JP3321980B2 - 誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品 - Google Patents
誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波やミリ波等
の高周波領域で使用される誘電体磁器組成物及びこの誘
電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品に関するもの
である。
の高周波領域で使用される誘電体磁器組成物及びこの誘
電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、衛星放送
等、マイクロ波領域の電磁波を利用する通信の増加に伴
い、通信機器や機器を構成する部品の小形化が求められ
ている。誘電体磁器組成物は、これらの通信機器におい
て、共振器やフィルタ材料として用いられており、この
ような誘電体部品を小形化するには、誘電体中の電磁波
の波長が自由空間のときに比べて１／√εrに短縮され
る効果を利用するため、高い誘電率を有する誘電体磁器
組成物が必要となってくる。しかしこのような誘電体部
品の実用化にあたっては、高い導電率を有することの他
にも、マイクロ波領域で低損失であること、及び共振周
波数の温度変化が小さいこと、すなわち誘電率の温度変
化が小さいことが重要である。
等、マイクロ波領域の電磁波を利用する通信の増加に伴
い、通信機器や機器を構成する部品の小形化が求められ
ている。誘電体磁器組成物は、これらの通信機器におい
て、共振器やフィルタ材料として用いられており、この
ような誘電体部品を小形化するには、誘電体中の電磁波
の波長が自由空間のときに比べて１／√εrに短縮され
る効果を利用するため、高い誘電率を有する誘電体磁器
組成物が必要となってくる。しかしこのような誘電体部
品の実用化にあたっては、高い導電率を有することの他
にも、マイクロ波領域で低損失であること、及び共振周
波数の温度変化が小さいこと、すなわち誘電率の温度変
化が小さいことが重要である。
【０００３】一方、導体と誘電体磁器組成物を積層構造
にすることによって、共振器等の部品を小形化、高性能
化しようとする試みが行なわれている。しかし、マイク
ロ波のような高周波領域で使用する場合、高い誘電率を
持つ導体が必要で、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、或いはそれらの
合金を利用する必要がある。しかも、積層構造にする場
合には誘電体磁器組成物と導体の金属とを同時に焼成す
る必要があるため、導体金属が融解せず、かつ酸化しな
い焼成条件、すなわち、１０５０℃以下の低温で緻密に
焼結する誘電体磁器組成物が必要となる。さらに、Ｃｕ
を電極に用いる場合は低い酸素分圧で緻密に焼結する誘
電体磁器組成物が必要となる。
にすることによって、共振器等の部品を小形化、高性能
化しようとする試みが行なわれている。しかし、マイク
ロ波のような高周波領域で使用する場合、高い誘電率を
持つ導体が必要で、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、或いはそれらの
合金を利用する必要がある。しかも、積層構造にする場
合には誘電体磁器組成物と導体の金属とを同時に焼成す
る必要があるため、導体金属が融解せず、かつ酸化しな
い焼成条件、すなわち、１０５０℃以下の低温で緻密に
焼結する誘電体磁器組成物が必要となる。さらに、Ｃｕ
を電極に用いる場合は低い酸素分圧で緻密に焼結する誘
電体磁器組成物が必要となる。
【０００４】無負荷Ｑ値及び誘電率の高い材料として、
現在の高誘電率マイクロ波誘電材料では一般的なＢａＯ
−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系のほかに（ＰｂＣａ）（ＦｅＮ
ｂ）Ｏ3系の鉛系ペロブスカイトが特開平３−１７５０
９０号公報に開示されている。（ＰｂＣａ）（ＦｅＮ
ｂ）Ｏ3系材料は、１００程度の比誘電率と、２〜４ＧH
zで２０００〜３０００程度の高い無負荷Ｑ値、及び−
１４〜１００ｐｐｍ／℃程度の共振周波数の温度係数を
有している。また低温で焼結できる材料としては、Ｂｉ
2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｎｂ2Ｏ5系が特開平４−２８５０４６号
公報に開示されている。この材料は８５０〜１０００℃
で焼結し、８０以上の比誘電率と、２〜４ＧHzで１００
以上の無負荷Ｑ値、及び−１５０ｐｐｍ／℃以上の共振
周波数の温度係数を有している。
現在の高誘電率マイクロ波誘電材料では一般的なＢａＯ
−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系のほかに（ＰｂＣａ）（ＦｅＮ
ｂ）Ｏ3系の鉛系ペロブスカイトが特開平３−１７５０
