电介质陶瓷组合物制造技术

本发明专利技术提供一种电介质陶瓷组合物，其可以抑制比介电常数对烧结温度的依存性，而且可以使机械强度得以提高。本发明专利技术的电介质陶瓷组合物的特征在于：在图１所示的ＺｒＯ↓［２］、ＳｎＯ↓［２］和ＴｉＯ↓［２］的三元组成图中，以由点Ａ、点Ｂ、点Ｃ、点Ｄ、点Ｅ、点Ｆ所包围区域的组成为主要成分，并且相对于该主要成分，含有ＺｎＯ：０．５～５ｗｔ％、ＮｉＯ：０．１～３ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］：０．００８～１．５ｗｔ％。另外，相对于上述主要成分，可以含有Ｎｂ↓［２］Ｏ↓［５］：０．２ｗｔ％以下、Ｋ↓［２］Ｏ：０．０３５ｗｔ％以下。

Dielectric ceramic composition

The present invention provides a dielectric ceramic composition which can suppress the dependence of the dielectric constant on the sintering temperature, and can improve the mechanical strength. The invention is characterized in that the dielectric ceramic composition, shown in Figure 1 ZrO: 2, SnO: 2 and TiO: 2 of the three components in the graph, by A, B, C, D, point E and point F region surrounded by the composition as the main component, and relative to the main component containing ZnO:0.5 ~ 5wt%, NiO:0.1 ~ 3wt%, SiO: 2: 0.008 ~ 1.5wt%. In addition, the main ingredient, can contain Nb: 2 O: 5, K:: 0.2wt% 2 O:0.035wt%.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电介质陶瓷组合物，特别涉及适合于在微米波、毫米波等高频区域使用的电子零部件的电介质陶瓷组合物。
技术介绍
在高频区域，作为具有高介电常数且具有高Q值的电介质陶瓷组合物，已知的有专利文献1～专利文献4所公开的组合物。 专利文献1所公开的电介质陶瓷组合物的特征在于以TiO222～43重量％、ZrO238～58重量％、SnO29～26重量％为主要成分，还在其中添加并含有7重量％以下的ZnO、10重量％以下的NiO。该主要成分可用通式(Zr，Sn)TiO4来表示。在专利文献1中，当TiO2比上述范围少时，则比介电常数εr降低；而当TiO2比上述范围多时，则共振频率的温度特性在正侧过于增大。另外，当ZrO2比上述范围少或多时，则共振频率的温度特性在正侧过于增大。再者，当SnO2比上述范围少时，则共振频率的温度特性在正侧过于增大，而且Q值也会降低；当SnO2比上述范围多时，则共振频率的温度特性在负侧过于增大。进而ZnO和NiO各自都比上述范围多时，则Q值降低。 为了得到比专利文献1所公开的电介质陶瓷组合物更高的Q值，专利文献2提出了如下的方案在专利文献1所公开的电介质陶瓷组合物中进一步含有7重量％以下的Ta2O5；专利文献3提出了如下的方案在专利文献1所公开的电介质陶瓷组合物中进一步含有5重量％以下的Nb2O5。 另外，专利文献4提出了如下的方案以烧结温度低至1100℃以下为前提，作为介电常数高、Q值大、以及共振频率的温度特性低的电介质陶瓷组合物，相对于专利文献1所公开的主要成分，使其含有3～20重量份至少包括B和Si的玻璃。 电介质陶瓷组合物一般供作烧结体使用。一般在与组成、所要求的介电特性相适应的温度下进行烧结。但是，在工业化的生产规模中，严格控制烧结温度是极为困难的，或者想严格控制烧结温度时，烧结所花费的成本是极高的。因此，现实生产中的烧结温度将随着烧结条件以及炉子的规模和性能的不同而具有一定程度的幅度范围。其结果，即使是作为同一批次生产的电介质陶瓷，在介电特性的烧结温度依存性较大的情况下，根据烧结温度的幅度范围而使各个体之间的介电特性产生偏差。如果希望这种偏差较小，则有必要抑制作为基本的介电特性的比介电常数εr对烧结温度的依存性。 另一方面，电介质陶瓷组合物作为烧结体而安装在电子设备内，但要求具有针对其制造过程中的处理的机械强度。在装配到电子设备中之后，该强度也要求能够应对施加到该电子设备上的机械应力和冲击。 专利文献1特公昭55-34526号公报专利文献2特公平4-59267号公报专利文献3特公平5-6762号公报专利文献4特开2001-220230号公报
技术实现思路
