JPH09142924A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH09142924A JPH09142924A JP7305299A JP30529995A JPH09142924A JP H09142924 A JPH09142924 A JP H09142924A JP 7305299 A JP7305299 A JP 7305299A JP 30529995 A JP30529995 A JP 30529995A JP H09142924 A JPH09142924 A JP H09142924A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 １０００℃以下の低温で焼成でき、誘電率が
高く、無負荷Ｑ値が大きく、共振周波数の温度変化率の
小さいマイクロ波領域で使用する誘電体共振素子用に好
適な誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ
≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ
≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物
を主成分とし、これに副成分として主成分の重量に対し
て、０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０
重量％のＶ2Ｏ5を含むか、これにさらに０．０１〜５重
量％のＰｂＯ、０．０１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3のいず
れかまたは両方を含む誘電体磁器組成物。
高く、無負荷Ｑ値が大きく、共振周波数の温度変化率の
小さいマイクロ波領域で使用する誘電体共振素子用に好
適な誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ
≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ
≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物
を主成分とし、これに副成分として主成分の重量に対し
て、０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０
重量％のＶ2Ｏ5を含むか、これにさらに０．０１〜５重
量％のＰｂＯ、０．０１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3のいず
れかまたは両方を含む誘電体磁器組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波領域で
使用される誘電体磁器組成物に関するものである。
使用される誘電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、マイクロ波帯域の電波を利用した
自動車電話、可搬型電話などの移動体通信機の進展にと
もない、機器の小型化が要求されている。機器の小型化
のためには、これらを構成する個々の部品が小型化され
る必要がある。移動体通信機に使用される部品の中で、
小型化が難しいものとしてＩＣ（集積）化ができないフ
ィルタ素子や発振素子などの共振器系素子が挙げられる
が、誘電体磁器は、誘電体共振器の共振素子として用い
られている。
自動車電話、可搬型電話などの移動体通信機の進展にと
もない、機器の小型化が要求されている。機器の小型化
のためには、これらを構成する個々の部品が小型化され
る必要がある。移動体通信機に使用される部品の中で、
小型化が難しいものとしてＩＣ（集積）化ができないフ
ィルタ素子や発振素子などの共振器系素子が挙げられる
が、誘電体磁器は、誘電体共振器の共振素子として用い
られている。
【０００３】誘電体共振素子の大きさは同じ共振モード
を利用する限り、誘電体磁器自体が持つ誘電率の平方根
に逆比例するので、素子を小型化するには高い誘電率を
有する磁器の方が有利である。また、これ以外にも誘電
体共振素子として実用するためにはマイクロ波領域での
無負荷Ｑが大きいこと（誘電損失が小さいこと）、共振
周波数の温度変化率が小さいといった特性を持つことが
必要である。
を利用する限り、誘電体磁器自体が持つ誘電率の平方根
に逆比例するので、素子を小型化するには高い誘電率を
有する磁器の方が有利である。また、これ以外にも誘電
体共振素子として実用するためにはマイクロ波領域での
無負荷Ｑが大きいこと（誘電損失が小さいこと）、共振
周波数の温度変化率が小さいといった特性を持つことが
必要である。
【０００４】誘電体共振素子の形態は、これまで比較的
大きい同軸型が多かったが、近年、より小型な形態とし
て積層型のものが提案されている。積層型の誘電体共振
素子を構成するためには、上記特性に加えて、誘電体磁
器の焼結温度が、積層する電極金属の融点より低いこと
が必要である。積層型の誘電体共振素子の構成の一例を
図１と図２を用いて説明すると、図１が積層型の誘電体
共振素子の内部電極のパターン構成を明らかにするため
に、内部電極の存在する部分で内部電極面と平行にカッ
トしたと想定した場合の構成を示す斜視図であり（但
し、外部電極は図示していない。）、１は誘電体層、２
はシールド層、３はキャパシタ層、４はストリップライ
ン層、５はシールド層であり、７は誘電体磁器組成物を
用いて形成された誘電体磁器層（誘電体層）で、６がＣ
