电介质陶瓷及其制造方法、以及谐振器技术

本发明专利技术提供一种电介质陶瓷，其具有组成式ａＢａＯ.ｂＣｏＯ.ｃＺｎＯ.ｄＮｂ２Ｏ５的系数ａ、ｂ、ｃ及ｄ满足：０．４９８≤ａ＜０．５００、０．０６６≤ｂ≤０．１３２、０．０３３≤ｃ≤０．０９９、０．３３５≤ｄ≤０．３３８的结晶。另外，提供一种电介质陶瓷，其具有包含ＢａＯ、ＣｏＯ、ＺｎＯ及Ｎｂ２Ｏ５的结晶，且Ｘ射线衍射图中的存在于２θ＝１８°附近的结晶峰值ＩＡ和存在于２θ＝３１°附近的结晶峰值ＩＢ的峰值强度比ＩＡ／ＩＢ为０．００３以上。还提供一种谐振器，其使用所述电介质陶瓷作为电介质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电介质陶瓷及其制造方法、以及谐振器(尤其是，800MHz以上的频率 带的移动电话基地站过滤用的电介质谐振器)，所述电介质陶瓷在含微波或毫米波等的高 频区域，具有高的相对介电常数εΗ与真空的介电常数％的比)及高的Q值。
技术介绍
近年来，随着移动电话等移动通信市场的急速扩大，零件及材料所要求的特性也 越来越严格。通常，用于电容器等的电介质材料，除高的介电常数外，还需要满足介质损耗 小且温度系数良好等条件。最近，尤其要求高频区域(800MHz 2GHz)下的介质特性。例如，作为相对介电常数为35左右的电介质陶瓷，在特开平8-45347号公报记载 有一种电介质陶瓷，其具有Ba (Co1/3Nb2/3) O3-Ba (Zn1/3Nb2/3) O3系的结晶，且具有高的介质特 性。但是，认为该电介质陶瓷由于受残留在烧结体中的气孔等的影响，Q值、相对介电 常数(ε r)及温度系数(τ f)有时发生偏差。尤其是，在制造大型品时，受残留于烧结体中 的气孔的影响，强度下降，且在烧结体内介质特性的偏差加大。另外，认为由于该电介质陶瓷在短时间内烧结，所以得到的烧结体的晶粒不生长， 晶粒径小，成为晶界多的烧结体。晶粒径小、晶界多的烧结体，由于晶界的影响或存在于晶 界的烧结助剂及杂质等的影响而发生能量损失，介质损耗角正切(tan δ)增大，以倒数表 示的Q值下降。另外，认为该电介质陶瓷含很多Ba成分，剩余的Ba成分作为异相残留在烧结体 中，造成介质特性的下降。另外，认为该电介质陶瓷在烧结时低熔点的Zn成分容易蒸发，由此Ba成分的组成 比率进一步提高，在烧结体中，生成很多含Ba成分的异相，这些异相妨碍原有的介质特性。另外，该电介质陶瓷，在制造大型的烧结体时，Zn成分容易从表面附近蒸发。因此， 认为表面附近和内部的组成比产生差异，在同一烧结体内，介质特性产生差异，烧结体整体 的介质特性不能满足要求特性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供解决所述诸问题且介质特性优良的电介质陶瓷及其制造 方法、以及谐振器。本专利技术的第一方面的电介质陶瓷具有组成式aBaO · bCoO · cZnO · dNb205的系数 a、b、c及d满足下述式的结晶0. 498 ≤ a < 0. 5000. 066 ≤ b≤ 0. 1320. 033 ≤c ≤0. 0990. 335 ≤ d ≤ 0. 338另外，本专利技术的第二方面的电介质陶瓷具有包含BaO、CoO, ZnO及Nb2O5的结晶，且 X射线衍射图中的存在于2 θ =18°附近的结晶峰值Ia和存在于2 θ =31°附近的结晶 峰值Ib的峰值强度比ΙΑ/ΙΒ为0. 003以上。 另外，本专利技术的第三方面的电介质陶瓷的制造方法，其将组成式 aBaO · bCoO · cZnO · dNb205的系数a、b、c及d满足上述式的粉体进行湿式混合后，在大气 中、1400°C 1600°C下保持超过5小时且15小时以下，由此烧结而成。另外，本专利技术的第四方面的谐振器使用所述的电介质陶瓷作为电介质材料。根据本专利技术的第一、三及第四方面的电介质陶瓷及其制造方法、以及谐振器，通过 使Ba成分的比率不足50%，与以往相比，减小烧结体中的Ba成分比率，由此能够抑制残留 Ba成分在烧结体中形成异相而使介质特性降低。另外，由于原子更有规则地进行排列，因此 能够得到高的介质特性。另外，根据本专利技术的第二方面的电介质陶瓷，由于在X射线衍射图中具有特定的 峰值强度比，所以原子更规则地进行排列，能够得到高的介质特性。而且，与以往相比，能够 提高破坏韧性或强度等机械特性。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一方式的谐振器的剖面图。符号说明1-电介质谐振器2-金属壳体3-输入端子4-输出端子5-电介质陶瓷6-支承台具体实施例方式以下，对本专利技术的电介质陶瓷的一方式进行说明。在本方式中，电介质陶瓷是指将 未烧结体进行成形，并进行烧结而得到的多结晶烧结体。为了得到高的Q值、高的相对介 电常数(ε r)及稳定的温度系数(τ f)，形成具有组成式aBa0 · bCoO · cZnO · dNb205的结 晶，且其系数 a、b、c 及 d 在 0. 498 彡 a < 0. 500,0. 066 彡 b 彡 0. 132,0. 033 彡 c 彡 0. 099、 0.335彡d彡0.338的范围的电介质陶瓷。