JPH09263450A - 高周波用誘電体組成物 - Google Patents

高周波用誘電体組成物

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JPH09263450A
JPH09263450A JP8074230A JP7423096A JPH09263450A JP H09263450 A JPH09263450 A JP H09263450A JP 8074230 A JP8074230 A JP 8074230A JP 7423096 A JP7423096 A JP 7423096A JP H09263450 A JPH09263450 A JP H09263450A
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frequency dielectric
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信智 酒井
Eiichiro Hirose
英一郎 広瀬
Yoshinori Shinohara
義典 篠原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振周波数の温度係数τf が0ppm/℃に
近く、比誘電率の温度係数τεが−60ppm/℃≦τ
ε≦60ppm/℃を満足する高周波用誘電体組成物を
提供する。 【解決手段】 Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa
(MII 1/3V 2/3)O3(ただし、MIIはNi,Mg又
はZn、MV はNb又はTaを示し、MV =Nbのとき
II=Ni,Mg,Zn、MV =TaのときMII=M
g,Zn)よりなるセラミックス成分に対して0.1〜
50重量%のガラスを添加した高周波用誘電体組成物。 【効果】 Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 セラミックス
−(MgO−BaO−B23 −SiO2 )ガラス複合
材料に更にBa(MII 1/3V 2/3)O3 を複合化するこ
とにより、τf ,τεが良好な高特性高周波用誘電体組
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、高周波回路に使用
される素子を構成する誘電体として有効な高周波用誘電
体組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及び先行技術】高周波回路に使用されるフ
ィルタ等の部品の小型・高信頼化には、多層デバイスが
有効である。この場合、多層デバイス用材料は、ある程
度高い誘電率(εr=10以上)、高いQ(即ち、低い
誘電損失)を示し、CuやAg/Pd導体との同時焼成
が必要であることから、1000℃以下での焼成が可能
であること(即ち、1000℃以下の焼成で十分に緻密
化すること)が必要とされる。
【0003】従来、1000℃以下の焼成が可能な高周
波用誘電体として BaO−Al23 −B23 −SiO2 又はBa
O−SrO−ZrO2−SiO2 系ガラス材料 Pb含有ペロブスカイト系材料 Bi含有系材料 セラミックス−ガラス複合系材料 が開発され、使用されている。
【0004】上記従来の材料では、次のような問題点が
あった。即ち、Pb含有ペロブスカイト系やBi含有系
材料では、焼成中の成分揮発による組成のズレが発生
し、安定な製造が困難である。また、BaO−Al2
3 −B23 −SiO2 又はBaO−SrO−ZrO2
−SiO2 系ガラス材料やセラミックス−ガラス複合系
材料では、比誘電率が、それぞれεr =6,εr =15
と低く、Qも1000程度(1MHz)と比較的小さ
い。
【0005】上記従来の問題点を解決し、高周波回路に
使用される素子の小型・高信頼化に有効な多層デバイス
用材料として有用な、誘電率及びQが共に高く、100
0℃以下での焼成が可能な高周波用誘電体組成物とし
て、本出願人は先に、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
主成分とし、該主成分に対し0.1〜50重量%のガラ
ス、好ましくは、MgO−BaO−B23 −SiO2
系ガラスを添加した高周波用誘電体組成物を提案した
(特願平7−292750号。以下「先願」とい
う。)。
【0006】上記先願に係るSr(Ni1/3 Nb2/3
3 セラミックス−(MgO−BaO−B23 −Si
2 )ガラス複合材料であれば、誘電率及びQが共に高
く、1000℃以下での焼成が可能である。
【0007】ところで、誘電体共振器等に用いる高周波
用誘電体組成物では、共振周波数の温度係数τf を0p
pm/℃に近づける必要があり、一方、コンデンサ材料
としての高周波用誘電体組成物では、比誘電率の温度係
数τεは、−60ppm/℃≦τε≦60ppm/℃
(CH特性)を満足する必要がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記S
r(Ni1/3 Nb2/3 )O3 セラミックス−(MgO−
BaO−B23 −SiO2 )ガラス複合材料は、共振
周波数の温度係数がτf=−40ppm/℃と負に大き
く、比誘電率の温度係数がτε=60ppm/℃と正に
大きいという問題点があった。
【0009】本発明は上記Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O
3 セラミックス−(MgO−BaO−B23 −SiO
2 )ガラス複合材料の問題点を解決し、高周波回路に使
用される素子の小型・高信頼化に有効な多層デバイス用
材料として有用な、共振周波数の温度係数τf が0pp
m/℃に近く、また、比誘電率の温度係数τεが−60
ppm/℃≦τε≦60ppm/℃を満足する高周波用
誘電体組成物を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波用誘電体
組成物は、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa(M
