JP2003146752A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 εｒ値及びＱｕ値が大きく、且つτｆの絶対
値の小さい誘電特性のバランスに優れた誘電体磁器組成
物を提供すること。 【解決手段】 本誘電体磁器組成物は、Ｂａ、Ｎｄ、Ｐ
ｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの少なくとも一方
を含有し、組成式：ＢａＯ−ａＮｄＯ３／２−ＰｒＯ
１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２
（Ａ＝Ｎａ，Ｋ）で表した場合、１．５≦ａ≦２．６、
０．０２≦ｂ≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５
≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦０．３０の各範囲にある
ことを特徴とする。上記誘電体磁器組成物は、上記各金
属元素の酸化物粉末及び／又は加熱して各金属酸化物に
なる化合物粉末を所定のモル比で混合して焼成すること
によって得られる。これにより、比誘電率εｒを９０以
上、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０を３８
００ＧＨｚ以上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値を
１７ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
値の小さい誘電特性のバランスに優れた誘電体磁器組成
物を提供すること。 【解決手段】 本誘電体磁器組成物は、Ｂａ、Ｎｄ、Ｐ
ｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの少なくとも一方
を含有し、組成式：ＢａＯ−ａＮｄＯ３／２−ＰｒＯ
１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２
（Ａ＝Ｎａ，Ｋ）で表した場合、１．５≦ａ≦２．６、
０．０２≦ｂ≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５
≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦０．３０の各範囲にある
ことを特徴とする。上記誘電体磁器組成物は、上記各金
属元素の酸化物粉末及び／又は加熱して各金属酸化物に
なる化合物粉末を所定のモル比で混合して焼成すること
によって得られる。これにより、比誘電率εｒを９０以
上、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０を３８
００ＧＨｚ以上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値を
１７ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体磁器組成物
に関し、更に詳しくは、比誘電率（以下、単にε ｒとも
言う）が比較的高く、無負荷品質係数（以下、単にＱｕ
とも言う）が大きく、且つ共振周波数の温度係数（以
下、単にτｆとも言う）の絶対値が小さい誘電体磁器組
成物に関する。本発明の誘電体磁器組成物は、高周波領
域において使用される共振器、フィルタ、多層回路基
板、及び各種マイクロ波回路のインピーダンス整合部材
等に広く利用される。
に関し、更に詳しくは、比誘電率（以下、単にε ｒとも
言う）が比較的高く、無負荷品質係数（以下、単にＱｕ
とも言う）が大きく、且つ共振周波数の温度係数（以
下、単にτｆとも言う）の絶対値が小さい誘電体磁器組
成物に関する。本発明の誘電体磁器組成物は、高周波領
域において使用される共振器、フィルタ、多層回路基
板、及び各種マイクロ波回路のインピーダンス整合部材
等に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、及び衛星
放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用した各種の通
信システムが急速に発展しており、これに伴って多くの
誘電体材料が開発されている。これらの誘電体材料に
は、比誘電率（εｒ）が高いこと、無負荷品質係数
（Ｑｕ）が大きいこと、共振周波数の温度係数
（τｆ）の絶対値が小さいことの３つの特性を同時に満
たすことが要求されている。現在、誘電率が比較的大き
なものとしては、ＢａＯ−ＲＥ２Ｏ３−ＴｉＯ２系材料
（ＲＥ：希土類元素）等が知られており（特開平６−３
０９９２６号、特開２０００−７４２９号公報等参照）
共振器、フィルタ等に利用されている。
放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用した各種の通
信システムが急速に発展しており、これに伴って多くの
誘電体材料が開発されている。これらの誘電体材料に
は、比誘電率（εｒ）が高いこと、無負荷品質係数
（Ｑｕ）が大きいこと、共振周波数の温度係数
（τｆ）の絶対値が小さいことの３つの特性を同時に満
たすことが要求されている。現在、誘電率が比較的大き
なものとしては、ＢａＯ−ＲＥ２Ｏ３−ＴｉＯ２系材料
（ＲＥ：希土類元素）等が知られており（特開平６−３
０９９２６号、特開２０００−７４２９号公報等参照）
共振器、フィルタ等に利用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、各種通信装置の
小型化の要求に伴い、誘電体材料には、τｆの絶対値を
小さく保ったまま、なお一層εｒ及びＱｕが高いものが
