JPH08239262A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH08239262A JPH08239262A JP7043040A JP4304095A JPH08239262A JP H08239262 A JPH08239262 A JP H08239262A JP 7043040 A JP7043040 A JP 7043040A JP 4304095 A JP4304095 A JP 4304095A JP H08239262 A JPH08239262 A JP H08239262A
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- dielectric
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ａｇと同時焼成可能で、かつ焼成温度に対し
安定したマイクロ波特性が得られ、マイクロ波領域で誘
電率が高く、損失が小さく、優れた温度特性を持つ誘電
体磁器の材料である組成物を得る。 【構成】 主成分をＢａＯ：０．１５５、ＴｉＯ2：
０．７０、Ｎｄ2Ｏ3：０．１４５（モル分率）と１０重
量％のＢｉ2Ｏ3とし、副成分をＰｂＯ：６５、Ｖ 2Ｏ5：
１０、Ｂ2Ｏ3：２０、ＳｉＯ2：５重量％とし、全体量
に対し副成分を５〜３０重量％、構成成分の平均粒子径
０．８μmとした組成物に有機バインダ、溶剤、分散剤
および可塑剤を混合して得たスラリーをシート化し、焼
成する。生成した誘電体磁器は焼成温度に対して安定し
た特性を示すため、量産に適する。
安定したマイクロ波特性が得られ、マイクロ波領域で誘
電率が高く、損失が小さく、優れた温度特性を持つ誘電
体磁器の材料である組成物を得る。 【構成】 主成分をＢａＯ：０．１５５、ＴｉＯ2：
０．７０、Ｎｄ2Ｏ3：０．１４５（モル分率）と１０重
量％のＢｉ2Ｏ3とし、副成分をＰｂＯ：６５、Ｖ 2Ｏ5：
１０、Ｂ2Ｏ3：２０、ＳｉＯ2：５重量％とし、全体量
に対し副成分を５〜３０重量％、構成成分の平均粒子径
０．８μmとした組成物に有機バインダ、溶剤、分散剤
および可塑剤を混合して得たスラリーをシート化し、焼
成する。生成した誘電体磁器は焼成温度に対して安定し
た特性を示すため、量産に適する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はマイクロ波領域で使用さ
れる誘電体磁器の材料となる組成物に関するものであ
る。
れる誘電体磁器の材料となる組成物に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、自動車電話や携帯電話などに代表
されるように、マイクロ波領域の電磁波を利用する移動
体通信の進展が目覚ましく、それにともない機器の小型
化の要求が非常に強い。小型化を実現するためには、機
器を構成する個々の部品が小型化される必要がある。誘
電体磁器は、これらの機器のフィルタ素子や発振素子な
どの共振器系部品に、誘電体共振器として組み込まれて
いる。誘電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用す
る場合、使用する誘電体磁器の持つ誘電率の平方根に逆
比例するため、さらなる小型の誘電体共振器を得るに
は、高い誘電率を有する誘電体磁器が必要である。誘電
体共振器用の磁器は現在までに数多くのものが開発され
ており、特に誘電率の大きい磁器として、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ2−Ｌｎ2Ｏ 3系（Ｌｎはランタニド系元素）が特開昭
５６−１３４５６２号公報に提案されている。ただし、
この系の焼結温度は１３５０℃程度であり、後述する低
温焼結性マイクロ波誘電体磁器に比べて高い。また、誘
電体磁器に求められる他の特性としては、マイクロ波領
域で低損失であること、すなわち無負荷Ｑ値が高いこ
と、さらに共振周波数の温度変化が小さいこと、すなわ
ち誘電率の温度変化が小さいことが挙げられる。
されるように、マイクロ波領域の電磁波を利用する移動
体通信の進展が目覚ましく、それにともない機器の小型
化の要求が非常に強い。小型化を実現するためには、機
器を構成する個々の部品が小型化される必要がある。誘
電体磁器は、これらの機器のフィルタ素子や発振素子な
どの共振器系部品に、誘電体共振器として組み込まれて
いる。誘電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用す
る場合、使用する誘電体磁器の持つ誘電率の平方根に逆
比例するため、さらなる小型の誘電体共振器を得るに
は、高い誘電率を有する誘電体磁器が必要である。誘電
体共振器用の磁器は現在までに数多くのものが開発され
ており、特に誘電率の大きい磁器として、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ2−Ｌｎ2Ｏ 3系（Ｌｎはランタニド系元素）が特開昭
５６−１３４５６２号公報に提案されている。ただし、
この系の焼結温度は１３５０℃程度であり、後述する低
温焼結性マイクロ波誘電体磁器に比べて高い。また、誘
電体磁器に求められる他の特性としては、マイクロ波領
域で低損失であること、すなわち無負荷Ｑ値が高いこ
と、さらに共振周波数の温度変化が小さいこと、すなわ