II 1/3V 2/3)O3 (ただし、MIIはNi,Mg又はZ
n、MV はNb又はTaを示し、MV がNbのときMII
はNi,Mg又はZnであり、MV がTaのときMII
Mg又はZnである。)よりなるセラミックス成分に対
して0.1〜50重量%のガラスを添加したことを特徴
とする。
【0011】Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 セラミック
ス−ガラス複合材料、特に、Sr(Ni1/3 Nb2/3
3 セラミックス−(MgO−BaO−B23 −Si
2)ガラス複合材料に、更にBa(MII 1/3V 2/3
3 (ただし、MIIはNi,Mg又はZn、MV はNb
又はTaを示し、MV がNbのときMIIはNi,Mg又
はZnであり、MV がTaのときMIIはMg又はZnで
ある。)を複合化することにより、Sr(Ni1/3 Nb
2/3 )O3 セラミックス−(MgO−BaO−B23
−SiO2 )ガラス複合材料の問題を解消し、共振周波
数の温度係数τf が0ppm/℃に近く、また、比誘電
率の温度係数τεが−60ppm/℃≦τε≦60pp
m/℃を満足する高特性高周波用誘電体組成物を実現す
ることができる。
【0012】なお、本発明において、セラミックス成分
のSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 とBa(MII 1/3V
2/3)O3 とは、モル比でSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
:Ba(MII 1/3V 2/3)O3 =(1−x):x(た
だし、0<x≦0.8)の割合であることが好ましい。
また、ガラスとしては、MgO−BaO−B23 −S
iO2 系ガラスが好ましく、特に、前記セラミックス成
分に対するガラス添加量を1〜40重量%とすることが
望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0014】本発明の高周波用誘電体組成物は、Sr
(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa(MII 1/3V 2/3
3 (ただし、MIIはNi,Mg又はZn、MV はNb
又はTaを示し、MV がNbのときMIIはNi,Mg又
はZnであり、MV がTaのときMIIはMg又はZnで
ある。)をセラミックス成分とし、このセラミックス成
分に対してガラスを0.1〜50重量%添加したもので
ある。
【0015】本発明において、セラミックス成分を構成
するSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3とBa(MII 1/3V
2/3)O3 とは、モル比がSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
:Ba(MII 1/3V 2/3)O3 =(1−x):x(た
だし、0<x≦0.8)の割合、即ち、セラミックス成
分組成が(1−x)Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ・x
Ba(MII 1/3V 2/3)O3 (0<x≦0.8)で表さ
れることが好ましい。ここで、xが0.8を超えると、
Ba(MII 1/3V 2/3)O3 の割合が多過ぎて、Sr
(Ni1/3 Nb2/3 )O3 −ガラス複合材料に更にBa
(MII 1/3V 2/3)O3 を複合化させることによる本発明
の効果が損なわれ、τf ,τεの良好な値を得ることが
できない。好ましいxの値は、Ba(MII 1/3V 2/3
3 との関係で次の通りである。
【0016】Ba(MII 1/3V 2/3)O3 がBa(Ni
1/3 Nb2/3 )O3 の場合:0<x≦0.8 Ba(MII 1/3V 2/3)O3 がBa(Mg1/3 Nb
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.34 Ba(MII 1/3V 2/3)O3 がBa(Zn1/3 Nb
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.33 Ba(MII 1/3V 2/3)O3 がBa(Mg1/3 Ta
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.73 Ba(MII 1/3V 2/3)O3 がBa(Zn1/3 Ta
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.76 本発明において、このようなセラミックス成分に対する
ガラスの添加量が0.1重量%未満では、1000℃以
下の焼成で十分に緻密化することができず、Qが低いも
のとなる。主成分に対するガラスの添加量が50重量%
を超えると相対的にセラミックス成分の含有量が少なく
なるために、誘電率及びQが低下する。
【0017】本発明においては、セラミックス成分に対
するガラス添加量を1〜40重量%、特に2〜30重量
%とした場合、誘電率及びQが共に著しく高く、しか
も、τf ,τεが良好な高周波用誘電体組成物を得るこ
とができる。
【0018】なお、本発明において、ガラスとしては、
MgO−BaO−B23 −SiO2 系ガラスが好適で
あり、その好適な組成割合は、下記の通りである。
【0019】MgO−BaO−B23 −SiO2 系ガ
ラス組成(重量%) MgO :20〜50 BaO : 5〜25 B23 :15〜30 SiO2 :10〜25 本発明の高周波用誘電体組成物は、Sr(Ni1/3 Nb
2/3 )O3 及びBa(MII 1/3V 2/3)O3 を構成する
金属元素の酸化物又は炭酸塩、例えば、SrCO3 ,B
aCO3 ,NiO,Nb25 ,MgO,ZnO,Ta
25 を、所定のSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ,Ba
(MII 1/3V 2/3)O3 組成比となるように混合、仮焼
