JP2001114553A - マイクロ波誘電体磁器組成物 - Google Patents
マイクロ波誘電体磁器組成物Info
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- JP2001114553A JP2001114553A JP29556399A JP29556399A JP2001114553A JP 2001114553 A JP2001114553 A JP 2001114553A JP 29556399 A JP29556399 A JP 29556399A JP 29556399 A JP29556399 A JP 29556399A JP 2001114553 A JP2001114553 A JP 2001114553A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実用的なεrにおいて、高いＱｕ値、及びよ
りおに近いτfを有する新規なマイクロ波誘電体磁器組
成物を提供する。更に、Ｑｕ及びτfを所望の値が得ら
れるように細かく制御することができるマイクロ波誘電
体磁器組成物を提供することを目的とする。 【構成】 ＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ3〔但
し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、ＲＥ
がＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａである。
特に上記組成を１００重量部とした場合に、Ｔａ2Ｏ5を
０．３〜５重量部含有するマイクロ波誘電体磁器組成物
においては、εrが４０以上において、Ｑｕを４０００
以上、τfを−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃の間で制御する
ことができる。
りおに近いτfを有する新規なマイクロ波誘電体磁器組
成物を提供する。更に、Ｑｕ及びτfを所望の値が得ら
れるように細かく制御することができるマイクロ波誘電
体磁器組成物を提供することを目的とする。 【構成】 ＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ3〔但
し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、ＲＥ
がＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａである。
特に上記組成を１００重量部とした場合に、Ｔａ2Ｏ5を
０．３〜５重量部含有するマイクロ波誘電体磁器組成物
においては、εrが４０以上において、Ｑｕを４０００
以上、τfを−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃の間で制御する
ことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特定の結晶構造を
有する成分からなる新規なマイクロ波誘電体磁器組成物
（以下、「誘電体磁器組成物」という。）に関する。本
発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波領域における誘
電体共振器の他、マイクロ波集積回路基板、各種マイク
ロ波回路のインピーダンス整合部材等として利用するこ
とができる。
有する成分からなる新規なマイクロ波誘電体磁器組成物
（以下、「誘電体磁器組成物」という。）に関する。本
発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波領域における誘
電体共振器の他、マイクロ波集積回路基板、各種マイク
ロ波回路のインピーダンス整合部材等として利用するこ
とができる。
【０００２】
【従来の技術】本発明者らは、特開平１１−１９９３２
０号公報に開示されるように、ＣａＴｉＯ3系組成物を
主成分とし、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物を含有する誘電体磁器
材料において、Ｑｕが３５００〜４２００であり、且つ
τfが０〜＋８．０ｐｐｍ／℃である優れた誘電特性を
有する誘電体磁器組成物を発明した。
０号公報に開示されるように、ＣａＴｉＯ3系組成物を
主成分とし、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物を含有する誘電体磁器
材料において、Ｑｕが３５００〜４２００であり、且つ
τfが０〜＋８．０ｐｐｍ／℃である優れた誘電特性を
