JP2000327412A - 高周波用誘電体セラミック組成物及び誘電体共振器 - Google Patents
高周波用誘電体セラミック組成物及び誘電体共振器Info
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- JP2000327412A JP2000327412A JP11199549A JP19954999A JP2000327412A JP 2000327412 A JP2000327412 A JP 2000327412A JP 11199549 A JP11199549 A JP 11199549A JP 19954999 A JP19954999 A JP 19954999A JP 2000327412 A JP2000327412 A JP 2000327412A
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- composition
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱膨張係数の設計が容易であって、比誘電率
εrが小さく、高周波帯域で高いＱ値を有し、かつ、比
較的低温で焼結可能であって、強度の高い誘電体セラミ
ック組成物を提供すること。 【解決手段】 実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4
の結晶相のみを析出しており、各結晶相の重量比組成式
が、 ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 （但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ＝１
００）で表される、高周波用誘電体セラミック組成物。
εrが小さく、高周波帯域で高いＱ値を有し、かつ、比
較的低温で焼結可能であって、強度の高い誘電体セラミ
ック組成物を提供すること。 【解決手段】 実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4
の結晶相のみを析出しており、各結晶相の重量比組成式
が、 ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 （但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ＝１
００）で表される、高周波用誘電体セラミック組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波帯域で用いられる高周波用誘電体セラミッ
ク組成物、並びに、それを用いた誘電体共振器に関する
ものである。
波等の高周波帯域で用いられる高周波用誘電体セラミッ
ク組成物、並びに、それを用いた誘電体共振器に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、マイクロ波、ミリ波等の高周
波帯域で好適に用いられる高周波用誘電体セラミック組
成物、特に低誘電率の誘電体セラミック組成物として
は、 ａ）比誘電率εrが約７で、測定周波数１０ＧＨｚでの
Ｑ値が約１５，０００のフォルステライト、 ｂ）比誘電率εrが約１０で、測定周波数１０ＧＨｚで
のＱ値が約２０，０００以上のアルミナセラミック、 ｃ）比誘電率εrが４〜６で、測定周波数１０ＧＨｚで
のＱ値が数百程度のガラス・セラミック、等が知られて
いる。
波帯域で好適に用いられる高周波用誘電体セラミック組
成物、特に低誘電率の誘電体セラミック組成物として
は、 ａ）比誘電率εrが約７で、測定周波数１０ＧＨｚでの
Ｑ値が約１５，０００のフォルステライト、 ｂ）比誘電率εrが約１０で、測定周波数１０ＧＨｚで
のＱ値が約２０，０００以上のアルミナセラミック、 ｃ）比誘電率εrが４〜６で、測定周波数１０ＧＨｚで
のＱ値が数百程度のガラス・セラミック、等が知られて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ナは、Ｑ値並びに抗折強度は高いものの焼成温度が高い
（１６００℃以上）といった問題を有しており、また、
コージェライトやフォルステライトは、焼成温度が比較
的低く、Ｑ値が高いものの抗折強度が小さい（１００数
十ＭＰａ）といった問題を有している。さらに、ガラス
・セラミックは、焼成温度が１０００℃以下と低いもの
のマイクロ波やミリ波といった高周波帯域でのＱ値が小
さく、また、焼成温度を厳密に管理する必要があるとい
った問題がある。
ナは、Ｑ値並びに抗折強度は高いものの焼成温度が高い
（１６００℃以上）といった問題を有しており、また、
コージェライトやフォルステライトは、焼成温度が比較
的低く、Ｑ値が高いものの抗折強度が小さい（１００数
十ＭＰａ）といった問題を有している。さらに、ガラス
・セラミックは、焼成温度が１０００℃以下と低いもの
のマイクロ波やミリ波といった高周波帯域でのＱ値が小
さく、また、焼成温度を厳密に管理する必要があるとい
った問題がある。
【０００４】本発明の目的は、高周波帯域で高いＱ値を
有し、比誘電率εrが小さく、かつ、比較的低温で焼結
可能で、強度の高い誘電体セラミック組成物、並びに、
それを用いた誘電体共振器を提供することにある。
有し、比誘電率εrが小さく、かつ、比較的低温で焼結
可能で、強度の高い誘電体セラミック組成物、並びに、
それを用いた誘電体共振器を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、実
質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相のみを有
し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ
2Ｏ4（但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ
＝１００）で表されることを特徴とする高周波用誘電体
セラミック組成物に係るものである。
質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相のみを有
し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ
2Ｏ4（但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ
＝１００）で表されることを特徴とする高周波用誘電体
セラミック組成物に係るものである。
【０００６】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、前記結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙ
ＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、２０≦ｘ≦６０、４０≦ｙ≦８
０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されることを特徴とする。
組成物は、前記結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙ
ＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、２０≦ｘ≦６０、４０≦ｙ≦８
０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されることを特徴とする。
【０００７】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、比誘電率が１０以下で、測定周波数１０ＧＨ
ｚでのＱ値が１０００以上であることを特徴とする。
組成物は、比誘電率が１０以下で、測定周波数１０ＧＨ
ｚでのＱ値が１０００以上であることを特徴とする。
【０００８】また、本発明は、上述した高周波用誘電体
セラミック組成物を用いてなる誘電体共振器を提供する
ものである。
セラミック組成物を用いてなる誘電体共振器を提供する
ものである。
【０００９】本発明の高周波用誘電体セラミック組成物
によれば、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結
晶相のみを有し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ
−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4と表したときのｘ、ｙを上述した範囲
内で選択することにより、特に、アルミナより低い温度
で焼成でき、かつ、アルミナと同等の比誘電率εr並び
に抗折強度を有し、高周波帯域にてガラス・セラミック
よりも高いＱ値を有する高周波用誘電体セラミック組成
物を得ることができる。
によれば、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結
晶相のみを有し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ
−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4と表したときのｘ、ｙを上述した範囲
内で選択することにより、特に、アルミナより低い温度
で焼成でき、かつ、アルミナと同等の比誘電率εr並び
に抗折強度を有し、高周波帯域にてガラス・セラミック
よりも高いＱ値を有する高周波用誘電体セラミック組成
物を得ることができる。
【００１０】また、本発明の誘電体共振器によれば、本
発明の高周波用誘電体セラミック組成物を用いてなるの
で、高周波帯域で誘電特性の優れた誘電体共振器を構成
できる。
発明の高周波用誘電体セラミック組成物を用いてなるの
で、高周波帯域で誘電特性の優れた誘電体共振器を構成
できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
【００１２】本発明の高周波用誘電体セラミック組成物
は、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の
みを有する複合酸化物であって、 ＭｇＯの結晶相：１０重量％以上、９０重量％以下 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：１０重量％以上、９０重量％以
下 のセラミック組成物である。
は、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の
みを有する複合酸化物であって、 ＭｇＯの結晶相：１０重量％以上、９０重量％以下 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：１０重量％以上、９０重量％以
下 のセラミック組成物である。
【００１３】ＭｇＯの結晶相が１０重量％未満かつＭｇ
Ａｌ2Ｏ4の結晶相が９０重量％超であると、アルミナの
焼成温度以下（１６００℃以下）では緻密な焼結体を得
ることができず、高周波帯域でのＱ値の低下やその強度
低下に至る。また、ＭｇＯの結晶相が９０重量％超かつ
ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相が１０重量％未満であると、同様
に、アルミナの焼成温度以下では、緻密な焼結体を得る
ことができず、高周波帯域でのＱ値の低下やその強度低
下に至る。
Ａｌ2Ｏ4の結晶相が９０重量％超であると、アルミナの
