JP2736439B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はマイクロ波領域での共振器や回路基板材料と
して適した誘電体磁器組成物に関する。
して適した誘電体磁器組成物に関する。
（従来技術） 近年、自動車電話、コードレステレホン、パーナル無
線機、衛星放送受信機の実用化に伴うマイクロ波回路の
IC化への発展、ガン発振器の利用範囲の拡大、ガリウム
ヒ素電界効果型トランジスタ使用の発振器への応用など
マイクロ波領域での誘電体磁器が広く使用されている。
線機、衛星放送受信機の実用化に伴うマイクロ波回路の
IC化への発展、ガン発振器の利用範囲の拡大、ガリウム
ヒ素電界効果型トランジスタ使用の発振器への応用など
マイクロ波領域での誘電体磁器が広く使用されている。
このようなマイクロ波用誘電体磁器は主に共振器に用
いられるが、そこに要求される特性として（１）小型化
に対し可能な限り誘電率が大きいこと、（２）誘電損失
が小さいこと、（３）共振周波数の温度に対する変化が
小さいことが主として挙げられる。
いられるが、そこに要求される特性として（１）小型化
に対し可能な限り誘電率が大きいこと、（２）誘電損失
が小さいこと、（３）共振周波数の温度に対する変化が
小さいことが主として挙げられる。
従来、この種の誘電体磁器としては、例えば、BaO−T
iO2系材料、BaO−REO−TiO2（但し、REOは希土類元素酸
化物、以下同様）系材料及び（BaSrCa）（ZrTi）O3系材
料などが知られている。
iO2系材料、BaO−REO−TiO2（但し、REOは希土類元素酸
化物、以下同様）系材料及び（BaSrCa）（ZrTi）O3系材
料などが知られている。
（発明が解決しようとする問題点） しかし乍ら、BaO−TiO2系材料及び（BaSrCa）（ZrT
i）O3系材料は、４〜10GHzの高周波数帯域では非常に優
れた低い誘電損失を有するものの、誘電率が29〜40と低
く、特に1GHz程度の周波数帯では小型化するには実用上
問題が生じる。また誘電率を上げると共振周波数の温度
特性或いは誘電損失が極端に劣化する傾向がある。
i）O3系材料は、４〜10GHzの高周波数帯域では非常に優
れた低い誘電損失を有するものの、誘電率が29〜40と低
く、特に1GHz程度の周波数帯では小型化するには実用上
問題が生じる。また誘電率を上げると共振周波数の温度
特性或いは誘電損失が極端に劣化する傾向がある。
また、BaO−REO−TiO2系材料についてはBaO−Nd2O3−
TiO2系あるいはBaO−Sm2O3−TiO2系等が知られている
が、これらの系では誘電率が90〜100のレベルあるいは
共振周波数の温度係数がNPOの領域を含むもの等が案出
されているものの、両者を満足するようなものあるいは
誘電損失が小さいものは得られておらず、また、BaO−R
EO−TiO2系材料に対してBi2O3を添加することによって
誘電率を高くできることが知られているが、反面温度係
数が＋側に大きくなるという欠点を有し、いずれにおい
ても前述した３特性を兼備した誘電体磁器組成物は未だ
開発されてないのが現状である。
TiO2系あるいはBaO−Sm2O3−TiO2系等が知られている
が、これらの系では誘電率が90〜100のレベルあるいは
共振周波数の温度係数がNPOの領域を含むもの等が案出
されているものの、両者を満足するようなものあるいは
誘電損失が小さいものは得られておらず、また、BaO−R
EO−TiO2系材料に対してBi2O3を添加することによって
誘電率を高くできることが知られているが、反面温度係
数が＋側に大きくなるという欠点を有し、いずれにおい
ても前述した３特性を兼備した誘電体磁器組成物は未だ
開発されてないのが現状である。
（発明の目的） 本発明は上記の欠点に鑑み案出されたもので、共振器
の小型化を可能とするため、誘電率が高く（80以上）、
可能な限り誘電損失を低く誘電率の温度依存性が小さく
かつ安定で、誘電体共振器の共振周波数の温度依存性が
小さくかつ安定な高周波用誘電体磁器組成物を提供せん
とするものである。
の小型化を可能とするため、誘電率が高く（80以上）、
可能な限り誘電損失を低く誘電率の温度依存性が小さく
かつ安定で、誘電体共振器の共振周波数の温度依存性が
小さくかつ安定な高周波用誘電体磁器組成物を提供せん
とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明者等は上記問題に対し、研究を重ねた結果、主
成分としてBaO、Nd2O3、Sm2O3、TiO2およびBi2O3を選択
し、これらを下記式 xBaO・yNd2O3・zSm2O3・vTiO2・wBi2O3 0.137≦ｘ≦0.165 0.005≦ｙ≦0.152 0.005≦ｚ≦0.152 0.654≦ｖ≦0.686 0.019≦ｗ≦0.072 0.113≦ｙ＋ｚ≦0.159 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ＝１ で表される組成になるように調整したものに対しMn化合
物を金属換算で0.003乃至0.3重量％の割合で添加するこ
とによって前記目的が達成されることを知見したもので
ある。
成分としてBaO、Nd2O3、Sm2O3、TiO2およびBi2O3を選択
し、これらを下記式 xBaO・yNd2O3・zSm2O3・vTiO2・wBi2O3 0.137≦ｘ≦0.165 0.005≦ｙ≦0.152 0.005≦ｚ≦0.152 0.654≦ｖ≦0.686 0.019≦ｗ≦0.072 0.113≦ｙ＋ｚ≦0.159 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ＝１ で表される組成になるように調整したものに対しMn化合
