型セラミックコンデンサの製造に際しては、
誘電体材料と内部電極材料とを同時に焼成する必要があ
り、上記したような誘電体材料を用いた場合、焼成温度
が高くなるため、内部電極材料に融点の高い金属を用い
る必要がある。このような事情から、従来、温度補償用
の積層型セラミックコンデンサのほとんどには、Ｐｄが
採用されている。しかし、ＰｄはＡｇに比べ１桁ほど電
気伝導率が低く、高周波での損失の増加などコンデンサ
性能の一つの限界となっている。また、Ｐｄは非常に高
価である。
3 、ＳｒＺｒＯ3 、ＣａＴｉＯ3 、Ｂａ（Ｔｉ，Ｚｒ）
Ｏ3 、ＭｇＴｉＯ3 、（Ｓｒ，Ｃａ）ＴｉＯ3 等は、こ
のような事情からそれぞれ一長一短のあるものである。
特に、これらの材料系は焼結に１２００℃以上の高温が
必要であるため、焼成炉の熱疲労や高いエネルギーコス
トが問題となる。また、近年、小型化、大容量化が可能
な積層型セラミックコンデンサが一般的になってきてい
るが、積層型セラミックコンデンサの製造に際しては、
誘電体材料と内部電極材料とを同時に焼成する必要があ
り、上記したような誘電体材料を用いた場合、焼成温度
が高くなるため、内部電極材料に融点の高い金属を用い
る必要がある。このような事情から、従来、温度補償用
の積層型セラミックコンデンサのほとんどには、Ｐｄが
採用されている。しかし、ＰｄはＡｇに比べ１桁ほど電
気伝導率が低く、高周波での損失の増加などコンデンサ
性能の一つの限界となっている。また、Ｐｄは非常に高
価である。
【０００６】一方、低温焼成が可能なＰｂ系やＢｉ系の
誘電体材料などは、誘電率の温度変化率、誘電損失など
の点で十分に満足できる材料には仕上がっていない。
誘電体材料などは、誘電率の温度変化率、誘電損失など
の点で十分に満足できる材料には仕上がっていない。
【０００７】上記〜を平均的に満足するような材料
を開発するためには、一般に、誘電率εが高く誘電損失
tanδが小さい材料を母材とし、これに添加物を加える
手法が採られている。εが高く tanδが小さい材料は、
大部分が誘電率の温度変化率がマイナスの傾きをもって
いるので、これを補正するために、誘電損失は大きいが
誘電率の温度変化率がプラスの傾きをもった添加物を不
本意ながら添加するのである。
を開発するためには、一般に、誘電率εが高く誘電損失
tanδが小さい材料を母材とし、これに添加物を加える
手法が採られている。εが高く tanδが小さい材料は、
大部分が誘電率の温度変化率がマイナスの傾きをもって
いるので、これを補正するために、誘電損失は大きいが
誘電率の温度変化率がプラスの傾きをもった添加物を不
本意ながら添加するのである。
【０００８】従って、誘電率の温度変化率を小さく、し
かも誘電損失を小さくできれば、従来にない有用な誘電
体材料となる。そして、低温焼成が可能であれば、Ａｇ
系電極材料と同時焼成が可能となり、有用性はさらに高
まる。
かも誘電損失を小さくできれば、従来にない有用な誘電
体材料となる。そして、低温焼成が可能であれば、Ａｇ
系電極材料と同時焼成が可能となり、有用性はさらに高
まる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、誘電率の温度変化率が小さ
く、しかも誘電損失が小さく、さらに低温焼成が可能な
誘電体材料を提供することを目的とし、また、この誘電
体材料を用いることにより、誘電体層をＡｇ系電極と同
時焼成することが可能なセラミック部品を提供すること
を目的とする。
情からなされたものであり、誘電率の温度変化率が小さ
く、しかも誘電損失が小さく、さらに低温焼成が可能な
誘電体材料を提供することを目的とし、また、この誘電
体材料を用いることにより、誘電体層をＡｇ系電極と同
時焼成することが可能なセラミック部品を提供すること
を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（５）の本発明により達成される。 （１）酸化ビスマスおよび酸化マグネシウムならびに酸
化タンタルおよび／または酸化ニオブを含み、酸化ビス
マスをＢｉ2 Ｏ3 、酸化マグネシウムをＭｇＯ、酸化タ
ンタルをＴａ2 Ｏ5 、酸化ニオブをＮｂ2 Ｏ5 に換算し
たときのモル比率が、（Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｔａ2 Ｏ
5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）の３成分組成図において Ｘ（０．１６，０．２８，０．５６）、 Ｙ（０．１６，０．７６，０．０８）および Ｚ（０．６４，０．２８，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされ、かつ ０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１ であることを特徴とする誘電体材料。 （２）パイロクロア型構造を有する酸化物相を主相とす
