JPH11278927A - Dielectric porcelain composition, production of dielectric porcelain and dielectric resonator - Google Patents

Dielectric porcelain composition, production of dielectric porcelain and dielectric resonator

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JPH11278927A
JPH11278927A JP11008306A JP830699A JPH11278927A JP H11278927 A JPH11278927 A JP H11278927A JP 11008306 A JP11008306 A JP 11008306A JP 830699 A JP830699 A JP 830699A JP H11278927 A JPH11278927 A JP H11278927A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a dielectric porcelain composition, dielectric porcelain and dielectric resonator, having high εr and high Q value in high frequency region and making dispersion of εr, Q value and a temperature characteristic τf of resonance frequency small. SOLUTION: This dielectric porcelain composition contains at least rare earth element, Al, M (M: Sr or Sr and Ca) and Ti as metal elements and contains perovskite type crystalline phase represented by the compositional formula; aLn2 OX.bAl2 O3 .cMO.dBaO.eTiO2 (Ln: rare earth element) [0.056<=a<=0.450, 0.056<=b<=0.450, 100<=c<=0.500, 0<=d<=0.100, 0.100<e<0.470, 0.75<=b/a<=1.25, 0.75<=e/(c+d)<=1.25 and a+b+c+d+e=1] and comprising a solid solution of LnAIO( X+3)/2 (3<=x<=4) and MbaTiO3 as a main crystalline phase.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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、比誘電率εr、共振器の先
鋭度Q値、温度係数τf を安定に制御し、製造上特性の
ばらつきの小さい誘電体磁器組成物及び誘電体共振器に
関し、例えば前記高周波領域において使用される種々の
共振器用材料やMIC(Monolithic IC)
用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料や積層型セラミ
ックコンデンサ等に使用される誘電体磁器組成物、誘電
体磁器の製造方法及び誘電体共振器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention stably controls the relative dielectric constant .epsilon.r, the sharpness Q value of a resonator, and the temperature coefficient .tau.f in a high-frequency region such as a microwave and a millimeter wave, and suppresses variations in characteristics in manufacturing. The present invention relates to small dielectric ceramic compositions and dielectric resonators, for example, various resonator materials and MICs (Monolithic ICs) used in the high-frequency region.
The present invention relates to a dielectric ceramic composition used for a dielectric substrate material for use, a dielectric waveguide material, a multilayer ceramic capacitor, and the like, a method for manufacturing a dielectric ceramic, and a dielectric resonator.

【0002】[0002]

【従来の技術】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、MIC用誘電体基
板や導波路等に広く利用されている。その要求される特
性としては、(1)誘電体中では伝搬する電磁波の波長
が1/εr 1/2 に短縮されるので、小型化の要求に対し
て比誘電率が大きいこと、(2)高周波領域での誘電損
失が小さいこと、すなわち高Q値であること、(3)共
振周波数の温度に対する変化が小さいこと、即ち比誘電
率εr の温度依存性が小さく且つ安定であること、以上
の3特性が主として挙げられる。
2. Description of the Related Art Dielectric ceramics are widely used in dielectric resonators, MIC dielectric substrates, waveguides, and the like in high-frequency regions such as microwaves and millimeter waves. The required characteristics are that (1) the relative permittivity is large for the demand for miniaturization because the wavelength of the electromagnetic wave propagating in the dielectric is reduced to 1 / εr 1/2 , (2) That the dielectric loss in the high frequency region is small, that is, the Q value is high, and (3) the change of the resonance frequency with respect to temperature is small, that is, the temperature dependence of the relative permittivity εr is small and stable. There are mainly three characteristics.

【0003】これらを満たすものとして、本出願人は、
先に希土類元素(Ln)、Al、CaおよびTiを含有
する複合酸化物からなる比誘電率が34〜46と高く、
Q値が20000以上の誘電体磁器組成物を提案した
(特開平6−76633号公報参照)。
[0003] To satisfy these requirements, the present applicant has
First, the relative dielectric constant of a composite oxide containing a rare earth element (Ln), Al, Ca and Ti is as high as 34 to 46,
A dielectric porcelain composition having a Q value of 20,000 or more has been proposed (see JP-A-6-76633).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記LnA
lCaTi系誘電体磁器組成物では、高比誘電率、高Q
値を有するものの、その製造工程において比誘電率ε
r、Q値及び共振周波数の温度係数τfの値がばらつ
き、これらを安定に制御することが困難であるという課
題があった。
However, the above LnA
In the lCaTi-based dielectric porcelain composition, a high relative dielectric constant and a high Q
The dielectric constant ε in the manufacturing process
There has been a problem that values of r, Q value and temperature coefficient τf of resonance frequency fluctuate, and it is difficult to control these stably.

