JPH10294020A - マイクロ波誘電体セラミックス - Google Patents
マイクロ波誘電体セラミックスInfo
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- JPH10294020A JPH10294020A JP9102889A JP10288997A JPH10294020A JP H10294020 A JPH10294020 A JP H10294020A JP 9102889 A JP9102889 A JP 9102889A JP 10288997 A JP10288997 A JP 10288997A JP H10294020 A JPH10294020 A JP H10294020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 共振周波数の温度係数が、±５０ｐｐｍ／℃
の範囲に収まり、かつ、適切な比誘電率と高い材料Ｑを
有しているマイクロ波誘電体セラミックスを提供する。 【解決手段】 マイクロ波誘電体セラミックスにおい
て、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タングステン（Ｗ
Ｏ3 ）よりなり、組成式を、ｕＢａＯ＋（１−ｕ）（ｘ
ＭｇＯ＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）と表し、ＢａのＢａ，
Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｕ、ＭｇのＭ
ｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｘ、ＴｉのＭｇ，
Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｙ、ＷのＭｇ，Ｔｉ，
Ｗの和に対するモル分率をｚとし、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１
としたとき、 ０．４７５≦ｕ≦０．５２５ ０．２５≦ｘ≦０．４８ ０．２２≦ｙ≦０．４８ ０．２０≦ｚ≦０．４３ の範囲になるようにした。
の範囲に収まり、かつ、適切な比誘電率と高い材料Ｑを
有しているマイクロ波誘電体セラミックスを提供する。 【解決手段】 マイクロ波誘電体セラミックスにおい
て、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タングステン（Ｗ
Ｏ3 ）よりなり、組成式を、ｕＢａＯ＋（１−ｕ）（ｘ
ＭｇＯ＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）と表し、ＢａのＢａ，
Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｕ、ＭｇのＭ
ｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｘ、ＴｉのＭｇ，
Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｙ、ＷのＭｇ，Ｔｉ，
Ｗの和に対するモル分率をｚとし、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１
としたとき、 ０．４７５≦ｕ≦０．５２５ ０．２５≦ｘ≦０．４８ ０．２２≦ｙ≦０．４８ ０．２０≦ｚ≦０．４３ の範囲になるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波誘電体
セラミックスに係り、特に、無付加Ｑ（Ｑｕ）が大き
く、かつ、組成を変化させることによって共振周波数の
温度係数（τｆ）を０ｐｐｍ／℃を中心に任意の値に変
化させることができるようにしたマイクロ波誘電体セラ
ミックスに関するものである。
セラミックスに係り、特に、無付加Ｑ（Ｑｕ）が大き
く、かつ、組成を変化させることによって共振周波数の
温度係数（τｆ）を０ｐｐｍ／℃を中心に任意の値に変
化させることができるようにしたマイクロ波誘電体セラ
ミックスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、文献名：エレクトロニク・セラミクス １９９
３年 ｖｏｌ．２４ ９月号 ｐ１８〜２３『ＢａＯ−
ＴｉＯ 2 −希土類酸化物系セラミクスのマイクロ波誘電
特性』に開示されるものがあった。
例えば、文献名：エレクトロニク・セラミクス １９９
３年 ｖｏｌ．２４ ９月号 ｐ１８〜２３『ＢａＯ−
ＴｉＯ 2 −希土類酸化物系セラミクスのマイクロ波誘電
特性』に開示されるものがあった。
【０００３】近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘電
体フィルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信
機に数多く用いられている。このような用途に用いられ
る誘電体材料は、材料Ｑが大きく、かつ組成を変えるこ
とによって、共振周波数の温度係数（τｆ）が０ｐｐｍ
／℃を中心に正又は負の任意の値に設定できるものが望
まれていた。
体フィルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信