另外，系数a、b、c及d满足式a+b+c+d = 1。将各成分的系数a、b、c及d限定在上述范围内的理由，如下所述。之所以 0. 498 ^ a < 0. 500，是由于如果a值在该范围内，则即使Ba成分与其它的成分即Co、Zn、 Nb在烧结时形成钙钛矿结构的Ba (Col73Nb273) O3及Ba (Zn1/3Nb2/3) O3,也能够抑制剩余的Ba成 分残留于烧结体中。因此，剩余的Ba成分与作为不可避免的杂质等含有的其它元素形成化 合物，由此能够抑制介质特性的下降。另外，剩余的Ba成分由于离子半径大，与其它的元素 相比较，在形成异相的情况下，对介质特性产生的影响大。另外，如果a值在上述范围内，则能够抑制用于形成表示高的介质特性的 Ba(Col73Nb273)O3及Ba(Zn1/3Nb2/3)03的Ba成分的不足。另夕卜，Co、Zn及Nb成分与作为不可避免的杂质等含有的其它的元素形成化合物，该化合物成为烧结体中的异相，由此也能够 抑制介质特性的下降。之所以使b值为0.066彡0.132，是由于由此相对介电常数(ε r)变大，Q值 变高，谐振频率的温度系数(τ f)的绝对值变小。特别是，b的下限优选为0. 068，上限优选 为 0.130。之所以使c值为0.033彡c < 0.099，是由于由此相对介电常数(ε r)变大，Q值 变高，谐振频率的温度系数(τ f)的绝对值变小。特别是，c的下限优选为0. 035，上限优选 为 0. 095。之所以使d值为0.335彡0.338，是由于由此相对介电常数(ε r)变大，Q值 变高，谐振频率的温度系数(Tf)的绝对值变小。 另外，本方式的电介质陶瓷具有包含BaO、CoO, ZnO及Nb2O5的结晶，X射线衍射图 中的存在于2 θ =18° (17.7° )附近(17° 19°的范围)的结晶峰值Ia和存在于2 θ =31° (30.9° )附近(30° 32°的范围)的结晶峰值Ib的峰值强度比ΙΑ/ΙΒ为0.003 以上。本专利技术的电介质陶瓷，在上述峰值强度比ΙΑ/ΙΒ为0. 003以上时，具有钙钛矿型的 结晶结构，通常组成式ABO3K示的结构，特别是，B位点的原子更有规则地进行进行排列 (规则化)。因此，能够得到含有Ba (Cov3Nb2Z3)O3-Ba (Zn1/3Nb2/3)03系结晶的电介质陶瓷原有 的介质特性，能够提高品质系数Q值、相对介电常数(er)及温度系数(if)的值。另外， 上述峰值强度比ΙΑ/ΙΒ的上限值大约为0. 01。上述峰值强度比ΙΑ/ΙΒ为通过以下方法算出的值。即，首先，利用X射线衍射装置 测定电介质陶瓷表面的任意部位的衍射图案。接着，将所得到的衍射图案作为曲线输出。该 X射线衍射曲线中，纵轴表示峰值强度，横轴表示衍射角度(2Θ)。将该衍射曲线中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质陶瓷，其特征在于，具有组成式ａＢａＯ.ｂＣｏＯ.ｃＺｎＯ.ｄＮｂ↓［２］Ｏ↓［５］的系数ａ、ｂ、ｃ及ｄ满足下述式的结晶，０．４９８≤ａ＜０．５００、０．０６６≤ｂ≤０．１３２、０．０３３≤ｃ≤０．０９９、０．３３５≤ｄ≤０．３３８。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-11-29 2007-308273;JP 2008-9-30 2008-252008一种电介质陶瓷，其特征在于，具有组成式aBaO·bCoO·cZnO·dNb2O5的系数a、b、c及d满足下述式的结晶，0.498≤a＜0.500、0.066≤b≤0.132、0.033≤c≤0.099、0.335≤d≤0.338。2.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中，所述结晶的X射线衍射图中的存在于2 θ =18°附近的结晶峰值Ia和存在于2 θ = 31°附近的结晶峰值Ib的峰值强度比ΙΑ/ΙΒ为0. 003以上。3.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中，所述结晶的平均粒径为 ο μ m以上且30 μ m以下。4.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中，Zn相对于Ba的含量比即Zn的原子％ /Ba的原子％为1. 6以上且1. 7以下。5.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中，含有钇及锆中的至少一种，且它们的合计含量按氧化物换算为0. 30质量％以下。6.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中， 碳含量为0.1质量％以下。7.根据权利要求1所述的电介质陶瓷，其中， 气孔率为6%以下。8.一种电介质陶瓷，其特征在于，具有包含BaO、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：丰田谕史，村川俊一，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]