【0005】本発明は、上記事情に鑑みて完成されたも
ので、その目的は比誘電率εrが大きく、高Q値であ
り、かつ比誘電率εr、Q値及び共振周波数の温度係数
τfの値のばらつきが小さく、安定に制御することがで
きる誘電体磁器組成物、誘電体磁器の製造方法並びに誘
電体共振器を提供することにある。
The present invention has been completed in view of the above circumstances, and has as its object a large relative permittivity εr, a high Q value, and a relative permittivity εr, a Q value and a temperature coefficient τf of resonance frequency. An object of the present invention is to provide a dielectric porcelain composition, a method of manufacturing a dielectric porcelain, and a dielectric resonator that can be controlled stably with small value variations.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組成
物は、金属元素として少なくとも希土類元素(Ln)、
Al、SrあるいはSrおよびCa、およびTiを含有
する複合酸化物からなり、前記金属元素によるモル比に
よる組成式がaLn2 x ・bAl2 3 ・cMO・d
BaO・eTiO2 (但し、Mは、Sr、あるいはSr
とCa、3≦x≦4)で表され、かつペロブスカイト型
結晶相を主結晶相とするものである。
The dielectric ceramic composition of the present invention comprises at least a rare earth element (Ln) as a metal element,
It is composed of Al, Sr or a composite oxide containing Sr and Ca, and Ti, and has a composition formula of aLn 2 O x .bAl 2 O 3 .cMO.d
BaO.eTiO 2 (where M is Sr or Sr
And Ca, 3 ≦ x ≦ 4), and a perovskite-type crystal phase as a main crystal phase.

【0007】なお、上記組成式における前記a、b、
c、d、eは、 0.056≦a≦0.450 0.056≦b≦0.450 0.100≦c≦0.500 0≦d≦0.100 0.100<e<0.470 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/(c+d)≦1.25 a+b+c+d+e=1 を満足するものである。
[0007] In the above composition formula, a, b,
c, d and e are 0.056 ≦ a ≦ 0.450 0.056 ≦ b ≦ 0.450 0.100 ≦ c ≦ 0.500 0 ≦ d ≦ 0.100 0.100 <e <0.470 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0.75 ≦ e / (c + d) ≦ 1.25 a + b + c + d + e = 1 is satisfied.

【0008】また、上記の誘電体磁器組成物において、
特に、金属元素として少なくともLa、Al、Sr及び
Tiを含有する複合酸化物からなり、モル比による組成
式がaLa2 3 ・bAl2 3 ・cSrO・eTiO
2 で表され、上記組成式における前記a、b、c、e
が、 0.1061≦a≦0.2162 0.1050≦b≦0.2086 0.3040≦c≦0.4185 0.2747≦e≦0.4373 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/c≦1.25 a+b+c+e=1 を満足することが望ましい。
[0008] In the above dielectric porcelain composition,
In particular, it is composed of a composite oxide containing at least La, Al, Sr, and Ti as metal elements, and the composition formula based on the molar ratio is aLa 2 O 3 .bAl 2 O 3 .cSrO.eTiO.
2 , a, b, c, e in the above composition formula
0.1061 ≦ a ≦ 0.2162 0.1050 ≦ b ≦ 0.2086 0.3040 ≦ c ≦ 0.4185 0.2747 ≦ e ≦ 0.4373 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0 0.75 ≦ e / c ≦ 1.25 a + b + c + e = 1

【0009】なお、上記の誘電体磁器組成物において
は、ペロブスカイト型結晶相の単一結晶相からなること
が望ましく、さらに、このペロブスカイト型結晶相が、
少なくともLnAlO(x+3)/2 (3≦x≦4)と、RT
iO3 (Rは、少なくともSrを含むアルカリ土類元
素)との固溶体からなることが望ましい。
In the above dielectric ceramic composition, it is desirable that the dielectric ceramic composition is composed of a single crystal phase of a perovskite crystal phase.
At least LnAlO (x + 3) / 2 (3 ≦ x ≦ 4) and RT
Desirably, it is formed of a solid solution with iO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr).