ｕあるいはＡｇなどからなる内部電極であり、通常、シ
ート状に形成され乾燥された誘電体磁器組成物層の表面
に導体金属を含むペーストを用いてスクリーン印刷など
で、それぞれの必要なパターン形状に印刷されて形成さ
れる。そして誘電体共振素子はこれらが積層、焼成され
て図２に示す様に、誘電体磁器９の表面に必要な外部電
極８ａ、８ｂなどを所望のパターンに形成することによ
って作成されている。なお、この図１、図２に示した積
層型の誘電体共振素子は、比較的構成の簡単なものの一
例であり、これのみに限定されるものではない。また、
内部電極や外部電極のパターンもこれに限定されるもの
ではない。この様に積層型の誘電体共振素子は、内部電
極を誘電体磁器組成物層で挟み込んだ状態で焼成される
ため、誘電体磁器の焼結温度が、積層する電極金属の融
点より低いことが必要である。
大きい同軸型が多かったが、近年、より小型な形態とし
て積層型のものが提案されている。積層型の誘電体共振
素子を構成するためには、上記特性に加えて、誘電体磁
器の焼結温度が、積層する電極金属の融点より低いこと
が必要である。積層型の誘電体共振素子の構成の一例を
図１と図２を用いて説明すると、図１が積層型の誘電体
共振素子の内部電極のパターン構成を明らかにするため
に、内部電極の存在する部分で内部電極面と平行にカッ
トしたと想定した場合の構成を示す斜視図であり（但
し、外部電極は図示していない。）、１は誘電体層、２
はシールド層、３はキャパシタ層、４はストリップライ
ン層、５はシールド層であり、７は誘電体磁器組成物を
用いて形成された誘電体磁器層（誘電体層）で、６がＣ
ｕあるいはＡｇなどからなる内部電極であり、通常、シ
ート状に形成され乾燥された誘電体磁器組成物層の表面
に導体金属を含むペーストを用いてスクリーン印刷など
で、それぞれの必要なパターン形状に印刷されて形成さ
れる。そして誘電体共振素子はこれらが積層、焼成され
て図２に示す様に、誘電体磁器９の表面に必要な外部電
極８ａ、８ｂなどを所望のパターンに形成することによ
って作成されている。なお、この図１、図２に示した積
層型の誘電体共振素子は、比較的構成の簡単なものの一
例であり、これのみに限定されるものではない。また、
内部電極や外部電極のパターンもこれに限定されるもの
ではない。この様に積層型の誘電体共振素子は、内部電
極を誘電体磁器組成物層で挟み込んだ状態で焼成される
ため、誘電体磁器の焼結温度が、積層する電極金属の融
点より低いことが必要である。
【０００５】誘電体共振素子用の磁器はこれまでに数多
く開発されており、同軸型素子に使われる特に誘電率の
高い材料として、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｓｍ2Ｏ3 系が特開
昭５７−１５３０９号公報に開示されている。この系の
材料は誘電率が８０程度、無負荷Ｑが２〜４ＧＨｚで３
０００程度であり、共振周波数の温度係数は小さいが、
焼結温度が１３５０℃程度と高い。一方、１０００℃以
下の低温で焼結できる材料としてはＢｉ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5
−ＣｕＯ−Ｖ2Ｏ5系（特開平５−７４２２５）などが知
られているが誘電率が４０程度であり、誘電率が小さ
い。
く開発されており、同軸型素子に使われる特に誘電率の
高い材料として、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｓｍ2Ｏ3 系が特開
昭５７−１５３０９号公報に開示されている。この系の
材料は誘電率が８０程度、無負荷Ｑが２〜４ＧＨｚで３
０００程度であり、共振周波数の温度係数は小さいが、
焼結温度が１３５０℃程度と高い。一方、１０００℃以
下の低温で焼結できる材料としてはＢｉ2Ｏ3−Ｎｂ2Ｏ5
−ＣｕＯ−Ｖ2Ｏ5系（特開平５−７４２２５）などが知
られているが誘電率が４０程度であり、誘電率が小さ
い。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した様に、従
来使われていた誘電体磁器は、誘電率の高いものは積層
型素子に使用するには焼成温度が高すぎ、低温焼結可能
な磁器は誘電率が４０程度までのものが多かった。この
ため、１０００℃以下の低温焼結が可能であり、かつ無
負荷Ｑ、誘電率、共振周波数の温度変化率などマイクロ
波誘電特性に優れた磁器が求められている。
来使われていた誘電体磁器は、誘電率の高いものは積層
型素子に使用するには焼成温度が高すぎ、低温焼結可能
な磁器は誘電率が４０程度までのものが多かった。この
ため、１０００℃以下の低温焼結が可能であり、かつ無
負荷Ｑ、誘電率、共振周波数の温度変化率などマイクロ
波誘電特性に優れた磁器が求められている。
【０００７】本発明は、上記の要求を満たす材料とし
て、１０００℃以下の低温で焼結し、かつマイクロ波で
の誘電特性に優れた誘電体磁器を提供し得る誘電体磁器
組成物であり、また、これらの誘電体磁器を使用した積
層型マイクロ波素子を作成するのに好適な誘電体磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
て、１０００℃以下の低温で焼結し、かつマイクロ波で
の誘電特性に優れた誘電体磁器を提供し得る誘電体磁器
組成物であり、また、これらの誘電体磁器を使用した積
層型マイクロ波素子を作成するのに好適な誘電体磁器組
成物を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の第１の誘電体磁器組成物は、化学式ｘＢａ
