JPH04310565A - マイクロ波誘電体磁器組成物 - Google Patents
マイクロ波誘電体磁器組成物Info
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- JPH04310565A JPH04310565A JP3103820A JP10382091A JPH04310565A JP H04310565 A JPH04310565 A JP H04310565A JP 3103820 A JP3103820 A JP 3103820A JP 10382091 A JP10382091 A JP 10382091A JP H04310565 A JPH04310565 A JP H04310565A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波誘電体磁器
組成物に関し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電
率を示し且つ実用的範囲の温度係数を示すとともに、焼
成温度を変えても安定した品質を有するマイクロ波誘電
体磁器組成物に関する。本発明はマイクロ波領域におい
て誘電体共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイク
ロ波回路のインピーダンス整合等に利用される。
組成物に関し、更に詳しく言えば、高いＱ値及び比誘電
率を示し且つ実用的範囲の温度係数を示すとともに、焼
成温度を変えても安定した品質を有するマイクロ波誘電
体磁器組成物に関する。本発明はマイクロ波領域におい
て誘電体共振器、マイクロ波集積回路基板、各種マイク
ロ波回路のインピーダンス整合等に利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波誘電体磁器組成物（以
下、単に誘電体磁器組成物という。）としては、ＢａＯ
−Ｎｄ２ Ｏ３ −ＴｉＯ２ 系磁器組成物が知られて
いる（特開昭６３−７９７５３号公報）。
下、単に誘電体磁器組成物という。）としては、ＢａＯ
−Ｎｄ２ Ｏ３ −ＴｉＯ２ 系磁器組成物が知られて
いる（特開昭６３−７９７５３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記誘
電体磁器組成物では、焼成温度を変えると、たとえ同組
成であっても、各特性（比誘電率εｒ 、共振周波数の
温度係数τｆ 及びＱ値）が変動し、最適焼成温度幅が
狭いので、安定した品質のものを得ることが困難であっ
た。 また、共振周波数の温度係数が＋１０〜２０ｐｐｍ／℃
とやや大きく、０ｐｐｍ／℃近傍の材料が望まれていた
。
電体磁器組成物では、焼成温度を変えると、たとえ同組
成であっても、各特性（比誘電率εｒ 、共振周波数の
温度係数τｆ 及びＱ値）が変動し、最適焼成温度幅が
狭いので、安定した品質のものを得ることが困難であっ
た。 また、共振周波数の温度係数が＋１０〜２０ｐｐｍ／℃
とやや大きく、０ｐｐｍ／℃近傍の材料が望まれていた
。
【０００４】本発明は、上記欠点を克服するものであり
、各特性が優れるとともに焼成温度を変えても安定した
品質を有する誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
、各特性が優れるとともに焼成温度を変えても安定した
品質を有する誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、種々の誘電
体磁器組成物について検討した結果、所定の主成分にＡ
ｌ２ Ｏ３ を添加することにより上記欠点が解消され
ることを見出して、本発明を完成するに至ったのである
。即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、ｘＢａＯ・ｙＮ
ｄ２ Ｏ３・ｚＴｉＯ２ （但し、ｘは８．５≦ｘ≦２
０、ｙは５≦ｙ≦２３、ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ
＋ｙ＋ｚ＝１００）で表される組成物に対して、Ｙ２
Ｏ３ を１５重量％以下配合されているものを主成分と
し、該主成分に対してＡｌ２ Ｏ３ を２重量％以下添
加含有させたことを特徴とする。
体磁器組成物について検討した結果、所定の主成分にＡ
ｌ２ Ｏ３ を添加することにより上記欠点が解消され
ることを見出して、本発明を完成するに至ったのである
。即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、ｘＢａＯ・ｙＮ
