JPH10265261A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH10265261A
JPH10265261A JP9073471A JP7347197A JPH10265261A JP H10265261 A JPH10265261 A JP H10265261A JP 9073471 A JP9073471 A JP 9073471A JP 7347197 A JP7347197 A JP 7347197A JP H10265261 A JPH10265261 A JP H10265261A
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JP
Japan
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dielectric constant
temperature coefficient
relative
dielectric
relative permittivity
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Withdrawn
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JP9073471A
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English (en)
Inventor
Koji Shirota
巧二 城田
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比誘電率が30以上、Qが100以上、絶縁
抵抗が5×1012Ω・cm以上と大きく、比誘電率の温
度係数を−500〜+1800ppm/℃の範囲で任意
に制御することが可能な誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 sPbO・tMgO・uTiO2 ・vN
2 5 (5.0≦s≦15.0,40.0≦t≦5
0.0,40.0≦u≦50.0,1.0≦v≦6.
0)で表わされる誘電体磁器組成物。 【効果】 PbO,MgO,TiO2 及びNb2 5
所定の比率で混合することにより、比誘電率、Q及び絶
縁抵抗が大きく、広い範囲で制御可能な比誘電率の温度
係数を持つ誘電体磁器を得ることができる。単独で、或
いは、CaTiO3 やSrTiO3 のような大きな比誘
電率と大きな負の比誘電率の温度係数を持つ材料と組み
合せることで、比誘電率及びQ値が大きく、比誘電率の
温度係数の絶対値が小さい材料を得ることができ、電子
機器の小型化に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、積層コンデンサの
誘電体材料として有用な温度補償用誘電体磁器組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】温度補償用誘電体磁器コンデンサは、通
信機器等に広く使用される。このような用途に供される
誘電体材料には、一般に、比誘電率が大きい、Qが大き
い(即ち、誘電損失が小さい)、比誘電率の温度係数が
−750〜+100ppm/℃の範囲にあるなどの特性
が要求される。
【0003】従来、温度補償用誘電体磁器組成物として
は、CaTiO3 −MgTiO3 系材料などが知られて
いる。この材料は、比誘電率が20〜30程度で大きな
Q(通常は10000程度)を有している。また、その
比誘電率の温度係数は−30〜+30ppm/℃程度で
ある。
【0004】ところで、携帯電話等の通信機器の分野で
は、近年、装置のより一層の小型化が進められており、
それに伴い、これらの装置に使用される部品の小型化へ
の要求もより一層高められている。しかしながら、上記
のような従来の誘電体磁器組成物の比誘電率では、部品
の小型化には限界があり、小型化のためには、より大き
な比誘電率を持つ材料が必要と考えられる。
【0005】100以上の大きな比誘電率を持つ材料と
してCaTiO3 やSrTiO3 が知られているが、こ
れらの材料の比誘電率の温度係数はそれぞれ−1850
ppm/℃,−3000ppm/℃と大きな負の値であ
る。
【0006】このように、単体で大きな比誘電率と高い
Q値を有し、比誘電率の温度係数の絶対値が小さいとい
う条件をすべて満足する誘電体材料を開発することは困
難であるため、従来においては、一般には2種類以上の
誘電体材料を混合することで、各々の材料の有する特性
を兼ね備えた材料を開発する試みがなされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】2種類以上の誘電体材
