JPH0864032A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0864032A
JPH0864032A JP6201993A JP20199394A JPH0864032A JP H0864032 A JPH0864032 A JP H0864032A JP 6201993 A JP6201993 A JP 6201993A JP 20199394 A JP20199394 A JP 20199394A JP H0864032 A JPH0864032 A JP H0864032A
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JP
Japan
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dielectric
parts
weight
dielectric ceramic
main component
Prior art date
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Pending
Application number
JP6201993A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Nakayama
雅文 中山
Hidenori Kuramitsu
秀紀 倉光
Kazuhiro Komatsu
和博 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 絶縁抵抗が高く、絶縁破壊電圧が大きい誘電
体磁器を得ることができる誘電体磁器組成物を提供する
ことを目的とするものである。 【構成】 一般式としてxMgO−yTiO2−zNd2
3で表され、x,y,zはモル比を表し、x+y+z
=1でx,y,zの値が(表1)に示す各点a,b,c
を直線で囲むモル比の範囲である組成物を主成分とし、
主成分100重量部に対し、副成分として、Nb25
0.5〜5.0重量部添加したものである。 【表1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えば電子機器用セラミ
ックコンデンサに用いる誘電体磁器組成物に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、積層セラミックコンデンサの温度
補償用誘電体材料の中で、一般に温度係数が小さく、高
周波回路などにも使用可能な材料として以下の材料系が
知られている。
【0003】・MgO−TiO2−Nd23 例えば、0.14MgO−0.72TiO2−0.14
Nd23の組成比からなる誘電体磁器組成物を使用して
誘電体磁器円板を作製し、誘電率、静電容量温度係数、
良好度Q、絶縁抵抗、絶縁破壊強度の電気特性を測定す
ると、誘電率:13、静電容量温度係数:N4ppm/
℃、良好度Q:2000、絶縁抵抗:7.8×1010
絶縁破壊電圧:15kv/mmの値が得られた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、高周波Qが小さくまた積層セラミックコ
ンデンサの大容量化を目的とした内部電極間の誘電体厚
みの薄層化を進めた場合、絶縁抵抗や絶縁破壊強度が小
さいという問題点を有していた。
【0005】本発明は、良好度Qに優れ、絶縁抵抗が高
く、絶縁破壊強度の大きい誘電体磁器組成物を得ること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の誘電体磁器組成物は、一般式としてxMgO
−yTiO2−zNd23で表され、x,y,zはモル
比を表し、x+y+z=1でx,y,zの値が(表2)
に示す各点a,b,cを直線で囲むモル比の範囲である
組成物を主成分とし、この主成分100重量部に対し、
副成分としてNb25を0.5〜5.0重量部含有させ
たものである。
【0007】
【表2】
【0008】
【作用】この構成により、焼結性が向上し、絶縁抵抗の
高いかつ絶縁破壊強度の大きい誘電体磁器組成物を得る
ことができる。その上、これは良好度Qにも優れたもの
である。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例を示す。
【0010】(実施例1)まず、出発原料として化学的
高純度のNb25,MgO,TiO2,Nd23粉末を
(表3)に示す組成比になるように秤量し、ジルコニア
ボールを備えたゴム内張りのボールミルの中に純水と共
に入れ、湿式混合後、脱水乾燥し、解砕後、高純度アル
ミナ質のルツボに入れ、空気中で1100℃にて2時間
仮焼した。
【0011】
【表3】
【0012】次にこの仮焼粉末をジルコニアボールを備
えたゴム内張りのボールミルの中に純水と共に入れ、湿
式粉砕後、脱水乾燥した。この粉砕粉に有機バインダー
を加え均質とした後、32メッシュのふるいを通して整