Ｏ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ3 （但し、化学式中ｘ、ｙ、
ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３０、 ０．
６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．３０かつｘ
＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成分とし、こ
れに副成分として主成分の重量に対して０．０１〜５重
量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5を含
むことを特徴とする。
め、本発明の第１の誘電体磁器組成物は、化学式ｘＢａ
Ｏ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ3 （但し、化学式中ｘ、ｙ、
ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３０、 ０．
６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．３０かつｘ
＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成分とし、こ
れに副成分として主成分の重量に対して０．０１〜５重
量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5を含
むことを特徴とする。
【０００９】また、本発明の第２の誘電体磁器組成物
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＰｂＯを含むことを
特徴とする。
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＰｂＯを含むことを
特徴とする。
【００１０】また、本発明の第３の誘電体磁器組成物
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含むこと
を特徴とする。
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含むこと
を特徴とする。
【００１１】また、本発明の第４の誘電体磁器組成物
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5、０．０１〜１０重量％のＰｂＯおよび０．０１〜
１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含むことを特徴とする。
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2 −ｚＮｄ2Ｏ3（但し、
ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ≦０．３
０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦ｚ≦０．
３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物を主成
分とし、これに副成分として主成分の重量に対して０．
０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2
Ｏ5、０．０１〜１０重量％のＰｂＯおよび０．０１〜
１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含むことを特徴とする。
【００１２】また、本発明の第５の誘電体磁器組成物
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚ（（Ｎｄ2Ｏ3）
(1-m)（ＲＥ2Ｏ3）m） （但し、ＲＥはＮｄ以外の希土
類金属、ｘ、ｙ、ｚ、ｍはモル分率を表し、０．１０≦
ｘ≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０
≦ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０、また、０〈ｍ
≦０．２）で表される組成物を主成分とし、これに下記
ａ）〜ｄ）から選ばれたいずれかの副成分を含むことを
特徴とする。
は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚ（（Ｎｄ2Ｏ3）
(1-m)（ＲＥ2Ｏ3）m） （但し、ＲＥはＮｄ以外の希土
類金属、ｘ、ｙ、ｚ、ｍはモル分率を表し、０．１０≦
ｘ≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０
≦ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０、また、０〈ｍ
≦０．２）で表される組成物を主成分とし、これに下記
ａ）〜ｄ）から選ばれたいずれかの副成分を含むことを
特徴とする。
【００１３】ａ）主成分の重量に対して０．０１〜５重
量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、 ｂ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＰｂＯ、 ｃ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＢｉ2Ｏ3、 ｄ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、０．０１〜１０
