JP3076216B2 - Dielectric ceramics for microwave - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波用誘電体セ
ラミックスに係り、特に大きな比誘電率εrを持ち、無
負荷Q(Qu )が大きく、かつ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0ppm/℃を中心
にして、任意の値に変化させることができるマイクロ波
用誘電体セラミックスに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates to dielectric ceramics for microwave, especially having a large specific dielectric constant epsilon r, the unloaded Q (Q u) is large and by varying the composition, the resonance frequency The present invention relates to a dielectric ceramic for microwaves, which can change the temperature coefficient τ f to an arbitrary value centering on 0 ppm / ° C.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
「第29回応用物理学関係連合講演会予稿集2a−I−
4 P763(1982)」に開示されるようなものが
ある。近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘電体フィ
ルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信機に数
多く用いられている。このような用途に用いられている
誘電体材料は、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、0ppm/℃を中心に、正又は負の任意
の値に設定できるものが望まれていた。従来このような
セラミックスには、BaO−TiO2 系、ZrO2 −S
nO−TiO2 系があった。2. Description of the Related Art Conventionally, techniques in such a field include:
"29th Applied Physics-related Lectures 2a-I-
4 P763 (1982). 2. Description of the Related Art In recent years, microwave dielectric resonators and dielectric filters have been widely used for automobile telephones, mobile telephones, and satellite broadcast receivers. The dielectric material used in such an application has a large relative permittivity ε r and a no-load Q (Q u ), and the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is 0 ppm / ° C. by changing the composition. What can be set to any positive or negative value centered on? Conventionally, such ceramics include BaO—TiO 2 , ZrO 2 —S
there was nO-TiO 2 system.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たセラミックスでは共振周波数の温度係数τf が、0p
pm/℃付近の値を示すものでは、比誘電率εr の値は
満足できるものの、無負荷Q(Qu )は十分大きいとは
言えなかった。そのために、これらの材料を使用したデ
バイスを組み込んだ装置は、送受信においてロスが大き
くなる等の不都合を有し、十分満足できる特性を有して
いるとはいえなかった。However, in the above ceramics, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is 0 p
With a value near pm / ° C., the value of the relative permittivity ε r was satisfactory, but the unloaded Q (Q u ) was not sufficiently large. Therefore, an apparatus incorporating a device using these materials has disadvantages such as a large loss in transmission and reception, and cannot be said to have sufficiently satisfactory characteristics.
【0004】本発明は、これらを改善するためになされ
たものであり、比誘電率εr が大きく、共振周波数の温
度係数τf が、0ppm/℃付近になるようにした組成
比率でも、無負荷Q(Qu )が非常に大きい値を有する
マイクロ波用誘電体セラミックスを提供することを目的
とする。The present invention has been made in order to improve these problems, and has a large relative permittivity ε r and a composition ratio in which the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is close to 0 ppm / ° C. It is an object of the present invention to provide a microwave dielectric ceramic having a very large load Q ( Qu ).
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本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)、酸化コバルト(CoO)、酸化ニ
オブ(Nb2 O5 )より成る主成分の組成式が、Bax
(Coy Nbz )O3 で表され、x,y,zがそれぞれ
モル%で、 59.5≦x≦61.8モル%、 19.1≦y≦20.6モル%、 19.1≦z≦20.3モル% x+y+z=100モル% の範囲にあり、 (1)前記主成分1モルに対して、副成分として0.1
モル以下(但し、0モルを含まず)の酸化アルミニウム
(Al2 O3 )を添加するようにしたものである。In order to achieve the above object, a microwave dielectric ceramic according to the present invention comprises barium oxide (BaO), cobalt oxide (CoO), and niobium oxide (Nb 2 O 5 ). The composition formula of the main component is Ba x
(Co y Nb z ) O 3 , where x, y, and z are mol%, respectively, 59.5 ≦ x ≦ 61.8 mol%, 19.1 ≦ y ≦ 20.6 mol%, 19.1 ≦ z ≦ 20.3 mol% x + y + z = 100 mol% (1) 0.1 mol as a sub-component with respect to 1 mol of the main component
A mole or less (but not including 0 mole) of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is added.
