JP2002060270A - 電子デバイス用誘電体磁器組成物 - Google Patents
電子デバイス用誘電体磁器組成物Info
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Abstract
以上、Qfが10GHzで10000GHz以上の特性
を有する電子デバイス用誘電体磁器組成物の提供。 【解決手段】 特定量のZrO2、TiO2、Nb2O5、
Ta2O5、ZnO、MgO、WO3の各酸化物に、Fe2
O3、CeO2、Bi2O3、SiO2の少なくとも1種を
含有する複合酸化物からなる誘電体材料で、好ましい組
成では、誘電率40〜50、10GHzにおけるQf4
0000GHz以上の特性が得られ、温度特性(τf)
は、−10<τf<+10ppm/℃で、また低い焼結
温度で製造でき、組成的にも安全性にすぐれる。
Description
誘電体磁器組成物に係り、特に、ZrO2、TiO2、T
a2O5、Nb2O5、MgO、ZnO、WO3を基本とす
る複合酸化物からなり、誘電率が37以上で、10GH
zでのQfが10000以上の特性を有することを特徴
とする電子デバイス用誘電体磁器組成物に関する。
用フィルタ、発振器、誘電体アンテナ、周波数調整棒等
に用いられる電子デバイス用誘電体組成物としては、従
来、Ba(Zn・Ta)O3系材料、CaTiO3−La
(Mg・Ti)O3系材料、Ba−Ln(希土類)−T
i−O系材料が知られている。
(ε)が30前後であるが、Q値は15000以上と高
くなり、またCaTiO3−La(Mg・Ti)O3系材
料では、誘電率(ε)は40〜60であるが、10GH
zで1000以上のQ値を得ることが困難である、一
方、Ba−Ln(希土類)−Ti−O系材料では、誘電
率(ε)が60以上となるが、10GHzで1000以
上のQ値を得ることが困難となる。
102003号に開示されるBaO−TiO2−Nd2O
3−Bi2O3系誘電体材料では、誘電率(ε)は90で
あるが、10GHzにおけるQ値は500程度である。
特開平6−349326号に開示されるBaO−TiO
2−ZrO2−SmO2系誘電体材料では、誘電率(ε)
は90であるが、10GHzにおけるQ値は500程度
である。
(ε)37以上、Qfが10GHzで10000GHz
以上の特性を有する誘電体材料が要望されてきた。ま
た、毒性を有するBa化合物を使用しない材料において
も、特性の向上が求められている。
用することなく、最近の要望である誘電率(ε)37以
上、Qfが10GHzで10000GHz以上の特性を
有する電子デバイス用誘電体磁器組成物の提供を目的と
している。
を使用しない組成で、誘電率(ε)37以上、10GH
zにおけるQfが10000GHz以上の特性を有する
誘電体材料を目的に組成について種々検討した結果、特
定量のZrO2、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、Zn
O、MgO、WO3の各酸化物に、Fe2O3、CeO2、
Bi2O3、SiO 2の1種を含有する複合酸化物からな
る誘電体材料が前記特性を達成し、すぐれた温度特性を
有することを知見し、この発明を完成した。
rx・Ti1-x)−Y(Nbm・Ta1 -m)−Z(Znn・
Mg1-n)−MW−NMe−O と表す複合酸化物であ
り、MeはFe,Ce,Bi,Siから1種選択され、
前記組成式を限定するX、Y、Z、M、N、x、m、n
が下記値を満足する組成からなる電子デバイス用誘電体
磁器組成物である。 X+Y+Z+M+N=1、 0.35≦X≦0.9、0<Y≦0.45、0.04≦
Z≦0.20、0<M<0.02、0<N<0.1、 0.1≦x≦0.5、0.5≦m≦1、0.7<n<
0.9
は、組成式を、X(Zrx・Ti1-x)−Y(Nbm・T
a1-m)−Z(Znn・Mg1-n)−MW−NMe−O
と表し、ZrO2、TiO2、Nb2O3、Ta2O5、Zn
O、MgO、WO3の各酸化物に、選択肢のMe、すな
わちFe,Ce,Bi,Siから1種選択される酸化物
を加え、例えば混合、仮焼、粉砕、造粒、成形、焼成の
各工程経て作製される複合酸化物である。
0.35≦X≦0.9、0<Y≦0.45に限定した理
由は、X値が0.35未満、Y値が0.45を超える
と、誘電率(ε)、Q値が低下して好ましくなく、また
Xが0.9を超えると焼結が困難となる。さらにYが
0.45を超えると誘電率(ε)、Q値が低下して好ま
しくない。
04≦Z≦0.20に限定した理由は、Z値が0.04
未満では焼結が困難となり、又0.20を超えるとQ値
が低下するので好ましくない。
M<0.02に限定した理由は、M値が0.02を超え
ると誘電率(ε)、Q値が低下して好ましくない。
N<0.1に限定した理由は、N値が0.1を超えると
誘電率(ε)、Q値が低下して好ましくない。
1≦x≦0.5に限定した理由は、x値が0.1未満で
はQ値が低下し、0.5を超えると温度特性(τf)が
零から大きく外れ、又Q値も低下するので好ましくな
い。
5≦m≦1に限定した理由は、m値が0.5未満ではQ
値が悪くなり、1.0を超えるとQ値が低下するので好
ましくない。
7<n<0.9に限定した理由は、n値が0.7未満で
はQ値が低下し、0.9を超えるとQ値が低下するので
好ましくない。
電率37以上、10GHzにおけるQf10000GH
z以上であり、さらに組成を選択することにより、誘電
率40〜50、10GHzにおけるQf40000GH
z以上の特性が得られる。また、温度特性(τf)は、
−10<τf<+10ppm/℃の範囲にて制御するこ
とができる。
(Zn・Ta)O3系誘電体材料が1600℃であるの
に対し、この発明の誘電体材料の焼結温度は1200℃
〜1450℃と焼結温度を著しく低下できる。また、毒
性を有するBa化合物を使用しないことにより、安全、
環境問題においても有効である。
O、WO3の基本成分に、Fe2O3(表1)、CeO
2(表2)、Bi2O3(表3)、SiO2(表4)を所定
量配合し、仮焼、粉砕、造粒後、径12mmφの成形体
に成形後、脱バインダーした後、大気中にて焼結温度1
200〜1450℃にて焼結した。
試片に切断後、ネットワークアナライザーを用いて、H
&C法で誘電特性を評価し、その結果を表1〜4に表
す。なお、前記焼結雰囲気にO2を導入して焼結すると
誘電率の向上に有効である。
Nb2O5、ZnO、MgO、WO3の基本成分にFe2O
3(表5)、CeO2(表6)、Bi2O3(表7)、Si
O2(表8)を所定量配合後、実施例1と同一条件にて
成形、焼結後、同一寸法の試片を作成し、実施例と同一
試験法にて誘電特性を測定し、その結果を表5〜8に表
す。
成物は、実施例に明らかなように、誘電率37以上、1
0GHzにおけるQf10000GHz以上、好ましい
組成では、誘電率40〜50、10GHzにおけるQf
40000GHz以上の特性が得られ、温度特性(τ
f)は、−10<τf<+10ppm/℃で、また低い
焼結温度で製造でき、組成的にも安全性にすぐれ、環境
にやさしい材料であり、マイクロ波通信用フィルタ、ミ
リ波通信用フィルタ、発振器、誘電体アンテナ、周波数
調整棒等の用途に最適である。
Claims (1)
- 【請求項1】 組成式を、X(Zrx・Ti1-x)−Y
(Nbm・Ta1-m)−Z(Znn・Mg1-n)−MW−N
Me−O と表す複合酸化物であり、MeはFe,C
e,Bi,Siから1種選択され、前記組成式を限定す
るX、Y、Z、M、N、x、m、nが下記値を満足する
組成からなる電子デバイス用誘電体磁器組成物。 X+Y+Z+M+N=1、 0.35≦X≦0.9、0<Y≦0.45、0.04≦
Z≦0.20、0<M<0.02、0<N<0.1、 0.1≦x≦0.5、0.5≦m≦1、0.7<n<
0.9
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