JP4569857B2

JP4569857B2 - Dielectric ceramic composition and dielectric resonator

Info

Publication number: JP4569857B2
Application number: JP2002334861A
Authority: JP
Inventors: 泰治宮内; 友宏嵐
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-11-19
Filing date: 2002-11-19
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2022-11-19
Also published as: JP2004168579A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波、準ミリ波、またはミリ波の領域で使用可能な誘電体磁器組成物及び誘電体共振器に関するものであり、特に、１．５ＧＨｚ以上の周波数領域、さらには５〜４０ＧＨｚの周波数領域で極めて高いＱｆ値を有する新規な誘電体磁器組成物及び誘電体共振器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報通信分野における技術の発達は目覚ましいものがあり、誘電体共振器等に用いられる誘電体材料に対する特性向上の要求は益々厳しくなってきている。
【０００３】
例えば、マイクロ波用誘電体材料の特性としては、先ず第一に、Ｑｆ値（ｆ／ｔａｎδ）ができるだけ大きいことが要求される。一方で、特に共振器材料としての利用を考えた場合、さらなる高周波数に対応するためには、設計の容易さ等の観点から、ある程度低い比誘電率εｒを有する誘電体材料の開発が必要となる。共振現象の寸法は、誘電率をεとしたときにε^-1/2に比例することから、比誘電率εｒが高い材料を使用した場合、周波数の増大に伴い共振器の寸法を極めて小さくしなければならない。
【０００４】
例えば一般的なマイクロ波誘電体材料（比誘電率εｒ＝９０）を３０ＧＨｚの共振器に用いた場合、ＴＥ₀₁₁モードを使用したときの誘電体内の波長は１．０５ｍｍとなる。このときの誘電体の寸法は、波長の二分の一とすると、０．５３ｍｍである。このような共振器において、共振周波数の公差を±０．５％とすると、許容される周波数の公差Δｆは０．１５ＧＨｚ、許容される寸法公差ΔＬは０．００３ｍｍと非常に厳しいものとなる。したがって、共振器の設計を容易にするためには、全体の寸法や加工性等を考慮して適度な比誘電率εｒを有する誘電体材料の開発が求められる。
【０００５】
高周波用誘電体材料としては、種々の誘電体材料が知られているが、比較的高いＱｆ値を有する材料の一つとして、チタン酸マグネシウム系誘電体材料が知られている。チタン酸マグネシウム系誘電体材料であるＭｇＴｉＯ₃は、文献（例えば、非特許文献１等を参照）によれば、比誘電率εｒ＝１７、Ｑｆ＝１１００００ＧＨｚ、共振周波数の温度依存性τｆ＝−４５ｐｐｍ／Ｋとされている。
【０００６】
また、チタン酸マグネシウム系誘電体材料の改良も提案されており、例えば特許文献１には、二酸化チタン１モル当り、１モルよりも多く且つ１．３モル以下の酸化マグネシウムと、前記二酸化チタンとを含む原料を焼結することによって得られるマイクロ波用セラミクスが開示されている。この特許文献１に記載されるマイクロ波用セラミクスの特性としては、ＭｇＯ：ＴｉＯ₂＝１．２：１のときに、比誘電率εｒ＝１７．３、無負荷Ｑｕ＝１２０００（Ｑｆ表示では１２００００ＧＨｚ）である。
【０００７】
その他、市販されている材料の中でＱｆが最も高いものでも、比誘電率εｒ＝２４、Ｑｆ＝３５００００ＧＨｚ、共振周波数の温度依存性τｆ＝−４ｐｐｍ／Ｋである。
【０００８】
【非特許文献１】
日本セラミックス協会編「セラミック工学ハンドブック」、第１版、技報堂出版、１９９３年５月３０日、ｐ１８８５
【０００９】
【特許文献１】
特公昭６１−１４６０５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、先にも述べたように、効率及び損失による発熱等の観点からは、高周波誘電体共振器に用いる誘電体材料のＱｆ値はできるだけ大きい方が望ましい。また、例えばミリ波への応用を考えた場合、Ｑｆが同じ場合、周波数が高くなるとＱｕは小さくなることから、やはりＱｆはできるだけ大きい方が望ましい。
このような見地から見たときに、従来の組成系の誘電体材料では、必ずしもＱｆ値が十分とは言えない。
【００１１】
本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたものであり、これまで製品レベルでは実現されていないような高いＱｆ値を有し、しかも適度な比誘電率εｒを有する誘電体磁器組成物及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】
本発明者らは、上述の目的を達成するために、長期に亘り研究を重ねてきた。
その結果、ＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりも僅かにＭｇの割合を多くした極めて限られた組成において、飛躍的に高いＱｆ値が得られ、このとき比誘電率εｒも低下するとの知見を得るに至った。
【００１３】
本発明は、このような研究結果に基づいて完成されたものであり、本発明の誘電体磁器組成物は、チタン酸マグネシウムを主成分とするとともに焼成により作製され結晶粒の平均粒径ｄが１．６μｍ＜ｄ≦２５μｍである誘電体磁器組成物であって、前記チタン酸マグネシウムをＭｇ_ｘＴｉＯ_３と表記したときに１．０１≦ｘ≦１．０８であり、前記チタン酸マグネシウムは、Ｘ線回折において、Ｍｇ _２ＴｉＯ _４の（４００）ピーク強度とＭｇＴｉＯ _３の（１０４）ピーク強度の比［Ｍｇ _２ＴｉＯ _４（４００）／ＭｇＴｉＯ _３（１０４）］が
０＜［Ｍｇ _２ＴｉＯ _４（４００）／ＭｇＴｉＯ _３（１０４）］≦０．１３
であることを特徴とする。
【００１４】
