JPH07235216A - 誘電体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物及びその製造方法Info
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- JPH07235216A JPH07235216A JP6023866A JP2386694A JPH07235216A JP H07235216 A JPH07235216 A JP H07235216A JP 6023866 A JP6023866 A JP 6023866A JP 2386694 A JP2386694 A JP 2386694A JP H07235216 A JPH07235216 A JP H07235216A
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- dielectric ceramic
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- ceramic composition
- dielectric
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 （Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y
Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ
０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦
ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成を有する誘電
体磁器組成物。 【効果】 比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ値
が測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と大きいために誘
電損失が小さく、組成などを変化させることにより共振
周波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ
／℃の範囲内で特定の値に制御することが可能な誘電体
磁器組成物を提供することができる。また、上記特性を
利用することにより前記誘電体磁器組成物よりなる小形
化された高周波用共振器、フィルタなどを提供すること
ができる。
Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ
０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦
ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成を有する誘電
体磁器組成物。 【効果】 比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ値
が測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と大きいために誘
電損失が小さく、組成などを変化させることにより共振
周波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ
／℃の範囲内で特定の値に制御することが可能な誘電体
磁器組成物を提供することができる。また、上記特性を
利用することにより前記誘電体磁器組成物よりなる小形
化された高周波用共振器、フィルタなどを提供すること
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体磁器組成物及びそ
の製造方法に関し、より詳細には、主としてマイクロ波
帯域において使用されるレゾネータ、フィルタ、コンデ
ンサ、回路基板などを構成する誘電体磁器組成物及びそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関し、より詳細には、主としてマイクロ波
帯域において使用されるレゾネータ、フィルタ、コンデ
ンサ、回路基板などを構成する誘電体磁器組成物及びそ
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、高周波用誘電体磁器は、自動車電
話、携帯電話、コードレス電話などの無線通信機器の空
中線共用器（デュプレクサ）や電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）などに使用される共振器、あるいはＣＡＴＶ用チュ
ーナに使用されるフィルタなどに多く用いられている。
このような共振器などにおいては、高誘電率を有する材
料を使用することにより高周波の波長を真空中のεr
-1/2（εr :比誘電率）の長さに短縮し、かかる周波数
における１波長、１／２波長、あるいは１／４波長のマ
イクロ波を高周波用誘電体磁器部品の中に閉じこめ、所
定の作用効果が得られるように小形に構成されたものが
一般的に知られている。
話、携帯電話、コードレス電話などの無線通信機器の空
中線共用器（デュプレクサ）や電圧制御発振器（ＶＣ
Ｏ）などに使用される共振器、あるいはＣＡＴＶ用チュ
