JPH0524904A - 高周波用誘電体磁器組成物 - Google Patents

高周波用誘電体磁器組成物

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JPH0524904A
JPH0524904A JP3201274A JP20127491A JPH0524904A JP H0524904 A JPH0524904 A JP H0524904A JP 3201274 A JP3201274 A JP 3201274A JP 20127491 A JP20127491 A JP 20127491A JP H0524904 A JPH0524904 A JP H0524904A
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本 宏 之 松
Hiroshi Tamura
村 博 田
Naokatsu Fujinami
浪 直 勝 藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波領域において優れた温度係数を有する
とともにさらに高いQ値と大きな比誘電率とを有する誘
電体磁器を得ることができ、より低温で焼成可能な、高
周波用誘電体磁器組成物を提供する。 【構成】 一般式をBaX SnY ZrZ ZnU NiV
K NbL TaM W (ただし、X+Y+Z+U+V+
K+L+M=1、Wは任意)と表したとき、X,Y,
Z,U,V,K,L,Mがそれぞれ0.491≦X≦
0.504、0≦Y≦0.102、0≦Z≦0.07
5、0.021≦U≦0.156、0≦V≦0.05
0、0≦K≦0.127、0≦L≦0.071、0.2
20≦M≦0.329(ただし、Y,Z,V,K,Lの
うち3つ以上が同時に0でない)範囲にある、高周波用
誘電体磁器組成物である。ここで、上述の一般式のNi
の一部または全部をCoで置換し、Nbの一部または全
部をSbで置換してもよい。さらに、0〜3モル%の範
囲でCaを添加してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は高周波用誘電体磁器組
成物に関し、特に、たとえば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やMIC用誘電体基板
などに用いられる誘電体磁器を得ることができる、高周
波用誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、高周波用誘電体磁器組成物として
は、たとえば特公平2−60628号公報に開示されて
いるように、Ba〔(ZnX Mg1-X 1/3 (NbY
1-Y 2/3 〕O3 の一般式で表され、0≦X≦0.9
5、0≦Y≦0.4の範囲にあり、酸化バナジウムをV
2 5 換算で0.05〜2モル%含有させてなる組成物
があった。
【0003】また、特開昭60−124305号公報に
開示されているように、Ba(Sn X MgY TaZ )O
7/2-X/2-3Y/2(ただし、X+Y+Z=1)の一般式で表
され、0.04≦X≦0.26、0.23≦Y≦0.3
1、0.51≦Z≦0.65の範囲にある組成物があっ
た。
【0004】これらの高周波用誘電体磁器組成物は、高
周波領域において大きな比誘電率と高いQ値とを有し、
共振周波数の温度係数が良好な誘電体磁器の材料であ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は使用する周波数領域がさらに高くなってきており、同
時に通信機器などの小型化の要求が強まっている。その
ため、これに対応して、さらに高いQ値と大きな比誘電
率とを有する材料が要求されている。また、前記の従来
の材料は、焼結に1600℃程度の高温が必要であり、
省エネルギの見地から不利であった。
【0006】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
周波領域において優れた温度係数を有するとともにさら
に高いQ値と大きな比誘電率とを有する誘電体磁器を得
ることができ、より低温で焼成可能な、高周波用誘電体
磁器組成物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、一般式をB
X SnY ZrZ ZnU NiV MgK NbL TaM W
(ただし、X+Y+Z+U+V+K+L+M=1、Wは
任意)と表したとき、X,Y,Z,U,V,K,L,M
がそれぞれ0.491≦X≦0.504、0≦Y≦0.