本発明において重要なことは、先ず、ＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりも僅かにＭｇの割合を多く設定することである。すなわち、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、ｘが１．００より僅かに大きくなるように設定する。この極めて限られた組成範囲においてのみＱｆ値が改善され、非常に高いＱｆ値が実現される。例えば、ｘ＝１．０２において、比誘電率εｒ＝１８．２、Ｑｆ＝４７２０００ＧＨｚ、共振周波数の温度依存性τｆ＝−５７ｐｐｍ／Ｋが実現される。
【００１５】
前述のようにＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりも僅かにＭｇの割合を多く設定すると、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄が僅かに析出する。ここで、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の析出量が所定の範囲に入っていることが重要であり、これを規定したのが本願の請求項２記載の発明である。
【００１６】
すなわち、本願の請求項２記載の発明は、前記チタン酸マグネシウムは、Ｘ線回折において、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピーク強度とＭｇＴｉＯ₃の（１０４）ピーク強度の比［Ｍｇ₂ＴｉＯ₄（４００）／ＭｇＴｉＯ₃（１０４）］が
０＜［Ｍｇ₂ＴｉＯ₄（４００）／ＭｇＴｉＯ₃（１０４）］≦０．１３
であることを特徴とする。前記ピーク強度比、すなわちＭｇ₂ＴｉＯ₄の析出量をかかる範囲とすることで、確実に高いＱｆ値が得られる。
【００１７】
また、本発明の誘電体磁器組成物においては、粒径制御も重要であり、結晶粒の平均粒径が所定の範囲内であるときに高いＱｆ値が実現される。そこで、本願の請求項３記載の発明は、結晶粒の平均粒径ｄが１．６μｍ＜ｄ≦２５μｍであることを特徴とする。結晶粒の平均粒径ｄを前記範囲とすることで、やはり高いＱｆ値が得られる。
【００１８】
本発明の誘電体磁器組成物は、誘電体共振器の誘電体材料として用いることができる。本発明の誘電体共振器は、これを規定したものであり、チタン酸マグネシウムを主成分とするとともに焼成により作製され結晶粒の平均粒径ｄが１．６μｍ＜ｄ≦２５μｍである誘電体磁器組成物であって、前記チタン酸マグネシウムをＭｇ_ｘＴｉＯ_３と表記したときに１．０１≦ｘ≦１．０８であり、前記チタン酸マグネシウムは、Ｘ線回折において、Ｍｇ _２ＴｉＯ _４の（４００）ピーク強度とＭｇＴｉＯ _３の（１０４）ピーク強度の比［Ｍｇ _２ＴｉＯ _４（４００）／ＭｇＴｉＯ _３（１０４）］が
０＜［Ｍｇ _２ＴｉＯ _４（４００）／ＭｇＴｉＯ _３（１０４）］≦０．１３
である誘電体磁器組成物を誘電体材料として用いたことを特徴とするものである。
【００１９】
前記誘電体磁器組成物がマイクロ波、ミリ波の領域で高いＱｆ値を有することから、本発明の誘電体共振器は、１．５ＧＨｚ以上の領域、例えば５〜４０ＧＨｚの周波数領域で使用することが可能である。また、前記誘電体磁器組成物が適度な比誘電率εｒを有することから、許容される寸法公差も緩和され、作製が容易である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した誘電体磁器組成物及びその製造方法について、詳細に説明する。
【００２１】
本発明の誘電体磁器組成物は、基本的にはチタン酸マグネシウム系の誘電体磁器組成物であり、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに１．００＜ｘ≦１．１０となるように組成が調整されている。このようにＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりも僅かにＭｇの割合を多くすることで、ＭｇＴｉＯ₃に比べてＱｆ値が急激に大きくなり、比誘電率εｒも低下傾向にある。ただし、ｘの値があまり大きくなり過ぎると、Ｑｆ値が低下してしまい、所期の目的を達成することができない。したがって、１．００＜ｘ≦１．１０なる範囲に入るように組成調整を行う。より好ましくは、１．０１≦ｘ≦１．０８であり、これによりＱｆ値４０００００ＧＨｚ以上を実現することができる。
【００２２】
ここで、ＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりもＭｇの割合を多くすることについては、例えば先の特許文献１にも開示されているが、特許文献１では、ｘ＝１．１，１．２，１．３についての検討が行われているのみであり、１．００＜ｘ≦１．１０なる範囲については全く検討されていない。勿論、この範囲で特異的にＱｆ値が高くなることについては全く言及していない。したがって、本発明は、この特許文献１記載の技術とは全く別の技術と言え、特許文献１記載の技術とは一線を画するものである。
【００２３】
前述のようにＭｇＴｉＯ₃の化学量論組成よりもＭｇの割合を僅かに多くすると、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄が僅かに析出する。本発明者らがＸ線回折装置（ＸＲＤ：X-ray diffract meter）による解析を行ったところ、ｘが１．００を越えるとＭｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピークが出現することがわかった。この（４００）ピークは、例えばｘ＝１．０２でも出現しており、さらに解析を進めたところ、このＭｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピークのピーク強度と、ＭｇＴｉＯ₃の（１０４）ピークのピーク強度の比が、誘電体磁器組成物の特性に関与していることがわかった。
【００２４】
すなわち、本発明の誘電体磁器組成物においては、先ず、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピークが出現することが重要である。Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピークが出現したときに、特性の改善が見られる。ただし、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピーク強度とＭｇＴｉＯ₃の（１０４）ピーク強度の比［Ｍｇ₂ＴｉＯ₄（４００）／ＭｇＴｉＯ₃（１０４）］（以下、ピーク強度比ＰＩＲと称する。）は、あまり大きすぎると却って特性が低下する。したがって、具体的には前記ピーク強度比ＰＩＲは、０＜ＰＩＲ≦０．１３の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、０．００３≦ＰＩＲ≦０．０６である。前記範囲とすることで、Ｑｆ値４０００００ＧＨｚ以上が実現される。
