JPH0869713A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0869713A
JPH0869713A JP6205326A JP20532694A JPH0869713A JP H0869713 A JPH0869713 A JP H0869713A JP 6205326 A JP6205326 A JP 6205326A JP 20532694 A JP20532694 A JP 20532694A JP H0869713 A JPH0869713 A JP H0869713A
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JP
Japan
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dielectric
glass powder
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dielectric ceramic
ceramic composition
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JP6205326A
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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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Publication date
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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、ZnOおよびB2 3 から構成されるガラ
ス粉末ならびにGeO2 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、G
eO2 の含有量b(重量%)が0.5≦b≦10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、小型で高性能な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、ZnOお
よびB2 3 から構成されるガラス粉末ならびにGeO
2 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、GeO2 の含有量b(重
量%)が0.5≦b≦10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、ZnO
およびB2 3 から構成されるガラス粉末ならびにGe
2 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、ZnOおよびB2 3から構成されるガラ
ス粉末の含有量a(重量%)ならびにGeO2 の含有量
b(重量%)が過度に大きい場合には、無負荷Qが小さ
くなり、また、PbO、ZnOおよびB2 3 から構成
されるガラス粉末ならびにGeO2 の含有量が過度に小
さいかゼロの場合には、1200℃以下での低温焼成が
困難になる。したがって、副成分PbO、ZnOおよび
2 3 から構成されるガラス粉末の含有量aならびに
GeO2 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、ZnOおよびB2 3 の構
成割合は特に限定されないが、ZnOの含有量が過度に
大きい場合にはガラスの軟化点が上昇し、ガラス粉末添
加による低温焼成が困難になるため、ガラス粉末中のZ
nOの含有量は50重量%以下が好ましい。
【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、ZnOおよ
びB2 3 から構成されるガラス粉末、副成分Ge
2 、ならびに第三成分としてNb2 5 、MnO、A
2 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100〜1000
Kg/cm2 程度)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、亜鉛、ホウ素、ゲルマニウム、
ニオブ、マンガン、アルミニウムの原料としては、Ba
CO 3 、TiO2 、Nd2 3 、Sm2 3 、Bi2
3 、PbO、ZnO、B2 3 、GeO2 、Nb
2 5 、MnO、Al2 3 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)84wt%、酸化亜鉛(ZnO)7wt%お
よび酸化ホウ素(B2 3 )9wt%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PbO、ZnOおよびB2 3 から構成される
ガラス粉末A2wt%ならびに酸化ゲルマニウム粉末
(GeO2 )2wt%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12mmφ、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、ZnOおよびB2 3 から構成される
ガラス粉末の種類(ガラス粉末B:PbO80wt%,
ZnO10wt%,B2 3 10wt%)とその添加
量、副成分GeO2 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、ZnOおよびB2 3 から構成さ
    れるガラス粉末ならびにGeO2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、GeO2 の含有量b(重量%)が0.5≦b≦1
    0であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
JP6205326A 1994-08-30 1994-08-30 誘電体磁器組成物 Pending JPH0869713A (ja)

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US08/520,580 US5827792A (en) 1994-08-30 1995-08-29 Dielectric ceramic composition
EP95113625A EP0701981B1 (en) 1994-08-30 1995-08-30 Dielectric ceramic composition
DE69513472T DE69513472T2 (de) 1994-08-30 1995-08-30 Dielectrische keramische Zusammensetzung

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