求められている。従来、このような用途に用いられてい
るＢａＯ−ＲＥ２Ｏ３−ＴｉＯ２系材料は、εｒが７０
〜８０程度であり、また、εｒを高くするとτｆが悪く
Ｑｕが低下する傾向があった。そのため、εｒ値が高い
のみならず、τｆの絶対値が小さく且つＱ ｕ値が大きな
誘電体磁器組成物が求められている。本発明は上記問題
点を解決するためになされたものであり、εｒ値及びＱ
ｕ値が大きく、且つτｆの絶対値の小さい誘電特性のバ
ランスに優れた誘電体磁器組成物を提供することを目的
とする。
小型化の要求に伴い、誘電体材料には、τｆの絶対値を
小さく保ったまま、なお一層εｒ及びＱｕが高いものが
求められている。従来、このような用途に用いられてい
るＢａＯ−ＲＥ２Ｏ３−ＴｉＯ２系材料は、εｒが７０
〜８０程度であり、また、εｒを高くするとτｆが悪く
Ｑｕが低下する傾向があった。そのため、εｒ値が高い
のみならず、τｆの絶対値が小さく且つＱ ｕ値が大きな
誘電体磁器組成物が求められている。本発明は上記問題
点を解決するためになされたものであり、εｒ値及びＱ
ｕ値が大きく、且つτｆの絶対値の小さい誘電特性のバ
ランスに優れた誘電体磁器組成物を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決する手段】本発明の誘電体磁器組成物は、
Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫ
の少なくとも一方を含有し、組成式［ＢａＯ−ａＮｄＯ
３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ
２−ｅＡＯ１／２］（但し、Ａ＝Ｎａ及び／又はＫであ
り、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはモル比を表す。）で表した
場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０の各範囲にあることを特徴とする。また、
上記ａ、上記ｃ、上記ｄ及び上記ｅは、各々、１．５≦
ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．
５、０．０２≦ｅ≦０．２０とすることもできる。
Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫ
の少なくとも一方を含有し、組成式［ＢａＯ−ａＮｄＯ
３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ
２−ｅＡＯ１／２］（但し、Ａ＝Ｎａ及び／又はＫであ
り、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはモル比を表す。）で表した
場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０の各範囲にあることを特徴とする。また、
上記ａ、上記ｃ、上記ｄ及び上記ｅは、各々、１．５≦
ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．
５、０．０２≦ｅ≦０．２０とすることもできる。
【０００５】また、他の本発明の誘電体磁器組成物は、
Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの
少なくとも一方の各金属酸化物粉末、及び／又は、加熱
されて該各金属酸化物になる各金属化合物を、各金属元
素の酸化物換算におけるモル比が［ＢａＯ−ａＮｄＯ
３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ
２−ｅＡＯ１／２］（Ａ＝Ｎａ及び／又はＫ）で表した
場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０となるように混合し、焼成することにより
得られることを特徴とする。また、上記ａ、上記ｃ、上
記ｄ及び上記ｅは、各々、１．５≦ａ≦２．４、０．３
≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦
０．２０とすることもできる。
Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの
少なくとも一方の各金属酸化物粉末、及び／又は、加熱
されて該各金属酸化物になる各金属化合物を、各金属元
素の酸化物換算におけるモル比が［ＢａＯ−ａＮｄＯ
３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄＴｉＯ
２−ｅＡＯ１／２］（Ａ＝Ｎａ及び／又はＫ）で表した
場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０となるように混合し、焼成することにより
得られることを特徴とする。また、上記ａ、上記ｃ、上
記ｄ及び上記ｅは、各々、１．５≦ａ≦２．４、０．３
≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦
０．２０とすることもできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の誘電体磁器組成物は、Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ
及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの少なくとも一方を含有す
るものである。そして、本誘電体磁器組成物は、組成式
［ＢａＯ−ａＮｄＯ３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉ
Ｏ３／２−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２（Ａ＝Ｎａ及び／
又はＫ）］で表したとき、１．５≦ａ≦２．６、０．０
２≦ｂ≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦
５．５、０．０２≦ｅ≦０．３０の各範囲とすることが
できる。この「Ａ」としてはＫが好ましい。
本発明の誘電体磁器組成物は、Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ
及びＴｉ、並びにＮａ及びＫの少なくとも一方を含有す
るものである。そして、本誘電体磁器組成物は、組成式
［ＢａＯ−ａＮｄＯ３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉ
Ｏ３／２−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２（Ａ＝Ｎａ及び／
又はＫ）］で表したとき、１．５≦ａ≦２．６、０．０
２≦ｂ≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦
５．５、０．０２≦ｅ≦０．３０の各範囲とすることが
できる。この「Ａ」としてはＫが好ましい。
【０００７】上記「ａ」が１．５未満の場合、及び２．
６を超える場合、Ｑｕ値の低下を招くなるため、好まし
くない。また、上記「ｂ」が０．０２未満の場合、Pr添
加によるεr向上の有効性が確認できず、１．００を超
えるとＱｕ値の低下を招くため、好ましくない。更に、
上記「ｃ」が０．２未満の場合、比誘電率εｒが低下
し、０．６を超えるとＱｕ値の低下を招くため、好まし
くない。また、上記「ｄ」が４．５未満の場合、焼結不
良を起こし、更にＱｕ値、比誘電率εｒの低下を招くた
め、好ましくない。また、５．５を超えるとτｆの絶対
値が大きくなるため好ましくない。更に、上記「ｅ」が
０．０２未満の場合、Ｑu値の向上が認められず、０．
３０を超える場合、Ｑｕ値の低下を招くため、好ましく
ない。
６を超える場合、Ｑｕ値の低下を招くなるため、好まし
くない。また、上記「ｂ」が０．０２未満の場合、Pr添
加によるεr向上の有効性が確認できず、１．００を超
えるとＱｕ値の低下を招くため、好ましくない。更に、
上記「ｃ」が０．２未満の場合、比誘電率εｒが低下
し、０．６を超えるとＱｕ値の低下を招くため、好まし
くない。また、上記「ｄ」が４．５未満の場合、焼結不
良を起こし、更にＱｕ値、比誘電率εｒの低下を招くた
め、好ましくない。また、５．５を超えるとτｆの絶対
値が大きくなるため好ましくない。更に、上記「ｅ」が
０．０２未満の場合、Ｑu値の向上が認められず、０．
３０を超える場合、Ｑｕ値の低下を招くため、好ましく
ない。
【０００８】また、上記ａ、ｃ、ｄ及びｅは各々、１．
５≦ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦
５．５、０．０２≦ｅ≦０．２０とするのが好ましい。
更に、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、（１）好ましくは
１．８≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．６、０．３≦
ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０２≦ｅ≦０．
２０、（２）より好ましくは１．９≦ａ≦２．４、０．
０３≦ｂ≦０．２０、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ
≦５．４、０．０５≦ｅ≦０．２０、（３）更に好まし
くは２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、０．
３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦ｅ≦
０．２０である。
５≦ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦
５．５、０．０２≦ｅ≦０．２０とするのが好ましい。
更に、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅは、（１）好ましくは
１．８≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．６、０．３≦
ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０２≦ｅ≦０．
２０、（２）より好ましくは１．９≦ａ≦２．４、０．
０３≦ｂ≦０．２０、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ
≦５．４、０．０５≦ｅ≦０．２０、（３）更に好まし
くは２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、０．
３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦ｅ≦
０．２０である。
【０００９】次に、上記誘電体磁器組成物の製造方法に
ついて説明する。原料粉末として、Ｂａ酸化物粉末及び
Ｂａ化合物粉末のうちの少なくとも１種（以下、Ｂａ酸
化物粉末等という。）、Ｎｄ酸化物粉末及びＮｄ化合物
粉末のうちの少なくとも１種（以下、Ｎｄ酸化物粉末等
という。）、Ｐｒ酸化物粉末及びＰｒ化合物粉末のうち
の少なくとも１種（以下、Ｐｒ酸化物粉末等とい
う。）、Ｂｉ酸化物粉末及びＢｉ化合物粉末のうちの少
なくとも１種（以下、Ｂｉ酸化物粉末等という。）と、
