JPH09255492A - 誘電体単結晶を用いた高周波電子部品 - Google Patents
誘電体単結晶を用いた高周波電子部品Info
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- JPH09255492A JPH09255492A JP5976496A JP5976496A JPH09255492A JP H09255492 A JPH09255492 A JP H09255492A JP 5976496 A JP5976496 A JP 5976496A JP 5976496 A JP5976496 A JP 5976496A JP H09255492 A JPH09255492 A JP H09255492A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高いＱ値を有し、長時間の使用でもＱ値が劣
化せず、しかも高温条件下、低温条件下でもＱ値が劣化
しない高周波電子部品を提供する。 【解決手段】 １ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、ＡＢＯ3 で表され、Ｂサイトが
ＮｂおよびＴａから選ばれた少なくとも一種から構成さ
れる誘電体単結晶を用いたことを特徴とする。
化せず、しかも高温条件下、低温条件下でもＱ値が劣化
しない高周波電子部品を提供する。 【解決手段】 １ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、ＡＢＯ3 で表され、Ｂサイトが
ＮｂおよびＴａから選ばれた少なくとも一種から構成さ
れる誘電体単結晶を用いたことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体単結晶を用
いた高周波電子部品に係り、特に、高周波用共振器に関
する。
いた高周波電子部品に係り、特に、高周波用共振器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】電子機器の高周波化に伴って、マイクロ
波やミリ波などの高周波領域の信号回路に用いられる電
子部品には、高い信頼性が要求されている。このような
高周波領域においては高い無負荷Ｑを有する低損失誘電
体が強く求められており、従来、高周波用低損失磁器組
成物としてＢａ（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 などのペロブスカイト構造を有する
磁器組成物が、主として用いられている。
波やミリ波などの高周波領域の信号回路に用いられる電
子部品には、高い信頼性が要求されている。このような
高周波領域においては高い無負荷Ｑを有する低損失誘電
体が強く求められており、従来、高周波用低損失磁器組
成物としてＢａ（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 などのペロブスカイト構造を有する
磁器組成物が、主として用いられている。
【０００３】このような磁器組成物を用いて誘電体共振
器のような電子部品を作製した場合には、次の３つの問
題点を伴っていた。 １）磁器組成物は、一般に粒径サブミクロンの酸化物、
炭酸化物等の原料を機械的に混合し、高温でそれらの粉
体同士を反応させることにより作製される。原料の混合
が機械的に行なわれるため、多成分の原料を均一に混合
することは困難であり、反応はサブミクロンレベルで不
均一となってしまう。結果として得られる焼結体の組成
も不均一となり、誘電特性に影響が及ぼされ、サブミク
ロンレベルのオーダで誘電率は変化することになる。
器のような電子部品を作製した場合には、次の３つの問
題点を伴っていた。 １）磁器組成物は、一般に粒径サブミクロンの酸化物、
炭酸化物等の原料を機械的に混合し、高温でそれらの粉
体同士を反応させることにより作製される。原料の混合
が機械的に行なわれるため、多成分の原料を均一に混合
することは困難であり、反応はサブミクロンレベルで不
均一となってしまう。結果として得られる焼結体の組成
も不均一となり、誘電特性に影響が及ぼされ、サブミク
ロンレベルのオーダで誘電率は変化することになる。
【０００４】なお、誘電体磁器組成物を用いて誘電体共
振器を作製する場合には、所望の共振周波数を得るた
め、誘電率に対して誘電体磁器組成物の大きさが決定さ
れている。誘電体磁器組成物焼結体は、上述のようにロ
ットごと、あるいは焼結体の各部分においてもわずかに
誘電率が異なるため、素子一個一個のサイズを変える必
要があった。
振器を作製する場合には、所望の共振周波数を得るた
め、誘電率に対して誘電体磁器組成物の大きさが決定さ
れている。誘電体磁器組成物焼結体は、上述のようにロ
ットごと、あるいは焼結体の各部分においてもわずかに
誘電率が異なるため、素子一個一個のサイズを変える必
要があった。
【０００５】２）また、従来の磁器組成物を用いて誘電
体共振器を作製し、長時間使用すると無負荷Ｑと呼ばれ
る特性が劣化してしまう。 ３）さらに、従来の磁器組成物を用いて誘電体共振器を
作製し、数百ｋＨｚ以上、特に１ＧＨｚ以上の高周波回
路に長時間使用した場合には、素子中にマイクロクラッ
クなどの欠陥が生じる。
体共振器を作製し、長時間使用すると無負荷Ｑと呼ばれ
