JP3109171B2 - 非還元性誘電体磁器組成物 - Google Patents
非還元性誘電体磁器組成物Info
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Description
成物に関し、特にたとえば、ニッケルなどの卑金属を内
部電極材料とする積層コンデンサなどの誘電体材料とし
て用いられる、非還元性誘電体磁器組成物に関する。
元性の低酸素分圧下で焼成すると、還元され、半導体化
を起こすという性質を有していた。そのため、内部電極
材料としては、誘電体磁器材料の焼結する温度で溶融せ
ず、かつ誘電体磁器材料を半導体化させない高い酸素分
圧下で焼成しても酸化されない、たとえばPd,Ptな
どの貴金属を用いなければならなかった。これは、製造
される積層コンデンサの低コスト化の大きな妨げとなっ
ていた。
たとえばNiなどの卑金属を内部電極の材料として使用
することが望まれていた。しかし、このような卑金属を
内部電極の材料として使用して、従来の条件で焼成する
と、電極材料が酸化してしまい、電極としての機能を果
たさない。そのため、このような卑金属を内部電極の材
料として使用するためには、酸素分圧の低い中性または
還元性の雰囲気において焼成しても半導体化せず、コン
デンサ用の誘電体材料として、十分な比抵抗と優れた誘
電特性とを有する誘電体磁器材料が必要とされていた。
これらの条件をみたす誘電体磁器材料として、たとえば
特開昭62−256422号のBaTiO3 −CaZr
O3 −MnO−MgO系の組成や、特公昭61−146
11号のBaTiO3 −(Mg,Zn,Sr,Ca)O
−B2 O3 −SiO2 系の組成が提案されてきた。
62−256422号に開示されている非還元性誘電体
磁器組成物では、CaZrO3 がMnなどとともに耐メ
ッキ性に劣った二次相を生成しやすいため、高温におけ
る信頼性の低下につながる危険性があった。
れている組成物は、得られる誘電体の誘電率が2000
〜2800であり、Pdなどの貴金属を使用している従
来からの磁器組成物の誘電率である3000〜3500
と比較すると劣っていた。したがって、この組成物をコ
ストダウンのために、そのまま従来の材料と置き換える
のは、コンデンサの小型大容量化という点で不利であ
り、問題が残されていた。
(TCC)は、20℃の容量値を基準として、−25℃
から+85℃の温度範囲では±10%であるが、+85
℃を超える高温では、10%を大きく超えてしまい、E
IAに規定されているX7R特性をも大きくはずれてし
まうという欠点があった。
した場合、静電容量が大きく変化するという欠点もあっ
た。
電率が3000以上、絶縁抵抗がlogIRで12.0
以上であり、さらに誘電率の温度特性が、25℃の容量
値を基準として、−55℃〜125℃の広い範囲にわた
って±15%の範囲内にあることを満足し、直流バイア
ス電圧印加に対し、静電容量の変化率が小さい磁器を得
ることができ、低酸素分圧下であっても、組織が半導体
化せず焼成可能である、非還元性誘電体磁器組成物を提
供することである。
て含まれるアルカリ金属酸化物の含有量が0.04重量
%以下のBaTiO3 と、Tb2 O3 ,Dy2 O3 ,H
o2 O3 ,Er2 O3 の中から選ばれる少なくとも1種
類の希土類酸化物(Re2 O3 )と、Co2 O3 との配
合比が、BaTiO3 92.0〜99.4モル%と、
Re2 O3 0.3〜4.0モル%と、Co2 O3
0.3〜4.0モル%との範囲内にある主成分100モ
ル%に対し、副成分として、BaO 0.2〜4.0モ
ル%と、MnO 0.2〜3.0モル%と、MgO
0.5〜5.0モル%と、CaTiO3 0.5〜4.