９０号公報に開示されている。（ＰｂＣａ）（ＦｅＮ
ｂ）Ｏ3系材料は、１００程度の比誘電率と、２〜４ＧH
zで２０００〜３０００程度の高い無負荷Ｑ値、及び−
１４〜１００ｐｐｍ／℃程度の共振周波数の温度係数を
有している。また低温で焼結できる材料としては、Ｂｉ
2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｎｂ2Ｏ5系が特開平４−２８５０４６号
公報に開示されている。この材料は８５０〜１０００℃
で焼結し、８０以上の比誘電率と、２〜４ＧHzで１００
以上の無負荷Ｑ値、及び−１５０ｐｐｍ／℃以上の共振
周波数の温度係数を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の材料のうち、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系材
料は、焼成温度が１３００℃程度であり、（ＰｂＣａ）
（ＦｅＮｂ）Ｏ3系材料は１０５０〜１２５０℃程度の
ため、高導電率電極と同時焼成ができず、積層構造の誘
電体部品には供することができないという問題点を有し
ていた。またＢｉ 2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｎｂ2Ｏ5は、低温で焼
成できるものの、無負荷Ｑ値が低いという問題点を有し
ていた。
な従来の材料のうち、ＢａＯ−ＴｉＯ2−Ｎｄ2Ｏ3系材
料は、焼成温度が１３００℃程度であり、（ＰｂＣａ）
（ＦｅＮｂ）Ｏ3系材料は１０５０〜１２５０℃程度の
ため、高導電率電極と同時焼成ができず、積層構造の誘
電体部品には供することができないという問題点を有し
ていた。またＢｉ 2Ｏ3−ＺｎＯ−Ｎｂ2Ｏ5は、低温で焼
成できるものの、無負荷Ｑ値が低いという問題点を有し
ていた。
【０００６】本発明は高い誘電率、高い無負荷Ｑ値及び
小さい共振周波数の温度係数を有し、しかも低温焼結が
可能な誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用
いた積層型誘電体部品を提供することを目的とするもの
である。
小さい共振周波数の温度係数を有し、しかも低温焼結が
可能な誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用
いた積層型誘電体部品を提供することを目的とするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニ
オブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ1-xＣａx）z（Ｆｅ1/2
Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ1 /3Ｎｂ2w/3）yＯ3と表したとき
ｘ，ｙ，ｚ及びｗがそれぞれ、０．４７≦ｘ≦０．６
９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦１．０
８、０．０≦ｗ≦１．０の組成範囲にあることを特徴と
する誘電体磁器組成物を用いるものである。
に本発明は、酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニ
オブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ1-xＣａx）z（Ｆｅ1/2
Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ1 /3Ｎｂ2w/3）yＯ3と表したとき
ｘ，ｙ，ｚ及びｗがそれぞれ、０．４７≦ｘ≦０．６
９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦１．０
８、０．０≦ｗ≦１．０の組成範囲にあることを特徴と
する誘電体磁器組成物を用いるものである。
【０００８】
【作用】上記構成によって、６０以上の比誘電率
（εr）と１０００以上のＱ・Ｆ積、及び絶対値が１０
０ｐｐｍ／℃以下の共振周波数の温度係数（τf）を有
し、９００〜１０５０℃の温度で低温で緻密に焼成可能
な誘電体磁器組成物が実現できることとなる。さらに、
この誘電体磁器組成物を用いることにより、Ａｇ等の内
部導体と同時焼成して得られる小形で高性能な積層型誘
電体部品が実現できることとなる。
（εr）と１０００以上のＱ・Ｆ積、及び絶対値が１０
０ｐｐｍ／℃以下の共振周波数の温度係数（τf）を有
し、９００〜１０５０℃の温度で低温で緻密に焼成可能
な誘電体磁器組成物が実現できることとなる。さらに、
この誘電体磁器組成物を用いることにより、Ａｇ等の内
部導体と同時焼成して得られる小形で高性能な積層型誘
電体部品が実現できることとなる。
【０００９】
（実施例１）以下、本発明の第１の実施例について詳細
に説明する。
に説明する。
【００１０】まず、出発原料として、高純度のＰｂＯ、
