(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本組成を、
ｘＢａ（Ｚｎ１／３＋δ・Ｔａ２／３）Ｏ３−ｙ（Ｂａｚ・Ｓｒ１−ｚ）（Ｇａｌ／２・Ｔａｌ／２）Ｏ３と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚ、δが下記値を満足する組成からなる配合原料を仮焼後、微粉砕、成形、焼結する電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法。
ｘ＋ｙ＝１
０．３≦ｘ＜１
０．７≧ｙ＞０
０＜ｚ≦１
０．００１≦δ≦０．０３
【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、特に、ＳＨＦ帯で利用する複合ペロブスカイト型化合物からなる誘電体磁器組成物の製造方法の改良に係り、特定の３価金属イオンを含有させることにより、配合原料の組成中のＺｎを過剰の所要値に添加制御して焼結体内に生成されたＺｎ化合物によりＺｎの蒸発量を制御して、内質的に均一で特性並びに焼結性のすぐれた磁器を得る電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁器組成物の特性が低損失で、温度特性の良好なることを利用する各種電子デバイス用誘電体磁器組成物には、温度補償用コンデンサをはじめ、ＳＨＦ帯で低損失であることを利用する衛星放送直接受信用、ダウンコンバーター用等の誘電体共振器、マイクロ波ストリップライン基板等に用いられる種々の誘電体磁器組成物がある。
【０００３】
一般に、ＳＨＦ帯用として用いられる誘電体磁器組成物としては、従来、ペロブスカイト型化合物中でも、特に下記組成物の複合ペロブスカイト型化合物が広く利用されている。
Ｂａ（Ｂ1/3・Ａ2/3）Ｏ3型  （但しＡ；Ｔａ、Ｂ；２価金属イオン（Ｚｎまたはさらに、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎの１種または２種以上）
【０００４】
すなわち、Ｂａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3系材があり、このＳＨＦ帯に利用される誘電体磁器組成物に要求される高εｒ、高Ｑ、τｆ＝０等の特性は厳しく、かかる特性に合致させるためには、組成制御が重要であり、そのため、長時間の焼結、例えば、１５００℃、１００時間程度が必要であった。
【０００５】
従来の誘電体磁器組成物では組成制御、特に、前記組成物中に含有されるＺｎが蒸発し易いため、Ｚｎの制御が重要であり、また、Ｚｎは焼成時に、セラミックス外面に拡散、揮発して、Ｂａ5Ｔａ4Ｏ15などのＺｎ不足成分が生成して所謂“皮”を形成し易く、また、この皮が内部組成にまで影響を及ぼすことから、内質の均一なセラミックスを安定して得ることが困難であり、特性の安定したセラミックスを得ることが困難であった。
【０００６】
特に、用途によって、所定の共振周波数温度係数τｆを調整する必要があるが、Ｂａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3系材は、０近傍のτｆを有することが知られていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は先に、前記複合ペロブスカイト型化合物の欠点を解消し、誘電体磁器組成物におけるＺｎの制御を目的に、前記Ｂａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3組成について種々検討した結果、特定の３価金属イオンを含有させ、組成中のＺｎを所要値に制御することにより、内質的に均一で特性がすぐれかつ焼結性のすぐれた磁器が得られることを知見し、Ｂａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系を提案（特開平２−２８５６１６号）した。
【０００８】
発明者は、前記のＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ＹＳｒ（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3固溶系において、Ｑ特性が改善向上することを知見し、さらに、共振周波数温度係数τｆの調整を目的に、複合ペロブスカイト型化合物のＡサイトのＢａとＳｒの比率を変えることにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択できることを知見し、基本組成を、ｘＢａ（Ｚｎ1/3・Ｔａ2/3）Ｏ3−ｙ（Ｂａz・Ｓｒ1-z)（Ｇａ1/2・Ｔａ1/2）Ｏ3と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚが、ｘ＋ｙ＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１を満足する組成からなることを特徴とする電子デバイス用誘電体磁器組成物を提案（特開平３−２３２７５６号）した。
【０００９】
しかし、前記組成物は組成物と同一組成の配合原料を仮焼後、微粉砕、成形、焼結するため、配合原料中のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するものであるが、その効果が十分でなかった。
【００１０】
この発明は、従来の複合ペロブスカイト型化合物のかかる現状に鑑み、従来の誘電体磁器組成物よりすぐれたＱ、τｆ、εｒ特性を有し、磁器組成物中に含有のＺｎの蒸発を抑制して、組成制御を容易にし、かつ内質均一のセラミックスを安定的に得ることができる焼結性のすぐれた電子デバイス用誘電体磁器組成物の製造方法の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明は、従来の組成物は、配合原料中のＺｎの蒸発を焼結時間の短縮により防止するが十分でないことから、配合原料中のＺｎ量を組成物のＺｎ量より特定の過剰量添加配合することにより、長時間焼結時においてもＺｎの蒸発を防ぎ、組成物の損失特性（Ｑ）の改善向上を図ったものである。
【００１２】
すなわち、この発明は、配合時における基本組成を、
ｘＢａ（Ｚｎ１／３＋δ・Ｔａ２／３）Ｏ３−ｙ（Ｂａｚ・Ｓｒ１−ｚ）（Ｇａｌ／２・Ｔａｌ／２）Ｏ３と表し、組成範囲を限定するｘ、ｙ、ｚ、δが、ｘ＋ｙ＝１、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０、０＜ｚ≦１、０．００１≦δ≦０．０３、を満足する組成からなる配合原料を仮焼後、微粉砕、成形、焼結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の製造方法である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明において、配合原料の基本組成式のｘ、ｙを０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０に限定した理由は、ｘ値が０．３未満、ｙ値が０．７を越えると、得られる誘電体磁器組成物はＱ値の劣化が著しく、また温度係数の劣化も大きくなり、また、ｘ値が１を越え、ｙ値が０では、Ｑ値の改善効果が見られないためであり、０．３≦ｘ＜１、０．７≧ｙ＞０の範囲とする。好ましいｘ、ｙ値は０．９５≦ｘ＜０．９９、０．０５≧ｙ＞０．０１である。
【００１４】
この発明において、ｚ値を０〜１の範囲にすることにより、共振周波数温度係数τｆを任意に選択できる。好ましいｚ値は０．３〜１である。
【００１５】
また、この発明において、δ値が０．０３を超えると磁器組成物のＱが急激に低下して好ましくなく、δ値が０になると焼結時に組成物にクラックが発生する恐れがあり、好ましくない。好ましいδ値は０．００１〜０．０３である。
【００１６】
なお、この発明においては、ＺｎをＮｉ2+、Ｃｏ2+、Ｍｎ2+などの２価金属イオンやＣａ2+、Ｍｇ2+等のアルカリ土類イオンで約２０ｍｏｌ％まで置換してもほぼ同等の効果が得られる。
【００１７】
【実施例】
原料を表１に示した組成になるように秤量し、ボールミルにて混式混合し、１２００℃に２時間仮焼した後、再度ボールミルにて平均粒径１μｍ程度に粉砕した。この粉砕粉を１．５ｔｏｎ／ｃｍ2で加圧成形し、１５００℃〜１５５０℃に焼成して、寸法１０ｍｍφ×２０ｍｍの焼結体を得た。
【００１８】
得られた焼結体について、組成並びに２５℃、８．２〜９．０ＧＨｚにおける比誘電率εｒ、Ｑ、共振周波数の温度係数τｆ（ｐｐｍ／℃）を測定し、その結果を第１表に示す。
【００１９】
なお、表１における比誘電率とＱは、ＨａｋｋｉとＣｅｌｅｍａｎらによる誘電体共振器法により測定したもので、共振周波数の温度係数τｆ、誘電率、誘電率の温度係数τεとは、磁器の線熱膨張係数αとの間に下記式の如き関係がある。
τｆ＝−１／２τε−α
【００２０】
表１の結果より明らかなように、この発明による誘電体磁器組成物は、共振周波数の温度係数は、−３から＋４ｐｐｍ／℃までマイクロ波用誘電体磁器組成物として安定しており、かつ低損失、高誘電率材料であることが分かる。
【００２１】
【表１】
0003936778.tif 000002
【0022】
【発明の効果】
この発明により得られる誘電体磁器組成物のQは、13000(at
9GHz)〜25000(at 8.2GHz)、τf=−3〜+4ppm/℃、εr28〜32となり、従来の誘電体磁器組成物より一段とすぐれた特性のものが得られ、焼成時においても、磁器組成物中に含まれるZnの蒸発が抑制されるため、組成の制御がより容易となり、また、セラミックス内のZnの偏析も防止し易く、内質均一なセラミックスを安定的に得ることができる。