JPS60243902A - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents

高誘電率磁器組成物

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JPS60243902A
JPS60243902A JP59097444A JP9744484A JPS60243902A JP S60243902 A JPS60243902 A JP S60243902A JP 59097444 A JP59097444 A JP 59097444A JP 9744484 A JP9744484 A JP 9744484A JP S60243902 A JPS60243902 A JP S60243902A
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JP
Japan
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dielectric constant
oxide
high dielectric
temperature
weight
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Application number
JP59097444A
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English (en)
Inventor
渡部 武栄
半田 喜代二
洋八 山下
光雄 原田
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Marcon Electronics Co Ltd
Toshiba Corp
Original Assignee
Marcon Electronics Co Ltd
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
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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、高誘電率磁器I]成物に係わり、特に複合酸
化物の固相反応によって合成された低温焼結タイプの高
誘電率相層ヒラミック]ンデンザに適したものである。
[従来の関連技術どその問題貞] 従来、高誘電率磁器組成物としては、ヂタン酸バリウム
(B a T + 03 >を主成分とし、さらにジル
コン酸カルシウム(CaZr03)、ヂタン酸カルシウ
ム(CaTi□っ〉などを加えた複合誘電体磁器材料が
広く用いられでいる。これらの磁器材料は通常1200
〜1400℃の高温で焼結しなりればならないため、特
に積層セラミックコンデンザの揚台には、この焼結温痕
に適した内部電極として、主成分が員金屈である金、白
金。
パラジウムまたは、これらの合金を使用しなければなら
ないという欠点を有していた。ざらに高温焼結であるた
め、多くの電力、ガスなどの熱エネルギーを必要とし焼
成炉および焼成サヤなどの熱劣化が著しく、コスト上昇
の一因となる欠点も存在していた。
このため銀等を主成分とする安価な内部電極を用いるた
め、1000℃以下の低温で焼結が可能であり、かつ誘
電率が大きく、誘電体損失が小ざい高誘電?磁器組成物
の開発が望まれていた。
これらの要求に対して、特開昭51−87700号公報
に示されているようなPb(Fe2/3W1/3)X−
(F01/2Nb1/2)1−×03(xが02≦ 0
5)の材料が知られている。また、特開昭53−155
91号公報には、この材料系にSiOを加えることも試
みられている1、シかしながら、この材料系においては
、誘電体損失(t: a nδ)の温度特性が悪く、絶
縁抵抗も小ざい。ざらに機械的強度が弱く2割れ、欠1
ノが発生しやすいため積層セラミックコンデンサを作成
した場合、実用上大きな問題となっていた。
[発明の目的1 上記の欠点を改良し、誘電率、絶縁抵抗が大きく、かつ
その焼成温度による依存性が小さく、1anδの温度特
性および機械的強度に優れ、さらに高温負荷および耐湿
性を改良した低湿焼結タイプの高誘電率磁器組成物を9
供リ−ることを目的とする。
[発明の概要1 本発明は、酸化バリウム(BaO)、M化カルシウム(
Cab)の少なくとも1種、酸化鉛(PbO)、酸化鉱
(F e 203 ) 1M化二Aブ(Nb205)、
酸化タングステン(WO3)。
酸化銅(Cub)から4rす、xPb(トe1/2”b
 ) O−yM (CU 1/2 W1/2 ) 03
 (Iこ1/23 だしMはBa、Caの少なくとも1種)で表わしたとき
、X=90〜99.5.y=0.5〜10の基本組成物
100中ti%にス・1し、添加物とし−C酸化マグネ
シウム(MgO)、Flu化ニッケル(N10)をそれ
ぞれ0.01〜1.0重量%含有さゼた高誘電率磁器組
成物および該高誘電率磁器組成物にさらに添加物として
酸化マンガン(MnO)を0.01〜1.0重量%含有
させたものである。
次に本発明の組成の限定理由を述べる。まイ゛。
xPb (Fe1/2 Nb1/2 )−yM (CL
J y2 W172 ) 03 テreaツ’i:5 
レルFA本1in成物のXが90〜99.5.Vが0.
