JPH09315858A - 低温焼成誘電体磁器およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】Ａｇ、Ｃｕ等の導電率の高い導体材料との同時
焼成が可能であり、且つマイクロ波領域での無負荷Ｑ値
が大きく、共振周波数の温度係数（τ_f）の小さい低温
焼成誘電体磁器およびその製造方法を提供すること。 【解決手段】組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、３．
０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部と、
０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重量部のＴ
ａ₂Ｏ₅、さらに必要により１重量部以下のＭｎＯ₂、並
びに１重量部以下のＷＯ₃、１５重量部以下のＳｎＯ₂、
１５重量部以下のＭｇＯ、１０重量部以下のＳｒＯ及び
５重量部以下のＺｒＯ₂のうちの少なくとも１種とを添
加し熱処理してなる原料粉末に、５〜６０モル％のＰｂ
Ｏと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有するガラス粉
末０．１〜２５重量部（前記原料粉末を１００重量部と
する）を添加し、焼成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、マイクロ波領域での無負荷Ｑ値
（以下、単にＱ値ということもある。）が大きく、かつ
銀、銅等の導電率の高い導体材料と同時焼成して得られ
る低温焼成誘電体磁器およびその製造方法に関する。本
発明の低温焼成誘電体磁器は、積層型マイクロ波共振器
及びフィルタ−等の部品として使用することができる。

【発明の属する技術分野】

【０００２】

【従来の技術】近年、通信情報量の増大に伴い、携帯電
話、衛星通信、衛星放送等のマイクロ波領域を利用した
各種の通信システムが急速に発展しつつある。それに伴
って多くのマイクロ波誘電体材料が開発されている。こ
のようなマイクロ波領域で使用される誘電体磁器は、使
用周波数が高周波となるに従って無負荷Ｑ値が小さくな
る傾向があり、 マイクロ波領域での無負荷Ｑ値が大きいこと、 比誘電率(ε_r)が大きいこと、 共振周波数の温度係数(τ_f)の絶対値が小さいこと、 が所要特性とされている。

【０００３】現在、上記のような特性を備える誘電体磁
器として各種のものが開発されているが、無負荷Ｑ値の
大きい材料としては、Ｂａ（Ｍｇ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃、Ｂ
ａ（Ｚｎ_1/3Ｔａ_2/3）Ｏ₃等が、また比誘電率の大きい
材料としては、ＢａＯ−ＴｉＯ₂-ＲＥ₂Ｏ₃系（ＲＥ：希
土類元素）等が知られており、それぞれ共振器、フィル
タ−等として利用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで近年、導体を
内部電極とした積層型の誘電体共振器あるいはフィルタ
−が提案されているが、マイクロ波のような高周波領域
で使用する積層型タイプを得るためには、製作上、導電
率の高い金属材料よりなる導体を磁器の表面に形成した
り、磁器と磁器との間に埋設した状態で焼成する必要が
ある。従って、焼成温度が１０００℃を越える従来の誘
電体磁器においては、高価であるが高温に耐えうる貴金
属、例えば白金、パラジウム等を使用しなければならず
製造コストの点で問題があった。もし９００℃程度ある
いはそれ以下の温度で焼成できる磁器であれば、導体と
して銀、銅のような比較的安価な金属材料が使用可能と
なるので製造コストの点で極めて有利となる。従って、
このような９００℃程度あるいはそれ以下の温度で焼成
可能な誘電体磁器の実現が望まれていた。

