JP3067918B2 - 高周波用低温焼結性磁器組成物 - Google Patents
高周波用低温焼結性磁器組成物Info
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Description
ンデンサ、インダクタ、共振器等の磁器部分を構成する
高周波用低温焼結性磁器組成物に関するものである。
クタ、共振器等の磁器材料を構成する磁器組成物として
は、例えばBaO−TiO2 −Re系(但し、Re:希
土類元素)、ZrO2 −SnO2 −TiO2 系、Ba
(Zn1/3 Ta2/3 )O3 複合ペロブスカイト等が知ら
れている。
物は焼結温度が1100〜1600℃とかなり高いの
で、例えば積層磁器コンデンサの誘電体材料として使用
する場合は、内部電極としてタングステン、モリブデ
ン、パラジウム等の高融点金属を使用しなければならな
い。しかし、これらの高融点金属は電気伝導度が低いの
で、この積層磁器コンデンサを高周波回路で使用した場
合は誘電体損失が大きくなり、Qが低下してしまうとい
う問題があった。
100と高いので、例えば高周波用の積層磁器コンデン
サの誘電体材料として使用した場合は、自己共振周波数
が比較的低周波側で発生することによって高周波領域で
はコンデンサとして機能しなくなるという問題があっ
た。
成物を、900℃以下の比較的低い温度の焼成で製造す
ることができる高周波用低温焼結性磁器組成物を提供す
ることを目的とする。
緻密に焼結し、比誘電率εr が10以下、Qが500以
上、比誘電率εr の温度係数τεが0±60ppm/℃
の高周波用低温焼結性磁器組成物を提供することを目的
とする。
温焼結性磁器組成物は、石英粉末とガラス粉末との混合
物を焼結したものからなり、石英粉末(X)とガラス粉
末(Y)のモル比率が、33mol%≦X≦55mol
%,45mol%≦Y≦67mol%,X+Y=100
mol%,の範囲にある。
が好ましい。また、石英粉末及びガラス粉末の組成範囲
を、33mol%≦X≦55mol%、45mol%≦
Y≦67mol%としたのは、石英粉末が55mol%
を越え、ガラス粉末が45mol%未満になると、90
0℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなり、石英粉末
が33mol%未満になり、ガラス粉末が67mol%
を越えると、900℃の焼成において発泡、反り、変形
を生じるようになるか、比誘電率εrが悪化するからで
ある。
において、ガラス粉末は、酸化物換算表記に従ったと
き、主成分が、SiO2,Al2O3,(Baa,Ca
b,Src)O及びTiO2からなり、SiO
2(A),Al2O3(B),(Baa,Cab,Sr
c)O(C)及びTiO2(D)のモル比率が、15m
ol%≦A≦70mol%,0mol%<B≦15mo
l%,5mol%≦C≦60mol%,10mol%≦
a≦80mol%,10mol%≦b≦80mol%,
10mol%≦c≦80mol%,a+b+c=100
mol%,の範囲にある。
5mol%≦A≦70mol%としたのは、SiO2 が
15mol%未満になると、ガラス成分がガラス化しな
くなり、SiO2 が70mol%を越えると、900℃
の焼成で緻密な焼結体が得られなくなるからである。
mol%<B≦15mol%としたのは、Al2 O3 が
0mol%ではガラス成分がガラス化せず、Al2 O3
が15mol%を越えると、900℃の焼成で緻密な焼
結体が得られなくなるからである。
組成範囲を、5mol%≦C≦60mol%としたの
は、(Baa,Cab,Src )が5mol%未満では、9
00℃の焼成で緻密な焼結体が得られなくなり、(Ba
a,Cab,Src )が60mol%を越えると、比誘電率
εr の温度係数τεが悪化するからである。
rO(d)の組成範囲を、10mol%≦a≦80mo
l%,10mol%≦b≦80mol%,10mol%
≦c≦80mol%としたのは、BaOが80mol%
を越えたり、CaOが80mol%を越えたり、SrO
が80mol%を越えると、900℃の焼成において発
泡、変形、反りを生じたり、900℃の焼成で緻密な焼
結体が得られなくなるからである。
ol%≦D≦11mol%としたのは、TiO2が4m
ol%未満になったり、TiO2が11mol%を越え
ると、比誘電率εrが悪化したり、比誘電率εrの温度
係数τεが悪化するからである。
は、ガラス成分を例えば1400〜1500℃の高温で
溶融させ、これを水中に滴下して急冷させるか、鉄板上
に流して急冷させることにより得られるが、これ以外の
急冷方法を用いてもよい。また、上述のガラス成分の各
