JPH10139539A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH10139539A JPH10139539A JP8290396A JP29039696A JPH10139539A JP H10139539 A JPH10139539 A JP H10139539A JP 8290396 A JP8290396 A JP 8290396A JP 29039696 A JP29039696 A JP 29039696A JP H10139539 A JPH10139539 A JP H10139539A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】１２００℃以下で低温焼成でき、良好な内部電
極を形成し、絶縁性の劣化を防止し、さらに信頼性を向
上できる誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】組成式を〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔ
ｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、ｘ、ｙおよびｋがそれ
ぞれ０．０２≦ｘ≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２
４、１．００≦ｋ≦１．０３を満足する主成分と、該主
成分１００重量部に対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス
を０．１５〜０．８０重量部含有するとともに、Ｌｉ2
Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％であ
る。
極を形成し、絶縁性の劣化を防止し、さらに信頼性を向
上できる誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】組成式を〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔ
ｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、ｘ、ｙおよびｋがそれ
ぞれ０．０２≦ｘ≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２
４、１．００≦ｋ≦１．０３を満足する主成分と、該主
成分１００重量部に対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス
を０．１５〜０．８０重量部含有するとともに、Ｌｉ2
Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成が可能な
高誘電率系誘電体磁器組成物に関するもので、とりわけ
高誘電率系セラミックコンデンサや積層型セラミックコ
ンデンサ、更にはアキシャルコンデンサ、ディスクコン
デンサ、厚膜コンデンサ等の誘電体材料として好適な誘
電体磁器組成物に関するものである。
高誘電率系誘電体磁器組成物に関するもので、とりわけ
高誘電率系セラミックコンデンサや積層型セラミックコ
ンデンサ、更にはアキシャルコンデンサ、ディスクコン
デンサ、厚膜コンデンサ等の誘電体材料として好適な誘
電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、高誘電率系セラミックコンデンサ
や積層型セラミックコンデンサに用いられる誘電体材料
としては、比誘電率が６０００〜１００００程度のチタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）系の誘電体磁器組成物が
あり、なかでも前記誘電体磁器組成物を用いたものとし
て電気容量の観点から積層型セラミックコンデンサに多
く適用されてきた。
や積層型セラミックコンデンサに用いられる誘電体材料
としては、比誘電率が６０００〜１００００程度のチタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3 ）系の誘電体磁器組成物が
あり、なかでも前記誘電体磁器組成物を用いたものとし
て電気容量の観点から積層型セラミックコンデンサに多
く適用されてきた。
【０００３】積層型セラミックコンデンサは、一般に誘
電体磁器組成物から成るグリーンシート上に電極ペース
トを塗布し、該グリーンシートを所定の電気容量となる
ように複数枚積層して前記電極を同時に焼成一体化し、
複数の誘電体層の間に内部電極を形成して構成されてい
た。
電体磁器組成物から成るグリーンシート上に電極ペース
トを塗布し、該グリーンシートを所定の電気容量となる
ように複数枚積層して前記電極を同時に焼成一体化し、
複数の誘電体層の間に内部電極を形成して構成されてい
た。
