JPH0729416A - 誘電体共振器用磁器組成物 - Google Patents
誘電体共振器用磁器組成物Info
- Publication number
- JPH0729416A JPH0729416A JP5153983A JP15398393A JPH0729416A JP H0729416 A JPH0729416 A JP H0729416A JP 5153983 A JP5153983 A JP 5153983A JP 15398393 A JP15398393 A JP 15398393A JP H0729416 A JPH0729416 A JP H0729416A
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- JP
- Japan
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- dielectric resonator
- dielectric
- composition
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- porcelain composition
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、通信機器の小型化に有用な、誘電
率が大きく、無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の
近傍で制御可能な誘電体共振器用磁器組成物を提供す
る。 【構成】 化学式(Bax Sry Caz Pbw )(BI
1/3 BII2/3 )O3 で表され、BIサイトが二価イオ
ン、BIIサイトが五価イオンからなる複合ペロフスカイ
ト型化合物において、組成範囲が0.05≦x≦0.6
25、0≦y≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.
75、0.95≦x+y+z+w≦1.1にある誘電体
共振器用磁器組成物である。本発明の特徴は、ペロフス
カイト型構造のAサイトに、Ba、SrもしくはCaの
少なくとも一方、および鉛を固溶させることであり、そ
の固溶量を上記の範囲とした時に、誘電率が大きくて無
負荷Qが高く、かつ、τf を0ppm/℃近傍で制御可能な
誘電体共振器材料が得られる。
率が大きく、無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の
近傍で制御可能な誘電体共振器用磁器組成物を提供す
る。 【構成】 化学式(Bax Sry Caz Pbw )(BI
1/3 BII2/3 )O3 で表され、BIサイトが二価イオ
ン、BIIサイトが五価イオンからなる複合ペロフスカイ
ト型化合物において、組成範囲が0.05≦x≦0.6
25、0≦y≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.
75、0.95≦x+y+z+w≦1.1にある誘電体
共振器用磁器組成物である。本発明の特徴は、ペロフス
カイト型構造のAサイトに、Ba、SrもしくはCaの
少なくとも一方、および鉛を固溶させることであり、そ
の固溶量を上記の範囲とした時に、誘電率が大きくて無
負荷Qが高く、かつ、τf を0ppm/℃近傍で制御可能な
誘電体共振器材料が得られる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波帯域で使用
されるフィルタや発振器等のデバイスの小型化に有用で
ある、高誘電率の誘電体共振器用磁器組成物に関するも
のである。
されるフィルタや発振器等のデバイスの小型化に有用で
ある、高誘電率の誘電体共振器用磁器組成物に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】誘電体共振器は、マイクロ波等の高周波
で動作するフィルタや発振器に組み込まれ、通信機に代
表される高周波機器の、小型軽量化、使用周波数の高周
波化等に役立っている。誘電体共振器用の材料には、誘
電率が大きいこと、誘電損失が小さいこと(無負荷Qが
高いこと)、誘電率の温度安定性が高く、共振周波数の
温度変化係数(τf )が0ppm/℃の近傍で制御可能であ
ること等が要求されている。これらの要求を満たすもの
として、Ba2 Ti9 O20系、(Zr,Sn)TiO4
系、Ba(Zn1/3 Ta2/3 )O3 系、Ba(Mg1/3
Ta2/3 )O3 系等の、誘電率が20〜40の磁器組成
物がある。しかし近年、数百MHz 〜数GHz の周波数帯域
を利用する自動車電話、携帯電話等の移動体通信分野に
おいては、より一層の通信機器の小型化が進められてい
