JP2000128634A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】比誘電率が２０〜４０で、Ｑｆ値を３００００
〔ＧＨｚ〕以上と向上でき、かつ、焼成温度を、Ａｇ、
Ｃｕからなる内部導体と同時焼成できる温度まで低下で
きる誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素として少なくともＢａ、Ｔｉおよ
びＺｒを含有し、これらのモル比による組成式を、Ｂａ
Ｏ・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、ｘ、ａが、
３．５≦ｘ≦４．５、０≦ａ≦０．２０を満足する主成
分と、該主成分１００重量部に対して、ＺｎをＺｎＯ換
算で４〜３０重量部、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量
部、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０
重量部、アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換
算で０．０１〜５重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０
１〜５重量部含有するものである。
〔ＧＨｚ〕以上と向上でき、かつ、焼成温度を、Ａｇ、
Ｃｕからなる内部導体と同時焼成できる温度まで低下で
きる誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素として少なくともＢａ、Ｔｉおよ
びＺｒを含有し、これらのモル比による組成式を、Ｂａ
Ｏ・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、ｘ、ａが、
３．５≦ｘ≦４．５、０≦ａ≦０．２０を満足する主成
分と、該主成分１００重量部に対して、ＺｎをＺｎＯ換
算で４〜３０重量部、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量
部、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０
重量部、アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換
算で０．０１〜５重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０
１〜５重量部含有するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器組成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミ
リ波などの高周波領域において使用される種々の共振器
用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料
や積層型セラミックコンデンサ等に用いることができる
誘電体磁器組成物に関する。
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器組成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミ
リ波などの高周波領域において使用される種々の共振器
用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料
や積層型セラミックコンデンサ等に用いることができる
誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波やミリ波
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。
【０００３】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えば、特開昭５７−６９６０７号公報に開示されるよ
うなものが知られている。この公報に開示される誘電体
磁器は、組成式ＢａＯ−ｘＴｉＯ2 において３．９≦ｘ
≦４．１の組成物１００重量部に対して、１〜２６重量
部のＺｎＯを添加してなるものである。
例えば、特開昭５７−６９６０７号公報に開示されるよ
うなものが知られている。この公報に開示される誘電体
磁器は、組成式ＢａＯ−ｘＴｉＯ2 において３．９≦ｘ
≦４．１の組成物１００重量部に対して、１〜２６重量
部のＺｎＯを添加してなるものである。
【０００４】このような誘電体磁器では、比誘電率が３
０〜４０で、測定周波数ｆ＝３．５〔ＧＨｚ〕における
Ｑ値が４５００程度（Ｑｆ＝１５７５０〔ＧＨｚ〕）で
あり、さらに共振周波数の温度係数τｆを−２５〜＋２
５〔ｐｐｍ／℃〕の範囲で制御することができる。
０〜４０で、測定周波数ｆ＝３．５〔ＧＨｚ〕における
Ｑ値が４５００程度（Ｑｆ＝１５７５０〔ＧＨｚ〕）で
あり、さらに共振周波数の温度係数τｆを−２５〜＋２
５〔ｐｐｍ／℃〕の範囲で制御することができる。
【０００５】しかしながら、上記誘電体磁器組成物の特
性を十分発揮させるためには、通常１２００℃以上の高
温で焼成を行う必要がある。一方、内部電極を有する積
層型の誘電体共振器やフィルタに応用するには、内部電
極に用いるＡｕ、Ａｇ、ＣｕあるいはＡｌなどの金属の
融点よりも低い温度で焼成することが可能でなければな
らないが、上記誘電体磁器組成物では焼成温度が高いた
め、Ａｇ、Ｃｕを内部導体として用いることができなか
った。
性を十分発揮させるためには、通常１２００℃以上の高
温で焼成を行う必要がある。一方、内部電極を有する積
層型の誘電体共振器やフィルタに応用するには、内部電
極に用いるＡｕ、Ａｇ、ＣｕあるいはＡｌなどの金属の
融点よりも低い温度で焼成することが可能でなければな