ち誘電率の温度変化が小さいことが挙げられる。
【０００３】さらに、共振器系部品の小型化・高機能化
を実現する技術として、導体と誘電体磁器を積層構造に
して、それらを同時焼成する方法が注目されている。積
層デバイス用の導体は、高周波で使用することから導電
率が高いほど望ましいため、Ａｇなどを用いる必要があ
る。積層デバイス用の誘電体磁器は、導体金属が溶解し
ない温度で焼成可能にしなければならず、Ａｇを導体に
用いる場合は、９６０℃以下で誘電体磁器を焼結させる
必要がある。
を実現する技術として、導体と誘電体磁器を積層構造に
して、それらを同時焼成する方法が注目されている。積
層デバイス用の導体は、高周波で使用することから導電
率が高いほど望ましいため、Ａｇなどを用いる必要があ
る。積層デバイス用の誘電体磁器は、導体金属が溶解し
ない温度で焼成可能にしなければならず、Ａｇを導体に
用いる場合は、９６０℃以下で誘電体磁器を焼結させる
必要がある。
【０００４】一方、低温焼成可能なマイクロ波用誘電体
磁器組成物が特開平３−２９０３５８号公報、特開平３
−２９０３５９号公報、特開平３−２９５８５４号公
報、特開平３−２９５８５５号公報、特開平３−２９５
８５６号公報等に記載されている。これらの誘電体磁器
組成物は、ＢａＯ、Ｌｎ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｂｉ2
Ｏ3からなる組成物に副成分を添加したもので、誘電体
磁器の低温焼成化を図ったものである。
磁器組成物が特開平３−２９０３５８号公報、特開平３
−２９０３５９号公報、特開平３−２９５８５４号公
報、特開平３−２９５８５５号公報、特開平３−２９５
８５６号公報等に記載されている。これらの誘電体磁器
組成物は、ＢａＯ、Ｌｎ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＰｂＯ、Ｂｉ2
Ｏ3からなる組成物に副成分を添加したもので、誘電体
磁器の低温焼成化を図ったものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の誘電体磁器の焼結温度は１０００℃前後であるため、
Ａｇを内部導体に適用するには焼結温度が高く、積層型
マイクロ波デバイスの高性能化を実現していくには未だ
満足できるものではなかった。したがって、Ａｇとの同
時焼成を可能にするには、さらに低温焼成化に効果のあ
る副成分を見い出すことが必要となる。
の誘電体磁器の焼結温度は１０００℃前後であるため、
Ａｇを内部導体に適用するには焼結温度が高く、積層型
マイクロ波デバイスの高性能化を実現していくには未だ
満足できるものではなかった。したがって、Ａｇとの同
時焼成を可能にするには、さらに低温焼成化に効果のあ
る副成分を見い出すことが必要となる。
【０００６】一般に、磁器組成物に副成分としてガラス
を添加するとその焼結温度は低下する。本発明者らによ
れば、添加するガラスは軟化点が低いほどその効果は大
きいことが確認されている。軟化点の低いＰｂＯ−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2ガラスやＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯガラスな
どのＰｂ系ガラスに注目した場合、ＰｂＯ組成比が大き
いほど軟化点は低くなる。しかしながら、ＰｂＯ組成比
の大きいガラスを、前述した公報に記載されている誘電
体組成物に添加すると、焼成温度は９５０℃以下まで低
下するが、焼成温度に対してマイクロ波特性、特に誘電
率が大きくばらついてしまう。ＰｂＯ組成比が大きいガ
ラスほどそのばらつきは顕著となる。一方、ガラス添加
量を少なくしたり、ＰｂＯ組成比が小さいガラスを添加
する場合は、誘電体磁器の焼成温度が低下せず、Ａｇと
の同時焼成が極めて困難となる。
を添加するとその焼結温度は低下する。本発明者らによ
れば、添加するガラスは軟化点が低いほどその効果は大
きいことが確認されている。軟化点の低いＰｂＯ−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2ガラスやＰｂＯ−Ｂ2Ｏ3−ＺｎＯガラスな
どのＰｂ系ガラスに注目した場合、ＰｂＯ組成比が大き
いほど軟化点は低くなる。しかしながら、ＰｂＯ組成比
の大きいガラスを、前述した公報に記載されている誘電
体組成物に添加すると、焼成温度は９５０℃以下まで低
下するが、焼成温度に対してマイクロ波特性、特に誘電
率が大きくばらついてしまう。ＰｂＯ組成比が大きいガ
ラスほどそのばらつきは顕著となる。一方、ガラス添加
量を少なくしたり、ＰｂＯ組成比が小さいガラスを添加
する場合は、誘電体磁器の焼成温度が低下せず、Ａｇと
の同時焼成が極めて困難となる。
【０００７】本発明は、前記従来の課題を解決するた
め、Ａｇと同時焼成可能で、かつ焼成温度に対し安定し
たマイクロ波特性が得られ、さらに、マイクロ波領域で
誘電率が高く、損失が小さく、優れた温度特性を持つ誘
電体磁器を製造するための組成物を提供することを目的
とする。
め、Ａｇと同時焼成可能で、かつ焼成温度に対し安定し
たマイクロ波特性が得られ、さらに、マイクロ波領域で
誘電率が高く、損失が小さく、優れた温度特性を持つ誘
電体磁器を製造するための組成物を提供することを目的
とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の誘電体磁器組成物は、主成分として前記式
