JPH08259325A - マイクロ波用誘電体セラミックス - Google Patents
マイクロ波用誘電体セラミックスInfo
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- JPH08259325A JPH08259325A JP7069631A JP6963195A JPH08259325A JP H08259325 A JPH08259325 A JP H08259325A JP 7069631 A JP7069631 A JP 7069631A JP 6963195 A JP6963195 A JP 6963195A JP H08259325 A JPH08259325 A JP H08259325A
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- oxide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 比誘電率εr が大きく、共振周波数の温度係
数τf が、０ｐｐｍ／℃付近になるようにした組成比率
でも、無負荷Ｑ（Ｑu ）が非常に大きい値を有するマイ
クロ波用誘電体セラミックスを提供する。 【構成】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分の組
成式が、Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，
ｙ，ｚがそれぞれモル％で、５９．５≦ｘ≦６１．８モ
ル％、１９．１≦ｙ≦２０．６モル％、１９．１≦ｚ≦
２０．３モル％、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％の範囲にあ
り、前記主成分１モルに対して、副成分として０．１モ
ル以下（但し、０モルを含まず）の酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加するようにしたものである。
数τf が、０ｐｐｍ／℃付近になるようにした組成比率
でも、無負荷Ｑ（Ｑu ）が非常に大きい値を有するマイ
クロ波用誘電体セラミックスを提供する。 【構成】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分の組
成式が、Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，
ｙ，ｚがそれぞれモル％で、５９．５≦ｘ≦６１．８モ
ル％、１９．１≦ｙ≦２０．６モル％、１９．１≦ｚ≦
２０．３モル％、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％の範囲にあ
り、前記主成分１モルに対して、副成分として０．１モ
ル以下（但し、０モルを含まず）の酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加するようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波用誘電体セ
ラミックスに係り、特に大きな比誘電率εrを持ち、無
負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、かつ組成を変化させることに
より、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ／℃を中心
にして、任意の値に変化させることができるマイクロ波
用誘電体セラミックスに関するものである。
ラミックスに係り、特に大きな比誘電率εrを持ち、無
負荷Ｑ（Ｑu ）が大きく、かつ組成を変化させることに
より、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ／℃を中心
にして、任意の値に変化させることができるマイクロ波
用誘電体セラミックスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
「第２９回応用物理学関係連合講演会予稿集２ａ−Ｉ−
４ Ｐ７６３（１９８２）」に開示されるようなものが
ある。近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘電体フィ
ルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信機に数
多く用いられている。このような用途に用いられている
誘電体材料は、比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）が大
きく、かつ、組成を変えることにより、共振周波数の温
度係数τf が、０ｐｐｍ／℃を中心に、正又は負の任意
の値に設定できるものが望まれていた。従来このような
セラミックスには、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系、ＺｒＯ2 −Ｓ
ｎＯ−ＴｉＯ2 系があった。
「第２９回応用物理学関係連合講演会予稿集２ａ−Ｉ−
４ Ｐ７６３（１９８２）」に開示されるようなものが
ある。近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘電体フィ
ルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信機に数
多く用いられている。このような用途に用いられている
誘電体材料は、比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）が大
きく、かつ、組成を変えることにより、共振周波数の温
度係数τf が、０ｐｐｍ／℃を中心に、正又は負の任意
の値に設定できるものが望まれていた。従来このような
セラミックスには、ＢａＯ−ＴｉＯ2 系、ＺｒＯ2 −Ｓ
ｎＯ−ＴｉＯ2 系があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たセラミックスでは共振周波数の温度係数τf が、０ｐ
ｐｍ／℃付近の値を示すものでは、比誘電率εr の値は
満足できるものの、無負荷Ｑ（Ｑu ）は十分大きいとは
言えなかった。そのために、これらの材料を使用したデ
バイスを組み込んだ装置は、送受信においてロスが大き
くなる等の不都合を有し、十分満足できる特性を有して
いるとはいえなかった。
たセラミックスでは共振周波数の温度係数τf が、０ｐ
ｐｍ／℃付近の値を示すものでは、比誘電率εr の値は
満足できるものの、無負荷Ｑ（Ｑu ）は十分大きいとは
