JPH1017363A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH1017363A
JPH1017363A JP8173551A JP17355196A JPH1017363A JP H1017363 A JPH1017363 A JP H1017363A JP 8173551 A JP8173551 A JP 8173551A JP 17355196 A JP17355196 A JP 17355196A JP H1017363 A JPH1017363 A JP H1017363A
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JP
Japan
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dielectric
mol
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main component
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Withdrawn
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JP8173551A
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English (en)
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Okikuni Takahata
興邦 高畑
Akihiro Isomura
明宏 磯村
Kazuya Akiyama
和也 秋山
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電率εr が大きく,誘電損失が小さく,静
電容量の温度係数|τc|ができるだけ小さく,しかも
融点の低いPd,Ag,Cu,Ni及びそれらの合金等
を内部電極材料に使用しても同時焼結できる誘電体磁器
組成物を提供すること。 【解決手段】 誘電体磁器組成物は,一般式,aCaO
−bBi2 3 −cR23 −dTiO2 で示される化
学組成を備えた主成分と前記主成分に添加された添加物
とから実質的になる。但し,上記一般式において,Rは
La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gdの少なくと
も一種であり,a,b,c,dの単位はモル%で,a+
b+c+d=100モル%であり,11.8≦a≦1
6.8,14.3≦b≦31.6,0.5≦c≦15.
8,54.6≦d≦59.6の範囲内である。また,前
記添加物は,前記主成分の総量に対して,0.1〜5.
0重量%のLi2 O,0.1〜4.5重量%のB
2 3 ,0.1〜4.0重量%のSiO2 ,及び0.1
〜5.5重量%のGeO2 からなる群のうちから選択さ
れた少くとも一種である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,誘電体磁器組成物
の内,特に1050℃以下の低温で焼結でき,誘電率が
高く,室温における絶縁抵抗が高く,かつ温度に対する
静電容量の変化率が小さい誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の移動体通信機,AV機器等の電子
機器の小型化により,電子部品への小型化要求が強まっ
ている。そのため温度補償用コンデンサ等の電子部品の
主流は,積層型のものに移行している。
【0003】ところで,プリント配線基板上等に実装す
る形で使用される積層型素子は,通常誘電体磁器と結合
剤からなる誘電体層,導電性粉末と結合剤からなる導電
体層である内部電極とを,スクリーン印刷法等を用いて
交互に積層した後,同時焼結することにより形成されて
いる。
【0004】上記内部電極には,一般にAu,Pt,P
d,Ag,Cu,Ni或いはそれらの合金等が用いられ
ている。上記積層デバイスを得るには,これらのような
導体金属と誘電体材料が同時焼結できることが必要であ
る。特に積層型コンデンサを安価に作製するためには,
Ag,Ni等を主成分とする安価な金属を内部電極に使
用できるような,できるだけ低温,特に1050℃以下
で焼結できる磁器が必要である。
【0005】また,誘電体磁器組成物の電気特性とし
て,誘電率が高く,誘電損失が小さく,絶縁抵抗が高
く,かつ温度に対する静電容量の変化率が小さいことが
要求される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】一般に磁器コンデンサ
として使用される誘電体磁器としては,例えばBaO−
TiO2 系,TiO2 −ZrO2 −SnO2 系等が挙げ
られる。しかし,これら系の磁器は焼結温度が1200
〜1400℃程度と高く,内部電極と同時焼結するに
は,高価なPdを用いなければならない。
【0007】また,電極との同時焼結を目的として,例
えば,BaO−TiO2 −R2 3−PbO−Bi2
3 ,SiO2 ,ZnOを添加した系,BaO−TiO2
−Nd2 3 にBi2 3 ,MnO,PbO,ZnO,
Al2 3 を添加した系等が提案されている。しかし,
それらが提案している低温焼成材料では,誘電率εr
80以上,かつ温度に対する静電容量の変化率の絶対値
|τc|が150ppm/℃以下であるような材料を得
ることができない。
【0008】そこで,本発明の技術的課題は,誘電率ε
r が大きく,誘電損失が小さく,静電容量の温度係数|
τc|ができるだけ小さく,しかも融点の低いPd,A
g,Cu,Ni及びそれらの合金等を内部電極材料に使
用しても同時焼結できる誘電体磁器組成物を提供するこ
とにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明者等は,一般式,aCaO−bBi2 3
cR2 3 −dTiO2 で表される誘電体磁器に着目し
種々検討を行った。ここで,この式において,RはL
a,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gdの少なくとも
一種であり,a,b,c,dの単位はモル%,a+b+
c+d=100モル%である。
【0010】その検討の結果,上記一般式において,1
1.8≦a≦16.8,14.3≦b≦31.6,0.
