JPS6046967A - 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
ａＴｉＯｉ）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、特に以下で焼結できる磁器が必要である・ まだ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、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（Ｍ山ｔａｒｙＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ
）のＭＩＬ−Ｃ−５５６８１Ｂでは、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、最高使用温度
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廷、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ー
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９、破損したシすることがちる。

また、エポキシ系樹脂等を外装したディップコンデンサ
の場合も、外装樹脂の応力で、ディップコンデンサにク
ラン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
ックが入りやすく、容易に破損するだめ、信頼性が低く
なる。しだがって、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問題である。

ところでＰｂ（Ｍｇｔ７ｔＷｔ７ＪＯ＋　ＰｂＴｔＯｓ
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、マグラノフスカヤ（Ｎ、Ｎ、Ｋｒａｉｎｉｋ　ａ
ｎｄ　Ａ、Ｉ。

Ａｇｒａｒｏｖｓｋａｙａ（Ｆｉｚ＆ｏ　Ｔｖｅｒｄｏ
ｇｏ　Ｔｅ１ａ、　Ｖｏ、２Ｉ　Ｎｏ。

１、　ｐｐ　７０〜７２．　Ｊａｎｖａｒａ　１９６０
））より提案があり、また（ＳｒｘＰｂ　、　−ＸＴｊ
Ｏｓ　）　ａ（ＰｂＭｇ　ｏ、５Ｗｃ、、６０ｓ　）　
Ｂ　Ｃただし、ｘ　＝　Ｏ〜０．１０．　ａ　＝　０．
３５〜０．５．　ｂ　＝　０．５〜０．６５．　ａ＋ｂ
＝１〕については、モノリシックコンデンサおよびその
製ｊＳ一方法として特開昭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５２−２１
６９９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明らかにされていない。

また、本発明者等は既に９１０−９５０℃の温度で焼結
でき、Ｐｂ　（Ｍｇ　５ｙＪＮｔ／□）０．とＰｂＴｉ
Ｏｓ　２成分系からなり、これを、ＣＰｂ（Ｍｇ、、Ｗ
、、、）０１　）Ｘ（ＰｂＴｉ０１　）　１−ｘと表わ
したときに、Ｘが０．６５（ｘ≦１．００の範囲にある
組成物を提案した。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性を有してい
るものである。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、その用途は自ら狭い範囲に限定せ
ざるを得なかった。

また、Ｐｂ（Ｍｇｔ／ｌＷ＊／ｚ）Ｏｓ　−ＰｂＴｉＯ
ｓ　系ヲ含ｔｒ　３　成分系については、特開昭５５−
１１１０１１号公報においてＰｂ０弦、／ｘＷ１ｉＪ’
ｈ　ＰｂＴｘＯｓ　Ｐｂ（Ｍｇｌ／３Ｎｂ２／ａ）Ｏｘ
系が、ｌｆ！ｊ開１１Ｂ　５５−１１７８０９号公報に
おいテＰｂ　（Ｍｇ　、、□Ｗｔ７ＪＯｓ　ＰｂＴｉＯ
ｓ　Ｐｂ（Ｍｇ１７ＢＴａｚ７３）Ｏｎ系が、それぞれ
開示されている。しかじなカＳ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、これらの磁
器組成物の実用性も明らかにされていない・ また、本発明者等も既にＰｂ　（Ｍｇ　１／２Ｗ□７Ｊ
Ｏｓ　ＰｂＴｉ０ｓ−Ｐｂ（Ｉｎ□、、Ｎｂ□７□）０
３３成分組成物を既に提案している。この組成物は、９
０　ト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ものである。しかし
ながら、仁の組成物は、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／ＪＳ
さく、室温および高温における絶縁抵抗の値が高い優れ
た霊気的特性を有し、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υ、マグネ
シウム・タングステン酸鉛ＣＰｂ　ＣＭｇ　５７ｉＸ７
ｘ　）Ｏｎ　〕、チチップｍ　鉛（：ＰｂＴｉ０ｊ）　
オヨＵインジウム＋−ニオブ酸鉛（Ｐｂ（ＩＪ／２Ｎｂ
、ｚｚ）Ｏｘ）からなる３成分組成物を［Ｐｂ　（へ短
ｖ２Ｗ１７．）Ｏｓ　：）工ＣＰ　ｂ　Ｔ　１０１　：
］　ｙＣＰｂ　（Ｉ　ｎ　１７１Ｎｂ　１．、、）Ｏｓ
　）ｚと表わしたときに（ただし、Ｘ＋７＋Ｚ＝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＝ｏ、
ｏ０５　）（Ｘ＝０．４８　、　ｙ＝ｏ、ｔｚ　、　ｚ
＝０．４０　）（ｘ＝０．２１　、　ｙ＝０．０９　、
７．＝０．７０　）（ｘ−０，１２、ｙ＝０．１８　、
　ｚ＝０．７０　）（Ｘ　＝０．３９８．　ｙ＝０．５
９７．　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・アンチモン酸鉛ＣＰｂ　（Ｍｎ　１７□ｓ
ｂ□７□）０８〕を主成分に対して、０．０５〜３ｍｏ
　１３チ添加含有せしめてなることを！１を餘、（とす
るものである。

以下本発明を実廁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（ＰＴｈＯ
）、ｆｆ化マグネシウム（ＭｇＯｌ酸化タングステン（
ＷＯ，）、酸化チタン（ＴｉＯ□χ酸化インジウム０ｎ
２ｏｚ）、＋ｙ化ニオブ（Ｎｂｚ　Ｏｒ、）　、ｒ３１
化アンチモン（Ｓ　ｂ２０ｓ　）および炭酸マンガン（
ΔＩｎＣ０，）を使用し、表に〉トした配合比となるよ
うに各々ｆ＋′量した。次に秤量した各旧材をボールミ
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
バインダーを入れ、整粒後プレスし、試料として直径１
６　ｔｎｗ　ｓ　Ｊ”！−さ約２　ｍＴ／Ｌの円板４枚
と、直径１６關、厚さ約１０　ｍｍの円柱を作成した。

次に試料は空気中９００〜１１００℃の湯度で１時間焼
結した。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ＩＫＩ（
ｚ。

電圧ＩＶｒ、ｍ、８一温度２０℃で容量と誘電損失を測
定し、誘電率を算出した。

次に超絶縁抵抗計で５０Ｖの電圧を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。

機械的性質を抗折強度で評価するだめ、焼結した円柱か
ら厚さ０．５市、幅２Ｒｍ、長さ約１３間の矩形板を１
０枚切り出した。支点間距離を９闘にとり、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（Ｍｇ１７．Ｗ１／ｚ）Ｏｓ　：＋
、ｃｐｂ’ｒ　ｉｏｌ　）、　ｃｐｂ　（Ｉｎ　１７ｔ
Ｎｂ、７．）Ｏｎ　几の配合比Ｘ　＋　Ｖ　＊　Ｚおよ
び副成分添加量と誘電率、誘電損失、２０℃および１２
５℃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、Ｐｂ（Ｍｇ、７ｚ
Ｗ、／□）０３−　ＰｂＴｉＯｓ　−Ｐｂ（Ｉｎ、７□
Ｎｂ、、）Ｏｓ　３成分組成物にＰｂ（Ｍｎ１／□Ｓｂ
１／□）０３を特定の割合いで添加含有せしめたものは
、誘電率が９９０〜３４９０と高く、誘電損失が０．３
〜３．１俤と小さく、比抵抗が２０℃において２．５刈
０１２〜８．６　ＸＩＱ１３Ω・儂と高く、しかも１２
５℃においても７．８　ＸＩＯ”〜１．３ｘ　ｔｏ１３
Ω・ぼという高い値を示し、さらに抗折強度も９９０〜
１４８０　ｋｇ／、２．１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ｑ″ｆ性を示す本発明の磁器
組成物は焼結温ｇ　ｆＪｎｌ（１）℃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。図は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
させである。

本発明は〔ｐｂ（ｉｙ＊ｌ／□ｗ□、）ｏ３　）、（Ｐ
ｂＴｉＯａ　］、ＪＰｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ　１／２）Ｏ
ｓ　）７と表わしたときに（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＝０．００５　）
（ｘ＝０．４８　、ｙ＝０．１２　、ｚ−０，４０）（
ｘ＝０．２１　、ｙ＝０．０９　、ｚ＝０．７０　）（
ｘ＝０．１２　、）’−＝０．１８　、ｚ＝０．７０　
）’（ｘ＝０．３９８　、　３’＝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０．０５〜３ｍｏ　１％に限定される。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
５．１６，７，３．２を結ぶ線の外（ｉｌｌでｔｉ誘電
率が小さくなシ実用的でない。また副成分であるＰｂ　
（Ｍｎ　、７．Ｓ　ｂ□７□）０３の添加量が０．０帽
ｏ１％未満では抗折強度の改善効果が小さく、３ｍｏＡ
’％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ｉＣＰｂ（Ｍｇ□
   ７２Ｗ１／２）Ｏｎ’ｌ、チタン酸鉛（Ｉ’ｂＴｉＯａ
   ｌｌおよびインジウム・ニオブ１波鉛［Ｐｂ（工ｎ１７
   ｚＮ’）ｘ／Ｊ０３］からｌる３成分組成物を（Ｐｂ　
   （Ｒ’１ｇ　１／２′ＶＶｌ／２）ｏ、　）ｘ　ＣＰ　
   ｂ’Ｉ’　１０ｓ　〕ｙ　ＣＰｂ　（Ｉｎ１、、Ｎｂ　
   ｌ／２）Ｏｉ　１１　ｚと表わしメこときに（ただし、
   Ｘ　＋　ｙ　十ｚ−＝１．００）、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＝０．００
   ５　）（ｘ＝０．４８　、ｙ＝０．１２　、ｚ＝０．４
   ０　）（ｘ＝０．２１　、ｙ＝０．０９　、ｚ＝０．７
   ０　）（ｘ　＝０．１２　、ｙ＝０．１８　、ｚ＝０．
   ７０　）（ｘ＝０．３９８　、ｙ二０．５９７　、ｚ＝
   ０．００５　）を結ぶ腺上、およびこの５点に囲まれる
   組成範囲にある生成分組成物に副成分としてマンガン・
   ア７　チモ７　ｒｉｌ、　鉛〔Ｐｂ　０ＶＩＩＩ　１／
   ２Ｓｂ　ｌ／２）Ｏｘ　）を主成分に対して０．０５〜
   ａｍｏ　ｌチ添加含有せしめてなること全特徴とする磁
   器組成物。