JPH04331761A - Dielectric ceramic composition - Google Patents

Dielectric ceramic composition

Info

Publication number
JPH04331761A
JPH04331761A JP3128206A JP12820691A JPH04331761A JP H04331761 A JPH04331761 A JP H04331761A JP 3128206 A JP3128206 A JP 3128206A JP 12820691 A JP12820691 A JP 12820691A JP H04331761 A JPH04331761 A JP H04331761A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
dielectric
dielectric ceramic
ceramic composition
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP3128206A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinya Naruki
紳也 成木
Masaaki Sugiyama
昌章 杉山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP3128206A priority Critical patent/JPH04331761A/en
Publication of JPH04331761A publication Critical patent/JPH04331761A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a dielectric ceramic composition having high Q value and stable temperature characteristics and useful in high-frequency field such as transmitter and receiver for communication. CONSTITUTION:The objective dielectric ceramic composition has a composition of formula Bax(AyBx)Ov or Bax(ApBqCr)Ov [A is one or more elements selected from Mg, Zn, Ni, Co and Ca; B is selected from Ta and Nb; C is selected from Zr and Sn; y+z=1; p+q+r=1; 0.98<=x<=0.999] and contains 0.001-0.5wt.% of phosphorus.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は高周波分野用の誘電体磁
器組成物に関するものである。誘電体磁器組成物はマイ
クロ波やミリ波などの高周波領域において誘電体共振器
として幅広く利用され、フィルタや発振器に組み込まれ
、それらの小型軽量化や発振周波数の安定化に代表され
る高性能化に役立っている。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition for use in the high frequency field. Dielectric ceramic compositions are widely used as dielectric resonators in high-frequency regions such as microwaves and millimeter waves, and are incorporated into filters and oscillators to improve their performance, such as reducing their size and weight and stabilizing their oscillation frequencies. It is useful for

【0002】ここで、フィルタや発振器は放送衛星と地
上局との間の通信電波の送受信機部品として、また地上
でのマイクロ波・ミリ波帯を使った各種の通信分野での
送受信機部品、並びにレーダーシステム等に利用されて
いる。
[0002] Filters and oscillators are used as transceiver parts for communication radio waves between broadcasting satellites and ground stations, and also as transceiver parts in various communication fields using microwave and millimeter wave bands on the ground. It is also used in radar systems, etc.

【0003】さらにこれらの誘電体磁器組成物は、その
誘電率がアルミナに比べて2倍以上大きいことが利用さ
れて、マイクロ波回路用基板としての適用も見込まれて
いる。
Furthermore, these dielectric ceramic compositions are expected to be used as substrates for microwave circuits, taking advantage of the fact that their dielectric constant is more than twice that of alumina.

【0004】0004

【従来の技術】誘電体共振器に対して、小さな誘電損失
、言い換えれば大きな無負荷Q(誘電損失の逆数に対応
する)を有し、さらに、目的に応じて所定の誘電率を有
し、かつ共振周波数の温度係数の絶対値の小さいものが
求められている。この様な誘電体共振器を設計するため
に、種々の要求に適した誘電体磁器組成物の開発が望ま
れている。
2. Description of the Related Art A dielectric resonator has a small dielectric loss, in other words, a large unloaded Q (corresponding to the reciprocal of the dielectric loss), and has a predetermined dielectric constant depending on the purpose. In addition, a resonant frequency with a small absolute value of the temperature coefficient is required. In order to design such a dielectric resonator, it is desired to develop a dielectric ceramic composition suitable for various requirements.

【0005】特に、近年の通信技術の進歩により、フィ
ルタ分野では、さらに狭帯域な周波数帯域フィルタや高
出力対応のフィルタが必要となり、誘電体共振器に対し
てより高いQ値が要求されている。
[0005] In particular, with the recent advances in communication technology, in the field of filters, there is a need for narrower frequency band filters and filters that can handle high output, and a higher Q value is required for dielectric resonators. .

【0006】またQ値と共振周波数(f)の間にはf・
Q=C(Cはある定数)なる経験則が成立し、共振周波
数が高くなるとQ値は減少するため、同類の機器や素子
を使用する場合でも、使用周波数(材料側からみれば共
振周波数)が高くなれば、より高いQ値をもつ誘電体共
振器が必要となる。
[0006] Furthermore, there is a relationship between the Q value and the resonant frequency (f).
The empirical rule that Q = C (C is a certain constant) holds true, and as the resonant frequency increases, the Q value decreases, so even when using similar equipment or elements, the operating frequency (resonant frequency from the material's perspective) As the Q becomes higher, a dielectric resonator with a higher Q value is required.

【0007】さらに、共振周波数の温度係数τf が0
ppm/℃を中心に任意の値に制御できることが求めら
れている。
Furthermore, the temperature coefficient τf of the resonance frequency is 0.
It is required to be able to control it to an arbitrary value, mainly ppm/°C.

【0008】また、局部発振器の分野でも、10GHz
 以上の高い周波数帯での発振特性の安定化を実現する
ために、より高いQ値を持ち、且つ共振周波数の温度安
定性に優れた誘電体共振器の開発が望まれている。
[0008] Also, in the field of local oscillators, 10GHz
In order to stabilize the oscillation characteristics in the above-mentioned high frequency band, it is desired to develop a dielectric resonator having a higher Q value and excellent temperature stability of the resonant frequency.