らないが、上記誘電体磁器組成物では焼成温度が高いた
め、Ａｇ、Ｃｕを内部導体として用いることができなか
った。
【０００６】このような問題を解決したものとして、特
開平５−３２５６４１号公報に開示されるものが知られ
ている。この公報に開示される誘電体磁器組成物は、一
般式（１−ａ−ｂ）ＢａＯ・ａＳｒＯ・ｂＣａＯ・ｘ
〔（１−ｃ）ＴｉＯ2 ・ｃＺｒＯ2 〕・ｙＺｎＯ・（０
≦ａ＋ｂ≦０．４、０≦ｃ≦０．２、３．１≦ｘ≦５．
４，０≦ｙ≦２．９）で表される組成物１００重量部に
対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 粉末またはＢ2 Ｏ3 を
ガラス成分の一つとして含むガラス粉末をＢ2 Ｏ3 に換
算して０．１〜７．５重量部の割合で配合してなるもの
である。
開平５−３２５６４１号公報に開示されるものが知られ
ている。この公報に開示される誘電体磁器組成物は、一
般式（１−ａ−ｂ）ＢａＯ・ａＳｒＯ・ｂＣａＯ・ｘ
〔（１−ｃ）ＴｉＯ2 ・ｃＺｒＯ2 〕・ｙＺｎＯ・（０
≦ａ＋ｂ≦０．４、０≦ｃ≦０．２、３．１≦ｘ≦５．
４，０≦ｙ≦２．９）で表される組成物１００重量部に
対して、副成分として、Ｂ2 Ｏ3 粉末またはＢ2 Ｏ3 を
ガラス成分の一つとして含むガラス粉末をＢ2 Ｏ3 に換
算して０．１〜７．５重量部の割合で配合してなるもの
である。
【０００７】このような誘電体磁器組成物では、比誘電
率が約２５〜４０、測定周波数ｆ＝３．０〔ＧＨｚ〕に
おけるＱ値が８４００程度（Ｑｆ＝２５２００〔ＧＨ
ｚ〕）であり、これらの特性を確保しつつ、その焼成温
度を９００℃以下に低下させることができ、Ａｇ、Ｃｕ
を主成分とする内部導体と同時焼成できる。
率が約２５〜４０、測定周波数ｆ＝３．０〔ＧＨｚ〕に
おけるＱ値が８４００程度（Ｑｆ＝２５２００〔ＧＨ
ｚ〕）であり、これらの特性を確保しつつ、その焼成温
度を９００℃以下に低下させることができ、Ａｇ、Ｃｕ
を主成分とする内部導体と同時焼成できる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−３２５６４１号公報に開示される誘電体磁器組
成物では、Ｑｆ値が２５０００程度であり、誘電体磁器
の誘電特性に関して、ますます高性能化が必要になって
いる近年においては、無負荷Ｑｆ値が未だ低いという問
題があった。
開平５−３２５６４１号公報に開示される誘電体磁器組
成物では、Ｑｆ値が２５０００程度であり、誘電体磁器
の誘電特性に関して、ますます高性能化が必要になって
いる近年においては、無負荷Ｑｆ値が未だ低いという問
題があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決すべく、鋭意検討した結果、Ｂａ−Ｔｉ系誘電
体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺｒで置換すると
ともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アルカリ土類金属お
よびＳｉを所定量含有することにより、比誘電率が２０
〜４０で、Ｑｆ値を３００００〔ＧＨｚ〕以上と向上で
き、かつ、焼成温度を、Ａｇ、Ｃｕからなる内部導体と
同時焼成できる温度まで低下できることを見い出し、本
発明に至ったのである。
点を解決すべく、鋭意検討した結果、Ｂａ−Ｔｉ系誘電
体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺｒで置換すると
ともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アルカリ土類金属お
よびＳｉを所定量含有することにより、比誘電率が２０
〜４０で、Ｑｆ値を３００００〔ＧＨｚ〕以上と向上で
き、かつ、焼成温度を、Ａｇ、Ｃｕからなる内部導体と
同時焼成できる温度まで低下できることを見い出し、本
発明に至ったのである。
【００１０】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、金属
元素として少なくともＢａ、ＴｉおよびＺｒを含有し、
これらのモル比による組成式を、ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ1-a
Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、前記ｘ、ａが、３．５≦ｘ≦
４．５、０≦ａ≦０．２０を満足する主成分と、該主成
分１００重量部に対して、ＺｎをＺｎＯ換算で４〜３０
重量部、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量部、アルカリ
金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、アル
カリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換算で０．０１
〜５重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０１〜５重量部
含有するものである。ここで、主成分１００重量部に対
して、さらにＡｌをＡｌ2 Ｏ3 換算で０．０１〜２重量
部含有することが望ましい。
元素として少なくともＢａ、ＴｉおよびＺｒを含有し、
これらのモル比による組成式を、ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ1-a
Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、前記ｘ、ａが、３．５≦ｘ≦
４．５、０≦ａ≦０．２０を満足する主成分と、該主成
分１００重量部に対して、ＺｎをＺｎＯ換算で４〜３０
重量部、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量部、アルカリ