焼成温度以下（１６００℃以下）では緻密な焼結体を得
ることができず、高周波帯域でのＱ値の低下やその強度
低下に至る。また、ＭｇＯの結晶相が９０重量％超かつ
ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相が１０重量％未満であると、同様
に、アルミナの焼成温度以下では、緻密な焼結体を得る
ことができず、高周波帯域でのＱ値の低下やその強度低
下に至る。
【００１４】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物においては、前記結晶相の重量比組成式が、ｘＭ
ｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、２０≦ｘ≦６０、４０≦
ｙ≦８０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されるようなものであ
ることが望ましい。すなわち、 ＭｇＯの結晶相：２０重量％以上、６０重量％以下、 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：４０重量％以上、８０重量％以
下、 （但し、各結晶相の合計は１００重量％）であると、焼
成温度をさらに低下させても十分に緻密な焼結体を得る
ことができ、さらに、高周波帯域でのＱ値に優れ、高強
度の誘電体セラミック組成物となる。
組成物においては、前記結晶相の重量比組成式が、ｘＭ
ｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、２０≦ｘ≦６０、４０≦
ｙ≦８０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されるようなものであ
ることが望ましい。すなわち、 ＭｇＯの結晶相：２０重量％以上、６０重量％以下、 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：４０重量％以上、８０重量％以
下、 （但し、各結晶相の合計は１００重量％）であると、焼
成温度をさらに低下させても十分に緻密な焼結体を得る
ことができ、さらに、高周波帯域でのＱ値に優れ、高強
度の誘電体セラミック組成物となる。
【００１５】また、その焼成温度を１４００℃程度まで
低下させ、より緻密な焼結体が得られることから、 ＭｇＯの結晶相：３０重量％以上、５０重量％以下（す
なわち３０≦ｘ≦５０）、 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：５０重量％以上、７０重量％以
下（すなわち５０≦ｙ≦７０）、 （但し、各結晶相の合計量は１００重量％）とすること
が更に望ましい。
低下させ、より緻密な焼結体が得られることから、 ＭｇＯの結晶相：３０重量％以上、５０重量％以下（す
なわち３０≦ｘ≦５０）、 ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相：５０重量％以上、７０重量％以
下（すなわち５０≦ｙ≦７０）、 （但し、各結晶相の合計量は１００重量％）とすること
が更に望ましい。
【００１６】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、実質的に、ＭｇＯ及びＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相
を有する組成物である。すなわち、ＸＲＤ（Ｘ線回折
法）等を用いた測定で、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4
の結晶相のみが現れる組成物である。
組成物は、実質的に、ＭｇＯ及びＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相
を有する組成物である。すなわち、ＸＲＤ（Ｘ線回折
法）等を用いた測定で、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4
の結晶相のみが現れる組成物である。
【００１７】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、比誘電率εrが１０以下で、測定周波数１０
ＧＨｚでのＱ値が１０００以上であることが望ましく、
本発明によれば、高周波帯域での比誘電率εrが１０以
下で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以上の
高周波特性に優れた誘電体セラミック組成物を得ること
ができる。特に、測定周波数１４ＧＨｚでのＱ値が３０
００以上の誘電体セラミック組成物を得ることも可能で
ある。
組成物は、比誘電率εrが１０以下で、測定周波数１０
ＧＨｚでのＱ値が１０００以上であることが望ましく、
本発明によれば、高周波帯域での比誘電率εrが１０以
下で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以上の
高周波特性に優れた誘電体セラミック組成物を得ること
ができる。特に、測定周波数１４ＧＨｚでのＱ値が３０
００以上の誘電体セラミック組成物を得ることも可能で
ある。
【００１８】このように、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ
値が１０００以上であれば、マイクロ波やミリ波等の高
周波数帯域で使用される誘電体共振器にも十分に対応で
きる。また、本発明の高周波用誘電体セラミック組成物
は、高周波帯域で低誘電率ε r及び高Ｑ値が求められる
高周波用電子部品、例えば、回路素子用基板、誘電体共
振器の誘電体磁器、誘電体磁器、誘電体導波路、誘電体
アンテナ等にも適用できる。
