JPH09241073A - 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Info
- Publication number
- JPH09241073A JPH09241073A JP8050118A JP5011896A JPH09241073A JP H09241073 A JPH09241073 A JP H09241073A JP 8050118 A JP8050118 A JP 8050118A JP 5011896 A JP5011896 A JP 5011896A JP H09241073 A JPH09241073 A JP H09241073A
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- JP
- Japan
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- high frequency
- dielectric
- value
- present
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】高周波領域で高い比誘電率と高いQ値を有しな
がら、共振周波数の温度係数(τf)の絶対値が小さい
高周波用誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】モル比による組成式をxCaO・yMgO
・zWO3 (但しx+y+z=1)と表した時、前記
x、y、zが0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦
0.30、0.20≦z≦0.30を同時に満足する高
周波用誘電体磁器組成物で、特に誘電体磁器組成物とし
てCa(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペロブスカイ
ト型結晶相を主結晶相とするものである。
がら、共振周波数の温度係数(τf)の絶対値が小さい
高周波用誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】モル比による組成式をxCaO・yMgO
・zWO3 (但しx+y+z=1)と表した時、前記
x、y、zが0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦
0.30、0.20≦z≦0.30を同時に満足する高
周波用誘電体磁器組成物で、特に誘電体磁器組成物とし
てCa(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペロブスカイ
ト型結晶相を主結晶相とするものである。
Description
【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比誘電率及び高いQ値を
有する誘電体磁器組成物に関し、特に、誘電体共振器,
フィルタ,コンデンサ等の高周波用の電子部品やMIC
用誘電体基板、ミリ波用導波路等に適する高周波用誘電
体磁器組成物に関するものである。
波等の高周波領域において高い比誘電率及び高いQ値を
有する誘電体磁器組成物に関し、特に、誘電体共振器,
フィルタ,コンデンサ等の高周波用の電子部品やMIC
用誘電体基板、ミリ波用導波路等に適する高周波用誘電
体磁器組成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波,ミリ波
等の高周波領域において、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。また最近では、ミリ波
用導波路に誘電体線路が応用されている。
等の高周波領域において、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。また最近では、ミリ波
用導波路に誘電体線路が応用されている。
【0003】従来より、この種の誘電体磁器としては、
例えばZrO2 −SnO2 −TiO2 系材料、BaO−
TiO2 系材料、(Ba,Sr)(Zr,Ti)O3 系
材料及びBa(Zn,Ta)O3 系材料等が知られてお
り、これらの材料は各種の改良により周波数500MH
z〜5GHzにおいて誘電率20〜40、Q値が100
0〜3000の特性を有している(Qf=15000以
下)。
例えばZrO2 −SnO2 −TiO2 系材料、BaO−
TiO2 系材料、(Ba,Sr)(Zr,Ti)O3 系
材料及びBa(Zn,Ta)O3 系材料等が知られてお
り、これらの材料は各種の改良により周波数500MH
z〜5GHzにおいて誘電率20〜40、Q値が100
0〜3000の特性を有している(Qf=15000以
下)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近で
は使用する周波数がより高くなる傾向にあるとともに、
誘電体材料に対してさらに優れた誘電特性、特にQ値の
向上が要求されつつある。ところが、前述した従来の誘
電体材料では、10GHzの使用周波数領域において実
用的レベルの高いQ値(Qf=15000以下)を有し
ていないのが現状である。
は使用する周波数がより高くなる傾向にあるとともに、
誘電体材料に対してさらに優れた誘電特性、特にQ値の
向上が要求されつつある。ところが、前述した従来の誘
電体材料では、10GHzの使用周波数領域において実
用的レベルの高いQ値(Qf=15000以下)を有し
ていないのが現状である。
【0005】本発明は、高周波領域において高い比誘電
率および高いQ値を有する高周波用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。
率および高いQ値を有する高周波用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。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記問題
点に対して種々検討を加えた結果、CaO、MgO、W
O3 を含有し、モル比による組成式をxCaO・yMg