【0010】また、本発明の誘電体磁器の製造方法は、
LnAlO(x+3)/2 (3≦x≦4)を主結晶相とする仮
焼粉末と、RTiO3 (Rは、少なくともSrを含むア
ルカリ土類元素)を主結晶相とする仮焼粉末とを混合
し、成形した後、焼成することを特徴とするものであ
る。
[0010] The method for manufacturing a dielectric porcelain of the present invention comprises:
A calcined powder having LnAlO (x + 3) / 2 (3 ≦ x ≦ 4) as a main crystal phase, and a calcined powder having RTiO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr) as a main crystal phase Are mixed, molded, and then fired.

【0011】さらに、本発明の誘電体共振器は、一対の
入出力端子間に誘電体磁器を配置してなり、電磁界結合
により作動する誘電体共振器において、前記誘電体磁器
が、上記誘電体磁器組成物からなるものである。
Further, in the dielectric resonator according to the present invention, a dielectric porcelain is arranged between a pair of input / output terminals, wherein the dielectric porcelain operates by electromagnetic field coupling. It is composed of a body porcelain composition.

【0012】[0012]

【作用】本発明の誘電体磁器組成物によれば、比誘電率
εrが大きく、高Q値であり、かつ、比誘電率εr、Q
値及び共振周波数の温度係数τfの値のばらつきが小さ
く、安定に制御することができる磁器を得ることがで
き、さらに上記のように金属元素として少なくともL
a、Al、Sr及びTiを含有する複合酸化物からな
り、かつLaAlO3 とSrTiO3 の固溶体を主結晶
相とする誘電体磁器組成物によれば、さらに高Q値を得
ることができる。
According to the dielectric ceramic composition of the present invention, the relative dielectric constant εr is large, the Q value is high, and the relative dielectric constant εr, Q
And the temperature coefficient τf of the resonance frequency are small in variation, and a porcelain that can be controlled stably can be obtained. Further, as described above, at least L
According to the dielectric porcelain composition comprising a composite oxide containing a, Al, Sr and Ti, and having a solid solution of LaAlO 3 and SrTiO 3 as a main crystal phase, a higher Q value can be obtained.

【0013】また、LnAlO(x+3)/2 (Ln:希土類
元素、3≦x≦4)を主結晶相とする仮焼粉末と、RT
iO3 (Rは、少なくともSrを含むアルカリ土類元
素)を主結晶相とする仮焼粉末とを混合し、成形した
後、焼成することによって、上記仮焼粉末同時の固溶を
促進することができる結果、実質的にペロブスカイト型
(ABO3 )の複合酸化物結晶相による単一結晶相から
なる誘電体磁器を得ることができる。
A calcined powder having LnAlO (x + 3) / 2 (Ln: rare earth element, 3 ≦ x ≦ 4) as a main crystal phase;
promoting the simultaneous solid solution of the calcined powder by mixing and molding a calcined powder having iO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr) as a main crystal phase, followed by molding and firing. As a result, it is possible to obtain a dielectric ceramic substantially composed of a single crystal phase of a perovskite (ABO 3 ) composite oxide crystal phase.

【0014】さらに、本発明によれば、一対の入出力端
子間に誘電体磁器を配置してなり、電磁界結合により作
動する誘電体共振器において、前記誘電体磁器を上記誘
電体磁器組成物によって構成することによって、無負荷
Qと共振周波数の安定性に優れた共振器を提供すること
ができる。
Further, according to the present invention, there is provided a dielectric resonator having a dielectric ceramic disposed between a pair of input / output terminals and operated by electromagnetic field coupling, wherein the dielectric ceramic is made of the dielectric ceramic composition. With this configuration, it is possible to provide a resonator having excellent stability of the no-load Q and the resonance frequency.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明における誘電体磁器組成物
によれば、誘電体特性のばらつきを小さくするために
は、誘電体磁器組成物中の主結晶相を制御することが重
要であるとの観点に基づくものである。なお、本発明の
磁器組成物は、粉末であっても、特定形状に成形後、焼
成されたバルク体(磁器)であってもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS According to the dielectric ceramic composition of the present invention, it is important to control the main crystal phase in the dielectric ceramic composition in order to reduce the variation in dielectric characteristics. It is based on the viewpoint. The porcelain composition of the present invention may be a powder or a bulk body (porcelain) which is formed into a specific shape and then fired.

