JPH03295854A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH03295854A JPH03295854A JP2097314A JP9731490A JPH03295854A JP H03295854 A JPH03295854 A JP H03295854A JP 2097314 A JP2097314 A JP 2097314A JP 9731490 A JP9731490 A JP 9731490A JP H03295854 A JPH03295854 A JP H03295854A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
駁!上二1Ljl玉上
本発明は、主にマイクロ波帯域と言われる領域において
使用される共振器等を構成する高周波用誘電体磁器組成
物に関する。
使用される共振器等を構成する高周波用誘電体磁器組成
物に関する。
灸米五肢l
近年、自動車電話、携帯電話、コードレス電話などの無
線通信機に使用される空中線共用器(デュプレクサ−)
や電圧制御発振器等に使用される共振器、あるいはCA
TV用チューナに使用されるフィルタ等に高周波用誘電
体磁器が多く用いられている。この様な共振器等におい
て高誘電率材料を使用することにより、高周波の波長を
真空中の1/−ri下(εr:比誘電率)の長さに短縮
し、かかる周波数における1波長、1/2波長、あるい
はl/4波長のマイクロ波を高周波誘電体磁器の中に閉
じ込め、所定の作用効果が得られるように、小形に構成
したものが一般的に知られている。このような高周波用
誘電体磁器に要求される特性としては、 (1)誘電体中では電磁波の波長が1/−rTF(但し
、εrは比誘電率)に短縮され、同じ共振周波数ならば
誘電率が大きい担手形化できるため、可能な限り誘電率
が大であること、 (2)高周波帯域での誘電損失が小さいこと、(3)共
振周波数の温度変化に対する変化率が少ないこと、すな
わち誘電率の温度依存性が小さくかつ安定であること、 の3特性が挙げられる。
線通信機に使用される空中線共用器(デュプレクサ−)
や電圧制御発振器等に使用される共振器、あるいはCA
TV用チューナに使用されるフィルタ等に高周波用誘電
体磁器が多く用いられている。この様な共振器等におい
て高誘電率材料を使用することにより、高周波の波長を
真空中の1/−ri下(εr:比誘電率)の長さに短縮
し、かかる周波数における1波長、1/2波長、あるい
はl/4波長のマイクロ波を高周波誘電体磁器の中に閉
じ込め、所定の作用効果が得られるように、小形に構成
したものが一般的に知られている。このような高周波用
誘電体磁器に要求される特性としては、 (1)誘電体中では電磁波の波長が1/−rTF(但し
、εrは比誘電率)に短縮され、同じ共振周波数ならば
誘電率が大きい担手形化できるため、可能な限り誘電率
が大であること、 (2)高周波帯域での誘電損失が小さいこと、(3)共
振周波数の温度変化に対する変化率が少ないこと、すな
わち誘電率の温度依存性が小さくかつ安定であること、 の3特性が挙げられる。
また、マイクロ波帯域でも自動車電話、パーソナル無線
、コードレステレホン等に用いられる比較的低周波帯域
とされるI GHz程度の領域において適用する場合、
波長がかなり長くなるため、共振器等の小形化を図るた
めには誘電体磁器組成物としては誘電率がかなり高いも
のを必要とする。
、コードレステレホン等に用いられる比較的低周波帯域
とされるI GHz程度の領域において適用する場合、
波長がかなり長くなるため、共振器等の小形化を図るた
めには誘電体磁器組成物としては誘電率がかなり高いも
のを必要とする。
従来、この種の誘電体磁器組成物としては、例えば、B
a0−NdzOx−Ti02−Bi20を系組成物、B
aO−Nd2O,−TiO,−PbO系組成物などが知
られている。
a0−NdzOx−Ti02−Bi20を系組成物、B
aO−Nd2O,−TiO,−PbO系組成物などが知
られている。
明が ゛しよ と る課
しかしながら、これらの材料においても誘電率はεr;
70〜90程度であり、それ以上の高い誘電率のものを
得ようとすると、急激にQ値が劣化するか、あるいは温
度特性が劣化し、誘電率を上げ共振器等の小形化を図る
には限度があった。 また、誘電体グリーンシートに内
部電極ペーストを印刷してそれらを積層し、その後前記
内部電極ペーストと前記誘電体グリーンシートを同時焼
結させ、この焼結体に外部電極を形成した、いわゆる積
