JP3067814B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体磁器組成物に関
し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電率を示し且
つ実用的範囲の温度係数を示す誘電体磁器組成物に関
し、又は更に容易に焼結して製造される誘電体磁器組成
物に関する。本発明はマイクロ周波数領域において誘電
体共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回
路のインピーダンス整合等に利用される。
し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電率を示し且
つ実用的範囲の温度係数を示す誘電体磁器組成物に関
し、又は更に容易に焼結して製造される誘電体磁器組成
物に関する。本発明はマイクロ周波数領域において誘電
体共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回
路のインピーダンス整合等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】誘電体磁器組成物は、使用周波数が高周
波となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるの
で、マイクロ周波数領域でＱ値の大きな誘電体磁器組成
物が望まれている。従来の磁器材料としては、ＺｒＯ2
−ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系磁器組成物、ＢａＯ−ＴｉＯ2
系磁器組成物及びその一部を他の元素で置換した磁器組
成物（特公平１−３７８０７号公報）等が知られてい
る。
波となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるの
で、マイクロ周波数領域でＱ値の大きな誘電体磁器組成
物が望まれている。従来の磁器材料としては、ＺｒＯ2
−ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系磁器組成物、ＢａＯ−ＴｉＯ2
系磁器組成物及びその一部を他の元素で置換した磁器組
成物（特公平１−３７８０７号公報）等が知られてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の磁器組
成物では、Ｑ値若しくは比誘電率が小さかったり、又は
所望の温度係数が得られなかったり、その製造における
焼結性が悪かったりする等の問題がある。また、異なっ
た組成を有する新規な誘電体磁器組成物が望まれてお
り、しかもその焼結性に優れ容易に製造できるものが一
層好ましい。本発明は、上記観点に鑑みてなされたもの
であり、高いＱ値及び比誘電率を示し且つ実用的範囲の
温度係数を示す誘電体磁器組成物、更に、容易に焼成し
て製造される誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
成物では、Ｑ値若しくは比誘電率が小さかったり、又は
所望の温度係数が得られなかったり、その製造における
焼結性が悪かったりする等の問題がある。また、異なっ
た組成を有する新規な誘電体磁器組成物が望まれてお
り、しかもその焼結性に優れ容易に製造できるものが一
層好ましい。本発明は、上記観点に鑑みてなされたもの
であり、高いＱ値及び比誘電率を示し且つ実用的範囲の
温度係数を示す誘電体磁器組成物、更に、容易に焼成し
て製造される誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、Ｂａ−Ｚｎ
−Ｔａ−Ｔｉ−Ｏ系の誘電体磁器組成物について、以下
に示す性能を全て満足する磁器組成物について種々検討
した結果、本発明を完成するに至ったのである。 Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合） 比誘電率εr ；３０以上 温度係数τf ；−２０〜＋２０ ｐｐｍ／℃ 焼結性；良好。 即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、酸化バリウム、タ
ンタル酸亜鉛及び酸化チタンからなり、その組成式をＢ
ａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ6 ・ｙＴｉＯ2 で表したときに、
ｘ、ｙがそれぞれ０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜
４．５の範囲にある組成を主成分とし、副成分としてＷ
Ｏ3 単味、若しくはＭｎＯ2 とＷＯ3 の両者を選択し、
前記主成分１００重量部に対し、ＷＯ3 は０．１〜１重
量部の範囲内で添加含有させ、ＭｎＯ2 は少なくとも
０．５重量部以下添加含有させてなることを特徴とす
る。本磁器組成物は、所定の原料を所定量混合し、焼結
して製造される。例えば、焼結後ＢａＯとなる原料粉末
とＺｎＴａ2 Ｏ6 粉末とＴｉＯ2 粉末とを前記組成式に
相当する量を混合し仮焼して、ＢａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ
6 ・ｙＴｉＯ2仮焼粉末を製造し、これに所定量のＭｎ