ＣａＣＯ 3 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 とＮｂ 2 Ｏ 5 ，ＣｕＯとＮｂ 2 Ｏ 5 と
をそれぞれ秤量して配合し、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ）、（Ｆｅ
1/2 Ｎｂ 1/2 ）、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ）、からなる３種類
の配合物を得た。このとき、上記ｘ、ｗはモル比を示し
（表１）、（表２）に示した組成比になるように秤量配
合した。次いで上記３種類の配合物を秤量配合して、
（表１）、（表２）に示すモル比ｙ、ｚの（Ｐｂ 1-x Ｃ
ａ x ） z （Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y （Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y か
らなる組成の混合粉を得た。
ＣａＣＯ 3 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 とＮｂ 2 Ｏ 5 ，ＣｕＯとＮｂ 2 Ｏ 5 と
をそれぞれ秤量して配合し、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ）、（Ｆｅ
1/2 Ｎｂ 1/2 ）、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ）、からなる３種類
の配合物を得た。このとき、上記ｘ、ｗはモル比を示し
（表１）、（表２）に示した組成比になるように秤量配
合した。次いで上記３種類の配合物を秤量配合して、
（表１）、（表２）に示すモル比ｙ、ｚの（Ｐｂ 1-x Ｃ
ａ x ） z （Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y （Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y か
らなる組成の混合粉を得た。
【００１１】
【表１】
【００１２】
【表２】
【００１３】次に、これらの粉末をポリエチレン製のボ
ールミルに入れ、安定化ジルコニア製の玉石及び純水を
加え５〜２０時間湿式混合し、得られた混合粉を、アル
ミナ製の容器に入れ、７００〜８５０℃で１〜３時間仮
焼した。その後、仮焼物を再び前記ボールミルに入れ、
安定化ジルコニア製の玉石及び純水を加え、５〜２０時
間湿式で粉砕し、原料粉体を得た。次に、この原料粉体
にバインダーとしてポリビニルアルコールの５％溶液を
５〜１０ｗｔ％加え、３２メッシュのふるいを通して造
粒した後、１００ＭＰａで直径１３mm、厚み５〜７mmの
円柱状に成形した。その後、得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れ６００℃で２時間加熱してバインダー
を焼却した後、８５０〜１１００℃で１〜４時間焼成し
て焼結体を得た。次に、得られた焼結体のうち密度が最
高になる温度で焼成した焼結体について両面を研磨し、
マイクロ波での誘電特性を測定した。測定は誘電体共振
器法によって行い、比誘電率（εr）、Ｑ・Ｆ積、共振
周波数の温度係数（τf）を算出した。誘電率及びＱ値
の測定において、共振周波数は、２．５〜５ＧHzであっ
た。τfは−２５〜８５℃の範囲で測定した。
ールミルに入れ、安定化ジルコニア製の玉石及び純水を
加え５〜２０時間湿式混合し、得られた混合粉を、アル
ミナ製の容器に入れ、７００〜８５０℃で１〜３時間仮
焼した。その後、仮焼物を再び前記ボールミルに入れ、
安定化ジルコニア製の玉石及び純水を加え、５〜２０時
間湿式で粉砕し、原料粉体を得た。次に、この原料粉体
にバインダーとしてポリビニルアルコールの５％溶液を
５〜１０ｗｔ％加え、３２メッシュのふるいを通して造
粒した後、１００ＭＰａで直径１３mm、厚み５〜７mmの
円柱状に成形した。その後、得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れ６００℃で２時間加熱してバインダー
を焼却した後、８５０〜１１００℃で１〜４時間焼成し
て焼結体を得た。次に、得られた焼結体のうち密度が最
高になる温度で焼成した焼結体について両面を研磨し、
マイクロ波での誘電特性を測定した。測定は誘電体共振
器法によって行い、比誘電率（εr）、Ｑ・Ｆ積、共振
周波数の温度係数（τf）を算出した。誘電率及びＱ値
の測定において、共振周波数は、２．５〜５ＧHzであっ
た。τfは−２５〜８５℃の範囲で測定した。
【００１４】結果を（表１），（表２）に示す。（表
１），（表２）において、＊印を付したものは本発明の
請求の範囲外の比較例である。（表１），（表２）から
明らかなように、（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）（ｙ）で（Ｆｅ
1/2Ｎｂ1/2）の一部を置換することによって、低温での
焼結が可能になるが、その置換量ｙが、０．００６以下
では焼成温度が１０５０℃以下にはならず、０．０６以
上では、Ｑ・Ｆ積が１０００以下まで低下してしまう。
また（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）のｗの値が、０．０から１．
０以下の範囲では誘電特性や焼結性を悪化させないが、
１．０より大きくなると焼成温度の高温化とＱ・Ｆ積の
低下を引き起こす。さらに（Ｐｂ1-xＣａx）（ｚ）が
１．０より小さくなるか、または１．０８より大きくな
るとＱ・Ｆ積が１０００以下に低下してしまった。Ｃａ
の置換量の増加に伴い、比誘電率（εr）は低下し、共
振周波数の温度係数（τf）は正から負へと変化してい
くが、置換量ｘが、０．４７より少ないと共振周波数の
温度係数（τf）が＋１００ｐｐｍ／℃より大きくなっ
てしまい、０．６９より大きいと比誘電率が６０以下に
なった。以上の特性と焼結性の変化の原因として、（Ｃ
ｕ1/3Ｎｂ2w/3）成分は焼成温度の低下効果があるが、
これはＣｕがＰｂ、Ｎｂを中心とする中間生成相である
パイロクロア相との間に低融点の液相を形成したため、
低温での焼結化を促進したものと考えられる。またＣｕ
成分を含み（Ｐｂ1-xＣａx）（ｚ）が１．０以上の場
合、本組成の反応性が向上し低温で緻密に焼結するため
良好な誘電特性を示すが１．０８よりも過剰量、或いは
１．０より小さいと焼結を阻害するために密度の低下に
起因した誘電率の低下とともにＱ・Ｆ積の低下を招く。
このような理由で、１０５０℃以下の低温で緻密に焼結
し、誘電率（εr）が６０以上、Ｑ・Ｆ積が１０００以
上、共振周波数の温度係数（τf）の絶対値が１００ｐ
ｐｍ／℃以下の優れた誘電特性が得られる本発明の請求
の範囲が限定されるものである。
１），（表２）において、＊印を付したものは本発明の
請求の範囲外の比較例である。（表１），（表２）から
明らかなように、（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）（ｙ）で（Ｆｅ
1/2Ｎｂ1/2）の一部を置換することによって、低温での
焼結が可能になるが、その置換量ｙが、０．００６以下
では焼成温度が１０５０℃以下にはならず、０．０６以
上では、Ｑ・Ｆ積が１０００以下まで低下してしまう。
また（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）のｗの値が、０．０から１．
０以下の範囲では誘電特性や焼結性を悪化させないが、
１．０より大きくなると焼成温度の高温化とＱ・Ｆ積の
低下を引き起こす。さらに（Ｐｂ1-xＣａx）（ｚ）が
１．０より小さくなるか、または１．０８より大きくな
るとＱ・Ｆ積が１０００以下に低下してしまった。Ｃａ
の置換量の増加に伴い、比誘電率（εr）は低下し、共
振周波数の温度係数（τf）は正から負へと変化してい
くが、置換量ｘが、０．４７より少ないと共振周波数の
温度係数（τf）が＋１００ｐｐｍ／℃より大きくなっ
てしまい、０．６９より大きいと比誘電率が６０以下に
なった。以上の特性と焼結性の変化の原因として、（Ｃ
ｕ1/3Ｎｂ2w/3）成分は焼成温度の低下効果があるが、
これはＣｕがＰｂ、Ｎｂを中心とする中間生成相である
パイロクロア相との間に低融点の液相を形成したため、
低温での焼結化を促進したものと考えられる。またＣｕ
成分を含み（Ｐｂ1-xＣａx）（ｚ）が１．０以上の場
合、本組成の反応性が向上し低温で緻密に焼結するため
良好な誘電特性を示すが１．０８よりも過剰量、或いは
１．０より小さいと焼結を阻害するために密度の低下に
起因した誘電率の低下とともにＱ・Ｆ積の低下を招く。
このような理由で、１０５０℃以下の低温で緻密に焼結
し、誘電率（εr）が６０以上、Ｑ・Ｆ積が１０００以
上、共振周波数の温度係数（τf）の絶対値が１００ｐ
ｐｍ／℃以下の優れた誘電特性が得られる本発明の請求
の範囲が限定されるものである。
【００１５】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について、詳細に説明する。
について、詳細に説明する。
【００１６】まず、出発原料として、高純度のＰｂＯ、
ＣａＣＯ 3 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 とＮｂ 2 Ｏ 5 ，ＣｕＯとＮｂ 2 Ｏ 5 と
をそれぞれ秤量して配合し、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ）、（Ｆｅ
1/2 Ｎｂ 1/2 ）、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ）、からなる３種類
の配合物を得た。このとき、上記ｘ、ｗはモル比を示し
