JPH09118562A - 高周波用磁器誘電体 - Google Patents
高周波用磁器誘電体Info
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- JPH09118562A JPH09118562A JP8237487A JP23748796A JPH09118562A JP H09118562 A JPH09118562 A JP H09118562A JP 8237487 A JP8237487 A JP 8237487A JP 23748796 A JP23748796 A JP 23748796A JP H09118562 A JPH09118562 A JP H09118562A
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- dielectric
- dielectric constant
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘電率が高く、誘電損失が低く、かつ共振周
波数の温度係数が調節可能な高周波用磁器誘電体を提供
する。 【解決手段】 ＣａＴｉＯ3 とＬａＡｌＯ3 の組成比
が、調節可能な（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ
3 （式中、０．３≦ｘ≦０．８）で示される組成式を有
する高周波用磁器誘電体。
波数の温度係数が調節可能な高周波用磁器誘電体を提供
する。 【解決手段】 ＣａＴｉＯ3 とＬａＡｌＯ3 の組成比
が、調節可能な（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ
3 （式中、０．３≦ｘ≦０．８）で示される組成式を有
する高周波用磁器誘電体。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い品質係数(qua
lity factor)と誘電率を有し、共振周波数が温度の変化
に対して安定な（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ
3 系高周波用磁器誘電体に関する。
lity factor)と誘電率を有し、共振周波数が温度の変化
に対して安定な（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ
3 系高周波用磁器誘電体に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、自動車用電話機、無線電話機、衛
星放送など、マイクロ波を利用した通信システムが急速
に発展しており、これらのマイクロ波機器を構成する核
心的な部品であるマイクロ波フィルタや、衛生放送送受
信部の局部発進器、マイクロ波集積回路基板などには、
高周波用の磁器誘電体が用いられている。このような通
信システムに応用される高周波用誘電体として要求され
る特性は、次のような事項である〔W. Wersing; Electr
onic Ceramics, (B.C.H.Steele編著) Elsevier Sci. Pu
bl. Co., New York, p.65(1991) 参照〕。 （１）誘電体内において波長は１／（ε1/2 ）に比例す
るので、部品を小形化するために高い誘電率を要し； （２）高周波領域で低い誘電損失を要し； （３）共振周波数の低い温度係数を要する。
星放送など、マイクロ波を利用した通信システムが急速
に発展しており、これらのマイクロ波機器を構成する核
心的な部品であるマイクロ波フィルタや、衛生放送送受
信部の局部発進器、マイクロ波集積回路基板などには、
高周波用の磁器誘電体が用いられている。このような通
信システムに応用される高周波用誘電体として要求され
る特性は、次のような事項である〔W. Wersing; Electr
onic Ceramics, (B.C.H.Steele編著) Elsevier Sci. Pu
bl. Co., New York, p.65(1991) 参照〕。 （１）誘電体内において波長は１／（ε1/2 ）に比例す
るので、部品を小形化するために高い誘電率を要し； （２）高周波領域で低い誘電損失を要し； （３）共振周波数の低い温度係数を要する。
【０００３】いままで開発された磁器誘電体としては、
誘電率が８０〜９０の高誘電率系であるＢａＯ−ＰｂＯ
−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、（Ｐｂ，Ｃａ）ＺｒＯ3 系
などがあり、また誘電率が４０程度のＭｇＴｉＯ3 −Ｃ
ａＴｉＯ3 ，Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚ
ｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3 ，（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系など
が知られている〔Kikuo Wakino, Toshio Nishikawaおよ
びYouhei Ishikawa; Br.Ceram. Trans. J., 89(1990) N
o.2, p.39 参照〕。
誘電率が８０〜９０の高誘電率系であるＢａＯ−ＰｂＯ
−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、（Ｐｂ，Ｃａ）ＺｒＯ3 系
などがあり、また誘電率が４０程度のＭｇＴｉＯ3 −Ｃ
ａＴｉＯ3 ，Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚ
ｒ，Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ3 ，（Ｚｒ，Ｓｎ）ＴｉＯ4 系など
が知られている〔Kikuo Wakino, Toshio Nishikawaおよ
びYouhei Ishikawa; Br.Ceram. Trans. J., 89(1990) N
o.2, p.39 参照〕。
【０００４】一般に、誘電率が高い材料は、誘電体内部
の双極子の欠陥などにより誘電損失と温度係数が増加
し、高周波誘電体としての前述の三つの要求条件、すな
わち、高い誘電率、低い誘電損失および温度の変化に対
して安定した共振周波数を同時に有する組成の構成は、
現実的に困難であった。実際上、高周波用誘導体は、共
振周波数の温度係数が安定することが優先的であり、そ
れを満たしてはじめて応用が可能である。
の双極子の欠陥などにより誘電損失と温度係数が増加
し、高周波誘電体としての前述の三つの要求条件、すな
わち、高い誘電率、低い誘電損失および温度の変化に対
して安定した共振周波数を同時に有する組成の構成は、
現実的に困難であった。実際上、高周波用誘導体は、共
振周波数の温度係数が安定することが優先的であり、そ
れを満たしてはじめて応用が可能である。
【０００５】ＣａＴｉＯ3 は、２GHz における誘電率が
１７０程度で非常に高いが、温度係数が＋８００ppm/℃
で非常に不安定である。一方、ＬａＡｌＯ3 は誘電率が
２２程度で低く、Ｑ・ｆ0 値が４６，０００程度であ
り、温度係数が−４０〜−５０ppm/℃である。
１７０程度で非常に高いが、温度係数が＋８００ppm/℃
で非常に不安定である。一方、ＬａＡｌＯ3 は誘電率が
２２程度で低く、Ｑ・ｆ0 値が４６，０００程度であ
り、温度係数が−４０〜−５０ppm/℃である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】したがって、従来技術
では達成できなかった、高周波誘電体としての前述の要
求条件をすべて備えた誘電体組成物が求められている。
本発明の目的は、誘電率が高く、誘電損失は低く、かつ
共振周波数の温度係数の調節が可能な誘電体組成物を提
供することにある。
では達成できなかった、高周波誘電体としての前述の要
求条件をすべて備えた誘電体組成物が求められている。
本発明の目的は、誘電率が高く、誘電損失は低く、かつ
共振周波数の温度係数の調節が可能な誘電体組成物を提
供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、共振周波
数が温度の変化に対して不安定なために実用化できなか
った２種の誘電体材料、すなわち、ＣａＴｉＯ3 とＬａ
ＡｌＯ3 の中間の組成を有する化合物を合成して、その
組成比を特定範囲内で任意に調節することにより、誘電
率が高く、誘電損失が低く、かつ共振周波数の温度係数
を特定範囲内で任意に調節可能な磁器誘電体を提供でき
ることを見出して、本発明を完成するに至った。
数が温度の変化に対して不安定なために実用化できなか
った２種の誘電体材料、すなわち、ＣａＴｉＯ3 とＬａ
ＡｌＯ3 の中間の組成を有する化合物を合成して、その
組成比を特定範囲内で任意に調節することにより、誘電
率が高く、誘電損失が低く、かつ共振周波数の温度係数
を特定範囲内で任意に調節可能な磁器誘電体を提供でき
ることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、前記の本発明の目的は、次のよ
うな組成式を有することを特徴とする磁器誘電体を提供
することにより達成される。 （１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ3 （式中、０．
３≦ｘ≦０．８、好ましくは０．３≦ｘ≦０．４であ
る）
うな組成式を有することを特徴とする磁器誘電体を提供
することにより達成される。 （１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａＡｌＯ3 （式中、０．
３≦ｘ≦０．８、好ましくは０．３≦ｘ≦０．４であ
る）
