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JPS6021860A - 磁器組成物 - Google Patents

磁器組成物

Info

Publication number
JPS6021860A
JPS6021860A JP58127222A JP12722283A JPS6021860A JP S6021860 A JPS6021860 A JP S6021860A JP 58127222 A JP58127222 A JP 58127222A JP 12722283 A JP12722283 A JP 12722283A JP S6021860 A JPS6021860 A JP S6021860A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
capacitance
resistance
capacitor
composition
ceramic composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP58127222A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6227025B2 (ja
Inventor
治彦 宮本
米沢 正智
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP58127222A priority Critical patent/JPS6021860A/ja
Publication of JPS6021860A publication Critical patent/JPS6021860A/ja
Publication of JPS6227025B2 publication Critical patent/JPS6227025B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)

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】 本発明は磁器組成物、特に、1oOo℃以下の低温で焼
結でき、誘電率と比抵抗の積が高く、しかも機械的強度
の高い磁器組成物に関するものである。
従来、誘電体磁器組成物として、チタン酸バリウム(B
aTi03)を主成分とする磁器組成物が広く集用化さ
れていることは周知のとおりである。
しかしながら、チタン酸バリウム(BaTiOs)’2
2成分とするものは、焼結温度が通常1300〜140
0℃の高温である。このためこれを積層形コンデンサに
利用する場合には内部!極としてこの焼結温度に耐える
材料、例えは白金、パラジウムなどの高価な貴金属を使
用しなけれ2はならず、製造コストが高くつくという欠
点がある。積層形コンデンサを安く作るためには銀、ニ
ッケルなどを主成分とする安価な金属が内部電極に使用
できるような、できるだけ低温、特に1000℃以下で
焼結できる磁器組成物が必要である。
ところで磁器組成物を用い、実用的な積層形コンデンサ
を作製するときに磁器組成物の電気的特性として多くの
項目が評価されなけれはならない。
一般的に誘電率はできるだけ太き(、誘電損失はできる
だけ小さく、比抵抗はできるだけ大きく、誘電率の温度
変化は小さいことなどが要求される。
しかしながら、実用上積層形コンデンサ暑こおいては誘
電率でなく、まず容量、次に容量の温度変化率、誘電損
失などの値が必要とされる。積層形コンデンサにおいて
、容量は磁器組成物の#電率に比例するが、しかしその
厚みに反比例し、電極面積、積層数に比例するので、一
定の容量を得るためには1iBL器組成物の誘電率が大
きいことは必ずしも絶対的な要因でない。さらに容量の
温度変化率(誘電率の温度変化率)は用途により種々許
容された範囲があり、磁器組Jli父、物の誘電率の温
度変化率も積層形コンデンサを作製するときの絶対的な
要因でない。
一方誘電損失は用途により一定の値以下でなければなら
ないという規定かあり室温で最大5.Oqb以下である
。さらに比抵抗に関しでは、例えはEIAJ規格〔日本
電子機械工業会の電子機器用積層磁器コンデンサ(チッ
プ形) 140−3698B)に述べられているごとく
、積層コンデンサの絶縁抵抗として1100OOΩ 以
上または芥量抵抗債で500μF−MΩ以上のいずれか
小さい1以上と規定されている。すなわち磁器組成物の
誘電率と比抵抗の積がある絶対値以上なければ、任意の
容量、特に大きな容量のコンデンサを実用的規格に合せ
ることができず、その用途が非常に限定され、実用的な
意味がなくなる。この点を詳しく説明すると次の様にな
る。積層形コンデンサでは、n+1個の内部電極を構成
して一般にn個の同じ厚さの層からなる単゛一層コンデ
ンサが積層された構造になっている。この場合、単一層
当りの容量をC・o1絶縁抵抗ヲ1(o、とすれは、積
層形コンデンサの容量CはC0のn倍になり、絶縁抵抗
RはR6の1/n になる。ここで磁器組成物の誘電率
を6、真空の誘電率をεい磁器組成物の比抵抗をρ、単
一層コンデンサの磁器の厚さを61重なる!極面積をS
とずれは、単一層コンデンサのC8は(εogs)/d
 となりR6は(ρd)/Sとなる。
従ってn層からなる積層コンデンサの容量0と絶縁抵抗
(杓の積OXRは〔(ρd)/(ns))X((nε0
εS)/d)=60ερとなる。すなわちどのような容
量の積層コンデンサもその容量・抵抗積(OX’R)は
、磁器組成物のεとρの積にε。をを乗じた一定値(ε
0ερ)に規格化される。容量・抵抗積OXRが500
μF’、MΩTr、にわち500F・Ω以上ということ
は、g0=8.855X10 ” F/cmより、Ox
R=g。i p=8.855刈Q ” (F/cm) 
XεXρ≧500F・Ω、よってερ≧5.65X10
 ”Ω・儂なる要求がある。例えばε=10000では
ρ≧5.65XIO”Ω・の、 g=3000ではρ≧
1.88 X1012Ω・儒、ε=500 ではρ〉1