言えなかった。そのために、これらの材料を使用したデ
バイスを組み込んだ装置は、送受信においてロスが大き
くなる等の不都合を有し、十分満足できる特性を有して
いるとはいえなかった。
【０００４】本発明は、これらを改善するためになされ
たものであり、比誘電率εr が大きく、共振周波数の温
度係数τf が、０ｐｐｍ／℃付近になるようにした組成
比率でも、無負荷Ｑ（Ｑu ）が非常に大きい値を有する
マイクロ波用誘電体セラミックスを提供することを目的
とする。
たものであり、比誘電率εr が大きく、共振周波数の温
度係数τf が、０ｐｐｍ／℃付近になるようにした組成
比率でも、無負荷Ｑ（Ｑu ）が非常に大きい値を有する
マイクロ波用誘電体セラミックスを提供することを目的
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
に、本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、酸化
バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニ
オブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分の組成式が、Ｂａx
（Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそれぞれ
モル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．３モル％ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ の範囲にあり、 （１）前記主成分１モルに対して、副成分として０．１
モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加するようにしたものである。
に、本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、酸化
バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニ
オブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分の組成式が、Ｂａx
（Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそれぞれ
モル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．３モル％ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ の範囲にあり、 （１）前記主成分１モルに対して、副成分として０．１
モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化アルミニウム
（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加するようにしたものである。
【０００６】（２）前記主成分１モルに対して、副成分
として０．１モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）及び０．０３モル以下（但し、０モ
ルを含まず）の酸化銅（ＣｕＯ）を添加するようにした
ものである。
として０．１モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化
チタン（ＴｉＯ2 ）及び０．０３モル以下（但し、０モ
ルを含まず）の酸化銅（ＣｕＯ）を添加するようにした
ものである。
【０００７】
【作用】本発明によれば、主成分を、前述の組成式で表
される組成とし、 （１）副成分として、０．１モル以下（但し、０モルを
含まず）の酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加する
ことにより、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び
無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度係数τf を、０ｐ
ｐｍ／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Ｑが大
きな値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体
共振器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有
効である。
される組成とし、 （１）副成分として、０．１モル以下（但し、０モルを
含まず）の酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加する
ことにより、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び
無負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度係数τf を、０ｐ
ｐｍ／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Ｑが大
きな値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体
共振器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有
効である。
【０００８】さらに、共振周波数の温度係数τf を、正
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。
【０００９】（２）副成分として０．１モル以下（但
し、０モルを含まず）の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）及び
０．０３モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化銅
（ＣｕＯ）を添加することにより、マイクロ波領域にお
いて比誘電率εr 及び無負荷Ｑが大きく、共振周波数の
温度係数τf を、０ｐｐｍ／℃付近となる組成とした場
合でも、無負荷Ｑが大きな値を有している。このため、
マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フィルタの小型