金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、アル
カリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物換算で０．０１
〜５重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０１〜５重量部
含有するものである。ここで、主成分１００重量部に対
して、さらにＡｌをＡｌ2 Ｏ3 換算で０．０１〜２重量
部含有することが望ましい。
【００１１】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、組成式ＢａＯ
・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 で表されるＢａ−Ｔｉ系誘
電体磁器組成物において、Ｔｉの一部を所定量のＺｒで
置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アルカリ
土類金属およびＳｉを所定量含有することにより、比誘
電率が２０〜４０で、Ｑｆ値が３００００〔ＧＨｚ〕以
上であり、かつ、焼成温度をＡｇ、Ｃｕからなる内部導
体と同時焼成できる温度まで低下でき、特には８８０℃
以下とすることができ、さらに、２５〜８５℃において
は共振周波数の温度係数τｆを小さくできることは勿論
のこと、Ｂａ−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において問題と
なる低温側の−４０〜２５℃における共振周波数の温度
係数τｆを−１５〜４０ｐｐｍ／℃の範囲に制御するこ
とができ、さらに、磁器の焼成収縮開始温度を８３０℃
以下に低下させることができる。
・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 で表されるＢａ−Ｔｉ系誘
電体磁器組成物において、Ｔｉの一部を所定量のＺｒで
置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アルカリ
土類金属およびＳｉを所定量含有することにより、比誘
電率が２０〜４０で、Ｑｆ値が３００００〔ＧＨｚ〕以
上であり、かつ、焼成温度をＡｇ、Ｃｕからなる内部導
体と同時焼成できる温度まで低下でき、特には８８０℃
以下とすることができ、さらに、２５〜８５℃において
は共振周波数の温度係数τｆを小さくできることは勿論
のこと、Ｂａ−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において問題と
なる低温側の−４０〜２５℃における共振周波数の温度
係数τｆを−１５〜４０ｐｐｍ／℃の範囲に制御するこ
とができ、さらに、磁器の焼成収縮開始温度を８３０℃
以下に低下させることができる。
【００１２】即ち、導体としては、Ａｇおよび／または
Ｃｕを主成分とするもの、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、あるい
はＡｇ、Ｃｕに対してガラス成分やセラミック成分、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものがあるが、これらの導
体は、焼成時における収縮開始温度が高くとも６５０℃
であり、誘電体磁器の焼成収縮開始温度が高い場合に
は、導体材料との収縮挙動のマッチングが悪くなり、焼
成された基板が反る、歪む等の問題が発生する。よっ
て、誘電体磁器の焼成収縮開始温度をなるべく低下させ
る必要があるが、本発明では、磁器の焼成収縮開始温度
を８３０℃以下に低下できるので、基板の反りや歪みを
有効に抑制できる。
Ｃｕを主成分とするもの、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、あるい
はＡｇ、Ｃｕに対してガラス成分やセラミック成分、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものがあるが、これらの導
体は、焼成時における収縮開始温度が高くとも６５０℃
であり、誘電体磁器の焼成収縮開始温度が高い場合に
は、導体材料との収縮挙動のマッチングが悪くなり、焼
成された基板が反る、歪む等の問題が発生する。よっ
て、誘電体磁器の焼成収縮開始温度をなるべく低下させ
る必要があるが、本発明では、磁器の焼成収縮開始温度
を８３０℃以下に低下できるので、基板の反りや歪みを
有効に抑制できる。
【００１３】さらに、本発明の誘電体磁器組成物では、
主成分１００重量部に対して、さらにＡｌをＡｌ2 Ｏ3
換算で０．０１〜２重量部含有せしめることにより、耐
湿性を向上でき、高温多湿の状態で用いられた場合で
も、水分の浸入を防止でき、電気的特性劣化を防止する
ことができ、焼結性ならびに誘電特性を劣化させること
がない。
主成分１００重量部に対して、さらにＡｌをＡｌ2 Ｏ3
換算で０．０１〜２重量部含有せしめることにより、耐
湿性を向上でき、高温多湿の状態で用いられた場合で
も、水分の浸入を防止でき、電気的特性劣化を防止する
ことができ、焼結性ならびに誘電特性を劣化させること
がない。
【００１４】即ち、本発明においては、Ｂａ−Ｔｉ系誘
電体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺｒで置換する
ことにより、Ｑｆ値を３００００〔ＧＨｚ〕以上と大幅
に向上することができる。また、主成分にＺｎを添加す
ることによってもある程度Ｑｆ値を向上することがで
き、しかも共振周波数の温度係数τｆをプラスからマイ
ナス側に移行させることができる。さらにＢ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属およびＳｉを組み合わせて添加
することにより、上記の特性を確保しつつ、焼成温度を