る特性が劣化してしまう。 ３）さらに、従来の磁器組成物を用いて誘電体共振器を
作製し、数百ｋＨｚ以上、特に１ＧＨｚ以上の高周波回
路に長時間使用した場合には、素子中にマイクロクラッ
クなどの欠陥が生じる。
【０００６】一方、最近では、Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）
Ｏ3 の単結晶を用いて高周波電子部品を作製することも
試みられている。この単結晶を用いて製造された高周波
電子部品は、Ｑ値が大きくなく、長時間使用するとＱ値
が劣化して、電子機器の信頼性に影響を及ぼしていた。
さらに、１５０℃以上の高温、および−５０℃以下の低
温では、Ｑ値は劣化してしまうという問題を有してい
る。
Ｏ3 の単結晶を用いて高周波電子部品を作製することも
試みられている。この単結晶を用いて製造された高周波
電子部品は、Ｑ値が大きくなく、長時間使用するとＱ値
が劣化して、電子機器の信頼性に影響を及ぼしていた。
さらに、１５０℃以上の高温、および−５０℃以下の低
温では、Ｑ値は劣化してしまうという問題を有してい
る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、磁器組
成物を用いて高周波電子部品を作製した場合には、焼結
体特有の欠点を有しており、一方、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｗ
2/3 ）Ｏ3 の単結晶を用いて高周波電子部品を作製した
場合には、１５０℃以上の高温下や−５０℃以下の低温
下ではＱ値が劣化してしまう。さらに、いずれの材料を
用いても、十分に高いＱ値を有する電子部品を得ること
ができず、長時間の使用でこのＱ値は劣化してしまい、
電子機器の信頼性に影響を及ぼしてしまう。
成物を用いて高周波電子部品を作製した場合には、焼結
体特有の欠点を有しており、一方、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｗ
2/3 ）Ｏ3 の単結晶を用いて高周波電子部品を作製した
場合には、１５０℃以上の高温下や−５０℃以下の低温
下ではＱ値が劣化してしまう。さらに、いずれの材料を
用いても、十分に高いＱ値を有する電子部品を得ること
ができず、長時間の使用でこのＱ値は劣化してしまい、
電子機器の信頼性に影響を及ぼしてしまう。
【０００８】そこで、本発明は、高いＱ値を有し、長時
間の使用でもＱ値が劣化せず、しかも高温条件下、低温
条件下でもＱ値が劣化しない高周波電子部品を提供する
ことを目的とする。
間の使用でもＱ値が劣化せず、しかも高温条件下、低温
条件下でもＱ値が劣化しない高周波電子部品を提供する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、１ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、ＡＢＯ3 で表され、Ｂサイトが
ＮｂおよびＴａから選ばれた少なくとも一種から構成さ
れる誘電体単結晶を用いたことを特徴とする高周波電子
部品を提供する。
に、本発明は、１ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、ＡＢＯ3 で表され、Ｂサイトが
ＮｂおよびＴａから選ばれた少なくとも一種から構成さ
れる誘電体単結晶を用いたことを特徴とする高周波電子
部品を提供する。
【００１０】また、本発明は、１ＧＨｚ以上の高周波領
域で用いられる高周波電子部品であり、Ｂａ（Ｍｇ1/3
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ
（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ1/3
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ
（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、および（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇ
ａ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 から選ばれた少なくとも１種、あ
るいはこれらの固溶体である誘電体単結晶を用いたこと
を特徴とする高周波電子部品を提供する。
域で用いられる高周波電子部品であり、Ｂａ（Ｍｇ1/3
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ
（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ1/3
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ
（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、および（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇ
ａ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 から選ばれた少なくとも１種、あ
