JPH0340962A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、誘電体磁器組成物、いわゆるコンピュータお
よびコンピュータ関連機器を始めとするタイミング回路
、ＮＴＳＣ方式のカラーエンコーダなどの信号処理に用
いられる、いわゆるデイレイラインや、温度補償の必要
な回路基板などに好適に用いられる誘電体磁器組成物に
関するものである。

〔従来の技術〕 デイレイライン（遅延線）は、入力信号を必要な時間だ
け遅延させて出力信号として取り出す回路部品であり、
また、電子回路などでは信号間に時間差を生じさせたい
ときなどのタイ累ング調整を行うときにも用いられる。

このような機能を有するデイレイラインは、必要なタイ
ごングを精度良く安定して得ることが重要であり、とり
わけ高性能化、高度機能化、超小型化、経済化などを四
指して開発が進んでいる。

こうした開発傾向を支える素材の特性、すなわち誘電体
磁器組成物の特性としては、（１）比誘電率εｒがなる
べく大きいこと、（２）比誘電率の温度変化係数τｆが
小さいこと、（３）誘電体損失が小さいこと、（４）絶
縁抵抗が高いこと、が要求されている。

従来、こうした要求を前提とした上で開発されたデイレ
イライン用誘電体磁器組成物は、例えば、Ｔｉｅ、系材
料、Ｂａｄ−Ｔｉｅ、系材料等が知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来、上記デイレイライン用として市販されている誘電
体磁器組成物は、前記比誘電率が１０００以下、誘電率
温度係数が５００ｐｐｍ　／　’ｃ以上（−２５℃〜＋
８５℃）、誘電体損失（ｔａｎδ）が１０％以上（ＩＯ
ＭＩ−１２）、絶縁抵抗もせいぜい１０．０００　ＭΩ
ｃｍであり、このような特性は高性能、高度機能化など
の上述した要請に十分に応えられるものではなく、その
特性の向上が強く望まれていた。

本発明の目的は、デイレイライン用誘電体として好適な
磁器組成物を提供することにある。すなわち、その特性
が、誘電率？　１０００以上、誘電率の温度係数：　４
００　ＰＰＱＩ／”Ｃ以下、誘電体損失：１０％以下（
１０ＭＨ２）、そして絶縁抵抗：　１０．０００　ＭΩ
ｃｏ＋以上を示す磁器組成物を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成し得る誘電体磁器組成物の構成として、
本発明は、酸化バリウム（ｌ］ａＯ）　、酸化チタン（
ＴｉＯり、酸化スズ（ＳｎＯｘ）、　酸化ビスマス（Ｂ
ｉ２Ｏ２）　、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）および酸化
けい素（Ｓｉｆ２）、またはさらに二酸化マンガン（Ｍ
ｎＯｔ）を必須成分として下記組成範囲内で含有させる
と共に、それに加えて選択的必須成分として、酸化ラン
タン（Ｌａｔ、ｓ）　、酸化サマリウム（ｓａ２Ｏ３）
および酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ３）のうちから選ばれ
るいずれか少なくとも１種を下記ｍ或範囲内で含有させ
てなる誘電体磁器組成物であって、酸化物換算で、主要
必須成分については、ＢａＯ：　１００モル％を基準と
して、これに１０１〜１１５モル％のＴｉ０ｚ、２〜６
モル％のＳｎＯ，、６〜１８モル％のＢｉ２Ｏ３　、１
〜１５モル％のＭｇＯ１０，１〜３モル％のＳｆＯ□お
よび０．１〜２モル％のＭｎＯ，の組成とし、そして選
択的成分については、各々の成分がそれぞれ０．１〜２
モル％の範囲にあるＬａｚｙ、　５ｔａｔｕｓおよびＮ
ｄ２Ｏ，のうちから選ばれる少なくとも１種からなる各
酸化物を含有させてなることを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明の誘電体磁器組成物は、そのの基本形態がＢａＯ
−ＴｉＯｘ系材料であって、とくにＢａＴｉ０＋化合物
である。そして、この化合物は、マトリックス中にＳｎ
Ｏ２、　ＢｔｇＯｓ＋　ＭｇＯおよびＳｉｎｇまたはさ
らにＭｎ０ｚを分散させ、そしてＬａｚＯ＝、　ＣｅＯ
，、ＮｄｚＯｉのうちから選ばれる少なくとも１種を分
散させてなる配合原料を出発材料として、これを成型し
焼結して得られるものである。なお、上記組成について
、Ｂａｄ、　ＭｇＯは、焼結によって酸化物となる形態
の化合物であればよい０例えば、ＢａＣ０１やＭｇＣ（
ｂは、この化合物の方が化学的に安定であるから、この
形態での混合が望ましい。

