JPH1017361A - 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Info
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- JPH1017361A JPH1017361A JP8169529A JP16952996A JPH1017361A JP H1017361 A JPH1017361 A JP H1017361A JP 8169529 A JP8169529 A JP 8169529A JP 16952996 A JP16952996 A JP 16952996A JP H1017361 A JPH1017361 A JP H1017361A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】低誘電率で、かつ、測定周波数１０ＧＨｚにお
いて高Ｑ値を有するとともに、焼成条件を改善できる高
周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器を提供す
る。 【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 Ｏ3 ・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を満足する組
成を主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺ
ｒＯ2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部
添加含有するものである。
いて高Ｑ値を有するとともに、焼成条件を改善できる高
周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器を提供す
る。 【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 Ｏ3 ・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を満足する組
成を主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺ
ｒＯ2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部
添加含有するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波で用いられる高周波用誘電体組成物に係わ
り、例えば、マイクロ波、ミリ波集積回路等で用いられ
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
部材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。
波等の高周波で用いられる高周波用誘電体組成物に係わ
り、例えば、マイクロ波、ミリ波集積回路等で用いられ
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
部材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、誘電体共振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、図１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。
る高周波回路素子では、誘電体共振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、図１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の電磁界が支持部材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、支持部材２には比誘電率が低く誘電損失
（ｔａｎδ）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２の材料として
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１０ＧＨｚ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６２−１０３９０
４号公報等参照）。
器１の電磁界が支持部材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、支持部材２には比誘電率が低く誘電損失
（ｔａｎδ）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２の材料として
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１０ＧＨｚ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６２−１０３９０
４号公報等参照）。
【０００４】一方、比誘電率が低い材料としては、従
来、コ−ディエライトが知られているが、焼成温度範囲
がきわめて狭いことから緻密な焼結体が得がたく、ガラ
ス材を添加することによって得られる、比誘電率が４〜
６、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００程度のガ
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）。
来、コ−ディエライトが知られているが、焼成温度範囲
がきわめて狭いことから緻密な焼結体が得がたく、ガラ
ス材を添加することによって得られる、比誘電率が４〜
６、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００程度のガ
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では測定
周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２００００以上、１５００
０であるものの、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
及にともない、より低い比誘電率の材料が求められてい
た。
いられていたアルミナ、及びフォルステライトでは測定
周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２００００以上、１５００
０であるものの、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
及にともない、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
いが、Ｑ値が１０ＧＨｚで１０００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、より高
いＱ値の低誘電率材料が求められていた。