機に数多く用いられている。このような用途に用いられ
る誘電体材料は、材料Ｑが大きく、かつ組成を変えるこ
とによって、共振周波数の温度係数（τｆ）が０ｐｐｍ
／℃を中心に正又は負の任意の値に設定できるものが望
まれていた。
【０００４】従来、このようなマイクロ波誘電体セラミ
ックスには、上記文献に示されるように、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ2 系、ＺｒＯ2 −ＳｎＯ−ＴｉＯ2 系等があった。
ックスには、上記文献に示されるように、ＢａＯ−Ｔｉ
Ｏ2 系、ＺｒＯ2 −ＳｎＯ−ＴｉＯ2 系等があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のマイクロ波誘電体セラミックスにおいて、温度
係数（τｆ）が０ｐｐｍ／℃付近の値を示すものでは、
Ｑ値は、十分大きいとは言えず、その結果、これらの材
料を使用したデバイスを組み込んだ場合に、装置として
十分に満足できる特性を有しているとは言えなかった。
た従来のマイクロ波誘電体セラミックスにおいて、温度
係数（τｆ）が０ｐｐｍ／℃付近の値を示すものでは、
Ｑ値は、十分大きいとは言えず、その結果、これらの材
料を使用したデバイスを組み込んだ場合に、装置として
十分に満足できる特性を有しているとは言えなかった。
【０００６】また、温度係数（τｆ）は任意の値とする
ことができず、他のデバイスの位相のずれなどの関係
上、０ｐｐｍ／℃以外の値（例えば、＋２ｐｐｍ／℃）
が要求された場合でも、その値に変えることはできなか
った。本発明は、上記問題点を除去し、共振周波数の温
度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の範囲に収まり、かつ、適
切な比誘電率と高い材料Ｑを有しているマイクロ波誘電
体セラミックスを提供することを目的とする。
ことができず、他のデバイスの位相のずれなどの関係
上、０ｐｐｍ／℃以外の値（例えば、＋２ｐｐｍ／℃）
が要求された場合でも、その値に変えることはできなか
った。本発明は、上記問題点を除去し、共振周波数の温
度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の範囲に収まり、かつ、適
切な比誘電率と高い材料Ｑを有しているマイクロ波誘電
体セラミックスを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タング
ステン（ＷＯ3 ）粉末よりなり、その組成式を、ｕＢａ
Ｏ＋（１−ｕ）（ｘＭｇＯ＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）
（ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である）と表わし、ＢａのＢ
ａ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｕ、Ｍｇの
Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｘ、ＴｉのＭ
ｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｙ、ＷのＭｇ，Ｔ
ｉ，Ｗの和に対するモル分率をｚとしたとき、０．４７
５≦ｕ≦０．５２５，０．２５≦ｘ≦０．４８，０．２
２≦ｙ≦０．４８，０．２０≦ｚ≦０．４３の範囲にす
るようにしたものである。
成するために、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タング
ステン（ＷＯ3 ）粉末よりなり、その組成式を、ｕＢａ
Ｏ＋（１−ｕ）（ｘＭｇＯ＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）
（ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である）と表わし、ＢａのＢ
ａ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｕ、Ｍｇの
Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｘ、ＴｉのＭ
ｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｙ、ＷのＭｇ，Ｔ
ｉ，Ｗの和に対するモル分率をｚとしたとき、０．４７
５≦ｕ≦０．５２５，０．２５≦ｘ≦０．４８，０．２
２≦ｙ≦０．４８，０．２０≦ｚ≦０．４３の範囲にす
るようにしたものである。
【０００８】したがって、本発明によれば、共振周波数
の温度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の範囲に収まり、か
つ、適切な比誘電率と高い材料Ｑを有しているマイクロ
波誘電体セラミックスを提供することが可能となる。
の温度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の範囲に収まり、か
つ、適切な比誘電率と高い材料Ｑを有しているマイクロ