102、0≦Z≦0.075、0.021≦U≦0.1
56、0≦V≦0.050、0≦K≦0.127、0≦
L≦0.071、0.220≦M≦0.329(ただ
し、Y,Z,V,K,Lのうち3つ以上が同時に0でな
い)範囲にある、高周波用誘電体磁器組成物である。
【0008】ここで、上述の一般式のNiの一部または
全部をCoで置換し、Nbの一部または全部をSbで置
換してもよい。
【0009】さらに、0〜3モル%の範囲でCaを添加
してもよい。
【0010】
【発明の効果】この発明によれば、マイクロ波帯域にお
いてさらに高いQ値が得られ、しかも大きな比誘電率を
有し、共振周波数の温度係数が良好で、1〜20GHz
の広い範囲で使用可能な誘電体磁器を得ることができ
る、高周波用誘電体磁器組成物が得られる。しかも、こ
の発明にかかる組成物は、従来の組成物より低い温度で
優れた誘電特性を得ることができ、電気炉などの負担が
低減され、省エネルギの効果が大である。
【0011】この発明の上述の目的,その他の目的,特
徴および利点は、以下の実施例の詳細な説明から一層明
らかとなろう。
【0012】
【実施例】まず、原料として、高純度のBaCO3 ,S
nO2 ,ZrO2 ,ZnO,NiO,MgCO3 ,Nb
2 5 ,Ta2 5 ,CoCO3 ,Sb2 3 およびC
aCO3 を準備した。これらの原料を表1,表2,表3
および表4に示す組成が得られるように秤量し、ボール
ミルで16時間湿式混合して混合物を得た。この混合物
を乾燥した後、1300℃で3時間仮焼して仮焼物を得
た。この仮焼物を水および有機バインダとともにボール
ミルに入れ、4時間湿式粉砕して粉砕物を得た。この粉
砕物を乾燥した後、50メッシュの網を通して造粒し、
得られた粉末を2000kg/cm2 の圧力で直径12
mm、厚さ5mmの円板状に成形して成形物を得た。こ
の成形物を1450〜1650℃で4〜10時間焼成し
て各試料を得た。
【0013】得られた試料について、周波数10GHz
において比誘電率εr、Q値および共振周波数の温度特
性τf ( ppm/℃)を測定した。それらの測定結果を表
1,表2,表3および表4に示す。なお、表中、番号に
*印を付した試料はこの発明の範囲外のものであり、そ
れ以外はこの発明の範囲内のものである。
【0014】
【表1】
【表2】
【表3】
【表4】
【0015】次に、この発明においてBaX SnY Zr
Z ZnU NiV MgK NbL TaM W (ただし、X+
Y+Z+U+V+K+L+M=1、Wは任意)で表され
る組成の範囲を限定した理由について、表1,表2,表
3および表4に基づいて説明する。
【0016】(1)試料番号5のように、Xが0.49
1より小さい場合には、Q値が小さくなり好ましくな
い。また、試料番号1のように、Xが0.504より大
きい場合には、焼結が不安定になり好ましくない。
【0017】(2)試料番号11のように、Yが0.1
02より大きい場合には、比誘電率εrが小さくなり好
ましくない。
【0018】(3)試料番号13のように、Zが0.0
75より大きい場合には、共振周波数の温度特性τf
正側に大きくなり好ましくない。
【0019】(4)試料番号14のように、Uが0.0
21より小さい場合には、比誘電率εrが小さくなり好
ましくない。また、試料番号21のように、Uが0.1
56より大きい場合には、Q値が小さくなり好ましくな
い。
【0020】(5)試料番号22のように、Vが0.0
50より大きい場合には、比誘電率εrが小さくなり好
ましくない。
【0021】(6)試料番号14のように、Kが0.1
27より大きい場合には、比誘電率εrが小さくなり好
ましくない。
【0022】(7)試料番号25のように、Lが0.0
71より大きい場合には、共振周波数の温度特性τf
正側に大きくなり好ましくない。
【0023】(8)試料番号27のように、Mが0.2
20より小さい場合には、共振周波数の温度特性τf
正側に大きくなり好ましくない。また、試料番号26の
ように、Mが0.329より大きい場合には、Q値が小
さくなり好ましくない。
【0024】それに対して、この発明によれば、マイク
ロ波帯域で大きい比誘電率と高いQ値とを有し1〜20
GHz帯までの広い範囲での使用が可能な高周波用の誘
電体磁器を得ることができる、高周波用誘電体磁器組成
物が得られる。しかも、この発明にかかる高周波用誘電
体磁器組成物からは、共振周波数の温度特性が良好な誘
電体磁器を得ることができる。
【0025】表2は種々の条件で焼成した試料の誘電特
性を示す。
【0026】(9)試料番号30のように、X,Y,
Z,U,V,K,L,Mが上記の組成幅にあるが、Z,
VおよびLが同時に0の場合には、1600℃の焼成温
度では優れた誘電特性を有するが、1550℃の焼成温
度ではQ値が小さくなり好ましくない。
【0027】(10)試料番号31のように、Uが0.
