JP2002265266A - Dielectric porcelain composition and dielectric device - Google Patents

Dielectric porcelain composition and dielectric device

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JP2002265266A
JP2002265266A JP2001385030A JP2001385030A JP2002265266A JP 2002265266 A JP2002265266 A JP 2002265266A JP 2001385030 A JP2001385030 A JP 2001385030A JP 2001385030 A JP2001385030 A JP 2001385030A JP 2002265266 A JP2002265266 A JP 2002265266A
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dielectric
component
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JP2001385030A
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Japanese (ja)
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Kojiro Okuyama
浩二郎 奥山
Hiroshi Kagata
博司 加賀田
Junichi Kato
純一 加藤
Hiroyuki Hase
裕之 長谷
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric porcelain composition which has a high Qu value, εr (dielectric constant) of about 10 to 30 and a small absolute value of τf, and is burnable at <=950 deg.C. SOLUTION: A dielectric porcelain composition containing a first component and a second component (25 to 80 wt.%) is used. The first component is multiple oxide expressed by the compositional formula of xZrO2 -yTiO2 -zL(1+u)/3 M(2-u)/3 O2 (L is at least one kind of element selected from the groups consisting of Mg, Zn, Co and Mn; M is at least one element selected from the groups consisting of Nb and Ta; and, (x), (y), (z) and (u) are numerical values expressed by x+y+z=1, 0.10<=x<=0.60, 0.20<=y<=0.60, 0.01<=z<=0.70, and 0<=u<=1.90). The second component is a glass composition containing the oxide of at least one kind of element selected from the groups consisting of Si, B, Al, Ba, Ca, Sr, Zn, Ti, La and Nd.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体磁器組成物
および誘電体デバイスに関する。本発明の誘電体磁器組
成物は、特に、マイクロ波やミリ波帯といった高周波領
域に用いる誘電体デバイスの材料として適している。
The present invention relates to a dielectric porcelain composition and a dielectric device. The dielectric ceramic composition of the present invention is particularly suitable as a material for a dielectric device used in a high frequency region such as a microwave or a millimeter wave band.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、マイクロ波領域やミリ波領域で使
用される誘電体共振器や誘電体フィルタに、誘電体磁器
が広く使用されている。このような用途で使用される誘
電体に対して、無負荷Q値(Qu値)が高いこと、比誘
電率(εr)が大きいこと、および、共振周波数の温度
係数(τf)が小さくかつ任意に変化させ得ることが要
求されてきた。しかし、誘電体磁器の比誘電率が大きい
ほど誘電体デバイスは小さくなる。このため、通信シス
テムの高周波化に伴って、誘電体デバイスの加工精度や
導体損失を考慮し、比誘電率が比較的小さい誘電体磁器
組成物が求められるようになってきた。
2. Description of the Related Art In recent years, dielectric ceramics have been widely used for dielectric resonators and dielectric filters used in microwave and millimeter wave regions. For a dielectric used in such an application, the unloaded Q value (Qu value) is high, the relative permittivity (εr) is large, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency is small and arbitrary. It has been required to be able to change to However, the larger the dielectric constant of the dielectric porcelain, the smaller the dielectric device. For this reason, a dielectric ceramic composition having a relatively small relative dielectric constant has been demanded in consideration of processing accuracy and conductor loss of a dielectric device with an increase in the frequency of a communication system.

【0003】一方、誘電体磁器組成物と、高い導電率を
有する導体(たとえばAg)とを同時に焼成することに
よって、低損失で安価な誘電体デバイスを実現すること
ができる。このためには、950℃以下の温度で焼成で
きる誘電体磁器組成物が求められている。
On the other hand, by simultaneously firing a dielectric ceramic composition and a conductor having high conductivity (eg, Ag), a low-loss and inexpensive dielectric device can be realized. For this purpose, a dielectric porcelain composition that can be fired at a temperature of 950 ° C. or lower is required.

【0004】比誘電率が小さい誘電体磁器組成物とし
て、従来から、MgTiO3−CaTiO3系磁器(特開
平6−92727号公報参照)や、Al23系磁器、お
よび、Al23系磁器にガラス組成物を添加した磁器組
成物などが知られている。
[0004] As the dielectric constant is small dielectric ceramic composition, conventionally, MgTiO 3 -CaTiO 3 based ceramic (see JP-A-6-92727) and, Al 2 O 3 based ceramic, and, Al 2 O 3 A porcelain composition in which a glass composition is added to a system porcelain is known.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、MgT
iO3−CaTiO3系磁器は、誘電特性は比較的良好で
あるが、950℃以下の温度では焼成できない。また、
Al23系磁器は、Qu値が高く、εrも10程度と小
さいが、τfが大きく、950℃以下の温度で焼成する
こともできない。Al23系磁器にガラス組成物を添加
した磁器組成物は、τfが大きすぎる。
However, MgT
iO 3 -CaTiO 3 based ceramic is the dielectric properties are relatively good, can not be fired at 950 ° C. or lower. Also,
Al 2 O 3 -based porcelain has a high Qu value and a small εr of about 10, but has a large τf and cannot be fired at a temperature of 950 ° C. or lower. A porcelain composition obtained by adding a glass composition to an Al 2 O 3 porcelain has too large τf.

【0006】そこで、本発明は、無負荷Q(Qu)値が
高く、比誘電率(εr)が10〜30程度であって、共
振周波数の温度係数(τf)の絶対値が小さく、かつ、
950℃以下の温度で焼成できる誘電体磁器組成物を提
供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、
マイクロ波帯やミリ波帯などの高周波領域での使用に適
した、低損失で安価な誘電体デバイスを提供することで
ある。
Accordingly, the present invention provides a high unloaded Q (Qu) value, a relative dielectric constant (εr) of about 10 to 30, a small absolute value of the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency, and
An object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition that can be fired at a temperature of 950 ° C. or lower. Another object of the present invention is to
An object of the present invention is to provide a low-loss and low-cost dielectric device suitable for use in a high-frequency region such as a microwave band or a millimeter wave band.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の誘電体磁器組成物は、第一成分と第二成分
とを含み、第二成分の含有率が25重量%〜80重量%
の範囲内である。前記第一成分は、組成式xZrO2
yTiO2−zL(1+u)/3(2-u)/32で表わされる複合
酸化物である。前記第二成分が、Si,B,Al,B
a,Ca,Sr,Zn,Ti,LaおよびNdからなる
群から選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物を含むガ
ラス組成物である。ただし、LはMg,Zn,Coおよ
びMnからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素で
あり、MはNbおよびTaからなる群から選ばれる少な
くとも1つの元素であり、x,y、zおよびuは下記式
で表される範囲内の数値である。 x+y+z=1 0.10≦x≦0.60 0.20≦y≦0.60 0.01≦z≦0.70 0≦u≦1.90
To achieve the above object, a dielectric ceramic composition of the present invention comprises a first component and a second component, and the content of the second component is from 25% by weight to 80%. weight%
Is within the range. The first component has a composition formula of xZrO 2
It is a composite oxide represented by yTiO 2 -zL (1 + u) / 3 M (2-u) / 3 O 2 . The second component is Si, B, Al, B
It is a glass composition containing an oxide of at least one element selected from the group consisting of a, Ca, Sr, Zn, Ti, La and Nd. Here, L is at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Co and Mn, M is at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta, and x, y, z and u are It is a numerical value within the range represented by the following formula. x + y + z = 1 0.10 ≦ x ≦ 0.60 0.20 ≦ y ≦ 0.60 0.01 ≦ z ≦ 0.70 0 ≦ u ≦ 1.90

【0008】上記誘電体磁器組成物によれば、Qu値を
高く、εrを10〜30程度とし、τfの絶対値を小さ
くすることができる。また、上記誘電体磁器組成物は、
950℃以下の温度で焼成できる。なお、uは、0<u
を満たすことが好ましい。また、第二成分は、Siおよ
びB(ボロン)を含むガラス組成物であることが好まし
い。
According to the above dielectric ceramic composition, the Qu value can be increased, the εr can be set to about 10 to 30, and the absolute value of τf can be reduced. Further, the dielectric ceramic composition,
It can be fired at a temperature of 950 ° C. or less. Note that u is 0 <u
It is preferable to satisfy the following. Further, the second component is preferably a glass composition containing Si and B (boron).