波誘電体セラミックスを提供することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。出発材料には、化学的に高純度の炭
酸バリウム（ＢａＣＯ3 ）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、三酸化タングステン
（ＷＯ3 ）を使用し、ｕＢａＯ＋（１−ｕ）（ｘＭｇＯ
＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）（ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で
ある）と表わされる組成になるように、ｕ，ｘ，ｙ，ｚ
を決定し、正確に評量した。
て詳細に説明する。出発材料には、化学的に高純度の炭
酸バリウム（ＢａＣＯ3 ）、酸化マグネシウム（Ｍｇ
Ｏ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、三酸化タングステン
（ＷＯ3 ）を使用し、ｕＢａＯ＋（１−ｕ）（ｘＭｇＯ
＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ3 ）（ここで、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１で
ある）と表わされる組成になるように、ｕ，ｘ，ｙ，ｚ
を決定し、正確に評量した。
【００１０】次に、これをプラスチック製のポットミル
とジルコニアボールを用い、純水と共に、２４時間湿式
混合した。この混合物を脱水、乾燥させた後、マグネシ
ア容器を用いて、空気中で１２００℃の温度で２時間仮
焼した。この仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕
した後、脱水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体
にバインダを添加して十分に粉体と混合して造粒体を得
た。この造粒体を金型と油圧プレスを用い、成形圧力２
ｔで直径１２ｍｍ、厚さ７ｍｍの円盤状の成形体を作製
した。
とジルコニアボールを用い、純水と共に、２４時間湿式
混合した。この混合物を脱水、乾燥させた後、マグネシ
ア容器を用いて、空気中で１２００℃の温度で２時間仮
焼した。この仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕
した後、脱水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体
にバインダを添加して十分に粉体と混合して造粒体を得
た。この造粒体を金型と油圧プレスを用い、成形圧力２
ｔで直径１２ｍｍ、厚さ７ｍｍの円盤状の成形体を作製
した。
【００１１】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア容器に入れて、１５００℃の温度で１２時間空気中で
焼成して、マイクロ波誘電体セラミックスを得た。この
マイクロ波誘電体セラミックスを、所定の周波数になる
ように研磨した後、誘電特性を次の方法で測定した。こ
のマイクロ波誘電体セラミックスの比誘電率εｒ、およ
び材料Ｑは、ハッキ・コールマン法により測定した。
ア容器に入れて、１５００℃の温度で１２時間空気中で
焼成して、マイクロ波誘電体セラミックスを得た。この
マイクロ波誘電体セラミックスを、所定の周波数になる
ように研磨した後、誘電特性を次の方法で測定した。こ
のマイクロ波誘電体セラミックスの比誘電率εｒ、およ
び材料Ｑは、ハッキ・コールマン法により測定した。
【００１２】また、温度係数（τｆ）は２０℃における
共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−３０℃と７０℃の
温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−３０）、ｆ
（７０）と温度差ΔＴ（ここでは、−３０℃と７０℃で
ΔＴ＝１００℃）から下記の式（１）に従い求めた。な
お、これらの測定における測定周波数は、約１０ＧＨｚ
であった。
共振周波数ｆ（２０）を基準とし、−３０℃と７０℃の
温度におけるそれぞれの共振周波数ｆ（−３０）、ｆ
（７０）と温度差ΔＴ（ここでは、−３０℃と７０℃で
ΔＴ＝１００℃）から下記の式（１）に従い求めた。な
お、これらの測定における測定周波数は、約１０ＧＨｚ
であった。
【００１３】 τｆ＝〔ｆ（７０）−ｆ（−３０）〕／〔ｆ（２０）×１００〕 …（１） 各組成の誘電特性の測定結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】なお、ここで、＊印を付けた試料Ｎｏ．は
本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎｏ．
が本発明の実施例である。また、Ｑの値は、Ｑｘｆ＝一
定として、１ＧＨｚでの値に換算したものである。表１
の結果によれば、 （Ａ）ｕの値が０．４７５より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１のようにＱ値が低くなり、本発明の目的に適して
いない。
本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料Ｎｏ．
