JPH052917A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH052917A JPH052917A JP3247105A JP24710591A JPH052917A JP H052917 A JPH052917 A JP H052917A JP 3247105 A JP3247105 A JP 3247105A JP 24710591 A JP24710591 A JP 24710591A JP H052917 A JPH052917 A JP H052917A
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- dielectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｑが大きいだけでなく、適度に大きな比誘
電率を有し、τｆの安定性がよい誘電体磁器組成物を提
供するものである。 【構成】 バリウム、マグネシウム、亜鉛、ニオブ、
タンタル及び酸素からなる式、Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ
１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）２／３〕Ｏ
３−ｚ（式中、０＜ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．４、
０．００３≦ｚ≦０．０２３）で表されるペロブスカイ
ト構造の酸化物に酸化アンチモンをＳｂ２Ｏ３換算で
０．０５〜２モル％含有させてなる誘電体磁器組成物。
電率を有し、τｆの安定性がよい誘電体磁器組成物を提
供するものである。 【構成】 バリウム、マグネシウム、亜鉛、ニオブ、
タンタル及び酸素からなる式、Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ
１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）２／３〕Ｏ
３−ｚ（式中、０＜ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．４、
０．００３≦ｚ≦０．０２３）で表されるペロブスカイ
ト構造の酸化物に酸化アンチモンをＳｂ２Ｏ３換算で
０．０５〜２モル％含有させてなる誘電体磁器組成物。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＳＨＦ帯等のマイクロ
波帯域用誘電体共振器材料として好適なバリウム、マグ
ネシウム、亜鉛、ニオブ、タンタル、アンチモン及び酸
素からなる誘電体磁器組成物に関するものである。更に
詳しくは、本発明は、無負荷Ｑ値が大きく、換言すると
誘電体損失が極めて小さく、また共振周波数の温度係数
（τｆ）が優れ、更には適度に大きい比誘電率（εｒ）
を有する、特にマイクロ波帯域における電気的特性の優
れた誘電体磁器組成物に関するものである。
波帯域用誘電体共振器材料として好適なバリウム、マグ
ネシウム、亜鉛、ニオブ、タンタル、アンチモン及び酸
素からなる誘電体磁器組成物に関するものである。更に
詳しくは、本発明は、無負荷Ｑ値が大きく、換言すると
誘電体損失が極めて小さく、また共振周波数の温度係数
（τｆ）が優れ、更には適度に大きい比誘電率（εｒ）
を有する、特にマイクロ波帯域における電気的特性の優
れた誘電体磁器組成物に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】誘電体共振器は、マイクロ
波回路の小型軽量化、周波数安定化等の手段として、例
えばフィルタ、発振器等に組込まれ、マイクロ波帯域に
おける重要な回路素子として広く利用されるようになっ
てきており、放送衛星からの放送や地上のＳＨＦ放送の
受信器にも使用されている。誘電体共振器に必要とされ
る電気的特性は、無負荷Ｑ値が大きいこと、共振周波数
の温度特性が小さく温度変化に安定であること、比誘電
率が適度に大きいこと等であるが、これらの特性は誘電
体共振器に用いられる誘電体磁器組成物によってほぼ決
定される。
波回路の小型軽量化、周波数安定化等の手段として、例
えばフィルタ、発振器等に組込まれ、マイクロ波帯域に
おける重要な回路素子として広く利用されるようになっ
てきており、放送衛星からの放送や地上のＳＨＦ放送の
受信器にも使用されている。誘電体共振器に必要とされ
る電気的特性は、無負荷Ｑ値が大きいこと、共振周波数
の温度特性が小さく温度変化に安定であること、比誘電
率が適度に大きいこと等であるが、これらの特性は誘電
体共振器に用いられる誘電体磁器組成物によってほぼ決
定される。
【０００３】従来誘電体共振器材料として共振器に使用
される磁器組成物としては、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ
２／３）Ｏ３系（特公昭５９−２３０４８号公報）、Ｂ
ａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３系（特公昭５９−４８
４８４号公報）、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系
（特開昭５３−３５４５３号公報）、Ｂａ（Ｍｇ１／３
Ｎｂ２／３）Ｏ３系（特開昭５３−３５３４５号公
報）、Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ１−ｘ）１／３（ＮｂｙＴａ
１−ｙ）２／３〕Ｏ３−Ｓｂ系（特開昭６０−２００８
５５号公報）、ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ３−Ｌａ２Ｏ
３・２ＴｉＯ２系、Ｓｒ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３
−ＳｒＴｉＯ３系等すでに多数提案されている。
される磁器組成物としては、Ｂａ（Ｍｇ１／３Ｔａ
２／３）Ｏ３系（特公昭５９−２３０４８号公報）、Ｂ
ａ（Ｚｎ１／３Ｔａ２／３）Ｏ３系（特公昭５９−４８
４８４号公報）、Ｂａ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３系
（特開昭５３−３５４５３号公報）、Ｂａ（Ｍｇ１／３
Ｎｂ２／３）Ｏ３系（特開昭５３−３５３４５号公
報）、Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ１−ｘ）１／３（ＮｂｙＴａ
１−ｙ）２／３〕Ｏ３−Ｓｂ系（特開昭６０−２００８
５５号公報）、ＣａＴｉＯ３−ＭｇＴｉＯ３−Ｌａ２Ｏ
３・２ＴｉＯ２系、Ｓｒ（Ｚｎ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３
−ＳｒＴｉＯ３系等すでに多数提案されている。
【０００４】しかしながらこれら誘電体磁器組成物は、
特にＱ値の周波数依存性が大きく、周波数が高くなるに
従ってＱ値が著しく小さくなるという大きな欠点を有し
ている。またさらには共振周波数の温度係数のばらつき
が大きかったりするという難点があり、衛星放送用受信
機の開発とあいまって高い周波数、例えば１０ＧＨｚを
超える周波数帯域において室温付近でＱ値が１００００
以上、共振周波数の温度係数が±５ｐｐｍ／℃以下、比
誘電率が２５〜４０程度のより優れた電気的特性を示す
誘電体磁器組成物の開発が強く要望されている。
特にＱ値の周波数依存性が大きく、周波数が高くなるに
従ってＱ値が著しく小さくなるという大きな欠点を有し
ている。またさらには共振周波数の温度係数のばらつき
が大きかったりするという難点があり、衛星放送用受信
機の開発とあいまって高い周波数、例えば１０ＧＨｚを
超える周波数帯域において室温付近でＱ値が１００００
以上、共振周波数の温度係数が±５ｐｐｍ／℃以下、比
誘電率が２５〜４０程度のより優れた電気的特性を示す
誘電体磁器組成物の開発が強く要望されている。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、これら
の実情に鑑み、上述した電気的特性を満足させることが
できる新規な誘電体磁器組成物を開発することを目的と
して鋭意研究を行った結果、本発明に到った。
の実情に鑑み、上述した電気的特性を満足させることが
できる新規な誘電体磁器組成物を開発することを目的と
して鋭意研究を行った結果、本発明に到った。
【０００６】本発明は、バリウム、マグネシウム、亜
鉛、ニオブ、タンタル及び酸素からなる式、Ｂａ〔（Ｍ
ｇｘＺｎ１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）
２／３〕Ｏ３−ｚ（式中、０＜ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦
０．４、０．００３≦ｚ≦０．０２３）で表されるペロ
ブスカイト構造の酸化物に酸化アンチモンをＳｂ２Ｏ３
換算で０．０５〜２モル％含有させてなる誘電体磁器組
成物に関するものである。
鉛、ニオブ、タンタル及び酸素からなる式、Ｂａ〔（Ｍ
ｇｘＺｎ１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）
２／３〕Ｏ３−ｚ（式中、０＜ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦
０．４、０．００３≦ｚ≦０．０２３）で表されるペロ
ブスカイト構造の酸化物に酸化アンチモンをＳｂ２Ｏ３
換算で０．０５〜２モル％含有させてなる誘電体磁器組
成物に関するものである。
【０００７】本発明によれば、一般式 Ａ（Ｂ’１／３
Ｂ”２／３）Ｏ３で表される複合ペロブスカイト構造に
おいてＢ’原子を当量より一部欠損させ、少量のアンチ
モンを含有させることにより、１０ＧＨｚを超える高い
周波数帯域において１００００をはるかに超える大きな
