JPH11209179A - Dielectric porcelain composition - Google Patents

Dielectric porcelain composition

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JPH11209179A
JPH11209179A JP10012772A JP1277298A JPH11209179A JP H11209179 A JPH11209179 A JP H11209179A JP 10012772 A JP10012772 A JP 10012772A JP 1277298 A JP1277298 A JP 1277298A JP H11209179 A JPH11209179 A JP H11209179A
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JP
Japan
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weight
value
dielectric
compd
compound
Prior art date
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Application number
JP10012772A
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Japanese (ja)
Inventor
Nobuki Hiramatsu
信樹 平松
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote sintering and to obtain a high porcelain density and a high Q value by using Ba, Sr, Mg, W and an Fe family metal as essential components and adding a specified amt. of a boric acid compd. SOLUTION: The piezoelectric porcelain compsn. contains a principal component contg. at least Mg and W as metallic elements and having a compsn. of oxides of the metallic elements by molar ratio represented by the formula (where A is at least one of an Fe family metal and Zn, 0<=a<=1, 0.01<=b<=0.7, 0.40<=x<=0.05, 0.15<=y<=0.30, 0.20<=z<=0.30 and x+y+z=1) and 0.005-0.2 pt.wt. (expressed in terms of B2 O3 ) boric acid compd. based on 100 pts.wt. of the principal component. About 0.005-1 pt.wt. at least one selected from a phosphorus compd., a silicon compd. and an alkali metallic compd. may be contained. The boric acid compd. is, e.g. B2 O3 , colemanite, CaB2 O4 , ZnB2 O4 . The phosphorus compd. is, e.g. H3 PO4 or P2 O5 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波領域において高い比誘電率及び高いQ値を
有する誘電体磁器組成物に関し、特に誘電体共振器、フ
ィルタ、コンデンサ等の高周波用の電子部品やMIC用
誘電体基板、ミリ波用導波路等に適する誘電体磁器組成
物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition having a high relative dielectric constant and a high Q value in a high frequency region such as a microwave and a millimeter wave, and more particularly to a high frequency dielectric such as a dielectric resonator, a filter and a capacitor. The present invention relates to a dielectric porcelain composition suitable for electronic parts for use, MIC dielectric substrates, millimeter wave waveguides, and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】マイクロ波やミリ波等の高周波領域におい
て、誘電体磁器は誘電体共振器やMIC用誘電体基板等
に広く利用されている。また最近では、ミリ波用導波路
に誘電体線路が応用されている。
2. Description of the Related Art In the high frequency region such as microwaves and millimeter waves, dielectric ceramics are widely used for dielectric resonators, MIC dielectric substrates, and the like. Recently, dielectric waveguides have been applied to millimeter wave waveguides.

【0003】この種の誘電体磁器としては、例えばZr
2 −SnO2 −TiO2 系材料、BaO−TiO2
材料、(Ba,Sr)(Zr,Ti)O3 系材料及びB
a(Zn,Ta)O3 系材料等が知られており、これら
の材料は各種の改良により周波数500MHz〜5GH
zにおいて誘電率20〜40、Q値が1000〜300
0(Qf=15000以下)、さらに共振周波数の温度
係数(τf)が0ppm/℃付近の特性を有している。
As this kind of dielectric porcelain, for example, Zr
O 2 —SnO 2 —TiO 2 based material, BaO—TiO 2 based material, (Ba, Sr) (Zr, Ti) O 3 based material and B
a (Zn, Ta) O 3 -based materials and the like are known, and these materials have a frequency of 500 MHz to 5 GHz by various improvements.
The dielectric constant is 20 to 40 and the Q value is 1000 to 300 at z.
0 (Qf = 15000 or less), and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency has a characteristic near 0 ppm / ° C.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は使用する周波数がより高くなる傾向にあるとともに、
誘電体材料に対してさらに優れた誘電特性、特にQ値の
向上が要求されつつある。ところが、前述した従来の誘
電体材料では、10GHzの使用周波数領域において実
用的レベルの高いQ値を有していないのが現状である。
However, recently, there has been a tendency to use higher frequencies,
Dielectric materials are required to have better dielectric properties, especially improved Q values. However, at present, the above-mentioned conventional dielectric material does not have a practically high Q value in a used frequency range of 10 GHz.

