JPH075364B2 - 高誘電率系誘電体磁器組成物 - Google Patents
高誘電率系誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH075364B2 JPH075364B2 JP60238338A JP23833885A JPH075364B2 JP H075364 B2 JPH075364 B2 JP H075364B2 JP 60238338 A JP60238338 A JP 60238338A JP 23833885 A JP23833885 A JP 23833885A JP H075364 B2 JPH075364 B2 JP H075364B2
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- Japan
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- dielectric
- dielectric constant
- temperature
- composition
- ceramic composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (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、特に低温焼成ができる積層型
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
従来、一般に積層型磁器コンデンサは表面に内部電極が
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範囲な電子回路に使用されるようになってきている。
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範囲な電子回路に使用されるようになってきている。
しかしながら、この従来のBaTiO3を主成分とする誘電体
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）銅（融点108
3℃）などの安価な金属を内部電極として使用するため
には、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の誘
電体材料が強く望まれていた。
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）銅（融点108
3℃）などの安価な金属を内部電極として使用するため
には、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の誘
電体材料が強く望まれていた。
近年、高誘電率系誘電体において、1000℃以下の低温で
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb
（Fe1/2Nb1/2）O3、Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3、Pb（Mg1/2Ｗ
1/2）O3、Pb（Zn1/3Nb2/3）O3、Pb（Mg1/3Nb2/3）O3、P
b（Ni1/3Nb2/3）O3およびPbTiO3のうち二成分または三
成分を組合せ、室温における所望の誘電特性を得ようと
したものである。しかしながら、これらは比誘電率が大
きい場合は、誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵
抗が小さいなどの欠点を有していた。更には、合成成分
がいずれも強誘電体であることからキュリー温度および
キュリー温度近くの低い温度域での誘電損失が極めて大
きいという原理的な欠点を避けることができない。
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb
（Fe1/2Nb1/2）O3、Pb（Fe2/3Ｗ1/3）O3、Pb（Mg1/2Ｗ
1/2）O3、Pb（Zn1/3Nb2/3）O3、Pb（Mg1/3Nb2/3）O3、P
b（Ni1/3Nb2/3）O3およびPbTiO3のうち二成分または三
成分を組合せ、室温における所望の誘電特性を得ようと
したものである。しかしながら、これらは比誘電率が大
きい場合は、誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵
抗が小さいなどの欠点を有していた。更には、合成成分
がいずれも強誘電体であることからキュリー温度および
キュリー温度近くの低い温度域での誘電損失が極めて大
きいという原理的な欠点を避けることができない。
因みに特開昭52−21699号公報に開示された〔SrｘPb
１−ｘTiO3〕Ａ〔Pb（Mg1/2Ｗ1/2）O3〕１−Ａにおいて
ｘ＝０〜0.10,A＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、
上記組成物の誘電体粉末が市販されている。しかしなが
ら、この組成系においては1000℃以下の低温度で焼結で
き、かつ優れた絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘
電損失が1.5％程度であり、積層型磁器コンデンサとし
て適用する場合、誘電損失が少なくとも１％以下である
という条件を満足しない。
１−ｘTiO3〕Ａ〔Pb（Mg1/2Ｗ1/2）O3〕１−Ａにおいて
ｘ＝０〜0.10,A＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、
上記組成物の誘電体粉末が市販されている。しかしなが
ら、この組成系においては1000℃以下の低温度で焼結で
き、かつ優れた絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘
電損失が1.5％程度であり、積層型磁器コンデンサとし
て適用する場合、誘電損失が少なくとも１％以下である
という条件を満足しない。
本発明は前記欠点に鑑み種々の実験の結果案出されたも
ので、強誘電体であるPb（Fe1/2Nb1/2）O3に対して、こ
れと同一結晶構造のペロブスカイト構造を有する低温度
で焼結できる常誘電体であるBa（Cr1/2Nb1/2）O3を固溶
させることによりPb（Fe1/2Nb1/2）O3が本来有する誘電
特性を改質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更に
は比誘電率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘電
体磁器組成物を提供することにある。
ので、強誘電体であるPb（Fe1/2Nb1/2）O3に対して、こ
れと同一結晶構造のペロブスカイト構造を有する低温度
で焼結できる常誘電体であるBa（Cr1/2Nb1/2）O3を固溶
させることによりPb（Fe1/2Nb1/2）O3が本来有する誘電
特性を改質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更に
は比誘電率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘電
体磁器組成物を提供することにある。
本発明の高誘電率系誘電体磁器組成物は組成式が〔Pb
（Fe1/2Nb1/2）O3〕１−ｘ〔Ba（Cr1/2Nb1/2）O3〕ｘで
表される組成物において、ｘが0.028≦ｘ≦0.070の範囲
にあることを特徴とするものである。
（Fe1/2Nb1/2）O3〕１−ｘ〔Ba（Cr1/2Nb1/2）O3〕ｘで
表される組成物において、ｘが0.028≦ｘ≦0.070の範囲
にあることを特徴とするものである。
なお、ｘの範囲を上記の範囲に限定した理由は0.028＞
ｘまたはｘ＞0.070の場合、比誘電率が7500以上、誘電
損失が1.00％以下、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上か
つ比誘電率の温度依存性が良好であらねばならない誘電
特性のいずれかが満足されないためである。
ｘまたはｘ＞0.070の場合、比誘電率が7500以上、誘電
損失が1.00％以下、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上か
つ比誘電率の温度依存性が良好であらねばならない誘電
特性のいずれかが満足されないためである。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
出発原料としてPbO2,Fe2O3,Nb2O5,BaCO3およびCr2O3を
第１表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤およ
び分散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この
原料スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼し
た。次いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕
し、得られた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリビニ
ルアルコールを重量で約１％添加して顆粒状に造粒した
後、約900Kg/cm2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板
状に成形した。この円板状成形体のポリビニルアルコー
ルを500℃にて焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で
２時間、酸素を含む雰囲気で焼成した。最後に、得られ
た円板状焼成体の上下両面に銀電極を800℃にて焼付け
た。同様にして強誘電体であるPb（Fe2/3Ｗ1/3）O3に、
同じ強誘電体であるPb（Fe1/2Nb1/2）O3を固溶させた組
成式がPb（Fe2/3Ｗ1/3）ｘ（Fe1/2Nb1/2）１−ｘO3で表
され、ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物を比較とした。こう
して得た円板状のコンデンサ試料の諸特性を第１表に示
す。
第１表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤およ
び分散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この
原料スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼し
た。次いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕
し、得られた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリビニ
ルアルコールを重量で約１％添加して顆粒状に造粒した
後、約900Kg/cm2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板
状に成形した。この円板状成形体のポリビニルアルコー
ルを500℃にて焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で
２時間、酸素を含む雰囲気で焼成した。最後に、得られ
た円板状焼成体の上下両面に銀電極を800℃にて焼付け
た。同様にして強誘電体であるPb（Fe2/3Ｗ1/3）O3に、
同じ強誘電体であるPb（Fe1/2Nb1/2）O3を固溶させた組
成式がPb（Fe2/3Ｗ1/3）ｘ（Fe1/2Nb1/2）１−ｘO3で表
され、ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物を比較とした。こう
して得た円板状のコンデンサ試料の諸特性を第１表に示
す。
但し、表中の比誘電率は1.0KHz、1.0Vrmsの入力信号を
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（Tanδ）は室温での1.0KHz、1.0Vrmsの入力信号におけ
る測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流
電圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵
抗率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特
性は、−30℃、＋25℃＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε−30／
ε25およびε85/ε25として示した。
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（Tanδ）は室温での1.0KHz、1.0Vrmsの入力信号におけ
る測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流
電圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵
抗率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特
性は、−30℃、＋25℃＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε−30／
ε25およびε85/ε25として示した。
第１表から明らかなように、試料番号１は誘電損失が大
きく、かつ比誘電率温度依存性が極めて大きく、試料番
号12は比誘電率が小さく、かつ絶縁抵抗が低くなってい
る。また比較例では誘電損失が極めて大きく、絶縁抵抗
も極めて低く、いずれも実用的な誘電特性が得られてい
ない。
きく、かつ比誘電率温度依存性が極めて大きく、試料番
号12は比誘電率が小さく、かつ絶縁抵抗が低くなってい
る。また比較例では誘電損失が極めて大きく、絶縁抵抗
も極めて低く、いずれも実用的な誘電特性が得られてい
ない。
それに対し、本発明の請求範囲内の誘電体磁器組成物は
比誘電率が8270〜12900と十分大きく、誘電損失（Tan
ε）も0.54〜1.00と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は7.9
×1011〜3.1×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
温度特性も良好でいずれも優れた誘電特性を有している
が、とりわけ試料番号４乃至８がより望ましいことが理
解される。
比誘電率が8270〜12900と十分大きく、誘電損失（Tan
ε）も0.54〜1.00と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は7.9
×1011〜3.1×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
温度特性も良好でいずれも優れた誘電特性を有している
が、とりわけ試料番号４乃至８がより望ましいことが理
解される。
本発明の請求範囲内の誘電体磁器組成物は、比誘電率、
誘電損失（Tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の
温度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
誘電損失（Tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の
温度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
また、本発明において、焼成温度が900℃〜950℃の範囲
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀および銅などの安価な
金属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁
器として十分実用性のあることが理解される。
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀および銅などの安価な
金属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁
器として十分実用性のあることが理解される。
Claims (1)
- 【請求項１】組成式が、 〔Pb（Fe1/2Nb1/2）O3〕１−ｘ〔Ba（Cr1/2Nb1/2）O3〕
ｘで表される組成物において、ｘが0.028≦ｘ≦0.070の
範囲にあることを特徴とする高誘電率系誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238338A JPH075364B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238338A JPH075364B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6296361A JPS6296361A (ja) | 1987-05-02 |
| JPH075364B2 true JPH075364B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17028715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238338A Expired - Lifetime JPH075364B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075364B2 (ja) |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60238338A patent/JPH075364B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6296361A (ja) | 1987-05-02 |
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