JPH05290626A - Manufacture of high frequency dielectric sintered body - Google Patents

Manufacture of high frequency dielectric sintered body

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JPH05290626A
JPH05290626A JP4087357A JP8735792A JPH05290626A JP H05290626 A JPH05290626 A JP H05290626A JP 4087357 A JP4087357 A JP 4087357A JP 8735792 A JP8735792 A JP 8735792A JP H05290626 A JPH05290626 A JP H05290626A
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JP
Japan
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powder
sintered body
mgta
added
bmt
Prior art date
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Pending
Application number
JP4087357A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunio Tochi
邦生 土地
Hisakazu Fujimoto
久和 藤本
Kiyoshi Mizushima
清 水島
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Nikko Co Ltd
Nikko KK
Original Assignee
Nikko Co Ltd
Nikko KK
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a method whereby a high frequency dielectric sintered body such as a BMT sintered body can easily be manufactured in a firm state and at low cost without sacrifying its excellent characteristics. CONSTITUTION:In a method for manufacturing a high frequency dielectric sintered body wherein a temporary sintered substance represented as Ba3MgTa2 O9 or Ba3ZnTa2O9 is baked and sintered, the temporary sintered substance is baked with either MgTa3O6, BaMgO2 or BaZnO2 added thereto.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、高周波誘電体共振器
などに使われる高周波誘電体用焼結体の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a high frequency dielectric sintered body used for a high frequency dielectric resonator or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】1GHz以上のマイクロ波領域において高
い誘電率と高いQ値を有する誘電体材料は高周波誘電体
と呼ばれており、この高周波誘電体の性能向上に関する
研究が活発に行われている。その結果、特性の優れた高
周波誘電体が見いだされている。
2. Description of the Related Art A dielectric material having a high dielectric constant and a high Q value in a microwave region of 1 GHz or more is called a high frequency dielectric, and researches for improving the performance of this high frequency dielectric are actively conducted. .. As a result, a high frequency dielectric having excellent characteristics has been found.

【0003】中でも、A3 BC2 9 の組成式であらわ
されるペロブスカイト型結晶構造を有する(セラミッ
ク)高周波誘電体用焼結体は、優れた高周波誘電体であ
り、既に実用にも供されているものもある。具体的に
は、高周波誘電体用焼結体としては、Ba3 MgTa2
9 (BMT)焼結体、Ba3 ZnTa2 9 (BZ
T)焼結体が有力なものとして注目される。以下、これ
らの焼結体のうちBMT焼結体を例にとって説明する。
Among these, the (ceramic) high frequency dielectric sintered body having a perovskite type crystal structure represented by the composition formula of A 3 BC 2 O 9 is an excellent high frequency dielectric and has already been put to practical use. Some are. Specifically, as a high frequency dielectric sintered body, Ba 3 MgTa 2 is used.
O 9 (BMT) sintered body, Ba 3 ZnTa 2 O 9 (BZ
T) Sintered bodies are attracting attention as promising ones. Hereinafter, a BMT sintered body will be described as an example among these sintered bodies.

【0004】BMT焼結体は、Ba3 MgTa2 9
あらわされる仮焼物の粉末を成形し焼成して焼結させる
ことで得られる。
The BMT sintered body is obtained by shaping powder of a calcined material represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 and firing and sintering.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ba3
MgTa2 9 であらわされる仮焼物の粉末は焼結性が
低くて緻密なBMT焼結体が得ることが難しい。密度の
低いBMT焼結体だとBMT本来の高誘電率・高Q値特
性が発現しない。普通、Ba3 MgTa2 9 の仮焼物
の粉末を1550〜1700℃程度の焼成温度で2時間
ほど焼成しても、密度はせいぜい(理論値の)80%ど
まりである。密度の高いBMT焼結体を簡単に製造する
ことができないのである。
However, Ba 3
The powder of the calcined material represented by MgTa 2 O 9 has low sinterability, and it is difficult to obtain a dense BMT sintered body. In the case of a BMT sintered body having a low density, the original high dielectric constant and high Q value characteristics of BMT are not exhibited. Normally, even if the powder of the calcined material of Ba 3 MgTa 2 O 9 is fired at a firing temperature of about 1550 to 1700 ° C. for about 2 hours, the density is at most (theoretical value) 80%. It is not possible to easily manufacture a high density BMT sintered body.

【0006】緻密度を高めるために、焼成の際に急速に
昇温させる方法がある。しかし、この方法は、焼成コス
トが高く電子デバイス(例えば、共振器)の低価格化が
困難であるために、量産適性が無く実用性が薄い。この
他に、仮焼物にMn,P,Sn系の焼結助剤を添加して
焼成するという方法がある。しかし、これらの焼結助剤
の添加は、焼結性の改善という点では確かに有効なので
あるが、セラミックの基本組成の面からは全く異質な不
純物が拡散する形になるために他の特性を顕著に優れた
ものとするという点では好ましくない。
In order to increase the compactness, there is a method of rapidly raising the temperature during firing. However, this method is not suitable for mass production and is not practical because the firing cost is high and it is difficult to reduce the cost of electronic devices (for example, resonators). In addition to this, there is a method of adding a Mn, P, Sn-based sintering aid to the calcined product and firing it. However, although the addition of these sintering aids is certainly effective in terms of improving the sinterability, it is a form in which impurities that are completely different from the aspect of the basic composition of the ceramic are diffused and other characteristics Is not preferable in that it is remarkably excellent.

【0007】上記の事情は、勿論、BMT焼結体以外の
難焼結性焼結体についても、同じように当てはまること
である。この発明は、上記事情に鑑み、BMT焼結体な
どの高周波誘電体用焼結体を、本来の優れた特性を犠牲
にせずに、緻密な状態で、しかも、簡単かつ安価に製造
することのできる方法を提供することを課題とする。
The above-mentioned circumstances are, of course, similarly applied to the non-sinterable sintered body other than the BMT sintered body. In view of the above circumstances, the present invention provides a sintered body for a high frequency dielectric such as a BMT sintered body in a dense state, without sacrificing the original excellent characteristics, and easily and inexpensively. The challenge is to provide a method that can.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明(第1発明)にかかるBMT焼
結体の製造方法では、Ba3 MgTa2 9 であらわさ
れる仮焼物にMgTa26 を添加して焼成するように
しており、請求項3記載の発明(第2発明)にかかるB
MT焼結体の製造方法では、Ba3 MgTa2 9 であ
らわされる仮焼物にBaMgO2 を添加して焼成するよ
うにしている。
In order to solve the above problems, in the method for producing a BMT sintered body according to the invention (first invention) of claim 1, a calcined product represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 is obtained. B according to the invention (second invention) according to claim 3, wherein MgTa 2 O 6 is added and fired.
In the method for manufacturing the MT sintered body, BaMgO 2 is added to the calcined product represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 and the mixture is fired.

【0009】また、請求項5記載の発明(第3発明)に
かかるBZT焼結体の製造方法では、Ba3 ZnTa2
9 であらわされる仮焼物にBaZnO2 を添加して焼
成するようにしている。以下、第1〜3発明による高周
波誘電体用の焼結体の製造について、工程の順に従って
説明する。
In the method for manufacturing a BZT sintered body according to the fifth aspect of the invention (the third invention), Ba 3 ZnTa 2 is used.
BaZnO 2 is added to the calcined product represented by O 9 and the product is fired. Hereinafter, the production of the sintered body for a high frequency dielectric according to the first to third inventions will be described in the order of steps.

【0010】最初は第1発明について説明する。まず、
主材料であるBa3 MgTa2 9であらわされる仮焼
物の作成工程を説明する。 BMTの化学量論比に従いBa成分、Mg成分およ
びTa成分を含む出発原料を計量する。Ba成分として
は、例えば、反応性のよいBaCO3 粉末が適当である
が、BaO粉末でもよい。Mg成分としては、例えば、
MgO粉末が使われる。Ta成分としては、例えば、T
2 5 粉末が使われる。
First, the first invention will be described. First,
A process for preparing a calcined product represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 which is a main material will be described. The starting materials containing the Ba component, the Mg component and the Ta component are weighed according to the stoichiometric ratio of BMT. As the Ba component, for example, BaCO 3 powder having good reactivity is suitable, but BaO powder may be used. As the Mg component, for example,
MgO powder is used. As the Ta component, for example, T
a 2 O 5 powder is used.