物を金属換算で0.003乃至0.3重量％の割合で添加するこ
とによって前記目的が達成されることを知見したもので
ある。
（作用） 上記構成によれば、BaO−REO−TiO2系の組成に対しBi
2O3を添加することによって誘電率を高めることができ
る反面τｆが正側に大きくなるが、、REO成分として上
記の範囲でNd2O3とSm2O3を組み合わすことによって高い
誘電率とＱ値とを保持しつつτｆをNPOに近づけること
ができるとともに、Bi2O3の添加量を多くできることか
らさらに誘電率を高めることができる。また、Mnの添加
によって耐還元性およびＱ値が改善され、前述した３特
性を十分に満足した誘電体磁器組成物が提供できる。
2O3を添加することによって誘電率を高めることができ
る反面τｆが正側に大きくなるが、、REO成分として上
記の範囲でNd2O3とSm2O3を組み合わすことによって高い
誘電率とＱ値とを保持しつつτｆをNPOに近づけること
ができるとともに、Bi2O3の添加量を多くできることか
らさらに誘電率を高めることができる。また、Mnの添加
によって耐還元性およびＱ値が改善され、前述した３特
性を十分に満足した誘電体磁器組成物が提供できる。
なお、本発明において、各成分の配合量を前述の割合
に限定した理由は後述する実施例からも明らかにされる
が、主成分においてｘ値が0.165より大きいとＱ値が低
くなり、ｘが0.137より小さいとτｆが大きくなる。ｙ
及びｚ値が0.152より大きいと誘電率が低くなり、0.005
より小さいとＱ値が低くなる。ｖ値が0.686より大きい
とτｆが正側に大きくなり、0.654より小さいとＱ値が
低下する。ｗが0.072より大きいとＱ値が低くなるとと
もにτｆが正側に大となり、0.019より小さいと誘電率
が低くなる。また、ｙとｚの合量が0.113より小さいと
Ｑ値が低く、0.159より大きいと誘電率が低くなる。添
加剤であるMn化合物量が前述した範囲を逸脱するとＱ値
が低くなり好ましくない。本発明において磁器を製造す
る場合は磁器を構成する金属の酸化物あるいは焼成によ
って、酸化物に変換し得る化合物、例えば炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩等を用いて秤量混合後、所望により900〜120
0℃で仮焼する。この混合物あるいは仮焼粉末を成型
後、1150〜1450℃で酸化性雰囲気で焼成することによっ
て磁器を得ることができる。
に限定した理由は後述する実施例からも明らかにされる
が、主成分においてｘ値が0.165より大きいとＱ値が低
くなり、ｘが0.137より小さいとτｆが大きくなる。ｙ
及びｚ値が0.152より大きいと誘電率が低くなり、0.005
より小さいとＱ値が低くなる。ｖ値が0.686より大きい
とτｆが正側に大きくなり、0.654より小さいとＱ値が
低下する。ｗが0.072より大きいとＱ値が低くなるとと
もにτｆが正側に大となり、0.019より小さいと誘電率
が低くなる。また、ｙとｚの合量が0.113より小さいと
Ｑ値が低く、0.159より大きいと誘電率が低くなる。添
加剤であるMn化合物量が前述した範囲を逸脱するとＱ値
が低くなり好ましくない。本発明において磁器を製造す
る場合は磁器を構成する金属の酸化物あるいは焼成によ
って、酸化物に変換し得る化合物、例えば炭酸塩、硝酸
塩、硫酸塩等を用いて秤量混合後、所望により900〜120
0℃で仮焼する。この混合物あるいは仮焼粉末を成型
後、1150〜1450℃で酸化性雰囲気で焼成することによっ
て磁器を得ることができる。
また、Mn化合物としてはMnCO3、MnO、MnC2O4 MnO2、
Mn(NO3)2、MnSO4のいずれも用いることができるがこれ
らのなかでもMnCO3が好ましい。
Mn(NO3)2、MnSO4のいずれも用いることができるがこれ
らのなかでもMnCO3が好ましい。
以下、本発明を次の例で説明する。
（実施例） 出発原料として高純度の炭酸バリウム（BaCO3）、酸
化ネオジウム（Nd2O3）、酸化サマリウム（Sm2O3）、酸
化チタン（TiO2）、炭酸マンガン（MnCO3）各粉末を用
いてそれらを第１表の割合になるように秤量後純水を加
え20時間ボールミルを行なった。この混合物を乾燥後、
900℃で２時間仮焼した。これに同様にして作製したBi4
Ti3O12の組成の仮焼物を加えてボールミルにて混合し、
乾燥した。乾燥粉に約1wt％のバインダーを加え整粒
し、約1ton/cm2の圧力で20φの円柱に加圧成型し、1150
〜1450℃で約２時間空気中で焼成した。得られた円柱状
磁器を平面研磨及び円筒研削しφ約16mm、高さ約8mmの
ゆがみのない円柱サンプルを得た。
化ネオジウム（Nd2O3）、酸化サマリウム（Sm2O3）、酸
化チタン（TiO2）、炭酸マンガン（MnCO3）各粉末を用
いてそれらを第１表の割合になるように秤量後純水を加
え20時間ボールミルを行なった。この混合物を乾燥後、
900℃で２時間仮焼した。これに同様にして作製したBi4
Ti3O12の組成の仮焼物を加えてボールミルにて混合し、
乾燥した。乾燥粉に約1wt％のバインダーを加え整粒
し、約1ton/cm2の圧力で20φの円柱に加圧成型し、1150
〜1450℃で約２時間空気中で焼成した。得られた円柱状
磁器を平面研磨及び円筒研削しφ約16mm、高さ約8mmの
ゆがみのない円柱サンプルを得た。
このサンプルを用いて誘電体円柱共振器法により、共
振周波数2.3〜2.8GHzにて誘電率（εｒ）、Ｑ値、共振
周波数の温度係数（τｆ）を測定し、τｆは、−40〜＋
25℃および＋25℃〜＋85℃について測定した。
振周波数2.3〜2.8GHzにて誘電率（εｒ）、Ｑ値、共振
周波数の温度係数（τｆ）を測定し、τｆは、−40〜＋
25℃および＋25℃〜＋85℃について測定した。
結果は第１表に示す。
第１表からも明らかなように本発明の範囲を逸脱する
試料はいずれも３特性において十分な特性は達成されな
いのに対し、本発明は誘電率83.8以上、Ｑ値1020以上、
｜τf|≦35.7ppm/℃が達成された。
試料はいずれも３特性において十分な特性は達成されな
いのに対し、本発明は誘電率83.8以上、Ｑ値1020以上、
｜τf|≦35.7ppm/℃が達成された。
（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明の磁器組成物はBaO−Nd2O3
−Sm2O3−TiO2−Bi2O3系にMn化合物を添加することによ
ってマイクロ波領域で誘電率、Ｑ値、τｆのいずれにも
優れた特性を有するもので、マイクロ波共振器用磁器と
しての利用において、共振器の小型化、高性能を進める
ことができる。
−Sm2O3−TiO2−Bi2O3系にMn化合物を添加することによ
ってマイクロ波領域で誘電率、Ｑ値、τｆのいずれにも
優れた特性を有するもので、マイクロ波共振器用磁器と
しての利用において、共振器の小型化、高性能を進める
ことができる。
Claims (1)
- 【請求項１】組成式が xBaO・yNd2O3・zSm2O3・vTiO2・wBi2O3 0.137≦ｘ≦0.165 0.005≦ｙ≦0.152 0.005≦ｚ≦0.152 0.654≦ｖ≦0.686 0.019≦ｗ≦0.072 0.113≦ｙ＋ｚ≦0.159 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｖ＋ｗ＝１ から成る主成分にMn化合物を金属換算で0.003乃至0.3重
量％の割合で含有して成る誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140189A JP2736439B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1140189A JP2736439B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035364A JPH035364A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2736439B2 true JP2736439B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=15262980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1140189A Expired - Fee Related JP2736439B2 (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2736439B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6319871B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-11-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric material |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5688874A (en) * | 1995-12-22 | 1997-11-18 | Eastman Chemical Company | Process for preparing blends of poly(ethylene terephthalate) and poly(ethylene 2,6-naphthalenedicarboxylate) |
| US6107227A (en) * | 1998-08-03 | 2000-08-22 | Cts Corporation | Barium neodymium titanate dielectric ceramic composition incorporating samarium oxide for improved electrical performance |
| DK173679B1 (da) * | 2000-05-15 | 2001-06-11 | Egebjerg Maskinfabrik As | Foderautomat |
| US6900150B2 (en) * | 2003-04-29 | 2005-05-31 | Cts Corporation | Ceramic composition and method |
| CN102093046A (zh) * | 2010-12-10 | 2011-06-15 | 厦门松元电子有限公司 | 一种BaO-Ln2O3-TiO2系微波电容器介质材料及其制备方法 |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP1140189A patent/JP2736439B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6319871B1 (en) | 1998-08-31 | 2001-11-20 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH035364A (ja) | 1991-01-11 |
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