JPH035364A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH035364A
JPH035364A JP1140189A JP14018989A JPH035364A JP H035364 A JPH035364 A JP H035364A JP 1140189 A JP1140189 A JP 1140189A JP 14018989 A JP14018989 A JP 14018989A JP H035364 A JPH035364 A JP H035364A
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porcelain composition
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Seiichiro Hirahara
誠一郎 平原
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はマイクロ波領域での共振器や回路基板材料とし
て適した誘電体磁器組成物に関する。
(従来技術) 近年、自動車電話、コードレステレホン、パーナル無線
機、衛星放送受信機の実用化に伴うマイクロ波回路のI
C化への発展、ガン発振器の利用範囲の拡大、ガリウム
ヒ素電界効果型トランジスタ使用の発振器への応用など
マイクロ波領域での誘電体磁器が広く使用されている。
このようなマイクロ波用誘電体磁器は主に共振器に用い
られるが、そこに要求される特性として(1)小型化に
対し可能な限り誘電率が大きいこと、(2)誘電損失が
小さいこと、(3)共振周波数の温度に対する変化が小
さいことが主として挙げられる。
従来、この種の誘電体磁器としては、例えば、Bad−
Tie、系材料、BaOREOTi0z(但し、REO
は希土類元素酸化物、以下同様)系材料及び(BaSr
Ca)(ZrTi)03系材料などが知られている。
(発明が解決しようとする問題点) しかし乍ら、Ba0−TiOz系材料及び(BaSrC
a) (ZtTi)03系材料は、4〜10GHzの高
周波数帯域では非常に優れた低い誘電損失を有するもの
の、誘電率が29〜40と低く、特にIGHz程度の周
波数帯では小型化するには実用上問題が生じる。また誘
電率を上げると共振周波数の温度特性或いは誘電損失が
極端に劣化する傾向がある。
また、Ba0−REO−TtOz系材料についてはBa
ONdz03−TiO□系あるいはBaO−5m、O,
−TiO□系等が知られているが、これらの系では誘電
率が90〜100のレベルあるいは共振周波数の温度係
数がNPOの領域を含むもの等が案出されているものの
、両者を満足するようなものあるいは誘電損失が小さい
ものは得られておらず、また、BaQ−REO−T i
 O□系材料に対してBit(hを添加することによっ
て誘電率を高くできることが知られているが、反面温度
係数が+側に大きくなるという欠点を有し、いずれにお
いても前述した3特性を兼備した誘電体磁器組成物は未
だ開発されてないのが現状である。
(発明の目的) 本発明は上記の欠点に鑑み案出されたもので、共振器の
小型化を可能とするため、誘電率が高く(80以上)、
可能な限り誘電損失を低く誘電率の温度依存性が小さく
かつ安定で、誘電体共振器の共振周波数の温度依存性が
小さくかつ安定な高周波用誘電体磁器組成物を提供せん
とするものである。
(問題点を解決するための手段) 本発明者等は上記問題に対し、研究を重ねた結果、主成
分としてBaO、NdzOi 、5IIlzO+ 、T
i0zおよびBizChを選択し、これらを下記式 %式%:03 で表される瀞犠になるように調整したものに対しMn化
合物を金属換算で0.003乃至0.3重量%の割合で
添加することによって前記目的が達成されることを知見
したものである。
(作用) 上記構成によれば、Ba0−REO−T iO□系の組
成に対しBi z(hを添加することによって誘電率を
高めることができる反面τfが正側に大きくなるが1、
REO成分として上記の範囲でNd2O3とS11!0
.を組み合わすことによって高い誘電率とQ値とを保持
しつつτfをNPOに近づけることができるとともに、
Bi z03の添加量を多くできることからさらに誘電
率を高めることができる。また、Mnの添加によって耐
還元性およびQ値が改善され、前述した3特性を十分に
満足した誘電体磁器組成物が提供できる。
なお、本発明において、各成分の配合量を前述の割合に
限定した理由は後述する実施例からも明らかにされるが
、主成分においてX値が0.165より大きいとQ値が
低(なり、Xが0.137より小さいとτfが大きくな
る。y及びZ値が0.152より大きいと誘電率が低く
なり、0.005より小さいとQ値が低くなる。V値が
0.686より大きいとτfが正側に大きくなり、0.
654より小さいとQ値が低下する。−が0.072よ
り大きいとQ値が低くなるとともにτfが正側に大とな
り、0.019より小さいと誘電率が低くなる。また、
yとZの合量がo、i13より小さいとQ値が低く、0
.159より大きいと誘電率が低くなる。添加剤である
Mn化合物量が前述した範囲を逸脱するとQ値が低くな
り好ましくない。本発明において磁器を製造する場合は
磁器を構成する金属の酸化物あるいは焼成によって、酸
化物に変換し得る化合物、例えば炭酸塩、硝酸塩、硫酸
塩等を用いて秤量混合後、所望により900〜1200
″Cで仮焼する。この混合物あるいは仮焼粉末を成型後
、1150〜1450°Cで酸化性雰囲気で焼成するこ
とによって磁器を得ることができる。
また、Mn化合物としてはMnC0z 、MnO、t4
nczo。
MnO,、Mn(NO+)z、MnSO4のいずれも用
いることができるがこれらのなかでもMnC0,が好ま
しい。
以下、本発明を次の例で説明する。
(実施例) 出発原料として高純度の炭酸バリウム(BaCOl)、
酸化ネオジウム(Nd203)、酸化サマリウム(Sm
zOi)、酸化チタン(TiOz)、炭酸マンガン(M
nCO:+)各粉末を用いてそれらを第1表の割合にな
るように秤量後練水を加え20時間ボールミルを行なっ
た。
この混合物を乾燥後、900°Cで2時間仮焼した。
これに同様にして作製したB14TiiO+zの組成の
仮焼物を加えてボールミルにて混合し、乾燥した。
乾燥粉に約1wt%のバインダーを加え整粒し、約1t
on/cm”の圧力で20φの円柱に加圧成型し、11
50〜1450°Cで約2時間空気中で焼成した。得ら
れた円柱状磁器を平面研磨及び円筒研削しφ約16+s
*、高さ約8mmのゆがみのない円柱サンプルを得た。
このサンプルを用いて誘電体円柱共振器法により、共振
周波数2.3〜2.8GHzにて誘電率(εr)、Q値
、共振周波数の温度係数(τr)を測定し、rfは、−
40〜+25°Cおよび+25°c〜+85°cについ
て測定した。
結果は第1表に示す。
(以下余白) 第1表からも明らかなように本発明の範囲を逸脱する試
料はいずれも3特性において十分な特性は達成されない
のに対し、本発明は誘電率83.8以上、0値1020
以上、1τf 1≦35.7ppm/”Cが達成された
(発明の効果) 以上詳述した通り、本発明の磁器組成物はBaONd、
Off−5m、0.−TiOz−Bi 、03系にMn
化合物を添加することによってマイクロ波領域で誘電率
、Q値、τfのいずれにも優れた特性を有するもので、
マイクロ波共振器用磁器としての利用において、共振器
の小型化、高性能を進めることができる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  組成式が xBaO・yNd_2O_3・zSm_2O_3・vT
    iO_2・wBi_2O_3 0.137≦x≦0.1
    65  0.005≦y≦0.152  0.005≦z≦0.152  0.654≦v≦0.686  0.019≦w≦0.072  0.113≦y+z≦0.159  x+y+z+v+w=1 から成る主成分にMn化合物を金属換算で0.003乃
    至0.3重量%の割合で含有して成る誘電体磁器組成物
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