JPS59199573A - 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）を主成分とする磁器か広く実用化されてい
ることは周知のとおりである。しかしながら、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。このた
めこれを積層形コンデンサに利用する場合には内部電極
としてこの焼結温度に耐え得る材料、例えば白金、パラ
ジウムなどの高価な貴金属を使用しなければならず、製
造コストが置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、二、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、でさるた
け低温、特に］、　１．００　’Ｃ以下で焼結できる磁
器力）必委である。

また磁器に組成物の′電気的特性として、誘電率がｉ７
ｉ　＜、誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いことが基本
的（こ要求される。さらに絶縁抵抗の値に関して（沫、
＊ｒ　ｉｓ頼性の部品を要求する米国防総省の規格であ
るミリタリースペシフィケイション（Ｍｉｌｉ−ｔａｒ
ｙ　５ｐｅｃｉ　ｆ　１ｃａｔ　ｉｏｎ　）のＭＩＬ−
Ｃ−５５６８１Ｂ　　において、室温における値のみな
らす、１２５℃における値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ζこお
ける値のみＩＳらす、］’ｔ７２使用温ｊ蜆（こ２ける
絶縁抵抗も茜い値をとることか必要である。

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、基板とチップコンデンサを
構成している磁器との熱膨張係数の違いζこより、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
にクランクが発生したり、破」−ｉしたりすることかあ
る。また、エポキシ系ｏｊ脂崎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。

夕が発生する場合かある。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ほど、クラ、り
が入りやすく、芥易に破損するため、信頼性が低くなる
。したかって、磁器の機械的強度をできるたけ増大させ
ることは実用上極めて重要なことである。

ところテＰｂ”ｇ３ＡＷＭ）０３ＰｂＴ’０３　　系１
ｄｉｇ’ｉｉ糾成物については既にエヌ、エヌ、クライ
ニク、エイ。

アイ、マグラノフスカヤＮ、　Ｎ、　Ｋｒａｉｎｉｋ　
ａｎｄ　Ａ。

Ｉ　、　Ａｇｒａｒｏｖｓｋａｙａ　（Ｆｉｚｉｋｏ　
Ｔｖｅｒｄｏｇｏ　’ｌ’ｅｌａ　、＼１ｏ２１４１、
　］）ｐ７０〜７２．　Ｊａｎｖａｒａ　１９６０　）
より提案があり、また（８ｒｘＰｂ＋　−ｘ　’Ｉ”Ｏ
ｓ　）ａ　（ＰｂＭｇｏｓＷｏ、ｓ　ｏｓ　）ｂ　した
だし、Ｘ＝０〜０１０、ａは０．３５〜０．５、ｂは０
５〜０．６５であり、そしてａ−１−ｂ　＝１）　　に
ツイテ、−Ｅ／リシックコンテ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
誘′屯体粉末組成物として特開昭５２−２１６９９号公
報に開示されている。しかしながら、いずれも比抵抗に
関する開示は全くされておらす、これらの（ｉＨ磁器組
成物実用性は明らかでなかった。また、本発明７庇は既
に９１０〜９５０℃の偏度で焼結でき、Ｐ　’ｖ　（ｒ
Ａｇ３，６〜ＶＡ）　０３とＰｂ’Ｉ’ｉ０３二成分系
からなり、こレヲ、（Ｐｂ（ＭｇＨ％）０３）、　（Ｐ
ｂＴｉ（Ｊ３〕、　、　トＰ、ワしたときに、Ｘが０．
６５（ｘ≦１．００　の範囲にある組成物を提案してい
る。この組成物は、誘′岨率と比抵わしの槓か置く、誘
電損失の小さい優れた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ワ１２的強度が低いた
め、その用途は自ら狭い範囲に限定ぜさるを得なかった
。

また、Ｉ）ｂ（Ｍ則イ顛）０３−ＰｂＴｉＯ２糸を含む
三成分系については、！庁開昭５５−１１１０１．１に
おいてＰｉ）（Ｍｇ３ＡＷ％）０３−ｆ’ｂ’ｌ’ｉ０
１０３−Ｐｌ）（、ＡＮｂ％）０゜糸か、弔開昭５５−
１．１７８０９　　においてＰｂ（Ｍｇ％ｖＶ’Ｈ）０
３　　ｐｂ’ｒｔｏ３Ｐｂ（Ｍｇ、／３Ｔａ、／３）０
３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
ず、これらの４ｍ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ζこＰｂ（Ｍｇ％νＶイ）Ｏ３−
ＰｂＴｌＯｓ　　Ｐｂ（Ｉｎ、、Ｎｂ５Ａ）０３　　三
成分ホ１１成物を既に提案している。この組成物は、９
００〜１．１−０００Ｇ　　の低温領域で焼結でき、誘
電率が尚く、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優れた特性を有している。しかし
なから、この組成物は、機械的強度が低いため、ぞの用
途は自ら狭い範囲に限定ぜさるを得なかった。