ーナに使用されるフィルタなどに多く用いられている。
このような共振器などにおいては、高誘電率を有する材
料を使用することにより高周波の波長を真空中のεr
-1/2（εr :比誘電率）の長さに短縮し、かかる周波数
における１波長、１／２波長、あるいは１／４波長のマ
イクロ波を高周波用誘電体磁器部品の中に閉じこめ、所
定の作用効果が得られるように小形に構成されたものが
一般的に知られている。
【０００３】前記高周波用誘電体磁器に要求される特性
としては、（１）誘電体中では電磁波の波長がεr -1/2
に短縮され、同じ共振周波数ならば比誘電率が大きいほ
ど小形化できるため、可能な限り比誘電率が大であるこ
と、（２）高周波帯域での誘電損失が小さいこと、すな
わちＱ値が大きいこと、（３）温度変化による共振周波
数の変化率が小さいこと、すなわち比誘電率εrの温度
依存性が小さく、かつ安定していること、の３つの特性
が挙げられる。
としては、（１）誘電体中では電磁波の波長がεr -1/2
に短縮され、同じ共振周波数ならば比誘電率が大きいほ
ど小形化できるため、可能な限り比誘電率が大であるこ
と、（２）高周波帯域での誘電損失が小さいこと、すな
わちＱ値が大きいこと、（３）温度変化による共振周波
数の変化率が小さいこと、すなわち比誘電率εrの温度
依存性が小さく、かつ安定していること、の３つの特性
が挙げられる。
【０００４】また、現在主として用いられているマイク
ロ波帯域は、民生用機器では１ＧＨｚ前後であるが、情
報量の増大、機器動作の高速化により、より高い周波数
帯域（１〜数ＧＨｚ）でも利用することができるマイク
ロ波用電子部品が必要となってきている。従って、該マ
イクロ波用電子部品を構成する誘電体磁器組成物として
は、マイクロ波の損失をできる限り少なくするためにＱ
値の大きい材料が求められ、さらに電子部品の大きさを
できる限り小さくするために、比誘電率の大きい材料が
求められている。
ロ波帯域は、民生用機器では１ＧＨｚ前後であるが、情
報量の増大、機器動作の高速化により、より高い周波数
帯域（１〜数ＧＨｚ）でも利用することができるマイク
ロ波用電子部品が必要となってきている。従って、該マ
イクロ波用電子部品を構成する誘電体磁器組成物として
は、マイクロ波の損失をできる限り少なくするためにＱ
値の大きい材料が求められ、さらに電子部品の大きさを
できる限り小さくするために、比誘電率の大きい材料が
求められている。
【０００５】従来、前記特性を有する誘電体磁器組成物
として、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系、ＺｒＴｉＯ4 系、ＺｒＯ
2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系など多くのものが知られてお
り、ＭｇやＣａを含むものとしては、ＭｇＴｉＯ3 系や
ＣａＴｉＯ3 系のものが知られている。
として、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系、ＺｒＴｉＯ4 系、ＺｒＯ
2 −ＳｎＯ2 −ＴｉＯ2 系など多くのものが知られてお
り、ＭｇやＣａを含むものとしては、ＭｇＴｉＯ3 系や
ＣａＴｉＯ3 系のものが知られている。
【０００６】これらの誘電体磁器組成物に要求される特
性としては、前述したように比誘電率（εr ）やＱ値が
大きいこと、共振周波数の温度係数（τf ）が０に近い
ことの他に、組成などを制御することにより前記した種
々の特性値をある程度コントロールできることが挙げら
れる。
性としては、前述したように比誘電率（εr ）やＱ値が
大きいこと、共振周波数の温度係数（τf ）が０に近い
ことの他に、組成などを制御することにより前記した種
々の特性値をある程度コントロールできることが挙げら
れる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＭｇＴｉＯ3 系の材料では、Ｑ値は大きいものの比誘電
率（εr ）が３０以下と小さいために素子を小型化しに
くく、一方ＣａＴｉＯ3系の材料では、比誘電率は大き
いもののＱ値が小さく、実用化には適さないという課題
があった。さらにこれらの材料は、そのままでは共振周
波数の温度係数（τf ）を制御することができないた
め、希土類元素など種々の添加物を加えることによりこ
の共振周波数の温度係数（τf ）を変化させる必要があ
ったが、その際の特性が系統的に検討されておらず、容
易に種々の要求特性に合致した誘電体磁器組成物を供給
することができないという課題があった。
ＭｇＴｉＯ3 系の材料では、Ｑ値は大きいものの比誘電
率（εr ）が３０以下と小さいために素子を小型化しに
くく、一方ＣａＴｉＯ3系の材料では、比誘電率は大き
いもののＱ値が小さく、実用化には適さないという課題
があった。さらにこれらの材料は、そのままでは共振周
波数の温度係数（τf ）を制御することができないた
め、希土類元素など種々の添加物を加えることによりこ
の共振周波数の温度係数（τf ）を変化させる必要があ
ったが、その際の特性が系統的に検討されておらず、容
易に種々の要求特性に合致した誘電体磁器組成物を供給
することができないという課題があった。
【０００８】本発明は上記した課題に鑑み発明されたも