【0011】 まず、MgO粉末とTa2 5 粉末を
等モル量ずつボールミルにより重量比で2〜3倍の純水
と共に十分に混合してから空気中で乾燥する。乾燥後の
混合粉末を金型を用いて成形した後、得られた成形体を
1000〜1300℃の空気中で18〜30時間仮焼し
てから冷却し、その後、振動ミルを用いて粉砕し微粉末
化する。続いて、同様にして、成形−焼成−粉砕をあと
2回繰り返し行う。得られたMgTa2 6 粉末は、普
通、平均粒径3μm以下程度のものにする。
First, MgO powder and Ta 2 O 5 powder are thoroughly mixed in equimolar amounts with pure water at a weight ratio of 2 to 3 times, and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is calcined in air at 1000 to 1300 ° C. for 18 to 30 hours and then cooled, and then pulverized using a vibration mill. Micronize. Subsequently, similarly, molding, firing, and pulverization are repeated twice more. The obtained MgTa 2 O 6 powder usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0012】 そして、MgTa2 6 粉末にBaC
3 粉末を1:3モルの割合でボールミルにより重量比
で1.5〜2倍の純水と共に十分に混合してから空気中
で乾燥する。乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形した
後、得られた成形体を800〜1400℃の空気中で3
〜20時間仮焼してから冷却し、その後、回転式ボール
ミルを用いて粉砕し微粉末化する。続いて、同様にし
て、成形−焼成−粉砕をあと2回繰り返し行う。得られ
た仮焼物の粉末は、普通、平均粒径3μm以下程度のも
のにする。
Then, BaC is added to the MgTa 2 O 6 powder.
The O 3 powder is thoroughly mixed with pure water in a weight ratio of 1: 3 in a ratio of 1: 3 to 1.5 to 2 times by weight, and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is subjected to 3 in air at 800 to 1400 ° C.
It is calcined for about 20 hours and then cooled, and then pulverized into a fine powder using a rotary ball mill. Subsequently, similarly, molding, firing, and pulverization are repeated twice more. The powder of the obtained calcined product usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0013】これで、主材料であるBa3 MgTa2
9 の仮焼物の粉末が出来上がることになる。上記の他
に、下記(a)〜(c)のようにして、主材料であるB
3 MgTa 2 9 であらわされる仮焼物を得てもよ
い。 (a)BMTの化学量論比に従いBa成分、Mg成分お
よびTa成分を含む出発原料を計量する。
Now, the main material of Ba is3MgTa2O
9The powder of the calcined product will be completed. Other than the above
In addition, as shown in the following (a) to (c), the main material B
a3MgTa 2O9Get the calcined product
Yes. (A) According to the stoichiometric ratio of BMT, Ba component, Mg component and
The starting material containing the Ta component and Ta component is weighed.

【0014】Ba成分としては、例えば、反応性のよい
BaCO3 粉末が適当であるが、BaO粉末でもよい。
Mg成分としては、例えば、MgO粉末が使われる。T
a成分としては、例えば、Ta2 5 粉末が使われる。
なお、この場合、普通、後の反応が円滑に進行するよう
にMgOは他の粉末よりも粒径の小さいものを使うよう
にするとよい。 (b)上記出発原料を、ボールミルにより重量比で1.
5〜2倍の純水と共に十分に混合してから空気中で乾燥
する。 (c)乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形した後、得
られた成形体を800〜1400℃の空気中で3〜20
時間仮焼してから冷却し、その後、回転式ボールミルを
用いて粉砕し微粉末化する。Ba3 MgTa2 9 の仮
焼物の粉末は、普通、平均粒径3μm以下程度のものに
する。
As the Ba component, for example, BaCO 3 powder having good reactivity is suitable, but BaO powder may be used.
As the Mg component, for example, MgO powder is used. T
As the component a, for example, Ta 2 O 5 powder is used.
In this case, it is usually preferable to use MgO having a smaller particle size than other powders so that the subsequent reaction proceeds smoothly. (B) The above starting materials were ball milled in a weight ratio of 1.
Mix thoroughly with 5 to 2 times pure water and dry in air. (C) After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is 3 to 20 in air at 800 to 1400 ° C.
It is calcined for a period of time and then cooled, and then pulverized into a fine powder using a rotary ball mill. The powder of the calcined material of Ba 3 MgTa 2 O 9 usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0015】このようにしても、主材料であるBa3
gTa2 9 の仮焼物の粉末を作ることが出来るのであ
る。つぎに、主材料に添加される副材料のMgTa2
6 の粉末の作成工程を説明する。 MgTa2 6 の化学量論比に従いMg成分および
Ta成分を含む出発原料を計量する。
Even in this way, the main material Ba 3 M
It is possible to make a powder of a calcined product of gTa 2 O 9 . Next, the auxiliary material MgTa 2 O added to the main material is added.
The process of preparing the powder of 6 will be described. The starting materials containing the Mg and Ta components are weighed according to the stoichiometric ratio of MgTa 2 O 6 .

【0016】Mg成分としては、例えば、MgO粉末が
使われる。Ta成分としては、例えば、Ta2 5 粉末
が使われる。 MgTa2 6 作成用の出発原料を、ボールミルに
より重量比で2〜3倍の純水と共に十分に混合してから
空気中で乾燥する。 乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形したあと、得
られた成形体を1000〜1300℃程度の温度で空気
中において18〜30時間ほど焼成してから冷却し、そ
の後、振動ミルで粉砕し粉末化するようにする。副材料
のMgTa2 6 の粉末は、普通、平均粒径3μm以下
程度のものにする。
The Mg component is, for example, MgO powder.
used. As the Ta component, for example, Ta2OFivePowder
Is used. MgTa2O6The starting material for making the ball mill
After mixing thoroughly with pure water in a weight ratio of 2-3 times,
Dry in air. After molding the mixed powder after drying using a mold,
The formed body is aired at a temperature of about 1000 to 1300 ° C.
After baking for 18 to 30 hours, cool
After that, it is pulverized by a vibration mill to be pulverized. Secondary material
MgTa2O 6The average particle size is 3μm or less
Make something of a degree.

【0017】つまり、上記と殆ど同様の方法で、主材
料に添加する副材料たるMgTa26 の粉末を得るこ
とが出来るのである。したがって、上記〜で主材料
を作製する場合、上記で得たものを副材料とすること
が出来る。続いて、このようにして得た主・副材料のセ
ラミック粉末を用いて焼結体を得るまでの工程を説明す
る。
That is, the powder of MgTa 2 O 6 as the auxiliary material added to the main material can be obtained by almost the same method as described above. Therefore, when the main material is manufactured in any of above, the materials obtained above can be used as the auxiliary material. Next, steps for obtaining a sintered body using the ceramic powders of the main and auxiliary materials thus obtained will be described.

【0018】 Ba3 MgTa2 9 であらわされる
仮焼物の粉末とMgTa2 6 の粉末を重量比で1.5
倍程度の純水と共にボールミルを用いて十分に混合して
から空気中で乾燥する。 乾燥後の混合粉末に適当量の有機系バインダーを添
加し金型で成形した後、作成した成形体を本焼成する。
有機系バインダーの添加量(固形分換算)は混合粉末1
00wt%に対し0.01〜0.06wt%程度であり、バ
インダーの種類としては、例えば、ポリビニルアルコー
ルなどがある。
The weight ratio of the powder of the calcined material represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 and the powder of MgTa 2 O 6 is 1.5.
Thoroughly mix with about twice the amount of pure water using a ball mill and dry in air. An appropriate amount of organic binder is added to the mixed powder after drying and the mixture is molded with a mold, and then the formed compact is subjected to main firing.
The amount of the organic binder added (solid content conversion) is the mixed powder 1
It is about 0.01 to 0.06 wt% with respect to 00 wt%, and examples of the binder include polyvinyl alcohol.