【０００４】しかしながら、チタン酸バリウム（ＢａＴ
ｉＯ3 ）系の誘電体磁器組成物は、焼成温度が１３００
〜１４００℃程度と高く、しかも積層型セラミックコン
デンサの誘電体材料として使用するためには、同時焼成
する内部電極材料として高融点、高温還元性の貴金属で
あるパラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）等を使用しなけ
ればならず、安価で小型・大容量の積層型セラミックコ
ンデンサを製造することが困難であるという欠点があっ
た。
ｉＯ3 ）系の誘電体磁器組成物は、焼成温度が１３００
〜１４００℃程度と高く、しかも積層型セラミックコン
デンサの誘電体材料として使用するためには、同時焼成
する内部電極材料として高融点、高温還元性の貴金属で
あるパラジウム（Ｐｄ）や白金（Ｐｔ）等を使用しなけ
ればならず、安価で小型・大容量の積層型セラミックコ
ンデンサを製造することが困難であるという欠点があっ
た。
【０００５】そこで、従来、上記欠点を解決した非還元
性誘電体磁器組成物として、特公昭５６ー４６６４１公
報が知られている。
性誘電体磁器組成物として、特公昭５６ー４６６４１公
報が知られている。
【０００６】この公報に開示される非還元性誘電体磁器
組成物は、〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒ
y ）Ｏ2 と表され、０．０２≦ｘ≦０．２２、０＜ｙ≦
０．２０、１．００５≦ｋ≦１．０３を満足するするも
ので、このような誘電体磁器組成物では、還元雰囲気中
で１３００℃〜１３７０℃で焼成され、比誘電率が１０
００以上、絶縁抵抗１×１０4 ＭΩ以上、誘電損失３．
５％以下の特性を有する。
組成物は、〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒ
y ）Ｏ2 と表され、０．０２≦ｘ≦０．２２、０＜ｙ≦
０．２０、１．００５≦ｋ≦１．０３を満足するするも
ので、このような誘電体磁器組成物では、還元雰囲気中
で１３００℃〜１３７０℃で焼成され、比誘電率が１０
００以上、絶縁抵抗１×１０4 ＭΩ以上、誘電損失３．
５％以下の特性を有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公昭５６ー４６６４１号公報に開示される誘電体磁器組
成物により、Ｎｉからなる内部電極を有する積層セラミ
ックコンデンサを作製する場合には、還元雰囲気におい
て１３００℃以上の温度で焼成する必要があり、Ｎｉペ
ースト中のＮｉ粒子が粒成長すると同時に粒子の凝集が
生じ、良好な内部電極を形成することが困難であった。
公昭５６ー４６６４１号公報に開示される誘電体磁器組
成物により、Ｎｉからなる内部電極を有する積層セラミ
ックコンデンサを作製する場合には、還元雰囲気におい
て１３００℃以上の温度で焼成する必要があり、Ｎｉペ
ースト中のＮｉ粒子が粒成長すると同時に粒子の凝集が
生じ、良好な内部電極を形成することが困難であった。
【０００８】また、焼成温度が１３００℃以上であるた
め、Ｎｉが誘電体磁器中に拡散し、誘電体磁器の絶縁性
が劣化するという問題があった。さらに、この誘電体磁
器組成物では、信頼性が低く、寿命が短いという問題が
あった。
め、Ｎｉが誘電体磁器中に拡散し、誘電体磁器の絶縁性
が劣化するという問題があった。さらに、この誘電体磁
器組成物では、信頼性が低く、寿命が短いという問題が
あった。
【０００９】本発明の誘電体磁器組成物は、焼成温度を
１２００℃以下に低下させることができ、良好な内部電
極を形成し、絶縁性の劣化を防止し、さらに信頼性を向
上できる誘電体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
１２００℃以下に低下させることができ、良好な内部電
極を形成し、絶縁性の劣化を防止し、さらに信頼性を向
上できる誘電体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組成
物は、金属元素として少なくともＢａ、Ｃａ、Ｔｉおよ
びＺｒを含有し、これらの金属元素酸化物の組成式を
〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と
表した時、前記ｘ、ｙおよびｋがそれぞれ０．０２≦ｘ
≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ≦
１．０３を満足する主成分と、該主成分１００重量部に
対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．８
０重量部含有するとともに、前記Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガ
ラス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％である。
