JP3359427B2 - High frequency dielectric ceramic composition - Google Patents

High frequency dielectric ceramic composition

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JP3359427B2 JP20347194A JP20347194A JP3359427B2 JP 3359427 B2 JP3359427 B2 JP 3359427B2 JP 20347194 A JP20347194 A JP 20347194A JP 20347194 A JP20347194 A JP 20347194A JP 3359427 B2 JP3359427 B2 JP 3359427B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波、ミリ波等
の高周波領域において高い誘電率及び高いQ値を有する
新規な誘電体磁器組成物であって、例えば、誘電体共振
器,誘電体基板,誘電体導波線路,誘電体アンテナ、コ
ンデンサ等に最適な誘電体磁器組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a novel dielectric ceramic composition having a high dielectric constant and a high Q value in a high frequency region such as a microwave and a millimeter wave. The present invention relates to a dielectric ceramic composition most suitable for a substrate, a dielectric waveguide, a dielectric antenna, a capacitor, and the like.

【0002】[0002]

【従来技術】マイクロ波やミリ波等の高周波領域におい
て、誘電体磁器は誘電体共振器やMIC用誘電体基板等
に広く利用されている。
2. Description of the Related Art In the high frequency region such as microwaves and millimeter waves, dielectric ceramics are widely used for dielectric resonators, MIC dielectric substrates, and the like.

【0003】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えば、MgTiO3 −CaTiO3 系材料が知られて
いる。このような材料は、誘電率が20程度、1GHz
に換算したQ値が20000程度の特性を有している。
[0003] Conventionally, as this kind of dielectric porcelain,
For example, MgTiO 3 -CaTiO 3 based materials are known. Such a material has a dielectric constant of about 20 and 1 GHz.
It has a characteristic that the Q value converted to is about 20,000.

【0004】また、例えば、特公昭59−48483号
公報に開示されるように、モル比による組成式をxBa
O・yZnO・zNb2 5 と表わした時、0.50≦
x≦0.75、0.10≦y≦0.30、0.10≦z
≦0.30を満足するものがある。このような誘電体磁
器では、誘電率が30〜36、1GHzに換算したQ値
が36000〜39000という特性を有している。
Further, for example, as disclosed in JP-B-59-48483, a composition formula based on a molar ratio is expressed as xBa.
When expressed as O.yZnO.zNb 2 O 5 , 0.50 ≦
x ≦ 0.75, 0.10 ≦ y ≦ 0.30, 0.10 ≦ z
Some satisfy ≦ 0.30. Such a dielectric porcelain has the characteristic that the dielectric constant is 30 to 36, and the Q value converted to 1 GHz is 36000 to 39000.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする問題点】しかしながら、近年
では使用機器の多用化により使用周波数がより高くな
り、このような高周波領域での誘電特性、特に高Q値が
要求されるようになっているが、前述したような従来の
誘電体材料では未だ実用的レベルの高Q値が得られてい
ないのが現状であった。
However, in recent years, the frequency of use has become higher due to the diversification of equipment used, and dielectric properties in such a high-frequency region, particularly a high Q value, have been required. However, at present, the conventional dielectric materials as described above have not yet obtained a practically high Q value.

【0006】従って、本発明は高周波領域において高い
Q値および高い比誘電率を有する新規な誘電体磁器組成
物を提供することを目的とするものである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a novel dielectric ceramic composition having a high Q value and a high relative dielectric constant in a high frequency region.

【0007】[0007]

【問題点を解決するための手段】本発明の高周波用誘電
体磁器組成物は、金属元素として少なくともBa、Z
n、Nb、Wを含有する複合酸化物であって、これらの
金属元素のモル比による組成式をaBaO・bZnO・
cNb2 5 ・dWO3 と表した時、前記a,b,c,
dが、0.40≦a≦0.70、0.10≦b≦0.3
5、0<c≦0.30、0<d≦0.35、0.14≦
c+d≦0.36、a+b+c+d=1.00を満足す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The dielectric ceramic composition for high frequencies of the present invention comprises at least Ba, Z
A composite oxide containing n, Nb, and W, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bZnO.
When expressed as cNb 2 O 5 .dWO 3 , a, b, c,
d is 0.40 ≦ a ≦ 0.70, 0.10 ≦ b ≦ 0.3
5, 0 <c ≦ 0.30, 0 <d ≦ 0.35, 0.14 ≦
c + d ≦ 0.36 and a + b + c + d = 1.00 are satisfied.

【0008】また、金属元素として少なくともBa、Z
n、Nb、W、Taを含有する複合酸化物であって、こ
れらの金属元素のモル比による組成式をaBaO・bZ
nO・cNb2 5 ・dWO3 ・eTa2 5 と表した
時、前記a,b,c,d、eが0.40≦a≦0.7
0、0.10≦b≦0.35、0<c≦0.30、0<
d≦0.35、0<e≦0.30、0.16≦c+e≦
0.31、a+b+c+d+e=1.00を満足する高
周波用誘電体磁器組成物である。
Further, at least Ba, Z
A composite oxide containing n, Nb, W, and Ta, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bZ
When expressed as nO.cNb 2 O 5 .dWO 3 .eTa 2 O 5 , said a, b, c, d and e are 0.40 ≦ a ≦ 0.7
0, 0.10 ≦ b ≦ 0.35, 0 <c ≦ 0.30, 0 <
d ≦ 0.35, 0 <e ≦ 0.30, 0.16 ≦ c + e ≦
This is a high frequency dielectric ceramic composition satisfying 0.31, a + b + c + d + e = 1.00.

【0009】本発明の誘電体磁器組成物において、Ba
Oのモル比を0.40≦a≦0.70に設定したのは、
aが0.40よりも小さい場合にはQ値が低下したり、
焼結が困難になる傾向があり、0.70よりも大きい場
合には焼結が困難となる傾向にあるからである。特に、
0.44≦a≦0.63とすることが好ましい。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, Ba
The molar ratio of O was set to 0.40 ≦ a ≦ 0.70 because
When a is smaller than 0.40, the Q value decreases,
This is because sintering tends to be difficult, and when it is larger than 0.70, sintering tends to be difficult. In particular,
It is preferable that 0.44 ≦ a ≦ 0.63.

【0010】また、ZnOのモル比を0.10≦b≦
0.35としたのは、bが0.10よりも少ない場合に
は焼結が困難となり、或いはQ値が低下するからであ
り、0.35より大きい場合にはQ値が低下したり、焼
結が困難になるからである。特に、0.16≦b≦0.
35とすることが好ましい。
Further, the molar ratio of ZnO is 0.10 ≦ b ≦
The reason for setting the value to 0.35 is that when b is less than 0.10, sintering becomes difficult or the Q value decreases. When b is more than 0.35, the Q value decreases, This is because sintering becomes difficult. In particular, 0.16 ≦ b ≦ 0.
It is preferably 35.

【0011】Nb2 5 のモル比を0<c≦0.30と
したのは、cが0.30よりも大きい場合にはQ値が低
下し、焼結が困難となるからである。
The reason for setting the molar ratio of Nb 2 O 5 to 0 <c ≦ 0.30 is that when c is larger than 0.30, the Q value decreases and sintering becomes difficult.

【0012】WO3 のモル比を0<d≦0.35とした
のは、dが0.35より大きい場合にはQ値が低下し、
焼結不良となるからである。特に0.003<d≦0.
25とすることが好ましい。
The reason why the molar ratio of WO 3 is 0 <d ≦ 0.35 is that when d is larger than 0.35, the Q value decreases,
This is because sintering becomes poor. In particular, 0.003 <d ≦ 0.
It is preferably 25.

【0013】さらに、Ta2 5 のモル比を0<e≦
0.30としたのは、eが0.30よりも大きい場合に
は焼結が困難となるからである。
Further, when the molar ratio of Ta 2 O 5 is 0 <e ≦
The reason for setting it to 0.30 is that sintering becomes difficult when e is larger than 0.30.

