(57)【要約】【課題】セラミックコンデンサなどの電子部品の誘電体層に用いられ、高周波数領域において誘電損失を低くすることができ、しかも誘電率温度特性に優れ、高い比誘電率を有する誘電体磁器組成物を提供すること。【解決手段】酸化ストロンチウムをＳｒＴｉＯ３換算で２９．３４〜４４．７０重量％、酸化ビスマスをＢｉ２Ｏ３換算で２２．５６〜２８．４８重量％、酸化チタンをＴｉＯ２換算で２６．３６〜３０．２７重量％、酸化マグネシウムをＭｇＯ換算で３．６１〜５．５６重量％、酸化ネオジムを、Ｎｄ２Ｏ３換算で、１．８６〜３．４２重量％、酸化マンガンをＭｎＯ換算で０．２１〜０．９９重量％、酸化ケイ素をＳｉＯ２換算で０．０６〜０．５０重量％含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化ストロンチウムを、ＳｒＴｉＯ３換算で、２９．３４〜４４．７０重量％、
酸化ビスマスを、Ｂｉ２Ｏ３換算で、２２．５６〜２８．４８重量％、
酸化チタンを、ＴｉＯ２換算で、２６．３６〜３０．２７重量％、
酸化マグネシウムを、ＭｇＯ換算で、３．６１〜５．５６重量％、
酸化ネオジムを、Ｎｄ２Ｏ３換算で、１．８６〜３．４２重量％、
酸化マンガンを、ＭｎＯ換算で、０．２１〜０．９９重量％、
酸化ケイ素を、ＳｉＯ２換算で、０．０６〜０．５０重量％含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
請求項１に記載の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する電子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の誘電体層などに用いられる誘電体磁器組成物に係り、さらに詳しくは、高周波数領域において誘電損失を低くすることができ、さらに高い比誘電率を示しながら温度特性が良好である誘電体磁器組成物およびそれを用いた電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に進む電気機器の高性能化に伴い、電気回路の小型化、複雑化もまた急速に進んでいる。そのため、電子部品もより一層の小型化、高性能化が求められており、たとえば、所定の温度域において誘電率（容量）の温度特性が良好な誘電体磁器組成物が求められている。
【０００３】
誘電率温度特性は要求される特性に応じて種々の規格が存在するが、たとえばＪＩＳ規格のＳＬ特性がある。このＳＬ特性を満足する誘電体磁器組成物としては、ＳｒＴｉＯ３−ＣａＴｉＯ３−Ｂｉ２Ｏ３−ＴｉＯ２系の誘電体磁器組成物などが挙げられるが、比誘電率が２００〜３００程度と低く、小型化、高性能化には対応できないという問題があった。
【０００４】
一方、特許文献１には、ＳｒＴｉＯ３−Ｂｉ２Ｏ３−ＴｉＯ２−ＭｇＯ系の誘電体磁器組成物が記載されている。この誘電体磁器組成物は、比誘電率は比較的高いものの、誘電率温度特性が劣る傾向にあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭５０−６８０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、セラミックコンデンサなどの電子部品の誘電体層に用いられ、高周波数領域において誘電損失を低くすることができ、しかも誘電率温度特性に優れ、高い比誘電率を有する誘電体磁器組成物を提供することである。また、本発明は、このような誘電体磁器組成物を用いて得られる電子部品を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る誘電体磁器組成物は、
酸化ストロンチウムを、ＳｒＴｉＯ３換算で、２９．３４〜４４．７０重量％、
酸化ビスマスを、Ｂｉ２Ｏ３換算で、２２．５６〜２８．４８重量％、
酸化チタンを、ＴｉＯ２換算で、２６．３６〜３０．２７重量％、
酸化マグネシウムを、ＭｇＯ換算で、３．６１〜５．５６重量％、
酸化ネオジムを、Ｎｄ２Ｏ３換算で、１．８６〜３．４２重量％、
酸化マンガンを、ＭｎＯ換算で、０．２１〜０．９９重量％、