いかに、本発明において積層板が前述のように限定され
る理由につき詳細に説明する。

まず、Ｂａ０１００モル％に対し、Ｔｉｅ、を１０１〜
１１５モル％含有させる理由は、このＴｉＯ□Ｏ量が１
０１モル％未満だと温度係数Ｔｃｃが大きくなり、一方
、ＴｉＯ□量が１１５モル％を超えると誘電体損失ｔａ
ｎ　δが大きくなるために上記のｍｔとする。

次に、ＳｎＯ□を２〜６モル％としたのは、ＳｎＯ□を
２モル％以上含有させることによって誘電率の温度係数
Ｔｃｃが極めて良くなる。しかし、６モル％を超えて含
有させると誘電体損失ｔａｎδが大きくなり焼結が困難
となるためである０本発明誘電体磁器ｍ戒物において、
上述してように誘電率温度係数がとくに良い値を示すの
は、このＳｎｏｗを含有させた結果であり、これが本発
明の特徴の１つである。

次に、Ｂｉ２Ｏ３を６〜１８モル％としたのは、Ｂｉｚ
ＯｉはＳｎＯ２と同様に温度係数Ｔｃｃを良くするが、
１８モル％以上だと誘電体損失ｔａｎδが大きくなるた
めである。

次に、ＭｇＯを１〜１５モル％としたのは、このＭｇＯ
を１モル％以上含有させると温度係数Ｔｃｃが良くなる
が、逆に１５モル％を超えて含有させると温度変化係数
τｆが悪くなるためである。

次に、ＳｉＯ２は、絶縁抵抗を高めるために配合する。

このＳｉＯ□の配合量が０．１モル％未満または３モル
％超ではその効果がない。

そして、ＭｎＯ□は、酸素不足を補い、焼結を良くする
ために用い、温度特性を向上させるものである。その量
が０．２モル％未満では添加効果勿（なく、２モル％以
上ではεを小さくし、温度特性が良くならない。

本発明においては、主要構成成分の組成につき上述のよ
うに限定するが、さらに次のような選択的に用いる成分
：すなわち、ＬａｚＯｉ、　Ｓｍ２Ｏ３、　ＮｄｚＯ＋
のうちから選ばれる少なくとも１種を含有させることに
より、誘電体損失（ｔａｎδ）を小さくすること、およ
び誘電率を大きくすることとした。

しかし、これら選択成分（Ｌａｚｙ、、　５ｍ２Ｏ３．
　Ｎｄ２０３）の多量がそれぞれ０．１モル％未満では
ｔａｎδの改善効果がなく、逆に各選択成分の量がそれ
ぞれ２モル％超だとｔａｎδの改善効果が変わらず、逆
に温度係数が悪くなる傾向があるので、これらの成分の
各含有量は酸化物換算でそれぞれ０．１〜２モル％であ
る。

本発明において、上記各成分元素を上述のような組成範
囲内で選択しかつ組合わせたのち、これを焼成して複合
酸化物とすると、特に誘電体損失および誘電率の温度係
数を小さくすることができ、デイレイライン用のほか、
温度補償用の誘電体材料としてもとりわけ有用である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に従って説明する。

出発原料として、９９，９％以上の高純度のＢａＣ０，
。

Ｔｉｅ、、　ＳｎＯ，Ｂｉ２Ｏ．、　ＭｇＣ０ｚ＋　５
ｉＯｚおよびＭｎＯ□。

さらにＬａｚＯ＋、ＳｍｚＯ＋、　Ｎｄ２Ｏ３のうちの
いずれか１種以上の粉末を使用した。これらの粉末を所
定の組成になるように調合し、ボールミルに純水ととも
に投入し、湿式混合を行った。この混合粉末を脱水乾燥
後、 １０００〜１１５０℃で２〜４時間仮焼し、得られた仮
焼粉を再度ボール旦ルにて湿式粉砕を行った。

この微粉砕された仮焼粉を脱水乾燥後、バインダーを添
加し、混練造粒後、成形圧力ｌ　ｔｏｎ／ｃｍ”で直径
１６ｔｍ、　厚さＩＭの円板状の成形棒とした。

この成形棒を１３００〜１４００℃で２〜４時間、空気
のような酸素含有雰囲気下において焼成した。得られた
試料に銀電極、リード線を取り付けた。

その後、得られた試料を、ＹＨＰ社のインピーダンスア
ナライザＨＰ４１９２Ａを用いて、キューリ点（Ｔｃ、
’ｃ）、比誘電率（εｒ、２５℃）、誘電率の温度係数
（Ｔｃｃ、−２５〜＋８５℃、Ｔｃがこの範囲内にある
時はその両側の温度係数）、誘電体損失（ｔａｎδ、２
５℃、　　ＩＫＨｚ、　１０ＭＨ２）をそれぞれ測定し
、同社の絶縁抵抗計ＨＰ４３２９Ａを用いて、絶縁抵抗
（ＩＲ，１０Ｖ印加後１分後）を測定した。

