JPH08198675A - 鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器 - Google Patents
鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器Info
- Publication number
- JPH08198675A JPH08198675A JP7007452A JP745295A JPH08198675A JP H08198675 A JPH08198675 A JP H08198675A JP 7007452 A JP7007452 A JP 7007452A JP 745295 A JP745295 A JP 745295A JP H08198675 A JPH08198675 A JP H08198675A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- grain size
- crystal grain
- lead
- type dielectric
- dielectric porcelain
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】１０００℃以下の温度で焼結するものであっ
て、誘電率が高く、しかも機械的強度が大きい鉛系複合
ペロブスカイト型誘電体磁器を提供する。 【構成】平均結晶粒子径が２μｍ〜５μｍの範囲にあ
り、かつ、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比が４
〜６の範囲にあることを特徴とする、鉛系複合ペロブス
カイト型誘電体磁器。
て、誘電率が高く、しかも機械的強度が大きい鉛系複合
ペロブスカイト型誘電体磁器を提供する。 【構成】平均結晶粒子径が２μｍ〜５μｍの範囲にあ
り、かつ、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比が４
〜６の範囲にあることを特徴とする、鉛系複合ペロブス
カイト型誘電体磁器。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、積層セラミックコンデ
ンサの誘電体として用いられる鉛系複合ペロブスカイト
型誘電体磁器に関する。
ンサの誘電体として用いられる鉛系複合ペロブスカイト
型誘電体磁器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘電体磁器として、チタン酸バリ
ウム（ＢａＴｉＯ3 ）を主成分とするものが広く実用化
されているが、チタン酸バリウムを主成分とするもの
は、通常１３００〜１４００℃という高い焼結温度を必
要とした。このため、これを積層コンデンサの誘電体と
して用いる場合には、内部電極としてこの焼結温度に耐
え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高価な貴金
属を使用しなければならず、製造コストが高くなるとい
う欠点があった。
ウム（ＢａＴｉＯ3 ）を主成分とするものが広く実用化
されているが、チタン酸バリウムを主成分とするもの
は、通常１３００〜１４００℃という高い焼結温度を必
要とした。このため、これを積層コンデンサの誘電体と
して用いる場合には、内部電極としてこの焼結温度に耐
え得る材料、例えば白金、パラジウムなどの高価な貴金
属を使用しなければならず、製造コストが高くなるとい
う欠点があった。
【０００３】したがって、積層コンデンサの製造コスト
を低減させるために、銀などを主成分とする安価な金属
を内部電極に使用できるような、できるだけ低い温度、
特に１０００℃以下で焼結できる磁器組成物が必要とさ
れた。さらに、誘電体磁器の電気的特性としては、誘電
率が高く誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いことが基本
的に要求されていた。
を低減させるために、銀などを主成分とする安価な金属
を内部電極に使用できるような、できるだけ低い温度、
特に１０００℃以下で焼結できる磁器組成物が必要とさ
れた。さらに、誘電体磁器の電気的特性としては、誘電
率が高く誘電損失が小さく、絶縁抵抗が高いことが基本
的に要求されていた。
【０００４】このような要求に答えるために、１０００
℃以下の温度で焼結できる磁器組成物として、Ｐｂ（Ｆ
ｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 系（特開昭５５−２
１８５０号公報）、Ｐｂ（Ｆｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ
ＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ 1/3 ）Ｏ3 系（特開昭５５
−２３０５８号公報）、Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
−Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系（特開
昭５８−６０６７０号公報）などの鉛系複合ペロブスカ
イト型誘電体磁器組成物が提案されてきた。
℃以下の温度で焼結できる磁器組成物として、Ｐｂ（Ｆ
ｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 系（特開昭５５−２
１８５０号公報）、Ｐｂ（Ｆｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ
ＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ 1/3 ）Ｏ3 系（特開昭５５
−２３０５８号公報）、Ｐｂ（Ｍｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3
−Ｐｂ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系（特開
昭５８−６０６７０号公報）などの鉛系複合ペロブスカ
イト型誘電体磁器組成物が提案されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
前記複合ペロブスカイト型誘電体磁器組成物がチップタ
イプの積層セラミックコンデンサの誘電体として用いら
れるにしたがって、従来の誘電率が高く誘電損失が小さ
く、絶縁抵抗が高いことに加えて、磁器の機械的強度が
大きいことが特に必要となってきた。
前記複合ペロブスカイト型誘電体磁器組成物がチップタ
イプの積層セラミックコンデンサの誘電体として用いら
れるにしたがって、従来の誘電率が高く誘電損失が小さ
く、絶縁抵抗が高いことに加えて、磁器の機械的強度が
大きいことが特に必要となってきた。
【０００６】即ち、チップタイプの積層セラミックコン
デンサを回路基板に実装したときに、回路基板と積層セ
ラミックコンデンサとの熱膨張係数の違いや、あるいは
回路基板の撓みなどによって、積層セラミックコンデン
サに機械的な歪みが加わっても破損しないように、積層
セラミックコンデンサを構成する誘電体磁器の機械的強
度を高めておく必要がある。
デンサを回路基板に実装したときに、回路基板と積層セ
ラミックコンデンサとの熱膨張係数の違いや、あるいは
回路基板の撓みなどによって、積層セラミックコンデン
サに機械的な歪みが加わっても破損しないように、積層
セラミックコンデンサを構成する誘電体磁器の機械的強
度を高めておく必要がある。
【０００７】しかしながら、従来の鉛系複合ペロブスカ
イト型誘電体磁器は、機械的強度が比較的小さく、クラ
ックが入って破損する場合があった。
イト型誘電体磁器は、機械的強度が比較的小さく、クラ
ックが入って破損する場合があった。
【０００８】そこで、本発明の目的は、上記問題を解決
し、１０００℃以下の温度で焼結するものであって、誘
電率が高く、しかも機械的強度が大きい鉛系複合ペロブ
スカイト型誘電体磁器を提供することにある。
し、１０００℃以下の温度で焼結するものであって、誘
電率が高く、しかも機械的強度が大きい鉛系複合ペロブ
スカイト型誘電体磁器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器は、
平均結晶粒子径が２μｍ〜５μｍの範囲にあり、かつ、
最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比が４〜６の範囲
にあることを特徴とする。
め、本発明の鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器は、
平均結晶粒子径が２μｍ〜５μｍの範囲にあり、かつ、
最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比が４〜６の範囲
にあることを特徴とする。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の鉛系複合ペロブスカイト型誘
電体磁器の実施例について説明する。
電体磁器の実施例について説明する。
【００１１】まず、出発原料として、工業用のＰｂ3 Ｏ
4 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、ＺｎＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｍｇ
Ｏ、ＮｉＯを用意し、これらを表１に示す組成となるよ
うに秤量し、イオン交換水を溶媒として１６時間ボ−ル
ミルで混合を行なった。得られた混合粉を大気中７５０
℃で２時間仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。
4 、Ｆｅ2 Ｏ3 、ＷＯ3 、ＺｎＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｍｇ
Ｏ、ＮｉＯを用意し、これらを表１に示す組成となるよ
うに秤量し、イオン交換水を溶媒として１６時間ボ−ル
ミルで混合を行なった。得られた混合粉を大気中７５０
℃で２時間仮焼し、粉砕して仮焼粉末を得た。
【００１２】その後、得られた仮焼粉末にポリビニール
ブチラールなどのバインダ、ＤＯＰなどの可塑剤および
トルエンなどの有機溶媒を添加し、混合してスラリ−を
得た。そして、このスラリーを用いて、厚み５０〜６０
μｍのグリ−ンシ−トを、ドクタ−ブレ−ド法によって
作製した。その後、このグリ−ンシ−トを積み重ねて圧
着した後、打ち抜き加工あるいは切断加工することによ
って、直径１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円板試料、およ
び４５ｍｍ×５ｍｍ×１．５ｍｍの直方体試料を得た。
ブチラールなどのバインダ、ＤＯＰなどの可塑剤および
トルエンなどの有機溶媒を添加し、混合してスラリ−を
得た。そして、このスラリーを用いて、厚み５０〜６０
μｍのグリ−ンシ−トを、ドクタ−ブレ−ド法によって
作製した。その後、このグリ−ンシ−トを積み重ねて圧
着した後、打ち抜き加工あるいは切断加工することによ
って、直径１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの円板試料、およ
び４５ｍｍ×５ｍｍ×１．５ｍｍの直方体試料を得た。
