JPS6199210A - 磁器誘電体組成物 - 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、かつ誘電損失の少ない優れた誘電
体磁器組成物に関するものである。

（従来の技術） 従来、誘電率が高く、誘電率の温度変化の小さな磁器組
成物として、ＢａＴｉＯ３にＮｂ、０．−１１ｎＯを添
加したもの（特公昭５７−４１０４２）、）Ｊｌ）、０
．−　Ｃｏｏ等を添加したもの（Ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｍ
ｐｏｎｅｎｔ　５ｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄＴｅｃ、、１９
７６、Ｖｏｌ、２　、Ｐ、２４１〜２４７Ｊ、Ｎｂｚ０
５　ＭｇＯを添加したもの（特開昭４８−５３２９７）
、Ｎｂ２Ｏ，−ＭｇＯ−ＣａＴｉＯ３を添加したもの（
特公昭５７−２３３６６）、ＮｉＮｂ、Ｏｂ　−Ｓｍ、
Ｏ，を添加したもの（特開昭５７−８８６１１）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
ン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、ＢａＴ
ｒＯ，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
能が得られにくいこと、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り、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、ＢａＴｒＯ，にＮｄ２Ｏ３、Ｎｂｚ
ＯｓＳｒＯｚ、ＭｎＯ，、ＣｏＯを添加したものが知ら
れている（特開昭５７−９２５７５）。しかし、該組成
物の焼結温度は１２５０℃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（、誘明。

電率の温度変化率が、ＪＩＳの特級ＹのＢ特あるいはＥ
ＩＡ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） ＢａＴｉＯｘにＮｂｔＯｓ　／ＭｇＯのモル比を２．３
〜４の範囲になるようにＮｂｚ０５とＭｇＯ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℃と記載されている。しか
し、該発明の組成を用いても、１２００℃では焼結は不
十分で１、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０組成物を見
出ｌ−７・す５ち・本発明″１　　　　　、器組成物は
、チタン酸バリウム９５．２０〜９８．５８重量％、酸
化プラセオジウム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸
化ジスプロシウムのうち少なくとも１種を０．５２〜１
．５０重量％、酸化ニオブ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１０
．４ないし１：２．２の範囲にあ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°Ｃ
程度の低温で焼結が可能となり、比誘電率も２０００程
度と高（、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、ｔａｒｉ　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０．０７〜０．５　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
化プラセオジウム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸
化ジスプロシウム、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系が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、ＢａＴｉＯｘとじて９５．２０〜９８．５８重量％
であり、その割合が９８．５’８重景％を超えると焼結
困難で、さらに、誘電率の温度変化率も大きくなる。９
５．２０重量％未満では誘電率が小さく、実用的でない
。酸化プラセオジウム、酸化ネオジム、酸化サマリウム
、酸化ジスプロシウムの割合は、ＰｒｂＯ１イＮｄｚ０
３　、ＳｍｚＯ，，０ｙ２０３として合計０．５２〜１
．５０重量％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、ＭｇＯとして０．０５〜０．３５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。Ｍｇ
ＯとＮｂ２Ｏ，ｔ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１、　ＰｒａＯ＋　ｒ、ＮｄｚＯｓ
　、Ｓｍ２Ｏ３、Ｄ、３１ｚＯ：＋の合計当量とＭｇＯ
の当量の比が４７３〜４１５の場合、得られる磁器組成
物は高誘電率で、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。

５　　　　　　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５〜８ｍ／ｇであ
るチタン酸バリウムに、酸化プラセオジウム、酸化ネオ
ジム、酸化サマリウム、酸化ジスプロシウムがら選ばれ
た少なくとも１種、酸化ニオブ、および酸化マグネシウ
ムを第１表の割合で添加し、純水を加え混合する。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、２ｔ／ａｉｌ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１２２０”Ｃで５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、５００Ｖ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、試料嵐１．７．８．１１．１２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　　　　
　　　１ものは１２２０℃で焼結可能で、その磁器特性
も比誘電率が２０００程度と高い値を示し、誘電率の変
化率も小さく、かつ誘電損失が小さいことがわかる。

（発明の効果） 以下のように、本発明により次の効果が見出された。

（１）ビスマス化合物を含まず、１２００’ｌ：’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、コスト面が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
   プラセオジウム、酸化ネオジム、酸化サマリウム、酸化
   ジスプロシウムのうち少なくとも１種を０．５２〜１．
   ５０重量％、酸化ニオブ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１：０
   ．４ないし１：２．２の範囲にあることを特徴とする磁
   器誘電体組成物。