JPS59177807A - 磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、磁器組成物、特に１１００℃以下の低温で焼
結でき、誘電率が高く、室温および高温における絶縁抵
抗が高く、しかも機械的強度の高い磁器組成物に関する
ものである。

従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリウム（Ｂ
ａＴｉＯｓ　）を主成分とする＠器が広く実用化されて
いることは周知のとおりである。しη）しながら、チタ
ン酸バリウム（ＢａＴｉｏ、）を主成分とするものは、
焼結温度が通常１３００〜１４００℃の高温であるうこ
のためこれを積層形フンデンザに利用する場合には内部
電極としてこの焼結温度に銅え得る相料、例えば白金、
バラジクムなどの高価な踵金属を使用しなければならず
、製造コストが高くつくという欠点がある。積層形コン
デンサを安く作るためには、銀、ニッケルなどを主成分
とする安価な金属が内部電極に使用できるような、でき
るだけ低温、特に１１００℃以下で焼結できる磁器が必
要である。

また磁器組成物の電気的特性として、誤ｉｔ率が高く、
誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いことが基本的に要求
される。さらに絶縁抵抗の値に関しては、高信頼性の部
品を要求する米国防総省の規格でアルミリタリースペシ
フイケイション（Ｍｉｌｉ−ｔａｒｙ　５ｐｅｃｉｆｉ
ｃａｔｉｏｎ）のＭＩＬ−Ｃ−５５６８１Ｂ　において
、罠温における値のみならす、１２５℃における飴も定
められているように、信頼性の高い磁器コンデンサを得
るためには、室温における値のみならず、最高便用温度
における絶縁抵抗も高い値をとることが必要である。

また、積層形チップコンデンサの場合は、チップコンデ
ンサを基板に実装したとき、基板とテップコンデンサを
構成している磁器との熱膨張係数の違いにより、チップ
コンデンサに機械的な歪が加わり、チップコンデンサに
クラックが発生したり、破損したりすることがある。ま
だ、ヱボキシ系樹脂等を外装したディップコンデンサの
場合も、外装樹脂の応力で、ディップコンデンサにクラ
ックが発生する場合がある。いずれの場合も、コンデン
サを形成している磁器の機械的強度が低い１・よど、ク
ラックが入りやすく、容易に破（１１するため、信頼性
が低くなる。したがって、磁器の碌械的樋ｊ度をできる
だけ増大させることＩ″１案用上用上極ル要なことであ
る。

ところでｐｂ　（Ｍｇ♂−）Ｏｓ　　ＰｂＴｉ０．　　
系磁器組成物については既にエヌ、エヌ、クライニク、
エイ。

アイ、マダラ、、／　７　スカヤＮ、Ｎ、Ｋｒａｉｎｉ
ｋ、ａｎｄ　Ａ。

１、Ａｇｒａｒｏｖｓｋａｙａ（Ｆｉｚｉｋｏ　Ｔｖｅ
ｒｄｏｇｏ　Ｔｅ１ａ、　Ｖｏ２゜座１．ｐｐ７０〜７
２．Ｊａｎｖａｒａ　１９６０）より提案があり、また
（Ｓｒｘ”ｂ、−ｘＴｉＯ２）ａ（ＰｂＭｇｏ、５Ｗ、
、５０３）ｂＣ７ｃだし、ｘ””Ｏ〜０．１０．２は０
−３５〜０．５　、　ｂ　Ｕ　Ｏ，５−０６５であり、
そしてａ＋ｂ＝１）］について、モノリシックコンデン
サおよびその製造方法として特開昭５２−２１６６２号
公報に開示され、また訪電体粉末組成物として特開昭５
２−２１６９９４づ一公報例開示されている。しかしな
がら；いずれも比抵抗に（する開示は全くされておらず
、こｈらの磁器組成物の実用性は明らかでなかった６ま
た、本発明者達は既に９１０〜９５０℃の温度で焼結で
き、Ｐｂ（Ｍｇ％Ｗ％）０３とＰｂＴｔＯｓ　　二成分
系からなり、これを、（Ｐｂ（Ｍｇ％Ｗ％＞ｏｓ　〕、
　（ｐｂ’ｒ　ｓｏｓ　〕ｒ　−ｘ　　と表わしたとき
に、Ｘが０．６５　＜　ｘ≦】、００　の範囲にある組
成物を提案しＣいる。この組成物は、誘電率と比抵抗の
積が高く、誘電損失の／、１１さい険れ７’Ｃ電気的特
性を有している。しかしながら、上記組成物はいずれも
機械的強度が低いため、その用途は目ら狭い範囲に限定
せざる全書なかった。