Ｏ2 粉末、ＷＯ3 粉末を天使し焼結して製造することが
できる。
−Ｔａ−Ｔｉ−Ｏ系の誘電体磁器組成物について、以下
に示す性能を全て満足する磁器組成物について種々検討
した結果、本発明を完成するに至ったのである。 Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合） 比誘電率εr ；３０以上 温度係数τf ；−２０〜＋２０ ｐｐｍ／℃ 焼結性；良好。 即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、酸化バリウム、タ
ンタル酸亜鉛及び酸化チタンからなり、その組成式をＢ
ａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ6 ・ｙＴｉＯ2 で表したときに、
ｘ、ｙがそれぞれ０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜
４．５の範囲にある組成を主成分とし、副成分としてＷ
Ｏ3 単味、若しくはＭｎＯ2 とＷＯ3 の両者を選択し、
前記主成分１００重量部に対し、ＷＯ3 は０．１〜１重
量部の範囲内で添加含有させ、ＭｎＯ2 は少なくとも
０．５重量部以下添加含有させてなることを特徴とす
る。本磁器組成物は、所定の原料を所定量混合し、焼結
して製造される。例えば、焼結後ＢａＯとなる原料粉末
とＺｎＴａ2 Ｏ6 粉末とＴｉＯ2 粉末とを前記組成式に
相当する量を混合し仮焼して、ＢａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ
6 ・ｙＴｉＯ2仮焼粉末を製造し、これに所定量のＭｎ
Ｏ2 粉末、ＷＯ3 粉末を天使し焼結して製造することが
できる。
【０００５】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。 （１）各試料の作製 純度９９．９％のＺｎＯ、Ｔａ2 Ｏ5 を出発原料として
それそれモル比が１：１になるように秤量混合し、これ
をミキサーで乾式による粉砕及び混合を施した後、酸素
雰囲気中で１１８０℃の温度で６時間熱処理してＺｎＴ
ａ2 Ｏ6 を合成した。こうして得られたＺｎＴａ2 Ｏ6
に純度９９．９％のＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2 を各組成に応
じて所定量秤量混合し、再びミキサーで乾式による一次
粉砕及び混合を施した後、酸素雰囲気中１０００℃の温
度で６時間仮焼した。更に、この仮焼物にＭｎＯ2 粉
末、ＷＯ3 粉末を添加して再びミキサーで乾式による二
次粉砕及び混合を施した後、適量の有機バインダーと水
を加え、３０ｍｍφのアルミナボールで粉砕した後、噴
霧乾燥により造粒し、この造粒された原料を１５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１８ｍｍφ×１５ｍｍｔ（厚
さ）の円板状に成形した。次に、この成形体を大気中、
１２５０℃から１３５０℃の温度で、１０時間焼成し、
最後に、１２ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研
磨して、誘電体試料とした。そして、Ｑ値（１／ｔａｎ
δ）、比誘電率εr 、共振周波数の温度係数τf の測定
は、比誘電率εr が最高となる焼結温度の試料を用いて
行われた。εr とＱｕ値は誘電体共振器法により測定し
た。τf は−３０〜８０℃の範囲で、τf ＝−１／２τ
ε−α式から求めた。共振周波数はほぼ４．５ＧＨｚで
ある。線膨張係数αは９．５〜１１ｐｐｍ／℃である。
τεは比誘電率εr の温度係数である。また、焼結性の
良否の判定は、焼結温度範囲の全てにおいて、ミクロ及
びマクロなクラックが存在するか否か或いは焼結により
焼結体が充分収縮するか否かにより行い、表記の×はク
ラックが存在することを示し、それ以外を○とした。
る。 （１）各試料の作製 純度９９．９％のＺｎＯ、Ｔａ2 Ｏ5 を出発原料として
それそれモル比が１：１になるように秤量混合し、これ
をミキサーで乾式による粉砕及び混合を施した後、酸素
雰囲気中で１１８０℃の温度で６時間熱処理してＺｎＴ
ａ2 Ｏ6 を合成した。こうして得られたＺｎＴａ2 Ｏ6
に純度９９．９％のＢａＣＯ3 、ＴｉＯ2 を各組成に応
じて所定量秤量混合し、再びミキサーで乾式による一次
粉砕及び混合を施した後、酸素雰囲気中１０００℃の温
度で６時間仮焼した。更に、この仮焼物にＭｎＯ2 粉
末、ＷＯ3 粉末を添加して再びミキサーで乾式による二
次粉砕及び混合を施した後、適量の有機バインダーと水
を加え、３０ｍｍφのアルミナボールで粉砕した後、噴
霧乾燥により造粒し、この造粒された原料を１５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１８ｍｍφ×１５ｍｍｔ（厚
さ）の円板状に成形した。次に、この成形体を大気中、
１２５０℃から１３５０℃の温度で、１０時間焼成し、
最後に、１２ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研
磨して、誘電体試料とした。そして、Ｑ値（１／ｔａｎ
δ）、比誘電率εr 、共振周波数の温度係数τf の測定
は、比誘電率εr が最高となる焼結温度の試料を用いて
行われた。εr とＱｕ値は誘電体共振器法により測定し
た。τf は−３０〜８０℃の範囲で、τf ＝−１／２τ
ε−α式から求めた。共振周波数はほぼ４．５ＧＨｚで
ある。線膨張係数αは９．５〜１１ｐｐｍ／℃である。
τεは比誘電率εr の温度係数である。また、焼結性の
良否の判定は、焼結温度範囲の全てにおいて、ミクロ及
びマクロなクラックが存在するか否か或いは焼結により
焼結体が充分収縮するか否かにより行い、表記の×はク
ラックが存在することを示し、それ以外を○とした。
【０００６】（２）性能評価 前記の各誘電体試料の特性を調べた、表１、表２及び表
３に示した。尚、核表中、＊印表記の分は、本発明に含
まれない数字を示す。尚、「総合評価」欄中の△印は、
Ｑ値、比誘電率εr 及び温度係数τf は前記実用的範囲
に含まれるが、焼結性が十分でない場合を示す。
３に示した。尚、核表中、＊印表記の分は、本発明に含
まれない数字を示す。尚、「総合評価」欄中の△印は、
Ｑ値、比誘電率εr 及び温度係数τf は前記実用的範囲
に含まれるが、焼結性が十分でない場合を示す。
【表１】
【表２】
【表３】 これらの結果によれば、ＺｎＴａ2 Ｏ6 の添加量が、ｘ
＝０．１と少ない場合（Ｎｏ．１）はτf が２５と大き
過ぎ、０．８と多い場合（Ｎｏ．６、２０）はＱ値が各
々２５００、４０００と小さい。ＴｉＯ2 の添加量がｙ
＝３．３、３．４、３．５と少ない場合（Ｎｏ．７〜
９）はεr が２８．３〜２９．６と３０未満であり、
４．５と多い場合（Ｎｏ．１４）はτf が−２１と小さ
過ぎる。また、ＷＯ3 成分を含まない場合（Ｎｏ．３
３、３５）はＱ値が各々３８００、４１００と小さく、
１．１重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２６、２８）もＱ
値が各々４６００、３８００と小さい。更に、ＭｎＯ2
成分を０．６重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２２、２
４）はＱ値が各々４８００、４０００と小さい。以上よ
り、仮焼粉末の組成式；ＢａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ6 ・ｙ
ＴｉＯ2 において、０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜
４．５であり、且つＷＯ3 成分が０．１〜１重量部の場
合（Ｎｏ．２〜５、１０〜１３、１６〜１９、２１、２
３、２５、２７、２９〜３２、３４、３６）には、Ｑ値
が５０００以上、比誘電率が３０以上、且つ温度係数が
−２０〜＋２０の全ての範囲に含まれ、全ての実用性能
を満足することとなる。更に、ＭｎＯ2成分を含まない
場合（Ｎｏ．２９、３１）及び０．６重量部と多く含む
場合（Ｎｏ．２２、２４）の双方は、焼結性が悪かっ
た。一方、これが０．１〜０．５重量部含む場合は、焼
結性も良好であった。従って、更に、このＭｎＯ2含有
量が０．１〜０．５重量部の場合は、前記Ｑ値、比誘電
率及び温度係数が前記実用範囲に含まれるとともに、焼
結体を製造する際の焼結性にも優れ、更に一層、バラン
スの優れた実用性を示す。尚、本考案においては、前記
具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じ
て本考案の範囲内で種々変更した実施例とすることがで
きる。即ち、前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の
焼成条件等は種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料
も前記ＢａＣＯ3 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸
塩等を用いることもできる。
＝０．１と少ない場合（Ｎｏ．１）はτf が２５と大き
過ぎ、０．８と多い場合（Ｎｏ．６、２０）はＱ値が各
々２５００、４０００と小さい。ＴｉＯ2 の添加量がｙ
＝３．３、３．４、３．５と少ない場合（Ｎｏ．７〜
９）はεr が２８．３〜２９．６と３０未満であり、
４．５と多い場合（Ｎｏ．１４）はτf が−２１と小さ
過ぎる。また、ＷＯ3 成分を含まない場合（Ｎｏ．３
３、３５）はＱ値が各々３８００、４１００と小さく、
１．１重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２６、２８）もＱ
値が各々４６００、３８００と小さい。更に、ＭｎＯ2
成分を０．６重量部と多く含む場合（Ｎｏ．２２、２
４）はＱ値が各々４８００、４０００と小さい。以上よ
り、仮焼粉末の組成式；ＢａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ6 ・ｙ
ＴｉＯ2 において、０．１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜
４．５であり、且つＷＯ3 成分が０．１〜１重量部の場
合（Ｎｏ．２〜５、１０〜１３、１６〜１９、２１、２
３、２５、２７、２９〜３２、３４、３６）には、Ｑ値
が５０００以上、比誘電率が３０以上、且つ温度係数が
−２０〜＋２０の全ての範囲に含まれ、全ての実用性能