料を組み合せて要求特性を満足する材料を実現する場
合、例えば、CaTiO3 やSrTiO3 等の比誘電率
が大きく、比誘電率の温度係数が負に大きい材料と組み
合せることで、大きな比誘電率と高いQ値を有し、比誘
電率の温度係数の絶対値が小さい材料を得るためには、
それ自体大きな比誘電率と高いQ値を有し、比誘電率の
温度係数が正に大きい等の特性を有する材料が望まれ
る。
【0008】また、このような組み合せによる材料の応
用範囲の拡大の面から、材料組成比を変えることで比誘
電率の温度係数を幅広い範囲で任意に制御することがで
きる材料が望まれる。
【0009】更に、誘電体磁器組成物では、絶縁抵抗が
高いことは基本的な要求特性である。
【0010】本発明は上記従来の実情に鑑みてなされた
ものであって、比誘電率が30以上、Qが100以上、
絶縁抵抗が5×1012Ω・cm以上と大きく、比誘電率
の温度係数を−500ppm/℃〜+1800ppm/
℃の範囲で任意に制御することが可能な誘電体磁器組成
物を提供することを目的とする。
【0011】
【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、PbO,MgO,TiO2 及びNb2 5 なる磁
器組成物であって、組成式sPbO・tMgO・uTi
2 ・vNb2 5 で表したとき,s,t,u,vがモ
ル分率で 5.0≦s≦15.0 40.0≦t≦50.0 40.0≦u≦50.0 1.0≦v≦6.0 ただし、s+t+u+v=100.0の範囲にあること
を特徴とする。
【0012】上記組成式で表されるように、PbO,M
gO,TiO2 及びNb2 5 を所定の比率で混合する
ことにより、比誘電率、Q及び絶縁抵抗が大きく、−5
00〜+1800ppm/℃の範囲で制御可能な比誘電
率の温度係数を持つ誘電体磁器を得ることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0014】本発明の温度補償用誘電体磁器組成物は、
PbO,MgO,TiO2 及びNb2 5 からなり、そ
の組成を式sPbO・tMgO・uTiO2 ・vNb2
5で表したとき、s,t,u,vがモル分率で 5.0≦s≦15.0 40.0≦t≦50.0 40.0≦u≦50.0 1.0≦v≦6.0 の範囲となるものである。
【0015】sが上記範囲より小さいものでは、比誘電
率が低下する。sが上記範囲より大きいものでは、Q及
び絶縁抵抗が低下する。tが上記範囲より小さいもので
は、絶縁抵抗が低下する。tが上記範囲より大きいもの
では比誘電率が低下する。uが上記範囲より小さいもの
では、絶縁抵抗が低下する。uが上記範囲より大きいも
のでは、比誘電率の温度係数が−1300ppm/℃以
下になる。vが上記範囲より小さいものでは、Qが低下
する。vが上記範囲より大きいものでは、比誘電率の温
度係数が−1000ppm/℃以下になる。
【0016】本発明では、 5≦s≦14 41≦t≦47 41≦u≦49 1.2≦v≦5.5 であることが好ましく、このような組成範囲であれば、
比誘電率が30以上、Qが150以上、絶縁抵抗が1×
1013Ω・cm以上で、−500〜+1800ppm/
℃の範囲の比誘電率の温度係数を持つ高特性誘電体が提
供される。
【0017】本発明では、特に、 5≦s≦10 41≦t≦47 42≦u≦47 2.5≦v≦5.0 であることが好ましく、このような組成範囲であれば、
比誘電率が30以上、Qが150以上、絶縁抵抗が3×
1013Ω・cm以上で、−150〜+1300ppm/
℃の範囲の比誘電率の温度係数を持つより高特性の誘電
体が提供される。
【0018】このような本発明の誘電体磁器組成物を製
造するには、例えば、酸化鉛(PbO,Pb2 O,Pb
2 ,Pb2 3 ,Pb3 4 )、酸化マグネシウム
(MgO)、酸化チタン(TiO,Ti2 3 ,TiO
2 )、五酸化ニオブ(Nb2 5 )の粉末を所定の割合
となるよう秤量し、湿式ボールミル等を用いて十分に混
合する。次に、この混合物を乾燥した後、必要に応じ、
1000〜1050℃の範囲で数時間程度仮焼する。得
られた仮焼物を湿式ボールミル等で粉砕する。粉砕によ
り得られた仮焼粉を乾燥後、ポリビニルアルコール等の
適当な有機バインダを加えて、顆粒を作り、これを所定
の形状にプレス成形した後、焼成を行う。この焼成は、
1150〜1250℃の温度範囲で0.5〜数時間程度
行う。(勿論、これらの製造条件は最も好適な数値であ
って、本発明の磁器組成物は上記以外の条件もしくは方
法によって製造されたものであっても良い。)
【0019】
【実施例】以下に本発明を実施例及び比較例を挙げて更
に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限