【0016】即ち、本発明の誘電体磁器組成物は、少な
くとも希土類元素(Ln)と、Alと、SrまたはSr
とCaと、Tiとを含有する複合酸化物からなるもので
あり、ペロブスカイト型結晶相を主結晶相とするもので
ある。
That is, the dielectric porcelain composition of the present invention comprises at least a rare earth element (Ln), Al, Sr or Sr
And a composite oxide containing Ca, Ti and a perovskite-type crystal phase as a main crystal phase.

【0017】上記主結晶相は、磁器組成物をX線回折で
分析することによって測定することができる。本発明に
おいて、ペロブスカイト型結晶相を主結晶相とすると
は、X線回折による前記固溶体からなる結晶相の主ピー
クが、他の結晶相の主ピークよりも高いことを意味し、
特に、実質的に、上記ペロブスカイト型結晶相のみから
なることが望ましい。特に、このペロブスカイト型結晶
相は、少なくともLnAlO(x+3)/2 (3≦x≦4)
と、RTiO3 (Rは、少なくともSrを含むアルカリ
土類元素)との固溶体からなる(Ln,R)(Al,T
i)O3 で表されるものであることが望ましい。
The main crystal phase can be measured by analyzing the porcelain composition by X-ray diffraction. In the present invention, a perovskite-type crystal phase as a main crystal phase means that a main peak of a crystal phase composed of the solid solution by X-ray diffraction is higher than a main peak of another crystal phase,
In particular, it is desirable to consist essentially of only the perovskite-type crystal phase. In particular, this perovskite-type crystal phase has at least LnAlO (x + 3) / 2 (3 ≦ x ≦ 4).
And a solid solution of RTiO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr) (Ln, R) (Al, T)
i) Desirably, represented by O 3 .

【0018】上記誘電体磁器組成物においては、前記金
属元素の酸化物のモル比による組成式を aLn2 x ・bAl2 3 ・cMO・dBaO・eT
iO2 (Mは、Sr、あるいはSrとCa)で表した時、前記
a、b、c、d、eが、 0.056≦a≦0.450 0.056≦b≦0.450 0.100≦c≦0.500 0≦d≦0.100 0.100<e<0.470 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/(c+d)≦1.25 a+b+c+d+e=1 であることが重要である。
In the above dielectric ceramic composition, the composition formula based on the molar ratio of the metal element oxide is aLn 2 O x .bAl 2 O 3 .cMO.dBaO.eT
When represented by iO 2 (M is Sr or Sr and Ca), the a, b, c, d, and e are 0.056 ≦ a ≦ 0.450 0.056 ≦ b ≦ 0.450. 100 ≦ c ≦ 0.500 0 ≦ d ≦ 0.100 0.100 <e <0.470 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0.75 ≦ e / (c + d) ≦ 1.25 a + b + c + d + e = 1 It is important that

【0019】各金属元素量を上記の範囲に限定した理由
は以下の通りである。即ち、0.056≦a≦0.45
0としたのは、a<0.056の場合はτfが正に大き
くなったり、Q値が低下したりするからであり、a>
0.450の場合は比誘電率εrが低下したり、Q値が
低下したり、τfが負に大きくなったりするからであ
る。特に、0.078≦a≦0.325が好ましい。
The reasons for limiting the amounts of the respective metal elements to the above ranges are as follows. That is, 0.056 ≦ a ≦ 0.45
The reason for setting the value to 0 is that when a <0.056, τf becomes positively large or the Q value decreases.
This is because in the case of 0.450, the relative dielectric constant εr decreases, the Q value decreases, and τf increases negatively. In particular, 0.078 ≦ a ≦ 0.325 is preferable.

【0020】0.056≦b≦0.450としたのは、
b<0.056の場合はQ値が低下したり、τfが正に
大きくなるからであり、b>0.450の場合はQ値が
低下するためである。特に、0.078≦b≦0.32
5が好ましい。
The reason for 0.056 ≦ b ≦ 0.450 is that
This is because when b <0.056, the Q value decreases or τf increases positively, and when b> 0.450, the Q value decreases. In particular, 0.078 ≦ b ≦ 0.32
5 is preferred.