【００２５】
前記Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の析出量、すなわちピーク強度比ＰＩＲは、基本的には前記表記におけるｘの値によって変動するが、その他、焼成温度等の焼成条件等によっても変化する。したがって、本発明の誘電体磁器組成物の作製に際しては、組成のみならず、焼成条件等も適正に設定し、前記ピーク強度比ＰＩＲが前記範囲内に入るように調整することが好ましい。
【００２６】
また、本発明の誘電体磁器組成物における結晶粒の粒径であるが、本発明においては、結晶粒の平均粒径ｄを１．６μｍ＜ｄ≦２５μｍとすることが好ましい。
【００２７】
前記表記において、ｘ＝１．００の場合、焼成温度を高くすると結晶粒の大きさは大きくなる。これに対して、ｘ＞１．００とすると、焼成温度を高くしてもｘの増加に伴って結晶粒の大きさが次第に小さくなる。このとき、結晶粒の平均粒径と特性（Ｑｆ値）との間には相関関係があり、焼結された誘電体磁器組成物の結晶粒の平均粒径ｄが前記範囲に入るように組成、焼成条件等を選定することで、高Ｑｆ値が実現される。
【００２８】
次に、本発明の誘電体磁器組成物の製造方法について説明する。本発明を適用した製造工程のフローチャートを図１に示す。
【００２９】
先ず、本発明の製造方法においては、原料に、ＭｇＯとＴｉＯ₂を用いることが好ましい。例えば、マグネシウム源として炭酸マグネシウムを用いると、一般的にＣａＯ等の不純物が混入する可能性が高いために、良好な特性を得ることができない場合がある。
【００３０】
原料であるＭｇＯとＴｉＯ₂とは、誘電体磁器組成物をＭｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに１．００＜ｘ≦１．１０となるような比率で配合する。このとき、仕込み組成が誘電体磁器組成物の組成にそのまま反映され、仕込み組成と誘電体磁器組成物の組成とはほぼ１：１の関係にあることが実験によりわかっているので、原料におけるＴｉＯ₂とＭｇＯの配合比（ＭｇＯ／ＴｉＯ₂）を、モル比で１．００＜（ＭｇＯ／ＴｉＯ₂）≦１．１０とする。
【００３１】
誘電体磁器組成物を製造するには、原料であるＭｇＯとＴｉＯ₂を混合工程１で混合する。混合には、例えばボールミル等を用いる。混合後、乾燥工程２や成形工程３を経て、仮焼工程４で仮焼を行う。仮焼は、ある程度原料の反応を進行させるために行うものであり、通常は本焼成より若干低い温度で行う。
【００３２】
仮焼後、粉砕工程５により粉砕し、乾燥工程６で乾燥する。乾燥した後、造粒工程７により造粒を行う。造粒に際しては、バインダーを混入するが、このバインダーとしては任意の材料が使用可能である。例えば、ポリビニルアルコール等が好適である。
【００３３】
最後に、成形工程８により所望の形状に成形し、焼成工程９で本焼成を行う。
この本焼成の際の焼成温度は、あまり温度が低いと所望のＱｆ値が得られなくなる虞れがあることから、ある程度高い温度に設定することが好ましく、１３００℃〜１５５０℃とすることが好ましい。
【００３４】
上述の誘電体磁器組成物は、マイクロ波、準ミリ波、ミリ波の領域である１．５ＧＨｚ以上の周波数帯域で用いることができる。特に、５〜４０ＧＨｚの周波数帯域で用いることができる。このような周波数帯域には、例えば携帯電話（１．５ＧＨｚ）、第３世代携帯電話（２ＧＨｚ）、ＰＨＳ（１．９ＧＨｚ）、無線ＬＡＮ（２．４ＧＨｚ、５ＧＨｚ）、ＦＷＡ（Fixed Wireless access）（２２ＧＨｚ、２６ＧＨｚ、３８ＧＨｚ）、カーナビゲーション（ＶＩＣＳ）（２．４ＧＨｚ）、ＥＴＣ（５．６ＧＨｚ）、自動車レーダー（７６ＧＨｚ：３８ＧＨｚを２逓倍して用いる。）等が含まれる。
【００３５】
したがって、本発明の誘電体磁器組成物は、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、各種マイクロ波回路のインピーダンス整合、その他の各種電子部品等に用いることができ、特に、誘電体共振器用として好適である。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
【００３７】
誘電体磁器組成物サンプルの作製
各サンプルは、以下の手順に従って作製した。
先ず、原料であるＭｇＯとＴｉＯ₂とを所定の配合比率となるように秤取し、これをボールミルにて１６時間混合した。混合後、１２０℃で２４時間乾燥し、直径６０ｍｍの円板状に成形した。成形時の成形圧力は、２０ＭＰａとした。
【００３８】
成形後、１１００℃で２時間、仮焼を行った。次いで、ボールミルにて１６時間の粉砕を行い、１２０℃で２４時間乾燥した。乾燥後、ポリビニルアルコールを１重量％加えて造粒し、直径１２ｍｍに成形した。この時の成形圧力は、２００ＭＰａとした。
【００３９】
最後に１２００℃〜１５５０℃で本焼成を行い、誘電体磁器組成物サンプルを得た。
【００４０】
得られた各サンプルについて、原料の仕込み組成と得られた誘電体磁器組成物の分析組成との関係を調べた。測定は蛍光Ｘ線分析により行った。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
この表１からも明らかなように、原料の仕込み組成と得られる誘電体磁器組成物の分析組成とはほとんど変わらず、ほぼ１：１の関係にある。
【００４３】
組成の検討（その１）
先の誘電体磁器組成物サンプルの作製方法に従い、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、ｘ＝０．９２、ｘ＝０．９６、ｘ＝１．００、ｘ＝１．０４、ｘ＝１．０８となるように原料を配合し、１２００℃〜１４５０℃で本焼成を行って各種サンプルを作製した。
【００４４】
作製した各サンプルについて、Ｑｆ値及び比誘電率εｒを日本工業規格「マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法」（ＪＩＳＲ１６２７）に従って測定した。測定（共振）周波数は９〜１０ＧＨｚである。Ｑｆ値の測定結果を表２及び図２に示す。また比誘電率εｒの測定結果を表３及び図３に示す。
【００４５】
【表２】