るいはこれらの固溶体である誘電体単結晶を用いたこと
を特徴とする高周波電子部品を提供する。
【００１１】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
高周波用共振器に用いられる誘電体単結晶は、Ｂサイト
がＮｂおよびＴａから選択された少なくとも１種類の元
素で構成される、ＡＢＯ3 で表される単結晶である。
高周波用共振器に用いられる誘電体単結晶は、Ｂサイト
がＮｂおよびＴａから選択された少なくとも１種類の元
素で構成される、ＡＢＯ3 で表される単結晶である。
【００１２】ＮｂおよびＴａは、単独で含有されていも
よく、あるいはＷ以外の元素、例えばＭｇ，Ｚｎ，Ｇａ
等の他の元素が存在していてもよい。この場合、各元素
の割合は何等限定されず、任意に決定することができ
る。
よく、あるいはＷ以外の元素、例えばＭｇ，Ｚｎ，Ｇａ
等の他の元素が存在していてもよい。この場合、各元素
の割合は何等限定されず、任意に決定することができ
る。
【００１３】また、Ａサイトの元素は特に限定されない
が、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，およびＭｇからなる群から選択
された少なくとも１種の元素を用いることにより、誘電
率を高めることができるので、これらの元素であること
が特に好ましい。Ａサイトがこのような元素で構成され
る場合には、電子部品の小型化に非常に有利である。な
お、Ａサイトの一部がＰｂで置換されていてもよく、こ
のＰｂの含有量は、９０ｍｏｌ％程度以下とすることが
好ましい。
が、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，およびＭｇからなる群から選択
された少なくとも１種の元素を用いることにより、誘電
率を高めることができるので、これらの元素であること
が特に好ましい。Ａサイトがこのような元素で構成され
る場合には、電子部品の小型化に非常に有利である。な
お、Ａサイトの一部がＰｂで置換されていてもよく、こ
のＰｂの含有量は、９０ｍｏｌ％程度以下とすることが
好ましい。
【００１４】本発明の高周波電子部品には、Ｂａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、
Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ
1/3Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、
Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、および（Ｂａ，Ｓｒ）
（Ｇａ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 から選択された少なくとも１
種の誘電体単結晶を用いることもできる。複数の誘電体
単結晶を使用する場合には、それらは固溶体であっても
よく、その割合は何等限定されない。
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、
Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ
1/3Ｔａ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、
Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、および（Ｂａ，Ｓｒ）
（Ｇａ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 から選択された少なくとも１
種の誘電体単結晶を用いることもできる。複数の誘電体
単結晶を使用する場合には、それらは固溶体であっても
よく、その割合は何等限定されない。
【００１５】本発明の高周波電子部品に用いられる誘電
体単結晶は、任意の単結晶の製造方法を用いて製造する
ことができる。材料製造プロセスは、材料組成に強く依
存するためいちがいには決められないが、例えば、原料
粉体を所定の割合で配合し、フラックスとともに白金ル
ツボに収容して、１４００〜１６００℃に１〜１５時間
保持する。その後、１〜５℃／時間の速度でこれを冷却
し、熱希硝酸で洗浄することにより得られる。あるい
は、その他の方法を用いてもよく、誘電体単結晶の製造
方法は何等限定されるものではない。
体単結晶は、任意の単結晶の製造方法を用いて製造する
ことができる。材料製造プロセスは、材料組成に強く依
存するためいちがいには決められないが、例えば、原料
粉体を所定の割合で配合し、フラックスとともに白金ル
ツボに収容して、１４００〜１６００℃に１〜１５時間
保持する。その後、１〜５℃／時間の速度でこれを冷却
し、熱希硝酸で洗浄することにより得られる。あるい
は、その他の方法を用いてもよく、誘電体単結晶の製造
方法は何等限定されるものではない。
【００１６】本発明の高周波電子部品は、Ｂサイトを限
定したＡＢＯ3 で表される単結晶を用いているので、従
来の磁器組成物およびＢａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 単結