値が１０００以上であれば、マイクロ波やミリ波等の高
周波数帯域で使用される誘電体共振器にも十分に対応で
きる。また、本発明の高周波用誘電体セラミック組成物
は、高周波帯域で低誘電率ε r及び高Ｑ値が求められる
高周波用電子部品、例えば、回路素子用基板、誘電体共
振器の誘電体磁器、誘電体磁器、誘電体導波路、誘電体
アンテナ等にも適用できる。
【００１９】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物においては、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4との重量比組
成を適宜設定することによって熱膨張係数を選択でき
る。例えば、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4との重量比組成を
１：１としたとき、その熱膨張係数は１１×１０-6／Ｋ
程度となる。これよりもＭｇＯの重量比組成を大きくし
たときは、熱膨張係数が大きくなり、ＭｇＡｌ2Ｏ4の重
量比組成を大きくしたときは、熱膨張係数は小さくな
る。すなわち、他の材料や部品との整合性を考慮したう
えで、例えば９．２〜１３．２ｐｐｍ／℃の範囲で所望
の熱膨張係数を設定できる。
組成物においては、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4との重量比組
成を適宜設定することによって熱膨張係数を選択でき
る。例えば、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4との重量比組成を
１：１としたとき、その熱膨張係数は１１×１０-6／Ｋ
程度となる。これよりもＭｇＯの重量比組成を大きくし
たときは、熱膨張係数が大きくなり、ＭｇＡｌ2Ｏ4の重
量比組成を大きくしたときは、熱膨張係数は小さくな
る。すなわち、他の材料や部品との整合性を考慮したう
えで、例えば９．２〜１３．２ｐｐｍ／℃の範囲で所望
の熱膨張係数を設定できる。
【００２０】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、例えばＭｇ（ＯＨ）2粉末とＡｌ2Ｏ3粉末と
からなる原料粉末を混合し、これを成形後、焼成するこ
とによって得ることができる。この場合、各金属元素の
酸化物によるモル比組成式を ａＭｇＯ−ｂＡｌ2Ｏ3 と表した時、５８≦ａ≦９７、３≦ｂ≦４２（但し、ａ
＋ｂ＝１００）を満たすように各原料粉末を配合するこ
とによって、上述した本発明の高周波用誘電体セラミッ
ク組成物を得ることができる。
組成物は、例えばＭｇ（ＯＨ）2粉末とＡｌ2Ｏ3粉末と
からなる原料粉末を混合し、これを成形後、焼成するこ
とによって得ることができる。この場合、各金属元素の
酸化物によるモル比組成式を ａＭｇＯ−ｂＡｌ2Ｏ3 と表した時、５８≦ａ≦９７、３≦ｂ≦４２（但し、ａ
＋ｂ＝１００）を満たすように各原料粉末を配合するこ
とによって、上述した本発明の高周波用誘電体セラミッ
ク組成物を得ることができる。
【００２１】また、本発明の高周波用誘電体セラミック
組成物は、例えば、マイクロ波集積回路、ミリ波集積回
路等のマイクロ波、ミリ波帯域で用いられる回路素子用
基板、誘電体共振器用支持台、誘電体共振器、誘電体導
波路、誘電体アンテナに用いることができる。
組成物は、例えば、マイクロ波集積回路、ミリ波集積回
路等のマイクロ波、ミリ波帯域で用いられる回路素子用
基板、誘電体共振器用支持台、誘電体共振器、誘電体導
波路、誘電体アンテナに用いることができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明を具体的な実施例について説明
する。
する。
【００２３】まず、原料粉末としてＭｇ（ＯＨ）2粉
末、Ａｌ2Ｏ3粉末を用い、これらの焼結体が下記表１に
示す重量比組成となるように秤量した。次いで、これを
１６時間湿式混合した後、乾燥した。さらに、得られた
混合物を１３５０℃で２時間仮焼した後、粉砕した。そ
の後、得られた混合粉末に適量のバインダを加えて造粒
し、これを２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力の下で成形し
て、直径１２ｍｍ厚さ７ｍｍの成形体を得た。次いで、
この成形体を大気中、１４００℃〜１６００℃で２時間
焼成して焼結体（セラミック組成物）を得た。
末、Ａｌ2Ｏ3粉末を用い、これらの焼結体が下記表１に
示す重量比組成となるように秤量した。次いで、これを
１６時間湿式混合した後、乾燥した。さらに、得られた
混合物を１３５０℃で２時間仮焼した後、粉砕した。そ
の後、得られた混合粉末に適量のバインダを加えて造粒
し、これを２０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力の下で成形し
て、直径１２ｍｍ厚さ７ｍｍの成形体を得た。次いで、
この成形体を大気中、１４００℃〜１６００℃で２時間
焼成して焼結体（セラミック組成物）を得た。
【００２４】このようにして得られた試料番号１〜１１
で示されるセラミック組成物について、誘電体円柱共振
器法によって比誘電率εr、Ｑ値を測定した。また、各
試料について０．５ｍｍ／ｓｅｃの荷重速度の３点曲げ
試験による抗折強度を測定した。さらに、室温〜１００
０℃の範囲で、ＴＭＡ（熱機械分析：ＪＩＳＲ１６１
８）によって熱膨張係数を測定した。なお、Ｑ値は測定
周波数ｆ＝１４ＧＨｚで測定し、表1にはＱ×ｆ（Ｑ・
ｆ）の値も併せて示した。
で示されるセラミック組成物について、誘電体円柱共振
器法によって比誘電率εr、Ｑ値を測定した。また、各
試料について０．５ｍｍ／ｓｅｃの荷重速度の３点曲げ
試験による抗折強度を測定した。さらに、室温〜１００
