JPH0817059B2 - 低温焼結磁器材料 - Google Patents
低温焼結磁器材料Info
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- JPH0817059B2 JPH0817059B2 JP19003689A JP19003689A JPH0817059B2 JP H0817059 B2 JPH0817059 B2 JP H0817059B2 JP 19003689 A JP19003689 A JP 19003689A JP 19003689 A JP19003689 A JP 19003689A JP H0817059 B2 JPH0817059 B2 JP H0817059B2
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は低温焼結磁器材料に関し、特に1000℃以下
の低温で焼成可能で、たとえば、低容量のEMIフィルタ
用の誘電体材料あるいは磁性体と誘電体とを一体焼結し
たLC複合チップEMIフィルタ用の誘電体材料として使用
するのに好適な低温焼結磁器材料に関する。
の低温で焼成可能で、たとえば、低容量のEMIフィルタ
用の誘電体材料あるいは磁性体と誘電体とを一体焼結し
たLC複合チップEMIフィルタ用の誘電体材料として使用
するのに好適な低温焼結磁器材料に関する。
（従来技術） 従来、1000℃以下で焼成が可能である低温焼結磁器材
料としては、Pb系複合ペロブスカイト材料に代表される
が、Pb系材料は、誘電率εが1000以上と大きいうえに、
誘電率εの温度変化率も−25℃〜＋85℃で±50％と大き
い。したがって、Pb系材料では、数10pFの低容量を取得
しにくい。
料としては、Pb系複合ペロブスカイト材料に代表される
が、Pb系材料は、誘電率εが1000以上と大きいうえに、
誘電率εの温度変化率も−25℃〜＋85℃で±50％と大き
い。したがって、Pb系材料では、数10pFの低容量を取得
しにくい。
さらに、低温焼結磁器材料としては、TC系材料（NP＝
０）もある。TC系材料においては、ZrO2−Al2O3−SiO2
（ガラス成分）系材料が約1000℃で焼成可能であるが、
誘電率εが10前後と小さい。
０）もある。TC系材料においては、ZrO2−Al2O3−SiO2
（ガラス成分）系材料が約1000℃で焼成可能であるが、
誘電率εが10前後と小さい。
そこで、誘電率εが100前後の低温焼結磁器材料とし
て、特公昭62-57042号にTiO2−CuO−Mu系材料が、特開
昭60-106120号にTiO2−NiO−CuO−Mn系材料がそれぞれ
開示され、それらの材料が、LC複合チップ用の誘電体材
料として用いられている。
て、特公昭62-57042号にTiO2−CuO−Mu系材料が、特開
昭60-106120号にTiO2−NiO−CuO−Mn系材料がそれぞれ
開示され、それらの材料が、LC複合チップ用の誘電体材
料として用いられている。
（発明が解決しようとする課題） 誘電体となる材料と磁性体となる材料とを貼り合わせ
一体焼結することによってLC複合チップが得られるが、
その誘電体としてBT系材料を用いれば、1200〜1300℃の
高い焼成温度が必要となる。ところが、電極材料のコス
トおよびエネルギ的コストなどの観点から、焼成温度は
低い方が望ましい。
一体焼結することによってLC複合チップが得られるが、
その誘電体としてBT系材料を用いれば、1200〜1300℃の
高い焼成温度が必要となる。ところが、電極材料のコス
トおよびエネルギ的コストなどの観点から、焼成温度は
低い方が望ましい。
そこで、誘電体としてPb系複合ペロブスカイト材料を
用い、磁性体としてNi−Zn−Cuフェライトを用いれば、
約1000℃で一体焼結させることによってLC複合チップが
得られるが、磁性体から誘電体へのFeなどの元素の拡散
によりコンデンサ部の諸特性が劣化し実用に供せないも
のとなる場合もある。
用い、磁性体としてNi−Zn−Cuフェライトを用いれば、
約1000℃で一体焼結させることによってLC複合チップが
得られるが、磁性体から誘電体へのFeなどの元素の拡散
によりコンデンサ部の諸特性が劣化し実用に供せないも
のとなる場合もある。
また、Pb系材料を用いてコンデンサ部の諸特性を満足
させても、その誘電率εが1000以上と大きいため、数10
pFの小容量を取得するのは困難である。そのPb系材料と
してPb（Ni1 ］ 3Nb2 ］ ３）O3−PbTiO3−Pb（Zn1 ］ 2W1 ］
