JPH08143360A - 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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JPH08143360A
JPH08143360A JP6312449A JP31244994A JPH08143360A JP H08143360 A JPH08143360 A JP H08143360A JP 6312449 A JP6312449 A JP 6312449A JP 31244994 A JP31244994 A JP 31244994A JP H08143360 A JPH08143360 A JP H08143360A
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JP
Japan
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temperature coefficient
value
resonance frequency
dielectric
high frequency
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Pending
Application number
JP6312449A
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English (en)
Inventor
Shiyuntei Ri
春廷 李
Kuniharu Noda
邦治 野田
Etsuro Kato
悦朗 加藤
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MARUWA CERAMIC KK
Original Assignee
MARUWA CERAMIC KK
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波帯域でも無負荷Q値が従来より高く,
且つ共振周波数の温度係数が小さく,該温度係数をマイ
ナス値からプラス値まで自由に変化させることができ
る,高周波用誘電体磁器組成物を提供すること。 【構成】 高周波用誘電体磁器組成物は,一般式Ba
1-X SrX (ZnU NiVMgw Ta2/3 )O
(8/3)+(U+V+W) により表される組成である。一般式中の
X,U,V,Wは,0.005≦X≦0.06,0.0
5≦U≦0.33,0≦V≦0.10,0.01≦W≦
0.25(但し,0.29≦U+V+W≦0.34)の
範囲内にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,誘電体磁器組成物に関
し,特に高周波帯域においても無負荷Q値が高く,か
つ,共振周波数の温度係数が小さく,その温度係数を自
由に制御することができる高周波用誘電体磁器組成物に
関する。
【0002】
【従来技術】誘電体磁器は,マイクロ波又はミリ波等の
高周波帯域における誘電体共振器やMIC用誘電体基板
に利用されている。かかる誘電体磁器には,適度に大き
い誘電率,高い無負荷Q値(誘電損失の逆数),低い共
振周波数温度係数等の特性が要求される。上記高周波用
誘電体磁器の組成物としては,従来,BaO−TiO2
系化合物,(Zr,Sn)TiO4 ,Ba(Zn1/3
2/3 )O3 ,又はBa(Mg1/3 Ta2/3 )O3 系の
複合ペロブスカイト型構造を有する組成物等が知られて
いる。
【0003】特に,最近,自動車電話,衛星通信,衛星
放送等のマイクロ波技術が進歩し,これに伴い,誘電体
磁器には,高周波帯域においてもより高い無負荷Q値が
要求されるようになってきた。また,誘電体磁器の温度
特性についても,共振周波数の温度係数(温度変化率)
が小さく,かつ,0ppm/℃を中心にマイナス値から
プラス値まで自由に制御できることが要求されている。
【0004】かかる要求に対し,従来,様々な提案がな
されている。まず,誘電体磁器の無負荷Q値を高めるた
めに, 急速昇温焼成技術(特開昭62─170102号公
報), Ba(Zn1/3 Ta2/3 )O3 の中のBaを非化学量
論にして長時間焼成する技術(特開平4─224161
号公報), 誘電体磁器組成物について,その一部成分の置換(特
開昭60─200855号公報)等が提案されている。
【0005】次に,誘電体磁器の温度特性を改善するた
めに,無負荷Q値の高い材料であるBa(Zn1/3 Ta
2/3 )O3 に,BaZrO3 (特開平4─224161
号公報)又はV2 5 (特開昭60─210568号公
報)等の添加物を添加したり,Nbにより上記のTa成
分を置換する方法が提案されている。これは,Ba(Z
1/3 Ta2/3 )O3 が無負荷Q値の高い材料である一
方,共振周波数温度係数がほぼ0ppmであることに鑑
み,この材料に上記添加又は置換を行うことにより,共