（化１）で示される仮焼した組成物と、副成分として前
記式（化２）で表されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系ガラスを５〜３０重量％含み、前記主成分及び副
成分が平均粒子径０．２〜０．８μmの微粉末であると
いう構成を備えたものである。前記構成においては主成
分として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3を添加するこ
とが好ましい。
め、本発明の誘電体磁器組成物は、主成分として前記式
（化１）で示される仮焼した組成物と、副成分として前
記式（化２）で表されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−Ｓｉ
Ｏ2系ガラスを５〜３０重量％含み、前記主成分及び副
成分が平均粒子径０．２〜０．８μmの微粉末であると
いう構成を備えたものである。前記構成においては主成
分として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3を添加するこ
とが好ましい。
【０００９】また前記構成においては、副成分として
０．０５〜３．０重量％のＭｎ成分を添加することが好
ましい。また前記構成においては、副成分として０．０
１〜４．０重量％のＷ成分を添加することが好ましい。
０．０５〜３．０重量％のＭｎ成分を添加することが好
ましい。また前記構成においては、副成分として０．０
１〜４．０重量％のＷ成分を添加することが好ましい。
【００１０】
【作用】前記本発明の誘電体磁器組成物によれば、主成
分として前記式（化１）で示される仮焼した組成物と、
副成分として下記式（化２）で表されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5
−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを５〜３０重量％含み、前
記主成分及び副成分が平均粒子径０．２〜０.８μmの微
粉末であることにより、９５０℃以下の空気中、および
Ｎ2中等の低い酸素分圧下であっても緻密に焼結し、２
〜６GHzのマイクロ波領域で、誘電率が５０以上、Ｑ値
が２００以上、共振周波数の温度係数の絶対値が５０pp
m／℃以下と優れた特性を示し、かつ焼成温度に対して
特性が変動しない誘電体磁器を製造できる。また主成分
として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3成分を添加する
という本発明の好ましい例によれば、焼結性が向上し、
低温焼成が可能となる。また副成分として０．０５〜
３．０重量％のＭｎ成分を添加するという本発明の好ま
しい例によれば、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可
能となる。また、副成分として０．０１〜４．０重量％
のＷ成分を添加するという本発明の好ましい例によれ
ば、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。
分として前記式（化１）で示される仮焼した組成物と、
副成分として下記式（化２）で表されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5
−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを５〜３０重量％含み、前
記主成分及び副成分が平均粒子径０．２〜０.８μmの微
粉末であることにより、９５０℃以下の空気中、および
Ｎ2中等の低い酸素分圧下であっても緻密に焼結し、２
〜６GHzのマイクロ波領域で、誘電率が５０以上、Ｑ値
が２００以上、共振周波数の温度係数の絶対値が５０pp
m／℃以下と優れた特性を示し、かつ焼成温度に対して
特性が変動しない誘電体磁器を製造できる。また主成分
として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3成分を添加する
という本発明の好ましい例によれば、焼結性が向上し、
低温焼成が可能となる。また副成分として０．０５〜
３．０重量％のＭｎ成分を添加するという本発明の好ま
しい例によれば、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可
能となる。また、副成分として０．０１〜４．０重量％
のＷ成分を添加するという本発明の好ましい例によれ
ば、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。
【００１１】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
する。 （実施例１）主成分には化学的に高純度のＢａＯ、Ｔｉ
Ｏ2、及びＮｄ2Ｏ3を用いた。原料の純度補正を行なっ
たのち、表１に示した比率で秤量した。これらの粉体
を、ポリエチレン製のボールミルに入れ、安定化ジルコ
ニアの玉石と純水を加え、１７時間湿式混合した。混合
後、スラリーを乾燥し、アルミナ製の坩堝にいれ、空気
中において１０００〜１２００℃の温度で２〜５時間仮
焼した。ライカイ機で解砕した後、前述したボールミル
で１７時間粉砕し、乾燥させ、各種の仮焼粉を得た。