【0019】本焼成では、普通、1550〜1700℃
で1〜5時間程度の時間の熱処理に続いて、1300〜
1450℃の温度まで下げて50〜120時間、Mgイ
オンおよびTaイオンの規則化のための熱処理を行うよ
うにする。MgTa2 6 の添加量に関しては、Ba3
MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対しMgTa2
6 の粉末を、普通、0.01〜3wt%の範囲、好ましく
は1.0wt%以下の範囲で添加するようにする。1.0
wt%以下だと、半導体素子と組合わせ発振器を構成した
場合、温度変化に伴い起こる発振周波数変化への影響が
半導体素子とBMT焼結体とで比較的広い温度範囲で逆
になり、互いに相殺される形となる結果、発振周波数の
対温度安定性がよくなるという傾向がみられるからであ
る。また、MgTa2 6 の添加量は、より好ましくは
0.3wt%以下の範囲であり、この範囲ではQ値が非常
に高いものが得られる。0.01wt%未満では十分な添
加効果が得にくい傾向がみられ、3wt%を越えるとQ値
が十分でなくなる傾向がみられる。
In the main firing, it is usually 1550 to 1700 ° C.
After heat treatment for 1 to 5 hours, 1300 to
The temperature is lowered to 1450 ° C. and heat treatment for ordering Mg ions and Ta ions is performed for 50 to 120 hours. Regarding the amount of MgTa 2 O 6 added, Ba 3
100% by weight of MgTa 2 O 9 calcined product, MgTa 2 O
The powder of 6 is usually added in the range of 0.01 to 3% by weight, preferably 1.0% by weight or less. 1.0
If it is less than wt%, when a semiconductor element and an oscillator are combined, the influence on the oscillation frequency change caused by the temperature change is reversed between the semiconductor element and the BMT sintered body in a relatively wide temperature range, and they cancel each other out. As a result, the stability of the oscillation frequency with respect to temperature tends to be improved. The addition amount of MgTa 2 O 6 is more preferably in the range of 0.3 wt% or less, and in this range, a very high Q value can be obtained. If it is less than 0.01 wt%, it tends to be difficult to obtain a sufficient addition effect, and if it exceeds 3 wt%, the Q value tends to be insufficient.

【0020】この発明の方法で得られるBMT焼結体
は、おおよそ以下の程度の性能のものであって、温度係
数τf についても、非常に小さく、例えば、高周波濾波
器などに適している。 比誘電率:24前後・・・10GHzにおいて Q値:35000〜50000・・・10GHzにおいて 共振周波数の温度係数τf ・・・0〜5ppm/℃(3
0〜50℃) 密度:約99%・・・完全焼結体の理論密度を100%
とする 次に、第2発明を説明する。主材料であるBa3 MgT
2 9 であらわされる仮焼物の作成工程は、第1発明
の場合と全く同じようにして行えるから、説明を省略す
る。
The BMT sintered body obtained by the method of the present invention has the following performance and has a very small temperature coefficient τ f , and is suitable for, for example, a high frequency filter. Relative permittivity: around 24 ... 10 GHz Q value: 35000-50000 ... 10 GHz Temperature coefficient of resonance frequency τ f ... 0-5 ppm / ° C (3
0-50 ° C) Density: about 99% ... 100% theoretical density of perfect sintered body
Next, the second invention will be described. Ba 3 MgT which is the main material
The process of preparing the calcined product represented by a 2 O 9 can be performed in exactly the same way as in the first aspect of the invention, so the description thereof will be omitted.

【0021】主材料に添加される副材料のBaMgO2
の粉末の作成工程は、以下の通りである。 BaMgO2 の化学量論比に従いBa成分およびM
g成分を含む出発原料を計量する。Ba成分としては、
例えば、例えば、反応性のよいBaCO3 粉末が適当で
あるが、BaO粉末でもよい。Mg成分としては、例え
ば、MgO粉末が使われる。
BaMgO 2 as an auxiliary material added to the main material
The production process of the powder is as follows. According to the stoichiometric ratio of BaMgO 2, the Ba component and M
The starting material containing the g component is weighed. As the Ba component,
For example, BaCO 3 powder having good reactivity is suitable, but BaO powder may be used. As the Mg component, for example, MgO powder is used.

【0022】 BaMgO2 作成用の出発原料を、ボ
ールミルにより重量比で2〜3倍の純水と共に十分に混
合してから空気中で乾燥する。 乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形したあと、得
られた成形体を900〜1300℃程度の温度で空気中
において18〜30時間ほど焼成してから冷却し、その
後、振動ミルで粉砕し粉末化するようにする。副材料の
BaMgO2 の粉末は、普通、平均粒径3μm以下程度
のものにする。
The starting material for preparing BaMgO 2 is thoroughly mixed with pure water at a weight ratio of 2-3 times by a ball mill, and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is fired in air at a temperature of about 900 to 1300 ° C. for about 18 to 30 hours and then cooled, and then pulverized by a vibration mill. And pulverize. The powder of BaMgO 2 as an auxiliary material usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0023】これで、主材料に添加する副材料たるBa
MgO2 の粉末が出来上がることになる。続いて、この
ようにして得た主・副材料のセラミック粉末を用いて焼
結体を得るまでの工程を説明する。 Ba3 MgTa2 9 であらわされる仮焼物の粉末
とBaMgO2 の粉末を重量比で1.5倍程度の純水と
共にボールミルを用いて十分に混合してから空気中で乾
燥する。
Now Ba as a sub-material added to the main material is added.
The powder of MgO 2 is completed. Next, steps for obtaining a sintered body using the ceramic powders of the main and auxiliary materials thus obtained will be described. The powder of the calcined material represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 and the powder of BaMgO 2 are thoroughly mixed with pure water having a weight ratio of about 1.5 using a ball mill and then dried in air.

【0024】 乾燥後の混合粉末に適当量の有機系バ
インダーを添加し金型で成形した後、作成した成形体を
本焼成する。有機系バインダーの添加量(固形分換算)
は混合粉末100wt%に対し0.01〜0.06wt%程
度であり、バインダーの種類としては、例えば、ポリビ
ニルアルコールなどがある。本焼成では、普通、155
0〜1700℃で1〜5時間程度の時間の熱処理に続い
て、1300〜1450℃の温度まで下げて50〜12
0時間、MgイオンおよびTaイオンの規則化のための
熱処理を行うようにする。
An appropriate amount of an organic binder is added to the mixed powder after drying and the mixture is molded with a mold, and then the formed compact is subjected to main firing. Amount of organic binder added (solid content conversion)
Is about 0.01 to 0.06 wt% with respect to 100 wt% of the mixed powder, and examples of the binder include polyvinyl alcohol. In the main firing, it is usually 155
Following heat treatment at 0 to 1700 ° C for about 1 to 5 hours, the temperature is lowered to 1300 to 1450 ° C and then 50 to 12 ° C.
A heat treatment for ordering Mg ions and Ta ions is performed for 0 hours.