【0021】0.100≦c≦0.500としたのは、
c<0.100の場合はQ値が低下したり、τfが負に
大きくなったりするからであり、c>0.500の場合
はτfが正に大きくなったり、Q値が低下したりするか
らである。特に、0.250≦c≦0.47が好まし
い。
The reason for setting 0.100 ≦ c ≦ 0.500 is that
This is because when c <0.100, the Q value decreases or τf increases negatively, and when c> 0.500, τf increases positively or the Q value decreases. Because. In particular, it is preferable that 0.250 ≦ c ≦ 0.47.

【0022】0≦d≦0.100としたのは、d>0.
100であるとQ値が低下するからである。
The reason for 0 ≦ d ≦ 0.100 is that d> 0.
This is because if it is 100, the Q value decreases.

【0023】0.100<e<0.470としたのは、
e≦0.100の場合はτfが負に大きくなったり、Q
値が低下したりするからでり、e≧0.470の場合は
τfが正に大きくなったり、Q値が低下したりするから
である。特に、0.250≦e≦0.422が好まし
い。
The reason for setting 0.100 <e <0.470 is that
When e ≦ 0.100, τf becomes negative and Q
This is because the value decreases, and when e ≧ 0.470, τf increases positively or the Q value decreases. In particular, it is preferable that 0.250 ≦ e ≦ 0.422.

【0024】0.75≦b/a≦1.25としたのは、
b/a<0.75であるとQ値が低下するからであり、
b/a>1.25であるとQ値が低下するからである。
特に、0.80≦b/a≦1.20が望ましい。
0.75 ≦ b / a ≦ 1.25
This is because if b / a <0.75, the Q value decreases.
This is because if b / a> 1.25, the Q value decreases.
In particular, 0.80 ≦ b / a ≦ 1.20 is desirable.

【0025】0.75≦e/(c+d)≦1.25とし
たのは、e/(c+d)<0.75であるとQ値が低下
するからであり、e/(c+d)>1.25であるとQ
値が低下するからである。特に0.80≦e/(c+
d)≦1.20が望ましい。
The reason that 0.75 ≦ e / (c + d) ≦ 1.25 is satisfied is that if e / (c + d) <0.75, the Q value decreases, and e / (c + d)> 1. 25 is Q
This is because the value decreases. In particular, 0.80 ≦ e / (c +
d) ≦ 1.20 is desirable.

【0026】本発明によれば、上記の誘電体磁器組成物
において、金属元素として少なくともLa、Al、Sr
及びTiを含有する複合酸化物からなり、モル比による
組成式を aLa2 3 ・bAl2 3 ・cSrO・eTiO2 で表した時、前記a、b、c、eが、 0.1061≦a≦0.2162 0.1050≦b≦0.2086 0.3040≦c≦0.4185 0.2747≦e≦0.4373 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/c≦1.25 a+b+c+e=1 を満足するとともに、LaAlO3 とSrTiO3 との
固溶体を主結晶相とする場合には、さらに高いQ値を達
成することができる。
According to the present invention, in the above-mentioned dielectric porcelain composition, at least La, Al, Sr
And made from a composite oxide containing Ti, when expressed the composition formula by molar ratio aLa 2 O 3 · bAl 2 O 3 · cSrO · eTiO 2, wherein a, b, c, e is, 0.1061 ≦ a ≦ 0.2162 0.1050 ≦ b ≦ 0.2086 0.3040 ≦ c ≦ 0.4185 0.2747 ≦ e ≦ 0.4373 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0.75 ≦ e / c When satisfying ≦ 1.25 a + b + c + e = 1 and using a solid solution of LaAlO 3 and SrTiO 3 as a main crystal phase, a higher Q value can be achieved.

【0027】かくして、本発明の誘電体磁器組成物は、
比誘電率εrが大きく、高Q値であり、かつ、比誘電率
εr、Q値及び共振周波数の温度係数τfの値のばらつ
きが小さく、安定に制御可能なものとなるという作用効
果を有する。
Thus, the dielectric porcelain composition of the present invention comprises:
The dielectric constant εr is large, the Q value is high, and the variation in the relative dielectric constant εr, the Q value, and the value of the temperature coefficient τf of the resonance frequency is small.

