(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％
ＢａＺｒＯ3 ：  ５．６９〜１２．０４モル％
ＣａＴｉＯ3 ：  ７．８４〜１２．１３モル％
ＭｇＴｉＯ3 ：  ３．１１〜  ４．７２モル％
Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜  ０．６０モル％
からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０を除く）、及びＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０を除く）を添加含有することを特徴とする高誘電率誘電体磁器組成物。
【請求項２】
ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％
ＢａＺｒＯ3 ：  ５．６９〜１２．０４モル％
ＣａＴｉＯ3 ：  ７．８４〜１２．１３モル％
ＭｇＴｉＯ3 ：  ３．１１〜  ４．７２モル％
Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜  ０．６０モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０を除く）を添加含有することを特徴とする高誘電率誘電体磁器組成物。
【請求項３】
ＢａＴｉＯ3 を７６．３３モル％
ＢａＺｒＯ3 を  ７．８２モル％
ＣａＴｉＯ3 を１１．９７モル％
ＭｇＴｉＯ3 を  ３．５７モル％
Ｂｉ2 ＴｉＯ5 を０．３１モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．０４重量％、ＣｅＯ2 を０．０３重量％、ＭｎＯを０．０５重量％、ＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０を除く）を添加含有することを特徴とする高誘電率誘電体磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は誘電体磁器組成物に係り、特に比誘電率が９０００以上と大きく、温度に対する比誘電率の変化の小さい、交流破壊電圧の高い高誘電率誘電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
磁器コンデンサ、積層コンデンサ、高周波コンデンサ、高圧コンデンサ等として広く利用されている高誘電率磁器組成物として、従来ＢａＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −ＭｇＴｉＯ3 系の磁器組成物を主成分としたものが一般的に実用化されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが従来のＢａＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −ＭｇＴｉＯ3 系の誘電体は、比誘電率が６０００以上と高くなると、温度における静電容量変化率が大きくなる。また交流破壊電圧が２．０〜３．０ＫＶ／ｍｍと低くなる問題点があった。
【０００４】
本発明者等は、特開平３−６５５５８号公報、特開平７−２６７７３２号公報に、ＢａＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 −ＭｇＴｉＯ3 系の誘電体磁器組成物を提示したが、これらはいずれも比誘電率が９０００には達しなかった。
【０００５】
したがって本発明は、比誘電率が９０００以上と高く、交流破壊電圧が高く、温度による静電容量変化率の小さい、高誘電率誘電体磁器組成物の提供を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、前記目的を達成するため次の（１）〜（３）の組成の高誘電率誘電体磁器組成物を提供するものである。
【０００７】
（１）ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％
ＢａＺｒＯ3 ：  ５．６９〜１２．０４モル％
ＣａＴｉＯ3 ：  ７．８４〜１２．１３モル％
ＭｇＴｉＯ3 ：  ３．１１〜  ４．７２モル％
Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜  ０．６０モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０を含まない）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０を含まない）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０を含まない）、及び、ＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０は含まない）を添加含有させる高誘電率誘電体磁器組成物。
【０００８】
（２）ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％
ＢａＺｒＯ3 ：  ５．６９〜１２．０４モル％
ＣａＴｉＯ3 ：  ７．８４〜１２．１３モル％
ＭｇＴｉＯ3 ：  ３．１１〜  ４．７２モル％
Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜  ０．６０モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０を含まない）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０を含まない）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０を含まない）を添加含有させる高誘電率誘電体磁器組成物。