物は、金属元素として少なくともＢａ、Ｃａ、Ｔｉおよ
びＺｒを含有し、これらの金属元素酸化物の組成式を
〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と
表した時、前記ｘ、ｙおよびｋがそれぞれ０．０２≦ｘ
≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ≦
１．０３を満足する主成分と、該主成分１００重量部に
対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．８
０重量部含有するとともに、前記Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガ
ラス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％である。
【００１１】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物によれば、低融点の
Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを含有することにより、１２
００℃以下での還元雰囲気中における低温焼成が可能と
なる。よって、Ｎｉ等の卑金属の電極材料を同時焼結し
ても、ほぼ完全な内部電極を得ることができる。
Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを含有することにより、１２
００℃以下での還元雰囲気中における低温焼成が可能と
なる。よって、Ｎｉ等の卑金属の電極材料を同時焼結し
ても、ほぼ完全な内部電極を得ることができる。
【００１２】さらに、低温で焼成した場合でも、比誘電
率が８０００以上、誘電損失ｔａｎδが３．５％以下、
ＣＲ積が５０００ＭΩ・μＦ以上の優れた誘電特性を有
することができる。
率が８０００以上、誘電損失ｔａｎδが３．５％以下、
ＣＲ積が５０００ＭΩ・μＦ以上の優れた誘電特性を有
することができる。
【００１３】特に、本願発明では、Ｌｉ2 ＯーＳｉＯ2
ガラスを０．１５〜０．８重量部含有することにより、
優れた誘電特性を有しながら、１２００℃以下での低温
焼成化が可能となるため、高温負荷寿命を向上し、信頼
性を向上できる。これは、還元雰囲気中での誘電体磁器
において酸素空孔の生成が抑制されるとともに、Ｌｉ2
Ｏの存在により焼成時における粒成長が均一となり、５
μｍ以上の異常粒成長が抑制されるためと考えられる。
ガラスを０．１５〜０．８重量部含有することにより、
優れた誘電特性を有しながら、１２００℃以下での低温
焼成化が可能となるため、高温負荷寿命を向上し、信頼
性を向上できる。これは、還元雰囲気中での誘電体磁器
において酸素空孔の生成が抑制されるとともに、Ｌｉ2
Ｏの存在により焼成時における粒成長が均一となり、５
μｍ以上の異常粒成長が抑制されるためと考えられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物は、組
成式を〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1- y Ｚｒy ）
Ｏ2 と表した時、ｘ、ｙおよびｋがそれぞれ０．０２≦
ｘ≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ
≦１．０３を満足する主成分と、該主成分１００重量部
に対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．
８０重量部含有するとともに、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラ
ス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％のものである。
成式を〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1- y Ｚｒy ）
Ｏ2 と表した時、ｘ、ｙおよびｋがそれぞれ０．０２≦
ｘ≦０．１２、０．０５≦ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ
≦１．０３を満足する主成分と、該主成分１００重量部
に対して、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．
８０重量部含有するとともに、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラ
ス中のＬｉ2 Ｏが５〜７０モル％のものである。
【００１５】本発明において、チタンジルコン酸バリウ
ムカルシウムから成る複合酸化物を〔（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、ｘを