【0025】BaMgO2 の添加量に関しては、Ba3
MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対しBaMgO2
の粉末を、普通、0.01〜3wt%の範囲、好ましくは
1.0wt%以下の範囲で添加するようにする。1.0wt
%以下だと、半導体素子と組合わせ発振器を構成した場
合、温度変化に伴い起こる発振周波数変化への影響が半
導体素子とBMT焼結体とで比較的広い温度範囲で逆に
なり、互いに相殺される形となる結果、発振周波数の対
温度安定性がよくなるという傾向がみられるからであ
る。また、BaMgO2 の添加量は、より好ましくは
0.3wt%以下の範囲であり、この範囲ではQ値が非常
に高いものが得られる。0.01wt%未満では十分な添
加効果が得にくい傾向がみられ、3wt%を越えるとQ値
が十分でなくなる傾向がみられる。
Regarding the amount of BaMgO 2 added, Ba 3
BaMgO for MgTa calcined product 100wt% of 2 O 9 2
The powder is usually added in the range of 0.01 to 3% by weight, preferably 1.0% by weight or less. 1.0 wt
If the ratio is less than%, when a semiconductor element and an oscillator are combined, the influence on the oscillation frequency change caused by the temperature change is reversed between the semiconductor element and the BMT sintered body in a relatively wide temperature range, and they are offset. As a result, the stability of the oscillation frequency with respect to temperature tends to improve. Further, the addition amount of BaMgO 2 is more preferably in the range of 0.3 wt% or less, and in this range, a very high Q value can be obtained. If it is less than 0.01 wt%, it tends to be difficult to obtain a sufficient addition effect, and if it exceeds 3 wt%, the Q value tends to be insufficient.

【0026】この発明の方法で得られるBMT焼結体
は、おおよそ以下の程度の性能のものである。 比誘電率:24前後・・・10GHzにおいて Q値:20000〜35000・・・10GHzにおいて 共振周波数の温度係数τf ・・・4ppm/℃前後(3
0℃〜80℃) 密度:約99%・・・完全焼結体の理論密度を100%
とする 最後に、第3発明を説明する。まず、主材料であるBa
3 ZnTa2 9 であらわされる仮焼物の作成工程を説
明する。
The BMT sintered body obtained by the method of the present invention has the following performance. Relative dielectric constant: around 24 ... 10 GHz Q value: 20000-35000 ... 10 GHz Resonance frequency temperature coefficient τ f 4 ppm / ° C (3
0 ° C-80 ° C) Density: Approximately 99% ... 100% theoretical density of perfect sintered body
Finally, the third invention will be described. First, Ba as the main material
A process for preparing a calcined product represented by 3 ZnTa 2 O 9 will be described.

【0027】 BZTの化学量論比に従いBa成分、
Zn成分およびTa成分を含む出発原料を計量する。B
a成分としては、例えば、反応性のよいBaCO3 粉末
が適当であるが、BaO粉末でもよい。Zn成分として
は、例えば、ZnO粉末が使われる。Ta成分として
は、例えば、Ta2 5 粉末が使われる。
According to the stoichiometric ratio of BZT, the Ba component,
The starting material containing the Zn and Ta components is weighed. B
As the component a, for example, BaCO 3 powder having good reactivity is suitable, but BaO powder may be used. As the Zn component, for example, ZnO powder is used. As the Ta component, for example, Ta 2 O 5 powder is used.

【0028】 上記出発原料を、ボールミルにより重
量比で1.5〜2倍の純水と共に十分に混合してから空
気中で乾燥する。 乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形した後、得ら
れた成形体を800〜900℃の空気中で3〜10時間
仮焼してから(例えば、850℃で5時間の焼成を行
う)冷却し、その後、回転式ボールミルを用いて粉砕し
微粉末化する。Ba3 ZnTa2 9 の仮焼物の粉末
は、普通、平均粒径3μm以下程度のものにする。
The above starting materials are thoroughly mixed with pure water at a weight ratio of 1.5 to 2 by a ball mill and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is calcined in air at 800 to 900 ° C. for 3 to 10 hours (for example, firing at 850 ° C. for 5 hours is performed. ) Cool and then grind to a fine powder using a rotary ball mill. The powder of the calcined material of Ba 3 ZnTa 2 O 9 usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0029】これで、主材料であるBa3 ZnTa2
9 の仮焼物の粉末が出来上がることになる。つぎに、主
材料に添加される副材料のBaZnO2 の粉末の作成工
程を説明する。 BaZnO2 の化学量論比に従いBa成分およびZ
n成分を含む出発原料を計量する。
Now, Ba 3 ZnTa 2 O which is the main material is
The powder of 9 calcined products will be completed. Next, a process of forming a powder of BaZnO 2 which is an auxiliary material added to the main material will be described. According to the stoichiometric ratio of BaZnO 2, the Ba component and Z
The starting material containing the n components is weighed.

【0030】Ba成分としては、例えば、反応性のよい
BaCO3 粉末が適当であるが、BaO粉末でもよい。
Zn成分としては、例えば、ZnO粉末が使われる。 BaZnO2 作成用の出発原料を、ボールミルによ
り重量比で2〜3倍の純水と共に十分に混合してから空
気中で乾燥する。 乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形したあと、得
られた成形体を900〜1300℃程度の温度で空気中
において18〜30時間ほど焼成してから冷却し、その
後、振動ミルで粉砕し粉末化するようにする。副材料の
BaZnO2 の粉末は、普通、平均粒径3μm以下程度
のものにする。
As the Ba component, for example, BaCO 3 powder having good reactivity is suitable, but BaO powder may be used.
As the Zn component, for example, ZnO powder is used. The starting material for preparing BaZnO 2 is thoroughly mixed with pure water at a weight ratio of 2-3 times by a ball mill, and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is fired in air at a temperature of about 900 to 1300 ° C. for about 18 to 30 hours and then cooled, and then pulverized by a vibration mill. And pulverize. The powder of BaZnO 2 as an auxiliary material usually has an average particle size of about 3 μm or less.

【0031】これで、主材料に添加する副材料たるBa
ZnO2 の粉末が出来上がることになる。続いて、この
ようにして得た主・副材料のセラミック粉末を用いて焼
結体を得るまでの工程を説明する。 Ba3 ZnTa2 9 であらわされる仮焼物の粉末
とBaZnO2 の粉末を重量比で1.5倍程度の純水と
共にボールミルを用いて十分に混合してから空気中で乾
燥する。
Now, Ba as a sub-material added to the main material is added.
A ZnO 2 powder is completed. Next, steps for obtaining a sintered body using the ceramic powders of the main and auxiliary materials thus obtained will be described. The powder of the calcined material represented by Ba 3 ZnTa 2 O 9 and the powder of BaZnO 2 are thoroughly mixed with pure water in a weight ratio of about 1.5 using a ball mill, and then dried in air.

【0032】 乾燥後の混合粉末に適当量の有機系バ
インダーを添加し金型で成形した後、作成した成形体を
本焼成する。有機系バインダーの添加量(固形分換算)
は混合粉末100wt%に対し0.01〜0.06wt%程
度であり、バインダーの種類としては、例えば、ポリビ
ニルアルコールなどがある。本焼成では、普通、150
0〜1550℃で3〜7時間程度の時間の熱処理に続い
て、1400〜1450℃の温度まで下げて50〜12
0時間、ZnイオンおよびTaイオンの規則化のための
熱処理を行うようにする。
An appropriate amount of organic binder is added to the mixed powder after drying and the mixture is molded with a mold, and then the formed compact is subjected to main firing. Amount of organic binder added (solid content conversion)
Is about 0.01 to 0.06 wt% with respect to 100 wt% of the mixed powder, and examples of the binder include polyvinyl alcohol. In the main firing, it is usually 150
After heat treatment at 0 to 1550 ° C. for about 3 to 7 hours, the temperature is lowered to 1400 to 1450 ° C. and then 50 to 12 ° C.
A heat treatment for ordering Zn ions and Ta ions is performed for 0 hours.