を満足することとなる。更に、ＭｎＯ2成分を含まない
場合（Ｎｏ．２９、３１）及び０．６重量部と多く含む
場合（Ｎｏ．２２、２４）の双方は、焼結性が悪かっ
た。一方、これが０．１〜０．５重量部含む場合は、焼
結性も良好であった。従って、更に、このＭｎＯ2含有
量が０．１〜０．５重量部の場合は、前記Ｑ値、比誘電
率及び温度係数が前記実用範囲に含まれるとともに、焼
結体を製造する際の焼結性にも優れ、更に一層、バラン
スの優れた実用性を示す。尚、本考案においては、前記
具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じ
て本考案の範囲内で種々変更した実施例とすることがで
きる。即ち、前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の
焼成条件等は種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料
も前記ＢａＣＯ3 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸
塩等を用いることもできる。
【０００７】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物は、Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）、比
誘電率εr ；３０以上、且つ温度係数τf ；−２０〜＋
２０ｐｐｍ／℃の全ての性能を全て満足する大変実用的
に優れたものである。更に、０．５重量部以下のＭｎＯ
2 を含む誘電体磁器組成物は、前記性能を全て満足する
とともに、その製造の際の焼結性にも優れ、更に一層バ
ランスの優れた実用性を示す。
物は、Ｑ値；５０００以上（４．５ＧＨｚの場合）、比
誘電率εr ；３０以上、且つ温度係数τf ；−２０〜＋
２０ｐｐｍ／℃の全ての性能を全て満足する大変実用的
に優れたものである。更に、０．５重量部以下のＭｎＯ
2 を含む誘電体磁器組成物は、前記性能を全て満足する
とともに、その製造の際の焼結性にも優れ、更に一層バ
ランスの優れた実用性を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/42 - 35/49 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化バリウム、タンタル酸亜鉛及び酸化
チタンからなり、その組成式をＢａＯ・ｘＺｎＴａ2 Ｏ
6 ・ｙＴｉＯ2 で表したときに、ｘ、ｙがそれぞれ０．
１＜ｘ＜０．８、３．５＜ｙ＜４．５の範囲にある組成
を主成分とし、副成分としてＷＯ3 単味、若しくはＭｎ
Ｏ2 とＷＯ3 の両者を選択し、前記主成分１００重量部
に対し、ＷＯ3 は０．１〜１重量部の範囲内で添加含有
させ、ＭｎＯ2 は少なくとも０．５重量部以下添加含有
させてなることを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3025289A JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04243966A JPH04243966A (ja) | 1992-09-01 |
| JP3067814B2 true JP3067814B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=12161860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3025289A Expired - Lifetime JP3067814B2 (ja) | 1991-01-26 | 1991-01-26 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3067814B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE38491E1 (en) | 1995-03-20 | 2004-04-06 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Composition for producing low sintering temperature ceramic dielectrics and method of manufacturing such dielectrics |
| JP3216967B2 (ja) * | 1995-03-20 | 2001-10-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 低温焼成誘電体磁器及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-01-26 JP JP3025289A patent/JP3067814B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04243966A (ja) | 1992-09-01 |
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