【００１３】次に、これらの試料を大気中で加熱してバ
インダを除去した後、大気中で表１に示す温度で２時間
焼成して磁器試料を得た。さらに、円板状磁器試料につ
いては、その両面に銀ペーストを塗布し、大気中８００
℃で焼き付けて円板状コンデンサとした。
インダを除去した後、大気中で表１に示す温度で２時間
焼成して磁器試料を得た。さらに、円板状磁器試料につ
いては、その両面に銀ペーストを塗布し、大気中８００
℃で焼き付けて円板状コンデンサとした。
【００１４】
【表１】
【００１５】その後、円板状コンデンサを用いて比誘電
率を求めた。この場合、比誘電率は、温度２５℃、周波
数１ＫＨｚ、測定電圧１Ｖｒｍｓの条件下で測定した静
電容量と円板状コンデンサの寸法より算出した。
率を求めた。この場合、比誘電率は、温度２５℃、周波
数１ＫＨｚ、測定電圧１Ｖｒｍｓの条件下で測定した静
電容量と円板状コンデンサの寸法より算出した。
【００１６】また、直方体磁器試料を用いて、３点曲げ
による抗折強度を求めた。具体的には、オ−トグラフに
て支点間距離を３０ｍｍにして試料をセットし、０．５
ｍｍ／分の速度でクロスヘッドを進ませたときの破壊荷
重（Ｐ）を求め、抗折強度（σ）＝３ＰＬ／２ＷＴ
2 （但し、Ｌは支点間距離、Ｔは試料の厚み、Ｗは試料
の幅）なる式にしたがって抗折強度を求めた。そして、
抗折強度の値としては、２０個の値をワイブルプロット
し、ワイブル統計解析により得た平均値を採用した。
による抗折強度を求めた。具体的には、オ−トグラフに
て支点間距離を３０ｍｍにして試料をセットし、０．５
ｍｍ／分の速度でクロスヘッドを進ませたときの破壊荷
重（Ｐ）を求め、抗折強度（σ）＝３ＰＬ／２ＷＴ
2 （但し、Ｌは支点間距離、Ｔは試料の厚み、Ｗは試料
の幅）なる式にしたがって抗折強度を求めた。そして、
抗折強度の値としては、２０個の値をワイブルプロット
し、ワイブル統計解析により得た平均値を採用した。
【００１７】さらに、抗折強度を測定した試料表面の走
査型電子顕微鏡観察を行ない、任意にサンプリングした
１００個の結晶粒子について平均結晶粒子径、最大結晶
粒子径および最小結晶粒子径を画像解析により求めた。
そして、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比を算出
した。以上の結果を表２に示す。
査型電子顕微鏡観察を行ない、任意にサンプリングした
１００個の結晶粒子について平均結晶粒子径、最大結晶
粒子径および最小結晶粒子径を画像解析により求めた。
そして、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比を算出
した。以上の結果を表２に示す。
【００１８】
【表２】
【００１９】表２に示す結果から明らかなように、平均
結晶粒子径が２μｍ〜５μｍであり、かつ、最大結晶粒
子径と最小結晶粒子径との比が４〜６である本発明の範
囲内（試料番号２，３，４，７，８）においては、比誘
電率が１２０００以上であって、抗折強度が１１５ＭＰ
ａ以上の鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器が得られ
る。
結晶粒子径が２μｍ〜５μｍであり、かつ、最大結晶粒
子径と最小結晶粒子径との比が４〜６である本発明の範
囲内（試料番号２，３，４，７，８）においては、比誘
電率が１２０００以上であって、抗折強度が１１５ＭＰ
ａ以上の鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器が得られ
る。
【００２０】これに対して、平均結晶粒子径が２μｍ未
満の場合は、試料番号１に示すように、比誘電率が３０
００と低く、また抗折強度も１０３ＭＰａとやや低い。
一方、平均結晶粒径が５μｍを超える場合は、試料番号
５に示すように、抗折強度が８０ＭＰａと低い。
満の場合は、試料番号１に示すように、比誘電率が３０
００と低く、また抗折強度も１０３ＭＰａとやや低い。
一方、平均結晶粒径が５μｍを超える場合は、試料番号
５に示すように、抗折強度が８０ＭＰａと低い。
【００２１】また、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径と
の比が４未満の場合は、試料番号６に示すように、抗折
強度が９５ＭＰａと低い。そして、最大結晶粒子径と最
小結晶粒子径との比が６を超える場合にも、試料番号９
に示すように、抗折強度が８０ＭＰａと低い。
の比が４未満の場合は、試料番号６に示すように、抗折
強度が９５ＭＰａと低い。そして、最大結晶粒子径と最
小結晶粒子径との比が６を超える場合にも、試料番号９
に示すように、抗折強度が８０ＭＰａと低い。
【００２２】なお、本発明は、上記実施例に示した誘電
体磁器に限定されるものではない。即ち、例えば、Ｐｂ
（Ｆｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 系、Ｐｂ（Ｆｅ
2/3Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ
1/3 ）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系などの鉛系複
合ペロブスカイト型誘電体磁器であれば、同様の結果が
得られる。
体磁器に限定されるものではない。即ち、例えば、Ｐｂ
（Ｆｅ2/3 Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 系、Ｐｂ（Ｆｅ
2/3Ｗ1/3 ）Ｏ3 −ＰｂＺｒＯ3 −Ｐｂ（Ｍｎ2/3 Ｗ
