JPS6231906A - 誘電体磁器組成物 - 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） この発明は、誘電体磁器組成物に関する。

（従来技術） 従来、高誘電率系磁器コンデンサ材料として、Ｂａ　Ｔ
　ｉ　Ｏ３を主体とし、これに、ＣａＴｉ０ａ。

ＢａＳｎＯ３，ＣａＺｒＯ３，５ｒＴｉＯ，等を添加し
たものが使用されてきた。これらの材料は、室温での誘
電率が２０００〜１５０００と高い材料である。

（発明が解決しようとする問題点） 従来のこれらの組成系は、その焼結温度が１３Ｏ０〜１
４００℃と高いという欠点を有している。

そのために、焼成コストが高くつき、さらに、積層磁器
コンデンサを作成する場合においては、生の磁器シート
の上に電極を予め形成したものを、複数枚積み重ねてか
ら焼成されるので、この電極材料としては、１３Ｏ０℃
以上の高温においても、溶融したり酸化したりあるいは
誘電体と反応したりすることがない貴金属、たとえば白
金やパラジウム等を用いなければならなかった。

以上の点を改良するために、本願発明者は、先に誘電体
磁器組成物として、Ｐｂ　（Ｍｇ＋ｚ３Ｎｂｚ／３）０
３　Ｐｂ　（Ｚｎ＋ｚａ　Ｎｂｚ／３）０３　　ＰｂＴ
ｉｏ、系の組成物を提示した（特開昭５７−２７９７４
号）。

この組成物では、比誘電率１００００以上、焼結温度１
０３Ｏ〜１１５０℃という特性を得ることができた。し
かし、さらに、誘電率において高い値を示す磁器組成物
の開発が望まれていた。

また、静電容量の温度特性についても、さらに良好なＥ
ＩＡ規格Ｚ５Ｕを満たすことが望まれていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、誘電率の値が１
５０００以上と高（、静電容量の温度特性がＥＩＡ規格
のＺ５Ｕを満足し、かつ常温および高温での体積抵抗が
ＩＱＩＩΩｃｍ以上と高い、誘電体磁器組成物を提供す
ることである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、Ｐｂ　（Ｍｇ＋／＋　Ｎｂｔ／ｓ　）０３
−Ｐｂ　（Ｚｎｌｚ＋　Ｎｂｚ／ｓ　）　０３　　Ｐｂ
ＴｉＯ３の固溶体より成る磁器組成物において、 個々の酸化物組成比率（重量％）が、 Ｐｂ３Ｏ４６８，０５〜６９．６０ ＭｇＯ　　　　　２．４１〜４．００ ＺｎＯ０，０８〜３．１５ Ｎｂ、ｏ、、　　　２４．０１〜２６．６６Ｔｉｅ、　
　　　　０．１３〜２．５９であり、かつ、 （Ｐ　ｂ　（Ｍｇ＋／３Ｎｂｚ７３）　０３　、　Ｐ　
ｂ　（Ｚｎ１／３　Ｎｂｚｚ＋　）　Ｏｓ　＋　　Ｐ　
ｂＴ　ｉ　０３　）の配合比（重量％）が、Ａ　（８９
，０，１，０，１０，０）、Ｂ　（８０，０，１０，０
，１０，０）　、Ｃ（５９゜５．４０．０，０．５＞　
、Ｄ　（９Ｂ、５，１．０゜０．５）の各点を頂点とす
る多角形領域内より選ばれる主成分を１００重量部とし
たとき、副成分として、ＭｇＯを１．０重量部以下（０
重量部を含まず）含有し、さらに、Ａ　（Ｃｕ　Ｉ／３
　Ｔ　ａ　２／３）０３　（ただし、Ａはｐｂ、Ｂａ、
Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素）で表される組
成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下含有したこ
とを特徴とする、誘電体磁器組成物である。