【0009】この種の共振器に適する誘電体磁器組成物
として、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3系、Ba(
Mg1/3Ta2/3)O3系などの複合ペロブスカイ
ト型構造を有する組成物、あるいはBaO―TiO2系
、ZrO2―SnO2―TiO2系の組成物が知られて
いる(例えば特開昭60―124305、62―874
53 )。
Dielectric ceramic compositions suitable for this type of resonator include Ba(Zn1/3Ta2/3)O3 system and Ba(
Compositions having a composite perovskite type structure such as Mg1/3Ta2/3)O3 system, or compositions of BaO-TiO2 system and ZrO2-SnO2-TiO2 system are known (for example, JP-A-124305-1989, 62- 874
53).

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】前述のように、高周波
誘電体材料には、■誘電率が大きい、■Q値が高い(誘
電損失が小さい)、■共振周波数の温度係数の絶対値が
小さく、かつその値を任意に制御できる、■前記各特性
のばらつきが小さい、の4つの特性が要求され、最近で
はその要求内容も多様化してきている。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, high-frequency dielectric materials have: ■ a high dielectric constant, ■ a high Q value (low dielectric loss), and ■ a small absolute value of the temperature coefficient of the resonant frequency. Four characteristics are required: , and the value thereof can be arbitrarily controlled; and (2) small variations in each of the above characteristics are required.Recently, the requirements have become more diverse.

【0011】しかし、従来使用されてきた誘電体材料、
なかでも複合ペロブスカイト型構造を有する誘電体磁器
組成物に関しては、前記の4つの条件をすべて満たすも
のは殆ど無く、前記■〜■の特性のうち、どれかが不足
しているという問題を有していた。
However, the dielectric materials conventionally used,
In particular, with regard to dielectric ceramic compositions having a composite perovskite type structure, there are almost none that satisfy all of the above four conditions, and there is a problem that one of the above characteristics (■ to ■) is lacking. was.

【0012】特に、これらの誘電体磁器組成物に対して
は未だにQ値が不十分であったり、製造時に長時間の高
温焼成が必要であったり、焼成時に急速昇温が必要であ
るなど、製造工程の面でも難点が多かった。
[0012] In particular, these dielectric ceramic compositions still have insufficient Q values, require long-time high-temperature firing during production, and require rapid temperature rise during firing. There were also many difficulties in the manufacturing process.

【0013】本発明は、上記に基づき様々な複合ペロブ
スカイト型誘電体磁器組成物についての特性を鋭意研究
し、従来よりも非常に高いQ値を有し、共振周波数の温
度特性に優れ、誘電特性のばらつきが少なく、しかも通
常の製造方法で容易に製造できる誘電体磁器組成物を提
供することを目的とする。
Based on the above, the present invention has been made by intensively researching the characteristics of various composite perovskite type dielectric ceramic compositions, and has developed a structure that has a much higher Q value than the conventional ones, excellent temperature characteristics of resonance frequency, and excellent dielectric properties. It is an object of the present invention to provide a dielectric ceramic composition which has little variation in the composition and which can be easily manufactured by a conventional manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、上記
の課題を解決するものとして、 (1) 一般式:Bax(AyBz)Ow ……(I)
[ここで、AはMg、Zn、Ni、Co及びCaからな
る群から選ばれる少なくとも1種であり、BはTa及び
Nbから選ばれる少なくとも1種であって、y及びzは
、それぞれ0.28≦y≦0.39、0.61≦z≦0
.72(ただしy+z=1)であり、wは任意の数であ
る。]で表される組成を有する酸化物に対して、xを0
.98≦x≦0.999 とし、さらに0.001 〜
0.5 wt%の範囲のリンを含有させることを特徴と
する誘電体磁器組成物。
[Means for Solving the Problems] Therefore, the present invention solves the above problems by: (1) General formula: Bax(AyBz)Ow...(I)
[Here, A is at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Co, and Ca, B is at least one selected from Ta and Nb, and y and z are each 0. 28≦y≦0.39, 0.61≦z≦0
.. 72 (y+z=1), and w is an arbitrary number. ] For an oxide having a composition represented by
.. 98≦x≦0.999, and further 0.001 ~
A dielectric ceramic composition characterized by containing phosphorus in a range of 0.5 wt%.

【0015】 (2) 一般式:Bax(ApBqCr)Ow   …
…(II)[ここで、AはMg、Zn、Ni、Co及び
Caからなる群から選ばれる少なくとも1種であり、B
はTa及びNbから選ばれる少なくとも1種であり、C
はZr及びSnから選ばれる少なくとも1種であって、
p、q及びrは、それぞれ0.26≦p≦0.34、0
.53≦q≦0.70、0.01≦r≦0.20(ただ
しp+q+r=1)であり、wは任意の数である。]で
表せる組成を有する酸化物に対して、xを0.98≦x
≦0.999 とし、さらに0.001 〜0.5 w
t%の範囲のリンを含有させることを特徴とする誘電体
磁器組成物。を提供するものである。
(2) General formula: Bax(ApBqCr)Ow...
...(II) [Here, A is at least one member selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Co, and Ca, and B
is at least one selected from Ta and Nb, and C
is at least one selected from Zr and Sn,
p, q and r are 0.26≦p≦0.34, 0, respectively
.. 53≦q≦0.70, 0.01≦r≦0.20 (however, p+q+r=1), and w is an arbitrary number. ], x is 0.98≦x
≦0.999, and further 0.001 to 0.5 w
A dielectric ceramic composition characterized in that it contains phosphorus in a range of t%. It provides:

【0016】[0016]

【作用】本発明では、前記一般式(I)及び(II)に
おいてバリウム成分の量xを0.98≦x≦0.999
 とし、さらに0.001 〜0.5 wt%の範囲の
リンを含有させることにより、従来の誘電体磁器組成物
よりも非常に高いQ値を得ることができ、しかも誘電特
性のばらつきを小さくすることができる。
[Operation] In the present invention, the amount x of the barium component in the general formulas (I) and (II) is set to 0.98≦x≦0.999.
By further containing phosphorus in the range of 0.001 to 0.5 wt%, it is possible to obtain a much higher Q value than conventional dielectric ceramic compositions, and to reduce variations in dielectric properties. be able to.

【0017】即ち、バリウム量xの値が1.0 であり
、リンを含んでいない従来の誘電体磁器組成物に対し、
バリウム成分の量xを僅かに不足させ、且つ微量のリン
を含有させることにより、Q値を著しく向上させること
ができる。
That is, compared to the conventional dielectric ceramic composition in which the barium content x is 1.0 and does not contain phosphorus,
By making the amount x of the barium component slightly insufficient and also containing a trace amount of phosphorus, the Q value can be significantly improved.

【0018】また、前記一般式(I)及び(II)にお
けるA、B、Cの元素の種類と、それらの割合を変える
ことにより共振周波数の温度特性を任意の値に制御する
ことが可能である。
[0018] Furthermore, by changing the types of elements A, B, and C in the general formulas (I) and (II) and their proportions, it is possible to control the temperature characteristics of the resonant frequency to an arbitrary value. be.

【0019】前記一般式(I)及び(II)においてバ
リウム成分の量xの範囲を0.98≦x≦0.999 
に限定し、さらにリンの含有量を0.001 〜0.5
 wt%の範囲に限定したのは、バリウム量x及びリン
含有量を本発明の範囲外とした場合には、Q値が低くな
ってしまったり、あるいは焼結性が悪くなってしまうた
めである。
In the general formulas (I) and (II), the range of the amount x of the barium component is 0.98≦x≦0.999.
Furthermore, the phosphorus content is limited to 0.001 to 0.5
The reason for limiting the range to wt% is that if the barium amount x and phosphorus content are outside the range of the present invention, the Q value will become low or the sinterability will deteriorate. .

【0020】特にxの値を0.98未満としたり、リン
の含有量を0.5wt%よりも大きくしたときには、B
a0.5TaO3 相などの第二相が析出するためQ値
の著しい低下を招く。より好ましくは、バリウム量xを
0.995 ≦x≦0.997 とし、リンの含有量を
0.005〜0.04wt%としたときに最も高いQ値
を有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
In particular, when the value of x is less than 0.98 or the phosphorus content is greater than 0.5 wt%, B
A second phase such as a0.5TaO3 phase is precipitated, resulting in a significant decrease in the Q value. More preferably, a dielectric ceramic composition having the highest Q value is obtained when the barium amount x is 0.995≦x≦0.997 and the phosphorus content is 0.005 to 0.04 wt%. Can be done.

【0021】次に、請求項1に記載した発明について説
明する。前記一般式(I)における、各陽イオンの量を
表すy及びzの値は、特にQ値の高い誘電体磁器組成物
を得る上で重要であり、それぞれ0.28≦y≦0.3
9、0.61≦z≦0.72(ただしy+z=1)であ
る。
Next, the invention set forth in claim 1 will be explained. The values of y and z representing the amount of each cation in the general formula (I) are particularly important in obtaining a dielectric ceramic composition with a high Q value, and each is 0.28≦y≦0.3.
9, 0.61≦z≦0.72 (y+z=1).

【0022】これらの値がこの範囲から逸脱するとQ値
が低下したり、あるいは誘電率が低下する。y及びzの
値は、好ましくはそれぞれ1/3 及び2/3 付近に
あることが望ましく、多くの場合、この組成で、最も高
いQ値が達成される。
If these values deviate from this range, the Q value or dielectric constant will decrease. The values of y and z are preferably around 1/3 and 2/3, respectively, with this composition often achieving the highest Q values.

【0023】ただし、前記式(I)におけるAが50モ
ル%以上のZnを含んでいる場合には、上記の値よりy
が僅かに大きい組成、具体的にはyが0.34〜0.3
5付近、zが0.75〜0.76付近の組成で高いQ値
が得られる。
However, if A in the formula (I) contains 50 mol% or more of Zn, y from the above value
A composition where y is slightly larger, specifically y is 0.34 to 0.3
A high Q value can be obtained with a composition where z is around 5 and z is around 0.75 to 0.76.

【0024】前記式(I)におけるAはMg、Zn、N
i、Co及びCaからなる群から選ばれる少なくとも1
種であり、これらの元素を1種単独あるいは2種以上組
み合わせたものである。他方、BはTa及びNbから選
ばれる少なくとも1種であって、Ta、Nb単独あるい
は両者を組み合わせたものである。
A in the above formula (I) is Mg, Zn, N
At least one selected from the group consisting of i, Co and Ca
These elements can be used singly or in combination of two or more. On the other hand, B is at least one selected from Ta and Nb, and is either Ta or Nb alone or a combination of both.