（表３）、（表４）に示した組成比になるように秤量配
合した。次いで上記３種類の配合物を秤量配合して、
（表３）、（表４）に示すモル比ｙ、ｚの（Ｐｂ 1-x Ｃ
ａ x ） z （Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y （Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y か
らなる組成の混合粉を得た。次いで、この混合粉１００
ｍｏｌ％に対して、更にＦｅ 2 Ｏ 3 を上記（表３）、（表
４）に示す通りのｍｏｌ％で添加し、上記実施例１と同
様に湿式混合して混合粉を得た。
ＣａＣＯ 3 、Ｆｅ 2 Ｏ 3 とＮｂ 2 Ｏ 5 ，ＣｕＯとＮｂ 2 Ｏ 5 と
をそれぞれ秤量して配合し、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ）、（Ｆｅ
1/2 Ｎｂ 1/2 ）、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ）、からなる３種類
の配合物を得た。このとき、上記ｘ、ｗはモル比を示し
（表３）、（表４）に示した組成比になるように秤量配
合した。次いで上記３種類の配合物を秤量配合して、
（表３）、（表４）に示すモル比ｙ、ｚの（Ｐｂ 1-x Ｃ
ａ x ） z （Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y （Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y か
らなる組成の混合粉を得た。次いで、この混合粉１００
ｍｏｌ％に対して、更にＦｅ 2 Ｏ 3 を上記（表３）、（表
４）に示す通りのｍｏｌ％で添加し、上記実施例１と同
様に湿式混合して混合粉を得た。
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】次に、実施例１と同様にして、焼結体を作
成し、特性を評価した。その結果を（表３），（表４）
に示す。
成し、特性を評価した。その結果を（表３），（表４）
に示す。
【００２０】（表３）、（表４）において、＊印を付し
たものは本発明の請求の範囲外の比較例である。この
（表３）、（表４）から明らかなように、本実施例によ
る誘電体磁器組成物は１〜４ｍｏｌ％のＦｅ2Ｏ3の添加
によって、Ｑ・Ｆ積を大きく低下させることなく、さら
に緻密に焼結した高誘電率化が図られる。しかし、添加
量が４ｍｏｌ％より多くなるとＱ・Ｆ積が急激に低下す
るため本発明の請求の範囲が限定される。一般に誘電体
材料の誘電率が高くなると、共振周波数の温度係数（τ
f）は正に大きくなる傾向があるが本発明の実施例によ
れば、本組成系におけるＦｅ2Ｏ3の添加効果は誘電率を
高くするとともに、共振周波数の温度係数を負方向にシ
フトさせるため、同じ温度係数で無添加の場合と比較す
ると、さらなる高誘電率化が実現できることとなる。こ
れは、Ｆｅ2Ｏ3の添加によって、焼結体密度が向上し、
負の温度係数を有する他相の生成に起因するものと思わ
れる。即ち、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、１〜４ｍｏｌ％を添加していな
い場合、主成分のＦｅのイオン価数が不安定となり、酸
素欠陥が生じやすく、緻密に焼結できない場合があり誘
電率の低下の原因になるものと考えられ、本発明に示す
通り、Ｆｅ 2 Ｏ 3 を添加することにより、主成分相へ固溶
し、Ｆｅのイオン価数を安定させ、緻密な焼結体が得ら
れるものと考えられる。
たものは本発明の請求の範囲外の比較例である。この
（表３）、（表４）から明らかなように、本実施例によ
る誘電体磁器組成物は１〜４ｍｏｌ％のＦｅ2Ｏ3の添加
によって、Ｑ・Ｆ積を大きく低下させることなく、さら
に緻密に焼結した高誘電率化が図られる。しかし、添加
量が４ｍｏｌ％より多くなるとＱ・Ｆ積が急激に低下す
るため本発明の請求の範囲が限定される。一般に誘電体
材料の誘電率が高くなると、共振周波数の温度係数（τ
f）は正に大きくなる傾向があるが本発明の実施例によ
れば、本組成系におけるＦｅ2Ｏ3の添加効果は誘電率を
高くするとともに、共振周波数の温度係数を負方向にシ
フトさせるため、同じ温度係数で無添加の場合と比較す
ると、さらなる高誘電率化が実現できることとなる。こ
れは、Ｆｅ2Ｏ3の添加によって、焼結体密度が向上し、
負の温度係数を有する他相の生成に起因するものと思わ
れる。即ち、Ｆｅ 2 Ｏ 3 、１〜４ｍｏｌ％を添加していな
い場合、主成分のＦｅのイオン価数が不安定となり、酸
素欠陥が生じやすく、緻密に焼結できない場合があり誘
電率の低下の原因になるものと考えられ、本発明に示す
通り、Ｆｅ 2 Ｏ 3 を添加することにより、主成分相へ固溶
し、Ｆｅのイオン価数を安定させ、緻密な焼結体が得ら
れるものと考えられる。