晶を用いた場合に生じていた問題を全て解決することが
できる。
定したＡＢＯ3 で表される単結晶を用いているので、従
来の磁器組成物およびＢａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 単結
晶を用いた場合に生じていた問題を全て解決することが
できる。
【００１７】すなわち、単結晶を用いることにより、従
来の誘電体磁器組成物が有していた問題は排除される。
単結晶では、構成する原子が最初均一に分散、混合した
状態から成長するため、その組成は極めて均一となり、
単結晶中のいずれの部分においても誘電率は同一の値と
なる。また、ロット間における組成変動もほとんどない
ため、誘電率の組成変動もほとんどない。したがって、
同一のサイズで複数の素子を製造することができ、製造
効率の向上にもつながる。また、数百ＭＨｚ以上、特に
１ＧＨｚ以上の周波数で長時間使用しても、無負荷Ｑな
どの特性の劣化はほとんどない。これは、単結晶中にポ
ア、粒界などの構造欠陥が存在しないためと推測され
る。さらに、数百ＭＨｚ以上、特に１ＧＨｚ以上の周波
数で長時間使用しても、マイクロクラックなどの欠陥は
結晶中には発生しない。
来の誘電体磁器組成物が有していた問題は排除される。
単結晶では、構成する原子が最初均一に分散、混合した
状態から成長するため、その組成は極めて均一となり、
単結晶中のいずれの部分においても誘電率は同一の値と
なる。また、ロット間における組成変動もほとんどない
ため、誘電率の組成変動もほとんどない。したがって、
同一のサイズで複数の素子を製造することができ、製造
効率の向上にもつながる。また、数百ＭＨｚ以上、特に
１ＧＨｚ以上の周波数で長時間使用しても、無負荷Ｑな
どの特性の劣化はほとんどない。これは、単結晶中にポ
ア、粒界などの構造欠陥が存在しないためと推測され
る。さらに、数百ＭＨｚ以上、特に１ＧＨｚ以上の周波
数で長時間使用しても、マイクロクラックなどの欠陥は
結晶中には発生しない。
【００１８】しかも、ＡＢＯ3 のＢサイトをＮｂおよび
Ｔａの少なくとも１種に限定しているので誘電率の損失
が小さく、Ｑ値を大きくできる。これに加えて、Ｑ値は
安定しており、長時間使用した場合、あるいは、１５０
℃以上の高温条件下および−５０℃以下の低温条件下で
も劣化することはない。
Ｔａの少なくとも１種に限定しているので誘電率の損失
が小さく、Ｑ値を大きくできる。これに加えて、Ｑ値は
安定しており、長時間使用した場合、あるいは、１５０
℃以上の高温条件下および−５０℃以下の低温条件下で
も劣化することはない。
【００１９】なお、従来の誘電体磁器組成物では、高温
となるにしたがって、特に１５０℃以上の高温において
は、無負荷Ｑが非常に低下していた。これに対し、本発
明で用いられる単結晶は、１５０℃以上の高温でも無負
荷Ｑの低下は少ない。したがって、使用環境が高い自動
車へ応用する電子部品、例えば６０ＧＨｚのミリ波を応
用した自動車レーダー、道路交通情報の送受信機、高速
道路の料金所トールゲートあるいは駐車場での料金支払
いをミリ波で行うシステムに最適である。
となるにしたがって、特に１５０℃以上の高温において
は、無負荷Ｑが非常に低下していた。これに対し、本発
明で用いられる単結晶は、１５０℃以上の高温でも無負
荷Ｑの低下は少ない。したがって、使用環境が高い自動
車へ応用する電子部品、例えば６０ＧＨｚのミリ波を応
用した自動車レーダー、道路交通情報の送受信機、高速
道路の料金所トールゲートあるいは駐車場での料金支払
いをミリ波で行うシステムに最適である。
【００２０】さらにまた、従来の磁器組成物では低温に
なるほど、特に−１００℃以下の低温になるほど無負荷
Ｑ値は低下するが、上述した単結晶の場合には無負荷Ｑ
値は逆に高くなる。したがって、寒冷地で使用するシス
テムに搭載する電子部品としても、かかる単結晶は最適
である。
なるほど、特に−１００℃以下の低温になるほど無負荷
Ｑ値は低下するが、上述した単結晶の場合には無負荷Ｑ
値は逆に高くなる。したがって、寒冷地で使用するシス
テムに搭載する電子部品としても、かかる単結晶は最適
である。
【００２１】なお、本発明で用いられる単結晶を基板上
に設置する場合、ガリウムを含有する基板、特にＧａＡ
ｓ基板、ＩｎＧａＡｓ基板、ＩｎＰ／ＩｎＧａＰ基板上
に形成することにより信頼性の高い回路を形成すること
ができる。通常使用されるＳｉ基板の熱膨張係数は２．
４×１０-6／ｄｅｇであり、本発明で用いられる単結晶
の熱膨張係数５〜７×１０-6／ｄｅｇである。このよう
に熱膨張係数の差が大きい場合には、単結晶を基板上に
２点以上で固定すると、熱膨張係数の差に起因して単結
晶が基板から剥がれることがある。これを避けるために
は、単結晶を基板上に１点で固定せざるを得ず、非常に
不安定となってしまう。
に設置する場合、ガリウムを含有する基板、特にＧａＡ
ｓ基板、ＩｎＧａＡｓ基板、ＩｎＰ／ＩｎＧａＰ基板上
に形成することにより信頼性の高い回路を形成すること
ができる。通常使用されるＳｉ基板の熱膨張係数は２．
４×１０-6／ｄｅｇであり、本発明で用いられる単結晶
の熱膨張係数５〜７×１０-6／ｄｅｇである。このよう
に熱膨張係数の差が大きい場合には、単結晶を基板上に