酸化ケイ素を、ＳｉＯ２換算で、０．０６〜０．５０重量％含有することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る誘電体磁器組成物は、各成分を上記の組成および含有量とすることにより、高周波数領域において誘電損失を低くしつつ、高い比誘電率および良好な温度特性を有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
【０００９】
本発明によれば、上記の誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層を有する電子部品が提供される。本発明に係る電子部品としては、特に限定されないが、たとえば液晶パネルのバックライト用部品や樹脂モールドされた表面実装部品などが例示される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の誘電体磁器組成物は、各成分の比率を上記所定の範囲としている。その結果、高い周波数領域において誘電損失を低くすることができ、しかも、誘電率温度特性に優れ、比誘電率が高い誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００１１】
このような本発明の誘電体磁器組成物を、セラミックコンデンサなどの電子部品の誘電体層に用いることにより、高性能でありながら、小型化（低背化）を実現する電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの正面図、図１（Ｂ）は本発明の一実施形態に係るセラミックコンデンサの側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。  
【００１４】
セラミックコンデンサ２ 
図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、本実施形態に係るセラミックコンデンサ２は、誘電体層１０と、その対向表面に形成された一対の端子電極１２，１４と、この端子電極１２，１４に、それぞれ接続されたリード端子６，８とを有する構成となっており、これらは保護樹脂４に覆われている。セラミックコンデンサ２の形状は、目的や用途に応じて適宜決定すればよいが、本実施形態では、誘電体層１０が円板形状となっている円板型のコンデンサである。また、そのサイズも目的や用途に応じて適宜決定すればよいが、通常、直径が２．５〜１４．５ｍｍ程度、好ましくは３．０〜４．０ｍｍ程度である。
【００１５】
誘電体層１０
誘電体層１０は、本実施形態に係る誘電体磁器組成物から構成されており、本実施形態に係る誘電体磁器組成物は、酸化ストロンチウムと、酸化ビスマスと、酸化チタンと、酸化マグネシウムと、酸化ネオジムと、酸化マンガンと、酸化ケイ素とを含有する。各成分の含有量は以下の通りである。
【００１６】
酸化ストロンチウムは、ＳｒＴｉＯ３換算で、２９．３４〜４４．７０重量％、好ましくは３３．１２〜４１．６２重量％、より好ましくは３７．８３〜３７．９９重量％含有される。
【００１７】
酸化ビスマスは、Ｂｉ２Ｏ３換算で、２２．５６〜２８．４８重量％、好ましくは２３．６６〜２７．３０重量％、より好ましくは２６．０６〜２６．１５重量％含有される。
【００１８】
酸化チタンは、ＴｉＯ２換算で、２６．３６〜３０．２７重量％、好ましくは２７．１８〜２９．５２重量％、より好ましくは２７．８６〜２７．９９重量％含有される。
【００１９】
酸化マグネシウムは、ＭｇＯ換算で、３．６１〜５．５６重量％、好ましくは４．１９〜５．１４重量％、より好ましくは４．７１〜４．７５重量％含有される。
【００２０】
酸化ネオジムは、Ｎｄ２Ｏ３換算で、１．８６〜３．４２重量％、好ましくは２．１３〜３．０２重量％、より好ましくは２．６２〜２．６４重量％含有される。
【００２１】
酸化マンガンは、ＭｎＯ換算で、０．２１〜０．９９重量％、好ましくは０．２９〜０．９９重量％、より好ましくは０．３８〜０．３９重量％含有される。
【００２２】
酸化ケイ素は、ＳｉＯ２換算で、０．０６〜０．５０重量％、好ましくは０．１０〜０．４９重量％、より好ましくは０．１９〜０．２１重量％含有される。
【００２３】
