JP3301651B2 - 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
- Publication number
- JP3301651B2 JP3301651B2 JP16011693A JP16011693A JP3301651B2 JP 3301651 B2 JP3301651 B2 JP 3301651B2 JP 16011693 A JP16011693 A JP 16011693A JP 16011693 A JP16011693 A JP 16011693A JP 3301651 B2 JP3301651 B2 JP 3301651B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- relationship
- porcelain composition
- graph showing
- firing temperature
- dielectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
組成物に関し、更に詳しく言えば、無負荷Q(以下、単
にQuという。)及び比誘電率(以下、単にεr とい
う。)を高い値で維持しつつ、共振周波数の温度係数
(以下、単にτf という。)をゼロに近づけることがで
き、更にSnO2 の置換量を加減することによって、τ
f をゼロを中心としてプラス側とマイナス側に任意に制
御でき、焼結密度が大きく、また焼成温度による性能の
バラツキが少ないマイクロ波誘電体磁器組成物に関する
ものである。本発明は、マイクロ波領域において誘電体
共振器、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等に利用される。
に誘電体磁器組成物という。)は、使用周波数が高周波
となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので、
マイクロ周波数領域でQuの大きな誘電体磁器組成物が
望まれている。従来の誘電体磁器材料としては、結晶構
造がペロブスカイト相とイルメナイト相との2相を含む
誘電体磁器組成物(特開平2−129065号公報)、
MgTiO3 とTiO2 に所定量のCaTiO3 を含有
した誘電体磁器組成物(特開昭52−118599号公
報)等が知られている。
磁器組成物ではNd2 O3 、La2 O3 、PbO、Zn
O等の他成分が多く含まれる上、Quも必ずしも大きな
値とは言えない。後者の誘電体磁器組成物では、TiO
2 を必須成分として含み、CaTiO3 の混合量が3〜
10重量%の範囲においてはτf が+87〜−100と
大きく変化し、0付近の小さな値に調整すること(特に
微調整すること)が困難である等の問題があった。
り、Qu及びεr を実用的な特性範囲に維持しつつ、τ
f をゼロに近づける又はゼロを中心としてプラス側とマ
イナス側の所望の値に任意に制御でき、焼結密度が大き
く、また焼成温度による性能のバラツキが少ない誘電体
磁器組成物を提供することを目的とする。
器組成物において、高いQu及びεr を維持しつつ、τ
f をゼロに近づけることができ、且つ焼成温度を変えて
も安定した品質を備える組成について種々検討した結
果、SnO2 の置換量を加減することによりこの欠点が
解消されることを見出して、本発明を完成するに至った
のである。
g(Tiy,Sn(1-y) )O3 −(1−x)Ca(Tiy,
Sn(1-y) )O3 〔x=0.93〜0.95、y=0.
80〜0.95〕からなることを特徴とする。上記xが
0.93より小さいと、Quが小さくなり、逆に0.9
5を越えると、τf が大きな負の値をとるため、好まし
くないからである。また、上記yが0.80より小さい
と、εr が小さくなり、逆に0.95を越えると、τf
の焼成温度によるバラツキが大きくなるため、好ましく
ないからである。
且つ1375〜1425℃にて焼成した場合には、表1
に示すように、Quが3880〜3950、τf が−
6.44〜−0.20ppm/℃、εr が20.17〜
20.39、焼結密度が3.98〜4.01g/cm3
であり、50℃という温度範囲内で焼成しても、各性能
のバラツキが少ないとともに優れた性能を示している。
更に、焼成温度が1400℃の場合では、τf が−0.