振周波数温度係数を目的に応じた値に制御するというも
のである。
【0006】
【解決しようとする課題】しかしながら,上記従来の誘
電体磁器組成物においては,無負荷Q値が小さかった
り,共振周波数温度係数の制御が困難であったり,或い
は比誘電率が小さいなどといういずれかの問題があり,
高周波帯域で使用される共振器として不都合な点が多
い。
【0007】例えば,上記の急速昇温焼成法を用いる
場合には,量産性,物性安定性などの面で難点がある。
また,上記の高温長期間焼成法を用いる場合には,成
分の蒸発やコストアップをもたらす。特に,共振周波数
温度係数の制御用として加える添加物は,無負荷Q値の
劣化と共に,比誘電率に大きな変化をもたらす。このた
め,共振周波数温度係数を回路特性に適合させるために
は,ある程度無負荷Q値又は誘電率を犠牲にしなければ
ならないという問題を生ずる。更に,上記Ba(Zn
1/3 Ta2/3 )O3 材料に上記添加又は置換を行う場合
には,安定な物性が得られにくいなどの問題を生ずる。
【0008】本発明はかかる従来の問題点に鑑み,高周
波帯域でも無負荷Q値が高く,且つ共振周波数の温度係
数が小さく,該温度係数をマイナス値からプラス値まで
自由に変化させることができる,高周波用誘電体磁器組
成物を提供しようとするものである。
【0009】
【課題の解決手段】本発明は,一般式 Ba1-X SrX (ZnU NiV Mgw Ta2/3 )O
(8/3)+(U+V+W) からなる一般式により表される組成であって,上記一般
式中のX,U,V,Wが, 0.005≦X≦0.06 0.05≦U≦0.33 0≦V≦0.10 0.01≦W≦0.25 (但し,0.29≦U+V+W≦0.34) の範囲内にあることを特徴とする高周波用誘電体磁器組
成物にある。
【0010】本発明において,上記一般式中のXは,バ
リウム(Ba)の一部をストロンチウム(Sr)により
置換するSr置換量を,モル数で示したものである。X
の範囲は,0.005≦X≦0.06である。この範囲
内において上記Sr置換量を増やすことにより,焼成時
間が短縮されると共に,共振周波数温度係数が連続的に
増加する(図1参照)。しかし,Xが0.06を越える
場合には,無負荷Q値が低下し,共振周波数温度係数も
過大となり,実用的ではなくなる。一方,Xが0.00
5未満の場合には,長時間の焼成が必要となったり,共
振周波数温度係数が過小となるなどの問題が生ずる。
【0011】次に,上記一般式中のUは,誘電体磁器組
成物中の亜鉛(Zn)のモル数を示す。Uの範囲は,
0.05≦U≦0.33である。この範囲内においてZ
n量を変化させることにより,比誘電率,共振周波数温
度係数はともに緩やかに変化する。しかし,Uが0.3
3を越える場合には,誘電体磁器組成物が緻密化しない
という問題がある。一方,Uが0.05未満の場合に
は,誘電体磁器組成物が緻密化しないまたは共振周波数
温度係数が過大となるなどの問題がある。
【0012】次に,上記一般式中のVは,誘電体磁器組
成物中のニッケル(Ni)のモル数を示す。Vの範囲
は,0≦V≦0.10である。この範囲内においてNi
量を変化させることにより,共振周波数温度係数の選択
可能範囲が広がる。しかし,Vが0.10を越える場合
には,無負荷Q値が低下し,また共振周波数温度係数が
小さくなりすぎるなどの不具合が生じる。
【0013】次に,上記一般式中のWは,誘電体磁器組
成物中のマグネシウム(Mg)のモル数を示す。Wの範
囲は,0.01≦W≦0.25である。この範囲内にM
gが存在することにより,誘電体磁器組成物中のZnO
成分の蒸発が抑制され,誘電特性のバラツキが小さくな
り,製造が容易となる。しかし,Wが0.25を越える
場合には,誘電体磁器組成物が緻密化しないまたは共振
周波数温度係数が過大となるなどの問題がある。一方,
Wが0.01未満の場合には,ZnO成分の蒸発に対す
る抑制作用が不十分であり,安定な物性が得られにく
い。
【0014】次に,上記一般式中のU,V,Wの総和量
の範囲は,0.29≦U+V+W≦0.34である。上
記総和量が0.29未満の場合,又は0.34を越える
場合には,緻密な磁器が得られない。
【0015】上記高周波用誘電体磁器組成物は,所定量
の出発原料を湿式混合し,乾燥し,仮焼成し,次いで粉
砕,整粒した後,成形,焼成する方法等によって製造す
ることができる。上記出発原料としては,Ba,Sr,
Zn,Ni,Mg,Taの酸化物又は炭酸塩が一般に用
いられるが,その一部に塩化物,硝酸塩を使用すること
も可能である。
【0016】
【作用及び効果】本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は,上記特定の成分及び組成であるため,高周波帯域で
も,従来より無負荷Q値が高く,また,共振周波数の温
度係数が小さい。更に,上記の組成範囲内においてBa
の一部をSrにより置換するSr置換量を調整すること
により,誘電体磁器組成物の共振周波数の温度係数をマ
