JP2008069056A

JP2008069056A - 誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JP2008069056A
Application number: JP2006250468A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Shibuya; 正和渋谷
Original assignee: Toko Inc
Current assignee: Toko Inc
Priority date: 2006-09-15
Filing date: 2006-09-15
Publication date: 2008-03-27

Abstract

【課題】誘電体フィルタや共振器に用いられる誘電体磁器組成物は、誘電率が高く、Ｑ値が高いことが望まれる。
【解決手段】一般式ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３と表され、ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にある組成物１００重量部に対して、Ｌｉ系ガラスが２５重量部〜３５重量部添加される。
【効果】ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３と表され、ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にある組成物１００重量部に対して、Ｌｉ系ガラスを２５重量部〜３５重量部添加するので、誘電率とＱ値を向上できると共に、焼結温度を導体パターンを構成する金属の融点よりも低くできる。
【選択図】図１

Description

本発明は、マイクロ波やミリ波等の高周波領域で使用される誘電体フィルタや共振器等の材料に適した誘電体磁器組成物に関するものである。

近年、携帯電話を中心とする移動体通信分野が急速な発展を遂げている一方、それらの端末機器で使用される電子部品には小型化、薄型化、高機能化という要求が益々強くなっている。誘電体フィルタや共振器の分野でも例外ではなく、この様な要求を実現するために構造の改良のみならず、材料の改良も必要になってきている。
誘電体フィルタや共振器に用いられる誘電体磁器組成物は、誘電率が高く、誘電損失が小さい、すなわち、Ｑ値が高いことが望まれている。また、誘電体フィルタや共振器が積層型電子部品の場合、誘電体磁器組成物と銀や銅等の導体パターンを積層し、これらの積層体を焼成する必要があるため、銀や銅等の融点よりも低い温度で焼結することが可能な誘電体磁器組成物が望まれている。
特開平９−１８１５４９号公報特願２００５−２０６５４２号

従来の誘電体磁器組成物において、誘電率が比較的高く、Ｑ値が高いものとしてＭｇＴｉＯ_３−ＣａＴｉＯ_３等が知られている。しかしながら、これらの従来の誘電体磁器組成物は、焼結温度が高いという問題があり、小型化、薄型化が可能な積層型電子部品に用いることができず、電子部品の小型化、薄型化に貢献できなかった。

本発明は、誘電率とＱ値を高くして誘電体フィルタや共振器等の小型化、低損失化を可能にすると共に、銀や銅等の融点よりも低い温度で焼結することが可能な誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。

本発明の誘電体磁器組成物は、一般式ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３と表され、ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にある組成物１００重量部に対して、Ｌｉ系ガラスを２５重量部〜３５重量部添加する。

本発明の誘電体磁器組成物は、一般式ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３と表され、ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にある組成物１００重量部に対して、Ｌｉ系ガラスを２５重量部〜３５重量部添加するので、誘電率とＱ値を向上できると共に、焼結温度を銀や銅等の融点よりも低くできる。

本発明の誘電体磁器組成物は、一般式ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３と表され、ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にあるセラミックス主成分にＬｉを含有するガラス（いわゆる、Ｌｉ系ガラス）が添加される。この時、Ｌｉを含有するガラスは、セラミックス主成分１００重量部に対して、２５重量部〜３５重量部の範囲で調節することにより、積層型電子部品の誘電体層間の導体パターンを構成する銀や銅等の融点よりも低い９５０℃以下の温度で焼結が可能になる。また、ｘ、ｙ、ｚを前述の範囲で調節することにより、誘電率とＱ値を向上させることができる。

以下、本発明の誘電体磁器組成物の実施例について説明する。
まず、本発明による誘電体磁器組成物の製造方法について説明する。ＭｇＴｉＯ_３、Ｍｇ_２ＴｉＯ_４、ＣａＴｉＯ_３及び、Ｌｉ系ガラスの原料粉末を所定の組成となるように秤量して、これをボールミル等を用いて１６時間湿混合し、これを乾燥させた。これらの混合粉末を７５０〜８００℃で仮焼し、この仮焼粉末をボールミル等を用いて２０時間湿式粉砕した。この粉砕物を乾燥した後、これにバインダーを加えて混合し、ふるいを用いて造粒した。この造粒粉末に３ｔ／ｃｍ^２の圧力を加えて円柱状に成形し、大気中において８５０〜１０５０℃で焼成することにより本発明による材料を得た。

本発明の誘電体磁器組成物の特性の測定は、前述の誘電体磁器組成物を成形、焼成して評価サンプルを得て行った。この特性の測定は、Ｈａｋｋｉ＆Ｃｏｌｅｍａｎ法により、７〜８ＧＨｚにおける比誘電率（εｒ）とＱ値（Ｑｆ）を測定した。

図１は、ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３において、それぞれの組成のモル比ｘ、ｙ、ｚを変え、かつ、Ｌｉ系ガラスの添加量を変えたときの焼結温度、比誘電率（εｒ）及び、Ｑ値（Ｑｆ）を表にまとめたものである。なお、Ｌｉ系ガラスはＳｉＯ_２が１７重量部、ＣａＯが１９．７重量部、Ｌｉ_２Ｏが１２．６重量部、ＢａＯが２１．５重量部、Ｂ_２Ｏ_３が２９．２重量部のものを用い、試料Ｎｏの＊印は本発明の範囲外のものであることを示している。
本発明の誘電体磁器組成物は、ＭｇＴｉＯ_３の比率ｘが６９．３≦ｘ≦８４．０、Ｍｇ_２ＴｉＯ_４の比率ｙが１４．１≦ｙ≦３０．０、ＣａＴｉＯ_３の比率ｚが０．８≦ｚ≦６．１、Ｌｉ系ガラスの添加量が２５重量部〜３５重量部の範囲内で、焼結温度が９５０℃以下、比誘電率が２０程度、Ｑ値が１００００以上にすることができた。

この様に本発明の誘電体磁器組成物は、ｘの値が６９．３≦ｘ≦８４．０、ｙの値が１４．１≦ｙ≦３０．０、ｚの値が０．８≦ｚ≦６．１、Ｌｉ系ガラスの添加量が２５重量部〜３５重量部の範囲内で、積層タイプの誘電体フィルタ等において望まれる比誘電率１７．５〜２０．５、Ｑ値が１００００以上の特性を得ることができると共に、焼結温度を銀や銅等の融点よりも低い９５０℃以下とすることができる。

本発明の誘電体磁器組成物の特性を説明するための表である。

Claims

一般式ｘＭｇＴｉＯ_３・ｙＭｇ_２ＴｉＯ_４・ｚＣａＴｉＯ_３
と表され、
ｘ、ｙ、ｚがモル％でそれぞれ、６９．３≦ｘ≦８４．０、１４．１≦ｙ≦３０．０、０．８≦ｚ≦６．１の範囲にある組成物１００重量部に対して、Ｌｉ系ガラスを２５重量部〜３５重量部添加したことを特徴とする誘電体磁器組成物。
前記Ｌｉ系ガラスの成分は、ＳｉＯ_２が１７重量部、ＣａＯが１９．７重量部、Ｌｉ_２Ｏが１２．６重量部、ＢａＯが２１．５重量部、Ｂ_２Ｏ_３が２９．２重量部である請求項１に記載の誘電体磁器組成物。