のであって、高いＱ値及び比誘電率（εr ）を有し、共
振周波数の温度係数（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐ
ｍ／℃の範囲内で任意の値に制御することができる誘電
体磁器組成物及びその製造方法を提供することを目的と
している。
のであって、高いＱ値及び比誘電率（εr ）を有し、共
振周波数の温度係数（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐ
ｍ／℃の範囲内で任意の値に制御することができる誘電
体磁器組成物及びその製造方法を提供することを目的と
している。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る誘電体磁器組成物は、（Ｍｇ1-x Ｃａ
x ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式
中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．８５、０
≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の範囲の値）で
表される組成を有することを特徴としている（１）。
に本発明に係る誘電体磁器組成物は、（Ｍｇ1-x Ｃａ
x ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式
中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．８５、０
≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の範囲の値）で
表される組成を有することを特徴としている（１）。
【００１０】また本発明に係る誘電体磁器組成物の製造
方法は、上記（１）記載の誘電体磁器組成物の製造方法
であって、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及びＬａ
を含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成により（Ｍ
ｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ
2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦
０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の
範囲の値）で表される組成となるように混合、成形し、
この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１５５
０℃で焼成することを特徴としている（２）。
方法は、上記（１）記載の誘電体磁器組成物の製造方法
であって、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及びＬａ
を含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成により（Ｍ
ｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ
2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦
０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の
範囲の値）で表される組成となるように混合、成形し、
この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１５５
０℃で焼成することを特徴としている（２）。
【００１１】上記誘電体磁器組成物の製造方法において
用いる原料粉末は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及びＬａ
を含有する化合物から選ばれる粉末であり、前記原料粉
末は前記金属の酸化物に限られず、例えば炭酸塩、シュ
ウ酸塩、硝酸塩、アルコキシドなどの粉末で、焼成後に
目的の酸化物が得られるものならばどのようなものでも
良い。前記金属の酸化物又は炭酸塩を原料粉末として使
用する場合の好ましい平均粒径は数μｍ程度であり、こ
れらの原料粉末を通常行われる方法により湿式混合し、
さらに乾燥、仮焼、解砕、造粒、成形などを行って所定
の形状を有する成形体を作製した後に焼成する。前記酸
化物又は炭酸塩を仮焼合成する際の温度は１０００〜１
２００℃程度が好ましい。仮焼温度が１０００℃未満で
は原料組成物が多く残り、均一な焼成を妨げることにな
り、他方１２００℃を超えると焼結が始まり、微粉砕す
るのが困難になり、Ｑ値に悪影響を及ぼす。前記方法に
より製造された誘電体磁器組成物の組織は、ほぼ均一な
粒径を有する。
用いる原料粉末は、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及びＬａ
を含有する化合物から選ばれる粉末であり、前記原料粉
末は前記金属の酸化物に限られず、例えば炭酸塩、シュ
ウ酸塩、硝酸塩、アルコキシドなどの粉末で、焼成後に
目的の酸化物が得られるものならばどのようなものでも
