JPH111369A - 電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents
電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法Info
- Publication number
- JPH111369A JPH111369A JP9168184A JP16818497A JPH111369A JP H111369 A JPH111369 A JP H111369A JP 9168184 A JP9168184 A JP 9168184A JP 16818497 A JP16818497 A JP 16818497A JP H111369 A JPH111369 A JP H111369A
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- dielectric porcelain
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の誘電体磁器組成物よりすぐれたＱ、τ
ｆ、εｒ特性を有し、磁器組成物中に含有のＺｎの蒸発
を抑制して、組成制御を容易にし、かつ内質均一のセラ
ミックスを安定的に得ることができる焼結性のすぐれた
電子デバイス用誘電体磁器組成物の提供。 【解決手段】 ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ｙ
（Ｂａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3の基本組
成において、配合原料中のＺｎ量を組成物のＺｎ量より
特定の過剰量添加配合することにより、長時間焼結時に
おいてもＺｎの蒸発を防ぎ、組成物の損失特性（Ｑ）の
改善向上を図る。
ｆ、εｒ特性を有し、磁器組成物中に含有のＺｎの蒸発
を抑制して、組成制御を容易にし、かつ内質均一のセラ
ミックスを安定的に得ることができる焼結性のすぐれた
電子デバイス用誘電体磁器組成物の提供。 【解決手段】 ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ｙ
（Ｂａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3の基本組
成において、配合原料中のＺｎ量を組成物のＺｎ量より
特定の過剰量添加配合することにより、長時間焼結時に
おいてもＺｎの蒸発を防ぎ、組成物の損失特性（Ｑ）の
改善向上を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子デバイス用
誘電体磁器組成物、特に、ＳＨＦ帯で利用する複合ペロ
ブスカイト型化合物からなる誘電体磁器組成物の製造方
法の改良に係り、特定の３価金属イオンを含有させるこ
とにより、配合原料の組成中のＺｎを過剰の所要値に添
加制御して焼結体内に生成されたＺｎ化合物によりＺｎ
の蒸発量を制御して、内質的に均一で特性並びに焼結性
のすぐれた磁器を得る電子デバイス用誘電体磁器組成物
の製造方法に関する。
誘電体磁器組成物、特に、ＳＨＦ帯で利用する複合ペロ
ブスカイト型化合物からなる誘電体磁器組成物の製造方
法の改良に係り、特定の３価金属イオンを含有させるこ
とにより、配合原料の組成中のＺｎを過剰の所要値に添
加制御して焼結体内に生成されたＺｎ化合物によりＺｎ
の蒸発量を制御して、内質的に均一で特性並びに焼結性
のすぐれた磁器を得る電子デバイス用誘電体磁器組成物
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁器組成物の特性が低損失で、温度特性
の良好なることを利用する各種電子デバイス用誘電体磁
器組成物には、温度補償用コンデンサをはじめ、ＳＨＦ
帯で低損失であることを利用する衛星放送直接受信用、
ダウンコンバーター用等の誘電体共振器、マイクロ波ス
トリップライン基板等に用いられる種々の誘電体磁器組
成物がある。
の良好なることを利用する各種電子デバイス用誘電体磁
器組成物には、温度補償用コンデンサをはじめ、ＳＨＦ
帯で低損失であることを利用する衛星放送直接受信用、
ダウンコンバーター用等の誘電体共振器、マイクロ波ス
トリップライン基板等に用いられる種々の誘電体磁器組
成物がある。
【０００３】一般に、ＳＨＦ帯用として用いられる誘電
体磁器組成物としては、従来、ペロブスカイト型化合物
中でも、特に下記組成物の複合ペロブスカイト型化合物
が広く利用されている。 Ｂａ（Ｂ1/3・Ａ2/3）Ｏ3型 （但しＡ；Ｔａ、Ｂ；２
価金属イオン（Ｚｎまたはさらに、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの
１種または２種以上）
体磁器組成物としては、従来、ペロブスカイト型化合物
中でも、特に下記組成物の複合ペロブスカイト型化合物
が広く利用されている。 Ｂａ（Ｂ1/3・Ａ2/3）Ｏ3型 （但しＡ；Ｔａ、Ｂ；２
価金属イオン（Ｚｎまたはさらに、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの
１種または２種以上）
【０００４】すなわち、Ｂａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3
系材があり、このＳＨＦ帯に利用される誘電体磁器組成
物に要求される高εｒ、高Ｑ、τｆ＝０等の特性は厳し
く、かかる特性に合致させるためには、組成制御が重要
であり、そのため、長時間の焼結、例えば、１５００
℃、１００時間程度が必要であった。
系材があり、このＳＨＦ帯に利用される誘電体磁器組成
物に要求される高εｒ、高Ｑ、τｆ＝０等の特性は厳し
く、かかる特性に合致させるためには、組成制御が重要
であり、そのため、長時間の焼結、例えば、１５００
℃、１００時間程度が必要であった。
【０００５】従来の誘電体磁器組成物では組成制御、特
に、前記組成物中に含有されるＺｎが蒸発し易いため、
Ｚｎの制御が重要であり、また、Ｚｎは焼成時に、セラ
ミックス外面に拡散、揮発して、Ｂａ5Ｔａ4Ｏ15などの
Ｚｎ不足成分が生成して所謂“皮”を形成し易く、ま
た、この皮が内部組成にまで影響を及ぼすことから、内
質の均一なセラミックスを安定して得ることが困難であ
り、特性の安定したセラミックスを得ることが困難であ
った。
に、前記組成物中に含有されるＺｎが蒸発し易いため、
Ｚｎの制御が重要であり、また、Ｚｎは焼成時に、セラ