２点以上で固定すると、熱膨張係数の差に起因して単結
晶が基板から剥がれることがある。これを避けるために
は、単結晶を基板上に１点で固定せざるを得ず、非常に
不安定となってしまう。
【００２２】一方、Ｇａを含む基板の熱膨張係数は５〜
６×１０-6／ｄｅｇであり、本発明で用いられる単結晶
の熱膨張係数に非常に近いため、単結晶を２点以上の多
点で固定しても熱膨張係数の差の影響を受けることがな
く、安定に固定することができる。
６×１０-6／ｄｅｇであり、本発明で用いられる単結晶
の熱膨張係数に非常に近いため、単結晶を２点以上の多
点で固定しても熱膨張係数の差の影響を受けることがな
く、安定に固定することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を説明す
る。 （実施例１）まず、出発原料粉体としてのＳｒＣＯ3 ，
ＺｎＯおよびＮｂ2 Ｏ5 を、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 となるように調合した。また、フラックス成分とし
てのＢ2 Ｏ3 およびＢａＯを、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 原料に対して、それぞれ２０ｗｔ％および５
０ｗｔ％秤量した。
る。 （実施例１）まず、出発原料粉体としてのＳｒＣＯ3 ，
ＺｎＯおよびＮｂ2 Ｏ5 を、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）
Ｏ3 となるように調合した。また、フラックス成分とし
てのＢ2 Ｏ3 およびＢａＯを、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 原料に対して、それぞれ２０ｗｔ％および５
０ｗｔ％秤量した。
【００２４】これらの原料粉およびフラックス成分を、
２００ｃｃの白金るつぼに約３５％充填し、１４５０℃
で１０時間保持した後、２℃／時間の速度で冷却した。
冷却後、るつぼを熱希硝酸で洗浄して約５ｍｍ角の単結
晶を得た。得られた結晶の回折パターンをＸ線ラウエカ
メラで測定して単結晶であることを確認した。
２００ｃｃの白金るつぼに約３５％充填し、１４５０℃
で１０時間保持した後、２℃／時間の速度で冷却した。
冷却後、るつぼを熱希硝酸で洗浄して約５ｍｍ角の単結
晶を得た。得られた結晶の回折パターンをＸ線ラウエカ
メラで測定して単結晶であることを確認した。
【００２５】一方、比較例として、従来のセラミックス
の作製方法によりＳｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 焼結体
を、１４００℃で２時間焼成することにより作製した。
上述のように作製した単結晶および焼結体を鏡面研磨し
た後、マイクロアナライザＥＰＭＡを用いて１００μｍ
□の領域を１０μｍ間隔で分析したところ、セラミック
ス焼結体は、場所により構成元素の濃度が大きく変化し
ていたが、単結晶には構成元素の濃度変化はほとんどな
いことを確認した。
の作製方法によりＳｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 焼結体
を、１４００℃で２時間焼成することにより作製した。
上述のように作製した単結晶および焼結体を鏡面研磨し
た後、マイクロアナライザＥＰＭＡを用いて１００μｍ
□の領域を１０μｍ間隔で分析したところ、セラミック
ス焼結体は、場所により構成元素の濃度が大きく変化し
ていたが、単結晶には構成元素の濃度変化はほとんどな
いことを確認した。
【００２６】さらに、上述のようなＳｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 の単結晶およびセラミックス焼結体の作製を
それぞれ６回繰り返し、ロット間の組成の変動をＥＰＭ
Ａで調査した。その結果、セラミックス焼結体では組成
の変動は大きかったが、単結晶はロット間の組成変動は
ほとんどなかった。
2/3 ）Ｏ3 の単結晶およびセラミックス焼結体の作製を
それぞれ６回繰り返し、ロット間の組成の変動をＥＰＭ
Ａで調査した。その結果、セラミックス焼結体では組成
の変動は大きかったが、単結晶はロット間の組成変動は
ほとんどなかった。
【００２７】これら６ロットの単結晶の誘電率とＱ値と
を１０ＧＨｚで測定したところ、誘電率＝４５、Ｑ＝６
０００であり、ロット間変動はなかった。一方、セラミ
ック焼結体の場合には、誘電率＝４０±５％、Ｑ＝４０
００±５％であり、単結晶は誘電率およびＱ値ともに優
れていることがわかる。
を１０ＧＨｚで測定したところ、誘電率＝４５、Ｑ＝６
０００であり、ロット間変動はなかった。一方、セラミ
ック焼結体の場合には、誘電率＝４０±５％、Ｑ＝４０
００±５％であり、単結晶は誘電率およびＱ値ともに優
れていることがわかる。
【００２８】次に、上述のように作製したＳｒ（Ｚｎ
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 単結晶を、直径１．３ｍｍ，高さ
０．６ｍｍの円柱状に加工して、ＴＥ01 モードの誘電
体共振器を作製した。この共振器を、発信周波数６０Ｇ
Ｈｚの高周波回路で１０００時間使用した後、誘電率と
Ｑ値を測定したところ、誘電率は４５、Ｑ値は６０００
