JPH0855518A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0855518A
JPH0855518A JP6190792A JP19079294A JPH0855518A JP H0855518 A JPH0855518 A JP H0855518A JP 6190792 A JP6190792 A JP 6190792A JP 19079294 A JP19079294 A JP 19079294A JP H0855518 A JPH0855518 A JP H0855518A
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JP
Japan
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dielectric
ceramic composition
dielectric ceramic
glass powder
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JP6190792A
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English (en)
Inventor
Koichi Fukuda
晃一 福田
Masataka Fujinaga
昌孝 藤永
Masatoshi Takeda
将利 竹田
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 比誘電率εr が大きく、かつ無負荷Q値も大
きく、しかも共振周波数の温度係数τf の小さい誘電体
磁器組成物を提供するものである。また、低温焼結が可
能であり、Ag、Ag−Pd、Cu等を内部電極とした
積層化が可能な誘電体磁器組成物を提供するものであ
る。 【構成】 主成分が組成式、xBaO−yTiO2 −z
Nd2 3 −tSm23 −wBi2 3 (式中、0.
1≦x≦0.2、0.5≦y≦0.8、0.01≦z≦
0.2、0.01≦t≦0.2、0.005≦w≦0.
05、x+y+z+t+w=1である。)で表されるバ
リウム、チタン、ネオジム、サマリウム、ビスマスおよ
び酸素からなる誘電体磁器組成物であり、かつ副成分と
してPbOおよびGeO2 から構成されるガラス粉末な
らびにCuOを含有し、主成分に対する副成分ガラス粉
末の含有量a(重量%)が1≦a≦25、CuOの含有
量b(重量%)が0.5≦b≦5である誘電体磁器組成
物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体共振器等の材料
として好適な誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】近年、マイクロ波回路の
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、無負荷Qが
大きいこと、共振周波数の温度係数τf が小さいこと等
の特性が要求されている。
【0003】このような誘電体磁器組成物として、Ba
O−TiO2 −Nd2 3 系の誘電体磁器組成物につい
て提案〔Ber.Dt.Keram.Ges.,55(1978)Nr.7;特開昭60
−35406号公報〕、あるいはBaO−TiO2 −N
2 3 −Bi2 3 系(特開昭62−72558号公
報)について提案されている。
【0004】最近、誘電体磁器組成物を積層した積層チ
ップコンデンサ、積層誘電体共振器等が開発されてお
り、磁器組成物と内部電極との同時焼成による積層化が
行われている。しかしながら、前記誘電体磁器組成物は
焼成温度が1300℃〜1400℃と高いため内部電極
との同時焼成を行うことは困難な面があり、積層化構造
とするためには電極材料として高温に耐えるパラジウム
(Pd)や白金(Pt)等の材料に限定されていた。こ
のため、電極材料として安価な銀(Ag)、銀−パラジ
ウム(Ag−Pd)、銅(Cu)を使用して1200℃
以下の低温で同時焼成できる誘電体磁器組成物が求めら
れている。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体共振器等の材料
として優れた特性、特に高誘電率で、無負荷Qが大き
く、共振周波数の温度変化が小さいという特性を有し、
しかも低温で焼成した場合にも焼結性が良好な誘電体磁
器組成物を提供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、主成分が組
成式、xBaO−yTiO2 −zNd2 3 −tSm2
3 −wBi2 3 (式中、0.1≦x≦0.2、0.