【００２１】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２２】図１は本実施例の積層型誘電体共振器の正
面断面図、図２は本実施例の積層型誘電体共振器の側面
断面図、図３は本実施例の積層型誘電体共振器の斜視
図、図４は積層型誘電体共振器の分解平面図である。図
中の１は誘電体層、２，３，４は内部導体層、５は外部
電極である。
面断面図、図２は本実施例の積層型誘電体共振器の側面
断面図、図３は本実施例の積層型誘電体共振器の斜視
図、図４は積層型誘電体共振器の分解平面図である。図
中の１は誘電体層、２，３，４は内部導体層、５は外部
電極である。
【００２３】まず、出発原料として高純度のＰｂＯ、Ｃ
ａＣＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5及びＣｕＯを用い、（表
２），（表４）の中の試料番号３７，６１に示した組成
になるように秤量した。原料粉体の作製は、実施例１と
同様な方法により行なった。次に、得られた原料粉体
に、有機バインダー、溶剤及び可塑剤を加えて混合し、
ドクターブレード法により誘電体シートに成形した。導
体電極としては、（表５）に示した金属を選び、ビヒク
ルと混練してペースト化した。ただし、導体電極として
Ｃｕを用いる場合はＣｕＯペーストを用いた。
ａＣＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5及びＣｕＯを用い、（表
２），（表４）の中の試料番号３７，６１に示した組成
になるように秤量した。原料粉体の作製は、実施例１と
同様な方法により行なった。次に、得られた原料粉体
に、有機バインダー、溶剤及び可塑剤を加えて混合し、
ドクターブレード法により誘電体シートに成形した。導
体電極としては、（表５）に示した金属を選び、ビヒク
ルと混練してペースト化した。ただし、導体電極として
Ｃｕを用いる場合はＣｕＯペーストを用いた。
【００２４】
【表５】
【００２５】まず、成型した誘電体シートを複数枚積層
した誘電体層１を形成し、この上に内部導体層２をスク
リーン印刷した。再びその上に、誘電体シートを複数枚
積層した誘電体層１を形成し、この上に内部導体層３を
スクリーン印刷した。ストリップラインとなる内部導体
層３の長さは、試料番号３７に示した組成の場合、１１
mmとし、試料番号６１に示した組成の場合、１０mmとし
た。さらにその上に、誘電体シートを複数枚積層した誘
電体層１を形成し、内部導体層４をスクリーン印刷し
た。次に、誘電体シートを複数枚積層した誘電体層１を
形成後、熱プレスで圧着し、空気中で熱処理してバイン
ダーを焼却した。その後、ＣｕＯペーストを用いた場合
は、水素中で熱処理して導体電極をＣｕに還元した後、
導体電極が酸化しないように窒素中で、その他の導体金
属の場合は空気中で、それぞれ９２０〜９３０℃で焼成
した。最後に、外部電極５としてＣｕ電極を窒素雰囲気
中で焼き付けて積層型誘電体共振器を得た。焼成後のス
トリップラインとなる内部導体層３の長さは、試料番号
３７に示した組成の場合９．８mm、試料番号６１に示し
た組成の場合８．６mmであった。測定試料は各々１０個
作製して特性評価した。結果の平均値を（表５）に示
す。
した誘電体層１を形成し、この上に内部導体層２をスク
リーン印刷した。再びその上に、誘電体シートを複数枚
積層した誘電体層１を形成し、この上に内部導体層３を
スクリーン印刷した。ストリップラインとなる内部導体
層３の長さは、試料番号３７に示した組成の場合、１１
mmとし、試料番号６１に示した組成の場合、１０mmとし
た。さらにその上に、誘電体シートを複数枚積層した誘
電体層１を形成し、内部導体層４をスクリーン印刷し
た。次に、誘電体シートを複数枚積層した誘電体層１を
形成後、熱プレスで圧着し、空気中で熱処理してバイン
ダーを焼却した。その後、ＣｕＯペーストを用いた場合
は、水素中で熱処理して導体電極をＣｕに還元した後、
導体電極が酸化しないように窒素中で、その他の導体金
属の場合は空気中で、それぞれ９２０〜９３０℃で焼成
した。最後に、外部電極５としてＣｕ電極を窒素雰囲気
中で焼き付けて積層型誘電体共振器を得た。焼成後のス
トリップラインとなる内部導体層３の長さは、試料番号
３７に示した組成の場合９．８mm、試料番号６１に示し
た組成の場合８．６mmであった。測定試料は各々１０個
作製して特性評価した。結果の平均値を（表５）に示
す。
【００２６】この（表５）から明らかなように、本実施
例による積層型誘電体共振器は、共振周波数がいずれも
８５０ＭHz前後、Ｑ値は１００以上と高く優れたもので
あった。従来の低温焼成基板材料の比誘電率は８程度で
あるため、本実施例の共振器と同一の構造で同一の共振
周波数を得るためには３１．５mmのストリップライン長
が必要となる。しかし本発明の誘電体磁器組成物の比誘
電率は６０〜１３０と高いため、１１．５〜７．８mmと
