JPH04362061A - 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

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JPH04362061A
JPH04362061A JP3163605A JP16360591A JPH04362061A JP H04362061 A JPH04362061 A JP H04362061A JP 3163605 A JP3163605 A JP 3163605A JP 16360591 A JP16360591 A JP 16360591A JP H04362061 A JPH04362061 A JP H04362061A
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mno2
dielectric ceramic
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microwave dielectric
ceramic composition
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Masaki Takase
高瀬 雅紀
Hirobumi Ozeki
博文 尾関
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NGK Spark Plug Co 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、マイクロ波誘電体磁器
組成物に関し、更に詳しく言えば、共振周波数の温度係
数(以下、τf という。)をゼロに近づけることがで
き、またY2 O3 及びMnO2 (特にMnO2 
)の添加量を加減することによって、τf をゼロを中
心としてプラス側とマイナス側に任意に制御し得ること
ができ、更に、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)。
【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、εr が比較的高く、無負荷Q(
以下、Quという。)が大きいが、τf が比較的、正
に大きいため温度安定性に欠けるという問題があった。 また、焼成温度を変えると、たとえ同組成であっても、
各特性(εr 、τf 及びQu)が変動し、安定した
品質のものを得ることが困難であるという問題もあった
【0004】本発明は、上記欠点を克服するものであり
、Y2 O3 及びMnO2 (特にMnO2 )の添
加量を加減することによって、τf をゼロに近づけ、
またゼロを中心としてプラス側とマイナス側に任意に制
御し得ることができ、更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】本発明者らは、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
MnO2 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・yNd
2 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(モル%)〕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MnO2 を3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ε
r が低く、逆に20を越えると誘電損失tanδ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τf が大きな正の値を
とり、23を越えると誘電損失(以下、tanδという
。)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tanδが高くなり、85を
越えると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、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、Quの低下及びτf が大き
な負の値をとるため、好ましくない。上記MnO2 の
添加は、焼成温度の変動によるQu、εr 、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3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 の粉末を出発原料とし
、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、大気
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19mmφ×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、平行導体板型誘電体円柱共振器法(TE01
1 MODE)により、εr 、Qu、tanδ及びτ
f を測定した。共振周波数は2〜3GHz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Quが極端に小さくなるため、εr 及び
τf 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、Quの低下、τ
f も−70と大きな負の値をとる。
【0013】実施例2 本実施例は、MnO2 の添加効果を検討したものであ
る。まず、純度99.9%の各BaCO3 、Nd2 
O3 、Y2 O3 、TiO2 を出発原料とし、各
成分割合を0.17BaCO3 ・0.12Nd2 O
3 ・0.04Y2 O3 ・0.67TiO2 とす
るもの(試料No.37)を比較例とし、更に、このN
o.37の主成分組成にMnO2 を0.5重量%(主
成分全量に対する添加量、試料No.38)、1.0重
量%(No.39)、2.0重量%(No.40)及び
3.0重量%(No.41)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110
0〜1200℃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/cm2 のプレス圧で1
9mmφ×12mmt(厚さ)の円板状に成形した。
【0014】次に、この成形体を大気中、表4〜表7に
示す各焼成温度(1325℃から1375℃の範囲)で
、3.5時間焼成し、最後に両端面を16mmφ×8m
mt(厚さ)の円板状に研磨して、誘電体試料No.3
7、38、39、40、41とした。
【0015】そして、この各試料につき、前記と同様に
して、εr 、Qu、tanδ及び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、共振周波数は2.7GHzである。
【0016】
【表4】
【0017】
【表5】
【0018】
【表6】
【0019】
【表7】
【0020】これらの結果によれば、特に図1に示すよ
うにMnO2 の添加量の増加に伴い、τf は正の値
から負の方向へ向かう。そして、それが2.0重量%か
ら3重量%になると、0に到りひいては0を越えてマイ
ナスの方向へ移行して行く。従って、このMnO2 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若
しくはマイナス側にτf を自由に制御することができ
る効果もある。また、Qu値は、図2に示すように、比
較例の場合と比べて、MnO2 を添加してもほとんど
変わらない。尚、εr はその添加により低下する傾向
にあるものの、十分に実用的な範囲にあるといえる。ま
た、図3及び図4に示すように、仮焼温度又は焼成温度
を変えても、τf 等はほとんど一定である。従って、
安定した性能を有する焼結体を容易に製造でき、大変実
用的である。
【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。
【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、Y2 O3 及びMnO2 (特にMnO2 )
の添加量を加減することにより、εr 、Quを実用的
な特性範囲に維持しつつ、τf をプラスの大きな値か
らマイナスの方向に小さくしたものである。また、本誘
電体磁器組成物は、Y2 O3 及びMnO2(特にM
nO2 )の添加量を加減することによって、τf を
ゼロを中心としてプラス側とマイナス側の所望の値に任
意に制御されるものである。従って、目的、用途に応じ
て、特にMnO2 の添加割合を変えることができる。 更に、本誘電体磁器組成物は、仮焼温度又は焼成温度を
変えて製造しても安定した品質を有するので、大変実用
的である。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼成温度を変えた場合のMnO2 添加量とτ
f との関係を示すグラフである。
【図2】MnO2 添加量とεr との関係及びMnO
2添加量とQuとの関係を示すグラフである。
【図3】MnO2 添加量を変えた場合の焼成温度とτ
f との関係を示すグラフである。
【図4】MnO2 添加量を変えた場合の仮焼温度とτ
f との関係を示すグラフである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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
    MnO2 を3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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050514A1 (ja) * 2008-10-30 2010-05-06 京セラ株式会社 誘電体セラミックス、およびその誘電体セラミックスを用いた共振器
JP2010235336A (ja) * 2009-03-30 2010-10-21 Kyocera Corp 誘電体セラミックスおよび誘電体共振器

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US8426331B2 (en) 2008-10-30 2013-04-23 Kyocera Corporation Dielectric ceramic, and resonator using the same
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