化、低損失化にとって有効である。
し、０モルを含まず）の酸化チタン（ＴｉＯ2 ）及び
０．０３モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化銅
（ＣｕＯ）を添加することにより、マイクロ波領域にお
いて比誘電率εr 及び無負荷Ｑが大きく、共振周波数の
温度係数τf を、０ｐｐｍ／℃付近となる組成とした場
合でも、無負荷Ｑが大きな値を有している。このため、
マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フィルタの小型
化、低損失化にとって有効である。
【００１０】さらに、共振周波数の温度係数τf を、正
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共
振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とする
ことが可能である。
または負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共
振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とする
ことが可能である。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の第１実施例について説明す
る。出発原料には、化学的に高純度の酸化バリウム（Ｂ
ａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2
Ｏ5 ）、酸化アルミ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を使用し、下記に示
す表１の組成になるように正確に評量した。
る。出発原料には、化学的に高純度の酸化バリウム（Ｂ
ａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2
Ｏ5 ）、酸化アルミ（Ａｌ2 Ｏ3 ）を使用し、下記に示
す表１の組成になるように正確に評量した。
【００１２】これをプラスチック製のポットミルとジル
コニアボールを用い、純水と共に２０時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で１２００℃の温度で３時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３ｔ／ｃ
ｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成形体を
作製した。
コニアボールを用い、純水と共に２０時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で１２００℃の温度で３時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３ｔ／ｃ
ｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成形体を
作製した。
【００１３】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、１３５０〜１５００℃の温度で５
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。誘電体セラミック
スの比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ハッキ・コ
ールマン法により測定した。
ア製の容器に入れて、１３５０〜１５００℃の温度で５
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。誘電体セラミック
スの比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ハッキ・コ
ールマン法により測定した。
【００１４】また、共振周波数の温度係数τf は２０℃
における共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃と
８０℃の温度における共振周波数ｆ（−４０），ｆ（８
０）と、温度差△Ｔ（ここでは−４０℃と８０℃で△Ｔ
＝１２０℃）から、下記の（１）式に従い求めた。な
お、これらの測定における測定周波数は、約５ＧＨｚで
あった。
における共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃と
８０℃の温度における共振周波数ｆ（−４０），ｆ（８
０）と、温度差△Ｔ（ここでは−４０℃と８０℃で△Ｔ
＝１２０℃）から、下記の（１）式に従い求めた。な
お、これらの測定における測定周波数は、約５ＧＨｚで
あった。
【００１５】 τf ＝｛ｆ（８０）−ｆ（−４０）｝／｛ｆ（２０）×１２０｝ …（１） 各組成の誘電特性の測定結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、この表で＊印を付けた試料Ｎｏ．
は、本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎ
ｏ．が本発明の実施例である。図１に試料Ｎｏ．２から
試料Ｎｏ．１５の範囲での主成分のモル％の関係を示
す。図１および表１の結果によれば、ＢａＯが５９．５
モル％未満になると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑが
１３００と小さくなり、６１．８モル％を超えると試料
Ｎｏ．１のようにやはり無負荷Ｑが小さくなり不適当で
ある。
は、本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎ
ｏ．が本発明の実施例である。図１に試料Ｎｏ．２から
試料Ｎｏ．１５の範囲での主成分のモル％の関係を示
す。図１および表１の結果によれば、ＢａＯが５９．５
モル％未満になると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑが
１３００と小さくなり、６１．８モル％を超えると試料
Ｎｏ．１のようにやはり無負荷Ｑが小さくなり不適当で
ある。
【００１８】また、ＣｏＯは、１９．１モル％未満にな
ると、試料Ｎｏ．２のように無負荷Ｑが小さくなり、２
０．６モル％を超えると、試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５
のようにやはり無負荷Ｑu が小さくなり不適当である。
