JPS59197119A - セラミツクキヤパシタおよび誘電体組成物 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はセラミックキャパシタに関するものであシ、特
に、それに限定されるものではないが多層セラミック材
料・ぐシフおよびそれに１更用される＠Ｌシ体組）４に
物に関するものである。

〔発明の技術的背景〕

多ｊ〆セラミックキャパシタは基本的にはセラミック材
料で形成された複数の誘電体部材およびそれら部材間に
位置する亀・匝を備えだ積層体で４１．ｆ成されている
。電価は導電性インクを使用し、加熱しない状態でセラ
ミック材料上にスクリーン印刷されることができ右。ス
クリーン印刷された誘電体部材、の積層体が組立てられ
、互にプレスされ、もしも必要なら個々の部品に切断さ
れ、多孔性を確実に無くすように焼結が生じるまで加熱
処理される。内部ｔ４極は方ｔＵであってそれに隣接す
る誘電体層の全面或はその一部区域を覆っている。順次
の層の内部電極は互倶熟 に横に段付けされてもよく、或は英・国特許第７８４１
６７７号明細薔に記載されたように互に交差した細長い
部分を有していてもよい。

通常使用される誘電体を有するキャパシタは１２００〜
１４００℃程度の温反で加熱されなければならず、それ
は内部電極がそのような温度に耐える適当な材料でなけ
ればならないことを意味している。それ故白金やパラジ
ウムのような箭価な貴金属を使用しなければならない。

しかしながら、もしも適当な誘電体を使用することによ
って加熱処理温度が低下できれば高い銀含有量（５０〜
１００％銀）を有する内部′電極が８１２０６０５号明
細書には９５０℃から１１００℃の範囲の温度で加熱さ
れることができ、したがって高い銀含有量の電極を使用
することのできる誘電体組成物が記載されている。これ
ら低い加１ｉＪ５温度のしυ電体はマグネシウムニオブ
ば鉛ＰｂＭｇＶ２Ｎｂ、ＡＯ６を主成分とし、次のもの
、すなわちチタン酸鉛、錫酸鉛、ジルコン酸鉛の１以上
を含んでおシ、それらの誘電体組成物の成るものは７５
００乃至１００００の範囲の誘′疏定数を有するのでそ
れらは多層セラミックキャパシタ用に特に適したもので
ある。篩銀含有量電極と両立する通常使用されるセラミ
ック（米国コードＺ５Ｕ　）は誘電定数は６０００以下
である。電子工朶では一般によシ小さい部品を要求し、
小型で上述の７５００〜１００００の範囲よシ高い誘電
定数を有する誘電体を主族することによって得ることが
できる。

嵯 英国特νＭ　８３１７２６５号明細畳（発明者Ｊ、４〜
４゜Ｗｈｅｅｌｅｒ　）中にはマグネシウムニオブ酸鉛
ＰｂＭｇ、７．　Ｎｂ　Ｖ２Ｏ３と、非化学量１ｆｆｉ
ｉｉ的（ｎｏｎ−ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｉｃ）鉄ニオ
ブ酸鉛と１以上の酸化物添加物から成、る誘電体組成物
が示されており、その酸化物添加物はシリカ、二級化マ
ンガ゛ン、セリウム酸化物、ランタン１に化物、亜鉛酸
化物、アルミニウム酸化物、タングステン酸化物、ニッ
ケル酸化物、コバルト酸化物、銅酸化物から選ぶことが
できる。もしも例えば３つ以上の酸化物添加物が上述の
１０独のうちの最初の８種の中から選択されるならば、
９８ｏ乃至１０７５℃の範囲の加熱処理温度を有する組
成物が得られ、加熱後の誘電定数は１０６００から１６
８００の範囲であシ、高銀含有量電極分有する小型多層
セラミックキャパシタとして特に適している。組成物は
チタン酸鉛Ｐ　ｂ　’、［’　ｔ　Ｏ４を追加的に含ん
でいてもよい。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、高い銀含有量電値と共に反用すること
ができ、Ｚ５Ｕ組成物よシ關い誘電定数を有する代りの
誘電体組成物を提供することである。

本発明によればマグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸
鉛とを含む誘電体組成物が提供される。