【0014】また、c+dの値を0.14≦c+d≦
0.36、c+eの値を0.16≦c+e≦0.31と
したのは、c+dやc+eの値がこの範囲外となるとQ
値が低下したり、焼結不良となるからである。
Further, the value of c + d is set to be 0.14 ≦ c + d ≦
The reason for setting the value of 0.36 and c + e to be 0.16 ≦ c + e ≦ 0.31 is that if the value of c + d or c + e is out of this range, Q
This is because the value decreases or sintering becomes poor.

【0015】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、組
成式をaBaO・bZnO・cNb2 5 ・dWO3
eTa2 5 と表した時、a,b,c,d、eが0.4
4≦a≦0.63、0.16≦b≦0.35、0<c≦
0.30、0.003<d≦0.25、0<e≦0.3
0、0.16≦c+e≦0.31、a+b+c+d+e
=1.00を満足することが望ましい。
The high frequency dielectric ceramic composition of the present invention has a composition formula of aBaO.bZnO.cNb 2 O 5 .dWO 3.
When expressed as eTa 2 O 5 , a, b, c, d, and e are 0.4
4 ≦ a ≦ 0.63, 0.16 ≦ b ≦ 0.35, 0 <c ≦
0.30, 0.003 <d ≦ 0.25, 0 <e ≦ 0.3
0, 0.16 ≦ c + e ≦ 0.31, a + b + c + d + e
= 1.00 is desirable.

【0016】また、本発明の誘電体材料は、Ba、Z
n、Nb、W或いはBa、Zn、Nb、W、Taを含有
する複合酸化物であり、主にペロブスカイト型結晶相か
らなるものであって、他にペロブスカイト型結晶相以外
のものを含んでも良い。このような結晶を有する材料
は、それ自体焼結体等の多結晶体でも或いは単結晶体の
いずれの形態でも良い。
Further, the dielectric material of the present invention comprises Ba, Z
A composite oxide containing n, Nb, W or Ba, Zn, Nb, W, Ta, which is mainly composed of a perovskite-type crystal phase, and may contain other than a perovskite-type crystal phase. . The material having such a crystal may be in any form of a polycrystal such as a sintered body or a single crystal.

【0017】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばBa、Zn、Nb、W或いはTaの酸化物あ
るいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の
金属塩を原料として用い、これらを前述した範囲になる
ように秤量した後、ボールミルで湿式粉砕し、脱水乾燥
する。この後、混合物を500〜1500℃で0.1〜
100時間仮焼処理し、仮焼物をボールミルに入れ,溶
媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、造粒ある
いは整粒する。或いは、Ba、Zn、Nbの酸化物ある
いは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金
属塩、またはこれにTaの酸化物あるいは焼成により酸
化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料
粉末と、Ba、Zn、Wの酸化物あるいは焼成により酸
化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ
別々に調合、粉砕、仮焼し、これらの仮焼物をボールミ
ルに共に入れ,溶媒および有機バインダーとともに混合
粉砕し、造粒あるいは整粒する。そして、例えば、所定
の圧力でプレス成形し所定の形状に成形し、大気中にお
いて1200〜1750℃で0.1〜200時間焼成す
ることにより相対密度90%以上の誘電体磁器を得るこ
とができる。
As a method for producing a porcelain based on the present invention, for example, an oxide of Ba, Zn, Nb, W or Ta or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide by firing is used as a raw material. Is weighed so as to be in the above-mentioned range, then wet-pulverized by a ball mill, and dehydrated and dried. After this, the mixture is heated at 500-1500C for 0.1-
After calcining for 100 hours, the calcined product is put into a ball mill, mixed and pulverized with a solvent and an organic binder, and granulated or sized. Alternatively, oxides of Ba, Zn, and Nb or metal salts such as carbonates and nitrates that form oxides by firing, or oxides of Ta or metal salts such as carbonates and nitrates that generate oxides by firing. , And powders of Ba, Zn, and W or metal salts such as carbonates and nitrates that generate oxides by firing are separately prepared, pulverized, and calcined, and these calcined products are subjected to ball milling. , Mixed and pulverized with a solvent and an organic binder, and granulated or sized. Then, for example, it is possible to obtain a dielectric porcelain having a relative density of 90% or more by press-molding at a predetermined pressure to form into a predetermined shape and firing in the air at 1200 to 1750 ° C. for 0.1 to 200 hours. .

【0018】また、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は、金属元素として少なくともBa、Zn、Nb、M
g、W、Taを含有する複合酸化物であって、これらの
金属元素のモル比による組成式をaBaO・bZnO・
cNb2 5 ・dMgO・eWO3 ・fTa2 5 と表
した時、前記a,b,c,d,e,fが、0.43≦a
≦0.68、0.01≦b≦0.30、0≦c≦0.3
0、0<d≦0.35、0<e≦0.35、0<f≦
0.30、0.50≦(b+d)/(c+e+f)≦
1.60、a+b+c+d+e+f=1.00を満足す
るものである。
The high frequency dielectric ceramic composition of the present invention contains at least Ba, Zn, Nb, M
g, W, and Ta are composite oxides, and the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bZnO.
When expressed as cNb 2 O 5 .dMgO.eWO 3 .fTa 2 O 5 , a, b, c, d, e, and f are 0.43 ≦ a
≦ 0.68, 0.01 ≦ b ≦ 0.30, 0 ≦ c ≦ 0.3
0, 0 <d ≦ 0.35, 0 <e ≦ 0.35, 0 <f ≦
0.30, 0.50 ≦ (b + d) / (c + e + f) ≦
1.60, a + b + c + d + e + f = 1.00.

【0019】本発明の誘電体磁器組成物において、Ba
Oのモル比を0.43≦a≦0.68に設定したのは、
aが0.43よりも小さく、0.68よりも大きい場合
には焼結不良となるからである。特に、0.52≦a≦
0.62とすることが好ましい。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, Ba
The reason for setting the molar ratio of O to 0.43 ≦ a ≦ 0.68 is that
This is because if a is smaller than 0.43 and larger than 0.68, sintering failure occurs. In particular, 0.52 ≦ a ≦
Preferably, it is 0.62.

【0020】また、ZnOのモル比を0.01≦b≦
0.30としたのは、bが0.01よりも小さい場合に
は、Q値が低下し、0.30よりも大きい場合には、焼
結不良となるからである。このZnOは、0.08≦b
≦0.21であることが望ましい。
Further, the molar ratio of ZnO is 0.01 ≦ b ≦
The reason for setting the value to 0.30 is that when b is smaller than 0.01, the Q value decreases, and when b is larger than 0.30, sintering failure occurs. This ZnO is 0.08 ≦ b
It is desirable that ≦ 0.21.

【0021】Nb2 5 のモル比を0≦c≦0.30と
したのは、0.30より大きい場合には焼結不良となる
からである。特に、Nb2 5 のモル比cは0.001
≦c≦0.11とすることが好ましい。
The reason for setting the molar ratio of Nb 2 O 5 to 0 ≦ c ≦ 0.30 is that if it is larger than 0.30, sintering will be defective. In particular, the molar ratio c of Nb 2 O 5 is 0.001.
It is preferable that ≦ c ≦ 0.11.

【0022】MgOのモル比を0<d≦0.35とした
のは、dが0.35よりも大きい場合には焼結不良とな
るからであり、d=0ではQ値や比誘電率が低下するか
らである。このMgOは、特に、0.001≦d≦0.
150とすることが好ましい。
The reason why the molar ratio of MgO is set to 0 <d ≦ 0.35 is that when d is larger than 0.35, sintering becomes defective. Is reduced. This MgO is, in particular, 0.001 ≦ d ≦ 0.
It is preferably 150.

【0023】WO3 のモル比を0<e≦0.35とした
のは、eが0.35より大きい場合には焼結不良となる
からであり、e=0ではQ値や比誘電率が低下するから
である。特に0.001≦e≦0.150とすることが
好ましい。
The reason why the molar ratio of WO 3 is set to 0 <e ≦ 0.35 is that if e is larger than 0.35, sintering failure occurs. Is reduced. In particular, it is preferable that 0.001 ≦ e ≦ 0.150.