良い。前記金属の酸化物又は炭酸塩を原料粉末として使
用する場合の好ましい平均粒径は数μｍ程度であり、こ
れらの原料粉末を通常行われる方法により湿式混合し、
さらに乾燥、仮焼、解砕、造粒、成形などを行って所定
の形状を有する成形体を作製した後に焼成する。前記酸
化物又は炭酸塩を仮焼合成する際の温度は１０００〜１
２００℃程度が好ましい。仮焼温度が１０００℃未満で
は原料組成物が多く残り、均一な焼成を妨げることにな
り、他方１２００℃を超えると焼結が始まり、微粉砕す
るのが困難になり、Ｑ値に悪影響を及ぼす。前記方法に
より製造された誘電体磁器組成物の組織は、ほぼ均一な
粒径を有する。
【００１２】
【作用】上記構成の誘電体磁器組成物によれば、（Ｍｇ
1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2
Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．
８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の範囲
の値）で表される組成を有し、比誘電率（εr ）が３０
〜７０と高く、Ｑ値が測定周波数３ＧＨｚで２０００以
上と大きいために誘電損失が小さく、かつ組成などを変
化させることにより共振周波数の温度係数（τf ）を＋
１００〜−１００ｐｐｍ／℃の範囲内で特定の値に制御
することが可能である。
1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2
Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．
８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００の範囲
の値）で表される組成を有し、比誘電率（εr ）が３０
〜７０と高く、Ｑ値が測定周波数３ＧＨｚで２０００以
上と大きいために誘電損失が小さく、かつ組成などを変
化させることにより共振周波数の温度係数（τf ）を＋
１００〜−１００ｐｐｍ／℃の範囲内で特定の値に制御
することが可能である。
【００１３】前記誘電体磁器組成物において、ｘの値は
前記誘電体磁器組成物のＭｇとＣａの合計量に対するＣ
ａの原子比を示しているが、このｘの値が０．１５未満
であると比誘電率（εr ）が３０以下と小さくなり、他
方ｘの値が０．８５を超えるとＱ値が２０００以下（３
ＧＨｚ）と小さくなり共振器などとしての使用が難しく
なる。
前記誘電体磁器組成物のＭｇとＣａの合計量に対するＣ
ａの原子比を示しているが、このｘの値が０．１５未満
であると比誘電率（εr ）が３０以下と小さくなり、他
方ｘの値が０．８５を超えるとＱ値が２０００以下（３
ＧＨｚ）と小さくなり共振器などとしての使用が難しく
なる。
【００１４】ｙの値は前記誘電体磁器組成物中のＮｄと
Ｌａとの合計量に対するＬａの原子比を示しており、こ
の値を変化させることにより共振周波数の温度係数（τ
f ）をコントロールすることが可能となる。従ってｙの
値は０〜１の範囲で特に限定されない。
Ｌａとの合計量に対するＬａの原子比を示しており、こ
の値を変化させることにより共振周波数の温度係数（τ
f ）をコントロールすることが可能となる。従ってｙの
値は０〜１の範囲で特に限定されない。
【００１５】ｚの値は、（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 に
対する（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2Ｏ7 のモル比を示し
ているが、このｚの値が０．１未満であると共振周波数
の温度係数（τf ）が高くなりすぎ、他方ｚの値が５．
００を超えるとＱ値が２０００以下と小さくなる。
対する（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2Ｏ7 のモル比を示し
ているが、このｚの値が０．１未満であると共振周波数
の温度係数（τf ）が高くなりすぎ、他方ｚの値が５．
００を超えるとＱ値が２０００以下と小さくなる。
【００１６】上記（２）記載の誘電体磁器組成物の製造
方法によれば、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及び
Ｌａを含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成により
（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2
Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ
≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００
の範囲の値）で表される組成となるように混合、成形
し、この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１
５５０℃で焼成するので、焼結体の平均結晶粒径が均一
に制御され、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ
値が２０００以上（３ＧＨｚ）と大きく、誘電損失が小