また、Ｐｂ　（Ｍｇ％ＷｙＪ）　Ｏｓ　　Ｐ　ｂＴｒ　
ＯＢ系を含む三成分系については、特開昭５５−ｘｘｉ
ｏｘｚにおいてＰｌ）（Ｍｇ％Ｗ％）Ｏ８−ＰｂＴｉＯ
，−Ｐｂ（Ｍｇ３．Ｎｂ頻）０．系が、特開昭５５−１
１７８０９においてＰｂ（Ｍｇ％Ｗ％）０．−ＰｂＴｔ
Ｏ，−ｐｂ　（Ｍｇ、ＡＴａＨ）Ｏｓ系が、それぞれ開
示されている。しかしながら、いずれも比抵抗や機械的
強度に関する開示は全くされておらす、これらの磁器組
成物の実用性は明らかでなかった。

また、本発明者達は既にＰ’ｉ）（Ｍ旬■ｙＪ）０．−
Ｐｉ）Ｔ　ｉＯ。

−Ｐｂ（Ｉｎ％Ｎｂ％）Ｕｓ三成分組成物を既に提案し
ている。この組成物は、９００〜１１００℃の低ＧＡ　
ｍ域で焼結でき、誘電率が高く、誘電損失が小さく、室
温および高温における絶縁抵抗の値が高い肉れだ特性を
佇している。しかしながら、この組成物は、機械的強度
が低いため、その用途は自ら狭い範囲に限定せざるを蒔
なかった。

本発明の目的は、以上の点Ｋかんがみ、９００〜１１０
０℃の低温電域で焼結でき、誘電率が高く、誘電損失が
４）さく、室温および高温に１（）る絶縁抵抗の値が高
い優れた電気的特性をイ目−丈に機械的強贋も大きい信
頼性の尚いりＡ器組取物を提供しようとするものである
。

本発明によればマグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ
（Ｍｇ％Ｗ％）ｏ、）　、チタン酸鉛［ＰｂＴｉＯ３］
お上びインジウム・ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎ％Ｎｂ％）
Ｌ）３）からなる３成分組成物を［Ｐｔ）（Ｍｇ％Ｗ％
＞ｏｓ〕。

（ＰｂＴｉＯ３）　［Ｐｂ（Ｉｎ％Ｎｂｙ）Ｏｓ’Ｊｚ
　　と表わしたときに（ただしＸ　＋　ｙ　十’ｚ　＝
１．Ｏυ）、この３　）ｋ分＃ｉ　ｎ’ｙ、図上の以下
の組成点 （ｘ−’０．７９６　　、ｙ＝ｏ、１９９　　、ｚ＝０
．００５）（ｘ＝０．４８　　　、　　ｙ＝０．１２　
　　、　　ｔ＝０．４０　　’）（ｘ”０．２１　　　
、　　ｙ＝０．０９　　　、　　Ｚ：０．７０　　）（
ｘ＝０．１８　　　、　　ｙ＝０．１２　　　、　　Ｚ
＝０．７０　　）（ｘ＝０．３９８　　、　　ｙ：０．
５９７　　、　　ｚ：ｏ、ｏ０５）を結ぷ線上、および
この５点に囲！れる組成範囲にある主成分組成物に、副
成分として、マンガン・アンチモン酸鉛［Ｐｂ’（Ｍｎ
ｙ、Ｓｂ、５）Ｏｓ　：）　ｋ主成分Ｋ　９”４して、
００５〜４ｍｏＪ％　添加含有せしめてなることを特徴
とする磁器組成物が得られる。

以下本発明を笑′ＪＭ例により詳細にｊｉ＋７．明する
。出発原料として純度９９９％以上の酸化鉛（ＰｂＯ）
　、酸化マグ不シクム（ｈｉｇｏ）　、酸化タングステ
ｙ（ＷＯ，）。

