JPH10275523A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH10275523A
JPH10275523A JP9077837A JP7783797A JPH10275523A JP H10275523 A JPH10275523 A JP H10275523A JP 9077837 A JP9077837 A JP 9077837A JP 7783797 A JP7783797 A JP 7783797A JP H10275523 A JPH10275523 A JP H10275523A
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JP
Japan
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relative permittivity
temperature coefficient
dielectric
dielectric constant
relative
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Withdrawn
Application number
JP9077837A
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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40以上、Qが100以上、絶縁
抵抗が4×1013Ω・cm以上と大きく、比誘電率の温
度係数が−1000〜+100ppm/℃の範囲にある
誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 sPbO・tCaO・uZrO2 ・vN
2 5 (10.0≦s≦45.0,5.0≦t≦6
0.0,1.0≦u≦47.0,1.0≦v≦33.
0)で表わされる誘電体磁器組成物。 【効果】 PbO,CaO,ZrO2 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、比誘電率の温度係数が−1000〜+
100ppm/℃の誘電体磁器を得ることができる。単
独で、或いは、PbZrO3 のような大きな比誘電率と
大きな正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PbZrO3 が知られているが、この材料の比誘電
率の温度係数は+2900ppm/℃と大きな正の値で
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、PbZrO3 等の比誘電率が大きく、比誘
電率の温度係数が正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負に
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40以上、Qが100以上、
絶縁抵抗が4×1013Ω・cm以上と大きく、比誘電率
の温度係数が−1000ppm/℃〜+100ppm/
℃の範囲にある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,CaO,ZrO2 及びNb2 5 なる磁
器組成物であって、組成式sPbO・tCaO・uZr
2 ・vNb2 5 で表したとき,s,t,u,vがモ
ル分率で 10.0≦s≦45.0 5.0≦t≦60.0 1.0≦u≦47.0 1.0≦v≦33.0 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,C
aO,ZrO2 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、−1
000〜+100ppm/℃の範囲に比誘電率の温度係
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,CaO,ZrO2 及びNb2 5 からなり、そ
の組成を式sPbO・tCaO・uZrO2 ・vNb2
5で表したとき、s,t,u,vがモル分率で 10.0≦s≦45.0 5.0≦t≦60.0 1.0≦u≦47.0 1.0≦v≦33.0 の範囲となるものである。
【0015】s,t,u及びvが上記範囲を外れるもの
では、Qが低下し、比誘電率の温度係数が+7000p
pm/℃と非常に大きくなる。或いは焼結性が劣化する
ものとなる。
【0016】本発明では、 19≦s≦45 5≦t≦34 33≦u≦47 2≦v≦12 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60以上、Qが100以上、絶縁抵抗が8×
1013Ω・cm以上で、−1000〜−90ppm/℃
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、 19≦s≦26 27≦t≦34 37≦u≦42 5≦v≦8.5 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60以上、Qが2000以上、絶縁抵抗が2
×1014Ω・cm以上で、−500〜−90ppm/℃
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 )、酸化カルシウム(C
aO)、酸化亜鉛(ZrO2 )、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、1050〜1100℃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、1200〜1300℃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1〜10,比較例1,2 出発原料としてPbO,CaO,ZrO2 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、1050〜1
100℃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1200
〜1300℃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40以上と大きく、Q
が100以上で、絶縁抵抗が4×1013Ω・cm以上と
大きく、−1000〜+100ppm/℃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、−1000〜+100ppm/℃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、PbZr
3 のような100以上の大きな比誘電率と大きな正の
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,CaO,ZrO2 及びNb2
    5 からなる磁器組成物であって、組成式sPbO・tC
    aO・uZrO2 ・vNb2 5 で表したとき、s,
    t,u,vがモル分率で 10.0≦s≦45.0 5.0≦t≦60.0 1.0≦u≦47.0 1.0≦v≦33.0 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。
JP9077837A 1997-03-28 1997-03-28 誘電体磁器組成物 Withdrawn JPH10275523A (ja)

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Effective date: 20040601