JPH04243966A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH04243966A JPH04243966A JP3025289A JP2528991A JPH04243966A JP H04243966 A JPH04243966 A JP H04243966A JP 3025289 A JP3025289 A JP 3025289A JP 2528991 A JP2528991 A JP 2528991A JP H04243966 A JPH04243966 A JP H04243966A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体磁器組成物に関
し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電率を示し且
つ実用的範囲の温度係数を示す誘電体磁器組成物に関し
、又は更に容易に焼結して製造される誘電体磁器組成物
に関する。本発明はマイクロ周波数領域において誘電体
共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路
のインピーダンス整合等に利用される。
し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電率を示し且
つ実用的範囲の温度係数を示す誘電体磁器組成物に関し
、又は更に容易に焼結して製造される誘電体磁器組成物
に関する。本発明はマイクロ周波数領域において誘電体
共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路
のインピーダンス整合等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】誘電体磁器組成物は、使用周波数が高周
波となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので
、マイクロ周波数領域でＱ値の大きな誘電体磁器組成物
が望まれている。従来の磁器材料としては、ＺｒＯ２
−ＳｎＯ２ −ＴｉＯ２ 系磁器組成物、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ２ 系磁器組成物及びその一部を他の元素で置換した
磁器組成物（特公平１−３７８０７号公報）等が知られ
ている。
波となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので
、マイクロ周波数領域でＱ値の大きな誘電体磁器組成物
が望まれている。従来の磁器材料としては、ＺｒＯ２
−ＳｎＯ２ −ＴｉＯ２ 系磁器組成物、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ２ 系磁器組成物及びその一部を他の元素で置換した
磁器組成物（特公平１−３７８０７号公報）等が知られ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の磁器組
成物では、Ｑ値若しくは比誘電率が小さかったり、又は
所望の温度係数が得られなかったり、その製造における
焼結性が悪かったりする等の問題がある。また、異なっ
た組成を有する新規な誘電体磁器組成物が望まれており
、しかもその焼結性に優れ容易に製造できるものが一層
好ましい。本発明は、上記観点に鑑みてなされたもので
あり、高いＱ値及び比誘電率を示し且つ実用的範囲の温
度係数を示す誘電体磁器組成物、更に、容易に焼成して
製造される誘電体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
成物では、Ｑ値若しくは比誘電率が小さかったり、又は
所望の温度係数が得られなかったり、その製造における
焼結性が悪かったりする等の問題がある。また、異なっ
た組成を有する新規な誘電体磁器組成物が望まれており
、しかもその焼結性に優れ容易に製造できるものが一層
好ましい。本発明は、上記観点に鑑みてなされたもので
あり、高いＱ値及び比誘電率を示し且つ実用的範囲の温
度係数を示す誘電体磁器組成物、更に、容易に焼成して
製造される誘電体磁器組成物を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ｂａ−Ｚｎ
−Ｔａ−Ｔｉ−Ｏ系の誘電体磁器組成物について、以下
に示す性能を全て満足する磁器組成物について種々検討
した結果、本発明を完成するに至ったのである。 Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）比誘電率ε
ｒ ；３０以上 温度係数τｆ ；−２０〜＋２０ ｐｐｍ／℃焼結性
；良好。 即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、酸化バリウム、タ
ンタル酸亜鉛及び酸化チタンからなり、その組成式をＢ
ａＯ・ｘＺｎＴａ２ Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２ で表したと
きに、ｘ、ｙがそれぞれ０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜
ｙ＜４．５の範囲にある組成を主成分とし、副成分とし
てＷＯ３ 単味、若しくはＭｎＯ２ とＷＯ３ の両者
を選択し、前記主成分１００重量部に対し、ＷＯ３ は
０．１〜１重量部の範囲内で添加含有させ、ＭｎＯ２
は少なくとも０．５重量部以下添加含有させてなること
を特徴とする。本磁器組成物は、所定の原料を所定量混
合し、焼結して製造される。例えば、焼結後ＢａＯとな
る原料粉末とＺｎＴａ２ Ｏ６ 粉末とＴｉＯ２ 粉末
とを前記組成式に相当する量を混合し仮焼して、ＢａＯ
・ｘＺｎＴａ２ Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２仮焼粉末を製造し
、これに所定量のＭｎＯ２ 粉末、ＷＯ３ 粉末を天使
し焼結して製造することができる。
−Ｔａ−Ｔｉ−Ｏ系の誘電体磁器組成物について、以下
に示す性能を全て満足する磁器組成物について種々検討
した結果、本発明を完成するに至ったのである。 Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）比誘電率ε
ｒ ；３０以上 温度係数τｆ ；−２０〜＋２０ ｐｐｍ／℃焼結性
；良好。 即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、酸化バリウム、タ
ンタル酸亜鉛及び酸化チタンからなり、その組成式をＢ
ａＯ・ｘＺｎＴａ２ Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２ で表したと
きに、ｘ、ｙがそれぞれ０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜
ｙ＜４．５の範囲にある組成を主成分とし、副成分とし
てＷＯ３ 単味、若しくはＭｎＯ２ とＷＯ３ の両者
を選択し、前記主成分１００重量部に対し、ＷＯ３ は
０．１〜１重量部の範囲内で添加含有させ、ＭｎＯ２
は少なくとも０．５重量部以下添加含有させてなること
を特徴とする。本磁器組成物は、所定の原料を所定量混
合し、焼結して製造される。例えば、焼結後ＢａＯとな
る原料粉末とＺｎＴａ２ Ｏ６ 粉末とＴｉＯ２ 粉末
とを前記組成式に相当する量を混合し仮焼して、ＢａＯ
・ｘＺｎＴａ２ Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２仮焼粉末を製造し
、これに所定量のＭｎＯ２ 粉末、ＷＯ３ 粉末を天使
し焼結して製造することができる。
【０００５】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明する
。 （１）各試料の作製 純度９９．９％のＺｎＯ、Ｔａ２ Ｏ５ を出発原料と
してそれそれモル比が１：１になるように秤量混合し、
これをミキサーで乾式による粉砕及び混合を施した後、
酸素雰囲気中で１１８０℃の温度で６時間熱処理してＺ
ｎＴａ２ Ｏ６ を合成した。こうして得られたＺｎＴ
ａ２ Ｏ６ に純度９９．９％のＢａＣＯ３ 、ＴｉＯ
２ を各組成に応じて所定量秤量混合し、再びミキサー
で乾式による一次粉砕及び混合を施した後、酸素雰囲気
中１０００℃の温度で６時間仮焼した。更に、この仮焼
物にＭｎＯ２ 粉末、ＷＯ３ 粉末を添加して再びミキ
サーで乾式による二次粉砕及び混合を施した後、適量の
有機バインダーと水を加え、３０ｍｍφのアルミナボー
ルで粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒され
た原料を１５００ｋｇ／ｃｍ２ のプレス圧で１８ｍｍ
φ×１５ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。次に、こ
の成形体を大気中、１２５０℃から１３５０℃の温度で
、１０時間焼成し、最後に、１２ｍｍφ×１０ｍｍｔ（
厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料とした。そして
、Ｑ値（１／ｔａｎδ）、比誘電率εｒ 、共振周波数
の温度係数τｆ の測定は、比誘電率εｒ が最高とな
る焼結温度の試料を用いて行われた。εｒ とＱｕ値は
誘電体共振器法により測定した。τｆ は−３０〜８０
℃の範囲で、τｆ ＝−１／２τε−α式から求めた。 共振周波数はほぼ４．５ＧＨｚである。線膨張係数αは
９．５〜１１ｐｐｍ／℃である。 τεは比誘電率εｒ の温度係数である。また、焼結性
の良否の判定は、焼結温度範囲の全てにおいて、ミクロ
及びマクロなクラックが存在するか否か或いは焼結によ
り焼結体が充分収縮するか否かにより行い、表記の×は
クラックが存在することを示し、それ以外を○とした。
。 （１）各試料の作製 純度９９．９％のＺｎＯ、Ｔａ２ Ｏ５ を出発原料と
してそれそれモル比が１：１になるように秤量混合し、
これをミキサーで乾式による粉砕及び混合を施した後、
酸素雰囲気中で１１８０℃の温度で６時間熱処理してＺ
ｎＴａ２ Ｏ６ を合成した。こうして得られたＺｎＴ
ａ２ Ｏ６ に純度９９．９％のＢａＣＯ３ 、ＴｉＯ
２ を各組成に応じて所定量秤量混合し、再びミキサー
で乾式による一次粉砕及び混合を施した後、酸素雰囲気
中１０００℃の温度で６時間仮焼した。更に、この仮焼
物にＭｎＯ２ 粉末、ＷＯ３ 粉末を添加して再びミキ
サーで乾式による二次粉砕及び混合を施した後、適量の
有機バインダーと水を加え、３０ｍｍφのアルミナボー
ルで粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒され
た原料を１５００ｋｇ／ｃｍ２ のプレス圧で１８ｍｍ
φ×１５ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。次に、こ
の成形体を大気中、１２５０℃から１３５０℃の温度で
、１０時間焼成し、最後に、１２ｍｍφ×１０ｍｍｔ（
厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料とした。そして