ミックス外面に拡散、揮発して、Ｂａ5Ｔａ4Ｏ15などの
Ｚｎ不足成分が生成して所謂“皮”を形成し易く、ま
た、この皮が内部組成にまで影響を及ぼすことから、内
質の均一なセラミックスを安定して得ることが困難であ
り、特性の安定したセラミックスを得ることが困難であ
った。
【０００６】特に、用途によって、所定の共振周波数温
度係数τｆを調整する必要があるが、Ｂａ（Ｚｎ1/3・
Ｔａ2/3）Ｏ3系材は、０近傍のτｆを有することが知ら
れていた。
度係数τｆを調整する必要があるが、Ｂａ（Ｚｎ1/3・
Ｔａ2/3）Ｏ3系材は、０近傍のτｆを有することが知ら
れていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】発明者は先に、前記複
合ペロブスカイト型化合物の欠点を解消し、誘電体磁器
組成物におけるＺｎの制御を目的に、前記Ｂａ（Ｚｎ
1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3組成について種々検討した結果、特
定の３価金属イオンを含有させ、組成中のＺｎを所要値
に制御することにより、内質的に均一で特性がすぐれか
つ焼結性のすぐれた磁器が得られることを知見し、Ｂａ
（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔ
ａ1/2）Ｏ3固溶系を提案（特開平２−２８５６１６号）
した。
合ペロブスカイト型化合物の欠点を解消し、誘電体磁器
組成物におけるＺｎの制御を目的に、前記Ｂａ（Ｚｎ
1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3組成について種々検討した結果、特
定の３価金属イオンを含有させ、組成中のＺｎを所要値
に制御することにより、内質的に均一で特性がすぐれか
つ焼結性のすぐれた磁器が得られることを知見し、Ｂａ
（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔ
ａ1/2）Ｏ3固溶系を提案（特開平２−２８５６１６号）
した。
【０００８】発明者は、前記のＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔ
ａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系に
おいて、Ｑ特性が改善向上すること知見し、さらに、共
振周波数温度係数τｆを調整を目的に、複合ペロブスカ
イト型化合物のＡサイトのＢａとＳｒの比率を変えるこ
とにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択できる
ことを知見し、基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔ
ａ2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔ
ａ1/2）Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚが、
ｘ＋ｙ＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ
≦１を満足する組成からなることを特徴とする電子デバ
イス用誘電体磁器組成物を提案（特開平３−２３２７５
６号）した。
ａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系に
おいて、Ｑ特性が改善向上すること知見し、さらに、共
振周波数温度係数τｆを調整を目的に、複合ペロブスカ
イト型化合物のＡサイトのＢａとＳｒの比率を変えるこ
とにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択できる
ことを知見し、基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔ
ａ2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔ
ａ1/2）Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚが、
ｘ＋ｙ＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ
≦１を満足する組成からなることを特徴とする電子デバ
イス用誘電体磁器組成物を提案（特開平３−２３２７５
６号）した。
【０００９】しかし、前記組成物は組成物と同一組成の
配合原料を仮焼後、微粉砕、成形、焼結するため、配合
原料中のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するも
のであるが、その効果が十分でなかった。
配合原料を仮焼後、微粉砕、成形、焼結するため、配合
原料中のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するも
のであるが、その効果が十分でなかった。
【００１０】この発明は、従来の複合ペロブスカイト型
化合物のかかる現状に鑑み、従来の誘電体磁器組成物よ
りすぐれたＱ、τｆ、εｒ特性を有し、磁器組成物中に
含有のＺｎの蒸発を抑制して、組成制御を容易にし、か
つ内質均一のセラミックスを安定的に得ることができる
焼結性のすぐれた電子デバイス用誘電体磁器組成物の製
造方法の提供を目的としている。
化合物のかかる現状に鑑み、従来の誘電体磁器組成物よ
りすぐれたＱ、τｆ、εｒ特性を有し、磁器組成物中に
含有のＺｎの蒸発を抑制して、組成制御を容易にし、か
つ内質均一のセラミックスを安定的に得ることができる
焼結性のすぐれた電子デバイス用誘電体磁器組成物の製
造方法の提供を目的としている。
【００１１】この発明は、従来の組成物は、配合原料中
のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するが十分で
ないことから、配合原料中のＺｎ量を組成物のＺｎ量よ
り特定の過剰量添加配合することにより、長時間焼結時
においてもＺｎの蒸発を防ぎ、組成物の損失特性（Ｑ）
の改善向上を図ったものである。
のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するが十分で
ないことから、配合原料中のＺｎ量を組成物のＺｎ量よ
り特定の過剰量添加配合することにより、長時間焼結時
においてもＺｎの蒸発を防ぎ、組成物の損失特性（Ｑ）
