JPH04300245A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH04300245A
JPH04300245A JP3132379A JP13237991A JPH04300245A JP H04300245 A JPH04300245 A JP H04300245A JP 3132379 A JP3132379 A JP 3132379A JP 13237991 A JP13237991 A JP 13237991A JP H04300245 A JPH04300245 A JP H04300245A
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dielectric
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dielectric ceramic
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manganese
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Ryozo Kito
鬼頭 良造
Masataka Fujinaga
昌孝 藤永
Masataka Yamanaga
正孝 山永
Koichi Fukuda
晃一 福田
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Ube Industries Ltd
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘電体共振器材料とし
て好適なバリウム、チタン、マンガン、ケイ素及び酸素
からなる誘電体磁器組成物に関するものである。本発明
の誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料のほかに、例
えばマイクロ波IC用基板、誘電体調整棒等にも利用で
きる。
【0002】
【従来技術及びその問題点】近年、マイクロ波回路の集
積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められて
いる。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁器
組成物には、比誘電率εrが大きいこと、また、共振周
波数の温度係数τfの安定度及び共振周波数の温度特性
の直線性が優れ、無負荷Qが大きいこと等の特性が要求
されている。
【0003】従来誘電体共振器材料として、BaO−T
iO2系もしくはその一部を他の元素で置換した磁器、
更には共振周波数が負の温度係数をもつ誘電体磁器と正
の温度係数をもつ誘電体磁器とを併用することが試みら
れたが比誘電率が小さかったり、誘電損失が大きかった
り、共振周波数の温度係数が悪かったりして実用化する
には問題があった。また特開昭56−102003号公
報、特開昭57−21010号公報等においては、Ba
O−TiO2−Nd2O3−Bi2O3系、BaO−T
iO2−Sm2O2−Nd2O3系磁器組成物が提案さ
れているが、上記問題点が満足できる程度に改善されて
いるとはいえず、電気的特性の再現性の面でも改善の余
地がある。
【0004】またBa(Mg1/3Ta2/3)O3系
、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3系、Ba(Zn1
/3Nb2/3)O3系等のペロブスカイト型構造を有
する誘電体磁器組成物も知られているが、これらは比誘
電率が小さいために、例えば0.1〜4GHz帯では共
振器が大きくなりすぎるという難点がある。
【0005】
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体共振器材料、特
に0.1〜4GHz帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Qが大きく、τfの
安定性がよく、温度特性の直縮性が良好な誘電体磁器組
成物を提供することにある。
【0006】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、誘電体
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、バ
リウム、チタン、マンガン、ケイ素及び酸素の組合せか
らなる特定の磁器組成物によって前記目的を達成できる
ことを知見した。本発明は、組成式  xBaO・yT
iO2・zMnO・tSiO2(式中、0.18≦x≦
0.20、0.80≦y≦0.82、0.002≦z≦
0.02、0.002≦t≦0.02であり、x+y=
1である。)で表されるバリウム、チタン、マンガン、
ケイ素及び酸素からなる誘電体磁器組成物に関するもの
である。
【0007】本発明は、特定量のBaO、TiO2及び
MnOを主成分としてSiO2を特定量含有させること
によって、従来の誘電体磁器組成物の難点を改良するこ
とができるという知見に基づいている。SiO2は無負
荷Qを大きく向上させると同時にεrを向上させる効果