する。 （実施例１）主成分には化学的に高純度のＢａＯ、Ｔｉ
Ｏ2、及びＮｄ2Ｏ3を用いた。原料の純度補正を行なっ
たのち、表１に示した比率で秤量した。これらの粉体
を、ポリエチレン製のボールミルに入れ、安定化ジルコ
ニアの玉石と純水を加え、１７時間湿式混合した。混合
後、スラリーを乾燥し、アルミナ製の坩堝にいれ、空気
中において１０００〜１２００℃の温度で２〜５時間仮
焼した。ライカイ機で解砕した後、前述したボールミル
で１７時間粉砕し、乾燥させ、各種の仮焼粉を得た。
【００１２】他方、副成分には高純度のＰｂＯ、Ｖ
2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2を用い、表２に示した比率で秤
量した。これらの粉体を安定化ジルコニアと共に入れ乾
式で混合した。そして、得られた混合物を溶解した後に
急冷してガラス化し、各種のガラスを得た。なおガラス
の軟化点は４００〜７００℃であった。
2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2を用い、表２に示した比率で秤
量した。これらの粉体を安定化ジルコニアと共に入れ乾
式で混合した。そして、得られた混合物を溶解した後に
急冷してガラス化し、各種のガラスを得た。なおガラス
の軟化点は４００〜７００℃であった。
【００１３】次に仮焼粉１００重量部に対して、作製し
たガラスを所定量添加し、これらの粉体を安定化ジルコ
ニアボールと共にボールミルに入れて２４〜４８時間湿
式で混合粉砕を行い、平均粒子径が０．８μm以下とな
るように制御した。なお、粒子径はレーザー回折散乱法
を用いて測定した。
たガラスを所定量添加し、これらの粉体を安定化ジルコ
ニアボールと共にボールミルに入れて２４〜４８時間湿
式で混合粉砕を行い、平均粒子径が０．８μm以下とな
るように制御した。なお、粒子径はレーザー回折散乱法
を用いて測定した。
【００１４】その後、この混合粉末にバインダとしてポ
リビニルアルコールの５重量％水溶液を６重量％加えて
混合後、３２メッシュのふるいを通して造粒し、圧力１
００MPaで直径１３mm、厚み約５mmの円柱状にプレス成
形した。成形体を６００℃で２時間加熱してバインダを
焼却後、マグネシアの容器に入れ蓋をし、空気中８００
〜１１００℃で２〜４時間保持して焼成した。密度が最
高になる温度で焼成した焼結体についてマイクロ波での
誘電特性を測定した。共振周波数と無負荷Ｑ値は誘電体
共振器法により求めた。焼結体の寸法と共振周波数より
誘電率を算出した。共振周波数は、２〜５GHzであっ
た。また、−２５℃、２０℃及び８５℃における共振周
波数を測定し、最小二乗法により、その温度係数
（τf）を算出した。本実施例の結果を表１の１〜６番
に示す（＃は比較例を示す）。
リビニルアルコールの５重量％水溶液を６重量％加えて
混合後、３２メッシュのふるいを通して造粒し、圧力１
００MPaで直径１３mm、厚み約５mmの円柱状にプレス成
形した。成形体を６００℃で２時間加熱してバインダを
焼却後、マグネシアの容器に入れ蓋をし、空気中８００
〜１１００℃で２〜４時間保持して焼成した。密度が最
高になる温度で焼成した焼結体についてマイクロ波での
誘電特性を測定した。共振周波数と無負荷Ｑ値は誘電体
共振器法により求めた。焼結体の寸法と共振周波数より
誘電率を算出した。共振周波数は、２〜５GHzであっ
た。また、−２５℃、２０℃及び８５℃における共振周
波数を測定し、最小二乗法により、その温度係数
（τf）を算出した。本実施例の結果を表１の１〜６番
に示す（＃は比較例を示す）。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】表１の１〜６番に示したように、本実施例
の組成物は、微粉砕およびガラスを添加したことによ
り、９５０℃以下の低温で緻密に焼結した。ガラス添加
量が多いほど低温焼成化に効果があった。また、粒子径
が小さくなるほど焼結性は向上したが、平均粒子径が
０．２μmよりも小さくなると、ドクターブレード法な
どによるテープ成形が困難となるところから、平均粒子
径は０．２〜０．８μmの範囲となるように制御するこ
とが望ましい。
の組成物は、微粉砕およびガラスを添加したことによ
り、９５０℃以下の低温で緻密に焼結した。ガラス添加
量が多いほど低温焼成化に効果があった。また、粒子径
が小さくなるほど焼結性は向上したが、平均粒子径が
０．２μmよりも小さくなると、ドクターブレード法な
どによるテープ成形が困難となるところから、平均粒子
径は０．２〜０．８μmの範囲となるように制御するこ
とが望ましい。
【００１８】マイクロ波特性は、誘電率（ε）が５０以
上、無負荷Ｑ値が２００以上、かつ共振周波数の温度係
数（τf）の絶対値が５０ppm／℃以下の値を示した。 （実施例２）主成分には化学的に高純度のＢａＯ、Ｔｉ
Ｏ2、Ｎｄ2Ｏ3、及びＢｉ2Ｏ3を用い、実施例１と同様
の方法により各種の仮焼粉を得た。
上、無負荷Ｑ値が２００以上、かつ共振周波数の温度係
数（τf）の絶対値が５０ppm／℃以下の値を示した。 （実施例２）主成分には化学的に高純度のＢａＯ、Ｔｉ
Ｏ2、Ｎｄ2Ｏ3、及びＢｉ2Ｏ3を用い、実施例１と同様
の方法により各種の仮焼粉を得た。
【００１９】他方、副成分には高純度のＰｂＯ、Ｖ
2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2を用い、表２に示した比率で秤
量し、実施例１と同様の方法により各種のガラスを得
た。なおガラスの軟化点は４００〜７００℃であった。
実施例１と同様の方法で、焼結体を作製し、その焼結体
についてマイクロ波での誘電特性を同様に測定した。そ
の結果を表１の７〜２３番に示す。
2Ｏ5、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2を用い、表２に示した比率で秤
量し、実施例１と同様の方法により各種のガラスを得
た。なおガラスの軟化点は４００〜７００℃であった。
実施例１と同様の方法で、焼結体を作製し、その焼結体
についてマイクロ波での誘電特性を同様に測定した。そ
の結果を表１の７〜２３番に示す。
【００２０】表１の７〜２３番に示したように、本実施
例の組成物は、微粉砕およびガラスを添加したことによ
り、９５０℃以下の低温で緻密に焼結した。ガラス添加
量が多いほど低温焼成化に効果があった。また、粒子径
が小さくなるほど焼結性は向上した。
例の組成物は、微粉砕およびガラスを添加したことによ
り、９５０℃以下の低温で緻密に焼結した。ガラス添加
量が多いほど低温焼成化に効果があった。また、粒子径
が小さくなるほど焼結性は向上した。
【００２１】マイクロ波特性は、誘電率（ε）が５０以
上、無負荷Ｑ値が２００以上、かつ共振周波数の温度係
数（τf）の絶対値が５０ppm／℃以下の値を示した。特
に、０．６５ＰｂＯ−０．１０Ｖ2Ｏ5−０．２０Ｂ2Ｏ3
−０．０５ＳｉＯ2（重量比）のガラスを用いたＮｏ．
１１の組成物は、９００℃の焼成温度において、誘電率
は８１、無負荷Ｑ値は７２０（共振周波数ｆ0=３．３GH
z）、共振周波数の温度係数は＋３ppm／℃と優れたマイ
クロ波誘電特性を示した。図１（ａ）〜（ｃ）はマイク
ロ波特性の焼成温度による影響について示したグラフで
あるが、８７５℃および９２５℃の焼成温度に対しても
これらのマイクロ波特性はほぼ同じ値が得られた。すな
わち、焼成温度に対して安定した特性が得られるため、
誘電体磁器の量産に適した磁器組成物であるといえる。
また比較例として、Ｎｏ．１１の組成と主成分が同じで
ある組成物にＶ成分を含まないＰｂ系ガラス（０．７５
ＰｂＯ＋０．２０Ｂ2Ｏ3＋０．０５ＳｉＯ2（重量比）
）を２０重量％添加して作製した誘電体磁器について
も図示した。この誘電体磁器の誘電率（ε）および無負
荷Ｑ値は共に実施例と同様高い値が得られた。しかしな
がら、８７５℃で密度が最高値を示したにも関わらず、
焼成温度に対して誘電率および共振周波数の温度係数
（τf）が大きく変動した。このような場合、同じロッ
トにおいても炉内の温度ばらつきによって特性の異なっ
た磁器が得られることになるため好ましくない。以上の
ことから本実施例のＶ成分が特性の安定化に大きく寄与
していることは明らかである。
上、無負荷Ｑ値が２００以上、かつ共振周波数の温度係
数（τf）の絶対値が５０ppm／℃以下の値を示した。特
に、０．６５ＰｂＯ−０．１０Ｖ2Ｏ5−０．２０Ｂ2Ｏ3
−０．０５ＳｉＯ2（重量比）のガラスを用いたＮｏ．
１１の組成物は、９００℃の焼成温度において、誘電率
は８１、無負荷Ｑ値は７２０（共振周波数ｆ0=３．３GH
z）、共振周波数の温度係数は＋３ppm／℃と優れたマイ
クロ波誘電特性を示した。図１（ａ）〜（ｃ）はマイク
ロ波特性の焼成温度による影響について示したグラフで
あるが、８７５℃および９２５℃の焼成温度に対しても
これらのマイクロ波特性はほぼ同じ値が得られた。すな
わち、焼成温度に対して安定した特性が得られるため、
誘電体磁器の量産に適した磁器組成物であるといえる。
また比較例として、Ｎｏ．１１の組成と主成分が同じで
ある組成物にＶ成分を含まないＰｂ系ガラス（０．７５
ＰｂＯ＋０．２０Ｂ2Ｏ3＋０．０５ＳｉＯ2（重量比）
）を２０重量％添加して作製した誘電体磁器について
も図示した。この誘電体磁器の誘電率（ε）および無負
荷Ｑ値は共に実施例と同様高い値が得られた。しかしな
がら、８７５℃で密度が最高値を示したにも関わらず、
焼成温度に対して誘電率および共振周波数の温度係数
（τf）が大きく変動した。このような場合、同じロッ
トにおいても炉内の温度ばらつきによって特性の異なっ
た磁器が得られることになるため好ましくない。以上の
ことから本実施例のＶ成分が特性の安定化に大きく寄与
していることは明らかである。
【００２２】一方、ＰｂＯ組成比が４０重量％より小さ
いガラスを添加した場合や、微粉砕を行わず平均粒子径
が０．８μm以上の場合、焼結温度が９５０℃以上と高
くなった。また、仮焼粉のみを予め平均粒子径が０．８
μm以下となるように微粉砕し、その後に平均粒子径が
２〜５μmのガラスを添加して混合した場合や、平均粒
子径が２〜５μmの仮焼粉に、平均粒子径０．８μm以下
のガラスを添加して混合した場合においても、焼結温度
は９５０℃以上を示した。すなわち仮焼粉とガラスの両
成分を微粉砕しなければ焼結温度の大きな低下は望めな
いのである。これらはＡｇを内部導体としたデバイスへ
の適用が困難となる。また、ＰｂＯ組成比が８５重量％
より大きい副成分の添加や、３０重量％を越えた副成分
の添加は、焼結温度は８００℃以下にまで低下するもの
もあったが、無負荷Ｑ値が２００以下となり実用的でな
いと判断した。
いガラスを添加した場合や、微粉砕を行わず平均粒子径
が０．８μm以上の場合、焼結温度が９５０℃以上と高
くなった。また、仮焼粉のみを予め平均粒子径が０．８
μm以下となるように微粉砕し、その後に平均粒子径が
２〜５μmのガラスを添加して混合した場合や、平均粒
子径が２〜５μmの仮焼粉に、平均粒子径０．８μm以下
のガラスを添加して混合した場合においても、焼結温度
は９５０℃以上を示した。すなわち仮焼粉とガラスの両
成分を微粉砕しなければ焼結温度の大きな低下は望めな
いのである。これらはＡｇを内部導体としたデバイスへ
の適用が困難となる。また、ＰｂＯ組成比が８５重量％
より大きい副成分の添加や、３０重量％を越えた副成分
の添加は、焼結温度は８００℃以下にまで低下するもの
もあったが、無負荷Ｑ値が２００以下となり実用的でな
いと判断した。
【００２３】（実施例３）誘電体磁器組成物として、表
１に示した試料番号３番、１０番、および１９番を選
び、これらにＭｎ成分としてＭｎ3Ｏ4を表３に示す種々
の量添加した。焼結体の作製、および特性の評価は実施
例１と同様の方法により行なった。結果を表３に示す。
１に示した試料番号３番、１０番、および１９番を選
び、これらにＭｎ成分としてＭｎ3Ｏ4を表３に示す種々
の量添加した。焼結体の作製、および特性の評価は実施
例１と同様の方法により行なった。結果を表３に示す。
【００２４】
【表３】
【００２５】表３に示したように、本実施例の組成物
は、焼結温度を低下させ、かつ無負荷Ｑ値を向上させ
た。比較例では、無添加のときより誘電率、無負荷Ｑ値
を大きく低下させ、温度特性τfをプラス側に大きくシ
フトさせた。
は、焼結温度を低下させ、かつ無負荷Ｑ値を向上させ
た。比較例では、無添加のときより誘電率、無負荷Ｑ値
を大きく低下させ、温度特性τfをプラス側に大きくシ
フトさせた。
【００２６】（実施例４）誘電体磁器組成物として、表
１に示した試料番号３番、１０番、および１９番を選
び、これらにＷ成分としてＷＯ3を表４に示す種々の量
添加した。焼結体の作製、および特性の評価は実施例１
と同様の方法により行なった。結果を表４に示す。
１に示した試料番号３番、１０番、および１９番を選
び、これらにＷ成分としてＷＯ3を表４に示す種々の量
添加した。焼結体の作製、および特性の評価は実施例１
と同様の方法により行なった。結果を表４に示す。
【００２７】
【表４】
【００２８】表４に示したように、本実施例の組成物
は、焼成温度を低下させ、かつ無負荷Ｑ値を向上させ
た。比較例では、誘電率と無負荷Ｑ値を大きく低下させ
た。 （参考例）上記実施例の磁器を用いて、積層型のマイク
ロ波デバイスとして、ストリップライン導体を誘電体層
で挟み、シールド導体と結合用のキャパシタを内蔵した
構造をもつ誘電体共振器を作製した。図２は本発明の一
実施例の誘電体磁器を用いた共振器の構成を示す斜視図
である。図３は図２のＩ−Ｉ線断面図、図４は図２のII
−II線断面図である。図５（ａ）は図３のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線断面図、図５（ｂ）は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、
図５（ｃ）は図３のＶ−Ｖ線断面図であり、内層導体
２、３、４の導体印刷パターンと外部電極５、６、７の
配置を示す。以下、その作製法について述べる。
は、焼成温度を低下させ、かつ無負荷Ｑ値を向上させ
た。比較例では、誘電率と無負荷Ｑ値を大きく低下させ
た。 （参考例）上記実施例の磁器を用いて、積層型のマイク
ロ波デバイスとして、ストリップライン導体を誘電体層
で挟み、シールド導体と結合用のキャパシタを内蔵した
構造をもつ誘電体共振器を作製した。図２は本発明の一
実施例の誘電体磁器を用いた共振器の構成を示す斜視図
である。図３は図２のＩ−Ｉ線断面図、図４は図２のII
−II線断面図である。図５（ａ）は図３のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線断面図、図５（ｂ）は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、
図５（ｃ）は図３のＶ−Ｖ線断面図であり、内層導体
２、３、４の導体印刷パターンと外部電極５、６、７の
配置を示す。以下、その作製法について述べる。
【００２９】誘電体磁器には表１の４番、１１番、表３
の２６番、および表４の４８番の組成物を用いて製造し
たものを用いた。これら各々の組成物に有機バインダ、
溶剤、分散剤および可塑剤を加え、混合して得たスラリ
ーをドクターブレード法によりシート化した。導体金属
にはＡｇを用い、ビヒクルと共に混練しペースト化し
た。なお、図５（ｂ）のストリップライン３の長さは１
３mmである。
の２６番、および表４の４８番の組成物を用いて製造し
たものを用いた。これら各々の組成物に有機バインダ、
溶剤、分散剤および可塑剤を加え、混合して得たスラリ
ーをドクターブレード法によりシート化した。導体金属
にはＡｇを用い、ビヒクルと共に混練しペースト化し
た。なお、図５（ｂ）のストリップライン３の長さは１
３mmである。
【００３０】次に、積層・印刷工程では、まず、シート
を複数枚積層した後、図５（ｃ）の導体パターン２を印
刷し、その上面にシートを複数枚積層し、図５（ｂ）の
導体パターン３を印刷、さらに、シートを複数枚積層
し、図５（ａ）の導体パターン４を印刷、そしてシート
を複数枚積層後、熱プレスにより圧着した。個々の素子
に切断後、空気中、７００℃で熱処理してバインダを飛
散させ、その後８７５〜９２５℃で焼成を行った。そし
て、外部電極として市販のＣｕペーストをＮ2で焼付
け、積層型の誘電体共振器を得た。焼成後のストリップ
ラインの長さは１１．４mmから１１．５mmであった。各
々の誘電体磁器に対し素子を１０個ずつ作製し、特性は
その平均を用いた。表５に得られた共振器の共振周波数
とＱ値を示す。
を複数枚積層した後、図５（ｃ）の導体パターン２を印
刷し、その上面にシートを複数枚積層し、図５（ｂ）の
導体パターン３を印刷、さらに、シートを複数枚積層
し、図５（ａ）の導体パターン４を印刷、そしてシート
を複数枚積層後、熱プレスにより圧着した。個々の素子
に切断後、空気中、７００℃で熱処理してバインダを飛
散させ、その後８７５〜９２５℃で焼成を行った。そし
て、外部電極として市販のＣｕペーストをＮ2で焼付
け、積層型の誘電体共振器を得た。焼成後のストリップ
ラインの長さは１１．４mmから１１．５mmであった。各
々の誘電体磁器に対し素子を１０個ずつ作製し、特性は
その平均を用いた。表５に得られた共振器の共振周波数
とＱ値を示す。
【００３１】
【表５】
【００３２】表５に示したように、共振周波数はいずれ
も７５０MHz前後であり、Ｑ値は、１５０以上と高く、
優れたものであった。したがって、本実施例の誘電体磁
器は内部導体にＡｇが適用できることがわかった。しか
も高い誘電率を有するので、より小型の共振器系部品を
形成することができるという利点がある。
も７５０MHz前後であり、Ｑ値は、１５０以上と高く、
優れたものであった。したがって、本実施例の誘電体磁
器は内部導体にＡｇが適用できることがわかった。しか
も高い誘電率を有するので、より小型の共振器系部品を
形成することができるという利点がある。
【００３３】なお、ストリップラインを曲線型や、ステ
ップ型にすることで、より小型の共振デバイスを得るこ
とも可能である。また、これらを複数個とキャパシタ等
を組み合わせることにより、バンドパスフィルタ等を得
ることも可能である。
ップ型にすることで、より小型の共振デバイスを得るこ
とも可能である。また、これらを複数個とキャパシタ等
を組み合わせることにより、バンドパスフィルタ等を得
ることも可能である。
【００３４】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の誘電体磁器
組成物によれば、主成分として前記式（化１）で示され
る仮焼した組成物と、副成分として前記式（化２）で表
されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを５
〜３０重量％含み、前記主成分及び副成分が平均粒子径
０．２〜０．８μmの微粉末であることにより、９５０
℃以下の空気中、およびＮ2中等の低い酸素分圧下であ
っても緻密に焼結し、２〜６GHzのマイクロ波領域で、
誘電率が５０以上、Ｑ値が２００以上、共振周波数の温
度係数の絶対値が５０ppm／℃以下と優れた特性を示す
誘電体磁器を製造できる。またＰｂ成分及びＶ成分を添
加しても焼成温度に対し安定した特性が得られる。また
主成分として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3成分を添
加すると、焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。ま
た、副成分として０．０５〜３．０重量％のＭｎ成分を
添加すると、焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。
また、副成分として０．０１〜４．０重量％のＷ成分を
添加すると、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可能と
なる。
組成物によれば、主成分として前記式（化１）で示され
る仮焼した組成物と、副成分として前記式（化２）で表
されるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを５
〜３０重量％含み、前記主成分及び副成分が平均粒子径
０．２〜０．８μmの微粉末であることにより、９５０
℃以下の空気中、およびＮ2中等の低い酸素分圧下であ
っても緻密に焼結し、２〜６GHzのマイクロ波領域で、
誘電率が５０以上、Ｑ値が２００以上、共振周波数の温
度係数の絶対値が５０ppm／℃以下と優れた特性を示す
誘電体磁器を製造できる。またＰｂ成分及びＶ成分を添
加しても焼成温度に対し安定した特性が得られる。また
主成分として０．０１〜２０重量％のＢｉ2Ｏ3成分を添
加すると、焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。ま
た、副成分として０．０５〜３．０重量％のＭｎ成分を
添加すると、焼結性が向上し、低温焼成が可能となる。
また、副成分として０．０１〜４．０重量％のＷ成分を
添加すると、同様に焼結性が向上し、低温焼成が可能と
なる。
【００３５】従って、本発明の組成物により製造した誘
電体磁器を積層型マイクロ波デバイスに用いれば、共振
系素子の小型化、高機能化が可能となる。
電体磁器を積層型マイクロ波デバイスに用いれば、共振
系素子の小型化、高機能化が可能となる。
【図１】本発明の一実施例で製造した誘電体磁器の焼成
温度とマイクロ波特性（誘電率、無負荷Ｑ値、共振周波
数の温度係数）の関係を表すグラフ。
温度とマイクロ波特性（誘電率、無負荷Ｑ値、共振周波
数の温度係数）の関係を表すグラフ。
【図２】本発明の参考例の容量内蔵積層型誘電体共振器
の斜視図。
の斜視図。
【図３】図２のＩ−Ｉ線断面図。
【図４】図２のＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ図３のＩＩＩ−ＩＩ
Ｉ線断面図、ＩＶ−ＩＶ線断面図、Ｖ−Ｖ線断面図。
Ｉ線断面図、ＩＶ−ＩＶ線断面図、Ｖ−Ｖ線断面図。
１ 誘電体層 ２、３、４ 内層導体 ５、６、７ 外部電極
Claims (4)
- 【請求項１】 主成分として下記式（化１）で示される
仮焼した組成物と、副成分として下記式（化２）で表さ
れるＰｂＯ−Ｖ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを５〜
３０重量％含み、前記主成分及び副成分が平均粒子径
０．２〜０.８μmの微粉末である誘電体磁器組成物。 【化１】 【化２】 - 【請求項２】 主成分として０．０１〜２０重量％のＢ
ｉ2Ｏ3が添加された請求項１に記載の誘電体磁器組成
物。 - 【請求項３】 副成分として０．０５〜３.０重量％の
Ｍｎ成分が添加された請求項１に記載の誘電体磁器組成
物。 - 【請求項４】 副成分として０．０１〜４.０重量％の
Ｗ（タングステン）成分が添加された請求項１に記載の
誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04304095A JP3375450B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04304095A JP3375450B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08239262A true JPH08239262A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3375450B2 JP3375450B2 (ja) | 2003-02-10 |
Family
ID=12652800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04304095A Expired - Fee Related JP3375450B2 (ja) | 1995-03-02 | 1995-03-02 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3375450B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6385035B1 (en) | 1999-09-07 | 2002-05-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic component |
| CN1093101C (zh) * | 1998-09-11 | 2002-10-23 | 株式会社村田制作所 | 介电陶瓷组合物和层叠陶瓷元件 |
| CN105271783A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-27 | 武汉理工大学 | 一种用于3d打印的玻璃粉及其制备方法 |
| CN114276718A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-05 | 山东国瓷康立泰新材料科技有限公司 | 一种下陷墨水用效果粉体及其制备方法和应用 |
-
1995
- 1995-03-02 JP JP04304095A patent/JP3375450B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1093101C (zh) * | 1998-09-11 | 2002-10-23 | 株式会社村田制作所 | 介电陶瓷组合物和层叠陶瓷元件 |
| US6385035B1 (en) | 1999-09-07 | 2002-05-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and monolithic ceramic component |
| DE10043882B4 (de) * | 1999-09-07 | 2009-11-05 | Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi | Dielektrische Keramikzusammensetzung und monolithisches Keramikbauteil |
| CN105271783A (zh) * | 2015-10-21 | 2016-01-27 | 武汉理工大学 | 一种用于3d打印的玻璃粉及其制备方法 |
| CN114276718A (zh) * | 2022-01-21 | 2022-04-05 | 山东国瓷康立泰新材料科技有限公司 | 一种下陷墨水用效果粉体及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3375450B2 (ja) | 2003-02-10 |
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