JPH08217535A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH08217535A JPH08217535A JP7024827A JP2482795A JPH08217535A JP H08217535 A JPH08217535 A JP H08217535A JP 7024827 A JP7024827 A JP 7024827A JP 2482795 A JP2482795 A JP 2482795A JP H08217535 A JPH08217535 A JP H08217535A
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- Japan
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- dielectric
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- dielectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 マイクロ波領域で使用する誘電体磁器におい
て、高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振振周波数の温
度係数をもち、誘電体共振器を小型化することができる
誘電体磁器組成物を提供する。 【構成】 組成が、(1−x)Re(Mg1/2Ti1/2)
O3・xMeTiO3で表され、ReはY,Nd,Smか
ら選ばれた少なくとも一種の元素を含む元素であり、M
eは少なくともCaを含むアルカリ土類金属であり、
0.0≦x≦0.7なる関係にある誘電体磁器組成物。
て、高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振振周波数の温
度係数をもち、誘電体共振器を小型化することができる
誘電体磁器組成物を提供する。 【構成】 組成が、(1−x)Re(Mg1/2Ti1/2)
O3・xMeTiO3で表され、ReはY,Nd,Smか
ら選ばれた少なくとも一種の元素を含む元素であり、M
eは少なくともCaを含むアルカリ土類金属であり、
0.0≦x≦0.7なる関係にある誘電体磁器組成物。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘電体磁器組成物に関す
る。特に、マイクロ波領域などで使用される誘電体磁器
組成物に関する。
る。特に、マイクロ波領域などで使用される誘電体磁器
組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車電話や可搬型電話、あるい
は衛星放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用する通
信の進展にともない、機器の小型化が要求されている。
このためには、機器を構成する個々の部品が小型化され
る必要がある。誘電体はこれらの機器において、フィル
タ素子や発振素子に誘電体共振器として組み込まれてい
る。誘電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用する
場合、誘電体材料の持つ比誘電率(εr )の平方根に逆
比例するため、小型の誘電体共振器を作製するには、高
い比誘電率を有する材料が必要である。加えて、誘電体
共振器として実用化するためには、マイクロ波領域で低
損失であること、すなわちQ値が高いこと、さらに共振
周波数の温度係数(τf )が小さいことが必要である。
したがって、誘電体共振器を小型化するため、より比誘
電率が高い、しかも高いQ値と小さい共振周波数の温度
係数をもつ誘電体磁器の開発が望まれていた。ここでQ
値は誘電損失tanδの逆数をいう。
は衛星放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用する通
信の進展にともない、機器の小型化が要求されている。
このためには、機器を構成する個々の部品が小型化され
る必要がある。誘電体はこれらの機器において、フィル
タ素子や発振素子に誘電体共振器として組み込まれてい
る。誘電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用する
場合、誘電体材料の持つ比誘電率(εr )の平方根に逆
比例するため、小型の誘電体共振器を作製するには、高
い比誘電率を有する材料が必要である。加えて、誘電体
共振器として実用化するためには、マイクロ波領域で低
損失であること、すなわちQ値が高いこと、さらに共振
周波数の温度係数(τf )が小さいことが必要である。
したがって、誘電体共振器を小型化するため、より比誘
電率が高い、しかも高いQ値と小さい共振周波数の温度
係数をもつ誘電体磁器の開発が望まれていた。ここでQ
値は誘電損失tanδの逆数をいう。
【0003】従来誘電体共振器用のマイクロ波誘電体と
して、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3系のようにAサイト
にBaを含むペロブスカイト系の磁器組成物が数多く提
案されている(たとえば特公昭59−48484号公報
参照)。これらのペロブスカイト系の誘電体は、非常に
高いQ値をもっている。
して、Ba(Zn1/3Ta2/3)O3系のようにAサイト
にBaを含むペロブスカイト系の磁器組成物が数多く提
案されている(たとえば特公昭59−48484号公報
参照)。これらのペロブスカイト系の誘電体は、非常に
高いQ値をもっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし前記誘電体磁器
組成物では比誘電率が30程度であり、共振周波数の温
度係数もやや大きいという問題があった。
組成物では比誘電率が30程度であり、共振周波数の温
度係数もやや大きいという問題があった。
【0005】本発明は、上記の課題を解決するため、マ
