JPH0617263B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0617263B2
JPH0617263B2 JP63247058A JP24705888A JPH0617263B2 JP H0617263 B2 JPH0617263 B2 JP H0617263B2 JP 63247058 A JP63247058 A JP 63247058A JP 24705888 A JP24705888 A JP 24705888A JP H0617263 B2 JPH0617263 B2 JP H0617263B2
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和順 松本
健裕 日向
哲也 向井
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/495—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高い誘電率及び高い無負荷Ｑを有し、かつ、
温度特性も安定している誘電体磁器組成物に関するもの
である。
［従来の技術］ 一般に、マイクロ波やミリ波などの高周波領域の信号回
路に使用される誘電体共振器や誘電体基板には、高い誘
電率及び高い無負荷Ｑを有し、かつ温度特性も安定して
いる誘電体磁器が用いられている。
従来、この種の誘電体磁器としては、たとえばBa(Zn・T
a)Ｏ系（特公昭59-48484号）、Ba(Zn・Nb)Ｏ系（特公昭5
9-48483号）、Ba(Zn・Tn・Nb)Ｏ系（特公昭59-23044号）
など、あるいは、Ba(Mg・Ni・Ta)Ｏ系（特開昭60-216407
号）、Ba(Mg・Co・Ta)Ｏ系（特開昭61-8804号）などが提
案されている。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の特許公告公報３件のような組成か
らなる誘電体磁器は、誘電率が30〜40と高いものの、無
負荷Ｑは、10GHz程度の高周波帯において5000程度と小
さく、前述の特許公開公報２件のような組成からなる誘
電体磁器は、無負荷Ｑは、10GHz程度の高周波帯におい
て8000程度と確かにある程度大きいが、誘電率が25程度
と低いものであって、近年、益々、通信機器の高性能化
が進むに伴って、それらに使用される誘電体磁器に望ま
れている、より高い無負荷Ｑを有し、かつ、大きな誘電
率を有することという要望を満し得ないものであるとい
う問題があった。
本発明は、前記問題を解決し、10GHzの高周波帯におい
ても高い無負荷Ｑと大きい誘電率とをともに有し温度特
性の安定した誘電体磁器組成物を得ることを目的とする
ものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、前記問題を解決し、前記目的を達成する
ために鋭意研究を重ねた結果、Ba、Zn、Mg、Ni、Ta、Nb、Coな
どを特定割合で含有する酸化物組成物とすることによっ
て目的を達し得ることを見出して本発明を完成するに至
った。すなわち、本発明の第１の実施態様は、Ba、Zn、M
g、Ni、Taを含有する酸化物であって、BaOとして59.5mol
％以上61.5mol％以下、ZnOとして10mol％未満、MgOとし
て5mol％を越え10mol％未満、NiOとして20mol％未満、T
a2O5として19.3mol％以上21mol％未満の範囲内にある誘
電体磁器組成物であり、第２の実施態様は、Ba、Zn、Mg、N
i、Taを含有する酸化物であって、BaOとして59.5mol％以
上61.5mol％以下、ZnOとして10mol％未満、MgOとして5m
ol％を越え10mol％未満、NiOとして20mol％未満かつNi
の一部がCoOとして0.4mol％未満のCoに置換され、Ta2O5
として19.3mol％以上21mol％未満の範囲内にある誘電体
磁器組成物であって、更に、前記した両誘電体磁器組成
物においてTa2O5の95mol％以下がNb2O5で置換されてな
るものである。
本発明における各成分は、それぞれ99.9重量％程度の純
度の酸化物粉末を使用することが好ましく、BaOが59.5m
ol％未満であったり61.5mol％を超えると無負荷Ｑが低
下し、ZnOが10mol％以上になると無負荷Ｑが低下し0mol
％では誘電率が低下したり無負荷Ｑが低下したりし、Mg
Oが10mol％以上になると誘電率が低下し5mol％以下では
無負荷Ｑが低く、NiOが20mol％を超えると無負荷Ｑが低
下し0mol％では共振周波数の温度係数が正に大きくなり
過ぎ、Ta2O5が19.3mol％以上21mol％未満の範囲外では
無負荷Ｑが低下する。なお、Ta2O5の95mol％を超える量
をNb2O5で置換すると無負荷Ｑが低下するとともに共振
周波数の温度係数が正に大きくなり過ぎるのでTa2O5の9
5mol％以下をNb2O5で置換することが好ましい。さら