【0005】このような問題点を解決すべく、本出願人
は、特開平9−270366号公報に開示されるよう
に、金属元素として少なくともBa、Sr、Mgおよび
Wを含有し、これらの金属元素酸化物のモル比による組
成式をx{(1−a)BaO・aSrO}・y{(1−
b)MgO・bAO}・zWO3 (Aは鉄族金属および
Znのうち少なくとも一種)と表した時、前記a、b、
x、yおよびzが、0<a<1、0.01≦b≦0.
7、0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦0.3
0、0.20≦z≦0.30、x+y+z=1を満足す
る誘電体磁器組成物を出願した。この誘電体磁器組成物
では、高い磁器密度と高いQ値を得ることができるが、
近年ではますます高Q値および高強度が要求されてい
る。
[0005] In order to solve such problems, the present applicant has disclosed at least Ba, Sr, Mg and W as metal elements, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-270366. The composition formula based on the molar ratio of the element oxide is expressed as x {(1-a) BaO.aSrO} .y} (1-
b) When expressed as MgO · bAO} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn),
When x, y and z are 0 <a <1, 0.01 ≦ b ≦ 0.
7, 0.40 ≦ x ≦ 0.55, 0.15 ≦ y ≦ 0.3
We filed a dielectric porcelain composition satisfying 0, 0.20 ≦ z ≦ 0.30, and x + y + z = 1. With this dielectric porcelain composition, a high porcelain density and a high Q value can be obtained,
In recent years, higher Q values and higher strengths have been required.

【0006】本発明の誘電体磁器組成物は、特開平9−
270366号公報に開示される誘電体磁器組成物より
もさらに、Q値を向上し、磁器密度(嵩密度)を向上す
ることができる誘電体磁器組成物を提供する。
The dielectric ceramic composition of the present invention is disclosed in
Provided is a dielectric porcelain composition capable of further improving the Q value and improving porcelain density (bulk density) than the dielectric porcelain composition disclosed in Japanese Patent No. 270366.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
に対して種々検討を加えた結果、x{(1−a)BaO
・aSrO}・y{(1−b)MgO・bAO}・zW
3 (Aは鉄族金属およびZnのうち少なくとも一種)
で表される組成物に対して、ほう素(B)、リン
(P)、珪素(Si)、アルカリ金属を少なくとも1種
類以上を所定量含有させることにより、Q値を向上し、
磁器密度(嵩密度)を向上することができることを見出
し、本発明に至った。
The inventor of the present invention has made various studies on the above problems, and as a result, has found that x {(1-a) BaO.
・ ASrO} ・ y {(1-b) MgO ・ bAO} ・ zW
O 3 (A is at least one of iron group metals and Zn)
By adding a predetermined amount of at least one of boron (B), phosphorus (P), silicon (Si), and an alkali metal to the composition represented by the formula, the Q value is improved,
The present inventors have found that the porcelain density (bulk density) can be improved, and have reached the present invention.

【0008】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、金属
元素として少なくともMgおよびWを含有し、これらの
金属元素酸化物のモル比による組成式を、x{(1−
a)BaO・aSrO}・y{(1−b)MgO・bA
O}・zWO3 (Aは鉄族金属およびZnのうち少なく
とも一種)と表した時、前記a、b、x、yおよびz
が、0≦a≦1、0.01≦b≦0.7、0.40≦x
≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20≦z≦
0.30、x+y+z=1を満足するものである。
That is, the dielectric porcelain composition of the present invention contains at least Mg and W as metal elements, and the composition formula based on the molar ratio of these metal element oxides is represented by x {(1-
a) BaO.aSrO {.y} (1-b) MgO.bA
When expressed as O} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn), the above a, b, x, y and z
Is 0 ≦ a ≦ 1, 0.01 ≦ b ≦ 0.7, 0.40 ≦ x
≦ 0.55, 0.15 ≦ y ≦ 0.30, 0.20 ≦ z ≦
0.30, x + y + z = 1.

【0009】そして、本発明の誘電体磁器組成物は、上
記主成分と、該主成分100重量部に対して、(1)ほ
う酸化合物をB2 3 換算で0.005〜0.2重量
部、(2)リン化合物をP換算で0.005〜1重量
部、(3)珪素化合物をSiO2 換算で0.005〜1
重量部、(4)アルカリ金属化合物を炭酸塩換算で0.
005〜1重量部、上記(1)〜(4)から選ばれる少
なくとも一種を含有するものである。
The dielectric porcelain composition of the present invention comprises the above-mentioned main component and (1) a boric acid compound in an amount of 0.005 to 0.2 parts by weight in terms of B 2 O 3 based on 100 parts by weight of the main component. Parts, (2) a phosphorus compound in an amount of 0.005 to 1 part by weight in terms of P, and (3) a silicon compound in an amount of 0.005 to 1 in terms of SiO 2.
Parts by weight of (4) alkali metal compound in terms of carbonate in an amount of 0.1 parts by weight.
005 to 1 part by weight, containing at least one selected from the above (1) to (4).