【0006】(2)前記主成分1モルに対して、副成分
として0.1モル以下(但し、0モルを含まず)の酸化
チタン(TiO2 )及び0.03モル以下(但し、0モ
ルを含まず)の酸化銅(CuO)を添加するようにした
ものである。(2) With respect to 1 mol of the main component, 0.1 mol or less (but not 0 mol) of titanium oxide (TiO 2 ) and 0.03 mol or less (provided that 0 mol (Not including) is added.
【0007】[0007]
【作用】本発明によれば、主成分を、前述の組成式で表
される組成とし、 (1)副成分として、0.1モル以下(但し、0モルを
含まず)の酸化アルミニウム(Al2 O3 )を添加する
ことにより、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び
無負荷Qが大きく、共振周波数の温度係数τf を、0p
pm/℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Qが大
きな値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体
共振器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有
効である。According to the present invention, the main component is a composition represented by the above-described composition formula. (1) As an auxiliary component, 0.1 mol or less (but not including 0 mol) of aluminum oxide (Al By adding 2 O 3 ), the relative permittivity ε r and the no-load Q are large in the microwave region, and the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is reduced by 0 p
Even when the composition is around pm / ° C., the no-load Q has a large value. For this reason, it is effective for miniaturization and low loss of the dielectric resonator and the dielectric filter in the microwave band.
【0008】さらに、共振周波数の温度係数τf を、正
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、0ppm/℃以外の値を要求され
た場合でも、Al2 O3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。Furthermore, the temperature coefficient tau f of the resonance frequency, it is possible to easily change to a positive or negative arbitrary value, the relationship between the deviation and the like of other devices phase, the temperature coefficient of resonant frequency tau f However, even when a value other than 0 ppm / ° C. is required, by changing the addition amount of Al 2 O 3 ,
The temperature coefficient τ f of the resonance frequency can be set to any value from negative to positive.
【0009】(2)副成分として0.1モル以下(但
し、0モルを含まず)の酸化チタン(TiO2 )及び
0.03モル以下(但し、0モルを含まず)の酸化銅
(CuO)を添加することにより、マイクロ波領域にお
いて比誘電率εr 及び無負荷Qが大きく、共振周波数の
温度係数τf を、0ppm/℃付近となる組成とした場
合でも、無負荷Qが大きな値を有している。このため、
マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フィルタの小型
化、低損失化にとって有効である。(2) 0.1 mol or less (but not 0 mol) of titanium oxide (TiO 2 ) and 0.03 mol or less (but not 0 mol) of copper oxide (CuO) as subcomponents ), The relative permittivity ε r and the no-load Q are large in the microwave region, and the no-load Q is a large value even when the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is set to be around 0 ppm / ° C. have. For this reason,
This is effective for miniaturization and low loss of a microwave resonator and a dielectric filter in a microwave band.
【0010】さらに、共振周波数の温度係数τf を、正
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、0ppm/℃以外の値を要求され
た場合でも、TiO2 の添加量を変えることにより、共
振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とする
ことが可能である。Furthermore, the temperature coefficient tau f of the resonance frequency, it is possible to easily change to a positive or negative arbitrary value, the relationship between the deviation and the like of other devices phase, the temperature coefficient of resonant frequency tau f However, even when a value other than 0 ppm / ° C. is required, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency can be set to an arbitrary value from negative to positive by changing the amount of TiO 2 added.