さく、かつ組成や焼成温度などの変化により共振周波数
の温度係数（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐｍ／℃の
範囲内で特定の値に制御された誘電体磁器組成物が製造
される。
方法によれば、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及び
Ｌａを含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成により
（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2
Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ
≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．００
の範囲の値）で表される組成となるように混合、成形
し、この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１
５５０℃で焼成するので、焼結体の平均結晶粒径が均一
に制御され、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ
値が２０００以上（３ＧＨｚ）と大きく、誘電損失が小
さく、かつ組成や焼成温度などの変化により共振周波数
の温度係数（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐｍ／℃の
範囲内で特定の値に制御された誘電体磁器組成物が製造
される。
【００１７】前記誘電体磁器組成物の製造方法におい
て、焼成温度が１２００℃未満であると緻密化が十分に
進行せず、Ｑ値が低くなり、比誘電率（εr ）も十分高
くならず、他方焼成温度が１５５０℃を超えると、誘電
体磁器組成物自体が軟化して焼成前の成形体の形を保持
することができなくなる。
て、焼成温度が１２００℃未満であると緻密化が十分に
進行せず、Ｑ値が低くなり、比誘電率（εr ）も十分高
くならず、他方焼成温度が１５５０℃を超えると、誘電
体磁器組成物自体が軟化して焼成前の成形体の形を保持
することができなくなる。
【００１８】
【実施例及び比較例】以下、本発明に係る誘電体磁器組
成物及びその製造方法の実施例及び比較例を説明する。
まず、実施例に係る誘電体磁器組成物の製造方法につい
て説明する。
成物及びその製造方法の実施例及び比較例を説明する。
まず、実施例に係る誘電体磁器組成物の製造方法につい
て説明する。
【００１９】平均粒径が数μｍのＭｇＯ、ＣａＣＯ3 、
ＴｉＯ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 、及びＬａ2Ｏ3 から選ばれる粉
末を表１及び表２に示した割合で調合を行う。ここで表
１及び表２に示したｘ、ｙ、ｚは、原料粉末の組成を
（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2
Ｔｉ2 Ｏ7 で表示した場合のｘ、ｙ、ｚに対応する。
ＴｉＯ2 、Ｎｄ2 Ｏ3 、及びＬａ2Ｏ3 から選ばれる粉
末を表１及び表２に示した割合で調合を行う。ここで表
１及び表２に示したｘ、ｙ、ｚは、原料粉末の組成を
（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2
Ｔｉ2 Ｏ7 で表示した場合のｘ、ｙ、ｚに対応する。
【００２０】最初に各原料粉末を表１及び表２に示した
割合になるように正確に秤量し、適量の玉石、公知の分
散剤、純水とともにポットミル内で２４時間湿式混合を
行うことにより、スラリー状の原料粉末混合物を得る。
このスラリー状の原料粉末混合物を脱水乾燥させた後、
解砕する。
割合になるように正確に秤量し、適量の玉石、公知の分
散剤、純水とともにポットミル内で２４時間湿式混合を
行うことにより、スラリー状の原料粉末混合物を得る。
このスラリー状の原料粉末混合物を脱水乾燥させた後、
解砕する。
【００２１】次に、解砕された粉末を、例えばジルコニ
ア製の焼成ルツボ内に移し、１２００℃で仮焼合成を行
う。そして、所定の固溶体が合成されていることをｘ線
解析やＩＣＰ発光分光分析などの組成分析手段で確認す
る。
ア製の焼成ルツボ内に移し、１２００℃で仮焼合成を行
う。そして、所定の固溶体が合成されていることをｘ線
解析やＩＣＰ発光分光分析などの組成分析手段で確認す
る。
【００２２】次に、仮焼合成粉を解砕し、１．０μｍ前
後の均一粉に整粒する。整粒が終了した後、この粉末に
有機バインダーなどを添加して成形を行い、直径が１５
ｍｍ、厚みが８ｍｍの円板形状の成形体を作製する。
後の均一粉に整粒する。整粒が終了した後、この粉末に
有機バインダーなどを添加して成形を行い、直径が１５
ｍｍ、厚みが８ｍｍの円板形状の成形体を作製する。
【００２３】次に、得られた成形体を６００℃で脱脂し
た後、脱脂後の成形体を、例えばアルミナ製の焼成ルツ
ボ内に載置して、大気中あるいは酸素雰囲気中で焼成を
行う。焼成条件は、焼成温度が１２００〜１５５０℃、
焼成時間が２．０〜１２時間である。
た後、脱脂後の成形体を、例えばアルミナ製の焼成ルツ
ボ内に載置して、大気中あるいは酸素雰囲気中で焼成を