２）O3系材料が挙げられるが、誘電率εの温度変化が大
き過ぎて、それをEMIフィルタの材料として用いた場
合、挿入損失の周波数特性が変化し、カット・オフ周波
数がシフトしてしまう。これは、一般に、Pb系材料の誘
電率εの温度変化率が大きいからである。
させても、その誘電率εが1000以上と大きいため、数10
pFの小容量を取得するのは困難である。そのPb系材料と
してPb（Ni1 ］ 3Nb2 ］ ３）O3−PbTiO3−Pb（Zn1 ］ 2W1 ］
２）O3系材料が挙げられるが、誘電率εの温度変化が大
き過ぎて、それをEMIフィルタの材料として用いた場
合、挿入損失の周波数特性が変化し、カット・オフ周波
数がシフトしてしまう。これは、一般に、Pb系材料の誘
電率εの温度変化率が大きいからである。
それゆえに、この発明の主たる目的は、1000℃以下で
焼結でき、しかも、17〜80の誘電率εを有し、かつ、誘
電率εの温度変化率の小さい、低温焼結磁器材料を提供
することである。
焼結でき、しかも、17〜80の誘電率εを有し、かつ、誘
電率εの温度変化率の小さい、低温焼結磁器材料を提供
することである。
（課題を解決するための手段） この発明は、ZrO2を44.0〜99.5モル％、TiO2を０〜4
4.775モル％、およびCuOを0.5〜15モル％含み、それら
の合計が100モル％となる、低温焼結磁器材料である。
4.775モル％、およびCuOを0.5〜15モル％含み、それら
の合計が100モル％となる、低温焼結磁器材料である。
（発明の効果） この発明によれば、1000℃以下で焼結でき、しかも、
17〜80の誘電率εを有し、かつ、誘電率εの温度変化率
の小さい、低温焼結磁器材料が得られる。
17〜80の誘電率εを有し、かつ、誘電率εの温度変化率
の小さい、低温焼結磁器材料が得られる。
したがって、この発明にかかる低温焼結磁器材料は、
それをたとえばLC複合チップEMIフィルタの誘電体材料
として使用できるほか、それを単独の誘電体材料として
用いることもできる。
それをたとえばLC複合チップEMIフィルタの誘電体材料
として使用できるほか、それを単独の誘電体材料として
用いることもできる。
また、この発明にかかる低温焼結磁器材料は、たとえ
ば低温焼結基板と一体焼成することも可能である。
ば低温焼結基板と一体焼成することも可能である。
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明か
ら一層明らかとなろう。
（実施例） まず、原料として、ZrO2,TiO2およびCuOを別表に示す
組成となるように秤量し調合し、それにイオン交換水お
よび酢酸ビニル系バインダを５重量％加え、直径5mmの
ジルコニアボールを玉石としてポットミルで24時間混
合，粉砕した。
組成となるように秤量し調合し、それにイオン交換水お
よび酢酸ビニル系バインダを５重量％加え、直径5mmの
ジルコニアボールを玉石としてポットミルで24時間混
合，粉砕した。
そして、それを蒸発乾燥，整粒の工程を経て、2.5t/c
m2で乾式プレス成形を行って、直径10mm,厚さ0.8mmの成
形体ユニットを得た。
m2で乾式プレス成形を行って、直径10mm,厚さ0.8mmの成
形体ユニットを得た。
それから、その成形体ユニットを空気中,1000℃で２
時間焼成して、磁器を形成した。そして、その磁器の両
主面に電極を形成して、試料１〜37を得た。
時間焼成して、磁器を形成した。そして、その磁器の両
主面に電極を形成して、試料１〜37を得た。
それらの試料１〜37について、誘電体率ε，誘電体損
D.F（％）および比抵抗ρ（Ω・cm）などを測定した。
その測定結果を別表に示す。
D.F（％）および比抵抗ρ（Ω・cm）などを測定した。
その測定結果を別表に示す。
この発明にかかる低温焼結磁器材料の組成範囲を限定
した理由は次の通りである。
した理由は次の通りである。
CuOの添加量が15モル％を超えると絶縁抵抗が著しく
低下する。また、CuOの添加量が0.5モル％未満では、極
めて焼結性が悪い。なお、CuOの添加量が0.5モル％で
は、必ずしも焼結性がよいとは言えないが、ZrO2および
CuOの微粉末化および混合度を強めるなど粉末特性を改
善することによって、焼結性の向上が図られているの
で、CuOの添加量が0.5モル％のものも、この発明の範囲
内とした。
低下する。また、CuOの添加量が0.5モル％未満では、極
めて焼結性が悪い。なお、CuOの添加量が0.5モル％で
は、必ずしも焼結性がよいとは言えないが、ZrO2および