【0011】[0011]
【実施例】以下、本発明の第1実施例について説明す
る。出発原料には、化学的に高純度の酸化バリウム(B
aO)、酸化コバルト(CoO)、酸化ニオブ(Nb2
O5 )、酸化アルミ(Al2 O3 )を使用し、下記に示
す表1の組成になるように正確に評量した。The first embodiment of the present invention will be described below. Starting materials include chemically pure barium oxide (B
aO), cobalt oxide (CoO), niobium oxide (Nb 2
O 5), using the aluminum oxide (Al 2 O 3), and Hyoryou exactly as to obtain the composition shown in Table 1 shown below.
【0012】これをプラスチック製のポットミルとジル
コニアボールを用い、純水と共に20時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で1200℃の温度で3時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力1〜3t/c
m2 で直径20mm、厚さ12mmの円盤状の成形体を
作製した。This was wet-mixed with pure water for 20 hours using a plastic pot mill and zirconia balls. After dehydrating and drying this mixture, it was calcined in a magnesia container at 1200 ° C. for 3 hours in air. The calcined product was wet-pulverized in the same manner as in the mixing step, and then dehydrated and dried to obtain fine powder. A binder was added to the powder and mixed sufficiently with the powder to obtain a granulated powder. This granulated powder is molded using a mold and a hydraulic press at a molding pressure of 1 to 3 t / c.
20mm diameter in m 2, and to produce a disc-shaped body having a thickness of 12 mm.
【0013】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、1350〜1500℃の温度で5
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。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
ールマン法により測定した。The molded body thus obtained is placed in a magnesia container and heated at a temperature of 1350 to 1500 ° C. for 5 minutes.
Calcination was performed in air for a time to obtain a dielectric ceramic. After polishing this ceramic to a predetermined frequency, the dielectric properties were measured by the following method. The dielectric constant of the dielectric ceramics epsilon r and unloaded Q (Q u) was measured by hacking Coleman method.
【0014】また、共振周波数の温度係数τf は20℃
における共振周波数f(20)を基準とし、−40℃と
80℃の温度における共振周波数f(−40),f(8
0)と、温度差△T(ここでは−40℃と80℃で△T
=120℃)から、下記の(1)式に従い求めた。な
お、これらの測定における測定周波数は、約5GHzで
あった。The temperature coefficient τ f of the resonance frequency is 20 ° C.
, The resonance frequencies f (−40) and f (8) at temperatures of −40 ° C. and 80 ° C.
0) and the temperature difference ΔT (here, ΔT at −40 ° C. and 80 ° C.)
= 120 ° C) according to the following equation (1). The measurement frequency in these measurements was about 5 GHz.
【0015】 τf ={f(80)−f(−40)}/{f(20)×120} …(1) 各組成の誘電特性の測定結果を表1に示す。Τ f = {f (80) −f (−40)} / {f (20) × 120} (1) Table 1 shows the measurement results of the dielectric properties of each composition.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】なお、この表で*印を付けた試料No.
は、本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料N
o.が本発明の実施例である。図1に試料No.2から
試料No.15の範囲での主成分のモル%の関係を示
す。図1および表1の結果によれば、BaOが59.5
モル%未満になると、試料No.7のように無負荷Qが
1300と小さくなり、61.8モル%を超えると試料
No.1のようにやはり無負荷Qが小さくなり不適当で
ある。In the table, the sample Nos.
Is a comparative example outside the scope of the present invention, and other samples N
o. Are examples of the present invention. FIG. 2 to Sample No. The relationship of the mol% of the main component in the range of 15 is shown. According to the results of FIG. 1 and Table 1, BaO is 59.5.
When it is less than mol%, the sample No. 7, the no-load Q was as small as 1300, and when it exceeded 61.8 mol%, the sample No. As in the case of 1, the no-load Q is too small, which is inappropriate.
【0018】また、CoOは、19.1モル%未満にな
ると、試料No.2のように無負荷Qが小さくなり、2
0.6モル%を超えると、試料No.10、No.15
のようにやはり無負荷Qu が小さくなり不適当である。
さらに、Nb2 O5 は19.1モル%未満になると、試
料No.2、No.15のように無負荷Qが小さくな
り、20.3モル%を超えると試料No.7、No.