本発明によればマグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸
鉛とを含む誘電体を備えたセラミックキャパシタが提供
される。

本発明の別の観点によれば、複数の誘電体層と、その誘
電体ｊ−の間に配置された複数の高銀言有量電極とを具
備し、誘電体層はマグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブ
酸鉛よシ形成されている多層セラミックキャパシタが提
供される。

本発明のさらに別の観点によれは、板数の一１ａ体部材
のそれぞれの光面に複数の′屯）返をスクリーン印刷す
る工程と、それによって侍られたスクリーン印刷された
部材を積層する組立工程と、積層体をプレスする工程と
、）面々のキャパ／り部品に分釧する工程と、個々の部
品を９００乃至１０７５℃の範囲の温度で加熱処理する
工程とを具備し、誘電体はマグネシウムニオブ酸鉛と亜
鉛ニオブ酸鉛から＋１゛４成される多層セラミックキャ
パシタの製造方法が提供される。

誘電体組成物はまたシリカ、二酸化マンガン、亜鉛酸化
物、ニッケル酸化物、アルミナ、セリウム酸化物、ラン
タン酸化物、タングステン酸化物、二酸化チタニウム、
および鉛酸化物から成る群から選ばれた１以上の酸化物
添加物を含んでもよい。次の群から選んだ１以上のもの
を添加することもできる。すなわち錫酸ビスマス、チタ
ン酸ビスマス、錫酸鉛、ジルコン酸鉛およびチタン酸鉛
の１以上のものを酸化物と共に或はそれだけで添加する
ことができる。後述する衣１乃至４に示されるそのよう
な誘電体の実施例のものは９００乃至１０７５℃の範囲
内の温度で加熱処理することができ、加熱処理後の誘電
定数は９０００乃至１７６００の範囲にある。

〔発明の実施例〕

本発明の誘電体組成物はＰｂＭｇ１ＡＮｂＶ２０ｓとし
て一般的に示されるマグネシウムニオブ酸鉛と、Ｐｂｚ
ｎ１／８ＮｂｌＯ３として一般的に示される亜鉛ニオブ
酸鉛とをペースにするものであシ、マグネシウムニオブ
酸鉛は田各々７５％（二肛士唆）、亜鉛ニオブ酸鉛は約
２５チ（重量）の比率であることが好ましい。これらの
比￥では最高の誘電定数イ１１を与えることが明らかに
された。マグネシウムニオブ１波鉛は一般にＰｂＭｇ、
ｚ　Ｎｂ≠０３として示されるが、実際に使用される材
料は社１乃至４に示された結果が得られ、非化学量論的
なＰｂＭｇＯ，４４３”ｂｏ、５ｆｆｊ＋　０５である
。しかしながら、マグネシウムニオブ酸鉛という表現は
−ｊ役的にはＰｂＭｇ、４　Ｎｂ≠０３として〕理解さ
れておシ、それは本発明において使用したニオブ酸鉛で
はない。

本発明で使用したニオブ酸鉛は一般に非化学量１ｉｉｊ
的であり、”Ｍｇ、７．　Ｎｂ沼″に近いものである。

Ｗｉｇは０，３５乃至０．５の範囲が好ましく　Ｎｂは
０．４乃至０６の範囲が好ましい。したがってＰｂＭｇ
　Ｏ，、％〜０．５　ＮｂＬ］、４〜０．６０３の表現
が使用される。

亜鉛ニオブ酸鉛は通常ＰｂＺｎ、、ｇ　Ｎｂ≠０３を意
味するものと理解されているが、非化学量−面変化は可
能である。Ｚｎは０．３乃至０．５の範囲にあり、Ｎｂ
は０６乃至０．７の範囲にあることが好ましい。したが
って表現はＰｂ”０．３〜０．５　ＮｂＯ，６〜０．７
０３である。