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の磁器誘電体の特性は、Ｃ
ａＴｉＯ3 とＬａＡｌＯ3 の組成比を変化させることに
より異なってくる。表１で示されるとおり、ＬａＡｌＯ
3 の含有量が増加するにつれて、誘電率が４５から２５
に減少する傾向を表し、Ｑ・ｆ0 (GHz) は２２，３１０
から１０１，２１０へと大幅に増加し、共振周波数の温
度係数（ＴｃＦ）は９．２から−６１．５５ppm/℃に大
きく減少する。特にＬａＡｌＯ3 の含有量が３５mol
％、すなわち前記の一般式においてｘ＝０．３５付近で
は、誘電率は４２程度、Ｑ・ｆ0 (GHz) は３１，５３０
程度、温度係数は５．６ppm/℃程度であって、±１０pp
m/℃以内の温度係数を必要とする通信システムへの応用
に適した誘電体組成物を得ることができる。
ａＴｉＯ3 とＬａＡｌＯ3 の組成比を変化させることに
より異なってくる。表１で示されるとおり、ＬａＡｌＯ
3 の含有量が増加するにつれて、誘電率が４５から２５
に減少する傾向を表し、Ｑ・ｆ0 (GHz) は２２，３１０
から１０１，２１０へと大幅に増加し、共振周波数の温
度係数（ＴｃＦ）は９．２から−６１．５５ppm/℃に大
きく減少する。特にＬａＡｌＯ3 の含有量が３５mol
％、すなわち前記の一般式においてｘ＝０．３５付近で
は、誘電率は４２程度、Ｑ・ｆ0 (GHz) は３１，５３０
程度、温度係数は５．６ppm/℃程度であって、±１０pp
m/℃以内の温度係数を必要とする通信システムへの応用
に適した誘電体組成物を得ることができる。
【００１０】前記組成式において、ｘは０．３≦ｘ≦
０．８の範囲内にあることが必要である。ｘが０．３未
満、または０．８を越えると、焼結性が低下し、１，６
００℃における焼結が不可能である。さらに、ｘが０．
３未満ではＱ・ｆ0 が小さく、またＴｃＦが大き過ぎる
ので実用的でない。一方、０．８を越えると、誘電率が
小さく、またＴｃＦの絶対値が過大となる。特にＴｃＦ
が０に近く、共振周波数が温度の変化に対して安定であ
ることを要する通信システムへの応用には、０．３≦ｘ
≦０．４の範囲が好ましい。
０．８の範囲内にあることが必要である。ｘが０．３未
満、または０．８を越えると、焼結性が低下し、１，６
００℃における焼結が不可能である。さらに、ｘが０．
３未満ではＱ・ｆ0 が小さく、またＴｃＦが大き過ぎる
ので実用的でない。一方、０．８を越えると、誘電率が
小さく、またＴｃＦの絶対値が過大となる。特にＴｃＦ
が０に近く、共振周波数が温度の変化に対して安定であ
ることを要する通信システムへの応用には、０．３≦ｘ
≦０．４の範囲が好ましい。
【００１１】このような本発明の磁器誘電体は、当業界
において一般的に広く使用されている酸化物の混合方法
により容易に製造することができる。このような組成物
を製造するための出発物質としては、ＣａＣＯ3 、Ｔｉ
Ｏ2 、Ｌａ2 Ｏ3 およびＡｌ2 Ｏ3 などを使用すること
ができる。これらの成分を、目的の組成比に正確に秤量
して、混合、粉砕および乾燥を行う。混合が完了した粉
末を、たとえば大気中、１，４００℃で約４時間焼成し
た後、再粉砕を行って、ペロプスカイト構造を有する目
的の組成の固溶体粉末が得られる。この粉末を、１ton/
cm2 の圧力下で、１２mmの円筒形の金型を用いて成形し
た後、さらに大気中、１，６００℃の温度で５時間焼結
することにより、本発明による磁器誘電体を製造するこ
とができる。
において一般的に広く使用されている酸化物の混合方法
により容易に製造することができる。このような組成物
を製造するための出発物質としては、ＣａＣＯ3 、Ｔｉ
Ｏ2 、Ｌａ2 Ｏ3 およびＡｌ2 Ｏ3 などを使用すること
ができる。これらの成分を、目的の組成比に正確に秤量
して、混合、粉砕および乾燥を行う。混合が完了した粉
末を、たとえば大気中、１，４００℃で約４時間焼成し
た後、再粉砕を行って、ペロプスカイト構造を有する目
的の組成の固溶体粉末が得られる。この粉末を、１ton/
cm2 の圧力下で、１２mmの円筒形の金型を用いて成形し
た後、さらに大気中、１，６００℃の温度で５時間焼結
することにより、本発明による磁器誘電体を製造するこ
とができる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例によってより詳しく説
明する。本発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。また本発明の精神および範囲から外れない限
り、変形または変化することができる。
明する。本発明はこれらの実施例により限定されるもの
ではない。また本発明の精神および範囲から外れない限
り、変形または変化することができる。
【００１３】純度９９．９％のＣａＣＯ3 、ＴｉＯ2 、
Ｌａ2 Ｏ3 およびＡｌ2 Ｏ3 を、前記の一般式における
ｘが表１に示す０．３〜０．８の範囲の組成比になるよ