9、No.11のようにやはり無負荷Qu が小さくなり
不適当である。When the content of CoO is less than 19.1 mol%, the sample No. The no-load Q becomes smaller as shown in FIG.
If it exceeds 0.6 mol%, the sample no. 10, No. Fifteen
In this case, the no-load Qu is too small, which is inappropriate.
Further, when Nb 2 O 5 is less than 19.1 mol%, Sample No. 2, No. As shown in Sample No. 15, when the unloaded Q was small and exceeded 20.3 mol%, Sample No. 7, no.
9, No. As in the case of 11, the no-load Qu is also small, which is inappropriate.
【0019】したがって、BaOは59.5〜61.8
モル%の範囲、CoOは19.1〜20.6モル%の範
囲、Nb2 O5 は19.1〜20.3モル%の範囲がそ
れぞれ好適な範囲である。また、主成分に対する副成分
としてのAl2 O3 については、試料No.16〜20
に示すように、添加量が増していくと、比誘電率ε
r は、増加傾向を示すが、変化量は小さい。また、共振
周波数の温度係数τf は、Al2 O3 添加量が0.00
5モル(試料No.16)での−4.3ppm/℃か
ら、0.5モル(試料No.20)での80.5ppm
/℃へと大きくなる。Therefore, BaO is 59.5-61.8.
The preferred range is 1 mol%, the range of CoO is 19.1 to 20.6 mol%, and the range of Nb 2 O 5 is 19.1 to 20.3 mol%. For Al 2 O 3 as a subcomponent with respect to the main component, sample No. 16-20
As shown in the figure, the relative dielectric constant ε
r shows an increasing trend, but the amount of change is small. Further, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is such that the addition amount of Al 2 O 3 is 0.00
From -4.3 ppm / ° C at 5 mol (Sample No. 16) to 80.5 ppm at 0.5 mol (Sample No. 20)
/ ° C.
【0020】さらに、無負荷Qu はAl2 O3 添加量が
0.005モル(試料No.16)での10000か
ら、0.1モル(試料No.19)での4900へと小
さくなり、Al2 O3 添加量が0.5モル(試料No.
20)になると、1000と急激に小さくなり、本発明
の目的に合わなくなる。このようにAl2 O3 添加量
は、0.1モルまでが適切である。Furthermore, the 10000 in the unloaded Q u is the amount of Al 2 O 3 added is 0.005 mol (Sample No.16), reduced to 4900 in 0.1 mol (Sample No.19), The amount of Al 2 O 3 added was 0.5 mol (sample No.
In the case of 20), the value rapidly decreases to 1000, which does not meet the purpose of the present invention. Thus, the addition amount of Al 2 O 3 is suitably up to 0.1 mol.
【0021】以上のように、Bax (Coy Nbz )O
3 にAl2 O3 を添加した誘電体セラミックスは、x=
60モル%、y=20モル%、z=20モル%付近で、
主成分1モルに対してAl2 O3 を0.005モル添加
した組成において、最も大きな無負荷Qを得ることがで
きる。また、Al2 O3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変
化する。As described above, Ba x (Co y Nb z ) O
3 is a dielectric ceramic obtained by adding Al 2 O 3 to x =
Around 60 mol%, y = 20 mol%, z = 20 mol%,
In a composition in which 0.005 mol of Al 2 O 3 is added to 1 mol of the main component, the largest no-load Q can be obtained. Also, by changing the addition amount of Al 2 O 3 ,
The temperature coefficient τ f of the resonance frequency changes to an arbitrary value from negative to positive.
【0022】この第1実施例では、直径20mm、厚さ
12mmの円盤状の成形体を用いて、特性を測定してい
るが、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合
に、直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体
などの他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、
研磨により形状を変えても良い。次に、本発明の第2実
施例について説明する。In the first embodiment, the characteristics are measured using a disk-shaped molded body having a diameter of 20 mm and a thickness of 12 mm. However, when applied to a dielectric resonator or a dielectric filter, the characteristics are measured. A disk-shaped molded body having a different thickness or a molded body having another shape such as a rectangular parallelepiped may be used. Also, processing,
The shape may be changed by polishing. Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【0023】出発原料には、化学的に高純度の酸化バリ
ウム(BaO)、酸化コバルト(CoO)、酸化ニオブ
(Nb2 O5 )、酸化チタン(TiO2 )、酸化銅(C
uO)を使用し、下記に示す表2の組成になるように正
確に評量した。これをプラスチック製のポットミルとジ
ルコニアボールを用い、純水と共に20時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で1200℃の温度で3時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力1〜3t/c
m2 で直径20mm、厚さ12mmの円盤状の成形体を
作製した。Starting materials include chemically pure barium oxide (BaO), cobalt oxide (CoO), niobium oxide (Nb 2 O 5 ), titanium oxide (TiO 2 ), and copper oxide (C
uO) and accurately weighed to the composition shown in Table 2 below. This was wet-mixed with pure water for 20 hours using a plastic pot mill and zirconia balls. After dehydrating and drying this mixture, it was calcined in a magnesia container at 1200 ° C. for 3 hours in air. The calcined product was wet-pulverized in the same manner as in the mixing step, and then dehydrated and dried to obtain fine powder. A binder was added to the powder and mixed sufficiently with the powder to obtain a granulated powder. This granulated powder is molded using a mold and a hydraulic press at a molding pressure of 1 to 3 t / c.
20mm diameter in m 2, and to produce a disc-shaped body having a thickness of 12 mm.
【0024】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、1350〜1500℃の温度で5
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。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
ールマン法により測定した。The molded body thus obtained is placed in a magnesia container and heated at a temperature of 1350 to 1500 ° C. for 5 minutes.
Calcination was performed in air for a time to obtain a dielectric ceramic. After polishing this ceramic to a predetermined frequency, the dielectric properties were measured by the following method. The dielectric constant of the dielectric ceramics epsilon r and unloaded Q (Q u) was measured by hacking Coleman method.
【0025】また、共振周波数の温度係数τf は、20
℃における共振周波数f(20)を基準とし、−40℃
と80℃の温度における共振周波数f(−40)、f
(80)と、温度差△T(ここでは、−40℃と80℃
で△T=120℃)から、前記した(1)式に従い求め
た。なお、これらの測定における測定周波数は、約5G
Hzであった。The temperature coefficient τ f of the resonance frequency is 20
-40 ° C based on the resonance frequency f (20) at
And the resonance frequency f (−40) at a temperature of 80 ° C., f
(80) and the temperature difference ΔT (here, −40 ° C. and 80 ° C.)
△ T = 120 ° C.) according to the above equation (1). The measurement frequency in these measurements is about 5G
Hz.
【0026】各組成の誘電特性の測定結果を表2に示
す。Table 2 shows the measurement results of the dielectric properties of each composition.
【0027】[0027]
【表2】 [Table 2]
【0028】なお、表2で*印を付けた試料No.は本
発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料No.が
本発明の実施例である。図1に試料No.2から試料N
o.15の範囲での主成分のモル%の関係を示す。図1
および表2の結果によれば、BaOが59.5モル%未
満になると、試料No.7のように無負荷Qが900と
小さくなり、61.8モル%を超えると試料No.2の
ようにやはり無負荷Qが小さくなり不適当である。ま
た、CoOは、19.1モル%未満になると、試料N
o.2のように無負荷Qが小さくなり、20.6モル%
を超えると試料No.10、No.15のようにやはり
無負荷Qが小さくなり不適当である。The sample No. marked with * in Table 2 Is a comparative example outside the scope of the present invention, and other sample Nos. Are examples of the present invention. FIG. 2 to sample N
o. The relationship of the mol% of the main component in the range of 15 is shown. FIG.
