JP2531547B2 - 温度補償用磁器組成物 - Google Patents
温度補償用磁器組成物Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
内部電極とする積層磁器コンデンサに好適な温度補償用
磁器組成物に関する。
してPd(パラジウム)等の貴金属が主として用いられ
てきた。しかし、近年、電極のコストダウンのために内
部電極を安価なNi等の卑金属で形成することが検討さ
れている。卑金属の使用を可能にするためには、磁器組
成物が卑金属の融点以下で焼結しなければならない。内
部電極としてNi(ニッケル)を使用したJIS規格の
CH〜UJ特性等の温度補償用磁器コンデンサは、特開
昭62−131412公報、特開昭62−131413
号公報、特開昭62−131414号公報、特開昭62
−131415号公報、特開昭63−254602号公
報、特開昭63−254603号公報、特開昭63−2
81309号公報、特開昭63−281308号公報等
に開示されている。上記の公報に開示されている誘電体
磁器組成物は、1200℃以下の還元性雰囲気で焼結可
能である。
路の高周波化が著しく、数100MHz〜数GHzの高
周波に適した磁器コンデンサの要求が非常に強い。しか
しながら、Niは抵抗率が大きいので、Ni電極の抵抗
値が必然的に高くなり、またNiは強磁性体であるため
に高周波領域において表皮効果によるNi電極の実効抵
抗値が増大する。この結果、Ni電極の磁器コンデンサ
は高周波領域でQ値が著しく低下するという問題があっ
た。
さく、非磁性体で高周波特性に優れたCu(銅)を使用
することが考えられる。しかし、Cuの融点は1083
℃である為、上記公報に開示されている誘電体磁器組成
物によって緻密化が十分な磁器を得ることは困難であ
る。
還元性雰囲気で焼成可能な誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。
の本発明は、(1−α−β){(MeO)k (Zr1- x
Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 (但し、
MeOはCaO、SrO、BaOの内の少なくとも1種
の金属酸化物、MF2 はCaF2 、SrF2 、Ba
F2 、MgF2 の内の少なくとも1種のアルカリ土類フ
ッ化物、αは0.01〜0.05の範囲の数値、βは
0.01〜0.05の範囲の数値、kは0.8〜1.3
の範囲の数値、xは0.3以下の数値)から成る温度補
償用磁器組成物に係わるものである。
土類フッ化物であるMF2 (CaF2 、SrF2 、Ba
F2 、MgF2 )を添加することによって、焼成時に低
温で液相が生じ、1050℃以下の焼成で緻密化された
磁器を得ることができる。
電体磁器組成物及びこれを使用した温度補償用磁器コン
デンサを説明する。 (1−α−β){(MeO)k (Zr1-x Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 の組成式に従う41種類の誘電体磁器組成物を得るため
に表1及び表2に示すように組成の異なる41の試料を
用意した。表1において1−α−βの欄は組成式におけ
る主成分{(MeO)k (Zr1-x Tix)O2 }の割
合をモル比で示す。MeOの内容の欄は、この金属酸化
物としてCaO(酸化カルシウム)、BaO(酸化バリ
ウム)、SrO(酸化ストロンチウム)を使用すること
及びこれ等の割合をモル比で示す。1−x、及びxの欄
は組成式におけるZr(ジルコニウム)とTi(チタ
ン)の割合をモル比で示す。kは組成式における(Me
O)の割合を示す値である。表2におけるαは組成式に
おける第1の添加成分であるLi2 SiO3 (ケイ酸リ
チウム)の割合をモル比で示す。MF2 の欄は組成式に
おけるアルカリ土類フッ化物の内容(MgF2 、CaF
2 、BaF2 、SrF2 )とこれ等のβ値(組成物全体
に対するモル比)を示す。βの欄はMF2 の全体のβ値
即ち組成式におけるβの値を示す。表1及び表2の各欄
の値が与えられれば、本発明に関係する組成式を特定す
ることができる。
物及びこれを使用した磁器コンデンサの製造方法を説明
する。試料NO. 1の誘電体磁器組成物は次式で示すこと
ができる。 0.94{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)O2 }+0.03Li2 Si O3 +0.03CaF2 まず、この組成物の主成分 0.94{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)O2 } を得ることができるように純度99%以上のCaCO3
(炭酸カルシウム)、ZrO2 (酸化ジルコニウム)、
TiO2 (酸化チタン)を秤量した。
コニアボールと共にポットミルに入れ、15時間湿式混
合した。次に、この混合で得られたスラリーを、ステン
レスバットに入れ、熱風乾燥機で150℃、4時間乾燥
し、この乾燥物をトンネル炉に入れて大気中で1200
℃、2時間仮焼し、 (1−α−β){(MeO)k {(Zr1-x Tix )O2 } に従う主成分を得た。
してのLi2 SiO3 と第2の添加成分としてのCaF
2 とをα=0.03、β=0.03になる割合に秤量
し、主成分{(CaO)1.00(Zr0.98Ti0.02)
O2 }の粉末に添加し、これ等を水及びジルコニアボー
ルと共にポットミルに入れ、15時間湿式混合し、得ら
れたスラリーをステンレスバットに入れて熱風乾燥し、
誘電体磁器組成物(原料混合物)を得た。
してポリビニルアルコールを3重量%加えて造粒し、こ
れを型に入れ、油圧プレスで2000kg/cm2 の圧
力で直径10mm、厚さ1mmの円板に成形した。次
に、この円板(成形体)に大気中500℃で5時間の加
熱処理(脱バインダー処理)を施して有機バインダーを
焼失させた後、H2 (0.1%)+N2(99.9%)
の弱還元性雰囲気中で940℃、2時間焼成した。
n−Ga(インジウム−ガリウム)合金の導電ペースト
を塗布することによって、図1に示すように磁器円板1
と一対の電極2、3とから成るコンデンサを完成させ
た。
εs 、Q値、静電容量の温度係数TC、抵抗率ρを測定
した。表3は各試料の電気的諸特性と焼成温度を示す。
なお、電気的特性は次の条件で測定した。 (A) 比誘電率εs は温度25℃、周波数1MHz、
電圧(実効値)1Vの条件でコンデンサの静電容量を測
定し、この測定結果と磁器円板の厚み及び電極面積から
計算で求めた。 (B) Q値はεs と同一の条件で測定した。 (C) 静電容量の温度係数TC(ppm/℃)は、コ
ンデンサの25℃の容量C25と125℃の容量C125 を
測定し、次式で算出した。 TC(ppm/℃)={(C125 −C25)/C25}×{1/(125−25) }×106 (D) 抵抗率ρ(MΩ・cm)は、温度25℃におい
てDC1kVをコンデンサに1分間印加した後に抵抗値
を測定し、この測定値と寸法に基づいて計算で求めた。
組成物の組成を表1及び表2に示すように変え、且つ焼
成温度を表3に示す値にした他は試料NO. 1と同一の方
法で誘電体磁器円板及びコンデンサを作り、同一の方法
で電気的特性を測定した。但し、BaOを得るために出
発原料として純度99%以上のBaCO3 (炭酸バリウ
ム)を使用し、SrOを得るために純度99%以上のS
rCO3 (炭酸ストロンチウム)を使用した。
器コンデンサのεs は32、Qは7600、TCは20
ppm/℃、ρは2.77×107 である。
あり、且つεs が30以上、TCが−750〜+80p
pm/℃、Qが3000以上、ρが1×107 MΩ・c
m以上の電気的特性を得ることができる誘電体磁器組成
物を目標としている。多くの試料は目標特性即ち所望特
性を満足するが、試料NO. 15、16、23、24、2
8、35、40、41は所望特性を満足しないので、比
較例である。
Oとして使用することができる金属酸化物を示すもので
あり、NO. 10〜NO. 15はTiの割合(x値)の適正
範囲を示すためのものであり、NO. 16〜NO. 23はk
の値の適正範囲を示すためのものであり、NO. 24〜N
O. 28はαの値の適正範囲を示すものであり、NO. 2
9〜NO. 34はMF2 の種類の変化を示すものであり、
NO. 35〜NO. 41はβの値の適正範囲を示すものであ
る。
組成の限定理由を説明する。試料NO. 1〜9から明らか
なように、金属酸化物MeOとしてCaO、BaO、S
rOの内のいずれか1種又は複数種の組み合せであって
も所望特性を得ることができる。
すxの値が、試料NO. 15に示すように0.40の場合
にはTCが−1100ppm/℃と悪化するが、試料N
O. 14に示すようにxの値が0.30の場合には所望
特性が得られる。従って、xの上限値は0.30であ
る。xの値を変化させてZrとTiの割合を変えると、
TCが連続的に変化するが、xが0.30以下の範囲で
は所望特性が得られる。試料NO. 10に示すように、x
を零にして1−xを1.00としても所望特性が得られ
る。従って、xの範囲は0〜0.30である。なお、1
−xの範囲は、必然的に0.70〜1.00になる。
0の場合には、所望の電気的特性を得ることができる
が、試料NO. 16に示すように0.70の場合には、Q
の値が急激に低下し、抵抗率ρも1×106 MΩ・cm
未満となる。従って、kの値の下限値は0.80であ
る。一方、kの値が試料NO. 22に示すように1.30
の場合には所望の電気的特性が得られるが、試料NO. 2
3に示すように1.40の場合には、1100℃で焼成
しても緻密な焼結体が得られない。従って、kの値の上
限値は1.30である。
NO. 25に示すように0.01の場合には、所望の電気
的特性を得ることができるが、試料NO. 24に示すよう
に0.005の場合には1100℃で焼成しても緻密な
焼結体が得られない。従って、αの値の下限値は0.0
1である。一方、αの値が試料NO. 27に示すように
0.05の場合には、所望の電気的特性を得ることがで
きるが、試料NO. 28に示すように0.06の場合には
Q値が2000未満、比抵抗ρも1×107 MΩ・cm
未満となる。従って、αの値の上限値は0.05であ
る。
6、37に示すように0.01の場合には、所望の電気
的特性を得ることができるが、試料NO. 35に示すよう
に0.005の場合には1100℃で焼成しても緻密な