CuOの微粉末化および混合度を強めるなど粉末特性を改
善することによって、焼結性の向上が図られているの
で、CuOの添加量が0.5モル％のものも、この発明の範囲
内とした。
ZrO2:TiO2のモル比が55:45である場合を基準にしたと
き、その基準を超えるようにTiO2が増加すると、CuOの
添加量に対する絶縁抵抗の低下が著しく、焼成温度およ
びCuOの添加量の管理幅が狭くなる傾向にある。それに
対して、この発明にかかる低温焼結磁器材料の範囲は、
ZrO2:TiO2のモル比が55:45〜100:0の範囲にあり、誘電
体特性が焼成温度およびCuOの添加量の影響に対して安
定な領域である。
き、その基準を超えるようにTiO2が増加すると、CuOの
添加量に対する絶縁抵抗の低下が著しく、焼成温度およ
びCuOの添加量の管理幅が狭くなる傾向にある。それに
対して、この発明にかかる低温焼結磁器材料の範囲は、
ZrO2:TiO2のモル比が55:45〜100:0の範囲にあり、誘電
体特性が焼成温度およびCuOの添加量の影響に対して安
定な領域である。
これらの関係の一例を、第１図ないし第４図に基づい
て説明する。
て説明する。
第１図は、この発明の実施例としてZrO2:TiO2のモル
比を8:2とした場合のCuOの添加量（モル％）と誘電率ε
および誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフであ
り、第２図はその場合のCuOの添加量（モル％）と比抵
抗ρの対数値Logρとの関係を示すグラフである。
比を8:2とした場合のCuOの添加量（モル％）と誘電率ε
および誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフであ
り、第２図はその場合のCuOの添加量（モル％）と比抵
抗ρの対数値Logρとの関係を示すグラフである。
一方、第３図は、比較例としてZrO2:TiO2のモル比を
2:8とした場合のCuOの添加量（モル％）と誘電率εおよ
び誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフであり、第
４図はその場合のCuOの添加量（モル％）と比抵抗ρの
対数値Logρとの関係を示すグラフである。
2:8とした場合のCuOの添加量（モル％）と誘電率εおよ
び誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフであり、第
４図はその場合のCuOの添加量（モル％）と比抵抗ρの
対数値Logρとの関係を示すグラフである。
第１図ないし第４図に示すグラフから明らかなよう
に、ZrO2:TiO2のモル比を2:8とした比較例では、極めて
限られた範囲の組成でないと誘電体として使用すること
ができない。すなわち、誘電体特性として焼成温度およ
びCuOの添加量の依存が強いのである。それに対して、Z
rO2:TiO2のモル比を8:2とした実施例では、焼成温度お
よびCuOの添加量に対して広い範囲で誘電体として使用
することができる。
に、ZrO2:TiO2のモル比を2:8とした比較例では、極めて
限られた範囲の組成でないと誘電体として使用すること
ができない。すなわち、誘電体特性として焼成温度およ
びCuOの添加量の依存が強いのである。それに対して、Z
rO2:TiO2のモル比を8:2とした実施例では、焼成温度お
よびCuOの添加量に対して広い範囲で誘電体として使用
することができる。
また、第５図および第６図に誘電率の温度変化率を示
した。この場合、第５図には試料番号22のもの、第６図
には試料番号33のものを示した。第５図および第６図か
ら明らかなように、この発明にかかる低温焼結磁器材料
によれば、誘電率の温度変化率の小さいものが得られ
る。
した。この場合、第５図には試料番号22のもの、第６図
には試料番号33のものを示した。第５図および第６図か
ら明らかなように、この発明にかかる低温焼結磁器材料
によれば、誘電率の温度変化率の小さいものが得られ
る。
なお、この発明にかかる低温焼結磁器材料には、MnO
をMnO3に換算して5.0重量％以下添加してもよい。この
ようにMnOを添加すれば、比抵抗が増し、絶縁抵抗が改
善される。特に磁性体と一体焼結した場合、磁性体の成
分であるFeが誘電体中に拡散する傾向があり、誘電体の
絶縁抵抗が低下するが、MnOを添加することにより絶縁
抵抗の低下を抑えることができる。
をMnO3に換算して5.0重量％以下添加してもよい。この
ようにMnOを添加すれば、比抵抗が増し、絶縁抵抗が改
善される。特に磁性体と一体焼結した場合、磁性体の成