【0024】Ta2 5 のモル比を0<f≦0.30と
したのは、fが0.30より大きい場合には焼結不良と
なるからであり、f=0ではQ値や比誘電率が低下する
からである。特に0.08≦f≦0.20とすることが
好ましい。
The reason for setting the molar ratio of Ta 2 O 5 to 0 <f ≦ 0.30 is that when f is larger than 0.30, sintering is poor, and when f = 0, the Q value and the ratio This is because the dielectric constant decreases. In particular, it is preferable that 0.08 ≦ f ≦ 0.20.

【0025】また、0.50≦(b+d)/(c+e+
f)≦1.60としたのは、この範囲外ではQ値が低下
したり、焼結不良となるからである。
Also, 0.50 ≦ (b + d) / (c + e +
f) ≦ 1.60 because the Q value is reduced or the sintering is poor outside this range.

【0026】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、組
成式をaBaO・bZnO・cNb2 5 ・dMgO・
eWO3 ・fTa2 5 と表した時、a,b,c,d,
e,fが、0.52≦a≦0.62、0.08≦b≦
0.21、0.001≦c≦0.11、0.001≦d
≦0.150、0.001≦e≦0.150、0.08
≦f≦0.20、0.50≦(b+d)/(c+e+
f)≦1.60、a+b+c+d+e+f=1.00を
満足することが望ましい。
The high frequency dielectric ceramic composition of the present invention has a composition formula of aBaO.bZnO.cNb 2 O 5 .dMgO.
When expressed as eWO 3 · fTa 2 O 5 , a, b, c, d,
e and f are 0.52 ≦ a ≦ 0.62, 0.08 ≦ b ≦
0.21, 0.001 ≦ c ≦ 0.11, 0.001 ≦ d
≦ 0.150, 0.001 ≦ e ≦ 0.150, 0.08
≦ f ≦ 0.20, 0.50 ≦ (b + d) / (c + e +
f) It is desirable to satisfy 1.60 and a + b + c + d + e + f = 1.00.

【0027】本発明の誘電体材料は、Ba、Zn、N
b、Mg、W、Taを含有する複合酸化物であり、主に
ペロブスカイト型結晶相からなるものであって、他にペ
ロブスカイト型結晶相以外のものを含んでも良い。この
ような結晶を有する材料は、それ自体焼結体等の多結晶
体或いは単結晶体のいずれの形態でも良い。本発明の誘
電体磁器中にペロブスカイト型結晶相以外のものを含む
場合は、X線回折により同定されるペロブスカイト型結
晶相の主ピークに対するペロブスカイト型結晶相以外の
結晶相の主ピークの強度比は10%以下であることが望
ましい。
The dielectric material of the present invention comprises Ba, Zn, N
This is a composite oxide containing b, Mg, W, and Ta, which is mainly composed of a perovskite-type crystal phase, and may further contain a substance other than the perovskite-type crystal phase. The material having such a crystal may be in any form of a polycrystal such as a sintered body or a single crystal. When the dielectric ceramic of the present invention contains other than the perovskite-type crystal phase, the intensity ratio of the main peak of the crystal phase other than the perovskite-type crystal phase to the main peak of the perovskite-type crystal phase is identified by X-ray diffraction. It is desirable that it is 10% or less.

【0028】また、例えば、Al,Fe,Pb,Mn,
Si,V,La,Sb,Ca,Zr等の元素またはこれ
らの化合物のうち少なくとも一種以上を全量に対して1
0モル%以下含有しても良い。
Further, for example, Al, Fe, Pb, Mn,
Elements such as Si, V, La, Sb, Ca, Zr, or at least one of these compounds are added in an amount of 1 to the total amount.
You may contain 0 mol% or less.

【0029】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えば、Ba、Zn、Nb、Mg、W、Taの酸化
物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩
等の金属塩を原料として用い、これらを前述した範囲に
なるように秤量した後、ボールミルで湿式粉砕し、脱水
乾燥する。Ba、Zn、Nb、Mg、W、Taの他に、
例えば、Ni,Co,Y,Al,Fe,Pb,Mn,S
i,V,La,Sb,Ca,Zr等の元素またはこれら
の化合物のうち少なくとも一種以上を全量に対して10
モル%以下添加しても良い。
As a method for producing a porcelain based on the present invention, for example, an oxide of Ba, Zn, Nb, Mg, W, or Ta or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide by firing is used as a raw material. These are weighed so as to be in the above-mentioned range, then wet-pulverized by a ball mill, and dehydrated and dried. In addition to Ba, Zn, Nb, Mg, W and Ta,
For example, Ni, Co, Y, Al, Fe, Pb, Mn, S
Elements such as i, V, La, Sb, Ca, Zr or at least one of these compounds are added to the total amount by 10%.
You may add below mol%.

【0030】この後、混合物を500〜1500℃で
0.1〜100時間仮焼処理し、仮焼物をボールミルに
入れ,溶媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、
造粒あるいは整粒する。そして、例えば、所定の圧力で
プレス成形し所定の形状に成形し、酸素を1体積%以上
含有する雰囲気中において1200〜1750℃で0.
1〜200時間焼成することにより本発明の誘電体磁器
を得ることができる。
Thereafter, the mixture is calcined at 500 to 1500 ° C. for 0.1 to 100 hours, and the calcined product is put in a ball mill and mixed and pulverized with a solvent and an organic binder.
Granulate or size. Then, for example, press molding is performed at a predetermined pressure to form a predetermined shape, and the pressure is adjusted to 0.1 to 1750 ° C. in an atmosphere containing 1% by volume or more of oxygen.
By firing for 1 to 200 hours, the dielectric ceramic of the present invention can be obtained.

【0031】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、金
属元素として少なくともBa、Y、Nb、Mg、W、T
aを含有する複合酸化物であって、これらの金属元素の
モル比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cNb2
5 ・dMgO・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、
前記a,b,c,d,e,fが、0.40≦a≦0.7
6、0<b≦0.26、0<c≦0.26、0≦d≦
0.35、0≦e≦0.35、0≦f≦0.25、0.
60≦(b+d)/(c+e+f)≦1.50、d+e
+f>0、a+b+c+d+e+f=1.00を満足す
るものである。
The high frequency dielectric ceramic composition of the present invention comprises at least Ba, Y, Nb, Mg, W, T
a is a composite oxide containing a, and the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bY 2 O 3 .cNb 2
When expressed as O 5 · dMgO · eWO 3 · fTa 2 O 5,
A, b, c, d, e, and f are 0.40 ≦ a ≦ 0.7.
6, 0 <b ≦ 0.26, 0 <c ≦ 0.26, 0 ≦ d ≦
0.35, 0 ≦ e ≦ 0.35, 0 ≦ f ≦ 0.25, 0.
60 ≦ (b + d) / (c + e + f) ≦ 1.50, d + e
+ F> 0 and a + b + c + d + e + f = 1.00 are satisfied.

【0032】本発明の誘電体磁器組成物において、Ba
Oのモル比を0.40≦a≦0.76に設定したのは、
aが0.40よりも小さい場合にはQ値が低下したり、
焼結が困難になる傾向があり、0.76よりも大きい場
合には焼結が困難となるからである。特に、0.45≦
a≦0.71とすることが好ましい。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, Ba
The molar ratio of O was set to 0.40 ≦ a ≦ 0.76 because
When a is smaller than 0.40, the Q value decreases,
This is because sintering tends to be difficult, and when it is larger than 0.76, sintering becomes difficult. In particular, 0.45 ≦
It is preferable that a ≦ 0.71.

【0033】また、Y2 3 のモル比を0<b≦0.2
6としたのは、bが0.26より大きい場合にはQ値が
低下したり、焼結が困難になるからである。特に、0.
002≦b≦0.210とすることが好ましい。
The molar ratio of Y 2 O 3 is set to 0 <b ≦ 0.2
The reason for setting the value to 6 is that when b is larger than 0.26, the Q value decreases and sintering becomes difficult. In particular, 0.
It is preferable that 002 ≦ b ≦ 0.210.

