JPH11130534A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

Info

Publication number
JPH11130534A
JPH11130534A JP9297050A JP29705097A JPH11130534A JP H11130534 A JPH11130534 A JP H11130534A JP 9297050 A JP9297050 A JP 9297050A JP 29705097 A JP29705097 A JP 29705097A JP H11130534 A JPH11130534 A JP H11130534A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
composition
dielectric
rare earth
dielectric constant
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9297050A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuki Hiramatsu
信樹 平松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP9297050A priority Critical patent/JPH11130534A/ja
Publication of JPH11130534A publication Critical patent/JPH11130534A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高周波領域において加工に適した低い比誘電率
と高いQ値を有する誘電体磁器組成物を提供する。 【解決手段】金属元素としてNa、Mg、Wおよび希土
類元素を含有し、これらの金属元素酸化物のモル比によ
る組成式をx〔aNaO1/2 ・(1−a)AO3/ 2 〕・
yMgO・zWO3 (AはSc、Y、La、Yb、Lu
を除く希土類元素)と表した時、前記x、y、zおよび
aが、0.40≦x≦0.55、0.15≦y≦0.3
0、0.20≦z≦0.30、0.40≦a≦0.6
0、x+y+z=1を満足するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波領域において低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最適な誘電体磁器組
成物に関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波やミリ波
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。
【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
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において比誘電率20〜40、Q値が10
00〜3000(Qf=15000以下)、さらに共振
周波数の温度係数(τf)が0ppm/℃付近の特性を
有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年に
おいて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ている。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値を有していないのが現状であ
る。
【0005】また、近年では、加工性の面から比誘電率
が小さい材料が要求されているが、上記従来の誘電体材
料では比誘電率が20〜40であり、加工性という観点
からさらに比誘電率の小さい材料が要求されていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
に対して種々検討を加えた結果、金属元素としてNa、
Mg、Wおよび希土類元素(Sc、Y、La、Yb、L
uを除く)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x〔aNaO1/2 ・(1−a)A
3/2 〕・yMgO・zWO3 と表した時、x、y、z
およびaが所定値である誘電体磁器組成物では、比誘電
率が小さく、かつ、高周波領域において高Q値を有する
ことを見出し、本発明に至った。
【0007】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、金属
元素としてNa、Mg、Wおよび希土類元素を含有し、
これらの金属元素酸化物のモル比による組成式をx〔a
NaO1/2 ・(1−a)AO3/2 〕・yMgO・zWO
3 (AはSc、Y、La、Yb、Luを除く希土類元
素)と表した時、前記x、y、zおよびaが、0.40
≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20≦
z≦0.30、0.40≦a≦0.60、x+y+z=
1を満足するものである。ここで、(Na1/2 1/2
(Mg1/2 1/2 )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】本発明の誘電体磁器組成物では、10GHzの
測定周波数で比誘電率が17以下と小さいため、マイク
ロ波、ミリ波等の高周波で要求される精度での磁器の加
工が容易であり、かつ、10GHzの測定周波数でのQ
値を1500以上(Qf=15000以上)とすること
ができる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明の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、x〔(aNaO
1/2 ・(1−a)AO3/2 )〕・yMgO・zWO
3 (AはSc、Y、La、Yb、Luを除く希土類元
素)と表した時、前記x、y、zおよびaが、0.40
≦x≦0.55、0.15≦y≦0.30、0.20≦
z≦0.30、0.40≦a≦0.60、x+y+z=
1を満足するものである。
【0010】組成式x〔(aNaO1/2 ・(1−a)A
3/2 )〕・yMgO・zWO3 において、(aNaO
1/2 ・(1−a)AO3/2 )のモル比xを0.40≦x
≦0.55としたのは、xが0.40よりも小さい場合
や0.55よりも大きい場合には焼結不良となったり、
Q値が低下するからである。xはQ値向上という観点か
ら0.48〜0.52が望ましい。
【0011】また、MgOのモル比yを0.15≦y≦
0.30としたのは、yが0.15よりも小さい場合に
は焼結不良となったり、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0.22〜0.28である
ことが望ましい。
【0012】さらに、WO3 のモル比zを0.20≦z
≦0.30としたのは、zが0.20よりも小さい場合
や0.30よりも大きい場合には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
観点から0.22〜0.28であることが望ましい。
【0013】また、aNaO1/2 ・(1−a)AO3/2
と表されるNaO1/2 とAO3/2 のモル比aを0.40
≦a≦0.60としたのは、aが0.40よりも小さい
場合や0.60よりも大きい場合にはQ値が低下するか
らである。aは、高Q値および低比誘電率という観点か