る上記（１）の誘電体材料。 （３）前記パイロクロア型構造を有する酸化物相が、Ｂ
ｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 、Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ9 およびＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15から選択
される少なくとも１種を含む上記（２）の誘電体材料。 （４）誘電体層と電極とを有するセラミック部品であっ
て、前記誘電体層が上記（１）ないし（３）のいずれか
の誘電体材料を含有することを特徴とするセラミック部
品。 （５）前記電極がＡｇを主成分として含有するものであ
る上記（４）のセラミック部品。
（１）〜（５）の本発明により達成される。 （１）酸化ビスマスおよび酸化マグネシウムならびに酸
化タンタルおよび／または酸化ニオブを含み、酸化ビス
マスをＢｉ2 Ｏ3 、酸化マグネシウムをＭｇＯ、酸化タ
ンタルをＴａ2 Ｏ5 、酸化ニオブをＮｂ2 Ｏ5 に換算し
たときのモル比率が、（Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｔａ2 Ｏ
5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）の３成分組成図において Ｘ（０．１６，０．２８，０．５６）、 Ｙ（０．１６，０．７６，０．０８）および Ｚ（０．６４，０．２８，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされ、かつ ０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１ であることを特徴とする誘電体材料。 （２）パイロクロア型構造を有する酸化物相を主相とす
る上記（１）の誘電体材料。 （３）前記パイロクロア型構造を有する酸化物相が、Ｂ
ｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 、Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ9 およびＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15から選択
される少なくとも１種を含む上記（２）の誘電体材料。 （４）誘電体層と電極とを有するセラミック部品であっ
て、前記誘電体層が上記（１）ないし（３）のいずれか
の誘電体材料を含有することを特徴とするセラミック部
品。 （５）前記電極がＡｇを主成分として含有するものであ
る上記（４）のセラミック部品。
【００１１】
【作用および効果】本発明の誘電体材料は、Ｂｉ2 （Ｍ
ｇ，Ｔａ，Ｎｂ）2 Ｏ6 、Ｂｉ2 （Ｍｇ，Ｎｂ）2 Ｏ6
またはＢｉ2 （Ｍｇ，Ｔａ）2 Ｏ6 を中心とした配合組
成を用いて製造され、パイロクロア型酸化物相を主相と
して有する。このような構成により、誘電率の温度変化
率を小さくした上で、誘電損失を極めて小さくすること
ができる。例えば、誘電率の温度変化率を±５００ppm
／℃の範囲とした上で、誘電損失を０．５％以下、特に
０．１％以下とすることができる。また、低温焼成も可
能となるので、積層セラミックコンデンサなどのセラミ
ック部品に適用する場合に、安価で電気的特性も良好な
Ａｇ系電極と誘電体層とを同時に焼成することができ
る。
ｇ，Ｔａ，Ｎｂ）2 Ｏ6 、Ｂｉ2 （Ｍｇ，Ｎｂ）2 Ｏ6
またはＢｉ2 （Ｍｇ，Ｔａ）2 Ｏ6 を中心とした配合組
成を用いて製造され、パイロクロア型酸化物相を主相と
して有する。このような構成により、誘電率の温度変化
率を小さくした上で、誘電損失を極めて小さくすること
ができる。例えば、誘電率の温度変化率を±５００ppm
／℃の範囲とした上で、誘電損失を０．５％以下、特に
０．１％以下とすることができる。また、低温焼成も可
能となるので、積層セラミックコンデンサなどのセラミ
ック部品に適用する場合に、安価で電気的特性も良好な
Ａｇ系電極と誘電体層とを同時に焼成することができ
る。
【００１２】従って、本発明の誘電体材料は、小型、薄
型、積層型の温度補償用コンデンサや貫通型コンデンサ
に極めて好適である。
型、積層型の温度補償用コンデンサや貫通型コンデンサ
に極めて好適である。
【００１３】なお、従来、誘電体材料として知られてい
るパイロクロア型酸化物は、一般式Ａ2 Ｂ2 Ｏ7 で表わ
されるものであり、具体的には、｛Ａ＝Ｂａ，Ｃａ，
Ｓｒ、Ｂ＝Ｔｉ，Ｎｂ｝系や｛Ａ＝Ｐｂ、Ｂ＝Ｎｂ，
Ｔａ｝系が知られており、マイクロ波誘電体材料として
の利用に向けられている。しかし、前記の材料系では
焼成に１２００℃以上の高温を必要とし、前記の材料
系では誘電率の温度係数（ε・TC）が大きくマイナスで
あるという問題がある。