According to the results shown in Table 2 and Table 2, when the content of BaO is less than 59.5 mol%, Sample No. As shown in Sample No. 7, the no-load Q was as small as 900, and when it exceeded 61.8 mol%, Sample No. As in the case of 2, the no-load Q is too small, which is inappropriate. Further, when CoO becomes less than 19.1 mol%, the sample N
o. 2, the unloaded Q becomes smaller, and 20.6 mol%
Exceeds the sample No. 10, No. As in the case of 15, the no-load Q is too small, which is inappropriate.
【0029】さらに、Nb2 O5 は19.1モル%未満
になると、試料No.2、No.15のように無負荷Q
が小さくなり、20.3モル%を超えると、試料No.
7、No.9、No.11のようにやはり無負荷Qが小
さくなり不適当である。したがって、BaOは59.5
〜61.8モル%の範囲、CoOは19.1〜20.6
モル%の範囲、Nb2 O5 は19.1〜20.3モル%
の範囲が、それぞれ好適な範囲である。Further, when the content of Nb 2 O 5 is less than 19.1 mol%, the sample No. 2, No. No load Q like 15
Is smaller than 20.3 mol%, sample No.
7, no. 9, No. As in the case of 11, the no-load Q is too small, which is inappropriate. Therefore, BaO is 59.5.
-61.8 mol%, CoO is 19.1-20.6.
Mol%, Nb 2 O 5 is 19.1 to 20.3 mol%
Are preferred ranges.
【0030】また、主成分に対する副成分としてのTi
O2 については、試料No.16〜20に示すように、
添加量が増していくと、比誘電率εr は、増加傾向を示
すが、変化量は小さい。また、共振周波数の温度係数τ
f は、TiO2 添加量が0.005モル(試料No.1
6)での−0.3ppm/℃から、0.5モル(試料N
o.20)での63.2ppm/℃へと大きくなる。さ
らに、無負荷QはTiO2 添加量が0.005モル(試
料No.16)での9800から、0.1モル(試料N
o.19)での4300へと小さくなり、TiO2 添加
量が0.5モル(試料No.20)になると、1400
と急激に小さくなり、本発明の目的に合わなくなる。こ
のようにTiO2 添加量は、0.1モルまでが適切であ
る。Further, Ti as a subcomponent with respect to the main component
For O 2 , sample No. As shown in 16-20,
If the amount is gradually increased, the relative dielectric constant epsilon r, as shown in the increasing trend, variation is small. Also, the temperature coefficient τ of the resonance frequency
f is 0.005 mol of TiO 2 added (Sample No. 1).
From -0.3 ppm / ° C in 6), 0.5 mol (sample N
o. 20) to 63.2 ppm / ° C. Further, the unloaded Q was changed from 9800 when the TiO 2 addition amount was 0.005 mol (sample No. 16) to 0.1 mol (sample N).
o. 19), it becomes 4300, and when the amount of TiO 2 added becomes 0.5 mol (sample No. 20), it becomes 1400.
, And it does not meet the purpose of the present invention. Thus, the addition amount of TiO 2 is suitably up to 0.1 mol.
【0031】また、主成分に対する副成分としてのCu
Oは、試料No.17、21〜26に示すように、比誘
電率εr に関しては大きな値の変動はなく、共振周波数
の温度係数τf に関しても、大きな値の変動はない。無
負荷Qは、CuO添加量が0.0005モル(試料N
o.21)での6000から、0.001モル(試料N
o.17)での8100へと大きくなるが、0.01モ
ルを超えると小さくなり、0.03モル(試料No.2
5)での4100、0.05モル(試料No.26)に
なると1900と急激に小さくなり、本発明の目的に合
わなくなる。このようにCuO添加量は、0.03モル
までが適切である。Further, Cu as a subcomponent with respect to the main component
O is the sample No. 17, 21 to 26, there is no large change in the relative dielectric constant ε r, and there is no large change in the temperature coefficient τ f of the resonance frequency. The no-load Q was measured when the CuO addition amount was 0.0005 mol (sample N
o. 21) from 6000 to 0.001 mol (sample N
o. 17), increased to 8100, but decreased to more than 0.01 mol, and decreased to 0.03 mol (sample No. 2).