5≦y≦0.8、0.01≦z≦0.2、0.01≦t
≦0.2、0.005≦w≦0.05、x+y+z+t
+w=1である。)で表されるバリウム、チタン、ネオ
ジム、サマリウム、ビスマスおよび酸素からなる誘電体
磁器組成物であり、かつ副成分としてPbOおよびGe
2 から構成されるガラス粉末ならびにCuOを含有
し、主成分に対する副成分ガラス粉末の含有量a(重量
%)が1≦a≦25、CuOの含有量b(重量%)が
0.5≦b≦5であることを特徴とする誘電体磁器組成
物に関する。
【0007】本発明によれば、組成式xBaO−yTi
2 −zNd2 3 −tSm2 3−wBi2 3 で表
される誘電体磁器組成物に副成分としてPbOおよびG
eO 2 から構成されるガラス粉末ならびにCuOを含有
させることにより、低温焼結でき、かつ高誘電率で、無
負荷Qが大きく、共振周波数の温度変化が小さいという
特性を有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
【0008】本発明において、BaOのモル分率が過度
に大きい場合には、共振しなくなり、過度に小さい場合
には、誘電率、無負荷Qが小さくなる。TiO2 のモル
分率が過度に大きい場合には、共振周波数の温度係数が
大きくなり、過度に小さい場合には、誘電率が小さくな
る。Nd2 3 のモル分率が過度に大きい場合には、誘
電率、無負荷Qが小さくなり、過度に小さい場合には、
誘電率が小さくなる。Sm2 3 のモル分率が過度に大
きい場合には、誘電率が小さくなり、過度に小さい場合
には、無負荷Qが小さくなる。Bi2 3 のモル分率が
過度に大きい場合には、誘電率、無負荷Qが小さくな
り、過度に小さい場合には、共振周波数の温度係数が大
きくなる。
【0009】また、本発明において、主成分に対する副
成分PbOおよびGeO2 から構成されるガラス粉末の
含有量a(重量%)ならびにCuOの含有量b(重量
%)が過度に大きい場合には、共振しなくなり、また、
PbOおよびGeO2 から構成されるガラス粉末ならび
にCuOの含有量が過度に小さいかゼロの場合には、1
200℃以下での低温焼成が困難になる。したがって、
副成分PbOおよびGeO2 から構成されるガラス粉末
の含有量aならびにCuOの含有量bは上記範囲に設定
される。副成分ガラス粉末において、PbOとGeO2
との構成割合は特に限定されないが、GeO2 の含有量
が過度に小さい場合にはガラスの生成が困難になるた
め、ガラス粉末中のGeO2 の含有量は10重量%以上
が好ましい。
【0010】なお、本発明において、第三成分としてN
2 5 、MnO、Al2 3 およびZnOのうち少な
くとも一種を含有させることにより共振周波数の温度係
数τ f の絶対値をさらに小さくすることができる。主成
分に対する第三成分の含有量c(重量%)は過度に大き
い場合には共振周波数の温度係数τf が大きくなるの
で、その含有量cは0≦c≦2、好ましくは0.1≦c
≦2である。
【0011】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チタン、酸
化ネオジム、酸化サマリウムおよび酸化ビスマスの出発
原料を各所定量ずつ水、アルコ−ル等の溶媒と共に湿式
混合する。続いて、水、アルコ−ル等を除去した後、粉
砕し、酸素含有ガス雰囲気(例えば空気雰囲気)下に1
000〜1200℃で約1〜5時間程度仮焼する。この
ようにして得られた仮焼粉と副成分PbOおよびGeO
2 から構成されるガラス粉末、副成分CuO、ならびに
第三成分としてNb2 5 、MnO、Al2 3 および
ZnOのうち少なくとも一種類以上とを、アルコ−ル等
の溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、アルコ−ル等
を除去した後、粉砕する。更に、ポリビニルアルコ−ル
の如き有機バインダと共に混合して均質にし、乾燥、粉
砕、加圧成型(圧力100〜1000Kg/cm2
度)する。得られた成形物を空気の如き酸素含有ガス雰
囲気下に850℃〜1100℃で焼成することにより上
記組成式で表される誘電体磁器組成物が得られる。
【0012】このようにして得られた誘電体磁器組成物
は、必要により適当な形状およびサイズに加工、あるい
はドクタ−ブレ−ド法等によるシ−ト成形およびシ−ト
と電極による積層化により、誘電体共振器、誘電体基
板、積層素子等の材料として利用できる。
【0013】なお、バリウム、チタン、ネオジム、サマ
リウム、ビスマス、鉛、ゲルマニウム、銅、ニオブ、マ
ンガン、アルミニウム、亜鉛の原料としては、BaCO
3 、TiO2 、Nd2 3 、Sm2 3 、Bi2 3
PbO、GeO2 、CuO、Nb2 5 、MnO、Al