有する誘電体磁器組成物を発明した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＣａＴｉＯ
3−ＲＥＡｌＯ3系組成物が優れた誘電特性を有すること
を見出し完成させた。
3−ＲＥＡｌＯ3系組成物が優れた誘電特性を有すること
を見出し完成させた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】第１発明の誘電体磁器組
成物は、組成式ｘＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ3
〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、
ＲＥがＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａであ
ることを特徴とする。
成物は、組成式ｘＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ3
〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、
ＲＥがＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａであ
ることを特徴とする。
【０００５】上記「ｘ」が、０．５４未満の場合は、τ
fが負に大きくなり過ぎ、εrが小さくなり好ましくな
い。一方、ｘが０．８２を超える場合は、τfが正に大
きくなり過ぎ好ましくない。このｘは、０．６〜０．８
とすることがより好ましく、０．６５〜０．７とするこ
とが特に好ましい。このような組成とすることにより、
εrを３９以上（更には４２以上、特に４４以上、最大
値は５０以上）、Ｑｕを３８５０以上（更には３９００
以上、特に４０００以上、最大値は４２５０以上）、τ
fを−３０〜＋４５ｐｐｍ／℃（更には−３０〜＋３０
ｐｐｍ／℃、特に−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃）とするこ
とができる。
fが負に大きくなり過ぎ、εrが小さくなり好ましくな
い。一方、ｘが０．８２を超える場合は、τfが正に大
きくなり過ぎ好ましくない。このｘは、０．６〜０．８
とすることがより好ましく、０．６５〜０．７とするこ
とが特に好ましい。このような組成とすることにより、
εrを３９以上（更には４２以上、特に４４以上、最大
値は５０以上）、Ｑｕを３８５０以上（更には３９００
以上、特に４０００以上、最大値は４２５０以上）、τ
fを−３０〜＋４５ｐｐｍ／℃（更には−３０〜＋３０
ｐｐｍ／℃、特に−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃）とするこ
とができる。
【０００６】また、第２発明のように、このＲＥとして
含有されるＬａ、Ｎｄ及びＳｍのモル比を、Ｌａ：Ｎ
ｄ：Ｓｍ＝α：β：γとした場合に、０．４≦α≦１．
０、０≦β≦０．２、０≦γ≦０．５、且つα＋β＋γ
＝１．０とすることができる。αを上記の範囲外にする
とεrが低下し易く好ましくない。また、βを上記の範
囲外にするとＱｕが低下し易く好ましくない。更に、γ
を上記の範囲外にするとεrが低下すると共に、τfが負
に大きくなり易く好ましくない。
含有されるＬａ、Ｎｄ及びＳｍのモル比を、Ｌａ：Ｎ
ｄ：Ｓｍ＝α：β：γとした場合に、０．４≦α≦１．
０、０≦β≦０．２、０≦γ≦０．５、且つα＋β＋γ
＝１．０とすることができる。αを上記の範囲外にする
とεrが低下し易く好ましくない。また、βを上記の範
囲外にするとＱｕが低下し易く好ましくない。更に、γ
を上記の範囲外にするとεrが低下すると共に、τfが負
に大きくなり易く好ましくない。
【０００７】α、β、γを上記の範囲にすることによ
り、εrが、４３以上（更には４４以上、最大値は４
４．５以上）、Ｑｕが、３９００以上（更には４０００
以上、最大値は４１００以上）、τfが、−１．３〜−
５．５ｐｐｍ／℃（更には−１．３〜−４．５ｐｐｍ／
℃）である優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物を
得ることができる。
り、εrが、４３以上（更には４４以上、最大値は４
４．５以上）、Ｑｕが、３９００以上（更には４０００
以上、最大値は４１００以上）、τfが、−１．３〜−
５．５ｐｐｍ／℃（更には−１．３〜−４．５ｐｐｍ／
℃）である優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物を
得ることができる。
【０００８】また、第３発明のように、更にＴａ2Ｏ5を