【0010】[0010]

【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、x{(1−
a)BaO・aSrO}・y{(1−b)MgO・bA
O}・zWO3 (Aは鉄族金属およびZnのうち少なく
とも一種)で表される組成物に対して、ほう素(B)、
リン(P)、珪素(Si)、アルカリ金属の少なくとも
1種類以上を所定量含有させることにより、焼結性が向
上し、これにより磁器密度(嵩密度)を向上して、高強
度を実現できるとともに、x{(1−a)BaO・aS
rO}・y{(1−b)MgO・bAO}・zWO3
結晶性を向上して、Q値を向上できる。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, x {(1-
a) BaO.aSrO {.y} (1-b) MgO.bA
With respect to a composition represented by O} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn), boron (B),
By including at least one of phosphorus (P), silicon (Si), and alkali metal in a predetermined amount, sinterability is improved, thereby increasing porcelain density (bulk density) and realizing high strength. And x {(1-a) BaO · aS
The crystallinity of rO} · y {(1-b) MgO · bAO} · zWO 3 can be improved, and the Q value can be improved.

【0011】即ち、主成分に対して所定量のほう酸化合
物、リン化合物、珪素化合物、及びアルカリ金属化合物
を含有させることにより、焼結を促進し、高い磁器強度
及び高Q値を得ることができる。
That is, by containing a predetermined amount of a boric acid compound, a phosphorus compound, a silicon compound, and an alkali metal compound with respect to the main component, sintering is promoted, and a high porcelain strength and a high Q value can be obtained. .

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物は、モ
ル比による組成式をx{(1−a)BaO・aSrO}
・y{(1−b)MgO・bAO}・zWO3 (Aは鉄
族金属およびZnのうち少なくとも一種)と表した時、
前記a、b、x、yおよびzが、0≦a≦1、0.01
≦b≦0.7、0.40≦x≦0.55、0.15≦y
≦0.30、0.20≦z≦0.30、x+y+z=1
を満足するものを主成分とするものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The dielectric porcelain composition of the present invention has a composition formula based on a molar ratio of x {(1-a) BaO.aSrO}.
Y {(1-b) MgO · bAO} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn)
A, b, x, y and z are 0 ≦ a ≦ 1, 0.01
≦ b ≦ 0.7, 0.40 ≦ x ≦ 0.55, 0.15 ≦ y
≦ 0.30, 0.20 ≦ z ≦ 0.30, x + y + z = 1
Satisfying the following conditions.

【0013】ここで、MgOの鉄族金属およびZnによ
る置換量bを0.01≦b≦0.7としたのは、bが
0.01未満では焼成温度の低下や磁器密度の向上の効
果が殆ど得られず、0.7より多いときはQ値の低下が
著しいからである。このbは、より高い磁器密度かつ高
いQ値を得るという点から、0.01≦b≦0.65で
あることが望ましい。鉄族金属としては、Fe、Ni、
Coがあるが、これらのうちでもNi、Coが望まし
い。
The reason why the substitution amount b of MgO with the iron group metal and Zn is set to 0.01 ≦ b ≦ 0.7 is that if b is less than 0.01, the effect of lowering the firing temperature and improving the porcelain density is obtained. Is hardly obtained, and when it is more than 0.7, the Q value is significantly reduced. It is desirable that b satisfies 0.01 ≦ b ≦ 0.65 from the viewpoint of obtaining a higher porcelain density and a higher Q value. As iron group metals, Fe, Ni,
Although there is Co, Ni and Co are desirable among them.

【0014】さらに上記組成式の組成比を上記の範囲に
限定したのは、上記範囲外では固溶の効果が不十分であ
るか、または焼結性の低下やQ値の低下という問題が生
じるからである。
Further, the reason why the composition ratio of the above composition formula is limited to the above range is that if the composition ratio is outside the above range, the effect of solid solution is insufficient, or there is a problem that the sinterability is lowered and the Q value is lowered. Because.

【0015】即ち、モル比xを0.40≦x≦0.55
としたのは、0.40よりも小さい場合や0.55より
も大きい場合には、Q値が低下したり、焼結不良となる
からである。xは、Q値向上という理由から0.49≦
x≦0.52が望ましい。
That is, when the molar ratio x is 0.40 ≦ x ≦ 0.55
The reason for this is that if the value is smaller than 0.40 or larger than 0.55, the Q value decreases or sintering becomes poor. x is 0.49 ≦ for the reason of improving the Q value.
x ≦ 0.52 is desirable.