以下の源には異なる加熱処理温度に対する基本材料の迎
ｊ定された電気的・９ラメータ（漱１および２）および
基本材料にｏ、ｚ％（、ｔＷ）のレベルで金属酸化９勿
を添加したもの（表３）或は酸化物捷たは他の添加物を
他のレベルで添加したもの（表４）の電気的ノ４ラメー
タが示されている。種々の組成物が１時間から２時間の
間加熱され、アルミニウム電極がその満面に蒸着される
。それによって誘電定数、誘電体損失（１＝ｎδ）およ
び誘電定数の一３０℃と８５℃における（表１および３
）および＋１０℃と＋８５℃における（表２および４）
温度依存性が２５℃における誘電定数に対して測定され
た。

基本材料に対して得られた表１および２に示された結果
は、それらの値がＦｆＴ費のオーダーであるため基本材
料のみで（添カド勿が加えずに）セラミックキャノぐシ
タ用誘゛東濁科として１史用できることを示している。

しかしながら基本材料の特性は硯加物を使用することに
よ−って変化させることができる。その排米（！−衣３
および４に示す。峙区ＰｂＯを硯刀口した時に非常に尚
い誘篭定故値と非常に低い加熱処理ｍｉ跣が倫られるこ
とか表４において注目され、同・１求にＰ　ｂＺ　ｒ　
Ｏ３＋　Ｔ　ｉＯ２およびＢ　ｌ　２　’ｌ　１２０　
ｙの三つの冷加吻が訪区体中に存在する時Ｚ５Ｕ　（Ｚ
）ｙ地囲内において尚い誇゛社定数と良好なキ、Ｖ−ぐ
シタンスの温度係数との組合せが１ηられることが７王
目６れる。

表３および４に示されたものの中から迫択された３棟以
上の姫加物の同様な組合せも−また多）曽セラミックキ
ャパシタ中で使用するのに逸した特性を有する誘電体を
与えることが期待される。

９５０℃以下（表４においては９００℃として示されて
いる）の温度において加熱される５ヂの鉛酸化物を含む
組成物は高い誘電定数直とＺ５Ｕ範囲内のキャパシタン
スの温度係数を有し、それは１００％銀の電極を使用し
て加熱処理することが可能になるから特に重要である。

表４は表３に示された以外の酸化物に対して得られた結
果を示し、それにおいて温度依存性は表３におけるもの
と異なる６′ユ肢で測定されている。主要方性が単純な
酸化物と異なる添加物、１≦’１ｊＬ　Ｉｄ　錫酸ビス
マス、チタン１設ビスマス、賜藏鉛、ジルコン酸鉛およ
びチタン酸鉛晴の添加物についての結果も示されている
。

茨３に示されたパラメータに加えて、そこに示された実
施例材料に対するキャパシタンスの温度係数は、１０℃
乃至８５℃の範囲でキャパシタンスの盆化が＋２２％、
−５６％以下である（　ＥＩＡコード）Ｚ５ｔ１階性を
示す。したがって、本発明は９００乃至１０７５℃の低
い加熱処理温ｊ隻を使用し、したがって高い銀含有量の
内郡電憾と両立性であシ、比較的高い誘電定数（９００
０〜１７６００　）とＺ５Ｕ温度依存特性を有する誘電
体を提供する。３つ以上の酸化物を０．１チのレベルで
基本材料に添加したものは１つ或は２つを添加したもの
に対して示したのと類似した特性を生じることが予期さ
れる。

表１乃至４に示された誘電体組成物、を使用する多層セ
ラミックキャパシタの製造方法は、未加熱の多数の誘電
体シートのそれぞれの表面に高い銀含有量のインクで仮
数の電極をスクリーン印刷する工程と、使用される特定
゛の構造に適合するような例えば側方が段付けされた、
或は交差して重ねられた相互関係で配置された交互の電
極層を有するそのような印刷されたシートを積層する工
程と、もし必袂なら積層体の頂部と底部に余分の電極を
有しないセラミックシートを配置した後、それらシート
積層体をプレスする工程と、シートを切１１Ｊｒして餉
々のキャパシタ部品を形成し、個々の部品を９００乃至
１０７５℃の範囲の温度に加熱する工程を有している。