Ｑ値を示し、共振周波数の温度係数を小さくすることが
できる。本発明において、Ｂ’原子の欠損量が過度に多
い場合には無負荷Ｑが小さくなるので、ｚは前記範囲に
限定される。本発明において、Ｚｎ成分の一部をＭｇ成
分で置換するが、置換量が過度に多いと無負荷Ｑが低下
するのでｘは０．９５以下に設定される。また、タンタ
ル成分の一部をニオブ成分で置換することにより誘電率
を大きくでき、置換量が過度に多いと共振周波数の温度
特性が大きくなるのでｙは前記範囲に限定される。また
本発明において酸化アンチモンを少量含有させる必要が
あるが、その含有量としては、前記式で表されるペロブ
スカイト構造の酸化物に対してＳｂ２Ｏ３換算で０．０
５〜２モル％、特には０．１〜１．５モル％になるよう
にするのが好適である。酸化アンチモンの含有量が少な
すぎると、ペロブスカイト構造の酸化物の焼結が不十分
になったり、酸化アンチモンを含有させたことによる電
気的特性の向上効果の発現が十分でなかったりし、また
多すぎるとかえって電気的特性が低下する。
Ｂ”２／３）Ｏ３で表される複合ペロブスカイト構造に
おいてＢ’原子を当量より一部欠損させ、少量のアンチ
モンを含有させることにより、１０ＧＨｚを超える高い
周波数帯域において１００００をはるかに超える大きな
Ｑ値を示し、共振周波数の温度係数を小さくすることが
できる。本発明において、Ｂ’原子の欠損量が過度に多
い場合には無負荷Ｑが小さくなるので、ｚは前記範囲に
限定される。本発明において、Ｚｎ成分の一部をＭｇ成
分で置換するが、置換量が過度に多いと無負荷Ｑが低下
するのでｘは０．９５以下に設定される。また、タンタ
ル成分の一部をニオブ成分で置換することにより誘電率
を大きくでき、置換量が過度に多いと共振周波数の温度
特性が大きくなるのでｙは前記範囲に限定される。また
本発明において酸化アンチモンを少量含有させる必要が
あるが、その含有量としては、前記式で表されるペロブ
スカイト構造の酸化物に対してＳｂ２Ｏ３換算で０．０
５〜２モル％、特には０．１〜１．５モル％になるよう
にするのが好適である。酸化アンチモンの含有量が少な
すぎると、ペロブスカイト構造の酸化物の焼結が不十分
になったり、酸化アンチモンを含有させたことによる電
気的特性の向上効果の発現が十分でなかったりし、また
多すぎるとかえって電気的特性が低下する。
【０００８】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化亜鉛、五酸化ニオブ及び五酸化タンタルの出発
原料を各所定量ずつ、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、酸素含有ガス雰囲気、一般には空気中で１００
０〜１４５０℃、好ましくは１１００〜１４００℃で３
〜１２時間仮焼し、仮焼物を必要に応じて粉砕し、仮焼
物またはその粉砕物を再度酸素含有ガス雰囲気下、例え
ば空気中で１１００〜１５００℃、好ましくは１２００
〜１４００℃で３〜１２時間仮焼し、次いで粉砕、好ま
しくは湿式粉砕して所定量の三酸化アンチモン及び必要
に応じてバインダ、例えばポリビニルアルコールの如き
有機バインダを添加して均質に混合した後、成形し、酸
素含有ガス雰囲気下、例えば空気中で１４００〜１７０
０℃、好ましくは１５００〜１６５０℃で１〜１０時間
焼成、焼結することにより前記式で表される誘電体磁器
組成物が得られる。
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化マグネシウ
ム、酸化亜鉛、五酸化ニオブ及び五酸化タンタルの出発
原料を各所定量ずつ、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、酸素含有ガス雰囲気、一般には空気中で１００
０〜１４５０℃、好ましくは１１００〜１４００℃で３
〜１２時間仮焼し、仮焼物を必要に応じて粉砕し、仮焼
物またはその粉砕物を再度酸素含有ガス雰囲気下、例え
ば空気中で１１００〜１５００℃、好ましくは１２００
〜１４００℃で３〜１２時間仮焼し、次いで粉砕、好ま
しくは湿式粉砕して所定量の三酸化アンチモン及び必要
に応じてバインダ、例えばポリビニルアルコールの如き
有機バインダを添加して均質に混合した後、成形し、酸
素含有ガス雰囲気下、例えば空気中で１４００〜１７０
０℃、好ましくは１５００〜１６５０℃で１〜１０時間
焼成、焼結することにより前記式で表される誘電体磁器
組成物が得られる。
【０００９】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま、または必要に応じて、適当な形状及びサイズに
加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することがで
きる。
のまま、または必要に応じて、適当な形状及びサイズに
加工することで、誘電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電
体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することがで
きる。
【００１０】なお、バリウム、マグネシウム、亜鉛、ニ
オブ、タンタル及びアンチモンの原料としては、ＢａＣ
Ｏ３、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ
５、Ｓｂ２Ｏ３等の他に、焼成時に酸化物となる炭酸
塩、硝酸塩、水酸化物等を使用することができる。
オブ、タンタル及びアンチモンの原料としては、ＢａＣ
Ｏ３、ＢａＯ、ＭｇＯ、ＺｎＯ、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ
５、Ｓｂ２Ｏ３等の他に、焼成時に酸化物となる炭酸
塩、硝酸塩、水酸化物等を使用することができる。
【００１１】
【実施例】以下に実施例及び比較例を示し、本発明を更
に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末１．０モル、酸化マグ
ネシウム（ＭｇＯ）粉末０．２３１モル、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）粉末０．０９９モル及び五酸化タンタル（Ｔａ２
Ｏ５）粉末１．０モルをエタノールと共にボールミルに
入れ、１０時間湿式混合した。この混合物をボールミル
から取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、得られた
粉末をアルミナ製容器に移し、空気雰囲気下、１２００
℃で１０時間仮焼した。得られた仮焼物をらい潰機で粉
砕した後、再度アルミナ製容器に移して空気雰囲気下、
１２５０℃で１０時間仮焼した。これに三酸化アンチモ
ン（Ｓｂ２Ｏ３）粉末を１．０モル％になるように加え
て均一に混合した後、直径８０ｍｍφ、厚さ４０ｍｍの
円盤状ペレットに成形して空気雰囲気下に１６００℃で
４時間焼成、焼結して誘電体磁器組成物を得た。こうし
て得られた誘電体磁器組成物から適当な大きさの円盤状
の素子を切り出し、電気的特性を測定した。共振周波数
ｆ０（１０．５ＧＨｚ）における無負荷Ｑ及び比誘電率
εｒを求めた。また、共振周波数の温度依存性について
は、−２０〜５０℃の範囲で測定し、温度係数τｆを求
めた。その結果を表１に示す。
に具体的に説明する。 実施例１ 炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末１．０モル、酸化マグ
ネシウム（ＭｇＯ）粉末０．２３１モル、酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）粉末０．０９９モル及び五酸化タンタル（Ｔａ２
Ｏ５）粉末１．０モルをエタノールと共にボールミルに
入れ、１０時間湿式混合した。この混合物をボールミル
から取り出して溶媒のエタノールを蒸発させ、得られた
粉末をアルミナ製容器に移し、空気雰囲気下、１２００
℃で１０時間仮焼した。得られた仮焼物をらい潰機で粉
砕した後、再度アルミナ製容器に移して空気雰囲気下、
１２５０℃で１０時間仮焼した。これに三酸化アンチモ
ン（Ｓｂ２Ｏ３）粉末を１．０モル％になるように加え
て均一に混合した後、直径８０ｍｍφ、厚さ４０ｍｍの
円盤状ペレットに成形して空気雰囲気下に１６００℃で
４時間焼成、焼結して誘電体磁器組成物を得た。こうし
て得られた誘電体磁器組成物から適当な大きさの円盤状
の素子を切り出し、電気的特性を測定した。共振周波数
ｆ０（１０．５ＧＨｚ）における無負荷Ｑ及び比誘電率
εｒを求めた。また、共振周波数の温度依存性について
は、−２０〜５０℃の範囲で測定し、温度係数τｆを求
めた。その結果を表１に示す。
【００１２】実施例２〜９ 実施例１の酸化マグネシウム、酸化亜鉛及び酸化タンタ
ルの使用量を代え、また場合により酸化ニオブを加えた
他は、実施例１と同様にして式Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ
１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）２／３〕Ｏ
３−ｚにおけるｘ、ｙ及びｚの値が表１記載の誘電体磁
器組成物を製造し、実施例１と同様に電気的特性を測定
した。その結果を表１に示す。
ルの使用量を代え、また場合により酸化ニオブを加えた
他は、実施例１と同様にして式Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ
１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）２／３〕Ｏ
３−ｚにおけるｘ、ｙ及びｚの値が表１記載の誘電体磁
器組成物を製造し、実施例１と同様に電気的特性を測定
した。その結果を表１に示す。
【００１３】比較例１〜６ 誘電体磁器組成物が表１記載の組成になるように出発原
料の使用量を代えた他は、実施例１と同様にして誘電体
磁器組成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
を表１に示す。
料の使用量を代えた他は、実施例１と同様にして誘電体
磁器組成物を製造し、電気的特性を測定した。その結果
を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、無負荷Ｑ
が大きいだけでなく、適度に大きな比誘電率を有し、共
振周波数の温度係数が小さく安定度が優れているので、
誘電体磁器材料として好適である。また本発明の誘電体
磁器組成物を用い、例えばマイクロ波周波数帯用共振器
として使用すると受信機の性能を大幅に向上させること
ができ、小型化できるという利点がある。
が大きいだけでなく、適度に大きな比誘電率を有し、共
振周波数の温度係数が小さく安定度が優れているので、
誘電体磁器材料として好適である。また本発明の誘電体
磁器組成物を用い、例えばマイクロ波周波数帯用共振器
として使用すると受信機の性能を大幅に向上させること
ができ、小型化できるという利点がある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 バリウム、マグネシウム、亜鉛、ニオ
ブ、タンタル及び酸素からなる式、Ｂａ〔（ＭｇｘＺｎ
１−ｘ）１／３−ｚ（ＮｂｙＴａ１−ｙ）２／３〕Ｏ
３−ｚ（式中、０＜ｘ≦０．９５、０≦ｙ≦０．４、
０．００３≦ｚ≦０．０２３）で表されるペロブスカイ
ト構造の酸化物に酸化アンチモンをＳｂ２Ｏ３換算で
０．０５〜２モル％含有させてなる誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247105A JPH052917A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3247105A JPH052917A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH052917A true JPH052917A (ja) | 1993-01-08 |
Family
ID=17158507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3247105A Pending JPH052917A (ja) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH052917A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003002743A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物 |
| EP1348680A2 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-01 | NGK Spark Plug Company Limited | Dielectric ceramic composition and resonator |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP3247105A patent/JPH052917A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003002743A (ja) * | 2001-06-20 | 2003-01-08 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物 |
| JP4524411B2 (ja) * | 2001-06-20 | 2010-08-18 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| EP1348680A2 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-01 | NGK Spark Plug Company Limited | Dielectric ceramic composition and resonator |
| EP1348680A3 (en) * | 2002-03-26 | 2004-09-22 | NGK Spark Plug Company Limited | Dielectric ceramic composition and resonator |
| US7094720B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-08-22 | Nkg Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator made from the composition |
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