して得られるSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ,Ba(M
II 1/3V 2/3)O3 を、所定のモル比で採取すると共
に、これに所定割合のガラスを添加混合することにより
容易に調製することができ、このような本発明の高周波
用誘電体組成物は、適当なバインダを添加して成形し、
1000℃以下、例えば950〜980℃で焼成するこ
とにより、容易に使用に供することができる。
【0020】なお、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ・B
a(MII 1/3V 2/3)O3 セラミックス成分にガラス、
例えば、MgO−BaO−B23 −SiO2 系ガラス
を添加する場合、ガラス成分と同重量比の各酸化物又は
相当量の炭酸塩をSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ・Ba
(MII 1/3V 2/3)O3 セラミックス成分に添加混合
し、熱処理時にガラス化と焼成とを同時に行っても良い
が、予め製造したガラスフリットとして添加するのが望
ましい。
【0021】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
【0022】実施例1 SrCO3 ,BaCO3 ,NiO,Nb25 ,Mg
O,ZnO,Ta25をSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
化学量論比及びBa(MII 1/3V 2/3)O3 (ただ
し、MIIはNi,Mg又はZn、MV はNb又はTaを
示す。)化学量論比となるように各々秤量し、2−プロ
パノールを分散媒として、24時間ボールミルで粉砕・
混合した後、乾燥し、その後、大気中にて1400℃で
4時間仮焼した。仮焼物を再度2−プロパノールを分散
媒として、24時間ボールミルで粉砕・混合し、Sr
(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa(MII 1/3V 2/3
3 をそれぞれ合成した。
【0023】得られたSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
びBa(MII 1/3V 2/3)O3 を表1に示すセラミック
ス成分組成となるように秤量し、更に、このセラミック
ス成分に対して、MgO−BaO−B23 −SiO2
系ガラス(成分重量比MgO:BaO:B23 :Si
2 =45:15:25:15)フリットを10重量%
添加混合し、バインダ(5重量%ポリビニルアルコール
水溶液)を混合物に対して20重量%加えて、直径15
mm、厚み1.5mmのペレットに成形し、大気中にて
980℃で1時間焼成した。
【0024】得られた試料について、共振周波数の温度
係数τf 及び比誘電率の温度係数τεを測定し、結果を
表1に示した。
【0025】
【表1】
【0026】表1より、Ba(MII 1/3V 2/3)O3
配合することにより、共振周波数の温度係数τf 及び比
誘電率の温度係数τεが良好な値となることが明らかで
ある。
【0027】実施例2 実施例1において、0.8Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O
3 ・0.2Ba(Ni1/3 Nb2/3 )O3 に対するガラ
ス添加量を表2に示す割合としたこと以外は同様にして
試料を製造し、各試料について諸特性を調べ、結果を表
2に示した。なお、比誘電率εr 及びQ値は1MHzで
測定した。
【0028】
【表2】
【0029】表2より、ガラスをセラミックス成分に対
して0.1〜50重量%、特に1〜40重量%添加する
ことにより、良好な特性を得ることができることが明ら
かである。
【0030】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用誘
電体組成物は、Q,εが共に高く、1000℃以下での
焼成も可能である上に、共振周波数の温度係数τf が0
ppm/℃に近く、また、比誘電率の温度係数τεが−
60ppm/℃≦τε≦60ppm/℃を満足する高特
性高周波用誘電体組成物である。このため、本発明によ
れば、誘電体共振器、或いは、コンデンサ材料としての
高特性多層デバイスを構成することにより、高周波回路
に使用される素子の小型・高信頼化を有効に達成するこ
とができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa
    (MII 1/3V 2/3)O3 (ただし、MIIはNi,Mg又
    はZn、MV はNb又はTaを示し、MV がNbのとき
    IIはNi,Mg又はZnであり、MV がTaのときM
    IIはMg又はZnである。)よりなるセラミックス成分
    に対して0.1〜50重量%のガラスを添加したことを
    特徴とする高周波用誘電体組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1の組成物において、前記セラミ
    ックス成分組成は、(1−x)Sr(Ni1/3 Nb
    2/3 )O3 ・xBa(MII 1/3V 2/3)O3 (ただし、
    IIはNi,Mg又はZn、MV はNb又はTaを示
    し、MV がNbのときMIIはNi,Mg又はZnであ
    り、MV がTaのときMIIはMg又はZnである。x
    は、0<x≦0.8である。)で表されることを特徴と
    する高周波用誘電体組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2の組成物において、前記
    ガラスはMgO−BaO−B23 −SiO2 を主成分
    とし、該ガラスを前記セラミックス成分に対して1〜4
    0重量%添加したことを特徴とする高周波用誘電体組成
    物。
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