JPH09165258A - 誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents

誘電体磁器組成物の製造方法

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JPH09165258A
JPH09165258A JP7348707A JP34870795A JPH09165258A JP H09165258 A JPH09165258 A JP H09165258A JP 7348707 A JP7348707 A JP 7348707A JP 34870795 A JP34870795 A JP 34870795A JP H09165258 A JPH09165258 A JP H09165258A
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JP
Japan
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dielectric ceramic
temperature
dielectric
producing
mol
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JP7348707A
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English (en)
Inventor
Kazuya Akiyama
和也 秋山
Mitsuo Tamura
光男 田村
Akihiro Isomura
明宏 磯村
Okikuni Takahata
興邦 高畑
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘電率εr、Q×f値が大きく、並びに共振
周波数の温度係数τfができるだけ零に近い特性を安定
して得られる誘電体磁器組成物の製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 誘電体磁器の焼結体を1000〜130
0℃の温度で、500〜1500気圧の圧力で、1〜1
0時間HIP処理することにより、仮焼物の平均粒径が
1.20μm以上であっても、誘電率εr Q×f値が大
きく、並びに共振周波数の温度係数τfが零に近い特性
を有する誘電体磁器組成物が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、主にマイクロ波帯
域用の通信機器や放送機器等に使用される誘電体共振器
等に用いられる誘電体磁器組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、通信技術の進歩により、自動車電
話やサービスが開始されたPHS等の携帯電話等の移動
体通信システム、GPS(Global Positioning Syste
m)が急速に普及している。そのため、通信に利用され
る周波数帯域が拡大し、マイクロ波帯域での通信が盛ん
になっている。
【0003】古くは、このマイクロ波帯域で使用される
回路には、空洞共振器、アンテナ等が用いられていた。
しかし、これら部品は、マイクロ波の波長と同程度の大
きさになるため、自動車用電話機、携帯電話機、小型G
PS装置等に適用できるような小型の部品の製造は困難
であった。
【0004】これに対し、近年、マイクロ波フィルタや
発信器の周波数安定化回路に誘電体共振器を用いること
によって、回路部品の小型化が盛んに行われ、一般化し
つつある。
【0005】このようなマイクロ波誘電体材料に要求さ
れる特性は、使用周波数帯域における誘電率εrが大き
いこと、共振周波数の温度係数τfができるだけ零に近
いこと、マイクロ波帯域での誘電損失tanδ(=1/
Q)が小さいことが挙げられる。尚、マイクロ波帯域で
の誘電損失tanδの大小は、一般的に、Q×fの形で
表現される(fはその時の共振周波数)。そのため、以
下、Q×fの表現を用いる。
【0006】又、従来から、主にコイル、IC、水晶振
動子等に用いられてきた温度補償用コンデンサは、最近
になって、移動体通信機のデジタル回路用バイパスコン
デンサ等としての需要が増加している。
【0007】これまで、マイクロ波用、あるいは、コン
デンサ用の誘電体磁器組成物としては、Ba(Z