【0009】本発明の誘電体磁器組成物において、第二
成分の好ましい例は、30〜60重量%のSiO2、2
〜30重量%のB23、2〜10重量%のAl23およ
び20〜50重量%のQOを含むガラス組成物である。
第二成分の別の好ましい例は、30〜60重量%のSi
2、2〜10重量%のB23、2〜10重量%のAl2
3、20〜50重量%のQOおよび5〜15重量%の
La23を含むガラス組成物である。第二成分のまた別
の好ましい例は、40〜60重量%のSiO2、2〜1
0重量%のB23、2〜10重量%のAl23、20〜
50重量%のQOおよび1〜5重量%のZnOを含むガ
ラス組成物である。第二成分のさらに別の好ましい例
は、15〜30重量%のSiO2、5〜20重量%のB
aO、5〜15重量%のRO、10〜25重量%のZn
O、10〜30重量%のTiO2および10〜30重量
%のT23を含むガラス組成物である。上記第二成分の
表示において、QはBaおよびCaからなる群から選ば
れる少なくとも1つの元素であり、RはCaおよびSr
からなる群から選ばれる少なくとも1つの元素であり、
TはLaおよびNdからなる群から選ばれる少なくとも
1つの元素である。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, a preferable example of the second component is 30 to 60% by weight of SiO 2 ,
A glass composition comprising 3030% by weight of B 2 O 3 , 2-10% by weight of Al 2 O 3 and 20-50% by weight of QO.
Another preferred example of the second component is 30-60% by weight of Si
O 2 , 2 to 10 wt% B 2 O 3 , 2 to 10 wt% Al 2
O 3, a glass composition comprising La 2 O 3 20 to 50 wt% of QO and 5-15% by weight. Another preferred example of the second component is 40 to 60% by weight of SiO2, 2 to 1%.
0 wt% of B 2 O 3, 2~10 wt% of Al 2 O 3, 20~
A glass composition comprising 50% by weight of QO and 1 to 5% by weight of ZnO. Yet another preferred embodiment of the second component is 15 to 30 wt% of SiO 2, 5 to 20 wt% of B
aO, 5-15 wt% RO, 10-25 wt% Zn
O, it is a glass composition comprising 10 to 30 wt% of TiO 2 and 10 to 30 wt% of T 2 O 3. In the above description of the second component, Q is at least one element selected from the group consisting of Ba and Ca, and R is Ca and Sr
At least one element selected from the group consisting of
T is at least one element selected from the group consisting of La and Nd.

【0010】本発明の誘電体磁器組成物では、第一成分
が、Mg,Zn,CoおよびMnからなる群から選ばれ
る少なくとも1つの元素と、NbおよびTaからなる群
から選ばれる少なくとも1つの元素とが固溶置換してい
るZrTiO4相を主相とすることが好ましい。なお、
本明細書において、「主相」とは、含有率が50重量%
以上の成分をいう。また、この第一成分では、0.5≦
a/b≦1.9であることが好ましい。ただし、aは、
ZrTiO4に固溶置換しているMg,Zn,Coおよ
びMnからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素の
モル分率の合計であり、bは、ZrTiO4に固溶置換
しているNbおよびTaからなる群から選ばれる少なく
とも1つの元素のモル分率の合計である。
[0010] In the dielectric ceramic composition of the present invention, the first component is at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Co and Mn, and at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta. It is preferable that the ZrTiO 4 phase in which the solid solution substitution is performed is used as the main phase. In addition,
In the present specification, the “main phase” means that the content is 50% by weight.
The above components are referred to. In the first component, 0.5 ≦
It is preferable that a / b ≦ 1.9. Where a is
Mg are dissolved replaced ZrTiO 4, Zn, the sum of the molar fraction of at least one element selected from the group consisting of Co and Mn, b is, Nb in solid solution substitution in ZrTiO 4 and Ta Is the sum of the mole fractions of at least one element selected from the group consisting of

【0011】本発明の誘電体デバイスは、誘電体磁器と
前記誘電体磁器に接するように形成された導体とを含
み、前記誘電体磁器が本発明の誘電体磁器組成物からな
り、前記導体がAgおよびPdから選ばれる少なくとも
1つの元素を主成分とすることを特徴とする。この誘電
体デバイスは、マイクロ波帯やミリ波帯などの高周波領
域での使用に適しており、低損失である。また、この誘
電体デバイスは、誘電体磁器と導体とを同時に焼成でき
るため、安価に製造できる。
[0011] A dielectric device of the present invention includes a dielectric porcelain and a conductor formed so as to be in contact with the dielectric porcelain, wherein the dielectric porcelain comprises the dielectric porcelain composition of the present invention, and the conductor is It is characterized by containing at least one element selected from Ag and Pd as a main component. This dielectric device is suitable for use in a high frequency region such as a microwave band or a millimeter wave band, and has low loss. In addition, this dielectric device can be manufactured at low cost because the dielectric porcelain and the conductor can be fired simultaneously.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below.

【0013】(実施形態1)実施形態1では、本発明の
誘電体磁器組成物について説明する。本発明の誘電体磁
器組成物は、第一成分と第二成分とを含み、第二成分の
含有率が25重量%〜80重量%の範囲内である。本発
明の誘電体磁器組成物は、第一成分および第二成分のみ
からなるものでもよい。第二成分の含有率を上記範囲外
とすると、950℃以下の温度で焼成できないか、また
は高いQu値が得られない。第二成分の含有率は、35
重量%〜75重量%の範囲内であることがより好まし
い。
(Embodiment 1) In Embodiment 1, a dielectric ceramic composition of the present invention will be described. The dielectric ceramic composition of the present invention contains a first component and a second component, and the content of the second component is in the range of 25% by weight to 80% by weight. The dielectric ceramic composition of the present invention may be composed of only the first component and the second component. If the content of the second component is out of the above range, it cannot be fired at a temperature of 950 ° C. or lower, or a high Qu value cannot be obtained. The content of the second component is 35
More preferably, it is in the range of from 75% by weight to 75% by weight.

【0014】上記第二成分は、Si,B,Al,Ba,
Ca,Sr,Zn,Ti,LaおよびNdからなる群か
ら選ばれる少なくとも1つの元素の酸化物を含むガラス
組成物である。第二成分の具体例として、4つの好まし
い例を以下に挙げる。 (1)30〜60重量%のSiO2、2〜30重量%の
23、2〜10重量%のAl23および20〜50重
量%のQOからなるガラス組成物。 (2)30〜60重量%のSiO2、2〜10重量%の
23、2〜10重量%のAl23、20〜50重量%
のQOおよび5〜15重量%のLa23からなるガラス
組成物。 (3)40〜60重量%のSiO2、2〜10重量%の
23、2〜10重量%のAl23、20〜50重量%
のQOおよび1〜5重量%のZnOからなるガラス組成
物。 (4)15〜30重量%のSiO2、5〜20重量%の
BaO、5〜15重量%のRO、10〜25重量%のZ
nO、10〜30重量%のTiO2および10〜30重
量%のT23からなるガラス組成物。
The second component is composed of Si, B, Al, Ba,
It is a glass composition containing an oxide of at least one element selected from the group consisting of Ca, Sr, Zn, Ti, La and Nd. As specific examples of the second component, four preferable examples are shown below. (1) 30 to 60 wt% of SiO 2, 2 to 30 wt% of B 2 O 3, 2~10 wt% of Al 2 O 3 and 20 to 50% by weight glass composition comprising QO of. (2) 30-60 wt% of SiO 2, 2 to 10 wt% of B 2 O 3, 2 to 10 wt% of Al 2 O 3, 20 to 50 wt%
Glass composition comprising La 2 O 3 of QO and 5-15 wt%. (3) 40-60% by weight of SiO 2 , 2-10% by weight of B 2 O 3 , 2-10% by weight of Al 2 O 3 , 20-50% by weight
A glass composition comprising QO and 1-5 wt% ZnO. (4) 15 to 30 wt% of SiO 2, 5 to 20 wt% of BaO, 5 to 15 wt% of RO, 10 to 25 wt% of Z
nO, 10-30 wt% of the glass composition comprising TiO 2 and 10 to 30 wt% of T 2 O 3.