021より小さく、Kが0.127より大きく、U,V
およびLが同時に0の場合には、1600℃の焼成温度
では優れた誘電特性を有するが、1550℃の焼成温度
ではQ値が小さくなり好ましくない。
【0028】(11)試料番号32のように、Uが0.
021より小さく、Kが0.127より大きく、Y,
Z,UおよびVが同時に0の場合には、1600℃以下
の焼成温度ではQ値が小さくなり好ましくない。
【0029】(12)試料番号33のように、Yが0.
102より大きく、Lが0.071より大きく、Mが
0.220より小さく、Z,V,KおよびMが同時に0
の場合には、1500℃以下の焼成温度でも大きな比誘
電率εrを有し、共振周波数の温度特性τf が良好であ
るが、Q値が小さくなり好ましくない。
【0030】(13)試料番号34のように、Uが0.
021より小さく、Kが0.127より大きく、Y,
Z,UおよびMが同時に0の場合には、比誘電率εrが
小さくなり好ましくない。
【0031】それに対して、試料番号28および試料番
号29のように、この発明にかかる高周波用誘電体磁器
組成物では、焼成温度が1650℃〜1500℃の広い
温度域でも、大きい比誘電率と高いQ値とを有し、さら
に共振周波数の温度特性τf が良好な高周波用の誘電体
磁器を得ることができる。
【0032】表3はこの発明にかかる高周波用誘電体磁
器組成物のNi,NbをそれぞれCo,Sbで置換した
試料の誘電特性を示す。
【0033】(14)試料番号35および試料番号36
のように、Niの一部または全部をCoで置換した場合
には、焼成温度が1600℃〜1500℃の広い温度域
でも、大きい比誘電率と高いQ値とを有し、さらに共振
周波数の温度特性τf が良好である。
【0034】(15)試料番号37および試料番号38
のように、Nbの一部または全部をSbで置換した場合
には、焼成温度が1600℃〜1500℃の広い温度域
でも、大きい比誘電率と高いQ値とを有し、さらに共振
周波数の温度特性τf が良好である。
【0035】(16)試料番号39および試料番号40
のように、Niの一部または全部をCoで、かつNbの
一部または全部をSbで置換した場合には、焼成温度が
1600℃〜1500℃の広い温度域でも、大きい比誘
電率と高いQ値とを有し、さらに共振周波数の温度特性
τf が良好である。
【0036】表4はCaを添加した試料の誘電特性を示
す。
【0037】(17)試料番号43のように、Caの添
加量が3モル%より大きい場合には、共振周波数の温度
特性τf が正側に大きくなり好ましくない。
【0038】それに対して、試料番号41および試料番
号42のように、この発明にかかる高周波用誘電体磁器
組成物では、焼成温度が1600℃〜1500℃の広い
温度域でも、大きい比誘電率と高いQ値とを有し、さら
に共振周波数の温度特性τf が良好な高周波用の誘電体
磁器を得ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式をBaX SnY ZrZ ZnU Ni
    V MgK NbL TaM W (ただし、X+Y+Z+U+
    V+K+L+M=1、Wは任意)と表したとき、X,
    Y,Z,U,V,K,L,Mがそれぞれ0.491≦X
    ≦0.504、0≦Y≦0.102、0≦Z≦0.07
    5、0.021≦U≦0.156、0≦V≦0.05
    0、0≦K≦0.127、0≦L≦0.071、0.2
    20≦M≦0.329(ただし、Y,Z,V,K,Lの
    うち3つ以上が同時に0でない)範囲にある、高周波用
    誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 前記一般式のNiの一部または全部をC
    oで置換し、Nbの一部または全部をSbで置換した、
    請求項1の高周波用誘電体磁器組成物。
  3. 【請求項3】 さらに、0〜3モル%のCaを添加し
    た、請求項1または請求項2の高周波用誘電体磁器組成
    物。
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