うにそれぞれ秤量し、ジルコニアボールを用いて混合と
粉砕を行い、ついで乾燥した。これらの粉末を、大気中
において、１，４００℃で４時間焼成して、ペロブスカ
イト構造の固溶体を合成した。
Ｌａ2 Ｏ3 およびＡｌ2 Ｏ3 を、前記の一般式における
ｘが表１に示す０．３〜０．８の範囲の組成比になるよ
うにそれぞれ秤量し、ジルコニアボールを用いて混合と
粉砕を行い、ついで乾燥した。これらの粉末を、大気中
において、１，４００℃で４時間焼成して、ペロブスカ
イト構造の固溶体を合成した。
【００１４】焼成した粉末を粉砕して乾燥した後、１to
n/cm2 の圧力下で円筒形の金型（直径１２mm）を用いて
成形し、これを大気中、１，６００℃の温度で５時間焼
結することにより、高さ／直径の比が約０．４〜０．５
である焼結試片を得た。
n/cm2 の圧力下で円筒形の金型（直径１２mm）を用いて
成形し、これを大気中、１，６００℃の温度で５時間焼
結することにより、高さ／直径の比が約０．４〜０．５
である焼結試片を得た。
【００１５】焼結された試片の両面を、研磨紙（＃１２
００まで）とアルミナ研磨剤を用いて研磨した後、二つ
の平行導体板の間に挟んで、７〜９GHz における誘電
率、Ｑ値および共振周波数の温度係数（ＴｃＦ）を測定
した。温度係数は２５℃から８５℃の温度範囲で測定し
た。なお、誘電率Ｑ値および共振周波数の温度係数は、
公知の通常の誘電体共振技法により測定した。
００まで）とアルミナ研磨剤を用いて研磨した後、二つ
の平行導体板の間に挟んで、７〜９GHz における誘電
率、Ｑ値および共振周波数の温度係数（ＴｃＦ）を測定
した。温度係数は２５℃から８５℃の温度範囲で測定し
た。なお、誘電率Ｑ値および共振周波数の温度係数は、
公知の通常の誘電体共振技法により測定した。
【００１６】各成分の組成物変化による試片それぞれの
誘電特性の測定結果を、下記の表１に示す。
誘電特性の測定結果を、下記の表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】表１から明らかなように、本発明によっ
て製造された磁器誘電体は、高い誘電体と、比較的高い
Ｑ値を有する。しかも、ＬａＡｌＯ3 の含有量を調節す
ることにより、共振周波数の任意の温度係数を有する磁
器誘電体が得られ、特に共振周波数が温度の変化に対し
て安定なものが得られる。そのため、マイクロ波誘電体
素子など、高周波用の磁器誘電体としての応用が可能で
ある。
て製造された磁器誘電体は、高い誘電体と、比較的高い
Ｑ値を有する。しかも、ＬａＡｌＯ3 の含有量を調節す
ることにより、共振周波数の任意の温度係数を有する磁
器誘電体が得られ、特に共振周波数が温度の変化に対し
て安定なものが得られる。そのため、マイクロ波誘電体
素子など、高周波用の磁器誘電体としての応用が可能で
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 尹 錫 珍 大韓民国ソウル特別市蘆原区上溪洞692番 地 住公アパート708棟1501号 (72)発明者 余 東 勲 大韓民国ソウル特別市西大門区北加佐洞 311番地９号
Claims (2)
- 【請求項１】 組成式（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 ・ｘＬａ
ＡｌＯ3 （式中、０．３≦ｘ≦０．８）で示される高周
波用磁器誘電体。 - 【請求項２】 ｘが、０．３≦ｘ≦０．４である、請求
項１記載の高周波用磁器誘電体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950029386A KR0155066B1 (ko) | 1995-09-07 | 1995-09-07 | 고주파용 유전체 자기 조성물 |
| KR29386/1995 | 1995-09-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09118562A true JPH09118562A (ja) | 1997-05-06 |
Family
ID=19426358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8237487A Pending JPH09118562A (ja) | 1995-09-07 | 1996-09-09 | 高周波用磁器誘電体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09118562A (ja) |
| KR (1) | KR0155066B1 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001114553A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
| EP1096598A2 (en) * | 1999-10-25 | 2001-05-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
| JP2001163665A (ja) * | 1999-12-13 | 2001-06-19 | Murata Mfg Co Ltd | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ及び通信機装置 |
| WO2002041326A1 (fr) * | 2000-11-20 | 2002-05-23 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Composition de porcelaine dielectrique a micro-ondes et resonateur dielectrique |
| US7618553B2 (en) | 2006-09-29 | 2009-11-17 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Insulating material for printed circuit board |
| JP2010280550A (ja) * | 2009-06-08 | 2010-12-16 | Kyocera Corp | 誘電体セラミックスおよび誘電体共振器 |
| RU2643381C1 (ru) * | 2016-12-23 | 2018-02-01 | Публичное акционерное общество "Радиофизика" | Способ изготовления корпуса двухрезонаторного моноблока полосно-пропускающего фильтра |
| CN111634930A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-08 | 山东国瓷功能材料股份有限公司 | 一种高频应用的低介电常数中空氧化铝材料及其制备方法 |
| CN115611625A (zh) * | 2022-11-15 | 2023-01-17 | 南京国睿微波器件有限公司 | 一种钛酸镁基微波介质陶瓷及其制备工艺 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100234011B1 (ko) * | 1997-08-20 | 1999-12-15 | 박호군 | 고주파용 유전체 세라믹 조성물 |
| KR100234012B1 (ko) * | 1997-08-20 | 1999-12-15 | 박호군 | 고주파용 유전체 세라믹 조성물 |
-
1995
- 1995-09-07 KR KR1019950029386A patent/KR0155066B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-09-09 JP JP8237487A patent/JPH09118562A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP1096598A2 (en) * | 1999-10-25 | 2001-05-02 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
| EP1096598A3 (en) * | 1999-10-25 | 2003-03-12 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | High-frequency dielectric ceramic composition, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer, and communication apparatus |
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| US6881694B2 (en) | 2000-11-20 | 2005-04-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Microwave dielectric porcelain composition and dielectric resonator |
| EP1341189A4 (en) * | 2000-11-20 | 2008-11-26 | Ngk Spark Plug Co | MICROWAVE-DIELECTRIC PORCELAIN COMPOSITION AND DIELECTRIC RESONATOR |
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