短くすることができ、８５０ＭHzの共振器としては非常
に小型のものが得られた。
例による積層型誘電体共振器は、共振周波数がいずれも
８５０ＭHz前後、Ｑ値は１００以上と高く優れたもので
あった。従来の低温焼成基板材料の比誘電率は８程度で
あるため、本実施例の共振器と同一の構造で同一の共振
周波数を得るためには３１．５mmのストリップライン長
が必要となる。しかし本発明の誘電体磁器組成物の比誘
電率は６０〜１３０と高いため、１１．５〜７．８mmと
短くすることができ、８５０ＭHzの共振器としては非常
に小型のものが得られた。
【００２７】なお、ストリップラインを曲線状や、積層
状にすることで、より小型の共振器を得ることも可能で
ある。また、これらとキャパシタとを組み合わせること
により、バンドパスフィルタ等を構成することも可能で
ある。
状にすることで、より小型の共振器を得ることも可能で
ある。また、これらとキャパシタとを組み合わせること
により、バンドパスフィルタ等を構成することも可能で
ある。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、酸化鉛、
酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニオブ及び酸化銅よりな
り、（Ｐｂ1-xＣａx）z（Ｆｅ1/2Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ
1/3Ｎｂ 2w/3）yＯ3と表したときｘ，ｙ，ｚ及びｗがそ
れぞれ、０．４７≦ｘ≦０．６９、０．００８≦ｙ≦
０．０５、１．０≦ｚ≦１．０８、０．０≦ｗ≦１．０
の組成範囲、または、酸化鉛、酸化カルシウム、酸化
鉄、酸化ニオブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ1-xＣａx）
z（Ｆｅ1/2Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）yＯ3と表
したときｘ，ｙ，ｚ及びｗがそれぞれ、０．４７≦ｘ≦
０．６９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦
１．０８、０．０≦ｗ≦１．０の組成範囲にある主成分
１００ｍｏｌ％に対して、１．０〜４．０ｍｏｌ％のＦ
ｅ2Ｏ3を添加含有する組成範囲とすることにより、限定
した組成領域内で、高い比誘電率、高い無負荷Ｑ値及び
小さい共振周波数の温度特性を有し、しかも低温焼結が
可能な優れた誘電体磁器組成物が実現できることとな
る。
酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニオブ及び酸化銅よりな
り、（Ｐｂ1-xＣａx）z（Ｆｅ1/2Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ
1/3Ｎｂ 2w/3）yＯ3と表したときｘ，ｙ，ｚ及びｗがそ
れぞれ、０．４７≦ｘ≦０．６９、０．００８≦ｙ≦
０．０５、１．０≦ｚ≦１．０８、０．０≦ｗ≦１．０
の組成範囲、または、酸化鉛、酸化カルシウム、酸化
鉄、酸化ニオブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ1-xＣａx）
z（Ｆｅ1/2Ｎｂ1/2）1−y（Ｃｕ1/3Ｎｂ2w/3）yＯ3と表
したときｘ，ｙ，ｚ及びｗがそれぞれ、０．４７≦ｘ≦
０．６９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦
１．０８、０．０≦ｗ≦１．０の組成範囲にある主成分
１００ｍｏｌ％に対して、１．０〜４．０ｍｏｌ％のＦ
ｅ2Ｏ3を添加含有する組成範囲とすることにより、限定
した組成領域内で、高い比誘電率、高い無負荷Ｑ値及び
小さい共振周波数の温度特性を有し、しかも低温焼結が
可能な優れた誘電体磁器組成物が実現できることとな
る。
【００２９】また、この誘電体磁器組成物を用いた積層
型誘電体部品は、高導電率の導体を用いているためマイ
クロ波等の高周波領域でも十分使用することが可能とな
る。特に、小型の共振器系を構成することができるの
で、自動車電話、携帯電話等のマイクロ波領域の電磁波
を利用する通信機器の小型化に寄与するところが大であ
る。
型誘電体部品は、高導電率の導体を用いているためマイ
クロ波等の高周波領域でも十分使用することが可能とな
る。特に、小型の共振器系を構成することができるの
で、自動車電話、携帯電話等のマイクロ波領域の電磁波
を利用する通信機器の小型化に寄与するところが大であ
る。
【００３０】さらに、本発明による誘電体磁器組成物及
び積層型誘電体部品は低温で焼成できるものであること
により、製造にかかるエネルギーが従来より節約できる
ため、工業的利用価値が大きいものである。
び積層型誘電体部品は低温で焼成できるものであること
により、製造にかかるエネルギーが従来より節約できる