る。この流れの中で、フィルタや発振器等の部品にも、
より小さいものが求められており、これらの部品を構成
する誘電体共振器の材料として、従来よりも更に誘電率
の高いものが必要とされている。
で動作するフィルタや発振器に組み込まれ、通信機に代
表される高周波機器の、小型軽量化、使用周波数の高周
波化等に役立っている。誘電体共振器用の材料には、誘
電率が大きいこと、誘電損失が小さいこと(無負荷Qが
高いこと)、誘電率の温度安定性が高く、共振周波数の
温度変化係数(τf )が0ppm/℃の近傍で制御可能であ
ること等が要求されている。これらの要求を満たすもの
として、Ba2 Ti9 O20系、(Zr,Sn)TiO4
系、Ba(Zn1/3 Ta2/3 )O3 系、Ba(Mg1/3
Ta2/3 )O3 系等の、誘電率が20〜40の磁器組成
物がある。しかし近年、数百MHz 〜数GHz の周波数帯域
を利用する自動車電話、携帯電話等の移動体通信分野に
おいては、より一層の通信機器の小型化が進められてい
る。この流れの中で、フィルタや発振器等の部品にも、
より小さいものが求められており、これらの部品を構成
する誘電体共振器の材料として、従来よりも更に誘電率
の高いものが必要とされている。
【0003】このような要望に応えるために、数多くの
BaO−TiO2 −希土類系磁器組成物が開発されてい
る。また最近では、特開平4−65021号公報に開示
された(Pb,Ca)ZrO3 系、特開平4−1326
52号公報に開示された(Pb,Ca)(Ni1/3 Nb
2/3 )O3 系、特開平4−141906号公報に記載さ
れた(Pb,Ca)Zr(Mg1/3 Nb2/3 )O3 系等
の、Aサイトが鉛とカルシウムよりなるペロフスカイト
型の誘電体磁器組成物が提案されている。しかしながら
これら公知の組成物は、マイクロ波誘電体材料としては
必ずしも充分満足できるものではない。即ち、これらの
材料には、τf を0ppm/℃近傍で制御しようとすると、
無負荷Qが大きく低下して、測定周波数2〜4GHz にお
いて1000未満になってしまったり、比誘電率で70
を超える材料を得ることが難しくなる等の問題点があ
り、実用に供することは困難である。
BaO−TiO2 −希土類系磁器組成物が開発されてい
る。また最近では、特開平4−65021号公報に開示
された(Pb,Ca)ZrO3 系、特開平4−1326
52号公報に開示された(Pb,Ca)(Ni1/3 Nb
2/3 )O3 系、特開平4−141906号公報に記載さ
れた(Pb,Ca)Zr(Mg1/3 Nb2/3 )O3 系等
の、Aサイトが鉛とカルシウムよりなるペロフスカイト
型の誘電体磁器組成物が提案されている。しかしながら
これら公知の組成物は、マイクロ波誘電体材料としては
必ずしも充分満足できるものではない。即ち、これらの
材料には、τf を0ppm/℃近傍で制御しようとすると、
無負荷Qが大きく低下して、測定周波数2〜4GHz にお
いて1000未満になってしまったり、比誘電率で70
を超える材料を得ることが難しくなる等の問題点があ
り、実用に供することは困難である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の高周
波で使用する誘電体材料の技術的課題を解決し、誘電率
が大きく、無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の近
傍で制御可能である誘電体共振器用磁器組成物を提供
し、小型で高性能の誘電体共振器を作製可能とすること
を目的とする。
波で使用する誘電体材料の技術的課題を解決し、誘電率
が大きく、無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の近
傍で制御可能である誘電体共振器用磁器組成物を提供
し、小型で高性能の誘電体共振器を作製可能とすること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、化学式(Bax Sry Caz Pbw )(B
I1/3 BII2/3 )O3 で表され、BIサイトが二価イオ
ン、BIIサイトが五価イオンからなる複合ペロフスカイ
ト型化合物であり、0.05≦x≦0.625、0≦y
≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.75、0.9
5≦x+y+z+w≦1.1の組成範囲にある誘電体共
振器用磁器組成物である。
の本発明は、化学式(Bax Sry Caz Pbw )(B
I1/3 BII2/3 )O3 で表され、BIサイトが二価イオ
ン、BIIサイトが五価イオンからなる複合ペロフスカイ
ト型化合物であり、0.05≦x≦0.625、0≦y
≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.75、0.9
5≦x+y+z+w≦1.1の組成範囲にある誘電体共
振器用磁器組成物である。
【0006】本発明者らはこれまでに、A(BI1/3 B
II2/3 )O3 と表される複合ペロフスカイト型結晶構造
の化合物において、Aサイトに入るイオンの平均イオン
半径を特定の範囲とするときに、従来知られていない構
造相転移の起きることを発見した。この相転移は常誘電
体のまま起きるものであり、その誘電率の変化量は、前
述のPb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 系等で知られる強誘
電相転移と比較して、極めて小さい。また、組成を選ぶ
ことにより相転移に伴う誘電率の温度変化を変えること
ができるため、誘電体の誘電率の温度変化を制御する技
術として利用可能なものである。
II2/3 )O3 と表される複合ペロフスカイト型結晶構造
の化合物において、Aサイトに入るイオンの平均イオン
半径を特定の範囲とするときに、従来知られていない構
造相転移の起きることを発見した。この相転移は常誘電
体のまま起きるものであり、その誘電率の変化量は、前
述のPb(Mg1/3 Nb2/3 )O3 系等で知られる強誘
電相転移と比較して、極めて小さい。また、組成を選ぶ
ことにより相転移に伴う誘電率の温度変化を変えること
ができるため、誘電体の誘電率の温度変化を制御する技
術として利用可能なものである。
【0007】この誘電率の温度変化の制御技術を開発し
た後、温度特性の制御と、大きな誘電率を両立できる誘
電体材料を得るために鋭意研究した結果、複合ペロフス
カイト型構造のAサイトに鉛とバリウム、更にストロン
チウムとカルシウムの少なくとも一方を含む固溶体とし
た時に、τf を0ppm/℃近傍で制御しつつ、無負荷Qの
大きな低下を起こさずに、大きな誘電率を示す磁器組成
物が得られることを見出した。
た後、温度特性の制御と、大きな誘電率を両立できる誘
電体材料を得るために鋭意研究した結果、複合ペロフス
カイト型構造のAサイトに鉛とバリウム、更にストロン
チウムとカルシウムの少なくとも一方を含む固溶体とし
た時に、τf を0ppm/℃近傍で制御しつつ、無負荷Qの
大きな低下を起こさずに、大きな誘電率を示す磁器組成
物が得られることを見出した。
【0008】上記の磁器組成物で、特に高誘電率系の誘
電体共振器用材料として好ましい特性が得られるのは、
本発明の複合ペロフスカイト型化合物の組成を(Bax
Sry Caz Pbw )(BI1/3 BII2/3 )O3 と表し
た時に、Aサイトが0.05≦x≦0.625、0≦y
≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.75、0.9
5≦x+y+z+w≦1.1の範囲にある場合である。
バリウム、ストロンチウム、カルシウムの割合が上記の
範囲外となると、τfの制御が困難となる他、無負荷Q
の高いものが得られない等の問題が生じる。ストロンチ
ウムとカルシウムはどちらか一方のみを使用すること
も、両方同時に添加することも可能であるが、共振周波
数の温度変化をより精密に制御するためには、両方添加
した方がよい。
電体共振器用材料として好ましい特性が得られるのは、
本発明の複合ペロフスカイト型化合物の組成を(Bax
Sry Caz Pbw )(BI1/3 BII2/3 )O3 と表し
た時に、Aサイトが0.05≦x≦0.625、0≦y
≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.75、0.9
5≦x+y+z+w≦1.1の範囲にある場合である。
バリウム、ストロンチウム、カルシウムの割合が上記の
範囲外となると、τfの制御が困難となる他、無負荷Q
の高いものが得られない等の問題が生じる。ストロンチ
ウムとカルシウムはどちらか一方のみを使用すること
も、両方同時に添加することも可能であるが、共振周波
数の温度変化をより精密に制御するためには、両方添加
した方がよい。
【0009】Aサイトに含まれる鉛の割合が高いほど誘
電率は大きくなるが、τf の制御性や、高い無負荷Qを
両立するためには、wが0.75以下であることが必要
である。鉛を添加する別の効果として、焼成温度を下げ
ることができる。しかし一方、鉛は焼成中に蒸発し易
く、この鉛の蒸発に伴う組成ずれを防ぐため、あらかじ
め鉛を余分に添加したり、焼成時の詰め粉として、鉛系
の粉を用いる等の工夫が必要である。0.95≦x+y
+z+w≦1.1の組成範囲に限定したのは、この組成
範囲を外れると第二相の生成が著しくなり、無負荷Qが
低下すると同時に、誘電率も小さくなるためである。