０℃の範囲で、ＴＭＡ（熱機械分析：ＪＩＳＲ１６１
８）によって熱膨張係数を測定した。なお、Ｑ値は測定
周波数ｆ＝１４ＧＨｚで測定し、表1にはＱ×ｆ（Ｑ・
ｆ）の値も併せて示した。
【００２５】また、試料番号６で表されるセラミック組
成物の結晶相をＸＲＤによって同定した。そのＸＲＤチ
ャート図を図１に示す。また、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4と
の重量比組成によるＱ・ｆの変化、並びに、抗折強度の
変化を図２にグラフ化した。また、ＭｇＯとＭｇＡｌ2
Ｏ4との重量比組成による熱膨張係数の変化を図３にグ
ラフ化した。
成物の結晶相をＸＲＤによって同定した。そのＸＲＤチ
ャート図を図１に示す。また、ＭｇＯとＭｇＡｌ2Ｏ4と
の重量比組成によるＱ・ｆの変化、並びに、抗折強度の
変化を図２にグラフ化した。また、ＭｇＯとＭｇＡｌ2
Ｏ4との重量比組成による熱膨張係数の変化を図３にグ
ラフ化した。
【００２６】
【表１】
【００２７】図１から、試料番号６のセラミック組成物
は、ＭｇＯの結晶相とＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相のみからな
るものであり、その焼結体中に他の結晶相（例えばＡｌ
2Ｏ3結晶相）は実質的に存在していなかったことが分か
る。
は、ＭｇＯの結晶相とＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相のみからな
るものであり、その焼結体中に他の結晶相（例えばＡｌ
2Ｏ3結晶相）は実質的に存在していなかったことが分か
る。
【００２８】また、表１の試料番号２〜１０のセラミッ
ク組成物のように、重量比組成式を ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 （但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ＝１
００） とすることによって、焼成温度１６００℃以下でも緻密
な焼結体（特に相対密度９７．０％以上）を得ることが
できた。また、これらのセラミック組成物は、図２に示
すように、高周波帯域でのＱ値に優れ、比誘電率εrも
小さく、抗折強度の高いものであった。そして、これら
のセラミック組成物においては、図３及び表1に示すよ
うに、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の重量比
と熱膨張係数とはほぼ直線関係にあることから、得られ
るセラミック組成物の熱膨張係数を９．２〜１３．２ｐ
ｐｍ／℃の範囲で適宜設定できることが分かる。
ク組成物のように、重量比組成式を ｘＭｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4 （但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９０、ｘ＋ｙ＝１
００） とすることによって、焼成温度１６００℃以下でも緻密
な焼結体（特に相対密度９７．０％以上）を得ることが
できた。また、これらのセラミック組成物は、図２に示
すように、高周波帯域でのＱ値に優れ、比誘電率εrも
小さく、抗折強度の高いものであった。そして、これら
のセラミック組成物においては、図３及び表1に示すよ
うに、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の重量比
と熱膨張係数とはほぼ直線関係にあることから、得られ
るセラミック組成物の熱膨張係数を９．２〜１３．２ｐ
ｐｍ／℃の範囲で適宜設定できることが分かる。
【００２９】特に、試料番号３〜７のセラミック組成物
のように、前記重量比組成式におけるｘ、ｙを、２０≦
ｘ≦６０、４０≦ｙ≦８０（但し、ｘ＋ｙ＝１００）と
したセラミック組成物は、焼成温度１５００℃以下であ
っても緻密な焼結体が形成されており、図２に示すよう
に、高周波帯域でのＱ値にも優れ、比誘電率εrが小さ
く、抗折強度も高いものであった。
のように、前記重量比組成式におけるｘ、ｙを、２０≦
ｘ≦６０、４０≦ｙ≦８０（但し、ｘ＋ｙ＝１００）と
したセラミック組成物は、焼成温度１５００℃以下であ
っても緻密な焼結体が形成されており、図２に示すよう
に、高周波帯域でのＱ値にも優れ、比誘電率εrが小さ
く、抗折強度も高いものであった。
【００３０】さらに、試料番号４〜６のセラミック組成
物のように、前記重量比組成式におけるｘ、ｙを、３０
≦ｘ≦５０、５０≦ｙ≦７０（但し、ｘ＋ｙ＝１００）
としたセラミック組成物は、焼成温度１４００℃以下で
あっても緻密な焼結体が形成されており、図２に示すよ
うに、高周波帯域でのＱ値にも優れ、比誘電率εrも小
さく、抗折強度も極めて高いものであった。
物のように、前記重量比組成式におけるｘ、ｙを、３０
≦ｘ≦５０、５０≦ｙ≦７０（但し、ｘ＋ｙ＝１００）
としたセラミック組成物は、焼成温度１４００℃以下で
あっても緻密な焼結体が形成されており、図２に示すよ
うに、高周波帯域でのＱ値にも優れ、比誘電率εrも小
さく、抗折強度も極めて高いものであった。
【００３１】これに対して、試料番号１のセラミック組
成物のように、ＭｇＯの結晶相が１０重量％未満、Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4の結晶相が９０重量％超であると、焼成温度１
６００℃では焼結体の相対密度が小さく、緻密な焼結体
を得ることができなかった。また、高周波帯域でＱ値が
低下してしまい、その抗折強度も小さくなってしまっ
た。同様に、試料番号１１のセラミック組成物のよう
に、ＭｇＯの結晶相が９０重量％超、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結