それらの結果を第１表に示す。

この第１表から、本発明の誘電体磁器ｍ酸物は温度係数
Ｔｃｃはいずれも＋３２８　ｐｐｍ／’Ｃ以下（Ｎ１４
　）であり、また、誘電体損失ｔａｎδは９６１％以下
（１０ＭＨ２）　（ｌｌ＆１３）であり、比誘電率εｒ
も低いもので１３１３　（Ｎ［Ｌｉ２）であり、また、
絶縁抵抗Ωも４×１０１０（Ｎｔｈ７）以上と、デイレ
イラインとして要求される各特性をいずれも超えていた
。

また、比較のために、Ｌａ２Ｏ．、　Ｃｅ０ｔ、　５ｆ
ｆｌｚＯ＋。

ＮｄｔＯ，を無添加のものを作製したが（Ｍｌ）、ｔａ
ｎδは０．９８％であり（Ｉ　ＫＨ２）、ＴＣＣは＋６
００　ｐｐｍ／”ｃであり、ＭｇＯ無添加のもの（ｌｌ
ｈ２）はｔａｎδは１．０２％であり、ＴＣＣは一２８
９０ｐＰＩｌｌ／　ｔであり、このＭｇＯが範囲外のも
の（１ｍ　１Ｂ）は、ＴＣＣは＋６５４　ｐｐｍ／’Ｃ
。

ｊａｎ６１．１５％であった。また、ＳｎＯ，のないも
の（Ｎ１１９）は温度係数が高＜　、５ｎＯｚ、　Ｂｉ
２Ｏ．の本発明範囲外のもの（ｍ２０）は上記性状の全
てが悪くなることがわかった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、高い誘電率を示すと同時
に、誘電率の温度係数ならびに誘電体損失がいずれも小
さく、そして絶縁抵抗が高いという特徴を有しているこ
とが判った。従って、本発明の誘電体磁器組成物は、デ
イレイライン用の他、温度補償用の誘電体材料としても
頗る有効に用いることができるものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．必須主要成分として、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸
   化チタン（ＴｉＯ＿２）、酸化スズ（ＳｎＯ＿２）、酸
   化ビスマス（Ｂｉ＿２Ｏ＿３）、酸化マグネシウム（Ｍ
   ｇＯ）および酸化けい素（ＳｉＯ＿２）を下記組成範囲
   内で含有し、そして選択的必須成分として、酸化ランタ
   ン（Ｌａ＿２Ｏ＿３）、酸化サマリウム（Ｓｍ＿２Ｏ＿
   ３）および酸化ネオジウム（Ｎｄ＿２Ｏ＿３）のうちか
   ら選ばれるいずれか少なくとも１種を下記組成の範囲内
   で含有させてなる誘電体磁器組成物であって、その組成
   が、ＢａＯ：１００モル％ ＴｉＯ＿２：１０１〜１１５モル％ ＳｎＯ＿２：２〜６モル％ Ｂｉ＿２Ｏ＿３：６〜１８モル％ ＭｇＯ：１〜１０モル％ ＳｉＯ＿２：０．１〜３モル％ Ｌａ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ Ｓｍ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ Ｎｄ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
2. ２．必須主要成分として、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸
   化チタン（ＴｉＯ＿２）、酸化スズ（ＳｎＯ＿２）、酸
   化ビスマス（Ｂｉ＿２Ｏ＿３）、酸化マグネシウム（Ｍ
   ｇＯ）、酸化けい素（ＳｉＯ＿２）および二酸化マンガ
   ン（ＭｎＯ＿２）を下記組成範囲内で含有し、 そして選択的必須成分として、酸化ランタン（Ｌａ＿２
   Ｏ＿３）、酸化サマリウム（Ｓｍ＿２Ｏ＿３）および酸
   化ネオジウム（Ｎｄ＿２Ｏ＿３）のうちから選ばれるい
   ずれか少なくとも１種を下記組成の範囲内で含有させて
   なる誘電体磁器組成物であって、その組成が、ＢａＯ：
   １００モル％ ＴｉＯ＿２：１０１〜１１５モル％ ＳｎＯ＿２：２〜６モル％ Ｂｉ＿２Ｏ＿３：６〜１８モル％ ＭｇＯ：１〜１０モル％ ＳｉＯ＿２：０．１〜３モル％ ＭｎＯ＿２：０．２〜２モル％ Ｌａ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ Ｓｍ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ Ｎｄ＿２Ｏ＿３：０．１〜２モル％ であることを特徴とする誘電体磁器組成物。