粒し、金型と油圧プレスを用いて成形圧力1ton/c
2で直径15mm、厚み0.4mmに成形した。次い
で、成形円板をアルミナ質のサヤに入れ、空気中にて
(表3)に示す温度で2時間焼成し、(表3)の試料番
号1〜20に示す組成比の誘電体磁器円板を得た。
【0013】このようにして得られた誘電体磁器円板の
厚みと直径を測定し、誘電率、Q、静電容量温度係数の
測定用試料は、誘電体磁器円板の両面全体に銀電極を焼
き付け、絶縁抵抗、絶縁破壊強度の測定用試料は、誘電
体磁器円板の外周より内側に1mmの幅で銀電極の無い部
分を設け、両面に銀電極を焼き付けた。そして、誘電
率、Q、静電容量温度係数は、YHP社製デジタルLC
Rメータのモデル4275Aを使用し、測定温度20
℃、測定電圧1.0Vrms、測定周波数:1MHzで
の測定より求めた。なお、静電容量温度係数は、20℃
と85℃の静電容量を測定し、次式により求めた。
【0014】 TC=(C−Co)/Co×1/(85−20)×106 TC:静電容量温度係数(ppm/℃) Co:20℃での静電容量(pF) C :85℃での静電容量(pF) また、誘電率は次式により求めた。
【0015】K=143.8×Co×t/D2 K :誘電率 Co:20℃での静電容量(pF) D :誘電体磁器の直径(mm) t :誘電体磁器の厚み(mm) さらに、絶縁抵抗は、横河ヒューレット・パッカード
(株)製のHRメータのモデル4329Aを使用し、測
定電圧50V.D.C.、測定時間1分間による測定よ
り求めた。
【0016】そして絶縁破壊強度は菊水電子工業(株)
製高電圧電源PHS35K−3型を使用し、試料をシリ
コンオイル中に入れ、昇圧速度50V/secにより求
めた破壊電圧を誘電体厚みで除算し、1mm当たりの絶
縁破壊強度とした。
【0017】上記の測定結果を試料番号1〜20別に
(表4)に示す。
【0018】
【表4】
【0019】図1は、本発明にかかわる組成物の主成分
の組成範囲を示すものであり、図1のように組成範囲を
限定した理由は、Aの領域になると焼結が著しく困難に
なるためである。また、主成分に対し副成分Nb25
添加することにより、絶縁抵抗を高くし、絶縁破壊強度
を大きくする効果を有すると共に、特に良好度Qを向上
させることができる。しかし主成分100重量部に対
し、Nb25の添加量が0.5重量部未満であると効果
がなく、5.0重量部を越えると良好度Qが劣化し、絶
縁抵抗、絶縁破壊強度が小さくなり実用的でなくなるた
め本発明の範囲から除外した。
【0020】(実施例2)実施例1の高純度のNb25
に代えて高純度のTa25粉末を(表5)に示す組成比
になるように秤量し、以降の工程を実施例1と同様に処
理して(表5)の試料番号21〜40の組成比の誘電体
磁器円板を得た。
【0021】
【表5】
【0022】そして実施例1と同様の処理をして特性を
測定し、測定結果を試料番号21〜40別に(表6)に
示す。
【0023】
【表6】
【0024】主成分の組成範囲を限定した理由は、実施
例1と同様であるので説明は省略する。主成分に対し副
成分Ta25を添加することにより、良好度Qを向上さ
せ、絶縁抵抗を高くし、絶縁破壊強度を大きくする効果
を有すると共に、特に温度係数を小さくする結果を有す
る。しかし、主成分100重量部に対しTa25の添加
量が0.4重量部未満であると効果がなく、8.0重量
部を越えると、良好度Qが劣化し、絶縁抵抗、絶縁破壊
強度が小さくなり実用的でなくなるため本発明の範囲か
ら除外した。
【0025】(実施例3)実施例1の高純度のNb25
に代えて高純度のV25粉末を(表7)に示す組成比に
なるように秤量し、以降の工程を実施例1と同様に処理
して(表7)の試料番号41〜60の組成比の誘電体磁
器円板を得た。
【0026】
【表7】
【0027】そして実施例1と同様の処理をして特性を
測定し、測定結果を試料番号41〜60別に(表8)に
示す。
【0028】
【表8】
【0029】主成分の組成範囲を限定した理由は、実施
例1と同様であるので説明は省略する。主成分に対し副
成分V25を添加することにより、良好度Qを向上さ
せ、特に絶縁抵抗を高くし、絶縁破壊強度を大きくする
効果を有する。しかし、主成分100重量部に対しV2
5の添加量が0.2重量部未満であると効果がなく、
3.0重量部を越えると、良好度Qが劣化し、絶縁抵
抗、絶縁破壊強度が小さくなり実用的でなくなるため本
発明の範囲から除外した。
【0030】(実施例4)実施例1の高純度のNb25
に代えて高純度のNb25,Ta25,V25粉末を
(表9)に示す組成比になるように秤量し、以降の工程
を実施例1と同様に処理して(表9)の試料番号61〜
80の組成比の誘電体磁器円板を得た。
【0031】
【表9】
【0032】そして、実施例1と同様の処理をして特性
を測定し、測定結果を試料番号61〜80別に(表1
0)に示す。
【0033】
【表10】
【0034】主成分の組成範囲を限定した理由は、実施
