JPH09227230A - 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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JPH09227230A
JPH09227230A JP8041613A JP4161396A JPH09227230A JP H09227230 A JPH09227230 A JP H09227230A JP 8041613 A JP8041613 A JP 8041613A JP 4161396 A JP4161396 A JP 4161396A JP H09227230 A JPH09227230 A JP H09227230A
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dielectric
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Abstract

(57)【要約】 【課題】高周波領域において高い誘電率および高いQ値
をもった誘電体磁器組成物を得る。 【解決手段】金属元素として少なくともBa,Y,Z
n,Nb,W,Taを含有し、これらの金属元素のモル
比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cZnO・d
Nb2 5 ・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、前記
a,b,c,d,e,fが、0.40≦a≦0.70、
0<b≦0.30、0<c≦0.35、0≦d≦0.3
0、0<e≦0.35、0≦f≦0.30、0.20≦
(b+c)/(d+e+f)≦1.66、a+b+c+
d+e+f=1.00を満足する複合酸化物に対し、金
属元素としてLi、またはLi及びBをそれぞれLi2
CO3,B2 3 換算で0.001〜0.8重量%含有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波領域において高い誘電率及び高いQ値を有
する新規な誘電体磁器組成物であって、例えば誘電体共
振器、誘電体基板、誘電体導波線路、誘電体アンテナ、
コンデンサ等に最適な誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波やミリ波等の高周波領域にお
いて、誘電体磁器は誘電体共振器やMIC用誘電体基板
等に広く利用されている。
【0003】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えばMgTiO3 −CaTiO3系材料がが知られて
いる。このような材料は、誘電率が20程度、1GHz
に換算したQ値が20000程度の特性を有している。
【0004】また、例えば特公昭59−48483号公
報に開示されるように、モル比による組成式をxBaO
・yZnO・zNb2 5 と表した時、0.50≦x≦
0.75、0.10≦y≦0.30、0.10≦z≦
0.30を満足するものがある。このような誘電体磁器
では,誘電率が30〜36、1GHzに換算したQ値が
36000〜39000という特性を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年で
は使用機器の多様化により使用周波数がより高くなり、
このような高周波領域での誘電特性、特に高Q値が要求
されるようになっているが、前述したような従来の誘電
体材料では今だ実用的レベルの高Q値が得られていない
のが現状であった。
【0006】従って、本発明は高周波領域において高い
Q値及び高い比誘電率を有する新規な誘電体磁器組成物
を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波用誘電体
磁器組成物は、金属元素として少なくともBa,Y,Z
n,Nb,W,Taを含有し、これらの金属元素のモル
比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cZnO・d
Nb2 5 ・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、前記
a,b,c,d,e,fが、 0.40≦a≦0.70 0 <b≦0.30 0 <c≦0.35 0 ≦d≦0.30 0 <e≦0.35 0 ≦f≦0.30 0.20≦(b+c)/(d+e+f)≦1.66 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足する複合酸化物に対し、金属元素としてLi、ま
たはLi及びBをそれぞれLi2 CO3 ,B2 3 換算
で0.001〜0.8重量%含有することを特徴とする
ものである。
【0008】本発明の誘電体磁器組成物において、Ba
Oのモル比を0.40≦a≦0.70に設定したのは、
aが0.40よりも小さい場合にはQ値が低下したり、
焼結が困難になる傾向があり、0.70よりも大きい場
合には焼結が困難となる傾向にあるからである。特に
0.45≦a≦0.65とすることが好ましい。
【0009】また、Y2 3 のモル比を0<b≦0.3