【００４６】
【表３】

【００４７】
表２及び図２から明らかなように、ｘ＝１．００を中心に、その両側、すなわちｘが１．００よりも若干小さい組成、及びｘが１．００よりも若干大きい組成でＱｆ値の上昇が見られる。ただし、ｘが１よりも若干大きい組成でのＱｆ値の上昇の方が遥かに大きい。また、比誘電率εｒは、表３及び図３に示すように、ｘが大きくなるに伴って次第に低下している。
【００４８】
組成の検討（その２）
前項での検討結果を踏まえて、ｘが１．００よりも若干大きい組成について、より詳細な検討を行った。すなわち、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、ｘ＝１．００、ｘ＝１．０１、ｘ＝１．０２、ｘ＝１．０３、ｘ＝１．０４、ｘ＝１．０５、ｘ＝１．０６、ｘ＝１．０８、ｘ＝１．１０、ｘ＝１．１５、ｘ＝１．２０となるように原料を配合し、１３５０℃〜１５５０℃で本焼成を行って各種サンプルを作製した。
【００４９】
作製した各サンプルについて、Ｑｆ値及び比誘電率εｒを日本工業規格「マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法」（ＪＩＳＲ１６２７）に従って測定した。Ｑｆ値の測定結果を表４及び図４に示す。また比誘電率εｒの測定結果を表５及び図５に示す。
【００５０】
【表４】

【００５１】
【表５】

【００５２】
これら測定結果から明らかなように、ｘが１よりも僅かに大きい領域において、Ｑｆ値が特異的に上昇している。特に、１．００＜ｘ≦１．１０なる範囲では、ｘ＝１．００の場合に比べていずれもＱｆ値に大幅な上昇が見られ、１．０１≦ｘ≦１．０８なる範囲では、Ｑｆ値４０００００ＧＨｚ以上が達成されている。さらに、１．０３≦ｘ≦１．０６なる範囲では、全ての焼成温度においてＱｆ値４０００００ＧＨｚ以上が達成されている。また、比誘電率εｒについては、若干ではあるが低下が見られ、１８前後の値となっている。
【００５３】
ピーク強度比ＰＩＲの検討
次に、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、ｘが１．００よりも大きいサンプルについてＸ線回折装置（ＸＲＤ）での測定を行ったところ、図６に示すように、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピークが観察された。
【００５４】
そこで、Ｍｇ₂ＴｉＯ₄の（４００）ピーク強度とＭｇＴｉＯ₃の（１０４）ピーク強度の比［Ｍｇ₂ＴｉＯ₄（４００）／ＭｇＴｉＯ₃（１０４）］（＝ピーク強度比ＰＩＲ）とＱｆ値の関係を調べた。Ｘ線回折測定は、出力１０ｋＷのＸＲＤ装置を用いて４°／ｍｉｎで行った。結果を表６及び図７に示す。
【００５５】
【表６】

【００５６】
これら測定結果から明らかなように、０＜ＰＩＲ≦０．１３の範囲内であるときに、ｘ＝１．００の場合に比べてＱｆ値に上昇が見られ、０．００３≦ＰＩＲ≦０．０６のときにＱｆ値４０００００ＧＨｚ以上が達成されている。
【００５７】
結晶粒の平均粒径についての検討
Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、ｘが１．００よりも大きいサンプルでは、図８（Ａ）〜図８（Ｄ）に示すように、ｘが大きくなるに伴って、結晶粒の平均粒径が次第に小さくなっている。
【００５８】
一方、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときに、例えばｘ＝１．０２である場合、焼成温度を１４００℃から１５００℃に上昇すると、結晶が成長し結晶粒が大きくなっている。すなわち、作製される誘電体磁器組成物において、組成及び焼成温度を調整することにより、結晶粒の平均粒径を調整できることがわかる。
【００５９】
そこで、この誘電体磁器組成物の結晶粒の平均粒径とＱｆ値の関係を調べた。
結晶粒の平均粒径は、研磨面のＳＥＭ（走査電子顕微鏡）写真より（対角線の長さ）／（対角線上に存在する粒子の個数）を求め、これを平均粒径とした。結果を表７及び図１０に示す。
【００６０】
【表７】

