特許ウォッチ

公開番号2025139773
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024038794
出願日2024-03-13
発明の名称セラミックス、およびそのセラミックスを含むフィラー材またはコンデンサ
出願人株式会社オハラ
代理人個人,個人,個人
主分類C04B 35/495 20060101AFI20250919BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】誘電体として使用し得る、200℃以下の温度領域において誘電率が高く、その変化率が小さく、さらに平均線膨張係数が小さいセラミックスを提供する。
【解決手段】上記課題を解決するためのセラミックスは、酸化物換算組成の全物質量に対して、モル%で、Nb₂O₅成分を82.0～96.0%、(P₂O₅+GeO₂)を3.0～15.0%、(SiO₂+MnO₂)を0.0%超5.0%以下含有し、25℃での1kHzの周波数における誘電率が600以上且つ誘電損失が5.0%以下であり、-30℃～70℃における平均線膨張係数が50×10^-7/K以下であることを特徴とする。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
酸化物換算組成の全物質量に対して、モル％で、Ｎｂ
2
Ｏ
5
成分を８２．０～９６．０％、（Ｐ
2
Ｏ
5
＋ＧｅＯ
2
）を３．０～１５．０％、（ＳｉＯ
2
＋ＭｎＯ
2
）を０．０％超５．０％以下含有し、２５℃での１ｋＨｚの周波数における誘電率が６００以上且つ誘電損失が５．０％以下であり、－３０℃～７０℃における平均線膨張係数が５０×１０
-7
／Ｋ以下であることを特徴とするセラミックス。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
２５℃～２００℃の範囲での１００Ｈｚ～１００ｋＨｚの周波数における誘電率の温度変化率が３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のセラミックス。
【請求項３】
Ｎｂ
2
Ｏ
5
/（Ｐ
2
Ｏ
5
＋ＧｅＯ
2
）が７．０～２０．０であることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックス。
【請求項４】
結晶相として、ＰＮｂ
9
Ｏ
25
、ＧｅＮｂ
9
Ｏ
25
、ＧｅＮｂ
18
Ｏ
47
、およびこれらの固溶体からなる群から選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックス。
【請求項５】
請求項１または２に記載のセラミックスを含むことを特徴とする誘電体。
【請求項６】
請求項５に記載の誘電体を含むことを特徴とするコンデンサ。
【請求項７】
請求項１または２に記載のセラミックスを含むことを特徴とするフィラー材。
【請求項８】
請求項７に記載のフィラー材を含むことを特徴とするコンデンサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体として使用し得る性質を有するセラミックスに係り、さらに詳しくは、２５℃～２００℃の温度領域において誘電率が高く、しかも誘電率の温度による変化が小さく、さらに平均線膨張係数が小さいセラミックス、およびそのセラミックスを含むフィラー材またはコンデンサ等に関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
スマートフォンやタブレットなどの電子機器の普及に伴い、これらに使用される電子部品の小型高性能化が求められており、積層コンデンサとして使用される積層セラミックコンデンサ（ＭＬＣＣ：ＭｕｌｔｉＬａｙｅｒＣｅｒａｍｉｃＣａｐａｃｉｔｏｒ）も当然のように、小型大容量化が求められている。
【０００３】
近年、電気自動車の普及に伴い、モーターの性能向上やコンパクト化を目的として、高温となるモーター周辺部に電装基板を直接実装することが求められているが、車載電装部品の使用環境の高温化に伴い、ＭＬＣＣについても、より高温下でも、静電容量が高く、容量温度特性が良好であることが要求される。即ち、コンデンサを構成する誘電体に対して、２００℃の高温領域でも誘電率が高く、且つ温度に対する誘電率の変動の少ないことが求められる。