、Ｑ値（１／ｔａｎδ）、比誘電率εｒ 、共振周波数
の温度係数τｆ の測定は、比誘電率εｒ が最高とな
る焼結温度の試料を用いて行われた。εｒ とＱｕ値は
誘電体共振器法により測定した。τｆ は−３０〜８０
℃の範囲で、τｆ ＝−１／２τε−α式から求めた。 共振周波数はほぼ４．５ＧＨｚである。線膨張係数αは
９．５〜１１ｐｐｍ／℃である。 τεは比誘電率εｒ の温度係数である。また、焼結性
の良否の判定は、焼結温度範囲の全てにおいて、ミクロ
及びマクロなクラックが存在するか否か或いは焼結によ
り焼結体が充分収縮するか否かにより行い、表記の×は
クラックが存在することを示し、それ以外を○とした。
【０００６】（２）性能評価
前記の各誘電体試料の特性を調べた、表１、表２及び表
３に示した。尚、核表中、＊印表記の分は、本発明に含
まれない数字を示す。尚、「総合評価」欄中の△印は、
Ｑ値、比誘電率εｒ 及び温度係数τｆ は前記実用的
範囲に含まれるが、焼結性が十分でない場合を示す。
３に示した。尚、核表中、＊印表記の分は、本発明に含
まれない数字を示す。尚、「総合評価」欄中の△印は、
Ｑ値、比誘電率εｒ 及び温度係数τｆ は前記実用的
範囲に含まれるが、焼結性が十分でない場合を示す。
【表１】
【表２】
【表３】
これらの結果によれば、ＺｎＴａ２ Ｏ６ の添加量が
、ｘ＝０．１と少ない場合（Ｎｏ．１）はτｆ が２５
と大き過ぎ、０．８と多い場合（Ｎｏ．６、２０）はＱ
値が各々２５００、４０００と小さい。ＴｉＯ２ の添
加量がｙ＝３．３、３．４、３．５と少ない場合（Ｎｏ
．７〜９）はεｒ が２８．３〜２９．６と３０未満で
あり、４．５と多い場合（Ｎｏ．１４）はτｆ が−２
１と小さ過ぎる。また、ＷＯ３ 成分を含まない場合（
Ｎｏ．３３、３５）はＱ値が各々３８００、４１００と
小さく、１．１重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２６、２
８）もＱ値が各々４６００、３８００と小さい。更に、
ＭｎＯ２ 成分を０．６重量部と多く含む場合（Ｎｏ．
２２、２４）はＱ値が各々４８００、４０００と小さい
。以上より、仮焼粉末の組成式；ＢａＯ・ｘＺｎＴａ２
Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２ において、０．１＜ｘ＜０．８
、３．５＜ｙ＜４．５であり、且つＷＯ３ 成分が０．
１〜１重量部の場合（Ｎｏ．２〜５、１０〜１３、１６
〜１９、２１、２３、２５、２７、２９〜３２、３４、
３６）には、Ｑ値が５０００以上、比誘電率が３０以上
、且つ温度係数が−２０〜＋２０の全ての範囲に含まれ
、全ての実用性能を満足することとなる。更に、ＭｎＯ
２成分を含まない場合（Ｎｏ．２９、３１）及び０．６
重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２２、２４）の双方は、
焼結性が悪かった。一方、これが０．１〜０．５重量部
含む場合は、焼結性も良好であった。従って、更に、こ
のＭｎＯ２含有量が０．１〜０．５重量部の場合は、前
記Ｑ値、比誘電率及び温度係数が前記実用範囲に含まれ
るとともに、焼結体を製造する際の焼結性にも優れ、更
に一層、バランスの優れた実用性を示す。尚、本考案に
おいては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目
的、用途に応じて本考案の範囲内で種々変更した実施例
とすることができる。即ち、前記仮焼温度等の仮焼条件
、焼成温度等の焼成条件等は種々選択できる。また、Ｂ
ａＯとなる原料も前記ＢａＣＯ３ 以外にも、過酸化物
、水酸化物、硝酸塩等を用いることもできる。
、ｘ＝０．１と少ない場合（Ｎｏ．１）はτｆ が２５
と大き過ぎ、０．８と多い場合（Ｎｏ．６、２０）はＱ
値が各々２５００、４０００と小さい。ＴｉＯ２ の添
加量がｙ＝３．３、３．４、３．５と少ない場合（Ｎｏ
．７〜９）はεｒ が２８．３〜２９．６と３０未満で
あり、４．５と多い場合（Ｎｏ．１４）はτｆ が−２
１と小さ過ぎる。また、ＷＯ３ 成分を含まない場合（
Ｎｏ．３３、３５）はＱ値が各々３８００、４１００と
小さく、１．１重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２６、２
８）もＱ値が各々４６００、３８００と小さい。更に、
ＭｎＯ２ 成分を０．６重量部と多く含む場合（Ｎｏ．
２２、２４）はＱ値が各々４８００、４０００と小さい
。以上より、仮焼粉末の組成式；ＢａＯ・ｘＺｎＴａ２
Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２ において、０．１＜ｘ＜０．８
、３．５＜ｙ＜４．５であり、且つＷＯ３ 成分が０．
１〜１重量部の場合（Ｎｏ．２〜５、１０〜１３、１６
〜１９、２１、２３、２５、２７、２９〜３２、３４、
３６）には、Ｑ値が５０００以上、比誘電率が３０以上
、且つ温度係数が−２０〜＋２０の全ての範囲に含まれ
、全ての実用性能を満足することとなる。更に、ＭｎＯ
２成分を含まない場合（Ｎｏ．２９、３１）及び０．６
重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２２、２４）の双方は、
焼結性が悪かった。一方、これが０．１〜０．５重量部
含む場合は、焼結性も良好であった。従って、更に、こ
のＭｎＯ２含有量が０．１〜０．５重量部の場合は、前
記Ｑ値、比誘電率及び温度係数が前記実用範囲に含まれ
るとともに、焼結体を製造する際の焼結性にも優れ、更
に一層、バランスの優れた実用性を示す。尚、本考案に
おいては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目
的、用途に応じて本考案の範囲内で種々変更した実施例
とすることができる。即ち、前記仮焼温度等の仮焼条件
、焼成温度等の焼成条件等は種々選択できる。また、Ｂ
ａＯとなる原料も前記ＢａＣＯ３ 以外にも、過酸化物
、水酸化物、硝酸塩等を用いることもできる。
【０００７】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物は、Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）、比
誘電率εｒ ；３０以上、且つ温度係数τｆ ；−２０
〜＋２０ｐｐｍ／℃の全ての性能を全て満足する大変実
用的に優れたものである。更に、０．５重量部以下のＭ
ｎＯ２ を含む誘電体磁器組成物は、前記性能を全て満
足するとともに、その製造の際の焼結性にも優れ、更に
一層バランスの優れた実用性を示す。
物は、Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）、比
誘電率εｒ ；３０以上、且つ温度係数τｆ ；−２０
〜＋２０ｐｐｍ／℃の全ての性能を全て満足する大変実
用的に優れたものである。更に、０．５重量部以下のＭ
ｎＯ２ を含む誘電体磁器組成物は、前記性能を全て満
足するとともに、その製造の際の焼結性にも優れ、更に
一層バランスの優れた実用性を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化バリウム、タンタル酸亜鉛及び酸
化チタンからなり、その組成式をＢａＯ・ｘＺｎＴａ２
Ｏ６ ・ｙＴｉＯ２ で表したときに、ｘ、ｙがそれ
ぞれ０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜４．５の範囲に
ある組成を主成分とし、副成分としてＷＯ３ 単味、若
しくはＭｎＯ２ とＷＯ３ の両者を選択し、前記主成
分１００重量部に対し、ＷＯ３ は０．１〜１重量部の
範囲内で添加含有させ、ＭｎＯ２ は少なくとも０．５
重量部以下添加含有させてな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 |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243966A true JPH04243966A (ja) | 1992-09-01 |
| JP3067814B2 JP3067814B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=12161860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025289A Expired - Lifetime JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067814B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759935A (en) * | 1995-03-20 | 1998-06-02 | Ngk Spark Co., Ltd. | Composition for producing low sintering temperature ceramic dielectrics and method of manufacturing such dielectrics |
| USRE38491E1 (en) | 1995-03-20 | 2004-04-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Composition for producing low sintering temperature ceramic dielectrics and method of manufacturing such dielectrics |
-
1991
- 1991-01-26 JP JP3025289A patent/JP3067814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759935A (en) * | 1995-03-20 | 1998-06-02 | Ngk Spark Co., Ltd. | Composition for producing low sintering temperature ceramic dielectrics and method of manufacturing such dielectrics |
| USRE38491E1 (en) | 1995-03-20 | 2004-04-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Composition for producing low sintering temperature ceramic dielectrics and method of manufacturing such dielectrics |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3067814B2 (ja) | 2000-07-24 |
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