0としたのは、bが0.30よりも大きい場合にはQ値
が低下するからである。このY2 3 は0.030≦b
≦0.20であることが望ましい。
【0010】ZnOのモル比を0<c≦0.35に設定
したのは、cが0.35よりも大きい場合にはQ値が低
下したり、焼結が困難になるからである。特に0.10
≦c≦0.30とすることが好ましい。
【0011】Nb2 5 のモル比を0≦d≦0.30と
したのは、dが0.30よりも大きい場合にはQ値が低
下し、焼結が困難となるからである。特に0.010≦
d≦0.25、さらには0.030≦d≦0.20とす
ることが好ましい。
【0012】WO3 のモル比を0<e≦0.35とした
のは、eが0.35よりも大きい場合にはQ値が低下
し、焼結不良となるからである。特に0.010≦e≦
0.30、さらには0.030≦e≦0.25とするこ
とが好ましい。
【0013】さらに、Ta2 5 のモル比を0≦f≦
0.30としたのは、fが0.30よりも大きい場合に
はQ値が低下するからである。特に0≦f≦0.25、
さらには0.05≦f≦0.23とすることが好まし
い。
【0014】また、0.20≦(b+c)/(d+e+
f)≦1.66としたのは、この範囲外となるとQ値が
低下したり、焼結不良となるからである。
【0015】さらに、金属元素としてLi、またはLi
及びBをそれぞれLi2 CO3 ,B2 3 換算で0.0
01〜0.8重量%含有させたのは、0.001重量%
未満であると焼結しにくく、0.8重量%より多いとQ
値が低下するからである。特に0.01〜0.6重量%
の範囲とすることが好ましい。なお、上記LiやBは焼
成過程で蒸発することがあるが、最終的な焼結体におけ
る含有量が上記範囲内となっていれば良い。
【0016】したがって、本発明の高周波用誘電体磁器
組成物は、組成式をaBaO・bY2 3 ・cZnO・
dNb2 5 ・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、前
記a,b,c,d,e,fが、 0.48 ≦a≦0.62 0.030≦b≦0.20 0.030≦c≦0.25 0.030≦d≦0.20 0.030≦e≦0.25 0.05 ≦f≦0.23 0.20 ≦(b+c)/(d+e+f)≦1.66 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足し、金属元素としてLi、またはLi及びBをそ
れぞれLi2 CO3 ,B2 3 換算で0.01〜0.6
重量%含有することが望ましい。
【0017】また、本発明の誘電体材料は、Ba,Y,
Zn,Nb,W,Taを含有する複合酸化物であり、主
にペロブスカイト型結晶相からなるものであって、他に
ペロブスカイト型結晶相以外のものを含んでも良い。こ
のような結晶を有する材料は、それ自体焼結体等の多結
晶体或いは単結晶体のいずれかの形態でも良い。
【0018】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、例えばBa,Y,Zn,Nb,W,Taの酸化物あ
るいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の
金属塩を原料として用い、これらを前述した範囲になる
ように秤量した後、ボールミルで湿式粉砕し、脱水乾燥
する。このとき、上記成分の他にMg,Ni,Co,A
l,Fe,Pb,V,Zr,La,Sb,Ca等の酸化
物等を全量に対して10モル%以下添加しても良い。こ
の後、混合物を500〜1500℃で0.1〜100時
間仮焼処理し、仮焼物及び前述の範囲となるLi、また
はLi及びBの酸化物の少なくとも一種以上をボールミ
ルに入れ、溶媒及び有機バインダーとともに混合粉砕
し、造粒あるいは整粒する。
【0019】あるいは、Ba,Y,Nb,Taの酸化物
あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等
の金属塩を加えた原料粉末と、Ba,Zn,Wの酸化物
あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等
の金属塩、それぞれ別々に調合、粉砕、仮焼し、これら
の仮焼物及び前述の範囲となるLi、またはLi及びB
の酸化物の少なくとも一種以上をボールミルに共に入
れ、溶媒及び有機バインダーとともに混合粉砕し、造粒
あるいは整粒する。
【0020】そして、例えば、所定の圧力で、プレス成
形して所定の形状に成形し、大気中において1100〜
1750℃で0.1〜200時間焼成することにより、
相対密度90%以上の誘電体磁器を得ることができる。
なお、Li、またはLi及びBの酸化物は、仮焼前及び
/又は仮焼後に添加すれば良い。
【0021】
【実施例】実施例1 原料として純度99%以上のBaCO3 ,Y2 3 ,Z
nO,Nb2 5 ,WO3 及びTa2 5 の粉末を用い
て、これらを表1に示す割合に秤量し、これをゴムで内
張りしたボールミルに水とともに入れ、直径10mmの
ZrO2 ボールを用いて湿式混合した。次いで、この混
合物を脱水、乾燥した後、1100℃で2時間仮焼し、
当該仮焼物に純度95%以上のLi、またはLiおよび