がある。本発明の誘電体磁器組成物は、比誘電率が大き
いために、共振器の小型化が図れ、無負荷Qも大きくな
る。更に、共振周波数の温度係数τfが小さい。本発明
において、BaOのモル分率が0.20より大きい、あ
るいはTiO2のモル分率が0.82より大きいと、ま
たはBaOのモル分率が0.18より小さい、あるいは
TiO2のモル分率が0.80より小さいと、無負荷Q
が小さくなり、共振周波数の温度係数τfが大きくなる
ので、BaO及びTiO2のモル分率は上記範囲に限定
される。また、MnOのモル分率が0.02より大きい
と、あるいはSiO2のモル分率が0.02より大きい
と、無負荷Qが小さくなるので、MnO及びSiO2の
モル分率は上記範囲に限定される。
【0008】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チタン、炭
酸マンガン及びシリカの出発原料を各所定量ずつ、水、
アルコール等の溶媒と共に湿式混合する。続いて、水、
アルコール等を除去した後、粉砕し、酸素含有ガス雰囲
気(例えば空気雰囲気)下に900〜1100℃で約5
時間程度仮焼する。これによって形成された仮焼物を粉
砕する。ポリビニルアルコールの如き有機バインダと共
に混合して均質にし、乾燥、粉砕して、加圧成型(圧力
100〜1000kg/cm2)する。そして、この成
型物を空気の如き酸素含有ガス雰囲気下に1250〜1
420℃で焼成すれば、上記組成式で表される誘電体磁
器組成物が得られる。
【0009】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま、または必要に応じて、適当な形状及びサイズに
加工することで、誘電体共振器、マイクロ波IC用誘電
体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することがで
き、特に0.1〜4GHz帯で使用される誘電体共振器
としたときに優れた効果が奏される。
【0010】なお、バリウム、チタン、マンガン、ケイ
素の原料としては、BaCO3、BaO、TiO2、M
nCO3、SiO2等の他に、焼成時に酸化物となる炭
酸塩、硝酸塩、水酸化物等を使用することができる。
【0011】
【実施例】以下に実施例及ひ比較例を示し、本発明を更
に具体的に説明する。 実施例1 炭酸バリウム(BaCO3)粉末0.18モル、酸化チ
タン(TiO2)粉末0.82モル、炭酸マンガン(M
nCO3)粉末0.005モル及びシリカ(SiO2)
0.005モルをエタノールと共にボールミルに入れ、
10時間湿式混合した。この混合物をボールミルから取
り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、らい潰機で1時
聞粉砕した。粉砕物は空気雰囲気下に1000℃で仮焼
した後、再びらい潰機で1時間粉砕し、仮焼粉を得た。
【0012】次いで、この仮焼粉に適量のポリビニルア
ルコール溶液を加えて均一に混合した後、直径15mm
φ、厚さ5.5mmの円盤状ペレットに成型して空気雰
囲気下に1360℃で2時間焼成、焼結して本発明の誘
電体磁器組成物を得た。こうして得られた磁器組成物を
適当な大きさにカットした後、誘電共振法によって測定
し、共振周波数f0(2〜6GHz)における無負荷Q
及び比誘電率εrを求めた。また、共振周波数の温度依
存性については、−40〜50℃の範囲で測定し、温度
係数τfを求めた。その結果を表1に示す。
【0013】実施例2〜7 実施例1の炭酸バリウム、酸化チタン、炭酸マンガン、
シリカの混合割合を表1記載のように代えた他は、実施
例1と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、実施例1
と同様に電気的特性を測定した。その結果を表1に示す
【0014】比較例1〜7 誘電体磁器組成物が表1記載の組成になるように出発原
料の使用量を代えた他は、実施例1と同様にして誘電体
磁器組成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
を表1に示す。
【0015】
【表1】
【0016】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、無負荷Q
が大きいだけでなく、適度に大きな比誘電率を有し、共
振周波数の温度係数が小さく安定度が優れているので、
誘電体磁器材料として好適である。また本発明の誘電体
磁器組成物を用い、例えばマイクロ波周波数帯用共振器
として使用すると受信機の信頼を大幅に向上させること
ができ、小型化できるという利点がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】    組成式  xBaO・yTiO2
    ・zMnO・tSiO2(式中、0.18≦x≦0.2
    0、0.80≦y≦0.82、0.002≦z≦0.0
    2、0.002≦t≦0.02であり、x+y=1であ
    る。)で表されるバリウム、チタン、マンガン、ケイ素
    及び酸素からなる誘電体磁器組成物。
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