に、Niの一部をCoに置換すると無負荷Ｑをあまり劣化さ
せずに焼成温度を20〜50℃低下させ得るがCoOとして0.4
mol％以上になると無負荷Ｑが低下したり誘電体磁器の
機械的強度が低下して欠損などが生じ易くなるものであ
る。
このような割合で配合した原料粉末は、純水とともに樹
脂製ポットにいれ樹脂コーティングしたボールを用いて
10〜20時間湿式混合した後、100〜150℃に１〜３時間乾
燥し、酸素中又は大気中において1000〜1300℃に１〜５
時間仮焼成し、仮焼物を40〜100メッシュ程度に粉砕
し、たとえば静水圧プレスで１〜２kg/cm2の圧力で加圧
成形し、加圧成形体を酸素中又は大気中で1450〜1650℃
に２〜10時間焼成して製品を得るものである。
［実施例］ 次に、本発明の実施例を述べる。
実施例１〜９ 原料として、それぞれ純度99.9重量％の炭酸バリウム、
酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化タン
タル、酸化ニオブの各粉末を、製品とした誘電体磁器の
組成が表１に示すような種種の組成をなるように秤取
し、これら秤取した原料粉末を純水とともに樹脂製ポッ
トにいれ、樹脂コーティングしたボールを用いて16時間
湿式で混合した。この混合物を150℃で３時間乾燥した
後、酸素中において1000〜1200℃で２時間仮焼成した。
この仮焼物を粉砕して42メッシの篩を通して整粒し、得
られた粉末を金型を用いて500kg/cm2の圧力で直径10m
m，厚さ5mmの円板に一次成形した後、2000kg/cm2の圧力
で静水圧プレスして加圧成形体とした。次に、この成形
体を酸素中で1500〜1650℃で４時間焼成して誘電体磁器
を得た。
得られた誘電体磁器の誘電率(εr)、無負荷Ｑ(Q0)及び
共振周波数の温度係数(τf)を誘電体円柱共振器法によ
り約10GHzの周波数において測定した。結果を表１に示
す。
比較例１〜10 実施例と同様にして表１中に示す組成の誘電体磁器を製
造し、実施例と同様にして各種試験を行なった。結果を
表１に示す。
実施例10〜16 原料として、それぞれの純度99.9重量％の炭酸バリウ
ム、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化ニッケル、酸化
コバルト、酸化タンタル、酸化ニオブの粉末を製品とし
た誘電体磁器の組成が表２に示すような種々の組成とな
るように採取し、成形体の焼成温度範囲を1450〜1650℃
とした以外は、前記各実施例と同様な処理を行なって製
品を得、前記実施例と同様にして各種試験を行なった。
結果を表２に示す。
比較例11〜12 実施例10〜16と同様にして表２中に示すような組成の誘
電体磁器を製造し、実施例１〜９と同様にして各種試験
を行なった。結果を表２に示す。
［発明の効果］ 本発明は、Ba、Zn、Mg、Ni、Ta、Nb、Coなどを特定割合で含有
するようにしたので、誘電率及び無負荷Ｑがともに優
れ、温度特性も安定している従来にない誘電体磁器組成
物が得られ、又、Niの一部をCoに置換することにより無
負荷Ｑを余り低下させることなしに焼成温度を低下し得
るなど、きわめて優れた効果が認められる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】Ba、Zn、Mg、Ni、Taを含有する酸化物であっ
    て、BaOとして59.5mol％以上61.5mol％以下、ZnOとして
    10mol％未満、MgOとして5mol％を超え10mol％未満、NiO
    として20mol％未満、Ta2O5として19.3mol％以上21mol％
    未満の範囲内にあることを特徴とする誘電体磁器組成
    物。
  2. 【請求項２】Ba、Zn、Mg、Ni、Taを含有する酸化物であっ
    て、BaOとして59.5mol％以上61.5mol％以下、ZnOとして
    10mol％未満、MgOとして5mol％を超え10mol％未満、NiO
    として20mol％未満且つNiの一部がCoOとして0.4mol％未
    満のCoに置換され、Ta2O5として19.3mol％以上21mol％
    未満の範囲内にあることを特徴とする誘電体磁器組成
    物。
  3. 【請求項３】Ba、Zn、Mg、Ni、Taを含有する酸化物であっ
    て、BaOとして59.5mol％以上61.5mol％以下、ZnOとして
    10mol％未満、MgOとして5mol％を超え10mol％未満、NiO
    として20mol％未満且つNiの一部がCoOとして0.4mol％未
    満のCoに置換され、、Ta2O5として19.3mol％以上21mol
    ％未満且つTa2O5の95mol％以下がNb2O5で置換されてい
    る範囲内にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
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