晶相が１０重量％未満であると、焼成温度１６００℃で
は焼結体の相対密度が小さく、緻密な焼結体を得ること
ができなかった。また、高周波帯域でのＱ値やその抗折
強度も小さくなっていた。
成物のように、ＭｇＯの結晶相が１０重量％未満、Ｍｇ
Ａｌ2Ｏ4の結晶相が９０重量％超であると、焼成温度１
６００℃では焼結体の相対密度が小さく、緻密な焼結体
を得ることができなかった。また、高周波帯域でＱ値が
低下してしまい、その抗折強度も小さくなってしまっ
た。同様に、試料番号１１のセラミック組成物のよう
に、ＭｇＯの結晶相が９０重量％超、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結
晶相が１０重量％未満であると、焼成温度１６００℃で
は焼結体の相対密度が小さく、緻密な焼結体を得ること
ができなかった。また、高周波帯域でのＱ値やその抗折
強度も小さくなっていた。
【００３２】以上、本実施例によれば、焼成温度１６０
０℃以下で、比誘電率εr１０以下、１０ＧＨｚでのＱ
×ｆ値が４５，０００ＧＨｚ以上の優れた誘電特性を示
すと共に、高強度のセラミック組成物を得ることができ
た。これらのセラミック組成物を、例えば、誘電体共振
器の支持部材、回路基板等に用いることによって、高周
波帯域での誘電特性に優れた高周波用回路素子を信頼性
を損なうことなく製造することができる。
０℃以下で、比誘電率εr１０以下、１０ＧＨｚでのＱ
×ｆ値が４５，０００ＧＨｚ以上の優れた誘電特性を示
すと共に、高強度のセラミック組成物を得ることができ
た。これらのセラミック組成物を、例えば、誘電体共振
器の支持部材、回路基板等に用いることによって、高周
波帯域での誘電特性に優れた高周波用回路素子を信頼性
を損なうことなく製造することができる。
【００３３】また、本実施例による高周波用誘電体セラ
ミック組成物は、低誘電率及び高Ｑ値であるため、例え
ば、マイクロ波、ミリ波集積回路等のマイクロ波、ミリ
波帯域で用いられる回路素子用基板、誘電体共振器用支
持台、誘電体共振器、誘電体導波路、誘電体アンテナ等
の材料としても好適である。
ミック組成物は、低誘電率及び高Ｑ値であるため、例え
ば、マイクロ波、ミリ波集積回路等のマイクロ波、ミリ
波帯域で用いられる回路素子用基板、誘電体共振器用支
持台、誘電体共振器、誘電体導波路、誘電体アンテナ等
の材料としても好適である。
【００３４】
【発明の効果】本発明の高周波用誘電体セラミック組成
物は、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相
のみを有し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙ
ＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９
０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されるものであり、高周波帯
域で高いＱ値を有し、比誘電率εrが小さく、かつ、比
較的低温で焼結可能で、高い強度を有するものである。
さらに、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の重量
比組成を調整することによって、得られる誘電体セラミ
ック組成物の熱膨張係数を容易に設計することができ
る。
物は、実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相
のみを有し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ−ｙ
ＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦ｙ≦９
０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されるものであり、高周波帯
域で高いＱ値を有し、比誘電率εrが小さく、かつ、比
較的低温で焼結可能で、高い強度を有するものである。
さらに、ＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4の結晶相の重量
比組成を調整することによって、得られる誘電体セラミ
ック組成物の熱膨張係数を容易に設計することができ
る。
【００３５】本発明の誘電体共振器は、本発明の高周波
用誘電体セラミック組成物を用いてなるので、高周波帯
域での誘電特性に優れたものである。
用誘電体セラミック組成物を用いてなるので、高周波帯
域での誘電特性に優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の試料番号６による高周波用誘電体セ
ラミック組成物のＸＲＤチャート図である。
ラミック組成物のＸＲＤチャート図である。
【図２】ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4の重量比組成によるＱ・
ｆ、抗折強度の変化を示すグラフである。
ｆ、抗折強度の変化を示すグラフである。
【図３】ＭｇＯ−ＭｇＡｌ2Ｏ4の重量比組成による熱膨
張係数の変化を示すグラフである。
張係数の変化を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項１】 実質的にＭｇＯの結晶相、ＭｇＡｌ2Ｏ4
の結晶相のみを有し、各結晶相の重量比組成式が、ｘＭ
ｇＯ−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、１０≦ｘ≦９０、１０≦
ｙ≦９０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されることを特徴とす
