JPH0680564B2 - 高誘電率系誘電体磁器組成物 - Google Patents
高誘電率系誘電体磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0680564B2 JPH0680564B2 JP60238337A JP23833785A JPH0680564B2 JP H0680564 B2 JPH0680564 B2 JP H0680564B2 JP 60238337 A JP60238337 A JP 60238337A JP 23833785 A JP23833785 A JP 23833785A JP H0680564 B2 JPH0680564 B2 JP H0680564B2
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- JP
- Japan
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- dielectric
- temperature
- ceramic composition
- dielectric constant
- composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁器コンデンサ、特に低温焼成ができる積層型
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
磁器コンデンサの高誘電率系誘電体磁器組成物に関する
ものである。
従来、一般に積層型磁器コンデンサは表面に内部電極が
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範な電子回路に使用されるようになってきている。
塗布されたシート状のBaTiO3（チタン酸バリウム）を主
成分とする誘電体を複数枚積層するとともに各シートの
内部電極を交互に並列に一対の外部接続用電極に接続
し、これを焼結一体化することにより形成されている。
このような積層型磁器コンデンサは近年のエレクトロニ
クスの進展に伴い電子部品の小型化が急速に進行し、広
範な電子回路に使用されるようになってきている。
しかしながら、この従来のBaTiO3を主成分とする誘電体
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）、銅（融点1
083℃）などの安価な金属を内部電極として使用するた
めには、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の
誘電体材料が強く望まれていた。
材料は1250℃〜1350℃の高温で焼成する必要があり、こ
の材料を積層型磁器コンデンサの誘電体として使用した
場合、内部電極は前記誘電体の焼成温度にて溶融するこ
となく、かつ酸化することがない高価な貴金属であるパ
ラジウム（融点1555℃）またはその合金が使用されるこ
とから、特に静電容量が大きいものでは内部電極数が大
となりコスト高となるため、上記従来の積層型磁器コン
デンサは容量効率が高く、その他誘電的特性に優れかつ
高信頼性にあるにも拘わらず価格面がその進展に大きな
障害となっていた。従って銀（融点960℃）、銅（融点1
083℃）などの安価な金属を内部電極として使用するた
めには、低温とりわけ950℃以下で焼結する高誘電率の
誘電体材料が強く望まれていた。
近年、高誘電率系誘電体において、1000℃以下の低温で
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb(F
e1/2Nb1/2)O3、Pb(Fe2/3W1/3)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)
O3、およびPbTiO3のうち二成分または三成分を組合せ、
室温における所望の誘電特性を得ようとしたものであ
る。しかしながら、これらは比誘電率が大きい場合は、
誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵抗が小さいな
どの欠点を有していた。更には、合成成分がいずれも強
誘電体であることからキュリー温度およびキュリー温度
近くの低い温度域での誘電損失が極めて大きいという原
理的な欠点を避けることができない。
焼結できる磁器組成物としていくつかの提案がなされて
いる。それらは低温で焼結できる強誘電体として、Pb(F
e1/2Nb1/2)O3、Pb(Fe2/3W1/3)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3、Pb
(Zn1/3Nb2/3)O3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3、Pb(Ni1/3Nb2/3)
O3、およびPbTiO3のうち二成分または三成分を組合せ、
室温における所望の誘電特性を得ようとしたものであ
る。しかしながら、これらは比誘電率が大きい場合は、
誘電損失が大きかったり、あるいは絶縁抵抗が小さいな
どの欠点を有していた。更には、合成成分がいずれも強
誘電体であることからキュリー温度およびキュリー温度
近くの低い温度域での誘電損失が極めて大きいという原
理的な欠点を避けることができない。
因みに特開昭52-21699号公報に開示された〔SrxPb1-xTi
O3〕A〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕1-Aにおいて×＝０〜0.10,A
＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、上記組成物の誘
電体粉末が市販されている。しかしながら、この組成系
においては1000℃以下の低温度で焼結でき、かつ優れた
絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘電損失が1.5％
程度であり、積層型磁器コンデンサとして適用する場
合、誘電損失が少なくとも１％以下であるという条件を
満足しない。
