JPH0948661A - 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器 - Google Patents

高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器

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JPH0948661A
JPH0948661A JP7195211A JP19521195A JPH0948661A JP H0948661 A JPH0948661 A JP H0948661A JP 7195211 A JP7195211 A JP 7195211A JP 19521195 A JP19521195 A JP 19521195A JP H0948661 A JPH0948661 A JP H0948661A
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健 岡村
Tetsuya Kishino
哲也 岸野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】アルミナ、及びフォルステライトの比誘電率は
それぞれ約10及び約7程度で高く、また、ガラスセラ
ミック等の磁器は比誘電率が約4〜6と小さいがQ値が
10GHzで2000以下と小さかった。 【解決手段】金属元素としてMg,Al,Siからなる
複合酸化物であって、各金属元素の酸化物によるモル比
組成式をxMgO−yAl2 3 −zSiO2 と表した
時、前記x,y,zが10≦x≦40、10≦y≦4
0、20≦z≦80、x+y+z=100を満足すると
ともに、比誘電率が6以下で、かつ、測定周波数10G
HzでのQ値が2000以上の高周波用誘電体磁器組成
物であり、また該組成物を誘電体共振器の磁器基板や支
持部材として用いたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、マイクロ
波,ミリ波等の高周波で用いられる高周波用誘電体磁器
組成物に係わり、例えば、マイクロ波,ミリ波集積回路
等のマイクロ波,ミリ波帯域で用いられる回路素子用基
板,誘電体共振器用支持台,誘電体共振器,誘電体導波
路,誘電体アンテナ等の材料として有用な高周波用誘電
体磁器組成物、並びに誘電体磁器を支持台を介して基板
に固定した誘電体共振器に関するものである。
【0002】
【従来技術】マイクロ波,ミリ波集積回路をはじめとす
る高周波回路素子では、誘電体磁器を支持部材を介して
基板に固定する構造が採用される場合がある。例えば、
誘電体共振器制御型マイクロ波発信器は、第1図に示す
ように、誘電体磁器1を支持部材2を介して磁器基板3
に取り付け、誘電体磁器1の外部に漏れ出る電磁界Hを
利用して磁器基板3に設けたストリップライン4に結合
させ、これらを金属ケ−ス5に収容させた構造を有して
いる。
【0003】この種の高周波回路においては、誘電体磁
器1の電界が支持台2を介して漏れるのを制御すること
によって、無負荷Qの高い共振系が構成されることにな
るため、支持台2には比誘電率が低く誘電損失(tan
δ)が小さい(Q値が大きい)材料を使用する必要があ
る。このため、従来、支持部材材料としては比誘電率が
約7、測定周波数10GHzでのQ値が約15000の
フォルステライトが採用され、また、磁器基板の材料と
しては主として比誘電率が約10、測定周波数10GH
zでのQ値が20000以上のアルミナ磁器が採用され
ていた(例えば、特開昭62−103904号公報等参
照)。
【0004】一方、比誘電率が低い材料としては、従
来、比誘電率が4〜6、測定周波数10GHzでのQ値
が2000以下のガラスセラミックが知られている(例
えば、特開昭61−234128号公報等参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来用
いられていたアルミナ、及びフォルステライトの比誘電
率はそれぞれ約10及び約7程度であり、近年における
高周波数帯の誘電体共振器の普及に伴い、より低い比誘
電率の材料が求められていた。
【0006】一方、低誘電率材料として用いられている
ガラスセラミック等の磁器は比誘電率が約4〜6と小さ
く、Q値が10GHzで2000以下であり、近年にお
ける高周波数帯の誘電体共振器の普及に伴い、より高い
Q値の低誘電率材料が求められていた。
【0007】また、共振器の磁器基板に主として使用さ
れているアルミナ磁器は比誘電率が約10と比較的高
く、高インピ−ダンスのストリップラインを形成しよう
とすると、ライン幅が小さくなりすぎて(通常1μm以
下)、断線が生じたり、相対的なライン幅のばらつきが
大きくなり、マイクロ波集積回路の不良率が増大すると
いう問題があった。他方、この種の磁器基板におけるス
トリップラインのインピ−ダンスは、基板の厚さが一定
であれば、その比誘電率及びストリップラインの幅にそ
れぞれ反比例するため、ライン幅を小さくする代わり
に、比誘電率の低い基板材料を使用することによっても
インピ−ダンスを高めることができ、このため,より低
誘電率材料が求められていた。
【0008】本発明は、アルミナ,フォルステライトよ
りも低い比誘電率を有し、かつ、ガラスセラミックより
も高いQ値を有する高周波用誘電体磁器組成物を提供す
ることをことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、金属元素として、M
g,Al,Siのみからなり、これらの元素の酸化物に
よるモル比組成式をxMgO−yAl2 3 −zSiO
2 と表した時にx,y,zが一定の値である場合には、
アルミナ、フォルステライトよりも低い比誘電率を有
し、かつ、ガラスセラミックよりも高いQ値を有する高
周波用誘電体磁器組成物を得ることができることを見い
出し、本発明に至った。