.13 Xl013Ω・儂が要求される。誘電率に応じ
てこれらの値以上のρを持つ磁器組成物であれはどのよ
うに大きな容量の積層コンデンサも容量・抵抗積は50
0μF・MΩを満足する。もしεが3000でρが要求
値より1桁低い1.88 X 10 ”Ω・いとすれは
ε0ερ=50μF−MΩで500μF−MΩは満足せ
ず、絶縁抵抗の規格値である1100OOΩすなわち、
1010Ω以上を満足するlこは1容量Cとして0.0
05μF以下に限定されなければならない。それはこの
積層コンデンサの容量・抵抗値(OX )L )は常に
50μF−MΩを示しているので、Rが1000OOΩ
のとき、0は0.005μFとなり、Cかこれより太き
ければ几は1100OOΩ より小さくなり、0.00
5μFが規格を満たす最高の容量となるためである。従
って磁器組成物の比抵抗が低いとその材料の実用性、特
に積層形コンデンサの特長である小型大容量の特長を生
かすことはできないし、全く意味のないことにもなる。
よって磁器組成物の誘電率と比抵抗の積がある値以上を
持つことが実用上極めて重要なことである。
また、積層形チップコンデンサの場合は、チップコンデ
ンサを基板に実装したとき、基板とチップコンデンサを
構成している磁器組成物との熱膨張係数の違いにより、
チップコンデンサに機械的な歪が加わり、チップコンデ
ンサにクラックが発生したり、破損したりすることがあ
る。またエポキシ系樹脂等を外装したディップコンデン
サの場合も外装樹脂の耐力でディップコンデンサこクラ
ックが発生する場合がある。いずれの場合もコンデンサ
を形成している磁器の機械的強度が低いほど、クラック
が入りや丁く容易に破損するため、信頼性が低くなる。
したがって、磁器の機械的強度をできるだけ増大させる
ことは実用上極めて重要なことである。
aころでPb(Mg、W、)03−PbTiO,、It
磁器組成物lこついては既にエヌ、エヌ、クライニクと
エイ、アイ、アグラノフスヵヤ(N、N。
Krainik and A、1.Agranovsk
aya(Fiziko Tverdogo Te1a、
Vo、2、A1、pp70〜72、Janvara 1
960))より提案があったが、積層形コンデンサを作
製する際に評価されるべき特性の中で誘電率とその温度
特性の記載しかなく、その実用性は明らかでなかった。
また(SrXPb、、Tie、)a(PbMgo、5W
。、50.)b (ただし、x = 0〜0.10.a
は0.35〜0.5、bは0.5〜0.65 であり、
そしてa+b=1)について、モノリシックコンデンサ
およびその製造方法として特開昭52−21662号公
報に開示され、また誘電体粉末組成物として特開昭52
−21699号公報に開示されている。ここにおいても
組成物の特性さして誘電率が約2000〜s o o 
o、誘電損失が0.5%〜5.0%という記載はあるが
比抵抗あるいは容量抵抗積については全く記載がなく実
用性は明らかでなかった。さらにPb(Mg%W%)O
s とPbTiOsを主とする組成物であって、Pb(
Mg3(W3() Ojカ2 o、o 〜70.0−F
−/l/%、PbTi01が30.0〜80.0モル%
の範囲の組成物lこ対し、MgQ量を計算値の30%以
下添加含有したことを特徴とする高誘電率磁器組成物か
特開昭 55−144609 号公報として開示されて
いる。しかしながらこの特許においても誘電率が杓23
00〜7100で誘電損失が0.3%〜2.1%という
記載のほかに誘電率の温度特性の記載はあるが、比抵抗
あるいは容量抵抗積に関Tる記載はな(この組成物につ
いても実用性は明らかでない。次に本発明者達は既に9
10℃〜950℃の温度で焼結でき、Pb(Mg W 
)Os とPbTi01M二g分から34 % なり、これを(Pb(Mg、W、)03)X(Pb’I
’i03 ) 1−X と表わシタときにXが0.65
<x41.00の範囲にある組成物を提案している・こ
の組成物は、誘電率と比抵抗の積が5.65X10 Ω
・a 以上の高い値を持ち、誘電損失の小さい優れた電
気的特性を有している。しかしながら上記組成物は、い
ずれも機械的強度が低いため、その用途は自ら狭い範囲
に限定せざ紳得なかった。
本発明は以上の点にかんがみ900〜1000℃の低温
領域で焼結でき、かつ誘電率と比抵抗の積が5.65X
10”Ω−ell (、Tなわち容量抵抗積が500μ
m” −Mg)以上の高い値を持ち、誘電損失が小さい
優れた電気的特性を有し、更に機械的強腿も大きい磁器
組成物を提供しようとするものであり、マグネシウム・
タングステン酸鉛(Pb(Mg3AW、)03〕とチタ
ン酸鉛(PbTi03)からなる二成分組成物ipb(
Mg 3AWH)On )x(PbTi03)1−X 
と表わしたときにXが0.50≦X≦1.000)範囲
内にある主成分組成物に副成分として、マンガン・タン
グステン酸鉛(Pb (MnbW3A)Os )を主成
分に対して0.05〜3mo1%添加含有せしめること
を特徴とするものである。
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
出発原料として純度99.99b以上の酸化鉛(pbo
)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化タングステン(
WOs)、酸化チタン(Tie、χ および次酸マンガ
ン(MnOOs ) を使用し、表に示した配合比とな
るように各々秤量する。次に秤量した各材料をボールミ
ル中で湿式混合した後750〜300℃で予焼を行ない
、この粉末をボールミルで粉砕し、日別、乾燥後、有機
バインダーを入れ整粒後プレスし、直径16m1厚さ約
2mの円板4枚と、直径16■、厚さ約10ガの円柱を
作製した。次に空気中900〜1000℃の温度で1時
間焼結した。
焼結した円板4枚の上下面に600℃で銀!極を焼付け
、デジタルLORメーターで周波数IKHz。
電圧IVr、m、s、温度20℃で容量と誘電損失を測
定し、誘電率を算出した。次に超絶縁抵抗計で50Vの