0モル%とを含有し、さらに上記成分を100重量部と
して、BaO−SrO−Li2 O−SiO2 を主成分と
する酸化物ガラスを0.5〜2.5重量部含有する、非
還元性誘電体磁器組成物である。
成物は、中性または還元性の雰囲気において1260〜
1300℃の温度で焼成しても、組織が還元されて半導
体化することがない。さらに、この非還元性誘電体磁器
組成物によって得られる磁器は、logIRで12.0
以上の高い絶縁抵抗値を示すとともに、3000以上の
高誘電率を示し、容量温度変化率もEIAに規定されて
いるX7R特性を満足し、直流バイアス特性にも優れて
いる。
電体磁器組成物を積層セラミックコンデンサの誘電体材
料として用いれば、内部電極材料としてNiなどで代表
される卑金属材料を用いることができる。そのため、従
来のPdなどの貴金属を用いたものに比べて、特性を落
とすことなく、大幅なコストダウンを行うことが可能と
なる。
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。
カリ金属酸化物の含有量が異なるBaTiO3 ,Ba/
Tiモル比補正のためのBaCO3 ,希土類酸化物,C
o2 O3 ,MnO,MgO,CaTiO3 ,酸化物ガラ
スを準備した。これらの原料を表1に示す組成割合とな
るように秤量して、秤量物を得た。なお、試料番号1〜
32については、アルカリ金属酸化物の含有量が0.0
3重量%のBaTiO3 を使用し、試料番号33につい
ては、アルカリ金属酸化物の含有量が0.05重量%の
BaTiO3 を使用し、試料番号34については、アル
カリ金属酸化物の含有量が0.07重量%のBaTiO
3 を使用した。
5重量%添加した後、PSZボールを用いたボールミル
で十分に湿式混合した。次に、この混合物中の分散媒を
蒸発、乾燥した後、整粒の工程を経て粉末を得た。得ら
れた粉末を2ton/cm2 の圧力で、直径10mm、
厚さ1mmの円板状にプレス成形して、成形体を得た。
を、空気中において400℃で3時間保持の条件で脱バ
インダを行った後、H2 /N2 の体積比率が3/100
の還元雰囲気ガス気流中において、表2に示す温度で2
時間焼成し、磁器を得た。
して、焼き付けることにより、銀電極を形成してコンデ
ンサとした。そして、このコンデンサの室温における誘
電率ε,誘電損失tanδ,絶縁抵抗値(logI
R),容量の温度変化率(TCC)および直流バイアス
特性を測定した。その結果を表2に示す。
ては、温度25℃、周波数1kHz、交流電圧1Vの条
件で測定した。また、絶縁抵抗値については、温度25
℃において直流電圧500Vを2分間印加して測定し、
その結果を対数値(logIR)で示す。さらに、温度
変化率(TCC)については、25℃の容量値を基準と
した時の−55℃,125℃における変化率(ΔC-55
/C25,ΔC+125/C25)および−55℃〜+125℃
の間において、容量温度変化率が最大である値の絶対
値、いわゆる最大変化率(|ΔC/C25|max )につい
て示す。また、直流バイアス特性については、2.0
(kV/mm)の電界強度になるように、直流電圧をか
けた際の静電容量値の、電圧を印加しない場合の静電容
量値に対する変化率で示す。
て、直流印加電界強度を変化させたときの容量変化率を
示すグラフである。
発明にかかる非還元性誘電体磁器組成物は、優れた特性
を示す。
囲を上述のように限定する理由は次の通りである。
明する。
2.0〜99.4モル%とするのは、構成比率が92.