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１０００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、高インピー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。
れているアルミナ磁器は比誘電率が約１０と比較的高
く、高インピー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。
【０００８】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。
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。
【０００９】本出願人は上記問題を解決する一手段とし
て、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 Ｏ3 ・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を満足し、比誘電率が６
以下、かつ、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２０００
以上である高周波用誘電体磁器組成物、および誘電体共
振器をすでに提案した（特願平７−１９５２１１号）。
て、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 Ｏ3 ・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を満足し、比誘電率が６
以下、かつ、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２０００
以上である高周波用誘電体磁器組成物、および誘電体共
振器をすでに提案した（特願平７−１９５２１１号）。
【００１０】この高周波誘電体磁器組成物はアルミナ、
フォルステライトよりも低い比誘電率を有し、ガラスセ
ラミックよりも高いＱ値を有する優れたものであった。
フォルステライトよりも低い比誘電率を有し、ガラスセ
ラミックよりも高いＱ値を有する優れたものであった。
【００１１】しかしながら、従来、コ−ジェライトは焼
成温度範囲が極めて狭いことから、緻密な焼結体が得が
たく、上記発明者が先に出願した高周波用誘電体磁器組
成物も例外ではなかった。
成温度範囲が極めて狭いことから、緻密な焼結体が得が
たく、上記発明者が先に出願した高周波用誘電体磁器組
成物も例外ではなかった。
【００１２】本発明は、低誘電率で、かつ、測定周波数
１０ＧＨｚにおいて高Ｑ値を有するとともに、焼成条件
を改善できる高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共
振器を提供することを目的とする。
１０ＧＨｚにおいて高Ｑ値を有するとともに、焼成条件
を改善できる高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共
振器を提供することを目的とする。
【００１３】
【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 Ｏ3 ・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
主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺｒＯ
2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加
含有するものである。また、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を、前述した誘電体磁
器組成物により構成したものである。
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 Ｏ3 ・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
主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺｒＯ
2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加
含有するものである。また、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を、前述した誘電体磁
器組成物により構成したものである。
【００１４】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、上記した主成
分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺｒＯ2 換
算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加含有
することにより、焼成温度等の焼成条件を厳密に制御し
て得られた特性を大きく劣化させることなく、焼成条件
を改善できる。即ち、比誘電率が４〜６、測定周波数１
０ＧＨｚでのＱ値が２０００以上の低誘電率高Ｑ値の誘
電体磁器を得ることができるとともに、例えば、焼成温
度幅が１０℃程度であったものを５０℃程度まで広げる
ことができ、製造を容易にし、量産性を向上することが
できる。
分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳｃをＺｒＯ2 換
算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加含有
することにより、焼成温度等の焼成条件を厳密に制御し
て得られた特性を大きく劣化させることなく、焼成条件
を改善できる。即ち、比誘電率が４〜６、測定周波数１
０ＧＨｚでのＱ値が２０００以上の低誘電率高Ｑ値の誘
電体磁器を得ることができるとともに、例えば、焼成温
度幅が１０℃程度であったものを５０℃程度まで広げる
ことができ、製造を容易にし、量産性を向上することが
できる。
【００１５】また、このような低誘電率、高Ｑ値の誘電
体磁器を、例えば、誘電体共振器の支持部材および／ま
たは基板に用いることにより、高インピ−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。
体磁器を、例えば、誘電体共振器の支持部材および／ま
たは基板に用いることにより、高インピ−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。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の高周波用磁器組成物は、
モル比の組成式をｘＭｇＯ・ｙＡｌ2 Ｏ3 ・ｚＳｉＯ2
と表した時に、ｘ、ｙ、ｚが、１０≦ｘ≦４０、１０≦
ｙ≦４０、２０≦ｚ≦８０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００を満足
するものを主成分とする。
モル比の組成式をｘＭｇＯ・ｙＡｌ2 Ｏ3 ・ｚＳｉＯ2
と表した時に、ｘ、ｙ、ｚが、１０≦ｘ≦４０、１０≦
