JPS6199207A - 高誘電率系磁器組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁器組成物、特に１２００℃程度の低温で焼
結でき、広い温度範囲にわたって誘電率の変化率が小さ
く、誘電率が大きく、かつ誘電損失め少ない優れた誘電
体磁器組成物に関するものである。

（従来の技術） 従来、誘電率が高＜、誘電率の温度変化の小さな磁器組
成物として、ＢａＴｉＯ３にＮｂ、Ｏ，−ＭｎＯを添加
したもの（特公昭５７−４１０４２）、Ｎｂ、０．−Ｃ
ｏＯ等を添加したもの（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｍｐｏｎｅ
ｎｔ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃ、、１９７６、Ｖ
ｏｌ、２　、Ｐ、２４１〜２４７）、Ｎｂ２Ｏ５ＭｇＯ
を添加したもの（特開昭４８−５３２９７）、ＮｂｚＯ
ｓ　−ＭｇＯ−ＣａＴｉ０ｔを添加したもの（特公昭５
７−２３３６６）、Ｃ０ＮｂｚＯｂＬａｚ０３を添加し
たもの（特開昭５７−８８６１２）など多（のちのが知
られていた。

しかしながら、それらの組成物を焼結する温度は、いず
れも１３５０〜１４００℃の高温である。そのため、こ
れを積層形コンデンサーに利用する場合、内部電極材料
として、この高温の焼結温度に耐え得る白金、パラジウ
ム等の高価な貴金属を使うことが必要であり、コストア
ップの最大の原因になっていた。それ故、積層形コンデ
ンサーを安価に製造するには、銀を主成分とする安価な
金属を内部電極に使用できるような、１２００℃程度の
低温で焼結できる磁器組成物が望まれてきている。′現
在までに低温で焼結できる磁器組成物として、ＢａＴｉ
Ｏ３にビスマス化合物を添加した組成物が知られている
が、それらは焼成時に成分の蒸発が著しく安定した性能
が得られに（いこと、さらに、高周波特性における誘電
損失が大きいこと等の欠点があ”す、積層形コンデンサ
ー用の磁器組成物として未だ満足できるものではない。

また、ビスマス化合物を含有せずに比較的低温で焼結で
きる組成物として、ＢａＴｒＯ３にＮｄｚＯ，、Ｎｂ、
ｏ５ＳｒＯ□、ＭｎＯ□、ＣｏＯを添加したものが知ら
れている（特開昭５７−９２！５７５）。しかし、該組
成物の焼結温度は１２５０°Ｃであり、さらに、得られ
る磁器の誘電損失（ｔａｎ　δ）の値は１％と大きく、
特性的にも満足できるものではない。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは、ビスマス化合物を含有することなく低温
で焼結でき、なおかつ誘電率が高く、誘電率の温度変化
率が、ＪＩＳの特級ＹのＢ特あるいはＥＩＡのＸ７Ｒ特
性のように小さく、誘電損失の小さい誘電体磁器組成物
を得ることを目的とし、以下の発明に至った。

（問題点を解決するための手段） 特開昭５７−２０８００３の明細書には、組成物中のＣ
ｅＯ□は焼成温度を低下せしめる効果があると記載され
ている。しかし、実施例においてＣｅＯ□を０．１０〜
０．２９重量％添加したＢａＴｉＯｓ　　Ｃｏｚ０３　
　ＮｂｚＯｓ−ＣｅＯｚ　−ＴｉＯ：＋の配合物の焼結
温度は１３５０〜１４００°Ｃであり、低温焼結の点で
満足できるものではない。

、　　また、ＢａＴｉ０：＋にＮｂｚＯｓ　／ＭｇＯの
モル比を２．３〜４の範囲になるようにＮｂｚｏｓとＦ
′Ｉ、、ｏを加え、これに希土類を０．１〜０．５重量
％添加した組成物が特公昭５５−１９００７に示され、
実施例において、焼結の温度は１２００〜１３８０°Ｃ
と記載されている。しかし、該発明の組成を用いても、
１２００°Ｃでは焼結は不十分で、絶縁抵抗値も小さい
ものであった。該発明の組成で希土類酸化物を０．５重
量％以上に増やすことにより、１２００℃で十分焼結し
、絶縁抵抗値も大きくなる。しかし、誘電率の温度変化
率は大きくなり、望ましい温度特性のものは得られない
。

そこで、本発明者らは、低温焼結性を保ち、なおかつ高
い誘電率と良好な温度特性、低いｔａｎ　δ値を持つ組
成について鋭意研究を重ねた結果、本発明の組成物を見
出した。すなわち、本発明の磁器組成物は、チタン酸バ
リウム９５．２０〜９８．５８重量％、酸化セリウム０
．５２〜１．５０重量％、酸７化ニオブ０．８５〜３．
００重量％、酸化マグネシウム０．０５〜０．３５重量
％を含み、かつ酸化マグネシウムに対する酸化ニオブの
モル比がｌ：ｏ、４ないし１：２．２の範囲にあること
を特徴とする。

本発明の組成範囲および組成比のものは、１２００℃程
度の低温で焼結が可能となり、比誘電率も２０００程度
と高く、広い温度範囲で誘電率の温度変化率も小さい。

さらに驚くべきことには、誘電損失（ｔａｎ　δ）も０
．７％以下と小さく、従来報告されているものに比べ著
しく改善されたものである。

積層コンデンサーの場合には、ｔａｎ　δのとくに小さ
い組成物が望まれており、その点においても、本発明の
磁器組成物は工業的価値の大きいものである。

本発明で使用されるチタン酸バリウムは、固相法、液相
法、蓚酸塩法、アルコキシド法等のいずれの製法より得
られるものでもよい。平均粒径が０．０７〜０６５　μ
ｍで粒径のそろったものを用いた場合、均一な微構造の
磁器が得られ、絶縁抵抗値がさらに大きくなり、その値
のばらつきも小さいものになる。また、本発明では、酸
化セリウム、酸化ニオブ、酸化マグネシウムとして酸化
物をそのまま用いることができるが、水酸化物、炭酸塩
、硝酸塩、蓚酸塩、アルコキシド等、焼結温度以下で分
解し酸化物となるものであれば、いずれのものも使用で
きる。酸化物となった時の平均粒径が３μｍ以下である
ものが、より好適に使用できる。

本発明における磁器組成物中のチタン酸バリウムの割合
は、ＢａＴｒＯ：＋とじて９５．２０〜９８．５８重量
％であり、その割合が９８．５８重量％を超えると焼結
困難で、さらに、誘電率の温度変化率も太き（なる。９
５．２０重量％未満では誘電率が小さく、実用的でない
。酸化セリウムの割合は、ＣｅＯ□として０．５２〜１
．５０重重景であり、その割合が０．５２重量％未満で
は焼結困難で、絶縁抵抗値が低くなる。１．５０重量％
を超えると誘電率の温度変化率が大きくなる。酸化ニオ
ブの割合は、ＮｂｚＯｓとして０．８５〜３．００重量
％であり、その割合が０．８５重量％未満では焼結困難
となり、３．００重量％を超えると誘電率が小さく、温
度変化率も大きくなる。酸化マグネシウムの割合は、Ｍ
ｇＯとして０．０５〜０．３５重重量であり、その割合
が０．０５重量％未満では温度変化率が大きく　、０．
３５重量％を超えると誘電率が小さい。ＭｇＯとＮｂ２
Ｏ５のモル比は０．４〜２．２の範囲であり、そのモル
比が０．４未満では誘電率が小さく　、２．２を超える
と誘電率の温度変化率が大きく、ｔａｎ　δも大きくな
る。また、ＭｇＯとＣｅＯ，のモル比は３／４〜５／４
の範囲にある場合、高誘電率で、温度特性も良好になり
好ましい。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

出発原料として、ＳＥＭ粒径の平均粒径が０．２〜０．
３μｍで、比表面積が５〜８ｒｄ／ｇであるチタン酸バ
リウムに、酸化ニオブ、酸化セリウム２、　　　　　お
よび酸化−グネシウムを第１表の割合で添加し、純水番
加え混合する。混合物を乾燥した後に、粘結剤としてポ
リビニルアルコールを適当量加え、’ｌ　ｔ　／　ｃｒ
ｌの成形圧力で直径１５ｍｍ、厚さ０．６ｍｍの円板状
成形物を作成した。次に、これを１２００℃で３時間焼
結した。焼結した円板の両端面に１０ｍｍφの銀電極を
７４０℃で焼付け、それぞれの電気特性を評価した。こ
こで、誘電率と誘電損失（ｔａｎ　δ）をＬＣＲメータ
ーを用いて１ｋＨｚで測定した。絶縁抵抗値は高絶縁抵
抗計を用い、５００　Ｖの電圧を印加した場合の読み取
り値である。誘電率の変化率％は２０℃を基準とした。

第１表において、試料階１，２，３，９，１０，１１，
１７．１８は本発明の範囲外のものである。

第１表より明らかなように、本発明の範囲内のものは１
２００℃で焼結可能で、その磁器特性も比誘電率が２０
００程度と高い値を示し、誘電率の変化率も小さく、か
つ誘電損界が小さいことがわかる。

（発明の効果） 以下のように、零発−により次の効果が見出された。　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　１（１）ビスマス化合物を含まず、１２００″Ｃ程
度の低温焼結が可能である。

（２）特性面において比誘電率が２０００以上と高く、
しかも、その温度による変化率が小さい。

（３）誘電損失が小さい。

したがって、本発明の磁器組成物は、電気特性的にもき
わめて優れており、コスト面からもきわめて有利である
ので、工業上価値の大きいものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタン酸バリウム９５．２０〜９８．５８重量％、酸化
   セリウム０．５２〜１．５０重量％、酸化ニオブ０．８
   ５〜３．００重量％、酸化マグネシウム０．０５〜０．
   ３５重量％を含み、かつ酸化マグネシウムに対する酸化
   ニオブのモル比が１：０．４ないし１：２．２の範囲に
   あることを特徴とする高誘電率系磁器組成物。