層形の誘電体共振器、フィルタとすることにより、内部
導体形状を色々な形状に設計し、前記焼結体の大きさを
共振波長に比べて大幅に小さくすることも考えられてい
る。
70〜90程度であり、それ以上の高い誘電率のものを
得ようとすると、急激にQ値が劣化するか、あるいは温
度特性が劣化し、誘電率を上げ共振器等の小形化を図る
には限度があった。 また、誘電体グリーンシートに内
部電極ペーストを印刷してそれらを積層し、その後前記
内部電極ペーストと前記誘電体グリーンシートを同時焼
結させ、この焼結体に外部電極を形成した、いわゆる積
層形の誘電体共振器、フィルタとすることにより、内部
導体形状を色々な形状に設計し、前記焼結体の大きさを
共振波長に比べて大幅に小さくすることも考えられてい
る。
しかしマイクロ波帯域で使用される電極には低抵抗であ
ることが要求されるため、この帯域における共振器等で
は一般に電極としてAu、 Ag、Cu、A1等の金属
が使用されており、同時焼結させるにはそれらの金属の
融点よりも低い温度で焼結する組成物が必要になる、 しかしながら、従来の高周波用誘電体磁器は1300〜
1500℃で焼結されており、マイクロ波帯域で適して
いるAu、 Ag、Cu等の金属材料を内部電極材料と
して採用することができないといった課題があった。
ることが要求されるため、この帯域における共振器等で
は一般に電極としてAu、 Ag、Cu、A1等の金属
が使用されており、同時焼結させるにはそれらの金属の
融点よりも低い温度で焼結する組成物が必要になる、 しかしながら、従来の高周波用誘電体磁器は1300〜
1500℃で焼結されており、マイクロ波帯域で適して
いるAu、 Ag、Cu等の金属材料を内部電極材料と
して採用することができないといった課題があった。
本発明は上記した課題に鑑み発明されたものであって、
高周波用共振器等のより一層の小形化を可能とする、誘
電率が高く、誘電損失が低く、誘電率の温度依存性が小
さくかつ安定で、従って製造される誘電体共振器の共振
周波数の温度依存性°が小さく、しかもAu 、Ag−
Pd等を内部電極材料として使用できる低温で焼結可能
な誘電体磁器組成物を提供することを目的としている。
高周波用共振器等のより一層の小形化を可能とする、誘
電率が高く、誘電損失が低く、誘電率の温度依存性が小
さくかつ安定で、従って製造される誘電体共振器の共振
周波数の温度依存性°が小さく、しかもAu 、Ag−
Pd等を内部電極材料として使用できる低温で焼結可能
な誘電体磁器組成物を提供することを目的としている。
課 を解゛するための 群1
本発明者は上記課題に対して、研究を重ねた結果、Ba
O1NdJi、 SmzOs、TiO□、pbo、Bi
20aからなる系にGeO□、CuO1ZnOを添加す
ることによって、高誘電率で誘電率の温度依存性の小さ
い、即ち共振周波数の温度依存性が小さく、かつ、高Q
値の特性を有し、しかも、 Au、 Ag−Pdを内部
導体として使用できる1000〜1050°Cの低温で
焼結できる誘電体磁器組成物が得られることを知見し、
本発明を完成するに至った。
O1NdJi、 SmzOs、TiO□、pbo、Bi
20aからなる系にGeO□、CuO1ZnOを添加す
ることによって、高誘電率で誘電率の温度依存性の小さ
い、即ち共振周波数の温度依存性が小さく、かつ、高Q
値の特性を有し、しかも、 Au、 Ag−Pdを内部
導体として使用できる1000〜1050°Cの低温で
焼結できる誘電体磁器組成物が得られることを知見し、
本発明を完成するに至った。
即ち、本発明に係る誘電体磁器組成物は、組成式が
xBaoy((Nd20s)+−a (Smz(hl
cr)’zTiOz−uPbC1vBiz03 ただし o、oao <x< 0.160 0.135 <y<0.160 0.643 < z <0.670 0.037 < u <0.110 0.005 <v<0.045 x + y + z + u + v = 10 ≦α
<0.25 で示される主成分に対し、副成分としてGe0zが1.
0〜4.7重量% ZnOが0.5〜25重量%及び CuOが0.5〜2.5重量% の割合で添加されていることを特徴としている。
cr)’zTiOz−uPbC1vBiz03 ただし o、oao <x< 0.160 0.135 <y<0.160 0.643 < z <0.670 0.037 < u <0.110 0.005 <v<0.045 x + y + z + u + v = 10 ≦α
<0.25 で示される主成分に対し、副成分としてGe0zが1.