Ｔｉ酸化物粉末及びＴｉ化合物粉末のうちの少なくとも
１種（以下、Ｔｉ酸化物粉末等という。）、並びに、Ｎ
ａ酸化物粉末及びＮａ化合物粉末のうちの少なくとも１
種（以下、Ｎａ酸化物粉末等という。）、及び／又は、
Ｋ酸化物及びＫ化合物粉末のうちの少なくとも１種（以
下、Ｋ酸化物粉末等という。）を使用する。以下、これ
らＢａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ、Ｔｉ並びにＮａ及び／又は
Ｋ酸化物粉末等を金属酸化物粉末等という。尚、Ｎａ酸
化物粉末等及びＫ酸化物等は一方のみを使用しても良
く、両方を併用しても良いが、これらのうち、Ｋ酸化物
粉末等のみを用いることが好ましい。
ついて説明する。原料粉末として、Ｂａ酸化物粉末及び
Ｂａ化合物粉末のうちの少なくとも１種（以下、Ｂａ酸
化物粉末等という。）、Ｎｄ酸化物粉末及びＮｄ化合物
粉末のうちの少なくとも１種（以下、Ｎｄ酸化物粉末等
という。）、Ｐｒ酸化物粉末及びＰｒ化合物粉末のうち
の少なくとも１種（以下、Ｐｒ酸化物粉末等とい
う。）、Ｂｉ酸化物粉末及びＢｉ化合物粉末のうちの少
なくとも１種（以下、Ｂｉ酸化物粉末等という。）と、
Ｔｉ酸化物粉末及びＴｉ化合物粉末のうちの少なくとも
１種（以下、Ｔｉ酸化物粉末等という。）、並びに、Ｎ
ａ酸化物粉末及びＮａ化合物粉末のうちの少なくとも１
種（以下、Ｎａ酸化物粉末等という。）、及び／又は、
Ｋ酸化物及びＫ化合物粉末のうちの少なくとも１種（以
下、Ｋ酸化物粉末等という。）を使用する。以下、これ
らＢａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ、Ｔｉ並びにＮａ及び／又は
Ｋ酸化物粉末等を金属酸化物粉末等という。尚、Ｎａ酸
化物粉末等及びＫ酸化物等は一方のみを使用しても良
く、両方を併用しても良いが、これらのうち、Ｋ酸化物
粉末等のみを用いることが好ましい。
【００１０】これら各々の金属化合物粉末は、加熱され
て酸化物になる化合物粉末であればよく、例えば、各金
属の炭酸塩粉末、炭酸水素塩粉末、水酸化物粉末、硝酸
塩粉末等が挙げられる。これら各金属酸化物粉末等は、
１種のみを用いることもできるし、２種類以上を併用す
ることもできる。
て酸化物になる化合物粉末であればよく、例えば、各金
属の炭酸塩粉末、炭酸水素塩粉末、水酸化物粉末、硝酸
塩粉末等が挙げられる。これら各金属酸化物粉末等は、
１種のみを用いることもできるし、２種類以上を併用す
ることもできる。
【００１１】上記金属酸化物粉末等の混合割合は、各金
属を酸化物に換算した場合におけるモル比をＢａＯ−ａ
ＮｄＯ３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄ
ＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２（Ａ＝Ｎａ及び／又はＫ）で表
したとき、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．０
０、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０
２≦ｅ≦０．３０の各範囲となるように混合する。この
ように規定する理由は、前記に示すものと同じである。
属を酸化物に換算した場合におけるモル比をＢａＯ−ａ
ＮｄＯ３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２−ｄ
ＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２（Ａ＝Ｎａ及び／又はＫ）で表
したとき、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．０
０、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０
２≦ｅ≦０．３０の各範囲となるように混合する。この
ように規定する理由は、前記に示すものと同じである。
【００１２】その後、この混合物を焼成することにより
本発明の誘電体磁器組成物が得られる。このとき、通
常、上記混合物を、９００〜１４００℃、好ましくは９
００〜１２００℃で１〜２０時間、好ましくは２〜１０
時間仮焼し、その後粉砕した仮焼粉末を用いて成形し、
この成形物を所定雰囲気において、１２００〜１５００
℃で１〜１０時間焼成する。しかし、仮焼粉末を用いず
に、上記原料粉末を混合し、これを用いて直接成形し、
この成形物を上記条件で焼成することによって、上記誘
電体磁器組成物を得ることもできる。上記において成形
物の形状、大きさ等は特に限定されず、また、その成形
方法も特に限定されない。更に、上記仮焼及び上記焼成
の雰囲気は特に限定されず、通常、大気雰囲気である
が、不活性雰囲気、還元雰囲気等であってもよい。
本発明の誘電体磁器組成物が得られる。このとき、通
常、上記混合物を、９００〜１４００℃、好ましくは９
００〜１２００℃で１〜２０時間、好ましくは２〜１０
時間仮焼し、その後粉砕した仮焼粉末を用いて成形し、
この成形物を所定雰囲気において、１２００〜１５００
℃で１〜１０時間焼成する。しかし、仮焼粉末を用いず
に、上記原料粉末を混合し、これを用いて直接成形し、
この成形物を上記条件で焼成することによって、上記誘
電体磁器組成物を得ることもできる。上記において成形
物の形状、大きさ等は特に限定されず、また、その成形
方法も特に限定されない。更に、上記仮焼及び上記焼成
の雰囲気は特に限定されず、通常、大気雰囲気である
が、不活性雰囲気、還元雰囲気等であってもよい。
【００１３】上記誘電体磁器組成物によれば、比誘電率
εｒを９０以上、好ましくは９１以上、とすることがで