例1と同様であるので説明は省略する。主成分に対し副
成分Nb25,Ta25,V25を添加することによ
り、良好度Qを向上させ、絶縁抵抗を高くし、絶縁破壊
強度を大きくする効果を有する。しかし、主成分100
重量部に対しNb25,Ta25,V25の少なくとも
二種以上の合計が0.002モル部未満であると効果が
なく、0.020モル部を越えると良好度Qが劣化し、
絶縁抵抗、絶縁破壊強度が小さくなり実用的でなくなる
ため本発明の範囲から除外した。
【0035】また、Nb25,Ta25,V25から選
ばれる二種以上の成分を添加することにより、各成分の
一種を添加するものに比べてさらに、誘電率、良好度Q
が高く、絶縁抵抗及び絶縁破壊強度が大きく、かつ静電
容量温度係数が小さい誘電体磁器組成物を得ることがで
きる。
【0036】なお、実施例における誘電体磁器の作製方
法は、Nb25,Ta25,V25,MgO,Ti
2,Nd23を使用したが、この方法に限定されるも
のではなく、所望の組成比になるようにMg2TiO4
どの化合物、あるいは炭酸塩、水酸化物など空気中の加
熱によりNb25,Ta25,V25,MgO,TiO
2,Nd23となる化合物を使用しても実施例と同程度
の特性を得ることができる。
【0037】また、主成分をあらかじめ仮焼した後、副
成分を添加しても実施例と同程度の特性を得ることがで
きる。
【0038】また、誘電体磁器用として一般に使用され
る工業用原料の二酸化チタン、例えばチタン工業製のK
A−10C、古河鉱業(株)製の二酸化チタンFA−5
5Wには最大0.45重量%のNb25が含まれている
が、これらの二酸化チタンを使用して主成分の誘電体磁
器組成物を作製しても、主成分100重量部に対してN
25の含有量は、最大で0.44重量部であり、この
発明の範囲外であるが、工業用原料の二酸化チタン中の
Nb25を考慮して不足分のNb25を添加することに
より、実施例と同様の特性を得ることができる。
【0039】また、上述の基本組成のほかに、Si
2,MnO2,Fe23,ZnO,Al 23など一般に
フラックスと考えられている塩類、酸化物などを、特性
を損なわない範囲で加えることもできる。
【0040】
【発明の効果】以上、本発明の誘電体磁器組成物は、現
時点では、明らかではないが、焼結させるときに、主成
分の中の未反応物質が、副成分として添加したNb
25,Ta 25,V25と反応し、粒界に偏析し、焼結
性が向上すると思われ、絶縁抵抗が高く、かつ、絶縁破
壊強度も大きいので、例えば、積層セラミックコンデン
サの内部電極間の誘電体を薄層化でき、小型化、大容量
化をさらに推し進めることができる。また、この誘電体
磁器組成物は、良好度Qに優れているので、高周波回路
などで使用する温度補償用コンデンサにおいても優れた
特性を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘電体磁器組成物の主成分の組成範囲
を示す三元成分図
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月6日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】
【表4】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0023
【補正方法】変更
【補正内容】
【0023】
【表6】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0028
【補正方法】変更
【補正内容】
【0028】
【表8】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式としてxMgO−yTiO2−z
    Nd23で表され、x,y,zはモル比を表し、x+y
    +z=1でx,y,zの値が(表1)に示す各点a,
    b,cを直線で囲むモル比の範囲である組成物を主成分
    とし、この主成分100重量部に対し、副成分として、
    Nb25を0.5〜5.0重量部添加させることを特徴
    とする誘電体磁器組成物。 【表1】
  2. 【請求項2】 Nb25に代えて、Ta25を0.4〜
    8.0重量部添加させる請求項1記載の誘電体磁器組成
    物。
  3. 【請求項3】 Nb25に代えて、V25を0.2〜
    3.0重量部添加させる請求項1記載の誘電体磁器組成
    物。
  4. 【請求項4】 Nb25に代えて、Nb25,Ta
    25,V25のうち少なくとも二種以上の合計が0.0
    02〜0.020モル部添加させる請求項1記載の誘電
    体磁器組成物。
JP6201993A 1994-08-26 1994-08-26 誘電体磁器組成物 Pending JPH0864032A (ja)

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