【0015】ここで、上記と同様に、QはBaおよびC
aからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素であ
り、RはCaおよびSrからなる群から選ばれる少なく
とも1つの元素であり、また、TはLaおよびNdから
なる群から選ばれる少なくとも1つの元素である。第二
成分を上記範囲外とすると、ガラス化しないか、吸湿性
が高くなりすぎる場合がある。
Here, similarly to the above, Q is Ba and C
a is at least one element selected from the group consisting of Ca, S is at least one element selected from the group consisting of Ca and Sr, and T is at least one element selected from the group consisting of La and Nd. is there. When the second component is out of the above range, the second component may not be vitrified or may have an excessively high hygroscopicity.

【0016】上記第一成分は、組成式xZrO2−yT
iO2−zL(1+u)/3(2-u)/32で表わされる複合酸化
物である。ここで、LはMg,Zn,CoおよびMnか
らなる群から選ばれる少なくとも1つの元素であり、M
はNbおよびTaからなる群から選ばれる少なくとも1
つの元素である。また、x,y、zおよびuは、「x+
y+z=1」、「0.10≦x≦0.60」、「0.2
0≦y≦0.60」、「0.01≦z≦0.70」、
「0≦u≦1.90」を満たす数値である。x,yおよ
びzは、それぞれ、ZrO2、TiO2およびL(1+u)/3
(2-u)/32のモル分率に等しい。x,y,zおよびu
が上記範囲外にあると高いQu値が得られない。x,
y,zおよびuは、0.300≦x≦0.400と、
0.400≦y≦0.560と、0.100≦z≦0.
300と、0.01≦u≦0.20とを満たすことが特
に好ましい。
The first component has a composition formula xZrO 2 -yT
iO is a 2 -zL (1 + u) / 3 M composite oxide represented by (2-u) / 3 O 2. Here, L is at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Co and Mn.
Represents at least one selected from the group consisting of Nb and Ta
Elements. Further, x, y, z and u are represented by “x +
y + z = 1 ”,“ 0.10 ≦ x ≦ 0.60 ”,“ 0.2
0 ≦ y ≦ 0.60 ”,“ 0.01 ≦ z ≦ 0.70 ”,
It is a numerical value that satisfies “0 ≦ u ≦ 1.90”. x, y and z are, respectively, ZrO 2 , TiO 2 and L (1 + u) / 3
M is equal to (2-u) / 3 O 2 mole fraction. x, y, z and u
Is outside the above range, a high Qu value cannot be obtained. x,
y, z and u are 0.300 ≦ x ≦ 0.400;
0.400 ≦ y ≦ 0.560 and 0.100 ≦ z ≦ 0.
It is particularly preferable to satisfy 300 and 0.01 ≦ u ≦ 0.20.

【0017】第一成分は、上記元素Lと上記元素Mとが
固溶置換しているZrTiO4相を主相とすることが好
ましい。換言すれば、第一成分は、上記元素Lと上記元
素Mとが固溶置換しているZrTiO4を主成分とする
ことが好ましい。本明細書において、「主成分」とは、
含有率が50重量%以上である成分をいう。元素Lと元
素Mとが固溶したZrTiO4(すなわち、ZrTiO4
と元素Lと元素Mとの固溶体)は、ZrTiO4結晶と
は結晶構造が少し異なっている。第一成分がZrTiO
4の固溶体を主成分とする場合には、固溶している元素
Lのモル分率aと、固溶している元素Mのモル分率bと
が、0.5≦a/b≦1.9(より好ましくは、0.5
08≦a/b≦0.667)であることが好ましい。
It is preferable that the first component has a ZrTiO 4 phase in which the above-mentioned element L and the above-mentioned element M are solid-solution substituted as a main phase. In other words, the first component is preferably composed mainly of ZrTiO 4 in which the above-mentioned element L and the above-mentioned element M are solid-solution substituted. In the present specification, the “main component”
A component having a content of 50% by weight or more. ZrTiO 4 in which element L and element M are dissolved (that is, ZrTiO 4
, And a solid solution of element L and element M) have a slightly different crystal structure from ZrTiO 4 crystal. The first component is ZrTiO
In the case where the solid solution of ( 4 ) is the main component, the mole fraction a of the solid solution element L and the mole fraction b of the solid solution element M are 0.5 ≦ a / b ≦ 1. .9 (more preferably 0.5
08 ≦ a / b ≦ 0.667).

【0018】本発明の誘電体磁器組成物の製造方法につ
いて一例を以下に説明する。まず、誘電体磁器の出発原
料の粉体を用意し、この粉体を混合する。誘電体磁器の
出発原料としては、特に制限されず、各成分元素の酸化
物、炭酸塩、水酸化物、塩化物、またはアルコキシドな
どを用いることができる。
An example of the method for producing the dielectric ceramic composition of the present invention will be described below. First, a powder of a starting material for a dielectric porcelain is prepared, and this powder is mixed. The starting material of the dielectric porcelain is not particularly limited, and oxides, carbonates, hydroxides, chlorides, alkoxides, or the like of each component element can be used.

【0019】原料粉体の混合方法としては、水もしくは
有機溶媒と共にボールミル中で粉体を混合する湿式混合
法を用いることができる。また、ミキサー等で混合した
り、溶媒を用いないでボールミル中で混合する乾式混合
法などを用いることもできる。さらに、出発原料に応じ
て、アルコキシド法や共沈法を用いることもできる。こ
れらの混合方法の中では、工程が比較的複雑でないこ
と、均質な混合物を得やすいことから、溶媒を用いてボ
ールミル中で混合する方法が好ましい。なお、粉体の分
散性を高めるために分散剤を用いたりpH調整を行って
もよい。
As a method for mixing the raw material powders, a wet mixing method in which the powders are mixed together with water or an organic solvent in a ball mill can be used. Also, a dry mixing method of mixing with a mixer or the like or mixing in a ball mill without using a solvent can be used. Further, an alkoxide method or a coprecipitation method can be used depending on the starting materials. Among these mixing methods, a method of mixing in a ball mill using a solvent is preferable because the process is relatively simple and a homogeneous mixture is easily obtained. Note that a dispersant may be used or pH may be adjusted to enhance the dispersibility of the powder.

【0020】次に、得られた混合物を仮焼する。混合物
の仮焼の条件は、組成によって異なるが、通常、700
〜1300℃程度の温度で1〜8時間程度、加熱すれば
よい。ガラス化が必要な場合には、加熱して溶融した混
合物を急冷すればよい。急冷は、溶融した混合物を水中
に滴下したり、金属板に滴下することによって行うこと
ができる。
Next, the obtained mixture is calcined. The conditions for calcining the mixture vary depending on the composition, but are usually 700.
Heating may be performed at a temperature of about 1300 ° C. for about 1 to 8 hours. When vitrification is necessary, the mixture that has been heated and melted may be rapidly cooled. The quenching can be performed by dropping the molten mixture into water or dropping it on a metal plate.

