JPH06162823A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH06162823A
JPH06162823A JP4306873A JP30687392A JPH06162823A JP H06162823 A JPH06162823 A JP H06162823A JP 4306873 A JP4306873 A JP 4306873A JP 30687392 A JP30687392 A JP 30687392A JP H06162823 A JPH06162823 A JP H06162823A
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JP
Japan
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dielectric
oxide
composition
weight
resonance frequency
Prior art date
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Pending
Application number
JP4306873A
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English (en)
Inventor
Keiichi Furuta
圭一 古田
Masataka Fujinaga
昌孝 藤永
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電率が大きく、かつ無負荷Qが大きく、
しかも共振周波数の温度係数が小さい誘電体共振器材料
等として好適な誘電体磁器組成物を提供するものであ
る。また、低温焼結可能であり、内部電極材料としてA
g−Pd、Cu等を使用して同時焼成による積層化がで
きる誘電体磁器組成物を提供するものである。 【構成】 組成式、(Ba1-x Pbx )(Nda Pr
b Smc Lad Bi e 2 Ti4 12(式中、0.01
≦x≦0.4、0.01≦a≦0.95、0.01≦b
≦0.95、0≦c≦0.6、0≦d≦0.3、0.0
4≦e≦0.5、ただしa+b+c+d+e=1)で表
されるバリウム、鉛、ネオジム、プラセオジム、サマリ
ウム、ランタン、ビスマス、チタンおよび酸素からなる
主成分に対して、副成分としてGeO2 を0.5〜5重
量%、B2 3 を0.5〜5重量%、SiO2 を0.5
〜5重量%およびPbOを0.5〜5重量%含有する誘
電体磁器組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体磁器等の材料と
して好適な誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来技術およびその問題点】近年、マイクロ波回路の
集積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められ
ている。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁
器組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また共振周
波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度特
性の直線性が優れ、無負荷Qが大きいことなどが要求さ
れている。このような誘電体磁器組成物として従来Ti
2 、MgO−CaO−TiO2などを主成分とするも
のが知られているが、前者は温度係数が大きく、後者は
比誘電率が小さいという問題点がある。
【0003】この改良系としてBaO−TiO2 −Nd
2 3 系の誘電体磁器組成物についての提案〔Ber.Dt.K
eram.Ges.55(1978)Nr.7 ;特開昭60−35406号公
報等〕、あるいは、BaO−TiO2 −Nd2 3 −B
2 3 系(特開昭62−72558号公報、特開昭6
2−100906号公報)についての提案がなされてい
る。
【0004】最近、誘電体磁器組成物を積層した積層チ
ップコンデンサ、積層誘電体共振器等が開発されてお
り、磁器組成物と内部電極との同時焼成による積層化が
行われている。しかしながら、前記誘電体磁器組成物は
焼成温度が1300℃〜1450℃と高いため内部電極
との同時焼成を行うことは困難な面があり、電極材料と
しては高温に耐えるパラジウムや白金等の材料に限定さ
れていた。このため、電極材料として安価な銀−パラジ
ウムや銅を使用して1200℃以下の低温で同時焼成で
きる誘電体磁器組成物が求められている。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体材料として優れ
た特性、特に高誘電率で、無負荷Qが大きく、共振周波
数の温度変化が小さいという特性を有し、しかも低温で
焼成した場合にも焼結性が良好な誘電体磁器組成物を提
供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明は、組成式、
(Ba1-x Pbx )(Nda Prb Smc Lad
e 2 Ti4 12(式中、0.01≦x≦0.4、
0.01≦a≦0.95、0.01≦b≦0.95、0
≦c≦0.6、0≦d≦0.3、0.04≦e≦0.
