JP2685984B2 - マイクロ波用誘電体セラミックス - Google Patents
マイクロ波用誘電体セラミックスInfo
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- JP2685984B2 JP2685984B2 JP3024461A JP2446191A JP2685984B2 JP 2685984 B2 JP2685984 B2 JP 2685984B2 JP 3024461 A JP3024461 A JP 3024461A JP 2446191 A JP2446191 A JP 2446191A JP 2685984 B2 JP2685984 B2 JP 2685984B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、マイクロ波用誘電体
セラミックスに関するもので、特に、比誘電率（εr）
及び無負荷Ｑ（Ｑu）が大きく、かつ、当該セラミック
スの組成を変化させることにより共振周波数の温度係数
（τf）を０を中心に任意の値に変化させることが出来
るマイクロ波用誘電体セラミックスに関するものであ
る。
セラミックスに関するもので、特に、比誘電率（εr）
及び無負荷Ｑ（Ｑu）が大きく、かつ、当該セラミック
スの組成を変化させることにより共振周波数の温度係数
（τf）を０を中心に任意の値に変化させることが出来
るマイクロ波用誘電体セラミックスに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波帯用の誘電体共振器や温度補
償用コンデンサ等の構成材料として用いられる誘電体セ
ラミックスは、比誘電率（εr )及び無負荷Ｑ（Ｑu）が
大きく、かつ、組成を変えることにより共振周波数の温
度係数（τf）が０を中心として正又は負の任意の値に
なるものが必要とされている。
償用コンデンサ等の構成材料として用いられる誘電体セ
ラミックスは、比誘電率（εr )及び無負荷Ｑ（Ｑu）が
大きく、かつ、組成を変えることにより共振周波数の温
度係数（τf）が０を中心として正又は負の任意の値に
なるものが必要とされている。
【０００３】従来このような誘電体セラミックスとし
て、例えば、この出願の出願人に係る特公昭６１−１４
６０６号公報に開示の（ＢａＯ）（ＴｉＯ2）X系組成
物、Ｓｍ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3から成るものがあった。
て、例えば、この出願の出願人に係る特公昭６１−１４
６０６号公報に開示の（ＢａＯ）（ＴｉＯ2）X系組成
物、Ｓｍ2Ｏ3及びＬａ2Ｏ3から成るものがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマイクロ波用誘電体セラミックスであって温度
係数が０（ｐｐｍ／℃）付近の値（０も含む。以下、同
様。）を示すものは、比誘電率（εr）が最大でも８０
程度であるため、誘電体共振器の小型化を図るうえで不
充分なものであった。
た従来のマイクロ波用誘電体セラミックスであって温度
係数が０（ｐｐｍ／℃）付近の値（０も含む。以下、同
様。）を示すものは、比誘電率（εr）が最大でも８０
程度であるため、誘電体共振器の小型化を図るうえで不
充分なものであった。
【０００５】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従ってこの発明の目的は、温度係数（τf）
が０（ｐｐｍ／℃）付近となる組成とした場合において
も比誘電率（εr )及び無負荷Ｑ（Ｑu）が従来より大き
い値を示すマイクロ波用誘電体セラミックスを提供する
ことにある。
のであり、従ってこの発明の目的は、温度係数（τf）
が０（ｐｐｍ／℃）付近となる組成とした場合において
も比誘電率（εr )及び無負荷Ｑ（Ｑu）が従来より大き
い値を示すマイクロ波用誘電体セラミックスを提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、酸
化バリウム（ＢａＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、 酸
化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ 3）、酸化ランタン（Ｌａ
2Ｏ3）、酸化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）及び酸化ビスマス
（Ｂｉ2Ｏ3）から成る組成式が下記（１）式で表わされ
る主成分と、該主成分に対し５重量％以下（但し、０％
は除く）の酸化鉛（ＰｂＯ）及び５重量％以下（但し、
０％は除く）の酸化セリウム（ＣｅＯ2）とを含んで成
ることを特徴とする。
め、この発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、酸