で変化はなかった。一方、比較例のセラミック焼結体を
用いて前述と同様の共振器を作製し、同様に試験した結
果、１０００時間後には誘電率は４０から２６に低下
し、Ｑ値は４０００から３１００に低下していた。
1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 単結晶を、直径１．３ｍｍ，高さ
０．６ｍｍの円柱状に加工して、ＴＥ01 モードの誘電
体共振器を作製した。この共振器を、発信周波数６０Ｇ
Ｈｚの高周波回路で１０００時間使用した後、誘電率と
Ｑ値を測定したところ、誘電率は４５、Ｑ値は６０００
で変化はなかった。一方、比較例のセラミック焼結体を
用いて前述と同様の共振器を作製し、同様に試験した結
果、１０００時間後には誘電率は４０から２６に低下
し、Ｑ値は４０００から３１００に低下していた。
【００２９】なお、光学顕微鏡により上述の単結晶およ
びセラミック焼結体を観察したところ、単結晶にはマイ
クロクラックなどの欠陥は全くなかったが、セラミック
焼結体にはマイクロクラックが存在していた。
びセラミック焼結体を観察したところ、単結晶にはマイ
クロクラックなどの欠陥は全くなかったが、セラミック
焼結体にはマイクロクラックが存在していた。
【００３０】（実施例２）まず、出発原料粉体としての
ＢａＣＯ3 ，ＭｇＯおよびＴａ2 Ｏ5 を、Ｂａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 となるように調合した。また、フラ
ックス成分としてのＢ2 Ｏ3 およびＢａＯを、Ｂａ（Ｍ
ｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 原料に対してそれぞれ２０ｗｔ％
および５０ｗｔ％秤量した。
ＢａＣＯ3 ，ＭｇＯおよびＴａ2 Ｏ5 を、Ｂａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 となるように調合した。また、フラ
ックス成分としてのＢ2 Ｏ3 およびＢａＯを、Ｂａ（Ｍ
ｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 原料に対してそれぞれ２０ｗｔ％
および５０ｗｔ％秤量した。
【００３１】これらの原料粉およびフラックス成分を、
２００ｃｃの白金るつぼに約３５％充填し、１４５０℃
で１０時間保持した後、２℃／時間の速度で冷却した。
冷却後、るつぼを熱希硝酸で洗浄して約５ｍｍ角の単結
晶を得た。得られた結晶の回折パターンをＸ線ラウエカ
メラで測定して単結晶であることを確認した。
２００ｃｃの白金るつぼに約３５％充填し、１４５０℃
で１０時間保持した後、２℃／時間の速度で冷却した。
冷却後、るつぼを熱希硝酸で洗浄して約５ｍｍ角の単結
晶を得た。得られた結晶の回折パターンをＸ線ラウエカ
メラで測定して単結晶であることを確認した。
【００３２】一方、比較例として、従来のセラミックス
の作製方法によりＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 焼結体
を１４００℃で２時間焼成することにより作製した。上
述のように作製した単結晶および焼結体を鏡面研磨した
後、マイクロアナライザＥＰＭＡを用いて１００μｍ
の領域を１０μｍ間隔で分析したところ、セラミックス
焼結体は場所により構成元素の濃度は大きく変化した
が、単結晶では構成元素の濃度変化はほとんどないこと
を確認した。
の作製方法によりＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 焼結体
を１４００℃で２時間焼成することにより作製した。上
述のように作製した単結晶および焼結体を鏡面研磨した
後、マイクロアナライザＥＰＭＡを用いて１００μｍ
の領域を１０μｍ間隔で分析したところ、セラミックス
焼結体は場所により構成元素の濃度は大きく変化した
が、単結晶では構成元素の濃度変化はほとんどないこと
を確認した。
【００３３】さらに、上述のようなＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ
2/3 ）Ｏ3 の単結晶およびセラミックス焼結体の作製を
それぞれ６回繰り返し、ロット間の組成の変動をＥＰＭ
Ａで調査した。その結果、セラミックス焼結体では組成
の変動は大きかったが、単結晶はロット間の組成変動は
ほとんどなかった。
2/3 ）Ｏ3 の単結晶およびセラミックス焼結体の作製を
それぞれ６回繰り返し、ロット間の組成の変動をＥＰＭ
Ａで調査した。その結果、セラミックス焼結体では組成
の変動は大きかったが、単結晶はロット間の組成変動は
ほとんどなかった。
【００３４】これら６ロットの単結晶の誘電率とＱ値と
を１０ＧＨｚで測定したところ、誘電率＝２５、Ｑ＝２
００００であり、ロット間変動はなかった。一方、セラ
ミック焼結体では誘電率＝２０±５％、Ｑ＝１７０００
±５％であり、単結晶は、誘電体およびＱ値ともに優れ
ていることがわかる。
を１０ＧＨｚで測定したところ、誘電率＝２５、Ｑ＝２
００００であり、ロット間変動はなかった。一方、セラ
ミック焼結体では誘電率＝２０±５％、Ｑ＝１７０００
±５％であり、単結晶は、誘電体およびＱ値ともに優れ
ていることがわかる。