さらに、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１モル％未満になると、試
料Ｎｏ．２、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑが小さくな
り、２０．３モル％を超えると試料Ｎｏ．７、Ｎｏ．
９、Ｎｏ．１１のようにやはり無負荷Ｑu が小さくなり
不適当である。
ると、試料Ｎｏ．２のように無負荷Ｑが小さくなり、２
０．６モル％を超えると、試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５
のようにやはり無負荷Ｑu が小さくなり不適当である。
さらに、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１モル％未満になると、試
料Ｎｏ．２、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑが小さくな
り、２０．３モル％を超えると試料Ｎｏ．７、Ｎｏ．
９、Ｎｏ．１１のようにやはり無負荷Ｑu が小さくなり
不適当である。
【００１９】したがって、ＢａＯは５９．５〜６１．８
モル％の範囲、ＣｏＯは１９．１〜２０．６モル％の範
囲、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１〜２０．３モル％の範囲がそ
れぞれ好適な範囲である。また、主成分に対する副成分
としてのＡｌ2 Ｏ3 については、試料Ｎｏ．１６〜２０
に示すように、添加量が増していくと、比誘電率ε
r は、増加傾向を示すが、変化量は小さい。また、共振
周波数の温度係数τf は、Ａｌ2 Ｏ3 添加量が０．００
５モル（試料Ｎｏ．１６）での−４．３ｐｐｍ／℃か
ら、０．５モル（試料Ｎｏ．２０）での８０．５ｐｐｍ
／℃へと大きくなる。
モル％の範囲、ＣｏＯは１９．１〜２０．６モル％の範
囲、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１〜２０．３モル％の範囲がそ
れぞれ好適な範囲である。また、主成分に対する副成分
としてのＡｌ2 Ｏ3 については、試料Ｎｏ．１６〜２０
に示すように、添加量が増していくと、比誘電率ε
r は、増加傾向を示すが、変化量は小さい。また、共振
周波数の温度係数τf は、Ａｌ2 Ｏ3 添加量が０．００
５モル（試料Ｎｏ．１６）での−４．３ｐｐｍ／℃か
ら、０．５モル（試料Ｎｏ．２０）での８０．５ｐｐｍ
／℃へと大きくなる。
【００２０】さらに、無負荷Ｑu はＡｌ2 Ｏ3 添加量が
０．００５モル（試料Ｎｏ．１６）での１００００か
ら、０．１モル（試料Ｎｏ．１９）での４９００へと小
さくなり、Ａｌ2 Ｏ3 添加量が０．５モル（試料Ｎｏ．
２０）になると、１０００と急激に小さくなり、本発明
の目的に合わなくなる。このようにＡｌ2 Ｏ3 添加量
は、０．１モルまでが適切である。
０．００５モル（試料Ｎｏ．１６）での１００００か
ら、０．１モル（試料Ｎｏ．１９）での４９００へと小
さくなり、Ａｌ2 Ｏ3 添加量が０．５モル（試料Ｎｏ．
２０）になると、１０００と急激に小さくなり、本発明
の目的に合わなくなる。このようにＡｌ2 Ｏ3 添加量
は、０．１モルまでが適切である。
【００２１】以上のように、Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ
3 にＡｌ2 Ｏ3 を添加した誘電体セラミックスは、ｘ＝
６０モル％、ｙ＝２０モル％、ｚ＝２０モル％付近で、
主成分１モルに対してＡｌ2 Ｏ3 を０．００５モル添加
した組成において、最も大きな無負荷Ｑを得ることがで
きる。また、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変
化する。
3 にＡｌ2 Ｏ3 を添加した誘電体セラミックスは、ｘ＝
６０モル％、ｙ＝２０モル％、ｚ＝２０モル％付近で、
主成分１モルに対してＡｌ2 Ｏ3 を０．００５モル添加
した組成において、最も大きな無負荷Ｑを得ることがで
きる。また、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変
化する。
【００２２】この第１実施例では、直径２０ｍｍ、厚さ
１２ｍｍの円盤状の成形体を用いて、特性を測定してい
るが、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合
に、直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体
などの他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、
研磨により形状を変えても良い。次に、本発明の第２実
施例について説明する。
１２ｍｍの円盤状の成形体を用いて、特性を測定してい
るが、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合
に、直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体
などの他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、
研磨により形状を変えても良い。次に、本発明の第２実
施例について説明する。
【００２３】出発原料には、化学的に高純度の酸化バリ
ウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオブ
（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化銅（Ｃ
ｕＯ）を使用し、下記に示す表２の組成になるように正
確に評量した。これをプラスチック製のポットミルとジ
ルコニアボールを用い、純水と共に２０時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で１２００℃の温度で３時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３ｔ／ｃ
ｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成形体を
作製した。
ウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオブ
（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化銅（Ｃ