また、必要に応じ副成分として、さらにマンガンをＭｎ
Ｏ□に換算して０．５重量部以下（０重量部を含まず）
含有することも許される誘電体磁器組成物である。

（発明の効果） この発明によれば、誘電率が１５０００以上の高い値を
示し、誘電正接が３％以下と小さく、室温および高温（
８５℃）での比抵抗が、１０１１Ωω以上と高く、静電
容量の温度特性がＥＩＡ規格Ｚ５Ｕを満たす誘電体磁器
組成物が得られ、磁器コンデンサ、特に積層磁器コンデ
ンサの小型化、大容量化、コストダウン、省エネ化を図
ることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

（実施例） 出発原料として、工業用のＰ　ｂｓ　０４　、　Ｍｇ　
Ｏ。

Ｎｂ、’　Ｏｓ　＋　Ｔｉｅ、＋　　ＺｎＯ，Ｃｕｂ、
Ｔａ。

Ｏｓ　、Ｂ　ａ　ＣＯ３＋　　Ｓ　ｒ　ＣＯ３ｒ　　Ｃ
ａ　ＣＯｓ　　＋　　ＭｎｃＯ３を用意し、これらを秤
量して、予めｐｂ（Ｍｇ＋ｚｉ　Ｎｂｔｚ＋　）０３＋
　　Ｐｂ　（Ｚｎ＋／ｓ　Ｎｂ＊ｙ３）Ｏｓ　、ＰｂＴ
ｌ０３　、Ｐｂ　（Ｃｕｌ／３　Ｔａａ／３）０３　、
Ｂａ　　（Ｃｕ＋ｙ３Ｔａｔ／ｓ　）Ｏｓ　＋　　Ｓｒ
　（Ｃｕｌ／３　Ｔａｚ／＋　）０３．Ｃａ　　（Ｃｕ
＋７＋　Ｔａ、、、）Ｏ，となるように各々配合した。

次いで、ＰｂＴ１０３を９５０℃で、その他の組成物（
Ｐ　ｂ　（Ｍｇ＋ｚ＋　Ｎｂｆｆ１／３　）　０３　、
　Ｐ　ｂ　（Ｚｎ＋／３Ｎｂｚ／ｚ　）０３．Ｐｂ　（
Ｃｕ＋７＋　Ｔａｚ／３）０３＋　Ｂａ　（Ｃｕ＋／３
Ｔａｔ／ｓ　）Ｏｓ　＋　　５ｒ（Ｃｕ＋／＋　Ｔａｚ
ｙｚ　）０３　＋　Ｃａ　（Ｃｕ＋ｚ３　Ｔａ２／３　
）　０３　）を８５０℃で、それぞれ個々に２時間仮焼
し、所定の化合物粉体を得た。

次に、このようにして得られた主成分たる化合物粉体と
副成分たるＭｇＯおよびＭｎＣＯ５を表−１に示す各所
望の配合比となるように配合し、それに結合剤として酢
酸ビニル系バインダを５重量部加え、ボールミルによっ
て、１０〜２０時間湿式混合した。その後、これによっ
て得られた混合物を蒸発乾燥し、整粒により粉末状にし
て、これを１ｔｏｎ／ｃＪの圧力で直径１２ｍｍ、厚さ
１゜５鰭の円板に成形した。この円板を、鉛雰囲気を有
する電気炉を用いて、表−２の「焼成温度」の欄に記載
した各温度で、各々１時間焼成した。得られた磁器円板
の両面に電極を形成すべくＡｇペーストを８００℃で焼
き付け、測定試料１〜２２を作成した。

各試料について、誘電率（ε）、誘電正接（ｔａｎδ）
および比抵抗（ρ）を測定し、それぞれの値を表−２に
示した。なお、誘電率および誘電正接は、温度２５℃、
周波数１ｋＨｚ、測定電圧Ｉ　Ｖｒ、ｍ、ｓ、の条件下
で測定したものであり、比抵抗は、温度２５℃および８
５℃で、Ｄ、Ｃ，５００Ｖ／ｍを印加し２分後に測定し
たものであり、また温度特性については、２５℃を基準
として、１０℃および８５℃での変化率を測定したもの
である。

表−１および表−２中、＊を付した試料は、この発明の
範囲以外のものであり、残りの試料は、この発明の範囲
内のものである。すなわち、表−１および表−２中、試
料番号１，４，８，１１゜１３．１４，１６，１８．１
９および２２は発明の範囲外のもので、試料番号２．３
，５，６，７゜９．１０，１２，１５．１７．２０およ
び２１は発明の範囲内のものである。