1/3、Ta2/3)O3系、BaO−TiO2系、ZrO2
SnO2−TiO2系、BaO−希土類酸化物−TiO2
系、(Pb、Ca)ZrO3系等の材料が知られてい
る。
【0008】しかし、これまでに開示されている組成の
材料では、マイクロ波帯域において、εrが大きいほど
Q×fが小さいという傾向があった。
【0009】その欠点を解決するために、本発明者ら
は、十分大きな無負荷Qと誘電率εr>110と、実用
上、十分小さな温度係数τfを合わせ持つ組成として、
BaO−La23−Sm23−Bi23−TiO2を特
願平5−275360号に提案した。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、それら
の誘電体磁器組成物は、組成、特に、Bi23量によっ
ては、仮焼物の平均粒径が1.20μm以上となると、
緻密な焼結体を形成せず、εr、Q×fが劣化するとい
う問題があった。更に、このような焼結体は、空隙が多
く、水分を吸収しやすくなったり、機械的強度が弱くな
る等、信頼性を大きく劣化させてしまうという問題があ
る。
【0011】又、ジルコニアボールを用いボールミルで
仮焼物の湿式粉砕を長時間行った場合、仮焼物の平均粒
径を1.20μmより小さくでき、緻密な焼結体を形成
できるが、ジルコニアが混入することにより、εr、Q
×f、τfが劣化するという問題がある。
【0012】そこで、本発明の技術的課題は、誘電率ε
r、Q×f値が大きく、並びに共振周波数の温度係数τf
ができるだけ零に近い特性を安定して得られる誘電体磁
器組成物の製造方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明者は、焼結体を1000〜1300℃の温
度で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10時間H
IP処理することにより、仮焼物の平均粒径が1.20
μm以上であっても、誘電率εr Q×f値が大きく、並
びに共振周波数の温度係数τfが零に近い誘電体磁器組
成物が得られることを見だした。
【0014】即ち、本発明によれば、一般式が、aBa
O−bSm23−cBi23−dTiO2(ただし、
a,b,c、及びdの単位はモル%)で、13.6≦a
≦18.6、14.7≦(b+c)≦19.2、64.5≦
d≦69.2、0.70≦c≦9.4の範囲内にあり、a
+b+c+d=100モル%で示される誘電体磁器組成
物の製造方法において、焼結して得られた誘電体磁器を
1000〜1300℃の温度で、500〜1500気圧
の圧力で、1〜10時間、HIP処理することを特徴と
する誘電体磁器組成物の製造方法が得られる。
【0015】又、本発明によれば、一般式が、aBaO
−bSm23−cBi23−eLa23−dTiO
2(ただし、a,b,c,d、及びeの単位はモル%)
で、13.6≦a≦18.6、14.7≦(b+c+e)
≦19.2、64.5≦d≦69.2、0.70≦c≦9.
4、0.20≦e≦6.0の範囲内にあり、a+b+c+
e+d=100モル%で示される誘電体磁器組成物の製
造方法において、焼結して得られた誘電体磁器を100
0〜1300℃の温度で、500〜1500気圧の圧力
で、1〜10時間HIP処理することを特徴とする誘電
体磁器組成物の製造方法が得られる。
【0016】又、本発明によれば、一般式が、aBaO
−fSrO−bSm23−cBi23−dTiO2(た
だし、a,b,c,d、及びfの単位はモル%)で、1
3.6≦(a+f)≦18.6、14.7≦(b+c)≦
19.2、64.5≦d≦69.2、0.10≦f≦5.
5、0.70≦c≦9.4、a+f+b+c+d=100
モル%で示される誘電体磁器組成物の製造方法におい
て、焼結して得られた誘電体磁器を1000〜1300
℃の温度で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10
時間HIP処理することを特徴とする誘電体磁器組成物
の製造方法が得られる。
【0017】又、本発明によれば、一般式が、aBaO
−fSrO−bSm23−cBi23−eLa23−d
TiO2(ただし、a,b,c,d,e、及びfの単位
はモル%)で、13.6≦(a+f)≦18.6、14.
7≦(b+c+e)≦19.2、64.5≦d≦69.
