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JPH05182523A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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Publication number
JPH05182523A
JPH05182523A JP3358709A JP35870991A JPH05182523A JP H05182523 A JPH05182523 A JP H05182523A JP 3358709 A JP3358709 A JP 3358709A JP 35870991 A JP35870991 A JP 35870991A JP H05182523 A JPH05182523 A JP H05182523A
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JP
Japan
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weight
percentage
porcelain
component
sample
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Application number
JP3358709A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3179830B2 (ja
Inventor
Yasushi Inoue
泰史 井上
Koichiro Tsujiku
浩一郎 都竹
Naoto Narita
直人 成田
Yoichi Mizuno
洋一 水野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Ceramic Capacitors (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 900℃で焼成可能な高周波用誘電体磁器組
成物を提供する。 【構成】 高周波誘電体磁器組成物はZrO2 −SnO
2 −TiO2 から成る主成分と、SiO2 、CaO、S
rO、BaO、MgO、B2 3 、Li2 Oから成る副
成分を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波用積層磁器コン
デンサ、誘電体共振器等に使用するための誘電体磁器組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】高周波数領域で使用することができる誘
電体磁器としてZrO2 (酸化ジルコニウム)とSnO
2 (酸化スズ)とTiO2 (酸化チタン)から成る磁器
組成物が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来のZr
2 −SnO2 −TiO2 磁器組成物の焼成温度は11
00〜1500℃と比較的高いので、積層磁器コンデン
サを作製する時には内部電極材料として融点の高いPd
(パラジウム)を主成分とする導電性ペーストを使用し
なければならなかった。しかし、Pdは抵抗率が高いた
めにコンデンサのQが低下するという欠点、及び高価で
あるという欠点を有する。
【0004】そこで、本発明の目的は、900℃以下の
焼成で製造することが可能であり且つ高周波数領域で使
用することが可能な誘電体磁器組成物を提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、xZrO2 +ySnO2 +zTiO2 (但
し、x、y、zは0.25≦x≦0.6、0.02≦y
≦0.26、0.22≦z≦0.60、x+y+z=1
を満足する数値)で表される成分 25〜60重量%
と、SiO2 10〜40重量%と、CaO、SrO及
びBaOの内の少なくとも1種から成る成分 1〜20
重量%と、MgO 1〜15重量%と、B2 3 3〜
30重量%と、Li2 O 0.1〜3.0重量%とを含
む誘電体磁器組成物に係わるものである。
【0006】
【作用及び効果】本発明によれば、1MHzにおいて比
誘電率εが6.0以上、比誘電率の温度係数Tεが−
60ppm/℃〜+60ppm/℃の誘電体磁器組成物
を提供することができる。本発明の誘電体磁器組成物
は、銀(Ag)、銅(Cu)等の低融点金属の導電ペー