り、以下の実施例に限定されるものではない。
【0020】実施例1〜7,比較例1〜5 出発原料としてPbO,MgO,TiO2 及びNb2
5 を使用し、これらを表1に示す配合比となるように秤
量し、ボールミル中で純水と共に約20時間湿式混合し
た。次いで、この混合物を脱水、乾燥後、1000〜1
050℃で2時間保持して仮焼し、再びボールミル中で
純水と共に約20時間湿式粉砕した後、脱水、乾燥し
た。
【0021】得られた粉末にポリビニルブチラール(バ
インダ)のエタノール溶液を加え、成形圧力約2t/c
3 で、直径約15mm、厚さ約0.7mmの円板に加
圧成形した。この成形物を約600℃で1時間保持して
バインダを除いた後、マグネシアセッター上で1150
〜1250℃の温度で2時間焼成した。
【0022】得られた焼結体の両面に、銀電極を750
℃で焼き付けて平行平板コンデンサとし、その電気特性
を調べた。得られた試料の電気特性の測定結果を表1に
示す。
【0023】なお、比誘電率はYHP社製「LFインピ
ーダンスアナライザモデル4192A」を用い、測定周
波数1MHz、測定電圧1.0Vrms、温度25℃に
て測定した。また、QはYHP社製「Qメーターモデル
4342A」を用い、測定周波数1MHz、温度25℃
にて測定した。また、絶縁抵抗はYHP社製「アナログ
IRメータ4329A」を使用し、温度25℃、印加電
圧100Vにて1分後の値を測定した。比誘電率の温度
係数は、25℃及び85℃でそれぞれ測定したコンデン
サ容量から下記式より算出した。
【0024】
【数1】
【0025】
【表1】
【0026】表1より明らかなように、本発明範囲内の
誘電体磁器組成物は、比誘電率が30以上と大きく、Q
が100以上で、絶縁抵抗が5×1012Ω・cm以上と
大きく、−500〜+1800ppm/℃の範囲の比誘
電率の温度係数を持つ高特性誘電体である。
【0027】
【発明の効果】以上の如く、本発明の誘電体磁器組成物
は、比誘電率が大きく、Qが大きく、絶縁抵抗が大き
く、−500〜+1800ppm/℃の範囲で比誘電率
の温度係数を任意に制御できる。このため、本発明の誘
電体磁器組成物を単独で使用するのみならず、CaTi
3 やSrTiO3 のような100以上の大きな比誘電
率と大きな負の比誘電率の温度係数を持つ材料を組み合
わせることで、大きな比誘電率と高いQ値を有し、比誘
電率の温度係数の絶対値が小さい材料を得ることもでき
る。しかして、このようにして得られる複合材料を使用
した部品は、従来製品より格段に小型化できるため、各
種電子機器の小型化に有効である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 PbO,MgO,TiO2 及びNb2
    5 からなる磁器組成物であって、組成式sPbO・tM
    gO・uTiO2 ・vNb2 5 で表したとき、s,
    t,u,vがモル分率で 5.0≦s≦15.0 40.0≦t≦50.0 40.0≦u≦50.0 1.0≦v≦6.0 ただし、s+t+u+v=100.0の範囲にあること
    を特徴とする誘電体磁器組成物。
JP9073471A 1997-03-26 1997-03-26 誘電体磁器組成物 Withdrawn JPH10265261A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004077460A1 (ja) * 2003-02-27 2004-09-10 Tdk Corporation 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子、薄膜積層コンデンサ、電子回路および電子機器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004077460A1 (ja) * 2003-02-27 2004-09-10 Tdk Corporation 薄膜容量素子用組成物、高誘電率絶縁膜、薄膜容量素子、薄膜積層コンデンサ、電子回路および電子機器
US7319081B2 (en) 2003-02-27 2008-01-15 Tdk Corporation Thin film capacity element composition, high-permittivity insulation film, thin film capacity element, thin film multilayer capacitor, electronic circuit and electronic apparatus

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Effective date: 20040601