JPH05148005A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH05148005A
JPH05148005A JP3340243A JP34024391A JPH05148005A JP H05148005 A JPH05148005 A JP H05148005A JP 3340243 A JP3340243 A JP 3340243A JP 34024391 A JP34024391 A JP 34024391A JP H05148005 A JPH05148005 A JP H05148005A
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JP
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cao
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JP3340243A
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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
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Taiyo Yuden Co Ltd
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Taiyo Yuden Co Ltd
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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BaO−ZnO−
Ta2 5 から成る主成分と、SiO2 、CaO、Sr
O、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
電体磁器として例えば特開昭53−35454号公報に
開示されるようにBaO(酸化バリウム)とZnO(酸
化亜鉛)とTa2 5 (酸化タンタル)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Ba
O−ZnO−Ta25 磁器組成物の焼成温度は130
0〜1500℃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、xBaO+yZnO+zTa2 5 (但
し、x、y、zは0.4≦x≦0.8、0.05≦y≦
0.35、0.05≦z≦0.35、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B
aO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6.5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 xBaO+yZnO+zTa2 5 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=0.4、y
=0.3、z=0.3に従う 0.4BaO+0.3ZnO+0.3Ta2 5 の組成の主成分を得るために、BaCO3 (炭酸バリウ
ム)とZnO(酸化亜鉛)とTa2 5 (酸化タンタ
ル)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、BaO(酸化バリウ
ム)とZnO(酸化亜鉛)とTa2 5 (酸化タンタ
ル)とから成る主成分材料を得た。
【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10.0、Qは1900、−2
0〜+20℃のTεは+50(ppm/℃)、+20〜
+80℃のTεは+52(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6.5〜10.5、Qが1100〜2000、
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、23〜3
2、35、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、BaOとZnOとTa2
5 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0.3の場合には、900℃の焼成で
焼結体が得られないが、試料No.1に示すようにxが
0.4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0.4である。試料N
o.8に示すようにxの値が0.9の場合には、900
℃の焼成で焼結体が得られないが、試料No.2に示す
ようにxが0.8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0.8であ
る。
【0020】試料No.9に示すようにyが0.03の
場合には、900℃の焼成で焼結体が得られないが、試
料No.3に示すようにyが0.05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
0.05である。試料No.10に示すようにyが0.
4の場合には、900℃の焼成で焼結体が得られない
が、試料No.4に示すようにyが0.35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
0.35である。
【0021】試料No.11に示すようにzが0.03
の場合には、900℃の焼成で焼結体が得られないが、
試料No.5に示すようにzが0.05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
0.05である。試料No.12に示すようにzが0.
4の場合には、900℃の焼成で焼結体が得られない
が、試料No.6に示すようにzが0.35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0.35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10重量%の場合に
はQが600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) 主成分を得るための出発原料としてBaCO3
の代りにBaOを使用することができる。また、副成分
を得るための出発原料としてCaCO3 、SrCO3
Li2 CO3 の代りにCaO、SrO、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】xBaO+yZnO+zTa2 5 (但し、x、y、zは 0.4≦x≦0.8 0.05≦y≦0.35 0.05≦z≦0.35 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。
JP3340243A 1991-11-29 1991-11-29 誘電体磁器組成物 Pending JPH05148005A (ja)

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