イナス値からプラス値まで自由に変化させることができ
る(図1)。従って,本発明の誘電体磁器組成物は,高
周波帯域における誘電体共振器,回路基板のセラミック
材料等として利用価値が高い。
【0017】本発明によれば,高周波帯域でも無負荷Q
値が従来より高く,且つ共振周波数の温度係数が小さ
く,共振周波数の温度係数をマイナス値からプラス値ま
で自由に変化させることができる,高周波用誘電体磁器
組成物を提供することができる。
【0018】
【実施例】
実施例1 本例においては,誘電体磁器組成物の組成と,その誘電
率,無負荷Q値,及び共振周波数温度係数との関係を測
定した。以下,本発明にかかる高周波用誘電体磁器組成
物を,比較例と共に説明する。 〔試料作製〕本発明,比較例ともに,表1に示すX,
U,V,Wの組成となるように,高純度のBaCO3
SrCO3 ,ZnO,NiO,MgO,Ta2 5 を秤
量し,秤量原料をボールミルにより16時間湿式混合し
た。溶媒としてメチルアルコールを用いた。表1中の
X,U,V,Wは,一般式 Ba1-X SrX (ZnU
V Mgw Ta2/3 )O(8/3)+(U+V+W) のモル数を示
す。
【0019】次に,上記混合物を乾燥した後,1100
℃で3時間仮焼した。仮焼物を軽くほぐした後,バイン
ダーを加え,乳鉢を用いて整粒した。得られた粉末を一
軸プレスにて,1.2ton/cm2 の圧力により,直
径12.0mm,高さ6.0mmの寸法の円板に成形し
た。この成形体を,空気中,1550℃,3時間焼成し
て,誘電体磁器組成物としての磁器試料とした(本発明
に係る試料1〜4,7〜10,13〜18,及び比較例
に係る試料C5,C6,C11,C12,C19〜C2
2)。
【0020】〔測定方法〕得られた試料を測定冶具に合
わせて所定の形状に加工し,共振周波数10GHzにお
ける比誘電率εr ,無負荷Q値,及び共振周波数温度係
数τf(ppm/℃)を測定した。その結果を表1に示
した。
【0021】〔測定結果〕同表より知られるごとく,本
発明にかかる磁器試料は,いずれも,高周波帯域におい
ても無負荷Q値が従来より高く,且つ共振周波数の温度
係数が小さい。一方,比較例に係る磁器試料は,緻密化
しない(C11,C12,C22),無負荷Q値が小さ
い(C5,C6,C19,C20),又は共振周波数温
度係数が大きい(C5,C21)のいずれかの不具合が
生じた。
【0022】
【表1】
【0023】実施例2 本例においては,図1に示すごとく,Baの一部をSr
により置換するSr置換量と共振周波数温度係数との関
係を測定した。測定に際し,上記Sr置換量(X)を
0.00〜0.08モル数の範囲内で変えた。また,図
1に示すごとく,上記Sr置換量(X)に対して,Z
n,Ni,Mgのモル数U,V,Wを2段階(A,B)
に設定した。その他は,実施例1と同様に,誘電体磁器
組成物を製造した。
【0024】上記測定結果を,図1に示した。図1より
知られるごとく,上記Sr置換量(X)が増加すると,
誘電体磁器組成物の共振周波数温度係数もマイナス値か
らプラス値へと増加する。このことから,Sr置換量を
変えることにより,共振周波数温度係数を自由に制御で
きることがわかる。そして,このように共振周波数温度
係数を自由に変えることができるため,本発明の高周波
用誘電体磁器組成物は,高周波帯域における誘電体共振
器,MIC用誘電体基板等に用いる場合に最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例2の高周波用誘電体磁器組成物におけ
る,Sr置換量と共振周波数温度係数との関係を示す線
図。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 Ba1-X SrX (ZnU NiV Mgw Ta2/3 )O
    (8/3)+(U+V+W) からなる一般式により表される組成であって,上記一般
    式中のX,U,V,Wが, 0.005≦X≦0.06 0.05≦U≦0.33 0≦V≦0.10 0.01≦W≦0.25 (但し,0.29≦U+V+W≦0.34) の範囲内にあることを特徴とする高周波用誘電体磁器組
    成物。
JP6312449A 1994-11-21 1994-11-21 高周波用誘電体磁器組成物 Pending JPH08143360A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474216B1 (ko) * 2001-09-25 2005-03-08 (주)에어링크테크놀로지 고주파용 유전체 조성물 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100474216B1 (ko) * 2001-09-25 2005-03-08 (주)에어링크테크놀로지 고주파용 유전체 조성물 및 그 제조방법

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