０．０２〜０．１２としたのは、モル分率ｘが０．０２
未満の場合には誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも大き
くなり、ＣＲ積が小さくなるからである。モル分率ｘが
０．１２を越える場合には、室温における比誘電率εｒ
が８０００未満と小さくなり、ＣＲ積が小さくなるから
である。ｘは、誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも小さ
く、ＣＲ積を大きく、比誘電率εｒを８０００以上とす
るためには、０．０２〜０．０８であることが望まし
い。
ムカルシウムから成る複合酸化物を〔（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、ｘを
０．０２〜０．１２としたのは、モル分率ｘが０．０２
未満の場合には誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも大き
くなり、ＣＲ積が小さくなるからである。モル分率ｘが
０．１２を越える場合には、室温における比誘電率εｒ
が８０００未満と小さくなり、ＣＲ積が小さくなるから
である。ｘは、誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも小さ
く、ＣＲ積を大きく、比誘電率εｒを８０００以上とす
るためには、０．０２〜０．０８であることが望まし
い。
【００１６】また、ｙを０．０５〜０．２４としたの
は、モル分率ｙが０．０５未満の場合には誘電損失ｔａ
ｎδが３．５％よりも大きくなり、ＣＲ積が小さく、さ
らに比誘電率が小さくなるからであり、０．２４よりも
大きくなると、ＣＲ積が小さく、比誘電率が小さくなる
からである。ｙは、誘電損失ｔａｎδの低下という点か
ら、０．１５〜０．２４であることが望ましい。
は、モル分率ｙが０．０５未満の場合には誘電損失ｔａ
ｎδが３．５％よりも大きくなり、ＣＲ積が小さく、さ
らに比誘電率が小さくなるからであり、０．２４よりも
大きくなると、ＣＲ積が小さく、比誘電率が小さくなる
からである。ｙは、誘電損失ｔａｎδの低下という点か
ら、０．１５〜０．２４であることが望ましい。
【００１７】さらに、ＡサイトとＢサイトの比であるｋ
を１〜１．０３としたのは、ｋが１より小さい場合には
誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも大きく、ＣＲ積が小
さく、１．０３よりも大きい場合には比誘電率が小さ
く、ＣＲ積が小さくなるからである。ｋは誘電損失ｔａ
ｎδが３．５％よりも小さく、ＣＲ積を大きく、比誘電
率εｒを８０００以上とするためには、１〜１．０１で
あることが望ましい。
を１〜１．０３としたのは、ｋが１より小さい場合には
誘電損失ｔａｎδが３．５％よりも大きく、ＣＲ積が小
さく、１．０３よりも大きい場合には比誘電率が小さ
く、ＣＲ積が小さくなるからである。ｋは誘電損失ｔａ
ｎδが３．５％よりも小さく、ＣＲ積を大きく、比誘電
率εｒを８０００以上とするためには、１〜１．０１で
あることが望ましい。
【００１８】また、上記した主成分１００重量部に対し
て、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．８０重
量部含有したのは、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスが０．１
５重量部よりも少ない場合には、焼結性が低下し、焼成
温度が高くなり、０．８０重量部よりも多い場合には比
誘電率が低下するからである。Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラ
スは、焼結性および比誘電率を向上するとためには０．
２０〜０．６５重量部含有することが望ましい。
て、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．８０重
量部含有したのは、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスが０．１
５重量部よりも少ない場合には、焼結性が低下し、焼成
温度が高くなり、０．８０重量部よりも多い場合には比
誘電率が低下するからである。Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラ
スは、焼結性および比誘電率を向上するとためには０．
２０〜０．６５重量部含有することが望ましい。
【００１９】Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬｉ2 Ｏを
５〜７０モル％としたのは、５モル％よりも少ない場合
には、高温負荷寿命が短くなるからである。一方、７０
モル％よりも多くなると比誘電率が小さく、ＣＲ積が小
さくなるからである。Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬ
ｉ2 Ｏは、比誘電率を大きく、ＣＲ積を大きくするため
には、１０〜６０モル％含有することが望ましい。
５〜７０モル％としたのは、５モル％よりも少ない場合
には、高温負荷寿命が短くなるからである。一方、７０
モル％よりも多くなると比誘電率が小さく、ＣＲ積が小
さくなるからである。Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬ
ｉ2 Ｏは、比誘電率を大きく、ＣＲ積を大きくするため
には、１０〜６０モル％含有することが望ましい。
【００２０】本発明の誘電体磁器組成物は、金属元素と
して少なくともＢａ、Ｃａ、ＴｉおよびＺｒを含有し、
これらの金属元素酸化物の組成式を〔（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、前記
ｘ、ｙがそれぞれ０．０２≦ｘ≦０．０８、０．１５≦
ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ≦１．０１を満足する主成
分と、該主成分１００重量部に対して、Ｌｉ2 Ｏ−Ｓｉ
Ｏ2 ガラスを０．２０〜０．６５重量部含有するととも
に、前記Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬｉ2 Ｏが１０
〜６０モル％であることが望ましい。
して少なくともＢａ、Ｃａ、ＴｉおよびＺｒを含有し、
これらの金属元素酸化物の組成式を〔（Ｂａ1-x Ｃ
ａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、前記
ｘ、ｙがそれぞれ０．０２≦ｘ≦０．０８、０．１５≦
ｙ≦０．２４、１．００≦ｋ≦１．０１を満足する主成
分と、該主成分１００重量部に対して、Ｌｉ2 Ｏ−Ｓｉ
Ｏ2 ガラスを０．２０〜０．６５重量部含有するととも
に、前記Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中のＬｉ2 Ｏが１０
〜６０モル％であることが望ましい。
【００２１】本発明の誘電体磁器組成物からなる磁器
は、通常、結晶相として、〔（Ｂａ1- x Ｃａx ）Ｏ〕k
（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 相が主結晶相となり、この主結
晶相の粒界にＬｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスが存在する。
尚、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 は、主結晶相中に固溶すること
もある。
は、通常、結晶相として、〔（Ｂａ1- x Ｃａx ）Ｏ〕k
（Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 相が主結晶相となり、この主結
晶相の粒界にＬｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスが存在する。
尚、Ｌｉ2 Ｏ、ＳｉＯ2 は、主結晶相中に固溶すること
もある。
【００２２】また、主結晶の平均結晶粒径は、２〜４μ
ｍであることが、信頼性試験における初期故障を抑制す
るという観点から望ましい。
ｍであることが、信頼性試験における初期故障を抑制す
るという観点から望ましい。
【００２３】さらに、本発明の誘電体磁器組成物は、誘
電損失低下のためにＭｎＯを添加しても良く、また不純
物として、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 等
が混入する場合があり、また、粉砕ボールからＡｌ2 Ｏ
3 やＺｒＯ2 等が混入する場合もある。
電損失低下のためにＭｎＯを添加しても良く、また不純
物として、ＳｒＯ、ＭｇＯ、Ｆｅ2 Ｏ3 、Ｃｒ2 Ｏ3 等
が混入する場合があり、また、粉砕ボールからＡｌ2 Ｏ
3 やＺｒＯ2 等が混入する場合もある。
【００２４】本発明の誘電体磁器組成物は、モル分率ｘ
が０．０２≦ｘ≦０．１２、モル分率ｙが０．０５≦ｙ
≦０．２４、１．００≦ｋ≦１．０３で平均粒径が１μ
ｍ以下である〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚ
ｒy ）Ｏ2 粉末を用い、この粉末１００重量部に対し
て、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス粉末を０．１５〜０．８
０重量部添加し、それらの混合粉末を、例えばＺｒＯ2
ボールを用いたボールミルにて湿式混合粉砕する。
が０．０２≦ｘ≦０．１２、モル分率ｙが０．０５≦ｙ
≦０．２４、１．００≦ｋ≦１．０３で平均粒径が１μ
ｍ以下である〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚ
ｒy ）Ｏ2 粉末を用い、この粉末１００重量部に対し
て、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス粉末を０．１５〜０．８
０重量部添加し、それらの混合粉末を、例えばＺｒＯ2
ボールを用いたボールミルにて湿式混合粉砕する。
【００２５】次いで、前記混合粉砕物に有機系粘結剤と
媒体から成るバインダーを添加して攪拌してセラミック
泥漿を調製した後、得られたセラミック泥漿を脱泡し、
該泥漿を用いてドクターブレード法により台板上に所定
厚さの誘電体層の成形膜を作製した。この工程を繰り返
し誘電体層の成形膜を塗り重ね、積層成形体を作製し、
該積層体を還元雰囲気中で１１００〜１２００℃の範囲
の各温度で１〜４時間焼成することにより得られる。
媒体から成るバインダーを添加して攪拌してセラミック
泥漿を調製した後、得られたセラミック泥漿を脱泡し、
該泥漿を用いてドクターブレード法により台板上に所定
厚さの誘電体層の成形膜を作製した。この工程を繰り返
し誘電体層の成形膜を塗り重ね、積層成形体を作製し、
該積層体を還元雰囲気中で１１００〜１２００℃の範囲
の各温度で１〜４時間焼成することにより得られる。
【００２６】
【実施例】先ず、モル分率ｘが０〜０．１５、モル分率
ｙが０〜０．２６、ＡサイトとＢサイトの比であるｋが
０．９９〜１．０５で平均粒径が１μｍ以下である
〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 か
らなる主成分を作製する。出発原料としてＢａＣＯ3 、
ＣａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 を、表１に示す組成と
なるように秤量し、これを２０時間湿式混合し、粉砕し
た後乾燥し、大気中１２００℃で２時間仮焼し、主成分
を作製した。
ｙが０〜０．２６、ＡサイトとＢサイトの比であるｋが
０．９９〜１．０５で平均粒径が１μｍ以下である
〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 か
らなる主成分を作製する。出発原料としてＢａＣＯ3 、
ＣａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 を、表１に示す組成と
なるように秤量し、これを２０時間湿式混合し、粉砕し
た後乾燥し、大気中１２００℃で２時間仮焼し、主成分
を作製した。
【００２７】この主成分１００重量部に対して、表１に
示す割合となるように平均粒径３μｍのＬｉ2 Ｏ−Ｓｉ
Ｏ2 ガラス粉末を秤量した。このガラス粉末を主成分中
に添加し、有機バインダーと水とを加え、ＺｒＯ2 ボー
ルを用いたボールミルにて粉砕、混合し、スリップを作
製した。
示す割合となるように平均粒径３μｍのＬｉ2 Ｏ−Ｓｉ
Ｏ2 ガラス粉末を秤量した。このガラス粉末を主成分中
に添加し、有機バインダーと水とを加え、ＺｒＯ2 ボー
ルを用いたボールミルにて粉砕、混合し、スリップを作
製した。
【００２８】
【表１】
【００２９】そして、本発明の誘電体磁器組成物を用い
て積層コンデンサを作製した。先ず、上記スリップを脱
泡処理した後、このスリップを用いてシートキャスティ
ング方式によりグリーンシートを作製した。このシート
に、ニッケルを主成分とする導電ペーストを印刷し、導
電ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、熱圧
着して一体化し、積層成形体を作製した。
て積層コンデンサを作製した。先ず、上記スリップを脱
泡処理した後、このスリップを用いてシートキャスティ
ング方式によりグリーンシートを作製した。このシート
に、ニッケルを主成分とする導電ペーストを印刷し、導
電ペーストが印刷されたグリーンシートを積層し、熱圧
着して一体化し、積層成形体を作製した。
【００３０】この積層成形体を加熱炉に入れ、１００℃
／Ｈｒ以下の昇温速度で室温から４００℃まで空気中で
加熱し、有機バインダーを燃焼させ、この後、加熱炉の
雰囲気を空気から中性または還元性の非酸化性雰囲気に
変え、加熱炉の加熱温度を４００℃から表１に示す焼成
温度まで、１００℃／Ｈｒの昇温速度で上昇させ、中性
あるいは還元性雰囲気中で２時間保持し、焼結した。こ
の後、中性または還元性の非酸化性雰囲気を保ったま
ま、加熱炉の温度を焼成温度から９００℃まで、１００
℃／Ｈｒの降温速度で下げ、加熱炉の雰囲気を中性ある
いは酸化性雰囲気に変え、３時間保持し、その後空気雰
囲気中で冷却した。
／Ｈｒ以下の昇温速度で室温から４００℃まで空気中で
加熱し、有機バインダーを燃焼させ、この後、加熱炉の
雰囲気を空気から中性または還元性の非酸化性雰囲気に
変え、加熱炉の加熱温度を４００℃から表１に示す焼成
温度まで、１００℃／Ｈｒの昇温速度で上昇させ、中性
あるいは還元性雰囲気中で２時間保持し、焼結した。こ
の後、中性または還元性の非酸化性雰囲気を保ったま
