JPH09263450A - 高周波用誘電体組成物 - Google Patents
高周波用誘電体組成物Info
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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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Abstract
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 1/3 MV 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
MII=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−B2 O3 −SiO2 )ガラス複合
材料に更にBa(MII 1/3 MV 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
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。
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。
波用誘電体として BaO−Al2 O3 −B2 O3 −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。
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 O
3 −B2 O3 −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。
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 を
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−B2 O3 −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。)。
O3 セラミックス−(MgO−BaO−B2 O3 −Si
O2 )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。
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。
r(Ni1/3 Nb2/3 )O3 セラミックス−(MgO−
BaO−B2 O3 −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。
3 セラミックス−(MgO−BaO−B2 O3 −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。
組成物は、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa(M
II 1/3 MV 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。
ス−ガラス複合材料、特に、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )
O3 セラミックス−(MgO−BaO−B2 O3 −Si
O2)ガラス複合材料に、更にBa(MII 1/3 MV 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−B2 O3
−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。
のSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 とBa(MII 1/3 MV
2/3)O3 とは、モル比でSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
:Ba(MII 1/3 MV 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−B2 O3 −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。
(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa(MII 1/3 MV 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。
するSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3とBa(MII 1/3 MV
2/3)O3 とは、モル比がSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
:Ba(MII 1/3 MV 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 1/3 MV 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 1/3 MV 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 1/3 MV 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 1/3 MV 2/3)
O3 との関係で次の通りである。
1/3 Nb2/3 )O3 の場合:0<x≦0.8 Ba(MII 1/3 MV 2/3)O3 がBa(Mg1/3 Nb
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.34 Ba(MII 1/3 MV 2/3)O3 がBa(Zn1/3 Nb
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.33 Ba(MII 1/3 MV 2/3)O3 がBa(Mg1/3 Ta
2/3 )O3 の場合:0<x≦0.73 Ba(MII 1/3 MV 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。
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。
MgO−BaO−B2 O3 −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。
ラス組成(重量%) MgO :20〜50 BaO : 5〜25 B2 O3 :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 1/3 MV 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,Nb2 O5 ,MgO,ZnO,Ta
2 O5 を、所定のSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 ,Ba
(MII 1/3 MV 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 1/3 MV 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。
a(MII 1/3 MV 2/3)O3 セラミックス成分にガラス、
例えば、MgO−BaO−B2 O3 −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 1/3 MV 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。
説明する。
O,ZnO,Ta2 O5をSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
化学量論比及びBa(MII 1/3 MV 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 1/3 MV 2/3)
O3 をそれぞれ合成した。
びBa(MII 1/3 MV 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−B2 O3 −SiO2
系ガラス(成分重量比MgO:BaO:B2 O3 :Si
O2 =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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【請求項1】 Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 及びBa
(MII 1/3 MV 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
MII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。 - 【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 1/3 MV 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。 - 【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−B2 O3 −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。
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP07423096A JP3225833B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 高周波用誘電体組成物 |
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| US08/745,770 US5723396A (en) | 1995-11-10 | 1996-11-08 | Dielectric composition for high frequencies |
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP07423096A JP3225833B2 (ja) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | 高周波用誘電体組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09263450A true JPH09263450A (ja) | 1997-10-07 |
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| JP (1) | JP3225833B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115490514A (zh) * | 2021-06-18 | 2022-12-20 | 阜新德尔汽车部件股份有限公司 | 压电陶瓷及其制备方法与应用 |
-
1996
- 1996-03-28 JP JP07423096A patent/JP3225833B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN115490514B (zh) * | 2021-06-18 | 2023-07-11 | 阜新德尔汽车部件股份有限公司 | 压电陶瓷及其制备方法与应用 |
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| JP3225833B2 (ja) | 2001-11-05 |
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