O3〕A〔Pb(Mg1/2W1/2)O3〕1-Aにおいて×＝０〜0.10,A
＝0.35〜0.50なる組成物が実用化され、上記組成物の誘
電体粉末が市販されている。しかしながら、この組成系
においては1000℃以下の低温度で焼結でき、かつ優れた
絶縁抵抗等を有する利点はあるものの誘電損失が1.5％
程度であり、積層型磁器コンデンサとして適用する場
合、誘電損失が少なくとも１％以下であるという条件を
満足しない。
本発明は前記欠点に鑑み種々の実験の結果案出されたも
のであって、強誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3に対し
て、これと同一結晶構造のペロブスカイト構造を有する
低温度で焼結できる常誘電体であるBa(Cr1/2Nb1/2)O3を
固溶させることによりPb(Fe1/2Nb1/2)O3が本来有する誘
電特性を改質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更
には比誘電率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘
電体磁器組成物を提供することにある。
のであって、強誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3に対し
て、これと同一結晶構造のペロブスカイト構造を有する
低温度で焼結できる常誘電体であるBa(Cr1/2Nb1/2)O3を
固溶させることによりPb(Fe1/2Nb1/2)O3が本来有する誘
電特性を改質し誘電損失が小さく絶縁抵抗が大きい、更
には比誘電率の温度依存性が良好な優れた高誘電率系誘
電体磁器組成物を提供することにある。
本発明の高誘電率系誘電体磁器組成物は組成式がPb（Fe
1/2-xSmxNb1/2)O3で表される組成物において、×が0.02
1≦×≦0.070の範囲にあることを特徴とするものであ
る。
1/2-xSmxNb1/2)O3で表される組成物において、×が0.02
1≦×≦0.070の範囲にあることを特徴とするものであ
る。
なお、Ｘの範囲を上記の範囲に限定した理由は、磁器コ
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が7500以上、誘電損失が1.00
％、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上かつ比誘電率の温
度依存性が良好であらねばならないという誘電特性のい
ずれかを満足しないためであり、0.021＞Ｘの場合、比
誘電率が7500未満、かつ比誘電率の温度依存性が大き
く、Ｘ＞0.070の場合、比誘電率が7500未満、絶縁抵抗
が3.0×1011Ω・cm未満といずれも誘電特性を満足しな
いためである。
ンデンサ、特に積層型磁器コンデンサとして要求される
誘電特性、即ち比誘電率が7500以上、誘電損失が1.00
％、絶縁抵抗が3.0×1011Ω・cm以上かつ比誘電率の温
度依存性が良好であらねばならないという誘電特性のい
ずれかを満足しないためであり、0.021＞Ｘの場合、比
誘電率が7500未満、かつ比誘電率の温度依存性が大き
く、Ｘ＞0.070の場合、比誘電率が7500未満、絶縁抵抗
が3.0×1011Ω・cm未満といずれも誘電特性を満足しな
いためである。
次に本発明を実施例に基づき説明する。
出発原料としてPbO2,Fe2O3,Nb2O5，およびSm2O3を第１
表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤および分
散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この原料
スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼した。次
いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕し、得ら
れた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリビニルアルコ
ールを重量で約１％添加して顆粒状に造粒した後、約90
0Kg/cm2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板状に成形
した。この円板状成形体のポリビニルアルコールを500
℃にて焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で２時間、
酸素を含む雰囲気で焼成した。
表の組成比となる様にそれぞれ秤量し、分散剤および分
散媒とともにボールミルにて湿式混合した後、この原料
スラリーを乾燥し、950℃の温度で３時間仮焼した。次
いでこの仮焼物を粗砕後、振動ミルにて微粉砕し、得ら
れた平均粒径0.7〜0.8μｍの微粉末にポリビニルアルコ
ールを重量で約１％添加して顆粒状に造粒した後、約90
0Kg/cm2の圧力で直径約12mm、厚さ1.0mmの円板状に成形
した。この円板状成形体のポリビニルアルコールを500
℃にて焼失せしめた後、900℃〜950℃の温度で２時間、
酸素を含む雰囲気で焼成した。
最後に、得られた円板状焼成体の上下両面に銀電極を80
0℃にて焼付けた。同様にして強誘電体であるPb(Fe2/3W
1/3)O3に、同じ強誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3を固溶
させた組成式がPb(Fe2/3W1/3)x(Fe1/2Nb1/2)1-xO3で表
され、Ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物を比較例とした。こ
うして得た円板状のコンデンサ試料の諸特性を第１表に
示す。
0℃にて焼付けた。同様にして強誘電体であるPb(Fe2/3W
1/3)O3に、同じ強誘電体であるPb(Fe1/2Nb1/2)O3を固溶
させた組成式がPb(Fe2/3W1/3)x(Fe1/2Nb1/2)1-xO3で表
され、Ｘ＝0.5の誘電体磁器組成物を比較例とした。こ
