JP3510946B2 - コーディエライト質焼結体及びその製造方法並びに誘電体共振器 - Google Patents
コーディエライト質焼結体及びその製造方法並びに誘電体共振器Info
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- JP3510946B2 JP3510946B2 JP33336295A JP33336295A JP3510946B2 JP 3510946 B2 JP3510946 B2 JP 3510946B2 JP 33336295 A JP33336295 A JP 33336295A JP 33336295 A JP33336295 A JP 33336295A JP 3510946 B2 JP3510946 B2 JP 3510946B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、マイクロ
波、ミリ波等の高周波で用いられるコ−ディエライト質
焼結体に係わり、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台、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コ−ディエラ
イト質焼結体、並びに誘電体磁器を支持台を介して基板
に固定した誘電体共振器に関するものである。
波、ミリ波等の高周波で用いられるコ−ディエライト質
焼結体に係わり、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台、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コ−ディエラ
イト質焼結体、並びに誘電体磁器を支持台を介して基板
に固定した誘電体共振器に関するものである。
【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、誘電体共振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、第１図に
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の外部に漏れ出る電磁界
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
結合させる構造であり、これらを金属ケ−ス５に収容さ
せた構造を有している。
る高周波回路素子では、誘電体共振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、第１図に
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の外部に漏れ出る電磁界
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
結合させる構造であり、これらを金属ケ−ス５に収容さ
せた構造を有している。
【０００３】この種の高周波回路においては、誘電体磁
器１の電界が支持部材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２には誘電率が低く誘電損失（ｔａ
ｎδ）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１５００
０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１０
ＧＨｚ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）。
器１の電界が支持部材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２には誘電率が低く誘電損失（ｔａ
ｎδ）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１５００
０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１０
ＧＨｚ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）。
【０００４】一方、比誘電率が低い材料としては、従
来、コ−ディエ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い。この
ため、従来から、コ−ディエライトにガラス材を添加
し、焼成が比較的容易である比誘電率が４〜６のガラス
セラミックが用いられている（例えば、特開昭６１−２
３４１２８号公報等参照）。
来、コ−ディエ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い。この
ため、従来から、コ−ディエライトにガラス材を添加
し、焼成が比較的容易である比誘電率が４〜６のガラス
セラミックが用いられている（例えば、特開昭６１−２
３４１２８号公報等参照）。
【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
誘電率の材料が求められていた。
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
誘電率の材料が求められていた。
【０００６】一方、低誘電率材料として用いられている
上記ガラスセラミック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
高いＱ値の低誘電率材料が求められていた。
上記ガラスセラミック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
高いＱ値の低誘電率材料が求められていた。
【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。
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。
【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−ダンスは、基板の厚さが一定であれ
ば、その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、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−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。
プラインのインピ−ダンスは、基板の厚さが一定であれ