ら0.43〜0.52であることが望ましい。
【0014】本発明の誘電体磁器組成物は、高Q値およ
び低比誘電率という観点から、金属元素酸化物のモル比
による組成式をx〔(aNaO1/2 ・(1−a)AO
3/2 )〕・yMgO・zWO3 と表した時、前記x、
y、zおよびaが、0.48≦x≦0.52、0.22
≦y≦0.28、0.22≦z≦0.28、0.43≦
a≦0.52、x+y+z=1を満足することが望まし
い。この場合には、比誘電率が16以下で、10GHz
でのQ値が2500以上の特性を得ることができる。
【0015】AをSc、Y、La、Yb、Luを除く希
土類元素としたのは、イオン半径が小さいSc、Y、Y
b、Luではペロブスカイト構造をとらず、焼結不良と
なったり、高いQ値が得られないからである。Aとして
は、Nd、Sm、Gd、Dyが望ましく、特にNdが望
ましい。
【0016】本発明の誘電体磁器組成物は、Na
1/2 、AO3/2 、MgO、WO3 からなるものであ
り、結晶相として(Na1/2 1/2 )(Mg
1/2 1/2 )O3 で表されるペロブスカイト型結晶を主
結晶相とするものである。即ち、ペロブスカイト型結晶
のAサイトをNaおよびAで構成し、BサイトをMgお
よびWを1:1で構成してなる結晶を主結晶とするもの
である。このような結晶を有する誘電体はそれ自体焼結
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
も良い。
【0017】尚、本発明の誘電体磁器組成物では、(N
1/2 1/2 )(Mg1/2 1/2 )O3 以外の結晶相と
して、AO3/2 、A2/3 (Mg1/2 1/2 )O3 、Mg
WO4 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。
【0018】本発明の誘電体磁器組成物を作製する方法
としては、先ずNa、A、Mg、Wを含有する原料粉末
を準備する。この原料粉末は、Na、A、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。
【0019】これらの原料をNaO1/2 、AO3/2 、M
gO、WO3 換算で前述の範囲となるように秤量した
後、十分に混合する。その後、混合物を900〜110
0℃で仮焼し、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1100〜13
50℃で2〜10時間焼成することにより本発明の誘電
体磁器組成物を得ることができる。
【0020】本発明の誘電体磁器組成物では、不可避不
純物としてCl、Al、P、Sr、Zr、Y、La、Y
b、Lu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。
また、本発明の誘電体磁器組成物の平均結晶粒径は0.
3〜4μmである。
【0021】
【実施例】原料として純度99%以上のNa2 CO3
2 3 、MgCO3 及びWO3の各粉末を用いて、焼
結体が上記組成式におけるx、y、z、aが表1に示す
値となるように秤量し、これをゴムで内張りしたボール
ミルに水とともに入れ、ZrO2 ボールを用いたボール
ミルにて8時間湿式混合した。次いで、この混合物を脱
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、有機バインダーとともに入れ8時
間湿式粉砕した。
【0022】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、得られた粉末を3000
kg/cm2 の圧力で直径10mm、厚み5mmの寸法
の円柱に成形した。更に、この円柱を1300℃6時間
の条件で焼成して磁器試料を得た。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。
【0023】かくして得られた磁器試料について、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た。それらの結果を表1に示した。
【0024】
【表1】
【0025】この表1によれば、本発明の範囲外にある
試料No.22〜26、37〜40、44はQ値が13
00以下、もしくは比誘電率が大きく、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.1〜
21、27〜36、41〜43は比誘電率が17以下、
Q値が1500以上(Qf=15000以上)であっ
た。
【0026】特に、x、y、zおよびaが、0.48≦
x≦0.52、0.22≦y≦0.28、0.22≦z
≦0.28、0.43≦a≦0.52を満足する試料N
o.1、27〜32、34、35、41〜43では、比誘
電率が16以下でQ値が2500以上であり、そのうち
NaO1/2 :NdO3/2 :MgO:WO3 が1:1:
1:1の比率からなる試料No.1では比誘電率が16で
Q値が3500であった。
【0027】そして、試料No.1の磁器に対してX線回
折測定を行い、その結果を図1に示した。図1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Na−Ndの規則配列による超格子構造、●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であ
ることが理解される。
【0028】尚、作製された本発明の誘電体磁器は、殆
どが(Na1/2 1/2 )(Mg1/21/2 )O3 (Aは
Sc、Y、La、Yb、Luを除く希土類元素)結晶粒
子からなり、その平均結晶粒径は1〜3μmであった。
【0029】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、高
周波領域において加工に適した低い比誘電率と高いQ値
を有することができ、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
用材料等として充分適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】表1の試料No.1のX線回折チャート図であ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金属元素としてNa、Mg、Wおよび希土
    類元素を含有し、これらの金属元素酸化物のモル比によ
    る組成式を x〔aNaO1/2 ・(1−a)AO3/2 〕・yMgO・
    zWO3 (AはSc、Y、La、Yb、Luを除く希土類元素)
    と表した時、前記x、y、zおよびaが 0.40≦x≦0.55 0.15≦y≦0.30 0.20≦z≦0.30 0.40≦a≦0.60 x+y+z=1 を満足することを特徴とする誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】(Na1/2 1/2 )(Mg1/2 1/2 )O
    3 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記載の誘電体磁器組成物。
JP9297050A 1997-10-29 1997-10-29 誘電体磁器組成物 Pending JPH11130534A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9297050A JPH11130534A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 誘電体磁器組成物