5≦c≦15.8,54.6≦d≦59.6の範囲内で
ある主成分総量に対して,添加物として,0.1〜
5.0重量%のLi2 O,0.1〜4.5重量%のB
2 3 ,0.1〜4.0重量%のSiO2 ,0.1
〜5.5重量%のGeO2 の内の少なくとも一種を添加
することによって,誘電率εr が大きく,誘電損失が小
さく,静電容量の温度係数|τc|ができるだけ小さ
く,しかも融点の低いPd,Ag,Cu,Ni及びそれ
らの合金等を内部電極材料に使用しても同時焼結できる
誘電体磁器組成物を見い出だし,本発明を為すに至った
ものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0012】本発明の誘電体磁器組成物は,一般式,a
CaO−bBi2 3 −cR2 3−dTiO2 で示さ
れる化学組成を有する主成分と,この主成分に対して添
加された添加物とから実質的になるものである。但し,
上記一般式において,RはLa,Ce,Pr,Nd,S
m,Eu,Gdの少なくとも一種,a,b,c,dの単
位はモル%で,a+b+c+d=100モル%,11.
8≦a≦16.8,14.3≦b≦31.6,0.5≦
c≦15.8,54.6≦d≦59.6の範囲内であ
る。
【0013】また,添加物は,上記主成分の総量に対し
て,0.1〜5.0重量%のLi2 O,0.1〜
4.5重量%のB2 3 ,0.1〜4.0重量%のS
iO2,及び0.1〜5.5重量%のGeO2 の内の
少なくとも一種からなるものである。
【0014】本発明の誘電体磁器組成物は,上記組成の
主成分と,上記添加物とから実質的になることによっ
て,誘電率εr が大きく,誘電損失が小さく,静電容量
の温度係数|τc|ができるだけ小さく,しかも融点の
低いPd,Ag,Cu,Ni及びそれらの合金等を内部
電極材料に使用しても同時焼結できるものである。
【0015】以下,本発明の実施の形態による誘電体組
成物の製造について具体的に説明する。
【0016】(第1の実施の形態)まず,CaCO3
Bi2 3 ,La2 3 ,TiO2 の各粉末を各組成に
応じて秤量した後,純水を用いて,イットリア安定化ジ
ルコニアボール(以下単にジルコニアボールと表記)に
より樹脂製のボールミルで20時間以上湿式混合し混合
物を得た。次に,この混合物を乾燥させた後,大気中に
て800〜900℃の温度で約4時間仮焼し,仮焼物を
得た。仮焼物に,表1に示す所定の配合比の添加物を添
加し,ジルコニアボールで20時間以上湿式混合(粉
砕)した後乾燥させた。以上のようにして得られた粉末
を,直径15mm,厚さ約1.5mmの円盤状に成形
し,大気中にて950〜1050℃の温度で約2時間焼
結し下記表1に示す組成の誘電体磁器組成物を得た。そ
の後電極としてAgペーストを800℃で焼き付け測定
試料とした。
【0017】なお,下記表1で組成は,aCaO−bB
2 3 −c+La2 3 −dTiO2 (モル%,a+
b+c+d=100)及び添加物比を主成分に対する重
量%で表した。
【0018】
【表1】
【0019】次に,各組成の誘電体磁器について,静電
容量法により誘電率εr ,誘電率正接(tanδ),静
電容量の温度係数τcを測定した。静電容量の温度係数
τcは+20〜+60℃の温度範囲での静電容量Cの差
より次の数1式によって求めた。
【0020】
【数1】 なお,測定周波数は1MHzであった。
【0021】(第2の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Ce2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,実施例1に示したのと同様の方法
で下記表2に示す組成の誘電体磁器組成を得た。尚,下
記表2で組成は,aCaO−bBi2 3 −cCe2
3 −dTiO2 (モル%,但しa+b+c+d=100
モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%で表し
た。
【0022】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表2に示す測定結果を得た。
【0023】
【表2】
【0024】(第3の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Pr2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,第1の実施形態に示したのと同様
の方法で下記表3に示す組成の誘電体磁器組成を得た。
尚,下記表3で組成は,aCaO−bBi2 3 −cP
2 3 −dTiO2 (モル%,但し,a+b+c+d
=100モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%
で表した。
【0025】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表3に示す測定結果を得た。
【0026】
【表3】
【0027】(第4の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Nd2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,第1の実施形態に示したのと同様
の方法で下記表4に示す組成の誘電体磁器組成を得た。
尚,下記表4で組成は,aCaO−bBi2 3 −cN
2 3 −dTiO2 (モル%,但しa+b+c+d=
100モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%で
表した。
【0028】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表4に示す測定結果を得た。
【0029】
【表4】
【0030】(第5の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Sm2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,第1の実施形態に示したのと同様
の方法で下記表5に示す組成の誘電体磁器組成を得た。
尚,下記表5で組成は,aCaO−bBi2 3 −cS
2 3 −dTiO2 (モル%,但し,a+b+c+d
=100モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%