ば、その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、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−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。
【０００９】本発明者等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 Ｏ3 −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
６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
共振器をすでに出願した（特願平７−１９５２１１
号）。
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 Ｏ3 −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
６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
共振器をすでに出願した（特願平７−１９５２１１
号）。
【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。しかしながら、従来、コーディエライトは
緻密化できる焼成温度範囲が極めて狭いことから、焼成
条件を厳密に制御する必要があり、緻密な焼結体が安定
して得難く、上記本発明者等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。
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。しかしながら、従来、コーディエライトは
緻密化できる焼成温度範囲が極めて狭いことから、焼成
条件を厳密に制御する必要があり、緻密な焼結体が安定
して得難く、上記本発明者等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。
【００１１】本発明は、比誘電率が６以下で、測定周波
数１０ＧＨｚでのＱ値がコーディエライト系ガラスセラ
ミックと同等あるいはそれ以上の優れた特性を維持しつ
つ、焼成条件を改善できるコーディエライト質焼結体お
よび誘電体共振器を提供することを目的とする。
数１０ＧＨｚでのＱ値がコーディエライト系ガラスセラ
ミックと同等あるいはそれ以上の優れた特性を維持しつ
つ、焼成条件を改善できるコーディエライト質焼結体お
よび誘電体共振器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、コーディエライトを主
成分とし、ＣａＯ、ＢａＯを０．１〜１５重量％からな
る場合には、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、コーディエライト系ガラスセラミ
ックと同等あるいはそれ以上のＱ値を有するとともに、
緻密な焼結体を得るのに必要な焼成温度範囲が広いコー
ディエライト質焼結体を得ることができることを見い出
し、本発明に至った。
を解決すべく鋭意検討した結果、コーディエライトを主
成分とし、ＣａＯ、ＢａＯを０．１〜１５重量％からな
る場合には、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、コーディエライト系ガラスセラミ
ックと同等あるいはそれ以上のＱ値を有するとともに、
緻密な焼結体を得るのに必要な焼成温度範囲が広いコー
ディエライト質焼結体を得ることができることを見い出
し、本発明に至った。
【００１３】即ち、本発明のコーディエライト質焼結体
は、金属元素として、Ｍｇ、Ａｌ、及びＳｉと、Ｃａ、
Ｂａのうち少なくとも１種と、不純物とからなり、コー
ディエライトを主成分とし、Ｃａ及び／又はＢａを、そ
れぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で総量０．１〜１５重量
％含有するとともに、周波数１０ＧＨｚにおける比誘電
率が５．３以下、Ｑ値が１２００以上であることを特徴
とするものであり、特に主結晶相のコーディエライト
と、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、Ｃａ、Ｂａとの化合
物、アノーサイト、セルジアンのうち少なくとも１種の
結晶相とからなることが好ましい。
は、金属元素として、Ｍｇ、Ａｌ、及びＳｉと、Ｃａ、
Ｂａのうち少なくとも１種と、不純物とからなり、コー
ディエライトを主成分とし、Ｃａ及び／又はＢａを、そ
れぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で総量０．１〜１５重量
％含有するとともに、周波数１０ＧＨｚにおける比誘電
率が５．３以下、Ｑ値が１２００以上であることを特徴
とするものであり、特に主結晶相のコーディエライト
と、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、Ｃａ、Ｂａとの化合
物、アノーサイト、セルジアンのうち少なくとも１種の
結晶相とからなることが好ましい。
【００１４】また、コーディエライト質焼結体の製造方
法は、Ｃａ及び／又はＢａを、それぞれＣａＯ換算、Ｂ
ａＯ換算で総量０．１〜１５重量％と、コーディエライ
ト粉末又は焼成によってコーディエライトを形成する原
料粉末とを含む成形体を１３００〜１４４０℃で焼成す
ることを特徴とするものである。さらに、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、前記基板及び／又は
前記支持部材が、上記のコーディエライト質焼結体から
なるものである。
法は、Ｃａ及び／又はＢａを、それぞれＣａＯ換算、Ｂ
ａＯ換算で総量０．１〜１５重量％と、コーディエライ
ト粉末又は焼成によってコーディエライトを形成する原
料粉末とを含む成形体を１３００〜１４４０℃で焼成す
ることを特徴とするものである。さらに、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、前記基板及び／又は
前記支持部材が、上記のコーディエライト質焼結体から
なるものである。
【００１５】
【作用】本発明のコーディエライト質焼結体では、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、上記した主成分に対してＣａお
よび／またはＢａを所定量含有することにより、焼成条
件を改善することができる。即ち、アルミナ、フォルス
テライトよりも低い４〜６の比誘電率を有し、かつ、コ
ーディエライト系ガラスセラミックと同等あるいはそれ
以上のＱ値を有するとともに、例えば、焼成温度幅が１
０℃程度であったものを５０℃程度まで拡大することが
