JPH08129910A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH08129910A JPH08129910A JP6264786A JP26478694A JPH08129910A JP H08129910 A JPH08129910 A JP H08129910A JP 6264786 A JP6264786 A JP 6264786A JP 26478694 A JP26478694 A JP 26478694A JP H08129910 A JPH08129910 A JP H08129910A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】比誘電率が2500以上で、焼成温度が130
0℃以下であり、静電容量の温度変化率がEIA規格の
X7Rを満たし、誘電損失が2.5%以下と小さく、電
圧依存性が小さく、絶縁抵抗が104 MΩ以上である誘
電体磁器組成物を提供する。 【構成】BaTiO3 100重量部に対して、Nb2 O
5 を0.8〜2.5重量部、MgOを0.06〜0.7
0重量部、Nd2 O3 を0.005〜0.520重量
部、MnOをMnCO3 に換算して0.01〜0.30
重量部含有するとともに、Nb2 O5 のMgOに対する
モル比が0.5〜2.2の範囲内にあるもので、BaT
iO3 100重量部に対して、SiO2 およびAl2 O
3 のうち少なくとも一種を0.05〜0.50重量部、
ZnOを0.5重量部以下含有することが望ましい。
0℃以下であり、静電容量の温度変化率がEIA規格の
X7Rを満たし、誘電損失が2.5%以下と小さく、電
圧依存性が小さく、絶縁抵抗が104 MΩ以上である誘
電体磁器組成物を提供する。 【構成】BaTiO3 100重量部に対して、Nb2 O
5 を0.8〜2.5重量部、MgOを0.06〜0.7
0重量部、Nd2 O3 を0.005〜0.520重量
部、MnOをMnCO3 に換算して0.01〜0.30
重量部含有するとともに、Nb2 O5 のMgOに対する
モル比が0.5〜2.2の範囲内にあるもので、BaT
iO3 100重量部に対して、SiO2 およびAl2 O
3 のうち少なくとも一種を0.05〜0.50重量部、
ZnOを0.5重量部以下含有することが望ましい。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、BaTiO3 を主成分
とし、Nb2 O5 ,MgO,Nd2 O3 ,MnOを含有
する誘電体磁器組成物に関するものである。
とし、Nb2 O5 ,MgO,Nd2 O3 ,MnOを含有
する誘電体磁器組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、誘電体磁器組成物は、積層セラミッ
クコンデンサ等の材料として使用されている。このよう
な積層セラミックコンデンサは内部電極が形成された誘
電体磁器組成物の生シートを所定容量になるように複数
枚積層した後、一体的に焼成して構成されている。例え
ば、X7R(EIA規格:静電容量の温度特性が−55
℃〜125℃において±15%以内)の積層セラミック
コンデンサに使用される誘電体磁器組成物は、+25℃
における比誘電率が2500以上と高く、かつ、一枚当
たりの生シートの厚みが15μm以下であって、焼成温
度が例えば1300℃以下であることが重要となってく
る。
クコンデンサ等の材料として使用されている。このよう
な積層セラミックコンデンサは内部電極が形成された誘
電体磁器組成物の生シートを所定容量になるように複数
枚積層した後、一体的に焼成して構成されている。例え
ば、X7R(EIA規格:静電容量の温度特性が−55
℃〜125℃において±15%以内)の積層セラミック
コンデンサに使用される誘電体磁器組成物は、+25℃
における比誘電率が2500以上と高く、かつ、一枚当
たりの生シートの厚みが15μm以下であって、焼成温
度が例えば1300℃以下であることが重要となってく
る。
【0003】即ち、25℃における比誘電率が2500
以上であって、生シートの厚みを15μm以下にするこ
とにより、内部電極間の生シートの厚みや対向面積の極
小化が可能となり、積層セラミックコンデンサの小型化
が達成できる。また、焼成温度を1300℃以下にする
ことにより、内部電極の材料の選択幅が増え、例えば、
高価なPd100%の材料から安価なPd−Agの使用
が可能となる。尚、上記に加え、誘電体磁器組成物とし
ての諸特性である誘電損失tanδ、絶縁抵抗を充分に
考慮しなくてはならず、さらに、誘電損失の交流電圧依
存性が小さいことが望まれる。
以上であって、生シートの厚みを15μm以下にするこ
とにより、内部電極間の生シートの厚みや対向面積の極
小化が可能となり、積層セラミックコンデンサの小型化
が達成できる。また、焼成温度を1300℃以下にする
ことにより、内部電極の材料の選択幅が増え、例えば、
高価なPd100%の材料から安価なPd−Agの使用
が可能となる。尚、上記に加え、誘電体磁器組成物とし
ての諸特性である誘電損失tanδ、絶縁抵抗を充分に
考慮しなくてはならず、さらに、誘電損失の交流電圧依