ｔＲ化チタ７　（Ｔｉ０２）　、　Ｈ化インジクム（工
、２ｏ、　）　。

酸化ニオブ（Ｎｂ２０５）　、酸化アンチモン（８ｂ２
０ｓ）　ｒおよび炭酸マンガン（ＭｎＣＯ，）を使用し
、赤に示した配合比となるように各々秤量する。次に秤
量した各材料をボールミル中で湿式混合した佐７５０〜
８００℃で予焼を行ない、この粉末をボールミルで粉砕
し、日別、乾燥後、有機バインダーを入れ、整粒後プレ
スし、偏径１６ｍｍ、ｆｇ−さ約２闘の円板４枚と、直
径１６ｕ、厚さ約１０　ｆｆＡの円柱を作成した。次に
本発明の組成範囲の試料は空気中９００〜１１００℃の
温度で１時間焼結した。焼結した円板４枚の上下面に６
００℃で銀電極を焼料げ、デジタルＬＣＲ，ｉ−ターで
周波数Ｉ　ＫＨ２、電圧ＩＶｒ１ｍ、ｓ。

温度２０℃で容量と誘電損失をｉ＊＋＋定し、超電率を
算出した。

次に超絶縁抵抗剖で５０Ｖの電圧７１分間印加して、絶
縁抵抗を温度２０℃と１２５℃で測定し、比抵抗を算出
した。

機械的性質を抗折強鼠で評ｆｌｉ＋１するため、焼結し
た円柱から厚さ０．５　ｗｉｔ、幅２ｕ、長さ約１３鮨
の矩形板を１０枚切り出した。叉点１ｂ４距離を９　ｙ
＋＋＋＋にとり、二点法で破Ｈｍｉ　、Ｗｌｔ　ＰｍＣ
Ｋｙ〕を似１１定し、τ＝を求めた。たブどし、ｌは支
点間距離、ｔは試料の厚み、Ｗは試料の幅である。電気
的特性の円板試料４点の平均値、抗折強度は矩形板試料
１０点の平均値より求めた。このようにして婦られた磁
器の主成分（：”ｂ（”ｇ３４Ｗ％）Ｏｓ　］、［Ｐｂ
’ｉ’ｉ０ｓ　：］、ｌ：）’ｂ（Ｉｎ、；Ｎｂ％）０
１１〕２の配合比Ｘ　ｔ　Ｙ　＋　ｚ　および副成分添
加重と誘電率、誘電損失、２０℃および１２５℃におけ
る比抵抗、および抗折強度の関係を次表に示す。

表に示した結果から明らかなように本発明によれば誘電
率が１０１０〜３５７０と高く、誘電損失が０．４〜２
．７％と小さく、比抵抗が、２０℃において１．３Ｘ１
０”〜７．４Ｘ１０　　Ω・σと高く、しかも１２５℃
においても７．４Ｘ１０　〜１．３Ｘ１０　　Ω・Ｃｍ
という高い値を示し、さらに抗折強度も１０１Ｏ〜１−
５３０Ｋｐ／ｃＩ／ｌ　と実用上十分高い値を示す信頼
性の高い実用性の極めて高い磁器組成物が得られる。

こ５した憂れた特性を示す本発明の磁器組成物は焼結温
度が１１００℃以下の低温であるため、積層コンデンサ
の内部電極の低価格化を実現できると共に、礪エネルキ
ーや炉材の節約にもなるという極めて浸れた効果も生じ
る。なお、主成分組成範囲において、組成点２．１５を
結ふ葱の外側では高温における比抵抗が小さくなり実用
的でない。