るパイロクロア型酸化物は、一般式Ａ2 Ｂ2 Ｏ7 で表わ
されるものであり、具体的には、｛Ａ＝Ｂａ，Ｃａ，
Ｓｒ、Ｂ＝Ｔｉ，Ｎｂ｝系や｛Ａ＝Ｐｂ、Ｂ＝Ｎｂ，
Ｔａ｝系が知られており、マイクロ波誘電体材料として
の利用に向けられている。しかし、前記の材料系では
焼成に１２００℃以上の高温を必要とし、前記の材料
系では誘電率の温度係数（ε・TC）が大きくマイナスで
あるという問題がある。
【００１４】また、Ｂｉ2 （Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）2 Ｏ7
およびＢｉ2 （Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）2 Ｏ7 がSoviet phy
sics-solid state vol.14,No.10 pp2539に記載されてい
るが、これらの材料系では、誘電率は高いが誘電損失が
大きくなってしまう。
およびＢｉ2 （Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）2 Ｏ7 がSoviet phy
sics-solid state vol.14,No.10 pp2539に記載されてい
るが、これらの材料系では、誘電率は高いが誘電損失が
大きくなってしまう。
【００１５】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１６】本発明の誘電体材料は、酸化ビスマスおよ
び酸化マグネシウムと、酸化タンタルおよび／または酸
化ニオブとを含む。酸化ビスマスをＢｉ2 Ｏ3 、酸化マ
グネシウムをＭｇＯ、酸化タンタルをＴａ2 Ｏ5 、酸化
ニオブをＮｂ2 Ｏ5 に換算したときのモル比率は、（Ｂ
ｉ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）の３成分
組成図（図１）において Ｘ（０．１６，０．２８，０．５６）、 Ｙ（０．１６，０．７６，０．０８）および Ｚ（０．６４，０．２８，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされ、好ま
しくは Ｘ’（０．２，０．４，０．４）、 Ｙ’（０．２，０．７２，０．０８）および Ｚ’（０．５２，０．４，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされる。組
成が前記範囲から外れると、誘電損失が著しく大きくな
り、また、誘電率の温度係数の絶対値が大きくなってし
まう。
び酸化マグネシウムと、酸化タンタルおよび／または酸
化ニオブとを含む。酸化ビスマスをＢｉ2 Ｏ3 、酸化マ
グネシウムをＭｇＯ、酸化タンタルをＴａ2 Ｏ5 、酸化
ニオブをＮｂ2 Ｏ5 に換算したときのモル比率は、（Ｂ
ｉ2 Ｏ3 ，ＭｇＯ，Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）の３成分
組成図（図１）において Ｘ（０．１６，０．２８，０．５６）、 Ｙ（０．１６，０．７６，０．０８）および Ｚ（０．６４，０．２８，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされ、好ま
しくは Ｘ’（０．２，０．４，０．４）、 Ｙ’（０．２，０．７２，０．０８）および Ｚ’（０．５２，０．４，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされる。組
成が前記範囲から外れると、誘電損失が著しく大きくな
り、また、誘電率の温度係数の絶対値が大きくなってし
まう。
【００１７】また、Ｔａ2 Ｏ5 とＮｂ2 Ｏ5 との比率
は、 ０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１、好
ましくは ０．２≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦
１、より好ましくは ０．５≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１ である。Ｎｂ2 Ｏ5 が含まれていないと焼成温度が９５
０℃程度以上と比較的高くなるが、Ｎｂ2 Ｏ5 を固溶さ
せることにより焼成温度を９００℃程度まで下げること
ができ、また、Ｎｂ2 Ｏ5 の固溶量が増加すれば誘電率
が向上する。
は、 ０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１、好
ましくは ０．２≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦
１、より好ましくは ０．５≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１ である。Ｎｂ2 Ｏ5 が含まれていないと焼成温度が９５
０℃程度以上と比較的高くなるが、Ｎｂ2 Ｏ5 を固溶さ