存性が小さいことが望まれる。
【0004】従来、比誘電率を向上させたものとして、
BaTiO3 、Nb2 O5 、ZnOを含む誘電体磁器組
成物がすでに提案されている(特開昭59−18162
号公報、特開昭59−18159号公報等参照)。この
ような誘電体磁器組成物によれば、比誘電率を2000
〜3000とすることができる。しかしながら、上述の
誘電体磁器組成物は高い比誘電率を得ることができて
も、誘電損失tanδが大きいため、生シートを薄くす
ることができず、結局、積層コンデンサに使用した場
合、高い比誘電率が得られなかった。
BaTiO3 、Nb2 O5 、ZnOを含む誘電体磁器組
成物がすでに提案されている(特開昭59−18162
号公報、特開昭59−18159号公報等参照)。この
ような誘電体磁器組成物によれば、比誘電率を2000
〜3000とすることができる。しかしながら、上述の
誘電体磁器組成物は高い比誘電率を得ることができて
も、誘電損失tanδが大きいため、生シートを薄くす
ることができず、結局、積層コンデンサに使用した場
合、高い比誘電率が得られなかった。
【0005】このように誘電損失tanδを小さくする
ために開発された系として、BaTiO3 ,Nb
2 O5 ,MgO,La2 O3 を含む誘電体磁器組成物が
すでに提案されている(特公平5−10766号公報参
照)。また、BaTiO3 にNb2O5 /MgOのモル
比を2.3〜4の範囲になるようにNb2 O5 とMgO
を加え、これに希土類元素の酸化物を0.1〜0.5重
量%添加した組成物が開示されている(特公昭55−1
9007号公報参照)。
ために開発された系として、BaTiO3 ,Nb
2 O5 ,MgO,La2 O3 を含む誘電体磁器組成物が
すでに提案されている(特公平5−10766号公報参
照)。また、BaTiO3 にNb2O5 /MgOのモル
比を2.3〜4の範囲になるようにNb2 O5 とMgO
を加え、これに希土類元素の酸化物を0.1〜0.5重
量%添加した組成物が開示されている(特公昭55−1
9007号公報参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、上記
したいずれの誘電体磁器でも、比誘電率が2200程度
以下と小さく小型大容量化に対応できない。また、未だ
誘電損失が大きく、生シートを薄くすることが困難であ
るという問題があった。
したいずれの誘電体磁器でも、比誘電率が2200程度
以下と小さく小型大容量化に対応できない。また、未だ
誘電損失が大きく、生シートを薄くすることが困難であ
るという問題があった。
【0007】さらに、上記したいずれの誘電体磁器で
も、誘電損失の交流電圧依存性が大きくなり、誘電体の
薄層化に対応することができなくなることが考えられ、
この場合には、コンデンサの小型化、大容量化に対応で
きないという問題があった。
も、誘電損失の交流電圧依存性が大きくなり、誘電体の
薄層化に対応することができなくなることが考えられ、
この場合には、コンデンサの小型化、大容量化に対応で
きないという問題があった。
【0008】
【問題点を解決するための手段】本発明者等は上記問題
点に鑑みて鋭意検討した結果、チタン酸バリウムBaT
iO3 を主成分とし、Nb2 O5 、MgO、Nd
2 O3 、MnOを所定の組成比で含有するもので、Nb
2 O5 のMgOに対するモル比を0.5〜2.2とする
ことにより、比誘電率が2500以上で、静電容量の温
度変化率がEIA規格のX7Rを満たし、誘電損失が
2.5%以下と小さく、交流電圧を2000V/cm印
加した時でも誘電損失が3.0%以下と交流電圧依存性
が小さく、薄層化が可能な誘電体磁器を得ることができ
ることを見出し、本発明に至った。
点に鑑みて鋭意検討した結果、チタン酸バリウムBaT
iO3 を主成分とし、Nb2 O5 、MgO、Nd
2 O3 、MnOを所定の組成比で含有するもので、Nb
2 O5 のMgOに対するモル比を0.5〜2.2とする
ことにより、比誘電率が2500以上で、静電容量の温
度変化率がEIA規格のX7Rを満たし、誘電損失が
2.5%以下と小さく、交流電圧を2000V/cm印
加した時でも誘電損失が3.0%以下と交流電圧依存性
が小さく、薄層化が可能な誘電体磁器を得ることができ
ることを見出し、本発明に至った。
【0009】即ち、本発明の誘電体磁器は、BaTiO
3 100重量部に対して、Nb2 O5 を0.8〜2.5
重量部、MgOを0.06〜0.70重量部、Nd2 O
3 を0.005〜0.520重量部、MnOをMnCO
3 に換算して0.01〜0.30重量部含有するととも
に、Nb2 O5 のMgOに対するモル比が0.5〜2.
2である。また、BaTiO3 100重量部に対して、
SiO2 およびAl2O3 の少なくとも一種を0.05
〜0.50重量部含有することが望ましく、またZnO
を0.5重量部以下含有することが望ましい。
3 100重量部に対して、Nb2 O5 を0.8〜2.5
重量部、MgOを0.06〜0.70重量部、Nd2 O
3 を0.005〜0.520重量部、MnOをMnCO
3 に換算して0.01〜0.30重量部含有するととも
に、Nb2 O5 のMgOに対するモル比が0.5〜2.
2である。また、BaTiO3 100重量部に対して、
SiO2 およびAl2O3 の少なくとも一種を0.05
〜0.50重量部含有することが望ましく、またZnO
を0.5重量部以下含有することが望ましい。
【0010】本発明において、BaTiO3 100重量
部に対して、Nb2 O5 を0.8〜2.5重量部含有と
したのは、0.8重量部未満では、誘電損失が悪化し、
温度特性、焼結性が悪く、また、2.5重量部を越える
と比誘電率が低下し、温度特性が大きく劣化してしまう
からである。Nb2 O5 はBaTiO3 100重量部に
対して1.3〜2.0重量部含有することが望ましい。
部に対して、Nb2 O5 を0.8〜2.5重量部含有と
したのは、0.8重量部未満では、誘電損失が悪化し、
温度特性、焼結性が悪く、また、2.5重量部を越える
と比誘電率が低下し、温度特性が大きく劣化してしまう
からである。Nb2 O5 はBaTiO3 100重量部に
対して1.3〜2.0重量部含有することが望ましい。
【0011】また、MgOを0.06〜0.70重量部
としたのは、0.06重量部未満では比誘電率及び絶縁
抵抗が低下し、温度特性が悪く粒成長し、誘電損失の電
圧依存性が大となってしまうからである。また、0.7
0重量部よりも多いと誘電率が低下し、絶縁抵抗も低下
するからである。MgOは0.1〜0.4 重量部であ
ることが望ましい。
としたのは、0.06重量部未満では比誘電率及び絶縁
抵抗が低下し、温度特性が悪く粒成長し、誘電損失の電
圧依存性が大となってしまうからである。また、0.7
0重量部よりも多いと誘電率が低下し、絶縁抵抗も低下
するからである。MgOは0.1〜0.4 重量部であ
ることが望ましい。
【0012】さらに、Nd2 O3 を0.005〜0.5
20重量部としたのは、Nd2 O3が0.005重量部
未満では、比誘電率が低下し、焼結性が悪く、0.52
0重量部を越えると温度特性が劣化するからである。N
d2 O3 は0.005〜0.2重量部であることが望ま
しい。
20重量部としたのは、Nd2 O3が0.005重量部
未満では、比誘電率が低下し、焼結性が悪く、0.52
0重量部を越えると温度特性が劣化するからである。N
d2 O3 は0.005〜0.2重量部であることが望ま
しい。
【0013】またMnOをMnCO3 換算で0.01〜
0.30重量部としたのは0.01重量部未満では、絶
縁抵抗が低下し、誘電損失及び焼結性が悪化し、0.3
0重量部を越えると比誘電率が低下してしまうからであ
る。MnOはMnCO3 換算で0.04〜0.10重量
部であることが望ましい。
0.30重量部としたのは0.01重量部未満では、絶
縁抵抗が低下し、誘電損失及び焼結性が悪化し、0.3
0重量部を越えると比誘電率が低下してしまうからであ
る。MnOはMnCO3 換算で0.04〜0.10重量
部であることが望ましい。
【0014】そして、Nb2 O5 のMgOに対するモル
比を0.5〜2.2としたのは、モル比が0.5より小
さいと比誘電率が悪化し、温度特性、焼結性が悪く、ま
た2.2より大きいと、温度特性が悪く、比誘電率が低
下するからである。本発明では、Nb2 O5 のMgOに
対するモル比を、特に、0.6〜1.4とすることが望
ましい。
比を0.5〜2.2としたのは、モル比が0.5より小
さいと比誘電率が悪化し、温度特性、焼結性が悪く、ま
た2.2より大きいと、温度特性が悪く、比誘電率が低
下するからである。本発明では、Nb2 O5 のMgOに
対するモル比を、特に、0.6〜1.4とすることが望
ましい。
【0015】また、BaTiO3 100重量部に対し
て、SiO2 およびAl2 O3 のうち少なくとも一種を
0.05〜0.50重量部含有したのは、0.05重量
部よりも少ない場合には比誘電率向上の効果、焼結性向
上の効果、電圧依存性向上の効果が殆どないからであ
り、0.50重量部よりも大きいと比誘電率が低下する
傾向にあるからである。SiO2 およびAl2 O3 のう
ち少なくとも一種は、BaTiO3 100重量部に対し
て、0.1〜0.2重量部含有することが望ましい。
て、SiO2 およびAl2 O3 のうち少なくとも一種を
0.05〜0.50重量部含有したのは、0.05重量
部よりも少ない場合には比誘電率向上の効果、焼結性向
上の効果、電圧依存性向上の効果が殆どないからであ
り、0.50重量部よりも大きいと比誘電率が低下する
傾向にあるからである。SiO2 およびAl2 O3 のう
ち少なくとも一種は、BaTiO3 100重量部に対し
て、0.1〜0.2重量部含有することが望ましい。
【0016】さらに、BaTiO3 100重量部に対し
て、ZnOを0.5重量部以下含有したのは、ZnOが
0.5重量部よりも多い場合には温度特性が悪く誘電損
失が増加する傾向にあるからである。ZnOは、BaT
iO3 100重量部に対して0.3重量部以下含有する
ことが望ましい。
て、ZnOを0.5重量部以下含有したのは、ZnOが
0.5重量部よりも多い場合には温度特性が悪く誘電損
失が増加する傾向にあるからである。ZnOは、BaT
iO3 100重量部に対して0.3重量部以下含有する
ことが望ましい。
【0017】本発明に使用されるBaTiO3 は、例え
ば、固相法,ゾルゲル法,しゅう酸法,水熱合成法等い
ずれかの方法により生成された平均結晶粒径1.0μm
以下のBaTiO3 粉末を主成分として、このBaTi
O3 100重量部に対して、Nb2 O5 、MgO、Nd
2 O3 、MnCO3 、SiO2 、Al2 O3 、ZnO各
粉末を所定量秤量し、ボールミル等にて20〜48時間
湿式粉砕し、乾燥後、バインダーを所定量添加して、こ
れを所定形状に成形し、大気中において1230℃〜1
300℃で1〜2時間焼成することにより製造される。
積層セラミックコンデンサを作製する場合には、上記粉
末をスラリー化し、これをドクターブレード法の手法に
よりシート状に成形し、そのシート状成形体に適宜Ag
−Pdなどの内部電極を塗布し、これらを複数枚積層
し、上記焼成条件で同時焼成すれば良い。
ば、固相法,ゾルゲル法,しゅう酸法,水熱合成法等い
ずれかの方法により生成された平均結晶粒径1.0μm
以下のBaTiO3 粉末を主成分として、このBaTi
O3 100重量部に対して、Nb2 O5 、MgO、Nd
2 O3 、MnCO3 、SiO2 、Al2 O3 、ZnO各
粉末を所定量秤量し、ボールミル等にて20〜48時間
湿式粉砕し、乾燥後、バインダーを所定量添加して、こ
れを所定形状に成形し、大気中において1230℃〜1
300℃で1〜2時間焼成することにより製造される。
積層セラミックコンデンサを作製する場合には、上記粉
末をスラリー化し、これをドクターブレード法の手法に
よりシート状に成形し、そのシート状成形体に適宜Ag
−Pdなどの内部電極を塗布し、これらを複数枚積層
し、上記焼成条件で同時焼成すれば良い。
【0018】本発明に使用されるNb2 O5 、MgO、
Nd2 O3 、MnCO3 、SiO2、Al2 O3 、Zn
O各粉末の代わりに、Nb,Mg,Nd,Mn,Si,
Al,Znの水酸化物、炭酸塩,硝酸塩、しゅう酸塩,
アルコキシド等、焼結温度以下で分解し、酸化物となる
ものも用いることができる。
Nd2 O3 、MnCO3 、SiO2、Al2 O3 、Zn
O各粉末の代わりに、Nb,Mg,Nd,Mn,Si,
Al,Znの水酸化物、炭酸塩,硝酸塩、しゅう酸塩,
アルコキシド等、焼結温度以下で分解し、酸化物となる
ものも用いることができる。
【0019】交流電圧依存性を向上するためには、焼結
体の平均結晶粒径dをd<1.0μmに制御することが
好ましい。このように、焼結体の平均結晶粒径dをd<
1.0μmに制御するには、出発原料として平均結晶粒
径1.0μm以下のチタン酸バリウム粉末を用いたり、
長時間湿式粉砕して粉砕後の粒径を0.8μm以下に管
理したり、焼成温度をなるべく低く設定し焼成時間も短
時間とする必要がある。
体の平均結晶粒径dをd<1.0μmに制御することが
好ましい。このように、焼結体の平均結晶粒径dをd<
1.0μmに制御するには、出発原料として平均結晶粒
径1.0μm以下のチタン酸バリウム粉末を用いたり、
長時間湿式粉砕して粉砕後の粒径を0.8μm以下に管
理したり、焼成温度をなるべく低く設定し焼成時間も短
時間とする必要がある。
【0020】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、静電容量の温
度特性が−55℃〜125℃の範囲において±15%以
内で、+25℃における比誘電率が2500以上とな
り、グリーンシートの厚みが15μmであっても、誘電
損失が2.5%以下と小さく、交流電圧2000V/cm
における誘電損失が3%以下と小さい値を示すことがで
きる。このため、小型で大容量の積層コンデンサーを得
ることができる。また、焼成温度が1300℃以下とな
るため工業的にも製造しやすく、かつ、内部電極に安価
な銀−パラジウム(Ag/Pd=20/80〜40/6
0)を使用した積層コンデンサなどに使用できる誘電体
磁器が達成される。さらに、誘電体磁器として基本的な
特性である誘電損失が2.5%以下、絶縁抵抗(IR)
が104 MΩ以上と充分に満足できる誘電体磁器が達成
される。
度特性が−55℃〜125℃の範囲において±15%以
内で、+25℃における比誘電率が2500以上とな
り、グリーンシートの厚みが15μmであっても、誘電
損失が2.5%以下と小さく、交流電圧2000V/cm
における誘電損失が3%以下と小さい値を示すことがで
きる。このため、小型で大容量の積層コンデンサーを得
ることができる。また、焼成温度が1300℃以下とな
るため工業的にも製造しやすく、かつ、内部電極に安価
な銀−パラジウム(Ag/Pd=20/80〜40/6
0)を使用した積層コンデンサなどに使用できる誘電体
磁器が達成される。さらに、誘電体磁器として基本的な
特性である誘電損失が2.5%以下、絶縁抵抗(IR)
が104 MΩ以上と充分に満足できる誘電体磁器が達成
される。
【0021】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0022】しゅう酸法により生成された平均粒径1.
0μm以下のBaTiO3 粉末を主成分として、このB
aTiO3 100重量部に対して、Nb2 O5 、Mg
O、Nd2 O3 、MnCO3 、SiO2 、Al2 O3 、
ZnOの各粉末を表1に示すように秤量し、ボールミル
にて20〜48時間湿式粉砕した後、有機系粘結剤を添
加し、しかる後攪拌、ドクターブレード法で厚さ15μ
mのテープ状に成形した。このテープを130mm×1
00mmに裁断し、20枚重ね、積層体を作製する。
0μm以下のBaTiO3 粉末を主成分として、このB
aTiO3 100重量部に対して、Nb2 O5 、Mg
O、Nd2 O3 、MnCO3 、SiO2 、Al2 O3 、
ZnOの各粉末を表1に示すように秤量し、ボールミル
にて20〜48時間湿式粉砕した後、有機系粘結剤を添
加し、しかる後攪拌、ドクターブレード法で厚さ15μ
mのテープ状に成形した。このテープを130mm×1
00mmに裁断し、20枚重ね、積層体を作製する。
【0023】
【表1】
【0024】尚、内部電極として、Ag−Pd系ペース
ト(Ag/Pd=30/70)を印刷した。この積層体
を3.2mm×1.6mmに裁断し、空気中にて124
0〜1320℃で2時間焼成した。さらに両端面に銀ペ
ーストによる電極を800℃、10分間焼き付けて、測
定用試料をとした。
ト(Ag/Pd=30/70)を印刷した。この積層体
を3.2mm×1.6mmに裁断し、空気中にて124
0〜1320℃で2時間焼成した。さらに両端面に銀ペ
ーストによる電極を800℃、10分間焼き付けて、測
定用試料をとした。
【0025】このような形成された試料について、静電
容量および誘電損失を基準温度25℃、周波数1.0k
Hz、測定電圧1.0Vrmsで測定した。また、容量
の温度変化率は、−55〜+125℃の範囲で測定し、
+25℃における容量を基準とした。さらに、絶縁抵抗
は、直流電圧25Vを1分間印加した時の値を測定し
た。比誘電率は静電容量から逆算した。
容量および誘電損失を基準温度25℃、周波数1.0k
Hz、測定電圧1.0Vrmsで測定した。また、容量
の温度変化率は、−55〜+125℃の範囲で測定し、
+25℃における容量を基準とした。さらに、絶縁抵抗
は、直流電圧25Vを1分間印加した時の値を測定し
た。比誘電率は静電容量から逆算した。
【0026】焼結体磁器の平均結晶粒径は、走査型電子
顕微鏡にて磁器表面を15000倍で観察し、ラインイ
ンターセプト法にて500以上の粒子を測定し算出し
た。さらに、周波数1kHzで2000Vrms/cm
の電圧を印加した時の誘電損失を測定した。以上の結果
を表2に示す。
顕微鏡にて磁器表面を15000倍で観察し、ラインイ
ンターセプト法にて500以上の粒子を測定し算出し
た。さらに、周波数1kHzで2000Vrms/cm
の電圧を印加した時の誘電損失を測定した。以上の結果
を表2に示す。
【0027】
【表2】
【0028】本発明の範囲内の誘電体磁器はいずれも比
誘電率が2500以上と大きく、しかもEIA規格のX
7R特性(−55℃〜125℃の温度範囲で容量変化率
が±15%以内)を満足する。さらに、誘電損失tan
δが2.5%以下と小さく、交流電圧2000Vrms
/cm下でも3.0%以下の損失を示す。さらに絶縁抵
抗(IR)は104 MΩ以上を有する。
誘電率が2500以上と大きく、しかもEIA規格のX
7R特性(−55℃〜125℃の温度範囲で容量変化率
が±15%以内)を満足する。さらに、誘電損失tan
δが2.5%以下と小さく、交流電圧2000Vrms
/cm下でも3.0%以下の損失を示す。さらに絶縁抵
抗(IR)は104 MΩ以上を有する。
【0029】表1において、試料番号1〜5は誘電体磁
器組成物の主成分となるBaTiO3 に添加するNb2
O5 の添加量を0.6〜3.0重量部まで値を夫々変化
させた。この時、MgO、Nd2 O3 、及びMnCO3
の添加量を0.2重量部、0.2重量部、0.1重量部
にした。
器組成物の主成分となるBaTiO3 に添加するNb2
O5 の添加量を0.6〜3.0重量部まで値を夫々変化
させた。この時、MgO、Nd2 O3 、及びMnCO3
の添加量を0.2重量部、0.2重量部、0.1重量部
にした。
【0030】試料番号1(Nb2 O5 の添加量:0.6
重量部)では、比誘電率εrが3330と良品になるも
のの、誘電損失tanδが3.2%となってしまう。更
に、温度特性が−26%となってしまう。また、試料番
号2〜4(Nb2 O5 の添加量:0.8〜2.5重量
%)では、比誘電率εrが2570〜3500となり、
誘電損失tanδが2.5%以下であり、温度特性が±
14%以内になり、交流電圧2000V/cm印加時の
tanδが3.0%以下で、絶縁抵抗(IR)も5〜9
×104 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘電率εr
が高く、温度特性に優れ、誘電損失tanδが小さく、
さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電体磁器が
達成される。更に、試料番号5(Nb2 O5 の添加量:
3.0重量部)では、比誘電率εが2050であり、温
度特性が悪化してしまう。従って、本発明においてはチ
タン酸バリウムBaTiO3 に添加するNb2 O5 の重
量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重量部に対
して、0.8〜2.5重量部の範囲とした。
重量部)では、比誘電率εrが3330と良品になるも
のの、誘電損失tanδが3.2%となってしまう。更
に、温度特性が−26%となってしまう。また、試料番
号2〜4(Nb2 O5 の添加量:0.8〜2.5重量
%)では、比誘電率εrが2570〜3500となり、
誘電損失tanδが2.5%以下であり、温度特性が±
14%以内になり、交流電圧2000V/cm印加時の
tanδが3.0%以下で、絶縁抵抗(IR)も5〜9
×104 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘電率εr
が高く、温度特性に優れ、誘電損失tanδが小さく、
さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電体磁器が
達成される。更に、試料番号5(Nb2 O5 の添加量:
3.0重量部)では、比誘電率εが2050であり、温
度特性が悪化してしまう。従って、本発明においてはチ
タン酸バリウムBaTiO3 に添加するNb2 O5 の重
量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重量部に対
して、0.8〜2.5重量部の範囲とした。
【0031】試料番号6〜10は誘電体磁器組成物の主
成分となるBaTiO3 に添加するMgOの添加量を
0.04〜0.75重量部まで値を夫々変化させた。こ
の時、Nb2 O5 、Nd2 O3 、及びMnCO3 の添加
量をそれぞれ2.3〜2.5重量部、0.2重量部、
0.1重量部にした。
成分となるBaTiO3 に添加するMgOの添加量を
0.04〜0.75重量部まで値を夫々変化させた。こ
の時、Nb2 O5 、Nd2 O3 、及びMnCO3 の添加
量をそれぞれ2.3〜2.5重量部、0.2重量部、
0.1重量部にした。
【0032】試料番号6(MgOの添加量:0.04重
量部)では、交流電圧2000V/cm印加時のtan
δが4.0%になってしまう。また、試料番号7〜9
(MgOの添加量:0.06〜0.70重量部)では、
比誘電率εrが2580〜2950となり、誘電損失t
anσが2.0%以下であり、温度特性が±13%以内
になり、交流電圧2000V/cm印加時のtanσが
2.6%以下で、絶縁抵抗(IR)も3〜8×104 M
Ωと良品の範囲となる。即ち、比誘電率εrが高く、温
度特性に優れ、誘電損失tanδが小さく、さらに誘電
損失の交流電圧依存性が小さい誘電体磁器が達成され
る。更に、試料番号10(MgOの添加量:0.75重
量部)では、誘電損失tanδが1.7%と良品の範囲
となるものの、比誘電率εrが2100となってしま
う。従って、本発明においてはチタン酸バリウムBaT
iO3 に添加するMgO重量は、チタン酸バリウムBa
TiO3100重量部に対して、0.06〜0.70重
量部の範囲とした。試料番号11〜15は誘電体磁器組
成物の主成分となるBaTiO3 に添加するNd2 O3
の添加量を0〜0.53重量部まで値を夫々変化させ
た。この時、Nb2 O5 、MgO及びMnCO3 の添加
量をそれぞれ1.8重量部、0.3重量部、0.1重量
部にした。
量部)では、交流電圧2000V/cm印加時のtan
δが4.0%になってしまう。また、試料番号7〜9
(MgOの添加量:0.06〜0.70重量部)では、
比誘電率εrが2580〜2950となり、誘電損失t
anσが2.0%以下であり、温度特性が±13%以内
になり、交流電圧2000V/cm印加時のtanσが
2.6%以下で、絶縁抵抗(IR)も3〜8×104 M
Ωと良品の範囲となる。即ち、比誘電率εrが高く、温
度特性に優れ、誘電損失tanδが小さく、さらに誘電
損失の交流電圧依存性が小さい誘電体磁器が達成され
る。更に、試料番号10(MgOの添加量:0.75重
量部)では、誘電損失tanδが1.7%と良品の範囲
となるものの、比誘電率εrが2100となってしま
う。従って、本発明においてはチタン酸バリウムBaT
iO3 に添加するMgO重量は、チタン酸バリウムBa
TiO3100重量部に対して、0.06〜0.70重
量部の範囲とした。試料番号11〜15は誘電体磁器組
成物の主成分となるBaTiO3 に添加するNd2 O3
の添加量を0〜0.53重量部まで値を夫々変化させ
た。この時、Nb2 O5 、MgO及びMnCO3 の添加
量をそれぞれ1.8重量部、0.3重量部、0.1重量
部にした。
【0033】試料番号11(Nd2 O3 の添加量:0)
では、誘電損失tanδが2.5%となるものの、比誘
電率εrが2350と低くなってしまう。また、試料番
号12〜14(Nd2 O3 の添加量:0.005〜0.
52重量部)では、比誘電率εrが2660〜3420
となり、誘電損失tanδが2.0%以下であり、温度
特性が±11%以内になり、交流電圧2000V/cm
印加時のtanδが2.8%以下で、絶縁抵抗(IR)
も3〜7×104 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘
電率εrが高く、温度特性に優れ、誘電損失tanσが
小さく、さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電
体磁器が達成される。更に、試料番号15(Nd2 O3
の添加量:0.55重量部)では、比誘電率εrが36
30、誘電損失tanδが1.8%と良品の範囲となる
ものの、温度特性が悪化してしまう。従って、本発明に
おいてはチタン酸バリウムBaTiO3 に添加するNd
2O3 の重量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重
量部に対して、0.005〜0.52重量部の範囲とし
た。
では、誘電損失tanδが2.5%となるものの、比誘
電率εrが2350と低くなってしまう。また、試料番
号12〜14(Nd2 O3 の添加量:0.005〜0.
52重量部)では、比誘電率εrが2660〜3420
となり、誘電損失tanδが2.0%以下であり、温度
特性が±11%以内になり、交流電圧2000V/cm
印加時のtanδが2.8%以下で、絶縁抵抗(IR)
も3〜7×104 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘
電率εrが高く、温度特性に優れ、誘電損失tanσが
小さく、さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電
体磁器が達成される。更に、試料番号15(Nd2 O3
の添加量:0.55重量部)では、比誘電率εrが36
30、誘電損失tanδが1.8%と良品の範囲となる
ものの、温度特性が悪化してしまう。従って、本発明に
おいてはチタン酸バリウムBaTiO3 に添加するNd
2O3 の重量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重
量部に対して、0.005〜0.52重量部の範囲とし
た。
【0034】試料番号16〜20は誘電体磁器組成物の
主成分となるBaTiO3 に添加するMnCO3 の添加
量を0.005〜0.35重量部まで値を夫々変化させ
た。
主成分となるBaTiO3 に添加するMnCO3 の添加
量を0.005〜0.35重量部まで値を夫々変化させ
た。
【0035】この時、Nb2 O5 、MgO及びNd2 O
3 の添加量を1.8重量部、0.3重量部、0.2重量
部にした。
3 の添加量を1.8重量部、0.3重量部、0.2重量
部にした。
【0036】試料番号16(MnCO3 の添加量:0.
005重量部)では、比誘電率εrが2850となるも
のの、誘電損失tanδが2.6%となってしまう。さ
らに絶縁抵抗が9×103 となる。また、試料番号17
〜19(MnCO3 の添加量:0.01〜0.3重量
%)では、比誘電率εrが2650〜2860となり、
誘電損失tanδが2.2%以下であり、温度特性が±
6%以内になり、交流電圧2000V/cm印加時のt
anδが3.0%以下で、絶縁抵抗(IR)も3×10
4 〜1×105 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘電
率εrが高く、温度特性に優れ、誘電損失tanδが小
さく、さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電体
磁器が達成される。更に、試料番号20(MnCO3 の
添加量:0.35重量部)では、誘電損失tanδが
1.4%と良品の範囲となるものの、比誘電率εrが2
200と低くなってしまう。従って、本発明においては
チタン酸バリウムBaTiO3 に添加するMnCO3 の
重量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重量部に
対して、0.01〜0.3重量部の範囲とした。
005重量部)では、比誘電率εrが2850となるも
のの、誘電損失tanδが2.6%となってしまう。さ
らに絶縁抵抗が9×103 となる。また、試料番号17
〜19(MnCO3 の添加量:0.01〜0.3重量
%)では、比誘電率εrが2650〜2860となり、
誘電損失tanδが2.2%以下であり、温度特性が±
6%以内になり、交流電圧2000V/cm印加時のt
anδが3.0%以下で、絶縁抵抗(IR)も3×10
4 〜1×105 MΩと良品の範囲となる。即ち、比誘電
率εrが高く、温度特性に優れ、誘電損失tanδが小
さく、さらに誘電損失の交流電圧依存性が小さい誘電体
磁器が達成される。更に、試料番号20(MnCO3 の
添加量:0.35重量部)では、誘電損失tanδが
1.4%と良品の範囲となるものの、比誘電率εrが2
200と低くなってしまう。従って、本発明においては
チタン酸バリウムBaTiO3 に添加するMnCO3 の
重量は、チタン酸バリウムBaTiO3 100重量部に
対して、0.01〜0.3重量部の範囲とした。
【0037】試料番号21〜29はNb2 O5 のMgO
に対する比を0.5〜2.3に変化させた。比が0.4
と小さい場合、また2.3と大きい場合いずれも、比誘
電率が2310、2030と2500より低く、また温
度特性もはずれてしまう。これに対し、比が0.5〜
2.2場合、誘電率が2500以上であり温度特性その
他の特性も満足される。実施例2表1の試料No.13の
組成に、SiO2 ,Al2 O3 ,ZnO粉末を、表3に
示すように添加含有させ、実施例1と同様に、テープ状
に成形した後、このテープを積層し、内部電極を形成
し、積層体を作製した。そして、実施例1と同様に、各
特性を測定し、表4に記した。
に対する比を0.5〜2.3に変化させた。比が0.4
と小さい場合、また2.3と大きい場合いずれも、比誘
電率が2310、2030と2500より低く、また温
度特性もはずれてしまう。これに対し、比が0.5〜
2.2場合、誘電率が2500以上であり温度特性その
他の特性も満足される。実施例2表1の試料No.13の
組成に、SiO2 ,Al2 O3 ,ZnO粉末を、表3に
示すように添加含有させ、実施例1と同様に、テープ状
に成形した後、このテープを積層し、内部電極を形成
し、積層体を作製した。そして、実施例1と同様に、各
特性を測定し、表4に記した。
【0038】尚、試料の組成は、BaTiO3 100重
量部に対して、Nb2 O5 を1.8重量部、MgOを
0.3重量部、Nd2 O3 0.2重量部、MnOをMn
CO3換算で0.1重量部含有し、SiO2 ,Al2 O
3 ,ZnOをBaTiO3 100重量部に対して所定量
含有するものである。
量部に対して、Nb2 O5 を1.8重量部、MgOを
0.3重量部、Nd2 O3 0.2重量部、MnOをMn
CO3換算で0.1重量部含有し、SiO2 ,Al2 O
3 ,ZnOをBaTiO3 100重量部に対して所定量
含有するものである。
【0039】
【表3】
【0040】
【表4】
【0041】これらの表3,4から、SiO2 ,Al2
O3 ,ZnOを含有することにより、これらの化合物を
含有しない場合(試料No.13)よりも焼成温度が低下
し、比誘電率が高くなることが判る。
O3 ,ZnOを含有することにより、これらの化合物を
含有しない場合(試料No.13)よりも焼成温度が低下
し、比誘電率が高くなることが判る。
【0042】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、X7R
特性を満足し、比誘電率εrが2500以上で、且つ焼
成温度が1300℃以下となる。またその他の諸特性と
して、誘電損失tanδが2.5%以下絶縁抵抗(I
R)が104 MΩ以上、交流電圧2000V/cm印加
時のtanδが3%以下の誘電体磁器組成物を得ること
ができる。
特性を満足し、比誘電率εrが2500以上で、且つ焼
成温度が1300℃以下となる。またその他の諸特性と
して、誘電損失tanδが2.5%以下絶縁抵抗(I
R)が104 MΩ以上、交流電圧2000V/cm印加
時のtanδが3%以下の誘電体磁器組成物を得ること
ができる。
【0043】これにより、例えば積層セラミックコンデ
ンサを上述の誘電体磁器組成物で構成した場合、温度特
性に優れた小型・大容量のコンデンサを得ることがで
き、焼成温度が1300℃以下となり、積層されたシー
ト間に内部電極として、安価な銀−パラジウムを使用す
ることも可能で、安価な積層セラミックコンデンサを得
ることができる。
ンサを上述の誘電体磁器組成物で構成した場合、温度特
性に優れた小型・大容量のコンデンサを得ることがで
き、焼成温度が1300℃以下となり、積層されたシー
ト間に内部電極として、安価な銀−パラジウムを使用す
ることも可能で、安価な積層セラミックコンデンサを得
ることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】BaTiO3 100重量部に対して、Nb
2 O5 を0.8〜2.5重量部、MgOを0.06〜
0.70重量部、Nd2 O3 を0.005〜0.520
重量部、MnOをMnCO3 に換算して0.01〜0.
30重量部含有するとともに、Nb2 O5 のMgOに対
するモル比が0.5〜2.2の範囲内にあることを特徴
とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】BaTiO3 100重量部に対して、さら
にSiO2 およびAl2 O3 のうち少なくとも一種を
0.05〜0.50重量部含有することを特徴とする請
求項1記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項3】BaTiO3 100重量部に対して、Zn
Oを0.5重量部以下含有することを特徴とする請求項
1または2記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264786A JPH08129910A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 誘電体磁器組成物 |
| US08/545,459 US5650367A (en) | 1994-01-28 | 1995-10-19 | Dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6264786A JPH08129910A (ja) | 1994-10-28 | 1994-10-28 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08129910A true JPH08129910A (ja) | 1996-05-21 |
Family
ID=17408184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6264786A Pending JPH08129910A (ja) | 1994-01-28 | 1994-10-28 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08129910A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005085154A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2007-12-06 | 宇部興産株式会社 | 誘電体粒子集合体、それを用いた低温焼結誘電体磁器組成物及びそれを用いて製造される低温焼結誘電体磁器 |
-
1994
- 1994-10-28 JP JP6264786A patent/JPH08129910A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005085154A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2007-12-06 | 宇部興産株式会社 | 誘電体粒子集合体、それを用いた低温焼結誘電体磁器組成物及びそれを用いて製造される低温焼結誘電体磁器 |
| JP4775583B2 (ja) * | 2004-03-05 | 2011-09-21 | 宇部興産株式会社 | 誘電体粒子集合体、それを用いた低温焼結誘電体磁器組成物及びそれを用いて製造される低温焼結誘電体磁器 |
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