【０００５】一般にセラミックスの低温焼成を実現する
ためには、焼結助剤としてガラスフリットを添加する手
法、原料粉末をサブミクロン以下の微粉とする手法、あ
るいはゾル−ゲル法等のケミカルプロセスを用いる方法
等が挙げられる。しかし、通常の誘電体材料はガラスと
の反応性が低く、ガラスを添加した場合に緻密程度の高
いセラミックスとすることは困難であり、その他、無負
荷Ｑ値が著しく小さくなるという問題も生じる。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、９００℃前後の低温にて焼成することができ、従っ
て上記の導電率の高い導体材料との同時焼成が可能であ
り、且つマイクロ波領域での無負荷Ｑ値が大きく、共振
周波数の温度係数（τ_f）の小さい低温焼成誘電体磁器
およびその製造方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、ＢａＯ−
ＴｉＯ₂系組成物において、τ_fを実用的な特性範囲に維
持しつつ高い無負荷Ｑ値を備え、且つ低温で焼成して製
造することができる組成について種々検討した結果、上
記のＢａＯ−ＴｉＯ₂系組成物に特定の金属酸化物を特
定量含有してなる原料粉末に、特定の組成および転移点
を有するガラス粉末を少量添加し、焼成することによ
り、ガラス粉末の添加による焼結体の緻密性の低下とい
う欠点が解消されることを見出し、本発明を完成するに
至った。

【０００８】上記課題を解決するための請求項１の発明
は、組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、３．０≦ｘ≦
５．７）で表される組成物１００重量部に対して、０．
１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重量部のＴａ₂
Ｏ₅を添加し熱処理してなる原料粉末に、５〜６０モル
％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有する
ガラス粉末０．１〜２５重量部（前記原料粉末を１００
重量部とする）が添加され、焼成されてなり、吸水率が
５．０％以下、且つ下記方法により測定した無負荷Ｑ値
と共振周波数との積が２０００ＧＨｚ以上であることを
特徴とする低温焼成誘電体磁器を要旨とする。 無負荷Ｑ値：平行導体板型誘電体共振器法、測定周波
数；１〜５ＧＨｚ

【０００９】請求項２の発明は、請求項１の発明の原料
粉末の組成において、さらに１重量部以下のＭｎＯ₂を
必須成分として含むものを要旨とする。

【００１０】請求項３の発明は、請求項１の発明の原料
粉末の組成において、さらに１重量部以下のＭｎＯ₂、
並びに１重量部以下のＷＯ₃、１５重量部以下のＳｎ
Ｏ₂、１５重量部以下のＭｇＯ、１０重量部以下のＳｒ
Ｏ及び５重量部以下のＺｒＯ₂のうちの少なくとも１種
を必須成分として含むものを要旨とする。

【００１１】請求項４の発明は、前記ガラス粉末が、５
〜６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ
₂と、５〜６５モル％のＢ₂Ｏ₃とを含有し、且つ転移点
が４５０℃以下であることを特徴とする請求項１〜３の
いずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器を要旨とす
る。

【００１２】請求項５の発明は、前記ガラス粉末が、５
〜６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ
₂と、５〜６５モル％のＢ₂Ｏ₃と、２〜６０モル％のＺ
ｎＯとを含有し、且つ転移点が４５０℃以下であること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の低温
焼成誘電体磁器を要旨とする。

【００１３】請求項６の発明は、組成式がＢａＯ・ｘＴ
ｉＯ₂（但し、３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物
１００重量部に対して、ＺｎＯを１．５〜１５．４重量
部含有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
つに記載の低温焼成誘電体磁器を要旨とする。

【００１４】請求項７の発明は、前記吸水率が０．１％
未満である請求項１〜６のいずれか１つに記載の低温焼
成誘電体磁器を要旨とする。

【００１５】請求項８の発明は、組成式がＢａＯ・ｘＴ
ｉＯ₂（但し、３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物
１００重量部と、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１
〜１０重量部のＴａ₂Ｏ₅とを含有する組成になるように
原料を調合した後、９００〜１２００℃にて熱処理して
熱処理体を製造し、その後、該熱処理体を粉砕し、得ら
れる原料粉末１００重量部に対して、５〜６０モル％の
ＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有するガラ
スの粉末０．１〜２５重量部を添加し、混合した後、所
定形状に成形し、次いで８５０〜１０００℃にて焼成す
ることを特徴とする低温焼成誘電体磁器の製造方法を要
旨とする。

