JPS6036367A - 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
ａＴｉ（ｈ）　を主成分とする磁器が広く実用化されて
いることは周知のとおりである。しかしながら、チタン
酸バリウム（ＢａＴｉＯｓ）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
ンサを安く作るだめには、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、誘電率が高く、誘
電損失が小さく、絶縁抵抗が高しことが基本的に製水さ
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あるミリタリースペシフ
イケイション（ＭＬ　１　ｉ　−ｔａｒｙ　５ｐｅｃｉ
ｆｉｃａｔｉｏｎ）のＭＩＬ　−Ｃ−５５６８１Ｂにお
いては、室温における値のみならず、１２５℃における
値も定められている。これをみてもわかるように、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、予想される最高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、ＢＪａ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。

また、エポキシ系樹脂等を外装したディップコンデンサ
の場合モ、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ほど、クラ
ックが入シやすく、容易に破損するだめ、信頼性が低く
なる。したがって、磁器の機械的強度をできるだけ増大
させることは実用上極めて重要なことである。

ところでＰｂ（Ｍｇユ／２Ｗ１／２）０．−　ＰｂＴｉ
０．系磁器組成物については既にエヌ０．エヌ、クライ
ニク、エイ。

アイ、７グラノフスカヤＮ、Ｎ、Ｋｒａｉｎｉｋ　ａｎ
ｄ　Ａ、Ｉ。

Ａｇｒａｒｏｖｓｋａｙａ（Ｆｉｚｉｋｏ　Ｔｖｅｒｄ
ｏｇｏ　Ｔｅ１ａｐＶｏ、２．Ｎｏ、１゜ｐｐ　７０〜
７２＊　Ｊａｎｖａｒａ　１９６０）より提案があり、
また（Ｓ　ｒｘＰｂ　１−ＸＴＩ　Ｏ＋＋　）　Ｂ　（
ＰｂＭｇ　Ｏ，５Ｗ＋１、ｓＯ＋＋）ｂ〔ただし、ｘ＝
０〜０．１０．　ａ＝０．３５〜０．５．　ｂｍ、５〜
０．６５．　ａ　＋　ｂｍ１　：］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、また誘電体粉末組成物と
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
ておらず、これらの磁器組成物の実用性は不明である。

一方、本発明者等は既に９１０−９５０℃の温度で焼結
でき、Ｐｂ　（Ｍｇよ／２Ｗ□／２）０３とＰｂＴｉ０
ａ　との２成分系からなり、これを、〔Ｐｂ（Ｍｇエフ
２Ｗ１７２　）Ｏｓ　）ア（Ｐ　ｂ’ｒ　ｉ　Ｏｓ　）
　１−エと表わしたときに。

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、誘電率と比抵抗の積が高く
、誘電損失の小さい優れた電気的特注を有している。

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、その用途は白う狭い範囲に限定せざるを得なかっ
た。

また、Ｐｂ（Ｍｇｔ／ｚＷｌ／ｚ）Ｏｓ　ＰｂＴｉ（％
系を含む３成分系については、特開昭５５−１１１０１
１号においてｐｂ（Ｍｇ□／２Ｗ□／ｚ’）Ｏｓ　Ｐｂ
Ｔｉ０ａ　Ｐｂ　（Ｍｇ□／＋１Ｎｂ　２／３　）０．
系が、特開昭５５−１１７８０９　号におい”ＣＰｂ　
（Ｍｇ　１／２Ｗｌ／２）Ｏｓ　ＰｂＴｉｅ、　−Ｐｂ
（八Ｉｇ□／５ＴｆＬ２７３）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ず、矢張りこれらの磁
器組成物の実用性については不明である。

マタ、本発明者等は既にＰｂ（ＭｊＫｘ７２Ｗｓ／２）
Ｏｓ　ＰｂＴｉＱ３Ｐｂ（Ｉｎ１／ｚＮｂ１／ｚ）Ｏｉ
　３成分組成物を提案している。

この組成物は、９００〜１１００℃の低温領域で焼結で
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優れた特性を有している。

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し優れた電
気的特性を有し、特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・タングステン酸鉛［Ｐｂ　（Δｉｇ　１／２Ｗｌ／
２）Ｏａ　ｌ）、チタン酸鉛ＣＰｂＴｉＯ３〕およびイ
ンジウム・ニオブ酸鉛［Ｐｂ　（Ｉ　ｎ　ｖｚＮｂ　１
／２）Ｏｓ’ｌからｌる３成分組成物を［Ｐｂ　（Ｍｇ
　、／２Ｗ□／２）０３〕ゆ（ＰｂＴｉ０ａ〕ア〔Ｐｂ
（Ｉｎｌ／ｌＮｂ＋７ｚ）Ｏｎ’：ｌｚと表わしたとき
に（ただし、ｘ”７＋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＝０．１９１）、ｚ＝０．０
０５　）（ｘ＝０．４８　、　Ｙ＝０．１２　、　ｚ＝
０．４０　）（ｘ＝０．２１　、　ｙ＝ｏ、ｏｃｔ　、
　ｚ＝０．７０　）（ｘ＝０−１２　、　ｙ＝ｏ、ｉｓ
　、　ｚ＝０．７０　）（ｘ＝０．３９８　、ｒ　０．
５９７　、　ｚ−０，００５）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・ニオブ酸鉛ＣＰｂ（Ｍｎ□／２Ｎｂ
□／ｚ）Ｏａ）を主成分に対して０．０５〜５ｍｏｌ１
％添加含有せしめてなることを特徴とするものである。

以下本発明を実施例により詳細に説明する。

出発原料として純度９９．９−以上の酸化鉛（ＰｂＯ）
、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）　、酸化タングステンＣ
ＷＯ，）、酸化チタン（ＴｉＯｚ入酸化可酸化インジウ
ムｎ＝　ｏｓ　）、酸化ニオブ（Ｎｂ２０ｓ　）、およ
び炭酸マンガン（ＭｎＣＯ＊）を使用し、表に示した配
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後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、有機ノ（インダーを入れ、整粒後プレスし、試料と
して直径１６酩、厚さ約２順の円板４枚と、直径１６　
ｖ＋ｒｎ　、厚さ約１０龍の円柱を作成した・次に試料
を空気中９００〜１１００℃の温度で１時間焼結し、焼
結した円板４枚の上下面に６００℃で銀電極を焼付け、
デジタルＬＣＲメーターで周波数ＩＫＨｚ　、電圧ＩＶ
ｒ　、ｍ、ｓ、温度２０℃で容情と誘電損失を測定し、
誘電率を算出した。

次に超絶縁抵抗計で５０Ｖの電圧な１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。

機緘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Ｏ６５ｍｍ　、幅２ｖａｘ、長さ約１３龍の矩形
なる式に従い、抗折強度τ〔ｐ個〕をめた。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。

電気的特性は円板試料４点の平均値、抗折強度は矩形板
試料１０点の平均値よりめた。

このようにして得られた磁器の主成分（Ｐｂ　（Ｒ／Ｉ
ｇ１／２Ｗｘ／ｚ）Ｏｎ　）Ｘ　［ＰｂＴ　ｉ　Ｏｓ　
）ｙ　（Ｐｂ　（Ｉｎｘ／ｚＮｂ　１／２）０３　：）
　Ｚ　（７）　配合比Ｘ　＋　’ｌ　＊　Ｚおよび副成
分添加量と誘電率、誘電損失、２０℃および１２５℃に
おける比抵抗、および抗折強表に示した結果から明らか
なように、Ｐｂ　（Ｍｇ　＋／２Ｗ１／ｚ）Ｏｓ　Ｐｂ
Ｔｉ０ｍ　Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂｔ／ｚ）Ｏｎ　３成分
系組成物に副成分としてＰｂ　（Ｍｕ　１７２Ｎｂ工／
２）０１を特定の割合いで添加含有せしめたものは、誘
電率が１０００〜３５２０と高く、誘電損失が０　、２
−２　、６チと小さく、比抵抗が２０℃において２．Ｉ
　ＸＩＱ’Ｌ８．２　Ｘｌ０１３Ω・儂と高く、しかも
１２５℃においても７．８　Ｘ　１０”〜１．２　Ｘ　
１０１３Ω・αという高い値を示し、さらに抗折強度も
９８０〜１２４０ｋｇ／ａ！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であること
がわかる。

このように優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、省エネル
ギーや炉材の節約にもなるという極めて優れた効果も生
じる。図に本発明の主成分組成範囲を示す。図に示す番
号は表に示した主成分配合比の番号に対応させである。

本発明は、主成分組成物を（Ｐｂ　（Ｍｇ　ｓ／２Ｗ□
／２）Ｏｎ　’）工［ＰｂＴｉＯｓ　：）ｙ［：Ｐｂ（
Ｉｎ１／２Ｎｂｔ／ｚ）Ｏｓ　：］ｚと表わしだときに
（ただし、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＝０．０
０５　）（ｘ＝０．４８　、　ｙ＝０．１２　、ｚ＝０
．４０　）（Ｘ＝０．２１　、　ｙ＝ｏ、ｏ９．　ｚ＝
０．７０　）（ｘ＝０．１２　、　３’＝０．１８　、
ｚ＝０．７０　）（Ｘ＝０．３９８　、ｙ＝０．５９７
　、ｚ＝０．００５　）を結ぶ線上、およびこの５点に
囲まれる組成範囲に限定され、副成分の添加含有量は主
成分に対して０．０５〜５　ｍｏｌに限定される。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
（Ｍｎ１７ｘＮｂ　□７２）　Ｏｓの添加量がＱ−０５
ｍｏｌ　１未満では抗折強度の改善効果が小さく、５ｍ
ｏ１％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。

【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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）マグネシウム・タングステン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ□
   ／２Ｗｌ／２）Ｏｓ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯａ）お
   よびインジウム・ニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｉｎｌ／ｚＮｂｔ
   ／ｚ）Ｏｎ　：）からなる３成分組成物を（Ｐｂ（Ｍｇ
   ｔ／ｚＷｉ／ｚ）Ｏｘ　）ｚ（ＰｂＴｉＯｓ　）ｙ（Ｐ
   ｂ（Ｉｎｔ／ｚＮｂ　１／２）０８　）ｚと表わしだと
   きに（ただし、Ｘ　＋　７　＋　ｚ　＝＝１．００　）
   、この３成分組成図において以下の組成点、（Ｘ＝０．
   ７９６　、７＝０．１９９　、　ｚ＝０．００５　）（
   ｘ＝０．４８　、　ｙ−０，１２、ｚ＝０．４０　）（
   ｘ＝０．２１　、　ｙ＝０．０９　、　ｚ＝０．７０　
   ）（ｘ＝０．１２　、　ｙ＝ｏ、ｉｓ　、　ｚ＝０．７
   ０−　）（ｘ＝０．３９８　、　）’＝０．５９７　、
   　ｚ＝０．００５　）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・ニオブ酸鉛ＣＰｂ（Ｍｎｌ／ｚＮｂｔ／ｚ）Ｏｓ
   　）を主成分に対して０．０５〜５　ｍｏｌ　％添加含
   有せしめてなることを特徴とする磁器組成物。