【0034】Nb2 5 のモル比を0<c≦0.26と
したのは、cが0.26よりも大きい場合にはQ値が低
下し、焼結が困難となるからである。特に、0.001
≦c≦0.210とすることが好ましい。
The reason why the molar ratio of Nb 2 O 5 is 0 <c ≦ 0.26 is that when c is larger than 0.26, the Q value is reduced, and sintering becomes difficult. In particular, 0.001
It is preferable that ≦ c ≦ 0.210.

【0035】MgOのモル比を0≦d≦0.35とした
のは、dが0.35より大きい場合にはQ値が低下し、
焼結不良となるからである。特に0.030≦d≦0.
300とすることが好ましい。
The reason that the molar ratio of MgO is 0 ≦ d ≦ 0.35 is that when d is larger than 0.35, the Q value decreases,
This is because sintering becomes poor. In particular, 0.030 ≦ d ≦ 0.
It is preferably 300.

【0036】WO3 のモル比を0≦e≦0.35とした
のは、eが0.35より大きい場合にはQ値が低下し、
焼結不良となるからである。特に0.030≦e≦0.
300とすることが好ましい。
The reason why the molar ratio of WO 3 is 0 ≦ e ≦ 0.35 is that when e is larger than 0.35, the Q value decreases,
This is because sintering becomes poor. In particular, 0.030 ≦ e ≦ 0.
It is preferably 300.

【0037】Ta2 5 のモル比を0≦f≦0.25と
したのは、fが0.25よりも大きい場合には焼結不良
となるからである。特に0.01≦f≦0.21とする
ことが好ましい。
The reason why the molar ratio of Ta 2 O 5 is 0 ≦ f ≦ 0.25 is that if f is larger than 0.25, sintering will be defective. In particular, it is preferable that 0.01 ≦ f ≦ 0.21.

【0038】さらに、本発明においては、0.60≦
(b+d)/(c+e+f)≦1.50であることが必
要である。この範囲外となるとQ値が低下したり、焼結
不良となるからである。
Further, in the present invention, 0.60 ≦
It is necessary that (b + d) / (c + e + f) ≦ 1.50. If the ratio is out of this range, the Q value decreases or sintering becomes poor.

【0039】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、モ
ル比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cNb2
5 ・dMgO・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、
a,b,c,d,e,fが、0.45≦a≦0.71、
0.002≦b≦0.210、0.001≦c≦0.2
10、0.030≦d≦0.300、0.030≦e≦
0.30、0.01≦f≦0.21、0.60≦(b+
d)/(c+e+f)≦1.50、d+e+f>0、a
+b+c+d+e+f=1.00を満足することが望ま
しい。
The high frequency dielectric porcelain composition of the present invention has a composition formula based on a molar ratio of aBaO.bY 2 O 3 .cNb 2 O
When expressed as 5 · dMgO · eWO 3 · fTa 2 O 5 ,
a, b, c, d, e, and f are 0.45 ≦ a ≦ 0.71,
0.002 ≦ b ≦ 0.210, 0.001 ≦ c ≦ 0.2
10, 0.030 ≦ d ≦ 0.300, 0.030 ≦ e ≦
0.30, 0.01 ≦ f ≦ 0.21, 0.60 ≦ (b +
d) / (c + e + f) ≦ 1.50, d + e + f> 0, a
It is desirable to satisfy + b + c + d + e + f = 1.00.

【0040】また、本発明の誘電体材料は、Ba、Y、
Nb、Mg、W、Taを含有する複合酸化物であり、主
にペロブスカイト型結晶相からなるものであって、他に
ペロブスカイト型結晶相以外のものを含んでも良い。こ
のような結晶を有する材料は、それ自体焼結体等の多結
晶体でも或いは単結晶体のいずれの形態でも良い。
Further, the dielectric material of the present invention comprises Ba, Y,
A composite oxide containing Nb, Mg, W, and Ta, which is mainly composed of a perovskite-type crystal phase, and may further contain a material other than the perovskite-type crystal phase. The material having such a crystal may be in any form of a polycrystal such as a sintered body or a single crystal.

【0041】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばBa、Y、Nb、Mg、W、Taの酸化物あ
るいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の
金属塩を原料として用い、これらを前述した範囲になる
ように秤量した後、ボールミルで湿式粉砕し、脱水乾燥
する。この後、混合物を500〜1500℃で0.1〜
100時間仮焼処理し、仮焼物をボールミルに入れ,溶
媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、造粒ある
いは整粒する。或いは、Ba、Y、Nb、Taの酸化物
あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等
の金属塩と、Ba、Mg、Wの酸化物あるいは焼成によ
り酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それ
ぞれ別々に調合、粉砕、仮焼し、これらの仮焼物ボール
ミルに共に入れ,溶媒および有機バインダーとともに混
合粉砕し、造粒あるいは整粒する。そして、例えば、所
定の圧力でプレス成形し所定の形状に成形し、酸素を含
む雰囲気において1200〜1750℃で0.1〜20
0時間焼成することにより本発明の誘電体磁器を得るこ
とができる。
As a method for producing a porcelain based on the present invention, for example, an oxide of Ba, Y, Nb, Mg, W or Ta or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide upon firing is used as a raw material. After they are weighed so as to be in the above-mentioned range, they are wet-pulverized by a ball mill and dehydrated and dried. After this, the mixture is heated at 500-1500C for 0.1-
After calcining for 100 hours, the calcined product is put into a ball mill, mixed and pulverized with a solvent and an organic binder, and granulated or sized. Alternatively, an oxide of Ba, Y, Nb, Ta, or a metal salt such as a carbonate or a nitrate that generates an oxide by firing, and an oxide of Ba, Mg, or W, or a carbonate or a nitrate that generates an oxide by firing Are separately prepared, pulverized, and calcined separately, put together in these calcined ball mills, mixed and pulverized with a solvent and an organic binder, and granulated or sized. Then, for example, press molding at a predetermined pressure to form a predetermined shape is performed at a temperature of 1200 to 1750 ° C. in an oxygen-containing atmosphere at 0.1 to 20 ° C.
By firing for 0 hour, the dielectric ceramic of the present invention can be obtained.

【0042】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、金
属元素として少なくともBa、Y、Zn、Nb、W、T
aを含有する複合酸化物であって、これらの金属元素の
モル比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cZnO
・dNb2 5 ・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、
a,b,c,d,e,fが、0.40≦a≦0.70、
0<b≦0.30、0<c≦0.35、0≦d≦0.3
0、0<e≦0.35、0≦f≦0.30、0.20≦
(b+c)/(d+e+f)≦1.66、a+b+c+
d+e+f=1.00を満足する高周波用誘電体磁器組
成物である。
The dielectric ceramic composition for high frequencies of the present invention comprises at least Ba, Y, Zn, Nb, W, T
a is a complex oxide containing a, and the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bY 2 O 3 .cZnO.
・ When expressed as dNb 2 O 5 .eWO 3 .fTa 2 O 5 ,
a, b, c, d, e, and f are 0.40 ≦ a ≦ 0.70,
0 <b ≦ 0.30, 0 <c ≦ 0.35, 0 ≦ d ≦ 0.3
0, 0 <e ≦ 0.35, 0 ≦ f ≦ 0.30, 0.20 ≦
(B + c) / (d + e + f) ≦ 1.66, a + b + c +
It is a dielectric ceramic composition for high frequency that satisfies d + e + f = 1.00.

【0043】本発明の誘電体磁器組成物において、Ba
Oのモル比を0.40≦a≦0.70に設定したのは、
aが0.40よりも小さい場合にはQ値が低下したり、
焼結が困難になる傾向があり、0.70よりも大きい場
合には焼結が困難となる傾向にあるからである。aは、
0.45≦a≦0.65とすることが望ましく、特には
0.48≦a≦0.62とすることが望ましい。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, Ba
The molar ratio of O was set to 0.40 ≦ a ≦ 0.70 because
When a is smaller than 0.40, the Q value decreases,
This is because sintering tends to be difficult, and when it is larger than 0.70, sintering tends to be difficult. a is
It is preferable that 0.45 ≦ a ≦ 0.65, and it is particularly preferable that 0.48 ≦ a ≦ 0.62.