【００１６】請求項９の発明は、請求項８の発明の原料
粉末の組成において、さらに１重量部以下のＭｎＯ₂を
必須成分として含むものを要旨とする。

【００１７】請求項１０の発明は、請求項８の発明の原
料粉末の組成において、さらに１重量部以下のＭｎ
Ｏ₂、並びに１重量部以下のＷＯ₃、１５重量部以下のＳ
ｎＯ₂、１５重量部以下のＭｇＯ、１０重量部以下のＳ
ｒＯ及び５重量部以下のＺｒＯ₂のうちの少なくとも１
種を必須成分として含むものを要旨とする。

【００１８】請求項１１の発明は、前記ガラスの粉末
が、５〜６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅ
Ｏ₂と、５〜６５モル％のＢ₂Ｏ₃とを含有し、且つ転移
点が４５０℃以下であることを特徴とする請求項８〜１
０のいずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器の製造方
法を要旨とする。

【００１９】請求項１２の発明は、前記ガラスの粉末
が、５〜６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅ
Ｏ₂と、５〜６５モル％のＢ₂Ｏ₃と、２〜６０モル％の
ＺｎＯとを含有し、且つ転移点が４５０℃以下であるこ
とを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに記載の
低温焼成誘電体磁器の製造方法を要旨とする。

【００２０】請求項１３の発明は、前記原料粉末の平均
粒子径が１〜３μmであり、前記ガラスの粉末の平均粒
子径が０．１〜１．５μmであって、且つ前記ガラスの
粉末の平均粒子径は前記原料粉末の平均粒子径未満であ
る請求項８〜１２のいずれか１つに記載の低温焼成誘電
体磁器の製造方法を要旨とする。

【００２１】ここで上記ｘが３．０未満または５．７を
越えた場合はＱ値が低下する。また、ＺｎＯおよびＴａ
₂Ｏ₅は、ガラスの配合量が少量であっても低温焼成を可
能とするために必須成分として添加するものであり、こ
のＺｎＯまたはＴａ₂Ｏ₅が０．１重量部未満では低温焼
成が難しくなり、ＺｎＯが２０重量部を越える場合、ま
たはＴａ₂Ｏ₅が１０重量部を越える場合はＱ値が低下す
る。更に、ＭｎＯ₂は焼結性をより改善するために任意
的に添加するものであるが、この配合量が１重量部を越
えるとＱ値およびε_rが低下する場合がある。ＭｎＯ₂の
より好ましい配合量は０．１〜１重量部である。

【００２２】また、上記の３種類以外の酸化物は必要に
応じてそれらのうちの少なくとも１種を添加すればよ
い。ＷＯ₃はＱ値の向上のために添加するものである
が、この配合量が１重量部を越えると逆にＱ値が低下す
る。ＳｎＯ₂はτ_fの値を負側へシフトさせるために添加
するものであるが、この配合量が１５重量部を越えると
Ｑ値およびε_rが著しく低下する。

【００２３】更に、ＭｇＯはτ_fの値を制御し、その絶
対値を小さくするために添加するものであるが、この配
合量が１５重量部を越えるとＱ値およびε_rが大きく低
下する。ＳｒＯはε_rを高めるために添加するものであ
るが、この配合量が１０重量部を越えるとＱ値が低下
し、τ_fが実用域から外れてしまう。また、ＺｒＯ₂はτ
_fを負側へシフトさせるために添加するものであるが、
この配合量が５重量部を越えるとＱ値が低下する。

【００２４】ガラスは低温焼成においても緻密な焼結体
を得るために添加するものである。この転移点が４５０
℃を越えると、特にその配合量が比較的少量の場合には
十分に緻密な焼結体を得ることはできない。また、配合
量が０．１重量部未満では、転移点が４５０℃以下のガ
ラスを使用しても低温焼成における緻密化は困難とな
る。一方、配合量が２５重量部を越えるとＱ値の低下が
著しく、マイクロ波領域での誘電特性の測定ができなく
なるほど性能が低下する。