きる。また、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ
０を３８００ＧＨｚ以上、好ましくは４０００ＧＨｚ以
上、より好ましくは４２００ＧＨｚ以上、更に好ましく
は４４００ＧＨｚ以上、とすることができる。更に、共
振周波数の温度係数τｆの絶対値を１８ｐｐｍ／℃以
下、好ましくは１５ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは１
２ｐｐｍ／℃以下、更に好ましくは１０ｐｐｍ／℃、特
に好ましくは８ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
尚、上記性能値は、お互いに種々の組み合わせとするこ
とができる。
εｒを９０以上、好ましくは９１以上、とすることがで
きる。また、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ
０を３８００ＧＨｚ以上、好ましくは４０００ＧＨｚ以
上、より好ましくは４２００ＧＨｚ以上、更に好ましく
は４４００ＧＨｚ以上、とすることができる。更に、共
振周波数の温度係数τｆの絶対値を１８ｐｐｍ／℃以
下、好ましくは１５ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは１
２ｐｐｍ／℃以下、更に好ましくは１０ｐｐｍ／℃、特
に好ましくは８ｐｐｍ／℃以下とすることができる。
尚、上記性能値は、お互いに種々の組み合わせとするこ
とができる。
【００１４】また、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅを、各
々、以下の範囲とした場合、誘電体磁器組成物は以下に
示す性能を有するものとすることができる。 （１）１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０の場合、比誘電率εｒ；９０以上（特に９
１〜９７）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ
０；３８００ＧＨｚ以上（特に４１００以上）、共振周
波数の温度係数τｆの絶対値；１８ｐｐｍ／℃以下（特
に６〜１５ｐｐｍ／℃）。 （２）１．５≦ａ≦２．４、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１５ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１５ｐｐｍ／℃。 （３）１．８≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．６、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０２≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１５ｐｐｍ
／℃以下、特に６〜１５ｐｐｍ／℃。 （４）１．９≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．２０、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０５≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１２ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１２ｐｐｍ／℃。 （５）２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、
０．３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４２００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１０ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１０ｐｐｍ／℃。
々、以下の範囲とした場合、誘電体磁器組成物は以下に
示す性能を有するものとすることができる。 （１）１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．３０の場合、比誘電率εｒ；９０以上（特に９
１〜９７）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ
０；３８００ＧＨｚ以上（特に４１００以上）、共振周
波数の温度係数τｆの絶対値；１８ｐｐｍ／℃以下（特
に６〜１５ｐｐｍ／℃）。 （２）１．５≦ａ≦２．４、０．０２≦ｂ≦１．００、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．５、０．０２≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１５ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１５ｐｐｍ／℃。 （３）１．８≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．６、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０２≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１５ｐｐｍ
／℃以下、特に６〜１５ｐｐｍ／℃。 （４）１．９≦ａ≦２．４、０．０３≦ｂ≦０．２０、