When it becomes 4100 and 0.05 mol (sample No. 26) in 5), it rapidly decreases to 1900 and does not meet the purpose of the present invention. Thus, the addition amount of CuO is appropriately up to 0.03 mol.
【0032】以上のように、Bax (Coy Nbz )O
3 にTiO2 を添加した誘電体セラミックスは、x=6
0モル%、y=20モル%、z=20モル%付近で、主
成分1モルに対してTiO2 を0.005モル添加した
組成において、最も大きな無負荷Qを得ることができ
る。また、TiO2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変化す
る。CuOの添加により大きな無負荷Qを得ることがで
きる。As described above, Ba x (Co y Nb z ) O
The dielectric ceramic obtained by adding TiO 2 to 3 has x = 6
Near 0 mol%, y = 20 mol%, and z = 20 mol%, the largest unloaded Q can be obtained in a composition in which 0.005 mol of TiO 2 is added to 1 mol of the main component. Also, by changing the amount of TiO 2 added, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency changes from negative to positive to an arbitrary value. A large no-load Q can be obtained by adding CuO.
【0033】この実施例では、直径20mm、厚さ12
mmの円盤状の成形体を用いて、特性を測定している
が、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合に、
直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体など
の他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、研磨
により形状を変えても良い。なお、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。In this embodiment, the diameter is 20 mm and the thickness is 12 mm.
The characteristics are measured using a mm-shaped disk-shaped molded body, but when applied to a dielectric resonator or a dielectric filter,
A disk-shaped molded body having a different diameter and thickness or a molded body having another shape such as a rectangular parallelepiped may be used. The shape may be changed by processing or polishing. It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and these are not excluded from the scope of the present invention.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 (1)請求項1記載の誘電体セラミックスによれば、マ
イクロ波領域において比誘電率εr 及び無負荷Qが大き
く、共振周波数の温度係数τf を0ppm/℃付近とな
る組成とした場合でも、無負荷Qが大きな値を有してい
る。このため、マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フ
ィルタの小型化、低損失化にとって有効である。As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained. (1) According to the dielectric ceramic according to the first aspect, even when the composition is such that the relative dielectric constant ε r and the no-load Q are large in the microwave region and the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is around 0 ppm / ° C. , No-load Q has a large value. For this reason, it is effective for miniaturization and low loss of the dielectric resonator and the dielectric filter in the microwave band.
【0035】さらに、共振周波数の温度係数τf を正ま
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、0ppm/℃以外の値を要求され
た場合でも、Al2 O3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。Furthermore, since it is possible to easily change the temperature coefficient tau f of the resonance frequency to any positive or negative value, the relationship between the deviation and the like of other devices phase, the temperature coefficient tau f of the resonant frequency , Even when a value other than 0 ppm / ° C. is required, by changing the amount of Al 2 O 3 added,
The temperature coefficient τ f of the resonance frequency can be set to any value from negative to positive.
【0036】(2)請求項2記載の誘電体セラミックス
によれば、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び無
負荷Qが大きく、共振周波数の温度係数τf を0ppm
/℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Qが大きな
値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体共振
器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有効で
ある。(2) According to the dielectric ceramic of the second aspect, the relative dielectric constant ε r and the no-load Q are large in the microwave region, and the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is 0 ppm.
