JPH08245262A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH08245262A
JPH08245262A JP7047419A JP4741995A JPH08245262A JP H08245262 A JPH08245262 A JP H08245262A JP 7047419 A JP7047419 A JP 7047419A JP 4741995 A JP4741995 A JP 4741995A JP H08245262 A JPH08245262 A JP H08245262A
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JP
Japan
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dielectric
composition
mol
porcelain composition
porcelain
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JP7047419A
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English (en)
Inventor
Kazuya Akiyama
和也 秋山
Akihiro Isomura
明宏 磯村
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電率εr が大きく,共振周波数の温度係数
τf ができるだけ零に近く,Q×f値が大きく,しか
も,融点の低いAu,Ag,Cu,及びそれらの合金等
を内部電極材料に使用しても同時焼結できる誘電体磁器
組成物を提供すること。 【構成】 誘電体磁器組成物は,主成分磁器組成物と添
加物とを含む。主成分磁器組成物は,BaO,R2 3
(Ndを必須成分として含む希土類酸化物),Bi2
3 ,及びTiO2 を主成分とし,一般式aBaO−bR
2 3 −cBi23 −dTiO2 (但し,c=0.8
〜6.3モル%,a+b+c+d=100モル%であ
る。)で示される。ここで,a,(b+c),dが三成
分図においてP,Q,R,Sの4点を結んでできる範囲
内にある。また,添加物は,この主成分磁器組成物に添
加され,総量に対して0.05〜5.0重量%のB2
3 及び0.05〜8.0重量%のGeO2 からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,誘電体磁器材料に関
し,詳しくは,主にマイクロ波帯域用の通信や放送機器
に使用される誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年,通信技術の進歩による自動車電話
や携帯電話などの移動体通信の普及に伴って,通信に利
用される周波数帯域はマイクロ波帯域に及んでいる。
【0003】従来,このマイクロ波帯域で使用される回
路部品には,空洞共振器等が用いられていた。しかし,
これらの部品はマイクロ波の波長と同程度の大きさにな
るため,自動車用電話機,携帯電話機,小型GPS装置
等に適用できるような部品の小型化は不可能であった。
【0004】これに対し,マイクロ波フィルタや発信器
の周波数安定化回路に,誘電体共振器を用いることによ
って,回路部品の小型化が盛んに行われ,実用化されつ
つある。
【0005】このようなマイクロ波誘電体材料に要求さ
れる特性は,使用周波数帯域における誘電率εr が大き
いこと,共振周波数の温度係数τf ができるだけ零に近
いこと,マイクロ波帯域での誘電損失tanδ(=1/
Q)が小さいこと,即ち,Q値(普通Q×fの形で表現
される。fは共振周波数)が大きいこと等が挙げられ
る。
【0006】従来,高い誘電率をもつマイクロ波用誘電
体磁器材料としては,BaO−希土類酸化物−TiO2
系の材料が知られているが,これまでに開示されている
組成の材料ではεr ,Q×fのバランスが悪かった。そ
の欠点を解決するために本発明者らは,BaO,Sr
O,Nd2 3 ,酸化ジジム,Bi2 3 がTiO2
組成を限定し,かつ,体積分率にして85%以上が斜方
晶であるような誘電体磁器を提案した(特願平6−17
1600号参照)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで,マイクロ波
回路のより一層の小型化を図るためには,LC素子を用
いる方法が有効であり,これは,既に実用化されている