本発明は、以上の点にかんがみ、９００〜１１００℃の
低温領域で焼結でき、誘電率がｉＭａ　＜、誘電損失が
小さく、室温３よび高温における絶縁抵抗の値が高い優
れた′電気的特性を有し、更に機械的強度も大きい信頼
性の高い磁器組成物を提供しようとするものであり、マ
グネシウム・クンクステン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇオ■臂）０
３〕、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ，）およびインジウム・
ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎ％Ｎ　ｂ％　）　ｏ、　）から
なる３成分組成物を〔Ｐ１〕（Ｍｇ３ＡＶ′Ｊ３Ａ）０
３〕、（ｐｂ’ｒｉ０３１）、　（Ｐｂ（Ｉｎ３ＡＮｂ
３Ａ）Ｏｓ　）ｚ　　と表わしたときに（たたし、ｘ＋
ｙ＋ｚ　＝１．ＯＯ）、この３成分組成図において以下
の組成点 （ｘ　＝　０．７９６　、ｙ　＝　０．１９９　、　ｚ
　＝　０．００５　）（Ｘ＝＝０．４８　　、　ｙ＝０
．１２　　、　ｚ＝（）、４０　　）ＣＸ−＝：０．２
］　　、　ｙ＝０．０９　　、　ｚ＝０．７０　　）（
ｘ＝０．１８　　、　ｙ＝０．１２　　、　ｚ＝０．７
０　　）（Ｘ＝０．：３９８　、　ｙ　＝０．５９７　
、　Ｚ：０．００５　）を結ぶ線上、２よびこの５点に
囲まれる組成範囲ζこある土酸分利酸物に、副成分とし
て、マンガン・タンクル酸鉛（Ｐｂ（Ｎ石１７３Ｔａ％
）０３〕を主成分に対シテ、０．０５〜５ｍｏ１％添加
含ン＾せしめてなることを特徴とするものである。

以下、不発明を実施例によりｉｉ＋細に説明する。

出発原料として純度９９．９％以上の酸化鉛（ＰｂＯ）
、酸化マク不シウム（ＭｇＵ）、酸化タングステン（ｗ
ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉ
ｎ３（Ｊ３）、敵化ニオフ（Ｎｂ２０．）、酸化クンタ
ル（＋ｌ＋、Ｉ２ｏ、　）　Ｊ３　ヨＣ）　Ｒ７１７７
カンＯＶｍＣＯｓ　）　ヲ使用Ｌ／、表に示した配合比
となるように各々秤量する。次に杵ａ、シた各材料をホ
ールミル甲で湿式混合した後７５０〜８００℃で矛焼を
省ない、この粉末をボールミルで粉砕し、日別、乾燥後
、七−機バインダーを入れ、整粒後プレスし、直径１６
關厚さ約２ｍｍの円板４枚と、直径Ｊ６ｒｎｎｒ、厚さ
約ＩＱ＋ａ＋＋＋の円柱を作成した。次に本発明の組成
節回の試料は空気中９００〜１１００　’Ｃの温度で１
時間焼結した。・焼結した円板４枚の上下面に６００　
’Ｃで銀寅冒を煤竹け、テシタ／ｌ／ＬＣＲメーターで
周波数１　’Ｋ１４ｚ　、　′％圧１＼ｌｒ、ｍ、ｓ。

温度２０℃で容伍と誘電損失を迎ｊ定し、誘電率を算出
した。

次ｆこ超絶縁抵抗計で５０Ｖの電圧を１分間印加して、
絶縁折抗を想度２０℃と１２５”ｃで測定し、比抵抗を
算出した。

機械的性質を抗折強度で評価するため、焼結した円柱か
ら厚さ０．５ｍｍＸ幅２龍、長さ約１３朋の矩形板を１
０枚切り出した。支点間距離を９　ｍａｍにとり、３　
ＰｍＩイ 二点法で破壊荷重Ｐｍ　（ｋｇ〕を測定し、τ−”２　
ｖｚｉｔｚ〔ｋν慕りなる式に従い、抗折強度τ〔、’
Ｃ９／Ｃｍ”）Ｊを求めた。ただし、ｌは支点間距離、
ｔは試料の厚み、Ｗは試料の幅である。電気釣行１〈ト
は円板試ｉ４４４点の平均値、抗折強度は矩形板試第４
１Ｏ点の平均値より求めた。このようにして得られた磁
器の主成分〔Ｐｂ　（ｕｇ％Ｗ３Ａ）０３　）Ｘ　ＣＰ
ｂＴ　ｌ　（Ｊ３　）、　（Ｐｂ　（Ｉｎ％ＮｂＨ）０
３）ｚの１記台比Ｘ　、　Ｙ　、　ｚおよび副成分添加
量と誘電率、訪鷺］貝失、２０℃および１２５℃におけ
る比抵抗、および抗１）１強度の関係を次表に示す。

