JPH0369560A - マイクロ波誘電体セラミックス - Google Patents

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） この発明は、マイクロ波誘電体セラミックス、特にその
比誘電率ε１および無負荷Ｑか大きくかつ組成を変化さ
せることにより零を中心にして正または負の任意の温度
係数Ｔｆが得られるマイクロ波誘電体セラミックス組成
物に関するもである。

（従来の技術） 般に、温度保償用セラミックス（磁器）コンデンサやマ
イクロ波回路用の誘電体共振器等では誘電体セラミック
ス（磁器）組成物として比誘電率ε１および無負荷Ｑ：
Ｑｕ　（−１／１ａｎ６）が大きく、共振周波数の温度
係数Ｔｆとしては、Ｏを中心にして正または負の任意の
温度係数が得られることか必要とされている。従来、か
がる誘電体セラミックス組成物としてＢａＯ・ＴｉＯ２
系、Ｍｃ＋Ｔｉ○３　・Ｃ６０系、Ｚｒ○２Ｓｎ○２・
ＴｉＯ２系、ＢａＯ−Ｔｉ０２５ｍ２０３　・Ｌａ２Ｏ
３系などの組成物を使用しでいた（例えば特公昭６１−
１４６０６号公報参照）。

（発明か解決しようとする課題） しかしなから、これら従来の誘電体セラミックス組成物
を用いて誘電体共振器コンデンサを製造した場合、その
温度係数Ｔｆか○（ｐｐｍ／℃）付近では比誘電率ε、
か６０〜８０てあり、このような比誘電率の値は、誘電
体共振器等の小形化を図る上で小さくで不十分であると
いう問題点があった。

この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
であって、従って、この発明の目的は、温度係数か○（
ｐｐｍ／’Ｃ）付近においでも比誘電率ε１および無負
荷Ｑか大きいマイクロ波誘電体セラミックスを提供する
ものである。

（課題を解決するための手段） この発明の達成を図るため、この発明のマイクロ波誘電
体セラミックスによれば、酸化バリウム（ＢａＯ）、二
酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化サマリウム（Ｓｍ２０３
）、酸化ランタン（シミ２０３）、酸化ネオジウム（Ｎ
ｄ２０３）および酸化ビスマス（Ｂ１２０３）からなる
セラミックス組成物で構成し、その組成式を Ｘ　Ｂａ０−Ｙ　ＴｌＯ２ ・２｛（Ｓｍ２Ｏ３）＋−Ｗ１−ｗ２（Ｌａ２０３）Ｗ
２）’Ｖ　Ｂｉ２Ｏ３と表わし、成分組成Ｘ、Ｙ、Ｚ、
Ｖをモル％で１１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０．１≦Ｖ≦５．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００ （但し、ＷＩ　、　Ｗ２　、（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２　）
をモル比としたときＯ＜ＷＩ＜１．　　○＜Ｗ２＜１．
　　○〈（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２）＜１である。）の範囲
としたことを特徴とする。

ざらに、この発明のマイクロ波誘電体セラミックスによ
れば、上述したセラミックス組成物を構成するＢａＯ、
ＴｉＯ２Ｓｍ２０３ Ｌａ２０３、Ｎｄ２Ｏ３およびＢｉ２Ｏ３からなる主成
分に対し、副成分として、ＭｎＯ２を２重量％以下添加
したことを特徴とする。

（作用） この発明の上述した構成によれば、マイクロ波誘電体セ
ラミックス組戊物の各組成成分の組成範囲を上述した所
定範囲内に特定しであるので、後述する実験結果からも
明らかなように、上述した温度係数ＴｆかＯ（ｐ　ｐ　
ｍ／°Ｃ）付近ても比誘電率ε、および無負荷Ｑが大き
く、しかも、組成を変化させることにより零を中心にし
て正または負の任意の温度係数ｒｆＶ得ることか出来る
。

（実施例） 以下、この発明のマイクロ波誘電体セラミックスの実施
例につき説明する。

出発原料として化学的に高純度のＢａＣＯ２、ＴｌＯ２
、Ｓｍ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３およびＢｉ２Ｏ
３を別表１および別表２に示す組成比率にてボットミル
を用いて純水とともに２０〜２４時間混合した。この混
合物を脱水および乾燥させた後、得られた混合粉を高純
度のアルミナ匣で１０６０°Ｃで２時間仮焼した。得ら
れた仮焼物をポ・ントミルて純水とともに粉砕し、脱水
乾燥後、バインダを添加して造粒した後、３２メツシユ
のふるいを通して整粒（分級）した。得られた造粒粉体
を、金型を用いて油圧プレスで、成形圧力１〜３ｔＯｎ
／Ｃｍ２て、成形して直径１６ｍ　ｍ　、厚さ９ｍｍの
円板状の成形体を得た。次に、得られた成形体を高純度
のアルミナ匣に入れ、１２５０°Ｃ〜１４５０°Ｃの温
度範囲の適切な温度で２時間焼成し、誘電体セラミック
スを得た。

得られた誘電体セラミックスについでハッキ・コールマ
ン法により比誘電率ε１およびＱ、Ｖ測定した。また、
共振周波数の温度係数Ｔ、を、下記（１）式に従って２
０°Ｃの共振周波数を基準にして一４０°Ｃ〜＋８５°
Ｃの温度範囲における値から求め、これらの実験結果を
別表１に示した。尚、これらの測定における共振周波数
は３〜４ＧＨ２てあった。