【0025】ただし、AにCaを含む場合、Ca含有量
を多くした場合には共振周波数の温度係数が大きくなり
すぎ実用に供しないため、Ca含有量はA全体の20モ
ル%以下に抑えることが好ましい。
[0025] However, when A contains Ca, the temperature coefficient of the resonant frequency becomes too large to be of practical use if the Ca content is increased, so the Ca content should be kept below 20 mol% of the entire A. is preferred.

【0026】また、BにNbを含む場合、その割合を多
くするほど、誘電率を高くできる傾向がある。しかし、
Nb成分が多くなるにつれて、本発明のQ値を向上させ
る効果が比較的小さくなる傾向があるため、Nbの量は
B全体の50モル%以下に抑えることが好ましい。
Further, when Nb is included in B, there is a tendency that the dielectric constant can be increased as the proportion thereof is increased. but,
As the Nb component increases, the effect of improving the Q value of the present invention tends to become relatively small, so it is preferable to suppress the amount of Nb to 50 mol% or less based on the total B.

【0027】ただし、AにCoを多く含む場合にはNb
の量をB全体の50モル%以上含有させてもQ向上の高
い効果が得られる。
However, if A contains a large amount of Co, Nb
Even if B is contained in an amount of 50 mol% or more of the total B, a high effect of improving Q can be obtained.

【0028】請求項1に記載した発明において、Q値の
向上に最も高い効果が得られるのは、前記式(I)にお
けるBにTaのみを含む場合である。この場合、組成物
の焼結性も著しく向上させることができる。
In the invention set forth in claim 1, the highest effect in improving the Q value is obtained when B in formula (I) contains only Ta. In this case, the sinterability of the composition can also be significantly improved.

【0029】そのため焼成温度を低くすることができ、
同時に特性のばらつきを小さくすることができる。この
効果は磁器組成物中にZnやCoなどの高温で蒸発し易
い元素を含む場合には、特に有効である。
[0029] Therefore, the firing temperature can be lowered,
At the same time, variations in characteristics can be reduced. This effect is particularly effective when the ceramic composition contains elements that easily evaporate at high temperatures, such as Zn and Co.

【0030】さらに、前記式(I)におけるAにMgを
多く含む組成物は、従来は難焼結性材料として知られて
きたが、本発明を適用すると通常の常圧焼結法で容易に
緻密化させることができる。
Furthermore, compositions containing a large amount of Mg in A in formula (I) have conventionally been known as difficult-to-sinter materials, but when the present invention is applied, they can be easily sintered by normal pressureless sintering. It can be made denser.

【0031】この焼結性の向上は、焼成時にリンが液相
を形成すること、及び粒内にバリウムの格子欠陥が導入
され、これが原子拡散を促進させることによると考えら
れる。
This improvement in sinterability is thought to be due to the fact that phosphorus forms a liquid phase during firing and that barium lattice defects are introduced into the grains, which promote atomic diffusion.

【0032】また、本系においてQ値を特に向上できる
要因としては、焼結体の緻密化が容易になること、及び
バリウムの格子欠陥の導入によりペロブスカイト結晶格
子中のBサイトにおける2価イオンとTa5+イオンと
の規則化が容易に起こるためと考えられる。
In addition, factors that can particularly improve the Q value in this system include the fact that the sintered body can be easily densified, and the introduction of barium lattice defects allows divalent ions to interact with the B site in the perovskite crystal lattice. This is thought to be because regularization with Ta5+ ions occurs easily.

【0033】即ち、前記式(I)におけるBがTa単独
である系では、原子配列の規則化が進むと、Q値が向上
する傾向がある。
That is, in a system in which B in formula (I) is Ta alone, the Q value tends to improve as the atomic arrangement becomes more regularized.

【0034】Q値、温度係数の点から、本発明の誘電体
磁器の最も好ましい実施態様の例は、前記式(I)にお
けるAにMgを必須成分として含み、これにCoまたは
Niを含み、BがTaである場合である。ここで、Co
、NiはA全体の50%以下であることが望ましい。
In terms of Q value and temperature coefficient, the most preferred embodiment of the dielectric ceramic of the present invention is that A in the above formula (I) contains Mg as an essential component, and also contains Co or Ni, This is the case where B is Ta. Here, Co
, Ni is desirably 50% or less of the total amount of A.

【0035】従来、Ba((Mg,Co)1/3Ta2
/3)O3 系、及びBa((Mg,Ni)1/3Ta
2/3)O3系磁器組成物は、Q値が10GHz にお
いて、せいぜい6000〜12000 程度足らずであ
ったが、本発明では10GHz において 30000
〜 35000以上の極めて高いQ値を得ることができ
る。さらに、MgとCo、Niの比を変えることにより
、共振周波数の温度係数を0ppm/℃を中心に数pp
m/℃の範囲で容易に制御できる。
Conventionally, Ba((Mg,Co)1/3Ta2
/3) O3 system, and Ba((Mg,Ni)1/3Ta
2/3) O3-based ceramic compositions had a Q value of at most 6,000 to 12,000 at 10 GHz, but in the present invention, the Q value was 30,000 at 10 GHz.
An extremely high Q value of ~35,000 or more can be obtained. Furthermore, by changing the ratio of Mg, Co, and Ni, the temperature coefficient of the resonance frequency can be reduced by several ppm around 0 ppm/°C.
It can be easily controlled within the m/°C range.