【0021】次に、得られた仮焼物またはガラス化合物
を粉砕して粉体とする。仮焼物またはガラス化合物の粉
砕は、ボールミル、高速回転式粉砕機、媒体撹拌ミル、
または気流粉砕機などを用いて行うことができる。
Next, the obtained calcined product or glass compound is pulverized into a powder. Grinding of calcined product or glass compound is performed by ball mill, high-speed rotary grinder, medium stirring mill,
Alternatively, it can be performed using an airflow pulverizer or the like.

【0022】次に、得られた粉体にバインダーを加えた
のち成形する。粉体の成形は、通常、プレス成形で行わ
れる。特に限定されないが、プレス成形における圧力
は、50〜200MPa程度が好適である。バインダー
は、セラミックスの成形の際に用いられるバインダーで
あれば特に制限はない。たとえば、ポリビニルアルコー
ル系バインダー、ポリビニルブチラール系バインダー、
アクリル樹脂系バインダー、ワックス系バインダーなど
を用いることができる。バインダーの使用量も特に制限
されないが、通常、バインダー(固形分)の含有率を全
体の0.05〜1重量%程度とすることが好ましい。
Next, a binder is added to the obtained powder, followed by molding. The molding of the powder is usually performed by press molding. Although not particularly limited, the pressure in press molding is preferably about 50 to 200 MPa. The binder is not particularly limited as long as it is a binder used at the time of molding the ceramic. For example, polyvinyl alcohol-based binder, polyvinyl butyral-based binder,
An acrylic resin-based binder, a wax-based binder, or the like can be used. Although the amount of the binder used is not particularly limited, it is usually preferable to set the content of the binder (solid content) to about 0.05 to 1% by weight of the whole.

【0023】次に、成形された材料を焼成することによ
って、本発明の組成物からなる誘電体磁器を得る。焼成
の条件は、特に限定されないが、400〜700℃程度
で1〜24時間程度加熱してバインダーを除去した後、
800〜950℃程度で2〜100時間程度焼成するこ
とが好ましい。
Next, the formed material is fired to obtain a dielectric ceramic made of the composition of the present invention. The firing conditions are not particularly limited, but after heating at about 400 to 700 ° C. for about 1 to 24 hours to remove the binder,
It is preferable to bake at about 800 to 950 ° C. for about 2 to 100 hours.

【0024】(実施形態2)実施形態2では、本発明の
誘電体デバイスについて説明する。本発明の誘電体デバ
イスは、実施形態1の誘電体磁器組成物からなる誘電体
磁器と、その誘電体磁器に接するように誘電体磁器の内
部および/または表面に形成された導体(たとえば2つ
以上の電極パターン)とを含む。この導体は、Agおよ
びPdから選ばれる少なくとも1つの元素を主成分とす
る金属で形成でき、たとえば、Ag単体やPd単体で形
成できる。
Embodiment 2 In Embodiment 2, a dielectric device of the present invention will be described. The dielectric device of the present invention includes a dielectric porcelain made of the dielectric porcelain composition of Embodiment 1 and a conductor (for example, two pieces) formed inside and / or on the surface of the dielectric porcelain so as to be in contact with the dielectric porcelain. Above electrode patterns). This conductor can be formed of a metal containing at least one element selected from Ag and Pd as a main component, and can be formed of, for example, Ag alone or Pd alone.

【0025】本発明の誘電体デバイスとしては、たとえ
ば、誘電体フィルタ、誘電体共振器、誘電体共用器、お
よび誘電体カップラーなどが挙げられる。この中の誘電
体フィルタについて、実施例2で一例を説明する。
Examples of the dielectric device of the present invention include a dielectric filter, a dielectric resonator, a dielectric duplexer, and a dielectric coupler. An example of the dielectric filter among them will be described in a second embodiment.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもので
はない。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0027】(実施例1)実施例1では、本発明の誘電
体磁器組成物の一例について説明する。
Example 1 In Example 1, an example of the dielectric ceramic composition of the present invention will be described.

【0028】第一成分の出発原料として、ZrO2,T
iO2,MgO,ZnO,CoO,Nb25,Ta
25,Mn34を用意した。そして、これらを所定の組
成になるよう秤量し、ボールミルを用いてエタノールと
ともに湿式混合した。粉体とエタノールとの体積比は約
2:3とした。この混合物をボールミルから取り出し
て、120℃で乾燥させた後、空気中において1250
℃の温度で2時間仮焼し、誘電体結晶(第一成分)の粉
末を得た。
As starting materials for the first component, ZrO 2 , T
iO 2 , MgO, ZnO, CoO, Nb 2 O 5 , Ta
2 O 5 and Mn 3 O 4 were prepared. Then, these were weighed to have a predetermined composition, and wet-mixed with ethanol using a ball mill. The volume ratio between the powder and ethanol was about 2: 3. The mixture was taken out of the ball mill and dried at 120 ° C.
The mixture was calcined at a temperature of 2 ° C. for 2 hours to obtain a dielectric crystal (first component) powder.

【0029】第二成分の出発原料として、SiO2,B2
3,Al23,BaO,CaO,SrO,ZnO,T
iO2,La23,Nd23を用意した。そして、これ
らを所定の組成になるよう秤量し、ボールミルを用いて
エタノールとともに湿式混合した。粉体とエタノールと
の体積比は約2:3とした。この混合物をボールミルか
ら取り出して、120℃で乾燥させた。さらに、乾燥し
た混合物を白金製るつぼに入れ、空気中において130
0℃の温度で溶融させた。そして、溶融物を水中に滴下
することによって急冷し、ガラスを得た。得られたガラ
スを混合と同様の方法で粉砕し、乾燥させ、ガラス粉末
(第二成分)を得た。
As starting materials for the second component, SiO 2 , B 2
O 3 , Al 2 O 3 , BaO, CaO, SrO, ZnO, T
iO 2 , La 2 O 3 , and Nd 2 O 3 were prepared. Then, these were weighed to have a predetermined composition, and wet-mixed with ethanol using a ball mill. The volume ratio between the powder and ethanol was about 2: 3. The mixture was removed from the ball mill and dried at 120 ° C. Further, the dried mixture was placed in a platinum crucible, and exposed to air for 130 minutes.
Melted at a temperature of 0 ° C. Then, the melt was quenched by dropping it into water to obtain glass. The obtained glass was pulverized and dried in the same manner as in the mixing to obtain a glass powder (second component).

【0030】次に、誘電体粉末(第一成分)とガラス粉
末(第二成分)とを所定の割合で配合し、エタノールと
ともにボールミル中で湿式粉砕して泥しょうを得た。こ
の泥しょうをボールミルから取り出して乾燥させて粉末
を得た。この粉末にバインダーとして濃度6%のポリビ
ニールアルコール溶液を8重量%添加して混合して均質
化し、得られた混合物を32メッシュのふるいを通して
整粒した。整粒された粉体は、金型と油圧プレス機とを
用い、成形圧力130MPaで円板(直径13mm、厚
さ約6mm)に成形した。この成形体を、高純度のマグ
ネシア製さや鉢の中に入れ、空気中において500℃の
温度で4時間保持してバインダーを除去した。その後、
空気中において800〜950℃の温度で4時間保持し
て焼成した。このようにして、本発明の誘電体磁器組成
物からなる誘電体磁器を得た。
Next, the dielectric powder (first component) and the glass powder (second component) were blended at a predetermined ratio, and wet pulverized together with ethanol in a ball mill to obtain a slurry. The slurry was taken out of the ball mill and dried to obtain a powder. 8% by weight of a polyvinyl alcohol solution having a concentration of 6% as a binder was added to this powder, mixed and homogenized, and the obtained mixture was sized through a 32 mesh sieve. The sized powder was molded into a disk (diameter 13 mm, thickness about 6 mm) at a molding pressure of 130 MPa using a mold and a hydraulic press. This compact was placed in a high-purity magnesia pod and kept in air at a temperature of 500 ° C. for 4 hours to remove the binder. afterwards,
The sintering was carried out in air at a temperature of 800 to 950 ° C. for 4 hours. Thus, a dielectric ceramic made of the dielectric ceramic composition of the present invention was obtained.