の改善向上を図ったものである。
【００１２】すなわち、この発明は、配合時における基
本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3+■・Ｔａ2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂ
ａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3と表し、組成
範囲を限定するｘ、ｙ、ｚ、δが、ｘ＋ｙ＝１、０．３
≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１、０＜δ≦０．
０３、を満足する組成からなる配合原料を仮焼後、微粉
砕、成形、焼結することを特徴とする電子デバイス用誘
電体磁器組成物の製造方法である。
本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3+■・Ｔａ2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂ
ａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3と表し、組成
範囲を限定するｘ、ｙ、ｚ、δが、ｘ＋ｙ＝１、０．３
≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１、０＜δ≦０．
０３、を満足する組成からなる配合原料を仮焼後、微粉
砕、成形、焼結することを特徴とする電子デバイス用誘
電体磁器組成物の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】この発明において、配合原料の基
本組成式のｘ、ｙを０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０に
限定した理由は、ｘ値が０．３未満、ｙ値が０．７を越
えると、得られる誘電体磁器組成物はＱ値の劣化が著し
く、また温度係数の劣化も大きくなり、また、ｘ値が１
を越え、ｙ値が０では、Ｑ値の改善効果が見られないた
めであり、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０の範囲とす
る。好ましいｘ、ｙ値は０．９５≦ｘ＜０．９９、０．
０５≧ｙ＞０．０１である。
本組成式のｘ、ｙを０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０に
限定した理由は、ｘ値が０．３未満、ｙ値が０．７を越
えると、得られる誘電体磁器組成物はＱ値の劣化が著し
く、また温度係数の劣化も大きくなり、また、ｘ値が１
を越え、ｙ値が０では、Ｑ値の改善効果が見られないた
めであり、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０の範囲とす
る。好ましいｘ、ｙ値は０．９５≦ｘ＜０．９９、０．
０５≧ｙ＞０．０１である。
【００１４】この発明において、ｚ値を０〜１の範囲に
することにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択
できる。好ましいｚ値は０．３〜１である。
することにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択
できる。好ましいｚ値は０．３〜１である。
【００１５】また、この発明において、δ値が０．０３
を越えると磁器組成物のＱが急激に低下して好ましくな
く、δ値が０より小さくなると焼結時に組成物にクラッ
クが発生する恐れがあり、好ましくない。好ましいδ値
は０．００１〜０．０３である。
を越えると磁器組成物のＱが急激に低下して好ましくな
く、δ値が０より小さくなると焼結時に組成物にクラッ
クが発生する恐れがあり、好ましくない。好ましいδ値
は０．００１〜０．０３である。
【００１６】なお、この発明においては、ＺｎをＮ
ｉ2+、Ｃｏ2+、Ｍｎ2+などの２価金属イオンやＣａ2+、
Ｍｇ2+等のアルカリ土類イオンで約２０ｍｏｌ％まで置
換してもほぼ同等の効果が得られる。
ｉ2+、Ｃｏ2+、Ｍｎ2+などの２価金属イオンやＣａ2+、
Ｍｇ2+等のアルカリ土類イオンで約２０ｍｏｌ％まで置
換してもほぼ同等の効果が得られる。
【００１７】
【実施例】原料を表１に示した組成になるように秤量
し、ボールミルにて混式混合し、１２００℃に２時間仮
焼した後、再度ボールミルにて平均粒径１μｍ程度に粉
砕した。この粉砕粉を１．５ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧成形
し、１５００℃〜１５５０℃に焼成して、寸法１０ｍｍ
φ×２０ｍｍの焼結体を得た。
し、ボールミルにて混式混合し、１２００℃に２時間仮
焼した後、再度ボールミルにて平均粒径１μｍ程度に粉
砕した。この粉砕粉を１．５ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧成形
し、１５００℃〜１５５０℃に焼成して、寸法１０ｍｍ
φ×２０ｍｍの焼結体を得た。
【００１８】得られた焼結体について、組成並びに２５
℃、８．２〜９．０ＧＨｚにおける比誘電率εｒ、Ｑ、
共振周波数の温度係数τｆ（ｐｐｍ／℃）を測定し、そ
の結果を第１表に示す。
℃、８．２〜９．０ＧＨｚにおける比誘電率εｒ、Ｑ、
共振周波数の温度係数τｆ（ｐｐｍ／℃）を測定し、そ
の結果を第１表に示す。
【００１９】なお、表１における比誘電率とＱは、Ｈａ
ｋｋｉとＣｅｌｅｍａｎらによる誘電体共振器法により
測定したもので、共振周波数の温度係数τｆ、誘電率、
誘電率の温度係数τεとは、磁器の線熱膨張係数αとの
間に下記式の如き関係がある。 τｆ＝−１／２τε−α
ｋｋｉとＣｅｌｅｍａｎらによる誘電体共振器法により
測定したもので、共振周波数の温度係数τｆ、誘電率、
誘電率の温度係数τεとは、磁器の線熱膨張係数αとの
間に下記式の如き関係がある。 τｆ＝−１／２τε−α
【００２０】表１の結果より明らかなように、この発明
による誘電体磁器組成物は、共振周波数の温度係数は、
−３から＋４ｐｐｍ／℃までマイクロ波用誘電体磁器組
成物として安定しており、かつ低損失、高誘電率材料で
あることが分かる。
による誘電体磁器組成物は、共振周波数の温度係数は、
−３から＋４ｐｐｍ／℃までマイクロ波用誘電体磁器組
成物として安定しており、かつ低損失、高誘電率材料で
あることが分かる。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】この発明により得られる誘電体磁器組成
物のＱは、１３０００（ａｔ ９ＧＨｚ）〜２５０００
（ａｔ ８．２ＧＨｚ）、τｆ＝−３〜＋４ｐｐｍ／
℃、εｒ２８〜３２となり、従来の誘電体磁器組成物よ
り一般とすぐれた特性のものが得られ、焼成時において
も、磁器組成物中に含まれるＺｎの蒸発が抑制されるた
め、組成の制御がより容易となり、また、セラミックス
内のＺｎの偏析も防止し易く、内質均一なセラミックス
を安定的に得ることができる。
物のＱは、１３０００（ａｔ ９ＧＨｚ）〜２５０００
（ａｔ ８．２ＧＨｚ）、τｆ＝−３〜＋４ｐｐｍ／
℃、εｒ２８〜３２となり、従来の誘電体磁器組成物よ
り一般とすぐれた特性のものが得られ、焼成時において
も、磁器組成物中に含まれるＺｎの蒸発が抑制されるた
め、組成の制御がより容易となり、また、セラミックス
内のＺｎの偏析も防止し易く、内質均一なセラミックス
を安定的に得ることができる。
【手続補正書】
【提出日】平成９年６月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】発明者は、前記のＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔ
ａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系に
おいて、Ｑ特性が改善向上することを知見し、さらに、
共振周波数温度係数τｆの調整を目的に、複合ペロブス
カイト型化合物のＡサイトのＢａとＳｒの比率を変える
ことにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択でき
ることを知見し、基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ
2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z)（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）
Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚが、ｘ＋ｙ
＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１を
満足する組成からなることを特徴とする電子デバイス用
誘電体磁器組成物を提案（特開平３−２３２７５６号）
した。
ａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系に
おいて、Ｑ特性が改善向上することを知見し、さらに、
共振周波数温度係数τｆの調整を目的に、複合ペロブス
カイト型化合物のＡサイトのＢａとＳｒの比率を変える
ことにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択でき
ることを知見し、基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ
2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z)（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）
Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚが、ｘ＋ｙ
＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１を
満足する組成からなることを特徴とする電子デバイス用
誘電体磁器組成物を提案（特開平３−２３２７５６号）
した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】
【表１】
Claims (1)
- 【請求項１】 基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3+■・Ｔａ
2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z）（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）
Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚ、δ が下
記値を満足する組成からなる配合原料を仮焼後、微粉
砕、成形、焼結する電子デバイス用誘電体磁器組成物の
製造方法。 ｘ＋ｙ＝１ ０．３≦ｘ＜１ ０．７≧ｙ＞０ ０＜ｚ≦１ ０＜δ≦０．０３
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16818497A JP3936778B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16818497A JP3936778B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH111369A true JPH111369A (ja) | 1999-01-06 |
| JP3936778B2 JP3936778B2 (ja) | 2007-06-27 |
Family
ID=15863350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16818497A Expired - Fee Related JP3936778B2 (ja) | 1997-06-09 | 1997-06-09 | 電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3936778B2 (ja) |
-
1997
- 1997-06-09 JP JP16818497A patent/JP3936778B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3936778B2 (ja) | 2007-06-27 |
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Legal Events
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