分であるFeが誘電体中に拡散する傾向があり、誘電体の
絶縁抵抗が低下するが、MnOを添加することにより絶縁
抵抗の低下を抑えることができる。
第１図はこの発明の一実施例としてZrO2:TiO2のモル比
を8:2とした場合におけるCuOの添加量（モル％）と誘電
率εおよび誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフで
あり、第２図はその場合におけるCuOの添加量（モル
％）と比抵抗ρの対数値Logρとの関係を示すグラフで
ある。 第３図は比較例としてZrO2:TiO2のモル比を2:8とした場
合におけるCuOの添加量（モル％）と誘電率εおよび誘
電体損D.F（％）との関係を示すグラフであり、第４図
はその場合におけるCuOの添加量（モル％）と比抵抗ρ
の対数値Logρとの関係を示すグラフである。 第５図および第６図は、それぞれ、この発明の実施例に
かかる誘電率の温度変化率を示すグラフである。
を8:2とした場合におけるCuOの添加量（モル％）と誘電
率εおよび誘電体損D.F（％）との関係を示すグラフで
あり、第２図はその場合におけるCuOの添加量（モル
％）と比抵抗ρの対数値Logρとの関係を示すグラフで
ある。 第３図は比較例としてZrO2:TiO2のモル比を2:8とした場
合におけるCuOの添加量（モル％）と誘電率εおよび誘
電体損D.F（％）との関係を示すグラフであり、第４図
はその場合におけるCuOの添加量（モル％）と比抵抗ρ
の対数値Logρとの関係を示すグラフである。 第５図および第６図は、それぞれ、この発明の実施例に
かかる誘電率の温度変化率を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】ZrO2を44.0〜99.5モル％、 TiO2を０〜44.775モル％、および CuOを0.5〜15モル％含み、 それらの合計が100モル％となる、低温焼結磁器材料。
- 【請求項２】さらに、MnをMnCO3に換算して5.0重量％以
下含む、特許請求の範囲第１項記載の低温焼結磁器材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19003689A JPH0817059B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 低温焼結磁器材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19003689A JPH0817059B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 低温焼結磁器材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0355710A JPH0355710A (ja) | 1991-03-11 |
| JPH0817059B2 true JPH0817059B2 (ja) | 1996-02-21 |
Family
ID=16251294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19003689A Expired - Fee Related JPH0817059B2 (ja) | 1989-07-21 | 1989-07-21 | 低温焼結磁器材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0817059B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1012911C2 (nl) * | 1999-08-26 | 2001-02-27 | Stichting Tech Wetenschapp | Werkwijze voor het vervaardigen van een keramisch materiaal met lage wrijvingscoÙfficiÙnt en samenstel uit keramisch materiaal. |
-
1989
- 1989-07-21 JP JP19003689A patent/JPH0817059B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0355710A (ja) | 1991-03-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |