JPS6237802A - 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し、特に、誘電率の値
が１５０００以上と高く、焼結温度が９５０℃〜１００
０℃と低く、かつ常温及び高温での体積抵抗がＩＱＩＩ
Ωｃｍ以上と高く、かつＥＩＡ規格のＺ５Ｕ特性を満た
すような誘電体磁器組成物に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

従来より、高誘電率系磁器コンデンサ材料として、Ｂａ
ＴｉＯ３を主体とし、これにＣａＴｉＯ３、Ｂ　ａ　Ｓ
　ｎ　Ｏ３、ＣａＺｒ０１、Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　Ｏ３等を
添加したものが使用されてきた。これは、室温での誘電
率が２０００〜１５０００と高い材料である。しかし、
これらの組成系は、その焼結温度が１３００〜１４００
℃と高い欠点を有していた。このため、焼成コストが高
くつき、さらに積層磁器コンデンサにおいては、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、電極材料は、１３００℃以上
の高温で溶融したり、酸化したり、誘電体と反応したり
しない貴金属、例えば白金やパラジウム等を用いなけれ
ばならなかった。

以上の点を改良すべ（、新たにＰｂ（Ｍｇ＋ｚ３Ｎｂｚ
ｚ３）０＋Ｐｂ（Ｚｒ＋＋ｚｓＮｂｚ７３）Ｃ１＋　　
ｐｂ’ｒｉｏ３系の組成物が提示された（特開昭５７−
２７９７４号公報）。

この組成物では、比誘電率１００００以上、焼結温度１
０３０〜１１５０℃という特性を得ていた。

しかしさらに、誘電率において高い値が望まれていた。

また、焼結温度においても１０００″Ｃ以下の低温で安
定な焼成が行えることが望まれていた。

さらにまた、良好な容量の温度特性を有し、ＥＩＡ規格
のＺ５Ｕ特性を満足する組成物が望まれていた。

そこでこの発明は、上記のような要望に応えることがで
きる誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。

〔実施例〕

出発原料として、工業用のＰｂ＋Ｏｎ　、ＭｇＯ１Ｎｂ
ｚＯｙ、、ＴｉＯ２、ＺｎＯ，ＭＯＯ３、Ｃｕｂ、ＷＯ
ｓ、ＢａＣ０，、Ｃａ　ＣＯ３、Ｓ　ｒ　ＣＯ３、Ｍｎ
Ｃ０＋を用意し、これらを秤量し、予めＰｂ（Ｍｇ＋、
ｚ＋Ｎｂｚｚｚ）　Ｏ’３、Ｐｂ（Ｚｒ＋＋ｚａＮｂｚ
／＋）　０３、ＰｂＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｃｕ＋／ｚＷ＋７
ｇ）０＋、Ｂａ（Ｃｕｌ／２Ｗｌ／２）０３、Ｃａ（Ｃ
ｕ＋／ｚＷ＋ｚｚ）０＋、５ｒ（Ｃｕ＋ｚ２Ｗ’＋ｚｚ
）（）＋、ｐ　ｂ（Ｚ　ｎｌｚｇＭＯｌｚｚ）　０３、
Ｂａ（Ｚｎ＋ｚ２Ｍｏ＋ｚｚ）０３、Ｃａ（Ｚｎ＋ｙｚ
ＭＯ＋ｙ＊＞０３、Ｓ　ｒ（Ｚ　ｎ＋／ｚＭｏ＋／ｚ）
　０３となるように各々配合した。次に、Ｐ　ｂ　Ｔ　
ｉ　Ｏ３は９５０℃で、その他の組成物は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化合物粉体とＭｇＯおよ
びＭｎＣ０，を第１表の各所望の配合比となるよう配合
し、酢酸ビニル系バインダを５重量部加え、ボールミル
によって湿式混合した。その後蒸発乾燥し、整粒により
粉末状にして、これを１　ｔｏｎ／ｃｍ”の圧力で直径
１２ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ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、第２表の「焼成温度
」に記載した各温度で１時間焼成した。後に電極として
Ａｇペーストを８００℃で焼付け、各試料について誘電
率（ε）、誘電正接（ｊａｎδ）及び比抵抗（ρ）を測
定し、それぞれの値を第２表に示した。ここで、誘電率
、誘電正接は２５℃の条件下でｌＫＨｚｌＶｒｍｓで測
定されたものであり、比抵抗は２５℃及び８５℃の条件
下でり、　Ｃ，５００Ｖ／＋ｎｍ印加し２分後に測定し
たものであり、温度特性については２５℃を基準として
、１０℃、８５℃での変化率を測定したものである。