0〜4.7重量% ZnOが0.5〜25重量%及び CuOが0.5〜2.5重量% の割合で添加されていることを特徴としている。
1里
本発明の誘電体磁器組成物の主成分は、REO(希土類
酸化物) −BaO−TiOx系にpboとBiJsを
加えた組成で、希土類酸化物としてNd2O,とSm2
0xを用いている。そして、これに1000℃〜105
0℃の低温焼結を可能とするため、副成分としてGeO
□、ZnO、CuOを添加している。
酸化物) −BaO−TiOx系にpboとBiJsを
加えた組成で、希土類酸化物としてNd2O,とSm2
0xを用いている。そして、これに1000℃〜105
0℃の低温焼結を可能とするため、副成分としてGeO
□、ZnO、CuOを添加している。
本発明においては、希土類酸化物としてNd2O。
とSmzOaの二種類を用いている。これは次の様な理
由による。この系において、誘電率、Q値が良好で、焼
結温度の低い組成点においては、共振周波数の温度係数
τfを調整するために、希土類酸化物量(本発明におい
ては、NdzOsとSmzOaのトタル量)を変化させ
ると、他の特性が劣化する。他方、Nd2O3,S。2
03は両方とも共振周波数の温度係数てfをマイナス側
へ移行させる性質を有しているが、Sm2O3の方がそ
の効果が大であり、両者の割合を考慮することにより誘
電率、Q値をあまり変化させずにτfを調整できるから
である。従って、NdJsと5tnxOsの割合を変化
させることにより、適正な範囲にτfが調整される。
由による。この系において、誘電率、Q値が良好で、焼
結温度の低い組成点においては、共振周波数の温度係数
τfを調整するために、希土類酸化物量(本発明におい
ては、NdzOsとSmzOaのトタル量)を変化させ
ると、他の特性が劣化する。他方、Nd2O3,S。2
03は両方とも共振周波数の温度係数てfをマイナス側
へ移行させる性質を有しているが、Sm2O3の方がそ
の効果が大であり、両者の割合を考慮することにより誘
電率、Q値をあまり変化させずにτfを調整できるから
である。従って、NdJsと5tnxOsの割合を変化
させることにより、適正な範囲にτfが調整される。
各成分が上記範囲を逸脱した場合、1000℃〜105
0℃の低温での焼結が不可能になるか、あるいは可能な
場合でも誘電率εrが低かったり、あるいは共振周波数
の温度系数が、±20ppm/”Cの範囲を出たり、あ
るいは、Q値が、1500以下と低くなる。
0℃の低温での焼結が不可能になるか、あるいは可能な
場合でも誘電率εrが低かったり、あるいは共振周波数
の温度系数が、±20ppm/”Cの範囲を出たり、あ
るいは、Q値が、1500以下と低くなる。
釆里fll 7じム翌較廻
(I)誘電体磁器の調整
■高純度の炭酸バリウム(BaCOs)、酸化ネオジウ
ム(Nd2031、酸化サマリウム(SmzO1−α(
Sm2O3)α}、酸化チタン(Ti02) 、酸化鉛
(PbO1、酸化ビスマス(Bi。
ム(Nd2031、酸化サマリウム(SmzO1−α(
Sm2O3)α}、酸化チタン(Ti02) 、酸化鉛
(PbO1、酸化ビスマス(Bi。
03)酸化ゲルマニウム(GeOzl、酸化亜鉛(Zn
O1、酸化銅(Curlをそれぞれ第1表に示した比率
で秤量した。
O1、酸化銅(Curlをそれぞれ第1表に示した比率
で秤量した。
■上記出発原料をボールミルにて一昼夜湿式混合した後
乾燥させた。
乾燥させた。
■上記混合物を900℃程度の温度で約2時間仮焼した
。
。
■仮焼した混合物をボールミルにて一昼夜湿式粉砕した
後乾燥させた。
後乾燥させた。
■上記乾燥粉末に約1重量%のバインダを添加しで整粒
した。
した。
■約1000kg/cm2の圧力で成形し、1000−
1350°Cで約2時間空気中にて焼成した。
1350°Cで約2時間空気中にて焼成した。
(II)特性の測定
得られた誘電体磁器を誘電体円柱共振器法により、共振
周波数3.0〜4.0GHzにおいて誘電率、Q値及び
共振周波数の温度係数について測定した。
周波数3.0〜4.0GHzにおいて誘電率、Q値及び
共振周波数の温度係数について測定した。
結果を第1表に示す。
(以下余白)
以下実施例のものと比較例のものとを比べ、本発明に係
る組成範囲外での比較例における問題点を述べる。
る組成範囲外での比較例における問題点を述べる。
χ> 0.160の場合二N016の様に焼結温度が高
くなる。
くなる。