【0028】本発明の誘電体磁器の製造方法としては、
誘電体磁器を形成する複数の金属元素の酸化物粉末を所
定の割合で添加混合した後、それを成形し、焼成する方
法(第1の製造方法)、誘電体磁器を形成する複数の金
属元素の酸化物粉末を組み合わせて混合した混合物を一
旦仮焼、粉砕した後、それらを再度混合し、成形、焼成
する方法(第2の製造方法)がある。
The method for producing the dielectric porcelain of the present invention includes:
A method in which oxide powders of a plurality of metal elements forming a dielectric porcelain are added and mixed at a predetermined ratio, then molded and fired (first manufacturing method), a plurality of metal elements forming a dielectric porcelain A method of temporarily calcining and pulverizing a mixture obtained by combining and mixing the oxide powders of the above, mixing them again, molding and calcining (a second production method).

【0029】本発明によれば、特に、誘電体磁器におけ
る金属酸化物の固溶化を促進し、結晶相の単一化を図る
上で、前記第2の製造方法を採用することが望ましい。
According to the present invention, it is particularly desirable to employ the second manufacturing method in order to promote the solid solution of the metal oxide in the dielectric porcelain and to unite the crystal phase.

【0030】即ち、希土類元素及びAlを含有するLn
AlO(x+3)/2 (3≦x≦4)を主結晶相とする仮焼粉
末と、RTiO3 (Rは、少なくともSrを含有するア
ルカリ土類元素)を主結晶相とする仮焼粉末とを混合
し、成形した後、焼成する。つまり、希土類元素酸化物
とAlの酸化物との混合物を仮焼、粉砕した仮焼粉末
と、SrOを少なくとも含むアルカリ土類金属酸化物と
TiO2 との混合物を仮焼、粉砕した仮焼粉末とを、混
合し、所定形状に成形後、焼成する。
That is, Ln containing a rare earth element and Al
A calcined powder containing AlO (x + 3) / 2 (3 ≦ x ≦ 4) as a main crystal phase, and a calcined powder containing RTiO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr) as a main crystal phase. The powder is mixed, molded, and fired. That is, a calcined powder obtained by calcining and pulverizing a mixture of a rare earth element oxide and an Al oxide, and a calcining powder obtained by calcining and pulverizing a mixture of an alkaline earth metal oxide containing at least SrO and TiO 2 Are mixed, molded into a predetermined shape, and then fired.

【0031】かかる製造方法によって、上記のLnAl
(x+3)/2 と、RTiO3 (Rは、少なくともSrを含
有するアルカリ土類元素)との固溶体、即ち、(Ln,
R)(Al,Ti)O3 で表されるペロブスカイト型結
晶を主結晶相とする、εr、Q値及びτfの特性値のば
らつきの小さい誘電体磁器を得ることができる。なお、
アルカリ土類元素としては、Sr以外に、Ca、Baが
挙げられる。
According to this manufacturing method, the above LnAl
A solid solution of O (x + 3) / 2 and RTiO 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr), that is, (Ln,
It is possible to obtain a dielectric ceramic having a perovskite crystal represented by R) (Al, Ti) O 3 as a main crystal phase and having small variations in the characteristic values of εr, Q value and τf. In addition,
Examples of the alkaline earth element include Ca and Ba in addition to Sr.

【0032】本発明の製造方法によって、上記特性値の
ばらつきを小さくできる理由は以下のように考えられ
る。
The reason why the variation in the characteristic values can be reduced by the manufacturing method of the present invention is considered as follows.

【0033】一般に、誘電体磁器組成物の素原料には不
純物や水等が含まれている。しかも、製造工程中で溶媒
にイオンとして溶出したり、スラリー中で沈降したり、
スプレードライ中に重い元素が排出されたりすることに
よって、組成変化が生じる。そのため、いくら高精度に
調合しても、Ln、Al、Sr、Ca、Ba、Tiの各
成分の比率を正確に制御することは困難であり、これに
より特性値にばらつきが生じる。
Generally, the raw material of the dielectric ceramic composition contains impurities, water and the like. Moreover, they elute as ions into the solvent during the manufacturing process, settle in the slurry,
For example, heavy elements are discharged during the spray drying, so that a composition change occurs. Therefore, it is difficult to accurately control the ratio of each component of Ln, Al, Sr, Ca, Ba, and Ti, even if the compounding is performed with high accuracy, thereby causing variation in characteristic values.

【0034】これに対し、第2の製造方法では、上記の
組み合わせによって作製された仮焼粉末を混合すること
によって、各成分の比率を高精度に制御することがで
き、その結果、特性値のばらつきを小さくすることがで
きるものと推察される。
On the other hand, in the second production method, the ratio of each component can be controlled with high precision by mixing the calcined powder produced by the above combination, and as a result, the characteristic value It is presumed that the variation can be reduced.