Bの化合物を表1の含有量となるように添加し、ボール
ミルに水、有機バインダーと共に入れ、湿式粉砕した。
【0022】その後、この粉砕物を乾燥した後、50番
メッシュの網を通して造粒し、得られた粉末を1ton
/cm2 の圧力で20mmφ×10mmの寸法からなる
円板状に成形した。さらに、この円板を1300〜15
00℃×2時間の条件で焼成して磁器試料を得た。この
磁器試料を加工して13mmφ×7mmの寸法からなる
円柱を得た。
【0023】かくして得られた磁器試料について、周波
数4〜7GHzにおける比誘電率(εr )、Q値を誘電
体共振器法で測定し、また25℃から85℃までの温度
範囲における共振周波数の温度変化を測定し、共振周波
数の温度係数(τf )を計算した。Q値はマイクロ波誘
電体において一般に成立するQ値×測定周波数f=一定
の関係から1GHzでのQ値に換算した。それらの結果
を表1に示した。
【0024】表1によれば、配合組成が本発明の範囲を
逸脱する試料No.21〜34は焼結不良となったり、
比誘電率やQ値が測定不可であったり、Q値が低かっ
た。
【0025】これに対して、本発明の試料No.1〜2
0は、比誘電率21〜37、Q値42000〜8600
0が達成された。
【0026】
【表1】
【0027】また、本発明者等は、Ba,Y,Nb,T
aの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭酸
塩、硝酸塩等の金属塩を加えた原料粉末と、Ba,Z
n,Wの酸化物あるいは焼成により酸化物を生成する炭
酸塩、硝酸塩等の金属塩を、それぞれ別々に調合、粉
砕、仮焼し、これらの仮焼物及び表1に示した純度95
%以上のLi、またはLi及びBの化合物をボールミル
に共にいれ、溶媒および有機バインダーとともに混合粉
砕し、所定の形状に成形し、大気中において焼成した。
この場合でも、本発明の範囲内であれば優れた誘電特性
を有することを確認した。
【0028】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、高
周波領域において高い誘電率および高いQ値を得ること
ができる。それにより、マイクロ波やミリ波領域におい
て使用される共振器結用材料やMIC用誘電体基板材
料、誘電体導波線路、誘電体アンテナ、その他の各種電
子部品等に充分適用することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属元素として少なくともBa,Y,Z
    n,Nb,W,Taを含有し、これらの金属元素のモル
    比による組成式をaBaO・bY2 3 ・cZnO・d
    Nb2 5 ・eWO3 ・fTa2 5 と表した時、前記
    a,b,c,d,e,fが、 0.40≦a≦0.70 0 <b≦0.30 0 <c≦0.35 0 ≦d≦0.30 0 <e≦0.35 0 ≦f≦0.30 0.20≦(b+c)/(d+e+f)≦1.66 a+b+c+d+e+f=1.00 を満足する複合酸化物に対し、金属元素としてLi、ま
    たはLi及びBをそれぞれLi2 CO3 ,B2 3 換算
    で0.001〜0.8重量%含有することを特徴とする
    高周波用誘電体磁器組成物。
JP04161396A 1996-02-28 1996-02-28 高周波用誘電体磁器組成物 Expired - Fee Related JP3330011B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1277713A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-22 NGK Spark Plug Company Limited Dielectric ceramic material comprising Ba, Nb, Ta and at least one of Zn and Co and and least one of K, Na and Li

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1277713A1 (en) * 2001-07-16 2003-01-22 NGK Spark Plug Company Limited Dielectric ceramic material comprising Ba, Nb, Ta and at least one of Zn and Co and and least one of K, Na and Li
US6995106B2 (en) 2001-07-16 2006-02-07 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Dielectric ceramic material
KR100843012B1 (ko) * 2001-07-16 2008-07-01 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 유전체 자기

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