【0036】次に、請求項2に記載した発明について説
明する。この発明は、請求項1に記載した発明の磁器組
成物に、さらにZrまたは/及びSnを加えたものであ
る。
Next, the invention set forth in claim 2 will be explained. This invention further adds Zr or/and Sn to the ceramic composition of the invention described in claim 1.

【0037】前記一般式(II)におけるAはMg、Z
n、Ni、Co及びCaからなる群から選ばれる少なく
とも1種であり、これらの元素を1種単独あるいは2種
以上組み合わせたものである。
A in the general formula (II) is Mg, Z
At least one element selected from the group consisting of n, Ni, Co, and Ca, and these elements may be used alone or in combination of two or more.

【0038】BはTa及びNbから選ばれる少なくとも
1種であって、Ta、Nb単独あるいは両者を組み合わ
せたものである。
B is at least one selected from Ta and Nb, and is either Ta or Nb alone or a combination of both.

【0039】CはZr及びSnから選ばれる少なくとも
1種であって、Zr、Sn単独あるいは両者を組み合わ
せたものである。
C is at least one selected from Zr and Sn, and is either Zr or Sn alone or a combination of both.

【0040】これら各陽イオンの量を表すp、q及びr
は、それぞれ0.26≦p≦0.34、0.53≦q≦
0.70、0.01≦r≦0.20(ただしp+q+r
=1)。これらの値がこの範囲から逸脱するとQ値が低
下したり、あるいは誘電率が低下する。
p, q and r representing the amount of each of these cations
are 0.26≦p≦0.34 and 0.53≦q≦, respectively.
0.70, 0.01≦r≦0.20 (however, p+q+r
=1). If these values deviate from this range, the Q value or dielectric constant will decrease.

【0041】なお、前記式(II)におけるCがZr単
独である場合は、rは0.01≦r≦0.06の範囲に
あることが、高Q値を得る上で好ましく、Sn単独であ
る場合は、rは0.10≦r≦0.20であることが好
ましい。
In addition, when C in the above formula (II) is Zr alone, it is preferable that r is in the range of 0.01≦r≦0.06 in order to obtain a high Q value; In some cases, it is preferred that r be 0.10≦r≦0.20.

【0042】なお、請求項1及び2の本発明による誘電
体磁器組成物は、通常は単独で使用されるが、場合によ
っては若干の他成分を含んでいても良く、例えば、数%
程度以内のSr,Pb,Mn,Cu,希土類元素、ある
いは1%程度以内のFe、Alなどをその特性を損なわ
ない程度に含んでいても良い。
The dielectric ceramic composition according to the present invention according to claims 1 and 2 is usually used alone, but depending on the case, it may contain some other components, for example, several percent.
It may contain Sr, Pb, Mn, Cu, rare earth elements within a certain amount, or Fe, Al, etc. within about 1% to an extent that does not impair its characteristics.

【0043】次に、製造工程について説明する。本発明
による誘電体磁器組成物は、各陽イオン成分の炭酸塩、
あるいは酸化物等の出発原料を混合して仮焼した後、成
形、焼成して得ることができる。
Next, the manufacturing process will be explained. The dielectric ceramic composition according to the present invention includes carbonates of each cationic component,
Alternatively, it can be obtained by mixing and calcining starting materials such as oxides, followed by molding and firing.

【0044】リンは原料粉の段階で酸化物等の形で混合
するか、あるいは混合粉、仮焼粉の段階で化合物の形で
添加される。特に、仮焼粉に対してリン酸水溶液の形で
添加する方法が、リンの均一添加が容易となり、高性能
の誘電体磁器組成物を得るために有効である。
Phosphorus is mixed in the form of an oxide or the like at the stage of raw material powder, or added in the form of a compound at the stage of mixed powder or calcined powder. In particular, a method in which phosphorus is added to the calcined powder in the form of an aqueous phosphoric acid solution facilitates uniform addition of phosphorus and is effective for obtaining a high-performance dielectric ceramic composition.

【0045】また、出発原料を共沈法やアルコキシド法
により作製し、それらを仮焼することにより目的とする
ペロブスカイト型相を得た後、最終的に目的とする誘電
体磁器組成物を得ることも可能である。
[0045] Furthermore, starting materials are prepared by a coprecipitation method or an alkoxide method, and the desired perovskite phase is obtained by calcining them, and then the desired dielectric ceramic composition is finally obtained. is also possible.

【0046】具体的に製造工程の一例を説明する。各原
料粉のそれぞれを所定量となるように秤量し、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、大気中で 900〜1
300℃の温度域で2〜8時間程度仮焼する。
An example of the manufacturing process will be specifically explained. Each raw material powder is weighed to a predetermined amount and wet-mixed with a solvent such as water or alcohol. Subsequently, after removing water, alcohol, etc., it is pulverized and heated to 900-1
Calcinate in a temperature range of 300°C for about 2 to 8 hours.

【0047】この仮焼粉は、X線回折法によって、ほぼ
ペロブスカイト相になっていることが確かめられた。但
し、仮焼温度が低い場合にはBa4Ta2O9相が生成
する場合がある。
[0047] It was confirmed by X-ray diffraction that this calcined powder had almost a perovskite phase. However, if the calcination temperature is low, Ba4Ta2O9 phase may be formed.