O・zWO3 と表した時、前記x、y、zが、0.40
≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20≦
z≦0.30、x+y+z=1を同時に満足する組成範
囲に設定すること、また、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3
で表されるペロブスカイト型結晶を主結晶相とすること
により、高周波領域において優れた誘電特性が得られる
ことを知見し本発明に至った。
点に対して種々検討を加えた結果、CaO、MgO、W
O3 を含有し、モル比による組成式をxCaO・yMg
O・zWO3 と表した時、前記x、y、zが、0.40
≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20≦
z≦0.30、x+y+z=1を同時に満足する組成範
囲に設定すること、また、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3
で表されるペロブスカイト型結晶を主結晶相とすること
により、高周波領域において優れた誘電特性が得られる
ことを知見し本発明に至った。
【0007】即ち、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は、金属元素としてCa、Mg、Wを含有し、これらの
金属元素酸化物のモル比による組成式をxCaO・yM
gO・zWO3 と表した時、前記x、y、zが、0.4
0≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20
≦z≦0.30、x+y+z=1を満足するものであ
る。ここで、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペ
ロブスカイト型結晶を主結晶相とすることが望ましい。
は、金属元素としてCa、Mg、Wを含有し、これらの
金属元素酸化物のモル比による組成式をxCaO・yM
gO・zWO3 と表した時、前記x、y、zが、0.4
0≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20
≦z≦0.30、x+y+z=1を満足するものであ
る。ここで、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペ
ロブスカイト型結晶を主結晶相とすることが望ましい。
【0008】
【作用】本発明の高周波用誘電体磁器組成物では、組成
式がxCaO・yMgO・zWO3 と表わされる組成物
において、前記x、y、zが、0.40≦x≦0.5
5、0.15≦y≦0.30、0.20≦z≦0.3
0、x+y+z=1を同時に満足する組成範囲に設定す
ること、また、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3 で表される
ペロブスカイト型結晶を主結晶相とすることにより、温
度安定性に優れた高い比誘電率と高いQ値を得ることが
できる。
式がxCaO・yMgO・zWO3 と表わされる組成物
において、前記x、y、zが、0.40≦x≦0.5
5、0.15≦y≦0.30、0.20≦z≦0.3
0、x+y+z=1を同時に満足する組成範囲に設定す
ること、また、Ca(Mg1/2 W1/2 )O3 で表される
ペロブスカイト型結晶を主結晶相とすることにより、温
度安定性に優れた高い比誘電率と高いQ値を得ることが
できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用誘電体磁器組成
物は、組成式をxCaO・yMgO・zWO3 と表した
時、CaO、MgO及びWO3 が所定のモル比、即ち、
0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、
0.20≦z≦0.30を同時に満足するものである。
図1に本発明の組成物のモル比による組成を示す。
物は、組成式をxCaO・yMgO・zWO3 と表した
時、CaO、MgO及びWO3 が所定のモル比、即ち、
0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、
0.20≦z≦0.30を同時に満足するものである。
図1に本発明の組成物のモル比による組成を示す。
【0010】これらの組成比で0.40≦x≦0.5
5、0.15≦y≦0.30、0.20≦z≦0.30
と限定したのは、上記範囲外では焼結性の低下やQ値の
低下という問題が生じるからである。
5、0.15≦y≦0.30、0.20≦z≦0.30
と限定したのは、上記範囲外では焼結性の低下やQ値の
低下という問題が生じるからである。
【0011】即ち、CaOのモル比を0.40≦x≦
0.55としたのは、0.40よりも小さい場合や0.
55よりも大きい場合には、Q値が低下するからであ
る。xは、Q値向上という理由から0.48≦x≦0.
52が望ましい。
0.55としたのは、0.40よりも小さい場合や0.
55よりも大きい場合には、Q値が低下するからであ
る。xは、Q値向上という理由から0.48≦x≦0.
52が望ましい。
【0012】また、MgOのモル比を0.15≦y≦
0.30としたのは、yが0.15よりも小さい場合に
はQ値が低下し、0.30よりも大きい場合にはQ値が
低下したり、焼結不良となるからである。MgOのモル
比yは、Q値の向上と焼結性という理由から0.22≦
y≦0.28であることが望ましい。
0.30としたのは、yが0.15よりも小さい場合に
はQ値が低下し、0.30よりも大きい場合にはQ値が
低下したり、焼結不良となるからである。MgOのモル
比yは、Q値の向上と焼結性という理由から0.22≦
y≦0.28であることが望ましい。
【0013】また、WO3 のモル比を0.20≦z≦
0.30としたのは、zが0.20よりも小さい場合に
はQ値が低下し、0.30よりも大きい場合にもQ値が
低下するからである。WO3 のモル比zは、Q値の向上
と焼結性という理由から0.22≦z≦0.28が望ま
しい。
0.30としたのは、zが0.20よりも小さい場合に
はQ値が低下し、0.30よりも大きい場合にもQ値が
低下するからである。WO3 のモル比zは、Q値の向上
と焼結性という理由から0.22≦z≦0.28が望ま
しい。
【0014】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、金
属元素酸化物のモル比による組成式をxCaO・yMg
O・zWO3 と表した時、x、y、zが0.48≦x≦
0.52、0.22≦y≦0.28、0.22≦z≦
0.28、x+y+z=1を同時に満足することが望ま
しい。
属元素酸化物のモル比による組成式をxCaO・yMg
O・zWO3 と表した時、x、y、zが0.48≦x≦
0.52、0.22≦y≦0.28、0.22≦z≦
0.28、x+y+z=1を同時に満足することが望ま
しい。
【0015】また、本発明の高周波用誘電体磁器組成物
は、CaO、MgO、WO3 からなるものであり、結晶
相としてCa(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペロブ
スカイト型結晶相を主結晶相とするものである。即ち、
AサイトをCaで構成し、BサイトをMg及びWが1:
1で構成してなる結晶を有するものである。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でもあ
るいは単結晶体のいずれの形態でもよい。尚、本発明の
高周波用誘電体磁器組成物では、Ca(Mg
1/ 2 W1/2 )O3 以外の結晶相として、CaWO4 ,C
aW2 O9 ,Ca2 WO5等が存在することもあるが、
微量であれば特性上問題ない。
は、CaO、MgO、WO3 からなるものであり、結晶
相としてCa(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペロブ
スカイト型結晶相を主結晶相とするものである。即ち、
AサイトをCaで構成し、BサイトをMg及びWが1:
1で構成してなる結晶を有するものである。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でもあ
るいは単結晶体のいずれの形態でもよい。尚、本発明の
高周波用誘電体磁器組成物では、Ca(Mg
1/ 2 W1/2 )O3 以外の結晶相として、CaWO4 ,C
aW2 O9 ,Ca2 WO5等が存在することもあるが、
微量であれば特性上問題ない。
【0016】本発明に基づき磁器を作製する方法として
は、先ず、Ca、Mg、Wを含有する原料粉末を準備す
る。この原料粉末は、Ca、Mg、Wを含有する酸化
物,炭酸塩,酢酸塩等の無機化合物、もしくは有機金属
等の有機化合物のいずれであっても、焼成により酸化物
となるものであれば良い。
は、先ず、Ca、Mg、Wを含有する原料粉末を準備す
る。この原料粉末は、Ca、Mg、Wを含有する酸化
物,炭酸塩,酢酸塩等の無機化合物、もしくは有機金属
等の有機化合物のいずれであっても、焼成により酸化物
となるものであれば良い。
【0017】これらの原料をCaO、MgO、WO3 換
算で前述の範囲になるように秤量した後、充分に混合す
る。その後、混合物を900〜1200℃で仮焼処理
し、粉砕する。そして、この仮焼粉末に所定のバインダ
ー等を添加し、プレス成形やドクターブレード法等の周
知の成形方法により所定の形状に成形する。次に成形体
を大気中等の酸化性雰囲気中で1300〜1550℃で
2〜6時間焼成することにより本発明の高周波用誘電体
磁器組成物を得ることができる。
算で前述の範囲になるように秤量した後、充分に混合す
る。その後、混合物を900〜1200℃で仮焼処理
し、粉砕する。そして、この仮焼粉末に所定のバインダ
ー等を添加し、プレス成形やドクターブレード法等の周
知の成形方法により所定の形状に成形する。次に成形体
を大気中等の酸化性雰囲気中で1300〜1550℃で
2〜6時間焼成することにより本発明の高周波用誘電体
磁器組成物を得ることができる。
【0018】本発明の高周波用誘電体磁器組成物では、
不可避不純物としてCl、Al、P、Na、Sr、Z
r、Y等が混入する場合があり、また、これらが全量中
0.1重量%程度混入しても特性上問題ない。また、粉
砕時の粉砕ボールから金属等が混入する場合もある。
不可避不純物としてCl、Al、P、Na、Sr、Z
r、Y等が混入する場合があり、また、これらが全量中
0.1重量%程度混入しても特性上問題ない。また、粉
砕時の粉砕ボールから金属等が混入する場合もある。
【0019】
【実施例】原料として純度99%以上のCaCO3 、M
gCO3 及び、WO3 の各粉末を用いて、これらをCa
O、MgO、WO3 換算で表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、Z
rO2 ボールにより8時間湿式混合した。次いで、混合
物を脱水、乾燥した後、1000℃で2時間仮焼し、当
該仮焼物をボールミルに水、有機バインダーを入れ8時
間湿式粉砕した。
gCO3 及び、WO3 の各粉末を用いて、これらをCa
O、MgO、WO3 換算で表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、Z
rO2 ボールにより8時間湿式混合した。次いで、混合
物を脱水、乾燥した後、1000℃で2時間仮焼し、当
該仮焼物をボールミルに水、有機バインダーを入れ8時
間湿式粉砕した。
【0020】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、3000kg/cm2 の
圧力で直径10mm、厚み5mmの寸法の円柱に成形し
た。
メッシュの網を通して造粒し、3000kg/cm2 の
圧力で直径10mm、厚み5mmの寸法の円柱に成形し
た。
【0021】更に、この円柱を大気中で1500℃×6
時間の条件で焼成し、磁器を作製した。この磁器を研摩
して直径8mm、厚み4〜5mmの寸法の試料を得た。
時間の条件で焼成し、磁器を作製した。この磁器を研摩
して直径8mm、厚み4〜5mmの寸法の試料を得た。
【0022】得られた試料について、周波数10GHz
における比誘電率(εr )、Q値を誘電体共振器法にて
測定し、また25℃から85℃までのTE011モード
共振周波数の温度係数(τf )を、τf=(f85−
f25)/f25/60℃×106 [ppm/℃]に基づい
て計算した。ここでf85は85℃における共振周波数で
あり、f25は25℃における共振周波数である。それら
の結果を表1に示した。
における比誘電率(εr )、Q値を誘電体共振器法にて
測定し、また25℃から85℃までのTE011モード
共振周波数の温度係数(τf )を、τf=(f85−
f25)/f25/60℃×106 [ppm/℃]に基づい
て計算した。ここでf85は85℃における共振周波数で
あり、f25は25℃における共振周波数である。それら
の結果を表1に示した。
【0023】
【表1】
【0024】この表1によればCaO、MgO、WO3
の配合組成が本発明の範囲外にある試料No.1,2,
3,11,15,16はQ値が700以下あるいは焼結
不良を生じた。これに対して本発明に係る試料No.4
〜10,12〜14は比誘電率17以上、Q値4500
以上、共振周波数の温度係数が−75〜−95ppm/
℃が達成され、特にCaO:MgO:WO3 が2:1:
1の比率からなる試料No.8は特に比誘電率19でQ
値7500が達成された。
の配合組成が本発明の範囲外にある試料No.1,2,
3,11,15,16はQ値が700以下あるいは焼結
不良を生じた。これに対して本発明に係る試料No.4
〜10,12〜14は比誘電率17以上、Q値4500
以上、共振周波数の温度係数が−75〜−95ppm/
℃が達成され、特にCaO:MgO:WO3 が2:1:
1の比率からなる試料No.8は特に比誘電率19でQ
値7500が達成された。
【0025】そこで、試料No.8の磁器に対してX線
回折測定を行い、その結果を図2に示した。図2によれ
ば、○印の回折ピークによりペロブスカイト型結晶構造
であることが理解され、さらに、●印の回折ピークによ
りMg、Wの規則配列による超格子構造からなることが
理解される。
回折測定を行い、その結果を図2に示した。図2によれ
ば、○印の回折ピークによりペロブスカイト型結晶構造
であることが理解され、さらに、●印の回折ピークによ
りMg、Wの規則配列による超格子構造からなることが
理解される。
【0026】尚、作製された本発明の誘電体磁器は、殆
どがCa(Mg1/2 W1/2 )O3 結晶粒子からなり、そ
の平均結晶粒径は、3〜7μmであった。また、粒界に
は、主にCaOとWO3 からなる相が微量存在してい
た。
どがCa(Mg1/2 W1/2 )O3 結晶粒子からなり、そ
の平均結晶粒径は、3〜7μmであった。また、粒界に
は、主にCaOとWO3 からなる相が微量存在してい
た。
【0027】
【発明の効果】以上詳述した通り、CaO、MgO及び
WO3 を所定の割合で配合することにより、高周波領域
において高い比誘電率と高い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
る共振器材料、MIC用誘電体基板材料、コンデンサー
用材料、誘電体アンテナ用材料、誘電体導波路用材料等
に充分適用することができる。
WO3 を所定の割合で配合することにより、高周波領域
において高い比誘電率と高い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
る共振器材料、MIC用誘電体基板材料、コンデンサー
用材料、誘電体アンテナ用材料、誘電体導波路用材料等
に充分適用することができる。
【図1】本発明の範囲を示すCaO−MgO−WO3 3
元図である。
元図である。
【図2】実施例中の試料No.8のX線回折チャート図
である。
である。
Claims (2)
- 【請求項1】金属元素としてCa、Mg、Wを含有し、
これらの金属元素酸化物のモル比による組成式を xCaO・yMgO・zWO3 と表した時、前記x、y、zが 0.40≦x≦0.55 0.15≦y≦0.30 0.20≦z≦0.30 x+y+z=1 を同時に満足することを特徴とする高周波用誘電体磁器
組成物。 - 【請求項2】Ca(Mg1/2 W1/2 )O3 で表されるペ
ロブスカイト型結晶を主結晶相とする請求項1記載の高
周波用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8050118A JPH09241073A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8050118A JPH09241073A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09241073A true JPH09241073A (ja) | 1997-09-16 |
Family
ID=12850208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8050118A Pending JPH09241073A (ja) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09241073A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005051861A1 (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-09 | Murata Manufacturing 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、および通信機装置 |
-
1996
- 1996-03-07 JP JP8050118A patent/JPH09241073A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005051861A1 (ja) * | 2003-11-27 | 2005-06-09 | Murata Manufacturing 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、および通信機装置 |
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