JP3393775B2 - Dielectric ceramic composition and dielectric resonator - Google Patents

Dielectric ceramic composition and dielectric resonator

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JP3393775B2 JP34392496A JP34392496A JP3393775B2 JP 3393775 B2 JP3393775 B2 JP 3393775B2 JP 34392496 A JP34392496 A JP 34392496A JP 34392496 A JP34392496 A JP 34392496A JP 3393775 B2 JP3393775 B2 JP 3393775B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体磁器組成物
に係わり、例えば、マイクロ波、ミリ波集積回路等のマ
イクロ波、ミリ波帯域で用いられる回路素子用基板、誘
電体共振器用支持部材、誘電体共振器、誘電体導波路、
誘電体アンテナ等の材料として有用な高周波用誘電体磁
器組成物、並びに誘電体磁器を支持部材を介して基板に
固定した誘電体共振器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition, for example, a circuit element substrate and a dielectric resonator support member used in microwave and millimeter wave bands such as microwave and millimeter wave integrated circuits. , Dielectric resonator, dielectric waveguide,
The present invention relates to a high-frequency dielectric ceramic composition useful as a material for a dielectric antenna and the like, and a dielectric resonator in which the dielectric ceramic is fixed to a substrate via a supporting member.

【0002】[0002]

【従来技術】マイクロ波、ミリ波集積回路をはじめとす
る高周波回路素子では、誘電体磁器を支持部材を介して
基板に固定する構造が採用される場合がある。例えば、
誘電体共振器制御型マイクロ波発信器は、図1に示すよ
うに、誘電体磁器1を支持部材2を介して磁器基板3に
取り付け、誘電体磁器1の外部に漏れ出る磁界Hを利用
して磁器基板3に設けたストリップライン4に結合さ
せ、これらを金属ケース5に収容させた構造を有してい
る。
2. Description of the Related Art A high frequency circuit element such as a microwave or millimeter wave integrated circuit may employ a structure in which a dielectric ceramic is fixed to a substrate through a supporting member. For example,
As shown in FIG. 1, the dielectric resonator control type microwave oscillator mounts the dielectric porcelain 1 on the porcelain substrate 3 via the support member 2 and utilizes the magnetic field H leaking to the outside of the dielectric porcelain 1. It is connected to the strip line 4 provided on the porcelain substrate 3, and is housed in the metal case 5.

【0003】この種の高周波回路においては、誘電体磁
器1の電磁界が支持部材2を介して漏れるのを制御する
ことによって、無負荷Qの高い共振系が構成されること
になるため、支持部材には比誘電率が低く誘電損失(t
anδ)が小さい(Q値が大きい)材料を使用する必要
がある。このため、従来、支持部材の材料としては比誘
電率が約7、測定周波数10GHzでのQ値が約150
00のフォルステライトが採用され、また、磁器基板の
材料としては主として比誘電率が約10、測定周波数1
0GHzでのQ値が20000以上のアルミナ磁器が採
用されていた(例えば、特開昭62−103904号公
報等参照)。
In this type of high frequency circuit, by controlling the leakage of the electromagnetic field of the dielectric porcelain 1 through the support member 2, a resonance system with a high no-load Q is constructed, so that it is supported. The member has a low relative permittivity and a dielectric loss (t
It is necessary to use a material having a small an δ) (having a large Q value). Therefore, conventionally, as the material of the supporting member, the relative dielectric constant is about 7, and the Q value at the measurement frequency of 10 GHz is about 150.
00 forsterite is used, and the material of the porcelain substrate is mainly a dielectric constant of about 10 and a measurement frequency of 1
Alumina porcelain having a Q value at 0 GHz of 20000 or more has been adopted (see, for example, JP-A-62-103904).

【0004】一方、比誘電率が低い材料としては、従
来、コージェライトが知られているが、焼成温度範囲が
きわめて狭いことから緻密な焼結体が得がたく、ガラス
材を添加することによって、比誘電率が4〜6、測定周
波数10GHzでのQ値が1000程度のガラスセラミ
ックとして用いられていた(例えば、特開昭61−23
4128号公報等参照)。
On the other hand, cordierite is conventionally known as a material having a low relative dielectric constant. However, since a firing temperature range is extremely narrow, it is difficult to obtain a dense sintered body. It was used as a glass ceramic having a relative dielectric constant of 4 to 6 and a Q value of about 1000 at a measurement frequency of 10 GHz (see, for example, JP-A-61-23).
4128, etc.).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来用
いられていたアルミナ、及びフォルステライトの比誘電
率はそれぞれ約10及び約7程度であり、近年における
高周波数帯の誘電体共振器の普及にともない、より低い
誘電率材料が求められていた。
However, the relative permittivities of conventionally used alumina and forsterite are about 10 and about 7, respectively, and with the recent widespread use of high frequency dielectric resonators. , Lower dielectric constant materials have been sought.

【0006】一方、低誘電率材料として用いられている
ガラスセラミック等の磁器は比誘電率が約4〜6と小さ
いが、Q値が10GHzで1000程度であり、近年に
おける高周波数帯の誘電体共振器の普及に伴い、より高
Q値の低誘電率材料が求められていた。
On the other hand, porcelain such as glass ceramics used as a low dielectric constant material has a small relative dielectric constant of about 4 to 6, but has a Q value of about 1000 at 10 GHz. Along with the widespread use of resonators, there has been a demand for a low dielectric constant material having a higher Q value.

【0007】また、共振器の磁器基板に主として使用さ
れているアルミナ磁器は比誘電率が約10と比較的高
く、高インピーダンスのストリップラインを形成しよう
とすると、ライン幅が小さくなりすぎて(通常1μm以
下)、断線が生じたり、相対的なライン幅のばらつきが
大きくなり、マイクロ波集積回路の不良率が増大すると
いう問題があった。
Alumina porcelain, which is mainly used for the porcelain substrate of the resonator, has a relatively high relative permittivity of about 10, and the line width becomes too small when forming a high impedance stripline (usually (1 μm or less), there is a problem that disconnection occurs or relative line width variation increases, and the defect rate of the microwave integrated circuit increases.

【0008】他方、この種の磁器基板におけるストリッ
プラインのインピーダンスは、基板の厚さが一定であれ
ば、その比誘電率及びストリップラインの幅にそれぞれ
反比例するため、ライン幅を小さくする代わりに、比誘
電率の低い基板材料を使用することによってもインピー
ダンスを高めることができ、このため、より低誘電率材
料が求められていた。
On the other hand, the impedance of the strip line in this type of porcelain substrate is inversely proportional to the relative permittivity and the width of the strip line if the substrate thickness is constant. Therefore, instead of reducing the line width, Impedance can also be increased by using a substrate material having a low relative dielectric constant, and therefore, a lower dielectric constant material has been required.

【0009】本出願人は上記問題を解決する一手段とし
て、金属元素としてMg、Al、Siからなる複合酸化
物であって、各金属元素の酸化物によるモル比組成式を
xMgO・yAl2 3 ・zSiO2 と表した時、前記
x、y、zが、10≦x≦40、10≦y≦40、20
≦z≦80、x+y+z=100を満足し、比誘電率が
7以下、かつ、測定周波数10GHzでのQ値が200
0以上である高周波用誘電体磁器組成物、および誘電体
共振器をすでに提案した(特願平7−195211
号)。
As a means for solving the above problems, the present applicant has proposed a complex oxide composed of Mg, Al, and Si as metal elements, the molar ratio composition formula of which is an oxide of each metal element is xMgO.yAl 2 O. When expressed as 3 · zSiO 2 , the above x, y and z are 10 ≦ x ≦ 40, 10 ≦ y ≦ 40, 20.
≦ z ≦ 80, x + y + z = 100 are satisfied, the relative dielectric constant is 7 or less, and the Q value at the measurement frequency of 10 GHz is 200.
A dielectric ceramic composition for high frequency of 0 or more and a dielectric resonator have already been proposed (Japanese Patent Application No. 7-195211).
issue).

【0010】この高周波用誘電体磁器組成物はアルミ
ナ、フォルステライトよりも低い比誘電率を有し、か
つ、ガラスセラミックよりも高いQ値を有する優れたも
のであった。
This high frequency dielectric ceramic composition was excellent in that it had a lower relative permittivity than alumina and forsterite and a higher Q value than glass ceramics.

【0011】しかしながら、従来、コージェライトは焼
成温度範囲が極めて狭い事から、緻密な焼結体が得がた
く、上記出願人が先に出願した高周波用誘電体磁器組成
物も例外ではなかった。
However, conventionally, since cordierite has an extremely narrow firing temperature range, it is difficult to obtain a dense sintered body, and the high frequency dielectric ceramic composition previously filed by the applicant was no exception.

【0012】本発明は、低誘電率で、かつ測定周波数1
0GHz(室温)において高Q値を有するとともに、焼
成条件を改善できる誘電体磁器組成物および誘電体共振
器を提供することを目的とする。
The present invention has a low dielectric constant and a measurement frequency of 1
An object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition and a dielectric resonator that have a high Q value at 0 GHz (room temperature) and that can improve firing conditions.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組成
物は、金属元素としてMg、AlおよびSiからなる複
合酸化物であって、各金属元素酸化物のモル比による組
成式をxMgO・yAl23・zSiO2と表した時、
前記x、yおよびzが、10≦x≦40、10≦y≦4
0、20≦z≦80、x+y+z=100を満足する主
成分60〜99.9重量%と、CeをCeO2換算で
0.1〜40重量%とからなり、比誘電率が7以下、測
定周波数10GHz(室温)でのQ値が3000以上で
あり、且つ高周波用に用いられることを特徴とする。ま
た、上記主成分60〜99.9重量%と、TiをTiO
2換算で0.1〜40重量%とからなり、1250〜1
450℃で焼成され、比誘電率が7以下、測定周波数1
0GHz(室温)でのQ値が3000以上であることを
特徴とする。
The dielectric porcelain composition of the present invention is a composite oxide composed of Mg, Al and Si as metal elements, and the composition formula based on the molar ratio of each metal element oxide is xMgO. When expressed as yAl 2 O 3 · zSiO 2 ,
The above x, y and z are 10 ≦ x ≦ 40 and 10 ≦ y ≦ 4.
0 to 20 ≦ z ≦ 80, consisting of 60 to 99.9% by weight of main components satisfying x + y + z = 100 and 0.1 to 40% by weight of Ce in terms of CeO 2 , and measured with a relative dielectric constant of 7 or less. The Q value at a frequency of 10 GHz (room temperature) is 3000 or more, and it is used for high frequency. In addition, 60 to 99.9% by weight of the main component and Ti as TiO
Consists of 0.1 to 40% by weight in terms of 2 , 1250-1
Firing at 450 ℃, dielectric constant 7 or less, measurement frequency 1
It is characterized in that the Q value at 0 GHz (room temperature) is 3000 or more.

【0014】本発明の誘電体共振器は、基板上に支持部
材を介して誘電体磁器を固定してなる誘電体共振器にお
いて、前記基板および/または前記支持部材が、上記誘
電体磁器組成物からなるものである。
The dielectric resonator of the present invention is a dielectric resonator in which a dielectric ceramic is fixed on a substrate through a supporting member, wherein the substrate and / or the supporting member is the above-mentioned dielectric ceramic composition. It consists of

【0015】[0015]

【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、上記した主成
分に対して、TiまたはCeをそれぞれTiO2 または
CeO2 換算で所定量含有することにより、焼成温度等
の焼成条件を厳密に制御して得られた特性を大きく劣化
させることなく、焼成条件を改善することができる。
In the dielectric porcelain composition of the present invention, the firing conditions such as the firing temperature are strictly controlled by containing Ti or Ce in the specified amounts in terms of TiO 2 or CeO 2 with respect to the above main components. The firing conditions can be improved without significantly deteriorating the characteristics obtained in this way.

【0016】即ち、比誘電率が4〜7、測定周波数10
GHzでのQ値が3000以上の低誘電率の誘電体磁器
を得ることができるとともに、例えば、焼成温度幅が1
0℃程度であったものを100℃程度まで向上すること
ができ、製造を容易にし、量産性を向上することができ
る。
That is, the relative dielectric constant is 4 to 7, and the measurement frequency is 10
It is possible to obtain a dielectric ceramic with a low dielectric constant having a Q value of 3000 or more at GHz, and for example, a firing temperature range of 1
It is possible to improve the temperature from about 0 ° C. to about 100 ° C., facilitate the manufacturing, and improve the mass productivity.

【0017】また、このような低誘電率、高Q値の誘電
体磁器を、例えば、誘電体共振器の支持部材および/ま
たは基板に用いることにより、高インピーダンスのマイ
クロ波用集積回路などの高周波用回路素子を信頼性を損
なうことなく製造することができる。
Further, by using such a dielectric ceramic having a low dielectric constant and a high Q value for a supporting member and / or a substrate of a dielectric resonator, for example, a high impedance microwave integrated circuit for high frequencies and the like can be obtained. The circuit element for use can be manufactured without impairing reliability.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器組成物は、モ
ル比の組成式をxMgO・yAl2 3 ・zSiO2
表した時に、x、y、zが、10≦x≦40、10≦y
≦40、20≦z≦80、x+y+z=100を満足す
るものを主成分とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the dielectric ceramic composition of the present invention, when the composition formula of the molar ratio is represented by xMgO.yAl 2 O 3 .zSiO 2 , x, y and z are 10 ≦ x ≦ 40, 10 ≦ y
The main component is one that satisfies ≦ 40, 20 ≦ z ≦ 80, and x + y + z = 100.

【0019】本発明の誘電体磁器組成物の成分組成を前
記範囲に限定したのは、次の理由による。すなわち、M
gOのモル百分率を示すxを10〜40モル%としたの
は10モル%未満では良好な焼結体が得られずQ値が低
く、また40モル%を越えると比誘電率が高くなるから
である。特にMgO量を示すxは、Q値を5000以上
とするという点から15〜35モル%が望ましい。
The reason why the component composition of the dielectric ceramic composition of the present invention is limited to the above range is as follows. That is, M
The reason that x, which represents the mole percentage of gO, is 10 to 40 mol% is that if it is less than 10 mol%, a good sintered body cannot be obtained and the Q value is low, and if it exceeds 40 mol%, the relative dielectric constant becomes high. Is. In particular, x, which indicates the amount of MgO, is preferably 15 to 35 mol% from the viewpoint of setting the Q value to 5000 or more.

【0020】また、Al2 3 のモル百分率を示すyを
10〜40モル%としたのはAl23 量yが10モル
%よりも小さい場合には、良好な焼結体が得られず、ま
たQ値が低くなり、40モル%を越えると比誘電率が高
くなるからである。Al2 3 量を示すyは、Q値を5
000以上とするという点から15〜35モル%が望ま
しい。
Further, y, which indicates the molar percentage of Al 2 O 3 , is set to 10 to 40 mol%, because a good sintered body can be obtained when the amount of Al 2 O 3 y is smaller than 10 mol%. This is because the Q value becomes low and the relative dielectric constant becomes high when it exceeds 40 mol%. Y showing the amount of Al 2 O 3 has a Q value of 5
From the viewpoint of being 000 or more, 15 to 35 mol% is desirable.

【0021】SiO2 のモル百分率zを20≦z≦80
モル%としたのは、zが20モル%よりも小さい場合に
は比誘電率が大きくなり、80モル%を越えると良好な
焼結体が得られずQ値が低くなる。SiO2 量を示すz
はQ値を5000以上とするという点から30〜65モ
ル%が望ましい。
The molar percentage z of SiO 2 is 20 ≦ z ≦ 80.
The mol ratio is set so that when z is less than 20 mol%, the relative dielectric constant becomes large, and when it exceeds 80 mol%, a good sintered body cannot be obtained and the Q value becomes low. Z showing the amount of SiO 2
Is preferably 30 to 65 mol% from the viewpoint that the Q value is 5000 or more.

【0022】本発明によれば、上記主成分に対して、T
iまたはCeをそれぞれTiO2 またはCeO2 換算で
0.1〜40重量%含有せしめたのは、TiO2 または
CeO2 の含有量が0.1重量%より少ない場合(主成
分が99.9重量%よりも多い場合)、緻密化焼成温度
は広くならず、40重量%より多い場合(主成分が60
重量%よりも少ない場合)は焼成温度範囲がかえって狭
くなるからである。TiO2 またはCeO2 の含有量を
増加させるほど緻密化焼成温度は広くなるが、一方比誘
電率が増加するので、これらの特性と緻密化焼成温度と
のかねあいで、TiO2 またはCeO2 の含有量を決定
することが望ましいが、特に、0.1〜20重量%であ
ることが望ましい。
According to the present invention, T
The content of i or Ce was 0.1 to 40% by weight in terms of TiO 2 or CeO 2 , respectively, when the content of TiO 2 or CeO 2 was less than 0.1% by weight (the main component was 99.9% by weight). %, The densification firing temperature does not increase, and if it exceeds 40% by weight (main component is 60%).
This is because the firing temperature range rather narrows when it is less than wt%. Higher becomes densification sintering temperature is large to increase the content of TiO 2 or CeO 2, whereas since the dielectric constant is increased, in consideration of these characteristics and densification sintering temperature, the content of TiO 2 or CeO 2 It is desirable to determine the amount, but in particular 0.1 to 20% by weight is desirable.

【0023】本発明の誘電体磁器組成物は、Q値を50
00以上とするためには15≦x≦35、15≦y≦3
5、30≦z≦65を満足することが望ましい。本発明
では、特に、コージェライトの組成、即ちx=22.
2、y=22.2、z=55.6でTiO2 またはCe
2 を0.1〜40重量%含有することが望ましい。
The dielectric ceramic composition of the present invention has a Q value of 50.
15 ≦ x ≦ 35, 15 ≦ y ≦ 3 in order to be 00 or more
It is desirable to satisfy 5, 30 ≦ z ≦ 65. In the present invention, in particular, the composition of cordierite, ie x = 22.
2, y = 22.2, z = 55.6, TiO 2 or Ce
It is desirable to contain O 2 in an amount of 0.1 to 40% by weight.

【0024】測定周波数10GHzでのQ値が3000
以上を満足するようにしたのは、Q値が3000以上あ
る場合には、近年における高周波数帯の誘電体共振器に
も十分対応することができるからである。Q値は、高け
れば高い程望ましいが、特には、測定周波数10GHz
でのQ値が5000以上であることが望ましい。
Q value of 3000 at a measurement frequency of 10 GHz
The reason for satisfying the above is that when the Q value is 3,000 or more, it is possible to sufficiently cope with a recent high frequency band dielectric resonator. The higher the Q value, the more desirable, but especially the measurement frequency is 10 GHz.
It is desirable that the Q value at is 5000 or more.

【0025】また、本発明の誘電体磁器組成物では、主
結晶相がコージェライトであり、他に結晶相として、ム
ライト、スピネル、プロトエンスタタイト、クリノエン
スタタイト、クリストバライト、フォルステライト、ト
リジマイト、サファリン等が析出する場合があり、さら
にその他にCeの場合にはCeO2 、Ce2 Si2 7
等が、Tiの場合には、MgTiO3 、Mg2 Al6
7 25等が析出する場合があるが、組成によってその
析出相が異なる。
In the dielectric porcelain composition of the present invention, the main crystal phase is cordierite, and other crystal phases include mullite, spinel, protoenstatite, clinoenstatite, cristobalite, forsterite, tridymite and safarin. In some cases, CeO 2 or Ce 2 Si 2 O 7 may be precipitated.
When Ti is Ti, MgTiO 3 , Mg 2 Al 6 T
i 7 O 25 etc. may precipitate, but the precipitation phase differs depending on the composition.

【0026】また、本発明の誘電体共振器は、図1に示
すように、基板3上に支持部材2を介して誘電体磁器1
を固定してなり、支持部材2または基板3、或いは支持
部材2及び基板3が、上記誘電体磁器組成物からなるも
のである。この場合、誘電体磁器1としては、周知の材
料が用いられる。誘電体磁器1として、本発明の誘電体
磁器組成物を用いても良い。
Further, the dielectric resonator of the present invention, as shown in FIG. 1, has the dielectric ceramic 1 on the substrate 3 via the supporting member 2.
Are fixed, and the supporting member 2 or the substrate 3, or the supporting member 2 and the substrate 3 are made of the above dielectric ceramic composition. In this case, a well-known material is used as the dielectric ceramic 1. The dielectric ceramic composition of the present invention may be used as the dielectric ceramic 1.

【0027】本発明の誘電体磁器は、原料粉末として、
例えば、MgCO3 粉末,Al2 3 粉末,SiO2
末、CeO2 粉末またはTiO2 粉末を用い、所定の割
合で秤量し、湿式混合した後乾燥し、この混合物を大気
中において1100〜1300℃で仮焼した後、粉砕し
た。得られた粉末に適量のバインダを加えて成形し、こ
の成形体を大気中1250〜1450℃で焼成すること
により得られる。
The dielectric porcelain of the present invention, as a raw material powder,
For example, MgCO 3 powder, Al 2 O 3 powder, SiO 2 powder, CeO 2 powder or TiO 2 powder is used, weighed at a predetermined ratio, wet-mixed and dried, and this mixture is dried at 1100-1300 ° C. in the atmosphere. After calcination in, it was crushed. It can be obtained by adding an appropriate amount of a binder to the obtained powder to form a compact, and firing the compact at 1250 to 1450 ° C. in the atmosphere.

【0028】尚、本発明の誘電体磁器組成物は、金属元
素として、Mg、Al、Si、TiまたはCeからなる
ものであるが、例えば、粉砕ボールのボール成分や原料
粉末の不純物として、Ca、Ba、Zr,Ni,Fe,
Cr,P,Na等が混入する場合があるが、この場合
も、上記組成を満足する限り低誘電率で、高Q値の磁器
を得ることができる。
The dielectric ceramic composition of the present invention is composed of Mg, Al, Si, Ti or Ce as a metal element. For example, Ca is used as a ball component of a crushed ball or an impurity of raw material powder. , Ba, Zr, Ni, Fe,
Although Cr, P, Na, etc. may be mixed in, a porcelain having a low dielectric constant and a high Q value can be obtained also in this case as long as the above composition is satisfied.

【0029】また、本発明の誘電体磁器組成物では、低
誘電率および高Q値が求められるものであれば、例え
ば、回路素子用基板,誘電体共振器の誘電体磁器,誘電
体導波路,誘電体アンテナ等、どのようなものでも適用
できるが、上記したように、誘電体共振器の支持部材ま
たは基板に最適である。
In the dielectric ceramic composition of the present invention, if a low dielectric constant and a high Q value are required, for example, a circuit element substrate, a dielectric resonator dielectric ceramic, or a dielectric waveguide. , A dielectric antenna, etc. can be applied, but as described above, it is most suitable for a supporting member or a substrate of a dielectric resonator.

【0030】[0030]

【実施例】【Example】

実施例1 原料粉末として純度99%のMgCO3 、純度99.7
%のAl2 3 、純度99.4%のSiO2 粉末、純度
99.9%のCeO2 を用い、これらを焼結体が表1、
2、3に示す組成となるように秤量し、ZrO2 ボール
を用いたボールミルにより15時間湿式混合した後、乾
燥し、この混合物を1200℃2時間仮焼した後、粉砕
した。得られた粉末に適量のバインダを加えて造粒し、
これを1000kg/cm2 の圧力の下で成形して直径
12mm厚さ8mmの成形体を得た。この成形体を大気
中表1、2、3に示す温度で2時間焼成し、直径約10
mm、厚み約5mmの誘電体磁器試料を得た。
Example 1 MgCO 3 having a purity of 99% as a raw material powder, a purity of 99.7
% Al 2 O 3 , 99.4% pure SiO 2 powder, and 99.9% pure CeO 2 were used.
The composition was weighed so as to have the composition shown in Examples 2 and 3, wet-mixed for 15 hours by a ball mill using ZrO 2 balls, dried and calcined at 1200 ° C. for 2 hours, and then pulverized. Granulate by adding an appropriate amount of binder to the obtained powder,
This was molded under a pressure of 1000 kg / cm 2 to obtain a molded product having a diameter of 12 mm and a thickness of 8 mm. This molded body was fired in the atmosphere at the temperatures shown in Tables 1, 2, and 3 for 2 hours to give a diameter of about 10
A dielectric ceramic sample having a thickness of 5 mm and a thickness of about 5 mm was obtained.

【0031】この試料を用いて誘電体円柱共振器法にて
周波数10GHz(室温)における比誘電率とQ値を測
定し、その結果を表1、2、3に示す。
Using this sample, the dielectric constant and the Q value at a frequency of 10 GHz (room temperature) were measured by the dielectric cylinder resonator method, and the results are shown in Tables 1, 2 and 3.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】これらの表1、2、3によれば、本発明に
係る誘電体磁器組成物は、比誘電率が7以下と低く、し
かも測定周波数10GHzでのQ値が3000以上と高
い値を示すことがわかる。また、焼成温度幅も10℃か
ら80℃程度まで広げられることが判る。
According to these Tables 1, 2, and 3, the dielectric ceramic composition according to the present invention has a low relative permittivity of 7 or less and a high Q value of 3000 or more at a measurement frequency of 10 GHz. You can see that. Further, it can be seen that the baking temperature range can be expanded from 10 ° C to 80 ° C.

【0036】尚、図2に試料No.59のX線回折チャ
ート図を示す。この図2から、コージェライトの他に、
CeO2 が析出していることが判る。
Incidentally, in FIG. The X-ray-diffraction chart figure of 59 is shown. From FIG. 2, in addition to cordierite,
It can be seen that CeO 2 is precipitated.

【0037】実施例2 実施例1のCeO2 粉末の代わりに純度99.0%のT
iO2 粉末を用いる以外は、上記実施例1と同様にして
誘電体磁器試料を作製し、評価した。この結果を表4に
記載する。
Example 2 Instead of the CeO 2 powder of Example 1, T having a purity of 99.0% was used.
A dielectric ceramic sample was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the iO 2 powder was used. The results are shown in Table 4.

【0038】[0038]

【表4】 [Table 4]

【0039】この表4から、本発明に係る誘電体磁器組
成物は、比誘電率が6以下と低く、しかも測定周波数1
0GHzでのQ値が3000以上と高い値を示すことが
わかる。また、焼成温度幅も10℃から120℃程度ま
で広げられることが判る。
From Table 4, the dielectric ceramic composition according to the present invention has a low relative permittivity of 6 or less, and a measurement frequency of 1
It can be seen that the Q value at 0 GHz is as high as 3000 or more. Further, it can be seen that the baking temperature range can be expanded from 10 ° C to 120 ° C.

【0040】尚、図3に試料No.105のX線回折チ
ャート図を示す。この図2から、コージェライトの他
に、MgTiO3 が析出していることが判る。
The sample No. is shown in FIG. The X-ray-diffraction chart figure of 105 is shown. It can be seen from FIG. 2 that MgTiO 3 is precipitated in addition to cordierite.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物では、7以下
の低い比誘電率を有し、10GHzでのQ値が3000
以上の高いQ値を示す磁器が得られ、例えば、焼成温度
幅が10℃程度であったものを100℃程度まで向上す
ることができ、製造を容易にし、量産性を向上すること
ができる。
The dielectric porcelain composition of the present invention has a low relative dielectric constant of 7 or less and a Q value of 3000 at 10 GHz.
It is possible to obtain a porcelain having a high Q value as described above. For example, it is possible to improve a firing temperature range of about 10 ° C. to about 100 ° C., facilitate manufacturing, and improve mass productivity.

【0042】そして、この誘電体磁器組成物を、誘電体
共振器の支持部材または基板に用いることにより、高イ
ンピーダンスのマイクロ波用集積回路などの高周波用回
路素子を信頼性を損なうことなく製造することができ
る。また、低誘電率および高Q値であるため、例えば、
マイクロ波,ミリ波集積回路等のマイクロ波,ミリ波帯
域で用いられる回路素子用基板,誘電体共振器用支持部
材,誘電体共振器,誘電体導波路,誘電体アンテナ等の
材料として最適である。
By using this dielectric ceramic composition as a supporting member or substrate of a dielectric resonator, a high-frequency circuit element such as a high-impedance microwave integrated circuit can be manufactured without impairing reliability. be able to. Further, because of the low dielectric constant and high Q value, for example,
It is most suitable as a material for circuit element substrates used in microwave and millimeter wave bands such as microwave and millimeter wave integrated circuits, support members for dielectric resonators, dielectric resonators, dielectric waveguides, and dielectric antennas. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】高周波用回路素子の一例を示す誘電体共振器制
御型マイクロ波発信器の概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a dielectric resonator control type microwave oscillator showing an example of a high frequency circuit element.

【図2】試料No.59の結晶構造を示すX線回折図で
ある。
2] Sample No. It is an X-ray diffraction pattern which shows the crystal structure of 59.

【図3】試料No.105の結晶構造を示すX線回折図
である。
3] Sample No. 5 is an X-ray diffraction diagram showing a crystal structure of 105. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・誘電体磁器 2・・・支持部材 3・・・磁器基板 4・・・ストリップライン 5・・・金属ケース 1. Dielectric porcelain 2 ... Support member 3 ... Porcelain substrate 4 ... strip line 5: Metal case

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 3/12 C04B 35/195 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 3/12 C04B 35/195

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】金属元素としてMg、AlおよびSiから
なる複合酸化物であって、各金属元素酸化物のモル比に
よる組成式を xMgO・yAl23・zSiO2 と表した時、前記x、yおよびzが 10≦x≦40 10≦y≦40 20≦z≦80 x+y+z=100 を満足する主成分60〜99.9重量%と、CeをCe
2 換算で0.1〜40重量%とからなり、比誘電率が
7以下、測定周波数10GHz(室温)でのQ値が30
00以上であり、且つ高周波用に用いられることを特徴
とする誘電体磁器組成物。
1. A composite oxide composed of Mg, Al and Si as metal elements, wherein xMgO.yAl 2 O 3 .zSiO 2 represents the composition formula based on the molar ratio of each metal element oxide. , And y and z satisfy 10 ≦ x ≦ 40 10 ≦ y ≦ 40 20 ≦ z ≦ 80 x + y + z = 100, and 60 to 99.9 wt% of the main component, and Ce is Ce.
It has a relative permittivity of 0.1 to 40% by weight in terms of O 2.
7 or less, Q value at measurement frequency 10 GHz (room temperature) is 30
A dielectric porcelain composition characterized in that it is at least 00 and is used for high frequencies .
【請求項2】金属元素としてMg、AlおよびSiから2. From Mg, Al and Si as metal elements
なる複合酸化物であり、各金属元素酸化物のモル比によIt is a composite oxide consisting of
る組成式をThe composition formula xMgO・yAlxMgO / yAl 22 O 33 ・zSiO・ ZSiO 22 と表した時、前記x、yおよびzがAnd x, y and z are 10≦x≦4010 ≦ x ≦ 40 10≦y≦4010 ≦ y ≦ 40 20≦z≦8020 ≦ z ≦ 80 x+y+z=100x + y + z = 100 を満足する主成分60〜99.9重量%と、TiをTi60 to 99.9% by weight of the main component satisfying
O 22 換算で0.1〜40重量%とからなり、1250〜Consists of 0.1-40% by weight, 1250-
1450℃で焼成され、比誘電率が7以下、測定周波数Firing at 1450 ° C, relative permittivity 7 or less, measurement frequency
10GHz(室温)でのQ値が3000以上であることQ value at 10 GHz (room temperature) is 3000 or more
を特徴とする誘電体磁器組成物。A dielectric porcelain composition characterized by:
【請求項3】基板上に支持部材を介して誘電体磁器を固
定してなる誘電体共振器において、前記基板および/ま
たは前記支持部材が、請求項1または請求項2記載の誘
電体磁器組成物からなることを特徴とする誘電体共振
器。
3. A dielectric resonator formed by fixing a dielectric ceramic on a substrate via a supporting member, wherein the substrate and / or the supporting member has a dielectric ceramic composition according to claim 1 or 2. A dielectric resonator characterized by comprising a thing.
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