【0016】また、MgOのモル比を0.15≦y≦
0.30としたのは、yが0.15よりも小さい場合に
はQ値が低下し、0.30よりも大きい場合にはQ値が
低下したり、焼結不良となるからである。MgOのモル
比yは、Q値の向上と焼結性という理由から0.20≦
y≦0.27であることが望ましい。
Further, the molar ratio of MgO is set to 0.15 ≦ y ≦
The reason for setting the value to 0.30 is that when y is smaller than 0.15, the Q value decreases, and when y is larger than 0.30, the Q value decreases or sintering becomes poor. The molar ratio y of MgO is 0.20 ≦ M from the reason of improvement of Q value and sinterability.
It is desirable that y ≦ 0.27.

【0017】また、WO3 のモル比を0.20≦z≦
0.30としたのは、zが0.20よりも小さい場合に
は焼結不良となり、0.30よりも大きい場合にはQ値
が低下するからである。WO3 のモル比zは、Q値の向
上と焼結性という理由から0.22≦z≦0.28が望
ましい。
Further, the molar ratio of WO 3 is set to 0.20 ≦ z ≦
The reason for setting the value to 0.30 is that when z is smaller than 0.20, sintering becomes defective, and when z is larger than 0.30, the Q value decreases. The molar ratio z of WO 3 is preferably 0.22 ≦ z ≦ 0.28 from the viewpoint of improving the Q value and sinterability.

【0018】本発明の誘電体磁器組成物では、組成式
を、x{(1−a)BaO・aSrO}・y{(1−
b)MgO・bAO}・zWO3 と表した時、a、b、
x、y、zが、0≦a≦1、0.01≦b≦0.65、
0.49≦x≦0.52、0.20≦y≦0.27、
0.22≦z≦0.28、x+y+z=1を満足するこ
とが望ましい。
In the dielectric porcelain composition of the present invention, the composition formula is expressed as x {(1-a) BaO.aSrO} .y} (1-
b) When expressed as MgO · bAO} · zWO 3 , a, b,
x, y, and z are 0 ≦ a ≦ 1, 0.01 ≦ b ≦ 0.65,
0.49 ≦ x ≦ 0.52, 0.20 ≦ y ≦ 0.27,
It is desirable that 0.22 ≦ z ≦ 0.28 and x + y + z = 1 be satisfied.

【0019】そして、本発明の誘電体磁器組成物は、上
記主成分100重量部に対して、(1)ほう酸化合物を
2 3 換算で0.005〜0.20重量部、(2)リ
ン化合物をP換算で0.005〜1重量部、(3)珪素
化合物をSiO2 換算で0.005〜1重量部、(4)
アルカリ金属化合物を炭酸塩換算で0.005〜1重量
部、上記(1)〜(4)から選ばれる一種を含有するも
のである。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, (1) 0.005 to 0.20 parts by weight of boric acid compound in terms of B 2 O 3 , and (2) 0.005 to 1 part by weight of a phosphorus compound in terms of P, (3) 0.005 to 1 part by weight of a silicon compound in terms of SiO 2 , (4)
It contains 0.005 to 1 part by weight of an alkali metal compound in terms of carbonate, and one selected from the above (1) to (4).

【0020】主成分100重量部に対してほう酸化合物
の含有量をB2 3 換算で0.005〜0.20重量部
としたのは、0.005重量部未満の場合は磁器密度
(嵩密度)の向上、Q値向上効果が殆どなく、0.20
重量部を越える場合はQ値が低下するからである。ほう
酸化合物の含有量は、高い磁器密度、高Q値を得るとい
う点からB2 3 換算で0.01〜0.1重量部である
ことが望ましい。
When the content of the boric acid compound is 0.005 to 0.20 parts by weight in terms of B 2 O 3 with respect to 100 parts by weight of the main component, the porcelain density (bulk) is less than 0.005 part by weight. Density) and almost no Q value improvement effect, 0.20
If the amount exceeds the weight part, the Q value will decrease. The content of the boric acid compound is desirably 0.01 to 0.1 part by weight in terms of B 2 O 3 from the viewpoint of obtaining a high porcelain density and a high Q value.

