JPS6237805A - 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１９１９
ｃｍ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
ＴｉＯｓを主体とし、これにＣａＴｉＯ３、ＢａＳｎＯ
３、ＣａＺｒ０ｚ、ＳｒＴｉＯｓ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、その焼結温度力月３００〜１４００℃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℃以上の高温で熔融し
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く、新たにＰｂ（Ｍｇ１／＋Ｎｂ２
／：＋）　０３Ｐｂ（Ｚｎ＋７３Ｎｂ２／＋）０３　Ｐ
ｂＴｉＯ３系の組成物が提示された（特開昭５７−２７
９７４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℃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＋０４　、ＭｇＯ２Ｎｂ
２０５、Ｔ　ｉ　Ｏｚ、ＺｎＯ，ＣｕＯ１Ｔ　ａ　２０
　ｓ、Ｍｏ０３Ｂ　ａ　ＣＯ３、ＣａＣＯ３，５ｒＣＯ
ｓ、ＭｎＣＯ３を用意し、コレラを秤ｉｉＬ、予めＰｂ
（Ｍｇ１／ｊ’１ｂ２／＋）　０３、Ｐｂ（Ｚｎ１／ｓ
Ｎｂｚ／＋）　０＋、ＰｂＴｉ０．、Ｐｂ（ＣｕＩ７＋
Ｔａ２／ｓ）　０３、Ｂａ（ＣｕｌｙｓＴａｚ／ｓ＞Ｏ
ｓ、Ｃａ（Ｃｕ１／３Ｔａ２／ｓ）　０３Ｓｒ（Ｃｕ１
／ｓＴａ２／ａ）Ｏｚ、Ｐｂ（Ｚｎ１／ｚＭＯ＋７ｚ）
Ｏｓ、Ｂａ（Ｚｎ１／ｚＭｏ１／＊）（）＋、Ｃａ（Ｚ
ｎＢｚＭＯ１／ｚ）　Ｏｓ、５ｒ（Ｚｎ１／ｚＭｏ１／
ｚ）Ｏｉとなるように各々配合した。次に、ＰｂＴｉＯ
３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Ｍｇ’ＯおよびＭ
ｎＣＯ３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１
２ｍｍ、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Ａ
ｇ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Ｉ　ＫＨｚ　Ｉ　Ｖｒ’ｍ
ｓ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／ｍｍ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ＸＰｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／：＋）０＋　　
ＹＰｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂｚ／５）０３ＺＰｂＴｉＯ３（
ただしｘ、ｙＳｚ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（Ｃｕ１／ｚＴａｚ／３）Ｏｓ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（Ｚｎ１７□Ｍ　Ｏ＋　ｙ□）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（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）０３、ｐ
ｂ（Ｚｎ１／３Ｎｂｚ／３）　０３、Ｐ　ｂ　Ｔ　＋　
０３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　（Ｃｕｌｉ３Ｔａｚ／３）　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、Ｂ（Ｚ　ｎＩｙｔＭｏ＋ｙｚ）Ｏｓ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、さらに良好な容量温度特性を得たもの
である。なお、Ａ及びＢは、Ｐｂ、　Ｂａ、　Ｓｒ、Ｃ
ａ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（Ｚｎ１
／５Ｎｂｚ／３）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　Ｏ、がｌ０１０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、Ｐ　ｂ　Ｔ　ｉ　０３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１５０００以下となり好ましくない。さらにまたＭ
ｇＯ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　Ｏ２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１０目Ωｃｍ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　（Ｃｕ１／ｓＴａ
ｚ／ａ）　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２３のように、Ａ　（Ｃｕｌｚ３Ｔａ２ｚ３）　０３
が５重量％を超える時、誘電率が著しく低下し、ｔａｎ
δも３％を超え、かつ常温及び高温での比抵抗が１０１
１Ωｃｍ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　（Ｚ　ｎ１／ｚＭｏ１／ｚ）　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（Ｚ　ｒ＋１／ｚＭｏ１／ｚ）　Ｏｓ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ＩＱＩＩΩｃｍ以上と
高く、焼結温度が９５０℃〜１０００℃と低く、かつ比
誘電率の変化率が小さく、ＥＩＡ規格のＺ５Ｕ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＿／＿３Ｔａ＿
   ２＿／＿３）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＿／＿３Ｔａ＿２＿
   ／＿３）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＿／＿２Ｍ
   ｏ＿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。