【０００４】
また、半導体加工や視力矯正手術で利用されるエキシマレーザー、医療用Ｘ線、蓄電装置、送電設備などに使われる高エネルギー貯蔵密度を有するコンデンサへの需要が近年に高まっている。このようなコンデンサに使われる誘電体に対して、高いエネルギー貯蔵密度を得るために高い誘電率とより小さい平均線膨張係数とを併せ持つことが求められると同時に、高温下においても容量の温度変化の少ないことも求められる。
【０００５】
しかしながら、誘電体として多く用いられているＢａＴｉＯ
3
は、キュリー温度が１３０℃付近にあるため、１５０℃以上の温度領域では誘電率が大きく低下してしまい、上記の要求を満足させることができないという問題があった。
【０００６】
さらに、特許文献１には、ＢａＴｉＯ
3
の複合酸化物においてキュリー温度を高くすることができ、２００℃まで容量の良好な温度特性が得られることが記載されているが、この誘電体材料は誘電率が５００以下で、大きな容量が得られないという欠点がある。
【０００７】
また、平均線膨張係数が高い上記誘電体材料をコンデンサ等のセラミック電子部品に適用した場合、熱膨張に起因して外部電極の周辺構造が撓むことにより、積層体を構成する素体にクラックが発生しやすいという問題がある。したがって、誘電体材料には、より小さい平均線膨張係数が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
特開２０１７－１１９６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、誘電体として使用し得る、２００℃以下の温度領域において誘電率が高く、しかも誘電率の温度による変化が小さく、さらに平均線膨張係数が小さいセラミックスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために本発明者は鋭意検討し、酸化物換算組成の全物質量に対して、モル％で、Ｎｂ
2
Ｏ
5
成分を８２．０～９６．０％、（Ｐ
2
Ｏ
5
＋ＧｅＯ
2
）を３．０～１５．０％、（ＳｉＯ
2
＋ＭｎＯ
2
）を０．０％超５．０％以下含有し、２５℃での１ｋＨｚの周波数における誘電率が６００以上且つ誘電損失が５．０％以下であり、－３０℃～７０℃における平均線膨張係数が５０×１０
-7
／Ｋ以下であるセラミックスが上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
本発明は以下の＜１＞～＜８＞である。
＜１＞酸化物換算組成の全物質量に対して、モル％で、Ｎｂ
2
Ｏ
5
成分を８２．０～９６．０％、（Ｐ
2
Ｏ
5
＋ＧｅＯ
2
）を３．０～１５．０％、（ＳｉＯ
2
＋ＭｎＯ
2
）を０．０％超５．０％以下含有し、２５℃での１ｋＨｚの周波数における誘電率が６００以上且つ誘電損失が５．０％以下であり、－３０℃～７０℃における平均線膨張係数が５０×１０
-7
／Ｋ以下であることを特徴とするセラミックス。
＜２＞２５℃～２００℃の範囲での１００Ｈｚ～１００ｋＨｚの周波数における誘電率の温度変化率が３０％以下であることを特徴とする上記＜１＞に記載のセラミックス。
＜３＞Ｎｂ
2
Ｏ
5
/（Ｐ
2
Ｏ
5
＋ＧｅＯ
2
）が７．０～２０．０であることを特徴とする上記＜１＞または＜２＞に記載のセラミックス。
＜４＞結晶相として、ＰＮｂ
9
Ｏ
25
、ＧｅＮｂ
9
Ｏ
25
、ＧｅＮｂ
18
Ｏ
47
、およびこれらの固溶体からなる群から選ばれる１種または２種以上を含有することを特徴とする上記＜１＞～＜３＞のいずれかに記載のセラミックス。
＜５＞上記＜１＞～＜４＞のいずれかに記載のセラミックスを含むことを特徴とする誘電体。
＜６＞上記＜５＞に記載の誘電体を含むことを特徴とするコンデンサ。
＜７＞上記＜１＞～＜４＞のいずれかに記載のセラミックスを含むことを特徴とするフィラー材。
＜８＞上記＜７＞に記載のフィラー材を含むことを特徴とするコンデンサ。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許