【0048】次にこの仮焼粉末に所定添加量のリン酸と
ポリビニルアルコール等の有機バインダーを加えて造粒
し、100 〜2000kg/cm2の圧力で加圧成形
する。その後、この成形物を大気中で、1300〜17
00℃の温度範囲にて4〜128 時間程度焼成するこ
とにより、本発明の誘電体磁器組成物が得られる。焼成
温度は組成物の成分元素の種類、量、リン含有量、原料
粉の粒度、形状等に依存するが、1450〜1600℃
程度での焼成が一般的である。
Next, a predetermined amount of phosphoric acid and an organic binder such as polyvinyl alcohol are added to this calcined powder and granulated, followed by pressure molding at a pressure of 100 to 2000 kg/cm 2 . Thereafter, this molded product was heated to 1300 to 17
The dielectric ceramic composition of the present invention can be obtained by firing at a temperature range of 00°C for about 4 to 128 hours. The firing temperature depends on the type and amount of the component elements of the composition, the phosphorus content, the particle size and shape of the raw material powder, etc., but is between 1450 and 1600°C.
It is common to fire at a certain level.

【0049】例えば、前記式(I)におけるAにMgを
多く含み、BにTaを多く含む場合は1600℃付近の
比較的高温での焼成が好ましい。一方、AにZn、Co
を多く含むか、あるいはBにNbを多く含む場合には1
450〜1550℃程度以下の比較的低い温度で焼成し
てよい。
For example, when A in formula (I) contains a large amount of Mg and B contains a large amount of Ta, it is preferable to sinter at a relatively high temperature of around 1600°C. On the other hand, A contains Zn, Co
or if B contains a large amount of Nb, 1
It may be fired at a relatively low temperature of about 450 to 1550°C.

【0050】得られた誘電体磁器組成物は、これをその
まま、あるいは必要に応じて適当な形状及びサイズに加
工することにより誘電体共振器となる。
The obtained dielectric ceramic composition becomes a dielectric resonator as it is or by processing it into an appropriate shape and size as required.

【0051】最後に本発明の誘電体磁器組成物は主とし
て誘電体共振器として利用するものであるが、マイクロ
波用のIC基板として、また誘電体調整棒等の材料とし
て利用する事ができる。
Finally, although the dielectric ceramic composition of the present invention is mainly used as a dielectric resonator, it can also be used as a microwave IC substrate and as a material for dielectric adjustment rods and the like.

【0052】さらに誘電損失の小さいことを利用して、
高周波プラズマ炉の窓材などの種々の分野に応用可能な
材料である。
Furthermore, taking advantage of the small dielectric loss,
It is a material that can be applied to various fields such as window materials for high-frequency plasma furnaces.

【0053】[0053]

【実施例】以下、本発明を実施例にて詳細に説明する。[Examples] The present invention will be explained in detail below with reference to Examples.

【0054】[0054]

【実施例1】本発明の代表的な実施態様の1つとして、
前記一般式(I)におけるAがMg、Co、BがTaで
ある場合の実施例を詳細に説明する。
[Example 1] As one of the representative embodiments of the present invention,
Examples in which A in the general formula (I) is Mg or Co, and B is Ta will be described in detail.

【0055】原料として高純度のBaCO3 、CoO
 、MgO 、Ta2O5 を用い、焼結後に各成分の
モル組成比が表1の試料番号1〜40に示した組成にな
るように各原料粉を秤量した。これらをエタノールを媒
体とし、ボールミルにて24時間、湿式混合した。
[0055] High purity BaCO3 and CoO are used as raw materials.
, MgO 2 , and Ta2O5, each raw material powder was weighed so that the molar composition ratio of each component became the composition shown in sample numbers 1 to 40 in Table 1 after sintering. These were wet mixed in a ball mill for 24 hours using ethanol as a medium.

【0056】その後エバポレーターを用いて乾燥し、大
気中で約1150〜1250℃、4 時間の仮焼を行な
った。この時、仮焼時間と温度は、混合粉の量と粒度分
布、組成の違いによって最適条件が少し異なるが、何れ
の場合もほぼペロブスカイト単一相ができていることを
、X線回折法により確認した。
[0056] Thereafter, it was dried using an evaporator and calcined in the air at about 1150 to 1250°C for 4 hours. At this time, the optimal conditions for calcination time and temperature differ slightly depending on the amount, particle size distribution, and composition of the mixed powder, but X-ray diffraction analysis shows that almost a single perovskite phase is formed in all cases. confirmed.

【0057】次に、この仮焼粉に、リン酸水溶液をリン
の含有量が0.001〜0.5 wt%となるように加
え、さらにバインダーとしてポリビニルアルコールを加
えて、造粒を行った。
Next, an aqueous phosphoric acid solution was added to this calcined powder so that the phosphorus content was 0.001 to 0.5 wt%, and polyvinyl alcohol was further added as a binder to perform granulation. .

【0058】造粒粉を1000kg/cm2の圧力で円
柱状に加圧成形した。そしてこの成形物を1450〜1
600℃で16〜64時間焼成する事により、本発明の
誘電体磁器組成物を得た。
[0058] The granulated powder was pressure-molded into a cylindrical shape at a pressure of 1000 kg/cm2. And this molded product is 1450~1
A dielectric ceramic composition of the present invention was obtained by firing at 600°C for 16 to 64 hours.