【0021】また、主成分100重量部に対してリン化
合物の含有量をP換算で0.005〜1重量部としたの
は、0.005重量部未満の場合は磁器密度(嵩密度)
の向上、Q値の向上に殆ど効果がなく、1重量部を越え
る場合はQ値が低下するからである。リン化合物の含有
量は、より高い磁器密度かつ高いQ値を得ると点からP
換算で0.005〜0.5重量部であることが望まし
い。
Further, the content of the phosphorus compound is set to 0.005 to 1 part by weight in terms of P with respect to 100 parts by weight of the main component. When the content is less than 0.005 part by weight, the porcelain density (bulk density)
This is because there is almost no effect on the improvement of Q and the Q value, and when it exceeds 1 part by weight, the Q value decreases. The content of the phosphorus compound can be increased from the point that a higher porcelain density and a higher Q value are obtained.
Desirably, it is 0.005 to 0.5 parts by weight in conversion.

【0022】さらに、主成分100重量部に対して珪素
化合物をSiO2 換算で0.005〜1重量部としたの
は、0.005重量部未満の場合は磁器密度(嵩密度)
の向上、Q値の向上に殆ど効果がなく、1重量部を越え
る場合はQ値が低下するからである。珪素化合物はより
高い磁器密度かつ高いQ値を得るという点からSiO2
換算で0.005〜0.50重量部であることが望まし
い。
Furthermore, the reason that the silicon compound is 0.005 to 1 part by weight in terms of SiO 2 with respect to 100 parts by weight of the main component is that the porcelain density (bulk density) is less than 0.005 part by weight.
This is because there is almost no effect on the improvement of Q and the Q value, and when it exceeds 1 part by weight, the Q value decreases. The silicon compound is SiO 2 because of obtaining a higher porcelain density and a higher Q value.
Desirably, it is 0.005 to 0.50 parts by weight in conversion.

【0023】また、主成分100重量部に対してアルカ
リ金属含有化合物を炭酸塩換算で0.005〜1重量部
としたのは、0.005重量部未満の場合は磁器密度
(嵩密度)の向上、Q値の向上に殆ど効果がなく、1重
量部を越える場合はQ値が低下するからである。アルカ
リ金属化合物は、高い磁器密度、高いQ値を得るという
点から炭酸塩換算で0.01〜1.0重量部であること
が望ましい。
The reason why the alkali metal-containing compound is added in an amount of 0.005 to 1 part by weight in terms of carbonate with respect to 100 parts by weight of the main component is that when the amount is less than 0.005 part by weight, the porcelain density (bulk density) is reduced. This is because there is almost no effect on improvement and improvement of the Q value, and when it exceeds 1 part by weight, the Q value decreases. The alkali metal compound is desirably 0.01 to 1.0 part by weight in terms of carbonate in terms of obtaining a high porcelain density and a high Q value.

【0024】ここで、ほう酸化合物としてはB2 3
コレマナイト、CaB2 4 、ZnB2 4 等がある。
また、リン化合物としてはH3 PO4 、P2 5 、P等
がある。また、アルカリ金属としてはLi、Na、K、
Rb、Csがあり、その化合物としては、アルカリ金属
の炭酸塩、フッ化物等がある。
Here, B 2 O 3 ,
There are colemanite, CaB 2 O 4 , ZnB 2 O 4 and the like.
Examples of the phosphorus compound include H 3 PO 4 , P 2 O 5 , and P. As the alkali metal, Li, Na, K,
There are Rb and Cs, and examples of the compounds include alkali metal carbonates and fluorides.

【0025】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばBa、Sr、Mg、Wの酸化物あるいは焼成
により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩に加
えて、CoOのようなコバルト化合物、NiOのような
ニッケル化合物、ZnOのような亜鉛化合物などを主原
料として準備し、これらを焼結体が前述の範囲になるよ
うに秤量した後、充分に混合する。その後、混合物を9
00〜1200℃で仮焼処理する。得られた仮焼物に、
例えば、B2 3 のようなほう酸化合物、P25 のよ
うなリン化合物、SiO2 のような珪素化合物、Li2
CO3 のようなアルカリ金属化合物の各化合物を所定量
となるように秤量し添加して、混合粉砕する。そしてこ
れをプレス成形やドクターブレード法等の成形方法によ
り所定の形状に成形する。次に成形体を大気中等の酸化
性雰囲気中で1300℃〜1600℃で焼成することに
より誘電体磁器を得ることができる。
As a method of manufacturing a porcelain based on the present invention, for example, in addition to oxides of Ba, Sr, Mg, and W or metal salts such as carbonates and nitrates that generate oxides by firing, CoO such as CoO A cobalt compound, a nickel compound such as NiO, a zinc compound such as ZnO, etc. are prepared as main raw materials, and these are weighed so that the sintered body falls within the above-described range, and then sufficiently mixed. Thereafter, the mixture is added to 9
A calcination treatment is performed at 00 to 1200 ° C. In the obtained calcined material,
For example, boric acid compounds such as B 2 O 3 , phosphorus compounds such as P 2 O 5 , silicon compounds such as SiO 2 , Li 2
Each compound of an alkali metal compound such as CO 3 is weighed and added to a predetermined amount, and mixed and pulverized. Then, this is molded into a predetermined shape by a molding method such as press molding or a doctor blade method. Next, the molded body is fired at 1300 ° C. to 1600 ° C. in an oxidizing atmosphere such as the air to obtain a dielectric ceramic.

【0026】本発明の誘電体磁器組成物では、不可避不
純物としてCl、Al、Na(アルカリ金属としてNa
を添加しない場合)、Zr、Y等が混入する場合があ
り、これらが全量中0.1重量%程度混入しても特性上
問題ない。また、粉砕時の粉砕ボールから金属等が混入
する場合もある。
In the dielectric porcelain composition of the present invention, Cl, Al, and Na are used as inevitable impurities (Na as an alkali metal).
Is not added), Zr, Y and the like may be mixed. Even if these are mixed in about 0.1% by weight in the total amount, there is no problem in characteristics. In addition, metal or the like may be mixed in the crushed balls during crushing.

【0027】本発明の誘電体磁器組成物では、一般式
(Ba1-a Sra ){(Mg1-b b1/2 1/2 }O
3 で表されるペロブスカイト型結晶(0≦a≦1、0.
01≦b≦0.7)を主結晶とするものである。即ち、
AサイトをBaとSrで構成し、Bサイトを(Mg1-b
b )及びWが1:1で構成してなる結晶を有するもの
である。このような結晶を有する材料はそれ自体焼結体
等の多結晶体でもあるいは単結晶体のいずれの形態でも
よい。
[0027] In the dielectric ceramic composition of the present invention, the general formula (Ba 1-a Sr a) {(Mg 1-b A b) 1/2 W 1/2} O
3 (0 ≦ a ≦ 1, 0.
01 ≦ b ≦ 0.7) as the main crystal. That is,
The A site is composed of Ba and Sr, and the B site is (Mg 1-b
Ab ) and W have a crystal composed of 1: 1. The material having such a crystal may be in any form of a polycrystal such as a sintered body or a single crystal.

【0028】尚、本発明の誘電体磁器組成物では、(B
1-a Sra ){(Mg1-b b 1/2 1/2 }O3
外の結晶相として、BaWO4 、SrWO4 等が存在す
ることもあるが、微量であれば特性上問題ない。
In the dielectric porcelain composition of the present invention, (B
As a 1-a Sr a) { (Mg 1-b A b) 1/2 W 1/2} O 3 other than crystalline phase, but sometimes BaWO 4, SrWO 4, etc. is present, if a minor There is no problem in characteristics.

【0029】[0029]

【実施例】実施例1 原料として純度99%以上のBaCO3 、SrCO3
MgCO3 、CoO(あるいはNiO、あるいはZn
O)及び、WO3 の各粉末を用いて、これらを表1、2
に示す割合に秤量し、これをゴムで内張りしたボールミ
ルに、イソプロピルアルコール(IPA)とともに入
れ、ZrO2 ボールにより18時間混合した。次いで、
この混合物を乾燥した後、1000℃で2時間仮焼し
た。この仮焼物にB2 3 、H3 PO4 、SiO2 、L
2 CO3 、Na2 CO3 、K2 CO3を表1、2に示
した割合となるように秤量し、当該仮焼物をZrO2
ールを用いたボールミルにIPAとともに入れ18時間
湿式粉砕した。
EXAMPLES Example 1 As raw materials, BaCO 3 , SrCO 3 ,
MgCO 3 , CoO (or NiO, or Zn
O) and WO 3 powders, and
Was placed in a rubber-lined ball mill together with isopropyl alcohol (IPA) and mixed with ZrO 2 balls for 18 hours. Then
After drying this mixture, it was calcined at 1000 ° C. for 2 hours. B 2 O 3 in the calcined product, H 3 PO 4, SiO 2 , L
i 2 CO 3 , Na 2 CO 3 , and K 2 CO 3 were weighed so as to have the ratios shown in Tables 1 and 2, and the calcined product was placed in a ball mill using ZrO 2 balls together with IPA and wet-pulverized for 18 hours. .

【0030】その後、この粉砕物を乾燥し、有機バイン
ダーを添加した後、40番メッシュの網を通して造粒
し、得られた粉末を3000kg/cm2 の圧力で直径
10mm×厚み5mmの寸法の円柱に成形した。更に、
この円柱を1450℃で2時間の条件で焼成し、直径
8.5mm×厚み4.3mmの磁器試料を得た。
[0030] Thereafter, the pulverized product was dried, after addition of organic binder, 40th granulated through mesh of the mesh, the size of the resulting powder 3000 kg / pressure cm 2 diameter 10 mm × thickness 5mm cylinder Molded. Furthermore,
The cylinder was fired at 1450 ° C. for 2 hours to obtain a porcelain sample having a diameter of 8.5 mm and a thickness of 4.3 mm.

【0031】得られた磁器試料について、嵩密度をJI
S規格C2141−1992(電気絶縁用セラミック材
料試験方法)に基づいて測定した。また周波数約10G
Hzにおける比誘電率(εr )、Q値を誘電体共振器法
にて測定し、Q値については一般式Qf=一定が成り立
つとみなして10GHzにおけるQ値に換算した。また
25℃から85℃までの各温度におけるTE011モー
ド共振周波数の温度係数(τf)を、τf=[(f85
25)/f25]/60×106 [ppm/℃]に基づい
て計算した。ここで、f85は85℃における共振周波数
であり、f25は25℃における共振周波数である。それ
らの結果を表1、2に示した。
The bulk density of the obtained porcelain sample was determined by JI.
It measured based on S standard C2141-1992 (test method of ceramic material for electrical insulation). The frequency is about 10G
The relative dielectric constant (εr) and Q value at Hz were measured by the dielectric resonator method, and the Q value was converted to a Q value at 10 GHz on the assumption that the general formula Qf = constant. Further, the temperature coefficient (τf) of the TE011 mode resonance frequency at each temperature from 25 ° C. to 85 ° C. is given by τf = [(f 85
f 25 ) / f 25 ] / 60 × 10 6 [ppm / ° C.] Here, f 85 is the resonance frequency at 85 ° C., and f 25 is the resonance frequency at 25 ° C. The results are shown in Tables 1 and 2.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】これらの表1、2によれば、BaO、Sr
O、MgO、WO3 、及びCoO(NiO、ZnO)の
組成が本発明の範囲外にある試料では、Q値が2000
以下もしくは焼結不良を生じた。これに対して本発明の
試料では4000以上の高いQ値を得た。さらに、B、
P、Si、アルカリ金属元素を含有しない試料よりも嵩
密度が向上するとともにQ値が向上していることが判
る。
According to Tables 1 and 2, BaO, Sr
Samples having a composition of O, MgO, WO 3 , and CoO (NiO, ZnO) outside the range of the present invention have a Q value of 2000.
The following or poor sintering occurred. On the other hand, the sample of the present invention obtained a high Q value of 4000 or more. Further, B,
It can be seen that the bulk density is improved and the Q value is improved as compared with a sample containing no P, Si or an alkali metal element.

【0035】実施例2 実施例1における表1の試料No.5の主成分に対して
B、P、Si、アルカリ金属元素を表3に示す量だけ添
加し、実施例1と同様にして成形、焼成した。
Example 2 Sample No. 1 shown in Table 1 in Example 1 was used. B, P, Si and an alkali metal element were added in the amounts shown in Table 3 to the main components of No. 5 and molded and fired in the same manner as in Example 1.