ｕＯ）を使用し、下記に示す表２の組成になるように正
確に評量した。これをプラスチック製のポットミルとジ
ルコニアボールを用い、純水と共に２０時間湿式混合し
た。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア製の容器を
用いて空気中で１２００℃の温度で３時間仮焼した。こ
の仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱
水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダ
を添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造
粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３ｔ／ｃ
ｍ2 で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成形体を
作製した。
【００２４】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、１３５０〜１５００℃の温度で５
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。誘電体セラミック
スの比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ハッキ・コ
ールマン法により測定した。
ア製の容器に入れて、１３５０〜１５００℃の温度で５
時間空気中で焼成して、誘電体セラミックスを得た。こ
のセラミックスを所定の周波数になるように研磨した
後、誘電特性を次の方法で測定した。誘電体セラミック
スの比誘電率εr 及び無負荷Ｑ（Ｑu ）は、ハッキ・コ
ールマン法により測定した。
【００２５】また、共振周波数の温度係数τf は、２０
℃における共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃
と８０℃の温度における共振周波数ｆ（−４０）、ｆ
（８０）と、温度差△Ｔ（ここでは、−４０℃と８０℃
で△Ｔ＝１２０℃）から、前記した（１）式に従い求め
た。なお、これらの測定における測定周波数は、約５Ｇ
Ｈｚであった。
℃における共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−４０℃
と８０℃の温度における共振周波数ｆ（−４０）、ｆ
（８０）と、温度差△Ｔ（ここでは、−４０℃と８０℃
で△Ｔ＝１２０℃）から、前記した（１）式に従い求め
た。なお、これらの測定における測定周波数は、約５Ｇ
Ｈｚであった。
【００２６】各組成の誘電特性の測定結果を表２に示
す。
す。
【００２７】
【表２】
【００２８】なお、表２で＊印を付けた試料Ｎｏ．は本
発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎｏ．が
本発明の実施例である。図１に試料Ｎｏ．２から試料Ｎ
ｏ．１５の範囲での主成分のモル％の関係を示す。図１
および表２の結果によれば、ＢａＯが５９．５モル％未
満になると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑが９００と
小さくなり、６１．８モル％を超えると試料Ｎｏ．２の
ようにやはり無負荷Ｑが小さくなり不適当である。ま
た、ＣｏＯは、１９．１モル％未満になると、試料Ｎ
ｏ．２のように無負荷Ｑが小さくなり、２０．６モル％
を超えると試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５のようにやはり
無負荷Ｑが小さくなり不適当である。
発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎｏ．が
本発明の実施例である。図１に試料Ｎｏ．２から試料Ｎ
ｏ．１５の範囲での主成分のモル％の関係を示す。図１
および表２の結果によれば、ＢａＯが５９．５モル％未
満になると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑが９００と
小さくなり、６１．８モル％を超えると試料Ｎｏ．２の
ようにやはり無負荷Ｑが小さくなり不適当である。ま
た、ＣｏＯは、１９．１モル％未満になると、試料Ｎ
ｏ．２のように無負荷Ｑが小さくなり、２０．６モル％
を超えると試料Ｎｏ．１０、Ｎｏ．１５のようにやはり
無負荷Ｑが小さくなり不適当である。
【００２９】さらに、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１モル％未満
になると、試料Ｎｏ．２、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑ
が小さくなり、２０．３モル％を超えると、試料Ｎｏ．
７、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１のようにやはり無負荷Ｑが小
さくなり不適当である。したがって、ＢａＯは５９．５
〜６１．８モル％の範囲、ＣｏＯは１９．１〜２０．６
モル％の範囲、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１〜２０．３モル％
の範囲が、それぞれ好適な範囲である。
になると、試料Ｎｏ．２、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑ
が小さくなり、２０．３モル％を超えると、試料Ｎｏ．
７、Ｎｏ．９、Ｎｏ．１１のようにやはり無負荷Ｑが小
さくなり不適当である。したがって、ＢａＯは５９．５
〜６１．８モル％の範囲、ＣｏＯは１９．１〜２０．６
モル％の範囲、Ｎｂ2 Ｏ5 は１９．１〜２０．３モル％
の範囲が、それぞれ好適な範囲である。
【００３０】また、主成分に対する副成分としてのＴｉ
Ｏ2 については、試料Ｎｏ．１６〜２０に示すように、
添加量が増していくと、比誘電率εr は、増加傾向を示
すが、変化量は小さい。また、共振周波数の温度係数τ
f は、ＴｉＯ2 添加量が０．００５モル（試料Ｎｏ．１
６）での−０．３ｐｐｍ／℃から、０．５モル（試料Ｎ
ｏ．２０）での６３．２ｐｐｍ／℃へと大きくなる。さ
らに、無負荷ＱはＴｉＯ2 添加量が０．００５モル（試
料Ｎｏ．１６）での９８００から、０．１モル（試料Ｎ
ｏ．１９）での４３００へと小さくなり、ＴｉＯ2 添加
量が０．５モル（試料Ｎｏ．２０）になると、１４００