【０００９】
（３）ＢａＴｉＯ3 を７６．３３モル％、ＢａＺｒＯ3 を７．８２モル％、ＣａＴｉＯ3 を１１．９７モル％、ＭｇＴｉＯ3 を３．５７モル％、Ｂｉ2 ＴｉＯ5 を０．３１モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．０４重量％、ＣｅＯ2 を０．０３重量％、ＭｎＯを０．０５重量％、ＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０を含まない）を添加含有させる高誘電率誘電体磁器組成物。
【００１０】
このような組成の磁器組成物により、比誘電率が９０００以上と高く、温度に対する静電容量変化率が小さく、破壊電圧が高く、また誘電体損失が低下した、焼結性が良好なものを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施例を説明する。まず本実施例の高誘電率誘電体磁器組成物の製造工程を説明する。
【００１２】
出発原料として炭酸バリウム（ＢａＣＯ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3 ）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3 ）、酸化ビスマス（Ｂｉ2 Ｏ3 ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を使用し、焼成後の組成が表１、表２に示す配合比となるように秤量し、この原料配合物をポットミルで湿式混合を１６時間行い、その後脱水、乾燥して１１４０℃〜１１６０℃で仮焼し、化学反応を行わせた。
【００１３】
これを再びポットミルで微粉砕し、脱水、乾燥してこれを有機結合材としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を添加し、造粒整粒を行い、顆粒粉末とした。この顆粒を３００ＭＰａ／ｃｍ2 の成形圧で１６．５ｍｍ、厚さ１．１ｍｍの円板状に成形した。この成形物を空気中で１２８０℃〜１３６０℃で焼成し、磁器素体を得た。
【００１４】
このようにして得られた磁器素体の両面に銀（Ａｇ）ペーストを焼付け、電極を形成し、これにリード線を半田付けして磁器コンデンサを得た。このようにして得られた各試料の電気的諸特性を測定した結果を表１、表２に示す。
【００１５】
0004201242.tif 000002
【００１６】
0004201242.tif 000003
【００１７】
尚、表１、表２の各電気的特性の測定において、比誘電率（εs ）及び誘電体損失（ｔａｎδ）は、周波数１ＫＨｚ、電圧１Ｖで測定し、絶縁抵抗（ＩＲ）は直流電圧５００Ｖ印加して測定し、破壊電圧は単位厚み当たりの交流破壊電圧（ＡＣ・Ｅｂ）とし、焼結性は焼成温度１３２０℃で焼成した試料について調べ、焼結性の悪いものは×印、良いものは○印で、特に良いものは◎印で示してある。
【００１８】
また表１において試料Ｎｏ．１、２、６、７、１０、１２、１３、１４、１６、２０、２１、２４、２６、２８、２９、３２、３４、３５、表２において試料Ｎｏ．３９、４２、４７、５０（表１、表２の試料Ｎｏ．の項の次に示す範囲内外の項に×印された試料）は、本発明の実施例に含まれておらず、本発明と比較するために示した比較例である。
【００１９】
（１）実施例１の説明
本発明の実施例１（請求項１）を説明する。実施例１は、ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％、ＢａＺｒＯ3 ：５．６９〜１２．０４モル％、ＣａＴｉＯ3 ：７．８４〜１２．１３モル％、ＭｇＴｉＯ3 ：３．１１〜４．７２モル％、Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜０．６０モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０を除く）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０を除く）、及びＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０を除く）を添加含有する高誘電率誘電体磁器組成物である。
【００２０】
実施例１における数値限定の理由について表１に基づき説明する。
【００２１】
主成分のＢａＴｉＯ3 の含有量が７４．２４モル％未満であると比誘電率εs が大幅に低下して９０００未満となり、また温度による静電容量変化率も、−２５℃側が−５５％よりも大きくなり、また破壊電圧も４．１ＫＶ未満となり悪化する（試料Ｎｏ．１参照）。
【００２２】
またＢａＴｉＯ3 の含有量が７９．９７モル％を超えると誘電体損失が１．７を超える大きな値となって悪くなり、破壊電圧も４．１ＫＶに達せず低くなり、温度による静電容量変化率もその−２５℃側で−５５％よりも大きくなる（試料Ｎｏ．３４参照）。
【００２３】
主成分のＢａＺｒＯ3 の含有量が５．６９モル％未満では誘電体損失が１．７を超える大きな値となって大幅に悪化し、比誘電率も９０００未満と低くなり、温度による静電容量変化率もその−２５℃側で−５５％よりも大きくなる（試料Ｎｏ．１４参照）。
【００２４】
またＢａＺｒＯ3 の含有量が１２．０４モル％より大きくなると、誘電体損失は小さくなるものの、比誘電率が９０００未満と低くなり、絶縁抵抗ＩＲ（Ω）も２．０×１０11未満と小さな値となり、破壊電圧も４．１ＫＶに達せず低くなる（試料Ｎｏ．３５参照）。