【0010】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Mg,Al,Siからなる複合酸化
物であって、各金属元素の酸化物によるモル比組成式を
xMgO−yAl2 3 −zSiO2 と表した時、前記
x,y,zが10≦x≦40、10≦y≦40、20≦
z≦80、x+y+z=100を満足するとともに、比
誘電率が6以下で、かつ、測定周波数10GHzでのQ
値が2000以上のものである。
【0011】また、本発明の誘電体共振器は、基板上に
支持部材を介して誘電体磁器を固定してなる誘電体共振
器において、支持部材および/または基板が、金属元素
としてMg,Al,Siからなる複合酸化物であって、
各金属元素の酸化物によるモル比組成式をxMgO−y
Al2 3 −zSiO2 と表した時、前記x,y,zが
10≦x≦40、10≦y≦40、20≦z≦80、x
+y+z=100を満足するとともに、比誘電率が6以
下で、かつ、測定周波数10GHzでのQ値が2000
以上のものである。
【0012】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、比誘電率が4
〜6、測定周波数10GHzでのQ値が2000以上の
低誘電率および高Q値の誘電体磁器を、例えば、誘電体
共振器の支持部材または基板に用いることにより、高イ
ンピーダンスのマイクロ波用集積回路などの高周波用回
路素子を信頼性を損なうことなく製造することができ
る。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用誘電体磁器組成
物の成分組成を前記範囲に限定したのは、次の理由によ
る。即ち、MgOのモル百分率を示すxを10〜40と
したのは、10未満では良好な焼結体が得られずQ値が
低く、また40を越えると比誘電率が高くなるからであ
る。特にMgO量を示すxは、Q値を5000以上とす
るという点から15〜35が望ましい。
【0014】また、Al2 3 のモル百分率を示すyを
10〜40としたのは、Al2 3量yが10よりも小
さい場合には、良好な焼結体が得られず、またQ値が低
くなり、40を越えると比誘電率が高くなるからであ
る。Al2 3 量を示すyは、Q値を5000以上とす
るという点から15〜35が望ましい。
【0015】SiO2 のモル百分率zを20≦z≦80
としたのは、zが20よりも小さい場合には比誘電率が
大きくなり、80を越えると良好な焼結体が得られずQ
値が低くなる。SiO2 量を示すzは、Q値を5000
以上とするという点から30〜70が望ましい。
【0016】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、Q
値を5000以上とするためには15≦x≦35、15
≦y≦35、30≦z≦70を満足することが望まし
く、さらに、Q値を7000以上とするためには20≦
x≦30、17≦y≦30、40≦z≦60を満足する
ことが望ましい。
【0017】測定周波数10GHzでのQ値が2000
以上を満足するようにしたのは、Q値が2000以上あ
る場合には、近年における高周波数帯の誘電体共振器に
も十分対応することができるからである。Q値は、高け
れば高い程望ましいが、特には、測定周波数10GHz
でのQ値が5000以上であることが望ましい。
【0018】また、本発明の誘電体磁器組成物では、図
2に示すように、主結晶相がコージェライトであり、他
に結晶相として、ムライト,スピネル,プロトエンスタ
タイト,クリノエンスタタイト,フォルステライト,ク
リストバライト,トリジマイト,コランダム等が析出す
る場合があるが、組成によってその析出相が異なる。
【0019】本発明の誘電体磁器組成物では、コージェ
ライトのみからなる結晶相であっても良い。
【0020】また、本発明の誘電体共振器は、図1に示
すように、基板3上に支持部材2を介して誘電体磁器1
を固定してなり、支持部材2または基板3、或いは支持
部材2及び基板3が、上記誘電体磁器組成物からなるも
のである。
【0021】本発明の誘電体磁器は、原料粉末として、
例えば、MgCO3 粉末,Al2 3 粉末,SiO2
末を用い、所定の割合で秤量し、湿式混合した後乾燥
し、この混合物を大気中において1100〜1300℃
で仮焼した後、粉砕した。得られた粉末に適量のバイン
ダを加えて成形し、この成形体を大気中1300〜14
50℃で焼成することにより得られる。特に、コージェ
ライトを主結晶相とする誘電体磁器は難焼結性であるた
め、適正な焼成温度捜し出し、焼成温度を厳密に制御し
て焼成する必要がある。
【0022】尚、本発明の誘電体磁器組成物は、金属元
素として、Mg,Al,Siのみからなるものである
が、例えば、粉砕ボールや原料粉末の不純物として、Z
r,Ni,Fe,Cr,Ca,P,Na,Ti等が混入
する場合があるが、この場合も、上記組成を満足する限
り低誘電率で、高Q値の磁器を得ることができる。
【0023】また、本発明の誘電体磁器組成物では、低
誘電率および高Q値が求められるものであれば、例え
ば、回路素子用基板,誘電体共振器の誘電体磁器,誘電
体導波路,誘電体アンテナ等、どのようなものでも適用
できるが、上記したように、誘電体共振器の支持部材ま
たは基板に最適である。
【0024】
【実施例】原料粉末として純度99%のMgCO3 、純
度99.7%のAl2 3 、純度99.4%のSiO2
粉末を用い、これらを焼結体が表1に示す組成となるよ
うに秤量し、15時間湿式混合した後、乾燥し、この混
合物を1200℃2時間仮焼した後、粉砕した。得られ
た粉末に適量のバインダを加えて造粒し、これを100
0kg/cm2 の圧力の下で成形して直径12mm厚さ
8mmの成形体を得た。この成形体を大気中1300〜
1450℃で2時間焼成して誘電体磁器試料を得た。
【0025】この試料を用いて誘電体円柱共振器法にて
周波数10GHzにおける比誘電率とQ値を測定し、そ
の結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】表1によれば、本発明に係る高周波用誘電