【0044】また、Y2 3 のモル比を0<b≦0.3
0としたのは、bが0.30よりも大きい場合には、Q
値が低下するからである。このY2 3 は、0.010
≦b≦0.25であることが望ましく、さらには、0.
030≦b≦0.20であることが望ましい。
When the molar ratio of Y 2 O 3 is 0 <b ≦ 0.3
The reason for setting 0 is that if b is greater than 0.30, Q
This is because the value decreases. This Y 2 O 3 is 0.010
≦ b ≦ 0.25 is desirable, and more preferably 0.1 ≦ b ≦ 0.25.
It is preferable that 030 ≦ b ≦ 0.20.

【0045】ZnOのモル比を0<c≦0.35とした
のは、0.35より大きい場合にはQ値が低下したり、
焼結が困難になるからである。cは、0.010≦c≦
0.30とすることが好ましく、特には0.030≦c
≦0.25とすることが望ましい。
The reason why the molar ratio of ZnO is set to 0 <c ≦ 0.35 is that when the molar ratio is larger than 0.35, the Q value decreases,
This is because sintering becomes difficult. c is 0.010 ≦ c ≦
0.30, preferably 0.030 ≦ c
It is desirable that ≦ 0.25.

【0046】Nb2 5 のモル比を0≦d≦0.30と
したのは、dが0.30よりも大きい場合にはQ値が低
下し、焼結が困難となるからである。dは0.010≦
d≦0.25、さらには0.030≦d≦0.20とす
ることが最適である。
The reason for setting the molar ratio of Nb 2 O 5 to 0 ≦ d ≦ 0.30 is that when d is larger than 0.30, the Q value decreases and sintering becomes difficult. d is 0.010 ≦
Optimally, d ≦ 0.25, and more preferably, 0.030 ≦ d ≦ 0.20.

【0047】WO3 のモル比を0<e≦0.35とした
のは、eが0.35より大きい場合にはQ値が低下し、
焼結不良となるからである。eは0.010≦e≦0.
30、特には0.030≦e≦0.25とすることが最
適である。
The reason why the molar ratio of WO 3 is 0 <e ≦ 0.35 is that when e is larger than 0.35, the Q value decreases,
This is because sintering becomes poor. e is 0.010 ≦ e ≦ 0.
It is most preferable to satisfy the condition of 30, especially 0.030 ≦ e ≦ 0.25.

【0048】Ta2 5 のモル比を0≦f≦0.30と
したのは、fが0.30よりも大きい場合にはQ値が低
下するからである。fは0≦f≦0.25であることが
望ましく、特には0.05≦f≦0.23が最適であ
る。
The reason why the molar ratio of Ta 2 O 5 is 0 ≦ f ≦ 0.30 is that when f is larger than 0.30, the Q value is reduced. f preferably satisfies 0 ≦ f ≦ 0.25, and most preferably 0.05 ≦ f ≦ 0.23.

【0049】0.20≦(b+c)/(d+e+f)≦
1.66としたのは、この範囲外となると、Q値が低下
したり、焼結不良となるからである。
0.20 ≦ (b + c) / (d + e + f) ≦
The reason why the ratio is set to 1.66 is that if the ratio is out of this range, the Q value is reduced or sintering is poor.

【0050】本発明の誘電体磁器組成物は、組成式をa
BaO・bY2 3 ・cZnO・dNb2 5 ・eWO
3 ・fTa2 5 と表した時、a,b,c,d,e,f
が0.48≦a≦0.62、0.03≦b≦0.20、
0.030≦c≦0.25、0.03≦d≦0.20、
0.03≦e≦0.25、0.05≦f≦0.23、
0.20≦(b+c)/(d+e+f)≦1.66であ
ることが望ましい。
The dielectric ceramic composition of the present invention has a composition formula a
BaO · bY 2 O 3 · cZnO · dNb 2 O 5 · eWO
When expressed as 3 · fTa 2 O 5 , a, b, c, d, e, f
Is 0.48 ≦ a ≦ 0.62, 0.03 ≦ b ≦ 0.20,
0.030 ≦ c ≦ 0.25, 0.03 ≦ d ≦ 0.20,
0.03 ≦ e ≦ 0.25, 0.05 ≦ f ≦ 0.23,
It is desirable that 0.20 ≦ (b + c) / (d + e + f) ≦ 1.66.

【0051】また、本発明の誘電体材料は、Ba、Y、
Zn、Nb、W、Taを含有する複合酸化物であり、主
にペロブスカイト型結晶相からなるものであって、他に
ペロブスカイト型結晶相以外のものを含んでも良い。こ
のような結晶を有する材料は、それ自体焼結体等の多結
晶体でも或いは単結晶体のいずれの形態でも良い。
Further, the dielectric material of the present invention comprises Ba, Y,
A composite oxide containing Zn, Nb, W, and Ta, which is mainly composed of a perovskite-type crystal phase, and may further contain a material other than the perovskite-type crystal phase. The material having such a crystal may be in any form of a polycrystal such as a sintered body or a single crystal.

【0052】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばBa、Y、Zn、Nb、W,Taの酸化物あ
るいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の
金属塩を原料として用い、これらを前述した範囲になる
ように秤量した後、ボールミルで湿式粉砕し、脱水乾燥
する。Ba、Y、Zn、Nb、W,Taの他に、Mg,
Ni,Co,Al,Fe,Pb,Mn,Si,V,Z
r,La,Sb,Ca等の酸化物等を全量に対して10
モル%以下添加しても良い。この後、混合物を500〜
1500℃で0.1〜100時間仮焼処理し、仮焼物を
ボールミルに入れ,溶媒および有機バインダーとともに
混合粉砕し、造粒あるいは整粒する。或いは、Ba、
Y、Nb、Taの酸化物あるいは焼成により酸化物を生
成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料粉末と、
Ba、Zn、Wの酸化物あるいは焼成により酸化物を生
成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ別々に調
合、粉砕、仮焼し、これらの仮焼物をボールミルに共に
入れ,溶媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、
造粒あるいは整粒する。そして、例えば、所定の圧力で
プレス成形し所定の形状に成形し、大気中において12
00〜1750℃で0.1〜200時間焼成することに
より本発明の誘電体磁器を得ることができる。
As a method for producing a porcelain based on the present invention, for example, an oxide of Ba, Y, Zn, Nb, W or Ta or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide by firing is used as a raw material. After they are weighed so as to be in the above-mentioned range, they are wet-pulverized by a ball mill and dehydrated and dried. In addition to Ba, Y, Zn, Nb, W and Ta, Mg,
Ni, Co, Al, Fe, Pb, Mn, Si, V, Z
oxides such as r, La, Sb, Ca, etc.
You may add below mol%. After this, the mixture is
After calcining at 1500 ° C. for 0.1 to 100 hours, the calcined product is put into a ball mill, mixed and pulverized with a solvent and an organic binder, and granulated or sized. Or Ba,
A raw material powder to which a metal salt such as an oxide of Y, Nb, or Ta or a carbonate or a nitrate that forms an oxide upon firing is added;
Oxides of Ba, Zn, W or metal salts such as carbonates and nitrates that form oxides upon firing are separately prepared, pulverized, and calcined separately, and the calcined products are put together in a ball mill, and the solvent and the organic solvent are mixed. Mix and crush with the binder,
Granulate or size. Then, for example, press molding is performed at a predetermined pressure to form a predetermined shape.
By firing at 00 to 1750 ° C. for 0.1 to 200 hours, the dielectric ceramic of the present invention can be obtained.

【0053】[0053]

【作用】本発明の高周波用誘電体磁器組成物では、高周
波領域において比較的高い誘電率を維持した状態で高い
Q値を得ることができる。また、共振周波数の温度係数
τfも0近傍の一定の範囲内に抑えることができる。
According to the dielectric ceramic composition for high frequencies of the present invention, a high Q value can be obtained while maintaining a relatively high dielectric constant in a high frequency range. Further, the temperature coefficient τf of the resonance frequency can be suppressed within a certain range near zero.