【0033】BaZnO2 の添加量に関しては、Ba3
ZnTa2 9 の仮焼物100wt%に対しBaZnO2
の粉末を、普通、0.01〜3wt%の範囲、好ましくは
1.0wt%以下の範囲で添加するようにする。1.0wt
%以下だと、半導体素子と組合わせ発振器を構成した場
合、温度変化に伴い起こる発振周波数変化への影響が半
導体素子とBMT焼結体とで比較的広い温度範囲で逆に
なり、互いに相殺される形となる結果、発振周波数の対
温度安定性がよくなるという傾向がみられるからであ
る。また、BaZnO2 の添加量は、より好ましくは
0.3wt%以下の範囲であり、この範囲ではQ値が非常
に高いものが得られる。0.01wt%未満では十分な添
加効果が得にくくなる傾向がみられ、3wt%を越えると
Q値が十分でなくなる傾向がみられる。
Regarding the amount of BaZnO 2 added, Ba 3
BaZnO for ZnTa calcined product 100wt% of 2 O 9 2
The powder is usually added in the range of 0.01 to 3% by weight, preferably 1.0% by weight or less. 1.0 wt
If the ratio is less than%, when a semiconductor element and an oscillator are combined, the influence on the oscillation frequency change caused by the temperature change is reversed between the semiconductor element and the BMT sintered body in a relatively wide temperature range, and they are offset. As a result, the stability of the oscillation frequency with respect to temperature tends to improve. Further, the addition amount of BaZnO 2 is more preferably in the range of 0.3 wt% or less, and in this range, a very high Q value can be obtained. If it is less than 0.01 wt%, it tends to be difficult to obtain a sufficient addition effect, and if it exceeds 3 wt%, the Q value tends to be insufficient.

【0034】この発明の方法で得られるBZT焼結体
は、おおよそ以下の程度の性能のものである。 比誘電率:28前後・・・10GHzにおいて Q値:10000〜13000・・・10GHzにおいて 共振周波数の温度係数τf ・・・3.5ppm/℃前後
(30〜80℃) 密度:約99%・・・完全焼結体の理論密度を100%
とする
The BZT sintered body obtained by the method of the present invention has the following performance. Relative dielectric constant: around 28 ... at 10 GHz Q value: 10,000-13000 ... at 10 GHz Temperature coefficient of resonance frequency τ f : around 3.5 ppm / ° C (30-80 ° C) Density: about 99% ..Theoretical density of perfect sintered body is 100%
To

【0035】[0035]

【作用】この発明の高周波誘電体用焼結体の製造方法で
は、前記の各主材料たるA3 BC2 9 の組成式であら
わされる仮焼物に添加される前記の各副材料がそれぞれ
焼結性を高めるため、高密度の焼結体が確実に得られ
る。そのままでは焼結し難い仮焼物の粉末を簡単に高密
度の焼結体とすることができるのである。つまり、各副
材料は焼結助剤の役割を果たすのである。
In the method for producing a sintered body for high frequency dielectrics according to the present invention, each of the sub-materials added to the calcined material represented by the composition formula of A 3 BC 2 O 9 as the main material is burned. Since the binding property is enhanced, a high-density sintered body can be reliably obtained. The powder of the calcined material, which is difficult to sinter as it is, can be easily made into a high-density sintered body. That is, each sub material plays a role of a sintering aid.

【0036】焼結性向上の効能がある副材料は、勿論、
主材料たる仮焼物とは異なる化合物であるが、仮焼物に
含まれる元素以外の元素を含まないため、不純物的要素
は極めて少なく、他の特性への悪影響が実質的には無
く、得られた焼結体では、重要性能である誘電率、Q値
および共振周波数の温度係数に関しては、焼結体が本来
もつ優れた特性が大きく損なわれるということはない。
Of course, the sub-materials that have the effect of improving the sinterability are of course
Although it is a compound different from the calcined material that is the main material, it contains no elements other than the elements contained in the calcined material, so there are very few impurity elements, and there is virtually no adverse effect on other properties. With respect to the dielectric properties, the Q value, and the temperature coefficient of the resonance frequency, which are important performances of the sintered body, the excellent characteristics originally possessed by the sintered body are not significantly impaired.

【0037】それに、副材料は、主材料と同じ出発原料
を用い同じような工程で得られるし、副材料を添加した
後は、焼成の際にコスト上昇を招く特別な焼成方法を用
いる必要もなく、従来と同じような工程を実行するだけ
であるから、この発明の実施は極めて容易であり、優れ
た高周波誘電体が簡単かつ安価に得られることになる。
In addition, the auxiliary material can be obtained in the same process by using the same starting material as the main material, and after adding the auxiliary material, it is necessary to use a special firing method which causes a cost increase in firing. However, the present invention is extremely easy to carry out, and an excellent high frequency dielectric can be obtained easily and at a low cost, since the same steps as the conventional ones are merely performed.

【0038】[0038]

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。この発
明は以下の実施例に限らないことは言うまでもない。 −第1発明の実施例− −実施例1− まず、Ba3 MgTa2 9 の仮焼物の粉末を以下のよ
うにして作成した。
Embodiments of the present invention will be described below. Needless to say, the present invention is not limited to the following embodiments. - Example of the first invention - - Example 1 was first prepared powder calcined product of Ba 3 MgTa 2 O 9 as follows.

【0039】出発原料であるBaCO3 粉末、MgO粉
末およびTa2 5 粉末をBMTの化学量論比に従って
計量した。まず、MgO粉末とTa2 5 粉末を等モル
量ずつボールミルにより重量比で2倍の純水と共に十分
に混合してから空気中で乾燥した後、この混合粉末を金
型を用いて成形した。そして、得られた成形体を120
0℃の空気中で18時間仮焼してから冷却し、その後、
振動ミルを用いて粉砕し微粉末化する。続いて、再び、
成形−仮焼することをあと2回行った。得られたMgT
2 6 粉末は、普通、平均粒径2μmであった。
The starting materials BaCO 3 powder, MgO powder and Ta 2 O 5 powder were weighed according to the stoichiometry of BMT. First, MgO powder and Ta 2 O 5 powder were thoroughly mixed in equimolar amounts with pure water at a weight ratio of 2 times and dried in air, and then this mixed powder was molded using a mold. .. Then, the obtained molded body is 120
After calcination in air at 0 ° C for 18 hours and then cooling,
It is crushed into fine powder using a vibration mill. Then again
Molding-calcination was performed twice more. The obtained MgT
The a 2 O 6 powder usually had an average particle size of 2 μm.

【0040】そして、MgTa2 6 粉末にBaCO3
粉末を1:3モルの割合でボールミルにより重量比で
1.5倍の純水と共に十分に混合してから空気中で乾燥
する。乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形した後、得
られた成形体を1300℃の空気中で5時間仮焼してか
ら冷却し、その後、回転式ボールミルを用いて粉砕し微
粉末化し、続いて、再び、成形−仮焼することをあと2
回行い、都合3回の仮焼処理を実施した。最終的に得ら
れた仮焼物の粉末は、平均粒径2μmであった。
Then, MgTa 2 O 6 powder is mixed with BaCO 3
The powder is thoroughly mixed with pure water in a weight ratio of 1: 3 with 1.5 times the weight ratio of pure water and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the obtained molded body is calcined in air at 1300 ° C. for 5 hours and then cooled, and then pulverized by using a rotary ball mill to form fine powder. , And then again, forming-calcining 2 more
The calcination process was performed three times for a total of three times. The powder of the finally obtained calcined product had an average particle size of 2 μm.

【0041】一方、MgTa2 6 の粉末も以下のよう
にして作成した。出発原料であるMgO粉末とTa2
5 粉末をMgTa2 6 の化学量論比に従って計量し、
樹脂製のボールミルにより重量比で2倍の純水と共に十
分に混合してから空気中で乾燥した。乾燥後の混合粉末
を金型を用いて成形したあと、成形体を1200℃の空
気中で18時間焼成してから冷却し、その後、振動ミル
で粉砕することによりMgTa2 6 の粉末を得た。得
られた粉末の平均粒径は約2μmであった。
On the other hand, MgTa 2 O 6 powder was also prepared as follows. Starting material MgO powder and Ta 2 O
5 The powder was weighed according to the stoichiometric ratio of MgTa 2 O 6 ,
It was thoroughly mixed with pure water in a weight ratio of 2 using a resin ball mill, and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the molded body is baked in air at 1200 ° C. for 18 hours, cooled, and then pulverized by a vibration mill to obtain a powder of MgTa 2 O 6. It was The average particle size of the obtained powder was about 2 μm.

