JPH0971462A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0971462A
JPH0971462A JP7230861A JP23086195A JPH0971462A JP H0971462 A JPH0971462 A JP H0971462A JP 7230861 A JP7230861 A JP 7230861A JP 23086195 A JP23086195 A JP 23086195A JP H0971462 A JPH0971462 A JP H0971462A
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JP
Japan
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dielectric
porcelain composition
dielectric porcelain
component
glass powder
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Pending
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JP7230861A
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English (en)
Inventor
Koichi Fukuda
晃一 福田
Shinichi Ishitobi
信一 石飛
Masataka Fujinaga
昌孝 藤永
Atsushi Mitani
敦志 三谷
Masatoshi Takeda
将利 竹田
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 比誘電率εr が大きく、かつ無負荷Q値も大
きく、しかも共振周波数の温度係数τf の小さい誘電体
磁器組成物を提供するものである。また、低温焼結が可
能であり、内部電極としてAg、Ag−Pd、Cu等を
使用して同時焼成による積層化が可能な誘電体磁器組成
物を提供するものである。 【解決手段】 主成分が組成式、xBaO−yTiO2
−zNd2 3 −tSm2 3 (式中、0.1≦x≦
0.2、0.5≦y≦0.8、0.01≦z≦0.2、
0≦t≦0.2、x+y+z+t=1である。)で表さ
れるバリウム、チタン、ネオジム、サマリウムおよび酸
素からなる誘電体磁器組成物であり、かつ副成分として
ガラス軟化点が500℃以下のガラス粉末を含有し、主
成分に対する副成分ガラス粉末の含有量aが1≦a≦2
5(重量%)である誘電体磁器組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体共振器等の
材料として好適な誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、マイクロ波回路の集積化に伴い、
小型で高性能な誘電体共振器が求められている。このよ
うな誘電体共振器に使用される誘電体磁器組成物には、
比誘電率εr が大きいこと、無負荷Qが大きいこと、共
振周波数の温度係数τf が小さいこと等の特性が要求さ
れている。
【0003】このような誘電体磁器組成物として、Ba
O−TiO2 −Nd2 3 系の誘電体磁器組成物につい
て提案〔Ber.Dt.Keram.Ges.,55(1978)Nr.7;特開昭60
−35406号公報〕、あるいはBaO−TiO2 −N
2 3 −Bi2 3 系(特開昭62−72558号公
報)について提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】最近、誘電体磁器組成
物を積層した積層チップコンデンサ、積層共振器等が開
発されており、磁器組成物と内部電極との同時焼成によ
る積層化が行われている。しかしながら、前記誘電体磁
器組成物は焼成温度が1300℃〜1400℃と高いた
め内部電極との同時焼成を行うことは困難な面があり、
積層化構造とするためには電極材料として高温に耐える
パラジウム(Pd)や白金(Pt)等の材料に限定され
ていた。このため、電極材料として安価な銀(Ag)、
銀−パラジウム(Ag−Pd)、銅(Cu)を使用して
1200℃以下の低温で同時焼成できる誘電体磁器組成
物が求められている。
【0005】本発明の目的は、誘電体共振器等の材料と
して優れた特性、特に高誘電率で、無負荷Qが大きく、
共振周波数の温度変化が小さいという特性を有し、しか
も低温で焼成した場合にも焼結性が良好な誘電体磁器組
成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、主成分が組成
式、xBaO−yTiO2 −zNd2 3 −tSm2
3 (式中、0.1≦x≦0.2、0.5≦y≦0.8、
0.01≦z≦0.2、0≦t≦0.2、x+y+z+
t=1である。)で表されるバリウム、チタン、ネオジ
ム、サマリウムおよび酸素からなる誘電体磁器組成物で
あり、かつ副成分としてガラス軟化点が500℃以下の
ガラス粉末を含有し、主成分に対する副成分ガラス粉末
の含有量aが1≦a≦25(重量%)であることを特徴
とする誘電体磁器組成物に関する。
【0007】本発明によれば、組成式xBaO−yTi
2 −zNd2 3 −tSm2 3で表される誘電体磁
器組成物に、副成分としてガラス軟化点が500℃以下
のガラス粉末を含有させることにより、低温焼結でき、
かつ高誘電率で、無負荷Qが大きく、共振周波数の温度
変化が小さいという特性を有する誘電体磁器組成物を得
ることができる。
【0008】本発明において、BaOのモル分率が過度
に大きい場合には、共振しなくなり、過度に小さい場合
には、誘電率、無負荷Qが小さくなる。TiO2 のモル
分率が過度に大きい場合には、共振周波数の温度係数が
大きくなり、過度に小さい場合には、誘電率が小さくな
る。Nd2 3 のモル分率が過度に大きい場合には、誘
電率、無負荷Qが小さくなり、過度に小さい場合には、
共振周波数の温度係数が大きくなる。Sm2 3 のモル
分率が過度に大きい場合には、誘電率、無負荷Qが小さ
くなる。
【0009】また、主成分に対して添加される副成分ガ
ラス粉末としては、ガラス軟化点が過度に高い場合には
1200℃以下での低温焼結が困難となるので、500
℃以下のガラス軟化点を有するものが使用される。な
お、ガラス軟化点の下限は特に限定されないが過度に低
い場合には実用上問題が生じることもあるので、通常1
00℃程度以上のガラス軟化点を有するものが好適に使
用される。
【0010】主成分に対する副成分ガラス粉末の含有量
a(重量%)が、過度に大きい場合には、無負荷Qが小
さくなり、過度に小さいかゼロの場合には、1200℃
以下での低温焼成が困難になる。したがって、主成分に
対する副成分ガラス粉末の含有量a(重量%)は上記範
囲に設定される。
【0011】本発明において使用されるガラス粉末とし
ては、ガラス軟化点が500℃以下であれば特に限定さ
れず、例えばPbO、ZnO、B2 3 、GeO2 、L
2O、Sb2 3 、PbF2 、SnO、SiO2 、P
2 5 、Bi2 3 、Al23 、CuO、CeO2
が使用される。特に、PbO、ZnOおよびB2 3
ら構成されるガラス粉末は、ガラス軟化点が低く、低温
焼成できるので好適に使用される。該PbO、ZnOお
よびB2 3 から構成されるガラス粉末において、各成
分の構成割合(重量%)は、特に限定されないが、5≦
PbO≦90、0<ZnO≦65、5≦B2 3 ≦60
が好ましく、特にZnOについては0<ZnO≦50の
範囲が好ましい。
【0012】また、本発明において、さらに低温での焼
結や特性制御のために、第三成分として、酸化ゲルマニ
ウム(GeO2 )および/または酸化リチウム(Li2
O)を含有させることができる。GeO2 を含有させる
ことにより、焼結温度を低下させることができる。しか
しながら、GeO2 の使用量が過度に大きい場合には、
無負荷Qが小さくなることがあるので、主成分に対する
その使用量は10重量%以下が好ましい。また、Li2
Oを含有させることにより、焼結温度がさらに低下し、
Agの内部電極が容易に形成可能となる。しかしなが
ら、Li2 Oの使用量が過度に大きい場合には、共振し
なくなることがあるので、主成分に対するその使用量は
4重量%以下が好ましい。
【0013】さらに、第四成分として、SiO2 、Bi
2 3 、MgOのうち少なくとも1種を含有させること
により電気特性を制御することができる。しかしなが
ら、第四成分の使用量b(重量%)が過度に大きい場合
には、電気特性が悪くなることがあるので、主成分に対
する使用量bは3重量%以下が好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物の好適
な製造法の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チ
タン、酸化ネオジムおよび酸化サマリウムの出発原料を
各所定量ずつ水、アルコール等の溶媒と共に湿式混合す
る。続いて、水、アルコール等を除去した後、粉砕し、
酸素含有ガス雰囲気(例えば空気雰囲気)下に1000
〜1300℃で約1〜5時間程度仮焼する。このように
して得られた仮焼粉と副成分のガラス粉末とをアルコー
ル等の溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、アルコー
ル等を除去した後、粉砕する。さらに、ポリビニルアル
コールの如き有機バインダと共に混合して均質にし、乾
燥、粉砕、加圧成型(圧力100〜1000kg/cm
2 程度)する。得られた成形物を空気の如き酸素含有ガ
ス雰囲気下に800℃〜1100℃で焼成することによ
り上記組成式で表される誘電体磁器組成物が得られる。
【0015】このようにして得られた誘電体磁器組成物
は、必要により適当な形状およびサイズに加工、あるい
はドクターブレード法等によるシート成形およびシート
と電極による積層化により、誘電体共振器、誘電体基
板、積層素子等の材料として利用できる。
【0016】なお、バリウム、チタン、ネオジム、サマ
リウム、鉛、亜鉛、ホウ素、ゲルマニウム、リチウム、
アンチモン、スズ、ケイ素、リン、ビスマス、アルミニ
ウム、銅、セリウム、マグネシウム等の原料としては、
BaCO3 、TiO2 、Nd 2 3 、Sm2 3 、Pb
O、ZnO、B2 3 、GeO2 、Li2 CO3 、Sb
2 3 、SnO、SiO2 、P2 5 、Bi2 3 、A
2 3 、CuO、CeO2 、MgOの他に、焼成時に
酸化物となる硝酸塩、水酸化物等を使用することができ
る。ガラス粉末としては、PbF2 のようなフッ化物を
使用することもできる。
【0017】
【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
さらに具体的に説明する。 実施例1 炭酸バリウム粉末(BaCO3 )0.13モル、酸化チ
タン粉末(TiO2 )0.70モル、酸化ネオジム粉末
(Nd2 3 )0.17モルをジルコニア製玉石を用い
エタノールを溶媒としてボールミルで12時間湿式混合
した。この溶液を脱媒後、粉砕し、空気雰囲気下125
0℃で仮焼した。また、酸化鉛粉末(PbO)84wt
%、酸化亜鉛粉末(ZnO)7wt%および酸化ホウ素
粉末(B 2 3 )9wt%から構成されるガラス粉末A
を常法により調製した。上記で得られた仮焼物にこのP
bO、ZnOおよびB2 3 から構成されるガラス粉末
Aを2wt%、ならびに第三成分として酸化ゲルマニウ
ム粉末(GeO2 )3wt%、炭酸リチウム粉末(Li
2 CO3 )1wt%(Li2 O換算で0.4wt%)を
添加しエタノールを溶媒としてボールミルで48時間湿
式混合した。この溶液を脱媒後、粉砕し、適量のポリビ
ニルアルコール溶液を加えて乾燥後、直径10mmφ、
厚さ約4mmtのペレットに成形し、空気雰囲気下にお
いて950℃で2時間焼成した。
【0018】こうして得られた磁器組成物を直径7mm
φ、厚み約3mmtの大きさに加工したのち、誘電体共
振法によって測定し、共振周波数(3〜6GHz)にお
ける無負荷Q、比誘電率εr および共振周波数の温度係
数τf を求めた。その結果を表2に示す。
【0019】実施例2〜28および比較例1〜14 実施例1の炭酸バリウム、酸化チタン、酸化ネオジムお
よび酸化サマリウムの混合割合、表3に示すガラス粉末
の種類とその添加量、第三成分および第四成分の添加量
を表1記載のように代えた他は、実施例1と同様にして
誘電体磁器組成物を製造し、実施例1と同様に特性を測
定した。その結果を表2に示す。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、比誘電率εr が大き
く、かつ無負荷Q値も大きく、しかも共振周波数の温度
係数τf の小さい誘電体磁器組成物を提供することがで
きる。また、低温焼結が可能であり、内部電極としてA
g、Ag−Pd、Cu等を使用して同時焼成による積層
化が可能な誘電体磁器組成物を提供することができる。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三谷 敦志 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内 (72)発明者 竹田 将利 山口県宇部市大字小串1978番地の5 宇部 興産株式会社宇部研究所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主成分が組成式、xBaO−yTiO
    2 −zNd2 3 −tSm2 3 (式中、0.1≦x≦
    0.2、0.5≦y≦0.8、0.01≦z≦0.2、
    0≦t≦0.2、x+y+z+t=1である。)で表さ
    れるバリウム、チタン、ネオジム、サマリウムおよび酸
    素からなる誘電体磁器組成物であり、かつ副成分として
    ガラス軟化点が500℃以下のガラス粉末を含有し、主
    成分に対する副成分ガラス粉末の含有量aが1≦a≦2
    5(重量%)であることを特徴とする誘電体磁器組成
    物。
JP7230861A 1995-09-08 1995-09-08 誘電体磁器組成物 Pending JPH0971462A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0973173A2 (en) * 1998-07-15 2000-01-19 TDK Corporation Dielectric porcelain composition
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
DE10043882B4 (de) * 1999-09-07 2009-11-05 Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi Dielektrische Keramikzusammensetzung und monolithisches Keramikbauteil

Cited By (4)

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EP0973173A3 (en) * 1998-07-15 2000-08-02 TDK Corporation Dielectric porcelain composition
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
DE10043882B4 (de) * 1999-09-07 2009-11-05 Murata Mfg. Co., Ltd., Nagaokakyo-shi Dielektrische Keramikzusammensetzung und monolithisches Keramikbauteil

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