【００２５】このようなガラスとして、５〜６０モル％
のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有し、且
つ転移点が４５０℃以下のガラスを用いるのが好まし
い。これは本組成のガラスを使用することにより、ガラ
ス成分が容易に誘電体成分に濡れ、より低温で緻密な焼
結体となるためである。ここで、ＰｂＯの含有量が５モ
ル％未満では、焼結促進の効果が小さく、また６０モル
％を越える場合には得られる磁器のＱ値が低下する。一
方、ＧｅＯ₂の含有量が５モル％未満では、磁器の誘電
損失の値が大きくなり好ましくなく、また６５モル％を
越える場合には、焼結促進の効果が小さい。

【００２６】さらにガラスが、５〜６０モル％のＰｂＯ
と、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モル％のＢ₂
Ｏ₃とを含有し、且つ転移点が４５０℃以下であると、
低温においてさらに容易に緻密な焼結体が得られるため
好ましい。ここでＢ₂Ｏ₃を５〜６５モル％と限定する理
由は、５モル％未満であると焼結促進の効果が小さく、
また６５モル％を越える場合においても焼結促進の効果
が小さくなるためである。特に組成が、ＰｂＯを１５〜
４０モル％、ＧｅＯ₂を２０〜５０モル％、Ｂ₂Ｏ₃を２
０〜５０モル％に限定することにより、極めて高い焼結
促進効果が得られ、よって必要なガラス添加量が低減可
能となり、Ｑ値を著しく向上することができ好ましい。

【００２７】また、ガラスが、５〜６０モル％のＰｂＯ
と、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モル％のＢ₂
Ｏ₃と、２〜６０モル％のＺｎＯとを含有し、且つ転移
点が４５０℃以下であるものも望ましい。これは、高い
焼結促進効果があり、また誘電損失の増大も抑制される
ためである。特にＺｎＯをガラスの組成に加えることに
より、誘電体材料とガラスの濡れ性がさらに向上するた
め好ましい。ガラスにおけるＺｎＯの組成範囲を限定す
る理由は、ＺｎＯが２モル％未満であると磁器の誘電損
失が大きくなり、一方、ＺｎＯが６０モル％を越えると
焼結促進効果が低くなるためである。なお、ＺｎＯを含
むガラスを使用する場合、磁器における全ＺｎＯ量は、
組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、３．０≦ｘ≦５．
７）で表される組成物１００重量部に対して、０．１〜
２０重量部含まれることが好ましく、特に１．５〜１
５．４重量部含まれることによりＺｎＯ添加の効果が大
きいものとなる。

【００２８】ここで本発明で言う、ガラスの転移点は、
ＤＴＡ（示差熱分析）で測定したものを言う。

【００２９】また本発明を完成する途上で、原料粉末と
ガラス粉末の平均粒子径も焼結体の緻密程度に大きく影
響を与えるものと判明した。すなわち、原料粉末の平均
粒子径が１〜３μmを外れると、得られる磁器の緻密程
度が低下するため好ましくない。また、ガラス粉末の平
均粒子径が０．１〜１．５μmを外れ、０．１μm未満で
は原料粉末との均一な分散混合が難しくなる。一方、
１．５μmを越えると磁器の緻密化が不十分となるため
好ましくない。

【００３０】更に、熱処理の温度が９００℃未満ではＱ
値が小さくなり、１２００℃を越える場合はτ_fが正側
へ大きくなり実用域から外れる。一方、焼成温度が８５
０℃未満では緻密化が困難であり、１０００℃を越える
場合はＱ値が低下し且つτ_fが実用域から外れる。さら
に、１０００℃を越える焼成を行うと、銀、銅等の導体
材料との同時焼成が困難となる場合がある。焼成温度は
８５０〜９５０℃の範囲が特に好ましく、この温度範囲
であれば、高いＱ値および小さいτ_fを有し、且つ緻密
程度の高い低温焼成誘電体磁器を得ることができる。

【００３１】

【作用】本発明では、ＢａＯ−ＴｉＯ₂−添加成分系の
原料粉末に、低い転移点を有する特定のガラス成分を少
量添加することにより、誘電特性の劣化を最小限に抑
え、且つ低温において焼成可能とし、緻密程度が高く、
しかも優れた誘電特性を有する低温焼成誘電体磁器を得
ることができたものである。

【００３２】また、上記のように転移点が低いガラスの
使用というだけでは、原料粉末との反応性、すなわち濡
れ性が必ずしも十分とはいえず、特定の組成範囲のＰｂ
Ｏ、ＧｅＯ₂を必須成分とするガラスが必要であり、該
ガラスを使用することにより原料粉末との反応性が高
く、低温での焼成が可能となる。さらに、Ｂ₂Ｏ₃、Ｚｎ
Ｏを含めた組成範囲とすることにより、さらに低温で安
定して焼成が可能となる。

【００３３】なおＰｂ、Ｇｅ、Ｚｎといった重元素を含
有するガラス相の誘電損失は極めて小さく、よって得ら
れる磁器の誘電損失も小さく、優れた誘電特性の誘電体
磁器となる。

【００３４】ガラスと原料粉末との反応性に関して詳述
すれば、原料粉末にガラス粉末を添加して焼成すると、
原料粉末とガラスの液相とが反応し、焼結が促進され
る。特に、ＰｂＯを含有するガラスを使用した場合、９
００℃前後の焼成温度でのガラス融液の粘度が十分に低
下し、且つ原料粉末成分と化学的に反応することにより
焼結が進行し、９００℃程度の低温で緻密化が可能とな
ったものと考えられる。また、ＰｂＯとともにＧｅ
Ｏ₂、Ｂ₂Ｏ₃、ＺｎＯを特定の組成範囲で組合わせるこ
とにより、さらに有効に上記機能が発揮されたものと考
えられる。

【００３５】尚、実際に得られた磁器の結晶相は、ガラ
スを添加しなかった場合とは異なった結晶相となってい
た。また、特にＢａＯ−ＴｉＯ₂−添加成分系の原料粉
末と、本発明の範囲のガラス、特にＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−Ｇ
ｅＯ₂−ＺｎＯ系ガラスとの組み合わせでは、両者が互
いに高い反応性を有するとともに、両者の間に共融組成
の液相が生成することにより、著しい焼結促進効果が発
揮したものと推定される。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、本
発明の範囲内の例を実施例として、また本発明の範囲外
の例を比較例として記載する。

【００３７】

【実施例】

（１）原料粉末の調製 ＢａＣＯ₃、ＴｉＯ₂、ＺｎＯ、Ｔａ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、Ｗ
Ｏ₃、ＳｎＯ₂、ＭｇＯ、ＳｒＯおよびＺｒＯ₂の各粉末
を、得られる原料粉末が表１に示す組成になるように秤
量して、ミキサ−によって乾式で粉砕、混合を行った。
得られた混合粉末を大気雰囲気下、１０００℃、６時間
の条件で熱処理した。この熱処理体を湿式粉砕した後、
乾燥し、平均粒子径約２μmの原料粉末を得た。尚、表
１において、＊は発明の範囲外であることを示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】（２）ガラス粉末の調製 Ｐｂ₃Ｏ₄、Ｈ₃ＢＯ₃、ＧｅＯ₂、ＺｎＯ、ＣａＯ、Ａｌ₂
Ｏ₃、Ｂｉ₂Ｏ₃の各粉末を、得られるガラス粉末が表２
に示した組成になるように秤量し、混合した後１１００
℃の温度で２時間熔融し、その後、融液をカ−ボン板で
挟んで急冷してガラスを得た。このガラスにエタノ−ル
を加えて湿式粉砕し、乾燥し、平均粒子径約１μmのガ
ラス粉末を得た。ここで、表２のガラス粉末組成１〜６
はＰｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＧｅＯ₂系のガラス、７〜１２はＰ
ｂＯ−Ｂ₂Ｏ₃−ＧｅＯ₂−ＺｎＯ系のガラス、１３〜１
５はＣａＯ−Ｂ₂Ｏ₃系のガラスである。なお表３は、表
２を重量部（重量％）に換算したものである。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【表３】

【００４２】（３）低温焼成誘電体磁器の調製 実施例１〜３２及び比較例１〜１６ 上記のようにして得た原料粉末（平均粒子径：２μm）
とガラス粉末（平均粒子径：１μm）とを表４〜７に示
す組み合わせ及び割合でエタノ−ル中において混合し、
乾燥後、樹脂（バインダ）を加えて造粒した。次に造粒
粉を８００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力で底面の直径が２５ｍ
ｍ、高さが１５ｍｍの円柱状に成形した。その後、１５
００Ｋｇ／ｃｍ²の圧力でＣＩＰ（等方静水圧プレス）
処理を行った。さらに処理後の成形体を大気中、９００
℃で２時間焼成した。

【００４３】上記のようにして得られた低温焼成誘電体
磁器を研磨した後、平行導体板型誘電体共振器法によ
り、測定周波数１〜５ＧＨｚにおいて比誘電率
（ε_r）、無負荷Ｑ値および共振周波数の温度係数
（τ_f、温度範囲：２５〜８０℃）を測定した。誘電損
失が大きく共振波形が得られなかったものは、各表中に
おいて測定不能と表記した。また、ＪＩＳ Ｃ２１４１
に準じて磁器の吸水率を測定した。

【００４４】実施例１〜３２の結果を表４に、比較例１
〜１６の結果を表６にそれぞれ併記する。尚、表４、６
および後記の表８、９において、誘電特性の評価は（Ｑ
×ｆ）で表す。ｆは誘電特性の測定周波数であり、Ｑ値
測定毎に多少の変動があり、この積がより正確に誘電特
性を表すものである。なお、表５、表７は、実施例１〜
３２、比較例１〜１６で得られる誘電体磁器のガラス添
加量、ガラス成分および磁器における全ＺｎＯ量を重量
％で表記したものである。

【００４５】

【表４】

【００４６】

【表５】

【００４７】

【表６】

【００４８】

【表７】

【００４９】実施例１〜３２はいずれも吸水率が０．１
％未満であり、（Ｑ×ｆ）値は最小でも２１３０ＧＨｚ
と高く、また共振周波数の温度係数（τ_f）も最大でも
＋１９ｐｐｍ／℃と小さい。すなわち、緻密程度が非常
に高く、誘電特性に優れた磁器が得られていることがわ
かる。

【００５０】一方、表６の結果によれば、ＢａＯ・ｘＴ
ｉＯ₂のｘ値が、あるいは原料粉末におけるＺｎＯ、Ｔ
ａ₂Ｏ₅、ＭｎＯ₂、ＷＯ₃、ＳｎＯ₂、ＭｇＯ、ＳｒＯ、
ＺｒＯ₂の組成が本発明の組成範囲と外れた比較例１〜
１０では、誘電特性が不十分で、例えばＱ×ｆが低く、
測定不能となった例もある。

【００５１】また、転移点が４５０℃を越えるガラスを
使用した比較例１１〜１６では、誘電特性が測定不能な
ほど劣っているとともに、吸水率も８以上と大きく、緻
密程度が非常に悪いことがわかる。尚、使用するガラス
の転移点の上昇とともに、得られる磁器の緻密程度がよ
り低下する傾向もわかる。

【００５２】実施例３３〜３５および比較例１７〜２０ 表１の原料粉末および表２のガラス粉末から、それぞれ
選んだ組み合わせにおいて、その量比を上記各実施例、
比較例とは更に変え、同様な方法によって磁器を作製
し、同様な方法でその吸水率および誘電特性を測定し
た。原料粉末組成とガラス粉末の番号、それらの量比及
び吸水率と誘電特性の測定結果を表８に示す。尚、表８
において、＊は発明の範囲外であることを示す。

【００５３】

【表８】

【００５４】表８の結果によれば、ガラス粉末の量比が
本発明の範囲内である場合には、緻密程度、誘電特性と
もに優れた磁器が得られていることがわかる。一方、ガ
ラス粉末を添加しなかった比較例１７では、緻密程度、
誘電特性ともに非常に劣っており、またガラス粉末を２
５重量部以上使用した比較例１８〜２０では、緻密程度
が優れているものの、誘電特性は測定不能なほどに劣っ
ていることがわかる。