行う。焼成条件は、焼成温度が１２００〜１５５０℃、
焼成時間が２．０〜１２時間である。
【００２４】次に、前記焼成により得られた焼結体を有
機溶剤及び熱水中で十分洗浄した後、セラミックスの表
面が平行になるように、また共振周波数が３ＧＨｚにな
るような形状に研磨し、電気的特性を測定する。
機溶剤及び熱水中で十分洗浄した後、セラミックスの表
面が平行になるように、また共振周波数が３ＧＨｚにな
るような形状に研磨し、電気的特性を測定する。
【００２５】なお、本実施例では原料として酸化物を使
用しているが、原料は酸化物に限られず、炭酸塩、シュ
ウ酸塩、硝酸塩などで焼成後に目的の酸化物が得られる
ものならばどのようなものでも良い。また、製造された
誘電体磁器組成物の組成については、焼成により得られ
た誘電体磁器組成物を酸に溶解させた後、ＩＣＰ発光分
光分析を行うことにより焼結体の組成を確認した。さら
に焼結体の構造を観察するために、焼結体を破断した後
にエッチング処理を行い、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
でその表面を観察したところ、実施例に係る誘電体磁器
組成物はほぼ均一粒径の粒子により形成された緻密な構
造を有することがわかった。
用しているが、原料は酸化物に限られず、炭酸塩、シュ
ウ酸塩、硝酸塩などで焼成後に目的の酸化物が得られる
ものならばどのようなものでも良い。また、製造された
誘電体磁器組成物の組成については、焼成により得られ
た誘電体磁器組成物を酸に溶解させた後、ＩＣＰ発光分
光分析を行うことにより焼結体の組成を確認した。さら
に焼結体の構造を観察するために、焼結体を破断した後
にエッチング処理を行い、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）
でその表面を観察したところ、実施例に係る誘電体磁器
組成物はほぼ均一粒径の粒子により形成された緻密な構
造を有することがわかった。
【００２６】次に、実施例に係る誘電体磁器組成物の電
気的特性の測定方法を説明する。
気的特性の測定方法を説明する。
【００２７】電気特性については、共振周波数、比誘電
率（εr ）、及びＱ値をHakki−Coleman により提唱さ
れたThe Post Resonance Techniqueを利用することによ
り測定した。
率（εr ）、及びＱ値をHakki−Coleman により提唱さ
れたThe Post Resonance Techniqueを利用することによ
り測定した。
【００２８】図１（ａ）は、前記電気特性の測定に用い
られた装置を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は前
記装置の正面図である。
られた装置を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は前
記装置の正面図である。
【００２９】測定の対象である試料（誘電体磁器組成
物）１１は２枚の平行な金属板１２で挟まれた状態で固
定されている。１３は金属板を試料の上に乗せた状態で
安定させるための支柱である。
物）１１は２枚の平行な金属板１２で挟まれた状態で固
定されている。１３は金属板を試料の上に乗せた状態で
安定させるための支柱である。
【００３０】比誘電率測定の際には、ネットワークアナ
ライザーの一方のプローブ１４より高周波を発振して周
波数特性を測定し、得られたＴＥ０１δモードの共振周
波数ピークと試料１１の寸法より比誘電率（εr ）を求
めた。また標準試料を用いて金属板１２の表面比抵抗を
求め、この値から金属板１２の誘電損失分を求め、全体
の誘電損失値から金属板１２の誘電損失分を除き、試料
１１のＱ値を求めた。さらに、共振周波数の温度係数
（τf ）については、前記共振周波数の測定雰囲気の温
度を−３０〜＋８５℃に変化させて測定することにより
行った。
ライザーの一方のプローブ１４より高周波を発振して周
波数特性を測定し、得られたＴＥ０１δモードの共振周
波数ピークと試料１１の寸法より比誘電率（εr ）を求
めた。また標準試料を用いて金属板１２の表面比抵抗を
求め、この値から金属板１２の誘電損失分を求め、全体
の誘電損失値から金属板１２の誘電損失分を除き、試料
１１のＱ値を求めた。さらに、共振周波数の温度係数
（τf ）については、前記共振周波数の測定雰囲気の温
度を−３０〜＋８５℃に変化させて測定することにより
行った。
【００３１】測定のための試料は各実施例（組成）ごと
に１００個製造し、それらの試料１１について電気的特
性をそれぞれ測定し、平均値を算出した。その結果を表
１及び表２に示す。
に１００個製造し、それらの試料１１について電気的特
性をそれぞれ測定し、平均値を算出した。その結果を表
１及び表２に示す。
【００３２】なお比較例として、本発明の組成範囲外の
組成を有する誘電体磁器組成物を上記実施例と同様の条
件で製造し、また組成は本発明の範囲内であって１２０
０℃より低い温度や１５５０℃より高い温度に焼成温度
を設定して製造した誘電体磁器組成物についても、その
電気的特性を測定した。その結果も併せて表１及び表２
に示す。
組成を有する誘電体磁器組成物を上記実施例と同様の条
件で製造し、また組成は本発明の範囲内であって１２０
０℃より低い温度や１５５０℃より高い温度に焼成温度
を設定して製造した誘電体磁器組成物についても、その
電気的特性を測定した。その結果も併せて表１及び表２
に示す。
【００３３】
【表１】
【００３４】
【表２】
【００３５】表１の結果より明らかなように、実施例に
係る誘電体磁器組成物では比誘電率（εr ）が３０〜７
０と高く、Ｑ値が測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と
大きいために誘電損失が小さく、ＭｇＯとＣａＯとの比
率、又は（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 と（Ｎｄ1-y Ｌａ
y ）Ｔｉ2 Ｏ7 との比率を変化させることにより共振周
波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ／
℃の範囲内で特定の値になるように制御することができ
る。
係る誘電体磁器組成物では比誘電率（εr ）が３０〜７
０と高く、Ｑ値が測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と
大きいために誘電損失が小さく、ＭｇＯとＣａＯとの比
率、又は（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 と（Ｎｄ1-y Ｌａ
y ）Ｔｉ2 Ｏ7 との比率を変化させることにより共振周
波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ／
℃の範囲内で特定の値になるように制御することができ
る。
【００３６】また焼成温度を１２００〜１５５０℃に設
定することにより、上記の優れた電気的特性を有する誘
電体磁器組成物を製造することができる。
定することにより、上記の優れた電気的特性を有する誘
電体磁器組成物を製造することができる。
【００３７】一方比較例に係る誘電体磁器組成物で、ｘ
の値が０．１５未満や０．８５を超えたもの、ｚの値が
０．１未満又は５．００を超えたものにおいては、Ｑ
値、比誘電率（εr ）、及び共振周波数の温度係数（τ
f ）の少なくとも一つの電気的特性が上記した範囲を満
足せず、共振器などとして使用するのが難しいものであ
ることがわかった。
の値が０．１５未満や０．８５を超えたもの、ｚの値が
０．１未満又は５．００を超えたものにおいては、Ｑ
値、比誘電率（εr ）、及び共振周波数の温度係数（τ
f ）の少なくとも一つの電気的特性が上記した範囲を満
足せず、共振器などとして使用するのが難しいものであ
ることがわかった。
【００３８】また焼成温度が１２００℃未満や１５５０
℃を超えたものについても、得られた誘電体磁器組成物
の電気的特性が同様に満足できるものではなかった。
℃を超えたものについても、得られた誘電体磁器組成物
の電気的特性が同様に満足できるものではなかった。
【００３９】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係る誘電
体磁器組成物にあっては、（Ｍｇ1-xＣａx ）ＴｉＯ3
・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、
ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．０
０、０．１≦ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成
を有し、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ値が
測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と大きいために誘電
損失が小さく、組成などを変化させることにより共振周
波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ／
℃の範囲内で特定の値に制御することが可能な誘電体磁
器組成物を提供することができる。
体磁器組成物にあっては、（Ｍｇ1-xＣａx ）ＴｉＯ3
・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、
ｚはそれぞれ０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．０
０、０．１≦ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成
を有し、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ値が
測定周波数３ＧＨｚで２０００以上と大きいために誘電
損失が小さく、組成などを変化させることにより共振周
波数の温度係数（τf ）を＋１００〜−１００ｐｐｍ／
℃の範囲内で特定の値に制御することが可能な誘電体磁
器組成物を提供することができる。
【００４０】また、このよう前記誘電体磁器組成物の特
性を利用することにより高周波用共振器、フィルタなど
を大幅に小形化することが可能となる。
性を利用することにより高周波用共振器、フィルタなど
を大幅に小形化することが可能となる。
【００４１】また本発明に係る誘電体磁器組成物の製造
方法にあっては、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及
びＬａを含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成によ
り（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）
2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦
ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．０
０の範囲の値）で表される組成となるように混合、成形
し、この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１
５５０℃で焼成するので、焼結体の平均結晶粒径が均一
に制御され、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ
値が２０００以上と大きくなり、誘電損失が小さく、組
成や焼成温度などの変化により共振周波数の温度係数
（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐｍ／℃の範囲内で特
定の値に制御された誘電体磁器組成物を容易に製造する
ことができる。
方法にあっては、それぞれＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｎｄ、及
びＬａを含有する化合物から選ばれる粉末を、焼成によ
り（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ1-y Ｌａy ）
2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０．１５≦
ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１≦ｚ≦５．０
０の範囲の値）で表される組成となるように混合、成形
し、この後大気中あるいは酸素雰囲気中、１２００〜１
５５０℃で焼成するので、焼結体の平均結晶粒径が均一
に制御され、比誘電率（εr ）が３０〜７０と高く、Ｑ
値が２０００以上と大きくなり、誘電損失が小さく、組
成や焼成温度などの変化により共振周波数の温度係数
（τf ）が＋１００〜−１００ｐｐｍ／℃の範囲内で特
定の値に制御された誘電体磁器組成物を容易に製造する
ことができる。
【図１】（ａ）は、実施例に係る誘電体磁器組成物の電
気特性の測定に用いられた装置を模式的に示した平面図
であり、（ｂ）は前記装置の正面図である。
気特性の測定に用いられた装置を模式的に示した平面図
であり、（ｂ）は前記装置の正面図である。
１１ 誘電体磁器組成物
Claims (2)
- 【請求項１】 （Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎｄ
1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれぞ
れ０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．１
≦ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成を有するこ
とを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】 原料粉末として、それぞれＭｇ、Ｃａ、
Ｔｉ、Ｎｄ、及びＬａを含有する化合物から選ばれる粉
末を、焼成により（Ｍｇ1-x Ｃａx ）ＴｉＯ3 ・ｚ（Ｎ
ｄ1-y Ｌａy ）2 Ｔｉ2 Ｏ7 （式中、ｘ、ｙ、ｚはそれ
ぞれ０．１５≦ｘ≦０．８５、０≦ｙ≦１．００、０．
１≦ｚ≦５．００の範囲の値）で表される組成となるよ
うに混合、成形し、この後大気中あるいは酸素雰囲気
中、１２００〜１５５０℃で焼成することを特徴とする
請求項１記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6023866A JPH07235216A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6023866A JPH07235216A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07235216A true JPH07235216A (ja) | 1995-09-05 |
Family
ID=12122372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6023866A Pending JPH07235216A (ja) | 1994-02-22 | 1994-02-22 | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07235216A (ja) |
-
1994
- 1994-02-22 JP JP6023866A patent/JPH07235216A/ja active Pending
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