０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦５．４、０．０５≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４１００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１２ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１２ｐｐｍ／℃。 （５）２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、
０．３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦
ｅ≦０．２０の場合、比誘電率εｒ；９１〜９７、無負
荷品質係数と共振周波数の積Ｑｕ×ｆ０；４２００以
上、共振周波数の温度係数τｆの絶対値；１０ｐｐｍ／
℃以下、特に６〜１０ｐｐｍ／℃。
【００１５】
【実施例】以下、実施例により、本発明を詳細に説明す
る。 （１）誘電体磁器組成物の作製 市販のＢａＣＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｂｉ２
Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎａ ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３の各粉末
を、それぞれ酸化物換算で表１のモル組成になるように
秤量した（実施例１〜１０及び比較例１〜５）。尚、表
１中の「＊」は本発明の組成から外れていることを示
す。実施例１〜８はＫ２ＣＯ３粉末、実施例９はＮａ２
ＣＯ３粉末、実施例１０はＫ２ＣＯ３粉末及びＮａ２Ｃ
Ｏ３粉末を用いたものである。これらの各粉末を溶媒
（エタノール）と湿式混合し、得られた混合粉末を大気
雰囲気において１０００℃で２時間仮焼した。その後、
得られた仮焼物に分散剤、ワックス系バインダ及び溶媒
（エタノール）を加え、ボールミルにより粉砕してスラ
リーとした。次いで、このスラリーを乾燥させて造粒
し、２０ＭＰａの圧力で一軸プレスを行い、円柱状に成
形した。その後、１５０ＭＰａの圧力でＣＩＰ（冷間等
方静水圧プレス）処理を行い、この成形体を大気雰囲気
において１３００〜１４００℃で２時間保持し、焼成し
て、実施例１〜１０、比較例１〜５の誘電体磁器組成物
を得た。
る。 （１）誘電体磁器組成物の作製 市販のＢａＣＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｂｉ２
Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎａ ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３の各粉末
を、それぞれ酸化物換算で表１のモル組成になるように
秤量した（実施例１〜１０及び比較例１〜５）。尚、表
１中の「＊」は本発明の組成から外れていることを示
す。実施例１〜８はＫ２ＣＯ３粉末、実施例９はＮａ２
ＣＯ３粉末、実施例１０はＫ２ＣＯ３粉末及びＮａ２Ｃ
Ｏ３粉末を用いたものである。これらの各粉末を溶媒
（エタノール）と湿式混合し、得られた混合粉末を大気
雰囲気において１０００℃で２時間仮焼した。その後、
得られた仮焼物に分散剤、ワックス系バインダ及び溶媒
（エタノール）を加え、ボールミルにより粉砕してスラ
リーとした。次いで、このスラリーを乾燥させて造粒
し、２０ＭＰａの圧力で一軸プレスを行い、円柱状に成
形した。その後、１５０ＭＰａの圧力でＣＩＰ（冷間等
方静水圧プレス）処理を行い、この成形体を大気雰囲気
において１３００〜１４００℃で２時間保持し、焼成し
て、実施例１〜１０、比較例１〜５の誘電体磁器組成物
を得た。
【００１６】
【表１】
【００１７】（２）誘電特性の測定
得られた各誘電体磁器組成物の表面を研磨した後、平行
導体板型誘電体共振器法により、測定周波数２〜４ＧＨ
ｚにおいて、比誘電率εｒ、無負荷品質係数Ｑ ｕ及び共
振周波数の温度係数τｆを測定し、結果を表１に示し
た。但し、τｆの測定温度範囲は２５〜８０℃とした。
尚、Ｑｕは共振周波数ｆ０との積で示した。
導体板型誘電体共振器法により、測定周波数２〜４ＧＨ
ｚにおいて、比誘電率εｒ、無負荷品質係数Ｑ ｕ及び共
振周波数の温度係数τｆを測定し、結果を表１に示し
た。但し、τｆの測定温度範囲は２５〜８０℃とした。
尚、Ｑｕは共振周波数ｆ０との積で示した。
【００１８】（３）実施例の効果
誘電率向上を図るためにＢａ−Ｎｄ−Ｂｉ−Ｔｉ−Ｏ系
にＰｒ酸化物粉末等のみを混合した場合（比較例２）、
εｒは９７と優れた値を示すが、Ｑｕ×ｆ０値は３６０
０ＧＨｚと低い値を示した。また、Ｐｒ酸化物粉末等
と、Ｎａ酸化物粉末等及び／又はＫ酸化物粉末等との両
方を混合したものであっても、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
の値が所定の範囲から外れている場合（比較例１、３〜
５）、試料の中には焼結不良を引き起こすものがあるこ
とが確認され（比較例３）、また、上記焼結不良を起こ
さなかった試料（比較例１、４、５）においても、εｒ
は９３以上と優れた値を示すが、Ｑｕ×ｆ０値は３３０
０ＧＨｚ以下であり、更に、τｆの絶対値は２０ｐｐｍ
／℃以上となった。これにより、これらの誘電体磁器組
成物は性能バランスが良くないことが判る。
にＰｒ酸化物粉末等のみを混合した場合（比較例２）、
εｒは９７と優れた値を示すが、Ｑｕ×ｆ０値は３６０
０ＧＨｚと低い値を示した。また、Ｐｒ酸化物粉末等
と、Ｎａ酸化物粉末等及び／又はＫ酸化物粉末等との両
方を混合したものであっても、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ
の値が所定の範囲から外れている場合（比較例１、３〜
５）、試料の中には焼結不良を引き起こすものがあるこ
とが確認され（比較例３）、また、上記焼結不良を起こ
さなかった試料（比較例１、４、５）においても、εｒ
は９３以上と優れた値を示すが、Ｑｕ×ｆ０値は３３０
０ＧＨｚ以下であり、更に、τｆの絶対値は２０ｐｐｍ
／℃以上となった。これにより、これらの誘電体磁器組
成物は性能バランスが良くないことが判る。
【００１９】これに対し、上記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅが所
定の値となるように、Ｂａ−Ｎｄ−Ｂｉ−Ｔｉ−Ｏ系に
Ｐｒ酸化物粉末等と、Ｎａ酸化物粉末等及び／又はＫ酸
化物粉末等との両方を混合した場合（実施例１〜１
０）、εｒを９１〜９７、Ｑｕ×ｆ０値を４１５８〜４
５１０ＧＨｚ、τｆの絶対値を６〜１５ｐｐｍ／℃とす
ることができ、これらの誘電体磁器組成物は特性バラン
スに優れていることが判る。
定の値となるように、Ｂａ−Ｎｄ−Ｂｉ−Ｔｉ−Ｏ系に
Ｐｒ酸化物粉末等と、Ｎａ酸化物粉末等及び／又はＫ酸
化物粉末等との両方を混合した場合（実施例１〜１
０）、εｒを９１〜９７、Ｑｕ×ｆ０値を４１５８〜４
５１０ＧＨｚ、τｆの絶対値を６〜１５ｐｐｍ／℃とす
ることができ、これらの誘電体磁器組成物は特性バラン
スに優れていることが判る。
【００２０】特に（１）１．９≦ａ≦２．４、０．０３
≦ｂ≦０．２０、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦
５．４、０．０５≦ｅ≦０．２０の場合（実施例２〜１
０）、εｒを９１〜９７、Ｑｕ×ｆ０を４１５８〜４５
１０ＧＨｚ、τｆの絶対値を６〜１２ｐｐｍ／℃、
（２）２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、
０．３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦
ｅ≦０．２０の場合（実施例４〜６）、εｒを９１〜９
５、Ｑｕ×ｆ０を４２９０〜４５１０ＧＨｚ、τｆの絶
対値を６〜１０ｐｐｍ／℃とすることができる。これら
は、特に、εｒを実用的に十分な範囲に維持しつつ、Ｑ
ｕ×ｆ０が更に一層大きく、且つτｆの絶対値が更に一
層小さな値となっており、特性バランスのより優れた誘
電体磁器組成物であることが判る。
≦ｂ≦０．２０、０．３≦ｃ≦０．５、４．６≦ｄ≦
５．４、０．０５≦ｅ≦０．２０の場合（実施例２〜１
０）、εｒを９１〜９７、Ｑｕ×ｆ０を４１５８〜４５
１０ＧＨｚ、τｆの絶対値を６〜１２ｐｐｍ／℃、
（２）２．０≦ａ≦２．２、０．０３≦ｂ≦０．２、
０．３≦ｃ≦０．４、４．６≦ｄ≦５．３、０．０３≦
ｅ≦０．２０の場合（実施例４〜６）、εｒを９１〜９
５、Ｑｕ×ｆ０を４２９０〜４５１０ＧＨｚ、τｆの絶
対値を６〜１０ｐｐｍ／℃とすることができる。これら
は、特に、εｒを実用的に十分な範囲に維持しつつ、Ｑ
ｕ×ｆ０が更に一層大きく、且つτｆの絶対値が更に一
層小さな値となっており、特性バランスのより優れた誘
電体磁器組成物であることが判る。
【００２１】尚、本発明においては、上記の具体的な実
施例に記載されたものに限らず、目的及び用途に応じ
て、本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることが
できる。例えば、本実施例では原料の金属化合物粉末等
として、のＢａＣＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｂ
ｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３の各粉
末を用いたが、これらの種類の化合物粉末以外の化合物
粉末の組み合わせ、例えば、（１）全て酸化物粉末、
（２）全て炭酸塩粉末、（３）酸化物粉末と炭酸塩粉末
との本実施例以外の組み合わせを用いても、同様な結果
を得ることができる。また、本実施例では、Ｎａ酸化物
等及びＫ酸化物等のうちのいずれか一方を混合している
が、所定の範囲内であれば、これらの両方を混合するこ
とができる。また、本発明の誘電体材料の誘電特性に、
実質的に影響を及ぼさない範囲で他の成分、或いは、不
可避不純物等が含まれていてもよい。
施例に記載されたものに限らず、目的及び用途に応じ
て、本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることが
できる。例えば、本実施例では原料の金属化合物粉末等
として、のＢａＣＯ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｐｒ６Ｏ１１、Ｂ
ｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３の各粉
末を用いたが、これらの種類の化合物粉末以外の化合物
粉末の組み合わせ、例えば、（１）全て酸化物粉末、
（２）全て炭酸塩粉末、（３）酸化物粉末と炭酸塩粉末
との本実施例以外の組み合わせを用いても、同様な結果
を得ることができる。また、本実施例では、Ｎａ酸化物
等及びＫ酸化物等のうちのいずれか一方を混合している
が、所定の範囲内であれば、これらの両方を混合するこ
とができる。また、本発明の誘電体材料の誘電特性に、
実質的に影響を及ぼさない範囲で他の成分、或いは、不
可避不純物等が含まれていてもよい。
【００２２】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、εｒ値及
びＱｕ値が大きく、且つτｆの絶対値が小さいものであ
り、且つこれら誘電特性のバランスが極めて優れたもの