ため、工業的利用価値が大きいものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施例の積層型誘電体共振器の構
造を説明する正面断面図
造を説明する正面断面図
【図２】本発明による実施例の積層型誘電体共振器の構
造を説明する側面断面図
造を説明する側面断面図
【図３】本発明による実施例の積層型誘電体共振器の構
造を説明する斜視図
造を説明する斜視図
【図４】本発明による実施例の積層型誘電体共振器の内
部導体層の形状を説明する分解平面図
部導体層の形状を説明する分解平面図
１ 誘電体層 ２ 内部導体層 ３ 内部導体層 ４ 内部導体層 ５ 外部電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｐ 11/00 Ｃ０４Ｂ 35/00 Ｊ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01B 3/12 335 H01B 3/12 313 C04B 35/495 H01P 7/10 H01P 11/00
Claims (4)
- 【請求項１】 酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化
ニオブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ） z よりな
る配合物と、（Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y よりなる配合物
と、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y よりなる配合物を、ｘ、ｙ、
ｚ及びｗをそれぞれモル比とし、０．４７≦ｘ≦０．６
９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦１．０
８、０．０≦ｗ≦１．０の範囲で配合した誘電体磁器組
成物。 - 【請求項２】 酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化
ニオブ及び酸化銅よりなり、（Ｐｂ 1-x Ｃａ x ） z よりな
る配合物と、（Ｆｅ 1/2 Ｎｂ 1/2 ） 1-y よりなる配合物
と、（Ｃｕ 1/3 Ｎｂ 2w/3 ） y よりなる配合物を、ｘ、ｙ、
ｚ及びｗをそれぞれモル比とし、０．４７≦ｘ≦０．６
９、０．００８≦ｙ≦０．０５、１．０≦ｚ≦１．０
８、０．０≦ｗ≦１．０の範囲で配合した主成分１００
ｍｏｌ％に対して、１．０〜４．０ｍｏｌ％のＦｅ 2 Ｏ 3
を添加含有した誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】 誘電体層と導体層を、前記導体層が前記
誘電体層の相対向する端部に交互に露出するように積層
した積層体と、前記積層体の前記導体層が露出した両端
面に設けた電極とを備え、前記誘電体層は請求項１記載
の誘電体磁器組成物で形成されている積層型誘電体部
品。 - 【請求項４】 請求項１記載の誘電体磁器組成物に代え
て、請求項２記載の誘電体磁器組成物で誘電体層を形成
する請求項３記載の積層型誘電体部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08958194A JP3321980B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08958194A JP3321980B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07296639A JPH07296639A (ja) | 1995-11-10 |
| JP3321980B2 true JP3321980B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=13974763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08958194A Expired - Lifetime JP3321980B2 (ja) | 1994-04-27 | 1994-04-27 | 誘電体磁器組成物及びこの誘電体磁器組成物を用いた積層型誘電体部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3321980B2 (ja) |
-
1994
- 1994-04-27 JP JP08958194A patent/JP3321980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07296639A (ja) | 1995-11-10 |
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