介电材料及其制造方法技术

一种介电材料，包括由ａＢａＯ.ｂＴｉＯ↓［２］.ｃＲＥＯ↓［３／２］.ｄＢｉＯ↓［３／２］表示的组合物，其中ａ、ｂ、ｃ和ｄ代表各自摩尔比率，且满足下述条件：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１，０．０９≤ａ≤０．１６，０．５４≤ｂ≤０．６２，０．２０≤ｃ≤０．３４，及０≤ｄ≤０．１０；ＲＥ代表一种稀土金属；以及以每１００质量份的组合物计的５－５０质量份的玻璃，该玻璃中含有由ｋＢａＯ.ｌＺｎＯ.ｍＢ↓［２］Ｏ↓［３］.ｎＳｉＯ↓［２］表示的成分，其中ｋ、ｌ、ｍ和ｎ代表各自组成百分比，且满足下述关系：ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１００，２５≤ｋ≤５５，５≤ｌ≤３０，１５≤ｍ≤３５及５≤ｎ≤３０。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。特别涉及一种含有特定玻璃的介电材料，这种材料可以与例如银或铜等具有高电导率的导体同时烧结，并具有高的相对介电常数，并且该材料的由于其中含有玻璃而导致的空载Q值(下文中有时仅称“Q值”)的降低比率可以调节，并涉及这种介电材料的制造方法。
技术介绍
随着近来智能通讯数据的增长，各种利用微波及毫米波的通讯系统快速发展，如汽车通讯、卫星通讯及卫星广播，并随之发展出了各种介电材料。从生产成本的方面考虑，已开发了介电材料，以使其中具有高电导率及低成本的金属材料(例如银、铜等)作为导体使用。这些材料被用于电子零件，如共振器和LC滤波器(参见例如JP-A-5-319920，JP-A-5-319922和JP-A-6-116023)。
技术实现思路
要求这些介电材料同时满足下述的三个条件(1)具有大的相对介电常数(εr)；(2)具有高的Q值；及(3)具有小的谐振频率(τF)的温度系数绝对值。但对于在微波及毫米波领域使用的介电陶瓷，随着使用频率升高，包括εr的介电特性趋于恶化。为了在低温下烧结，公开了添加，例如玻璃作为烧结助剂的技术。但是，介电特性(特别是Q值)会随着玻璃含量的增加而变差。另一方面，当玻璃成分含量特别少时，低温下烧结又会变得很困难。因此，需要的介电陶瓷是其中与玻璃含量相关的Q值的降低可以调节，同时在玻璃含量和其它介电特性例如εr及τf之间维持一种适当的平衡，并且该介电陶瓷可以通过低温烧结获得。为了缩小使用这些介电材料的电子零件的尺寸，需要控制其介电特性，特别是εr及τf。这就需要这些特性容易得到控制的介电材料。为解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种含有特定玻璃的介电材料，这种材料可以与例如银或铜等具有高电导率的导体同时烧结，并具有高的相对介电常数，并且该材料的由于其中含有玻璃而导致的Q值的降低比率可以调节，并涉及这种介电材料的制造方法。本
技术实现思路
如下。(1)一种介电材料，其特征在于包含由下式代表的组合物aBaO·bTiO2·cREO3/2·dBiO3/2(其中a、b、c和d分别代表摩尔比率，满足下述条件a+b+c+d＝1，0.09≤a≤0.16，0.54≤b≤0.62，0.20≤c≤0.34，及0≤d≤0.10；RE代表稀土金属)，并且以每100质量份数的组合物计，包含5-50质量份(重量份数)的由kBaO·lZnO·mB2O3·nSiO2(其中k、l、m和n分别代表成分百分比，满足下述关系k+l+m+n＝100(质量％)，25≤k≤55，5≤l≤30，15≤m≤35及5≤n≤30)表示的BaO·ZnO·B2O3·SiO2基玻璃。(2)如上面(1)所述的介电材料，具有40或更高的相对介电常数。(3)如上面(1)或(2)所述的介电材料，其中当使用40质量份的BaO·ZnO·B2O3·SiO2基玻璃进行空载Q值的测量时空载Q值和谐振频率的积，同使用20质量份的BaO·ZnO·B2O3·SiO2基玻璃进行空载Q值的测量时空载Q值和谐振频率的积比较，其降低比率为25％或更少。(4)如上面(1)到(3)中任一所述的介电材料，还包含有Al和/或Mn，以每100质量份的组合物计，Al2O3形式的Al含量为1.5质量份或更少，以每100质量份的组合物计，MnO形式的Mn含量为3.0质量份或更少。(5)一种介电材料的制造方法，其特征包括混合由aBaO·bTiO2·cREO3/2·dBiO3/2(其中a、b、c和d分别代表摩尔比率，满足下述条件a+b+c+d＝1，0.09≤a≤0.16，0.54≤b≤0.62，0.20≤c≤0.34，及0≤d≤0.10；RE代表稀土金属)表示的组合物，及由kBaO·lZnO·mB2O3·nSiO2(其中k、l、m和n分别代表成分百分比，满足下述关系k+l+m+n＝100(质量％)，25≤k≤55，5≤l≤30，15≤m≤35及5≤n≤30)表示的、以每100质量数的组合物计的5-50质量数(重量份数)的BaO·ZnO·B2O3·SiO2基玻璃，然后在850℃-1050℃下烧结。