である。従って、本発明の誘電体磁器組成物は、共振
器、フィルタ、多層回路基板、及び各種マイクロ波回路
のインピーダンス整合部材等として利用するのに好適で
ある。
びＱｕ値が大きく、且つτｆの絶対値が小さいものであ
り、且つこれら誘電特性のバランスが極めて優れたもの
である。従って、本発明の誘電体磁器組成物は、共振
器、フィルタ、多層回路基板、及び各種マイクロ波回路
のインピーダンス整合部材等として利用するのに好適で
ある。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 佐藤 学
名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊
陶業株式会社内
Ｆターム(参考） 4G030 AA03 AA04 AA10 AA11 AA16
AA43 BA09
4G031 AA01 AA06 AA07 AA11 AA35
BA09
5G303 AA02 AA05 AB06 AB08 CA01
CB03 CB05 CB14 CB20 CB22
CB26 CB35
5J006 HC07
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並び
にＮａ及びＫの少なくとも一方を含有し、組成式［Ｂａ
Ｏ−ａＮｄＯ３／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ
３／２−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２］（但し、Ａ＝Ｎａ
及び／又はＫであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びｅはモル比を
表す。）で表した場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２
≦ｂ≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦
５．５、０．０２≦ｅ≦０．３０の各範囲にあることを
特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】 上記ａ、上記ｃ、上記ｄ及び上記ｅは、
各々、１．５≦ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．
６≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦０．２０である請求項
１記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】Ｂａ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｂｉ及びＴｉ、並びに
Ｎａ及びＫの少なくとも一方の各金属酸化物粉末、及び
／又は、加熱されて該各金属酸化物になる各金属化合物
を、各金属元素の酸化物換算におけるモル比が［ＢａＯ
−ａＮｄＯ３ ／２−ｂＰｒＯ１１／６−ｃＢｉＯ３／２
−ｄＴｉＯ２−ｅＡＯ１／２］（Ａ＝Ｎａ及び／又は
Ｋ）で表した場合、１．５≦ａ≦２．６、０．０２≦ｂ
≦１．００、０．２≦ｃ≦０．６、４．５≦ｄ≦５．
５、０．０２≦ｅ≦０．３０となるように混合し、焼成
することにより得られることを特徴とする誘電体磁器組
成物。 - 【請求項４】 上記ａ、上記ｃ、上記ｄ及び上記ｅは、
各々、１．５≦ａ≦２．４、０．３≦ｃ≦０．５、４．
６≦ｄ≦５．５、０．０２≦ｅ≦０．２０である請求項
３記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001346448A JP2003146752A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 誘電体磁器組成物 |
| KR1020020069509A KR20030040081A (ko) | 2001-11-12 | 2002-11-11 | 유전체 자기조성물 |
| CNB021505306A CN1249731C (zh) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | 介电陶瓷组合物 |
| US10/291,647 US6844284B2 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Dielectric porcelain composition |
| DE60218105T DE60218105D1 (de) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Dielektrische Porzellanzusammensetzung |
| EP02025091A EP1310468B1 (en) | 2001-11-12 | 2002-11-12 | Dielectric porcelain composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001346448A JP2003146752A (ja) | 2001-11-12 | 2001-11-12 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003146752A true JP2003146752A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19159625
Family Applications (1)
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