ま、加熱炉の温度を焼成温度から９００℃まで、１００
℃／Ｈｒの降温速度で下げ、加熱炉の雰囲気を中性ある
いは酸化性雰囲気に変え、３時間保持し、その後空気雰
囲気中で冷却した。
【００３１】その後、Ｃｕから成る外部取り出し電極を
焼き付け、評価用のチップコンデンサを作製した。尚、
前記評価用チップコンデンサの誘電体層一層の厚さは、
いずれも１０μｍであり、有効電極面積は２．５ｍ
ｍ2 、有効積層数２０層であった。
焼き付け、評価用のチップコンデンサを作製した。尚、
前記評価用チップコンデンサの誘電体層一層の厚さは、
いずれも１０μｍであり、有効電極面積は２．５ｍ
ｍ2 、有効積層数２０層であった。
【００３２】かくして得られた評価用チップコンデンサ
を用い、室温２５℃、１ｋＨｚ、１Ｖrms の条件にて、
静電容量（Ｃｐ）を測定した。誘電体磁器の比誘電率
を、静電容量（Ｃｐ）と誘電体層の厚みおよび有効電極
面積から算出した。また、絶縁抵抗（ＩＲ）は、ＤＣ１
６Ｖで１分間印加したときの値を測定した。静電容量
（Ｃｐ）と絶縁抵抗（ＩＲ）の積で表されるＣＲ積を算
出し、その結果を表２に示した。
を用い、室温２５℃、１ｋＨｚ、１Ｖrms の条件にて、
静電容量（Ｃｐ）を測定した。誘電体磁器の比誘電率
を、静電容量（Ｃｐ）と誘電体層の厚みおよび有効電極
面積から算出した。また、絶縁抵抗（ＩＲ）は、ＤＣ１
６Ｖで１分間印加したときの値を測定した。静電容量
（Ｃｐ）と絶縁抵抗（ＩＲ）の積で表されるＣＲ積を算
出し、その結果を表２に示した。
【００３３】次に、初期値を測定したチップコンデンサ
を基板の電極上に半田で固定し、温度１５０℃、直流電
圧６４Ｖの印加電圧を保持する加速高温負荷試験を行
い、初期故障の発生状況を観察した。この試験は、チッ
プコンデンサ１００個について行い、１０個（１０％）
のチップコンデンサに故障が生じた時間を測定すること
により判断した。加速高温負荷試験において、１０％の
チップコンデンサに故障が生じる時間が２．５時間以上
である場合を本発明の範囲内とした。この結果も表２に
記載した。
を基板の電極上に半田で固定し、温度１５０℃、直流電
圧６４Ｖの印加電圧を保持する加速高温負荷試験を行
い、初期故障の発生状況を観察した。この試験は、チッ
プコンデンサ１００個について行い、１０個（１０％）
のチップコンデンサに故障が生じた時間を測定すること
により判断した。加速高温負荷試験において、１０％の
チップコンデンサに故障が生じる時間が２．５時間以上
である場合を本発明の範囲内とした。この結果も表２に
記載した。
【００３４】
【表２】
【００３５】表１、２から明らかなように、本願発明の
誘電体磁器組成物では、いずれも焼成温度が１２００℃
以下と低く、かつ誘電損失も３．５％以下と小さく、チ
ップコンデンサを作製した場合においてＣＲ積が５８０
０ＭΩ・μＦ以上の優れた特性を示すことが判る。
誘電体磁器組成物では、いずれも焼成温度が１２００℃
以下と低く、かつ誘電損失も３．５％以下と小さく、チ
ップコンデンサを作製した場合においてＣＲ積が５８０
０ＭΩ・μＦ以上の優れた特性を示すことが判る。
【００３６】また、Ｌｉ2 Ｏを含有しない（ＳｉＯ2 の
み含有）試料Ｎo.２７では、低温焼成できるものの、加
速高温負荷試験においても１０％の故障が生じる時間が
０．１５時間であり、初期故障の発生する確率が非常に
高いことが判る。これに対して、本発明の誘電体磁器組
成物を用いたチップコンデンサでは、加速高温負荷試験
においても１０％の故障が生じる時間が３．１時間以上
であり、初期故障の発生する確率が少ないことが判る。
み含有）試料Ｎo.２７では、低温焼成できるものの、加
速高温負荷試験においても１０％の故障が生じる時間が
０．１５時間であり、初期故障の発生する確率が非常に
高いことが判る。これに対して、本発明の誘電体磁器組
成物を用いたチップコンデンサでは、加速高温負荷試験
においても１０％の故障が生じる時間が３．１時間以上
であり、初期故障の発生する確率が少ないことが判る。
【００３７】本発明者等は、本発明の試料Ｎo.３と比較
例の試料Ｎo.２７の誘電体層を走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）により観察することにより、粒径を測定した。この
結果、本発明の試料Ｎo.３では粒径が２〜４μｍであっ
たが、比較例の試料Ｎo.２７では粒径が５μｍ異常の異
常粒成長が見られた。
例の試料Ｎo.２７の誘電体層を走査型電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）により観察することにより、粒径を測定した。この
結果、本発明の試料Ｎo.３では粒径が２〜４μｍであっ
たが、比較例の試料Ｎo.２７では粒径が５μｍ異常の異
常粒成長が見られた。
【００３８】また、ＴＥＭ（２０００倍）によりＮo.３
とＮo.２８のコンデンサの断面を観察したところ、Ｎo.