【００２５】
主成分のＣａＴｉＯ3 の含有量が７．８４モル％未満になると、比誘電率が９０００未満と小さく、絶縁抵抗ＩＲ（Ω）も２．０×１０11未満と小さく破壊電圧が４．１ＫＶに達せず低下する。（試料Ｎｏ．３５参照）。
【００２６】
またＣａＴｉＯ3 の含有量が１２．１３モル％より大きくなると、比誘電率が９０００未満となり低下する（試料Ｎｏ．１４参照）。
【００２７】
主成分のＭｇＴｉＯ3 の含有量が３．１１モル％未満であると、比誘電率が９０００未満と小さく、絶縁抵抗ＩＲ（Ω）が２×１０11に達せず低くなる（試料Ｎｏ．３２参照）。
【００２８】
またＭｇＴｉＯ3 の含有量が４．７２モル％では、比誘電率が９０００以上と大きくなり、誘電体損失も１．７と小さく、絶縁抵抗ＩＲ（Ω）も２．３×１０11と大きく、破壊電圧も５．２ＫＶと大きく焼結性も良いものとなる（試料Ｎｏ．１７参照）。
【００２９】
主成分のＢｉ2 ＴｉＯ5 の含有量が０．１０モル％未満になると、誘電体損失が１．７を超える大きな値となって悪くなり、温度による静電容量変化率もその−２５℃側で−５５％以上と大きくなる（試料Ｎｏ．２参照）。
【００３０】
またＢｉ2 ＴｉＯ5 の含有量が０．６０モル％より大きくなると、比誘電率が９０００未満と低下し、破壊電圧も４．１ＫＶに達せず低いものとなり、焼結性もよくない（試料Ｎｏ．１３参照）。
【００３１】
このように実施例１においては、比誘電率が９０００以上の高い値を有し、温度における静電容量変化率が小さく、破壊電圧の高い値を示す誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００３２】
次にＮｉＯ、ＣｅＯ2 、ＭｎＯ、ＳｉＯ2 の数値限定の理由について表２に基づき説明する。
【００３３】
添加物ＮｉＯの含有量が０．１重量％よりも大きくなると温度による静電容量変化率もその８５℃側で−５５％以上と大きくなり、また破壊電圧も４．１ＫＶ未満と悪化する（試料Ｎｏ．３９参照）。
【００３４】
添加物ＣｅＯ2 の含有量が０．１重量％よりも大きくなると、温度による静電容量変化率がその８５℃側で−５５％以上と大きくなる（試料Ｎｏ．４２参照）。
【００３５】
添加物ＭｎＯの含有量が０．２重量％よりも大きくなると、比誘電率が９０００に達せず大幅に低下し、誘電体損失も１．７を超えて悪く、焼結性も悪くなる（試料Ｎｏ．４７参照）。
【００３６】
添加物ＳｉＯ2 は表２の試料Ｎｏ．３６〜３８、４０、４１、４３〜４６に示す如く、添加しない場合でも良好な特性を有するが、添加量が０．２重量％以下の場合は温度による静電容量変化率が−２５℃側と８５℃側の両方で−５５％以下とすぐれた特性を示す（試料Ｎｏ．４８参照）。しかしＳｉＯ2 の含有量が０．２重量％より大きくなると、焼成時に素地付着が見られ焼結性が悪く、比誘電率が９０００に達せずに低下し、破壊電圧も４．１ＫＶに達せず小さな値となる（試料Ｎｏ．５０参照）。
【００３７】
（２）実施例２の説明
本発明の実施例２（請求項２）を説明する。実施例２は、ＢａＴｉＯ3 ：７４．２４〜７９．９７モル％、ＢａＺｒＯ3 ：５．６９〜１２．０４モル％、ＣａＴｉＯ3 ：７．８４〜１２．１３モル％、ＭｇＴｉＯ3 ：３．１１〜４．７２モル％、Ｂｉ2 ＴｉＯ5 ：０．１０〜０．６０モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．１重量％以下（ただし０は含まない）、ＣｅＯ2 を０．１重量％以下（ただし０は含まない）、ＭｎＯを０．２重量％以下（ただし０は含まない）を添加含有する誘電体磁器組成物である。
【００３８】
このようにすると、比誘電率が９０００以上と高く、温度による静電容量変化率が小さく、破壊電圧が高く、誘電体損失が小さく、前記実施例１より焼結性が向上した誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００３９】
（３）実施例３の説明
本発明の実施例３（請求項３）を説明する。実施例３は、ＢａＴｉＯ3 を７６．３３モル％、ＢａＺｒＯ3 を７．８２モル％、ＣａＴｉＯ3 を１１．９７モル％、ＭｇＴｉＯ3 を３．５７モル％、Ｂｉ2 ＴｉＯ5 を０．３１モル％からなる主成分１００モル％に対して、ＮｉＯを０．０４重量％、ＣｅＯ2 を０．０３重量％、ＭｎＯを０．０５重量％、ＳｉＯ2 を０．２重量％以下（ただし０は含まない）を添加含有する誘電体磁器組成物である。
【００４０】
これにより、実施例２の優れた特性に加え、表２の試料Ｎｏ．４８に示す如く、破壊電圧が５．７ＫＶと高く、焼結性の良い誘電体磁器組成物が得られる。
【００４１】
以上のように本発明によれば比誘電率が９０００以上と高く、温度による静電容量変化率が小さい上に破壊電圧の高い誘電体磁器組成物が得られる。したがって、コンデンサ等の小型化をはかることができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば下記の効果を奏することができる。
【００４３】
（１）請求項１に記載された本発明によれば、比誘電率が９０００以上と高く、温度による静電容量変化率が小さく、破壊電圧の高い、誘電体損失の小さい、焼結性の良好なすぐれた特性を有する誘電体磁器組成物が得られる。
【００４４】
（２）請求項２に記載された本発明によれば、比誘電率が９０００以上と高く、温度による静電容量変化率が小さく、破壊電圧が高く誘電体損失が小さく、請求項１に記載された発明よりもさらに焼結性の良好な誘電体磁器組成物を提供することができる。
【００４５】
（３）請求項３に記載された本発明によれば、前記（２）の効果を有するとともに、破壊電圧が高く、焼結性が特に良くなるという効果が得られる。