5〜10の組成範囲に限定した理由は、X=90未満で
は常温にお(プる誘電率が低干し、コンデン+lJ月利
として適さないためであり、V=0.5未満で(31゜
tanδを低下けしめ、低温焼結に寄LjJるM (C
u1/2W1/2 )03(M:Ba、 Ca)の効果
がほとんと1ツられず、y=10以上Cは誘電率が低下
し、tanδが増加覆るためである。またMgOの含有
量を0.01〜1.0車量%に限定した理由は、0.0
1重量%未満では9機械的強度、絶縁抵抗の向上が期待
できず、1.0Φ吊%を越えた場合には誘電を、絶縁抵
抗が低下し。
かつ十分な焼結がなされず、比重も小ざく実質的に焼結
温度が高くなるためである。NiOの含有量を0.01
〜1.0重量%に限定した理由は。
0.01重量%未満では、絶縁抵抗の焼成湿度による依
存性が改善できるというNiOの効果がほとんど表われ
ず1.0重間%を越えた場合には十分な焼結がなされず
、誘電率および絶縁抵抗の低下を拾ぎ、さらにl: a
 n 6が増加しU L、 J:うためで゛ある。さら
にMnOの含有量を0,01〜1゜0重量%に限定した
理由は、0.01重11)%未満では、tanδの温度
性+(1を改善し9拍層−1ンデンザとしたどさの高湿
fJ’l+F特性a3よび耐湿特性を改善するMnOの
効果がほとんど表われず。
1.0重量%を越えた場合に【、U t: a nδが
増加り−るためである。
[発明の実施例] 本発明に係わる高誘電率磁器組成物は9例えば以下のご
′どく製造される。まづ′、出光原斜として。
PI)(、)、Fe OWOっ、Nb2O5,。
23′ 。
CaC0Ba、C03,Cub、MgCO3゜3゜ M n CO3,N i O等を用い、第1表に示した
配合比になるように秤tロシた。これらの原料をボール
ミルで湿式混合した後、700〜800℃℃焙焼を行(
,再びボールミルで粉砕し、乾燥した粉末にP、VL 
A等のバインダーを添加し、約0゜3 ton / c
iの圧力で直W’ 17 mm中、厚み1.2mmの円
板状試料を作成した。これらの成形体をマグネシア製の
4J 47に入れ酸系界17JI気中Jした131空気
中で850〜950℃2時間の焼成後、焼結体に銀ペー
ストを塗布し600〜700℃で焼付り測定試料とした
ここで誘電率およびjanδは9周波数1KllZで測
定し、第1表に示・ノー。
(以下余白) 第1表において参考例は2本発明の範囲外のものであり
比較のため示した1゜ 第1表より明らかなように本発明範囲内のものは、誘電
率が大きいもので約21.000−30゜000の高い
飴を示し、誘電体損失(1、anδ)は0.3〜0.8
%程磨の極めて小さな値を示しながら、900℃以rで
の焼成が可能である。
さらに第1図は実施例17.第2図は実施例44、第3
図は実施例71.第4図は実施例98のそれぞれの誘電
率およびj a rTδの温度特性を示した。また、参
考例として参考例2 A5 J:び44を第5図に、参
考例26を第6図に、参考例68を第7図に、イれぞれ
の誘゛市率およびt a nδの温度特性を示づ、1 第1表および第1図乃至第7図から明らかなJ、うに9
本発明になる磁器組成物はPb(Fe1/2Nb1/2
)03にM (CLJ 172 W1/2 ) 03 
(M :Ba、Ca)が固溶寸よことにより、常温にお
(づる誘電率がPb(Fe Nb )0 が101/2
 1/2 3 Q mo 1%の場合に対し3.5〜5倍と飛躍的に向
上する1、さらにlanδが約1/10ど大幅に低下し
ていることがわかる。ざlうに少量のMす0゜NiOの
添加は、化抵抗を大幅に高めるばかりでなく、参考例4
.5,6J5よび46.47.48に示したような、炉
、成渇度がわりか40°C稈曳高くなると比抵抗が4:
ミ激に減少りるとい−う依存性を大幅に改善Cきること
がわかる1、これは、 r?i、 Ei’、: lL’
rに(15いて電気炉の」−20°C稈HQのとlli
庶設定I−ラ(Xかあっても、絶縁抵抗の安定しIc製
品を製造Jることが可能C゛あることを意味している。
また、少t11のMnOの添加は、低温(−F) 5 
’(: )にJ−3()る1−a nδを1/2から1
 / 5と大幅にflf Fさけ。
i!’N品(125°C)においても1.’ E) r
lδを2/3から1/2の値まで低1;さ1遍でいるこ
とがわかる。
MQO,N iO,Mr)0のそ4’L ’t、l’れ
の添加1’(が0゜01〜1.0重量%の1へ囲での1
1cq下においてt、↓。
それぞれが賞11独に作用し特性を向上させており。
お互いの長所を打d!jづJ、うな作用tま仝く無いと
いう人込な特徴を右していることがわかる。
次に機械的強度の計1+Iliには曲げ強度を用いた。
曲げ作出、の測定は、得られた誘電体セラミック円板を
厚さ1 mmまで両面研削を行って鏡面にイ1−!げ。
その後にダイヤモンドカッターC各回様の中心部分から
幅3 mmの試料板を切出し、切断面の傷のLi2費を
取りのぞくために切断面をSiCサンドペーパーで順次
800#→1500#→2000 #ど研磨したのらエ
ツジを丸めで仕上げ、インス1ヘロン万能試験機を用い
て三点曲げ法で行った、1曲げ強[(抗折力)Gは次式
による。