イクロ波領域で使用する誘電体磁器において、高い比誘
電率とQ値を有し、かつ小さい共振振周波数の温度係数
を同時に満足させ、かつ焼結温度の低い誘電体磁器組成
物を提供することを目的としている。
イクロ波領域で使用する誘電体磁器において、高い比誘
電率とQ値を有し、かつ小さい共振振周波数の温度係数
を同時に満足させ、かつ焼結温度の低い誘電体磁器組成
物を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第1番目の誘電体磁器組成物は、 (1−x)Re(Mg1/2Ti1/2)O3・xMeTiO3 (1) で表され、ReはY,Nd,Smから選ばれた少なくと
も一種の元素を含み、Meは少なくともCaを含み、
0.0≦x≦0.7なる関係にあることを特徴とする。
め、本発明の第1番目の誘電体磁器組成物は、 (1−x)Re(Mg1/2Ti1/2)O3・xMeTiO3 (1) で表され、ReはY,Nd,Smから選ばれた少なくと
も一種の元素を含み、Meは少なくともCaを含み、
0.0≦x≦0.7なる関係にあることを特徴とする。
【0007】また本発明の第2番目の誘電体磁器組成物
は、前記組成式が、 (1−x)Y(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (2) で表され、0.0≦x≦0.65であることが好まし
い。
は、前記組成式が、 (1−x)Y(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (2) で表され、0.0≦x≦0.65であることが好まし
い。
【0008】また本発明の第3番目の誘電体磁器組成物
は、前記組成式が、 (1−x)Nd(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (3) で表され、0.0≦x≦0.68であることが好まし
い。
は、前記組成式が、 (1−x)Nd(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (3) で表され、0.0≦x≦0.68であることが好まし
い。
【0009】また本発明の第4番目の誘電体磁器組成物
は、前記組成式が、 (1−x)Sm(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (4) で表され、0.0≦x≦0.68であることが好まし
い。
は、前記組成式が、 (1−x)Sm(Mg1/2Ti1/2)O3・xCaTiO3 (4) で表され、0.0≦x≦0.68であることが好まし
い。
【0010】
【作用】前記した本発明の第1番目の誘電体磁器組成物
が、前記式(1)で示される組成の構成によれば、希土
類元素のY,Nd,Smを少なくとも一種含むととも
に、少なくともCaを含んでいることにより、高い比誘
電率とQ値、かつ小さい共振振周波数の温度係数をもつ
ことを同時に満足させることができる。Reの元素とし
ては、Y,Nd,SmのほかにLa,Dy等の希土類元
素などがあげられる。また、Meの元素としては、Ca
のほかにSr,Baのアルカリ土類金属やPbなどがあ
げられ、高誘電率化のためにはSr,Baのアルカリ土
類金属が好ましい。
が、前記式(1)で示される組成の構成によれば、希土
類元素のY,Nd,Smを少なくとも一種含むととも
に、少なくともCaを含んでいることにより、高い比誘
電率とQ値、かつ小さい共振振周波数の温度係数をもつ
ことを同時に満足させることができる。Reの元素とし
ては、Y,Nd,SmのほかにLa,Dy等の希土類元
素などがあげられる。また、Meの元素としては、Ca
のほかにSr,Baのアルカリ土類金属やPbなどがあ
げられ、高誘電率化のためにはSr,Baのアルカリ土
類金属が好ましい。
【0011】また、前記した本発明の第2番目の誘電体
磁器組成物が、前記式(2)で示される好ましい構成に
よれば、高い比誘電率とさらなる高いQ値で、かつ小さ
い共振振周波数の温度係数をもつことを同時に満足させ
ることができる。
磁器組成物が、前記式(2)で示される好ましい構成に
よれば、高い比誘電率とさらなる高いQ値で、かつ小さ
い共振振周波数の温度係数をもつことを同時に満足させ
ることができる。
【0012】また、前記した本発明の第3番目の誘電体
磁器組成物が、前記式(3)で示される好ましい構成に
よれば、さらなる高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振
振周波数の温度係数をもつことを同時に満足させること
ができる。
磁器組成物が、前記式(3)で示される好ましい構成に
よれば、さらなる高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振
振周波数の温度係数をもつことを同時に満足させること
ができる。
【0013】また、前記した本発明の第4番目の誘電体
磁器組成物が、前記式(4)で示される好ましい構成に
よれば、高い比誘電率とQ値、かつ小さい、負の値の傾
向の共振振周波数の温度係数をもつことを同時に満足さ
せることができる。
磁器組成物が、前記式(4)で示される好ましい構成に
よれば、高い比誘電率とQ値、かつ小さい、負の値の傾
向の共振振周波数の温度係数をもつことを同時に満足さ
せることができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
出発原料には化学的に高純度であるY2O3、Nd2O3、
Sm2O3、La2O3、Dy2O3、MgO、TiO2、お
よびCaCO3を用いた。原料の純度補正を行なったの
ち、誘電体磁器組成物が前記式(1)における種々のR
e、Meおよびxに該当するように秤量した。
出発原料には化学的に高純度であるY2O3、Nd2O3、
Sm2O3、La2O3、Dy2O3、MgO、TiO2、お
よびCaCO3を用いた。原料の純度補正を行なったの
ち、誘電体磁器組成物が前記式(1)における種々のR
e、Meおよびxに該当するように秤量した。
