JP2000169215A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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Abstract
に任意に変化でき、且つ高い抗折強度を有する磁器組成
物を提供する。 【解決手段】Al2 O3 、BaO、V2 O5 を主成分と
し、各成分比による組成比が、図1の3元組成図におけ
る点A−B−C−D−E−F−Aを結ぶ線分で囲まれる
範囲内にあり、結晶相として、少なくともタングステン
ブロンズ構造のBa6 AlV9 O30を析出させて、−4
0℃〜80℃における静電容量の温度係数が0〜−27
00ppm/℃で任意に制御することができ、且つ抗折
強度が180MPa以上の磁器を得る。
Description
ンサとして、あるいは高周波レゾネータの温度補償用負
荷容量などに適したコンデンサ材料として好適に利用さ
れる誘電体磁器組成物に関する。
及び周辺機器の家庭への普及、また、通信機器の小型化
による携帯電話、PHSの一般家庭への普及により、マ
イクロコンピュータや携帯用コンピュータおよび周辺機
器へ組み込む発振子の需要が高まってきている。また、
これらのコンピュータや携帯電話は小型軽量化され、モ
バイルパソコンや携帯型情報機器端末として普及してい
る。
より、カードにIC等の電子部品を組み込んだICカー
ドが開発され、普及しつつある。しかし、携帯機器は落
下の危険性が、また、ICカードの場合、カードのたわ
みからカードに搭載された電子部品に対して高い強度が
要求される。
電圧作動による駆動時間の延長のため、部品点数の低減
が行われている。このため、発振子は1個で複数のIC
に信号を送る設計が行われている。IC間の誤作動を起
こさせないために、発振周波数温度特性ができるだけ小
さいことが求められる。そこで、発振子に組み込む負荷
容量の静電容量温度特性を発振子の発振周波数温度特性
に応じて調整することにより発振子全体の発振周波数の
温度特性を小さくすることが考えられる。
負荷容量での静電容量温度特性で補正しようとする場
合、発振周波数の温度係数が負の場合、静電容量の温度
係数が負の物質を組み合わせることによって補正でき
る。逆に、発振周波数の温度係数が正の場合は、静電容
量の温度係数が正の物質を組み合わせることによって補
正できる。
料として知られるペロブスカイト系材料(PbZrTi
O3 系、リラクサ系、BaTiO3 系等)では、静電容
量の温度係数が正あるいは負の材料が知られているが、
それらはいずれも抗折強度がせいぜい100MPa程度
と低く、機械的特性が不十分であるために、ICカード
等に適用した場合、前述したような落下による衝撃や、
ICカードのたわみに対する応力で破壊してしまうもの
であった。
スとして知られるアルミナ、窒化珪素、窒化アルミニウ
ム、ムライト、スピネル等のセラミックスは、静電容量
の温度係数が正の物質であるために、発振周波数の温度
係数が正の場合の補償用物質として利用できるものの、
発振周波数の温度係数が負の場合の補償用物質として利
用できず、静電容量の温度係数が負の発振子と組み合わ
せる負荷容量用の高強度の材料がないのが現状であっ
た。
容量温度係数が正であり、それを変化させることができ
ないため、発振周波数の温度特性に応じて静電容量の温
度係数を所望の値に変えることができず、温度補償用の
負荷容量材料として使用できないものであった。
負の値を有し、所望の値に任意に変化でき、且つ高い抗
折強度を有する磁器組成物を提供することを目的とする
ものである。
度を持ち、且つ静電容量の温度係数が負の値であり、所
望の静電容量の温度特性に制御できる材料として、アル
ミナセラミックスをベースに鋭意研究した結果、アルミ
ナにBaO、V2 O5 を所定の割合で含有せしめ、磁器
中の結晶相として少なくともタングステンブロンズ構造
の結晶を含む磁器組成物によって上記目的が達成できる
ことを見い出し、本発明に至った。
2 O3 、BaO及びV2 O5 を主成分とし、各成分のモ
ル比による組成比が、図1のAl2 O3 −BaO−V2
O53元組成図における下記点 Al2 O3 BaO V2 O5 点A 95.0 2.5 2.5 点B 81.5 16.0 2.5 点C 50.0 40.0 10.0 点D 0.5 73.0 26.5 点E 0.5 44.5 55.0 点F 50.0 2.0 48.0 の点A−B−C−D−E−F−Aを結ぶ線分で囲まれる
範囲内にあり、結晶相として、少なくともタングステン
ブロンズ構造の結晶を含み、静電容量の−40℃〜80
℃における温度係数が0〜−2700ppm/℃である
ことを特徴とするものである。
してBaO及びV2 O5 を複合化し、結晶相として、少