2、0.10≦f≦5.5、0.70≦c≦9.4、0.2
0≦e≦6.0の範囲内にあり、a+f+b+c+e+
d=100モル%で示される誘電体磁器組成物の製造方
法において、焼結して得られた誘電体磁器を1000〜
1300℃の温度で、500〜1500気圧の圧力で、
1〜10時間HIP処理することを特徴とする誘電体磁
器組成物の製造方法が得られる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、実施例に基づいて、本発明
の実施の形態の詳細を説明する。
【0019】(実施例1)まず、BaCO3、Sm
23、Bi23、TiO2の各粉末を各組成に応じて秤
量した後、純水を用い、ジルコニアボールにて樹脂製の
ボールミルで20時間湿式混合し、混合物を得た。
【0020】次に、この混合物を乾燥させた後、大気中
にて1200℃の温度で約4時間仮焼し、仮焼物を得
た。次に、上記のボールミルで20時間湿式粉砕した。
【0021】これを、直径15mm,厚さ約6mmの円
盤状に成形し、大気中にて1250〜1375℃の温度
で約2時間焼結することによって、焼結体を得た。
【0022】次いで、この焼結体をアルゴンガス雰囲気
中で1000〜1300℃の温度で、1000気圧の圧
力で、2時間HIP処理した。更に、このHIP処理さ
れた焼結体を大気中で1200℃の温度で熱処理し、表
1に示す組成の誘電体磁器を得た。
【0023】
【表1】
【0024】なお、組成は、aBaO−bSm23−c
Bi23−dTiO2(a+b+c+d=100モル
%)のように表わした。
【0025】次に、各組成の誘電体磁器について、誘電
体共振器法により、誘電率εr、Q×f値、共振周波数
の温度係数τfを測定した。
【0026】共振周波数の温度係数τfは、+20〜+
60℃の温度範囲での共振周波数fの差より、次式によ
って求めた。 τf=[f(60℃)−f(20℃)]/[40×f
(20℃)] なお、共振周波数は、2.2〜3.2GHzであった。
【0027】次に、仮焼物の平均粒径の測定を、レーザ
光式粒度分析計にて行った。それらの測定結果を表1に
示した。
【0028】(実施例2)BaCO3、Sm23、Bi2
3、La23、TiO2の各粉末を各組成に応じて秤量
し、実施例1に示したのと同様の方法で焼結体を得た。
次いで、この焼結体をアルゴンガス雰囲気中で1000
〜1300℃の温度で、1000気圧の圧力で、2時間
HIP処理した。更に、このHIP処理された焼結体を
大気中で1200℃の温度で熱処理し、表2に示す組成
の誘電体磁器を得た。
【0029】
【表2】
【0030】なお、組成は、aBaO−bSm23−c
Bi23−eLa23−dTiO2(a+b+e+d=
100モル%)のように表わした。
【0031】次に、各組成の誘電体磁器の特性と仮焼物
の平均粒径について、実施例1に示したものと同様の測
定を行った。表2に、それらの測定結果を示した。
【0032】(実施例3)BaCO3、SrO、Sm2
3、Bi23、TiO2の各粉末を各組成に応じて秤量
し、実施例1に示したのと同様の方法で焼結体を得た。
次いで、この焼結体をアルゴンガス雰囲気中で1000
〜1300℃の温度で、1000気圧の圧力で、2時間
HIP処理した。更に、このHIP処理された焼結体を
大気中で1200℃の温度で熱処理し、表3に示す組成
の誘電体磁器を得た。
【0033】
【表3】
【0034】なお、組成は、aBaO−fSrO−bS
23−cBi23−dTiO2(a+f+b+c+d
=100モル%)のように表わした。
【0035】次に、各組成の誘電体磁器の特性と仮焼物
の平均粒径について、実施例1に示したものと同様の測
定を行った。表3に、それらの測定結果を示した。
【0036】(実施例4)BaCO3、SrO、Sm2
3、Bi23、La23、TiO2の各粉末を各組成に応
じて秤量し、実施例1に示したのと同様の方法で焼結体
を得た。次いで、この焼結体をアルゴンガス雰囲気中で
1000〜1300℃の温度で、1000気圧の圧力
で、2時間HIP処理した。更に、このHIP処理され
た焼結体を大気中で1200℃の温度で熱処理し、表4
に示す組成の誘電体磁器を得た。
【0037】
【表4】
【0038】なお、組成は、aBaO−fSrO−bS
23−cBi23−eLa23−dTiO2(a+f
+b+c+e+d=100モル%)のように表わした。
【0039】次に、各組成の誘電体磁器の特性と仮焼物
の平均粒径について、実施例1に示したものと同様の測
定を行った。表4に、それらの測定結果を示した。
【0040】上記、表1〜4より明らかなように、焼結
して得られた誘電体磁器を1000〜1300℃の温度
で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10時間HI
