JPS6051203B2 - 高誘電率磁器組成物 - Google Patents
高誘電率磁器組成物Info
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- JPS6051203B2 JPS6051203B2 JP57024966A JP2496682A JPS6051203B2 JP S6051203 B2 JPS6051203 B2 JP S6051203B2 JP 57024966 A JP57024966 A JP 57024966A JP 2496682 A JP2496682 A JP 2496682A JP S6051203 B2 JPS6051203 B2 JP S6051203B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はチタン酸バリウム（ＢａＴ１Ｏ０）を主体とし
、チタン酸カルシウム（ＣａＴ１Ｏ０）、酸化タンタル
（Ｔａ。
、チタン酸カルシウム（ＣａＴ１Ｏ０）、酸化タンタル
（Ｔａ。
Ｏ、）、酸化デイスプロシウム（Ｄｙ。Ｏ。）等を添加
して得られる高誘電率磁器組成物に関するものてある。
従来より、チタン酸バリウムを主体とする高誘電率磁器
組成物は数多く提案され、特に円板型磁気コンデンサに
使用されている。
して得られる高誘電率磁器組成物に関するものてある。
従来より、チタン酸バリウムを主体とする高誘電率磁器
組成物は数多く提案され、特に円板型磁気コンデンサに
使用されている。
チタン酸バリウムは強誘電性を有する材料であり、その
キューリー点は１２０℃付近にある。この１２０ＯＣを
境にして低温側では正方晶、高温側では立方晶になる。
そして、正方晶の領域では常誘電性を示すことはよく知
られている。かかるチタン酸バリウム単独での磁器の誘
電率は常温付近の温度特性において温度による変化が極
めて大きく誘電損失も大きいため、単独でコンデンサと
して使用されることは殆んどなく、従来から種々の添加
物を加えてキューリー点を常温付近に移動させ、又温度
変化を少なくする工夫が為されている。この代表的なも
のとして、ＣａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＴｉＯ３
、ＢａＳｎＯ３、ｃａｓｎｏ３等が知られている。これ
らを適量添加し、更に微量成分によつて補正することに
より、ＥＩＡ規格に基づくＸ７ＲＮＹ５Ｔ）Ｙ５Ｖ）Ｚ
４Ｖ等の特性材料として供給されている。これらの材料
については従来一般に素子厚みが０．５〜１、ヒと厚い
円板型の磁気コンデンサとして利用されているのが実状
である。近年、各種エレクトロニクス関係部品の小型化
が進歩しており、積層セラミックコンデンサについては
その最たるものである。
キューリー点は１２０℃付近にある。この１２０ＯＣを
境にして低温側では正方晶、高温側では立方晶になる。
そして、正方晶の領域では常誘電性を示すことはよく知
られている。かかるチタン酸バリウム単独での磁器の誘
電率は常温付近の温度特性において温度による変化が極
めて大きく誘電損失も大きいため、単独でコンデンサと
して使用されることは殆んどなく、従来から種々の添加
物を加えてキューリー点を常温付近に移動させ、又温度
変化を少なくする工夫が為されている。この代表的なも
のとして、ＣａＴｉＯ３、ＢａＺｒＯ３、ＳｒＴｉＯ３
、ＢａＳｎＯ３、ｃａｓｎｏ３等が知られている。これ
らを適量添加し、更に微量成分によつて補正することに
より、ＥＩＡ規格に基づくＸ７ＲＮＹ５Ｔ）Ｙ５Ｖ）Ｚ
４Ｖ等の特性材料として供給されている。これらの材料
については従来一般に素子厚みが０．５〜１、ヒと厚い
円板型の磁気コンデンサとして利用されているのが実状
である。近年、各種エレクトロニクス関係部品の小型化
が進歩しており、積層セラミックコンデンサについては
その最たるものである。
積層セラミックコンデンサは磁器誘電体を２５〜１００
１Ｊ、ｍ程度に薄膜化し、クシ型電極を挾んだ多層構造
をなすものであり、電極面積及ひ電極間距離の比率を極
めて小さくすることが可能なため、体積当りの容量が磁
器コンデンサに比して１００倍以上も大きくすることが
でき、同一静電容量を１１１０以下と小さい体積Ｊで確
保できるため、非常に小型化が容易である。しかしなが
ら、このような磁器誘電体薄膜を使用した場合、従来の
円板型の磁器組成がすぐに適用できないのが実状である
。即ち、単位長さ当りの電圧が従来の１０倍以上負荷さ
れることになるた７め、磁器誘電率及び誘電損失の電圧
依存性の小さい材料が要求されるに至つた。又最近プリ
ント基板への直付け方式により、プリント基板の撓みに
より破壊しないような強度を持つた材料が要求されてい
る。更に周波数が感度の良い高周波帯へ移行してきてい
るため、高周波特性の良いものが必要となつてきている
。特にＪＩＳ規格でＹＤ特性或いはＥＩＡ規格でＹ５Ｔ
特性のものが電子チューナ関係に多数必要とされており
、誘電率が３０００以上、Ｔａｎδが２．０％以下で１
〜１００ＭＨＺの周波数帯で等価直列抵抗の低いものが
要求されている。本発明は上記の点に鑑み、種々実験を
積み重ねた結果、電圧依存性が小さく、曲げ強度の大き
い、しかも高周波数特性の良好な高誘電率磁器組成物を
提供せんとするものである。
１Ｊ、ｍ程度に薄膜化し、クシ型電極を挾んだ多層構造
をなすものであり、電極面積及ひ電極間距離の比率を極
めて小さくすることが可能なため、体積当りの容量が磁
器コンデンサに比して１００倍以上も大きくすることが
でき、同一静電容量を１１１０以下と小さい体積Ｊで確
保できるため、非常に小型化が容易である。しかしなが
ら、このような磁器誘電体薄膜を使用した場合、従来の
円板型の磁器組成がすぐに適用できないのが実状である
。即ち、単位長さ当りの電圧が従来の１０倍以上負荷さ
れることになるた７め、磁器誘電率及び誘電損失の電圧
依存性の小さい材料が要求されるに至つた。又最近プリ
ント基板への直付け方式により、プリント基板の撓みに
より破壊しないような強度を持つた材料が要求されてい
る。更に周波数が感度の良い高周波帯へ移行してきてい
るため、高周波特性の良いものが必要となつてきている
。特にＪＩＳ規格でＹＤ特性或いはＥＩＡ規格でＹ５Ｔ
特性のものが電子チューナ関係に多数必要とされており
、誘電率が３０００以上、Ｔａｎδが２．０％以下で１
〜１００ＭＨＺの周波数帯で等価直列抵抗の低いものが
要求されている。本発明は上記の点に鑑み、種々実験を
積み重ねた結果、電圧依存性が小さく、曲げ強度の大き
い、しかも高周波数特性の良好な高誘電率磁器組成物を
提供せんとするものである。
即ち本発明はＢａＴｌＯ３ｌＯＯ重量部に対して、Ｃａ
ＴｉＯ３ｌ〜５重量部、Ｔａ２Ｏ，ｌ〜４重量部、Ｄｙ
２Ｏ３ｌ〜４重量部を添加させたものである。以下本発
明の実施例について図面を参照しながら説明する。Ｂａ
ＴｉＯ３（純度９８％以上）１０唾量部に対して各種添
加物を加えてボールミルにて十分に混合する。この混合
粉末に５％ＰＶＡ水溶液を少量添加してライカイ機で；
混合し、３０メッシュの篩を通過させて造粒する。この
造粒粉を１３Ｗ１！ｎ内径の金型で圧力１ｔ０ｎ１ｃ１
ｔをかけて１３Ｗ＄ｌφ×０．５ｒｒＬｔの形状の成型
体を成型する。又同様に４．７ｗ１×１２．５ＴｎＩｎ
の角型の金型で４．７朗×１２．５ｗｎ刈．５Ｔｆｎの
形状の成型体を作製する。これらの成型体を１２５０℃
〜１４００℃で１〜２時間焼成する。この後円板状の焼
結体の両面に銀電極を設ける。下記の第１表はＢａＴｉ
Ｏ３ｌＯＯ重量部に対するＣａＴｌＯ３、Ｔａ２Ｏ５、
Ｄｙ２Ｏ３等の各種添加物組成を以つて得た焼結体の特
性を示す。又本発明においては必要に応じてＭｎ．．Ｃ
ｒ．．Ｆｅ，．Ｎｉ，．ＣＯの酸化物の内、少なくとも
一種を主成分に対して０．０１〜０．５Ｗｔ％含有させ
ている。表中、ε２５は２５℃でＱＫＨｚ．ＡＣｌＶに
て測定した静電容量より求めた誘電率、Ｔａｎδはこの
ときの誘電損失を示す。又１−ＲはＤＣ５ＯＶで測定し
た絶縁抵抗率、Ｂ．Ｄ．Ｖは昇圧破壊電圧、ＡＣ−Ｖは
実効値５０ＶＩＴｍｍ（７）ＡＣ電圧下、１ＫＨｚにて
測定したＴａｎδの値を示す。更にＴＣは２０℃を基準
として測定した静電容量の−３０℃及び＋８５℃におけ
る変化率を示す。この第１表から明らかなように、本発
明の組成物は誘電率が大きく、ＡＣ電圧による容量変化
が小さく、又曲げ強度が強いことが認められる。従来、
ＢａｚｒＯ３やＢ２ｌＳｎＯ３或いはＳｒＴｉＯ３等を
添加した組成ではＡＣ電圧特性が５０ＶＩｗ１下の捻ｎ
δ値にして約３〜７程度と高く、曲げ強度も６００〜７
００ｋ９ノｄと低かつたことからすると、極めて良好な
特性結果と考えられる。第１表の試料ＮＯｌ５の組成物
を使用し、第１図のような積層セラミックコンデンサを
試作し、特性を調べた結果を下記の第２表に示す。
ＴｉＯ３ｌ〜５重量部、Ｔａ２Ｏ，ｌ〜４重量部、Ｄｙ
２Ｏ３ｌ〜４重量部を添加させたものである。以下本発
明の実施例について図面を参照しながら説明する。Ｂａ
ＴｉＯ３（純度９８％以上）１０唾量部に対して各種添
加物を加えてボールミルにて十分に混合する。この混合
粉末に５％ＰＶＡ水溶液を少量添加してライカイ機で；
混合し、３０メッシュの篩を通過させて造粒する。この
造粒粉を１３Ｗ１！ｎ内径の金型で圧力１ｔ０ｎ１ｃ１
ｔをかけて１３Ｗ＄ｌφ×０．５ｒｒＬｔの形状の成型
体を成型する。又同様に４．７ｗ１×１２．５ＴｎＩｎ
の角型の金型で４．７朗×１２．５ｗｎ刈．５Ｔｆｎの
形状の成型体を作製する。これらの成型体を１２５０℃
〜１４００℃で１〜２時間焼成する。この後円板状の焼
結体の両面に銀電極を設ける。下記の第１表はＢａＴｉ
Ｏ３ｌＯＯ重量部に対するＣａＴｌＯ３、Ｔａ２Ｏ５、
Ｄｙ２Ｏ３等の各種添加物組成を以つて得た焼結体の特
性を示す。又本発明においては必要に応じてＭｎ．．Ｃ
ｒ．．Ｆｅ，．Ｎｉ，．ＣＯの酸化物の内、少なくとも
一種を主成分に対して０．０１〜０．５Ｗｔ％含有させ
ている。表中、ε２５は２５℃でＱＫＨｚ．ＡＣｌＶに
て測定した静電容量より求めた誘電率、Ｔａｎδはこの
ときの誘電損失を示す。又１−ＲはＤＣ５ＯＶで測定し
た絶縁抵抗率、Ｂ．Ｄ．Ｖは昇圧破壊電圧、ＡＣ−Ｖは
実効値５０ＶＩＴｍｍ（７）ＡＣ電圧下、１ＫＨｚにて
測定したＴａｎδの値を示す。更にＴＣは２０℃を基準
として測定した静電容量の−３０℃及び＋８５℃におけ
る変化率を示す。この第１表から明らかなように、本発
明の組成物は誘電率が大きく、ＡＣ電圧による容量変化
が小さく、又曲げ強度が強いことが認められる。従来、
ＢａｚｒＯ３やＢ２ｌＳｎＯ３或いはＳｒＴｉＯ３等を
添加した組成ではＡＣ電圧特性が５０ＶＩｗ１下の捻ｎ
δ値にして約３〜７程度と高く、曲げ強度も６００〜７
００ｋ９ノｄと低かつたことからすると、極めて良好な
特性結果と考えられる。第１表の試料ＮＯｌ５の組成物
を使用し、第１図のような積層セラミックコンデンサを
試作し、特性を調べた結果を下記の第２表に示す。
第２表はＢａｔｌＯ３ｌＯＯ重量部に対して、Ｂａｚｒ
Ｏ３を３重量部、ＭｇＴｌＯ３を０．４重量部、ＭｎＯ
２を０．２重量部添加して２なる従来の代表的な組成物
を用いて試作したコンデンサの特性を併せて示している
。この場合、素体形状は３．０７朗×１．５６Ｔｆｒｍ
×０．５６噸である。尚第１図において、１は試料ＮＯ
ｌ５の組成物からなる磁器誘電体、２はパラジウム電極
、３は端子電極ノ（Ａｇ電極）である。又第２表で、Ｃ
及びＴａｎδは１ＫＨｚ．．ＡＣ１■で測定した値であ
る。Ｉ−Ｒｅはに−ＤＣ５Ｏ■にて測定した絶縁抵抗値
、Ｂ．Ｄ．Ｖｅは昇圧破壊電圧値である。又抵抗力は２
．５ｗｎのスパンで素体を支持し、素体中央部を０．５
Ｔｍ！ｎ刃巾のナイフで押さえたときの素子破壊直前の
圧力である。第２図はこの場合における等価直列抵抗の
周波数特性を示す。従来組成によるコンデンサの特性Ａ
に比して、本発明の試料ＮＯｌ５で試作したコンデンサ
の特性Ｂは高周波領域の特性が極めて良いことが明らか
である。又第３図は同じく本発明で試作したコンデンサ
の静電容量の温度変化率を示す。以上述べたように本発
明の組成物は積層セラミックコンデンサのような薄膜状
の誘電体として良好な特性を有する。
Ｏ３を３重量部、ＭｇＴｌＯ３を０．４重量部、ＭｎＯ
２を０．２重量部添加して２なる従来の代表的な組成物
を用いて試作したコンデンサの特性を併せて示している
。この場合、素体形状は３．０７朗×１．５６Ｔｆｒｍ
×０．５６噸である。尚第１図において、１は試料ＮＯ
ｌ５の組成物からなる磁器誘電体、２はパラジウム電極
、３は端子電極ノ（Ａｇ電極）である。又第２表で、Ｃ
及びＴａｎδは１ＫＨｚ．．ＡＣ１■で測定した値であ
る。Ｉ−Ｒｅはに−ＤＣ５Ｏ■にて測定した絶縁抵抗値
、Ｂ．Ｄ．Ｖｅは昇圧破壊電圧値である。又抵抗力は２
．５ｗｎのスパンで素体を支持し、素体中央部を０．５
Ｔｍ！ｎ刃巾のナイフで押さえたときの素子破壊直前の
圧力である。第２図はこの場合における等価直列抵抗の
周波数特性を示す。従来組成によるコンデンサの特性Ａ
に比して、本発明の試料ＮＯｌ５で試作したコンデンサ
の特性Ｂは高周波領域の特性が極めて良いことが明らか
である。又第３図は同じく本発明で試作したコンデンサ
の静電容量の温度変化率を示す。以上述べたように本発
明の組成物は積層セラミックコンデンサのような薄膜状
の誘電体として良好な特性を有する。
即ち、誘電率３０００以上の高誘電率を有し、電圧依存
性が小さく、高周波において等価直列抵抗が小さいとい
つた点て最近の市場ニーズに合致する組成であり、特に
電子チューナ等の領域において極めて利用価値が高いも
のであスー
性が小さく、高周波において等価直列抵抗が小さいとい
つた点て最近の市場ニーズに合致する組成であり、特に
電子チューナ等の領域において極めて利用価値が高いも
のであスー
第１図は本発明の組成物を用いて試作した積層セラミッ
クコンデンサを示す一部破断正面図、第ク２図は同セラ
ミックコンデンサにおける等価直列抵抗の周波数特性を
示す説明図、第３図は同じく静電容量の温度変化率を示
す説明図である。 １・・・・・・磁器誘電体、２・・・・・・パラジウム
電極、３・・・・端子電極。
クコンデンサを示す一部破断正面図、第ク２図は同セラ
ミックコンデンサにおける等価直列抵抗の周波数特性を
示す説明図、第３図は同じく静電容量の温度変化率を示
す説明図である。 １・・・・・・磁器誘電体、２・・・・・・パラジウム
電極、３・・・・端子電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ＢａＴｉＯ＿３１００重量部に対して、ＣａＴｉＯ
＿３１〜５重量部、Ｔａ＿２Ｏ＿５１〜４重量部、Ｄｙ
Ｏ＿３１〜４重量部を添加させた高誘電率磁器組成物。 ２ Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏの酸化物の内少なく
とも一種を主成分に対して０．０１〜０．５ｗｔ％含有
させた特許請求の範囲第１項記載の高誘電率磁器組成物
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024966A JPS6051203B2 (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57024966A JPS6051203B2 (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58142705A JPS58142705A (ja) | 1983-08-24 |
| JPS6051203B2 true JPS6051203B2 (ja) | 1985-11-13 |
Family
ID=12152708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57024966A Expired JPS6051203B2 (ja) | 1982-02-17 | 1982-02-17 | 高誘電率磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6051203B2 (ja) |
-
1982
- 1982-02-17 JP JP57024966A patent/JPS6051203B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58142705A (ja) | 1983-08-24 |
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