上記のような組成で各成分を含有する誘電体磁器組成物は、比較的高い比誘電率（たとえば、６５０以上）を示すとともに、高周波領域において誘電損失が小さく（たとえば１００ＫＨｚにおいて０．３０％以下）、誘電率温度特性に優れる（たとえば、ＪＩＳ規格のＳＬ特性を満足）。
【００２４】
誘電体層１０の厚みは、特に限定されず、用途等に応じて適宜決定すれば良いが、好ましくは０．３〜２ｍｍである。
【００２５】
端子電極１２，１４ 
端子電極１２，１４は、導電材で構成される。端子電極１２，１４に用いられる導電材は、たとえば、Ｃｕ、Ｃｕ合金、Ａｇ、Ａｇ合金、Ｉｎ−Ｇａ合金等を主成分として含む。これらの中では、Ｃｕ、Ｃｕ合金が好ましい。また、端子電極１２，１４は、これらの金属または合金の単層構造でもあってもよく、複層構造であってもよい。
【００２６】
セラミックコンデンサの製造方法 
次に、本実施形態に係るセラミックコンデンサの製造方法について説明する。まず、焼成後に図１に示す誘電体層１０を形成することとなる誘電体磁器組成物の粉末を製造する。
【００２７】
まず、誘電体磁器組成物を構成する各成分の原料を準備する。各成分の原料としては、特に限定されず、上記した各成分の酸化物や複合酸化物、または焼成によりこれら酸化物や複合酸化物となる各種化合物、たとえば炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物などから適宜選択して用いることができる。たとえば、ＭｎＣＯ３  、ＭｇＣＯ３などの炭酸化物や、ＴｉＯ２  などの酸化物を用いることができる。また、チタン酸ストロンチウムの原料は、固相法により製造してもよいし、水熱合成法や蓚酸塩法などの液相法により製造してもよいが、製造コストの面から、固相法により製造することが好ましい。
【００２８】
次いで、各成分の原料を、上記した所定の組成となるように配合し、水を分散媒として７５重量％程度の濃度において、ボールミルなどを用いて、湿式混合する。湿式混合後のスラリーを乾燥して、誘電体磁器組成物の粉末を得る。
【００２９】
次いで、得られた誘電体磁器組成物粉末にバインダなどを添加して造粒し、得られた造粒物を、所定の大きさを有する円板状に成形することにより、グリーン成形体とする。そして、得られたグリーン成形体を、焼成することにより、焼結体としての誘電体磁器組成物を得る。なお、焼成の条件としては、特に限定されないが、保持温度が好ましくは１２００〜１３４０℃であり、焼成雰囲気を空気中とすることが好ましい。
【００３０】
そして、得られた誘電体磁器組成物の焼結体の主表面に、端子電極を印刷し、必要に応じて焼き付けすることにより、端子電極１２，１４を形成する。その後、端子電極１２，１４に、ハンダ付等により、リード端子６，８を接合し、最後に、素子本体を保護樹脂４で覆うことにより、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すような単板型セラミックコンデンサを得る。
【００３１】
このようにして製造された本発明のセラミックコンデンサは、リード端子６，８を介してプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々異なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３３】
たとえば、上述した実施形態では、本発明に係る電子部品として単板型セラミックコンデンサを例示したが、本発明に係る電子部品としては、単板型セラミックコンデンサに限定されず、上記した誘電体磁器組成物粉末を含む誘電体ペーストおよび電極ペーストを用いた通常の印刷法やシート法により作製される積層型セラミックコンデンサであっても良い。
【実施例】
【００３４】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００３５】
実施例１
まず、原料としてＳｒＴｉＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＣＯ３、Ｎｄ（ＯＨ）３、ＭｎＣＯ３およびＳｉＯ２をそれぞれ準備した。準備した原料を、表１に示す重量組成となるように、それぞれ秤量し、分散媒として水を用いてボールミルにより湿式混合し、スラリーを調製した。スラリーの固形分濃度は７５重量％とした。このスラリーを乾燥して誘電体磁器組成物の粉末を得た。