体磁器組成物は、比誘電率が4〜6と低く、しかも測定
周波数10GHzでのQ値が2000以上と高い値を示
すことがわかる。
【0028】尚、図2に試料No.5のX線回折チャート
図を示す。この図2から、コージェライトの他に、プロ
トエンスタタイト,スピネルが析出していることが判
る。また、図3に本発明の組成範囲および試料の組成を
示す3元図を示す。
【0029】
【発明の効果】本発明の高周波用誘電体磁器組成物で
は、4〜6の低い比誘電率を有し、10GHzでのQ値
が2000以上の高いQ値を示す磁器が得られ、例え
ば、誘電体共振器の支持部材または基板に用いることに
より、高インピーダンスのマイクロ波用集積回路などの
高周波用回路素子を信頼性を損なうことなく製造するこ
とができる。また、低誘電率および高Q値であるため、
例えば、マイクロ波,ミリ波集積回路等のマイクロ波,
ミリ波帯域で用いられる回路素子用基板,誘電体共振器
用支持台,誘電体共振器,誘電体導波路,誘電体アンテ
ナ等の材料として最適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】高周波用回路素子の一例を示す誘電体共振器制
御型マイクロ波発信器の概略断面図である。
【図2】試料No.5の結晶構造を示すX線回折図であ
る。
【図3】本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物の組成
範囲を示す三元組成図である。
【符号の説明】
1・・・誘電体磁器 2・・・支持部材 3・・・磁器基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属元素としてMg,Al,Siからなる
    複合酸化物であって、各金属元素の酸化物によるモル比
    組成式を xMgO−yAl2 3 −zSiO2 と表した時、前記x,y,zが 10≦x≦40 10≦y≦40 20≦z≦80 x+y+z=100 を満足するとともに、比誘電率が6以下、かつ、測定周
    波数10GHzでのQ値が2000以上であることを特
    徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】基板上に支持部材を介して誘電体磁器を固
    定してなる誘電体共振器において、前記基板および/ま
    たは前記支持部材が、金属元素としてMg,Al,Si
    からなる複合酸化物であって、各金属元素の酸化物によ
    るモル比組成式を xMgO−yAl2 3 −zSiO2 と表した時、前記x,y,zが 10≦x≦40 10≦y≦40 20≦z≦80 x+y+z=100 を満足するとともに、比誘電率が6以下、かつ、測定周
    波数10GHzでのQ値が2000以上であることを特
    徴とする誘電体共振器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6440883B2 (en) 2000-03-28 2002-08-27 Kyocera Corporation Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same
CN115504776A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 隆地华创(浙江)科技有限公司 一种Y(3-x)RxMgAl3SiO12石榴石型微波介质陶瓷材料及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6440883B2 (en) 2000-03-28 2002-08-27 Kyocera Corporation Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same
DE10114030B4 (de) * 2000-03-28 2005-02-03 Kyocera Corp. Dielektrische Porzellanzusammensetzung für Hochfrequenzanwendungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung der Dielektrischen Porzellanzusammenzetzung zur Herstellung von Dielektrischen Resonatoren und Streifenleitungen
US6864764B2 (en) 2000-03-28 2005-03-08 Kyocera Corporation Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same
DE10114030B8 (de) * 2000-03-28 2005-06-09 Kyocera Corp. Dielektrische Porzellanzusammensetzung für Hochfrequenzanwendungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung der dielektrischen Porzellanzusammensetzung zur Herstellung von dielektrischen Resonatoren und Streifenleitungen
CN115504776A (zh) * 2022-09-28 2022-12-23 隆地华创(浙江)科技有限公司 一种Y(3-x)RxMgAl3SiO12石榴石型微波介质陶瓷材料及其制备方法
CN115504776B (zh) * 2022-09-28 2023-07-28 隆地华创(浙江)科技有限公司 一种Y(3-x)RxMgAl3SiO12石榴石型微波介质陶瓷材料及其制备方法

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