で表した。
【0031】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表5に示す測定結果を得た。
【0032】
【表5】
【0033】(第6の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Eu2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,第1の実施形態に示したのと同様
の方法で下記表6に示す組成の誘電体磁器組成を得た。
尚,下記表6で組成は,aCaO−bBi2 3 −cE
2 3 −dTiO2 (モル%,但しa+b+c+d=
100モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%で
表した。
【0034】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表6に示す測定結果を得た。
【0035】
【表6】
【0036】(第7の実施の形態)CaCO3 ,Bi2
3 ,Gd2 3 ,TiO2 ,及び添加物の各粉末を各
組成に応じて秤量し,第1の実施形態に示したのと同様
の方法で下記表7に示す組成の誘電体磁器組成を得た。
尚,下記表7で組成は,aCaO−bBi2 3 −cG
2 3 −dTiO2 (モル%,但し,a+b+c+d
=100モル%)及び添加物比を主成分に対する重量%
で表した。
【0037】次に,各組成の誘電体磁器について,第1
の実施の形態に示したものと同様の測定を行ったとこ
ろ,下記表7に示す測定結果を得た。
【0038】
【表7】
【0039】上記表1〜7から明らかなように,一般式
がaCaO−bBi2 3 −cR23 −dTiO
2 (但し,RはLa,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,
Gdのいずれか一種,a,b,c,dの単位はモル%
で,0.5≦R2 3 ≦15.8モル%の場合,誘電率
εr が80以上と実用上十分大きな値を示している。R
2 3 が0.5モル%未満の場合,実用上十分緻密な焼
結体を得ることが困難であるため本発明の範囲から除外
される。R2 3 が0.5モル%以上となると十分緻密
な焼結体が得られるため,誘電率εr の値は増加する。
2 3 が15.8モル%を越えるとεr は急激に低下
して80を下回るため,本発明の範囲から除外される。
【0040】Li2 O,B2 2 ,SiO2 ,GeO2
がそれぞれ0.1重量%未満では,焼結温度が1200
℃程度であるため本発明の範囲から除外される。Li2
Oが5.0重量%を越える,B2 2 が4.5重量%を
越える,SiO2 が4.0重量%を越える,GeO2
5.5重量%を越えると焼結性が低下し,実用上十分緻
密な焼結体が得られないため本発明の範囲から除外され
る。CaOが14.3モル%未満もしくは31.6%を
越えると実用上十分緻密な焼結体が得られず,誘電率が
低下するため本発明の範囲から除外される。TiO2
54.6モル%未満もしくは59.6%を越えると実用
上十分緻密な焼結体が得られず,誘電率が低下するため
本発明の範囲から除外される。
【0041】また,R2 3 組成量に関わらず表1〜7
全ての組成域において,実用上十分小さな誘電損失,十
分小さなτc,及び十分大きな比抵抗が得られる。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
一般式,aCaO−bBi2 3 −cR2 3 −dTi
2 (但し,RはLa,Ce,Pr,Nd,Sm,E
u,Gdの少なくとも一種,a,b,c,dの単位はモ
ル%,a+b+c+d=100モル%であり,11.8
≦a≦16.8,14.3≦b≦31.6,0.5≦c
≦15.8,54.6≦d≦59.6の範囲内)で示さ
れる主成分と,この主成分総量に対して,0.1〜
5.0重量%のLi2 O,0.1〜4.5重量%のB
2 3 ,0.1〜4.0重量%のSiO2 ,0.1
〜5.5重量%のGeO2 の内の少なくとも一種を添加
した誘電体磁器組成物によって,誘電率εr が大きく,
誘電損失が小さく,静電容量の温度係数|τc|ができ
るだけ小さく,しかも融点の低いPd,Ag,Cu,N
i及びそれらの合金等を内部電極材料に使用しても同時
焼結できる誘電体磁器組成物を提供することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式,aCaO−bBi2 3 −cR
    2 3 −dTiO2 (但し,RはLa,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,G
    dの少なくとも一種であり,a,b,c,dの単位はモ
    ル%で,a+b+c+d=100モル%であり,11.
    8≦a≦16.8,14.3≦b≦31.6,0.5≦
    c≦15.8,54.6≦d≦59.6の範囲内)で示
    される化学組成を備えた主成分と,前記主成分に添加さ
    れた添加物とから実質的になり,前記添加物は,前記主
    成分の総量に対して,0.1〜5.0重量%のLi
    2 O,0.1〜4.5重量%のB2 3,0.1〜4.
    0重量%のSiO2 ,及び0.1〜5.5重量%のGe
    2 からなる群のうちから選択された少くとも一種であ
    ることを特徴とする誘電体磁器組成物。
JP8173551A 1996-07-03 1996-07-03 誘電体磁器組成物 Withdrawn JPH1017363A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013981A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Nippon Tungsten Co., Ltd. 誘電体磁器組成物および誘電体磁器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006013981A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Nippon Tungsten Co., Ltd. 誘電体磁器組成物および誘電体磁器

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Effective date: 20031007