原料は酸化物に限定されるものではなく、炭酸塩、水酸
化物のように焼成で酸化物になり得るものであれば使用
できることはもちろんである。
ラス成分の各原料(SiO2 ,CaCO3 ,BaCO
3 ,SrCO3 ,Al2 O3 ,TiO2 )を表1の実
施例1の欄に示すように各々秤量し、これらをボールミ
ルで十分に混合してガラス成分のバッチ(batch) を作成
した。
℃で1時間加熱して溶融し、溶融物を水中に滴下して急
冷しガラス片を得た。そして、このガラス片をボールミ
ルで微粉砕し、平均粒径0.4〜1.0μmのガラス粉
末を得た。
を表1に示すようなモル比で配合し、これらをボール
ミルに入れて15時間混合し、均質な混合粉末を得た。
VA)を加えて造粒し、これを成形機の型内に入れ、5
00kg/cm2 の圧力で加圧成形し、直径9.8m
m、厚さ0.6mmの円板状の成形物を得た。
に載せて焼成炉に入れ、大気雰囲気中において350℃
で6時間保持し、成形物中の有機バインダーを燃焼除去
させ、その後、炉内温度を900℃まで上昇させ、この
温度で2時間保持させて成形物を焼結させ、磁器素体を
得た。
トを塗布して焼付け、一対の電極を設けた測定用のコン
デンサを得た。そして、このコンデンサについて、比誘
電率εr 、Q及び比誘電率εr の温度係数τεを測定し
た。比誘電率εr 及びQは、20℃,1MHz,1V
rms の条件で測定し、比誘電率εr の温度係数τεは、
−55〜+125℃(20℃基準)の温度範囲において
測定した。結果は表1の電気的特性の欄に示す通りと
なった。
比較例1〜14の条件及び結果も記載されている。これ
らの例における各原料成分の割合(mol%)はこれら
の表の左欄に記載されている通りである。実験方法は実
施例1と同様である。結果はこれらの表の右欄に示す通
りとなった。
ながら、各原料成分の好適な範囲(mol%)について
検討する。なお、以下で述べられている実施例1,1
2,13,14,15,16及び21は参考例である。
粉末が33〜55mol%、ガラス粉末が45〜67m
ol%の場合は、所望の磁器組成物が得られる。しか
し、比較例1に示すように、石英粉末が60mol%、
ガラス粉末が40mol%の場合は、900℃の焼成で
緻密な焼結体が得られない。また、比較例2,3に示す
ように、石英粉末が10mol%、ガラス粉末が90m
ol%の場合は、900℃の焼成において発泡、反り、
変形を生ずるか、又は比誘電率εrが11.2と悪化す
る。従って、石英粉末(X)は、33mol%≦X≦5
5mol%の範囲が好適であり、ガラス粉末(Y)は、
45mol%≦Y≦67mol%の範囲が好適である。
物についてX線回折図を求めたところ、図1に示す通り
となった。すなわち、この組成物の結晶相は、SiO2
(α−石英),(Ba,Ca,Sr)Al2 Si2 O
8 ,TiO2 (Rutile),Sr2 TiSi2 O8
であった。
iO2 が15〜70mol%の場合は、いずれも所望の
磁器組成物が得られる。しかし、比較例5に示すよう
に、SiO2 が75mol%の場合は、900℃の焼成
で緻密な焼結体が得られず、また、比較例6に示すよう
に、SiO2 が10mol%の場合は、ガラス成分がガ
ラス化しない。従って、SiO2 (A)は、15mol
%≦A≦70mol%の範囲が好適である。
l2 O3 が5〜15mol%の場合は、いずれも所望の
磁器組成物が得られる。しかし、比較例7に示すよう
に、Al2 O3 が0mol%の場合は、ガラス成分がガ
ラス化せず、また、比較例13に示すように、Al2 O
3 が20mol%の場合は、900℃の焼成で緻密な焼
結体が得られない。従って、Al2 O3 (B)は、0m
ol%<B≦15mol%の範囲が好適である。
(Baa,Cab,Src )が5〜60mol%の場合は、
いずれも所望の磁器組成物が得られる。しかし、比較例
12に示すように、(Baa,Cab,Src )が3mol
%の場合は、900℃の焼成で緻密な焼結体が得られ
ず、また、比較例14に示すように、(Baa,Cab,S
rc )が65.0mol%の場合は、比誘電率εr の温
度係数τεが+75ppm/℃と悪くなる。従って、
(Baa,Cab,Src )(C)は、5mol%≦C≦6
0mol%の範囲が好適である。
aOが10mol%〜80mol%、CaOが10mo
l%〜80mol%、SrOが10mol%〜80mo
l%の場合は、所望の磁器組成物が得られる。しかし、
比較例8に示すように、BaOが10mol%,CaO
が90mol%,SrOが0mol%の場合は、900
℃の焼成で緻密な焼結体が得られず、また、比較例9に
示すように、BaOが90mol%,CaOが0mol
%,SrOが10mol%の場合は、900℃の焼成に
おいて発泡、反り、変形を生じ、比較例10に示すよう
に、BaOが0mol%,CaOが10mol%,Sr
Oが90mol%の場合は、900℃の焼成において発
泡、反り、変形を生じる。従って、BaO(a),Ca
O(b)及びSrO(c)は、0mol%<a≦80m
ol%、0mol%<b≦80mol%,0mol%<
c≦80mol%の範囲が好適である。
うに、TiO2が4mol%の場合、及び実施例6,7
に示すように、TiO2が11mol%の場合は、いず
れも所望の磁器組成物が得られる。しかし、比較例4に
示すように、TiO2が3mol%の場合は、比誘電率
εrの温度係数τεが+83ppm/℃と悪化し、ま
た、比較例11に示すように、TiO2が20mol%
の場合は、比誘電率εrが12.4と悪化し、比誘電率
εrの温度係数τεが−126ppm/℃と悪化する。
従って、TiO2(D)は、4mol%≦D≦11mo
l%の範囲が好適である。
900℃以下の比較的低い温度の焼成で得ることができ
るので、内部導体としてAgやCuのような電気伝導度
の良い金属を使用することができ、従って、Qを高める
ことができるという効果がある。
度の焼成で高周波用磁器組成物を得ることができるの
で、焼成のためのエネルギーコストを低減させることが
できるという効果がある。
物の比誘電率を低下させたので、高周波域における電気
的特性を良好ならしめることができるという効果があ
る。
折図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 石英粉末とガラス粉末の混合物を焼結し
たものからなり、石英粉末(X)とガラス粉末(Y)の
モル比率が、33 mol%≦X≦55mol%, 45mol%≦Y≦67mol%, X+Y=100mol%, の範囲にあり、 前記ガラス粉末は、酸化物換算表記に従ったとき、主成
分が、SiO2,Al2O3,(Baa,Cab,Sr
c)O及びTiO2からなり、SiO2(A),Al2
O3(B),(Baa,Cab,Src)O(C)及び
TiO2(D)のモル比率が、 15mol%≦A≦70mol%, 0mol%<B≦15mol%, 5mol%≦C≦60mol%,10 mol%≦a≦80mol%,10 mol%≦b≦80mol%,10 mol%≦c≦80mol%, a+b+c=100mol%, 4mol%≦D≦11mol%, A+B+C+D=100mol%, の範囲にあることを特徴とする比誘電率の低い高周波用
低温焼結性磁器組成物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP4360442A JP3067918B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 高周波用低温焼結性磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4360442A JP3067918B2 (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 高周波用低温焼結性磁器組成物 |
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JPH06215627A JPH06215627A (ja) | 1994-08-05 |
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Family
ID=18469421
Family Applications (1)
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04275976A (ja) * | 1991-03-01 | 1992-10-01 | Ngk Insulators Ltd | 誘電体磁器組成物 |
JPH04367537A (ja) * | 1991-06-14 | 1992-12-18 | Matsushita Electric Works Ltd | ガラス組成物および回路用基板 |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP4360442A patent/JP3067918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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