【0059】誘電体の評価は、こうして得られた磁器組
成物を直径約10mmφ、高さ約5mmの円柱状に加工
し、誘電体円柱共振器法により9.5〜10.5GHz
 におけるQ値と誘電率を測定した。また、各試料を恒
温槽に入れて25〜55℃における共振周波数の温度係
数 (τf ) を測定した。
For evaluation of the dielectric, the thus obtained ceramic composition was processed into a cylinder shape with a diameter of about 10 mmφ and a height of about 5 mm, and the dielectric cylindrical resonator method was used to process the ceramic composition into a cylinder with a frequency of 9.5 to 10.5 GHz.
The Q value and dielectric constant were measured. Further, each sample was placed in a constant temperature bath and the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency at 25 to 55°C was measured.

【0060】上記の方法で作製した誘電体共振器の特性
を表1にまとめる。なお、*印を記した試料はこの発明
の範囲外のものであり、それ以外はすべてこの発明の範
囲内のものである。
Table 1 summarizes the characteristics of the dielectric resonator manufactured by the above method. Note that samples marked with * are outside the scope of this invention, and all others are within the scope of this invention.

【0061】また、Q値はf・Q=一定(f:共振周波
数)の経験則に基づき、10GHz に換算した値を示
した。 表に示すように、バリウム量xを0.98≦x≦0.9
99 とし、さらにリンを0.001 〜0.5 wt
%含有させることによりQ値が高く、相対密度95%以
上の緻密な誘電体共振器を得ることができた。
[0061] Furthermore, the Q value is a value converted to 10 GHz based on the empirical rule that f·Q=constant (f: resonant frequency). As shown in the table, the barium amount x is 0.98≦x≦0.9
99 and further added 0.001 to 0.5 wt phosphorus.
%, it was possible to obtain a dense dielectric resonator with a high Q value and a relative density of 95% or more.

【0062】特にバリウム量xを0.995 ≦x≦0
.997 、リン含有量を0.005 〜0.1 wt
%とした場合、10GHz において 30000程度
以上の非常に高いQ値を得ることができた。しかも、誘
電体共振器のτf はMgとCoの比を変えることによ
り任意に制御できた。
In particular, the barium amount x is set to 0.995≦x≦0
.. 997, phosphorus content from 0.005 to 0.1 wt
%, it was possible to obtain a very high Q value of approximately 30,000 or more at 10 GHz. Moreover, τf of the dielectric resonator could be arbitrarily controlled by changing the ratio of Mg and Co.

【0063】[0063]

【実施例2】原料として高純度のBaCO3 、MgO
 、ZnO 、NiO 、CoO 、CaCO3 、M
gO 、Ta2O5 Nb2O5 から所要粉末を選ん
で用意し、焼結後に各成分のモル組成比が表2の試料番
号41〜106 に示した組成になるように各原料粉を
秤量、配合した。
[Example 2] High purity BaCO3 and MgO as raw materials
, ZnO , NiO , CoO , CaCO3 , M
Required powders were selected and prepared from gO, Ta2O5, Nb2O5, and after sintering, each raw material powder was weighed and blended so that the molar composition ratio of each component became the composition shown in sample numbers 41 to 106 in Table 2.

【0064】得られた原料混合物を実施例1と同様に処
理して誘電体磁器組成物を製造し、誘電特性を測定した
。結果を表2にまとめる。なお、*印を記した試料はこ
の発明の範囲外のものであり、それ以外はすべてこの発
明の範囲内のものである。
The obtained raw material mixture was treated in the same manner as in Example 1 to produce a dielectric ceramic composition, and its dielectric properties were measured. The results are summarized in Table 2. Note that samples marked with * are outside the scope of this invention, and all others are within the scope of this invention.

【0065】また、Q値はf・Q=一定(f:共振周波
数)の経験則に基づき、10GHz に換算した値を示
した。
[0065] Furthermore, the Q value is a value converted to 10 GHz based on the empirical rule that f·Q=constant (f: resonant frequency).

【0066】[0066]

【実施例3】原料として高純度のBaCO3 、MgO
 、ZnO 、NiO 、CoO 、CaCO3 、M
gO 、Ta2O5 、Nb2O5 、ZrO2、Sn
O2から所要粉末を選んで用意し、焼結後に各成分のモ
ル組成比が表3の試料番号 107〜157 に示した
組成になるように各原料粉を秤量、配合した。
[Example 3] High purity BaCO3 and MgO as raw materials
, ZnO , NiO , CoO , CaCO3 , M
gO, Ta2O5, Nb2O5, ZrO2, Sn
Required powders were selected and prepared from O2, and after sintering, each raw material powder was weighed and blended so that the molar composition ratio of each component became the composition shown in sample numbers 107 to 157 in Table 3.

【0067】得られた原料混合物を実施例1と同様に処
理して誘電体磁器組成物を製造し、誘電特性を測定した
。結果を表3にまとめる。なお、*印を記した試料はこ
の発明の範囲外のものであり、それ以外はすべてこの発
明の範囲内のものである。
The obtained raw material mixture was treated in the same manner as in Example 1 to produce a dielectric ceramic composition, and its dielectric properties were measured. The results are summarized in Table 3. Note that samples marked with * are outside the scope of this invention, and all others are within the scope of this invention.

【0068】また、Q値はf・Q=一定(f:共振周波
数)の経験則に基づき、10GHz に換算した値を示
した。
Furthermore, the Q value is a value converted to 10 GHz based on the empirical rule that f·Q=constant (f: resonant frequency).