化バリウム（ＢａＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、 酸
化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ 3）、酸化ランタン（Ｌａ
2Ｏ3）、酸化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）及び酸化ビスマス
（Ｂｉ2Ｏ3）から成る組成式が下記（１）式で表わされ
る主成分と、該主成分に対し５重量％以下（但し、０％
は除く）の酸化鉛（ＰｂＯ）及び５重量％以下（但し、
０％は除く）の酸化セリウム（ＣｅＯ2）とを含んで成
ることを特徴とする。
【０００７】
【式２】
【０００８】
【０００９】（但し、（１）式中のＸ、Ｙ、Ｚ、Ｖはモ
ル％で示して、 １１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０＜Ｖ≦１０．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００ の範囲内であり、 Ｗ１、Ｗ２はモル比で示して、 ０＜Ｗ１＜１．０ ０＜Ｗ２＜１．０ ０＜１−Ｗ１−Ｗ２＜１．０ の範囲内である。）。
ル％で示して、 １１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０＜Ｖ≦１０．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００ の範囲内であり、 Ｗ１、Ｗ２はモル比で示して、 ０＜Ｗ１＜１．０ ０＜Ｗ２＜１．０ ０＜１−Ｗ１−Ｗ２＜１．０ の範囲内である。）。
【００１０】
【作用】この発明のマイクロ波用誘電体セラミックスに
よれば、後述する実験結果からも明らかなように、その
温度係数（τf）が当該セラミックスの組成を変えるこ
とにより０（ｐｐｍ／℃）を中心に正又は負に変化す
る。然も、この発明で主張する組成においては、誘電体
セラミックスの比誘電率（εr）及び無負荷Ｑ（ＱU）共
に、発明の範囲外の組成の誘電体セラミックスのものに
比し、大きな値を示す。
よれば、後述する実験結果からも明らかなように、その
温度係数（τf）が当該セラミックスの組成を変えるこ
とにより０（ｐｐｍ／℃）を中心に正又は負に変化す
る。然も、この発明で主張する組成においては、誘電体
セラミックスの比誘電率（εr）及び無負荷Ｑ（ＱU）共
に、発明の範囲外の組成の誘電体セラミックスのものに
比し、大きな値を示す。
【００１１】
【実施例】以下、この発明の実施例につき説明する。
【００１２】まず、実施例及び比較例の各マイクロ波用
誘電体セラミックスを以下に説明するように製造する。
誘電体セラミックスを以下に説明するように製造する。
【００１３】出発原料には化学的に高純度の炭酸バリウ
ム（ＢａＣＯ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化サマ
リウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化
ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3 )、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、
酸化鉛（ＰｂＯ）及び酸化セリウム（ＣｅＯ2）をそれ
ぞれ使用した。そして、これらの出発原料を、互いに組
成が異なる多数の実験用の誘電体セラミックを作製する
ために、後記の表１〜表３に掲げたような組成比率にな
るようにそれぞれ正確に秤量した。
ム（ＢａＣＯ3）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化サマ
リウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化
ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3 )、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、
酸化鉛（ＰｂＯ）及び酸化セリウム（ＣｅＯ2）をそれ
ぞれ使用した。そして、これらの出発原料を、互いに組
成が異なる多数の実験用の誘電体セラミックを作製する
ために、後記の表１〜表３に掲げたような組成比率にな
るようにそれぞれ正確に秤量した。
【００１４】秤量の終えた各原料は、ポットミルで純水
とともに混合し、次いで脱水乾燥し、その後空気雰囲気
において１０５０℃の温度で２時間仮焼した。
とともに混合し、次いで脱水乾燥し、その後空気雰囲気
において１０５０℃の温度で２時間仮焼した。
【００１５】次に、この仮焼物をポットミルで純水とと
もに湿式粉砕した後脱水乾燥した。
もに湿式粉砕した後脱水乾燥した。
【００１６】次に、この粉砕し乾燥したものにバインダ
を添加して造粒した後、これを３２メッシュの篩を通し
整粒して造粒粉を得た。