P処理することにより、仮焼物の平均粒径が1.20μ
m以上であっても、誘電率εr、Q×f値が大きく、並
びに共振周波数の温度係数τfが零に近くなる。
【0041】これに対し、本発明の試料以外の比較例で
は、HIP処理を行っていない試料やHIP温度が90
0℃より低い場合には、緻密な焼結体が得られず、
εr、Q×f共に低い値しか得られない。又、HIP温
度が1300℃を越えると、Q×fは劣化し、εrも若
干劣化する。
【0042】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明によれば、
焼結体を1000〜1300℃の温度で、500〜15
00気圧の圧力で、1〜10時間HIP処理することに
より、仮焼物の平均粒径が1.20μm以上であって
も、誘電率εr、Q×f値が大きく、並びに共振周波数
の温度係数τfが零に近い誘電体磁器組成物の製造方法
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高畑 興邦 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式が、aBaO−bSm23−cB
    23−dTiO2(ただし、a,b,c、及びdの単
    位はモル%)で、13.6≦a≦18.6、14.7≦
    (b+c)≦19.2、64.5≦d≦69.2、0.70
    ≦c≦9.4の範囲内にあり、a+b+c+d=100
    モル%で示される誘電体磁器組成物の製造方法におい
    て、焼結して得られた誘電体磁器を1000〜1300
    ℃の温度で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10
    時間、熱間静水圧プレス(Hot Isostatic Press、以下H
    IPと記す)処理することを特徴とする誘電体磁器組成
    物の製造方法。
  2. 【請求項2】 一般式が、aBaO−bSm23−cB
    23−eLa23−dTiO2(ただし、a,b,
    c,d、及びeの単位はモル%)で、13.6≦a≦1
    8.6、14.7≦(b+c+e)≦19.2、64.5≦
    d≦69.2、0.70≦c≦9.4、0.20≦e≦6.
    0の範囲内にあり、a+b+c+e+d=100モル%
    で示される誘電体磁器組成物の製造方法において、焼結
    して得られた誘電体磁器を1000〜1300℃の温度
    で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10時間HI
    P処理することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 一般式が、aBaO−fSrO−bSm
    23−cBi23−dTiO2(ただし、a,b,c,
    d、及びfの単位はモル%)で、13.6≦(a+f)
    ≦18.6、14.7≦(b+c)≦19.2、64.5≦
    d≦69.2、0.10≦f≦5.5、0.70≦c≦9.
    4、a+f+b+c+d=100モル%で示される誘電
    体磁器組成物の製造方法において、焼結して得られた誘
    電体磁器を1000〜1300℃の温度で、500〜1
    500気圧の圧力で、1〜10時間HIP処理すること
    を特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
  4. 【請求項4】 一般式が、aBaO−fSrO−bSm
    23−cBi23−eLa23−dTiO2(ただし、
    a,b,c,d,e、及びfの単位はモル%)で、1
    3.6≦(a+f)≦18.6、14.7≦(b+c+
    e)≦19.2、64.5≦d≦69.2、0.10≦f≦
    5.5、0.70≦c≦9.4、0.20≦e≦6.0の範
    囲内にあり、a+f+b+c+e+d=100モル%で
    示される誘電体磁器組成物の製造方法において、焼結し
    て得られた誘電体磁器を1000〜1300℃の温度
    で、500〜1500気圧の圧力で、1〜10時間HI
    P処理することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1092694A4 (en) * 1998-06-04 2003-05-02 Sumitomo Spec Metals DIELECTRIC HYPERFREQUENCY CERAMIC COMPOSITION

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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