９３０℃以下、特には８８０℃以下とすることができ
る。さらにまた、アルカリ土類金属およびＳｉを所定量
含有せしめることにより、焼成温度を８８０℃以下、焼
成収縮開始温度を８３０℃以下に制御することができ、
Ａｇ、Ｃｕの内部導体の収縮開始温度に近づけることが
でき、反り等を防止できる。
電体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺｒで置換する
ことにより、Ｑｆ値を３００００〔ＧＨｚ〕以上と大幅
に向上することができる。また、主成分にＺｎを添加す
ることによってもある程度Ｑｆ値を向上することがで
き、しかも共振周波数の温度係数τｆをプラスからマイ
ナス側に移行させることができる。さらにＢ、アルカリ
金属、アルカリ土類金属およびＳｉを組み合わせて添加
することにより、上記の特性を確保しつつ、焼成温度を
９３０℃以下、特には８８０℃以下とすることができ
る。さらにまた、アルカリ土類金属およびＳｉを所定量
含有せしめることにより、焼成温度を８８０℃以下、焼
成収縮開始温度を８３０℃以下に制御することができ、
Ａｇ、Ｃｕの内部導体の収縮開始温度に近づけることが
でき、反り等を防止できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物は、Ｂ
ａ−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺ
ｒで置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アル
カリ土類金属およびＳｉを所定量含有するものである。
ａ−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において、Ｔｉの一部をＺ
ｒで置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金属、アル
カリ土類金属およびＳｉを所定量含有するものである。
【００１６】モル比による組成式を、ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ
1-a Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、３．５≦ｘ≦４．５とし
たのは、ｘが３．５よりも小さい場合には、磁器中にＢ
ａＴｉ4 Ｏ9 結晶相等が形成されにくくなり、誘電特性
が劣化するからである。またｘが４．５よりも大きい場
合には、焼結性が低下するとともに、ＴｉＯ2 結晶相を
形成して、温度係数τｆが＋４０〔ｐｐｍ／℃〕よりも
大きくなり、さらにＱｆが低下するからである。ｘはＱ
ｆが高いＢａＴｉ4 Ｏ9 結晶相が形成されやすいという
点から、３．９〜４．１であることが望ましい。
1-a Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、３．５≦ｘ≦４．５とし
たのは、ｘが３．５よりも小さい場合には、磁器中にＢ
ａＴｉ4 Ｏ9 結晶相等が形成されにくくなり、誘電特性
が劣化するからである。またｘが４．５よりも大きい場
合には、焼結性が低下するとともに、ＴｉＯ2 結晶相を
形成して、温度係数τｆが＋４０〔ｐｐｍ／℃〕よりも
大きくなり、さらにＱｆが低下するからである。ｘはＱ
ｆが高いＢａＴｉ4 Ｏ9 結晶相が形成されやすいという
点から、３．９〜４．１であることが望ましい。
【００１７】また、ａを０≦ａ≦０．２０の範囲内とし
たのは、Ｔｉの一部をＺｒで置換することにより、温度
係数の曲がりの改善と誘電率を低下させることができる
からであり、ＴｉのＺｒによる置換量ａが０．２０より
も大きくなると、ＢａＴｉ4Ｏ9 結晶相等が形成されに
くくなり、誘電特性が劣化するからである。ＴｉのＺｒ
による置換量ａは、高いＱｆ値を得るという観点から
０．１２〜０．１８であることが望ましい。
たのは、Ｔｉの一部をＺｒで置換することにより、温度
係数の曲がりの改善と誘電率を低下させることができる
からであり、ＴｉのＺｒによる置換量ａが０．２０より
も大きくなると、ＢａＴｉ4Ｏ9 結晶相等が形成されに
くくなり、誘電特性が劣化するからである。ＴｉのＺｒ
による置換量ａは、高いＱｆ値を得るという観点から
０．１２〜０．１８であることが望ましい。
【００１８】さらに、主成分１００重量部に対して、Ｚ
ｎをＺｎＯ換算で４〜３０重量部含有させたのは、Ｚｎ
が４重量部よりも少ない場合には共振周波数の温度係数
τｆが大きくなるとともに、焼成温度が１０００℃より
大きくなるからであり、３０重量部よりも多い場合には
共振周波数の温度係数τｆが−４０〔ｐｐｍ／℃〕より
も小さくなり、実用的でないからである。Ｚｎの含有量
は、共振周波数の温度係数τｆをより０に近くするとい
う観点から、主成分１００重量部に対して８．０〜１
５．０重量部含有することが望ましい。
ｎをＺｎＯ換算で４〜３０重量部含有させたのは、Ｚｎ
が４重量部よりも少ない場合には共振周波数の温度係数
τｆが大きくなるとともに、焼成温度が１０００℃より
大きくなるからであり、３０重量部よりも多い場合には
共振周波数の温度係数τｆが−４０〔ｐｐｍ／℃〕より
も小さくなり、実用的でないからである。Ｚｎの含有量
は、共振周波数の温度係数τｆをより０に近くするとい
う観点から、主成分１００重量部に対して８．０〜１
５．０重量部含有することが望ましい。
【００１９】また、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量
部、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０
重量部含有するのは、Ｂまたはアルカリ金属を単独で添
加すると十分な焼結性が得られないからである。
部、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩換算で１〜１０