Even when the composition is close to / ° C, the no-load Q has a large value. For this reason, it is effective for miniaturization and low loss of the dielectric resonator and the dielectric filter in the microwave band.
【0037】さらに、共振周波数の温度係数τf を正ま
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が0ppm/℃以外の値を要求された
場合でも、TiO2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とするこ
とが可能である。Furthermore, since it is possible to easily change the temperature coefficient tau f of the resonance frequency to any positive or negative value, the relationship between the deviation and the like of other devices phase, the temperature coefficient tau f of the resonant frequency Even when a value other than 0 ppm / ° C. is required, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency can be changed from negative to positive by changing the amount of TiO 2 added.
【図1】本発明のかかる試料No.2から試料No.1
5の範囲での主成分のモル%の関係を示す図である。FIG. 1 shows sample No. 1 of the present invention. 2 to Sample No. 1
FIG. 6 is a diagram showing a relationship of mol% of a main component in a range of 5;
フロントページの続き (72)発明者 小野 英輝 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電 気工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−267332(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/495 CA(STN)Continuation of front page (72) Inventor Hideki Ono 1-7-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-6-267332 (JP, A) (58) Investigation Field (Int. Cl. 7 , DB name) C04B 35/495 CA (STN)
Claims (2)
(CoO)、酸化ニオブ(Nb2 O5 )より成る主成分
の組成式が、 Bax (Coy Nbz )O3 で表され、x,y,zがそ
れぞれモル%で、 59.5≦x≦61.8モル%、 19.1≦y≦20.6モル%、 19.1≦z≦20.3モル% x+y+z=100モル% の範囲にあり、前記主成分1モルに対して副成分として
0.1モル以下(但し、0モルを含まず)の酸化アルミ
ニウム(Al2 O3 )を添加してなることを特徴とする
マイクロ波用誘電体セラミックス。1. A composition formula of a main component comprising barium oxide (BaO), cobalt oxide (CoO), and niobium oxide (Nb 2 O 5 ) is represented by Ba x (Co y Nb z ) O 3 , wherein x, y and z are mol%, respectively, 59.5 ≦ x ≦ 61.8 mol%, 19.1 ≦ y ≦ 20.6 mol%, 19.1 ≦ z ≦ 20.3 mol% x + y + z = 100 mol% Microwave, characterized in that 0.1 mol or less (but not 0 mol) of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is added as a subcomponent to 1 mol of the main component. For dielectric ceramics.
(CoO)、酸化ニオブ(Nb2 O5 )より成る主成分
の組成式が、 Bax (Coy Nbz )O3 で表され、x,y,zがそ
れぞれモル%で、 59.5≦x≦61.8モル%、 19.1≦y≦20.6モル%、 19.1≦z≦20.3モル% x+y+z=100モル% の範囲に有り、前記主成分1モルに対して副成分として
0.1モル以下(但し、0モルを含まず)の酸化チタン
(TiO2 )及び0.03モル以下(但し、0モルを含
まず)の酸化銅(CuO)を添加してなることを特徴と
するマイクロ波用誘電体セラミックス。2. A composition formula of a main component comprising barium oxide (BaO), cobalt oxide (CoO), and niobium oxide (Nb 2 O 5 ) is represented by Ba x (Co y Nb z ) O 3 , wherein x, y and z are mol%, respectively, 59.5 ≦ x ≦ 61.8 mol%, 19.1 ≦ y ≦ 20.6 mol%, 19.1 ≦ z ≦ 20.3 mol% x + y + z = 100 mol% 0.1 mol or less (but not 0 mol) of titanium oxide (TiO 2 ) and 0.03 mol or less (but not including 0 mol) as subcomponents per 1 mol of the main component. A) dielectric ceramics for microwaves, characterized by adding copper oxide (CuO).
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| JP07069631A JP3076216B2 (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Dielectric ceramics for microwave |
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| JPH08259325A JPH08259325A (en) | 1996-10-08 |
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