誘電体磁器組成物
【目的】 １０００℃以下の低温で焼成できる誘電体磁器組成物を得る。
【構成】 Ｃａ，Ｎｂ，Ｔｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し、焼結した誘電体磁器組成物である。ここで、Ｃａ，Ｎｂ，Ｔｉは、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 が５０．０〜９９．３モル％、Ｎｂ2 Ｏ5 が０．５３〜１１．５モル％、ＴｉＯ2 が０．１７〜３８．５モル％の組成からなる。
【構成】 Ｃａ，Ｎｂ，Ｔｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し、焼結した誘電体磁器組成物である。ここで、Ｃａ，Ｎｂ，Ｔｉは、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 が５０．０〜９９．３モル％、Ｎｂ2 Ｏ5 が０．５３〜１１．５モル％、ＴｉＯ2 が０．１７〜３８．５モル％の組成からなる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は誘電体磁器組成物に関し、特にたとえば、磁器コンデンサなどに用いられる誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化にともなって、電子部品のチップ化が進み、磁器コンデンサにおいても、チップコンデンサが広く使用されている。このようなチップコンデンサを製造する場合、誘電体材料と内部電極になる金属材料とを同時に一体焼成することによって作製される。また、従来より、低容量型の磁器コンデンサの磁器材料として、低誘電率を有する酸化チタン系の材料が広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような酸化チタン系の誘電体磁器材料では、その焼成温度が１２００〜１４００℃という高温であるため、内部電極用材料としては、このような高温でも安定なＰｔ，Ｐｄなどの高価な材料を使用する必要があった。そのため、電極用材料費や焼成のための電力費などのコストが多くなっていた。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、低温で焼成することができ、電極用材料として安価な金属を使用することができる誘電体磁器組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し焼結した、誘電体磁器組成物である。ここで、Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物は、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 が５０．０〜９９．３モル％、Ｎｂ2 Ｏ5 が０．５３〜１１．５モル％、ＴｉＯ2 が０．１７〜３８．５モル％の組成よりなることが望ましい。
【０００６】
【作用】Ｎｂ2 Ｏ3 およびＴｉＯ2 が、仮焼成において、素原料の合成を促進する。また、ＣｕＯは低温焼結を促進する。さらに、ガラスは焼結助剤として、低温焼結を促進する。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、材料の焼結温度を１０００℃以下に低温化することができる。そのため、焼成のための電力費を低減することができる。また、材料の焼結温度を低温化することができるため、電極用材料として、Ａｇなどの安価な材料を使用することができる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】まず、原料として、炭酸カルシウム，酸化チタン，酸化ニオブを準備した。これらの原料を、表１および表２に示す組成が得られるように秤量し、１６時間ボールミルで混合して、蒸発乾燥して混合物を得た。
【００１０】
【表１】
【表２】
【００１１】この混合物を大気中において１０００℃で１時間仮焼し、ガラス粉末と酸化銅とを加えて、再びボールミルで１６時間混合粉砕を繰り返し、有機バインダを加えてシート状に成形した。得られたシート上に、Ａｇを主成分とする導体ペーストを、スクリーン印刷で所定の形状に印刷した。そして、導体ペーストを印刷したシートおよび導体ペーストを印刷していないシートを複数積層し、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧着し、所定の大きさにカットして積層物を得た。この積層物を、大気中において９５０℃で２時間焼成したのち、その両端部にＡｇペーストをディップ付けし、８００℃で焼き付け外部電極を形成し、チップコンデンサ１０を得た。したがって、チップコンデンサ１０は、図１に示すように、誘電体磁器１２の内部に内部電極１４が形成され、さらに誘電体磁器１２の両端面に内部電極１４と接続される外部電極１６が形成された構造になっている。得られたチップコンデンサについて、比誘電率ε，誘電損失ｔａｎδ，比抵抗ρおよび線収縮率Ｓｈを測定し、その結果を表３および表４に示した。なお、比抵抗については、その対数値ｌｏｇρを示した。