ｄ２ Ｏ３・ｚＴｉＯ２ （但し、ｘは８．５≦ｘ≦２
０、ｙは５≦ｙ≦２３、ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ
＋ｙ＋ｚ＝１００）で表される組成物に対して、Ｙ２
Ｏ３ を１５重量％以下配合されているものを主成分と
し、該主成分に対してＡｌ２ Ｏ３ を２重量％以下添
加含有させたことを特徴とする。
【０００６】上記ｘＢａＯのｘが８．５未満の場合は比
誘電率εｒ が低く、逆に２０を越えると誘電損失ｔａ
ｎδが高くなり、好ましくないからである。また、上記
ｙＮｄ２ Ｏ３ のｙが５未満の場合は共振周波数の温
度係数τｆ が大きな正の値をとり、２３を越えると誘
電損失ｔａｎδが高くなり、好ましくない。更に、上記
ｚＴｉＯ２ のｚが６２未満の場合は誘電損失ｔａｎδ
が高くなり、８５を越えると共振周波数温度係数τｆ
が大きな正の値をとり、好ましくない。上記Ｙ２ Ｏ３
の添加は、添加量を増大させることにより、比誘電率
εｒ を大きく低下させることなく温度特性を安定させ
るものであるが、１５重量％を越える過剰の添加は、焼
結が不安定となり、Ｑ値の低下及び共振周波数温度係数
τｆ が大きな負の値をとるため、好ましくない。上記
Ａｌ２ Ｏ３ の添加は、焼成温度の変動によるＱ値、
比誘電率εｒ 、共振周波数の温度係数τｆ の変動を
小さくして、焼結体品質の安定を図るものであると共に
前記τｆ を自由に制御するものである。この添加量が
２重量％を越えると、τｆ がマイナス側に大きくなり
、且つεｒ が小さくなって、特性が低下するので、好
ましくない。
誘電率εｒ が低く、逆に２０を越えると誘電損失ｔａ
ｎδが高くなり、好ましくないからである。また、上記
ｙＮｄ２ Ｏ３ のｙが５未満の場合は共振周波数の温
度係数τｆ が大きな正の値をとり、２３を越えると誘
電損失ｔａｎδが高くなり、好ましくない。更に、上記
ｚＴｉＯ２ のｚが６２未満の場合は誘電損失ｔａｎδ
が高くなり、８５を越えると共振周波数温度係数τｆ
が大きな正の値をとり、好ましくない。上記Ｙ２ Ｏ３
の添加は、添加量を増大させることにより、比誘電率
εｒ を大きく低下させることなく温度特性を安定させ
るものであるが、１５重量％を越える過剰の添加は、焼
結が不安定となり、Ｑ値の低下及び共振周波数温度係数
τｆ が大きな負の値をとるため、好ましくない。上記
Ａｌ２ Ｏ３ の添加は、焼成温度の変動によるＱ値、
比誘電率εｒ 、共振周波数の温度係数τｆ の変動を
小さくして、焼結体品質の安定を図るものであると共に
前記τｆ を自由に制御するものである。この添加量が
２重量％を越えると、τｆ がマイナス側に大きくなり
、且つεｒ が小さくなって、特性が低下するので、好
ましくない。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１ 本実施例は、主成分の適正な組成を検討したものである
。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ３ 、Ｎｄ２ Ｏ
３ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ を出発原料とし、表１
〜表３に示す各組成に応じて所定量を秤量混合し、ミキ
サーで乾式による混合及び粉砕を施した後、酸素雰囲気
中１１００℃の温度で４時間仮焼した。更に、この仮焼
物に適量の有機バインダーと水を加え、アルミナボール
で粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒された
原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ２ のプレス圧で１９
ｍｍφ×１４ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。
る。 実施例１ 本実施例は、主成分の適正な組成を検討したものである
。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ３ 、Ｎｄ２ Ｏ
３ 、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ を出発原料とし、表１
〜表３に示す各組成に応じて所定量を秤量混合し、ミキ
サーで乾式による混合及び粉砕を施した後、酸素雰囲気
中１１００℃の温度で４時間仮焼した。更に、この仮焼
物に適量の有機バインダーと水を加え、アルミナボール
で粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒された