【００３５】また、上述のように作製した単結晶および
セラミックス焼結体のＱ値を３０ＧＨｚで測定した結
果、単結晶のＱ値は２００００であり、セラミックス焼
結体ののＱ値は１５０００であった。なお、Ｂａ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 の組成のセラミックス焼結体のＱ値は
７０００であり、この組成では、単結晶とした場合でも
Ｑ値は７０００にすぎなかった。
セラミックス焼結体のＱ値を３０ＧＨｚで測定した結
果、単結晶のＱ値は２００００であり、セラミックス焼
結体ののＱ値は１５０００であった。なお、Ｂａ（Ｍｇ
1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 の組成のセラミックス焼結体のＱ値は
７０００であり、この組成では、単結晶とした場合でも
Ｑ値は７０００にすぎなかった。
【００３６】次に、上述のように作製したＢａ（Ｍｇ
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 単結晶を、直径１．３ｍｍ，高さ
０．６ｍｍの円柱状に加工して、ＴＥ01 モードの誘電
体共振器を作製した。この共振器を、発信周波数６０Ｇ
Ｈｚの高周波回路で１０００時間使用した後、誘電率と
Ｑ値を測定したところ誘電率は２５、Ｑ値は２００００
で変化はなかった。
1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3 単結晶を、直径１．３ｍｍ，高さ
０．６ｍｍの円柱状に加工して、ＴＥ01 モードの誘電
体共振器を作製した。この共振器を、発信周波数６０Ｇ
Ｈｚの高周波回路で１０００時間使用した後、誘電率と
Ｑ値を測定したところ誘電率は２５、Ｑ値は２００００
で変化はなかった。
【００３７】また、この共振器を１５０℃の高温下およ
び−５０℃の低温下において、前述と同様の条件で使用
したところ、Ｑ値はそれぞれ１９０００および２４５０
０であった。なお、Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 単結晶
を用いる以外は上述と同様にして作製した共振器のＱ値
は、１５０℃では４８００であり、−５０℃では、４１
００であった。これらの結果から、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ
2/3 ）Ｏ3 単結晶を用いた本発明の共振器は、１５０℃
以上の高温条件下および−５０℃以下の低温条件下でも
Ｑ値は劣化せず、極めて安定していることがわかる。
び−５０℃の低温下において、前述と同様の条件で使用
したところ、Ｑ値はそれぞれ１９０００および２４５０
０であった。なお、Ｂａ（Ｍｇ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 単結晶
を用いる以外は上述と同様にして作製した共振器のＱ値
は、１５０℃では４８００であり、−５０℃では、４１
００であった。これらの結果から、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ
2/3 ）Ｏ3 単結晶を用いた本発明の共振器は、１５０℃
以上の高温条件下および−５０℃以下の低温条件下でも
Ｑ値は劣化せず、極めて安定していることがわかる。
【００３８】さらに、比較例のセラミック焼結体を用い
て前述と同様な共振器を作製し、同様に試験した結果、
１０００時間後に誘電率は２０から１７に低下し、Ｑ値
は１７０００から１４０００に低下していた。
て前述と同様な共振器を作製し、同様に試験した結果、
１０００時間後に誘電率は２０から１７に低下し、Ｑ値
は１７０００から１４０００に低下していた。
【００３９】なお、光学顕微鏡にによりＢａ（Ｍｇ1/3
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 単結晶およびＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）
Ｏ3 セラミック焼結体を観察したところ、単結晶にはマ
イクロクラックなどの欠陥は全くなかったが、セラミッ
ク焼結体にはマイクロクラックが存在していた。
Ｔａ2/3 ）Ｏ3 単結晶およびＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）
Ｏ3 セラミック焼結体を観察したところ、単結晶にはマ
イクロクラックなどの欠陥は全くなかったが、セラミッ
ク焼結体にはマイクロクラックが存在していた。
【００４０】（実施例３）Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ
3 単結晶、およびＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3単結晶
を、それぞれ直径３ｍｍ，厚み０．５ｍｍの円盤状に加
工し、５ｃｍ のＧａＡｓ基板上に接着剤で接着した。
なお、接着剤としては、常温硬化性のものを用い、この
接着剤で３点を支持して一昼夜放置した。
3 単結晶、およびＢａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ3単結晶