5、ただしa+b+c+d+e=1)で表されるバリウ
ム、鉛、ネオジム、プラセオジム、サマリウム、ランタ
ン、ビスマス、チタンおよび酸素からなる主成分に対し
て、副成分としてGeO2 を0.5〜5重量%、B2
3 を0.5〜5重量%、SiO2 を0.5〜5重量%お
よびPbOを0.5〜5重量%含有することを特徴とす
る誘電体磁器組成物に関する。
【0007】本発明によれば、BaNd2 Ti4 12
造においてBaの一部をPbで置換することによって、
誘電率を大きく、共振周波数の温度係数を小さくするこ
とができる。置換量が多くなりすぎると、Qが低下する
ので置換量xは上記の範囲に設定される。
【0008】NdをPrで置換することによって共振周
波数の温度変化を正の方向に制御できる。しかしながら
置換量が多くなりすぎると共振周波数の温度変化が実用
範囲を越えてしまうので置換量bは上記の範囲に設定さ
れる。また、Smで置換することによって大きな誘電率
を保持しながらQ値を大きく、また共振周波数の温度変
化を小さくできる。しかしながら置換量が多くなりすぎ
ると誘電率が低下するので置換量cは上記の範囲に設定
される。さらに、Ndの一部をLaで置換することによ
って誘電率を大きくできるが、Laの置換量が多くなり
すぎると共振周波数の温度係数が大きくなるので、置換
量dは上記の範囲に設定される。さらにまた、Ndの一
部をBiで置換することによってさらに誘電率を大きく
できるが、置換量が多くなりすぎるとQが低下するので
置換量eは上記の範囲に設定される。
【0009】また、組成式、(Ba1-x Pbx )(Nd
a Prb Smc Lad Bie 2 Ti4 12において基
本構造からずれると、すなわち、(Ba1-x Pbx
(Nd a Prb Smc Lad Bie 2+A Ti4+B
12+3A/2+2Bと表したとき、式中のAおよびBが0でない
ときには誘電率、共振周波数の温度係数、Qのうちのい
ずれか一つ、あるいは二つ以上の特性が低下する。ま
た、化学量論比からずれるとPbやBiなどが焼成時に
離脱しやすくなり、また、その離脱量も安定せず電気的
特性のばらつきを生じやすくなり好ましくない。
【0010】主成分に対して、副成分としてGeO2
2 3 、SiO2 およびPbOを上記範囲の量含有さ
せることにより、誘電体材料として優れた特性を有し、
しかも1200℃以下という低温で焼成焼結できる誘電
体磁器組成物が得られる。GeO2 、B2 3 、SiO
2 およびPbOを過度に含有させた場合には、比誘電率
が低下するので含有量は上記範囲に設定される。また、
GeO2 、B2 3 、SiO2 およびPbOを含有させ
ない場合には、1200℃以下での低温焼成が困難にな
り、比誘電率やQ値が悪くなる。
【0011】本発明による誘電体磁器組成物は、主成分
であるバリウム、鉛、ネオジム、プラセオジム、サマリ
ウム、ランタン、ビスマスおよびチタンの炭酸塩、酸化
物、酢酸塩、硝酸塩、フッ化物などの仮焼・焼成により
酸化物となるような出発原料を混合して仮焼した後、酸
化ゲルマニム、酸化ホウ素、酸化ケイ素および酸化鉛を
加えて成形、焼成して焼結させる方法で製造することが
できる。
【0012】まず、炭酸バリウム、酸化鉛、酸化ネオジ
ム、酢酸プラセオジム、酸化サマリウム、酸化ランタ
ン、酸化ビスマスおよび酸化チタンを各所定量ずつ水、
アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、
アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有ガス雰囲
気(例えば空気雰囲気)下に900〜1100℃で約1
〜5時間程度仮焼する。この仮焼物を湿式あるいは乾式
で粉砕した後、酸化ゲルマニウム、酸化ホウ素、酸化ケ
イ素および酸化鉛を加えて湿式混合し、次いでポリビニ
ルアルコールの如き有機バインダを加え、乾燥後、加圧
成形(圧力100〜1000kg/cm2 程度)する。
成形方法としては、一軸加圧成形の他、HIP、ドクタ
ー成形、鋳込み成形などでもよい。得られた成形体を空
気の如き酸素含有ガス雰囲気下に1000〜1200℃
で焼成することにより上記誘電体磁器組成物が得られ