【0015】これらの粉体を、ポリエチレン製のボール
ミルに入れ、直径5mmの安定化ジルコニアの玉石と純
水を加え、17時間混合した。混合後、スラリーを乾燥
し、アルミナ製の坩堝にいれ、1000℃から1200
℃で4時間仮焼した。仮焼体をライカイ機で解砕した
後、前述したボールミルで17時間粉砕し、乾燥させ、
原料粉体とした。
ミルに入れ、直径5mmの安定化ジルコニアの玉石と純
水を加え、17時間混合した。混合後、スラリーを乾燥
し、アルミナ製の坩堝にいれ、1000℃から1200
℃で4時間仮焼した。仮焼体をライカイ機で解砕した
後、前述したボールミルで17時間粉砕し、乾燥させ、
原料粉体とした。
【0016】この原料粉体にバインダとしてポリビニル
アルコールの5重量%水溶液を6重量%加えて混合後、
32メッシュのふるいを通して造粒し、100MPaで
直径13mm、厚み約5mmの円柱状にプレス成形し
た。成形体を650℃で2時間加熱してバインダを焼却
後、マグネシア製の磁器容器に入れ、蓋をし、1250
℃から1550℃の種々の温度で2時間保持して焼成し
た。
アルコールの5重量%水溶液を6重量%加えて混合後、
32メッシュのふるいを通して造粒し、100MPaで
直径13mm、厚み約5mmの円柱状にプレス成形し
た。成形体を650℃で2時間加熱してバインダを焼却
後、マグネシア製の磁器容器に入れ、蓋をし、1250
℃から1550℃の種々の温度で2時間保持して焼成し
た。
【0017】密度が最高となる温度で焼成した焼結体に
ついてマイクロ波での誘電特性を測定した。共振周波数
とQ値は誘電体共振器法により求めた。焼結体の寸法と
共振周波数より誘電率を算出した。共振周波数は、2〜
5GHzであった。また、−25℃、20℃及び85℃
における共振周波数を測定し、最小二乗法により、その
温度係数(τf )を算出した。その結果を表1、表2に
示す。表1は第1番目の発明に、表2は第2、3、4番
目の発明に対応する。表2の組成においてMeとして用
いた元素はCaである。両表において、番号の#は本発
明の範囲外の比較例を示す。
ついてマイクロ波での誘電特性を測定した。共振周波数
とQ値は誘電体共振器法により求めた。焼結体の寸法と
共振周波数より誘電率を算出した。共振周波数は、2〜
5GHzであった。また、−25℃、20℃及び85℃
における共振周波数を測定し、最小二乗法により、その
温度係数(τf )を算出した。その結果を表1、表2に
示す。表1は第1番目の発明に、表2は第2、3、4番
目の発明に対応する。表2の組成においてMeとして用
いた元素はCaである。両表において、番号の#は本発
明の範囲外の比較例を示す。
【0018】
【表1】
【0019】前記表1から明らかなように、前記式
(1)の範囲であれば、いずれの組成系においても、比
誘電率εr が20以上で、共振振周波数の温度係数τf
が−80〜+80ppm/℃の優れたマイクロ波誘電特
性を示す誘電体磁器組成物を得ることができる。Qf積
も20000GHz以上と高いQ値を得ることができ
た。Me成分のCaの割合xが0.7を越えると、Qf
積が2000未満になり、τ f が80ppm/℃を越え
るので好ましくない。
(1)の範囲であれば、いずれの組成系においても、比
誘電率εr が20以上で、共振振周波数の温度係数τf
が−80〜+80ppm/℃の優れたマイクロ波誘電特
性を示す誘電体磁器組成物を得ることができる。Qf積
も20000GHz以上と高いQ値を得ることができ
た。Me成分のCaの割合xが0.7を越えると、Qf
積が2000未満になり、τ f が80ppm/℃を越え
るので好ましくない。
【0020】
【表2】
【0021】また、表2から明らかなように、前記式
(2)、(3)、および(4)の範囲であれば、いずれ
の組成系においても、比誘電率が20以上で、τf が−
50〜+50ppm/℃の優れたマイクロ波誘電特性を
示すことがわかった。特に、Qf積も20000GHz
以上と高いQ値を得ることができる。
(2)、(3)、および(4)の範囲であれば、いずれ
の組成系においても、比誘電率が20以上で、τf が−
50〜+50ppm/℃の優れたマイクロ波誘電特性を
示すことがわかった。特に、Qf積も20000GHz
以上と高いQ値を得ることができる。
【0022】xとして適当な値を用いると、比誘電率が
40以上のときに、高いQ値を保ったままτf をほとん
ど0ppm/℃にすることができることがわかる。xの
範囲が、前記式(1)、(2)、(3)、および(4)
で限定の範囲をはずれると、τf が+50ppm/℃よ
り大きくなってしまい実用的でないと判断した。
40以上のときに、高いQ値を保ったままτf をほとん
ど0ppm/℃にすることができることがわかる。xの
範囲が、前記式(1)、(2)、(3)、および(4)
で限定の範囲をはずれると、τf が+50ppm/℃よ
り大きくなってしまい実用的でないと判断した。
【0023】なお、前記式(1)、(2)、(3)、お
よび(4)に示される以外の元素、特にBa、Sr、P
b、Mn、Co、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、S
i、Al、Bi、Ge、Sb等からなる酸化物なども誘
電特性に悪い影響を与えない範囲で、焼結温度の低下、
焼結強度の向上、τf の調整のために、Me,Re成分
として含有させることができる。
よび(4)に示される以外の元素、特にBa、Sr、P
b、Mn、Co、Cr、Fe、Ni、Cu、Zn、S
i、Al、Bi、Ge、Sb等からなる酸化物なども誘
電特性に悪い影響を与えない範囲で、焼結温度の低下、
焼結強度の向上、τf の調整のために、Me,Re成分
として含有させることができる。
【0024】本実施例の以上の説明より明らかなよう
に、本発明の誘電体磁器組成物によると、特に比誘電率
が40以上と高いときに、高いQ値と小さいτf を実現
できるため、誘電体共振器のさらなる小型化が可能とな
る。また、本発明の誘電体磁器は、誘電体共振器のみな
らず、高周波用の回路基板、磁器積層コンデンサなどに