焼結体が得られない。従って、βの値の下限値は0.0
1である。一方、βの値が試料NO. 39に示すように
0.05の場合には、所望の電気的特性を得ることがで
きるが、試料NO. 40、41に示すように0.06の場
合には、Qが2000未満、比抵抗ρも1×107 MΩ
・cm未満となる。従って、βの値の上限値は0.05
である。また、試料NO. 29〜34に示すように、MF
2 の成分としてはMgF2 、CaF2 、BaF2 、Sr
F2 はほぼ同様に働き、これ等から選択された1つを使
用しても又は複数を使用しても同様な効果が得られる。
ンサの作製を容易にするために、In−Ga合金電極の
単層コンデンサを作製したが、この代りに本発明に従う
磁器組成物のグリーンシート(未焼結磁器シート)にC
u(銅)ペーストを塗布して乾燥したものを積層し、こ
の成形体の焼成と電極の焼付を還元性又は非酸化性雰囲
気、1050℃以下の条件で同時に行い、図2に示すよ
うに複数の誘電体磁器層1a、1b、1cの中に、Cu
から成る内部電極4、5を設け、更にこれに接続された
外部電極6、7を設けた構造の温度補償用積層磁器コン
デンサとすることができる。内部電極4、5を構成する
Cuは抵抗率が低く且つ非磁性体であるので、高周波特
性に優れたコンデンサが得られる。
微量のMnO2 (好ましくは0.05〜0.3重量%)
等の鉱化剤を添加すると、更に焼結性を向上させること
ができる。また(MeO)k (Zrx Ti1-x )O2 を
作製するための出発原料としては実施例で示した以外の
酸化物、水酸化物又はその他の化合物を使用してもよ
い。
ば、還元性雰囲気中で1050℃以下で焼結が可能であ
り、且つεs が30以上、TCが−750〜+80pp
m/℃、Qが3000以上、ρが1×107 MΩ・cm
以上の電気的特性を有する温度補償用磁器コンデンサを
提供することが可能になる。
面図である。
である。
Claims (1)
- 【請求項1】 (1−α−β){(MeO)k (Zr
1-x Tix )O2 }+αLi2 SiO3 +βMF2 (但し、MeOはCaO、SrO、BaOの内の少なく
とも1種の金属酸化物、 MF2 はCaF2 、Sr
F2 、BaF2 、MgF2 の内の少なくとも1種のアル
カリ土類フッ化物、 αは0.01〜0.05の範囲の数値、 βは0.01〜0.05の範囲の数値、 kは0.8〜1.3の範囲の数値、 xは0.3以下の数値) から成る温度補償用磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3185677A JP2531547B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 温度補償用磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3185677A JP2531547B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 温度補償用磁器組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH059073A JPH059073A (ja) | 1993-01-19 |
JP2531547B2 true JP2531547B2 (ja) | 1996-09-04 |
Family
ID=16174939
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3185677A Expired - Fee Related JP2531547B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 温度補償用磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2531547B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3470703B2 (ja) | 2000-04-07 | 2003-11-25 | 株式会社村田製作所 | 非還元性誘電体セラミックおよびそれを用いた積層セラミックコンデンサ、ならびに非還元性誘電体セラミックの製造方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0667784B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1994-08-31 | 旭化成工業株式会社 | 誘電体組成物 |
JPS62131415A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-13 | 太陽誘電株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185677A patent/JP2531547B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH059073A (ja) | 1993-01-19 |
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