重量部含有するのは、Ｂまたはアルカリ金属を単独で添
加すると十分な焼結性が得られないからである。
【００２０】即ち、ＢがＢ2 Ｏ3 換算で１重量部よりも
少ない場合には、焼成温度が１０００℃より大きくなる
からであり、２０重量部よりも多い場合にはＱｆ値が低
下するからである。焼成温度を低下し、Ｑｆ値を向上す
るためには、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で５〜８重量部含有する
ことが望ましい。
少ない場合には、焼成温度が１０００℃より大きくなる
からであり、２０重量部よりも多い場合にはＱｆ値が低
下するからである。焼成温度を低下し、Ｑｆ値を向上す
るためには、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で５〜８重量部含有する
ことが望ましい。
【００２１】また、アルカリ金属をアルカリ金属炭酸塩
換算で１〜１０重量部含有せしめたのは、例えば、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１重量部よりも少ない場合には焼
成温度が１０００℃よりも高くなったり、Ｑｆ値が低下
するからである。一方、１０重量部よりも多くなる場合
には、焼結性が低下し、焼結不良となったり、Ｑｆ値が
低下するからである。アルカリ金属はアルカリ金属炭酸
塩換算で２〜５重量部含有することが望ましい。アルカ
リ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋを例示することがで
き、この中でもＬｉが特に望ましい。
換算で１〜１０重量部含有せしめたのは、例えば、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１重量部よりも少ない場合には焼
成温度が１０００℃よりも高くなったり、Ｑｆ値が低下
するからである。一方、１０重量部よりも多くなる場合
には、焼結性が低下し、焼結不良となったり、Ｑｆ値が
低下するからである。アルカリ金属はアルカリ金属炭酸
塩換算で２〜５重量部含有することが望ましい。アルカ
リ金属としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋを例示することがで
き、この中でもＬｉが特に望ましい。
【００２２】本発明においては、上記Ｂ、アルカリ金属
に加えて、アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物
換算で０．０１〜５重量部含有させることにより、焼結
温度を大幅に低下させることができるとともにεｒを増
加させることができる。
に加えて、アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化物
換算で０．０１〜５重量部含有させることにより、焼結
温度を大幅に低下させることができるとともにεｒを増
加させることができる。
【００２３】アルカリ土類金属をアルカリ土類金属酸化
物換算で０．０１〜５重量部含有させたのは、含有量が
０．０１重量部未満の場合には、誘電体磁器の焼結過程
における収縮開始温度が約８３０℃よりも高く、焼成温
度が９３０℃よりも高くなり、添加効果が得られないか
らである。アルカリ土類金属酸化物換算で５重量部より
大きい場合は、Ｑｆ値が低下するからである。誘電特性
を維持しつつ焼成温度を低下させるという観点から、ア
ルカリ土類金属はアルカリ土類金属酸化物換算で、主成
分１００重量部に対して０．５〜３重量部の範囲で含有
することが望ましい。アルカリ土類金属としては、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａがあり、この中でもＣａが
望ましい。
物換算で０．０１〜５重量部含有させたのは、含有量が
０．０１重量部未満の場合には、誘電体磁器の焼結過程
における収縮開始温度が約８３０℃よりも高く、焼成温
度が９３０℃よりも高くなり、添加効果が得られないか
らである。アルカリ土類金属酸化物換算で５重量部より
大きい場合は、Ｑｆ値が低下するからである。誘電特性
を維持しつつ焼成温度を低下させるという観点から、ア
ルカリ土類金属はアルカリ土類金属酸化物換算で、主成
分１００重量部に対して０．５〜３重量部の範囲で含有
することが望ましい。アルカリ土類金属としては、Ｂ
ｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａがあり、この中でもＣａが
望ましい。
【００２４】さらに、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０１〜
５重量部含有させたのは、含有量が０．０１重量部未満
の場合には、誘電体磁器の焼結過程における収縮開始温
度が約８３０℃よりも高く、焼成温度が９３０℃よりも
高くなり、添加効果が得られないからである。一方、５
重量部を越えると比誘電率εｒあるいはＱｆ値が低下す
るからである。誘電体磁器の比誘電率εｒあるいはＱｆ
値の観点から０．５〜３重量部が望ましい。Ｓｉ含有化
合物としては、ＳｉＯ2 、ＭｇＳｉＯ2 等がある。
５重量部含有させたのは、含有量が０．０１重量部未満
の場合には、誘電体磁器の焼結過程における収縮開始温
度が約８３０℃よりも高く、焼成温度が９３０℃よりも
高くなり、添加効果が得られないからである。一方、５
重量部を越えると比誘電率εｒあるいはＱｆ値が低下す
るからである。誘電体磁器の比誘電率εｒあるいはＱｆ
値の観点から０．５〜３重量部が望ましい。Ｓｉ含有化
合物としては、ＳｉＯ2 、ＭｇＳｉＯ2 等がある。
【００２５】さらに、本発明では、耐湿性を向上させる
ために、上記主成分１００重量部に対して、ＡｌをＡｌ
2 Ｏ3 換算で０．０１〜２重量部含有することが望まし
いが、これは、０．０１重量部よりも少ない場合には添
加効果がなく、２重量部よりも多くなるとＱｆ値が低下
するからである。ＡｌはＡｌ2 Ｏ3 換算で０．５〜１．
５重量部含有することが望ましい。
ために、上記主成分１００重量部に対して、ＡｌをＡｌ
2 Ｏ3 換算で０．０１〜２重量部含有することが望まし
いが、これは、０．０１重量部よりも少ない場合には添
加効果がなく、２重量部よりも多くなるとＱｆ値が低下
するからである。ＡｌはＡｌ2 Ｏ3 換算で０．５〜１．
５重量部含有することが望ましい。
【００２６】本発明の誘電体磁器組成物は、原料粉末と
して、ＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 およびＺｎＯ粉
末を準備し、これらを上記した組成比となるように秤量
し、ＺｒＯ2 ボールにより粉砕混合し、この混合粉末を
１１００℃で６時間以上仮焼した後、Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2
ＣＯ3 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 、またはこれらとＡｌ2 Ｏ3
粉末、あるいはこれらを含むガラスフリットを添加し
て、再度ＺｒＯ2 ボールにより粉砕粒径が１．０μｍ以
下になるまで粉砕混合し、この仮焼粉末をプレス成形や
ドクターブレード法等の公知の方法により所定形状に成
形し、大気中または酸素雰囲気中において９３０℃以下
で２〜１０時間焼成することにより得られる。
して、ＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 およびＺｎＯ粉
末を準備し、これらを上記した組成比となるように秤量
し、ＺｒＯ2 ボールにより粉砕混合し、この混合粉末を
１１００℃で６時間以上仮焼した後、Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2
ＣＯ3 、ＣａＯ、ＳｉＯ2 、またはこれらとＡｌ2 Ｏ3
粉末、あるいはこれらを含むガラスフリットを添加し
て、再度ＺｒＯ2 ボールにより粉砕粒径が１．０μｍ以
下になるまで粉砕混合し、この仮焼粉末をプレス成形や
ドクターブレード法等の公知の方法により所定形状に成
形し、大気中または酸素雰囲気中において９３０℃以下
で２〜１０時間焼成することにより得られる。
【００２７】原料粉末は、焼成により酸化物を生成する
水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても良い。
本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物として、Ｍ
ｇ、Ｆｅ、ＨｆおよびＳｎ等が含まれることもある。
水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても良い。
本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物として、Ｍ
ｇ、Ｆｅ、ＨｆおよびＳｎ等が含まれることもある。
【００２８】本発明の誘電体磁器組成物では、ＢａＴｉ
4 Ｏ9 結晶相中にＢａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相を均一
に形成させ、ＢａＴｉ4 Ｏ9 結晶相、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ
7 Ｏ34結晶相にＺｒを固溶させるためには、特に１０５
０〜１１５０℃の温度で６時間以上仮焼することが必要
である。その理由は、１０５０℃よりも低温で６時間未
満の仮焼では、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相にＺｒが
固溶した相が形成され難いからである。このように、Ｂ
ａＴｉ4 Ｏ9 結晶相、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相に
Ｚｒを固溶させることにより、Ｑｆ値を飛躍的に向上で
きる。
4 Ｏ9 結晶相中にＢａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相を均一
に形成させ、ＢａＴｉ4 Ｏ9 結晶相、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ
7 Ｏ34結晶相にＺｒを固溶させるためには、特に１０５
０〜１１５０℃の温度で６時間以上仮焼することが必要
である。その理由は、１０５０℃よりも低温で６時間未
満の仮焼では、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相にＺｒが
固溶した相が形成され難いからである。このように、Ｂ
ａＴｉ4 Ｏ9 結晶相、Ｂａ3 Ｔｉ12Ｚｎ7 Ｏ34結晶相に
Ｚｒを固溶させることにより、Ｑｆ値を飛躍的に向上で
きる。
【００２９】
【実施例】実施例１ 原料として純度９９％以上のＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、Ｚ
ｒＯ2 およびＺｎＯの粉末を用いて、上記した組成式の
ｘ、ａ、Ｚｎ量が表１、２に示す割合となるように秤量
し、純水を媒体とし、ＺｒＯ2 ボールを用いたボールミ
ルにて２０時間湿式混合した。次にこの混合物を乾燥
（脱水）し、１１００℃で６時間仮焼した。
ｒＯ2 およびＺｎＯの粉末を用いて、上記した組成式の
ｘ、ａ、Ｚｎ量が表１、２に示す割合となるように秤量
し、純水を媒体とし、ＺｒＯ2 ボールを用いたボールミ
ルにて２０時間湿式混合した。次にこの混合物を乾燥
（脱水）し、１１００℃で６時間仮焼した。
【００３０】この仮焼物にＢ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3 また