も利用でき、工業的価値が大きいものである。
に、本発明の誘電体磁器組成物によると、特に比誘電率
が40以上と高いときに、高いQ値と小さいτf を実現
できるため、誘電体共振器のさらなる小型化が可能とな
る。また、本発明の誘電体磁器は、誘電体共振器のみな
らず、高周波用の回路基板、磁器積層コンデンサなどに
も利用でき、工業的価値が大きいものである。
【0025】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の誘電体磁器
組成物によれば、高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振
振周波数の温度係数を持つ誘電体磁器組成物を得ること
ができる。誘電体磁器組成物の第1の発明によれば、誘
電率を20以上、Qf積を20000GHz以上と高い
Q値を得ることができ、共振振周波数の温度係数τf も
−80〜+80ppm/℃と小さくできる。特に、誘電
体磁器組成物の第2〜4の発明によれば、誘電率は20
以上にすることができ、Qf積を20000GHz以上
と高いQ値を得ることができ、共振振周波数の温度係数
は−50〜+50ppm/℃と小さくすることができ
る。
組成物によれば、高い比誘電率とQ値、かつ小さい共振
振周波数の温度係数を持つ誘電体磁器組成物を得ること
ができる。誘電体磁器組成物の第1の発明によれば、誘
電率を20以上、Qf積を20000GHz以上と高い
Q値を得ることができ、共振振周波数の温度係数τf も
−80〜+80ppm/℃と小さくできる。特に、誘電
体磁器組成物の第2〜4の発明によれば、誘電率は20
以上にすることができ、Qf積を20000GHz以上
と高いQ値を得ることができ、共振振周波数の温度係数
は−50〜+50ppm/℃と小さくすることができ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01P 7/10 H01P 7/10
Claims (4)
- 【請求項1】 組成が、(1−x)Re(Mg1/2Ti
1/2)O3・xMeTiO3で表され、 ただし、ReはY,Nd,Smから選ばれた少なくとも
一種の元素を含み、 Meは少なくともCaを含み、 0.0≦x≦0.7 なる関係にある誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】 組成が、(1−x)Y(Mg1/2T
i1/2)O3・xCaTiO3で表され、0.0≦x≦
0.65である請求項1記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項3】 組成が、(1−x)Nd(Mg1/2Ti
1/2)O3・xCaTiO3で表され、0.0≦x≦0.
68である請求項1記載の誘電体磁器組成物。 - 【請求項4】 組成が、(1−x)Sm(Mg1/2Ti
1/2)O3・xCaTiO3で表され、0.0≦x≦0.
68である請求項1記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7024827A JPH08217535A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7024827A JPH08217535A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08217535A true JPH08217535A (ja) | 1996-08-27 |
Family
ID=12149028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7024827A Pending JPH08217535A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08217535A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110423117A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-08 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种高q值微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
CN110698193A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 西安交通大学 | 一种高品质因数k20复合微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP7024827A patent/JPH08217535A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110423117A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-11-08 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种高q值微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
CN110423117B (zh) * | 2019-07-15 | 2021-11-12 | 深圳顺络电子股份有限公司 | 一种高q值微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
CN110698193A (zh) * | 2019-10-31 | 2020-01-17 | 西安交通大学 | 一种高品质因数k20复合微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
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