る、高周波用誘電体セラミック組成物。 - 【請求項２】 前記結晶相の重量比組成式が、ｘＭｇＯ
−ｙＭｇＡｌ2Ｏ4（但し、２０≦ｘ≦６０、４０≦ｙ≦
８０、ｘ＋ｙ＝１００）で表されることを特徴とする、
請求項1に記載の高周波用誘電体セラミック組成物。 - 【請求項３】 比誘電率が１０以下で、測定周波数１０
ＧＨｚでのＱ値が１０００以上であることを特徴とす
る、請求項１又は２記載の高周波用誘電体セラミック組
成物。 - 【請求項４】 請求項１乃至３に記載の高周波用誘電体
セラミック組成物を用いてなることを特徴とする、誘電
体共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11199549A JP2000327412A (ja) | 1999-03-17 | 1999-07-13 | 高周波用誘電体セラミック組成物及び誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7135299 | 1999-03-17 | ||
| JP11-71352 | 1999-03-17 | ||
| JP11199549A JP2000327412A (ja) | 1999-03-17 | 1999-07-13 | 高周波用誘電体セラミック組成物及び誘電体共振器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000327412A true JP2000327412A (ja) | 2000-11-28 |
Family
ID=26412459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11199549A Pending JP2000327412A (ja) | 1999-03-17 | 1999-07-13 | 高周波用誘電体セラミック組成物及び誘電体共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000327412A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444178B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-08-09 | 한국전자통신연구원 | 스피넬계 유전체 세라믹 조성물 및 그를 이용한 유전체 세라믹 제조방법 |
| CN101795993A (zh) * | 2007-04-18 | 2010-08-04 | 陶瓷技术股份公司 | 具有与金属材料预定的热膨胀系数匹配的组合物的陶瓷材料 |
| JP2017017090A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
| US10173928B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-01-08 | Industrial Technology Research Institute | Dielectric ceramic composition |
| CN113121219A (zh) * | 2020-01-16 | 2021-07-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种低介低损耗高导热的微波介质陶瓷及其制备方法 |
-
1999
- 1999-07-13 JP JP11199549A patent/JP2000327412A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444178B1 (ko) * | 2001-12-26 | 2004-08-09 | 한국전자통신연구원 | 스피넬계 유전체 세라믹 조성물 및 그를 이용한 유전체 세라믹 제조방법 |
| CN101795993A (zh) * | 2007-04-18 | 2010-08-04 | 陶瓷技术股份公司 | 具有与金属材料预定的热膨胀系数匹配的组合物的陶瓷材料 |
| CN101795993B (zh) * | 2007-04-18 | 2014-12-17 | 陶瓷技术有限责任公司 | 具有与金属材料预定的热膨胀系数匹配的组合物的陶瓷材料 |
| JP2017017090A (ja) * | 2015-06-29 | 2017-01-19 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物および電子部品 |
| US10173928B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-01-08 | Industrial Technology Research Institute | Dielectric ceramic composition |
| TWI659006B (zh) * | 2017-03-02 | 2019-05-11 | 財團法人工業技術研究院 | 介電陶瓷組成物 |
| CN113121219A (zh) * | 2020-01-16 | 2021-07-16 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种低介低损耗高导热的微波介质陶瓷及其制备方法 |
| CN113121219B (zh) * | 2020-01-16 | 2022-06-14 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种低介低损耗高导热的微波介质陶瓷及其制备方法 |
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