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9297050A JPH11130534A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 誘電体磁器組成物

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11130534A true JPH11130534A (ja) 1999-05-18

Family

ID=17841573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9297050A Pending JPH11130534A (ja) 1997-10-29 1997-10-29 誘電体磁器組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11130534A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213125A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 杭州电子科技大学 一种微波介质陶瓷及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114213125A (zh) * 2021-12-30 2022-03-22 杭州电子科技大学 一种微波介质陶瓷及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3229528B2 (ja) 誘電体磁器及び誘電体共振器
JP3974723B2 (ja) 誘電体磁器の製造方法
JP3559434B2 (ja) 誘電体磁器組成物の製造方法
EP0540029B1 (en) Sintered ceramic Ba-Mg-W perowskite used as high-frequency resonator and dielectric substrate
JP4535589B2 (ja) 誘電体磁器及びこれを用いた誘電体共振器
JP3359507B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JPH11130534A (ja) 誘電体磁器組成物
JP3363296B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3347613B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH10330165A (ja) 高周波用誘電体磁器
JP3350379B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH11130544A (ja) 誘電体磁器組成物及びその製造方法
JP3340019B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3359427B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3330024B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3411170B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP2887244B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3336190B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3340008B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JPH11209180A (ja) 誘電体磁器組成物
JP3469986B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP2002187771A (ja) 誘電体磁器およびこれを用いた誘電体共振器
JP3330011B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP2835253B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物および誘電体材料
JP3318396B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物