でき、製造を容易にし、量産性を向上することができ
る。
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、上記した主成分に対してＣａお
よび／またはＢａを所定量含有することにより、焼成条
件を改善することができる。即ち、アルミナ、フォルス
テライトよりも低い４〜６の比誘電率を有し、かつ、コ
ーディエライト系ガラスセラミックと同等あるいはそれ
以上のＱ値を有するとともに、例えば、焼成温度幅が１
０℃程度であったものを５０℃程度まで拡大することが
でき、製造を容易にし、量産性を向上することができ
る。
【００１６】また、このような低誘電率，高Ｑ値のコ−
ディエライト質焼結体を、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
−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事なく製造することができる。
ディエライト質焼結体を、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
−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事なく製造することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明のコ−ディエライト質焼結
体は、コ−ディエライトを主成分とし、Ｃａおよび／ま
たはＢａを、それぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で総量
０．１〜１５重量％含有するものである。
体は、コ−ディエライトを主成分とし、Ｃａおよび／ま
たはＢａを、それぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で総量
０．１〜１５重量％含有するものである。
【００１８】ここで、Ｃａおよび／またはＢａを所定量
含有したのは、Ｃａおよび／またはＢａを含有すること
により、例えば、焼結温度幅等の焼成条件を改善するこ
とができるからである。
含有したのは、Ｃａおよび／またはＢａを含有すること
により、例えば、焼結温度幅等の焼成条件を改善するこ
とができるからである。
【００１９】Ｃａおよび／またはＢａを、それぞれＣａ
Ｏ換算、ＢａＯ換算で総量０．１〜１５重量％含有した
のは、Ｃａおよび／またはＢａがＣａＯ換算、ＢａＯ換
算で総量０．１重量％よりも少ない場合には焼成条件の
改善効果が不十分となり、１５重量％よりも多いと誘電
損失が大きくなり、Ｑ値が従来のコーディエライト系ガ
ラスセラミックよりも低下してしまうためである。Ｃａ
および／またはＢａの含有量は、Ｑ値が２０００以上で
あり焼成条件を改善するという観点からＣａＯ換算、Ｂ
ａＯ換算で総量１〜１０重量％が望ましい。Ｃａおよび
／またはＢａの含有量を増加させる程緻密化焼成温度は
広くなるが、一方比誘電率が増加し、またＱ値が低下し
ていくため、これらの特性と緻密化焼成温度との兼ね合
いで、Ｃａおよび／またはＢａの含有量を決定すること
が望ましい。
Ｏ換算、ＢａＯ換算で総量０．１〜１５重量％含有した
のは、Ｃａおよび／またはＢａがＣａＯ換算、ＢａＯ換
算で総量０．１重量％よりも少ない場合には焼成条件の
改善効果が不十分となり、１５重量％よりも多いと誘電
損失が大きくなり、Ｑ値が従来のコーディエライト系ガ
ラスセラミックよりも低下してしまうためである。Ｃａ
および／またはＢａの含有量は、Ｑ値が２０００以上で
あり焼成条件を改善するという観点からＣａＯ換算、Ｂ
ａＯ換算で総量１〜１０重量％が望ましい。Ｃａおよび
／またはＢａの含有量を増加させる程緻密化焼成温度は
広くなるが、一方比誘電率が増加し、またＱ値が低下し
ていくため、これらの特性と緻密化焼成温度との兼ね合
いで、Ｃａおよび／またはＢａの含有量を決定すること
が望ましい。
【００２０】本発明のコ−ディエライト質焼結体は、原
料粉末として、例えば、ＭｇＣＯ3粉末，Ａｌ2 Ｏ3 粉
末，ＳｉＯ2 粉末、ＢａＣＯ3 、ＣａＣＯ3 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、粉砕する。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１０００〜１４００℃で
焼成することにより得られる。Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ
ａ，Ｃａの金属元素を含有する原料粉末は、それぞれ酸
化物，炭酸塩，酢酸塩等の無機化合物、もしくは有機金
属等の有機化合物等の、焼成により酸化物として形成さ
れるものであればいずれの粉末を用いても良い。
料粉末として、例えば、ＭｇＣＯ3粉末，Ａｌ2 Ｏ3 粉
末，ＳｉＯ2 粉末、ＢａＣＯ3 、ＣａＣＯ3 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、粉砕する。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１０００〜１４００℃で
焼成することにより得られる。Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｂ
ａ，Ｃａの金属元素を含有する原料粉末は、それぞれ酸
化物，炭酸塩，酢酸塩等の無機化合物、もしくは有機金
属等の有機化合物等の、焼成により酸化物として形成さ
れるものであればいずれの粉末を用いても良い。
【００２１】本発明においては、予めコ−ディエライト
となるように所定割合にて調合されたＭｇＯ粉末、Ａｌ
2 Ｏ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末の混合粉末に対して、ＢａＣ
Ｏ3粉末、ＣａＣＯ3 粉末を混合した作製しても良く、
また、予めコ−ディエライトとなるように所定割合にて
調合されたＭｇＯ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末
の混合粉末を仮焼し、これを粉砕したコ−ディエライト
粉末にＢａＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末を混合した作製
しても良い。熱溶融、焼成して得たものを用いる事も可
能である。
となるように所定割合にて調合されたＭｇＯ粉末、Ａｌ
2 Ｏ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末の混合粉末に対して、ＢａＣ
Ｏ3粉末、ＣａＣＯ3 粉末を混合した作製しても良く、
また、予めコ−ディエライトとなるように所定割合にて
調合されたＭｇＯ粉末、Ａｌ2 Ｏ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末
の混合粉末を仮焼し、これを粉砕したコ−ディエライト
粉末にＢａＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末を混合した作製
しても良い。熱溶融、焼成して得たものを用いる事も可
能である。
【００２２】コ−ディエライト、またはコ−ディエライ
ト組成となる原料に配合するＣａＯ、ＢａＯ成分として
は、予めＣａＯ、ＢａＯ、またはＣａＯ、ＢａＯを含む
混合物のごとき酸化物として配合しておくのが通常であ
るが、焼成により酸化物となるＣａ、Ｂａの有機塩、無
機塩等の化合物として配合しても良い。
ト組成となる原料に配合するＣａＯ、ＢａＯ成分として
は、予めＣａＯ、ＢａＯ、またはＣａＯ、ＢａＯを含む
混合物のごとき酸化物として配合しておくのが通常であ
るが、焼成により酸化物となるＣａ、Ｂａの有機塩、無
機塩等の化合物として配合しても良い。
【００２３】本発明に於て、焼成温度は、ＣａＯ、Ｂａ
Ｏ成分が含まれていることにより充分に緻密化の目的が
達成され、具体的には焼成温度は１３００℃〜１４４０
℃、好ましくは１３００〜１４００℃となる。
Ｏ成分が含まれていることにより充分に緻密化の目的が
達成され、具体的には焼成温度は１３００℃〜１４４０
℃、好ましくは１３００〜１４００℃となる。
【００２４】また、本発明の誘電体磁器組成物では、主
結晶相がコ−ディエライトであり、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、Ｃａ、Ｂａとの化合物、ア
ノーサイト、セルジアン等が析出する場合がある。
結晶相がコ−ディエライトであり、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、Ｃａ、Ｂａとの化合物、ア
ノーサイト、セルジアン等が析出する場合がある。
【００２５】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、上記コ−ディエライト質焼結体か
らなるものである。
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、上記コ−ディエライト質焼結体か
らなるものである。
【００２６】尚、本発明のコ−ディエライト質焼結体
は、金属元素として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＣａ、
Ｂａのうちの少なくとも一種とからなるものであるが、
例えば、粉砕ボールや原料粉末の不純物として、Ｚｒ、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｔｉ、Ｃａを添加する場
合にはＢａ、Ｂａを添加する場合にはＣａ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。
は、金属元素として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、およびＣａ、
Ｂａのうちの少なくとも一種とからなるものであるが、
例えば、粉砕ボールや原料粉末の不純物として、Ｚｒ、
Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｔｉ、Ｃａを添加する場
合にはＢａ、Ｂａを添加する場合にはＣａ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。
【００２７】また、本発明のコ−ディエライト質焼結体
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。
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。
【００２８】
【実施例】原料粉末として純度９９％のＭｇＣＯ3粉
末、純度９９．７％のＡｌ2Ｏ3粉末、純度９９．４％の
ＳｉＯ2粉末を、ＭｇＯ換算で２２．２モル％、Ａｌ2Ｏ
3換算で２２．２モル％、ＳｉＯ2換算で５５．６モル％
となるように混合し、この混合粉末に、純度９９．９％
のＣａＣＯ3粉末、純度９９．９％のＢａＣＯ3粉末を、
それぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で表１に示す量だけ添
加し、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。この後、アルミナボールを
用いたボールミルにより粉砕した。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／ｃｍ
２の圧力の下でプレス成形して、直径１２ｍｍ厚さ８ｍ
ｍの成形体を得た。この成形体を大気中１３００〜１４
４５℃で２時間焼成して、直径１０ｍｍ厚さ６ｍｍの試
料を得た。
末、純度９９．７％のＡｌ2Ｏ3粉末、純度９９．４％の
ＳｉＯ2粉末を、ＭｇＯ換算で２２．２モル％、Ａｌ2Ｏ
3換算で２２．２モル％、ＳｉＯ2換算で５５．６モル％
となるように混合し、この混合粉末に、純度９９．９％
のＣａＣＯ3粉末、純度９９．９％のＢａＣＯ3粉末を、
それぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で表１に示す量だけ添
加し、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。この後、アルミナボールを
用いたボールミルにより粉砕した。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／ｃｍ
２の圧力の下でプレス成形して、直径１２ｍｍ厚さ８ｍ
ｍの成形体を得た。この成形体を大気中１３００〜１４
４５℃で２時間焼成して、直径１０ｍｍ厚さ６ｍｍの試
料を得た。
【００２９】この試料を用いて誘電体円柱共振器法にて
周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率とＱ値を測定し、そ
の結果を表１に示す。
周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率とＱ値を測定し、そ
の結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】表１によれば、本発明に係るコーディエラ
イト質焼結体は、緻密化する焼成温度幅を広くとること
が可能で、比誘電率が５．３以下とコーディエライト単
体の特性を有していることがわかる。また、Ｑ値が、コ
ーディエライト系ガラスセラミックと同等あるいはそれ
以上の１２００以上を有することが判る。
イト質焼結体は、緻密化する焼成温度幅を広くとること
が可能で、比誘電率が５．３以下とコーディエライト単
体の特性を有していることがわかる。また、Ｑ値が、コ
ーディエライト系ガラスセラミックと同等あるいはそれ
以上の１２００以上を有することが判る。
【００３２】尚、図２に試料Ｎo.５のＸ線回折チャート
図を示す。この図２から、コ−ディエライトの他に、ア
ノーサイト、スピネルが析出していることが判る。
図を示す。この図２から、コ−ディエライトの他に、ア
ノーサイト、スピネルが析出していることが判る。
【００３３】
【発明の効果】本発明のコーディエライト質焼結体で
は、コーディエライトを主成分とし、Ｃａ、Ｂａを所定
量含有するため、アルミナ、フォルステライトよりも低
い比誘電率で、コーディエライト系ガラスセラミックと
同等あるいはそれ以上のＱ値を維持した状態で、緻密な
焼結体を得るのに必要な焼成温度範囲が拡大し、生産性
を向上することができる。そして、本発明のコーディエ
ライト質焼結体を、例えば、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台、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。
は、コーディエライトを主成分とし、Ｃａ、Ｂａを所定
量含有するため、アルミナ、フォルステライトよりも低
い比誘電率で、コーディエライト系ガラスセラミックと
同等あるいはそれ以上のＱ値を維持した状態で、緻密な
焼結体を得るのに必要な焼成温度範囲が拡大し、生産性
を向上することができる。そして、本発明のコーディエ
ライト質焼結体を、例えば、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台、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。
【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。
御型マイクロ波発信器の概略断面図である。
【図２】試料Ｎｏ．５の結晶構造を示すＸ線回折図であ
る。
る。
１・・・誘電体磁器
２・・・支持部材
３・・・磁器基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平１−230462（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−219994（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−64957（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−157363（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−278145（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−111402（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/00 - 35/22
Claims (4)
- 【請求項１】金属元素として、Ｍｇ、Ａｌ、及びＳｉ
と、Ｃａ、Ｂａのうち少なくとも１種と、不純物とから
なり、コーディエライトを主成分とし、Ｃａ及び／又は
Ｂａを、それぞれＣａＯ換算、ＢａＯ換算で総量０．１
〜１５重量％含有するとともに、周波数１０ＧＨｚにお
ける比誘電率が５．３以下、Ｑ値が１２００以上である
ことを特徴とするコーディエライト質焼結体。 - 【請求項２】主結晶相のコーディエライトと、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、Ｃａ、Ｂａとの化合物、アノーサ
イト、セルジアンのうち少なくとも１種の結晶相とから
なることを特徴とする請求項１記載のコーディエライト
質焼結体。 - 【請求項３】Ｃａ及び／又はＢａを、それぞれＣａＯ換
算、ＢａＯ換算で総量０．１〜１５重量％と、コーディ
エライト粉末又は焼成によってコーディエライトを形成
する原料粉末とを含む成形体を１３００〜１４４０℃で
焼成することを特徴とするコーディエライト質焼結体の
製造方法。 - 【請求項４】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、前記基板及び／又は
前記支持部材が、請求項１又は２記載のコーディエライ
ト質焼結体からなることを特徴とする誘電体共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33336295A JP3510946B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | コーディエライト質焼結体及びその製造方法並びに誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33336295A JP3510946B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | コーディエライト質焼結体及びその製造方法並びに誘電体共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09169560A JPH09169560A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3510946B2 true JP3510946B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18265262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33336295A Expired - Fee Related JP3510946B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | コーディエライト質焼結体及びその製造方法並びに誘電体共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3510946B2 (ja) |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33336295A patent/JP3510946B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09169560A (ja) | 1997-06-30 |
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