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Info
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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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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 15
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 50
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract description 10
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- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 8
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
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Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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、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。
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)。
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
。
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。
、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。
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。
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
。
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。
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。
.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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
f との関係を示すグラフである。
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
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3163605A JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3163605A JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04362061A true JPH04362061A (ja) | 1992-12-15 |
JP2974823B2 JP2974823B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15777108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3163605A Expired - Fee Related JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2974823B2 (ja) |
Cited By (2)
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 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3163605A patent/JP2974823B2/ja not_active Expired - Fee Related
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