【００６１】
これら測定結果から明らかなように、平均粒径ｄが１．６μｍ＜ｄ≦２５μｍの範囲内であるときに、ｘ＝１．００の場合に比べてＱｆ値に上昇が見られる。
具体的には、Ｑｆ値３０００００以上が得られており、特に平均粒径ｄが５〜２５μｍの範囲では、Ｑｆ値４０００００以上が実現されている。
【００６２】
【発明の効果】
以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、これまで製品レベルでは実現されていないような高いＱｆ値を有し、しかも適度な比誘電率εｒを有する誘電体磁器組成物を提供することが可能である。
【００６３】
また、本発明によれば、前記誘電体磁器組成物を誘電体材料として用いることで、マイクロ波やミリ波領域である１．５ＧＨｚ以上の周波数領域で使用可能な誘電体共振器を提供することが可能である。また、この誘電体共振器においては、誘電体磁器組成物が適度な比誘電率εｒを有することから、寸法公差が緩和され、作製に際してその設計が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の誘電体磁器組成物の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図２】Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときのｘ＝０．９２〜１．０８におけるｘとＱｆ値の関係を示す特性図である。
【図３】Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときのｘ＝０．９２〜１．０８におけるｘと比誘電率εｒの関係を示す特性図である。
【図４】Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときのｘ＝１．００〜１．２０におけるｘとＱｆ値の関係を示す特性図である。
【図５】Ｍｇ_xＴｉＯ₃と表記したときのｘ＝１．００〜１．２０におけるｘと比誘電率εｒの関係を示す特性図である。
【図６】Ｍｇ_xＴｉＯ₃（ｘ＝１．００〜１．１０）のＸ線回折チャートである。
【図７】ピーク強度比ＰＩＲとＱｆ値の関係を示す特性図である。
【図８】１４００℃で焼成したＭｇ_xＴｉＯ₃の電子顕微鏡写真（倍率７５０倍）であり、（Ａ）はｘ＝１．０２、（Ｂ）はｘ＝１．０４、（Ｃ）はｘ＝１．１０、（Ｄ）はｘ＝１．２０である。
【図９】ＭｇＴｉＯ₃（ｘ＝１．０２）の電子顕微鏡写真（倍率３５００倍）であり、（Ａ）は１４００℃で焼成したもの、（Ｂ）は１５００℃で焼成したものである。
【図１０】結晶粒の平均粒径とＱｆ値の関係を示す特性図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a dielectric ceramic composition and a dielectric resonator that can be used in a microwave, quasi-millimeter, or millimeter-wave region, and in particular, a frequency region of 1.5 GHz or more, and further 5 to 40 GHz. The present invention relates to a novel dielectric ceramic composition and a dielectric resonator having an extremely high Qf value in the frequency region.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of technology in the field of information communication has been remarkable, and the demand for improving the characteristics of dielectric materials used for dielectric resonators and the like has become increasingly severe.
[0003]
For example, as a characteristic of a dielectric material for microwaves, first of all, a Qf value (f / tan δ) is required to be as large as possible. On the other hand, especially when considering use as a resonator material, in order to cope with higher frequencies, it is necessary to develop a dielectric material having a relatively low relative dielectric constant εr from the viewpoint of ease of design and the like. Become. Since the size of the resonance phenomenon is proportional to ε ^-1/2 when the dielectric constant is ε, when a material with a high relative dielectric constant εr is used, the size of the resonator becomes extremely small as the frequency increases. There must be.
[0004]
For example, when a general microwave dielectric material (relative permittivity εr = 90) is used for a 30 GHz resonator, the wavelength in the dielectric when the TE ₀₁₁ mode is used is 1.05 mm. The dimension of the dielectric at this time is 0.53 mm when it is a half of the wavelength. In such a resonator, if the tolerance of the resonance frequency is ± 0.5%, the allowable frequency tolerance Δf is 0.15 GHz, and the allowable dimensional tolerance ΔL is 0.003 mm. Therefore, in order to facilitate the design of the resonator, it is required to develop a dielectric material having an appropriate relative dielectric constant εr in consideration of the overall dimensions and workability.
[0005]
Various dielectric materials are known as high-frequency dielectric materials, and a magnesium titanate-based dielectric material is known as one of materials having a relatively high Qf value. According to the literature (for example, see Non-Patent Document 1 etc.), MgTiO ₃ which is a magnesium titanate-based dielectric material has a relative dielectric constant εr = 17, Qf = 110000 GHz, and temperature dependence of resonance frequency τf = −45 ppm. / K.
[0006]
Further, improvement of a magnesium titanate-based dielectric material has also been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that magnesium oxide is greater than 1 mole and less than or equal to 1.3 moles per mole of titanium dioxide, and the titanium dioxide. The ceramics for microwaves obtained by sintering the raw material containing this is disclosed. The characteristics of the microwave ceramics described in Patent Document 1 are as follows: when MgO: TiO ₂ = 1.2: 1, relative permittivity εr = 17.3, no load Qu = 12000 (120,000 GHz in Qf display) ).
[0007]
In addition, even in the commercially available material having the highest Qf, the relative dielectric constant εr = 24, Qf = 350,000 GHz, and the temperature dependence of the resonance frequency τf = −4 ppm / K.
[0008]
[Non-Patent Document 1]
Japan Ceramic Society edited by "Ceramic Engineering Handbook", 1st edition, Gihodo Publishing, May 30, 1993, p1885
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 61-14605 [0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, from the viewpoint of heat generation due to efficiency and loss, it is desirable that the Qf value of the dielectric material used for the high frequency dielectric resonator is as large as possible. For example, when considering application to a millimeter wave, when Qf is the same, Qu becomes smaller as the frequency becomes higher. Therefore, it is desirable that Qf is as large as possible.
From this point of view, the conventional composition-based dielectric material does not necessarily have a sufficient Qf value.
[0011]
The present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and has a high Qf value which has not been realized at the product level so far, and has a dielectric constant εr having an appropriate relative dielectric constant. And it aims at providing a dielectric resonator.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-mentioned object, the present inventors have repeated research for a long time.
As a result, in a very limited composition in which the proportion of Mg is slightly higher than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ , a significantly high Qf value is obtained, and the knowledge that the relative dielectric constant εr is also reduced at this time is obtained. It came to.
[0013]
The present invention has been completed based on such research results. The dielectric ceramic composition of the present invention has magnesium titanate as a main component and is produced by firing and has an average grain size d of crystal grains. A dielectric ceramic composition _satisfying 1.6 μm <d ≦ 25 μm , wherein 1.01 ≦ x ≦ 1.08 when the magnesium titanate is expressed as Mg _x TiO ₃ , in X-ray _diffraction, Mg 2 TiO ₄ of (400) peak intensity and MgTiO ₃ (104) ratio of the peak intensity _{_{_{[Mg 2 TiO 4 (400)}}} / MgTiO 3 (104)] is
0 <[Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] ≦ 0.13
It is characterized by being.
[0014]
What is important in the present invention is to set a slightly higher proportion of Mg than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ . That is, when expressed as Mg _x TiO ₃ , x is set to be slightly larger than 1.00. Only in this extremely limited composition range, the Qf value is improved, and a very high Qf value is realized. For example, when x = 1.02, the relative dielectric constant εr = 18.2, Qf = 472000 GHz, and the temperature dependence of the resonance frequency τf = −57 ppm / K are realized.
[0015]
As described above, when the proportion of Mg is set slightly higher than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ , Mg ₂ TiO ₄ is slightly precipitated. Here, it is important that the precipitation amount of Mg ₂ TiO ₄ falls within a predetermined range, and this is defined by the invention according to claim 2 of the present application.
[0016]
That is, in the invention according to claim 2 of the present application, the magnesium titanate has a ratio of (400) peak intensity of Mg ₂ TiO ₄ to (104) peak intensity of MgTiO _{3 in} the X-ray diffraction [Mg ₂ TiO ₄ ( 400) / MgTiO ₃ (104)] is 0 <[Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] ≦ 0.13
It is characterized by being. By setting the peak intensity ratio, that is, the precipitation amount of Mg ₂ TiO ₄ in such a range, a high Qf value can be obtained reliably.
[0017]
In the dielectric ceramic composition of the present invention, the grain size control is also important, and a high Qf value is realized when the average grain size of the crystal grains is within a predetermined range. Therefore, the invention according to claim 3 of the present application is characterized in that the average grain diameter d of the crystal grains is 1.6 μm <d ≦ 25 μm. By setting the average grain diameter d of the crystal grains in the above range, a high Qf value can be obtained.
[0018]
The dielectric ceramic composition of the present invention can be used as a dielectric material for a dielectric resonator. The dielectric resonator according to the present invention defines this, and is a dielectric porcelain mainly composed of magnesium titanate and produced by firing and having an average grain size d of 1.6 μm <d ≦ 25 μm. The composition is 1.01 ≦ x ≦ 1.08 when the magnesium titanate is expressed as Mg _x TiO _3, and the magnesium titanate has a Mg ₂ TiO ₄ (400 ) Ratio of peak intensity to (104) peak intensity of MgTiO ₃ [Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)]