【0031】得られた誘電体磁器について、電気的特性
を評価した。具体的には、ネットワークアナライザを用
いたハッキ・コールマンのレゾネータ法(Hakki
and Coleman’s resonator m
ethod:別の表現では導体空洞型誘電体円柱共振器
法)による測定から、Qf値(Qu値と共振周波数との
積)と比誘電率(εr)とを求めた。共振周波数の温度
係数(τf)は−25℃〜85℃の範囲で求めた。な
お、共振周波数は6〜13GHzの範囲であった。
The electrical characteristics of the obtained dielectric porcelain were evaluated. Specifically, the Hakki-Coleman resonator method using a network analyzer (Hakki
and Coleman's resonator m
method: In another expression, the Qf value (the product of the Qu value and the resonance frequency) and the relative permittivity (εr) were obtained from the measurement by the conductor cavity type dielectric cylinder resonator method). The temperature coefficient (τf) of the resonance frequency was determined in the range of −25 ° C. to 85 ° C. The resonance frequency was in the range of 6 to 13 GHz.

【0032】作製した第二成分の組成と状態を表1に示
し、得られた誘電体磁器組成物の組成を表2に示す。ま
た、電気的特性を表3に示す。なお、表2および表3に
おいて*印を付した試料は比較例である。
Table 1 shows the composition and state of the produced second component, and Table 2 shows the composition of the obtained dielectric ceramic composition. Table 3 shows the electrical characteristics. Samples marked with * in Tables 2 and 3 are comparative examples.

【0033】 (表1) ──────────────────────────────────── 記号 ガラス組成 ガラス (重量%) の状態 SiO2 B2O3 Al2O3 BaO CaO ZnO La2O3 SrO TiO2 Nd2O3 ──────────────────────────────────── e 78 1 1 5 5 8 2 ガラス化 せず f 10 40 15 35 吸湿性 あり g 15 15 60 10 ガラス化 せず h 30 30 10 15 15 良好 i 60 2 2 36 良好 j 40 5 5 25 25 良好 k 50 20 10 20 良好 l 60 10 2 20 8 良好 m 30 10 5 25 25 5 良好 n 43 2 10 30 15 良好 p 44 5 6 35 10 良好 q 60 10 2 13 10 5 良好 r 40 2 7 35 15 1 良好 s 55 10 10 20 5 良好 t 50 5 5 25 13 2 良好 v 15 20 10 10 15 5 10 15 良好 w 30 5 3 25 5 2 25 5 良好 A 20 15 7 10 5 3 30 10 良好 B 18 17 5 15 5 22 18 良好 C 22 13 3 15 7 18 22 良好 D 19 16 8 13 4 20 20 良好 ────────────────────────────────────(Table 1) 記号 symbol Glass composition Glass (% by weight) ) State SiO 2 B 2 O 3 Al 2 O 3 BaO CaO ZnO La 2 O 3 SrO TiO 2 Nd 2 O 3 ─────────────────────── ───────────── e 78 1 1 5 5 8 2 Not vitrified f 10 40 15 35 Hygroscopic Yes g 15 15 60 10 Not vitrified h 30 30 10 15 15 Good i 60 2 2 36 good j 40 5 5 25 25 good k 50 20 10 20 good l 60 10 2 20 8 good m 30 10 5 25 25 5 good n 43 2 10 30 15 good p 44 5 6 35 10 good q 60 10 2 13 10 5 good r 40 2 7 35 15 1 good s 55 10 10 20 5 good t 50 5 5 25 13 2 good v 15 20 10 10 15 5 10 15 good w 30 5 3 25 5 2 25 5 good A 20 15 7 10 5 3 30 10 Good B 18 17 5 15 5 22 18 Good C 22 13 3 15 7 18 22 Good D 19 16 8 13 4 20 20 Good ─────────────── ─────────── ──────────

【0034】 (表2) ──────────────────────────────────── 試料 第一成分 第二成分 番号 L M x y z u 試料 含有量 (重量%) ──────────────────────────────────── *1 Mg Nb 0.400 0.150 0.450 0 p 40 2 Mg Nb 0.200 0.200 0.600 0 p 40 3 Mg Nb 0.450 0.200 0.350 0 p 40 4 Mg Nb 0.200 0.600 0.200 0 p 40 5 Zn Nb 0.200 0.600 0.200 0 p 40 *6 Mg Nb 0.150 0.700 0.150 0 p 40 7 Mg Nb 0.100 0.200 0.700 0 p 40 *8 0.550 0.450 0 0 p 40 9 Mg Nb 0.490 0.500 0.010 0 p 40 10 Zn Nb 0.490 0.500 0.010 0 p 40 11 Mg Nb 0.350 0.450 0.200 0 p 40 12 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn1/10 13 Zn9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn1/10 14 Mn Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 15 Mg9/10 Ta 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn1/10 16 Mg9/10 Nb1/2 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn1/10 Ta1/2 17 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 p 40 Mn1/10 18 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.96 p 40 Mn1/10 19 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 1.9 p 40 Mn1/10 *20 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 1.95 p 40 Mn1/10 *21 Mg Nb 0.650 0.200 0.150 0 p 40 22 Mg Nb 0.600 0.300 0.100 0 p 40 *23 Mg Nb 0.050 0.500 0.450 0 p 40 *24 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 15 Mn1/10 25 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 25 Mn1/10 26 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 35 Mn1/10 27 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 43 Mn1/10 28 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 60 Mn1/10 29 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 70 Mn1/10 *30 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 90 Mn1/10 31 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 h 43 Mn1/10 32 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 i 43 Mn1/10 33 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 j 43 Mn1/10 34 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 35 Mn1/10 35 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 43 Mn1/10 36 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 60 Mn1/10 37 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 l 43 Mn1/10 38 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 m 43 Mn1/10 39 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 n 43 Mn1/10 40 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 q 43 Mn1/10 41 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 r 43 Mn1/10 42 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 s 43 Mn1/10 43 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 35 Mn1/10 44 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 43 Mn1/10 45 Mg9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 60 Mn1/10 46 Co9/10 Nb1/2 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn1/10 Ta1/2 47 Co9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 p 40 Mn1/10 48 Co9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.96 p 40 Mn1/10 49 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 v 70 Mn1/10 50 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 w 70 Mn1/10 51 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 A 70 Mn1/10 52 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 B 70 Mn1/10 53 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 C 75 Mn1/10 54 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 D 75 Mn1/10 55 Mg9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 D 80 Mn1/10 ──────────────────────────────────── ・表2において、x,y,zおよびuは、第一成分を組
成式:xZrO2−yTiO2−zL(1+u)/3(2-u)/3
2(L,Mは上記記載のとおり)により示したときの数
値である。 ・Mg9/10、Mn1/10といったように、元素L,Mとして複
数の元素が示されている場合、9/10や1/10は、
各元素のモル分率を示す。
(Table 2) 試 料 Sample First component Second component No. LMxyzu Sample content (% by weight) ──────────────────────────────────── * 1 Mg Nb 0.400 0.150 0.450 0 p 40 2 Mg Nb 0.200 0.200 0.600 0 p 40 3 Mg Nb 0.450 0.200 0.350 0 p 40 4 Mg Nb 0.200 0.600 0.200 0 p 40 5 Zn Nb 0.200 0.600 0.200 0 p 40 * 6 Mg Nb 0.150 0.700 0.150 0 p 40 7 Mg Nb 0.100 0.200 0.700 0 p 40 * 8 0.550 0.450 0 0 p 40 9 Mg Nb 0.490 0.500 0.010 0 p 40 10 Zn Nb 0.490 0.500 0.010 0 p 40 11 Mg Nb 0.350 0.450 0.200 0 p 40 12 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn 1/10 13 Zn 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn 1/10 14 Mn Nb 0.340 0.520 0.140 0 p 40 15 Mg 9/10 Ta 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn 1/10 16 Mg 9/10 Nb 1/2 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn 1/10 Ta 1/2 17 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 p 40 Mn 1/10 18 Mg 9 / 10 Nb 0.3 40 0.520 0.140 0.96 p 40 Mn 1/10 19 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 1.9 p 40 Mn 1/10 * 20 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 1.95 p 40 Mn 1/10 * 21 Mg Nb 0.650 0.200 0.150 0 p 40 22 Mg Nb 0.600 0.300 0.100 0 p 40 * 23 Mg Nb 0.050 0.500 0.450 0 p 40 * 24 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 15 Mn 1/10 25 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 25 Mn 1/10 26 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 35 Mn 1/10 27 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 43 Mn 1/10 28 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 60 Mn 1/10 29 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 70 Mn 1/10 * 30 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 p 90 Mn 1/10 31 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 h 43 Mn 1 / 10 32 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 i 43 Mn 1/10 33 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 j 43 Mn 1/10 34 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 35 Mn 1/10 35 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 43 Mn 1/10 36 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 k 60 Mn 1/10 37 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 l 43 Mn 1/10 38 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 m 43 Mn 1/10 39 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 n 43 Mn 1/10 40 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 q 43 Mn 1/10 41 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 r 43 Mn 1/10 42 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 s 43 Mn 1/10 43 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 35 Mn 1/10 44 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 43 Mn 1/10 45 Mg 9/10 Nb 0.360 0.540 0.100 0.1 t 60 Mn 1/10 46 Co 9/10 Nb 1/2 0.340 0.520 0.140 0 p 40 Mn 1/10 Ta 1/2 47 Co 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 p 40 Mn 1/10 48 Co 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.96 p 40 Mn 1/10 49 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 v 70 Mn 1/10 50 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 w 70 Mn 1/10 51 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 A 70 Mn 1/10 52 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 B 70 Mn 1/10 53 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 C 75 Mn 1/10 54 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 D 75 Mn 1/10 55 Mg 9/10 Nb 0.340 0.520 0.140 0.1 D 80 Mn 1/10 ───────────────────────────── ─────── In Table 2, x, y, z and u represent the first component Narushiki: xZrO 2 -yTiO 2 -zL (1 + u) / 3 M (2-u) / 3 O
2 (L and M are as described above). When a plurality of elements are indicated as elements L and M, such as Mg 9/10 and Mn 1/10 , 9/10 and 1/10
The molar fraction of each element is shown.