2 3 、ZnOの他に、焼成時に酸化物となる硝酸塩、
水酸化物等を使用することができる。
【0014】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
さらに具体的に説明する。 実施例1 炭酸バリウム粉末(BaCO3 )0.15モル、酸化チ
タン粉末(TiO2 )0.675モル、酸化ネオジム紛
末(Nd2 3 )0.13モル、酸化サマリウム紛末
(Sm2 3 )0.02モル、酸化ビスマス紛末(Bi
2 3 )0.025モルをエタノ−ルと共にボ−ルミル
に入れ、12時間湿式混合した。溶液を脱媒後、粉砕
し、空気雰囲気下1100℃で仮焼した。また、酸化鉛
(PbO)76wt%および酸化ゲルマニウム(GeO
2 )24wt%から構成されるガラス粉末Aを常法によ
り調製した。上記で得られた仮焼物にこの酸化鉛(Pb
O)および酸化ゲルマニウムから構成されるガラス粉末
A2wt%ならびに酸化銅粉末(CuO)1wt%を添
加しエタノ−ルと共にボ−ルミルに入れ、12時間湿式
混合した。溶液を脱媒後、粉砕し、この粉砕物に適量の
ポリビニルアルコ−ル溶液を加えて乾燥後、直径12m
mφ、厚み4mmtのペレットに成形し、空気雰囲気下
において1150℃で2時間焼成した。
【0015】こうして得られた磁器組成物を直径7mm
φ、厚み約3mmtの大きさに加工したのち、誘電共振
法によって測定し、共振周波数(3〜5GHz)におけ
る無負荷Q、比誘電率および共振周波数の温度係数を求
めた。その結果を表2に示す。
【0016】実施例2〜14および比較例1〜19 実施例1の炭酸バリウム、酸化チタン、酸化ネオジム、
酸化サマリウムおよび酸化ビスマスの混合割合と、副成
分であるPbOおよびGeO2 から構成されるガラス粉
末の種類(ガラス粉末B:PbO65wt%,GeO2
35wt%)とその添加量、副成分CuOの添加量なら
びに第三成分の添加量とを表1記載にように代えた他
は、実施例1と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、
特性を測定した。その結果を表2に示す。
【0017】
【表1】
【0018】
【表2】
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、比誘電率εr が大き
く、かつ無負荷Q値も大きく、しかも共振周波数の温度
係数τf の小さい誘電体磁器組成物を提供することがで
きる。また、低温焼結が可能であり、Ag、Ag−P
d、Cu等を内部電極とした積層化が可能な誘電体磁器
組成物を提供することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主成分が組成式、xBaO−yTiO
    2 −zNd2 3 −tSm2 3 −wBi2 3 (式
    中、0.1≦x≦0.2、0.5≦y≦0.8、0.0
    1≦z≦0.2、0.01≦t≦0.2、0.005≦
    w≦0.05、x+y+z+t+w=1である。)で表
    されるバリウム、チタン、ネオジム、サマリウム、ビス
    マスおよび酸素からなる誘電体磁器組成物であり、かつ
    副成分としてPbOおよびGeO2 から構成されるガラ
    ス粉末ならびにCuOを含有し、主成分に対する副成分
    ガラス粉末の含有量a(重量%)が1≦a≦25、Cu
    Oの含有量b(重量%)が0.5≦b≦5であることを
    特徴とする誘電体磁器組成物。
JP6190792A 1994-08-12 1994-08-12 誘電体磁器組成物 Pending JPH0855518A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6340649B1 (en) 1999-03-16 2002-01-22 Tdk Corporation Composition of dielectric ceramics and producing method thereof
KR100444224B1 (ko) * 2001-11-13 2004-08-16 삼성전기주식회사 유전체 세라믹 조성물
KR100444225B1 (ko) * 2001-05-01 2004-08-16 삼성전기주식회사 유전체 자기 조성물, 이를 이용한 자기 커패시터 및 그 제조방법
WO2007119312A1 (ja) 2006-03-15 2007-10-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. セラミック積層デバイスおよびその製造方法

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