JPH075365B2 - 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
- JPH075365B2 JPH075365B2 JP60240312A JP24031285A JPH075365B2 JP H075365 B2 JPH075365 B2 JP H075365B2 JP 60240312 A JP60240312 A JP 60240312A JP 24031285 A JP24031285 A JP 24031285A JP H075365 B2 JPH075365 B2 JP H075365B2
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- Japan
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- dielectric
- temperature
- ceramic composition
- composition
- dielectric constant
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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（Fe
1/2−ｘCeｘNb1/2）O3で表される組成物において、ｘが
0.027≦ｘ≦0.078の範囲にあることを特徴とするもので
ある。
1/2−ｘCeｘNb1/2）O3で表される組成物において、ｘが
0.027≦ｘ≦0.078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、磁器コ
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が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という誘電特性の
いずれかを満足しないためであり、0.028＞ｘの場合、
比誘電率の温度依存性が大きく、ｘ＞0.078の場合、比
誘電率が7500未満、かつ絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm未
満といずれも誘電特性を満足しないためである。
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が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という誘電特性の
いずれかを満足しないためであり、0.028＞ｘの場合、
比誘電率の温度依存性が大きく、ｘ＞0.078の場合、比
誘電率が7500未満、かつ絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm未
満といずれも誘電特性を満足しないためである。
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,およびCe2（Co2）３
・9H2O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。
・9H2O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80
0℃にて焼付けた。同様にして強誘電体であるPb（Fe2/3
Ｗ1/3）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（Fe1/2N
b1/2）１−ｘO3で表され、ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物
を比較例とした。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。
0℃にて焼付けた。同様にして強誘電体であるPb（Fe2/3
Ｗ1/3）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（Fe1/2N
b1/2）１−ｘO3で表され、ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物
を比較例とした。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1.0KHz1.0Vrms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/ε
25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1.0KHz1.0Vrms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/ε
25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、比誘電率の
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。
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7500〜12960と十分大きく、誘電損失（Tan
δ）も0.34〜0.75と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は5.5
×1011〜2.4×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
の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７乃至10がより望ましいことが
理解される。
比誘電率が7500〜12960と十分大きく、誘電損失（Tan
δ）も0.34〜0.75と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は5.5
×1011〜2.4×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
の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７乃至10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（Fe1/2−ｘ Ceｘ Nb1/2）O3 で表される組成物において、ｘが0.027≦ｘ≦0.078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 |
|---|---|---|---|
| JP60240312A JPH075365B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60240312A JPH075365B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62100473A JPS62100473A (ja) | 1987-05-09 |
| JPH075365B2 true JPH075365B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=17057584
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60240312A Expired - Lifetime JPH075365B2 (ja) | 1985-10-25 | 1985-10-25 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075365B2 (ja) |
-
1985
- 1985-10-25 JP JP60240312A patent/JPH075365B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62100473A (ja) | 1987-05-09 |
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