【0035】 (表3) ──────────────────────────── 試料 焼成温度 Qf εr τf 番号 (℃) (GHz) (ppm/℃) ──────────────────────────── *1 950 測定不可 2 950 4000 12.3 -40 3 950 4500 16.2 12 4 900 4200 19.8 38 5 850 4300 18.5 29 *6 900 950 32.2 67 7 950 4900 10.8 -38 *8 950 800 18.8 78 9 900 4000 18.5 37 10 900 4200 16.9 23 11 900 6000 17.2 16 12 900 9500 18.0 5 13 850 8600 16.9 -3 14 850 6200 15.2 25 15 900 9900 16.7 1 16 900 11000 17.8 2 17 900 13600 17.5 -2 18 900 10900 15.3 -12 19 950 6800 14.1 -25 *20 950 650 11.3 -56 *21 950 測定不可 22 950 4200 14.6 36 *23 950 360 15.9 54 *24 950 測定不可 25 950 6000 12.3 29 26 950 12000 16.4 12 27 900 14200 17.8 2 28 850 12300 15.0 -8 29 800 8500 12.4 18 *30 800 670 9.8 32 31 950 6800 16.5 25 32 950 6000 15.8 13 33 950 6300 16.1 10 34 950 8100 15.8 21 35 900 10600 18.4 7 36 850 7400 13.4 -9 37 900 9500 16.9 16 38 900 8400 16.3 7 39 900 7500 16.5 12 40 950 6300 15.2 29 41 950 7400 16.0 16 42 950 8500 16.3 9 43 950 9500 15.9 22 44 900 11200 17.5 6 45 850 10000 15.9 -8 46 900 9600 17.5 8 47 900 12400 17.8 2 48 900 10000 16.0 -3 49 900 4000 29.8 18 50 900 4200 19.6 -16 51 900 4500 24.9 -8 52 900 4800 26.4 -5 53 850 4700 27.0 -11 54 850 4100 26.5 -9 55 850 4050 25.8 -7 ──────────────────────────── 表3に示すように、比較例以外の試料では、4000以
上の高いQf値(4000以上)、10〜30程度のε
r、絶対値が小さいτf(絶対値で40ppm/℃以
下)を得ることができた。また、この高い電気的特性
を、950℃以下という低い焼成温度で達成することが
できた。一方、*印を付した比較例の試料では、焼結で
きずに電気的特性が測定できないか、焼結できたとして
も上記特性(Qf値、εr、τf)の少なくとも一つが
上記好ましい範囲内に入らなかった。比較例の試料で
は、特にQf値が大幅に低下した。
(Table 3) 試 料 Sample firing temperature Qf εr τf number (° C) (GHz) (ppm) / ℃) ──────────────────────────── * 1 950 Unmeasurable 2 950 4000 12.3 -40 3 950 4500 16.2 12 4 900 4200 19.8 38 5 850 4300 18.5 29 * 6 900 950 32.2 67 7 950 4900 10.8 -38 * 8 950 800 18.8 78 9 900 4000 18.5 37 10 900 4200 16.9 23 11 900 6000 17.2 16 12 900 9500 18.0 5 13 850 8600 16.9- 3 14 850 6200 15.2 25 15 900 9900 16.7 1 16 900 11000 17.8 2 17 900 13600 17.5 -2 18 900 10900 15.3 -12 19 950 6800 14.1 -25 * 20 950 650 11.3 -56 * 21 950 Measurement impossible 22 950 4200 14.6 36 * 23 950 360 15.9 54 * 24 950 Unmeasurable 25 950 6000 12.3 29 26 950 12000 16.4 12 27 900 14200 17.8 2 28 850 12300 15.0 -8 29 800 8500 12.4 18 * 30 800 670 9.8 32 31 950 6800 16.5 25 32 950 6000 15.8 13 33 950 6300 16.1 10 34 950 8100 15.8 21 35 900 10600 18.4 7 36 850 7400 13.4 -9 37 900 9500 16.9 16 38 900 8400 16.3 7 39 900 7500 16.5 12 40 950 6300 15.2 29 41 950 7400 16.0 16 42 950 8500 16.3 9 43 950 9500 15.9 22 44 900 11200 17.5 6 45 850 10000 15.9 -8 46 900 9600 17.5 8 47 900 12400 17.8 2 48 900 10000 16.0 -3 49 900 4000 29.8 18 50 900 4200 19.6 -16 51 900 4500 24.9 -8 52 900 4800 26.4 -5 53 850 4700 27.0 -11 54 850 4100 26.5 -9 55 850 4050 25.8 -7 示 す As shown in Table 3, high Qf of 4000 or more Value (4000 or more), ε of about 10 to 30
r, τf having a small absolute value (40 ppm / ° C. or less in absolute value) could be obtained. In addition, the high electrical characteristics could be achieved at a low firing temperature of 950 ° C. or less. On the other hand, in the sample of the comparative example marked with *, the electrical characteristics could not be measured without sintering, or even if sintering was possible, at least one of the above-mentioned characteristics (Qf value, εr, τf) was within the above-mentioned preferred range. Did not enter. In the sample of the comparative example, particularly, the Qf value was significantly reduced.