電率は大きくなるが、τf の制御性や、高い無負荷Qを
両立するためには、wが0.75以下であることが必要
である。鉛を添加する別の効果として、焼成温度を下げ
ることができる。しかし一方、鉛は焼成中に蒸発し易
く、この鉛の蒸発に伴う組成ずれを防ぐため、あらかじ
め鉛を余分に添加したり、焼成時の詰め粉として、鉛系
の粉を用いる等の工夫が必要である。0.95≦x+y
+z+w≦1.1の組成範囲に限定したのは、この組成
範囲を外れると第二相の生成が著しくなり、無負荷Qが
低下すると同時に、誘電率も小さくなるためである。
【0010】BIサイトに入るイオン種は特に限定はし
ないが、Mg,Zn,Ni,Co,Cu,Fe等のイオ
ンの内から1種、もしくは複数のイオン種を選んで用い
ることにより、誘電体共振器として良好な特性を示す磁
器組成物が得られる。BIIサイトについては、TaやN
bイオンを用いることができる。高い無負荷Qの誘電体
共振器材料を得るためにはTaイオンを用いることが有
効であるが、Taイオンの一部をNbイオンで置換する
ことも可能である。また、本発明において、(BI1/3
BII2/3 )の一部を、ZrやSn等の四価のイオンで置
換しても、τfを制御しつつ、大きな誘電率を示す誘電
体共振器用磁器組成物を得ることが可能である。
ないが、Mg,Zn,Ni,Co,Cu,Fe等のイオ
ンの内から1種、もしくは複数のイオン種を選んで用い
ることにより、誘電体共振器として良好な特性を示す磁
器組成物が得られる。BIIサイトについては、TaやN
bイオンを用いることができる。高い無負荷Qの誘電体
共振器材料を得るためにはTaイオンを用いることが有
効であるが、Taイオンの一部をNbイオンで置換する
ことも可能である。また、本発明において、(BI1/3
BII2/3 )の一部を、ZrやSn等の四価のイオンで置
換しても、τfを制御しつつ、大きな誘電率を示す誘電
体共振器用磁器組成物を得ることが可能である。
【0011】
【作用】本発明の提供する磁器組成物は、誘電率が大き
くて無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の近傍で制
御可能であり、優れた誘電体共振器用材料である。本発
明によって、通信機器の小型化、高性能化に有効な誘電
体共振器が作製可能となった。
くて無負荷Qが高く、かつ、τf が0ppm/℃の近傍で制
御可能であり、優れた誘電体共振器用材料である。本発
明によって、通信機器の小型化、高性能化に有効な誘電
体共振器が作製可能となった。
【0012】
【実施例】原料として高純度のBaCO3 ,SrC
O3 ,CaCO3 ,PbO,MgO,ZnO,NiO,
Ta2 O5 ,Nb2 O5 の粉体を用い、それぞれ指定の
組成となるように秤量し、エタノールを媒体として、ボ
ールミルにて16時間湿式混合した。これをロータリー
エバポレーターを用いて乾燥し、700℃から1000
℃程度の温度範囲で4時間仮焼した。次に、粉砕した仮
焼粉を2000kgf/cm2の圧力で円柱状に加圧成形し
た。この成形体をアルミナ等のるつぼ内で1100℃か
ら1500℃程度の温度範囲で2〜16時間焼成し、焼
結体を得た。焼成に伴う鉛の蒸発を防ぐために、るつぼ
内には成形体と同一組成の仮焼粉を配した。この焼結体
を、直径8〜9mm、高さ4〜5mmになるよう加工した。
このようにして得た誘電体共振器について、両端短絡型
誘電体共振器法により誘電特性の測定を行った。共振周
波数(f)は3〜9GHz であったが、Q・f=一定の経
験式により、4GHz での無負荷Qに換算して比較した。
τf としては、25〜50℃での共振周波数の変化係数
を採用した。
O3 ,CaCO3 ,PbO,MgO,ZnO,NiO,
Ta2 O5 ,Nb2 O5 の粉体を用い、それぞれ指定の
組成となるように秤量し、エタノールを媒体として、ボ
ールミルにて16時間湿式混合した。これをロータリー
エバポレーターを用いて乾燥し、700℃から1000
℃程度の温度範囲で4時間仮焼した。次に、粉砕した仮
焼粉を2000kgf/cm2の圧力で円柱状に加圧成形し
た。この成形体をアルミナ等のるつぼ内で1100℃か
ら1500℃程度の温度範囲で2〜16時間焼成し、焼
結体を得た。焼成に伴う鉛の蒸発を防ぐために、るつぼ
内には成形体と同一組成の仮焼粉を配した。この焼結体
を、直径8〜9mm、高さ4〜5mmになるよう加工した。
このようにして得た誘電体共振器について、両端短絡型
誘電体共振器法により誘電特性の測定を行った。共振周
波数(f)は3〜9GHz であったが、Q・f=一定の経
験式により、4GHz での無負荷Qに換算して比較した。
τf としては、25〜50℃での共振周波数の変化係数
を採用した。