る。
【0013】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま又は必要に応じて適当な形状およびサイズに加工
することにより、誘電体共振器、マイクロ波IC用誘電
体基板、高周波用キャパシタ、誘電体調整棒などの材料
として利用することができ、特にMHz〜GHz帯で使
用される場合に優れた効果が奏される。
【0014】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
更に具体的に説明する。 実施例1 炭酸バリウム粉末(BaCO3 )0.080モル、酸化
鉛粉末(PbO)0.020モル、酸化ネオジム粉末
(Nd2 3 )0.070モル、酢酸プラセオジム粉末
(Pr(CH3CO2)3 ・2H2O) 0.01モル、酸化サマリウム
粉末(Sm2 3)0.005モル、酸化ビスマス粉末
(Bi2 3 )0.020モルおよび酸化チタン粉末
(TiO2 )0.400モルをエタノールと共にボール
ミルに入れ、10時間湿式混合した。溶媒のエタノール
を蒸発させ、らい潰機で1時間粉砕した。粉砕物を空気
雰囲気下に1000℃で仮焼した後、再びらい潰機で1
時間粉砕した。この粉砕物に酸化ゲルマニウム粉末(G
eO2 )2重量%、酸化ホウ素粉末(B2 3 )2重量
%、酸化ケイ素粉末(SiO2 )2重量%および酸化鉛
粉末(PbO)2重量%を添加し、エタノールと共にボ
ールミルに入れ10時間湿式混合した。溶媒のエタノー
ルを蒸発させ、らい潰機で1時間粉砕した。この粉砕物
に適量のポリビニルアルコール溶液を加えて乾燥後、直
径約9mm、厚み4mmのペレットに成形し、空気雰囲気下
に1100℃で2時間焼成、焼結した。こうして得られ
た実施例1の磁器組成物を直径約7mm、厚み約3mmの大
きさに加工した後、誘電共振法によって測定し、共振周
波数(4〜5GHz)における無負荷Q、比誘電率εr
および共振周波数の温度係数τf を求めた。その結果を
表1に示す。
【0015】実施例2〜13および比較例1〜7 炭酸バリウム、酸化鉛、酸化ネオジム、酸化プラセオジ
ム、酸化サマリウム、酸化ランタン、酸化ビスマス、酸
化チタン、酸化ゲルマニウム、酸化ホウ素および酸化ケ
イ素の各粉末を表1に示すようなモル比、重量%になる
ようにし、焼成温度を変えたほかは実施例1と同様にし
て誘電体磁器組成物を製造し、物性を測定した。その結
果を表1に示す。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、焼結温度
が1000〜1200℃と低温で焼結し、誘電率が大き
く、かつ無負荷Qが大きく、しかも共振周波数の温度変
化が小さく、誘電体共振器材料の他に、例えばマイクロ
波IC用誘電体基板、高周波用キャパシタ、誘電体調整
棒等にも適用できる。また、本発明の誘電体磁器組成物
は、従来より250〜350℃低い温度で焼成可能なた
め、内部電極材料としてAg−Pd、Cu等を使用して
同時焼成による積層化ができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式、(Ba1-x Pbx )(Nda
    Prb Smc LadBie 2 Ti4 12(式中、0.
    01≦x≦0.4、0.01≦a≦0.95、0.01
    ≦b≦0.95、0≦c≦0.6、0≦d≦0.3、
    0.04≦e≦0.5、ただしa+b+c+d+e=
    1)で表されるバリウム、鉛、ネオジム、プラセオジ
    ム、サマリウム、ランタン、ビスマス、チタンおよび酸
    素からなる主成分に対して、副成分としてGeO2
    0.5〜5重量%、B2 3 を0.5〜5重量%、Si
    2 を0.5〜5重量%およびPbOを0.5〜5重量
    %含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
JP4306873A 1992-11-17 1992-11-17 誘電体磁器組成物 Pending JPH06162823A (ja)

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