【0036】比較例以外の試料について粉末X線回折の
測定を行ったところ、ZrTiO4相が確認された。ま
た、ZrTiO4相を主相とする誘電体磁器の破断面お
よび研磨面について、局所X線回折装置を用いた組成分
析を行ったところ、単一結晶粒内にZr,Ti,元素L
および元素Mの全てが存在することが確認された。さら
に、その組成比は、主相を構成する各結晶粒において実
質的に同一であった。第一成分として配合した全ての元
素Lおよび元素Mが単一結晶粒内に存在することも確認
された。また、主相を構成する結晶粒内にZr,Ti,
元素Lおよび元素Mの各元素が存在する誘電体磁器で
は、同一の焼成条件で得られたZrTiO 4磁器と比較
して格子定数が大きくなっていることが確認された。こ
れらのことから、ZrTiO4相には、元素Lおよび元
素Mの両方が固溶置換していることが確認された。
For samples other than the comparative example, powder X-ray diffraction
The measurement showed that ZrTiOFourThe phases were confirmed. Ma
ZrTiOFourFracture surface of dielectric porcelain whose main phase is
And the polished surface, the composition using a local X-ray diffractometer
The analysis showed that Zr, Ti, element L
And all of the element M were confirmed to be present. Further
In addition, the composition ratio depends on the crystal grains constituting the main phase.
Qualitatively identical. All ingredients formulated as the first component
Confirmation that element L and element M exist in a single crystal grain
Was done. In addition, Zr, Ti,
In the dielectric porcelain where each element of element L and element M exists
Is the ZrTiO obtained under the same firing conditions. FourCompare with porcelain
As a result, it was confirmed that the lattice constant was increased. This
From these, ZrTiOFourThe phases include the element L and the element
It was confirmed that both of the element M were subjected to solid solution substitution.

【0037】上記誘電体磁器について、ZrTiO4
に固溶している元素Lおよび元素Mのモル分率を、局所
X線回折装置を用いて定量した。その結果、a/bの値
が0.5以上1.9以下である誘電体磁器(試料番号1
1〜18,25〜29,31〜48)では、さらに高い
Qf値(6000以上)を示すことが確認できた。
With respect to the above dielectric porcelain, the mole fractions of the elements L and M dissolved in the ZrTiO 4 phase were quantified using a local X-ray diffractometer. As a result, the dielectric porcelain having the value of a / b of 0.5 or more and 1.9 or less (sample number 1)
1 to 18, 25 to 29, 31 to 48), it was confirmed that a higher Qf value (6000 or more) was exhibited.

【0038】(実施例2)実施例2では、実施例1の試
料番号16、27および44と同様の誘電体磁器組成物
を用いて誘電体フィルタを作製した一例について説明す
る。
(Example 2) In Example 2, an example in which a dielectric filter was manufactured using the same dielectric ceramic composition as Sample Nos. 16, 27 and 44 of Example 1 will be described.

【0039】実施例2では、図1に示すような積層型の
誘電体フィルタ10を作製した。誘電体フィルタ10
は、誘電体磁器1と誘電体磁器1の内部および表面に形
成された電極とを備える。誘電体フィルタ10の製造方
法について、図2を参照しながら説明する。まず、誘電
体磁器組成物からなる未焼成のシート3a,3b,3
c,3dおよび3eを形成し、これらのシートの表面に
内部電極4a,4b,4c,4d,4e,4fおよび4
gを形成した。誘電体磁器組成物には、実施例1の試料
番号16、27または44と同様の誘電体磁器組成物を
用いた。内部電極は、Agペーストで形成した。
In Example 2, a laminated dielectric filter 10 as shown in FIG. 1 was manufactured. Dielectric filter 10
Includes a dielectric porcelain 1 and electrodes formed inside and on the surface of the dielectric porcelain 1. A method for manufacturing the dielectric filter 10 will be described with reference to FIG. First, unsintered sheets 3a, 3b, 3 made of a dielectric ceramic composition
c, 3d and 3e are formed, and the internal electrodes 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f and 4
g formed. The same dielectric porcelain composition as that of Sample No. 16, 27 or 44 of Example 1 was used as the dielectric porcelain composition. The internal electrodes were formed of Ag paste.

【0040】次に、シート3a〜3eを積層し、積層体
にAgペーストを塗布して端子電極2a,2b,2cお
よび2dを形成した。最後に、積層体および電極を同時
に焼成した。焼成は、実施例1と同様の条件で行った。
Next, the sheets 3a to 3e were laminated, and an Ag paste was applied to the laminate to form terminal electrodes 2a, 2b, 2c and 2d. Finally, the laminate and the electrodes were fired simultaneously. The firing was performed under the same conditions as in Example 1.

【0041】この誘電体フィルタの性能を評価したとこ
ろ、Al23にガラスを添加した組成物を用いた従来の
誘電体フィルタと比較して、挿入損失が2分の1であっ
た。また、中心周波数(およそ5GHz)における温度
係数は、従来の誘電体フィルタと比較して、およそ10
分の1であった。以上のことから、実施例2の誘電体デ
バイスが、マイクロ波帯やミリ波帯などの高周波領域で
の使用に適した、低損失な誘電体デバイスとして使用で
きることが確認された。本発明の積層型誘電体デバイス
は、上記のように、誘電体磁器組成物とAgペーストな
どの電極材料とを同時に焼成することによって作製でき
るため、極めて効率よく製造できる。
When the performance of this dielectric filter was evaluated, the insertion loss was one half that of a conventional dielectric filter using a composition obtained by adding glass to Al 2 O 3 . Further, the temperature coefficient at the center frequency (about 5 GHz) is about 10 times smaller than that of the conventional dielectric filter.
It was one in one. From the above, it was confirmed that the dielectric device of Example 2 can be used as a low-loss dielectric device suitable for use in a high frequency region such as a microwave band or a millimeter wave band. As described above, the laminated dielectric device of the present invention can be manufactured by simultaneously firing the dielectric ceramic composition and an electrode material such as an Ag paste, so that it can be manufactured extremely efficiently.

【0042】以上、本発明の実施の形態について例を挙
げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定され
ず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用する
ことができる。
Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the examples, the present invention is not limited to the above embodiments, but can be applied to other embodiments based on the technical idea of the present invention. .

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Qu値が高く、εrが10〜30程度であり、τfの絶
対値が小さく、かつ、950℃以下の温度で焼成できる
誘電体磁器組成物が得られる。また、本発明によれば、
マイクロ波帯やミリ波帯などの高周波領域での使用に適
した、低損失で安価な誘電体デバイスが得られる。
As described above, according to the present invention,
A dielectric ceramic composition having a high Qu value, a εr of about 10 to 30, a small absolute value of τf, and being sinterable at a temperature of 950 ° C. or less can be obtained. According to the present invention,
A low-loss and inexpensive dielectric device suitable for use in a high frequency region such as a microwave band or a millimeter wave band can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の誘電体デバイスについて一例を示す
斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing an example of a dielectric device of the present invention.

【図2】 本発明の誘電体デバイスの一例の内部電極構
造を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an internal electrode structure of an example of the dielectric device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体磁器 2a,2b,2c,2d 端子電極 3a,3b,3c,3d,3e シート 4a,4b,4c,4d,4e,4f,4g 内部電極 10 誘電体フィルタ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dielectric porcelain 2a, 2b, 2c, 2d Terminal electrode 3a, 3b, 3c, 3d, 3e Sheet 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g Internal electrode 10 Dielectric filter

フロントページの続き (72)発明者 加藤 純一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 長谷 裕之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Fターム(参考) 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA07 AA09 AA11 AA12 AA14 AA15 AA19 AA22 AA26 AA28 AA29 AA30 BA09 5G303 AA07 AB06 AB08 AB10 AB15 CA01 CA03 CB09 CB17 CB18 CB21 CB33 CB35 CB38 CB39 5J006 HC07 Continued on the front page (72) Inventor Junichi Kato 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Pref. Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA07 AA09 AA11 AA12 AA14 AA15 AA19 AA22 AA26 AA28 AA29 AA30 BA09 5G303 AA07 AB06 AB08 AB10 AB15 CA01 CA03 CB09 CB17 CB18 CB21 CB33 CB35 00638 CB38

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一成分と第二成分とを含む誘電体磁器
組成物であって、 前記第二成分の含有率が25重量%〜80重量%の範囲
内であり、 前記第一成分が、組成式xZrO2−yTiO2−zL
(1+u)/3(2-u)/32で表わされる複合酸化物であり、 前記第二成分が、Si,B,Al,Ba,Ca,Sr,
Zn,Ti,LaおよびNdからなる群から選ばれる少
なくとも1つの元素の酸化物を含むガラス組成物である
ことを特徴とする誘電体磁器組成物。ただし、LはM
g,Zn,CoおよびMnからなる群から選ばれる少な
くとも1つの元素であり、MはNbおよびTaからなる
群から選ばれる少なくとも1つの元素であり、x,y、
zおよびuは下記式で表される範囲内の数値である。 x+y+z=1 0.10≦x≦0.60 0.20≦y≦0.60 0.01≦z≦0.70 0≦u≦1.90
1. A dielectric porcelain composition comprising a first component and a second component, wherein the content of the second component is in a range of 25% by weight to 80% by weight, and the first component is Having the composition formula xZrO 2 -yTiO 2 -zL
A composite oxide represented by (1 + u) / 3 M (2-u) / 3 O 2 , wherein the second component is Si, B, Al, Ba, Ca, Sr,
A dielectric ceramic composition comprising a glass composition containing an oxide of at least one element selected from the group consisting of Zn, Ti, La and Nd. Where L is M
g is at least one element selected from the group consisting of Zn, Co and Mn; M is at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta;
z and u are numerical values within the range represented by the following formula. x + y + z = 1 0.10 ≦ x ≦ 0.60 0.20 ≦ y ≦ 0.60 0.01 ≦ z ≦ 0.70 0 ≦ u ≦ 1.90
【請求項2】 前記第二成分が、30〜60重量%のS
iO2、2〜30重量%のB23、2〜10重量%のA
23および20〜50重量%のQOを含むガラス組成
物である請求項1に記載の誘電体磁器組成物。ただし、
QはBaおよびCaからなる群から選ばれる少なくとも
1つの元素である。
2. The method according to claim 1, wherein the second component comprises 30 to 60% by weight of S.
iO 2 , 2-30% by weight B 2 O 3 , 2-10% by weight A
The dielectric ceramic composition according to claim 1, which is a glass composition comprising QO of l 2 O 3 and 20 to 50 wt%. However,
Q is at least one element selected from the group consisting of Ba and Ca.
【請求項3】 前記第二成分が、30〜60重量%のS
iO2、2〜10重量%のB23、2〜10重量%のA
23、20〜50重量%のQOおよび5〜15重量%
のLa23を含むガラス組成物である請求項1に記載の
誘電体磁器組成物。ただし、QはBaおよびCaからな
る群から選ばれる少なくとも1つの元素である。
3. The method according to claim 2, wherein the second component is 30 to 60% by weight of S.
iO 2 , 2-10% by weight B 2 O 3 , 2-10% by weight A
l 2 O 3, 20~50 wt% of QO and 5-15 wt%
The dielectric porcelain composition according to claim 1, which is a glass composition containing the following La 2 O 3 . Here, Q is at least one element selected from the group consisting of Ba and Ca.
【請求項4】 前記第二成分が、40〜60重量%のS
iO2、2〜10重量%のB23、2〜10重量%のA
23、20〜50重量%のQOおよび1〜5重量%の
ZnOを含むガラス組成物である請求項1に記載の誘電
体磁器組成物。ただし、QはBaおよびCaからなる群
から選ばれる少なくとも1つの元素である。
4. The method according to claim 1, wherein the second component comprises 40 to 60% by weight of S.
iO 2 , 2-10% by weight B 2 O 3 , 2-10% by weight A
l 2 O 3, a dielectric ceramic composition according to claim 1, which is a glass composition comprising 20 to 50 wt% of QO and 1-5 wt% of ZnO. Here, Q is at least one element selected from the group consisting of Ba and Ca.
【請求項5】 前記第二成分が、15〜30重量%のS
iO2、5〜20重量%のBaO、5〜15重量%のR
O、10〜25重量%のZnO、10〜30重量%のT
iO2および10〜30重量%のT23を含むガラス組
成物である請求項1に記載の誘電体磁器組成物。ただ
し、RはCaおよびSrからなる群から選ばれる少なく
とも1つの元素であり、TはLaおよびNdからなる群
から選ばれる少なくとも1つの元素である。
5. The method according to claim 1, wherein the second component is 15 to 30% by weight of S.
iO 2 , 5-20 wt% BaO, 5-15 wt% R
O, 10-25 wt% ZnO, 10-30 wt% T
The dielectric ceramic composition according to claim 1, which is a glass composition comprising iO 2 and 10 to 30 wt% of T 2 O 3. Here, R is at least one element selected from the group consisting of Ca and Sr, and T is at least one element selected from the group consisting of La and Nd.
【請求項6】 前記第一成分が、Mg,Zn,Coおよ
びMnからなる群から選ばれる少なくとも1つの元素
と、NbおよびTaからなる群から選ばれる少なくとも
1つの元素とが固溶置換しているZrTiO4相を主相
とする請求項1〜5のいずれかに記載の誘電体磁器組成
物。
6. The first component, wherein at least one element selected from the group consisting of Mg, Zn, Co and Mn and at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta are subjected to solid solution substitution. The dielectric ceramic composition according to any one of claims 1 to 5, wherein a main phase is a ZrTiO 4 phase.
【請求項7】 前記第一成分において、0.5≦a/b
≦1.9である請求項6に記載の誘電体磁器組成物。た
だし、aは、ZrTiO4に固溶置換しているMg,Z
n,CoおよびMnからなる群から選ばれる少なくとも
1つの元素のモル分率の合計であり、bは、ZrTiO
4に固溶置換しているNbおよびTaからなる群から選
ばれる少なくとも1つの元素のモル分率の合計である。
7. In the first component, 0.5 ≦ a / b
7. The dielectric ceramic composition according to claim 6, wherein ≤1.9. Here, a is Mg, Z which is substituted for ZrTiO 4 by solid solution.
n is the sum of the mole fractions of at least one element selected from the group consisting of n, Co and Mn, and b is ZrTiO
4 is the sum of the mole fractions of at least one element selected from the group consisting of Nb and Ta which are solid-solution substituted.
【請求項8】 誘電体磁器と前記誘電体磁器に接するよ
うに形成された導体とを含み、 前記誘電体磁器が請求項1〜7のいずれかに記載の誘電
体磁器組成物からなり、 前記導体がAgおよびPdから選ばれる少なくとも1つ
の元素を主成分とすることを特徴とする誘電体デバイ
ス。
8. A dielectric ceramic, comprising: a dielectric ceramic; and a conductor formed so as to be in contact with the dielectric ceramic, wherein the dielectric ceramic is made of the dielectric ceramic composition according to claim 1; A dielectric device, wherein the conductor contains at least one element selected from Ag and Pd as a main component.
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