【００３６】
なお、ＭｇＣＯ３、Ｎｄ（ＯＨ）３およびＭｎＣＯ３は、焼成後にそれぞれ酸化物として含有されることになる。
【００３７】
次いで、得られた誘電体磁器組成物の粉末に、バインダとしてポリビニルアルコール水溶液を、固形分濃度が１．９３重量％となるように添加、混合し、スプレードライヤーにより造粒して、メッシュパスを通して造粒粉を得た。その後、得られた造粒粉を３ｔ／ｃｍ２の圧力で成形することにより、直径１２ｍｍ、厚さ約１.２ｍｍの円盤状のグリーン成形体を得た。
【００３８】
次いで、得られたグリーン成形体を、空気中、１２００〜１３４０℃、２時間の条件で焼成することにより、円盤状の焼結体を得た。そして、得られた焼結体の主表面にＡｇ電極を塗布し、さらに空気中、６５０℃で２０分間焼付け処理を行うことによって、図１に示すような円盤状のセラミックコンデンサの試料を得た。得られたコンデンサ試料の誘電体層１０の厚みは約１ｍｍであった。そして、得られた各コンデンサ試料について、以下の方法により、比誘電率、誘電損失および誘電率温度特性をそれぞれ評価した。評価結果を表１に示す。
【００３９】
比誘電率ε 
比誘電率εは、コンデンサ試料に対し、基準温度２５℃において、デジタルＬＣＲメータ（ＹＨＰ社製４２７４Ａ）にて、周波数１ｋＨｚ，入力信号レベル（測定電圧）１．０Ｖｒｍｓの条件下で測定された静電容量から算出した（単位なし）。比誘電率は高いほうが好ましく、本実施例では、６５０以上を良好とした。結果を表１に示す。
【００４０】
誘電損失（ｔａｎδ） 
誘電損失（ｔａｎδ）は、コンデンサ試料に対し、基準温度２５℃において、デジタルＬＣＲメータ（ＹＨＰ社製４２７４Ａ）にて、周波数１ｋＨｚおよび１００ｋＨｚ，入力信号レベル（測定電圧）１．０Ｖｒｍｓの条件下で測定した。誘電損失は低いほうが好ましく、本実施例では、周波数１００ｋＨｚで０．３０％以下を良好とした。結果を表１に示す。
【００４１】
誘電率温度特性
コンデンサ試料に対し、−２５〜８５℃の温度範囲で１Ｖの電圧での静電容量を測定し、＋２０℃での静電容量に対する誘電率の変化率（単位はｐｐｍ／℃）を算出した。本実施例では、変化率が＋３５０〜−１０００ｐｐｍ／℃の範囲にあるものを良好とした（ＪＩＳ規格のＳＬ特性）。結果を表１に示す。なお、表１では８５℃での変化率を示しており、この変化率が上記の範囲にある試料は全てＳＬ特性を満足していた。
【００４２】
【表１】
2011173776.tif 000002
【００４３】
表１より、誘電体磁器組成物の組成が、本発明の範囲内である場合（試料番号２〜４、７〜１０、１３〜１６、１９〜２１、２４〜２６、２９〜３２、３６〜４０）には、比誘電率６５０以上、誘電損失（１００ｋＨｚ）０．３０％以下、−２５℃〜８５℃の全範囲において２０℃に対する誘電率変化率＋３５０〜−１０００ｐｐｍ／℃（ＪＩＳ規格のＳＬ特性）を満足していることが確認できた。
【００４４】
これに対し、誘電体磁器組成物の組成が、本発明の範囲外である場合（試料番号１、５、６、１１、１２、１７、１８、２２、２３、２７、２８、３３〜３５および４１）には、比誘電率、誘電損失（１００ｋＨｚ）、誘電率温度特性の少なくとも１つが、悪化していることが確認できた。
【００４５】
実施例２
Ｎｄ２Ｏ３の代わりに、表２に示す酸化物を表２に示す量で含有させた以外は、実施例１と同様にして、コンデンサの試料を作製し、実施例１と同様の特性評価を行った。結果を表２に示す。
【００４６】
【表２】
2011173776.tif 000003
【００４７】
表２より、Ｎｄ２Ｏ３の代わりに、表２に示す酸化物を用いた場合（試料番号５１〜６６）、比誘電率、誘電損失（１００ｋＨｚ）、誘電率温度特性の少なくとも１つが、大幅に悪化していることが確認できた。この傾向は酸化物の含有量を変化させても同様であった。
【符号の説明】
【００４８】
２…  セラミックコンデンサ
４…  保護樹脂
６，８…  リード端子
１０…  誘電体層
１２，１４…  端子電極
【図１】
2011173776.tif 000004