【００５５】実施例３６〜４１ 表１の原料粉末および表２のガラス粉末から、それぞれ
選んだ組み合わせにおいて、それぞれの粉末の平均粒子
径を変え、同様な方法によって磁器を作製し、同様な方
法でその吸水率と誘電特性を測定した。原料粉末組成と
ガラス粉末組成の番号、それらの量比、平均粒子径、吸
水率および誘電特性の測定結果を表９に示す。

【００５６】

【表９】

【００５７】表９の結果によれば、原料粉末およびガラ
ス粉末の平均粒子径が、請求項１３の範囲内にある実施
例３６〜３８では、緻密程度および誘電特性はいずれも
優れた磁器が得られるが、それぞれの平均粒子径が本発
明の範囲を外れている実施例３９〜４１では、誘電特性
には特に問題はないが、吸水率が２〜５％となってお
り、緻密程度がやや劣っており、特に両平均粒子径が大
きくなるにつれ、吸水率がより増大していることがわか
る。これらの磁器には性能がやや劣るとはいえ、実用に
供し得る範囲ではあるが、この結果は、請求項１３の発
明の効果を裏付けるものである。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明の特定の組成を有
する誘電体磁器は、緻密程度が高く、且つ無負荷Ｑ値が
大きいとともに共振周波数の温度係数の小さいものとな
る。特に、本発明の範囲の特定組成のガラスを添加する
ことにより、９００℃程度の低温で緻密化が可能であ
り、従って銀、銅等の高い導電率の導体材料との同時焼
成が可能であり、積層タイプのマイクロ波共振器、フィ
ルタ−等が作製可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水嶋 康之 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 奥山 雅彦 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部に
   対して、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重
   量部のＴａ₂Ｏ₅を添加し熱処理してなる原料粉末に、５
   〜６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と
   を含有するガラス粉末０．１〜２５重量部（前記原料粉
   末を１００重量部とする）が添加され、焼成されてな
   り、吸水率が５．０％以下、且つ下記方法により測定し
   た無負荷Ｑ値と共振周波数との積が２０００ＧＨｚ以上
   であることを特徴とする低温焼成誘電体磁器。 無負荷Ｑ値：平行導体板型誘電体共振器法、測定周波
   数；１〜５ＧＨｚ
2. 【請求項２】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部に
   対して、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重
   量部のＴａ₂Ｏ₅、１重量部以下のＭｎＯ₂を添加し熱処
   理してなる原料粉末に、５〜６０モル％のＰｂＯと、５
   〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有するガラス粉末０．１
   〜２５重量部（前記原料粉末を１００重量部とする）が
   添加され、焼成されてなり、吸水率が５．０％以下、且
   つ下記方法により測定した無負荷Ｑ値と共振周波数との
   積が２０００ＧＨｚ以上であることを特徴とする低温焼
   成誘電体磁器。 無負荷Ｑ値：平行導体板型誘電体共振器法、測定周波
   数；１〜５ＧＨｚ
3. 【請求項３】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部に
   対して、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重
   量部のＴａ₂Ｏ₅、１重量部以下のＭｎＯ₂、並びに１重
   量部以下のＷＯ₃、１５重量部以下のＳｎＯ₂、１５重量
   部以下のＭｇＯ、１０重量部以下のＳｒＯ及び５重量部
   以下のＺｒＯ₂のうちの少なくとも１種を添加し熱処理
   してなる原料粉末に、５〜６０モル％のＰｂＯと、５〜
   ６５モル％のＧｅＯ₂とを含有するガラス粉末０．１〜
   ２５重量部（前記原料粉末を１００重量部とする）が添
   加され、焼成されてなり、吸水率が５．０％以下、且つ
   下記方法により測定した無負荷Ｑ値と共振周波数との積
   が２０００ＧＨｚ以上であることを特徴とする低温焼成
   誘電体磁器。 無負荷Ｑ値：平行導体板型誘電体共振器法、測定周波
   数；１〜５ＧＨｚ
4. 【請求項４】 前記ガラス粉末が、５〜６０モル％のＰ
   ｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モル％
   のＢ₂Ｏ₃とを含有し、且つ転移点が４５０℃以下である
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の
   低温焼成誘電体磁器。
5. 【請求項５】 前記ガラス粉末が、５〜６０モル％のＰ
   ｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モル％
   のＢ₂Ｏ₃と、２〜６０モル％のＺｎＯとを含有し、且つ
   転移点が４５０℃以下であることを特徴とする請求項１
   〜３のいずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器。
6. 【請求項６】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部に
   対して、ＺｎＯを１．５〜１５．４重量部含有すること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の低温
   焼成誘電体磁器。
7. 【請求項７】 前記吸水率が０．１％未満である請求項
   １〜６のいずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器。
8. 【請求項８】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部
   と、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重量部
   のＴａ₂Ｏ₅とを含有する組成になるように原料を調合し
   た後、９００〜１２００℃にて熱処理して熱処理体を製
   造し、その後、該熱処理体を粉砕し、得られる原料粉末
   １００重量部に対して、５〜６０モル％のＰｂＯと、５
   〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含有するガラスの粉末０．
   １〜２５重量部を添加し、混合した後、所定形状に成形
   し、次いで８５０〜１０００℃にて焼成することを特徴
   とする低温焼成誘電体磁器の製造方法。
9. 【請求項９】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
   ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部
   と、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重量部
   のＴａ₂Ｏ₅、１重量部以下のＭｎＯ₂とを含有する組成
   になるように原料を調合した後、９００〜１２００℃に
   て熱処理して熱処理体を製造し、その後、該熱処理体を
   粉砕し、得られる原料粉末１００重量部に対して、５〜
   ６０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを
   含有するガラスの粉末０．１〜２５重量部を添加し、混
   合した後、所定形状に成形し、次いで８５０〜１０００
   ℃にて焼成することを特徴とする低温焼成誘電体磁器の
   製造方法。
10. 【請求項１０】 組成式がＢａＯ・ｘＴｉＯ₂（但し、
    ３．０≦ｘ≦５．７）で表される組成物１００重量部
    と、０．１〜２０重量部のＺｎＯ、０．１〜１０重量部
    のＴａ₂Ｏ₅、１重量部以下のＭｎＯ₂、並びに１重量部
    以下のＷＯ₃、１５重量部以下のＳｎＯ₂、１５重量部以
    下のＭｇＯ、１０重量部以下のＳｒＯ及び５重量部以下
    のＺｒＯ₂のうちの少なくとも１種とを含有する組成に
    なるように原料を調合した後、９００〜１２００℃にて
    熱処理して熱処理体を製造し、その後、該熱処理体を粉
    砕し、得られる原料粉末１００重量部に対して、５〜６
    ０モル％のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂とを含
    有するガラスの粉末０．１〜２５重量部を添加し、混合
    した後、所定形状に成形し、次いで８５０〜１０００℃
    にて焼成することを特徴とする低温焼成誘電体磁器の製
    造方法。
11. 【請求項１１】 前記ガラスの粉末が、５〜６０モル％
    のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モ
    ル％のＢ₂Ｏ₃とを含有し、且つ転移点が４５０℃以下で
    あることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つに
    記載の低温焼成誘電体磁器の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記ガラスの粉末が、５〜６０モル％
    のＰｂＯと、５〜６５モル％のＧｅＯ₂と、５〜６５モ
    ル％のＢ₂Ｏ₃と、２〜６０モル％のＺｎＯとを含有し、
    且つ転移点が４５０℃以下であることを特徴とする請求
    項８〜１０のいずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器
    の製造方法。
13. 【請求項１３】 前記原料粉末の平均粒子径が１〜３μ
    mであり、前記ガラスの粉末の平均粒子径が０．１〜
    １．５μmであって、且つ前記ガラスの粉末の平均粒子
    径は前記原料粉末の平均粒子径未満である請求項８〜１
    ２のいずれか１つに記載の低温焼成誘電体磁器の製造方
    法