スト層との同時焼成で得ることができるので、高周波用
積層磁器コンデンサの誘電体磁器として好適なものであ
る。積層磁器コンデンサの内部電極をAg、Cu等の抵
抗率の小さい金属で形成すれば、Qを高めることができ
る。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例(比較例を含む)を説
明する。高周波用磁器コンデンサの誘電体磁器を得るた
めに、表1に示す36種類の組成の試料を作成した。表
1のx、y、zは仮焼後又は本焼成後の磁器の主成分を
示す組成式 xZrO2 +ySnO2 +zTiO2 におけるx、y、zの値を示す。副成分の欄はSiO2
(酸化ケイ素)CaO(酸化カルシウム)、SrO(酸
化ストロンチウム)、BaO(酸化バリウム)、MgO
(酸化マグネシウム)、B2 3 (酸化ホウ素)、Li
2 O(酸化リチウム)の焼成後の含有率を重量%で示
す。
【0008】
【表1】
【0009】
【表2】
【0010】次に、試料No.1に従う高周波用磁器コ
ンデンサの製造方法を詳しく説明する。x=0.25、
y=0.2、z=0.55に従う 0.25ZrO2 +0.2SnO2 +0.55TiO2 の組成の主成分を得るために、ZrO2 (酸化ジルコニ
ウム)とSnO2 (酸化スズ)とTiO2 (酸化チタ
ン)とを上記の主成分を得ることができる割合に配合
し、ポリエチレン製ポットに水と共に入れ、湿式混合し
た後脱水乾燥した。次に、この乾燥物を空気中で100
0〜1200℃で2時間仮焼して主成分材料を得た。
【0011】次に、焼成後の磁器においてSiO2 20
重量%、SrO10重量%、MgO10重量%、B2
3 9重量%、Li2 O1重量%の割合で副成分を含める
ために、SiO2 40重量%、SrO20重量%、Mg
O20重量%、B2 3 18重量%、Li2 O2重量%
の組成の副成分が得られるようにSiO2 、SrCO3
(炭酸ストロンチウム)、MgO、B2 3 、Li2
3 (炭酸リチウム)を秤量し、これ等の原料をポリエ
チレン製ポットに水と共に入れて、湿式混合した後脱水
乾燥した。次に、この乾燥物を空気中で750〜850
℃で2時間仮焼し、SiO2 とSrOとMgOとB2
3 とLi2 Oとから成る副成分材料を得た。
【0012】次に、主成分材料50重量%、副成分材料
50重量%の比率に各材料を秤量し、これをポリエチレ
ン製ポットに水と共に入れて、湿式混合した後脱水乾燥
し、磁器原料粉末を得た。この磁器原料粉末の組成比は
表1の試料No.1に示す通りである。
【0013】次に、この磁器原料粉末に有機バインダー
を加えて造粒し、この造粒物を直径9.8mm、厚さ
0.6mmの円板状に、500kg/cm2 の圧力で加
圧成形した。次に、この成形体をジルコニアセッタ上に
載せて空気中900℃の温度で焼成した。この本焼成で
得られた円板状磁器の両主面に銀ペーストを塗布して焼
付け、図1に示す磁器1と一対の電極2、3とから成る
磁器コンデンサを得た。
【0014】次に、この磁器コンデンサの比誘電率
ε、Q値、比誘電率の温度係数Tε(ppm/℃)を
測定した。なお、比誘電率ε及びQは周波数1MH
z、電圧1V、周囲温度20℃の条件で測定した。温度
係数Tεは+20℃のεを基準にした−25〜+20
℃のε及び+20℃〜+85℃のεの変化率であ
り、1MHz、1Vの条件で測定した。
【0015】試料No.2〜36についても、主成分及
び/又は副成分の組成を変えた他は試料No.1と同一
の方法で磁器コンデンサを作り、同一の方法で特性を測
定した。試料No.1〜36の特性は表2に示す通りで
ある。
【0016】
【表3】
【0017】
【表4】
【0018】表2から明らかなように、試料No.1の
磁器コンデンサのεは7.5、Qは1200、−20
〜+20℃のTεは+5(ppm/℃)、+20〜+8
0℃のTεは+7(ppm/℃)である。また、本発明
で特定された範囲の磁器組成物によれば、比誘電率ε
が6.0〜10.5、Qが1000〜1700、温度係
数Tεが−60〜+60(ppm/℃)の電気的特性が
得られる。なお、試料No.7〜12、23〜32、3
5、36は上記の所望特性を得ることができないので、
本発明の範囲外の比較例である。
【0019】次に、本発明の高周波誘電体磁器組成物の
組成範囲の限定理由を説明する。試料No.1〜12で
は、主成分のx、y、z即ち、ZrO2 とSnO2 とT
iO2 との混合比率が種々変えられている。試料No.