0モル%未満の場合には、希土類元素およびCo2 O3
の構成比率が多くなるため、試料番号4に示すように、
絶縁抵抗値および誘電率の低下が生じ好ましくない。ま
た、BaTiO3 の構成比率が99.4モル%を超える
場合には、希土類元素およびCo2 O3 の添加の効果が
なく、試料番号3に示すように、高温部(キュリー点付
近)の容量温度変化率が大きく(+)側にはずれ好まし
くない。さらに、BaTiO3 中のアルカリ金属酸化物
含有量を0.04%以下とするのは、0.04%を超え
ると、試料番号33および34に示すように、誘電率の
低下が生じ、実用的でなくなり好ましくない。
明する。
るのは、添加量が0.2モル%未満の場合には、試料番
号9に示すように、雰囲気焼成中に組織が半導体化し、
絶縁抵抗値の著しい低下をまねくので好ましくない。ま
た、添加量が4.0モル%を超える場合には、試料番号
12に示すように、焼結性が低下するので好ましくな
い。
%とするのは、添加量が0.2モル%未満の場合には、
試料番号17に示すように、組織の耐還元性向上に効果
がなくなり、絶縁抵抗値の著しい低下をまねくので好ま
しくない。また、添加量が3.0モル%を超える場合に
は、試料番号15に示すように、絶縁抵抗値の低下が生
じるので好ましくない。
るのは、添加量が0.5モル%未満の場合には、試料番
号22および23に示すように、容量温度変化率の曲線
がシングルピーク化する傾向があり、低温側で(−)側
にはずれ、高温側(キュリー点付近)で(+)側にはず
れる傾向があるとともに、絶縁抵抗値向上の効果もなく
なるので好ましくない。また、添加量が5.0モル%を
超える場合には、試料番号27に示すように、誘電率ε
および絶縁抵抗値の低下が生じるので好ましくない。
0モル%とするのは、添加量が0.5モル%未満の場合
には、試料番号32に示すように、直流バイアス特性の
改善に効果がなくなり、静電容量の印加電圧依存性が大
きくなるので好ましくない。また、添加量が4.0モル
%を超える場合には、試料番号30に示すように、高温
部での容積温度変化率が(−)側にはずれる傾向がある
とともに、誘電率の低下も生じるので好ましくない。
O2 を主成分とする酸化物ガラスの添加量を0.5〜
2.5重量%とするのは、添加量が0.5重量%未満の
場合には、試料番号21に示すように、焼結温度を低下
させる効果および耐還元性向上の効果がなくなるので好
ましくない。また、添加量が2.5重量%を超える場合
には、試料番号19に示すように、誘電率εの低下が生
じるので好ましくない。
デンサにおいて得られたデータであるが、同じ組成物を
シート成形し、チップ加工を行った積層コンデンサにお
いても、今回のデータとほぼ同等の結果が得られる。
率を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 不純物として含まれるアルカリ金属酸化
物の含有量が0.04重量%以下のBaTiO3 と、T
b2 O3 ,Dy2 O3 ,Ho2 O3 ,Er2 O3 の中か
ら選ばれる少なくとも1種類の希土類酸化物(Re2 O
3 )と、Co2 O3 との配合比が、 BaTiO3 92.0〜99.4モル%、 Re2 O3 0.3〜4.0モル%、および Co2 O3 0.3〜4.0モル%の範囲内にある主
成分100モル%に対し、 副成分として、 BaO 0.2〜4.0モル%、 MnO 0.2〜3.0モル%、 MgO 0.5〜5.0モル%、および CaTiO3 0.5〜4.0モル%を含有し、さらに
上記成分を100重量部として、BaO−SrO−Li
2 O−SiO2 を主成分とする酸化物ガラスを0.5〜
2.5重量部含有する、非還元性誘電体磁器組成物。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03258318A JP3109171B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
DE4220681A DE4220681C2 (de) | 1991-06-27 | 1992-06-24 | Nichtreduzierende, dielektrische, keramische Zusammensetzung |
US07/904,398 US5268342A (en) | 1991-06-27 | 1992-06-25 | Nonreducing dielectric ceramic composition |
FR9207823A FR2679227B1 (fr) | 1991-06-27 | 1992-06-25 | Composition ceramique dielectrique non-reductrice. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03258318A JP3109171B2 (ja) | 1991-09-09 | 1991-09-09 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0570221A JPH0570221A (ja) | 1993-03-23 |
JP3109171B2 true JP3109171B2 (ja) | 2000-11-13 |
Family
ID=17318582
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03258318A Expired - Lifetime JP3109171B2 (ja) | 1991-06-27 | 1991-09-09 | 非還元性誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3109171B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4691790B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2011-06-01 | 株式会社村田製作所 | 誘電体セラミックおよび積層セラミックコンデンサ |
JP5278682B2 (ja) * | 2009-02-09 | 2013-09-04 | Tdk株式会社 | 誘電体磁器組成物および電子部品 |
-
1991
- 1991-09-09 JP JP03258318A patent/JP3109171B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0570221A (ja) | 1993-03-23 |
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