【００１２】
【表３】
【表４】
【００１３】次に、誘電体磁器組成物の組成を限定した理由について説明する。Ｎｂ2 Ｏ3 の含有量が０．５３モル％より少ないと、仮焼成において素原料の合成が進まない。また、試料番号４６，４７，４８，４９，５０のように、Ｎｂ2 Ｏ3 の含有量が１１．５モル％より多いと、誘電損失ｔａｎδが大きく、かつ比抵抗ｌｏｇρが低くなる。ＴｉＯ2 の含有量が０．１７モル％より少ないと、仮焼成において素原料の合成が進まない。また、試料番号４１，４２，４３，４４，４５のように、ＴｉＯ2 の含有量が３８．５モル％より多いと、比誘電率εが小さくなり、かつ、ｔａｎδが大きくなる。試料番号２，６，１２，１６，２２，２６，３２，３６，４２，４６のように、ＣｕＯの添加量が１．０重量％未満では、焼成温度が高くなる。また、試料番号５，９，１５，１９，２５，２９，３５，３９，４５，４９のように、ＣｕＯの添加量が１５．０重量％を超えると、誘電損失ｔａｎδが大きくなり、かつ比抵抗ｌｏｇρが低くなる。試料番号１，１１，２１，３１，４１のように、ガラスの添加量が５．０重量％未満では、低温焼結できない。また、試料番号１０，２０，３０，４０のように、ガラスの添加量が３０重量％を超えると、収縮が進行しにくくなる。
【００１４】それに対して、この発明の範囲内の誘電体磁器組成物では、１０００℃以下の低温で焼結できるため、焼成のための電力費を低減することができる。また、低温で焼成できるため、チップコンデンサの内部電極用材料としてＡｇなどの比較的安価な材料を使用することができる。しかも、チップコンデンサとしても、従来のものと変わらない特性のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】誘電体磁器組成物を用いたチップコンデンサの断面図である。
【符号の説明】
１０ チップコンデンサ
１２ 誘電体磁器
１４ 内部電極
１６ 外部電極
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は誘電体磁器組成物に関し、特にたとえば、磁器コンデンサなどに用いられる誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の小型化にともなって、電子部品のチップ化が進み、磁器コンデンサにおいても、チップコンデンサが広く使用されている。このようなチップコンデンサを製造する場合、誘電体材料と内部電極になる金属材料とを同時に一体焼成することによって作製される。また、従来より、低容量型の磁器コンデンサの磁器材料として、低誘電率を有する酸化チタン系の材料が広く使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような酸化チタン系の誘電体磁器材料では、その焼成温度が１２００〜１４００℃という高温であるため、内部電極用材料としては、このような高温でも安定なＰｔ，Ｐｄなどの高価な材料を使用する必要があった。そのため、電極用材料費や焼成のための電力費などのコストが多くなっていた。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、低温で焼成することができ、電極用材料として安価な金属を使用することができる誘電体磁器組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し焼結した、誘電体磁器組成物である。ここで、Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物は、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 が５０．０〜９９．３モル％、Ｎｂ2 Ｏ5 が０．５３〜１１．５モル％、ＴｉＯ2 が０．１７〜３８．５モル％の組成よりなることが望ましい。
【０００６】
【作用】Ｎｂ2 Ｏ3 およびＴｉＯ2 が、仮焼成において、素原料の合成を促進する。また、ＣｕＯは低温焼結を促進する。さらに、ガラスは焼結助剤として、低温焼結を促進する。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、材料の焼結温度を１０００℃以下に低温化することができる。そのため、焼成のための電力費を低減することができる。また、材料の焼結温度を低温化することができるため、電極用材料として、Ａｇなどの安価な材料を使用することができる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】まず、原料として、炭酸カルシウム，酸化チタン，酸化ニオブを準備した。これらの原料を、表１および表２に示す組成が得られるように秤量し、１６時間ボールミルで混合して、蒸発乾燥して混合物を得た。
【００１０】
【表１】
【表２】
【００１１】この混合物を大気中において１０００℃で１時間仮焼し、ガラス粉末と酸化銅とを加えて、再びボールミルで１６時間混合粉砕を繰り返し、有機バインダを加えてシート状に成形した。得られたシート上に、Ａｇを主成分とする導体ペーストを、スクリーン印刷で所定の形状に印刷した。そして、導体ペーストを印刷したシートおよび導体ペーストを印刷していないシートを複数積層し、１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で圧着し、所定の大きさにカットして積層物を得た。この積層物を、大気中において９５０℃で２時間焼成したのち、その両端部にＡｇペーストをディップ付けし、８００℃で焼き付け外部電極を形成し、チップコンデンサ１０を得た。したがって、チップコンデンサ１０は、図１に示すように、誘電体磁器１２の内部に内部電極１４が形成され、さらに誘電体磁器１２の両端面に内部電極１４と接続される外部電極１６が形成された構造になっている。得られたチップコンデンサについて、比誘電率ε，誘電損失ｔａｎδ，比抵抗ρおよび線収縮率Ｓｈを測定し、その結果を表３および表４に示した。なお、比抵抗については、その対数値ｌｏｇρを示した。
【００１２】
【表３】
【表４】
【００１３】次に、誘電体磁器組成物の組成を限定した理由について説明する。Ｎｂ2 Ｏ3 の含有量が０．５３モル％より少ないと、仮焼成において素原料の合成が進まない。また、試料番号４６，４７，４８，４９，５０のように、Ｎｂ2 Ｏ3 の含有量が１１．５モル％より多いと、誘電損失ｔａｎδが大きく、かつ比抵抗ｌｏｇρが低くなる。ＴｉＯ2 の含有量が０．１７モル％より少ないと、仮焼成において素原料の合成が進まない。また、試料番号４１，４２，４３，４４，４５のように、ＴｉＯ2 の含有量が３８．５モル％より多いと、比誘電率εが小さくなり、かつ、ｔａｎδが大きくなる。試料番号２，６，１２，１６，２２，２６，３２，３６，４２，４６のように、ＣｕＯの添加量が１．０重量％未満では、焼成温度が高くなる。また、試料番号５，９，１５，１９，２５，２９，３５，３９，４５，４９のように、ＣｕＯの添加量が１５．０重量％を超えると、誘電損失ｔａｎδが大きくなり、かつ比抵抗ｌｏｇρが低くなる。試料番号１，１１，２１，３１，４１のように、ガラスの添加量が５．０重量％未満では、低温焼結できない。また、試料番号１０，２０，３０，４０のように、ガラスの添加量が３０重量％を超えると、収縮が進行しにくくなる。
【００１４】それに対して、この発明の範囲内の誘電体磁器組成物では、１０００℃以下の低温で焼結できるため、焼成のための電力費を低減することができる。また、低温で焼成できるため、チップコンデンサの内部電極用材料としてＡｇなどの比較的安価な材料を使用することができる。しかも、チップコンデンサとしても、従来のものと変わらない特性のものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】誘電体磁器組成物を用いたチップコンデンサの断面図である。
【符号の説明】
１０ チップコンデンサ
１２ 誘電体磁器
１４ 内部電極
１６ 外部電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し焼結した、誘電体磁器組成物。
【請求項２】 前記Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物は、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 ５０．０〜９９．３モル％Ｎｂ2 Ｏ5 ０．５３〜１１．５モル％ＴｉＯ2 ０．１７〜３８．５モル％の組成よりなる、請求項１の誘電体磁器組成物。
【請求項１】 Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物よりなる材料１００重量％に対して、ガラスを５〜３０重量％、ＣｕＯを１〜１５重量％混合し焼結した、誘電体磁器組成物。
【請求項２】 前記Ｃａ，ＮｂおよびＴｉの酸化物は、それぞれ、ＣａＴｉＯ3 ，Ｎｂ2 Ｏ5 ，ＴｉＯ2 に換算して、ＣａＴｉＯ3 ５０．０〜９９．３モル％Ｎｂ2 Ｏ5 ０．５３〜１１．５モル％ＴｉＯ2 ０．１７〜３８．５モル％の組成よりなる、請求項１の誘電体磁器組成物。
【図１】
【公開番号】特開平５−２４９１３
【公開日】平成５年（１９９３）２月２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平３−２０１２７６
【出願日】平成３年（１９９１）７月１５日
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【公開日】平成５年（１９９３）２月２日
【国際特許分類】
【出願日】平成３年（１９９１）７月１５日
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
[ Back to top ]