20ppm/℃と大変好ましく、τf の微調整も極めて
容易である。以上より、SnO2 の置換量及び適正で且
つ広い焼成温度範囲において、これらの性能に優れ且つ
そのバランスのとれたものとなるとともに、τf の微調
整も容易なものとなる。
る。MgO粉末(純度;99.4%)、CaOとしてC
aCO3 粉末(純度;99%)、TiO2 粉末(純度;
99.98%)、SnO2 粉末(純度;99.3%)を
出発原料として、表1、2及び図1〜21に示すよう
に、組成式xMg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −(1−
x)Ca(Tiy,Sn(1-y) )O3 〔x=0.93〜
0.95、y=0.8〜1.0〕の各xとyが変化した
組成になるように、所定量(全量として約500g)を
秤量、混合した。尚、表1及び表2は上記各xとyを変
化させた時の誘電特性を示す。
〜30分)及び一次粉砕を施した後、大気雰囲気中にて
1100℃の温度で2時間仮焼した。次いで、この仮焼
粉末に適量の有機バインダー(29g)と水(300〜
400g)を加え、20mmφのアルミナボールで、9
0rpm、23時間粉砕した。その後、真空凍結乾燥
(約0.4Torr、40〜50℃、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19mmφ×11mmt(厚さ)の円柱状
に成形した。次に、この成形体を大気中、500℃、3
時間にて脱脂し、その後、1325〜1450℃の範囲
の各温度で、4時間焼成し、最後に両端面を約16mm
φ×8mmt(厚さ)の円柱状に研磨して、誘電体試料
(表1のNo.1〜24、表2のNo.1〜26)とし
た。
体円柱共振器法(TE011 MODE)等により、εr 、
Quを、25℃の時の共振周波数f25℃と80℃の時の
共振周波数f80℃からτf [=(f80℃−f25℃)/
(55℃×f25℃)]を、更に、アルキメデス法により焼
結密度を測定した。尚、共振周波数は6GHzである。
これらの結果を表1、2及び図1〜21に示す。また、
一例として、0.94Mg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −
0.06Ca(Tiy,Sn(1-y) )O3 のyがそれぞれ
0.8、0.9、1.0の場合の磁器組成物(1400
℃で4時間焼成)についてのX線回折の結果を図23に
示す。
n(1-y) )O3 −(1−x)Ca(Tiy,Sn(1-y) )
O3 のxが大きいとεr 及びτf は小さくなる傾向にあ
るが、逆にQu値は大きくなる傾向にある。焼結密度は
ほぼ一定で焼成温度が高いほど大きくなる傾向にある。
また、yを変える場合、Quはyが0.8から0.9に
なるに従って大きくなるものの、yが1.0の場合は逆
に小さくなる傾向にあり、特に焼成温度が1400℃及
び1425℃と高い場合はその低下が大きい(図7、1
1及び15)。また、εr はyが0.8から1.0にな
るに従って大きくなる傾向にあるものの、そのバラツキ
は小さい(図8、12及び16)。更に、τf は、yが
0.8から1.0になるに従って大きくなる傾向にある
(図9、13及び17)。尚、特に焼成温度が1400
℃及び1425℃と高い場合は逆に低下する傾向にある
(図9、13及び17)。また、焼結密度は、yが0.
8から1.0になるに従って小さくなる傾向にあり、特
にyが1.0の場合は大きく低下する傾向にある(図1
0、14及び18)。更に、本発明の組成範囲において
は、焼成温度が1350〜1450℃の範囲では、Q
u、εr 及びτf の変動は極めて小さく、焼成温度によ
る性能のバラツキが著しく小さいことを示している(図
19〜21)。一方、yが1.0の比較例では、焼成温
度による性能の変動が著しく大きく、特にQu及びτf
の変動が著しく大きい(図19〜21)。
合は、例えば焼成温度が1400℃の場合をとると、τ
f が−0.20ppm/℃、εr が20.39、Quが
3890、焼結密度が4.01であり、特に優れた性能
バランスを示す。また、焼成温度を1375〜1425
℃とした場合は、Qu、εr 、τf 及び焼結密度のいず
れも、そのバラツキが極めて小さく(順次、3880〜
3950、20.17〜20.39、−6.44〜−
0.20ppm/℃、3.98〜4.01g/c
m3 )、所望の品質のものを安定して得ることができ
る。従って、SnO2 置換量及び焼成温度を変えても、
極めて安定した品質のものを製造できるし、τf の微調
整も極めて容易である。
による分析方法によれば、本発明品の構造は、MgTi
O3 (○)とCaTiO3 (●)を含んでいるが、Sn
O2との化合物は検知されなかった。また、Snが多く
なる(即ちyが小さくなる)につれピークの2θが全体
的に低角度側にシフトしていくが、これはMgTiO3
やCaTiO3 のTi4+の位置にSn4+が置換し、一部
がMg(Ti,Sn)O3 やCa(Ti,Sn)O3 を
形成しているためと考えられる。
によれば、図22に示すように、焼成温度の上昇ととも
に粒子径が大きくなり(1350℃;4.29μm、1
400℃;5.10μm、1450℃;6.85μm、
いずれもIntercept 法により測定。)破断面組織はいず
れも粒内破壊を示した。焼結体表面組織は直径20〜3
0μmの大粒子と5μmほどの小粒子とに分かれるが、
EDS分析の結果、どちらにもMg、Ca、Ti、Sn
が似たようなパターンで検出され組成の偏りは見られな
かった。Ti、Snともほぼ均一に分布しているものと
考えられる。
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。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、CaOとなる原料も上記CaC
O3 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用いる
こともできる。他の酸化物についても同様に、加熱によ
り酸化物となる他種化合物を用いることができる。
物は、Qu及びεr を実用的な(高い)特性範囲に維持
しつつ、SnO2 の置換量を加減することによって、τ
f をゼロに近づける又はゼロを中心としてプラス側とマ
イナス側の所望の値に任意に制御できるとともに、τf
を0付近に安定して調節できる。更に、焼結密度が大き
く、広い温度範囲内において焼成温度を種々変動させて
も、バラツキが小さく高品質なものとすることができ
る。
g(Ti0.8,Sn0.2)O3 −(1−x)Ca(Ti0.8,
Sn0.2)O3 〕磁器組成物において、xとQuとの関係
を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
g(Ti0.9,Sn0.1)O3 −(1−x)Ca(Ti0.9,
Sn0.1)O3 〕磁器組成物において、xとQuとの関係
を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
93Mg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −0.07Ca(T
iy,Sn(1-y) ) O3 〕磁器組成物において、yとQu
との関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
密度との関係を示すグラフである。
〔0.94Mg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −0.06C