ｙ≦４０、２０≦ｚ≦８０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００を満足
するものを主成分とする。
【００１７】本発明の高周波用磁器組成物の主成分組成
を前記範囲に限定したのは、次の理由による。すなわ
ち、ＭｇＯのモル百分率を示すｘを１０〜４０モル％と
したのは１０モル％未満では良好な焼結体が得られずＱ
値が低く、また４０モル％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５００
０以上とするという点から１５〜３５モル％が望まし
い。
を前記範囲に限定したのは、次の理由による。すなわ
ち、ＭｇＯのモル百分率を示すｘを１０〜４０モル％と
したのは１０モル％未満では良好な焼結体が得られずＱ
値が低く、また４０モル％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５００
０以上とするという点から１５〜３５モル％が望まし
い。
【００１８】また、Ａｌ2 Ｏ3 のモル百分率を示すｙを
１０〜４０モル％としたのはＡｌ2Ｏ3 量ｙが１０モル
％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モル％を越えると比誘電率が高
くなるからである。Ａｌ2 Ｏ3 量を示すｙは、Ｑ値を５
０００以上とするという点から１７〜３５モル％が望ま
しい。
１０〜４０モル％としたのはＡｌ2Ｏ3 量ｙが１０モル
％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モル％を越えると比誘電率が高
くなるからである。Ａｌ2 Ｏ3 量を示すｙは、Ｑ値を５
０００以上とするという点から１７〜３５モル％が望ま
しい。
【００１９】ＳｉＯ2 のモル百分率ｚを２０≦ｚ≦８０
モル％としたのは、ｚが２０モル％よりも小さい場合に
は比誘電率が大きくなり、８０モル％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３０〜６５モ
ル％が望ましい。
モル％としたのは、ｚが２０モル％よりも小さい場合に
は比誘電率が大きくなり、８０モル％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３０〜６５モ
ル％が望ましい。
【００２０】本発明によれば、上記主成分１００重量部
に対してＺｒをＺｒＯ2 換算で０．１〜１５重量部、ま
たはＳｃをＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加含
有するものであるが、これは、ＺｒまたはＳｃの含有量
が上記酸化物換算で０．１重量部より少ない場合、緻密
化焼成温度は広くならず、１５重量部より多い場合は誘
電損失が大きくなり、Ｑ値が低くなるためである。Ｚｒ
またはＳｃの含有量を増加させるほど緻密化焼成温度は
広くなるが、一方比誘電率が増加し、またＱ値が低下し
ていくため、これらの特性と緻密化焼成温度との兼ね合
いで、ＺｒまたはＳｃの含有量を決定することが望まし
い。
に対してＺｒをＺｒＯ2 換算で０．１〜１５重量部、ま
たはＳｃをＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５重量部添加含
有するものであるが、これは、ＺｒまたはＳｃの含有量
が上記酸化物換算で０．１重量部より少ない場合、緻密
化焼成温度は広くならず、１５重量部より多い場合は誘
電損失が大きくなり、Ｑ値が低くなるためである。Ｚｒ
またはＳｃの含有量を増加させるほど緻密化焼成温度は
広くなるが、一方比誘電率が増加し、またＱ値が低下し
ていくため、これらの特性と緻密化焼成温度との兼ね合
いで、ＺｒまたはＳｃの含有量を決定することが望まし
い。
【００２１】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、Ｚ
ｒおよびＳｃを含有する場合ともに、Ｑ値を５０００以
上とするためには１５≦ｘ≦３５、１７≦ｙ≦３５、３
０≦ｚ≦６５を満足することが望ましい。また、Ｚｒを
含有する場合においては、Ｑ値を７０００以上とするた
めには２０≦ｘ≦３０、１７≦ｙ≦３０、４０≦ｚ≦６
０を満足することが望ましい。本発明では、特に、コ−
ジェライトの組成、即ちｘ＝２２．２、ｙ＝２２．２、
ｚ＝５５．６である主成分１００重量部に対して、Ｚｒ
をＺｒＯ2 換算で０．１〜１０重量部、またはＳｃをＳ
ｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１０重量部含有することが望ま
しい。
ｒおよびＳｃを含有する場合ともに、Ｑ値を５０００以
上とするためには１５≦ｘ≦３５、１７≦ｙ≦３５、３
０≦ｚ≦６５を満足することが望ましい。また、Ｚｒを
含有する場合においては、Ｑ値を７０００以上とするた
めには２０≦ｘ≦３０、１７≦ｙ≦３０、４０≦ｚ≦６
０を満足することが望ましい。本発明では、特に、コ−
ジェライトの組成、即ちｘ＝２２．２、ｙ＝２２．２、
ｚ＝５５．６である主成分１００重量部に対して、Ｚｒ
をＺｒＯ2 換算で０．１〜１０重量部、またはＳｃをＳ
ｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１０重量部含有することが望ま
しい。
【００２２】本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、測
定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２０００以上を満足する
が、これは、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。
定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２０００以上を満足する
が、これは、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。
【００２３】また、本発明の誘電体磁器組成物では、主
結晶相がコ−ディエライトであり、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、クリストバライト、フォルステライト、
トリジマイト、サファリン、およびＺｒを含有する場合
にはＺｒＳｉＯ4 、Ｓｃを含有する場合にはＳｃ2 Ｓｉ
2 Ｏ7 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。
結晶相がコ−ディエライトであり、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、クリストバライト、フォルステライト、
トリジマイト、サファリン、およびＺｒを含有する場合
にはＺｒＳｉＯ4 、Ｓｃを含有する場合にはＳｃ2 Ｓｉ
2 Ｏ7 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。
【００２４】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。この場合、誘電体磁器１としては、周知の材
料が用いられる。誘電体磁器１として、本発明の誘電体
磁器組成物を用いても良い。
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。この場合、誘電体磁器１としては、周知の材
料が用いられる。誘電体磁器１として、本発明の誘電体
磁器組成物を用いても良い。
【００２５】本発明の誘電体磁器は、原料粉末として、
例えば、ＭｇＣＯ3 粉末，Ａｌ2 Ｏ3 粉末，ＳｉＯ2 粉
末、ＺｒＯ2 またはＳｃ2 Ｏ3 粉末を用い、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
の成形体を大気等の酸化性雰囲気、Ａｒ、Ｎ2 等の非酸
化性雰囲気中において１２７０〜１４４５℃で５分〜１
０時間焼成することにより得られる。
例えば、ＭｇＣＯ3 粉末，Ａｌ2 Ｏ3 粉末，ＳｉＯ2 粉
末、ＺｒＯ2 またはＳｃ2 Ｏ3 粉末を用い、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
の成形体を大気等の酸化性雰囲気、Ａｒ、Ｎ2 等の非酸
化性雰囲気中において１２７０〜１４４５℃で５分〜１
０時間焼成することにより得られる。
【００２６】尚、本発明の誘電体磁器組成物は、金属元
素として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、ＺｒまたはＳｃ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、Ｃａ、Ｂａ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｔｉ
等が混入する場合がある。
素として、Ｍｇ、Ａｌ、Ｓｉ、ＺｒまたはＳｃ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、Ｃａ、Ｂａ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｐ、Ｎａ、Ｔｉ
等が混入する場合がある。
【００２７】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。
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。
【００２８】
実施例１ 原料粉末として純度９９％のＭｇＣＯ3 、純度９９．７
％のＡｌ2 Ｏ3 、純度９９．４％のＳｉＯ2 粉末、純度
９９．９％のＺｒＯ2 を準備し、先ず、ＭｇＣＯ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を用い、主成分組成が表１に示
す組成となるように秤量し、この後、主成分１００重量
部に対して、ＺｒＯ2 を表１に示す量だけ添加し、この
混合粉末をＺｒＯ2 ボールを用いたボールミルにより、
１５時間湿式混合した後、乾燥し、この混合物を大気中
において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１０
００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力の下でプレス成形して直径１２
ｍｍ厚さ８ｍｍの成形体を得た。この成形体を大気中１
２５０〜１５５０℃で２時間焼成して、直径１０ｍｍ厚
さ６ｍｍの誘電体磁器試料を得た。
％のＡｌ2 Ｏ3 、純度９９．４％のＳｉＯ2 粉末、純度
９９．９％のＺｒＯ2 を準備し、先ず、ＭｇＣＯ3 、Ａ
ｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を用い、主成分組成が表１に示
す組成となるように秤量し、この後、主成分１００重量
部に対して、ＺｒＯ2 を表１に示す量だけ添加し、この
混合粉末をＺｒＯ2 ボールを用いたボールミルにより、
１５時間湿式混合した後、乾燥し、この混合物を大気中
において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１０
００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力の下でプレス成形して直径１２
ｍｍ厚さ８ｍｍの成形体を得た。この成形体を大気中１
２５０〜１５５０℃で２時間焼成して、直径１０ｍｍ厚
さ６ｍｍの誘電体磁器試料を得た。
【００２９】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。
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。
【００３０】
【表１】
【００３１】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５．８以下と低く、しかも
測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２８３０以上と高い値
を示すことがわかる。
体磁器組成物は、比誘電率が５．８以下と低く、しかも
測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２８３０以上と高い値
を示すことがわかる。
【００３２】尚、図２に試料Ｎo.１２のＸ線回折チャー
ト図を示す。この図２から、コ−ディエライトの他に、
スピネル、ＺｒＳｉＯ4 が析出していることが判る。
ト図を示す。この図２から、コ−ディエライトの他に、
スピネル、ＺｒＳｉＯ4 が析出していることが判る。
【００３３】実施例２ 原料粉末として純度９９％のＭｇＣＯ3 、純度９９．７
％のＡｌ2 Ｏ3 、純度９９．４％のＳｉＯ2 粉末、純度
９９．９％のＳｃ2 Ｏ3 を準備し、先ず、ＭｇＣＯ3 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を用い、主成分組成が表２に
示す組成となるように秤量し、この後、主成分１００重
量部に対して、Ｓｃ2 Ｏ3 を表２に示す量だけ添加し、
この混合粉末をＺｒＯ2 ボールを用いたボールミルによ
り、１５時間湿式混合した後、乾燥し、この混合物を大
気中において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
１０００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力の下でプレス成形して直径
１２ｍｍ厚さ８ｍｍの成形体を得た。この成形体を大気
中１２００〜１５５０℃で２時間焼成して、直径１０ｍ
ｍ厚さ６ｍｍの誘電体磁器試料を得た。
％のＡｌ2 Ｏ3 、純度９９．４％のＳｉＯ2 粉末、純度
９９．９％のＳｃ2 Ｏ3 を準備し、先ず、ＭｇＣＯ3 、
Ａｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 粉末を用い、主成分組成が表２に
示す組成となるように秤量し、この後、主成分１００重
量部に対して、Ｓｃ2 Ｏ3 を表２に示す量だけ添加し、
この混合粉末をＺｒＯ2 ボールを用いたボールミルによ
り、１５時間湿式混合した後、乾燥し、この混合物を大
気中において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
１０００ｋｇ／ｃｍ2 の圧力の下でプレス成形して直径
１２ｍｍ厚さ８ｍｍの成形体を得た。この成形体を大気
中１２００〜１５５０℃で２時間焼成して、直径１０ｍ
ｍ厚さ６ｍｍの誘電体磁器試料を得た。
【００３４】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２に示す。
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２に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】表２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５．９以下と低く、しかも
測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２６２０以上と高い値
を示すことがわかる。
体磁器組成物は、比誘電率が５．９以下と低く、しかも
測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が２６２０以上と高い値
を示すことがわかる。
【００３７】尚、図３に試料Ｎo.３９のＸ線回折チャー
ト図を示す。この図３から、コ−ディエライトの他に、
スピネル、Ｓｃ2 Ｓｉ2 Ｏ7 が析出していることが判
る。
ト図を示す。この図３から、コ−ディエライトの他に、
スピネル、Ｓｃ2 Ｓｉ2 Ｏ7 が析出していることが判
る。
【００３８】
【発明の効果】本発明の高周波用誘電体磁器組成物で
は、６以下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、特性を向上するとともに、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。
は、６以下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、特性を向上するとともに、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。
御型マイクロ波発信器の概略断面図である。
【図２】実施例１の試料Ｎｏ．１２の結晶構造を示すＸ
線回折図である。
線回折図である。
【図３】実施例２の試料Ｎｏ．３９の結晶構造を示すＸ
線回折図である。
線回折図である。
１・・・誘電体磁器 ２・・・支持部材 ３・・・磁器基板
Claims (2)
- 【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 Ｏ3 ・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 を満足する主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳ
ｃをＺｒＯ2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５
重量部添加含有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】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 Ｏ3 ・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 を満足する主成分１００重量部に対して、ＺｒまたはＳ
ｃをＺｒＯ2 換算またはＳｃ2 Ｏ3 換算で０．１〜１５
重量部添加含有してなることを特徴とする誘電体共振
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16952996A JP3398281B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16952996A JP3398281B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1017361A true JPH1017361A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3398281B2 JP3398281B2 (ja) | 2003-04-21 |
Family
ID=15888197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16952996A Expired - Fee Related JP3398281B2 (ja) | 1996-06-28 | 1996-06-28 | 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3398281B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327410A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-28 | Kyocera Corp | 誘電体磁器組成物及び非放射性誘電体線路 |
| US6440883B2 (en) | 2000-03-28 | 2002-08-27 | Kyocera Corporation | Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same |
| CN111517771A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-11 | 电子科技大学 | 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-06-28 JP JP16952996A patent/JP3398281B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000327410A (ja) * | 1999-05-24 | 2000-11-28 | Kyocera Corp | 誘電体磁器組成物及び非放射性誘電体線路 |
| US6440883B2 (en) | 2000-03-28 | 2002-08-27 | Kyocera Corporation | Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same |
| US6864764B2 (en) | 2000-03-28 | 2005-03-08 | Kyocera Corporation | Dielectric porcelain composition, and dielectric resonator and nonradiative dielectric strip using same |
| CN111517771A (zh) * | 2020-04-03 | 2020-08-11 | 电子科技大学 | 一种微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3398281B2 (ja) | 2003-04-21 |
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