（以　下　余　白少 ７＝ｔ　）試料、ｔｒ号に詞、ニ１」をイテ］シたもの
は本発明に含まれない。

表に示した結果から明らかなように、不発ｉ！ＪＪによ
れば誘電率が１１５０〜３８１０と高く、１．ル′市損
失が０４〜３１係　と小さく、比抵抗か２０℃において
１．８　Ｘ　］、ＯＩ２〜７．５　Ｘ　１．０”’Ω・
ぼ　と向く、しかもｊ、２５°゛Ｃにおいてもｐ、、２
Ｘ　１０１１１〜１．１　Ｘｌ、０”’Ω・Ｃｍ　　と
いう品い値を示し、さらに抵折強度も９９０〜’Ｊ／１
６０ｋｇΔ蒲２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。こうした優
れた特性を示す本発明の磁器組成物は焼結温度か１１０
０℃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、省エネルギーや炉材の
節約ζこもなるという惨めで優れた効果も生じる。なお
、主成分組成範囲において、組成点２．１５を結ぶ線の
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１．５　、　］、６　、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Ｐｌｊ　（ＭｎＶ３Ｔａｖ３）Ｑ３の添加量が
０．０５ｍ０１％未満では抗折強度の改善効果が小さく
、５ｍｏＡ％を超えると逆に抗折強度が小さくなるため
実用的でない。なお図（と本発明の主成分組成範囲を示
す。図に示した番号は、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実施例に示した組成点
を示す図である。 −４３（ Ｐｂ　（Ｉｎ　ｙ２　Ｎｂｙ２　）　ＱＪ丁・　糸売　
ネ由　正　吉：　（自発）１１′□ｌＩ’Ｆ　Ｊ’ｌ長
官　殴 １　事件の表示　　　昭和５８年　特許　間第０７２３
８９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　大東）；〔都港区
芝ＩＬ丁目３３番１号 （４２３）　　　日本電気株式会社 代表右　関本忠弘 ４、代理人 〒１０８　　束卓都港区芝１１日１３７番Ｂ’ｔ：ｆ、
ｊＥ友三田ビル５、補正の対象 明細書の特、？（″請求の範囲の橢 Ｆ３Ａ細書の発明の詳細な説明の佃 ６、補正の内容 （１）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４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＃Ｉ書第１１頁の表において試料番号３５＊。 ３６．３７４　の主成分配合比を示す部分に２、特許請
求の範囲 マグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇｌ／２ｗ
１７２）　ｏ、　）、チタンば鉛［ＰｂＴｔＯ，’Ｉｆ
　　およびイン（Ｐｂ（Ｉｎ＋／２Ｎｂ１／２）　Ｏ，
］ｚ　　と表わしたときに（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１．
００）、この３成分組成図において以下の組成点

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（Ｍｇ％”％　
   ）０、〕、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）およびインジウ
   ム・ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎ、Ｎｂ５Ａ）０３）からな
   る３成分組成物をｐｂ（（八４ｇ３４Ｗ３Ａ）　０３　
   ）、（ＰｂＴｉＯ３）、　（Ｐｂ（Ｉｒｇ４Ｎｂイ）Ｏ
   ｓ）ｚと表わしたときに（ただし、ｘ＋ｙ十ｚ二１．０
   ０）、この３成分組成図において以下の組成点 （ｘ＝０．７９６　、　ｙ＝０．１９９　　、　　ｚ＝
   ０．００５　）（Ｘ二０．４８　　、３’＝０．１２　
   　、　ｚ＝０．４０　　）（ｘ＝Ｑ、２１　　、　’３
   ／＝Ｑ、Ｑ９　　、　ｚ＝０．７０　　）（ｘ＝０．１
   ８　　、　ｙ＝０．１２　　、　ｚ＝０．７０　　）（
   ｘ＝０．３９８　、　　ｙ＝０．５９７　、　ｚ＝ｏ、
   ｏ０５　）を詰ぶ線上、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カン・タン
   タル酸鉛（Ｐｂ（Ｍｎ＋／３Ｔａｚ、４）Ｏｓ）］を主
   成分に対して０．０５〜５ｍｏＡ’％添加含有せしめて
   なることを特徴とする磁器組成物。