それに続いて１つ置きのシートの’ｌｔ極が通常の方法
で導電性塗料を適当に施して、例えは積層体の対向する
両側面に被層して接続されることができる（端子終端）
。

高銀含有量′嘔匝の使用について特に説明したけれども
、本発明の誘電体組成物はパラジウム、プラチナ、或は
金のような他の醒（畠と共に使用されることもできる。

捷た内部直面を備えた多層キャパシタについて１１４・
に説明したけれども、本発明の誘・ＬＬ体組成物はセラ
ミックと共に加熱される電僅の有無に１）Ｊ係なく他の
形式のセラミックキャ・ぐシタに使用されることができ
る。

出、、、；＋ｊ人代鹿人　　弁理士　鈴　江　武　彦第
１頁の続き ０発　明　者　トーン・アニタ・ジャックソンイギリス
国王セックス・オール ド・バーロウ・チャーチゲイト ・ストリート・ヒリングデン・ スクール・オブ・リツデイング ・ザ・グルームス・ハウス（番 地無し）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　マグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブは鉛と
   を含む誘電体組成物。 （２）　　マグネシウムニオブ酸鉛がＰｂＭｇｏ、３５
   〜。、５Ｎｂｏ、４〜。、６０６であシ、亜鉛ニオブ酸
   鉛がＰｂｚｎｏ、３〜。、。 Ｎｂｏ、６〜。、７０６である、特許請求の範囲第１項
   記載の誘電体組成物・ （、づ）　マグネシウムニオブｆ波鉛がＰｂＭｇ、２　
   Ｎｂ、Ｖ／２０、であり、亜鉛ニオブ敵船がＰｂＺｎ、
   ４　Ｎｂ、、　０３である、特許請求の範囲第１項記載
   の誘電体組成物。 （４）　シリカ、二酸化マンゴ／、亜鉛酸化物、ニッケ
   ル酸化物、アルミナ、セリウム酸化物、ランタン酸化物
   、タンゲステン酸化物、ガリウム峨化物、二酸化チタニ
   ウムおよび鉛酸化物から成る群から選ばれた１以上の酸
   化物添加物を含むム；ケ許１、ｉ１求の範囲第１項記載
   の誘電体組成物。 （５）　　錫酸ビスマス、チタン酸ビスマス、錫酸鉛、
   ジルコン酸鉛、およびチタン酸鉛から成る群から選ばれ
   た１以上の添加物を含む特許請求の範囲第１項記載の誘
   電体組成物。 （６）９００乃至１０７５℃の範囲の′温度で加熱処理
   されることのできる特許請求の範囲第１項記載の誘電体
   組成物。 （７）加熱処理後９０００乃至１７６００の範囲の誘電
   足数を有する特許請求の範囲第１項記載の誘電体組成物
   。 （８）　　Ｍ、量で略々７５％のマグネシウムニオブ酸
   鉛と、陥々°２５チの亜鉛ニオブ酸鉛とよシなる基本材
   料で構成され、その基本材料に重量で約０．１％のレベ
   ルで添加物が添加されている特許請求の範囲第４項記載
   の誘電体組成物。 （９）添加物が表３に示されだ実施例の１つに示された
   ものである特許請求の範囲第８項記載の誘電体組成物。 α＠　添加物が表４に示された実施例の１つに示された
   ものである特許請求の範囲第１項記載の誘電体組成物。 ａ■　５重量％の鉛酸化物を含む特許請求の範１ＪＪｊ
   第１項記載の誘電体組成物。 ０９重量で略々７５係のマグネシウムニオブ眩鉛と略々
   ２５％の亜鉛ニオブ酸鉛とから成る基本材料を有する特
   許請求の範囲第１１項記載訪′亀体組成物を有するセラ
   ミックキャＡ？シタ。 θ搬討電体組成吻がＰｂＭｇＯ，３５〜０．５　ＮｂＯ
   ，４〜０．６０３のマグネシウムニオブ酸鉛とＰｂＺｎ
   　Ｏ，３〜。、５　ＮｂＯ，６〜。、７０３の亜鉛ニオ
   ブ酸鉛とを含む特許請求の範囲第１３項記載のセラミッ
   クキャパシタ。 αＧ　誘電体組成物がＰｂＭｇ１／２　Ｎｂい０６　の
   マグネシウムニオブ酸鉛とＰｂＺｎいＮｂ≠０５　　（
   ７）　亜鉛ニオブ酸鉛とを含む特許請求の範囲＄１３項
   記１ｊλのセラミックキャパシタ。 （ＩＯ誘電体組成物がシリカ、二酸化マンガン、亜鉛酸
   化物、ニッケル酸化物、アルミナ、セリウム酸化物、ラ
   ンタン酸化物、タングステン酸化物、ガリウム酸化物、
   二酸化チタニウムおよび鉛酸化物から成る群から選ばれ
   た１以上の酸化物添加物を含む特許請求の範囲第１３項
   記載のセラミックキャノぐシタ。 α力　誘電体組成物が錫酸ビスマス・、チタン酸ビスマ
   ス、錫酸鉛、ジルコン酸鉛、およびチタン酸鉛から成る
   群から選択された１以上の添加物を含む特許請求の範囲
   第１３項記載のセラミックキャノやシタ。 ０機　誘電体組成物が９００乃至１０７５℃の範囲の温
   度で加熱処理されることのできる特許請求の範囲第１３
   項記載のセラミックキャパシタ。 α（う　誘電体組成物が加熱処理後９０００乃至１７６
   ００の範囲の誘電定数を有する特許請求の範囲第１３項
   記載のセラミックキャＡ？シタ。 翰　誘電体組成物が重量で略々７５％のマグネシウムニ
   オブ酸鉛と、略々２５条の亜鉛ニオブ酸鉛とよりなる基
   本材料で構成され、その基本材料に重量で約０．１％の
   レベルで添加物が添加されている特許請求の範囲第１６
   項記載のセラミックキャノぐシタ。 （２１）誘電体組成物中の添加物が表３に示された実施
   例の１つに示されたものである特許請求の範囲第２０項
   記載のセラミックキャパシタ。 ０・）誘電体組成物中の添加物が表４に示された実施例
   の１つに示されたものである特許請求の範囲第１３項記
   載のセラミックキャパシタ。 に）誘電体組成物と共に加熱処理される筒い銀含有量の
   電極を備えている特許請求の範囲第１３項記載のセラミ
   ックキャパシタ。 し・０　誘電体組成物と共に加熱処理される１００係銀
   の電極を具備し、誘電体組成物は５重量％の鉛酸化物を
   含んでいる特許請求の範囲第１３項記載のセラミックキ
   ャパシタ。 （ハ）　板数の誘電体層とそれら誘電体層間に配置され
   た複数の高い銀含有−改の電極とを具備しており、誘電
   体層がマグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸鉛を含む
   誘電体組成物である多層キヤ・ぐシタとして構成された
   特許請求の範囲第１３項乃至第２４項の何れか１項記載
   のセラミックキャパシタ。 （ハ）誘電体がマグネシウムニオブ酸鉛と亜鉛ニオブ酸
   鉛とを含む誘電体組成物であり、そのような誘電体より
   なる複数の誘電体部材のそれぞれの表面に電極をスクリ
   ーン印刷する工程と、その結果得られたスクリーン印刷
   された部材を積層体に組立てる工程と、積層体をプレス
   する工程と、積層体を個々のキャパシタ部品に分割する
   工程と、分割された個々の部品を９００乃至１０７５℃
   の範囲の温度において加熱処理する工程とを具備してい
   る多層セラミックキャパシタの５ＪＡ造方法。 ｅＩ）誘電体組成物のマグネシウムニオブ酸鉛がＰｂＭ
   ｇＯ，５５〜（１，５ＮｂＯ，４〜０．６０３であシ、
   亜鉛−オブ酸鉛がＰｂＺｎ＋３，３〜＋）、５　ＮｂＯ
   ，６〜０．７０３である特Ｎ’Ｆ　’ｊｊＲ求の範囲第
   ２６項記載の方法。 い１　誘電体組成物は、シリカ、二酸化マンガム酸化物
   、二酸化チタニウムおよび鉛酸化物から成る群から選ば
   れた１以上の酸化物添加物を含んでいる特許請求の範囲
   第２７項記載の方法。 い）誘電体組成物は表３または４に示された実施τ・り
   に示された添加物を含んでいる特許請求の範囲第２７項
   記載の方法。