0 <[Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] ≦ 0.13
The dielectric ceramic composition is used as a dielectric material.
[0019]
Since the dielectric ceramic composition has a high Qf value in the microwave and millimeter wave regions, the dielectric resonator of the present invention is used in a region of 1.5 GHz or more, for example, a frequency region of 5 to 40 GHz. Is possible. Further, since the dielectric ceramic composition has an appropriate relative dielectric constant εr, an allowable dimensional tolerance is relaxed, and the production is easy.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a dielectric ceramic composition to which the present invention is applied and a method for producing the same will be described in detail.
[0021]
The dielectric ceramic composition of the present invention is basically a magnesium titanate-based dielectric ceramic composition, and is expressed such that 1.00 <x ≦ 1.10 when expressed as Mg _x TiO _3. Has been adjusted. By thus than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ the proportion of the slightly Mg, Qf value rapidly increases as compared with MgTiO _3, the relative dielectric constant εr is also on a downward trend. However, if the value of x becomes too large, the Qf value decreases, and the intended purpose cannot be achieved. Therefore, the composition is adjusted so as to be in the range of 1.00 <x ≦ 1.10. More preferably, 1.01 ≦ x ≦ 1.08, whereby a Qf value of 400,000 or more can be realized.
[0022]
Here, increasing the proportion of Mg more than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ is disclosed in, for example, Patent Document 1 described above, but in Patent Document 1, x = 1.1, 1.2. , 1.3 are only studied, and the range of 1.00 <x ≦ 1.10. Is not studied at all. Of course, nothing specifically mentions that the Qf value increases specifically in this range. Therefore, the present invention is completely different from the technique described in Patent Document 1, and is different from the technique described in Patent Document 1.
[0023]
As described above, when the proportion of Mg is slightly higher than the stoichiometric composition of MgTiO ₃ , Mg ₂ TiO ₄ is slightly precipitated. When the present inventors analyzed with an X-ray diffractometer (XRD), it was found that when x exceeds 1.00, a (400) peak of Mg ₂ TiO ₄ appears. This (400) peak appears even when, for example, x = 1.02, and when the analysis was further advanced, the peak intensity of the (400) peak of Mg ₂ TiO _{4 and} the peak of the (104) peak of MgTiO ₃ It was found that the strength ratio is related to the characteristics of the dielectric ceramic composition.
[0024]
That is, in the dielectric ceramic composition of the present invention, first, it is important that the (400) peak of Mg ₂ TiO ₄ appears. When the (400) peak of Mg ₂ TiO ₄ appears, the characteristics are improved. However, the ratio of the (400) peak intensity of Mg ₂ TiO ₄ to the (104) peak intensity of MgTiO ₃ [Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] (hereinafter referred to as peak intensity ratio PIR). On the other hand, if it is too large, the characteristics deteriorate. Therefore, specifically, the peak intensity ratio PIR is preferably in the range of 0 <PIR ≦ 0.13. More preferably, 0.003 ≦ PIR ≦ 0.06. By setting the above range, a Qf value of 400000 GHz or more is realized.
[0025]
The amount of precipitation of Mg ₂ TiO ₄ , that is, the peak intensity ratio PIR, basically varies depending on the value of x in the above notation, but also varies depending on the firing conditions such as the firing temperature. Therefore, when producing the dielectric ceramic composition of the present invention, it is preferable to adjust not only the composition but also the firing conditions and the like so that the peak intensity ratio PIR falls within the above range.
[0026]
The grain size of the crystal grains in the dielectric ceramic composition of the present invention is preferably 1.6 μm <d ≦ 25 μm in the present invention.
[0027]
In the above description, when x = 1.00, the crystal grain size increases as the firing temperature is increased. On the other hand, when x> 1.00, the crystal grain size gradually decreases as x increases even if the firing temperature is increased. At this time, there is a correlation between the average grain size of the crystal grains and the characteristics (Qf value), and the composition is such that the average grain size d of the sintered dielectric ceramic composition falls within the above range. By selecting the firing conditions, a high Qf value is realized.
[0028]
Next, the manufacturing method of the dielectric ceramic composition of the present invention will be described. A flow chart of a manufacturing process to which the present invention is applied is shown in FIG.
[0029]
First, in the production method of the present invention, it is preferable to use MgO and TiO ₂ as raw materials. For example, when magnesium carbonate is used as a magnesium source, there is a high possibility that impurities such as CaO are generally mixed, so that good characteristics may not be obtained.
[0030]
The raw materials MgO and TiO ₂ are blended in such a ratio that 1.00 <x ≦ 1.10 when the dielectric ceramic composition is expressed as Mg _x TiO ₃ . At this time, the preparation composition is directly reflected in the composition of the dielectric ceramic composition, and it has been experimentally known that the preparation composition and the composition of the dielectric ceramic composition have a substantially 1: 1 relationship. ₂ and MgO (MgO / TiO ₂ ) in a molar ratio of 1.00 <(MgO / TiO ₂ ) ≦ 1.10.
[0031]
In order to manufacture the dielectric ceramic composition, the raw materials MgO and TiO ₂ are mixed in the mixing step 1. For mixing, for example, a ball mill or the like is used. After mixing, calcination is performed in the calcination step 4 through the drying step 2 and the molding step 3. The calcination is performed to advance the reaction of the raw materials to some extent, and is usually performed at a temperature slightly lower than that of the main calcination.
[0032]
After calcination, it is pulverized by the pulverizing step 5 and dried by the drying step 6. After drying, granulation is performed by the granulation step 7. In granulation, a binder is mixed, and any material can be used as the binder. For example, polyvinyl alcohol is suitable.
[0033]
Finally, a desired shape is formed by the forming step 8 and the main baking is performed in the baking step 9.
The firing temperature at the time of the main firing is preferably set to a high temperature to some extent because a desired Qf value may not be obtained if the temperature is too low, and is preferably set to 1300 ° C to 1550 ° C. .
[0034]
The above-mentioned dielectric ceramic composition can be used in a frequency band of 1.5 GHz or more, which is a microwave, quasi-millimeter wave, or millimeter wave region. In particular, it can be used in a frequency band of 5 to 40 GHz. Such frequency bands include, for example, mobile phones (1.5 GHz), third-generation mobile phones (2 GHz), PHS (1.9 GHz), wireless LANs (2.4 GHz, 5 GHz), FWA (Fixed Wireless access) ( 22 GHz, 26 GHz, 38 GHz), car navigation (VICS) (2.4 GHz), ETC (5.6 GHz), automobile radar (76 GHz: 38 GHz multiplied by 2), etc. are included.
[0035]
Therefore, the dielectric ceramic composition of the present invention is a resonator material used in the microwave and millimeter wave region, a dielectric substrate material for MIC, a dielectric waveguide, a dielectric antenna, and impedances of various microwave circuits. It can be used for matching and other various electronic parts, and is particularly suitable for a dielectric resonator.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on specific experimental results.
[0037]
Production of dielectric ceramic composition samples Each sample was produced according to the following procedure.
First, MgO and TiO ₂ as raw materials were weighed so as to have a predetermined blending ratio, and mixed with a ball mill for 16 hours. After mixing, it was dried at 120 ° C. for 24 hours and formed into a disk shape having a diameter of 60 mm. The molding pressure during molding was 20 MPa.
[0038]
After molding, calcination was performed at 1100 ° C. for 2 hours. Subsequently, it grind | pulverized for 16 hours with the ball mill, and it dried at 120 degreeC for 24 hours. After drying, 1% by weight of polyvinyl alcohol was added and granulated to form a diameter of 12 mm. The molding pressure at this time was 200 MPa.
[0039]
Finally, main firing was performed at 1200 ° C. to 1550 ° C. to obtain a dielectric ceramic composition sample.
[0040]
About each obtained sample, the relationship between the preparation composition of a raw material and the analytical composition of the obtained dielectric ceramic composition was investigated. The measurement was performed by fluorescent X-ray analysis. The results are shown in Table 1.
[0041]
[Table 1]

[0042]
As is clear from Table 1, the raw material charge composition and the analytical composition of the obtained dielectric ceramic composition are almost the same, and have a relationship of approximately 1: 1.
[0043]
Examination of composition (part 1)
According to the above method for producing a dielectric ceramic composition sample, when expressed as Mg _x TiO ₃ , x = 0.92, x = 0.96, x = 1.00, x = 1.04, x = 1. The raw materials were blended so as to be 0.08, and main firing was performed at 1200 ° C. to 1450 ° C. to prepare various samples.
[0044]
About each produced sample, Qf value and relative dielectric constant (epsilon) r were measured according to Japanese Industrial Standard "The test method of the dielectric property of the fine ceramics for microwaves" (JISR1627). The measurement (resonance) frequency is 9-10 GHz. The measurement results of the Qf value are shown in Table 2 and FIG. The measurement results of the relative dielectric constant εr are shown in Table 3 and FIG.
[0045]
[Table 2]

[0046]
[Table 3]

[0047]
As is apparent from Table 2 and FIG. 2, the Qf value is about x = 1.00, both sides thereof, that is, the composition where x is slightly smaller than 1.00 and the composition where x is slightly larger than 1.00. An increase is seen. However, the increase in Qf value with a composition where x is slightly larger than 1 is much larger. Further, as shown in Table 3 and FIG. 3, the relative dielectric constant εr gradually decreases as x increases.
[0048]
Examination of composition (part 2)
Based on the results of the study in the previous section, a more detailed study was performed on a composition in which x is slightly larger than 1.00. That is, when expressed as Mg _x TiO ₃ , x = 1.00, x = 1.01, x = 1.02, x = 1.03, x = 1.04, x = 1.05, x = 1.06, x = 1.08, x = 1.10, x = 1.15, x = 1.20, the raw materials were blended, and main firing was performed at 1350 ° C. to 1550 ° C. to prepare various samples. Produced.
[0049]
About each produced sample, Qf value and relative dielectric constant (epsilon) r were measured according to Japanese Industrial Standard "The test method of the dielectric property of the fine ceramics for microwaves" (JISR1627). The measurement results of the Qf value are shown in Table 4 and FIG. The measurement results of the relative dielectric constant εr are shown in Table 5 and FIG.
[0050]
[Table 4]

[0051]
[Table 5]