【0042】このようにして得た主材料であるBa3
gTa2 9 の仮焼物の粉末と副材料であるMgTa2
6 の粉末を、仮焼物100wt%に対しMgTa2 6
を0.3wt%で配合して重量比で1.5倍の純水と共に
樹脂製のボールミルを用いて十分に混合してから空気中
で乾燥した。乾燥後の混合粉末に0.06wt%の有機系
バインダーであるポリビニルアルコールを添加し金型で
成形した後、作成した成形体を本焼成する。なお、成形
体の寸法は直径14mmで高さ6mmとした。本焼成で
は、1650℃で2時間、ついで、1400℃で80時
間のイオン規則化のための熱処理を行い、BMT焼結体
を得た。
Ba 3 M which is the main material thus obtained
Powder of calcined product of gTa 2 O 9 and MgTa 2 as an auxiliary material
Powder O 6, MgTa to calcine 100 wt% 2 O 6
Was mixed with 0.3 wt% and was thoroughly mixed with 1.5 times by weight of pure water using a resin ball mill, followed by drying in air. 0.06 wt% of polyvinyl alcohol, which is an organic binder, is added to the mixed powder after drying and the mixture is molded with a mold, and then the molded body thus prepared is subjected to main firing. The dimensions of the molded body were 14 mm in diameter and 6 mm in height. In the main firing, heat treatment for ion ordering was performed at 1650 ° C. for 2 hours and then at 1400 ° C. for 80 hours to obtain a BMT sintered body.

【0043】−実施例2− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Mg
Ta2 6 を0.5wt%の配合量で添加した他は、実施
例1と同様にしてBMT焼結体を得た。 −実施例3− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Mg
Ta2 6 を0.8wt%の配合量で添加した他は、実施
例1と同様にしてBMT焼結体を得た。
[0043] - to calcined product 100 wt% of Example 2- Ba 3 MgTa 2 O 9, Mg
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that Ta 2 O 6 was added in an amount of 0.5 wt%. -Example 3- 100% by weight of Ba 3 MgTa 2 O 9 calcined product
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that Ta 2 O 6 was added in a compounding amount of 0.8 wt%.

【0044】−実施例4− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Mg
Ta2 6 を1.0wt%の配合量で添加した他は、実施
例1と同様にしてBMT焼結体を得た。 −比較例1− MgTa2 6 の粉末を添加しなかった他は、実施例1
と同様にしてBMT焼結体を得た。
Example 4-Ba 3 MgTa 2 O 9 calcination product 100 wt%, Mg
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 1 except that Ta 2 O 6 was added in an amount of 1.0 wt%. - except that no addition of powder of Comparative Example 1- MgTa 2 O 6, the first embodiment
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in.

【0045】−第2発明の実施例− −実施例5− 主材料であるBa3 MgTa2 9 の仮焼物の粉末は、
実施例1で得たものを用いた。一方、BaMgO2 の粉
末を以下のようにして作成した。
-Example of the Second Invention- Example 5-The powder of the calcined material of Ba 3 MgTa 2 O 9 which is the main material is
The one obtained in Example 1 was used. On the other hand, BaMgO 2 powder was prepared as follows.

【0046】出発原料であるBaCO3 粉末とMgO粉
末をBaMgO2 の化学量論比に従って計量し、樹脂製
のボールミルにより重量比で2倍の純水と共に十分に混
合してから空気中で乾燥した。乾燥後の混合粉末を金型
を用いて成形したあと、成形体を950℃の空気中で2
0時間焼成してから冷却し、その後、振動ミルで粉砕す
ることによりBaMgO2 の粉末を得た。得られた粉末
の平均粒径は約2μmであった。
BaCO 3 powder and MgO powder as starting materials were weighed in accordance with the stoichiometric ratio of BaMgO 2 , thoroughly mixed with pure water having a weight ratio of 2 by a ball mill made of resin, and then dried in air. .. After molding the mixed powder after drying using a mold, the molded body was dried in air at 950 ° C for 2 minutes.
BaMgO 2 powder was obtained by firing for 0 hours, cooling, and then pulverizing with a vibration mill. The average particle size of the obtained powder was about 2 μm.

【0047】続いて、主材料であるBa3 MgTa2
9 の仮焼物の粉末と副材料であるBaMgO2 の粉末
を、仮焼物100wt%に対しBaMgO2 を0.3wt%
で配合して重量比で1.5倍の純水と共に樹脂製のボー
ルミルを用いて十分に混合してから空気中で乾燥した。
乾燥後の混合粉末に0.06wt%の有機系バインダーで
あるポリビニルアルコールを添加し金型で成形した後、
作成した成形体を本焼成する。なお、成形体の寸法は直
径14mmで高さ6mmとした。本焼成では、1650
℃で5時間、ついで、1400℃で80時間のイオン規
則化のための熱処理を行い、BMT焼結体を得た。
Then, Ba 3 MgTa 2 O as the main material is used.
The powder of 9 calcination products and the powder of BaMgO 2 which is an auxiliary material are added to 0.3 wt% of BaMgO 2 to 100 wt% of the calcination products.
Was mixed with 1.5 parts by weight of pure water in a resin ball mill, and then dried in air.
After adding 0.06 wt% of polyvinyl alcohol, which is an organic binder, to the mixed powder after drying and molding with a mold,
The formed body is fired. The dimensions of the molded body were 14 mm in diameter and 6 mm in height. In the main firing, 1650
A heat treatment for ion ordering was performed at 5 ° C. for 5 hours and then at 1400 ° C. for 80 hours to obtain a BMT sintered body.

【0048】−実施例6− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
MgO2 を0.5wt%の配合量で添加した他は、実施例
5と同様にしてBMT焼結体を得た。 −実施例7− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
MgO2 を0.8wt%の配合量で添加した他は、実施例
5と同様にしてBMT焼結体を得た。
Example 6 Ba 3 MgTa 2 O 9 100 wt% calcination product, Ba
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 5 except that MgO 2 was added in an amount of 0.5 wt%. - to calcined product 100 wt% of Example 7- Ba 3 MgTa 2 O 9, Ba
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 5 except that MgO 2 was added in an amount of 0.8 wt%.

【0049】−実施例8− Ba3 MgTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
MgO2 を1.0wt%の配合量で添加した他は、実施例
5と同様にしてBMT焼結体を得た。 −比較例2− BaMgO2 の粉末を添加しなかった他は、実施例5と
同様にしてBMT焼結体を得た。
[0049] - to calcined product 100 wt% of Example 8- Ba 3 MgTa 2 O 9, Ba
A BMT sintered body was obtained in the same manner as in Example 5 except that MgO 2 was added in an amount of 1.0 wt%. - except that no addition of powder of Comparative Example 2- BaMgO 2 got BMT sintered body in the same manner as in Example 5.

【0050】−第3発明の実施例− −実施例9− まず、Ba3 ZnTa2 9 の仮焼物の粉末を以下のよ
うにして作成した。出発原料であるBaCO3 粉末、Z
nO粉末およびTa2 5 粉末をBZTの化学量論比に
従って計量し、樹脂製のボールミルにより重量比で1.
5倍の純水と共に十分に混合してから空気中で乾燥し
た。乾燥後の混合粉末を金型を用いて成形したあと、成
形体を850℃の空気中で5時間仮焼してから冷却し、
その後、回転式ボールミルで粉砕して粉末化することに
よりBa3 ZnTa2 9 であらわされる仮焼物の粉末
を得た。得られた粉末の平均粒径は、約2μmであっ
た。
-Example of Third Invention- Example 9-First, a powder of a calcined material of Ba 3 ZnTa 2 O 9 was prepared as follows. Starting material BaCO 3 powder, Z
nO powder and Ta 2 O 5 powder were weighed according to the stoichiometric ratio of BZT, and the weight ratio was 1.
It was thoroughly mixed with 5 times pure water and then dried in air. After molding the mixed powder after drying using a mold, the molded body is calcined in air at 850 ° C. for 5 hours and then cooled.
Then, the powder was pulverized by a rotary ball mill to obtain a powder of a calcined product represented by Ba 3 ZnTa 2 O 9 . The average particle size of the obtained powder was about 2 μm.