０．３〜５重量部含有するとよい。Ｔａ2Ｏ5を含有する
ことにより、τfを０付近の小さい値に安定させること
ができる。更に、Ｔａ2Ｏ5の含有量は、０．５〜４重量
部とすることが好ましく、１〜３．５重量部とすること
がより好ましい。これにより、εrが４０以上（更には
４３以上、特に４４以上、最大値は４８以上）であり、
Ｑｕが３８００以上（更には３９００以上、特に４００
０以上）であり、τfが−９〜＋９ｐｐｍ／℃（更に
は、−８〜＋８ｐｐｍ／℃、特に、−７〜＋７ｐｐｍ／
℃）である優れた誘電体磁器組成物とすることができ
る。この含有量が５重量部を超える場合は、εrは４８
以上と大きくすることができるが、Ｑｕは３７００を下
回り好ましくない。
０．３〜５重量部含有するとよい。Ｔａ2Ｏ5を含有する
ことにより、τfを０付近の小さい値に安定させること
ができる。更に、Ｔａ2Ｏ5の含有量は、０．５〜４重量
部とすることが好ましく、１〜３．５重量部とすること
がより好ましい。これにより、εrが４０以上（更には
４３以上、特に４４以上、最大値は４８以上）であり、
Ｑｕが３８００以上（更には３９００以上、特に４００
０以上）であり、τfが−９〜＋９ｐｐｍ／℃（更に
は、−８〜＋８ｐｐｍ／℃、特に、−７〜＋７ｐｐｍ／
℃）である優れた誘電体磁器組成物とすることができ
る。この含有量が５重量部を超える場合は、εrは４８
以上と大きくすることができるが、Ｑｕは３７００を下
回り好ましくない。
【０００９】更に、第４発明のように、主成分とＴａ2
Ｏ5の合計量を１００重量部とした場合に、ＭｎＯ2を
０．５重量部以下含有させることができる。ＭｎＯ2の
含有量が０．５重量部を超えると、εrは大きくなるも
のの、Ｑｕが３８００以下と小さくなり、τfの絶対値
が大きくなり易い。このＭｎＯ2の含有量は、０．０１
〜０．４５重量部とすることがより好ましく、０．１〜
０．４重量部とすることが特に好ましい。
Ｏ5の合計量を１００重量部とした場合に、ＭｎＯ2を
０．５重量部以下含有させることができる。ＭｎＯ2の
含有量が０．５重量部を超えると、εrは大きくなるも
のの、Ｑｕが３８００以下と小さくなり、τfの絶対値
が大きくなり易い。このＭｎＯ2の含有量は、０．０１
〜０．４５重量部とすることがより好ましく、０．１〜
０．４重量部とすることが特に好ましい。
【００１０】また、本第１発明〜第４発明の誘電体磁器
組成物は、共振周波数８００ＭＨｚにおけるＱｕが３０
０００以上であり、且つτfが−１０〜＋１０ｐｐｍ／
℃である。即ち、このように低い周波数域において使用
することができ、このような場合のＱｕは特に高い値を
得ることができ、且つτfは、０ｐｐｍ／℃に近く、非
常に狭い範囲に保持することができる。
組成物は、共振周波数８００ＭＨｚにおけるＱｕが３０
０００以上であり、且つτfが−１０〜＋１０ｐｐｍ／
℃である。即ち、このように低い周波数域において使用
することができ、このような場合のＱｕは特に高い値を
得ることができ、且つτfは、０ｐｐｍ／℃に近く、非
常に狭い範囲に保持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明する。 （１）マイクロ波誘電体磁器組成物からなる試験片の作
製 ＴｉＯ2粉末（純度；９９．９５％）と、ＣａＣＯ3粉末
（純度；９９．９％）と、Ｌａ2Ｏ3粉末（純度；９９．
９％）と、Ｎｄ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、
Ｓｍ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、Ａｌ2Ｏ3粉
末（純度；９９．９５％）と、Ｔａ2Ｏ5粉末（純度；９
９．２％）とを表１の割合となるように混合した。その
後、ミキサーで乾式による混合（２０〜３０分）を行
い、更に、一次粉砕を施した。その後、大気雰囲気、１
１００〜１３００℃にて２時間仮焼した。その後、仮焼
粉末に適量の有機バインダーと水を加え、直径１０ｍｍ
のジルコニアボールを用いて、９０ｒｐｍにて１０〜１
５時間粉砕を行った。次いで、真空凍結乾燥（真空度約
０．４Ｔｏｒｒ、凍結温度−２０〜−４０℃、乾燥温度
４０〜５０℃、真空乾燥時間約２０時間）により造粒
し、この造粒された原料を用いて１トン／ｃｍ2のプレ
ス圧で直径１９ｍｍ、高さ１１ｍｍの円柱状に成形し
た。
的に説明する。 （１）マイクロ波誘電体磁器組成物からなる試験片の作
製 ＴｉＯ2粉末（純度；９９．９５％）と、ＣａＣＯ3粉末
（純度；９９．９％）と、Ｌａ2Ｏ3粉末（純度；９９．
９％）と、Ｎｄ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、