原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ２ のプレス圧で１９
ｍｍφ×１４ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【表３】
【００１１】次に、この成形体を大気中、１３００〜１
４５０℃の温度で、０．５〜４時間焼成し、最後に両端
面を約１６ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨
して、誘電体試料Ｎｏ．１〜３６とした。そして、各試
料につき、誘電体円柱共振器法により、比誘電率εｒ
、誘電損失ｔａｎδ、Ｑ値（１／ｔａｎδ）及び共振周
波数の温度係数τｆ を測定した。共振周波数は２〜３
ＧＨｚである。これらの結果を表１〜表３に示す。尚、
これらの表中の＊印は、性能が優れない場合、即ち、本
発明範囲に含まれない場合（その場合の試料Ｎｏ．、各
組成値及びその性能値）を示す。また、表３に示される
試料３２、３３、３５、３６はＱ値が極端に小さくなる
ため、εｒ 及び温度係数の測定は不可能であった。
４５０℃の温度で、０．５〜４時間焼成し、最後に両端
面を約１６ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨
して、誘電体試料Ｎｏ．１〜３６とした。そして、各試
料につき、誘電体円柱共振器法により、比誘電率εｒ
、誘電損失ｔａｎδ、Ｑ値（１／ｔａｎδ）及び共振周
波数の温度係数τｆ を測定した。共振周波数は２〜３
ＧＨｚである。これらの結果を表１〜表３に示す。尚、
これらの表中の＊印は、性能が優れない場合、即ち、本
発明範囲に含まれない場合（その場合の試料Ｎｏ．、各
組成値及びその性能値）を示す。また、表３に示される
試料３２、３３、３５、３６はＱ値が極端に小さくなる
ため、εｒ 及び温度係数の測定は不可能であった。
【００１２】これらの結果によれば、ｘＢａＯのｘが５
．１の場合（Ｎｏ．１）は、εｒ が４３．０と低い。 このｘが２０．６と大きい場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａ
ｎδが１．７１×１０−３、τｆ が＋１４３といずれ
も大きくなり、好ましくない。また、ｙＮｄ２ Ｏ３
のｙが３．５の場合（Ｎｏ．３）は、τｆ が＋２１３
と大きな正の値をとる。このｙが２３．５、２３．６と
大きい場合（Ｎｏ．１、２）は、ｔａｎδが１．０１×
１０−３、１．１２×１０−３とそれぞれ大きくなる。 更に、ｚＴｉＯ２ のｚが６１．９の場合（Ｎｏ．３４
）は、ｔａｎδが１．７１× １０−３と高くなる。 このｚが８７．４、８５．９と大きい場合（Ｎｏ．３、
４）は、τｆ が＋２１３、＋１７９とそれぞれ大きな
正の値をとる。Ｙ２ Ｏ３ は、添加量を増大させるに
つれて、εｒ を大きく低下させることなく温度特性を
安定させることができるが、１７重量％（Ｎｏ．３１）
のように主成分との合計量に対して、１５重量％を越え
て添加すると、焼結性が不安定となり、Ｑ値の低下、温
度係数も−７０と大きな負の値をとる。
．１の場合（Ｎｏ．１）は、εｒ が４３．０と低い。 このｘが２０．６と大きい場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａ
ｎδが１．７１×１０−３、τｆ が＋１４３といずれ
も大きくなり、好ましくない。また、ｙＮｄ２ Ｏ３
のｙが３．５の場合（Ｎｏ．３）は、τｆ が＋２１３
と大きな正の値をとる。このｙが２３．５、２３．６と
大きい場合（Ｎｏ．１、２）は、ｔａｎδが１．０１×
１０−３、１．１２×１０−３とそれぞれ大きくなる。 更に、ｚＴｉＯ２ のｚが６１．９の場合（Ｎｏ．３４
）は、ｔａｎδが１．７１× １０−３と高くなる。 このｚが８７．４、８５．９と大きい場合（Ｎｏ．３、
４）は、τｆ が＋２１３、＋１７９とそれぞれ大きな
正の値をとる。Ｙ２ Ｏ３ は、添加量を増大させるに
つれて、εｒ を大きく低下させることなく温度特性を
安定させることができるが、１７重量％（Ｎｏ．３１）
のように主成分との合計量に対して、１５重量％を越え
て添加すると、焼結性が不安定となり、Ｑ値の低下、温
度係数も−７０と大きな負の値をとる。
【００１３】実施例２
本実施例は、Ａｌ２ Ｏ３ の添加効果を検討したもの
である。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ３ 、Ｎｄ
２ Ｏ３、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ を出発原料とし、