３では良好な内部電極層が形成されていたが、Ｎo.２８
ではＮｉ粒子が粒成長し、凝集し、不連続な内部電極層
が形成されていた。
とＮo.２８のコンデンサの断面を観察したところ、Ｎo.
３では良好な内部電極層が形成されていたが、Ｎo.２８
ではＮｉ粒子が粒成長し、凝集し、不連続な内部電極層
が形成されていた。
【００３９】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、チタンジ
ルコン酸バリウムカルシウムから成る複合酸化物を主成
分とし、Ｌｉ2 ＯーＳｉＯ2 を含有させたことから、１
２００℃以下での還元雰囲気中における低温焼成が可能
となるとともに、高温負荷寿命を向上できる。よって、
Ｎｉ等の卑金属の電極材料を同時焼結しても、ほぼ完全
な内部電極を得ることができるとともに、信頼性を向上
できる。
ルコン酸バリウムカルシウムから成る複合酸化物を主成
分とし、Ｌｉ2 ＯーＳｉＯ2 を含有させたことから、１
２００℃以下での還元雰囲気中における低温焼成が可能
となるとともに、高温負荷寿命を向上できる。よって、
Ｎｉ等の卑金属の電極材料を同時焼結しても、ほぼ完全
な内部電極を得ることができるとともに、信頼性を向上
できる。
【００４０】しかも、比誘電率が８０００以上、還元雰
囲気中で１２００℃未満の低温焼成が可能で、コンデン
サを作製した場合においてＣＲ積が５８００ＭΩ・μＦ
以上の優れた特性を有することができ、安価な内部電極
材料を用いた小型・大容量の積層型セラミックコンデン
サをはじめ、各種コンデンサに適用できる誘電体磁器組
成物を得ることができる。
囲気中で１２００℃未満の低温焼成が可能で、コンデン
サを作製した場合においてＣＲ積が５８００ＭΩ・μＦ
以上の優れた特性を有することができ、安価な内部電極
材料を用いた小型・大容量の積層型セラミックコンデン
サをはじめ、各種コンデンサに適用できる誘電体磁器組
成物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＢａ、Ｃａ、Ｔ
ｉおよびＺｒを含有し、これらの金属元素酸化物の組成
式を 〔（Ｂａ1-x Ｃａx ）Ｏ〕k （Ｔｉ1-y Ｚｒy ）Ｏ2 と表した時、前記ｘ、ｙおよびｋがそれぞれ ０．０２≦ｘ≦０．１２ ０．０５≦ｙ≦０．２４ １．００≦ｋ≦１．０３ を満足する主成分と、該主成分１００重量部に対して、
Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラスを０．１５〜０．８０重量部
含有するとともに、前記Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 ガラス中の
Ｌｉ2 Ｏが５〜７０モル％であ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 |
|---|---|---|---|
| JP8290396A JPH10139539A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8290396A JPH10139539A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10139539A true JPH10139539A (ja) | 1998-05-26 |
Family
ID=17755477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8290396A Pending JPH10139539A (ja) | 1996-10-31 | 1996-10-31 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10139539A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006213575A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Tdk Corp | 耐還元性誘電体磁器組成物、電子部品および積層セラミックコンデンサ |
| JP2012036080A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 耐還元性誘電体組成物及びこれを含むセラミック電子部品 |
| US8638544B2 (en) | 2010-08-06 | 2014-01-28 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Reduction-resistant dielectric composition and ceramic electronic component including the same |
-
1996
- 1996-10-31 JP JP8290396A patent/JPH10139539A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006213575A (ja) * | 2005-02-04 | 2006-08-17 | Tdk Corp | 耐還元性誘電体磁器組成物、電子部品および積層セラミックコンデンサ |
| JP2012036080A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Samsung Electro-Mechanics Co Ltd | 耐還元性誘電体組成物及びこれを含むセラミック電子部品 |
| US8638544B2 (en) | 2010-08-06 | 2014-01-28 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Reduction-resistant dielectric composition and ceramic electronic component including the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040622 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040914 |