セラミック積層技術を適用することによって実現でき
る。例えば,薄いセラミック層の上に金属パターンを形
成し,これらを何枚か重ねれば,種々の形状を持つ積層
セラミック回路部品を製作することができる。
【0008】しかし,マイクロ波帯域で使用される素子
の電極部には,一般に,導電性の良いAu.Ag,C
u,及びそれらの合金等が用いられており,上記のLC
素子等を得るには,これらのような比較的融点の低い電
極材料と誘電体材料が同時焼結できることが必要であ
る。
【0009】しかしながら,前記した誘電体材料で,十
分な焼結密度と大きな誘電率εr を得るには,1300
〜1500℃で焼結しなければならず,内部電極材料と
してAu,Ag,Cu等が使用できないという課題があ
った。
【0010】そこで,本発明の技術的課題は,誘電率ε
r が大きく,共振周波数の温度係数τf ができるだけ零
に近く,Q×f値が大きく,しかも,融点の低いAu,
Ag,Cu,及びそれらの合金等を内部電極材料に使用
しても同時焼結できる誘電体磁器組成物を提供すること
にある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに,本発明者らは,B2 3 ,GeO2 を添加するこ
とによって,誘電率εr が大きく,共振周波数の温度係
数τf が零に近く,Q×f値が大きく,しかも,融点の
低いAu,Ag,Cu,及びそれらの合金等を内部電極
材料に使用しても同時焼結できる誘電体磁器材料が得ら
れることを見出し本発明を為すに至ったものである。
【0012】即ち,本発明によれば,BaO,R2 3
(Ndを必須成分として含む希土類酸化物),Bi2
3 ,及びTiO2 を主成分とし,一般式aBaO−bR
2 3 −cBi2 3 −dTiO2 (但し,c=0.8
〜6.3モル%,a+b+c+d=100モル%であ
る。)で示され,a,(b+c),dが三成分図におい
て下記表2のP,Q,R,Sの4点を結んでできる範囲
内にある主成分磁器組成物と,この主成分磁器組成物に
添加された,総量に対して0.05〜5.0重量%のB
2 3 及び0.05〜8.0重量%のGeO2 からなる
添加物を含むことを特徴とする誘電体磁器組成物が得ら
れる。
【0013】
【表2】
【0014】また,本発明によれば,前記誘電体磁器組
成物において,前記希土類酸化物(R2 3 )はNd2
3 からなることを特徴とする誘電体磁器組成物が得ら
れる。
【0015】また,本発明によれば,前記誘電体磁器組
成物において,前記希土類酸化物(R2 3 )は(Nd
+Pr)2 3 (酸化ジジム)からなることを特徴とす
る誘電体磁器組成物が得られる。
【0016】さらに,本発明によれば,前記いずれかの
誘電体磁器組成物において,前記主成分磁器組成物は,
当該主成分磁器組成物のBaOの一部をSrOで置換し
た,一般式a′BaO−eSrO−bR2 3 −cBi
2 3 −dTiO2 (但し,a=a′+e,e=0.1
〜3.5モル%,c=0.8〜6.3モル%,a´+e
+b+c+d=100モル%である。)で示されること
を特徴とする誘電体磁器組成物が得られる。
【0017】
【作用】上記のように,本発明において,添加物として
2 3 を0.05〜5.0重量%,GeO2 を0.0
5〜8.0重量%,夫々総量に対して添加することで,
最適な誘電率εr を得るのに必要であった1300〜1
500℃の焼結温度を,900〜1200℃まで低下さ
せることができる。
【0018】
【実施例】以下,本発明の実施例について詳細に説明す
る。
【0019】本発明の誘電体磁器組成物の一例において
は,BaO,R2 3 (Ndを必須成分として含む希土
類酸化物),Bi2 3 ,及びTiO2 を主成分とし,
一般式,aBaO−bR2 3 −cBi2 3 −dTi
2 (但し,c=0.8〜6.3モル%,a+b+c+
d=100モル%である。)で示される。ここで,a,
(b+c),dが図1に示される三成分図において下記
表3のP,Q,R,Sの4点を結んでできる範囲内にあ
る主成分磁器組成物と,この主成分磁器組成物に,総量
に対して,B2 3 が0.05〜5.0重量%,GeO
2 が0.05〜8.0重量%の割合で添加されている。
【0020】
【表3】
【0021】また,本発明の誘電体磁器組成物のもう一
つの例において,前記希土類酸化物(R2 3 )はNd
2 3 からなる。
【0022】また,本発明の誘電体磁器組成物のさらに
もう一つの例において,前記希土類酸化物(R2 3
は,(Nd+Pr)2 3 (酸化ジジム)からなる。
【0023】また,本発明の誘電体磁器組成物の他の例
においては,前記した内のいずれかに記載の誘電体磁器
組成物において,前記主成分磁器組成物は当該主成分磁
器組成物のうちのBaOの一部をSrOで置換した,一
般式a′BaO−eSrO−bR2 3 −cBi2 3
−dTiO2 で示される。ここで,さらにもう一つの例
においては,a=(a′+e),(b+c),dが三成
分図において上記表3のP,Q,R,Sの4点を結んで
てきる範囲内にある。ここで,e=0.1〜3.5モル
%,c=0.8〜6.3モル%,a′+e+b+c+d
=100モル%である。この主成分磁器組成物に対して
2 3 が0.05〜5.0重量%,GeO2 が0.0
5〜8.0重量%の割合で添加されている。
【0024】次に本発明の誘電体磁器組成物の具体的な
製造例について説明する。
【0025】(実施例1)まず,BaCO3 ,Nd2
3 ,Bi2 3 ,TiO2 の各粉末を各組成に応じて秤
量した後,純水を用い,ジルコニアボールにて樹脂製の
ボールミルで湿式混合し,混合物を得た。次に,この混
合物を乾燥させた後,大気中にて1150℃の温度で約
4時間仮焼し,仮焼物を得た。次に,B2 3 ,GeO
2 の粉末をそれぞれ下記表4の割合になるように秤量し
た後,仮焼物に加え,上記のボールミルで湿式粉砕(混
合)した。これを,直径15mm,厚さ約6mmの円盤
状に成形し,大気中にて850℃〜1375℃の温度で
約2時間焼結することによって誘電体磁器材料を得た。
なお,表4で組成は,aBaO−bNd2 3 −cBi
2 3 −dTiO2 (モル%,a+b+c+d=10
0)のように表わした。
【0026】次に,各組成の誘電体磁器について,誘電
体共振器法により,誘電率εr ,Qxf値,共振周波数
の温度係数τf を測定した。共振周波数の温度係数τf
は+20〜+60℃の温度範囲での共振周波数fの差よ
り次の数1式によって求められた。
【0027】
【数1】
【0028】それらの測定結果を下記表4に示した。な
お,共振周波数は2.5〜4.0GHzであった。
【0029】
【表4】
【0030】(実施例2)BaCO3 ,(Nd+Pr)
2 3 (酸化ジジム),Bi2 3 ,TiO2 の各粉末
を各組成に応じて秤量し,実施例1に示したのと同様の
方法で仮焼物を得た。次に,BaCO3 ,GeO2 の粉
末をそれぞれ下記表5の割合になるように秤量した後,
仮焼物に加え,実施例1に示したのと同様のボールミル
で湿式粉砕(混合)した後,成形,焼結し,下記表5に
示す組成の誘電体磁器を得た。なお,下記表5で組成
は,aBaO−b(ND+Pr)2 3 −cBi2 3
−dTiO2 (モル%,a+b+c+d=100)のよ
うに表わした。
【0031】次に,各組成の誘導電体磁器について,実
施例1に示したものと同様の測定を行ったところ,表5
に示す測定結果を得た。なお,酸化ジジムの分析値は下
記表6に示す通りで,秤量はPr2 3 を1モルに換算
して行った。
【0032】
【表5】
【0033】
【表6】
【0034】(実施例3)BaCO3 ,SrO,Nd2
3 ,Bi2 3 ,TiO2 の各粉末を各組成に応じて
秤量し,実施例1に示したのと同様の方法で仮焼物を得
た。次に,B2 3 ,GeO2 の粉末をそれぞれ下記表
7の割合になるように秤量した後,仮焼物に加え,実施
例1に示したのと同様のボールミルで湿式粉砕(混合)
した後,成形,焼結し,表3に示す組成の誘電体磁器を
得た。なお,表7で組成は,aBaO−eSrO−bN
2 3 −cBi2 3 −dTiO2 (モル%,a+e
+b+c+d=100)のように表わした。
【0035】次に,各組成の誘電体磁器について,実施
例1に示したものと同様の測定を行ったところ,下記表
7に示す測定結果を得た。
【0036】
【表7】
【0037】(実施例4)BaCO3 ,SrO,(Nd
+Pr)2 3 (酸化ジジム),Bi2 3 ,TiO2
の各粉末を各組成に応じて秤量し,実施例1に示したの
と同様の方法で仮焼物を得た。次に,B2 3 ,GeO
2 の粉末をそれぞれ下記表8の割合になるように秤量し
た後,仮焼物に加え,実施例1に示したのと同様のボー
ルミルで湿式粉砕(混合)した後,成形,焼結し,表4
に示す組成の誘電体磁器を得た。なお,下記表8で組成
は,aBaO−eSrO−b(Nd+pr)2 3 −c
Bi2 3 −dTiO2 (モル%,a+e+b+c+d
=100)のように表わした。
【0038】次に,各組成の誘電体磁器について,実施
例1に示したものと同様の測定を行ったところ,下記表
8に示す測定結果を得た。なお,酸化ジジムの分析値は
上記表6に示す通りで,秤量はPr2 3 を1モルに換
算して行った。
【0039】
【表8】
【0040】上記表4〜5,7〜8より明かなように,
BaO−R2 3 −Bi2 3 −TiO2 ,あるいはB
aO−SrO−R2 3 −BiO2 3 −TiO2 の主
成分に対し,B2 3 を0.05〜5.0重量%,Ge
2 を0.05〜8.0重量%添加することで,誘電率
εr が大きく,Q×f値が大きく,共振周波数の温度係
数τf が零に近く,しかも900〜1200℃の低温で
焼結できる誘電体磁器を得ることができる。
【0041】これに対し,本発明の実施例に係る試料以
外の比較例では,B2 3 の添加量が0.05重量%,
GeO2 の添加量が0.05重量%より小さい場合,添
加の効果が得られず,焼結温度が1200℃を越えてし
まう。また,B2 3 の添加量が5.0重量%,GeO
2 の添加量が8.0重量%を越えた場合,誘電率εr
Q×f値が著しく低下する。
【0042】
【発明の効果】以上説明した通り,本発明によれば,誘
電率εr が大きく,共振周波数の温度係数τf が零に近
く,Q×f値が大きく,しかも,融点の低いAu,A
g,Cu,及びそれらの合金等を内部電極材料に使用し
ても同時焼結できる誘電体磁器組成物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘電体磁器組成物の一例を示す三成分
図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 BaO,R2 3 (Ndを必須成分とし
    て含む希土類酸化物),Bi2 3 ,及びTiO2 を主
    成分とし,一般式aBaO−bR2 3 −cBi2 3
    −dTiO2 (但し,c=0.8〜6.3モル%,a+
    b+c+d=100モル%である。)で示され,a,
    (b+c),dが三成分図において下記表1のP,Q,
    R,Sの4点を結んでできる範囲内にある主成分磁器組
    成物と,この主成分磁器組成物に添加された,総量に対
    して0.05〜5.0重量%のB2 3 及び0.05〜
    8.0重量%のGeO2 からなる添加物とを含むことを
    特徴とする誘電体磁器組成物。 【表1】
  2. 【請求項2】 請求項1記載の誘電体磁器組成物におい
    て,前記希土類酸化物(R2 3 )はNd2 3 からな
    ることを特徴とする誘電体磁器組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の誘電体磁器組成物におい
    て,前記希土類酸化物(R2 3 )は(Nd+Pr)2
    3 (酸化ジジム)からなることを特徴とする誘電体磁
    器組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1〜3の内のいずれかに記載の誘
    電体磁器組成物において,前記主成分磁器組成物は,当
    該主成分磁器組成物のうちのBaOの一部をSrOで置
    換した,一般式a′BaO−eSrO−bR2 3 −c
    Bi2 3 −dTiO2 (但し,a=a′+e,e=
    0.1〜3.5モル%,c=0.8〜6.3モル%,
    a′+e+b+c+d=100モル%である。)で示さ
    れることを特徴とする誘電体磁器組成物。
JP7047419A 1995-03-07 1995-03-07 誘電体磁器組成物 Pending JPH08245262A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184165B1 (en) 1998-07-15 2001-02-06 Tdk Corporation Dielectric porcelain composition
US6340649B1 (en) 1999-03-16 2002-01-22 Tdk Corporation Composition of dielectric ceramics and producing method thereof

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US6184165B1 (en) 1998-07-15 2001-02-06 Tdk Corporation Dielectric porcelain composition
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