【0036】そして、実施例1と同様にして、嵩密度、
比誘電率、Q値、共振周波数の温度係数(τf)を求め
た。これらの結果を表3に示す。
Then, in the same manner as in Example 1, the bulk density,
The relative permittivity, the Q value, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency were determined. Table 3 shows the results.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】この表3より、主成分100重量部に対し
て、ほう酸化合物をB2 3 換算で0.005〜0.2
0重量部、リン化合物をP換算で0.005〜1重量
部、珪素化合物をSiO2 換算で0.005〜1重量
部、アルカリ金属化合物を炭酸塩換算で0.005〜1
重量部含有することにより、これらを添加しない試料N
o.5よりも嵩密度が高くなり、Q値も高くなることが判
る。尚、表1〜3の添加物の種類は、換算した化合物ま
たは金属を記載した。
According to Table 3, the content of the boric acid compound was 0.005 to 0.2 in terms of B 2 O 3 with respect to 100 parts by weight of the main component.
0 parts by weight, 0.005 to 1 parts by weight of a phosphorus compound in terms of P, 0.005 to 1 parts by weight of a silicon compound in terms of SiO 2 , and 0.005 to 1 parts by weight of an alkali metal compound in terms of carbonate.
By adding these parts by weight, sample N to which these were not added was used.
It can be seen that the bulk density is higher than that of o.5 and the Q value is higher. In addition, the kind of the additive of Tables 1-3 showed the converted compound or metal.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述した通り、BaO、SrO、M
gO、WO3 、およびAO(Aは鉄族金属およびZnの
うち少なくとも一種)からなる主成分に対して、ほう
素、リン、珪素、アルカリ金属を所定量含有することに
より、焼結性が向上するため、嵩密度が向上し、高強度
とすることができるとともに、結晶性が向上しQ値を高
くすることができる。これにより得られた磁器はマイク
ロ波やミリ波領域において使用される共振器材料、MI
C用誘電体基板材料、コンデンサー用材料、誘電体アン
テナ用材料、誘電体導波路用材料等に充分適用すること
ができる。
As described in detail above, BaO, SrO, M
Sinterability is improved by containing a predetermined amount of boron, phosphorus, silicon, and alkali metal with respect to a main component composed of gO, WO 3 , and AO (A is at least one of iron group metal and Zn). Therefore, the bulk density can be improved and the strength can be increased, and the crystallinity can be improved and the Q value can be increased. The resulting porcelain is a resonator material used in microwave and millimeter wave regions, MI
It can be sufficiently applied to a dielectric substrate material for C, a capacitor material, a dielectric antenna material, a dielectric waveguide material, and the like.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属元素として少なくともMgおよびWを
含有し、これらの金属元素酸化物のモル比による組成式
を x{(1−a)BaO・aSrO}・y{(1−b)M
gO・bAO}・zWO3 (Aは鉄族金属およびZnのうち少なくとも一種)と表
した時、前記a、b、x、yおよびzが 0≦a≦1 0.01≦b≦0.7 0.40≦x≦0.55 0.15≦y≦0.30 0.20≦z≦0.30 x+y+z=1 を満足する主成分と、該主成分100重量部に対してほ
う酸化合物をB2 3 換算で0.005〜0.2重量部
含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
1. A composition formula containing at least Mg and W as metal elements, and the molar ratio of these metal element oxides is expressed as x {(1-a) BaO.aSrO} .y {(1-b) M
When expressed as gO · bAO} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn), a, b, x, y and z are 0 ≦ a ≦ 1 0.01 ≦ b ≦ 0.7 0.40 ≦ x ≦ 0.55 0.15 ≦ y ≦ 0.30 0.20 ≦ z ≦ 0.30 x + y + z = 1 and a boric acid compound with respect to 100 parts by weight of the main component. A dielectric ceramic composition containing 0.005 to 0.2 parts by weight in terms of 2 O 3 .
【請求項2】金属元素として少なくともMgおよびWを
含有し、これらの金属元素酸化物のモル比による組成式
を x{(1−a)BaO・aSrO}・y{(1−b)M
gO・bAO}・zWO3 (Aは鉄族金属およびZnのうち少なくとも一種)と表
した時、前記a、b、x、yおよびzが 0≦a≦1 0.01≦b≦0.7 0.40≦x≦0.55 0.15≦y≦0.30 0.20≦z≦0.30 x+y+z=1 を満足する主成分と、該主成分100重量部に対して、
リン化合物、珪素化合物、アルカリ金属化合物のうち少
なくとも1種を、それぞれP換算、SiO2 換算、炭酸
塩換算で0.005〜1重量部含有することを特徴とす
る誘電体磁器組成物。
2. At least Mg and W are contained as metal elements, and the composition formula based on the molar ratio of these metal element oxides is expressed as x {(1-a) BaO.aSrO} .y {(1-b) M
When expressed as gO · bAO} · zWO 3 (A is at least one of iron group metals and Zn), a, b, x, y and z are 0 ≦ a ≦ 1 0.01 ≦ b ≦ 0.7 With respect to a main component satisfying 0.40 ≦ x ≦ 0.55 0.15 ≦ y ≦ 0.30 0.20 ≦ z ≦ 0.30 x + y + z = 1 and 100 parts by weight of the main component,
A dielectric ceramic composition comprising 0.005 to 1 part by weight of at least one of a phosphorus compound, a silicon compound, and an alkali metal compound in terms of P, SiO 2 , and carbonate.
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