a(Tiy,Sn(1-y) ) O3 〕磁器組成物において、y
とQuとの関係を示すグラフである。
r との関係を示すグラフである。
f との関係を示すグラフである。
結密度との関係を示すグラフである。
〔0.95Mg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −0.05C
a(Tiy,Sn(1-y) ) O3 〕磁器組成物において、y
とQuとの関係を示すグラフである。
r との関係を示すグラフである。
f との関係を示すグラフである。
結密度との関係を示すグラフである。
x)Ca(Tiy,Sn(1-y) ) O3 〕磁器組成物におい
て、焼成温度とQuとの関係を示すグラフである。
度とεr との関係を示すグラフである。
度とτf との関係を示すグラフである。
0.06Ca(Ti0.9,Sn0.1)O3 〕磁器組成物にお
いて、焼成温度と平均粒径との関係を示すグラフであ
る。
0.06Ca(Tiy,Sn(1-y)) O3 〕磁器組成物の
X線回折結果を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 xMg(Tiy,Sn(1-y) )O3 −(1
−x)Ca(Tiy,Sn(1-y) )O3 〔x=0.93〜
0.95、y=0.80〜0.95〕からなることを特
徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16011693A JP3301651B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16011693A JP3301651B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06349334A JPH06349334A (ja) | 1994-12-22 |
JP3301651B2 true JP3301651B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=15708213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16011693A Expired - Lifetime JP3301651B2 (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3301651B2 (ja) |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP16011693A patent/JP3301651B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06349334A (ja) | 1994-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3028503B2 (ja) | 非還元性誘電体磁器組成物 | |
JP2934639B2 (ja) | 誘電体セラミック組成物 | |
US5561090A (en) | Dielectric ceramic composition for high frequencies and method for preparation of the same | |
JP2974829B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP3179916B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP3301651B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP2000086338A (ja) | 誘電体セラミックス | |
US5272122A (en) | BaO-xTiO2 dielectric ceramic composition | |
JP3436770B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 | |
JP3027031B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物およびその製造方法 | |
JP3162208B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
US4442220A (en) | Dielectric ceramics | |
JP3100178B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP3212704B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP3179901B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP2974823B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JPH06239663A (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物及びその製造方法 | |
JPH07315924A (ja) | 圧電磁器組成物 | |
JPH0692727A (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
EP0916631B1 (en) | Microwave dielectric porcelain composition | |
JP3120191B2 (ja) | 高周波用誘電体磁器組成物 | |
JP3550414B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物の製造方法 | |
JPH06199567A (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 | |
JP3322739B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物及びその製造方法 | |
JP3100182B2 (ja) | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080426 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090426 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100426 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110426 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110426 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120426 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130426 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130426 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140426 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |