JP3411170B2 - 高周波用誘電体磁器組成物 - Google Patents
高周波用誘電体磁器組成物Info
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- JP3411170B2 JP3411170B2 JP01725597A JP1725597A JP3411170B2 JP 3411170 B2 JP3411170 B2 JP 3411170B2 JP 01725597 A JP01725597 A JP 01725597A JP 1725597 A JP1725597 A JP 1725597A JP 3411170 B2 JP3411170 B2 JP 3411170B2
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- dielectric
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- high frequency
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波やミリ
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器組成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミ
リ波などの高周波領域において使用される種々の共振器
用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料
や積層型セラミックコンデンサ等に用いることができる
誘電体磁器組成物に関する。
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器組成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミ
リ波などの高周波領域において使用される種々の共振器
用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料
や積層型セラミックコンデンサ等に用いることができる
誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波やミリ
波等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘
電体基板や導波路等に広く利用されている。
波等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘
電体基板や導波路等に広く利用されている。
【０００３】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えば、ＺｒＯ2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 材料（特公昭５
４−２２８３９号公報参照）、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3 系材料（特公昭６３−５０３００号公報参
照）、Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3系材料（特公昭５８−２
５０６８号公報参照）等が知られている。
例えば、ＺｒＯ2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 材料（特公昭５
４−２２８３９号公報参照）、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｚｒ，
Ｔｉ）Ｏ3 系材料（特公昭６３−５０３００号公報参
照）、Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3系材料（特公昭５８−２
５０６８号公報参照）等が知られている。
【０００４】これらの材料は、各種の改良により周波数
５００ＭＨｚ〜５ＧＨｚにおいて比誘電率εr が２０〜
４０、Ｑ値が１０００〜３０００（Ｑｆ値１５０００以
下）、さらに共振周波数の温度係数τｆが０ｐｐｍ／℃
付近の特性を有している。
５００ＭＨｚ〜５ＧＨｚにおいて比誘電率εr が２０〜
４０、Ｑ値が１０００〜３０００（Ｑｆ値１５０００以
下）、さらに共振周波数の温度係数τｆが０ｐｐｍ／℃
付近の特性を有している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、ますます使用周
波数が高周波となり、誘電体材料に対してさらに優れた
誘電特性、特にＱ値の向上が要求されつつある。ところ
が、前述した従来の誘電体材料では、１０ＧＨｚでは特
にＱ値を高めるにしても５０００程度が限界であり、こ
れらの要求に対して充分に応えることができないのが現
状である。
波数が高周波となり、誘電体材料に対してさらに優れた
誘電特性、特にＱ値の向上が要求されつつある。ところ
が、前述した従来の誘電体材料では、１０ＧＨｚでは特
にＱ値を高めるにしても５０００程度が限界であり、こ
れらの要求に対して充分に応えることができないのが現
状である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点を解決すべく鋭意検討した結果、金属元素としてＣ
ａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、モル比による組成式をｘＣａ
Ｏ−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ｘ，ｙ，
ｚが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３
５、０．２５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満
足する領域に設定することにより、優れた誘電特性の誘
電体磁器組成物が得られることを知見したものである。
点を解決すべく鋭意検討した結果、金属元素としてＣ
ａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、モル比による組成式をｘＣａ
Ｏ−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ｘ，ｙ，
ｚが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３
５、０．２５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満
足する領域に設定することにより、優れた誘電特性の誘
電体磁器組成物が得られることを知見したものである。
【０００７】即ち、本発明の請求項１の誘電体磁器組成
物は、金属複合酸化物からなるもので、ＣａＯ、Ｎｉ
Ｏ、ＮｂＯ5/2 より構成され、金属元素として少なくと
もＣａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、これらのモル比による組
成式をｘＣａＯ−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、
前記ｘ，ｙ，ｚが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５
≦ｙ≦０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ
＋ｚ＝１を満足する組成範囲に設定されるものである。
物は、金属複合酸化物からなるもので、ＣａＯ、Ｎｉ
Ｏ、ＮｂＯ5/2 より構成され、金属元素として少なくと
もＣａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、これらのモル比による組
成式をｘＣａＯ−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、
前記ｘ，ｙ，ｚが、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５
≦ｙ≦０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ
＋ｚ＝１を満足する組成範囲に設定されるものである。
【０００８】これらの比率を上記範囲に設定したのは、
ＣａＯ量（ｘ）が０．４より少ないとＱ値が低下し、
０．５５より多いと焼結が困難となるからである。ま
た、ＮｉＯ量（ｙ）が０．１５より少ないと焼結が困難
となり、あるいはＱ値の低下を招き、０．３５より多い
とＱ値が低下する。さらにＮｂＯ5/2 量（ｚ）が０．２
５より小さいと焼結性が低下し、０．４５よりも多いと
Ｑ値が低下するという問題が生じるからである。
ＣａＯ量（ｘ）が０．４より少ないとＱ値が低下し、
０．５５より多いと焼結が困難となるからである。ま
た、ＮｉＯ量（ｙ）が０．１５より少ないと焼結が困難
となり、あるいはＱ値の低下を招き、０．３５より多い
とＱ値が低下する。さらにＮｂＯ5/2 量（ｚ）が０．２
５より小さいと焼結性が低下し、０．４５よりも多いと
Ｑ値が低下するという問題が生じるからである。
【０００９】なお、本発明の誘電体磁器中には、上記成
分以外に不可避不純物として、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂａ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が各元素当たり
０．１重量％以下含まれていてもよい。
分以外に不可避不純物として、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂａ，Ｍ
ｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が各元素当たり
０．１重量％以下含まれていてもよい。
【００１０】また、本発明は、上記誘電体磁器組成物中
に、Ｃａ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3で表されるペロブス
カイト型結晶相を主結晶とすることにより、さらに優れ
た誘電特性が得られることを知見した。
に、Ｃａ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3で表されるペロブス
カイト型結晶相を主結晶とすることにより、さらに優れ
た誘電特性が得られることを知見した。
【００１１】即ち、ペロブスカイト型結晶構造におい
て、ＡサイトをＣａにより、ＢサイトをＮｉ及びＮｂが
１：２で構成してなる結晶を有するものである。このよ
うな結晶を有する材料は、それ自体が焼結体等の多結晶
体でもあるいは単結晶体のいずれの形態でもよい。
て、ＡサイトをＣａにより、ＢサイトをＮｉ及びＮｂが
１：２で構成してなる結晶を有するものである。このよ
うな結晶を有する材料は、それ自体が焼結体等の多結晶
体でもあるいは単結晶体のいずれの形態でもよい。
【００１２】なお、Ｃａ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 で表
されるペロブスカイト型結晶相を主結晶相とするとは、
Ｘ線回折により分析した際に、最大ピークがこの結晶相
からなることを意味しており、その他の結晶相としてＣ
ａＮｂＯ3 、ＣａＮｉＯ3 、ＣａＮｂ2 Ｏ6 等が微量に
存在していても良い。
されるペロブスカイト型結晶相を主結晶相とするとは、
Ｘ線回折により分析した際に、最大ピークがこの結晶相
からなることを意味しており、その他の結晶相としてＣ
ａＮｂＯ3 、ＣａＮｉＯ3 、ＣａＮｂ2 Ｏ6 等が微量に
存在していても良い。
【００１３】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばＣａ，Ｎｉ，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、充分に混合する。その後、混合物を１０００〜１２
０００℃で仮焼処理し、粉砕する。そして、この仮焼粉
末をプレス成形やドクターブレード法等の成形方法によ
り所定の形状に成形する。
は、例えばＣａ，Ｎｉ，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、充分に混合する。その後、混合物を１０００〜１２
０００℃で仮焼処理し、粉砕する。そして、この仮焼粉
末をプレス成形やドクターブレード法等の成形方法によ
り所定の形状に成形する。
【００１４】次に、成形体を大気中等の酸化雰囲気中で
１３００〜１６００℃で焼成することにより、相対密度
９０％以上で、上記の結晶相を有する誘電体磁器を得る
ことができる。
１３００〜１６００℃で焼成することにより、相対密度
９０％以上で、上記の結晶相を有する誘電体磁器を得る
ことができる。
【００１５】さらに本発明者等が種々検討を重ねた結
果、上記の複合酸化物にＢａＯを複合させること、即ち
ＢａＯ、ＣａＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 からなり、モル比
による組成式をｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝・ｙ
ＮｉＯ・ｚＮｂＯ5/2 と表した時、ａ，ｘ，ｙ，ｚが０
＜ａ＜１、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦
０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を
同時に満足する組成範囲に設定すること、また、（Ｂａ
1-a Ｃａa ）（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 で表されるペロ
ブスカイト型結晶（０＜ａ＜１）を主結晶相とすること
により優れた誘電特性が得られるとともに、Ｃａの置換
量ａを所定範囲内で適当に設定することで共振周波数の
温度係数τｆをマイナス側からプラス側に移行できるこ
とを知見した。
果、上記の複合酸化物にＢａＯを複合させること、即ち
ＢａＯ、ＣａＯ、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ5 からなり、モル比
による組成式をｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝・ｙ
ＮｉＯ・ｚＮｂＯ5/2 と表した時、ａ，ｘ，ｙ，ｚが０
＜ａ＜１、０．４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦
０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を
同時に満足する組成範囲に設定すること、また、（Ｂａ
1-a Ｃａa ）（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 で表されるペロ
ブスカイト型結晶（０＜ａ＜１）を主結晶相とすること
により優れた誘電特性が得られるとともに、Ｃａの置換
量ａを所定範囲内で適当に設定することで共振周波数の
温度係数τｆをマイナス側からプラス側に移行できるこ
とを知見した。
【００１６】即ち、本発明の請求項３に示す高周波用誘
電体組成物は、金属元素としてＢａ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｎｂ
を含有し、これらの金属元素酸化物をのモル比による組
成式をｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝・ｙＮｉＯ・
ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ａ、ｘ、ｙ、ｚが、０＜
ａ＜１、０．４≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３
５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満足す
る組成範囲に設定されるものである。
電体組成物は、金属元素としてＢａ、Ｃａ、Ｎｉ、Ｎｂ
を含有し、これらの金属元素酸化物をのモル比による組
成式をｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝・ｙＮｉＯ・
ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ａ、ｘ、ｙ、ｚが、０＜
ａ＜１、０．４≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３
５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満足す
る組成範囲に設定されるものである。
【００１７】これらの組成比で、０＜ａ＜１としたの
は、ａ＝０又は１ではＢａ、Ｃａの固溶体が得られず、
共振周波数の温度係数τｆの制御効果が得られないから
である。また、各ａに対して組成比を上記の範囲に限定
したのは、上記範囲外では固溶の効果が不十分である
か、または焼結性の低下やＱ値の低下という問題が生じ
るからである。即ちｘが０．４より少ないとＱ値が低下
し、０．５５より多いと焼結が困難となるからである。
また、ｙが０．１５より少ないと焼結が困難となり、あ
るいはＱ値の低下を招き、０．３５より多いとＱ値が低
下する。さらに、ｚが０．２５より小さいと焼結性が低
下し、０．４５よりも多いとＱ値が低下するという問題
が生ずるからである。
は、ａ＝０又は１ではＢａ、Ｃａの固溶体が得られず、
共振周波数の温度係数τｆの制御効果が得られないから
である。また、各ａに対して組成比を上記の範囲に限定
したのは、上記範囲外では固溶の効果が不十分である
か、または焼結性の低下やＱ値の低下という問題が生じ
るからである。即ちｘが０．４より少ないとＱ値が低下
し、０．５５より多いと焼結が困難となるからである。
また、ｙが０．１５より少ないと焼結が困難となり、あ
るいはＱ値の低下を招き、０．３５より多いとＱ値が低
下する。さらに、ｚが０．２５より小さいと焼結性が低
下し、０．４５よりも多いとＱ値が低下するという問題
が生ずるからである。
【００１８】なお、本発明の誘電体磁器中には、上記成
分以外に不可避不純物として、Ｃｌ，Ｐ，Ｎａ，Ａｌ，
Ｓｉ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が
各元素当たり０．１重量％以下含まれていてもよい。
分以外に不可避不純物として、Ｃｌ，Ｐ，Ｎａ，Ａｌ，
Ｓｉ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が
各元素当たり０．１重量％以下含まれていてもよい。
【００１９】また、本発明の高周波誘電体磁器組成物
は、（Ｂａ1-a Ｃａa ）（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3)Ｏ3 で表さ
れるペロブスカイト型結晶（０＜ａ＜１）主結晶とする
ことが望ましい。
は、（Ｂａ1-a Ｃａa ）（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3)Ｏ3 で表さ
れるペロブスカイト型結晶（０＜ａ＜１）主結晶とする
ことが望ましい。
【００２０】即ち、ペロブスカイト型結晶構造において
ＡサイトをＢａ及びＣａが（１−ａ）：ａで構成し、Ｂ
サイトをＮｉおよびＮｂが１：２で構成してなる結晶を
有するものである。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あるいは単結晶体のいずれ
の形態でもよい。
ＡサイトをＢａ及びＣａが（１−ａ）：ａで構成し、Ｂ
サイトをＮｉおよびＮｂが１：２で構成してなる結晶を
有するものである。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あるいは単結晶体のいずれ
の形態でもよい。
【００２１】なお、（Ｂａ1-a Ｃａa ）（Ｎｉ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 で表されるペロブスカイト型結晶相を主結晶
相とするとは、Ｘ線回折により分析した際に、最大ピー
クがこの結晶相からなることを意味しており、その他の
結晶相としてＢａ3 Ｎｂ5 Ｏ6 、ＣａＮｂＯ3 等が微量
に存在していても良い。
2/3 ）Ｏ3 で表されるペロブスカイト型結晶相を主結晶
相とするとは、Ｘ線回折により分析した際に、最大ピー
クがこの結晶相からなることを意味しており、その他の
結晶相としてＢａ3 Ｎｂ5 Ｏ6 、ＣａＮｂＯ3 等が微量
に存在していても良い。
【００２２】本発明に基づき磁器を作成する方法として
は、例えばＢａ、Ｃａ、Ｎｉ、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、充分に混合する。その後、混合物を１０００
〜１２００℃で仮焼処理し、粉砕するそして、この仮焼
粉末をプレス成形やドクターブレード法等の成形方法に
より所定の形状に成形する。
は、例えばＢａ、Ｃａ、Ｎｉ、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、充分に混合する。その後、混合物を１０００
〜１２００℃で仮焼処理し、粉砕するそして、この仮焼
粉末をプレス成形やドクターブレード法等の成形方法に
より所定の形状に成形する。
【００２３】次に成形体を大気中等の酸化雰囲気中で１
３００〜１６００℃で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。
３００〜１６００℃で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。
【００２４】
【作用】請求項１の発明においては、組成式ｘＣａＯ−
ｙＮｉＯ−ｚＮｂ2/5 Ｏで表される組成物を所定の割合
で配合することにより、高周波領域において高い誘電率
及びＱ値を得ることができる。従って、マイクロ波やミ
リ波領域において使用される誘電体共振器様材料やＭＩ
Ｃ用誘電体基板材料に充分適合することができる。
ｙＮｉＯ−ｚＮｂ2/5 Ｏで表される組成物を所定の割合
で配合することにより、高周波領域において高い誘電率
及びＱ値を得ることができる。従って、マイクロ波やミ
リ波領域において使用される誘電体共振器様材料やＭＩ
Ｃ用誘電体基板材料に充分適合することができる。
【００２５】また、請求項３の発明においては、組成式
ｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝−ｙＮｉＯ−ｚＮｂ
Ｏ5/2 で表される組成物において、ＢａＯ、及びＣａＯ
のモル比を変化させることにより、共振周波数の温度係
数τｆをマイナス側からプラス側の一定領域で自由に制
御することができる。
ｘ｛（１−ａ）ＢａＯ・ａＣａＯ｝−ｙＮｉＯ−ｚＮｂ
Ｏ5/2 で表される組成物において、ＢａＯ、及びＣａＯ
のモル比を変化させることにより、共振周波数の温度係
数τｆをマイナス側からプラス側の一定領域で自由に制
御することができる。
【００２６】
【実施例】実施例１
以下、請求項１、２の発明を次の実施例で説明する。
【００２７】本発明の誘電体磁器組成物は、原料粉末と
して、純度９９％以上のＣａＣＯ3、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ
5 粉末を準備し、これらを表１及び図１に示す組成比と
なるように秤量し、ボールミルにて一定時間湿式混合
し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、１１００
℃で２時間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに有機バイ
ンダ−と共に入れ再度、一定時間湿式混合した。その後
この粉砕物を乾燥した後、造粒し、得られた粉末を公知
の方法により直径１０ｍｍ×厚み５ｍｍの円柱形状に成
形し、大気中または酸素雰囲気中において１３００〜１
６００℃で０．１〜１０時間焼成することにより得た。
して、純度９９％以上のＣａＣＯ3、ＮｉＯ、Ｎｂ2 Ｏ
5 粉末を準備し、これらを表１及び図１に示す組成比と
なるように秤量し、ボールミルにて一定時間湿式混合
し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、１１００
℃で２時間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに有機バイ
ンダ−と共に入れ再度、一定時間湿式混合した。その後
この粉砕物を乾燥した後、造粒し、得られた粉末を公知
の方法により直径１０ｍｍ×厚み５ｍｍの円柱形状に成
形し、大気中または酸素雰囲気中において１３００〜１
６００℃で０．１〜１０時間焼成することにより得た。
【００２８】なお、原料粉末は、焼成により酸化物を生
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｕ，Ｔａ等が各元素当たり０．１重量％以下含まれるこ
ともある。
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ａｌ，Ｓｉ，Ｂａ，Ｍｇ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｕ，Ｔａ等が各元素当たり０．１重量％以下含まれるこ
ともある。
【００２９】かくして得られた磁器試料について、周波
数８〜９ＧＨｚにおける比誘電率（εr ）、Ｑ値を誘電
体円柱共振器法にて測定し、Ｑ値と測定周波数ｆとの積
で表されるＱｆ値を測定した。結果は表１に示す通りで
ある。
数８〜９ＧＨｚにおける比誘電率（εr ）、Ｑ値を誘電
体円柱共振器法にて測定し、Ｑ値と測定周波数ｆとの積
で表されるＱｆ値を測定した。結果は表１に示す通りで
ある。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１及び図１によれば、ＣａＯ、ＮｉＯ、
ＮｂＯ5/2 の配合組成が本発明の範囲を逸脱すると（Ｎ
ｏ．４〜９）、Ｑ値が１００以下あるいは焼結不良を生
じた。
ＮｂＯ5/2 の配合組成が本発明の範囲を逸脱すると（Ｎ
ｏ．４〜９）、Ｑ値が１００以下あるいは焼結不良を生
じた。
【００３２】これに対し、本発明の範囲内の試料（Ｎ
ｏ．１〜３、１０）は、比誘電率が２５以上、Ｑ値２５
００以上、Ｑｆ値が２００００（ＧＨｚ）以上が達成さ
れた。特に、ＣａＯ：ＮｉＯ：ＮｂＯ5/2 のモル比が
１：０．３３：０．６７である試料Ｎｏ．１０は優れた
特性を有することがわかる。
ｏ．１〜３、１０）は、比誘電率が２５以上、Ｑ値２５
００以上、Ｑｆ値が２００００（ＧＨｚ）以上が達成さ
れた。特に、ＣａＯ：ＮｉＯ：ＮｂＯ5/2 のモル比が
１：０．３３：０．６７である試料Ｎｏ．１０は優れた
特性を有することがわかる。
【００３３】次に、このＮｏ．１０の試料について、Ｘ
線回折により結晶相を分析した。条件は、Ｃｕ管球を用
い、管電圧５０ｋＶ、管電流２００ｍＡで、縦型ゴニオ
メータ２軸を用いた。その結果を図２に示すように、最
大ピークがＣａ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 のペロブスカ
イト型結晶からなることがわかる。
線回折により結晶相を分析した。条件は、Ｃｕ管球を用
い、管電圧５０ｋＶ、管電流２００ｍＡで、縦型ゴニオ
メータ２軸を用いた。その結果を図２に示すように、最
大ピークがＣａ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 のペロブスカ
イト型結晶からなることがわかる。
【００３４】実施例２
以下、請求項３、４の発明を次の実施例で説明する。
【００３５】本発明の誘電体磁器組成物は、原料粉末と
して、純度９９％以上のＢａＣＯ3、ＣａＣＯ3 、Ｎｉ
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 粉末を準備し、これらを表２、３に示す
組成比となるように秤量し、ボールミルにて一定時間湿
式混合し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、１
１００℃で２時間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに有
機バインダ−と共に入れ再度、一定時間湿式混合した。
その後この粉砕物を乾燥した後、造粒し、得られた粉末
を公知の方法により直径１０ｍｍ×厚み５ｍｍの円柱形
状に成形し、大気中または酸素雰囲気中において１２０
０〜１６００℃で０．１〜１０時間焼成することにより
得た。
して、純度９９％以上のＢａＣＯ3、ＣａＣＯ3 、Ｎｉ
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 粉末を準備し、これらを表２、３に示す
組成比となるように秤量し、ボールミルにて一定時間湿
式混合し、次いで、この混合物を脱水、乾燥した後、１
１００℃で２時間仮焼し、当該仮焼物をボールミルに有
機バインダ−と共に入れ再度、一定時間湿式混合した。
その後この粉砕物を乾燥した後、造粒し、得られた粉末
を公知の方法により直径１０ｍｍ×厚み５ｍｍの円柱形
状に成形し、大気中または酸素雰囲気中において１２０
０〜１６００℃で０．１〜１０時間焼成することにより
得た。
【００３６】なお、原料粉末は、焼成により酸化物を生
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ｃｌ，Ｐ，Ｎａ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が含まれることもあり、ま
た、これらが全量中０．１重量％程度混入しても特性上
問題ない。また、製造工程上の都合で金属元素等が混入
する場合もある。
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ｃｌ，Ｐ，Ｎａ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｓｒ，Ｍｇ，Ｚｒ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｔａ等が含まれることもあり、ま
た、これらが全量中０．１重量％程度混入しても特性上
問題ない。また、製造工程上の都合で金属元素等が混入
する場合もある。
【００３７】かくして得られた磁器試料について、周波
数８〜９ＧＨｚにおける比誘電率εr 、Ｑ値を誘電体円
柱共振器法にて測定し、Ｑ値と測定周波数ｆとの積で表
されるＱｆ値を測定した。
数８〜９ＧＨｚにおける比誘電率εr 、Ｑ値を誘電体円
柱共振器法にて測定し、Ｑ値と測定周波数ｆとの積で表
されるＱｆ値を測定した。
【００３８】また、２５℃と８５℃のＴＥ０１１モード
共振周波数ｆ25、ｆ85から、共振周波数の温度係数τｆ
を τｆ＝｛（ｆ85−ｆ25）／ｆ25｝／６０×１０6 （ｐｐ
ｍ／℃） に基づいて計算した。
共振周波数ｆ25、ｆ85から、共振周波数の温度係数τｆ
を τｆ＝｛（ｆ85−ｆ25）／ｆ25｝／６０×１０6 （ｐｐ
ｍ／℃） に基づいて計算した。
【００３９】これらの結果は表２、３に示す通りであ
る。
る。
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】表２、３によれば、ＢａＯ、ＣａＯ、Ｎｉ
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 の配合組成が本発明の範囲を逸脱すると
共振周波数の温度係数τｆの制御効果が不十分である
か、またはＱ値が１００以下もしくは、焼結不良を生じ
た。
Ｏ、Ｎｂ2 Ｏ5 の配合組成が本発明の範囲を逸脱すると
共振周波数の温度係数τｆの制御効果が不十分である
か、またはＱ値が１００以下もしくは、焼結不良を生じ
た。
【００４３】これに対して、本発明の範囲内の試料は比
較例とくらべて高いＱ値を有しながらａの値によって共
振周波数の温度係数τｆを制御できることがわかる。
較例とくらべて高いＱ値を有しながらａの値によって共
振周波数の温度係数τｆを制御できることがわかる。
【００４４】ここで、上記表２中のＮｏ．１１〜１７に
おける、Ｃａの置換量ａと共振周波数の温度係数τｆの
関係を図３に示す。この図３より、Ｃａの置換量ａに応
じて共振周波数の温度係数τｆを−６０ｐｐｍ／℃から
＋１２０ｐｐｍ／℃の間で連続的に制御できるのが判
る。しかも、共振周波数の温度係数τｆが０となる組成
が２点存在することになり、必要とする温度係数τｆへ
の制御を容易に行うことができる。
おける、Ｃａの置換量ａと共振周波数の温度係数τｆの
関係を図３に示す。この図３より、Ｃａの置換量ａに応
じて共振周波数の温度係数τｆを−６０ｐｐｍ／℃から
＋１２０ｐｐｍ／℃の間で連続的に制御できるのが判
る。しかも、共振周波数の温度係数τｆが０となる組成
が２点存在することになり、必要とする温度係数τｆへ
の制御を容易に行うことができる。
【００４５】例えば、ＣａＯ：ＮｉＯ：ＮｂＯ5/2 ＝
３：１：２（モル比）からなる磁器組成物（表２中のＮ
ｏ．１７）では、８．５ＧＨｚ測定周波数で比誘電率２
６、Ｑ値８５００と高い値を示すが、共振周波数の温度
係数τｆが−６０ｐｐｍ／℃とマイナス側に大きい。ま
た、ＢａＯ：ＮｉＯ：ＮｂＯ5/2 ＝３：１：２（モル
比）からなる磁器組成物（表２中のＮｏ．１１）では、
８．５ＧＨｚの測定周波数で比誘電率３０、Ｑ値４００
０という値を示すが、共振周波数の温度係数τｆが−１
０ｐｐｍ／℃とマイナス側に大きい。
３：１：２（モル比）からなる磁器組成物（表２中のＮ
ｏ．１７）では、８．５ＧＨｚ測定周波数で比誘電率２
６、Ｑ値８５００と高い値を示すが、共振周波数の温度
係数τｆが−６０ｐｐｍ／℃とマイナス側に大きい。ま
た、ＢａＯ：ＮｉＯ：ＮｂＯ5/2 ＝３：１：２（モル
比）からなる磁器組成物（表２中のＮｏ．１１）では、
８．５ＧＨｚの測定周波数で比誘電率３０、Ｑ値４００
０という値を示すが、共振周波数の温度係数τｆが−１
０ｐｐｍ／℃とマイナス側に大きい。
【００４６】これらに対し、Ｃａ及びＢａを固溶させる
ことで、共振周波数の温度係数τｆを連続的に−６０ｐ
ｐｍ／℃から＋１２０ｐｐｍ／℃まで制御することが可
能となるのである。
ことで、共振周波数の温度係数τｆを連続的に−６０ｐ
ｐｍ／℃から＋１２０ｐｐｍ／℃まで制御することが可
能となるのである。
【００４７】次に、Ｎｏ．１１の試料について、実施例
１と同じ条件でＸ線回折により結晶相を分析した。その
結果を図４に示すように、最大ピークがＢａ（Ｎｉ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 のペロブスカイト型結晶からなることが
わかる。
１と同じ条件でＸ線回折により結晶相を分析した。その
結果を図４に示すように、最大ピークがＢａ（Ｎｉ1/3
Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 のペロブスカイト型結晶からなることが
わかる。
【００４８】
【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、金属元素として少なくともＣａ，Ｎｉ，Ｎｂを含
有し、これらのモル比による組成式をｘＣａＯ−ｙＮｉ
Ｏ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚが、０．
４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３５、０．２
５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満足すること
により、高周波領域において高い誘電率及びＱ値を有す
る誘電体磁器組成物を得ることができる。これにより、
マイクロ波やミリ波等の周波数領域において使用される
種々の共振器用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体
導波路用材料等に充分適用することができる。
れば、金属元素として少なくともＣａ，Ｎｉ，Ｎｂを含
有し、これらのモル比による組成式をｘＣａＯ−ｙＮｉ
Ｏ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚが、０．
４０≦ｘ≦０．５５、０．１５≦ｙ≦０．３５、０．２
５≦ｚ≦０．４５、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満足すること
により、高周波領域において高い誘電率及びＱ値を有す
る誘電体磁器組成物を得ることができる。これにより、
マイクロ波やミリ波等の周波数領域において使用される
種々の共振器用材料やＭＩＣ用誘電体基板材料、誘電体
導波路用材料等に充分適用することができる。
【００４９】また請求項３の発明によれば、金属元素と
して少なくともＢａ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、これ
らのモル比による組成式を、ｘ｛（１−ａ）Ｂａ・ａＣ
ａＯ｝−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ａ，
ｘ，ｙ，ｚが、０＜ａ＜１、０．４０≦ｘ≦０．５５、
０．１５≦ｙ≦０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１を満足することにより、高周波領域におい
て高い誘電率およびＱ値を有しながら、共振周波数の温
度係数（τｆ）をマイナス側からプラス側にわたって連
続的に幅広く制御可能な誘電体組成物を得る事ができ
る。
して少なくともＢａ，Ｃａ，Ｎｉ，Ｎｂを含有し、これ
らのモル比による組成式を、ｘ｛（１−ａ）Ｂａ・ａＣ
ａＯ｝−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ａ，
ｘ，ｙ，ｚが、０＜ａ＜１、０．４０≦ｘ≦０．５５、
０．１５≦ｙ≦０．３５、０．２５≦ｚ≦０．４５、ｘ
＋ｙ＋ｚ＝１を満足することにより、高周波領域におい
て高い誘電率およびＱ値を有しながら、共振周波数の温
度係数（τｆ）をマイナス側からプラス側にわたって連
続的に幅広く制御可能な誘電体組成物を得る事ができ
る。
【００５０】これによりマイクロ波やミリ波などの周波
数領域において使用される種々の共振器用材料やＭＩＣ
用誘電体基板材料、コンデンサー用材料、誘電体アンテ
ナ材料、誘電体導波路用材料等に充分適用とすることが
できる。
数領域において使用される種々の共振器用材料やＭＩＣ
用誘電体基板材料、コンデンサー用材料、誘電体アンテ
ナ材料、誘電体導波路用材料等に充分適用とすることが
できる。
【図１】本発明の請求項１に示す高周波誘電体磁器組成
物の組成範囲を示す３成分図である。
物の組成範囲を示す３成分図である。
【図２】本発明の請求項１に示す高周波誘電体磁器組成
物のＸ線回折チャート図である。
物のＸ線回折チャート図である。
【図３】本発明の請求項３に示す高周波誘電体磁器組成
物におけるＣａ置換量ａと共振周波数の温度係数τｆの
関係を示すグラフである。
物におけるＣａ置換量ａと共振周波数の温度係数τｆの
関係を示すグラフである。
【図４】本発明の請求項３に示す高周波誘電体磁器組成
物のＸ線回折チャート図である。
物のＸ線回折チャート図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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 35/495
H01P 7/10
Claims (2)
- 【請求項１】金属元素として少なくともＣａ，Ｎｉ，Ｎ
ｂを含有し、これらのモル比による組成式をｘＣａＯ−
ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ5/2 と表した時、前記ｘ，ｙ，ｚ
が、 ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１５≦ｙ≦０．３５ ０．２５≦ｚ≦０．４５ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ を満足し、Ｃａ（Ｎｉ 1/3 Ｎｂ 2/3 ）Ｏ 3 で表されるペ
ロブスカイト型結晶相を主結晶とするとともに、Ｑｆ値
が２００００（ＧＨｚ）以上であることを特徴とする高
周波用誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】金属元素として少なくともＢａ，Ｃａ，Ｎ
ｉ，Ｎｂを含有し、これらのモル比による組成式を、ｘ
｛（１−ａ）Ｂａ・ａＣａＯ｝−ｙＮｉＯ−ｚＮｂＯ
5/2 と表した時、前記ａ，ｘ，ｙ，ｚが、 ０＜ａ＜１ ０．４０≦ｘ≦０．５５ ０．１５≦ｙ≦０．３５ ０．２５≦ｚ≦０．４５ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ を満足し、（Ｂａ 1-a ・Ｃａ a ）（Ｎｉ 1/3 Ｎｂ 2/3 ）
Ｏ 3 で表されるペロブスカイト型結晶相を主結晶とする
とともに、Ｑｆ値が３１０００（ＧＨｚ）以上であるこ
とを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01725597A JP3411170B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-01-31 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-287001 | 1996-10-29 | ||
| JP28700196 | 1996-10-29 | ||
| JP01725597A JP3411170B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-01-31 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10188676A JPH10188676A (ja) | 1998-07-21 |
| JP3411170B2 true JP3411170B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=26353744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01725597A Expired - Fee Related JP3411170B2 (ja) | 1996-10-29 | 1997-01-31 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3411170B2 (ja) |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP01725597A patent/JP3411170B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10188676A (ja) | 1998-07-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |