JPS6046968A - 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°Ｃ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
ａＴｉＯｘ）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（ＢａＴｉＯ３）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（Ｍｉ　１１ｔａｒ７Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔ
ｉｏｎ）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
場合も、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、クラン
クが入りやすく、容易に破損するため、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問題である。

ところでＰｂ（ＰｖＩｇ１７２Ｗ１／２）Ｏｓ　ＰｂＴ
ｉ０ｇ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。

Ａ、ｇｒａｒｏｖｓｋａｙａ（Ｆｉｚｉｋｏ　Ｔｖｅｒ
ｄｏｇｏ　Ｔｅ１ａ＋Ｖｏ、２＋　Ｎｏ。

１、　ｐｐ　７０〜７２＋　Ｊａｎｖａｒａ　１９６０
））より提案があり、また（ＳｒｘＰｂ　１−、Ｔ　ｉ
Ｏ＊　）ａ（ＰｂＭｇ　ｏ、ｓＷｏ、ｓ　Ｏｓ　）　ｂ
Ｃただし、ｘ＝θ〜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造方法として特開昭５
２−２１６６２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明らかに
されていない。まだ、本発明者等は既に９１０」５０℃
の温度でｍ結−１１’き、Ｐｂ　（Ｍｇ　ｘ７ｚＷｔ７
ｘ）ＯｓとＰｂＴｉ０．との２成分系からなり、これを
、ｃｐｂ　ａｖｂ　１７ｘｗ１７Ｊ　ｏｓ　）Ｘ　（Ｐ
　ｂ　Ｔ　１０ＬＩ、１と表わしたときに、Ｘが０．６
５＜Ｘ≦１．００の範囲にある組成物を提案した。この
組成物は、誘電率と比抵抗との積の値が高く、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１「なかっ
た。

また、Ｐｂ（Ｍｇ１／２Ｗ１７２）Ｏａ　ＰｂＴ１０３
系を含む３成分系については、特開昭５５−１１１０１
１号公報においてＰｂ（Ｍｇ１／２Ｗエフ２）０３−Ｐ
ｂＴｉＯｓ　Ｐｂ（Ｍｇ１７３Ｎｂ２７＋）Ｏｓ系が、
特開昭５５−１１７８０９号公報においてＰｂ　（Ｍｇ
　、、、　Ｗ１７２）Ｏｓ　ＰｂＴｉＯｓ　Ｐｂ（Ｍｇ
１７３Ｔａ２／３）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（成約強度に関す
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Ｏ また、本発明者等も既にｐｂｃＭｇ、／！ｗ、／２）Ｑ
３ＰｂＴｉＱ−Ｐｂ（ＩｎＸ／□Ｎｂ□７□）０３３成
分組成物を既に提案している。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ものである。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い優れた電
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　（Ｍｇ　、７ｚＷｖ□）
０．〕、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯｓ〕およびインジウム
”−オプ酸鉛（Ｐｂ（Ｉ　ｎ　１７ｔＮｂ　ｘｙｘ）０
１　）からなる３成分組成物をｃｐｂ（至）１．、ｗ、
□）Ｏｘ　：］　ｘ　ＣＰｂ　Ｔ　ｉへ〕ア［ｐｂ　（
Ｉ　ｎ　１．Ｎｂ　１，２）Ｏｓ　〕、と表わしたとき
に（ただし、ｘ”）”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　
＝　０．００５　）（ｘ＝０．４８　、７＝０．１２　
、　ｚ＝０．４０　）（ｘ＝０．２１　、　）’＝０．
０９　、　ｚ＝０．７０　）（ｘ＝０．１２　、ｙ＝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１７１１す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・タンタル酸
鉛［Ｐｂ　（Ｍｎ１／□Ｔａ　１／２）Ｏｓ−’を主成
分に対して、０．０５〜４ｍｏ６％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。

出発原料として綽度９９．９チ以上の酸化鉛（Ｉ）ｂＯ
）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）　、ｒ？ｌ化夕／ゲス
テン（ｖｖＯｓ）、酸化チタン（ＴｉＯ＋＋）、酸化イ
ンジウム（ＩｎｚＯｉ　）　、Ｉ’ｌ化＝、１プ（Ｎｂ
２０ｑ）　、酸化タンク＃　（Ｔａ２０５）および炭酸
マンガン（ＭｎＣＯｘ　）を使用し、表に示した配合比
となるように各々秤量した。次に秤量した各月利乾燥後
、有機バインダーを入れ、整粒後プレスし、試料として
直径！６　欝ｉ、厚さ約２順の円板４枚と、直径Ｊ６π
罵、厚さ約１０　ｙｎｍの円柱を作成した。次に試料は
空気中９００〜１１００℃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℃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、ｒｎ、ｓ、温度２０℃で８聞と誘電損失を測定
し、誘電率を算出した・ 次に超絶縁抵抗計で５０Ｖの電Ｈｉｋ１分間印加しで、
絶縁抵抗を温度２０℃と１２５℃で測定し、比抵抗を算
出した。

機械的性賀を抗折強度で評価するため、焼結した円柱か
ら厚さ０．５龍、幅２隨、長さ約１３謂の矩形洲〕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（Ｍｇ１／２Ｗ１．
、）０３　）、［ＰｂＴｉＯｓ　）ｙ（Ｐｂ（Ｉｎ１／
２Ｎｂｌ　７Ｂ）Ｏｓ　Ｅｚの配合比Ｘ　＊　７　＋　
１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□
７．Ｗ１７．）Ｏｓ　−ＰｂＴｉＯｓ　−Ｐｂ（Ｉｎ、
７ｔＮｂ１／２）Ｏｓ　３成分組成物にＰｂ（λ紬、７
□Ｔａ工／２）Ｏｓをｌ庁定の割合いで添加含有せしめ
たものは、誘電率が１０６０〜３７１０と高く、誘電損
失が０．２〜２．９チと小さく、比抵抗が２０℃におい
て１．８　Ｘ　１０′２〜７．９　Ｘ　１０１３Ω’ｌ
と高く、しかも１２５℃においても８．２　ＸｌＱ１０
〜１．２　Ｘ　１０１３Ω・鑞という高い値を示し、さ
らに抗折強度も１０００〜１３９０　ｋｌ？／ｃｆｆｌ
と実用上十分高い値を示す信頼性の晶い実用性の極めて
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℃
以下の低温であるだめ、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（ＭｇＭｕ１／ａ）Ｏｓ　：）ｘＣＰ
ｂＴｉＯｉ　：）ｙ（Ｐｂ（Ｉｎ１／２Ｎｂ　１／２）
Ｏｎ　）　、！：　表ｔ）　Ｌ　ｋ　トきに（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（Ｘ＝０．７９６　、ｙ＝０．１９９　、ｚ
＝ｏ、ｏ０５　）（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　、ｙ＝０．５９
７　、ｚ＝０．ＯＱ５　）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０．０５〜４ｍｏ　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０
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　
（Ｍｎ　、、Ｔａ１７□）ｏ、の添加量が０．０５ｍｏ
７％未満では抗折強度の改善効果が小さく、４ｍｏ１％
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ｍ　ＣＰｂ（Ｍｇ
   、／□Ｗ工、）ＯＳ）、チタン酸鉛（ＰｂＴｉ０３：）
   およびインジウム・ニオブｒｒ’ｐ鉛（Ｐｂ　（Ｉｎ　
   、７ｘＮｂ　１／２）０３　：）からなる３成分組成物
   をＣＰｂ　（Ｍｇ　ｒ／、Ｗｌ、□）Ｏｓ　］　、ＣＰ
   ｂＴ　１０ｓ　）ｙ　ＣＰｂ　（Ｉ　ｎ１／２Ｎｂ　１
   ／２）Ｏ３〕ｚと表わしたときに（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　、ｙ＝０．１９９　、ｚ＝０．００
   ５）（ｘ＝０．４８　、ｙ＝０．１２　、ｚ＝０．４０
   　）（ｘ＝０．２１　、ｙ＝ｏ、ｏｃｔ　、ｚ＝０．７
   ０　）（ｘ＝０．１２　、　７＝０．１８　、ｚ＝０．
   ７０　）（ｘ＝０．３９８　、　７＝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・
   タンタル酸鉛［Ｐｂ（”ｎ１／２”　１／２）Ｏｘ　：
   ）を主成分に対して０．０５〜４ｍｏｌ修添加含有せし
   めてなることを特徴とする磁器組成物。