【0051】一方、BaZnO2 の粉末を以下のように
して作成した。出発原料であるBaCO3 粉末とZnO
粉末をBaZnO2 の化学量論比に従って計量し、樹脂
製のボールミルにより重量比で1.5倍の純水と共に十
分に混合してから空気中で乾燥した。乾燥後の混合粉末
を金型を用いて成形したあと、成形体を950℃の空気
中で20時間焼成してから冷却し、その後、振動ミルで
粉砕することによりBaZnO2 の粉末を得た。得られ
た粉末の平均粒径は約2μmであった。
On the other hand, BaZnO 2 powder was prepared as follows. Starting materials BaCO 3 powder and ZnO
The powder was weighed according to the stoichiometric ratio of BaZnO 2 , thoroughly mixed with 1.5 times by weight pure water in a resin ball mill and then dried in air. The mixed powder after drying was molded using a mold, the molded body was baked in air at 950 ° C. for 20 hours, cooled, and then pulverized with a vibration mill to obtain a BaZnO 2 powder. The average particle size of the obtained powder was about 2 μm.

【0052】このようにして得た主材料であるBa3
nTa2 9 の仮焼物の粉末と副材料であるBaZnO
2 の粉末を、仮焼物100wt%に対しBaZnO2
0.3wt%で配合して重量比で1.5倍の純水と共に樹
脂製のボールミルを用いて十分に混合してから空気中で
乾燥した。乾燥後の混合粉末に0.06wt%の有機系バ
インダーであるポリビニルアルコールを添加し金型で成
形した後、作成した成形体を本焼成する。なお、成形体
の寸法は直径14mmで高さ6mmとした。本焼成で
は、1550℃で5時間、ついで、1400℃で80時
間のイオン規則化のための熱処理を行い、BZT焼結体
を得た。
Ba 3 Z, which is the main material thus obtained,
Powder of calcined nTa 2 O 9 and BaZnO as an auxiliary material
Drying in air is mixed thoroughly with 2 powder, the calcined product 100 wt% resin ball mill along with 1.5 times of pure water in a weight ratio by blending BaZnO 2 at 0.3 wt% relative did. 0.06 wt% of polyvinyl alcohol, which is an organic binder, is added to the mixed powder after drying and the mixture is molded with a mold, and then the molded body thus prepared is subjected to main firing. The dimensions of the molded body were 14 mm in diameter and 6 mm in height. In the main firing, a heat treatment for ion ordering was performed at 1550 ° C. for 5 hours and then at 1400 ° C. for 80 hours to obtain a BZT sintered body.

【0053】−実施例10− Ba3 ZnTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
ZnO2 を0.5wt%の配合量で添加した他は、実施例
13と同様にしてBZT焼結体を得た。 −実施例11− Ba3 ZnTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
ZnO2 を0.8wt%の配合量で添加した他は、実施例
13と同様にしてBZT焼結体を得た。
Example 10 Ba 3 ZnTa 2 O 9 calcination product 100 wt%, Ba
Example except that ZnO 2 was added in an amount of 0.5 wt%
A BZT sintered body was obtained in the same manner as in 13. - to calcined product 100 wt% of Example 11- Ba 3 ZnTa 2 O 9, Ba
Example except that ZnO 2 was added in an amount of 0.8 wt%
A BZT sintered body was obtained in the same manner as in 13.

【0054】−実施例12− Ba3 ZnTa2 9 の仮焼物100wt%に対し、Ba
ZnO2 を1.0wt%の配合量で添加した他は、実施例
13と同様にしてBZT焼結体を得た。 −比較例3− BaZnO2 の粉末を添加しなかった他は、実施例13と
同様にしてBZT焼結体を得た。
[0054] - to calcined product 100 wt% of Example 12- Ba 3 ZnTa 2 O 9, Ba
Example except that ZnO 2 was added in an amount of 1.0 wt%
A BZT sintered body was obtained in the same manner as in 13. - except that no addition of powder of Comparative Example 3- BaZnO 2 got BZT sintered body in the same manner as in Example 13.

【0055】実施例、比較例の各焼結体について、比誘
電率、Q値、共振周波数の温度係数および密度を測定し
た。測定結果を下記の表1〜表3に示す。なお、Q値は
円柱共振法に従って測定した。測定周波数は7GHzであ
り、Q×f=一定の関係を利用して10GHzにおけるQ
値を算出するようにした。各焼結体より直径12、高さ
5mmの試料を得たあと研磨して、共振器を作製した。
供試の共振器を挟む金属板には純銅板(直径44mm
、厚み2mm)を使い、実効導電率σeは銅の直流導
電率σoの80%(σe=0.8×σo)とした。な
お、測定に用いたアナライザは(ヒューレットパッカー
ド社製 8720A)である。
The relative permittivity, Q value, temperature coefficient of resonance frequency and density were measured for each of the sintered bodies of Examples and Comparative Examples. The measurement results are shown in Tables 1 to 3 below. The Q value was measured according to the cylinder resonance method. The measurement frequency is 7 GHz and Q × f = Q at 10 GHz using the constant relationship
The value was calculated. A resonator having a diameter of 12 and a height of 5 mm was obtained from each sintered body and then polished to form a resonator.
Pure copper plates (diameter 44 mm) are used for the metal plates that sandwich the resonator under test.
, And the effective conductivity σe was 80% of the DC conductivity σo of copper (σe = 0.8 × σo). The analyzer used for the measurement is (Hewlett Packard 8720A).

【0056】円柱共振法の場合、高周波誘電体の誘電率
に基づいてTEモードの誘電体共振器を設計作成し、作
成した共振器を直径の4倍程度の直径を有する銅板で挟
んでネットワークアナライザにより共振器の共振周波数
および共振の半値幅を測定する。この時のネットワーク
アナライザの測定値から直接算出されるQ値には銅板に
よる損失が含まれている。銅板の表面抵抗による損失が
誤差分として含まれるのである。
In the case of the cylindrical resonance method, a TE mode dielectric resonator is designed and created based on the dielectric constant of a high frequency dielectric, and the created resonator is sandwiched between copper plates having a diameter of about 4 times the diameter of the network analyzer. To measure the resonance frequency of the resonator and the full width at half maximum of resonance. The Q value directly calculated from the measured value of the network analyzer at this time includes the loss due to the copper plate. The loss due to the surface resistance of the copper plate is included as an error component.

【0057】高周波誘電体自身のみのQ値を算出するた
めには銅板での損失に起因する誤差分を除く必要があ
る。ただ、周波数が10GHzと高い場合には高周波電流
は銅板の表面だけを流れるため銅の直流導電率σoをそ
のまま適用して銅板での損失を算出しても正しい値とは
ならず、マイクロ波領域における実効導電率σeを求
め、これを適用する必要がある。実効導電率は同一の焼
結体から作成したTE011モードの共振器およびTE
013 モードの共振器における共振周波数およびネットワ
ークアナライザで直に得られたQ値の差に基づいて表面
抵抗を求め、この結果から実効導電率σe/銅の直流導
電率σoの比率を求める。この場合、この比率が0.8
なのである。得られた結果より銅板の表面抵抗によるQ
値を求め、直に得たQ値から、求めた銅板の表面抵抗に
よるQ値を差し引く補正演算を施し、最終的に各焼結体
のQ値を得るようにする。
In order to calculate the Q value of only the high frequency dielectric itself, it is necessary to remove the error due to the loss in the copper plate. However, if the frequency is as high as 10 GHz, the high-frequency current flows only on the surface of the copper plate, so even if the direct current conductivity σo of copper is applied as it is to calculate the loss in the copper plate, it will not be a correct value, and the microwave region It is necessary to obtain the effective conductivity σe at and apply this. TE 011 mode resonator and TE made from the same sintered body have the same effective conductivity.
The surface resistance is obtained based on the difference between the resonance frequency in the 13- mode resonator and the Q value directly obtained by the network analyzer, and the ratio of effective conductivity σe / copper DC conductivity σo is calculated from this result. In this case, this ratio is 0.8
That is why. From the obtained results, Q due to the surface resistance of the copper plate
A value is obtained, and a correction operation is performed by subtracting the obtained Q value from the obtained Q value due to the surface resistance of the copper plate to finally obtain the Q value of each sintered body.