Ｓｍ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、Ａｌ2Ｏ3粉
末（純度；９９．９５％）と、Ｔａ2Ｏ5粉末（純度；９
９．２％）とを表１の割合となるように混合した。その
後、ミキサーで乾式による混合（２０〜３０分）を行
い、更に、一次粉砕を施した。その後、大気雰囲気、１
１００〜１３００℃にて２時間仮焼した。その後、仮焼
粉末に適量の有機バインダーと水を加え、直径１０ｍｍ
のジルコニアボールを用いて、９０ｒｐｍにて１０〜１
５時間粉砕を行った。次いで、真空凍結乾燥（真空度約
０．４Ｔｏｒｒ、凍結温度−２０〜−４０℃、乾燥温度
４０〜５０℃、真空乾燥時間約２０時間）により造粒
し、この造粒された原料を用いて１トン／ｃｍ2のプレ
ス圧で直径１９ｍｍ、高さ１１ｍｍの円柱状に成形し
た。
【００１２】次に、この成形体を大気雰囲気中、５００
℃にて、４時間脱脂した。その後、１４００〜１７００
℃で４時間焼成した。次いで、得られた焼結体の両端面
を研磨し、直径１６ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状の試験片
を得た。尚、上記仮焼工程における昇温速度は２００℃
／ｈ及び降温速度は−２００℃／ｈ、この脱脂工程にお
ける昇温速度は５０℃／ｈ、焼成工程における昇温速度
は１００℃／ｈ及び降温速度は−１００℃／ｈであっ
た。
℃にて、４時間脱脂した。その後、１４００〜１７００
℃で４時間焼成した。次いで、得られた焼結体の両端面
を研磨し、直径１６ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状の試験片
を得た。尚、上記仮焼工程における昇温速度は２００℃
／ｈ及び降温速度は−２００℃／ｈ、この脱脂工程にお
ける昇温速度は５０℃／ｈ、焼成工程における昇温速度
は１００℃／ｈ及び降温速度は−１００℃／ｈであっ
た。
【００１３】（２）誘電特性の評価 上記各試料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法
（ＴＥ011モード）により、Ｑｕ、εr及びτfを測定し
た。尚、共振周波数は３．０〜５．０ＧＨｚである。ま
た、τfは２５〜８０℃の温度領域で測定し、τf＝（ｆ
80−ｆ25）／（ｆ 25×ΔＴ）、ΔＴ＝８０℃−２５℃＝
５５℃にて算出した。これらの結果を表１に示す。
（ＴＥ011モード）により、Ｑｕ、εr及びτfを測定し
た。尚、共振周波数は３．０〜５．０ＧＨｚである。ま
た、τfは２５〜８０℃の温度領域で測定し、τf＝（ｆ
80−ｆ25）／（ｆ 25×ΔＴ）、ΔＴ＝８０℃−２５℃＝
５５℃にて算出した。これらの結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】 尚、表１において、＊は第１発明の範囲外であることを
示し、＊＊は第２〜第４発明のいずれかの範囲外である
ことを示す。
示し、＊＊は第２〜第４発明のいずれかの範囲外である
ことを示す。
【００１５】表１の結果によれば、ＣａＴｉＯ3−ＲＥ
ＡｌＯ3系の焼結体により、εrが３９〜５１、Ｑｕが３
８００〜４２４０、τfが−３０〜＋４０ｐｐｍ／℃で
制御が可能な誘電体磁器組成物を得ることができること
が分かる。特に、Ｔａ2Ｏ5を含有することにより、εr
を大きくすることができ、τfを正の小さな値で細かく
制御することができることが分かる。また、ＲＥサイト
に固溶するＮｄ及びＳｍを変化させることにより、τf
を負の小さな値で細かく制御することができることが分
かる。また、ＭｎＯ2を含有させることにより、τfを正
の小さな値において細かく制御することができる。
ＡｌＯ3系の焼結体により、εrが３９〜５１、Ｑｕが３
８００〜４２４０、τfが−３０〜＋４０ｐｐｍ／℃で
制御が可能な誘電体磁器組成物を得ることができること
が分かる。特に、Ｔａ2Ｏ5を含有することにより、εr
を大きくすることができ、τfを正の小さな値で細かく
制御することができることが分かる。また、ＲＥサイト
に固溶するＮｄ及びＳｍを変化させることにより、τf
を負の小さな値で細かく制御することができることが分
かる。また、ＭｎＯ2を含有させることにより、τfを正
の小さな値において細かく制御することができる。
【００１６】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、原料粉末の混合にあたっては、酸化チタン、酸化カ
ルシウム、酸化ランタン、酸化ネオジウム、酸化サマリ
ウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化マンガン