重量％のＰｂＯおよび０．０１〜１０重量％のＢｉ
2Ｏ3。
量％のＢ2Ｏ3および０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、 ｂ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＰｂＯ、 ｃ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＢｉ2Ｏ3、 ｄ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、０．０１〜１０
重量％のＰｂＯおよび０．０１〜１０重量％のＢｉ
2Ｏ3。
【００１４】
【発明の実施の形態】上記のように前記第１〜第４の発
明は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ3 （但
し、化学式中ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦
ｘ≦０．３０、０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦
ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成
物を主成分とし、それぞれ副成分として特定の成分を特
定量配合することにより、前記組成領域内で、焼成温度
が１０００℃以下であり、誘電率が５０以上、無負荷Ｑ
が３００以上、共振周波数の温度係数の絶対値が５０ｐ
ｐｍ／℃以下の特性を有する誘電体磁器組成物を得るこ
とができる。
明は、化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ3 （但
し、化学式中ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦
ｘ≦０．３０、０．６０≦ｙ≦０．８５、 ０．１０≦
ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成
物を主成分とし、それぞれ副成分として特定の成分を特
定量配合することにより、前記組成領域内で、焼成温度
が１０００℃以下であり、誘電率が５０以上、無負荷Ｑ
が３００以上、共振周波数の温度係数の絶対値が５０ｐ
ｐｍ／℃以下の特性を有する誘電体磁器組成物を得るこ
とができる。
【００１５】そして、第２〜第４の発明に示す様に第１
の発明に比べて添加する副成分の種類が多くなる場合に
は、副成分の合計量が同一の場合に、より焼結温度を低
くし得る。
の発明に比べて添加する副成分の種類が多くなる場合に
は、副成分の合計量が同一の場合に、より焼結温度を低
くし得る。
【００１６】また、第５の発明の如く、主成分中のＮｄ
成分の代わりにその一部にＮｄ以外の希土類金属成分を
用いても、ほぼ同様に、焼成温度が１０００℃以下で、
誘電率が大きく、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度
係数の絶対値が小さい特性の優れた誘電体磁器組成物を
得ることができる。Ｎｄ成分以外の希土類金属成分は前
記所定量以下の使用割合であれば、Ｎｄ成分単独使用の
場合と、ほぼ同様の目的を達成できるので、その配合割
合はｍ≦０．２以下であれば、配合割合はいくら少なく
てもよい。Ｎｄ成分以外の希土類金属成分としては、例
えばＰｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙなどが挙げら
れる。
成分の代わりにその一部にＮｄ以外の希土類金属成分を
用いても、ほぼ同様に、焼成温度が１０００℃以下で、
誘電率が大きく、無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度
係数の絶対値が小さい特性の優れた誘電体磁器組成物を
得ることができる。Ｎｄ成分以外の希土類金属成分は前
記所定量以下の使用割合であれば、Ｎｄ成分単独使用の
場合と、ほぼ同様の目的を達成できるので、その配合割
合はｍ≦０．２以下であれば、配合割合はいくら少なく
てもよい。Ｎｄ成分以外の希土類金属成分としては、例
えばＰｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙなどが挙げら
れる。
【００１７】なお、第１〜第５の発明において、副成分
の配合割合が、上記に規定した範囲より少ない場合に
は、焼成温度を低くさせる効果が十分発揮されない。ま
た、多すぎる場合には、無負荷Ｑ、誘電率、共振周波数
の温度変化率などの内、いずれかのマイクロ波誘電特性
が低下する恐れがあり好ましくない。
の配合割合が、上記に規定した範囲より少ない場合に
は、焼成温度を低くさせる効果が十分発揮されない。ま
た、多すぎる場合には、無負荷Ｑ、誘電率、共振周波数
の温度変化率などの内、いずれかのマイクロ波誘電特性
が低下する恐れがあり好ましくない。
【００１８】なお、第１〜第５の本発明で規定した範囲
以外の元素からなる酸化物の含有も誘電特性に悪い影響
を与えない範囲であれば少量添加することは何ら差し支
えない。
以外の元素からなる酸化物の含有も誘電特性に悪い影響
を与えない範囲であれば少量添加することは何ら差し支
えない。
【００１９】本発明の誘電体磁器組成物の各成分の原料