組成点１５　、１６　、７　、３．２を結ぶ線の外側で
は誘電率が小さくなり実用的でない。また副成分である
Ｐｂ、（Ｍｎ、６８ｂｇ）ＯｓＯ添加諷がＱ、０５ｍｏ
ｆ％未満では抗折強度の改善効果が沙さく、４ｍｏＡ％
を超えると逆に抗折強度が小さくなるだめ実用的でない
。なお図に本発明の主成分組成範囲を示す。図に示しだ
番号は、表に示した主成分配合比の番号に対応する。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の主成分組成範囲と尖施例に示した組成点
を示す図である。 乙５ Ｐｂ　（Ｉｎｙ、　Ｎｂｌ　）ＯＪ 手続補正書（自船 特許庁長官　殿 １、事件の表示　　　昭和５８年’Ｍｉ管・・願第ρ々
ｆ２’？号２、発明の名称　　磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　　　　出　願　人東京都港区芝五
丁目３３番１号 （４２３）　　　日本電気株式会社 代表者　関本忠弘 ４、代理人 ＴｉＯ８東京都港区芝五丁目３７番８号　住友三田ビル
日本電気株式会社内 コＶ （６５９１）　　弁理士　内　原　　　目電話　東京（
０３）４５６−３１１１（大代表）（連絡先　日本電気
株式金塗１胃鴨ｉり明細書の特許請求の範囲の欄 明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （ｌｌ　　明細書の特許請求の範囲の欄を別紙のように
補正する。 （２）　　明細書第７頁第３行目に ｒ（ｘ＝０．１８．　ｙ＝０．１２．ｚ＝０．７０）Ｊ
とあるのをｒ（ｘ＝０．１２．ｙ＝０．１８＋　ｚ＝０
．７０）Ｊと補正する。 （３）明細書第１１頁の表において、試料番号３５宵３
６、３７＊の成分配合比の項で とあるのを ２、特許請求の範囲 ・マグネシウム・タングステン酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ、４Ｗ
Ｉ／２　）　Ｏａ　ｌ）　’チタン酸鉛〔ＰｂＴｉＯ３
〕およびインジウム・二オズ酸鉛［Ｐ　＋）　（Ｉ　ｎ
　１／２　Ｎ　ｂ　ｚ／２）　０３”Ｊからなる３成分
組成物を〔Ｐｂ（Ｍｇ１／２Ｗ１／２）０３〕、〔Ｐｂ
ＴｉＯ３〕ア〔Ｐｂ（Ｉｎ、／２Ｎｂ１Ａ）０３〕２　
と表わしたとき忙（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．００）こ
の３成分組成図上の以下の組成点 （ｘ＝０．７９６．　ｙ＝０．１９９．２＝０．００５
　）（ｘ＝　０．４８．ｙ＝ｏ、１２　Ｉｚ＝０．４０
　）（ｘ＝　０２１．　ｙ＝０．０９　、　ｚ＝０．７
０　）（ｘ＝　０．１２．ｒ鵠則、ｚ＝０．７０　）（
ｘ＝ＯＢ９８．７＝０．５９７−　ｚ＝ｏ、ｏ０５　）
を結ぶ線上、およびこの５点に囲まれる組成範囲にある
主成分組成物に副成分として、マンガン、７ンチモン酸
鉛ＣＰ　ｂ　（Ｍ’ｎ　Ｉ／３　ｓ　ｂ　２／３）　”
２　］を主成分に対してＯ，ＯＳ〜４ｍｏ１％添加含有
せしめてなることを特徴とする磁器組成物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ（λ４ｇ％Ｗ％
   ）ｏｓ〕、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯｓ　：）およびイン
   ジウム・ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎ％Ｎｂ％）０３〕から
   なる３成分触成物を〔Ｐｂｌ（Ｍｇ％Ｗ％）０３〕ゆ〔
   ＰｂＴｌ０３〕ア（ｐｂ（Ｉ　ｎ　％Ｎ　ｂ　％　）　
   Ｏｓ　：］　ｚと表わしだときに（ただし、Ｘ＋ｙ＋ｚ
   ＝１．００）−この３成分組成図上の以下の組成点 （ｘ＝０．７９６　　、ｙ−０，１９９、ｚ−０，００
   ５）（ｘ＝０．４８　　、　　ｙ：０．１２　　、：ｚ
   −０，４０）（ｘ”０．２１　　　、　　ｙ：”０．０
   ９　　、　　ｚ＝（１，７０）（ｘ＝０．１８　　、ｙ
   ＝ｏ、１２’　　、ｚ＝０．７０　　）（ｘ”Ｉ’１．
   ３９８　　、　　ｙ＝０．５９７　　、　　ｚ””０．
   ００５）を結ぷ線上、およびこの５点に囲まれる組成範
   囲にある主成分組成物に、副成分として、マンガン・ア
   ンチモン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｎ％ｓ　ｂ　、５）Ｏｓ　）を
   主成分に対して０．０５〜４ｍＯノ％　添加含有せしめ
   てなることを特徴とする磁器組成物。