JPH022825B2

JPH022825B2 -

Info

Publication number: JPH022825B2
Application number: JP60270644A
Authority: JP
Inventors: Kyotaka Sumya; Yasuhiro Matsuda
Original assignee: JGC Corp
Current assignee: JGC Corp
Priority date: 1985-12-03
Filing date: 1985-12-03
Publication date: 1990-01-19
Also published as: JPS62132769A

Description

【発明の詳細な説明】

［発明の属する分野］本発明はマイクロ波フイルター等に用いられる
マイクロ波用誘電体磁器組成物に関し、詳しくは
比誘電率（εr）が大きく、高い無負荷Ｑ値と共振
周波数の温度係数（τ）の小さいマイクロ波用誘
電体磁器組成物に関する。［従来の技術］近年、衛星放送や自動車電話などマイクロ波の
利用が盛んになつてきている。マイクロ波領域に
おいては、誘電体磁器が誘電体共振器、誘電体基
板、マイクロ波用チツプコンデンサとして活用さ
れている。通信衛星用は高周波の10GHz以上が使
われ、民生用には小型で安価、しかも温度安定性
の高く、高誘電率で、誘電損失の少ない、すなわ
ちＱ値の大きいフイルター等が要求されるように
なつている。従来より、このようなマイクロ波領域で用いら
れる誘電体磁器組成物として種々のものが報告さ
れており、ZrO₂―SnO₂―TiO₂系組成物もその一
つである。しかしながら、ZrO₂―SnO₂―TiO₂の
みでは十分な焼結体を得るには、1500〜1600℃程
度の高い温度を必要とすること、また焼結温度を
低くするために、例えばZnO，NiO等の添加物を
加える方法も報告されているが、これら添加物を
加えても、焼結温度を下げることができるものの
Ｑ値の低下をもたらし、添加物によつては焼結時
に雰囲気中に揮散するという問題も生じる。［発明の目的］本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、比
誘電率（εr）が大きく、高い無負荷Ｑ値と共振周
波数の温度係数（τ）の小さいマイクロ波用誘電
体磁器組成物を提供することにある。［発明の構成］本発明の上記目的は、ZrO₂―SnO₂―TiO₂系組
成物に特定量のMgOを添加することによつて達
成される。すなわち。本発明は、下記一般式、［（Zrx・Sny）TizO₄］・wMgO ［但し、上式中、ｘ＝0.75〜1.00モル、ｙ＝
0.15〜0.30モル、ｚ＝0.75〜1.10モル、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝２モルで、かつ、ｗ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝0.01
〜2.5モル％］で示されることを特徴とするマイクロ波用誘電体
磁器組成物にある。上式において、ｘが1.00モルを越えると共振周
波数の温度係数（τ）がプラス側で大きくなり、
またＱ値も低下する。また、ｙが0.30モルを越え
るとτがマイナス側で大きくなり、0.15モル未満
ではτがプラス側で大きくなり、Ｑ値も低下す
る。ｚが0.75モル未満では比誘電率（εr）が低下
し、ｚが1.10を越えるとτがプラス側で大きくな
る。従つて、本発明においては上記範囲とする。
また、本発明においては、Mgのモル比［ｗ／
（ｘ＋ｙ＋ｚ）］は0.01〜2.5モル％、好ましくは
0.05〜1.5モル％である。本発明のマイクロ波用誘電体組成物は種々の方
法により製造され、例えば出発原料として、ス
ズ、ジルコニウム、チタンのそれぞれの塩の混合
水溶液とアルカリ水溶液を混合して共沈物を得、
これを洗浄、乾燥した後、所定量だけマグネシウ
ム塩の水溶液に加え分散し、さらに乾燥、仮焼す
ることによつて得られる。ここに用いられるスズ
塩としては塩化物が一般に使用される。ジルコニ
ウム塩は塩化物、オキシ塩化物が一般的である。
また、チタン塩としては３価のチタン塩化物が弱
酸性水溶液では加水分解せず好ましい。また、４
価のチタン塩化物も使用可能である。アルカリ水
溶液としては、アンモニア水または重炭酸アンモ
ニア水等が用いられる。また、マグネシウム塩と
しては、酢酸マグネシウム、硝酸マグネシウム等
が用いられる。なお、上記方法において、チタン
塩に代えて、チタニアゾルを用いても良い。ま
た、チタニアゾルとスズ塩およびジルコニウム塩
の混合水溶液をゲル化してゲル状混合物を得、こ
れにマグネシウム塩の水溶液を配合して、仮焼し
てもよい。［実施例］以下、本発明を実施例および比較例によつて詳
細に説明する。実施例１〜９および比較例１塩酸酸性の水溶液に、Zr／Sn／Tiのモル比が
0.8／0.2／1.0となるように、オキシ塩化ジルコニ
ウム、塩化第１スズ、およびチタニアゾルの所定
量を溶解した。この金属塩溶液を60℃に加温した
アンモニア水溶液に撹拌しながら注加し沈澱物を
得、これを濾過、洗浄し沈澱ケーキを得た。次い
でミキサーでスラリー化し、スプレードライヤー
で乾燥した。この乾燥粉末の一定量に、Zr、Sn、
Tiの合計に対してMgのモル比［ｗ／（ｘ＋ｙ＋
ｚ）］が0.01モル％となるように酢酸マグネシウ
ムの水溶液を加え分散した。次いで、乾燥後、
900℃で1.5時間仮焼した（実施例１）。実施例１と同様の方法によつて、Mgのモル比
［ｗ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）］が0.025モル％、0.05モル
％、0.10モル％、0.20モル％、0.50モル％、1.0モ
ル％、1.5モル％および2.5モル％となる試料をそ
れぞれ調製した（実施例２〜９）。また、比較のために、実施例１と同じ方法で酢
酸マグネシウム水溶液の代りに水を使用し、Mg
のモル比［ｗ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）］が０モル％とな
る試料を調製した（比較例１）。これら試料の仮焼粉末に、1.5重量％の有機系
滑剤を混ぜ、1.6ton／cm²の圧力で成型し1300〜
1540℃で２時間焼成した。焼成品から直径5.5mm、
厚さ約2.2mmの円板を切り抜き、Ｑ値（ほぼ10G
Hz）を測定し、また比誘電率を求めた。結果を第
１表に記した。

【表】

【表】第１表に示されるように、Zr／Sn／Tiのモル
比が0.8／0.2／1.0であり、ZrO₂―SnO₂―TiO₂単
独の組成物である比較例１は、焼成温度を1540℃
以上としなければ充分に焼結しない。これに対し
て、比較例１の組成物にMgOを特定量添加した
実施例１〜９は、その添加量が増すに従い焼結温
度を下げることができ、Mgモル比［ｗ／（ｘ＋
ｙ＋ｚ）］が0.1〜0.5モル％程度では、焼成温度
を約200℃低下させても高いＱ値を示すことが判
る。MgOの添加量が増えて、Mgのモル比［ｗ／
（ｘ＋ｙ＋ｚ）］が2.5モル％程度になると焼成温
度を1380〜1420℃程度としなければ焼結せず、
MgO添加による焼結温度の低下という効果がか
えつて減じられる。従つて、Mgのモル比［ｗ／
（ｘ＋ｙ＋ｚ）］の上限は2.5とする。実施例 10〜18 実施例１と同じ方法でZr／Si／Tiのモル比を
変えた組成物を得、Mgのモル比を［ｗ／（ｘ＋
ｙ＋ｚ）］＝0.2モル％と一定とした試料を調製し
た。焼成温度は1420℃で２時間とした。得られた
焼成品から直径5.5mm、厚さ約2.2mmの円板を切抜
き、無負荷Ｑ値（ほぼ10GHz）、および共振周波
数の温度係数（τ）を測定した（−20℃〜＋70
℃）。また、比誘電率（εr）も求めた。これらの
結果を第２表に示した。

【表】第２表に示されるごとく、ジルコニウム、ス
ズ、チタンのモル比を本発明の範囲内で変量した
ZrO₂―SnO₂―TiO₂にMgOを特定量添加した実
施例10〜18の組成物は、いずれもＱ値が高く、好
ましい結果が得られた。［発明の効果］以上の結果から明らかなように、ZrO₂―SnO₂
―TiO₂にMgOを特定量添加することによつて得
られる本発明のマイクロ波誘電体磁器組成物は、
MgOを添加しない従来より用いられているマイ
クロ波誘電体磁器組成物に比べて、焼結温度を著
しく下げることができ、かつ高い無負荷Ｑ値と小
さい共振周波数の温度係数（τ）を維持でき、し
かも大きい比誘電率（εr）が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】１下記一般式、［（Zrx・Sny）TizO₄］・wMgO ［但し、上式中、ｘ＝0.75〜1.00モル、ｙ＝
0.15〜0.30モル、ｚ＝0.75〜1.10モル、ｘ＋ｙ＋
ｚ＝２モルで、かつ、ｗ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）＝0.01
〜2.5モル％］で示されることを特徴とするマイクロ波用誘電体
磁器組成物。２前式中、ｗ／（ｘ＋ｙ＋ｚ）が0.05〜1.5モ
ル％である前記特許請求の範囲第１項に記載のマ
イクロ波用誘電体磁器組成物。