粉体の混合方法としては、ボールミル中で水もしくは有
機溶媒と共に混合する湿式混合法や、ミキサー等で混合
したり溶媒を用いないボールミル中で混合する乾式混合
法等が一般的であり、いずれを用いてもよいが、工程が
比較的複雑でないこと、均質な混合物を得やすいこと等
から、湿式混合法でボールミル中で混合する方法が望ま
しく、さらに、粉体の分散性を高めるために分散剤を用
いたりPH調整を行ってもよい。
粉体の混合方法としては、ボールミル中で水もしくは有
機溶媒と共に混合する湿式混合法や、ミキサー等で混合
したり溶媒を用いないボールミル中で混合する乾式混合
法等が一般的であり、いずれを用いてもよいが、工程が
比較的複雑でないこと、均質な混合物を得やすいこと等
から、湿式混合法でボールミル中で混合する方法が望ま
しく、さらに、粉体の分散性を高めるために分散剤を用
いたりPH調整を行ってもよい。
【００２０】混合物は仮焼しなくてもよいが、仮焼する
ことにより焼成時間を短縮できる。仮焼温度は組成によ
り異なるが、通常５００〜１３００℃程度で１〜８時間
程度である。
ことにより焼成時間を短縮できる。仮焼温度は組成によ
り異なるが、通常５００〜１３００℃程度で１〜８時間
程度である。
【００２１】仮焼物もしくは混合物の粉砕方法として
は、ボールミル、高速回転式粉砕機、媒体撹拌ミル、気
流粉砕機等を用いる方法があるが、いずれを用いてもよ
い。成形は通常プレス成形により所望の形に成形する。
特に限定するものではないが、プレス成形における圧力
は、通常５０〜２００ＭＰａ程度である。
は、ボールミル、高速回転式粉砕機、媒体撹拌ミル、気
流粉砕機等を用いる方法があるが、いずれを用いてもよ
い。成形は通常プレス成形により所望の形に成形する。
特に限定するものではないが、プレス成形における圧力
は、通常５０〜２００ＭＰａ程度である。
【００２２】焼成は、組成や成形物の大きさにより異な
るので、特に限定するものではないが、通常はバインダ
ーを除去するためにおよそ４００〜８００℃程度でおよ
そ１〜２４時間程度行なった後、９００〜１０００℃程
度でおよそ２〜８時間程度焼成することが望ましい。成
形の際に用いるバインダーとしては、セラミックスの成
形・焼成の際に用いられるバインダーであれば特に制限
はないが、例えば、ポリビニルアルコール系バインダ
ー、ポリビニルブチラール系バインダー、アクリル樹脂
系バインダーなどが挙げられる。バインダーの使用量も
特に制限するものではないが、通常固形分換算で全体の
０．００１〜０．５重量％程度である。
るので、特に限定するものではないが、通常はバインダ
ーを除去するためにおよそ４００〜８００℃程度でおよ
そ１〜２４時間程度行なった後、９００〜１０００℃程
度でおよそ２〜８時間程度焼成することが望ましい。成
形の際に用いるバインダーとしては、セラミックスの成
形・焼成の際に用いられるバインダーであれば特に制限
はないが、例えば、ポリビニルアルコール系バインダ
ー、ポリビニルブチラール系バインダー、アクリル樹脂
系バインダーなどが挙げられる。バインダーの使用量も
特に制限するものではないが、通常固形分換算で全体の
０．００１〜０．５重量％程度である。
【００２３】積層型誘電体素子とする場合には、内部電
極としては特に限定するものではないがＣｕ、Ａｇなど
の導体金属が用いられる。
極としては特に限定するものではないがＣｕ、Ａｇなど
の導体金属が用いられる。
【００２４】
実施例および比較例 以下に本発明の誘電体磁器組成物の実施例ならびに比較
例について説明する。主成分には、純度９９モル％以上
の高純度なＢａＯ、ＴｉＯ2、Ｎｄ2Ｏ3 を用いた。これ
らの純度補正（純度により所定成分の配合割合が所定の
割合になるように配合量を計算する）を行なった後、所
定量を秤量し、安定化ジルコニア製玉石を用い純水（イ
オン交換水）を溶媒としてボールミルで１７時間湿式混
合した。これを吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾
燥し、アルミナるつぼ中に入れ１０００〜１２００℃で
２〜５時間仮焼した。この仮焼物をライカイ機で粗砕
し、さらに前述のボールミルで１７時間粉砕し、吸引ろ
過して水分の大半を分離した後乾燥して主成分の仮焼粉
とした。
例について説明する。主成分には、純度９９モル％以上
の高純度なＢａＯ、ＴｉＯ2、Ｎｄ2Ｏ3 を用いた。これ
らの純度補正（純度により所定成分の配合割合が所定の
割合になるように配合量を計算する）を行なった後、所
定量を秤量し、安定化ジルコニア製玉石を用い純水（イ
オン交換水）を溶媒としてボールミルで１７時間湿式混
合した。これを吸引ろ過して水分の大半を分離した後乾
燥し、アルミナるつぼ中に入れ１０００〜１２００℃で
２〜５時間仮焼した。この仮焼物をライカイ機で粗砕
し、さらに前述のボールミルで１７時間粉砕し、吸引ろ
過して水分の大半を分離した後乾燥して主成分の仮焼粉
とした。
【００２５】次にこの仮焼粉１００重量部に対し、純度
９９モル％以上の高純度なＢ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＰｂＯ、Ｂ
ｉ2Ｏ3を所定量添加し、安定化ジルコニア製玉石を用い
純水（イオン交換水）を溶媒としてボールミルに入れ１
７〜４８時間湿式で混合粉砕を行った。これを吸引ろ過
して水分の大半を分離した後乾燥し、その中へバインダ
ーとしてポリビニルアルコール５重量％水溶液を粉体量
の６重量％加え、３２メッシュふるいを通して造粒し、
１００ＭＰａで直径１３ｍｍ高さ約５ｍｍの円柱状にプ
レス成形した。成形物を空気中で６００℃まで昇温し２
時間保持することによりポリビニルアルコール分をバー
ンアウトし、冷却後これをマグネシア磁器容器に移し、
同質の蓋をし、９００から１０２５℃まで毎時４００℃
で昇温し、２〜８時間保持後毎時４００℃で降温した。
本発明の範囲内の組成を有する組成物は、すべて１００
０℃以下の温度でも緻密に焼結した焼結体が得られた。
９９モル％以上の高純度なＢ2Ｏ3、Ｖ2Ｏ5、ＰｂＯ、Ｂ
ｉ2Ｏ3を所定量添加し、安定化ジルコニア製玉石を用い
純水（イオン交換水）を溶媒としてボールミルに入れ１
７〜４８時間湿式で混合粉砕を行った。これを吸引ろ過
して水分の大半を分離した後乾燥し、その中へバインダ
ーとしてポリビニルアルコール５重量％水溶液を粉体量
の６重量％加え、３２メッシュふるいを通して造粒し、
１００ＭＰａで直径１３ｍｍ高さ約５ｍｍの円柱状にプ
レス成形した。成形物を空気中で６００℃まで昇温し２
時間保持することによりポリビニルアルコール分をバー
ンアウトし、冷却後これをマグネシア磁器容器に移し、
同質の蓋をし、９００から１０２５℃まで毎時４００℃
で昇温し、２〜８時間保持後毎時４００℃で降温した。
本発明の範囲内の組成を有する組成物は、すべて１００
０℃以下の温度でも緻密に焼結した焼結体が得られた。
【００２６】得られた焼結体を誘電体共振法による測定
から共振周波数と無負荷Ｑを求め、焼結体の寸法と共振
周波数より比誘電率を算出した。共振周波数は２〜５Ｇ
Ｈｚであった。
から共振周波数と無負荷Ｑを求め、焼結体の寸法と共振
周波数より比誘電率を算出した。共振周波数は２〜５Ｇ
Ｈｚであった。
【００２７】また、温度係数（τf ）は−２５℃〜８５
℃の温度範囲の共振周波数を測定し、２０℃を基準とし
て算出した。表１および表２に各実施例ならびに比較例
の組成範囲および焼成温度、誘電率、無負荷Ｑ、共振周
波数の温度係数τf を示す。また、同表において番号に
＊印をつけたものは組成が本発明の範囲外の比較例であ
る。
℃の温度範囲の共振周波数を測定し、２０℃を基準とし
て算出した。表１および表２に各実施例ならびに比較例
の組成範囲および焼成温度、誘電率、無負荷Ｑ、共振周
波数の温度係数τf を示す。また、同表において番号に
＊印をつけたものは組成が本発明の範囲外の比較例であ
る。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表１および表２に示したように、本発明の
組成では、焼成温度が１０００℃以下、誘電率が５０以
上、無負荷Ｑが３００以上、かつ共振周波数の温度係数
の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下の特性を示した。
組成では、焼成温度が１０００℃以下、誘電率が５０以
上、無負荷Ｑが３００以上、かつ共振周波数の温度係数
の絶対値が５０ｐｐｍ／℃以下の特性を示した。
【００３１】また、試料番号４、５、１５、１６、１
７、２０、２４、２５、３０、３３、３４では、焼成温
度、誘電率、無負荷Ｑ、共振周波数の温度係数の一つ以
上が積層型マイクロ波用の誘電体として望ましくない値
になった。
７、２０、２４、２５、３０、３３、３４では、焼成温
度、誘電率、無負荷Ｑ、共振周波数の温度係数の一つ以
上が積層型マイクロ波用の誘電体として望ましくない値
になった。
【００３２】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物はマイクロ波領域で優れた誘電特性を有し、Ｃｕなど
の融点の低い導体と同時焼成可能な温度で焼結できるの
で、小型の積層型マイクロ波素子用の材料として有用で
ある。
物はマイクロ波領域で優れた誘電特性を有し、Ｃｕなど
の融点の低い導体と同時焼成可能な温度で焼結できるの
で、小型の積層型マイクロ波素子用の材料として有用で
ある。
【図１】積層型の誘電体共振素子の一例の内部電極存在
部分及びそのパターンを示すための説明用切断斜視図。
部分及びそのパターンを示すための説明用切断斜視図。
【図２】積層型の誘電体共振素子の一例の斜視図。
１ 誘電体層 ２ シールド層 ３ キャパシタ層 ４ ストリップライン層 ５ シールド層 ６ 内部電極 ７ 誘電体磁器層 ８ａ、８ｂ 外部電極 ９ 誘電体磁器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 亀山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、化学式中ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．
１０≦ｘ≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、
０．１０≦ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表
される組成物を主成分とし、これに副成分として主成分
の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ 2Ｏ3および０．
０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5を含むことを特徴とする誘電
体磁器組成物。 - 【請求項２】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ
≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ
≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物
を主成分とし、これに副成分として主成分の重量に対し
て０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％
のＶ2Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＰｂＯを含むこ
とを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ
≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ
≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物
を主成分とし、これに副成分として主成分の重量に対し
て０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％
のＶ2Ｏ5および０．０１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含む
ことを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項４】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚＮｄ2Ｏ
3 （但し、ｘ、ｙ、ｚはモル分率を表し、０．１０≦ｘ
≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、０．１０≦ｚ
≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０）で表される組成物
を主成分とし、これに副成分として主成分の重量に対し
て０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3、０．０１〜１０重量％
のＶ2Ｏ5、０．０１〜１０重量％のＰｂＯおよび０．０
１〜１０重量％のＢｉ2Ｏ3を含むことを特徴とする誘電
体磁器組成物。 - 【請求項５】 化学式ｘＢａＯ−ｙＴｉＯ2−ｚ（（Ｎ
ｄ2Ｏ3）(1-m)（ＲＥ 2Ｏ3）m） （但し、ＲＥはＮｄ以
外の希土類金属、ｘ、ｙ、ｚ、ｍはモル分率を表し、
０．１０≦ｘ≦０．３０、 ０．６０≦ｙ≦０．８５、
０．１０≦ｚ≦０．３０かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１．０、ま
た、０〈ｍ≦０．２）で表される組成物を主成分とし、
これに下記ａ）〜ｄ）から選ばれたいずれかの副成分を
含むことを特徴とする誘電体磁器組成物。 ａ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ2Ｏ3
および０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、 ｂ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＰｂＯ、 ｃ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5および０．０１〜
１０重量％のＢｉ2Ｏ3、 ｄ）主成分の重量に対して０．０１〜５重量％のＢ
2Ｏ3、０．０１〜１０重量％のＶ2Ｏ5、０．０１〜１０
重量％のＰｂＯおよび０．０１〜１０重量％のＢｉ
2Ｏ3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305299A JPH09142924A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7305299A JPH09142924A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09142924A true JPH09142924A (ja) | 1997-06-03 |
Family
ID=17943437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7305299A Pending JPH09142924A (ja) | 1995-11-24 | 1995-11-24 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09142924A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0986076A3 (en) * | 1998-09-11 | 2006-05-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and laminated ceramic parts |
-
1995
- 1995-11-24 JP JP7305299A patent/JPH09142924A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0986076A3 (en) * | 1998-09-11 | 2006-05-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and laminated ceramic parts |
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