第１表、第２表中の＊印を付した試料はこの発明の範囲
外のものであり、それ以外はこの発明の範囲内である。

（以下余白） 第１表、第２表に示した各実施例に基づいて、添付の図
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Ｘ　Ｐｂ（Ｍｇ＋７３Ｎｂｚｚ＋）０＋　　
Ｙ　Ｐｂ（Ｚｎ＋７３Ｎｂｚｚ３）０＋ＺＰｂＴｉＯａ
（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　（８９，０，１，０，１
０，０）　、Ｂ　（８０゜０．１０．０，１０．０）、
Ｃ（５９，５，４０゜０．０．５）　、Ｄ　（９Ｂ、５
，１．０，０．５）の４点で囲まれる領域に相当し、更
に副成分として、ＭｇＯを１．０重量部以下含有し、さ
らにまたＡ（Ｃ＋ｇ７４Ｗ＋ｚｚ）０３で表される組成
物を０゜５重量部以上５．０重量部以下含有し、さらに
またＢ　（Ｚ　ｎ＋ｚｚＭｏ＋ｚｚ）　０３で表される
組成物を０．５重量部以上５．０重量部以下含有するこ
とを特徴とする磁器組成物である。すなわち、本発明者
らはすでに、Ｐｂ（Ｍｇ＋７３Ｎｂｚｚ＋）’０３、ｐ
ｂ（Ｚｎ＋ｚ＋Ｎｂｚｚｓ）Ｏｓ、ＰｂＴｉ０．から成
る磁器組成物を提案しているが、本発明はこの組成内で
更にＭｇＯを１．０重量部以下含有せしめ、更にまたＡ
（Ｃｕ＋／ｚＷ１／２）Ｏ３で表される組成物を０．５
重量部以上５．０重量部以下含有せしめ、Ｂ（Ｚｎ＋／
ｚＭｏ＋ｚｚ）０３で表される組成物を０．　５重量部
以上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、より低温での焼結を可能ならしめ、さ
らに良好な容Ｎ温度特性を得たものである。なお、Ａ及
びＢは、Ｐｂ、　Ｂａ、　Ｓｒ、Ｃａより選ばれる一種
以上の元素である。

以下に、第１表、第２表および図面に従い、組成範囲限
定の理由を述べる。試料番号１のように、Ｐｂ（Ｚｎ＋
７３Ｎｂｚｚ＋）　０３が１．０重量％未満では、焼結
温度が１０００℃以上と高く、誘電率１５０００以上の
ものが得られない。また試料番号４のように、Ｐ　ｂ　
Ｔ　ｉ　Ｏｘがｌ０００重量％より多い時は、焼結温度
が１０００℃以上と高く、誘電率も１５０００に満たず
、さらに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、ＰｂＴｉ０．が０．５重量
％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は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を添加しない試料番号１４では、誘電率が１
５０００以下となり好ましくない。さらにまたＭｇＯを
１．０重量％より多い量を添加した試料番号１６では、
誘電率が著しく低下し、かつ焼結温度が１０００℃以上
となり好ましくない。さらにまたＭ　ｎ　Ｏｚを０．５
重量％より多く添加した試料番号１８では、高温での比
抵抗が１０１Ωｃｍ以下となり好ましくない。さらにま
た試料番号１９のように、Ａ（Ｃｕ＋／ｚＷ＋７ｚ）Ｏ
ａが０゜５重量％未満では、焼結温度が１０００℃以上
となり好ましくない。さらにまた試料番号２３のように
、Ａ（ＣＵＩ／２Ｗｌ／２）０３が５重量％を超える時
、誘電率が著しく低下し、ｔａｎδも３％を超え、かつ
常温及び高温での比抵抗がＩＱＩＩΩｃｍ以下となり好
ましくない。さらにまた試料番号２０のように、Ｂ　（
ＺｎＩｙｚＭｏ＋ｙｚ）０３が０．５重量％未満では、
焼結温度が１０００℃以上となり好ましくない。さらに
また試料番号２４のように、Ｂ（Ｚｎ＋ｚｚＭｏ＋ｚｚ
）　０３が５重量％を超える時、誘電率が著しく低下し
、ｔａｎδも３％を超え、かつ常温及び高温での比抵抗
が１０１１Ωｃｍ以下となり好ましくない。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、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
及び高温（８５℃）での比抵抗が１０１１Ωｃｍ以上と
高く、焼結温度が９５０℃〜１０００°Ｃと低く、かつ
比誘電率の変化率が小さい、ＥＩＡ規格のＺ　５　ｔＪ
特性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、省エネルギー化及び安定生産化を可能にした
。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明に係る組成物の主成分の３成分組成図
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿
   ３−Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）Ｏ＿３
   −ＰｂＴｉＯ＿３の固溶体に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＿
   ４：６８．０５〜６９．６０ ＭｇＯ：２．４１〜４．００ ＺｎＯ：０．０８〜３．１５ Ｎｂ＿２Ｏ＿５：２４．０１〜２６．６６ ＴｉＯ＿２：０．１３〜２．５９ であり、かつ、 ３成分組成図で〔Ｐｂ（Ｍｇ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／
   ＿３）Ｏ＿３、Ｐｂ（Ｚｎ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿
   ３）Ｏ＿３、ＰｂＴｉＯ＿３〕の配合比（重量％）は、
   Ａ（８９．０、１．０、１０．０）、Ｂ（８０．０、１
   ０．０、１０．０）、Ｃ（５９．５、４０．０、０．５
   ）、Ｄ（９８．５、１．０、０．５）の４点で囲まれる
   領域内に選ばれる誘電体磁器組成物を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を
   含まない）を含有し、更にＡ（Ｃｕ＿１＿／＿２Ｗ＿１
   ＿／＿２）Ｏ＿３で表される組成物を０．５重量部以上
   ５．０重量部以下含有し、さらにまたＢ（Ｚｎ＿１＿／
   ＿２Ｍｏ＿１＿／＿２）Ｏ＿３で表される組成物を０．
   ５重量部以上５．０重量部以下含有することを特徴とす
   る磁器組成物。 ここで、Ａ及びＢは、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ば
   れる一種以上の元素。
2. （２）前記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を含ま
   ない）含有し、さらにＡ（Ｃｕ＿１＿／＿２Ｗ＿１＿／
   ＿２）Ｏ＿３で表される組成物を０．５重量部以上５．
   ０重量部以下含有し、さらに Ｂ（Ｚｎ＿１＿／＿２Ｍｏ＿１＿／＿２）Ｏ＿３で表さ
   れる組成物を０．５重量部以上５．０重量部以下含有し
   、さらにまたマンガンをＭｎＯ＿２に換算して０．５重
   量部以下（０を含まない）含有する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。 ここで、Ａ及びＢは、Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａより選ば
   れる一種以上の元素。