を、それぞれ直径３ｍｍ，厚み０．５ｍｍの円盤状に加
工し、５ｃｍ のＧａＡｓ基板上に接着剤で接着した。
なお、接着剤としては、常温硬化性のものを用い、この
接着剤で３点を支持して一昼夜放置した。
【００４１】その後、この基板を恒温層中に保持し、−
５５℃〜１２５℃のヒートサイクルを３０分間隔で１０
０回繰り返した後、室温に取り出して接着性を検査し
た。その結果、単結晶と基盤との接着部には何の変化も
発生せず、接着性に全く問題はなかった。
５５℃〜１２５℃のヒートサイクルを３０分間隔で１０
０回繰り返した後、室温に取り出して接着性を検査し
た。その結果、単結晶と基盤との接着部には何の変化も
発生せず、接着性に全く問題はなかった。
【００４２】比較のために、上述の２種類の単結晶と同
一組成のセラミックス焼結体を作製し、同一の寸法に加
工した。この焼結体を用いて前述と同様の試験を行った
結果、焼結体は全て基板から剥がれていた。
一組成のセラミックス焼結体を作製し、同一の寸法に加
工した。この焼結体を用いて前述と同様の試験を行った
結果、焼結体は全て基板から剥がれていた。
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高いＱ値を有し、長時間の使用でもＱ値が劣化せず、し
かも高温条件下、低温条件下でもＱ値が劣化しない高周
波電子部品が提供される。かかる高周波電子部品は、従
来の誘電体磁器共振器と比較して極めて特性が優れてい
るため、電波の送受信に使用されるアンテナ用誘電体共
振器としても有用であり、その工業的価値は大きい。
高いＱ値を有し、長時間の使用でもＱ値が劣化せず、し
かも高温条件下、低温条件下でもＱ値が劣化しない高周
波電子部品が提供される。かかる高周波電子部品は、従
来の誘電体磁器共振器と比較して極めて特性が優れてい
るため、電波の送受信に使用されるアンテナ用誘電体共
振器としても有用であり、その工業的価値は大きい。
Claims (3)
- 【請求項１】 １ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、ＡＢＯ3 で表され、Ｂサイトが
ＮｂおよびＴａから選ばれた少なくとも一種から構成さ
れる誘電体単結晶を用いたことを特徴とする高周波電子
部品。 - 【請求項２】 前記ＡＢＯ3 におけるＡサイトが、Ｂ
ａ，Ｓｒ，ＣａおよびＭｇからなる群から選ばれた少な
くとも１種である請求項１に記載の高周波電子部品。 - 【請求項３】 １ＧＨｚ以上の高周波領域で用いられる
高周波電子部品であり、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ
3 、Ｓｒ（Ｚｎ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｔ
ａ2/3 ）Ｏ3 、（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ1/3 Ｔａ2/3 ）Ｏ
3 、Ｂａ（Ｍｇ1/3 Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｂａ（Ｚｎ1/3 Ｎ
ｂ2/3 ）Ｏ3 、および（Ｂａ，Ｓｒ）（Ｇａ1/3 Ｎｂ
2/3 ）Ｏ3 から選ばれた少なくとも１種、あるいはこれ
らの固溶体である誘電体単結晶を用いたことを特徴とす
る高周波電子部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5976496A JPH09255492A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 誘電体単結晶を用いた高周波電子部品 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5976496A JPH09255492A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 誘電体単結晶を用いた高周波電子部品 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09255492A true JPH09255492A (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=13122676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5976496A Pending JPH09255492A (ja) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | 誘電体単結晶を用いた高周波電子部品 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09255492A (ja) |
-
1996
- 1996-03-15 JP JP5976496A patent/JPH09255492A/ja active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20040427 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |