JPH0821263B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0821263B2 JPH0821263B2 JP62135252A JP13525287A JPH0821263B2 JP H0821263 B2 JPH0821263 B2 JP H0821263B2 JP 62135252 A JP62135252 A JP 62135252A JP 13525287 A JP13525287 A JP 13525287A JP H0821263 B2 JPH0821263 B2 JP H0821263B2
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は1080℃以下で焼成される高誘電率系誘電体磁
器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき高い
抵抗率の得られる組成物に関する。
器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で焼成でき高い
抵抗率の得られる組成物に関する。
従来の技術 近年セラミックコンデンサにおいては素子の小型化、
大容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急
速に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内
部電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製
造される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ
材料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきた
が、焼成温度が1300℃程度と高いため、内部電極材料と
してはPt,Pdなどの高価な金属を用いる必要があった。
大容量化への要求から積層型セラミックコンデンサが急
速に普及しつつある。積層型セラミックコンデンサは内
部電極とセラミックを一体焼成する工程によって通常製
造される。従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ
材料にはチタン酸バリウム系の材料が用いられてきた
が、焼成温度が1300℃程度と高いため、内部電極材料と
してはPt,Pdなどの高価な金属を用いる必要があった。
これに対し発明者らはすでに1080℃以下、低酸素分圧
雰囲気で焼成でき銅または銅を主成分とする合金などの
安価な卑金属材料を内部電極として使用できる、（Pba
Meb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O ２＋ａ＋ｂ（MeはCa,Ba,S
r）で表される誘電体磁器組成物を提案している。この
組成物は低温度で焼成でき、低酸素分圧下で焼成した
際、高い抵抗率を有し、銅または銅を主成分とする合金
を内部電極とした積層コンデンサ素子に用いることがで
きる。
雰囲気で焼成でき銅または銅を主成分とする合金などの
安価な卑金属材料を内部電極として使用できる、（Pba
Meb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O ２＋ａ＋ｂ（MeはCa,Ba,S
r）で表される誘電体磁器組成物を提案している。この
組成物は低温度で焼成でき、低酸素分圧下で焼成した
際、高い抵抗率を有し、銅または銅を主成分とする合金
を内部電極とした積層コンデンサ素子に用いることがで
きる。
いっぽう上に述べたセラミック積層コンデンサ素子の
製造工程においては焼成時に内部電極である銅もしくは
銅を主成分とする合金が酸化せず誘電体セラミックが還
元して低抵抗化しない酸素分圧下での焼成が必要とされ
る。この酸素分圧の制御においては焼成温度が高いほど
最適条件を得るためのガス混合比の制御が困難になる。
このため、誘電体セラミックにたいしてはより低い温度
で焼成できかつ高い抵抗率を有する組成物が求められて
いた。
製造工程においては焼成時に内部電極である銅もしくは
銅を主成分とする合金が酸化せず誘電体セラミックが還
元して低抵抗化しない酸素分圧下での焼成が必要とされ
る。この酸素分圧の制御においては焼成温度が高いほど
最適条件を得るためのガス混合比の制御が困難になる。
このため、誘電体セラミックにたいしてはより低い温度
で焼成できかつ高い抵抗率を有する組成物が求められて
いた。
発明が解決しようとする問題点 （Pba Meb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O2＋ａ＋ｂ（MeはC
a,Ba,Sr）で表される誘電体磁器組成物において、誘電
特性を損なわず焼成温度をより低くし抵抗率の高い誘電
体磁器組成物を提供することを目的とする。
a,Ba,Sr）で表される誘電体磁器組成物において、誘電
特性を損なわず焼成温度をより低くし抵抗率の高い誘電
体磁器組成物を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 （Pba Meb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O2+ａ＋ｂ（MeはCa,
Ba,Sr）で表される誘電体磁器組成物（ただしｘ＋ｙ＝
１）に対し、副成分として銅酸化物をCu2O換算で0.03〜
0.65重量％含有する組成物とする。
Ba,Sr）で表される誘電体磁器組成物（ただしｘ＋ｙ＝
１）に対し、副成分として銅酸化物をCu2O換算で0.03〜
0.65重量％含有する組成物とする。
作用 本発明の誘電体磁器組成物の系において、副成分を含
まない組成物に対し副成分を含む組成物は低い温度で焼
結し誘電率の低下は少なく、誘電損失の増大も小さく、
かつ抵抗率は同等ないし向上する。
まない組成物に対し副成分を含む組成物は低い温度で焼
結し誘電率の低下は少なく、誘電損失の増大も小さく、
かつ抵抗率は同等ないし向上する。
実施例 出発原料としては、化学的に高純度なPbO,MgO,Nb2O5,
TiO2,CaCO3,BaCO3,SrCO3,Cu2Oを用いた。これらを純度
補正をおこなったうえで所定量を秤量し、ジルコニア製
玉石を用い純水を溶媒としボールミルで17時間湿式混合
した。これを吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾燥
し、その後ライカイ機で充分解砕した後粉体量の5wt％
の水分を加え、直径60mm高さ約50mmの円柱状に成形圧力
500kg/cm2で成形した。これをアルミナルツボ中に入れ
同質のフタをし、680℃〜760℃で２時間仮焼した。次に
仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにジルコニア製玉
石を用い純水を溶媒としてボールミルで17時間粉砕し、
これを吸引ろ過し水分の大半を分離した後乾燥した。以
上の仮焼，粉砕，乾燥を数回くりかえした後この粉末に
ポリビニルアルコール6wt％水溶液を粉体量の6wt％加
え、32メッシュふるいを通して造粒し、成形圧力1000kg
/cm2で成形した。成形物は空気中で700℃まで昇温し１
時間保持しポリビルアルコール分をバーンアウトした。
これを上述の仮焼粉を体積の1/3程度敷きつめた上に200
メッシュMgO粉を約1mm敷いたマグネシヤ磁器容器に移
し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿入し、
炉心管内をロータリーポンプで脱気したのちN2-H2-H2O
混合ガスで置換し、焼成温度での酸素分圧（Po2）が1.0
x10-8atmになるようN2とH2ガスの混合比を調節しながら
混合ガスを流し所定温度まで400℃/hrで昇温し２時間保
持後400℃/hrで降温した。炉心管内のPo2は挿入した安
定化ジルコニア酸素センサーにより測定した。第１図に
焼成時のマグネシヤ磁器容器の構造を、第２図に炉心管
内部をそれぞれ断面図で示す。
TiO2,CaCO3,BaCO3,SrCO3,Cu2Oを用いた。これらを純度
補正をおこなったうえで所定量を秤量し、ジルコニア製
玉石を用い純水を溶媒としボールミルで17時間湿式混合
した。これを吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾燥
し、その後ライカイ機で充分解砕した後粉体量の5wt％
の水分を加え、直径60mm高さ約50mmの円柱状に成形圧力
500kg/cm2で成形した。これをアルミナルツボ中に入れ
同質のフタをし、680℃〜760℃で２時間仮焼した。次に
仮焼物をアルミナ乳鉢で粗砕し、さらにジルコニア製玉
石を用い純水を溶媒としてボールミルで17時間粉砕し、
これを吸引ろ過し水分の大半を分離した後乾燥した。以
上の仮焼，粉砕，乾燥を数回くりかえした後この粉末に
ポリビニルアルコール6wt％水溶液を粉体量の6wt％加
え、32メッシュふるいを通して造粒し、成形圧力1000kg
/cm2で成形した。成形物は空気中で700℃まで昇温し１
時間保持しポリビルアルコール分をバーンアウトした。
これを上述の仮焼粉を体積の1/3程度敷きつめた上に200
メッシュMgO粉を約1mm敷いたマグネシヤ磁器容器に移
し、同質のフタをし、管状電気炉の炉心管内に挿入し、
炉心管内をロータリーポンプで脱気したのちN2-H2-H2O
混合ガスで置換し、焼成温度での酸素分圧（Po2）が1.0
x10-8atmになるようN2とH2ガスの混合比を調節しながら
混合ガスを流し所定温度まで400℃/hrで昇温し２時間保
持後400℃/hrで降温した。炉心管内のPo2は挿入した安
定化ジルコニア酸素センサーにより測定した。第１図に
焼成時のマグネシヤ磁器容器の構造を、第２図に炉心管
内部をそれぞれ断面図で示す。
第１図において１はマグネシア容器であり、その上部
はマグネシア容器蓋２で封じた。マグネシア容器１の下
部には仮焼粉３を配置し、その上にマグネシア粉４を配
置した。さらにその上に試料５を配置した。
はマグネシア容器蓋２で封じた。マグネシア容器１の下
部には仮焼粉３を配置し、その上にマグネシア粉４を配
置した。さらにその上に試料５を配置した。
第２図のように準備されたマグネシア容器１を第３図
のように炉心管６内に配置した。７は安定化ジルコニア
酸素センサーである。
のように炉心管６内に配置した。７は安定化ジルコニア
酸素センサーである。
焼成物は厚さ1mmの板状に切断し、両面にCr-Auを蒸着
し、誘電率、tanδを、1kHz、1V/mmの電界下で測定し
た。また抵抗率は、1kV/mmの電圧を印加後１分値から求
めた。
し、誘電率、tanδを、1kHz、1V/mmの電界下で測定し
た。また抵抗率は、1kV/mmの電圧を印加後１分値から求
めた。
なお焼成温度は焼成物の密度がもっとも大きくなる温
度とした。
度とした。
表１に本発明の組成範囲および周辺組成の成分、（a,
b,x,y,は、（PbaMeb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O2+ａ＋ｂの
値）低酸素分圧雰囲気で焼成したときの焼成温度、誘電
率、誘電率の温度変化率（20℃に対する）、tanδ、抵
抗率、密度を示した。
b,x,y,は、（PbaMeb）（Mg1/3Nb2/3）xTiy O2+ａ＋ｂの
値）低酸素分圧雰囲気で焼成したときの焼成温度、誘電
率、誘電率の温度変化率（20℃に対する）、tanδ、抵
抗率、密度を示した。
発明範囲外の組成物では、ａ＋ｂが1.010より小さい
と副成分として銅酸化物を添加しても、焼成温度が1080
℃より高くなるか、1080℃より焼成温度が低くなるまで
銅酸化物を添加すると誘電率が低下する、もしくは抵抗
率が低下する難点を有しており、1.250より大きくなる
と誘電率および抵抗率が低下する難点を有する。副成分
の銅酸化物が0.03wt％より小さいと焼成温度低下の改善
効果が現れず、0.65wt％より大きくなると誘電特性とく
に誘電率と抵抗率の低下が大きくなる。またｘが限定の
範囲外の組成物はキュリー点が室温から大きくはずれ誘
電率が低くなる、もしくは誘電率の温度変化率が大きな
る難点を有している。特許請求の範囲内の組成物では前
記の問題がいずれも克服されている。
と副成分として銅酸化物を添加しても、焼成温度が1080
℃より高くなるか、1080℃より焼成温度が低くなるまで
銅酸化物を添加すると誘電率が低下する、もしくは抵抗
率が低下する難点を有しており、1.250より大きくなる
と誘電率および抵抗率が低下する難点を有する。副成分
の銅酸化物が0.03wt％より小さいと焼成温度低下の改善
効果が現れず、0.65wt％より大きくなると誘電特性とく
に誘電率と抵抗率の低下が大きくなる。またｘが限定の
範囲外の組成物はキュリー点が室温から大きくはずれ誘
電率が低くなる、もしくは誘電率の温度変化率が大きな
る難点を有している。特許請求の範囲内の組成物では前
記の問題がいずれも克服されている。
なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気Po2;
1.0x10-8atmは、焼成温度における銅の平衡酸素分圧よ
り低く金属はほとんど酸化しないと考えられる。
1.0x10-8atmは、焼成温度における銅の平衡酸素分圧よ
り低く金属はほとんど酸化しないと考えられる。
発明の効果 本発明によれば、低酸素分圧雰囲気1080℃以下の焼成
で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るためのチ密
で抵抗率の高い焼結体が得られ、とくに本発明の副成分
の添加により焼成温度が低下し焼成時の酸素分圧の制御
が容易になる。このため内部電極としてCuなどの卑金属
材料を用いた積層コンデンサ素子に本発明の組成物を用
いた場合、電気的特性を損なうことなく、より安定な製
造条件で素子が製造でき、量産性が向上する。
で積層コンデンサ素子として高信頼性を得るためのチ密
で抵抗率の高い焼結体が得られ、とくに本発明の副成分
の添加により焼成温度が低下し焼成時の酸素分圧の制御
が容易になる。このため内部電極としてCuなどの卑金属
材料を用いた積層コンデンサ素子に本発明の組成物を用
いた場合、電気的特性を損なうことなく、より安定な製
造条件で素子が製造でき、量産性が向上する。
第１図は焼成時に磁器を入れるマグネシヤ容器の断面
図，第２図は焼成時の炉心管内の断面図を示す。 １……マグネシヤ容器、２……マグネシヤ容器蓋、３…
…仮焼粉、４……マグネシア粉、５……試料、６……炉
心管、７……安定化ジルコニア酸素センサー。
図，第２図は焼成時の炉心管内の断面図を示す。 １……マグネシヤ容器、２……マグネシヤ容器蓋、３…
…仮焼粉、４……マグネシア粉、５……試料、６……炉
心管、７……安定化ジルコニア酸素センサー。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 三原 敏弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−96357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−121959（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−2690（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】（Pba Meb）（Mg1/3Nb2/3）xTiyO2+a+bで
表され、MeはCa,Ba,Srからなる群から選ばれた少なくと
も一種の元素からなり、 ｘ＋ｙ＝1.00 0.001≦ b ≦0.225 1.010≦ａ＋ｂ≦1.250 0.650≦ x ≦0.960 の範囲内にある組成物に対し、副成分として、銅酸化物
をCu2O換算で副成分合計の重量％で、0.03〜0.65％含有
することを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62135252A JPH0821263B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62135252A JPH0821263B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63299006A JPS63299006A (ja) | 1988-12-06 |
| JPH0821263B2 true JPH0821263B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=15147365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62135252A Expired - Lifetime JPH0821263B2 (ja) | 1987-05-29 | 1987-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0821263B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172106A (ja) * | 1988-12-23 | 1990-07-03 | Tdk Corp | 誘電体セラミック用組成物、誘電体セラミック焼結体および多層配線基板 |
-
1987
- 1987-05-29 JP JP62135252A patent/JPH0821263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63299006A (ja) | 1988-12-06 |
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