はＮａ2 ＣＯ3 、ＣａＯまたはＢａＯ、ＳｉＯ2 を表
１、２に示す割合に添加して、粉砕粒径が１．０μｍ以
下になるように粉砕し、誘電特性評価用の試料として、
直径１０ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状に１ｔｏｎ／ｃｍ2
の圧力でプレス成形し、これを表１、２に示す温度で２
時間焼成し、直径８ｍｍ、高さ６ｍｍの円柱状の試料を
得た。尚、試料Ｎo.２８はＬｉ2 ＣＯ3 の代わりにＮａ
2 ＣＯ3 を、Ｎo.３３はＣａＯの代わりにＢａＯを用い
た。
はＮａ2 ＣＯ3 、ＣａＯまたはＢａＯ、ＳｉＯ2 を表
１、２に示す割合に添加して、粉砕粒径が１．０μｍ以
下になるように粉砕し、誘電特性評価用の試料として、
直径１０ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状に１ｔｏｎ／ｃｍ2
の圧力でプレス成形し、これを表１、２に示す温度で２
時間焼成し、直径８ｍｍ、高さ６ｍｍの円柱状の試料を
得た。尚、試料Ｎo.２８はＬｉ2 ＣＯ3 の代わりにＮａ
2 ＣＯ3 を、Ｎo.３３はＣａＯの代わりにＢａＯを用い
た。
【００３１】誘電特性の評価は、前記試料を用いて誘電
体円柱共振器法にて周波数６ＧＨｚにおける比誘電率と
Ｑ値を測定した。Ｑ値と測定周波数ｆとの積で表される
値を表１、２に記載した。また、−４０〜＋２５℃の温
度範囲における共振周波数の温度係数τｆを測定し、収
縮開始温度を求め、これらを表１、２に記載した。
体円柱共振器法にて周波数６ＧＨｚにおける比誘電率と
Ｑ値を測定した。Ｑ値と測定周波数ｆとの積で表される
値を表１、２に記載した。また、−４０〜＋２５℃の温
度範囲における共振周波数の温度係数τｆを測定し、収
縮開始温度を求め、これらを表１、２に記載した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【表２】
【００３４】これらの表１、２から、本発明の誘電体磁
器組成物では、比誘電率が２０. ０〜４０. ０、Ｑｆ値
が３００００〔ＧＨｚ〕以上、かつ、焼成温度が９３０
℃以下、特には８８０℃以下で、−４０〜２５℃におけ
る共振周波数の温度係数τｆが−１５〜４０ｐｐｍ／℃
であり、収縮開始温度が８３０℃以下、特には８００℃
以下の優れた特性を有することが判る。
器組成物では、比誘電率が２０. ０〜４０. ０、Ｑｆ値
が３００００〔ＧＨｚ〕以上、かつ、焼成温度が９３０
℃以下、特には８８０℃以下で、−４０〜２５℃におけ
る共振周波数の温度係数τｆが−１５〜４０ｐｐｍ／℃
であり、収縮開始温度が８３０℃以下、特には８００℃
以下の優れた特性を有することが判る。
【００３５】実施例２ 表３に示すように、表１、２の試料に対して、さらに、
主成分１００重量部に対してＡｌ2 Ｏ3 粉末を表３に示
す量だけ添加し、上記実施例１と同様にして誘電体磁器
を作製し、上記実施例１と同様に評価した。さらに、蒸
気加圧試験（ＰＣＴ、１２０℃、２気圧、不飽和）前後
の焼結助剤の重量減少率を測定した。蒸気加圧試験は、
Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3 またはＮａ2 ＣＯ3 、ＣａＯま
たはＢａＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 からなる焼結助剤の
みを、表３の組成で混合し、６００℃で焼成したものに
ついて行った。この結果を表３に記載する。
主成分１００重量部に対してＡｌ2 Ｏ3 粉末を表３に示
す量だけ添加し、上記実施例１と同様にして誘電体磁器
を作製し、上記実施例１と同様に評価した。さらに、蒸
気加圧試験（ＰＣＴ、１２０℃、２気圧、不飽和）前後
の焼結助剤の重量減少率を測定した。蒸気加圧試験は、
Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3 またはＮａ2 ＣＯ3 、ＣａＯま
たはＢａＯ、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 からなる焼結助剤の
みを、表３の組成で混合し、６００℃で焼成したものに
ついて行った。この結果を表３に記載する。
【００３６】
【表３】
【００３７】この表３から、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が０．０１
〜２重量部では、比誘電率が２０.０〜４０. ０、Ｑｆ
値が３００００〔ＧＨｚ〕以上、かつ、焼成温度が９３
０℃以下で、共振周波数の温度係数τｆが−１５〜４０
ｐｐｍ／℃であり、収縮開始温度が８３０℃以下の優れ
た特性を有するとともに、焼結助剤の重量減少率が１．
５重量％以下であり、Ａｌ2 Ｏ3 を添加しない場合と比
較して大幅に低下しており、水分による溶融を防止で
き、耐湿性を向上できることが判る。
〜２重量部では、比誘電率が２０.０〜４０. ０、Ｑｆ
値が３００００〔ＧＨｚ〕以上、かつ、焼成温度が９３
０℃以下で、共振周波数の温度係数τｆが−１５〜４０
ｐｐｍ／℃であり、収縮開始温度が８３０℃以下の優れ
た特性を有するとともに、焼結助剤の重量減少率が１．
５重量％以下であり、Ａｌ2 Ｏ3 を添加しない場合と比
較して大幅に低下しており、水分による溶融を防止で
き、耐湿性を向上できることが判る。
【００３８】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、組
成式ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 で表されるＢａ
−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において、Ｔｉの一部を所定
量のＺｒで置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金