うして得た円板状のコンデンサ試料の諸特性を第１表に
示す。
但し、表中の比誘電率は1.0KHz、1.0Vrmsの入力信号を
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（tanδ）は室温での1.0KHx1.0Vrmsの入力信号における
測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流電
圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵抗
率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特性
は、−30℃、＋25℃、＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε-30／
ε25およびε85／ε25として示した。
用いてキャパシタンスブリッジにて測定した室温での静
電容量値と試料の寸法から計算した値を示し、誘電損失
（tanδ）は室温での1.0KHx1.0Vrmsの入力信号における
測定値を示す。また絶縁抵抗は、絶縁抵抗計にて直流電
圧250Vを印加して１分後の値と試料の寸法から体積抵抗
率（Ω・cm）を計算した値を示し、比誘電率の温度特性
は、−30℃、＋25℃、＋85℃の各温度において上記と同
様の条件にて静電容量を測定し、＋25℃での静電容量に
対する各温度での静電容量の変化率を算出し、ε-30／
ε25およびε85／ε25として示した。
第１表から明らかなように、試料番号１は比誘電比率が
小さく、比誘電率の温度依存性が極めて大きく、試料番
号12は比誘電率が小さく、かつ絶縁抵抗が低くなってい
る。また比較例では誘電損失が極めて大きく、絶縁抵抗
も極めて低く、いずれも実用的な誘電特性が得られてい
ない。
小さく、比誘電率の温度依存性が極めて大きく、試料番
号12は比誘電率が小さく、かつ絶縁抵抗が低くなってい
る。また比較例では誘電損失が極めて大きく、絶縁抵抗
も極めて低く、いずれも実用的な誘電特性が得られてい
ない。
それに対し、本発明の請求範囲内の誘電体磁器組成物は
比誘電率が8250〜16760と十分大きく、誘電損失（Tan
δ）も0.13〜0.57と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は5.8
×1011〜3.3×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
の温度特性も良好でいずれも優れた誘電特性を有してい
るが、とりわけ試料番号５乃至８がより望ましいことが
理解される。
比誘電率が8250〜16760と十分大きく、誘電損失（Tan
δ）も0.13〜0.57と小さく、絶縁抵抗（Ω・cm）は5.8
×1011〜3.3×1012と非常に大きくかつ前述の比誘電率
の温度特性も良好でいずれも優れた誘電特性を有してい
るが、とりわけ試料番号５乃至８がより望ましいことが
理解される。
本発明の請求範囲内の誘電体磁器組成物は、比誘電率、
誘電損失（Tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の
温度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
誘電損失（Tanδ）、絶縁抵抗（Ω・cm）、比誘電率の
温度特性のいずれの特性においても満足し得るものであ
る。
また、本発明において、焼成温度が900℃〜950℃の範囲
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀および銅などの安価な
金属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁
器として十分実用性のあることが理解される。
で焼成することができ、かつ焼結磁器の誘電特性を全て
満足するものであることから、銀および銅などの安価な
金属を内部電極とする積層型磁器コンデンサの誘電体磁
器として十分実用性のあることが理解される。
Claims (1)
- 【請求項１】組成式が、 Pb（Fe1/2-xSmx Nb1/2)O3 で表される組成物において、×が0.021≦×≦0.070の範
囲にあることを特徴とする高誘電率系誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238337A JPH0680564B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60238337A JPH0680564B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6297205A JPS6297205A (ja) | 1987-05-06 |
| JPH0680564B2 true JPH0680564B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=17028701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60238337A Expired - Lifetime JPH0680564B2 (ja) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | 高誘電率系誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0680564B2 (ja) |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP60238337A patent/JPH0680564B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6297205A (ja) | 1987-05-06 |
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