JPH0987021A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH0987021A
JPH0987021A JP7247893A JP24789395A JPH0987021A JP H0987021 A JPH0987021 A JP H0987021A JP 7247893 A JP7247893 A JP 7247893A JP 24789395 A JP24789395 A JP 24789395A JP H0987021 A JPH0987021 A JP H0987021A
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JP
Japan
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dielectric
ceramic composition
dielectric ceramic
porcelain composition
dielectric porcelain
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Pending
Application number
JP7247893A
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English (en)
Inventor
Takeshi Kita
毅 北
Shinichi Sakata
信一 坂田
Shinsuke Haruta
慎輔 治田
Toru Matsubara
徹 松原
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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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、Ag、Ag−Pd、Cu等を内部電極とした
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】 組成式、Pb1-x x WO4 (但し、M
はYおよびLa以外のランタニドから選ばれる少なくと
も1種であり、0<x<0.05である。)で表される
鉛、M(Mは前記と同じ意味を表す。)、タングステン
および酸素からな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、積層誘電体共振器
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(A
g)、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】このような誘電体磁器組成物として、特開
平2−33809号公報には、(1−x)・PbMoO
4 −x・PbWO4 (但し、0≦x≦1)について提案
されている。しかしながら、該誘電体磁器組成物の焼成
温度は950〜1000℃であるため、電極材料として
銀を使用した場合には、銀がセラミックス内部に拡散し
やすく、セラミックス表面の銀電極が一部消失して特性
にバラツキが生じる場合があり、電極材料として銀の使
用が制限されている。
【0006】また、焼成時のエネルギーコストをできる
だけ低減するためにも、より低温での焼成が望まれてい
る。しかしながら、上記誘電体磁器組成物を900℃よ
りも低い温度で焼成したような場合には、焼結が不充分
になりやすく、そのため製品にバラツキが生じやすく、
信頼性の高い製品を提供できる誘電体磁器組成物の開発
が望まれている。
【0007】本発明の目的は、誘電体共振器等の材料と
して、誘電率が高く、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900℃よ
りも低い温度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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、組成式、Pb
1-x x WO4 (但し、MはYおよびLa以外のランタ
ニドから選ばれる少なくとも1種であり、0<x<0.
05である。)で表される鉛、M(Mは前記と同じ意味
を表す。)、タングステンおよび酸素からなることを特
徴とする誘電体磁器組成物に関する。
【0009】本発明によれば、組成式、PbWO4 にお
いてPbの一部をYおよびLa以外のランタニドから選
ばれる少なくとも1種で置換することにより、900℃
よりも低い温度で焼成することができ、特に共振周波数
の温度係数τf の絶対値が小さく、しかも、製品にバラ
ツキのない誘電体磁器組成物を提供することができる。
本発明におけるランタニドとしては、例えばCe、P
r、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho等を挙
げることができる。
【0010】本発明において、Pbの一部を置換するY
およびLa以外のランタニドから選ばれる少なくとも1
種のモル分率xが過度に大きい場合には、無負荷Qが小
さくなり、共振周波数の温度係数τf の絶対値が大きく
なり、しかも比誘電率εr も小さくなるので、置換量x
は0<x<0.05、特に0<x<0.03の範囲が好
ましい。
【0011】鉛、YまたはM(MはLa以外のランタニ
ドを表す。)、タングステンの出発原料としては、Pb
O、WO3 、Y2 3 、M2 3 の他に、焼成時に酸化
物となる硝酸塩、炭酸塩、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸
塩等を使用することができる。
【0012】なお、タングステン酸鉛におけるPbOと
WO3 との化学量論組成はPbO/WO3 =1/1であ
るが、多少ずれていても良く、例えばその量論比がPb
O/WO3 =51/49の場合においても、良好な特性
が得られる。
【0013】原料物質の混合は、ボールミルやラインミ
ルなどの手段によって湿式で行うことが特性のバラツキ
がなく好ましいが、乳鉢や振動ミルなどの手段によって
乾式で混合してもよい。
【0014】混合された原料物質は、予め仮焼を行うこ
とが好ましい。ランタン原料の添加に当たっては、仮焼
によって合成されたタングステン酸鉛(PbWO4 )に
添加するのが焼結性を向上させるので好ましいが、仮焼
前に出発原料と共に添加することできる。
【0015】次に、仮焼された粉末にポリビニルアルコ
ール等のバインダを加えて所望の形状に成形する。成形
には一軸プレス、ラバープレス、ドクターブレード法、
鋳込み成形等、一般的にセラミックスの成形に用いられ
る方法を任意に用いることができる。
【0016】成形体の焼成は大気中で行うが、酸素中な
どの制御された雰囲気の下で行うことも自由である。焼
成温度が高すぎると鉛成分の揮発が大きくなる傾向にあ
り、また、低すぎると焼結体がポーラスとなり、特性の
劣化をもたらすので、焼成温度は750℃〜850℃の
範囲が好ましい。本発明によれば銀の融点である960
℃以下での焼成ができる。
【0017】
【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。酸化鉛と酸化タングス
テン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650〜800℃で約1〜5時間程度仮焼して
タングステン酸鉛の粉末を合成する。このようにして得
られた仮焼粉末にY2 3 またはM2 3 (MはLa以
外のランタニドを表す。)を加え、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/cm2
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700℃〜850℃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。
【0018】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。
【0019】
【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 酸化鉛粉末(PbO)と酸化タングステン粉末(W
3 )とをモル比が0.51:0.49となるように配
合し、ジルコニアボール、エタノールとともにポリエチ
レン容器を用いて15時間混合した。この混合粉末を乾
燥後、大気中700℃で2時間仮焼してタングステン酸
鉛の粉末を合成した。得られた粉末にPr611をタン
グステン酸鉛の鉛に対する置換モル比xが0.005と
なるように添加し、ジルコニアボールおよびエタノール
とともにポリエチレン容器を用いて15時間粉砕した
後、乾燥し、バインダとしてポリビニルアルコールを1
重量%加えた後、直径10mm、厚さ4mmの円柱形に
成形した。この成形体を大気中780℃で2時間焼成し
た。図1に得られた焼結体のX線回折図を示す。図か
ら、この焼結体がPbWO4 型構造をとっていることが
わかる。
【0020】こうして得られた磁器組成物(試料1)を
直径7mmφ、厚み約3mmtの大きさに加工したの
ち、誘電共振法によって測定し、比誘電率εr 、共振周
波数(8〜9GHz)における無負荷Qおよび共振周波
数の温度係数τf を求めたところ、εr =20.9、f
Q=37000、τf =−10.9であった。その結果
を表1に示す。
【0021】実施例2 プラセオジム量をかえたほかは実施例1と同様な方法に
より、誘電体磁器組成物を製造し、特性を測定した(試
料2〜試料3)。また、プラセオジムの代わりにイット
リウムや他のLa以外のランタニドにかえたほかは、実
施例1と同様な方法により、誘電体磁器組成物を製造
し、特性を測定した(試料4〜試料22)。その結果を
表1および表2に示す。得られた焼結体のX線回折図は
図1と同様であり、これらの焼結体がPbWO4 型構造
をとっていることがわかる。
【0022】比較例1 YまたはLa以外のランタニドを添加しなかったほか
は、実施例1と同様な方法により誘電体磁器組成物を製
造し、特性を測定した(試料23)。その結果を表2に
示す。
【0023】
【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、Ag、Ag−P
d、Cu等を内部電極とした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。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘電体磁器組成物のX線回折図であ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 徹 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】 組成式、Pb1-x x WO4 (但し、
    MはYおよびLa以外のランタニドから選ばれる少なく
    とも1種であり、0<x<0.05である。)で表され
    る鉛、M(Mは前記と同じ意味を表す。)、タングステ
    ンおよび酸素からなることを特徴とする誘電体磁器組成
    物。
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