と急激に小さくなり、本発明の目的に合わなくなる。こ
のようにＴｉＯ2 添加量は、０．１モルまでが適切であ
る。
Ｏ2 については、試料Ｎｏ．１６〜２０に示すように、
添加量が増していくと、比誘電率εr は、増加傾向を示
すが、変化量は小さい。また、共振周波数の温度係数τ
f は、ＴｉＯ2 添加量が０．００５モル（試料Ｎｏ．１
６）での−０．３ｐｐｍ／℃から、０．５モル（試料Ｎ
ｏ．２０）での６３．２ｐｐｍ／℃へと大きくなる。さ
らに、無負荷ＱはＴｉＯ2 添加量が０．００５モル（試
料Ｎｏ．１６）での９８００から、０．１モル（試料Ｎ
ｏ．１９）での４３００へと小さくなり、ＴｉＯ2 添加
量が０．５モル（試料Ｎｏ．２０）になると、１４００
と急激に小さくなり、本発明の目的に合わなくなる。こ
のようにＴｉＯ2 添加量は、０．１モルまでが適切であ
る。
【００３１】また、主成分に対する副成分としてのＣｕ
Ｏは、試料Ｎｏ．１７、２１〜２６に示すように、比誘
電率εr に関しては大きな値の変動はなく、共振周波数
の温度係数τf に関しても、大きな値の変動はない。無
負荷Ｑは、ＣｕＯ添加量が０．０００５モル（試料Ｎ
ｏ．２１）での６０００から、０．００１モル（試料Ｎ
ｏ．１７）での８１００へと大きくなるが、０．０１モ
ルを超えると小さくなり、０．０３モル（試料Ｎｏ．２
５）での４１００、０．０５モル（試料Ｎｏ．２６）に
なると１９００と急激に小さくなり、本発明の目的に合
わなくなる。このようにＣｕＯ添加量は、０．０３モル
までが適切である。
Ｏは、試料Ｎｏ．１７、２１〜２６に示すように、比誘
電率εr に関しては大きな値の変動はなく、共振周波数
の温度係数τf に関しても、大きな値の変動はない。無
負荷Ｑは、ＣｕＯ添加量が０．０００５モル（試料Ｎ
ｏ．２１）での６０００から、０．００１モル（試料Ｎ
ｏ．１７）での８１００へと大きくなるが、０．０１モ
ルを超えると小さくなり、０．０３モル（試料Ｎｏ．２
５）での４１００、０．０５モル（試料Ｎｏ．２６）に
なると１９００と急激に小さくなり、本発明の目的に合
わなくなる。このようにＣｕＯ添加量は、０．０３モル
までが適切である。
【００３２】以上のように、Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ
3 にＴｉＯ2 を添加した誘電体セラミックスは、ｘ＝６
０モル％、ｙ＝２０モル％、ｚ＝２０モル％付近で、主
成分１モルに対してＴｉＯ2 を０．００５モル添加した
組成において、最も大きな無負荷Ｑを得ることができ
る。また、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変化す
る。ＣｕＯの添加により大きな無負荷Ｑを得ることがで
きる。
3 にＴｉＯ2 を添加した誘電体セラミックスは、ｘ＝６
０モル％、ｙ＝２０モル％、ｚ＝２０モル％付近で、主
成分１モルに対してＴｉＯ2 を０．００５モル添加した
組成において、最も大きな無負荷Ｑを得ることができ
る。また、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf は負から正へと任意の値に変化す
る。ＣｕＯの添加により大きな無負荷Ｑを得ることがで
きる。
【００３３】この実施例では、直径２０ｍｍ、厚さ１２
ｍｍの円盤状の成形体を用いて、特性を測定している
が、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合に、
直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体など
の他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、研磨
により形状を変えても良い。なお、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
ｍｍの円盤状の成形体を用いて、特性を測定している
が、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合に、
直径、厚さの異なる円盤状の成形体あるいは直方体など
の他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、研磨
により形状を変えても良い。なお、本発明は上記実施例
に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種
々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除
するものではない。
【００３４】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の誘電体セラミックスによれば、マ
イクロ波領域において比誘電率εr 及び無負荷Ｑが大き
く、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ／℃付近とな
る組成とした場合でも、無負荷Ｑが大きな値を有してい
る。このため、マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フ
ィルタの小型化、低損失化にとって有効である。
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の誘電体セラミックスによれば、マ
イクロ波領域において比誘電率εr 及び無負荷Ｑが大き
く、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ／℃付近とな
る組成とした場合でも、無負荷Ｑが大きな値を有してい
る。このため、マイクロ波帯の誘電体共振器、誘電体フ
ィルタの小型化、低損失化にとって有効である。
【００３５】さらに、共振周波数の温度係数τf を正ま
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が、０ｐｐｍ／℃以外の値を要求され
た場合でも、Ａｌ2 Ｏ3 の添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とす
ることが可能である。
【００３６】（２）請求項２記載の誘電体セラミックス
によれば、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び無
負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ
／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Ｑが大きな