電圧を1分間印加して絶縁抵抗を温度20℃で測定し、
比抵抗を算出した。機械的性質を抗折強匿で評価するた
め、焼結した円柱から厚さ0.5 m 、幅2 wx 
s長さ約13mの矩形板を10枚切り出した。支点間距
Mを9mにより、三点法で破q(Q、硼〕 壊荷重Pro(lip)を測定し、r 2wtなる式に
従い、抗折強度τ(?/d)をめた。
ただじlは支点間距離、tは試料の厚み、Wは試料の幅
である。電気的特性は円板試料4点の平均値、抗折強度
は矩形板試料1o点の平均値よりめた。このようにして
得られた磁器の主成分〔Pb(Mg 3(WM )Os
 ) X(P b ’I’ t Os ) 1 x O
)配合比Xおよび副成分添加量と抗折強度、誘電率、誘
電損失および容量抵抗積(表ではε。ερ と表示した
)の関係を表に示す。
注) 試料番号に*印を付したものは本発明の請求範囲
に金談れない。
表に示した結果からも明らかなように副成分として、マ
ンガン・タングステン酸鉛(Pb(Mn3(W3A )
 On )’p添加含有せしめることにより、抗折強度
および容量抵抗積を共に高め、しかも低い誘電損失の値
を保った信頼性の高い実用性に富む優れた高誘電率磁器
組成物が得られることがわかる。
こうした優れた特性を示す本発明の磁器組成物は焼結温
度が1000℃以下の低温であるため積層コンデンサの
内部電極の低価格化を実現できると共に、省エネルギー
や炉材の節約にもなるという極めて優れた効果も生じる
なお主成分配合比Xが0.5未満では、容量抵抗積が規
格値より小さくなり、誘電損失も0.5%を越えるため
実用的でない。才た副成分であるP b (M n M
WM ) On の添加量が0.05%未満では抗折強
度の改善効果が小さく、3mo1%を超えると逆に抗折
強度が小さくなり実用的でない。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マグネシウム・タングステン酸鉛(Pb(Mg%W、)
    0.)とチタン酸鉛(PbTiO8)からなる二成分組
    成物を(Pb(Mg、w、)On)x(PbTiO,)
    城と表わしたときにXが0.50≦X≦i、ooの範囲
    内にある主成分組成物に副成分としてマンガン・タング
    ステン酸鉛(Pb(Mn、4’W3()Us ) f主
    成分に対して0.05〜3mo1%添加含有せしめるこ
    とを特徴とする磁器組成物。
JP58127222A 1983-07-13 1983-07-13 磁器組成物 Granted JPS6021860A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58127222A JPS6021860A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 磁器組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58127222A JPS6021860A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 磁器組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6021860A true JPS6021860A (ja) 1985-02-04
JPS6227025B2 JPS6227025B2 (ja) 1987-06-11

Family

ID=14954744

Family Applications (1)

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JP58127222A Granted JPS6021860A (ja) 1983-07-13 1983-07-13 磁器組成物

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033255A (ja) * 1983-07-28 1985-02-20 日本電気株式会社 磁器組成物
JPS6336283A (ja) * 1986-07-31 1988-02-16 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 熱定着ロ−ラ
US5049943A (en) * 1989-05-24 1991-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Fixing rotating member coated with an elastic layer and an offset prevention layer with a predetermined oil absorption rate

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6033255A (ja) * 1983-07-28 1985-02-20 日本電気株式会社 磁器組成物
JPS6336283A (ja) * 1986-07-31 1988-02-16 Showa Electric Wire & Cable Co Ltd 熱定着ロ−ラ
US5049943A (en) * 1989-05-24 1991-09-17 Canon Kabushiki Kaisha Fixing rotating member coated with an elastic layer and an offset prevention layer with a predetermined oil absorption rate

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Publication number Publication date
JPS6227025B2 (ja) 1987-06-11

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