【0054】[0054]

【実施例】【Example】

実施例1 原料として純度99%以上のBaCO3 、ZnO、Nb
2 5 およびWO3 の粉末を用いて、これらを表1に示
す割合に秤量し、これをゴムで内張りしたボールミルに
水と共に入れ、直径10mmのZrO2 ボールを用いて
湿式混合した。
Example 1 BaCO 3 , ZnO, Nb having a purity of 99% or more as raw materials
Using powders of 2 O 5 and WO 3 , these were weighed in the proportions shown in Table 1 and put into a ball mill lined with rubber together with water, and wet-mixed using ZrO 2 balls having a diameter of 10 mm.

【0055】次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、
1200℃で2時間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに
水、有機バインダーを入れ湿式粉砕した。
Next, after dehydrating and drying this mixture,
After calcining at 1200 ° C. for 2 hours, the calcined product was wet-pulverized by putting water and an organic binder in a ball mill.

【0056】その後、この粉砕物を乾燥した後、50番
メッシュの網を通して造粒し、得られた粉末を1ton
/cm2 の圧力で20mmφ×10mmの寸法からなる
円板に成形した。更に、この円板を1350〜1550
℃×6時間の条件で焼成して磁器試料を得た。この磁器
試料を加工して13mmφ×6mmの寸法からなる円柱
を得た。
Thereafter, the pulverized product was dried, and then granulated through a No. 50 mesh net.
/ Cm 2 at a pressure of 20 cmφ × 10 mm. Further, this disc is placed between 1350 and 1550.
A porcelain sample was obtained by firing under the conditions of ° C. × 6 hours. The porcelain sample was processed to obtain a cylinder having a size of 13 mmφ × 6 mm.

【0057】かくして得られた磁器試料について、周波
数4〜7GHzにおける比誘電率(εr),Q値を誘電
体共振器法にて測定し、また25℃から85℃までの温
度範囲における共振周波数の温度変化を測定し共振周波
数の温度係数(τf)を計算した。Q値はマイクロ波誘
電体において一般に成立するQ値×測定周波数f=一定
の関係から1GHzでのQ値に換算した。それらの結果
を表1に示した。
With respect to the porcelain sample thus obtained, the relative dielectric constant (εr) and the Q value at a frequency of 4 to 7 GHz were measured by the dielectric resonator method, and the resonance frequency in the temperature range from 25 ° C. to 85 ° C. The temperature change was measured, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency was calculated. The Q value was converted to a Q value at 1 GHz based on a fixed relation between the Q value generally established in the microwave dielectric and the measurement frequency f = constant. The results are shown in Table 1.

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】表1によれば、配合組成が本発明の範囲を
逸脱する試料No.13〜18は焼結不良を生じた。こ
れに対して、本発明の試料は比誘電率22〜40、Q値
45000以上が達成された。
According to Table 1, Sample No. whose composition is out of the range of the present invention. Nos. 13 to 18 caused sintering failure. In contrast, the sample of the present invention achieved a relative dielectric constant of 22 to 40 and a Q value of 45000 or more.

【0060】実施例2 原料として純度99%以上のBaCO3 、ZnO、Nb
2 5 、WO3 およびTa2 5 の粉末を用いて、これ
らを表2に示す割合に秤量し、後は実施例1と同様にし
て磁器試料を得た。この磁器試料を上記実施例1と同様
にして比誘電率、共振周波数の温度係数(τf)、Q値
を求め、これらを表2に示した。
Example 2 BaCO 3 , ZnO, Nb having a purity of 99% or more as raw materials
Using powders of 2 O 5 , WO 3, and Ta 2 O 5 , they were weighed to the proportions shown in Table 2, and thereafter, a porcelain sample was obtained in the same manner as in Example 1. The relative permittivity, temperature coefficient of resonance frequency (τf), and Q value of this porcelain sample were determined in the same manner as in Example 1 above, and these are shown in Table 2.

【0061】[0061]

【表2】 [Table 2]

【0062】この表2によれば、配合組成が本発明の範
囲を逸脱する試料No.25〜30は焼結不良を生じ
た。これに対して、本発明の試料は比誘電率25〜3
9、Q値41000以上が達成された。
According to Table 2, the sample No. whose composition was out of the range of the present invention. Nos. 25 to 30 caused poor sintering. On the other hand, the sample of the present invention has a relative dielectric constant of 25-3.
9. A Q value of 41,000 or more was achieved.

【0063】また、本発明者等は、Ba、Zn、Nb、
Taの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸
塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料粉末と、Ba、Z
n、Wの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭
酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ別々に調合、粉
砕、仮焼し、これらの仮焼物ボールミルに共に入れ,溶
媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、所定の形
状に成形し、大気中において焼成した場合でも、本発明
の範囲内であれば、優れた誘電特性を有することを確認
した。
Further, the present inventors have found that Ba, Zn, Nb,
A raw material powder to which an oxide of Ta or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide upon firing is added;
Oxides of n and W or metal salts such as carbonates and nitrates that form oxides by firing are separately prepared, pulverized, and calcined separately, put into a calcined ball mill together, and mixed with a solvent and an organic binder. It was confirmed that, even when crushed, formed into a predetermined shape, and fired in the air, it had excellent dielectric properties within the scope of the present invention.

【0064】実施例3 原料として純度99%以上のBaCO3 、ZnO、Nb
2 5 、MgCO3 、WO3 およびTa2 5 の粉末を
用いて、これらを表3,4,5に示す割合に秤量し、こ
れをゴムで内張りしたボールミルに水と共に入れ、直径
10mmのZrO2 ボールを用いて湿式混合した。次い
で、この混合物を脱水、乾燥した後、1200℃で2時
間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに水、有機バインダ
ーを入れ湿式粉砕した。
Example 3 BaCO 3 , ZnO, Nb having a purity of 99% or more as raw materials
Using powders of 2 O 5 , MgCO 3 , WO 3 and Ta 2 O 5 , they were weighed in the proportions shown in Tables 3, 4 and 5 and put together with water into a ball mill lined with rubber to obtain a 10 mm diameter. Wet mixing was performed using a ZrO 2 ball. Next, after dehydrating and drying this mixture, it was calcined at 1200 ° C. for 2 hours, and the calcined product was wet-pulverized by putting water and an organic binder into a ball mill.

【0065】その後、この粉砕物を乾燥した後、50番
メッシュの網を通して造粒し、得られた粉末を1ton
/cm2 の圧力で12mmφ×8mmの寸法からなる円
板に成形した。更に、この円板を大気中において148
0〜1600℃で焼成して磁器試料を得た。この磁器試
料を加工して8mmφ×5mmの寸法からなる円柱を得
た。
Thereafter, the pulverized product was dried, and then granulated through a No. 50 mesh net.
/ Cm 2 at a pressure of 12 cmφ × 8 mm. In addition, this disk was 148
The porcelain sample was obtained by firing at 0 to 1600 ° C. This porcelain sample was processed to obtain a column having a size of 8 mmφ × 5 mm.

【0066】かくして得られた磁器試料について、周波
数6〜10GHzにおける比誘電率(εr),Q値を誘
電体共振器法にて測定し、また25℃から85℃までの
温度範囲における共振周波数の温度変化を測定し共振周
波数の温度係数(τf)を計算した。Q値はマイクロ波
誘電体において一般に成立するQ値×測定周波数f=一
定の関係から1GHzでのQ値に換算した。それらの結
果を表3,表4および表5に示した。
With respect to the porcelain sample thus obtained, the relative dielectric constant (εr) and Q value at a frequency of 6 to 10 GHz were measured by the dielectric resonator method, and the resonance frequency in the temperature range from 25 ° C. to 85 ° C. The temperature change was measured, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency was calculated. The Q value was converted to a Q value at 1 GHz based on a fixed relation between the Q value generally established in the microwave dielectric and the measurement frequency f = constant. The results are shown in Tables 3, 4 and 5.