【0058】共振周波数の温度係数は、TEモードの誘
電体共振器を設計作成し、温度を30〜50℃、あるい
は、30〜80℃の範囲で変化させて共振周波数のシフ
ト量を測定し、シフト量を温度変化量で除して求めたも
のである。
Regarding the temperature coefficient of the resonance frequency, a dielectric resonator of TE mode is designed and produced, and the shift amount of the resonance frequency is measured by changing the temperature in the range of 30 to 50 ° C. or 30 to 80 ° C. It is obtained by dividing the shift amount by the temperature change amount.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】表1〜表3にみるように、比較例1〜3の
如く焼結しないような仮焼物であっても、この発明によ
れば、前記の各副材料の添加だけで、比誘電率、Q値、
共振周波数の温度係数および密度がいずれも十分な高周
波誘電体用焼結体が簡単に得られるようになることが良
く分かる。なお、さらに比較のため、BaMgO2 の粉
末を添加せず、1650℃まで加熱した電気炉に成形体
を挿入するようにし本焼成の際に急速昇温させるように
した他は、実施例1と同様にしてBMT焼結体を得た。
この場合、比誘電率が24.5、Q値が26000、密
度が97%であった。しかし、成形体を載置した台は割
れてしまい再使用できなくなってしまった。このデータ
と実施例1のデータを比べれば、この発明の場合、焼成
の際にコスト上昇を起こす急速昇温を必要とせず、性能
的にも良いものが安価に得られることが分かるであろ
う。
As shown in Tables 1 to 3, according to the present invention, even if the calcined product is not sintered as in Comparative Examples 1 to 3, the relative dielectric constant can be obtained only by adding the above-mentioned sub materials. Rate, Q value,
It is well understood that it becomes easy to obtain a sintered body for a high frequency dielectric, which has a sufficient temperature coefficient and density of the resonance frequency. In addition, for further comparison, except that the powder of BaMgO 2 was not added and the compact was inserted into an electric furnace heated to 1650 ° C. and the temperature was rapidly raised during the main firing, the results were the same as in Example 1. Similarly, a BMT sintered body was obtained.
In this case, the relative dielectric constant was 24.5, the Q value was 26000, and the density was 97%. However, the table on which the compact was placed was broken and could not be reused. Comparing this data with the data of Example 1, it will be understood that in the case of the present invention, the one having good performance can be obtained at a low cost without the need for the rapid temperature rise which causes the cost increase during the firing. ..

【0063】[0063]

【発明の効果】第1〜3発明の高周波誘電体用焼結体の
製造方法では、それぞれ、主材料たる仮焼物に添加され
る各副材料が焼結性を高めるため、高密度の焼結体を簡
単に得ることが出来だけでなく、焼結性向上の効能があ
る各副材料はQ値の低下を招くような不純物的性格が極
めて薄く、得られた焼結体では焼結体が本来もつ優れた
特性となっており、しかも、各副材料は主材料と同じ出
発原料を用い同じような工程で得られるし、副材料の添
加後は、焼成の際にコスト上昇を招く特別な焼成方法を
用いる必要もなく従来と同じような工程を実行するだけ
であるため、優れた高周波誘電体用焼結体が簡単かつ安
価に得られることになる。
In the method for producing a sintered body for high frequency dielectrics according to the first to third aspects of the present invention, since each auxiliary material added to the calcined material as the main material enhances the sinterability, high density sintering is achieved. Not only can the body be easily obtained, but each sub-material that has the effect of improving the sinterability has an extremely thin impurity character that causes a decrease in the Q value. It has excellent characteristics originally, and each auxiliary material can be obtained in the same process using the same starting material as the main material, and after the addition of the auxiliary material, a special cost that causes an increase in cost during firing. Since it is not necessary to use a firing method and only the same steps as in the past are performed, an excellent sintered body for a high frequency dielectric can be easily obtained at low cost.

【0064】各副材料の添加量が仮焼物100wt%に対
し0.01〜3wt%であれば、副材料の添加効果が適切
な状態で確実に生じるようになる。
If the addition amount of each sub-material is 0.01 to 3 wt% with respect to 100 wt% of the calcined product, the effect of adding the sub-materials will surely occur in an appropriate state.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Ba3 MgTa2 9 であらわされる仮
焼物を焼成して焼結させるようにするBMT焼結体の製
造方法において、前記仮焼物にMgTa2 6 を添加し
て焼成するようにすることを特徴とするBMT焼結体の
製造方法。
1. Ba3MgTa2O9Temporary represented
Manufacture of BMT sintered body for firing and sintering the fired product
In the manufacturing method, MgTa is added to the calcined product.2O 6Added
Of the BMT sintered body characterized by being fired by
Production method.
【請求項2】 MgTa2 6 の添加量がBa3 MgT
2 9 であらわされる仮焼物100wt%に対し0.0
1〜3wt%である請求項1記載のBMT焼結体の製造方
法。
2. The additive amount of MgTa 2 O 6 is Ba 3 MgT.
0.0 per 100 wt% of the calcined product represented by a 2 O 9
The method for producing a BMT sintered body according to claim 1, which is 1 to 3 wt%.
【請求項3】 Ba3 MgTa2 9 であらわされる仮
焼物を焼成して焼結させるようにするBMT焼結体の製
造方法において、前記仮焼物にBaMgO2を添加して
焼成するようにすることを特徴とするBMT焼結体の製
造方法。
3. A method for producing a BMT sintered body, which comprises firing a calcined material represented by Ba 3 MgTa 2 O 9 to sinter it, wherein BaMgO 2 is added to the calcined material and fired. A method for manufacturing a BMT sintered body, comprising:
【請求項4】 BaMgO2 の添加量がBa3 MgTa
2 9 であらわされる仮焼物100wt%に対し0.01
〜3wt%である請求項3記載のBMT焼結体の製造方
法。
4. The added amount of BaMgO 2 is Ba 3 MgTa.
0.01 for 100 wt% of calcined product expressed by 2 O 9
The method for producing a BMT sintered body according to claim 3, wherein the content is 3 wt%.
【請求項5】 Ba3 ZnTa2 9 であらわされる仮
焼物を焼成して焼結させるようにするBZT焼結体の製
造方法において、前記仮焼物にBaZnO2を添加して
焼成するようにすることを特徴とするBZT焼結体の製
造方法。
5. A method for producing a BZT sintered body, which comprises firing a calcined material represented by Ba 3 ZnTa 2 O 9 to sinter it, wherein BaZnO 2 is added to the calcined material and fired. A method of manufacturing a BZT sintered body, comprising:
【請求項6】 BaZnO2 の添加量がBa3 ZnTa
2 9 であらわされる仮焼物100wt%に対し0.01
〜3wt%である請求項5記載のBZT焼結体の製造方
法。
6. The additive amount of BaZnO 2 is Ba 3 ZnTa.
0.01 for 100 wt% of calcined product expressed by 2 O 9
The method for producing a BZT sintered body according to claim 5, wherein the content is ˜3 wt%.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100487204B1 (en) * 2001-08-30 2005-05-03 (주)에어링크테크놀로지 Microwave dielectric ceramic composition and method for manufacturing the same
CN104844204A (en) * 2015-04-15 2015-08-19 厦门万明电子有限公司 High-dielectric microwave ceramic dielectric material, and preparation method and use thereof
EP4079870A4 (en) * 2019-12-20 2023-07-26 Posco Annealing separator composition for grain-oriented electrical steel sheet, grain-oriented electrical steel sheet, and manufacturing method therefor

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