せることにより焼成温度を９００℃程度まで下げること
ができ、また、Ｎｂ2 Ｏ5 の固溶量が増加すれば誘電率
が向上する。
【００１８】本発明の誘電体材料はパイロクロア酸化物
相を主相とするが、２種以上のパイロクロア構造を有す
る混晶構造となることもあり、このような場合、通常、
Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 、Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎ
ｂ，Ｔａ）Ｏ9 およびＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15から
選択される少なくとも１種のパイロクロア相を含む。こ
のような組織構造はＸ線回折により確認することができ
る。
相を主相とするが、２種以上のパイロクロア構造を有す
る混晶構造となることもあり、このような場合、通常、
Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 、Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎ
ｂ，Ｔａ）Ｏ9 およびＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15から
選択される少なくとも１種のパイロクロア相を含む。こ
のような組織構造はＸ線回折により確認することができ
る。
【００１９】本発明の誘電体材料の平均結晶粒径は、
０．７〜３．０μm 程度である。
０．７〜３．０μm 程度である。
【００２０】次に、本発明の誘電体材料の製造方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【００２１】出発原料としては、誘電体材料を構成する
金属元素の酸化物、例えばＢｉ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｔａ2
Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 等を用いればよい。また、炭酸塩な
ど、熱処理後に酸化物となる化合物を用いてもよい。出
発原料の配合比率は、各金属元素の比率が最終組成と同
じとなるように選択する。
金属元素の酸化物、例えばＢｉ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｔａ2
Ｏ5 、Ｎｂ2 Ｏ5 等を用いればよい。また、炭酸塩な
ど、熱処理後に酸化物となる化合物を用いてもよい。出
発原料の配合比率は、各金属元素の比率が最終組成と同
じとなるように選択する。
【００２２】出発原料の粉末の混合は、ボールミルなど
を用いて湿式で行なうことが好ましい。混合後、仮焼を
行なう。仮焼は、空気中において６５０〜８５０℃程度
の温度で１〜２時間程度行なうことが好ましい。仮焼
後、ボールミル等により粉砕する。仮焼体粉末の平均粒
子径は、０．５〜２．０μm 程度とすればよい。
を用いて湿式で行なうことが好ましい。混合後、仮焼を
行なう。仮焼は、空気中において６５０〜８５０℃程度
の温度で１〜２時間程度行なうことが好ましい。仮焼
後、ボールミル等により粉砕する。仮焼体粉末の平均粒
子径は、０．５〜２．０μm 程度とすればよい。
【００２３】次に、仮焼体粉末にポリビニルアルコール
等のバインダを加えて所定形状に成形した後、焼成す
る。焼成は空気中で行なえばよいが、必要に応じて酸素
分圧を制御した雰囲気中で焼成してもよい。本発明では
１０００℃以下の低温で焼成が可能であるが、好ましく
は８５０〜１０００℃、より好ましくは９００〜９５０
℃で焼成する。焼成温度が低すぎると焼結が不十分とな
る傾向にあり、高すぎるとセッターと反応してセッター
との溶着が生じる傾向がある。なお、焼成時の温度保持
時間は、通常、２時間程度とすればよい。
等のバインダを加えて所定形状に成形した後、焼成す
る。焼成は空気中で行なえばよいが、必要に応じて酸素
分圧を制御した雰囲気中で焼成してもよい。本発明では
１０００℃以下の低温で焼成が可能であるが、好ましく
は８５０〜１０００℃、より好ましくは９００〜９５０
℃で焼成する。焼成温度が低すぎると焼結が不十分とな
る傾向にあり、高すぎるとセッターと反応してセッター
との溶着が生じる傾向がある。なお、焼成時の温度保持
時間は、通常、２時間程度とすればよい。
【００２４】本発明の誘電体材料を積層セラミックコン
デンサに適用する場合には、上記仮焼体粉末に、有機バ
インダおよび有機溶媒を含むビヒクルを加えて誘電体層
用ペーストを調製し、これと内部電極層用ペーストとを
印刷法やシート法などにより積層した後、同時に焼成
し、さらに端子電極を設けて、誘電体層と内部電極層と
が交互に積層された積層セラミックコンデンサとする。
内部電極層に用いる導電性材料としては、安価な低融点
金属、例えばＡｇ系、Ｎｉ系、Ａｌ系等を用いることが
できるが、特にＡｇ系金属が好ましい。なお、Ａｇ系金
属としては、銀の含有量が９０重量％以上のものを用い
ることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−
Ｐｔ等を用いることが好ましい。なお、ＰｄやＰｔの添
加量は多くても３重量％であり、通常は１重量％以下と
する。これらはＡｇのマイグレーションを防ぐために添
加される。
デンサに適用する場合には、上記仮焼体粉末に、有機バ
インダおよび有機溶媒を含むビヒクルを加えて誘電体層
用ペーストを調製し、これと内部電極層用ペーストとを
印刷法やシート法などにより積層した後、同時に焼成
し、さらに端子電極を設けて、誘電体層と内部電極層と
が交互に積層された積層セラミックコンデンサとする。
内部電極層に用いる導電性材料としては、安価な低融点
金属、例えばＡｇ系、Ｎｉ系、Ａｌ系等を用いることが
できるが、特にＡｇ系金属が好ましい。なお、Ａｇ系金
属としては、銀の含有量が９０重量％以上のものを用い
ることが好ましく、例えば、Ａｇ、Ａｇ−Ｐｄ、Ａｇ−
Ｐｔ等を用いることが好ましい。なお、ＰｄやＰｔの添
加量は多くても３重量％であり、通常は１重量％以下と
する。これらはＡｇのマイグレーションを防ぐために添
加される。
【００２５】本発明はこのような積層型セラミックコン
デンサに限らず、誘電体層と電極とを有する各種セラミ
ック部品、例えば積層型ＬＣ部品、コンデンサ部を内蔵
する多層配線基板、トリプレート線路を有する共振器等
に好適である。
デンサに限らず、誘電体層と電極とを有する各種セラミ
ック部品、例えば積層型ＬＣ部品、コンデンサ部を内蔵
する多層配線基板、トリプレート線路を有する共振器等
に好適である。
【００２６】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００２７】出発原料としてＢｉ2 Ｏ3 、ＭｇＯ、Ｔａ
2 Ｏ5 およびＮｂ2 Ｏ5 を用い、図１の３成分組成図の
点Ａ〜Ｋで表わされる組成であって、かつＮｂ2 Ｏ5 ／
（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）が下記表２に示される値と
なるように秤量配合した。点Ａ〜Ｋの組成を下記表１に
示す。
2 Ｏ5 およびＮｂ2 Ｏ5 を用い、図１の３成分組成図の
点Ａ〜Ｋで表わされる組成であって、かつＮｂ2 Ｏ5 ／
（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）が下記表２に示される値と
なるように秤量配合した。点Ａ〜Ｋの組成を下記表１に
示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】次いで、これらをポリエチレンポット中で
１０時間湿式混合し、６５０〜８５０℃で空気中におい
て２時間仮焼した。得られた仮焼体をボールミルで粉砕
し、平均粒子径０．５μm の仮焼体粉末とした。
１０時間湿式混合し、６５０〜８５０℃で空気中におい
て２時間仮焼した。得られた仮焼体をボールミルで粉砕
し、平均粒子径０．５μm の仮焼体粉末とした。
【００３０】次いで、仮焼体粉末に有機バインダを加
え、２ton/cm2 の圧力で成形して、直径１２mm、厚さ
０．６mmの円板状成形体とした。この成形体を、表２に
示す温度で空気中において２時間焼成した。蒸発による
組成ずれを防ぎ、また、焼結不足を防ぐために、密閉し
た匣鉢中において仮焼体粉末に成形体を埋めて焼成し
た。得られた焼結体の平均結晶粒径は０．８〜２μm で
あった。各焼結体の両主面にＡｇを蒸着して電極とし、
表２に示す誘電体サンプルを得た。
え、２ton/cm2 の圧力で成形して、直径１２mm、厚さ
０．６mmの円板状成形体とした。この成形体を、表２に
示す温度で空気中において２時間焼成した。蒸発による
組成ずれを防ぎ、また、焼結不足を防ぐために、密閉し
た匣鉢中において仮焼体粉末に成形体を埋めて焼成し
た。得られた焼結体の平均結晶粒径は０．８〜２μm で
あった。各焼結体の両主面にＡｇを蒸着して電極とし、
表２に示す誘電体サンプルを得た。
【００３１】これらの誘電体サンプルについて、誘電率
ε、誘電率の温度係数ε・TC、誘電損失 tanδを測定し
た。結果を表２に示す。なお、表２において、εおよび
tanδは２０℃、１MHz における値であり、ε・TCは、
｛（８５℃におけるε）−（−２５℃におけるε）｝／
（２０℃におけるε）／｛８５−（−２５）｝である。
ε、誘電率の温度係数ε・TC、誘電損失 tanδを測定し
た。結果を表２に示す。なお、表２において、εおよび
tanδは２０℃、１MHz における値であり、ε・TCは、
｛（８５℃におけるε）−（−２５℃におけるε）｝／
（２０℃におけるε）／｛８５−（−２５）｝である。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２に示される結果から本発明の効果が明
らかである。すなわち、本発明の誘電体材料は誘電率の
温度変化率が極めて小さい上に、誘電損失も極めて小さ
い。しかも、Ｎｂ2 Ｏ5 を含むものでは９００℃×２時
間で焼結が完了している。
らかである。すなわち、本発明の誘電体材料は誘電率の
温度変化率が極めて小さい上に、誘電損失も極めて小さ
い。しかも、Ｎｂ2 Ｏ5 を含むものでは９００℃×２時
間で焼結が完了している。
【００３４】次に、サンプルNo. １および２について、
Ｘ線回折を行なった。サンプルNo.１のＸ線回折チャー
トを図２の最下段に、サンプルNo. ２のＸ線回折チャー
トを図３の最上段に示す。これらについて、下記のよう
にして結晶相の同定を行なった。Ｂｉ2 Ｏ3 、ＭｇＯお
よびＮｂ2 Ｏ5 を適当な整数比になるように混合し、仮
焼温度や時間等の条件をふって焼結体を得た。これらの
焼結体について、Ｘ線回折分析を行ない、さらに、単相
となるように条件を詰めて焼結体を作製した。得られた
焼結体のＸ線回折チャートを、図２および図３に本発明
サンプルのチャートと併記する。
Ｘ線回折を行なった。サンプルNo.１のＸ線回折チャー
トを図２の最下段に、サンプルNo. ２のＸ線回折チャー
トを図３の最上段に示す。これらについて、下記のよう
にして結晶相の同定を行なった。Ｂｉ2 Ｏ3 、ＭｇＯお
よびＮｂ2 Ｏ5 を適当な整数比になるように混合し、仮
焼温度や時間等の条件をふって焼結体を得た。これらの
焼結体について、Ｘ線回折分析を行ない、さらに、単相
となるように条件を詰めて焼結体を作製した。得られた
焼結体のＸ線回折チャートを、図２および図３に本発明
サンプルのチャートと併記する。
【００３５】図２の最上段および図３の３段目は、調合
組成比をＢｉ2 ＭｇＮｂ2 Ｏ9 となるようにして、１０
００℃で２時間焼成して得られた焼結体のチャートであ
り、若干の異相があるもののほぼ単相で合成できてい
る。このチャートのピークは、本発明サンプルのチャー
トの↓を付したピークによく対応している。さらに、ピ
ークのパターンから、この相は空間群Ｆｄ３ｍに属する
パイロクロア構造を示すことがわかる。本発明のサンプ
ルはＮｂ2 Ｏ5 および／またはＴａ2 Ｏ5 を含むので、
ＴａがＮｂの位置に置換していると考えると、↓の相
は、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で表わされ
空間群Ｆｄ３ｍに属するパイロクロア構造をとると理解
される。
組成比をＢｉ2 ＭｇＮｂ2 Ｏ9 となるようにして、１０
００℃で２時間焼成して得られた焼結体のチャートであ
り、若干の異相があるもののほぼ単相で合成できてい
る。このチャートのピークは、本発明サンプルのチャー
トの↓を付したピークによく対応している。さらに、ピ
ークのパターンから、この相は空間群Ｆｄ３ｍに属する
パイロクロア構造を示すことがわかる。本発明のサンプ
ルはＮｂ2 Ｏ5 および／またはＴａ2 Ｏ5 を含むので、
ＴａがＮｂの位置に置換していると考えると、↓の相
は、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で表わされ
空間群Ｆｄ３ｍに属するパイロクロア構造をとると理解
される。
【００３６】図２の２段目および図３の２段目は、調合
組成比をＢｉ3 Ｍｇ2 ＮｂＯ9 となるようにし、８００
℃で２時間焼成して得られた焼結体のチャートであり、
ほぼ単相で合成できている。このチャートのピークは、
本発明サンプルのチャートの○を付したピークによく対
応している。さらに、ピークのパターンから、この相は
ＢｉＤｙＯ3 に類似した構造をとっていることがわか
る。ただし空間群は不明で、この結晶構造についてはあ
まりよくわかっていない。本発明のサンプルはＮｂ2 Ｏ
5 および／またはＴａ2 Ｏ5 を含むので、ＴａがＮｂの
位置に置換していると考えると、○の相は、化学式Ｂｉ
3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ9 で表わされＢｉＤｙＯ3 と
類似の構造をとると理解される。
組成比をＢｉ3 Ｍｇ2 ＮｂＯ9 となるようにし、８００
℃で２時間焼成して得られた焼結体のチャートであり、
ほぼ単相で合成できている。このチャートのピークは、
本発明サンプルのチャートの○を付したピークによく対
応している。さらに、ピークのパターンから、この相は
ＢｉＤｙＯ3 に類似した構造をとっていることがわか
る。ただし空間群は不明で、この結晶構造についてはあ
まりよくわかっていない。本発明のサンプルはＮｂ2 Ｏ
5 および／またはＴａ2 Ｏ5 を含むので、ＴａがＮｂの
位置に置換していると考えると、○の相は、化学式Ｂｉ
3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ9 で表わされＢｉＤｙＯ3 と
類似の構造をとると理解される。