を添加して造粒した後、これを３２メッシュの篩を通し
整粒して造粒粉を得た。
【００１７】この造粒紛を、金型と油圧プレスとを用い
て、成形圧力１〜３ｔｏｎ／ｃｍ2にて直径１６ｍｍ、
厚さ９ｍｍの円板状に成形した。
て、成形圧力１〜３ｔｏｎ／ｃｍ2にて直径１６ｍｍ、
厚さ９ｍｍの円板状に成形した。
【００１８】このようにして得られた成形体を高純度の
アルミナ匣に入れた後、１２５０〜１４５０℃の温度で
２時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。
アルミナ匣に入れた後、１２５０〜１４５０℃の温度で
２時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。
【００１９】次に、上述の如く作製した実験用の各誘電
体セラミックスの特性を以下に説明するように測定す
る。
体セラミックスの特性を以下に説明するように測定す
る。
【００２０】各誘電体セラミックスの比誘電率（εr )
及び無負荷Ｑ（Ｑu）は、ハッキ・コールマン（Ｈａｋ
ｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ）法により測定した。また、共振
周波数の温度係数 (τf) は、従来公知の通り、２０℃
における共振周波数ｆ（２０）を基準として、−４０℃
と＋８５℃の温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−
４０）、ｆ（８５）と温度差ΔＴ（この場合は８５−
（−４０）＝１２５）とから下記（２）式に従い求め
た。なお、これらの測定における共振周波数は３〜４Ｇ
Ｈｚであった。
及び無負荷Ｑ（Ｑu）は、ハッキ・コールマン（Ｈａｋ
ｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ）法により測定した。また、共振
周波数の温度係数 (τf) は、従来公知の通り、２０℃
における共振周波数ｆ（２０）を基準として、−４０℃
と＋８５℃の温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−
４０）、ｆ（８５）と温度差ΔＴ（この場合は８５−
（−４０）＝１２５）とから下記（２）式に従い求め
た。なお、これらの測定における共振周波数は３〜４Ｇ
Ｈｚであった。
【００２１】 τf＝｛ｆ（８５）−ｆ（−４０）｝／ｆ（２０）ΔＴ ・・・（２） 各誘電体セラミックスの比誘電率（εr）、無負荷Ｑ
（Ｑu）及び温度係数（τf）を表１〜表３にそれぞれ示
す。なお、これら表において、＊印を付した試料Ｎｏの
試料は、この発明の範囲外の比較例であることを示し、
それ以外の試料Ｎｏの試料がこの発明の範囲内の実施例
である。また、表中「ＲＥ」は希土類酸化物（（１）式
中の｛（Ｓｍ2Ｏ3）1-W1-W2（Ｌａ2Ｏ3）W1（Ｎｄ
2Ｏ3）W2｝部分）を省略表示したものである。
（Ｑu）及び温度係数（τf）を表１〜表３にそれぞれ示
す。なお、これら表において、＊印を付した試料Ｎｏの
試料は、この発明の範囲外の比較例であることを示し、
それ以外の試料Ｎｏの試料がこの発明の範囲内の実施例
である。また、表中「ＲＥ」は希土類酸化物（（１）式
中の｛（Ｓｍ2Ｏ3）1-W1-W2（Ｌａ2Ｏ3）W1（Ｎｄ
2Ｏ3）W2｝部分）を省略表示したものである。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【００２４】
【表２】
【００２５】
【００２６】
【表３】
【００２７】
【００２８】次に、上述のように行なった実験の結果に
ついて検討する。
ついて検討する。
【００２９】主成分に対してＣｅＯ2の添加量が５重量
％以内の場合、比誘電率（εr）は、ＰｂＯの添加料が
５重量％までは添加量の増加と共に増大し、ＰｂＯの添
加量が５重量％を越えると急激に小さくなることが分
る。また、主成分に対してＣｅＯ2の添加量が５重量％
以内の場合、無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ＰｂＯの添加量が増
大するにつれて減少し５重量％を越えると急激に小さく
なることが分る。また、主成分に対してＣｅＯ2の添加
量が５重量％以内の場合、温度係数（τf）は、ＰｂＯ
の添加量が３重量％で最小値を示した後、ＰｂＯの添加
量の増大と共に増大しＰｂＯの添加量が５重量％を越え
ると急激に増大することが分る。具体的には、試料Ｎｏ
６，１１，２６が、比誘電率（εr）が他のものに比べ
小さく、無負荷Ｑ（Ｑu）も１０００以下と小さく、温
度係数（τf）もプラスに大きいため、マイクロ波用誘
電体セラミックスとして不適当であることが分る。
％以内の場合、比誘電率（εr）は、ＰｂＯの添加料が
５重量％までは添加量の増加と共に増大し、ＰｂＯの添
加量が５重量％を越えると急激に小さくなることが分
る。また、主成分に対してＣｅＯ2の添加量が５重量％
