JPH0380150A - 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＠を中心（こしで正または負の任意の温
度係数Ｔｆか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、温度保慣用セラミックス（磁器）コンデンサやマ
イウ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ε、および無負荷Ｑ：
Ｑｕ　（−１／ｊａｎ６）か大きく、共振周波数の温度
係数で、としでは、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８ａＯ−ＴｉＯ２
系、Ｍ９Ｔｉ○３−ＣａＯ系、Ｚｒ○２Ｓｎ○２　・Ｔ
ｌＯ２系、８ａ○・Ｔｉ０２５ｍ２Ｏ３　・しａ２Ｏ３
糸などの組成物を使用しでいた（例えば特公昭６１−１
４６０６号公報参照）。

（発明か解決しようとする課題） しかしながら、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がＯ（ｐ　ｐ　ｍ／上）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不十分であるという
問題点かあった。

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）付近においても比誘電率ε、および無負
荷Ｑが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） この発明の遠戚を図るため、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（８ａ○）、二
酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化サマリウム（Ｓ　ｍ　２
Ｏ３）、酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）および酸化ネオジ
ウムＣＮｃＪ２Ｏ３）からなるセラミックス組成物で構
成し、その組成式をＸ　ＢａＣＩＹ　　Ｔｉ０２ ａ２（（Ｓｍ２Ｏ３）＋−ｗ＋−ｗｚ（Ｌａ２Ｏ３）１
−Ｗ１−Ｗ２（Ｌａ２Ｏ３）Ｗ１（Ｎｄ２Ｏ３）Ｗ２｝
と表わし、成分組成Ｘ、Ｙ、Ｚ＠モル％で１１．０≦Ｘ
≦２２．０ ６０．０≦Ｙ≦７５．０ ６．０≦Ｚ≦２８．Ｏ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝＋００ （但し、ＷＩ　、　Ｗ２　、（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２　）
をモル比としたとき○＜Ｗ、≦０．３５．　＜Ｗ２　＜
　１　、　　Ｏ＜（Ｉ　　ＷＩ　　Ｗ２）＜１である。

）の範囲としたことを特徴とする。

ざら（こ、この発明のマイクロ波誘電体セラミックス（
こよれば、上述したセラミックス組成物を構成するＢａ
Ｏ、丁１０２５ｍ２Ｏ３ Ｌａｚ○３およびＮｄ２Ｏ３からなる主成分に対し、副
成分としで、ＭｎＯ２を３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（こまれば、マイクロ波誘電体
セラミックス組成物の各組成成分の組成範囲を上述した
所定範囲内（こ特定しであるので、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（ｐｐ
ｍ／℃）付近でも比誘電率ε１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（こし
て正または負の任意の温度係数Ｔｆを得ることか出来る
。

（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（ごつき説明する。

出発原料として化学的に高純度のＢａＣＯ２、ＴｌＯ２
、Ｓｍ２Ｏ３、「ａ２Ｏ３、Ｎ　ｄ　２Ｏ３およびＭｎ
ＣＯ３を別表１および別表２（こ示す組成比率にて混合
した。この混合物を空気中（こおいて１０６０℃の温度
で２時間仮焼した。得られた仮焼物をボットミルで純水
ととも（こ湿式粉砕し、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で、成形して直径
１６ｍｍ、厚さ９ｍｍの円板状の成形体を得た。次１こ
、得られた成形体を高純度のアルミナ匣（こ入れ、１２
５０℃〜１５００℃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てハッキ・コールマ
ン法（こより比誘電率ε１およびＱｕ％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
２Ｏ°Ｃの共振周波数を基準にして一４０°Ｃ〜＋８５
℃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および別表２（こ示した。尚、これらの測定にお
ける共振周波数は３〜４Ｇ口、であった。

Ｔｆ ｆ　（２Ｏ°Ｃ）　　　　　　Δ丁 （ｐｐｍ／°Ｃ）　　・　・　・　・　（１）但し、ｆ
（２Ｏ℃）＝２Ｏ°Ｃにおける共振周波数ｆ（８５℃）
＝８５°Ｃにおける共振周波数ｆ　（−４０℃）　＝　
−４０°Ｃにおける共振周波数Δ丁、測定温度差、ここ
では８５−（−４０）１２５°Ｃ 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１１．０モル％未
満並びに２２．０モル％越えるか、ＴｉＯ２か６０．０
モル％未満ならびに７５．０モル％を越えると無負荷Ｑ
　（Ｑｕ）が小さくなり温度係数Ｔ、も大きくなり不適
当となる。また、希土類酸化物（Ｓ　ｍ　２Ｏ３．Ｌａ
２Ｏ３，Ｎｄ２Ｏ３）の合計量Ｚか６．０モル％より小
さいか、２８．０モル％より大きくなると比誘電率ε、
および無負荷Ｑ　（Ｑ、　）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。さらに、モル比Ｗ
、（Ｌａ２Ｏ３）が０．３５ｉ越工ルト温度係数Ｔｆか
大きすぎて不適当であり、ｗ、（Ｌａ２Ｏ３）またはＷ
２　（Ｎｄ２Ｏ３）または（１ＷＩ　　Ｗ２　）（Ｓｍ
２Ｏ３　）のモル比が零のときは、温度係数Ｔｆが負ま
たは正に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 １１．０≦Ｘ≦２２．０ ６０、０≦Ｙ≦７５．０ ６．０≦Ｚ≦２８．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝＋００ （但し、モル比を、それぞれ、○＜　ｗ　、≦ｏ、３５
．０　＜　Ｗ　２　＜　１、○＜　（１ＷＩ　　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，Ｌａ２Ｏ３およ
びＮ２ｄＯ３からなる主成分（こ対しＭｎＯ２を副成分
として含有する誘電体セラミックスに対する測定結果を
別表２に比較例とともに示す。別表２において＊印を付
した試料番号のものは比較例を示しそれ以外の試料番号
ものが実施例である。

ＭｎＯ２の添加量の増加につれ無負荷Ｑ（Ｑｕ）＠大き
くすることができる。また共振周波数の温度係数Ｔｆｌ
ｊ！−コントロールすることかできる。

しかしながら、ＭｎＯ２の添加量が３重量％を越えると
すると無負荷Ｑ　（Ｑｕ）が低下し、しかも、温度係数
Ｔｆも大きくなってしまうため不適当である。

従って、３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８３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、このマイクロ波領
域において比誘電率ε、および無負荷Ｑ（Ｑ、）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償用コン
デンサ等の誘電体セラミックス（磁器）として利用する
ことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）酸化バリウム（ＢａＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ
   ＿２）、酸化サマリウム（Ｓｍ＿２Ｏ＿３）、酸化ラン
   タン（Ｌａ＿２Ｏ＿３）および酸化ネオジウム（Ｎｄ＿
   ２Ｏ＿３）からなるマイクロ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＿２Ｏ＿３）＿Ｗ
   ＿２｝と表わし、成分組成Ｘ，Ｙ，Ｚをモル％で １１．０≦Ｘ≦２２．０ ６０．０≦Ｙ≦７５．０ ６．０≦Ｚ≦２８．０ Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝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≦０．３
   ５，０＜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３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。