Pml 抗折力−−□−−−−−−−− d2W ここで )) m:最大破壊荷1n(Ky)1:支点間
圧1IIIt (cm ) d:試第1の厚さ (cm ) W:試料の幅 (cm ) である。
本発明の実1に例のデータを参考例と共に第2表に示す
第 2 .1、 この結果第2表から明らかなごとく少toのMgO,N
iOを添加することにより1機械的強度も大幅に改善で
きることが明らかである。この事実は1回路基板上に直
接半田付けされるチップ部品として非常に右利である。
な、15,1.0重量%以上(7)MrlO,Mg’O
NiOを添加するど機械的強度は向上しない。
次に高温負611試躾d3よび耐渥fL試験を行った。
この高温負荷試験d3よび耐湿性試験に用いた積K・7
コンデン1すは、焙焼後の粉体に例えば、プリビニルブ
チラール、ポリエチレングリコール、オクヂルフタレー
1〜等のバインダ′−ど1−リフに1−ルエブーレン、
■チルアルニ1−ル等の溶剤を適当量刑え。
通常のスラリ〜を作成し、ドクタープレイド装■を用い
て50μmJ9みのシー1〜を作成し、電極を印刷し積
層、切[Diの後に焼成し、外部電極を取りつりで4.
5X3.2mmで1μFの積層升ツブ形コンデンザを作
成した。この積層コンデンリ−は100個に対して日本
電子機械エイ3会規格RC−3698B電子機器用積層
フンjンリ(チップ形)に示されている1旧1荷試験J
3よび耐湿性試験を行い、試8後の故障率および容量の
変化を調へそれぞれ第3表および第4表に示す。
なお、各試験は上記規格に基づき、高温負荷試験は50
vDC印加状fL125℃x 1o o o ay間後
の特性を、また、′M湿+9−試験は25 V D、 
C印加状態、40℃、95%R111500時間後の特
性を評価した。
第 3 表 (以下余白) 第4表 (以下余白) 第3表および第4表から明らかなごとく少量のMnOを
添加覆ることにより1人幅に故障率が改善され容(6)
の変化率も小さくなり、高温負荷特性。
耐湿性に優れていることが確認された1、なお、上記実
施例では、出発原料として酸化物。
炭酸化物を用いたが、他に“高温において酸化物に代わ
るシュウ酸化物等の有機金属化合物を用いても同様の効
果が得られることは言うまでもない。
[発明の効果] 以上のごとく本発明では、誘電率が大きく。
tanδの温度特性2機械的強疫に優れ、特に少量のM
qO,NiOを含有さゼることにより、比抵抗を大幅に
向上させ、かつ、比抵抗の焼成温度による依存性を大幅
に改善することが可能であり。
さらに少量のMnOを含有さけることにJ:り高温負荷
特性および耐湿性を改善した低温焼結タイプの高誘電率
磁器組成物が得られ、■業上極めて優れたものと言える
【図面の簡単な説明】
第1図〜第4図は本発明に係わる高誘電率磁器組成物の
特性例を示で曲線図、第5図・〜第7図は参考例どして
の8誘6S率磁器組成物の特性例を示す曲線図である。 代理人弁理士 則近憲佑(はがi名) 温浸(OO) 温度(0り 温 )艷 (0(、ノ ル洟(0c)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)酸化バリウム、酸化カルシウムの少なくとも1種
    、S化鉛、酸化鉄、酸化ニ第1.M化タングステン、酸
    化銅からなり。 XPb(F81/2Nb1/2)03−yM (Cu 
    172 W1/2 ) 03(ただしMは[3a、 C
    aの少なくとも1種)で表わしたとき、x=90〜99
    .5.y=0.5〜10の基本組成物100重量%に対
    し。 添加物として酸化マグネシウム、酸化ニッケルをそれぞ
    れ0.01〜1.0重相%含有させたことを特徴とする
    高誘電率磁器組成物。 (2、特許請求の範囲第(1)項記載の高誘電率磁器組
    成物において、添加物としてさらに酸化マンガンを0,
    01〜1.0重量%含有ざt!1=ことを特徴とする高
    誘電率磁器組成物。
JP59097444A 1984-05-17 1984-05-17 高誘電率磁器組成物 Pending JPS60243902A (ja)

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JP (1) JPS60243902A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62210613A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 松下電器産業株式会社 積層コンデンサ素子
JPH02153512A (ja) * 1988-12-05 1990-06-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 積層コンデンサ素子

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JPS62210613A (ja) * 1986-03-12 1987-09-16 松下電器産業株式会社 積層コンデンサ素子
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