前記試料Ｎｏ．２３、２４、１２と同組成となるように
、又はこのＮｏ．１２の主成分組成にＡｌ２ Ｏ３ を
０．５重量％（主成分全量に対する添加量、試料Ｎｏ．
３７）、１重量％（Ｎｏ．３８）及び２重量％（Ｎｏ．
３９）を各々添加した組成となるように、所定量を秤量
混合した。その後、ミキサーで乾式による混合及び粉砕
を施した後、大気雰囲気中１２００℃の温度で２時間仮
焼した。更に、この仮焼物に適量の有機バインダーと水
を加え、アルミナボールで粉砕した後、噴霧乾燥により
造粒し、この造粒された原料を用いて１０００ｋｇ／ｃ
ｍ２ のプレス圧で前記と同形状の円板状に成形した。
である。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ３ 、Ｎｄ
２ Ｏ３、Ｙ２ Ｏ３ 、ＴｉＯ２ を出発原料とし、
前記試料Ｎｏ．２３、２４、１２と同組成となるように
、又はこのＮｏ．１２の主成分組成にＡｌ２ Ｏ３ を
０．５重量％（主成分全量に対する添加量、試料Ｎｏ．
３７）、１重量％（Ｎｏ．３８）及び２重量％（Ｎｏ．
３９）を各々添加した組成となるように、所定量を秤量
混合した。その後、ミキサーで乾式による混合及び粉砕
を施した後、大気雰囲気中１２００℃の温度で２時間仮
焼した。更に、この仮焼物に適量の有機バインダーと水
を加え、アルミナボールで粉砕した後、噴霧乾燥により
造粒し、この造粒された原料を用いて１０００ｋｇ／ｃ
ｍ２ のプレス圧で前記と同形状の円板状に成形した。
【００１４】次に、この成形体を大気中、表４〜表６に
示す各焼成温度（１３００℃から１４００℃の範囲）で
、３．５時間焼成し、最後に両端面を約１６ｍｍφ×１
０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料Ｎｏ
．２３、２４、１２、３７、３８、３９とした。尚、Ｎ
ｏ．２３、２４、１２は、実施例１と同組成のため同番
号を付した。
示す各焼成温度（１３００℃から１４００℃の範囲）で
、３．５時間焼成し、最後に両端面を約１６ｍｍφ×１
０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料Ｎｏ
．２３、２４、１２、３７、３８、３９とした。尚、Ｎ
ｏ．２３、２４、１２は、実施例１と同組成のため同番
号を付した。
【００１５】そして、この各試料につき、前記と同様に
して、比誘電率εｒ、Ｑ値（１／ｔａｎδ）、誘電損失
ｔａｎδ及び共振周波数の温度係数τｆ を測定した。 これらの焼成温度の変化における各特性を表４〜表７に
示した。尚、表中の「−」印は未測定の場合、「×」印
は共振波形が認められない場合を示す。
して、比誘電率εｒ、Ｑ値（１／ｔａｎδ）、誘電損失
ｔａｎδ及び共振周波数の温度係数τｆ を測定した。 これらの焼成温度の変化における各特性を表４〜表７に
示した。尚、表中の「−」印は未測定の場合、「×」印
は共振波形が認められない場合を示す。
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】
【表６】
【００１９】
【表７】
【００２０】これらの結果によれば、Ａｌ２ Ｏ３ を
含まない場合（Ｎｏ．２３、２４、１２）は、焼成温度
幅が狭く（１３２５〜１３７５℃）、最適焼成温度より
外れるとεｒ 、Ｑ値（ｔａｎδ）、τｆがいずれも測
定不可となる。一方、Ａｌ２ Ｏ３ を２．０重量％以
下含む場合（Ｎｏ．３７、３８、３９）は、１３００〜
１４００℃になる広範囲の温度領域で安定した性能（ε
ｒ ＝６０〜７３、ｔａｎδ＝４．０〜８．０×１０−
４（２．７ＧＨｚ）、τｆ ＝−２０〜−３ｐｐｍ／℃
）を示し、いずれも充分実用に供し得るものである。こ
のＡｌ２ Ｏ３ の添加は、τｆ をマイナス側に低下
させ、０値に近づける効果があるだけでなく、０値を中
心としてプラス側もしくはマイナス側にτｆ を自由に
制御することができる。例えば、焼成温度１３２５℃の
Ａｌ２ Ｏ３ の無添加の場合（Ｎｏ．１２）では、τ
ｆ ＝８．３ｐｐｍ／℃であるが、Ａｌ２ Ｏ３の添加
量を順次０．５重量％、１．０重量％と増加していくと
、τｆ がそれぞれ−３．７ｐｐｍ／℃、−１３．１ｐ
ｐｍ／℃とマイナス側に向かって移行することが認めら
れる。従ってＡｌ２ Ｏ３ を０．１〜０．５重量％添
加すれば、τｆ が０ｐｐｍ／℃付近の材料を容易に得
ることができる。
含まない場合（Ｎｏ．２３、２４、１２）は、焼成温度
幅が狭く（１３２５〜１３７５℃）、最適焼成温度より
外れるとεｒ 、Ｑ値（ｔａｎδ）、τｆがいずれも測
定不可となる。一方、Ａｌ２ Ｏ３ を２．０重量％以
下含む場合（Ｎｏ．３７、３８、３９）は、１３００〜
１４００℃になる広範囲の温度領域で安定した性能（ε
ｒ ＝６０〜７３、ｔａｎδ＝４．０〜８．０×１０−
４（２．７ＧＨｚ）、τｆ ＝−２０〜−３ｐｐｍ／℃
）を示し、いずれも充分実用に供し得るものである。こ
のＡｌ２ Ｏ３ の添加は、τｆ をマイナス側に低下
させ、０値に近づける効果があるだけでなく、０値を中
心としてプラス側もしくはマイナス側にτｆ を自由に
制御することができる。例えば、焼成温度１３２５℃の
Ａｌ２ Ｏ３ の無添加の場合（Ｎｏ．１２）では、τ
ｆ ＝８．３ｐｐｍ／℃であるが、Ａｌ２ Ｏ３の添加
量を順次０．５重量％、１．０重量％と増加していくと
、τｆ がそれぞれ−３．７ｐｐｍ／℃、−１３．１ｐ
ｐｍ／℃とマイナス側に向かって移行することが認めら
れる。従ってＡｌ２ Ｏ３ を０．１〜０．５重量％添
加すれば、τｆ が０ｐｐｍ／℃付近の材料を容易に得
ることができる。
【００２１】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料も前記ＢａＣ
Ｏ３ 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用い
ることもできる。
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料も前記ＢａＣ
Ｏ３ 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用い
ることもできる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物は、高いＱ値、低い誘電損失、且つ実用的な温度係数
及び比誘電率という実用的な特性を具備するとともに、
焼成温度を変えても安定した焼結体品質を有するので、
大変バランスのとれた実用的に優れたものである。
物は、高いＱ値、低い誘電損失、且つ実用的な温度係数
及び比誘電率という実用的な特性を具備するとともに、
焼成温度を変えても安定した焼結体品質を有するので、
大変バランスのとれた実用的に優れたものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 ｘＢａＯ・ｙＮｄ２ Ｏ３ ・ｚＴｉ
Ｏ２（但し、ｘは８．５≦ｘ≦２０、ｙは５≦ｙ≦２３
、ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）で
表される組成物に対して、Ｙ２ Ｏ３ を１５重量％以
下配合されているものを主成分とし、該主成分に対して
Ａｌ２ Ｏ３ を２重量％以下添加含有させたことを特
徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103820A JPH04310565A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
| US07/864,357 US5310710A (en) | 1991-04-09 | 1992-04-06 | Microwave dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3103820A JPH04310565A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH04310565A true JPH04310565A (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=14364049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3103820A Pending JPH04310565A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5310710A (ja) |
| JP (1) | JPH04310565A (ja) |
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-
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-
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| US5310710A (en) | 1994-05-10 |
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