が本発明の実施例である。また、Ｑの値は、Ｑｘｆ＝一
定として、１ＧＨｚでの値に換算したものである。表１
の結果によれば、 （Ａ）ｕの値が０．４７５より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１のようにＱ値が低くなり、本発明の目的に適して
いない。
【００１６】また、ｕの値が０．５２５より大きくなっ
ても、試料Ｎｏ．５のようにＱ値が低くなり、本発明の
目的の適していない。よって、ｕの値の範囲は、０．４
７５〜０．５２５の範囲が適当である。 （Ｂ）ｘの値は０．２５より小さくなると、試料Ｎｏ．
９の場合、Ｑ値が低くなり、試料Ｎｏ．１１の場合、Ｑ
値が低くなると同時に、τｆ＝＋４５０ｐｐｍ／℃と、
非常に大きくなり、本発明の目的に適していない。
ても、試料Ｎｏ．５のようにＱ値が低くなり、本発明の
目的の適していない。よって、ｕの値の範囲は、０．４
７５〜０．５２５の範囲が適当である。 （Ｂ）ｘの値は０．２５より小さくなると、試料Ｎｏ．
９の場合、Ｑ値が低くなり、試料Ｎｏ．１１の場合、Ｑ
値が低くなると同時に、τｆ＝＋４５０ｐｐｍ／℃と、
非常に大きくなり、本発明の目的に適していない。
【００１７】また、ｘの値が０．４８より大きい場合、
試料Ｎｏ．７および試料Ｎｏ．１４のようにＱ値が低く
なり、本発明の目的に適していない。また、試料Ｎｏ．
１０の場合、焼結せず、本発明の目的に適していない。
よって、ｘの値の範囲は、０．２５〜０．４８の範囲が
適当である。 （Ｃ）ｙの値は ０．２２より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１４のようにＱ値が低くなり、本発明の目的に適し
ていない。
試料Ｎｏ．７および試料Ｎｏ．１４のようにＱ値が低く
なり、本発明の目的に適していない。また、試料Ｎｏ．
１０の場合、焼結せず、本発明の目的に適していない。
よって、ｘの値の範囲は、０．２５〜０．４８の範囲が
適当である。 （Ｃ）ｙの値は ０．２２より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１４のようにＱ値が低くなり、本発明の目的に適し
ていない。
【００１８】また、ｙの値が０．４８より大きい場合、
試料Ｎｏ．１１のようにＱ値が低くなると同時に、τｆ
＝＋４５０ｐｐｍ／℃と、非常に大きくなる。更に、試
料Ｎｏ．１７の場合、焼結せず、本発明の目的に適して
いない。よって、ｙの値の範囲は、０．２２〜０．４８
の範囲が適当である。 （Ｄ）ｚの値は、０．２０より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１６のようにＱ値が低くなると同時に、τｆ＝＋２
９６ｐｐｍ／℃と非常に大きくなる。
試料Ｎｏ．１１のようにＱ値が低くなると同時に、τｆ
＝＋４５０ｐｐｍ／℃と、非常に大きくなる。更に、試
料Ｎｏ．１７の場合、焼結せず、本発明の目的に適して
いない。よって、ｙの値の範囲は、０．２２〜０．４８
の範囲が適当である。 （Ｄ）ｚの値は、０．２０より小さくなると、試料Ｎ
ｏ．１６のようにＱ値が低くなると同時に、τｆ＝＋２
９６ｐｐｍ／℃と非常に大きくなる。
【００１９】また、試料Ｎｏ．１０、および１７の場
合、焼結せず、本発明の目的に適していない。更に、ｚ
の値が０．４３より大きい場合でも、試料Ｎｏ．９のよ
うにＱ値が低くなると同時に、τｆ値が低くなり、本発
明の目的に適していない。よって、ｚの値の範囲は、
０．２０〜０．４３の範囲が適当である。
合、焼結せず、本発明の目的に適していない。更に、ｚ
の値が０．４３より大きい場合でも、試料Ｎｏ．９のよ
うにＱ値が低くなると同時に、τｆ値が低くなり、本発
明の目的に適していない。よって、ｚの値の範囲は、
０．２０〜０．４３の範囲が適当である。
【００２０】なお、試料Ｎｏ．１９の場合も、ｙの値と
ｚの値が満足しないため、本発明の範囲外の比較例とな
る。したがって、表１においては、試料Ｎｏ．２〜Ｎ
ｏ．４，Ｎｏ．６，Ｎｏ．８，Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１
３，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１８，Ｎｏ．２０が本発明の範
囲内の実施例となる。
ｚの値が満足しないため、本発明の範囲外の比較例とな
る。したがって、表１においては、試料Ｎｏ．２〜Ｎ
ｏ．４，Ｎｏ．６，Ｎｏ．８，Ｎｏ．１２，Ｎｏ．１
３，Ｎｏ．１５，Ｎｏ．１８，Ｎｏ．２０が本発明の範
囲内の実施例となる。
【００２１】このように、本発明のマイクロ波誘電体セ
ラミッスは、共振周波数の温度係数が、±５０ｐｐｍ／
℃の範囲に収まり、かつ、適切な比誘電率と高い材料Ｑ
を有している。なお、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、これらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
ラミッスは、共振周波数の温度係数が、±５０ｐｐｍ／
℃の範囲に収まり、かつ、適切な比誘電率と高い材料Ｑ