1/3 ）Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｍｎ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 −Ｐｂ
（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 −ＰｂＴｉＯ3 系などの鉛系複
合ペロブスカイト型誘電体磁器であれば、同様の結果が
得られる。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、磁器の平
均粒子径を２μｍ〜５μｍの範囲に、かつ、最大結晶粒
子径と最小結晶粒子径との比を４〜６の範囲に抑えるこ
とにより、１０００℃以下の温度で焼結するものであっ
て、誘電率が１２０００以上と高く、しかも機械的強度
が抗折強度で表して１１５ＭＰａ以上と大きい鉛系複合
ペロブスカイト型誘電体磁器を得ることができる。
均粒子径を２μｍ〜５μｍの範囲に、かつ、最大結晶粒
子径と最小結晶粒子径との比を４〜６の範囲に抑えるこ
とにより、１０００℃以下の温度で焼結するものであっ
て、誘電率が１２０００以上と高く、しかも機械的強度
が抗折強度で表して１１５ＭＰａ以上と大きい鉛系複合
ペロブスカイト型誘電体磁器を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ０４Ｂ 35/46 35/48 Ｃ０４Ｂ 35/48 Ｄ
Claims (1)
- 【請求項１】 平均結晶粒子径が２μｍ〜５μｍの範囲
にあり、かつ、最大結晶粒子径と最小結晶粒子径との比
が４〜６の範囲にあることを特徴とする、鉛系複合ペロ
ブスカイト型誘電体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7007452A JPH08198675A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7007452A JPH08198675A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08198675A true JPH08198675A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11666225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7007452A Pending JPH08198675A (ja) | 1995-01-20 | 1995-01-20 | 鉛系複合ペロブスカイト型誘電体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08198675A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003051789A1 (fr) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Ngk Insulators,Ltd. | Materiau piezo-electrique/electrostrictif et son procede de production |
| US6887397B2 (en) | 2001-12-19 | 2005-05-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive material and process for production thereof |
| US20130100578A1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer ceramic electronic part |
| US20140185183A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Dielectric composition and multilayer ceramic capacitor using the same |
-
1995
- 1995-01-20 JP JP7007452A patent/JPH08198675A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003051789A1 (fr) * | 2001-12-19 | 2003-06-26 | Ngk Insulators,Ltd. | Materiau piezo-electrique/electrostrictif et son procede de production |
| US6887397B2 (en) | 2001-12-19 | 2005-05-03 | Ngk Insulators, Ltd. | Piezoelectric/electrostrictive material and process for production thereof |
| US20130100578A1 (en) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Multilayer ceramic electronic part |
| US20140185183A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Dielectric composition and multilayer ceramic capacitor using the same |
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