(6)一种如上面(5)所述的介电材料的制造方法，其中至少加入Al组分和Mn组分其中的一种，以使以每100质量数的组合物计，Al2O3形式的Al含量为1.5质量份或更少，以每100质量份的组合物计，MnO形式的Mn含量为3.0质量份或更少。(7)一种如上面(5)或(6)所述的介电材料的制造方法，其中相对介电常数和谐振频率的温度系数通过BaO·ZnO·B2O3·SiO2基玻璃成分的含量来控制。本专利技术所述的介电材料可与例如银或铜等具有高电导率的导体一起烧结，并具有高εr值，且其中由于含有玻璃而导致的Q值的降低可以得到调整。由于因玻璃而导致Q值的降低可以调整，因此可以加大玻璃含量，从而相对于现有技术可以在更低的温度下烧结。由于介电特性、特别是εr和τf可以通过玻璃含量来进行控制，因此该材料可以在微波和毫米波范围内使用的各种电子零件所属领域中广泛应用。在介电材料具有40或更高的相对介电常数的情况下，它可以在微波和毫米波范围内使用的各种电子零件所属领域中广泛应用。在含有特定量玻璃成分而使f·Q值的降低比率为25％或更少的情况下，可以增加玻璃含量，从而可以在更低的温度下烧结。在含有Al的情况下，可以含有具有期望τf的材料。在含有Mn的情况下，Q值可得到进一步提升。根据本专利技术的介电材料的制造方法，可以容易地制造出能同例如银、铜等具有高电导率的导体一同烧结、并具有高的相对介电常数、且因含有玻璃而导致的Q值降低能得到调节的介电材料。在含有Al成分的情况下，τf可以得到控制。在含有Mn成分的情况下，Q值可以得到进一步提升。由于介电特性、特别是εr和τf可以通过玻璃含量来进行控制，因此可以容易地制造出在微波和毫米波范围内使用的各种电子零件所属领域中广泛应用的介电材料。使用本专利技术的材料能够缩小例如LC滤波器等零件的尺寸。附图说明图1显示的是一个使用本专利技术材料的LC滤波器实施例的外观。附图简述图1显示的是一个使用本专利技术材料的LC滤波器实施例的外观。专利技术详述下面通过附图对本专利技术作进一步阐述。在上述本专利技术介电材料中的、由aBaO·bTiO2·cREO3/2·dBiO3/2(其中a、b、c和d分别代表摩尔比率，且a+b+c+d＝1)表示的组合物中(此后有时简称其为“组合物”)，上述“a”(也就是“Ba”的摩尔比)需满足下述关系0.09≤a≤0.16，优选0.10≤a≤0.15，更优选0.11≤a≤0.15。在a小于0.09的情况下，得到的介电材料烧结性能变差。另一方面，在a大于0.16的情况下，得到的介电材料的τf向正侧方向移动。上述“b”(也就是“Ti”的摩尔比)需满足下述关系0.54≤b≤0.62，优选0.55≤b≤0.61，更优选0.56≤b≤0.59。在b小于0.54的情况下，得到的介电材料的Q值较低，且其τf向正侧方向移动。另一方面，在b大于0.62的情况下，得到的介电材料的Q值较低。上述“c”(也就是“RE”的摩尔比)需满足下述关系0.20≤c≤0.34，优选0.24≤c≤0.33，再优选0.24≤c≤0.32。在c小于0.20的情况下，得到的介电材料Q值较低。另一方面，在c大于0.34的情况下，得到的介电材料烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介电材料，包括：由ａＢａＯ.ｂＴｉＯ↓［２］.ｃＲＥＯ↓［３／２］.ｄＢｉＯ↓［３／２］表示的组合物，其中ａ、ｂ、ｃ和ｄ分别独立地代表摩尔比率，满足下述条件：ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１，０．０９≤ａ≤０．１６，０．５４≤ｂ≤０．６２，０ ．２０≤ｃ≤０．３４，及０≤ｄ≤０．１０；ＲＥ代表稀土金属；以及以每１００质量份的组合物计，５－５０质量份的玻璃，玻璃中含有由ｋＢａＯ.ｌＺｎＯ.ｍＢ↓［２］Ｏ↓［３］.ｎＳｉＯ↓［２］表示的成分，其中ｋ、ｌ、ｍ和ｎ分别独立地代表组 成百分比，满足下述关系：ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１００，２５≤ｋ≤５５，５≤ｌ≤３０，１５≤ｍ≤３５及５≤ｎ≤３０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小塚久司，安西裕司，松田清，
申请(专利权)人：日本特殊陶业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]