【００３７】図２の３段目および図３の４段目は、調合
組成比をＢｉ5 Ｎｂ3 Ｏ15となるようにし、８００℃で
２時間焼成して得られた焼結体のチャートであり、ほぼ
単相で合成できている。このチャートのピークは、本発
明サンプルのチャートの▽を付したピークによく対応し
ている。さらに、このものはＡＳＴＭカードに登録され
ており、これによるとパイロクロア構造をとっているこ
とがわかる。本発明のサンプルはＮｂ2 Ｏ5 および／ま
たはＴａ2 Ｏ5 を含むので、ＴａがＮｂの位置に置換し
ていると考えると、▽の相はＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ
15であると考えられる。
組成比をＢｉ5 Ｎｂ3 Ｏ15となるようにし、８００℃で
２時間焼成して得られた焼結体のチャートであり、ほぼ
単相で合成できている。このチャートのピークは、本発
明サンプルのチャートの▽を付したピークによく対応し
ている。さらに、このものはＡＳＴＭカードに登録され
ており、これによるとパイロクロア構造をとっているこ
とがわかる。本発明のサンプルはＮｂ2 Ｏ5 および／ま
たはＴａ2 Ｏ5 を含むので、ＴａがＮｂの位置に置換し
ていると考えると、▽の相はＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ
15であると考えられる。
【００３８】以上をまとめると、図２に示されるサンプ
ルNo. １は、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で
表わされ空間群Ｆｄ３ｍに属しパイロクロア構造をとる
相と、化学式Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ9 で表わさ
れＢｉＤｙＯ3 と類似の構造をとる相とを含み、さら
に、化学式Ｂｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15で表わされるパ
イロクロア相を若干含むと考えられる。また、図３に示
されるサンプルNo. ２は、Ｂｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15
相のピークが認められないので、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎ
ｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で表わされ空間群Ｆｄ３ｍに属しパイ
ロクロア構造をとる相と、化学式Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ9 で表わされＢｉＤｙＯ3 と類似の構造をとる
相とを含むと考えられる。
ルNo. １は、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で
表わされ空間群Ｆｄ３ｍに属しパイロクロア構造をとる
相と、化学式Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ9 で表わさ
れＢｉＤｙＯ3 と類似の構造をとる相とを含み、さら
に、化学式Ｂｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15で表わされるパ
イロクロア相を若干含むと考えられる。また、図３に示
されるサンプルNo. ２は、Ｂｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15
相のピークが認められないので、化学式Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎ
ｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 で表わされ空間群Ｆｄ３ｍに属しパイ
ロクロア構造をとる相と、化学式Ｂｉ3 Ｍｇ2 （Ｎｂ，
Ｔａ）Ｏ9 で表わされＢｉＤｙＯ3 と類似の構造をとる
相とを含むと考えられる。
【図１】本発明の誘電体材料の組成を表わす３成分組成
図である。
図である。
【図２】誘電体材料のＸ線回折チャートと結晶相の同定
を行なうためのＸ線回折チャートである。
を行なうためのＸ線回折チャートである。
【図３】誘電体材料のＸ線回折チャートと結晶相の同定
を行なうためのＸ線回折チャートである。
を行なうためのＸ線回折チャートである。
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化ビスマスおよび酸化マグネシウムな
らびに酸化タンタルおよび／または酸化ニオブを含み、
酸化ビスマスをＢｉ2 Ｏ3 、酸化マグネシウムをＭｇ
Ｏ、酸化タンタルをＴａ2 Ｏ5 、酸化ニオブをＮｂ2 Ｏ
5 に換算したときのモル比率が、（Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｍｇ
Ｏ，Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）の３成分組成図において Ｘ（０．１６，０．２８，０．５６）、 Ｙ（０．１６，０．７６，０．０８）および Ｚ（０．６４，０．２８，０．０８） を頂点とする三角形の辺上および内部で表わされ、かつ ０≦Ｎｂ2 Ｏ5 ／（Ｔａ2 Ｏ5 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 ）≦１ であることを特徴とする誘電体材料。 - 【請求項２】 パイロクロア型構造を有する酸化物相を
主相とする請求項１の誘電体材料。 - 【請求項３】 前記パイロクロア型構造を有する酸化物
相が、Ｂｉ2 Ｍｇ（Ｎｂ，Ｔａ）2 Ｏ9 、Ｂｉ3 Ｍｇ2
（Ｎｂ，Ｔａ）Ｏ9 およびＢｉ5 （Ｎｂ，Ｔａ）3 Ｏ15
から選択される少なくとも１種を含む請求項２の誘電体
材料。 - 【請求項４】 誘電体層と電極とを有するセラミック部
品であって、前記誘電体層が請求項１ないし３のいずれ
かの誘電体材料を含有することを特徴とするセラミック
部品。 - 【請求項５】 前記電極がＡｇを主成分として含有する
ものである請求項４のセラミック部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5028634A JPH06208804A (ja) | 1992-11-19 | 1993-01-25 | 誘電体材料およびセラミック部品 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-333702 | 1992-11-19 | ||
| JP33370292 | 1992-11-19 | ||
| JP5028634A JPH06208804A (ja) | 1992-11-19 | 1993-01-25 | 誘電体材料およびセラミック部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208804A true JPH06208804A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=26366771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5028634A Withdrawn JPH06208804A (ja) | 1992-11-19 | 1993-01-25 | 誘電体材料およびセラミック部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208804A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100261549B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2000-07-15 | 최병국 | 마이크로파용 저온소결형 유전체 조성물 및 이의 제조방법 |
| WO2002001578A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Penn State Research Foundation | Bismuth pyrochlore microwave dielectric materials |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP5028634A patent/JPH06208804A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100261549B1 (ko) * | 1997-12-23 | 2000-07-15 | 최병국 | 마이크로파용 저온소결형 유전체 조성물 및 이의 제조방법 |
| WO2002001578A1 (en) * | 2000-06-29 | 2002-01-03 | Penn State Research Foundation | Bismuth pyrochlore microwave dielectric materials |
| US6680269B2 (en) | 2000-06-29 | 2004-01-20 | The Penn State Research Foundation | Bismuth pyrochlore microwave dielectric materials |
| JP2004501856A (ja) * | 2000-06-29 | 2004-01-22 | ザ・ペン・ステート・リサーチ・ファンデーション | ビスマス−パイロクロアマイクロ波誘電体材料 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |