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

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JP2002060270A JP2000249548A JP2000249548A JP2002060270A JP 2002060270 A JP2002060270 A JP 2002060270A JP 2000249548 A JP2000249548 A JP 2000249548A JP 2000249548 A JP2000249548 A JP 2000249548A JP 2002060270 A JP2002060270 A JP 2002060270A
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Kazuya Taji
和也 田路
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ba化合物を使用することなく、誘電率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。 【解決手段】 特定量のZrO2、TiO2、Nb25
Ta25、ZnO、MgO、WO3の各酸化物に、Fe2
3、CeO2、Bi23、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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子デバイス用
誘電体磁器組成物に係り、特に、ZrO2、TiO2、T
25、Nb25、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。
【0002】
【従来の技術】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
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。
【0003】Ba(Zn・Ta)O3系材料は、誘電率
(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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】例えば、特開昭56−
102003号に開示されるBaO−TiO2−Nd2
3−Bi23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。
【0005】最近、前述の各種用途において、誘電率
(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。
【0006】この発明は、毒性を有するBa化合物を使
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。
【0007】
【課題を解決するための手段】発明者らは、Ba化合物
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、Nb25、Ta25、Zn
O、MgO、WO3の各酸化物に、Fe23、CeO2
Bi23、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。
【0008】すなわち、この発明は、組成式を、X(Z
x・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
【0009】
【発明の実施の形態】この発明による誘電体磁器組成物
は、組成式を、X(Zrx・Ti1-x)−Y(Nbm・T
1-m)−Z(Znn・Mg1-n)−MW−NMe−O
と表し、ZrO2、TiO2、Nb23、Ta25、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。
【0010】この発明において、組成式のX,Yを、
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。
【0011】この発明において、組成式のZ値を、0.
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。
【0012】この発明において、組成式のM値を、0<
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。
【0013】この発明において、組成式のN値を、0<
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。
【0014】この発明において、組成式のx値を、0.
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。
【0015】この発明において、組成式のm値を、0.
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。
【0016】この発明において、組成式のn値を、0.
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。
【0017】この発明の誘電体磁器組成物の特性は、誘
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。
【0018】さらに、焼結温度についても従来のBa
(Zn・Ta)O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。
【0019】
【実施例】実施例1 ZrO2、TiO2、Ta25、Nb25、ZnO、Mg
O、WO3の基本成分に、Fe23(表1)、CeO
2(表2)、Bi23(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。
【0020】得られた焼結体を径5mm×高さ5mmの
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。
【0021】比較例1 この発明の組成範囲外のZrO2、TiO2、Ta25
Nb25、ZnO、MgO、WO3の基本成分にFe2
3(表5)、CeO2(表6)、Bi23(表7)、Si
2(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。
【0022】
【表1】
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】
【表6】
【0028】
【表7】
【0029】
【表8】
【0030】
【発明の効果】この発明による電子デバイス用誘電体組
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。
フロントページの続き (72)発明者 田路 和也 大阪府三島郡島本町江川2丁目15−17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内 (72)発明者 倉 和寛 大阪府三島郡島本町江川2丁目15−17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内 Fターム(参考) 4G030 AA07 AA14 AA16 AA17 AA20 AA21 AA24 AA27 AA32 AA37 AA43 BA09 4G031 AA03 AA07 AA09 AA11 AA12 AA14 AA15 AA18 AA21 AA26 AA30 AA35 5G303 AA10 AB06 AB08 BA12 CA01 CB05 CB08 CB13 CB17 CB21 CB30 CB33 CB35 CB37 CB38 CB39

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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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