以内の場合、無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ＰｂＯの添加量が増
大するにつれて減少し５重量％を越えると急激に小さく
なることが分る。また、主成分に対してＣｅＯ2の添加
量が５重量％以内の場合、温度係数（τf）は、ＰｂＯ
の添加量が３重量％で最小値を示した後、ＰｂＯの添加
量の増大と共に増大しＰｂＯの添加量が５重量％を越え
ると急激に増大することが分る。具体的には、試料Ｎｏ
６，１１，２６が、比誘電率（εr）が他のものに比べ
小さく、無負荷Ｑ（Ｑu）も１０００以下と小さく、温
度係数（τf）もプラスに大きいため、マイクロ波用誘
電体セラミックスとして不適当であることが分る。
【００３０】一方、主成分に対しＰｂＯの添加量が５重
量％以内の場合、比誘電率（εr）は、ＣｅＯ2の添加料
が５重量％までは添加量の増加と共に僅かに小さくなり
ＣｅＯ2の添加量が５重量％を越えると４０以下と急激
に小さくなることが分る。また、主成分に対してＰｂＯ
の添加量が５重量％以内の場合、無負荷Ｑ（Ｑu ）は、
ＣｅＯ2の添加量が３重量％で最大値を示しそれ以上で
は小さくなることが分る。また、主成分に対してＰｂＯ
の添加量が５重量％以内の場合、温度係数（τf）は、
ＣｅＯ2の添加量が３重量％で最小値を示した後、Ｃｅ
Ｏ2の添加量が５重量を越えるとプラスに急激に増大す
ることが分る。
量％以内の場合、比誘電率（εr）は、ＣｅＯ2の添加料
が５重量％までは添加量の増加と共に僅かに小さくなり
ＣｅＯ2の添加量が５重量％を越えると４０以下と急激
に小さくなることが分る。また、主成分に対してＰｂＯ
の添加量が５重量％以内の場合、無負荷Ｑ（Ｑu ）は、
ＣｅＯ2の添加量が３重量％で最大値を示しそれ以上で
は小さくなることが分る。また、主成分に対してＰｂＯ
の添加量が５重量％以内の場合、温度係数（τf）は、
ＣｅＯ2の添加量が３重量％で最小値を示した後、Ｃｅ
Ｏ2の添加量が５重量を越えるとプラスに急激に増大す
ることが分る。
【００３１】以上詳細に説明したように、実用的に見
て、主成分の組成をＸＢａＯ・ＹＴｉＯ2・Ｚ｛（Ｓｍ2
Ｏ3）1-W1-W2（Ｌａ2Ｏ3）W1（Ｎｄ2Ｏ3）W2｝・ＶＢｉ
2Ｏ3と表わしたとき、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｖがモル％で示し
て、１１．５≦Ｘ≦２１．０、６０．０≦Ｙ≦７６．
０、６．５≦Ｚ≦２６．０、０＜Ｖ≦１０．０及びＸ＋
Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００の範囲内であり、Ｗ１，Ｗ２がモル
比で示して、０＜Ｗ１＜１．０、０＜Ｗ２＜１．０及び
０＜１−Ｗ１−Ｗ２＜１．０の範囲内である主成分と、
この主成分に対し５重量％以下（但し０％は除く。）の
酸化鉛及び５重量％以下（但し０％は除く。）の酸化セ
リウムとを含んで成るものが、この発明のマイクロ波用
誘電体セラミックスとして適していることが分った。
て、主成分の組成をＸＢａＯ・ＹＴｉＯ2・Ｚ｛（Ｓｍ2
Ｏ3）1-W1-W2（Ｌａ2Ｏ3）W1（Ｎｄ2Ｏ3）W2｝・ＶＢｉ
2Ｏ3と表わしたとき、Ｘ，Ｙ，Ｚ，Ｖがモル％で示し
て、１１．５≦Ｘ≦２１．０、６０．０≦Ｙ≦７６．
０、６．５≦Ｚ≦２６．０、０＜Ｖ≦１０．０及びＸ＋
Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００の範囲内であり、Ｗ１，Ｗ２がモル
比で示して、０＜Ｗ１＜１．０、０＜Ｗ２＜１．０及び
０＜１−Ｗ１−Ｗ２＜１．０の範囲内である主成分と、
この主成分に対し５重量％以下（但し０％は除く。）の
酸化鉛及び５重量％以下（但し０％は除く。）の酸化セ
リウムとを含んで成るものが、この発明のマイクロ波用
誘電体セラミックスとして適していることが分った。
【００３２】なお、上述した実施例における誘電体セラ
ミックスの製造条件を、本発明の範囲内の好ましい特定
の条件の下で説明した。しかし、これは単なる例示にす
ぎないものであり、この発明がこの実施例にのみ限定さ
れるものでないことは明らかである。
ミックスの製造条件を、本発明の範囲内の好ましい特定
の条件の下で説明した。しかし、これは単なる例示にす
ぎないものであり、この発明がこの実施例にのみ限定さ
れるものでないことは明らかである。
【００３３】
【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、マイクロ
波領域において比誘電率（εr）及び無負荷Ｑ（ＱU) が
共に従来のものより大きく、さらに、組成を変化させる
ことにより温度係数（τf）を０（ｐｐｍ／℃）を中心
として正又は負の任意の値に容易に変化させることが出
来る。これがため、マイクロ波帯の誘電体共振器或は温
度補償用コンデンサの構成材料として用いることが出来
工業的利用価値は大きい。
の発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、マイクロ
波領域において比誘電率（εr）及び無負荷Ｑ（ＱU) が
共に従来のものより大きく、さらに、組成を変化させる
ことにより温度係数（τf）を０（ｐｐｍ／℃）を中心
として正又は負の任意の値に容易に変化させることが出
来る。これがため、マイクロ波帯の誘電体共振器或は温
度補償用コンデンサの構成材料として用いることが出来
工業的利用価値は大きい。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−69560（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−69351（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−29008（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−30002（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−156368（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−80603（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化チタン
（ＴｉＯ2）、 酸化サマリウム（Ｓｍ2Ｏ3）、酸化ラン
タン（Ｌａ2Ｏ3）、酸化ネオジウム（Ｎｄ2Ｏ3）及び酸
化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）から成る組成式が下記（１）式
で表わされる主成分と、該主成分に対し５重量％以下
（但し、０％は除く）の酸化鉛（ＰｂＯ）及び５重量％
以下（但し、０％は除く）の酸化セリウム（ＣｅＯ2）
とを含んで成ることを特徴とするマイクロ波用誘電体セ
ラミックス。 【式１】 （但し、（１）式中のＸ、Ｙ、Ｚ、Ｖはモル％で示し
て、 １１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０＜Ｖ≦１０．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００ の範囲内であり、 Ｗ１、Ｗ２はモル比で示して、 ０＜Ｗ１＜１．０ ０＜Ｗ２＜１．０ ０＜１−Ｗ１−Ｗ２＜１．０ の範囲内である。）。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024461A JP2685984B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024461A JP2685984B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265269A JPH04265269A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2685984B2 true JP2685984B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=12138810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3024461A Expired - Fee Related JP2685984B2 (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2685984B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6331499B1 (en) | 1998-06-04 | 2001-12-18 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Microwave dielectric ceramic composition |
| EP1092694A4 (en) * | 1998-06-04 | 2003-05-02 | Sumitomo Spec Metals | DIELECTRIC HYPERFREQUENCY CERAMIC COMPOSITION |
| JP3911938B2 (ja) * | 1999-11-25 | 2007-05-09 | 宇部興産株式会社 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP3024461A patent/JP2685984B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04265269A (ja) | 1992-09-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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