【0067】[0067]

【表3】 [Table 3]

【0068】[0068]

【表4】 [Table 4]

【0069】[0069]

【表5】 [Table 5]

【0070】表3,表4および表5によれば、配合組成
が本発明の範囲を逸脱する試料No.66〜76は焼結
不良を生じたり、比誘電率やQ値が低くなった。これに
対して、本発明の試料は比誘電率19〜38、Q値50
000〜230000、共振周波数の温度係数τfが−
42〜+31ppm/℃が達成された。
According to Tables 3, 4 and 5, Sample No. 3 having a composition deviating from the scope of the present invention was obtained. In Nos. 66 to 76, sintering failure occurred and the relative dielectric constant and Q value were low. In contrast, the sample of the present invention has a relative dielectric constant of 19 to 38 and a Q value of 50.
000 to 230,000, and the temperature coefficient τf of the resonance frequency is −
42- + 31 ppm / ° C was achieved.

【0071】実施例4 原料として純度99%以上のBaCO3 、Y2 3 、N
2 5 、MgCO3、WO3 およびTa2 5 の粉末を用
いて、これらを表6に示す割合に秤量し、これをゴムで
内張りしたボールミルに水と共に入れ、直径10mmの
ZrO2 ボールを用いて湿式混合した。次いで、この混
合物を脱水、乾燥した後、1200℃で2時間仮焼し、
当該仮焼物をボールミルに水、有機バインダーを入れ湿
式粉砕した。
Example 4 BaCO 3 , Y 2 O 3 , N
Using powders of b 2 O 5 , MgCO 3 , WO 3 and Ta 2 O 5 , these were weighed in the proportions shown in Table 6 and put together with water in a ball mill lined with rubber, and ZrO 2 balls having a diameter of 10 mm And wet-mixed. Next, the mixture was dehydrated and dried, and then calcined at 1200 ° C. for 2 hours.
The calcined product was wet-pulverized by putting water and an organic binder in a ball mill.

【0072】その後、この粉砕物を乾燥した後、50番
メッシュの網を通して造粒し、得られた粉末を1ton
/cm2 の圧力で20mmφ×11mmの寸法からなる
円板に成形した。更に、この円板を1550〜1700
℃で焼成して磁器試料を得た。この磁器試料を加工して
13mmφ×7mmの寸法からなる円柱を得た。
Thereafter, the pulverized material was dried, and then granulated through a No. 50 mesh net.
/ Cm 2 at a pressure of 20 mmφ × 11 mm. Further, this disc is placed between 1550 and 1700
It was fired at ℃ to obtain a porcelain sample. This porcelain sample was processed to obtain a cylinder having a size of 13 mmφ × 7 mm.

【0073】かくして得られた磁器試料について、周波
数4〜7GHzにおける比誘電率(εr),Q値を誘電
体共振器法にて測定し、また25℃から85℃までの温
度範囲における共振周波数の温度変化を測定し共振周波
数の温度係数(τf)を計算した。Q値はマイクロ波誘
電体において一般に成立するQ値×測定周波数f=一定
の関係から1GHzでのQ値に換算した。それらの結果
を表6に示した。
With respect to the porcelain sample thus obtained, the relative dielectric constant (εr) and Q value at a frequency of 4 to 7 GHz were measured by the dielectric resonator method, and the resonance frequency in the temperature range from 25 ° C. to 85 ° C. The temperature change was measured, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency was calculated. The Q value was converted to a Q value at 1 GHz based on a fixed relation between the Q value generally established in the microwave dielectric and the measurement frequency f = constant. Table 6 shows the results.

【0074】[0074]

【表6】 [Table 6]

【0075】表6によれば、配合組成が本発明の範囲を
逸脱する試料No.27〜32は焼結不良を生じた。こ
れに対して、本発明の試料は比誘電率16〜36、Q値
40000以上が達成された。尚、表中において焼結不
良とは、クラック,変形,未焼結蒸発、その他の焼結不
良を示す。
According to Table 6, the sample No. whose composition was out of the range of the present invention. Nos. 27 to 32 caused sintering failure. In contrast, the sample of the present invention achieved a relative dielectric constant of 16 to 36 and a Q value of 40000 or more. In the table, poor sintering means cracks, deformation, unsintered evaporation, and other sintering defects.

【0076】また、本発明者等は、Ba、Y、Nb、T
aの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸
塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料粉末と、Ba、M
g、Wの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭
酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ別々に調合、粉
砕、仮焼し、これらの仮焼物ボールミルに共に入れ,溶
媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、所定の形
状に成形し、酸素を含む雰囲気下で焼成した場合でも、
本発明の範囲内であれば、優れた誘電特性を有すること
を確認した。
The present inventors have proposed that Ba, Y, Nb, T
raw material powder to which an oxide of a or a metal salt such as a carbonate or a nitrate which forms an oxide upon firing is added;
g, W oxides, or metal salts such as carbonates and nitrates that form oxides upon firing are separately prepared, pulverized, calcined, put together in these calcined ball mills, and mixed with a solvent and an organic binder. Even when crushed, molded into a predetermined shape, and fired in an atmosphere containing oxygen,
Within the range of the present invention, it was confirmed that the composition had excellent dielectric properties.

【0077】実施例5 原料として純度99%以上のBaCO3 、Y2 3 、Z
nO、Nb2 5 、WO3 およびTa2 5 の粉末を用
いて、これらを表7に示す割合に秤量し、これをゴムで
内張りしたボールミルに水と共に入れ、直径10mmの
ZrO2 ボールを用いて湿式混合した。次いで、この混
合物を脱水、乾燥した後、1200℃で2時間仮焼し、
当該仮焼物をボールミルに水、有機バインダーを入れ湿
式粉砕した。
Example 5 BaCO 3 , Y 2 O 3 , Z
Using powders of nO, Nb 2 O 5 , WO 3 and Ta 2 O 5 , these were weighed in the proportions shown in Table 7 and put together with water into a rubber-lined ball mill, and ZrO 2 balls having a diameter of 10 mm were added. And wet mixed. Next, the mixture was dehydrated and dried, and then calcined at 1200 ° C. for 2 hours.
The calcined product was wet-pulverized by putting water and an organic binder in a ball mill.

【0078】その後、この粉砕物を乾燥した後、50番
メッシュの網を通して造粒し、得られた粉末を1ton
/cm2 の圧力で20mmφ×11mmの寸法からなる
円板に成形した。更に、この円板を大気中で1450〜
1550℃×2時間の条件で焼成して磁器試料を得た。
この磁器試料を加工して13mmφ×7mmの寸法から
なる円柱を得た。
Thereafter, the pulverized product was dried, and then granulated through a No. 50 mesh net.
/ Cm 2 at a pressure of 20 mmφ × 11 mm. In addition, this disc was placed in air for 1450-
It was fired under the condition of 1550 ° C. × 2 hours to obtain a porcelain sample.
This porcelain sample was processed to obtain a cylinder having a size of 13 mmφ × 7 mm.

【0079】かくして得られた磁器試料について、周波
数4〜7GHzにおける比誘電率(εr),Q値を誘電
体共振器法にて測定し、また25℃から85℃までの温
度範囲における共振周波数の温度変化を測定し共振周波
数の温度係数(τf)を計算した。Q値はマイクロ波誘
電体において一般に成立するQ値×測定周波数f=一定
の関係から1GHzでのQ値に換算した。それらの結果
を表7に示した。
With respect to the porcelain sample thus obtained, the relative dielectric constant (εr) and Q value at a frequency of 4 to 7 GHz were measured by the dielectric resonator method, and the resonance frequency in the temperature range from 25 ° C. to 85 ° C. The temperature change was measured, and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency was calculated. The Q value was converted to a Q value at 1 GHz based on a fixed relation between the Q value generally established in the microwave dielectric and the measurement frequency f = constant. Table 7 shows the results.

【0080】[0080]

【表7】 [Table 7]

【0081】表7によれば、配合組成が本発明の範囲を
逸脱する試料No.21〜31は焼結不良であり、比誘
電率やQ値が測定不可であったり、Q値が低かった。こ
れに対して、本発明の試料は比誘電率21〜37、Q値
42000〜81000が達成された。
According to Table 7, Sample No. whose composition was out of the range of the present invention. 21 to 31 were poor in sintering, and the relative dielectric constant and Q value could not be measured, or the Q value was low. In contrast, the sample of the present invention achieved a relative dielectric constant of 21 to 37 and a Q value of 42000 to 81000.

【0082】また、本発明者等は、Ba、Y、Nb、T
aの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸
塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料粉末と、Ba、Z
n、Wの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭
酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ別々に調合、粉
砕、仮焼し、これらの仮焼物ボールミルに共に入れ,溶
媒および有機バインダーとともに混合粉砕し、所定の形
状に成形し、大気中において焼成した場合でも、本発明
の範囲内であれば、優れた誘電特性を有することを確認
した。
The present inventors have proposed that Ba, Y, Nb, T
raw material powder to which an oxide of a or a metal salt such as a carbonate or a nitrate that forms an oxide upon firing is added;
Oxides of n and W or metal salts such as carbonates and nitrates that form oxides by firing are separately prepared, pulverized, and calcined separately, put into a calcined ball mill together, and mixed with a solvent and an organic binder. It was confirmed that, even when crushed, formed into a predetermined shape, and fired in the air, it had excellent dielectric properties within the scope of the present invention.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、高
周波領域において高い誘電率および高いQ値を得ること
ができる。それにより、マイクロ波やミリ波領域におい
て使用される共振器用材料やMIC用誘電体基板材料,
誘電体導波線路,誘電体アンテナ等、その他の電子部品
等に充分適用することができる。
As described in detail above, according to the present invention, a high dielectric constant and a high Q value can be obtained in a high frequency range. As a result, resonator materials and MIC dielectric substrate materials used in microwave and millimeter wave regions,
The present invention can be sufficiently applied to other electronic components such as a dielectric waveguide, a dielectric antenna and the like.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願平6−22258 (32)優先日 平成6年2月21日(1994.2.21) (33)優先権主張国 日本(JP) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 3/00 - 3/14 C04B 35/495 H01P 7/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (31) Priority claim number Japanese Patent Application No. 6-22258 (32) Priority date February 21, 1994 (Feb. 21, 1994) (33) Priority claim country Japan (JP) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 3/00-3/14 C04B 35/495 H01P 7/10

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属元素として少なくともBa、Zn、N
b、Wを含有する複合酸化物であって、これらの金属元
素のモル比による組成式をaBaO・bZnO・cNb
2 5 ・dWO3 と表した時、前記a,b,c,dが 0.40≦a≦0.70 0.10≦b≦0.35 0 <c≦0.30 0 <d≦0.35 0.14≦c+d≦0.36 a+b+c+d=1.00 を満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器組成
物。
1. At least Ba, Zn, N as a metal element
a composite oxide containing b and W, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bZnO.cNb
When expressed as 2 O 5 · dWO 3 , a, b, c, and d are 0.40 ≦ a ≦ 0.70 0.10 ≦ b ≦ 0.35 0 <c ≦ 0.30 0 <d ≦ 0 .35 0.14 ≦ c + d ≦ 0.36 a + b + c + d = 1.00
【請求項2】金属元素として少なくともBa、Zn、N
b、W、Taを含有する複合酸化物であって、これらの
金属元素のモル比による組成式をaBaO・bZnO・
cNb2 5 ・dWO3 ・eTa2 5 と表した時、前
記a,b,c,d、eが 0.40≦a≦0.70 0.10≦b≦0.35 0 <c≦0.30 0 <d≦0.35 0 <e≦0.30 0.16≦c+e≦0.31 a+b+c+d+e=1.00 を満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器組成
物。
2. At least Ba, Zn, N
A composite oxide containing b, W, and Ta, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bZnO.
When expressed as cNb 2 O 5 .dWO 3 .eTa 2 O 5 , a, b, c, d, and e are 0.40 ≦ a ≦ 0.70 0.10 ≦ b ≦ 0.35 0 <c ≦ 0.30 0 <d ≦ 0.35 0 <e ≦ 0.30 0.16 ≦ c + e ≦ 0.31 a + b + c + d + e = 1.00 A high frequency dielectric ceramic composition characterized by satisfying the following condition.
【請求項3】金属元素として少なくともBa、Zn、N
b、Mg、W、Taを含有する複合酸化物であって、こ
れらの金属元素のモル比による組成式をaBaO・bZ
nO・cNb2 5 ・dMgO・eWO3 ・fTa2
5 と表した時、前記a,b,c,d,e,fが 0.43≦a≦0.68 0.01≦b≦0.30 0 ≦c≦0.30 0 <d≦0.35 0 <e≦0.35 0 <f≦0.30 0.50≦(b+d)/(c+e+f)≦1.60 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器組成
物。
3. At least Ba, Zn, N
a composite oxide containing b, Mg, W, and Ta, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO · bZ
nO · cNb 2 O 5 · dMgO · eWO 3 · fTa 2 O
5 , a, b, c, d, e, and f are 0.43 ≦ a ≦ 0.68 0.01 ≦ b ≦ 0.30 0 ≦ c ≦ 0.30 0 <d ≦ 0. 35 0 <e ≦ 0.35 0 <f ≦ 0.30 0.50 ≦ (b + d) / (c + e + f) ≦ 1.60 a + b + c + d + e + f = 1.00 The high frequency dielectric ceramic composition is characterized by satisfying the following condition: .
【請求項4】金属元素として少なくともBa、Y、N
b、Mg、W、Taを含有する複合酸化物であって、こ
れらの金属元素のモル比による組成式をaBaO・bY
2 3 ・cNb2 5 ・dMgO・eWO3 ・fTa2
5 と表した時、前記a,b,c,d,e,fが 0.40≦a≦0.76 0 <b≦0.26 0 <c≦0.26 0 ≦d≦0.35 0 ≦e≦0.35 0 ≦f≦0.25 0.60≦(b+d)/(c+e+f)≦1.50 d+e+f>0 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器組成
物。
4. At least Ba, Y, N as a metal element
a composite oxide containing b, Mg, W, and Ta, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bY
2 O 3 · cNb 2 O 5 · dMgO · eWO 3 · fTa 2
When expressed as O 5 , the a, b, c, d, e, and f are 0.40 ≦ a ≦ 0.76 0 <b ≦ 0.26 0 <c ≦ 0.26 0 ≦ d ≦ 0.35 0 ≦ e ≦ 0.35 0 ≦ f ≦ 0.25 0.60 ≦ (b + d) / (c + e + f) ≦ 1.50 d + e + f> 0 a + b + c + d + e + f = 1.00 Composition.
【請求項5】金属元素として少なくともBa、Y、Z
n、Nb、W、Taを含有する複合酸化物であって、こ
れらの金属元素のモル比による組成式をaBaO・bY
2 3 ・cZnO・dNb2 5 ・eWO3 ・fTa2
5 と表した時、前記a,b,c,d,e,fが 0.40≦a≦0.70 0 <b≦0.30 0 <c≦0.35 0 ≦d≦0.30 0 <e≦0.35 0 ≦f≦0.30 0.20≦(b+c)/(d+e+f)≦1.66 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器組成
物。
5. At least Ba, Y, Z as a metal element
A composite oxide containing n, Nb, W, and Ta, wherein the composition formula based on the molar ratio of these metal elements is aBaO.bY
2 O 3 .cZnO.dNb 2 O 5 .eWO 3 .fTa 2
When represented as O 5 , the a, b, c, d, e, and f are 0.40 ≦ a ≦ 0.70 0 <b ≦ 0.30 0 <c ≦ 0.35 0 ≦ d ≦ 0.30. 0 <e ≦ 0.35 0 ≦ f ≦ 0.30 0.20 ≦ (b + c) / (d + e + f) ≦ 1.66 a + b + c + d + e + f = 1.00.
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