値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体共振
器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有効で
ある。
によれば、マイクロ波領域において比誘電率εr 及び無
負荷Ｑが大きく、共振周波数の温度係数τf を０ｐｐｍ
／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷Ｑが大きな
値を有している。このため、マイクロ波帯の誘電体共振
器、誘電体フィルタの小型化、低損失化にとって有効で
ある。
【００３７】さらに、共振周波数の温度係数τf を正ま
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された
場合でも、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とするこ
とが可能である。
たは負の任意の値に容易に変化させることができるた
め、他のデバイスの位相のずれ等の関係から、共振周波
数の温度係数τf が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された
場合でも、ＴｉＯ2 の添加量を変えることにより、共振
周波数の温度係数τf を負から正へと任意の値とするこ
とが可能である。
【図１】本発明のかかる試料Ｎｏ．２から試料Ｎｏ．１
５の範囲での主成分のモル％の関係を示す図である。
５の範囲での主成分のモル％の関係を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 英輝 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト
（ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分
の組成式が、 Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそ
れぞれモル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．３モル％ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ の範囲にあり、前記主成分１モルに対して副成分として
０．１モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を添加してなることを特徴とする
マイクロ波用誘電体セラミックス。 - 【請求項２】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト
（ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）より成る主成分
の組成式が、 Ｂａx （Ｃｏy Ｎｂz ）Ｏ3 で表され、ｘ，ｙ，ｚがそ
れぞれモル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．３モル％ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％ の範囲に有り、前記主成分１モルに対して副成分として
０．１モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化チタン
（ＴｉＯ2 ）及び０．０３モル以下（但し、０モルを含
まず）の酸化銅（ＣｕＯ）を添加してなることを特徴と
するマイクロ波用誘電体セラミックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07069631A JP3076216B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07069631A JP3076216B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08259325A true JPH08259325A (ja) | 1996-10-08 |
| JP3076216B2 JP3076216B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=13408409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07069631A Expired - Fee Related JP3076216B2 (ja) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | マイクロ波用誘電体セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076216B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100359721B1 (ko) * | 1999-05-07 | 2002-11-04 | (주)세렉트론 | 저온에서 금속전극과 동시 소성가능한 유전체 세라믹 조성물 |
| CN112898021A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 一种低温烧结微波介质材料Mg2-xCoxV2O7及其制备方法 |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP07069631A patent/JP3076216B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100359721B1 (ko) * | 1999-05-07 | 2002-11-04 | (주)세렉트론 | 저온에서 금속전극과 동시 소성가능한 유전체 세라믹 조성물 |
| CN112898021A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-06-04 | 电子科技大学 | 一种低温烧结微波介质材料Mg2-xCoxV2O7及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3076216B2 (ja) | 2000-08-14 |
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