等の各粉末以外にも、各金属の炭酸塩等の焼成によりＴ
ｉＯ2、ＣａＯ、Ｌａ2Ｏ 3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ａｌ2
Ｏ3、Ｔａ2Ｏ3及びＭｎＯ2を生成するものを使用するこ
とができる。
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。例え
ば、原料粉末の混合にあたっては、酸化チタン、酸化カ
ルシウム、酸化ランタン、酸化ネオジウム、酸化サマリ
ウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化マンガン
等の各粉末以外にも、各金属の炭酸塩等の焼成によりＴ
ｉＯ2、ＣａＯ、Ｌａ2Ｏ 3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ａｌ2
Ｏ3、Ｔａ2Ｏ3及びＭｎＯ2を生成するものを使用するこ
とができる。
【００１７】
【発明の効果】第１発明によると、ＣａＴｉＯ3−ＲＥ
ＡｌＯ3系の結晶構造により構成され、実用上十分なεr
を備えながら、Ｑｕ及びτfを幅広く可変させることの
できる誘電体磁器組成物を得ることができる。更に、第
２〜第４発明によると、より細かくＱｕ及びτfの値を
制御することができる。
ＡｌＯ3系の結晶構造により構成され、実用上十分なεr
を備えながら、Ｑｕ及びτfを幅広く可変させることの
できる誘電体磁器組成物を得ることができる。更に、第
２〜第４発明によると、より細かくＱｕ及びτfの値を
制御することができる。
Claims (5)
- 【請求項１】 組成式ｘＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）ＲＥ
ＡｌＯ3〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で
表され、ＲＥがＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくとも
Ｌａであることを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成
物。 - 【請求項２】 上記Ｌａ、上記Ｎｄ及び上記Ｓｍのモル
比を、Ｌａ：Ｎｄ：Ｓｍ＝α：β：γとした場合に、
０．４≦α≦１．０、０≦β≦０．２、０≦γ≦０．
５、且つα＋β＋γ＝１．０である請求項１記載のマイ
クロ波誘電体磁器組成物。 - 【請求項３】 上記組成式ｘＣａＴｉＯ3−（１−ｘ）
ＲＥＡｌＯ3で表される組成を主成分とし、該主成分を
１００重量部とした場合に、Ｔａ2Ｏ5を０．３〜５重量
部含有する請求項１又は２記載のマイクロ波誘電体磁器
組成物。 - 【請求項４】 上記主成分と上記Ｔａ2Ｏ5との合計量を
１００重量部とした場合に、更にＭｎＯ2を０．５重量
部以下含有する請求項３記載のマイクロ波誘電体磁器組
成物。 - 【請求項５】 共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷
Ｑ値が３００００以上であり、且つ共振周波数の温度係
数が−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃である請求項１乃至４の
うちのいずれか１項に記載のマイクロ波誘電体磁器組成
物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29556399A JP4699581B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29556399A JP4699581B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001114553A true JP2001114553A (ja) | 2001-04-24 |
| JP4699581B2 JP4699581B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=17822270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29556399A Expired - Fee Related JP4699581B2 (ja) | 1999-10-18 | 1999-10-18 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4699581B2 (ja) |
Cited By (10)
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