【0069】[0069]

【表1】[Table 1]

【0070】[0070]

【0071】[0071]

【表2】[Table 2]

【0072】[0072]

【0073】[0073]

【0074】[0074]

【0075】[0075]

【0076】[0076]

【0077】[0077]

【表3】[Table 3]

【0078】[0078]

【0079】[0079]

【0080】[0080]

【0081】[0081]

【0082】[0082]

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明は上記のように、高周波領域にお
いて、誘電率が大きく、無負荷Qが高く、且つ共振周波
数の温度特性を任意に制御できるという、優れた誘電体
磁器組成物の提供を可能としたものである。特に、組成
によっては10GHz で 30000〜 35000
以上という非常に高いQ値が得られるため、より高周波
領域での利用も可能である。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides an excellent dielectric ceramic composition that has a large dielectric constant, a high no-load Q, and can arbitrarily control the temperature characteristics of the resonant frequency in a high frequency region. This made it possible. In particular, depending on the composition, 30,000 to 35,000 at 10GHz
Since a very high Q value such as the above can be obtained, it is also possible to use it in a higher frequency range.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  一般式:Bax(AyBz)Ow [
ここで、AはMg、Zn、Ni、Co及びCaからなる
群から選ばれる少なくとも1種であり、BはTa及びN
bから選ばれる少なくとも1種であって、y及びzは、
それぞれ0.28≦y≦0.39、0.61≦z≦0.
72(ただしy+z=1)であり、wは任意の数である
。]で表される組成を有する酸化物に対して、xを0.
98≦x≦0.999 とし、さらに0.001 〜0
.5 wt%の範囲のリンを含有させることを特徴とす
る誘電体磁器組成物。
[Claim 1] General formula: Bax(AyBz)Ow [
Here, A is at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Co, and Ca, and B is Ta and N.
at least one selected from b, where y and z are
0.28≦y≦0.39, 0.61≦z≦0, respectively.
72 (y+z=1), and w is an arbitrary number. ], x is 0.
98≦x≦0.999, and further 0.001 to 0
.. A dielectric ceramic composition characterized by containing phosphorus in a range of 5 wt%.
【請求項2】  一般式:Bax(ApBqCr)Ow
 [ここで、AはMg、Zn、Ni、Co及びCaから
なる群から選ばれる少なくとも1種であり、BはTa及
びNbから選ばれる少なくとも1種であり、CはZr及
びSnから選ばれる少なくとも1種であって、p、q及
びrは、それぞれ0.26≦p≦0.34、0.53≦
q≦0.70、0.01≦r≦0.20(ただしp+q
+r=1)であり、wは任意の数である。]で表せる組
成を有する酸化物に対して、xを0.98≦x≦0.9
99 とし、さらに0.001 〜0.5 wt%の範
囲のリンを含有させることを特徴とする誘電体磁器組成
物。
[Claim 2] General formula: Bax(ApBqCr)Ow
[Here, A is at least one selected from the group consisting of Mg, Zn, Ni, Co and Ca, B is at least one selected from Ta and Nb, and C is at least one selected from Zr and Sn. 1 type, p, q and r are 0.26≦p≦0.34 and 0.53≦, respectively.
q≦0.70, 0.01≦r≦0.20 (however, p+q
+r=1), and w is an arbitrary number. ], x is 0.98≦x≦0.9
99 and further contains phosphorus in a range of 0.001 to 0.5 wt%.
JP3128206A 1991-05-02 1991-05-02 Dielectric ceramic composition Withdrawn JPH04331761A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3128206A JPH04331761A (en) 1991-05-02 1991-05-02 Dielectric ceramic composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3128206A JPH04331761A (en) 1991-05-02 1991-05-02 Dielectric ceramic composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04331761A true JPH04331761A (en) 1992-11-19

Family

ID=14979108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3128206A Withdrawn JPH04331761A (en) 1991-05-02 1991-05-02 Dielectric ceramic composition

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04331761A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021024766A (en) * 2019-08-08 2021-02-22 株式会社村田製作所 Dielectric powder

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021024766A (en) * 2019-08-08 2021-02-22 株式会社村田製作所 Dielectric powder

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0095338B1 (en) Low-loss microwave dielectric material
CA2010558C (en) Dielectric ceramic material and method of producing same
US5268341A (en) Dielectric ceramic composition for high-frequency use and dielectric material
JP2902923B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JPH04331761A (en) Dielectric ceramic composition
JP4535589B2 (en) Dielectric porcelain and dielectric resonator using the same
US5504044A (en) Dielectric ceramic composition for high-frequency applications
JP3363296B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JP3330024B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JPH04331760A (en) Dielectric ceramic composition
JPH04215204A (en) Dielectric porcelain composition and manufacture thereof
JP3330011B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JP3340008B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JP3359427B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JP3411170B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JPH04254463A (en) Dielectric porcelain composition
JPH05182520A (en) Dielectric porcelain composition and manufacture thereof
JP3340019B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition
JP2835253B2 (en) High frequency dielectric ceramic composition and dielectric material
JPH02107550A (en) Dielectric porcelain composition for electronic device
JPH05205520A (en) Dielectric porcelain composition
JPH054942B2 (en)
JPS60216407A (en) High frequency dielectric porcelain composition
JPH0729416A (en) Porcelain composition for dielectric resonator
JPH0850812A (en) Dielectric ceramic composition

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980806