Ｔ。

ｆ　（２０°Ｃ）　　　　　　６丁 （ｐｐｍ／’Ｃ）　　・　・　・　・　（１）（２０℃
）＝２０°Ｃにおける共振周波数（８５°Ｃ）＝８５°
Ｃにおける共振周波数４０℃）　＝　−４０℃における
共振周波数：測定温度差、ここでは８５−（−４０）℃ 但し、ｆ ｆ（ △Ｔ ２５ 別表１および別表２において＊印を付した試料番号のも
のは、この発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試
料がこの発明の範囲内の実施例である。

別表１の実験結果によれば、ＢａＯが１１．５モル％未
満並びに２１．０モル％越えるが、ＴｌＯ２が６０．０
モル％未満ならびに７６．０モル％を越えると無負荷Ｑ
　（Ｑｕ）か小さくなり温度係数Ｔｆも大きくなり不適
当となる。また、希土類酸化物（Ｓｍ２０３＋Ｌａ２Ｏ
３，Ｎｄ２０３）の量Ｚか６．５モル％より小ざいが、
２６，０モル％より大きくなると比誘電率ε１および無
負荷Ｑ　（Ｑｕ）か小さくなりざらに温度係数はＴｆは
大きくなり不適当である。

また、Ｂｉ２Ｏ３量か増加するにつれて比誘電率ε１と
無負荷Ｑ　（Ｑ、　）は向上するかＢｉ２Ｏ３量か５モ
ル％を越えると無負荷Ｑ　（Ｑｕ）か低下し不適当とな
る。さらに、ＷＩ（Ｌａ２Ｏ３）またはＷ２　（Ｎｄ２
０３）または（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２）（Ｓｍ２０３）の
モル比か零のときは、無負荷Ｑ　（Ｑｕ）が小ざいが、
温度係数Ｔｆが大きくなり不適当となる。従って、上述
した組成範囲はこの発明から除外する。

よって、この発明では、これらの組成範囲は実用的にみ
てモル％で １１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０．１≦〈Ｖ≦５．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝＋００ （但し、モル比を、それぞれ、○＜ｗ、＜１．０　＜　
Ｗ　２　＜　１、Ｏ＜　（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２　）＜１
とする。）の範囲とするのがマイクロ波誘電体セラミッ
クスとして適当である。

次に、ＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｓｍ２Ｏ３、しａ２０３、Ｎ
ｄ２Ｏ３およびＢ１゜０３からなる主成分に対しＭｎＯ
２を副成分として含有する誘電体セラミックス（こ対す
る測定結果を別表２に比較例のか実施例である。

ＭｎＯ２の添加量の増加につれ無負荷Ｑ（Ｑｕ）を大き
くすることができる。また共振周波数の温度係数τ、を
コントロールすることができる。また、この誘電体セラ
ミックス組成物の焼結性も向上した。

しかしながら、ＭｎＯ２の添加量が２重量％を越えると
すると無負荷Ｑ　（Ｑｕ）が低下し、しがも、誘電体セ
ラミックス組成物の焼結性も悪くなり不適当である。

従って、２重量％を越えるＭｎＯ２の添加量はこの発明
の範囲から除外する。

従って、この発明ではＭｎＯ２の添加量を２重量％以下
とするのが好適である。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、このマイウロ波領
域において比誘電率ε１および無負荷Ｑ（Ｑｕ）か大き
く、ざらに組成を変化させることによって広範囲に共振
周波数の温度係数Ｔｆを変化させることかできる。

従ってマイクロ波誘電体共振器あるいは温度保慣用コン
デンサ等の誘電体セラミックス（磁器）として利用する
こができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化チタン（Ｔｉ
   Ｏ＿２）、酸化サマリウム（Ｓｍ＿２Ｏ＿３）、酸化ラ
   ンタン（Ｌａ＿２Ｏ＿３）、酸化ネオジウム（Ｎｄ＿２
   Ｏ＿３）および酸化ビスマス （Ｂｉ＿２Ｏ＿３）からなる波誘電体セラミックス組成
   物であって、組成式を ＸＢａＯ・ＹＴｉＯ＿２ ・Ｚ｛（Ｓｍ＿２Ｏ＿３）＿１＿−＿Ｗ＿１＿−＿Ｗ＿
   ２（Ｌａ＿２Ｏ＿３）＿Ｗ＿１（Ｎｄ＿２０＿３）＿Ｗ
   ＿２）・ＶＢｉ＿２Ｏ＿３と表わし、成分組成Ｘ、Ｙ、
   Ｚ、Ｖをモル％で１１．５≦Ｘ≦２１．０ ６０．０≦Ｙ≦７６．０ ６．５≦Ｚ≦２６．０ ０．１≦Ｖ≦５．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＋Ｖ＝１００ （但し、Ｗ＿１、Ｗ＿２および（１−Ｗ＿１−Ｗ＿２）
   はそれぞれモル比を表わし、かつ、０＜Ｗ＿１＜１、０
   ＜Ｗ＿２＜１、０＜（１−Ｗ＿１−Ｗ＿２）＜１である
   。） の範囲としたことを 特徴とするマイクロ波誘電体セラミックス。 （２）　副成分として、ＭｎＯ＿２が２重量％以下添加
   されていることを 特徴とする請求項１に記載のマイクロ波誘電体セラミッ
   クス。