を有している。なお、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、これらを本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００２２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、共振周波数の温度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の
範囲で高い材料Ｑを有しているため、温度安定性が良
く、低損失な誘電体共振器、誘電体フィルタを得ること
ができる。
よれば、共振周波数の温度係数が、±５０ｐｐｍ／℃の
範囲で高い材料Ｑを有しているため、温度安定性が良
く、低損失な誘電体共振器、誘電体フィルタを得ること
ができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 荒井 徹 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内 (72)発明者 ▲鮎▼沢 一年 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシ
ウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タング
ステン（ＷＯ3 ）よりなり、組成式を、 ｕＢａＯ＋（１−ｕ）（ｘＭｇＯ＋ｙＴｉＯ2 ＋ｚＷＯ
3 ）と表し、ＢａのＢａ，Ｍｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対する
モル分率をｕ、ＭｇのＭｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル
分率をｘ、ＴｉのＭｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率
をｙ、ＷのＭｇ，Ｔｉ，Ｗの和に対するモル分率をｚと
し、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１としたとき、 ０．４７５≦ｕ≦０．５２５ ０．２５≦ｘ≦０．４８ ０．２２≦ｙ≦０．４８ ０．２０≦ｚ≦０．４３ の範囲であることを特徴とするマイクロ波誘電体セラミ
ックス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102889A JPH10294020A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | マイクロ波誘電体セラミックス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9102889A JPH10294020A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | マイクロ波誘電体セラミックス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10294020A true JPH10294020A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14339437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9102889A Withdrawn JPH10294020A (ja) | 1997-04-21 | 1997-04-21 | マイクロ波誘電体セラミックス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10294020A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016137790A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Ferro Corporation | Low-k and mid-k ltcc dielectric compositions and devices |
-
1997
- 1997-04-21 JP JP9102889A patent/JPH10294020A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016137790A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | Ferro Corporation | Low-k and mid-k ltcc dielectric compositions and devices |
| JP2018513085A (ja) * | 2015-02-27 | 2018-05-24 | フエロ コーポレーション | 低誘電率及び中誘電率ｌｔｃｃ誘電体組成物及び装置 |
| US10287211B2 (en) | 2015-02-27 | 2019-05-14 | Ferro Corporation | Low-K and mid-K LTCC dielectric compositions and devices |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040706 |