【0013】以上の方法で試料を作製し、評価した結果
を表1に示す。なお、試料番号に*を記した試料は本発
明の範囲外のものであり、それ以外は全てこの発明に含
まれるものである。実施例によって示されるように、本
発明によって、τf を0ppm/℃近傍で制御しつつ、大き
な誘電率と高い無負荷Qを示す、優れた誘電体共振器が
作製可能である。
を表1に示す。なお、試料番号に*を記した試料は本発
明の範囲外のものであり、それ以外は全てこの発明に含
まれるものである。実施例によって示されるように、本
発明によって、τf を0ppm/℃近傍で制御しつつ、大き
な誘電率と高い無負荷Qを示す、優れた誘電体共振器が
作製可能である。
【0014】
【表1】
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による磁器
組成物にすることにより、誘電率が大きくて無負荷Qが
高く、かつ、τf を0ppm/℃近傍で制御可能な、小型で
高性能の誘電体共振器を得ることができる。
組成物にすることにより、誘電率が大きくて無負荷Qが
高く、かつ、τf を0ppm/℃近傍で制御可能な、小型で
高性能の誘電体共振器を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 化学式(Bax Sry Caz Pbw )
(BI1/3 BII2/3 )O3 で表され、BIサイトが二価
イオン、BIIサイトが五価イオンからなる複合ペロフス
カイト型化合物であり、0.05≦x≦0.625、0
≦y≦0.8、0≦z≦0.5、0<w≦0.75、
0.95≦x+y+z+w≦1.1の組成範囲にあるこ
とを特徴とする誘電体共振器用磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5153983A JPH0729416A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 誘電体共振器用磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5153983A JPH0729416A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 誘電体共振器用磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0729416A true JPH0729416A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15574348
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5153983A Withdrawn JPH0729416A (ja) | 1993-06-24 | 1993-06-24 | 誘電体共振器用磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0729416A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0779491A1 (en) | 1995-12-14 | 1997-06-18 | Sanden Corporation | Heat exchanger with a header box provided with a partition wall, and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-06-24 JP JP5153983A patent/JPH0729416A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0779491A1 (en) | 1995-12-14 | 1997-06-18 | Sanden Corporation | Heat exchanger with a header box provided with a partition wall, and method of manufacturing the same |
US5894886A (en) * | 1995-12-14 | 1999-04-20 | Sanden Corp | Heat exchanger with fluid control means for controlling a flow of a heat exchange medium and method of manufacturing the same |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000905 |