JPH06290636A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH06290636A
JPH06290636A JP5095273A JP9527393A JPH06290636A JP H06290636 A JPH06290636 A JP H06290636A JP 5095273 A JP5095273 A JP 5095273A JP 9527393 A JP9527393 A JP 9527393A JP H06290636 A JPH06290636 A JP H06290636A
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JP
Japan
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porcelain
zno
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JP5095273A
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Inventor
Yasushi Inoue
泰史 井上
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼成温度が900℃以下であるにも拘らず、
実用可能な特性を有する高周波磁器コンデンサ、誘電体
共振器等のための誘電体磁器を提供する。 【構成】 BaO+ZnO+Ta2 5 から成る主成分
20〜70重量%と、SiO2 10〜55重量%
と、2族金属酸化物(CaO、SrO、BaO、Zn
O)1〜40重量%と、B2 3 3〜30重量%と、
Li2 O 0.1〜3重量%とによって高周波誘電体磁
器を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高周波用積層磁器コンデ
ンサ、誘電体共振器等に使用するための誘電体磁器組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術】MHz、GHzのような高周波領域で使
用する磁器コンデンサや誘電体共振器の誘電体磁器とし
て例えば、BaO+ZnO+Ta2 5 が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の上記
の磁器組成物の焼成温度は1300〜1500℃と比較
的高いので、積層磁器コンデンサを作製する時には内部
電極材料として融点の高いPdを主成分とする導電性ペ
ーストを使用しなければならなかった。しかし、Pdは
抵抗率が高いためにコンデンサのQが低下するという欠
点、及び高価であるという欠点を有する。
【0004】そこで、本発明の目的は、900℃以下の
焼成で製造することが可能であり、且つ高周波領域で使
用することが可能な誘電体磁器組成物を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、xBaO+yZnO+zTa2 5 (但し、x、y、zは、 0.4≦x≦0.8 0.05≦y≦0.35 0.05≦z≦0.35 x+y+z=1を満足する数値である。)から成る20
〜70重量%の主成分と、10〜55重量%のSiO2
と、1〜40重量%のCaO、SrO、BaO、ZnO
から選択された1種以上の2族金属酸化物と、3〜30
重量%のB2 3 と、0.1〜3.0重量%のLi2
とを含む誘電体磁器組成物に係わるものである。
【0006】
【発明の作用及び効果】本発明におけるSiO2 と、C
aO、SrO、BaO及びZnOから選択された2族金
属酸化物と、B2 3 と、Li2 Oとは、高周波領域に
おいて実用的な比誘電率εと、Qとを得るために寄与
すると共に、比誘電率の温度係数を小さくするために寄
与し、更に900℃以下の焼成を可能にするために寄与
する。本発明で特定された組成によれば、比誘電率ε
が7.8以上、Qが1500以上、比誘電率の温度係数
Tεが−25〜+20℃及び+20〜+85℃の範囲で
−60〜+60ppm/℃の誘電体磁器が得られ、且つ
この誘電体磁器を900℃以下で焼成することが可能に
なる。
【0007】
【第1の実施例】次に、本発明の実施例に係わる高周波
磁器コンデンサ及びこの製造方法を説明する。まず、x
BaO+yZnO+zTa2 5 を満足する主成分を得
るために、BaCO3 (炭酸バリウム)、ZnO(酸化
亜鉛)、Ta2 5 (酸化タンタル)を表1及び表2に
示す複数の組成物が得られるように用意した。なお、表
1及び表2におけるxの欄はBaOのモル比を示し、y
の欄はZnOのモル比を示し、zの欄はTa2 5 のモ
ル比を示す。また、本発明に従う誘電体磁器のSi
2 、CaO、SrO、BaO、ZnO、B2 3 、L
2 Oを得るためにSiO2 (酸化ケイ素)と、CaC
3 (炭酸カルシウム)と、SrCO3 (炭酸ストロン
チウム)と、BaCO3 (炭酸バリウム)と、ZnO
(酸化亜鉛)と、B2 3 (酸化ホウ素)と、Li2
3 (炭酸リチウム)とを表1及び表2に示す組成を得
ることができる割合に用意した。しかる後、これ等を使
用して表1及び表2の試料No. 1から32までの磁器コ
ンデンサを作成した。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】次に、表1における試料NO. 1の磁器コン
デンサの製造方法を詳しく説明する。まず、x=0.
4、y=0.3、z=0.3に従う0.4BaO+0.
3ZnO+0.3Ta2 5 を得ることができるように
BaCO3 とZnOとTa2 5 とを秤量し、ポリエチ
レン製ポットに水と共に入れ、湿式混合後、脱水、乾燥
した。この乾燥物を大気中で1000〜1200℃にて
2時間仮焼した。この仮焼により、BaCO3 は酸化物
になり、主成分の組成物が得られる。
【0011】一方、40重量%の主成分以外の成分(以
下、副成分と言う)であるSiO2を30重量%、Ba
Oを10重量%、ZnOを10重量%、B2 3 を9重
量%、Li2 Oを1重量%の割合で得ることができるよ
うにSiO2 、BaCO3 、ZnO、B2 3 、Li2
3 を秤量し、ポリエチレン製ポットに水とともに入
れ、湿式混合後、脱水、乾燥した。この混合物を空気中
で850℃にて2時間仮焼した。なお、この仮焼によ
り、BaCO3 、Li2 CO3 は酸化物になり、副成分
の組成物が得られる。
【0012】次に、主成分の仮焼物と副成分の仮焼物と
を表1の試料NO. 1の組成になるように秤量し、ポリエ
チレン製ポットに水とともに入れ、湿式混合後、脱水、
乾燥して原料粉末を得た。次に、この粉末に有機バイン
ダーを加えて造粒し、この造粒物を直径9.8mm、厚
さ0.6mmの円板状に500kg/cm2 の圧力で加
圧成形して成形物を得た。次に、この成形物をジルコニ
アセッタ上にのせて空気中(酸化性雰囲気中)で900
℃の温度で焼成した。この焼成で得られた磁器の組成は
表1の試料NO. 1に示す組成を有する。
【0013】次に、図1に示す磁器コンデンサ10を得
るために、焼成で得られた円板状誘電体磁器基体12の
両主面に銀ペーストを塗布して焼付けることによって一
対のコンデンサ電極14、16を形成した。
【0014】次に、完成した磁器コンデンサ10の比誘
電率ε、Q、比誘電率の温度係数を求めたところ、表
3の試料NO. 1の欄に示すように、εは10.0、Q
は1900、−25〜+20℃の範囲での温度係数Tε
-25 は+50ppm/℃、+20〜+85℃の範囲での
温度係数Tε+85 は+52ppm/℃であった。なお、
比誘電率ε及びQは20℃、1MHz、1Vの電圧を
電極14、16間に印加することによって測定した。ま
た、比誘電率の温度係数Tε-25 及びTε+85は、1M
Hz、電圧1Vの条件で磁器コンデンサの温度を−25
℃及び+85℃に変化させた時の比誘電率εの変化を
測定し、次の式に従って決定した。 Tε-25 ={(ε20−ε-25 )/ε20}/45 Tε+85 ={(ε20−ε+85 )/ε20}/65 なお、ε20は+20℃の時の比誘電率を示し、ε-2
5 は−25℃の時の比誘電率を示し、ε+85 は+85
℃の時の比誘電率を示す。
【0015】
【表3】
【0016】
【表4】
【0017】試料NO. 2〜32においても、誘電体磁器
の組成を表1及び表2に示すように変えた他は試料NO.
1と同一の方法で磁器コンデンサを作製し、また試料N
O. 1と同一の方法でε、Q、Tε-25 、Tε+85 を
測定したところ、表3及び表4に示す結果が得られた。
【0018】表1〜表4の試料NO. 1〜6及び13〜2
2から明らかなように、本発明に従う組成の磁器を使用
すると、比誘電率εが7.8〜11.7、Qが150
0〜1900、比誘電率の温度係数Tε-25 、Tε+85
が−60〜+60ppm/℃の範囲のコンデンサを得る
ことができる。一方、本発明で特定された組成範囲に属
さない試料NO. 7〜12、23〜32では所望の特性を
得ることができない。従って、これ等は比較例である。
【0019】次に、本発明の高周波誘電体磁器の組成の
限定理由を説明する。
【0020】試料NO. 7に示すようにBaOのモル比x
が0.3の場合には900℃で焼結しないが、試料NO.
1に示すようにxが0.4になると所望の特性を得るこ
とができる。従って、xの下限は0.4である。試料N
O. 8に示すようにxが0.9の場合には900℃で焼
結しないが、試料NO. 2に示すようにxが0.8の場合
には所望の特性を得ることができる。従って、xの上限
は0.8である。
【0021】試料NO. 9に示すようにZnOのモル比を
示すyが0.03の場合には900℃で焼結しないが、
試料NO. 3に示すようにyが0.05の場合には所望の
特性が得ることができる。従って、yの下限は0.05
である。試料NO. 10に示すようにyが0.4の場合に
は900℃で焼結しないが、試料NO. 4に示すようにy
が0.35の場合には所望の特性が得られる。従って、
yの上限は0.35である。
【0022】試料NO. 11に示すようにTa2 5 のモ
ル比を示すzが0.03の場合には900℃で焼結しな
いが、試料NO. 5に示すようにzが0.05の場合には
所望の特性が得られる。従って、zの下限は0.05で
ある。試料NO. 12に示すようにzが0.4の場合には
900℃で焼結しないが、試料NO. 6に示すようにzが
0.35の場合には所望の特性が得られる。従って、z
の上限は0.35である。
【0023】試料NO. 31に示すように主成分が15重
量%の場合にはQが所定値よりも低く、且つTε-25 、
Tε+85 が所定範囲から外れるが、試料NO. 21に示す
ように主成分が20重量%の場合には所望の特性が得ら
れる。従って、主成分の下限は20重量%である。試料
NO. 32に示すように主成分が74重量%の場合には9
00℃で焼結しないが、試料NO. 22に示すように主成
分が70重量%の場合には所望の特性が得られる。従っ
て、主成分の上限は70重量%である。
【0024】試料NO. 23に示すようにSiO2 が5重
量%の場合にはQが所望値よりも低くなるが、試料NO.
13に示すようにSiO2 が10重量%になると所望の
特性が得られる。従って、SiO2 の下限は10重量%
である。試料NO. 24に示すようにSiO2 が60重量
%の場合には900℃で焼結しないが、試料NO. 14に
示すようにSiO2 が55重量%の場合には所望の特性
が得られる。従って、SiO2 の上限は55重量%であ
る。
【0025】試料NO. 25に示すようにCaO、Sr
O、BaO、ZnOから選択された2族金属酸化物の合
計が0.5重量%の場合には900℃で焼結しないが、
試料NO. 15に示すように上記の2族金属酸化物の合計
が1重量%の場合には所望の特性が得られる。従って、
上記の2族金属酸化物の下限は1重量%である。試料N
O. 26に示すように上記の2族金属酸化物の合計が5
0重量%の場合にはQが所望値よりも小さくなるが、試
料NO. 16に示すように上記の2族金属酸化物の合計が
40重量%の場合には所望の特性が得られる。従って、
2族金属酸化物の上限は40重量%である。なお、2族
金属酸化物はCaO、SrO、BaO、ZnOから選択
された1種であってもよいし、複数種であってもよい。
【0026】試料NO. 27に示すようにB2 3 が2重
量%の場合には900℃で焼結しないが、試料NO. 17
に示すようにB2 3 が3重量%の場合には所望の特性
が得られる。従って、B2 3 の下限は3重量%であ
る。試料NO. 28に示すようにB2 3 が35重量%の
場合には900℃で焼結しないが、試料NO. 18に示す
ようにB2 3 が30重量%の場合には所望の特性が得
られる。従って、B2 3 の上限は30重量%である。
【0027】試料NO. 29に示すようにLi2 Oが0.
05重量%の場合には900℃で焼結しないが、試料N
O. 19に示すようにLi2 Oが0.1重量%の場合に
は所望の特性が得られる。従って、Li2 Oの下限は
0.1重量%である。試料NO. 30に示すようにLi2
Oが4重量%の場合には900℃で焼結しないが、試料
NO. 20に示すようにLi2 Oが3重量%の場合には所
望の特性が得られる。従って、Li2 Oの上限は3重量
%である。
【0028】
【第2の実施例】第1の実施例の試料NO. 1〜6及び1
3〜22と同一の組成の誘電体磁器材料を使用して図2
に示す高周波用積層磁器コンデンサ18を複数種類作成
した。図2の積層磁器コンデンサ18は、誘電体磁器基
体20と、第1及び第2の内部電極22、24と、これ
等が接続された第1及び第2の外部電極26、28とか
ら成る。この実施例では、本発明に従う組成の磁器材料
のグリーンシート(未焼成磁器シート)を作製し、これ
に内部電極22、24を得るための銀ペーストを塗布
し、これ等を積層し、且つ上下に電極層を有さないカバ
ーシート(グリーンシート)を配置し、これ等を圧着し
た後にカットして所望の成形体を得、これを大気中で9
00℃で焼成して磁器基体20を得、この両側面に銀ペ
ースト塗布して焼付けることによって磁器コンデンサを
完成させた。この様に構成した積層磁器コンデンサにお
いても、第1の実施例と同様な特性が得られた。
【0029】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 誘電体磁器の成分であるBaO、ZnO、Ta
2 5 、CaO、SrO、BaO、ZnO、B2 3
Li2 Oを得るための出発原料は、酸化物、水酸化物、
炭酸塩、元素等から種々選択することができる。またS
iO2 もこれ以外の化合物又は元素を出発材料とするこ
とができる。 (2) 磁器の焼成温度を例えば800〜1400℃の
範囲から選択することができる。 (3) 誘電体共振器、誘電体フィルタの誘電体ブロッ
クにも本発明の磁器を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例の磁器コンデンサを示す正面図で
ある。
【図2】第2の実施例の積層磁器コンデンサを示す断面
図である。
【符号の説明】
12 磁器基体 14、16 電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 xBaO+yZnO+zTa2 5 (但し、x、y、zは、 0.4≦x≦0.8 0.05≦y≦0.35 0.05≦z≦0.35 x+y+z=1を満足する数値である。)から成る20
    〜70重量%の主成分と、 10〜55重量%のSiO2 と、 1〜40重量%のCaO、SrO、BaO、ZnOから
    選択された1種以上の2族金属酸化物と、 3〜30重量%のB2 3 と、 0.1〜3.0重量%のLi2 Oとを含む誘電体磁器組
    成物。
JP5095273A 1993-03-30 1993-03-30 誘電体磁器組成物 Withdrawn JPH06290636A (ja)

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