[0052]
As is clear from these measurement results, the Qf value rises specifically in the region where x is slightly larger than 1. In particular, in the range of 1.00 <x ≦ 1.10, the Qf value is significantly increased compared to the case of x = 1.00, and in the range of 1.01 ≦ x ≦ 1.08, A Qf value of 400000 GHz or higher is achieved. Furthermore, in the range of 1.03 ≦ x ≦ 1.06, a Qf value of 400000 GHz or more is achieved at all firing temperatures. Further, the relative dielectric constant εr is slightly decreased, and is about 18.
[0053]
Examination of peak intensity ratio PIR Next, when a sample having x greater than 1.00 when expressed as Mg _x TiO ₃ was measured with an X-ray diffractometer (XRD), FIG. As shown in (4), a (400) peak of Mg ₂ TiO ₄ was observed.
[0054]
Therefore, the relationship between the (400) peak intensity of Mg ₂ TiO ₄ and the (104) peak intensity of MgTiO ₃ [Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] (= peak intensity ratio PIR) and the Qf value. I investigated. X-ray diffraction measurement was performed at 4 ° / min using an XRD apparatus with an output of 10 kW. The results are shown in Table 6 and FIG.
[0055]
[Table 6]

[0056]
As is apparent from these measurement results, when the range is 0 <PIR ≦ 0.13, the Qf value is increased compared to the case of x = 1.00, and 0.003 ≦ PIR ≦ 0. In the case of 06, a Qf value of 400,000 or more is achieved.
[0057]
Study on Average Grain Size of Crystal Grain When expressed as Mg _x TiO ₃ , x becomes larger as shown in FIGS. 8A to 8D in a sample where x is larger than 1.00. As a result, the average grain size of the crystal grains is gradually reduced.
[0058]
On the other hand, as shown in FIG. 9 (A) and FIG. 9 (B), when expressed as Mg _x TiO ₃ , for example, when x = 1.02, when the firing temperature is increased from 1400 ° C. to 1500 ° C., Crystals grow and the crystal grains become larger. That is, it can be seen that the average grain size of the crystal grains can be adjusted by adjusting the composition and the firing temperature in the produced dielectric ceramic composition.
[0059]
Accordingly, the relationship between the average grain size of the dielectric ceramic composition and the Qf value was examined.
The average grain size of the crystal grains was determined by (diagonal length) / (number of grains existing on the diagonal) from an SEM (scanning electron microscope) photograph of the polished surface, and this was used as the average grain size. The results are shown in Table 7 and FIG.
[0060]
[Table 7]

[0061]
As is apparent from these measurement results, when the average particle diameter d is in the range of 1.6 μm <d ≦ 25 μm, the Qf value is increased compared to the case of x = 1.00.
Specifically, a Qf value of 300,000 or more is obtained, and in particular when the average particle diameter d is in the range of 5 to 25 μm, a Qf value of 400,000 or more is realized.
[0062]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, there is provided a dielectric ceramic composition having a high Qf value that has not been realized at the product level and having an appropriate relative dielectric constant εr. Is possible.
[0063]
In addition, according to the present invention, by using the dielectric ceramic composition as a dielectric material, a dielectric resonator that can be used in a frequency region of 1.5 GHz or more, which is a microwave or millimeter wave region, is provided. Is possible. Further, in this dielectric resonator, since the dielectric ceramic composition has an appropriate relative dielectric constant εr, the dimensional tolerance is relaxed, and the design thereof is easy in manufacturing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an example of a production process of a dielectric ceramic composition of the present invention.
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a relationship between x and a Qf value when x = 0.92 to 1.08 when expressed as Mg _x TiO ₃ .
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between x and relative dielectric constant εr when x = 0.92 to 1.08 when expressed as Mg _x TiO ₃ .
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between x and a Qf value when x = 1.00 to 1.20 when expressed as Mg _x TiO ₃ .
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between x and relative dielectric constant εr at x = 1.00 to 1.20 when expressed as Mg _x TiO ₃ .
FIG. 6 is an X-ray diffraction chart of Mg _x TiO ₃ (x = 1.00 to 1.10).
FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the peak intensity ratio PIR and the Qf value.
FIG. 8 is an electron micrograph (magnification of 750 times) of Mg _x TiO ₃ fired at 1400 ° C., (A) is x = 1.02, (B) is x = 1.04, and (C) is x = 1.10, (D) is x = 1.20.
FIGS. 9A and 9B are electron micrographs (magnification: 3500 times) of MgTiO ₃ (x = 1.02), where FIG. 9A is fired at 1400 ° C. and FIG. 9B is fired at 1500 ° C.
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the average grain size of crystal grains and the Qf value.

Claims

A dielectric ceramic composition comprising magnesium titanate as a main component and produced by firing and having an average grain size d of 1.6 μm <d ≦ 25 μm , wherein the magnesium titanate is expressed as Mg _x TiO ₃ 1.01 ≦ x ≦ 1.08, and the magnesium titanate has a ratio of (400) peak intensity of Mg ₂ TiO ₄ to (104) peak intensity of MgTiO _{3 in} the X-ray diffraction [Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)]
0 <[Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] ≦ 0.13
A dielectric porcelain composition comprising:

2. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein the dielectric ceramic composition is used for a high frequency dielectric resonator.

A dielectric ceramic composition comprising magnesium titanate as a main component and produced by firing and having an average grain size d of 1.6 μm <d ≦ 25 μm , wherein the magnesium titanate is expressed as Mg _x TiO ₃ 1.01 ≦ x ≦ 1.08, and the magnesium titanate has a ratio of (400) peak intensity of Mg ₂ TiO ₄ to (104) peak intensity of MgTiO _{3 in} the X-ray diffraction [Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)]
0 <[Mg ₂ TiO ₄ (400) / MgTiO ₃ (104)] ≦ 0.13
A dielectric resonator comprising the dielectric ceramic composition as a dielectric material.

The dielectric resonator according to claim 3, wherein the dielectric resonator is used in a frequency region of 1.5 GHz or more.