JPS63264806A - 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 本発明は焼成温度が１１００℃以下で焼成される高誘電
率系誘電体磁器組成物に関し、特に低酸素分圧雰囲気で
焼成でき高い抵抗率の得られる組成物に関する。

従来の技術 近年セラミックコンデンサは素子の小型化、大容量化へ
の要求から積層型セラミックコンデンサが急速に普及し
つつある。積層型セラミックコンデンサは内部電極とセ
ラミックを一体焼成する工程によって通常製造される。

従来より高誘電率系のセラミックコンデンサ材料にはチ
タン酸バリウム系の材料が用いられてきたが、焼成温度
が１３００℃程度と高いため、内部電極材料としては、
Ｐｔ、Ｐｄなどの高価な金属を用いる必要があった。

これに対し、空気中１１５０℃程度で焼成でき内部電極
としてＰｄに安価なＡｇ系材料を一部混ぜて用いること
ができる鉛複合ペロブスカイト系材料や、低酸素分圧雰
囲気中で焼成できＮｉなどの卑金属材料を内部電極とし
て使用できるチタン酸バリウム系材料が開発されている
。前者については　本発明と類似の系では特開昭５８−
４９６６１号公報記載の材料などが知られており、後者
については特公昭５６−４６６４１号公報記載の材料な
どが知られている。

ＰｂＴｉ０ａ−Ｐｂ（Ｎｉｔ、ｓ　Ｎｂ＊、り）００系
固溶体は比較的低温で焼成でき、誘電率の温度変化率が
同程度のチタン酸バリウム系材料に比べ高い誘電率が得
られる。このため、本誘電体磁器組成物とＰｄ−Ａｇ系
内部電極からなることを特徴とする積層コンデンサは素
子の大容呈、小型化、低コスト化が図れる利点を有して
いる。しかし近年さらに内部電極材料の低コスト化が図
れるＣｕなどの卑金属を内部電極として用いることが求
められており、このため、同時焼成したときＣｕなとの
金属が酸化しないような低酸素分圧雰囲気で焼成でき誘
電体磁器の抵抗率が低下しない材料が必要とされている
。

発明が解決しようとする問題点 ＰｂＴｉ０　ａ−Ｐｂ（Ｎｉｔｚｓ　Ｎｂ２ｚり）０３
系固溶体は低酸素分圧雰囲気で焼成するとチ密に焼結せ
ず、また抵抗率が小さくなる傾向がある。また焼成温度
がやや高＜Ｃｕを内部電極としたとき焼成温度がＣｕの
融点をこえてしまい層状の内部電極が構成されず島状に
構成され積層コンデンサ素子とした場合容量が低下する
などの問題点があった。

本発明ではかかる問題点に鑑みＰｂＴｉ０３−Ｐｂ（Ｎ
ｉ１．ｓ　Ｎｂ２，３）０３系のもつ高い誘電率をそこ
なわず、焼成温度をＣｕの融点より低下させ、さらに低
酸素分圧雰囲気で焼成したとき抵抗値が高い誘電体磁器
組成物を提供することを目的としている。

問題点を解決するための手段 Ｐｂｌ　（Ｎｉ１ｚｓ　Ｎｂ２，３）ｘＴ１ｙ０２＋ａ
で表される組成物を主成分としくただしｘ＋ｙ＝１．０
０．０．９８５≦ａ　≦１．１１０，０．６６０≦　Ｘ
　≦０．８５０）　、副成分として銅酸化物をＣｕ２Ｏ
換算重量百分率で０．０３ｗｔ２以上０．６５ｗｔｇ以
下含有する誘電体磁器組成物きする。

作用 本発明の範囲の組成物においては、低酸素分圧雰囲気、
１１００℃以下の焼成温度でチ密な焼成物が得られ、高
い抵抗率を有する信頼性の高い素子かえられる。

実施例 出発原料には化学的に高純度なＰｂＯ，Ｎｉｐ。

Ｎｂ２Ｏ５，ＴｉＯ２，Ｃｕ２Ｏを用いた。これらを純
度補正をおこなったうえで所定量を秤量し、メノウ製玉
石を用い純水を溶媒としボールミルで１７時時間式混合
した。これを吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾燥
し、その後ライカイ機で充分解砕した後粉体量の５ｗｔ
％の水分を加え、直径６０ｗｌｌ１１高さ約５０ｎｗｉ
の円柱状に成形圧力５００ｋｇ／ｃｍ２　　で成形した
。これをアルミナルツボ中に入れ同質のフタをし、７５
０℃〜８８０℃で２時間仮焼した。次に仮焼物をアルミ
ナ乳鉢で粗砕し、さらにメノウ製玉石を用い純水を溶媒
としてボールミルで１７時間粉砕し、これを吸引ろ過し
水分の大半を分離した後乾燥した。以上の仮焼、粉砕、
乾燥を数回（りかえした後この粉末にポリビニルアルコ
ール６ｗｔ％水溶液を粉体量の６ｗｔ％加え、３２メツ
シユふるいを通して造粒し、成形圧力１０００ｋｇ／ｃ
ｎ＋２で直径１３ｍｍ高さ約５胴の円柱状に成形した。

成形物は空気中で７００℃まで昇温し１時間保持しポリ
ビルアルコール分をバーンアウトした。

第１図に焼成時試料をいれる容器の断面図を示す。焼成
は試料５を上述の仮焼粉３を体積の１ｚｓ程度散きつめ
た上に粗粒マグネシア粉４を約ｌ鴫敷いたマグネシャ磁
器容器１に移し、同質のフタ２をした。第２図に焼成時
の電気炉炉心管６の断面図を示す。

第１図に示した試料をいれたマグネシア磁器容器は、管
状電気炉の炉心管６内に挿入し、炉心管内をロータリー
ポンプで脱気したのち、Ｎ　２−８２−８２０混合ガス
で置換し、酸素分圧（Ｐｏ２）が１．０ｘ　１０　’　
ａｔｍｌ：なるようＮ２とＨ２ガスノ混合比ヲ調節した
混合ガスを流し所定温度まで　４００℃／ｈｒで昇温し
２時間保持後４００℃／ｈｒで降温した。炉心管内のＰ
ｏ２は挿入した安定化ジルコニア酸素センサー７により
測定した。

焼成物は厚さ１鴫の円板状に切断して、両面にＣｒ−Ａ
ｕを蒸着し、誘電率、ｔａｎδを１ｋＨｚ。

Ｉ　Ｖ　／　ｒａｍの電界下で測定した。また抵抗率は
、１ｋ　Ｖ　／　ｍの電圧を印加後１分値から求めた。

なお焼成温度は焼成物の密度がもっとも大きくなる温度
とした。

表１に本発明の組成範囲および周辺組成の成分［ａｓｘ
ｓはＰｂａ　（Ｎｉ１，２Ｎｂ２．ｓ　）ｘＴｉｙ０２
＋ａと表した時の値】、焼成温度、誘電率、誘電率の温
度変化率（２０℃に対する）、ｔａｎδ、抵抗率を示し
た。

（以下余白） ・本発明の範囲外の組成物では、ａが０．９８５より小
さいと低酸素分圧雰囲気で焼成したときチ密な焼結物が
得られない、もしくは抵抗率が低くなる難点を有してお
り、１．１１０より大きくなると誘電率および抵抗率が
低下する難点を有する。またＣｕ２Ｏ添加量が０．０３
ｗｔ才より小さいと添加による低酸素分圧雰囲気焼成時
の抵抗向上効果が小さく、０．６５ｗｔ才よりおおきい
と誘電率の低下、抵抗値の低下が現れる難点を有する。

Ｘが限定の範囲外の組成物は、キュリ一点が室温から大
きくはずれ誘電率が低くなる、もしくは誘電率の温度変
化率が太きなる難点を有している。本発明の範囲内の組
成物では前記の間層がいずれも克服されている。

なお焼成雰囲気として選択した低酸素分圧雰囲気Ｐｏ２
　；　１　、　Ｏｘ　１０−ｅａｔｅは、焼成温度にお
ける銅の平衡酸素分圧より低く、金属はほとんど酸化し
ないと考えられる。

発明の効果 本発明の組成物は、低酸素分圧雰囲気１１００℃以下の
焼成でｆｆ１層コンデンサ素子として高信頼性を得るた
めの、チ密で抵抗率の高い焼結体が得られ、内部電極と
してＣｕなとの卑金属材料を用いることが可能になる優
れた誘電体磁器組成物である。

【図面の簡単な説明】

第１図は焼成時に磁器をいれるマグネシア磁器容器の断
面図、第２図は焼成時の炉心管の断面図を示す。 １・・・・マグネシア磁器容器、２・・・・マグネシア
磁器容器蓋、３・・・・仮焼粉、４・・・・粗粒マグネ
シア粉、５・・・・試料、６・・・・炉心管、７・・・
・安定化ジルコニア酸素センサー。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｐｂ＿ａ（Ｎｉ＿１＿／＿３Ｎｂ＿２＿／＿３）＿ｘＴ
   ｉ＿ｙＯ＿２＿＋＿ａで表され、ｘ＋ｙ＝１．０００．
   ９８５≦ａ≦１．１１０ ０．６６０≦ｘ≦０．８５０ の範囲にある組成物に対し、副成分として銅酸化物をＣ
   ｕ＿２Ｏ換算重量百分率で０．０３ｗｔ％以上０．６５
   ｗｔ％以下含有することを特徴とする誘電体磁器組成物
   。