表−１および表−２に示した各実験例の結果に基づいて
、図面に主成分の３成分組成図（３元図）を示した。な
お、この図面において丸印を付した数字は各試料番号を
表す。

この図面に、この発明の範囲内にある主成分の配合比を
示す領域を、頂点Ａ、Ｂ、ＣおよびＤを有する四角形で
記入した。すなわち、上述の３成分系の磁器組成物にお
ける配合比を、ＸＰｂ（Ｍｇ＋／ｓ　Ｎｂｚｙｓ　）０
３　　ＹＰｂ　（Ｚｎ＋／３Ｎｂｚｙ３）０３　　ＺＰ
ｂＴｉＯｓ　　（ただし、ｘ、ｙ、ｚは各成分の重量％
を表し、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１００゜０）と表したとき、この
発明の主成分の範囲（Ｘ。

Ｙ、　　Ｚ）　　は、Ａ　（８９，０，１，０，１０，
０）、Ｂ　（８０，０，１０，０，１０，０）　、Ｃ（
５９゜５、　４０．Ｏ，０，５）　　、Ｄ　　（９Ｂ、
５．　１．０゜０．５）の４点で囲まれる領域内の配合
比に相当し、さらに、この主成分を１００重量部とした
とき、副成分として、ＭｇＯを１．０重量部以下（０重
量部を含まず）含有し、さらにまたＡ　（Ｃｕ１／３　
Ｔａｇｚ３）　Ｏｓ　　（ただし、Ａは、Ｐｂ、Ｂａ。

Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素）で表される組
成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下含有したこ
とを特徴とする磁器組成物である。

すなわち、前述したように本発明者らは、先にＰｂ　Ｃ
Ｍｇｒ／ｚ　Ｎｂｇ／ａ　）　Ｏｓ　＊　　Ｐ　ｂ　（
Ｚｎ＋７ｚ　Ｎｂａ／ｓ　）０３＋　　ＰｂＴｉ　０３
からなる磁器組成物を提案したが、この発明は、主成分
をこの組成内で、さらに、副成分として、ＭｇＯを１．
０重量部以下（０重量部を含まず）含有せしめ、さらに
また、Ａ　（Ｃｕ＋ｚ３Ｔａｔｙ３）Ｏｓ　　（ただし
、ＡはＰｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の
元素）で表される組成物を０．５重量部以上で５．０重
量部以下含有せしめることにより、誘電率の著しい向上
と良好な静電容量の温度特性を得たものである。また、
副成分として、さらにマンガンをＭｎＯ２に換算して０
．５重量部以下含有させることにより、比抵抗を大きく
することができる。　以下に、表および図に従い、この
発明に係る誘電体磁器組成物の組成範囲限定の理由を述
べる。

試料番号１のように、Ｐ　ｂ　（Ｚｎｒ／３Ｎｂｚ／３
）０３力月、Ｑｗｔ％未満では、焼結温度が１１５０℃
以上と高く、誘電率も１５０００以上のものが得られな
い。

また、試料番号４のように、ＰｂＴｉＯ３がＩＱ、Ｑｗ
ｔ％より多い時では、焼結温度が１１５０℃以上と高く
、誘電率も１５０００に満たず、さらにまた、ｔａｎδ
も３．０％を超え、好ましくない。

さらに、また試料番号８のように、ＰｂＴｉＯ３が０．
５ｗｔ％未満では、誘電率が低く１００００に満たない
。

さらに、また試料番号１１．１３のように、３成分図に
おいてＢ−Ｃ線より右上に位置する場合、誘電率が著し
く低くなり、ｔａｎδも３．０％を超え、好ましくない
。

さらにまた、ＭｇＯを添加していない試料番号１４では
、誘電率が１５０００に満たず、好ましくない。さらに
また、ＭｇＯを１．０ｗｔ％より多く添加した試料番号
１６では、誘電率が著しく低下し、かつ、焼結温度が１
１５０℃以上となり、好ましくない。

さらにまた、ＭｎＯ，を０゜５ｗｔ％より多く添加した
試料番号１８では、高温での比抵抗がＩＱｌｌΩｃＩｎ
以下となり、好ましくない。さらにまた、Ａ　（Ｃｕ’
＋ｙｓ　Ｔ　ａ　２／３　）　０３が０．５ｗｔ％未満
の試料番号１９では、８５℃における比誘電率の変化率
が一５６％より大きくなり、ＥＩＡ規格Ｚ５Ｕを満たさ
ず、さらにＡ　（Ｃｕ　ｌ／３　Ｔ　ａ　２／３　）０
３が５ｗｔ％より多い試料番号２２では、常温および高
温での比抵抗および誘電率が著しく低下し、いずれも好
ましくない。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の組成物のうち主成分の配合比を示す
３成分組成図である。 特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　岡　１）　全　啓 （ばか１名） 手続争甫正書印発） 昭和６１年０６月０９日 昭和６０年　特許願　第１７０１５５号２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　５５４０　ｆｉｔ大阪（０６）　７６
４−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３
Ｏ番地７゜補正の内容 明細書の発明の詳細な説明中の表−１を別紙の通り訂正
する。 以上 手続補正書 昭和６１年０８月２５日 昭和６０年　特許願　第１７０１５５号２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　材用製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　等５４０　！ｉｔ！大阪（０６）　７
６４−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目
３Ｏ番地昭和６１年０８月０５日（発送日） ７、補正の内容 別紙のとおり 以上 手続補正書（自船 昭和６１年０６月０９日 特許庁長官　宇　賀　道　部　殿 １、事件の表示 昭和６０年　特許願　第１７０１５５号２、発明の名称 誘電体磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　　（６２３）株式会社　行田製作所代表者　　村　１
）　昭 ４、代　理　人　■５４０　′ＩＲ大阪（０６）　’７
６４−５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目
３Ｏ番地自発補正 ６、補正の対象

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３
   −Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３−
   ＰｂＴｉＯ＿３の固溶体より成る磁器組成物において、 個々の酸化物組成比率（重量％）が、 Ｐｂ＿３Ｏ＿４６８．０５〜６９．６０ ＭｇＯ２．４１〜４．００ ＺｎＯ０．０８〜３．１５ Ｎｂ＿２Ｏ＿５２４．０１〜２６．６６ ＴｉＯ＿２０．１３〜２．５９ であり、かつ、 〔Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３、
   Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３、Ｐ
   ｂＴｉＯ＿３〕の配合比（重量％）が、Ａ（８９．０、
   １．０、１０．０）、Ｂ（８０．０、１０．０、１０．
   ０）、Ｃ（５９．５、４０．０、０．５）、Ｄ（９８．
   ５、１．０、０．５）の各点を頂点とする多角形Ａ、Ｂ
   、Ｃ、Ｄで囲まれる領域内より選ばれる主成分を１００
   重量部としたとき、副成分として、ＭｇＯを１．０重量
   部以下（０重量部を含まず）含有し、さらに、Ａ（Ｃｕ
   ＿１＿／＿３Ｔａ＿２＿／＿３）Ｏ＿３｛ただし、Ａは
   Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素｝
   で表される組成物を０．５重量部以上で５．０重量部以
   下含有したことを特徴とする、誘電体磁器組成物。 ２　３成分系〔Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿
   ３）Ｏ＿３−Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３
   ）Ｏ＿３−ＰｂＴｉＯ＿３〕から成る主成分１００重量
   部に対し、副成分として、ＭｇＯを１．０重量部以下（
   ０重量部は含まず）含有し、さらに、Ａ（Ｃｕ＿１＿／
   ＿３Ｔａ＿２＿／＿３）Ｏ＿３｛ただし、ＡはＰｂ、Ｂ
   ａ、Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種以上の元素｝で表され
   る組成物を０．５重量部以上で５．０重量部以下を含有
   し、かつマンガンをＭｎＯ＿２に換算して０．５重量部
   以下（０重量部を含まず）含有したことを特徴とする、
   特許請求の範囲第１項記載の誘電体磁器組成物。