χ< o、 ogoの場合:No、12の様に焼結温度
が高くなる。
が高くなる。
y > 0.160の場合:No、12の様に焼結温度
が高くなる。
が高くなる。
y<0.135の場合:No、11の様に焼結温度が高
くなる。
くなる。
z>0.670の場合:No、11様にQ値が低くなる
。
。
z<0.643の場合:No、6の様に焼結温度が高く
なる。
なる。
u>0.110の場合:No、13の様にQ値が低くな
る。
る。
u<0.037の場合:No、8の様にQ値が低(なる
。
。
v>0.045の場合:No、8の様にQ値が低くなる
。
。
v<0.005の場合:No、9の様に焼結温度が高く
なる。
なる。
α>0.25の場合・No、 10の様にてfがマイナ
ス側に大きくなる。
ス側に大きくなる。
Ge0a>4.7重量%の場合:No、24の様に焼結
温度が高くなる。
温度が高くなる。
GeO□〈10重量%の場合:No、17の様に焼結温
度が高くなる。
度が高くなる。
2nO>2.5重量%の場合:No、20の様にQ値が
低くなる。
低くなる。
2nO<0.5重量%の場合・No、24の様に焼結温
度が高くなる。
度が高くなる。
CuO>2.5重量%の場合:No、18の様にQ値が
低くなる。
低くなる。
CuO<0.5重量%の場合・No、 24の様に焼結
温度が高くなる。
温度が高くなる。
このように比較例のものでは上記のような問題点が残る
。
。
一方、本発明に係る組成の範囲内のものであるNo、
1.2.3.4.5.7.14.15.19.21.2
2.23については、誘電率がεr =64.6〜75
.3と高く、Q値もf−Q=1598〜3869と高く
、また共振周波数の温度係数工fもτf=−18,5〜
+18.6と安定で、しかも1000〜1050°Cで
焼結でき、本発明の目的が達成されている。
1.2.3.4.5.7.14.15.19.21.2
2.23については、誘電率がεr =64.6〜75
.3と高く、Q値もf−Q=1598〜3869と高く
、また共振周波数の温度係数工fもτf=−18,5〜
+18.6と安定で、しかも1000〜1050°Cで
焼結でき、本発明の目的が達成されている。
兄月しΣ弘累
以上の説明により明らかなように、本発明に係る誘電体
磁器組成物にあっては、Bad、 NdzOxSm20
3.T10□、pbo、B120aを主成分とし、副成
分としてGeO□2nO1CuOが所定量添加されてお
り、誘電率及びQ値が高く、しかも共振周波数の温度依
存性が小さく、さらにはAu、 Ag−Pdを内部電極
として使用できる、低温で焼結可能な誘電体磁器組成物
を得ることができる。
磁器組成物にあっては、Bad、 NdzOxSm20
3.T10□、pbo、B120aを主成分とし、副成
分としてGeO□2nO1CuOが所定量添加されてお
り、誘電率及びQ値が高く、しかも共振周波数の温度依
存性が小さく、さらにはAu、 Ag−Pdを内部電極
として使用できる、低温で焼結可能な誘電体磁器組成物
を得ることができる。
従って、高周波用共振器、フィルタ等の大幅な小形化が
可能になり、その有用性は極めて大きい。
可能になり、その有用性は極めて大きい。
Claims (1)
- (1)組成式が xBaO・y{(Nd_2O_3)_1_−_α(Sm
_2O_3)_α}・zTiO_2・uPbO・vBi
_2O_3 ただし 0.080<x<0.160 0.135<y<0.160 0.643<z<0.670 0.037<u<0.110 0.005<v<0.045 x+y+z+u+v=1 0≦α<0.25 で示される主成分に対し、副成分として GeO_2が1.0〜4.7重量% ZnOが0.5〜2.5重量%及び CuOが0.5〜2.5重量% の割合で添加されていることを特徴とする誘電体磁器組
成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2097314A JP2526701B2 (ja) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2097314A JP2526701B2 (ja) | 1990-04-11 | 1990-04-11 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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