本专利技术是基于这样的技术课题而完成的，目的在于提供一种电介质陶瓷组合物，其可以抑制比介电常数εr对烧结温度的依存性，而且可以提高机械强度。 以专利文献1～专利文献4所公开的电介质陶瓷组合物的主要成分为前提，作为可以抑制比介电常数εr对烧结温度的依存性、提高机械强度的组合物，发现氧化硅(SiO2)是有效的。另外，还发现含有预定量的氧化铌(Nb2O5)对提高机械强度是有效的。进而发现含有预定量的氧化钾(K2O)在抑制比介电常数εr对烧结温度的依存性方面是有效的。 本专利技术的电介质陶瓷组合物是基于以上见解而完成的，其特征在于在图1所示的ZrO2、SnO2和TiO2的三元组成图中，以由 点A(ZrO2＝48mol％、SnO2＝12mol％、TiO2＝40mol％)、 点B(ZrO2＝36mol％、SnO2＝24mol％、TiO2＝40mol％)、 点C(ZrO2＝30mol％、SnO2＝20mol％、TiO2＝50mol％)、 点D(ZrO2＝36mol％、SnO2＝9mol％、TiO2＝55mol％)、 点E(ZrO2＝40.5mol％、SnO2＝4.5mol％、TiO2＝55mol％)、 点F(ZrO2＝49.5mol％、SnO2＝5.5mol％、TiO2＝45mol％)所包围区域的组成为主要成分，并且相对于该主要成分，含有ZnO0.5～5wt％、NiO0.1～3wt％、SiO20.008～1.5wt％。 在本专利技术的电介质陶瓷组合物中，对提高强度优选的是相对于上述主要组成，含有Nb2O50.2wt％以下(其中不包含0)。另外，在本专利技术的电介质陶瓷组合物中，在抑制比介电常数εr对烧结温度的依存性方面优选的是相对于上述主要组成，含有K2O0.035wt％以下(其中不包含0)。 正如以上所说明的那样，根据本专利技术，通过含有预定量的SiO2，可以抑制比介电常数εr对烧结温度的依存性。这意味着在工业化的生产规模中，对于不可避免的烧结温度的变化，可以得到质量稳定的电介质陶瓷。加之根据本专利技术，通过含有所预定量的SiO2，可以提高机械强度，因此，本专利技术的电介质陶瓷对于制造过程中的或者装配于产品后的机械应力和冲击具有承受能力。 附图说明 图1是规定本专利技术的主要成分组成的三元组成图。 具体实施例方式 下面就本专利技术的电介质陶瓷组合物进行详细的说明。 首先，就主要成分进行说明。 本专利技术的电介质陶瓷组合物在图1所示的ZrO2、SnO2和TiO2的三元组成图中，具有由 点A(ZrO2＝48mol％、SnO2＝12mol％、TiO2＝40mol％)、 点B(ZrO2＝36mol％、SnO2＝24mol％、TiO2＝40mol％)、 点C(ZrO2＝30mol％、SnO2＝20mol％、TiO2＝50mol％)、 点D(ZrO2＝36mol％、SnO2＝9mol％、TiO2＝55mol％)、 点E(ZrO2＝40.5mol％、SnO2＝4.5mol％、TiO2＝55mol％) 点F(ZrO2＝49.5mol％、SnO2＝5.5mol％、TiO2＝45mol％)所包围的区域内的组成。这是因为正如在后述的实施例1所示的那样，通过采用该组成，可以得到比介电常数εr以及Q×f值较高、且共振频率的温度特性τf较低的电介质陶瓷。通过采用该组成，可以将比介电常数εr设定为30以上，优选设定为35以上，进一步优选设定为40以上。另外，通过采用该组成，可以将Q×f值设定为40000GHz以上，优选设定为45000GHz以上，进一步优选设定为50000GHz以上。再者，通过采用该组成，可以将共振频率的温度特性τf的绝对值设定为50ppm/℃以下，优选设定为30ppm/℃以下，进一步优选设定为10ppm/℃以下。为得到优选的介电特性，在图1所示的ZrO2、SnO2和TiO2的三元组成图中，优选具有由 点G(ZrO2＝45mol％、SnO2＝5mol％、TiO2＝50mol％)、 点H(ZrO2＝44mol％、SnO2＝11mol％、TiO2＝45mol％)、 点I(ZrO2＝38.5mol％、SnO2＝16.5mol％、TiO2＝45mol％)、 点J(ZrO2＝35mol％、SnO2＝15mol％、TiO2＝50mol％)、 点D(ZrO2＝36mol％、SnO2＝9mol％、TiO2＝55mol％)、 点E(ZrO2＝40.5mol％、SnO2＝4.5mol％、TiO2＝55mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质陶瓷组合物，其特征在于：在图１所示的ＺｒＯ↓［２］、ＳｎＯ↓［２］和ＴｉＯ↓［２］的三元组成图中，以由点Ａ（ＺｒＯ↓［２］＝４８ｍｏｌ％、ＳｎＯ↓［２］＝１２ｍｏｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝４０ｍｏｌ％）、点Ｂ（ＺｒＯ↓ ［２］＝３６ｍｏｌ％、ＳｎＯ↓［２］＝２４ｍｏｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝４０ｍｏｌ％）、点Ｃ（ＺｒＯ↓［２］＝３０ｍｏｌ％、ＳｎＯ↓［２］＝２０ｍｏｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝５０ｍｏｌ％）、点Ｄ（ＺｒＯ↓［２］＝３６ｍｏｌ％、ＳｎＯ ↓［２］＝９ｍｏｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝５５ｍｏｌ％）、点Ｅ（ＺｒＯ↓［２］＝４０．５ｍｏｌ％、ＳｎＯ↓［２］＝４．５ｍｏｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝５５ｍｏｌ％）、点Ｆ（ＺｒＯ↓［２］＝４９．５ｍｏｌ％、ＳｎＯ↓［２］＝５．５ｍｏ ｌ％、ＴｉＯ↓［２］＝４５ｍｏｌ％）所包围区域的组成为主要成分，并且相对于所述主要成分，含有ＺｎＯ：０．５～５ｗｔ％、ＮｉＯ：０．１～３ｗｔ％、ＳｉＯ↓［２］：０．００８～１．５ｗｔ％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金田功，仲野良平，菊池龙哉，小更恒，阿部贤，田代浩二，渡边松巳，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]