属、アルカリ土類金属およびＳｉを所定量含有すること
により、比誘電率が２０〜４０で、Ｑｆが３００００
〔ＧＨｚ〕以上であり、かつ、焼成温度を９３０℃以下
とすることができ、−４０〜２５℃における共振周波数
の温度係数τｆを−１５〜４０ｐｐｍ／℃の範囲に制御
することができ、さらに、磁器の焼成収縮開始温度を８
３０℃以下に低下させることができ、これにより、マイ
クロ波やミリ波などの周波数領域において使用される種
々の共振器用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導
波路用材料等に最適とすることができる。
成式ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 で表されるＢａ
−Ｔｉ系誘電体磁器組成物において、Ｔｉの一部を所定
量のＺｒで置換するとともに、Ｚｎ、Ｂ、アルカリ金
属、アルカリ土類金属およびＳｉを所定量含有すること
により、比誘電率が２０〜４０で、Ｑｆが３００００
〔ＧＨｚ〕以上であり、かつ、焼成温度を９３０℃以下
とすることができ、−４０〜２５℃における共振周波数
の温度係数τｆを−１５〜４０ｐｐｍ／℃の範囲に制御
することができ、さらに、磁器の焼成収縮開始温度を８
３０℃以下に低下させることができ、これにより、マイ
クロ波やミリ波などの周波数領域において使用される種
々の共振器用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導
波路用材料等に最適とすることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｈ０１Ｇ 4/12 ３１０ Ｃ０４Ｂ 35/46 Ｄ Ｆターム(参考） 4G031 AA01 AA02 AA06 AA11 AA12 AA26 AA28 AA29 AA30 BA09 CA03 5E001 AB03 AE00 AE02 AE03 AE04 AH05 AH09 AJ02 5G303 AA01 AA02 AA05 AA10 AB06 AB08 AB11 AB15 BA12 CA01 CB01 CB02 CB03 CB04 CB06 CB14 CB16 CB17 CB20 CB30 CB32 CB35 CB38 CB39 5J006 HC07
Claims (2)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＢａ、Ｔｉおよ
びＺｒを含有し、これらのモル比による組成式を、 ＢａＯ・ｘ（Ｔｉ1-a Ｚｒa ）Ｏ2 と表した時、前記ｘ、ａが、３．５≦ｘ≦４．５、０≦
ａ≦０．２０を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対して、ＺｎをＺｎＯ換算で４〜３０重量部、Ｂを
Ｂ2 Ｏ3 換算で１〜２０重量部、アルカリ金属をアルカ
リ金属炭酸塩換算で１〜１０重量部、アルカリ土類金属
をアルカリ土類金属酸化物換算で０．０１〜５重量部、
ＳｉをＳｉＯ2 換算で０．０１〜５重量部含有すること
を特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】前記主成分１００重量部に対して、さらに
ＡｌをＡｌ2 Ｏ3 換算で０．０１〜２重量部含有するこ
とを特徴とする請求項１記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31143698A JP3699598B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31143698A JP3699598B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000128634A true JP2000128634A (ja) | 2000-05-09 |
| JP3699598B2 JP3699598B2 (ja) | 2005-09-28 |
Family
ID=18017200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31143698A Expired - Fee Related JP3699598B2 (ja) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3699598B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004504712A (ja) * | 2000-07-19 | 2004-02-12 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック材料および該セラミック材料を有するコンデンサー |
-
1998
- 1998-10-30 JP JP31143698A patent/JP3699598B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004504712A (ja) * | 2000-07-19 | 2004-02-12 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック材料および該セラミック材料を有するコンデンサー |
| JP4768204B2 (ja) * | 2000-07-19 | 2011-09-07 | エプコス アクチエンゲゼルシャフト | セラミック材料および該セラミック材料を有するコンデンサー |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3699598B2 (ja) | 2005-09-28 |
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