7に示すようにxが0.2の場合には、所望の温度係数
Tεが得られないが、試料No.1に示すようにxが
0.25であれば、所望の電気的特性を有する焼結体が
得られる。従って、xの下限値は0.25である。試料
No.8に示すようにxの値が0.7の場合には、所望
の温度係数Tεが得られないが、試料No.2に示すよ
うにxが0.6の場合には所望の電気的特性を有する焼
結体が得られる。従って、xの上限値は0.6である。
【0020】試料No.9に示すようにyが0.01の
場合には、所望の温度係数Tε及びQが得られないが、
試料No.3に示すようにyが0.02の場合には所望
特性を有する焼結体が得られる。従って、yの下限値は
0.02である。試料No.10に示すようにyが0.
3の場合には、所望の温度係数Tεが得られないが、試
料No.4に示すようにyが0.26の場合には所望特
性の焼結体が得られる。従って、yの上限値は0.26
である。
【0021】試料No.11に示すようにzが0.2の
場合には、所望の温度係数Tεが得られないが、試料N
o.5に示すようにzが0.22の場合には所望特性を
有する焼結体が得られる。従って、zの下限値は0.2
2である。試料No.12に示すようにzが0.7の場
合には、所望の温度係数Tεが得られないが、試料N
o.6に示すようにzが0.6の場合には所望特性を有
する焼結体が得られる。従って、zの上限値は0.6で
ある。
【0022】試料No.13〜36では主成分のx、
y、zが固定され、副成分が種々変えられている。試料
No.23に示すようにSiO2 が5重量%の場合には
Qが700となり、所望特性が得られないが、試料N
o.13に示すようにSiO2 が10重量%になると、
所望特性が得られる。従って、SiO2 の含有率の下限
は10重量%である。試料No.24に示すようにSi
2 が45重量%の場合には900℃の焼成で焼結体が
得られないが、試料No.14に示すようにSiO2
40重量%の場合には所望特性が得られる。従って、S
iO2 の含有率の上限は40重量%である。
【0023】CaO、SrO、BaOは第2族の金属の
酸化物であって同様な作用を有する。従って、試料N
o.13〜22に示すようにCaO、SrO、BaOを
単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。こ
れ等の添加量(含有率)はこれ等の合計で決まる。試料
No.25に示すようにCaO、SrO、BaOの和が
0.5重量%の場合には900℃の焼成で焼結体が得ら
れないが、試料No.15に示すようにCaO、Sr
O、BaOの和が1重量%の場合には所望特性の焼結体
が得られる。従って、CaO、SrO、BaO成分の含
有率の下限値は1重量%である。試料No.26に示す
ようにCaO、SrO、BaOの和が25重量%の場合
にはQが700となり、所望特性が得られないが、試料
No.16に示すようにCaO、SrO、BaOの和が
20重量%の場合には所望特性を有する焼結体が得られ
る。従って、CaO、SrO、BaO成分の含有率の上
限値は20重量%である。
【0024】試料No.27に示すようにMgOが0.
1重量%の場合には900℃の焼成で焼結体が得られな
いが、試料No.17に示すようにMgOが1重量%に
なると、所望特性の焼結体が得られる。従って、MgO
の含有率の下限は1重量%である。試料No.28に示
すようにMgOが20重量%の場合にはQが500であ
って所望特性が得られないが、試料No.18に示すよ
うにMgOが15重量%の場合には所望特性が得られ
る。従って、MgOの含有率の上限は15重量%であ
る。
【0025】試料No.29に示すようにB2 3 が1
重量%の場合には900℃の焼成で焼結体が得られない
が、試料No.19に示すようにB2 3 が3重量%に
なると、所望特性を有する焼結体が得られる。従って、
2 3 の含有率の下限は3重量%である。試料No.
30に示すようにB2 3 が40重量%の場合には90
0℃の焼成で焼結体が得られないが、試料No.20に
示すようにB2 3 が30重量%の場合には所望特性を
有する焼結体が得られる。従って、B2 3 の含有率の
上限は30重量%である。
【0026】試料No.31に示すようにLi2 Oが
0.01重量%の場合にはQが900℃の焼成で焼結体
が得られないが、試料No.21に示すようにLi2
が0.1重量%になると、所望特性を有する焼結体が得
られる。従って、Li2 Oの含有率の下限は0.1重量
%である。試料No.32に示すようにLi2 Oが5重
量%の場合には900℃の焼成で焼結体が得られない
が、試料No.22に示すようにLi2 Oが3重量%の
場合には所望特性を有する焼結体が得られる。従って、
Li2 Oの含有率の上限は3重量%である。
【0027】試料No.35に示すように主成分の含有
率が15重量%の場合にはQが500であり、所望特性
が得られないが、試料No.33に示すように主成分の
含有率が25重量%の場合には所望特性が得られる。従
って、主成分の含有率の下限は25重量%である。試料
No.36に示すように主成分の含有率が70重量%の
場合には900℃の焼成で焼結体が得られないが、試料
No.34に示すように主成分の含有率が60重量%で
所望特性を有する焼結体が得られる。従って、主成分の
含有率の上限は60重量%である。
【0028】試料No.1〜36では、誘電体磁器の特
性比較を容易に行うために単層の磁器コンデンサを作製
したが、この代りに、図2に示すように、誘電体磁器1
1の中にAg(銀)、Cu(銅)等の低融点金属の内部
電極12を設け、この内部電極12に一対の外部電極1
3、14を接続した積層磁器コンデンサを作製して同様
な特性測定をしたところ、同様な効果が得られた。積層
磁器コンデンサを製作する場合には、磁器生シート(グ
リーンシート)に内部電極用導電性ペーストを塗布した
ものを積層して生チップを作り、内部電極の焼付と磁器
の焼成を同時に行うが、本発明に従う磁器11は900
℃以下で焼成で得ることができるので、内部電極12と
して抵抗率の小さいAg、Cu等の低融点金属を使用す
ることが可能になり、Q値の向上が達成される。
【0029】
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 副成分を得るための出発原料としてCaC
3 、SrCO3 、Li2 CO3 の代りにCaO、Sr
O、Li2 Oを使用することができる。 (2) 本焼成の温度は例えば750〜1200℃程度
の範囲で変えることができる。 (3) 本発明に従う誘電体磁器組成物を誘電体共振器
の磁器、多層回路基板等にも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例に係わる磁器コンデンサを示す断面図で
ある。
【図2】実施例に従う積層磁器コンデンサを示す断面図
である。
【符号の説明】
1 磁器 2,3 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 洋一 東京都台東区上野6丁目16番20号 太陽誘 電株式会社内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】xZrO2 +ySnO2 +zTiO2 (但し、x、y、zは 0.25≦x≦0.6 0.02≦y≦0.26 0.22≦z≦0.60 x+y+z=1を満足する数値) で表される成分 25〜60重量%と、 SiO2 10〜40重量%と、 CaO、SrO及びBaOの内の少なくとも1種から成
    る成分 1〜20重量%と、 MgO 1〜15重量%と、 B2 3 3〜30重量%と、 Li2 O 0.1〜3.0重量%とを含む誘電体磁器組
    成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100353863B1 (ko) * 1998-09-10 2003-01-24 주식회사 케이티 마이크로파유전체세라믹조성물
KR20030092381A (ko) * 2002-05-29 2003-12-06 전자부품연구원 저온동시 소결 유전체 조성물
JP2010215773A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Nec Lighting Ltd 蛍光体および蛍光ランプ
JP2010215772A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Nec Lighting Ltd 蛍光体および蛍光ランプ

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KR100353863B1 (ko) * 1998-09-10 2003-01-24 주식회사 케이티 마이크로파유전체세라믹조성물
KR20030092381A (ko) * 2002-05-29 2003-12-06 전자부품연구원 저온동시 소결 유전체 조성물
JP2010215773A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Nec Lighting Ltd 蛍光体および蛍光ランプ
JP2010215772A (ja) * 2009-03-16 2010-09-30 Nec Lighting Ltd 蛍光体および蛍光ランプ

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