なくともBa6 AlV9 O30、あるいはその固溶体で表
されるようなタングステンブロンズ構造を持つ結晶相を
生成させることにより静電容量の温度係数を負側に移行
させることができる。
ともに、静電容量の温度係数を負側に移行させるために
は、Al2 O3 、BaO及びV2 O5 を特定の範囲に調
整することが必要である。詳細には、Al2 O3 、Ba
O及びV2 O5 を図1のAl2 O3 −BaO−V2 O5
3元組成図における下記の組成点 Al2 O3 BaO V2 O5 点A 95.0 2.5 2.5 点B 81.5 16.0 2.5 点C 50.0 40.0 10.0 点D 0.5 73.0 26.5 点E 0.5 44.5 55.0 点F 50.0 2.0 48.0 における点A−B−C−D−E−F−Aを結ぶ線分で囲
まれる範囲内に制御することが必要である。
ことによって、−40℃〜80℃における静電容量の温
度係数を0ppm/℃〜−2700ppm/℃の範囲で
変化させることができるとともに、JISR1601に
基づく4点曲げ強度においても180MPa以上の高強
度を維持することができ、これにより、携帯機器の電子
部品にも使用可能な優れた温度特性と抗折強度を両立さ
せることが可能となる。
記組成範囲よりも多いか、または少ないといずれも静電
容量の温度係数が0ppm/℃より大きくなり正側へ移
行する。また、Al2 O3 含有量が範囲内であっても、
BaO量およびV2 O5 量が上記組成範囲を逸脱する
と、BaO・6Al2 O3 やAlVO4 などの他の結晶
相が多量に析出し静電容量の温度係数が正側に移行して
しまう。
制御することによりさらに抗折強度を220MPa以上
に高めることができる。
作製するには、Al2 O3 、BaOおよびV2 O5 の各
酸化物粉末あるいは焼成により前記酸化物を形成し得る
炭酸塩、硝酸塩などの金属塩を用いて上記の組成範囲に
なるように秤量混合する。
えば、ドクターブレード法などのシート成形法、金型プ
レス法、冷間静水圧プレス法、押し出し成形法、圧延
法、等により任意の形状に成形する。そして、この成形
体を大気中等の酸化雰囲気中で1050℃〜1450℃
の温度で焼成することにより、相対密度98%以上に緻
密化する。
は、上記Al2 O3 、BaO、V2O5 以外に、例えば
Mg、Si、Fe、Ca、Na、Gaなどの元素が不可
避不純物、あるいは製造工程中に混入する場合もある
が、これらの成分は、酸化物換算で全量中0.2重量%
以下であれば、とりわけ本発明の効果に影響を及ぼすこ
とはない。
得られる磁器は、発振子における温度補償用の負荷容量
部材として好適に使用できる。そこで、発振子の概略図
を図2に示した。図2の発振子1によれば、共振子2の
一方の端面に、共振子2に対する負荷容量を賦与するた
めに、負荷容量部材3が一体的に設けられている。かか
る構造の発振子1における発振周波数の温度係数は、共
振子2と組み合わせる負荷容量部材3の静電容量の温度
係数によって変化する。
pm/℃のとき、発振子1の発振周波数の温度係数が負
の値を示す共振子2の場合、負荷容量部材3の静電容量
温度係数が負の値を持つものに変更すると、発振周波数
の温度係数は正の方向に変化する。このため、負の発振
周波数の温度係数を持つ共振子2に負の静電容量温度係
数を持つ負荷容量を組み合わせることにより、発振周波
数の温度係数を小さくすることができる。
80℃における静電容量の温度係数を0ppm/℃〜−
2700ppm/℃の範囲で任意に変化させることが可
能であるため、発振子における温度補償用の負荷容量部
材として好適に用いることができるのである。
おける温度補償用の負荷容量部材として用いる場合にお
いて、好適に用いられる共振子としては、厚みすべり振
動モードの基本波を使用する共振子であり、PbTiO
3 −PbZrO3 系等の磁器からなる共振周波数の温度
係数が負の磁器が用いられる。
3 粉末およびV2 O5 粉末を表1、表2の組成となるよ
うに秤量し、この混合粉末を純度99.9%のアルミナ
ボール、イソプロピルアルコールと共に500mlポリ
ポットに投入し、24時間回転ミルにて混合した。混合
後のスラリーを120℃大気中にて乾燥し、#80メッ
シュを通し評価粉末を得た。
ックスを6重量%添加し、金型プレスにて1000kg
/cm2 で直径20mm、厚み2mmに成形した。そし
て、成形体は大気中400℃、2時間で脱脂した後、1
300℃、3時間保持して相対密度98%以上に焼成し
た。
mのペレットに研磨加工した。そして、測定周波数8M
Hz、−40〜80℃の範囲にて静電容量を測定し、温
度係数を表1、表2に記載した。また、波長λ=1.5
418ÅのCuKα線によるX線回折により磁器の結晶
相の同定を行なった。焼結体の抗折強度はJISR16
01による4点曲げ強度を測定した。
mm、長さ6mmの角形状の誘電体磁器4を8.5×
5.5×0.3mmの大きさのプリント基板(FR4)
5表面に接着材によって張り付けによって実装し、プリ
ント基板5の端部のたわみ量が5mmとなるまでたわま
せる操作を5回繰り返した後、磁器4におけるクラック
の有無を確認した。
1の3元組成図の特定範囲から逸脱する試料は、いずれ
も静電容量の温度係数が正側になるか、または強度が1
80MPaよりも低いものであった。これに対して、本
発明における組成範囲の試料は、いずれも結晶相として
少なくともBa6 AlV9 O30で示されるタングステン
ブロンズ構造の結晶相が析出しており、静電容量の温度
係数が−40〜80℃で0ppm/℃〜−2700pp
m/℃、抗折強度180MPa以上の優れた特性を示
し、その結果、たわみ試験においても優れた耐久性を示
した。
分A−H−I−J−Aにより囲まれた範囲では、−40
〜80℃における静電容量の温度係数は0ppm/℃〜
−2700ppm/℃の範囲に制御され、且つ抗折強度
が220MPa以上の優れた特性を示した。
組成物は、Al2 O3 に対してBaOおよびV2 O5 を
所定の関係を満足するように含有せしめ、特定の結晶相
を析出されることにより、高い抗折強度と、静電容量の
温度係数を0〜−2700ppm/℃の範囲で任意に制
御することができる。これにより、発振子内の共振周波
数の温度係数に応じて、それを補正する負荷容量部材と
して使用することができ、発振子の温度特性の向上を図
ることができる。
O、V2 O5 の組成範囲を示す3元組成図である。
概略図である。
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】Al2 O3 、BaOおよびV2 O5 を主成
分とし、各成分のモル比による組成比が、図1のAl2
O3 −BaO−V2 O5 3元組成図における下記点 Al2 O3 BaO V2 O5 点A 95.0 2.5 2.5 点B 81.5 16.0 2.5 点C 50.0 40.0 10.0 点D 0.5 73.0 26.5 点E 0.5 44.5 55.0 点F 50.0 2.0 48.0 の点A−B−C−D−E−F−Aを結ぶ線分で囲まれる
範囲内にあり、少なくともタングステンブロンズ構造の
結晶相を含み、静電容量の−40℃〜80℃における温
度係数が0〜−2700ppm/℃であることを特徴と
する誘電体磁器組成物。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33936198A JP3740299B2 (ja) | 1998-11-30 | 1998-11-30 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018074290A1 (ja) | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 昭栄化学工業株式会社 | 誘電体磁器組成物及びセラミック電子部品 |
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1998
- 1998-11-30 JP JP33936198A patent/JP3740299B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US11066332B2 (en) | 2016-10-17 | 2021-07-20 | Shoei Chemical Inc. | Dielectric ceramic composition and ceramic electronic component |
WO2019198419A1 (ja) | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 昭栄化学工業株式会社 | 誘電体磁器組成物及びセラミック電子部品 |
WO2019198418A1 (ja) | 2018-04-11 | 2019-10-17 | 昭栄化学工業株式会社 | 誘電体磁器組成物及びセラミック電子部品 |
KR20200141465A (ko) | 2018-04-11 | 2020-12-18 | 쇼에이 가가쿠 가부시키가이샤 | 유전체 자기 조성물 및 세라믹 전자 부품 |
KR20200142515A (ko) | 2018-04-11 | 2020-12-22 | 쇼에이 가가쿠 가부시키가이샤 | 유전체 자기 조성물 및 세라믹 전자 부품 |
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