【0035】誘電体磁器の上記第2の製造方法は、より
具体的には、以下の工程(1)〜(6)から成る。
More specifically, the second method for manufacturing a dielectric ceramic comprises the following steps (1) to (6).

【0036】(1)出発原料として、高純度の、少なく
とも1種の希土類元素(Ln)酸化物(Ln2 3 )、
酸化アルミニウム(Al2 3 )の各粉末を用いて、こ
れを所定の割合、特に0.75≦Al2 3 /Ln2
3 ≦1.25となるように秤量後、純水を加え、この混
合原料の平均粒径が2.0μm以下となるまで1〜10
0時間、ジルコニアボール等を使用したボールミルによ
り湿式混合及び粉砕を行う。
(1) high-purity at least one rare earth element (Ln) oxide (Ln 2 O 3 ) as a starting material;
Each powder of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is used, and is mixed at a predetermined ratio, in particular, 0.75 ≦ Al 2 O 3 / Ln 2 O
After weighing so that 3 ≦ 1.25, pure water is added, and 1 to 10 until the average particle size of the mixed raw material becomes 2.0 μm or less.
For 0 hour, wet mixing and pulverization are performed by a ball mill using zirconia balls or the like.

【0037】(2)この混合物を乾燥後、1000〜1
300℃で1〜10時間仮焼後、粉砕して、LnAlO
(x+3)/2 (Ln:希土類元素、3≦x≦4)を主結晶相
とする仮焼粉末を得る。
(2) After drying this mixture,
After calcination at 300 ° C. for 1 to 10 hours, pulverized, LnAlO
A calcined powder having (x + 3) / 2 (Ln: rare earth element, 3 ≦ x ≦ 4) as a main crystal phase is obtained.

【0038】(3)同様に、炭酸カルシウム、炭酸スト
ロンチウム、炭酸バリウムなどの熱処理によってアルカ
リ土類(R)の酸化物(RO)を生成し得るアルカリ土
類金属の炭酸塩、及び酸化チタン(TiO2 )の各粉末
を用いて、前述したような所望の割合、特に、0.75
≦TiO2 /RO≦1.25となるように秤量後、純水
を加え、混合原料の平均粒径が2.0μm以下となるま
で1〜100時間、ジルコニアボール等を使用したボー
ルミルにより湿式混合及び粉砕を行う。
(3) Similarly, a carbonate of an alkaline earth metal capable of forming an oxide (RO) of an alkaline earth (R) by heat treatment of calcium carbonate, strontium carbonate, barium carbonate or the like, and titanium oxide (TiO 2) 2 ) Using each of the powders, a desired ratio as described above, in particular, 0.75
After weighing so that ≦ TiO 2 /RO≦1.25, pure water is added, and wet mixing is performed by a ball mill using zirconia balls or the like for 1 to 100 hours until the average particle size of the mixed raw material becomes 2.0 μm or less. And crushing.

【0039】(4)この混合物を乾燥後、1000〜1
300℃で1〜10時間仮焼後、粉砕して、RTiO3
(Rは、少なくともSrを含有するアルカリ土類元素)
を主結晶相とする仮焼粉末を得る。
(4) After drying this mixture,
After calcining at 300 ° C. for 1 to 10 hours, pulverization is performed to obtain RTiO 3
(R is an alkaline earth element containing at least Sr)
Is obtained as a main crystal phase.

【0040】(5)次に、得られたLnAlO(x+3)/2
を主結晶相とする仮焼粉末と、RTiO3 を主結晶相と
する仮焼粉末を所定の割合で混合し、この混合原料の平
均粒径が2.0μm以下となるまで1〜100時間、ジ
ルコニアボール等を使用したボールミルにより湿式混合
及び粉砕を行う。
(5) Next, the obtained LnAlO (x + 3) / 2
And a calcined powder having RTiO 3 as a main crystal phase are mixed at a predetermined ratio, and the mixed material is mixed for 1 to 100 hours until the average particle size becomes 2.0 μm or less, Wet mixing and grinding are performed by a ball mill using zirconia balls or the like.

【0041】(6)更に、3〜10重量%の成形用の有
機バインダーを加えてから脱水し、その後、公知の例え
ばスプレードライ法等により造粒または整粒し、得られ
た造粒体又は整粒粉体を公知の例えば金型プレス法、冷
間静水圧プレス法、押し出し成形法等により任意の形状
に成形する。
(6) Further, after adding 3 to 10% by weight of an organic binder for molding, dehydration is performed, and then granulation or sizing is performed by a known method such as a spray drying method. The sized powder is formed into an arbitrary shape by a known method such as a mold pressing method, a cold isostatic pressing method, or an extrusion molding method.

【0042】(7)上記のようにして作製した成形体を
1400〜1700℃の温度で1〜10時間大気中にお
いて焼成することにより、LnAlO(x+3)/2 、RTi
3 (Rは、少なくともSrを含有するアルカリ土類元
素)との固溶体を主結晶相とする誘電体磁器を作製する
ことができる。
(7) The molded body produced as described above is fired in the air at a temperature of 1400 to 1700 ° C. for 1 to 10 hours to obtain LnAlO (x + 3) / 2 , RTi
A dielectric porcelain having a solid solution with O 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr) as a main crystal phase can be produced.

【0043】特に、上記の第2の製造方法によれば、実
質的に結晶相がLnAlO(x+3)/2と、RTiO3 (R
は、少なくともSrを含むアルカリ土類金属)との固溶
体からなる(Ln、R)(Al、Ti)O3 からなるペ
ロブスカイト型結晶相による単一相から構成されること
により、比誘電率εr、Q値、τfの安定性に優れた誘
電体磁器を作製できる。
In particular, according to the above-mentioned second manufacturing method, the crystal phases are substantially LnAlO (x + 3) / 2 and RTiO 3 (R
Is composed of a single phase of a perovskite-type crystal phase composed of (Ln, R) (Al, Ti) O 3 composed of a solid solution with at least Sr-containing alkaline earth metal, so that a relative dielectric constant εr, A dielectric porcelain excellent in stability of Q value and τf can be manufactured.

【0044】本発明において、用いられる希土類元素
(Ln)としては、Y、La、Ce、Pr、Sm、E
u、Gd、Dy、Er、Yb、Nd等である。これらの
希土類元素(Ln)の酸化物の形態としては、Ln2
x (3≦x≦4)のものが挙げられる。希土類元素とし
ては、特に、Y、La、Sm、Gd、Dy、Er、Y
b、Ndが好ましく、さらには、La、Ndが特に望ま
しい。
In the present invention, rare earth elements (Ln) used include Y, La, Ce, Pr, Sm, and E.
u, Gd, Dy, Er, Yb, Nd and the like. The form of these rare earth element (Ln) oxides is Ln 2 O
x (3 ≦ x ≦ 4). As the rare earth elements, Y, La, Sm, Gd, Dy, Er, Y
b and Nd are preferable, and La and Nd are particularly preferable.

【0045】更に、本発明の誘電体磁器組成物によれ
ば、上記の誘電体磁器組成物を主成分として、これにZ
nO、NiO、SnO2 、Co3 4 、ZrO2 、WO
3 、LiCO3 、Rb2 CO3 、Sc2 3 、V
2 5 、CuO、SiO2 、MgCO3 、Cr2 3
2 3 、GeO2 、Sb2 5 、Nb2 5 、Ta2
5 等を添加しても良い。これらは、その添加成分にも
よるが、主成分100重量部に対して6重量部以下の割
合で添加することができる。
Further, according to the dielectric porcelain composition of the present invention, the above-mentioned dielectric porcelain composition is used as a main component, and
nO, NiO, SnO 2 , Co 3 O 4 , ZrO 2 , WO
3 , LiCO 3 , Rb 2 CO 3 , Sc 2 O 3 , V
2 O 5 , CuO, SiO 2 , MgCO 3 , Cr 2 O 3 ,
B 2 O 3 , GeO 2 , Sb 2 O 5 , Nb 2 O 5 , Ta 2
O 5 or the like may be added. These can be added in a proportion of 6 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the main component, depending on the added components.

【0046】また、本発明の誘電体磁器組成物は、特に
誘電体共振器の誘電体磁器として最も好適に用いられ
る。図1に、TEモード型の誘電体共振器の概略図を示
した。図1の誘電体共振器は、金属ケース1内壁の相対
する両側に入力端子2及び出力端子3を設け、これらの
入出力端子2、3の間に上記誘電体磁器組成物からなる
誘電体磁器4を配置して構成される。このようなTEモ
ード型誘電体共振器は、入力端子2からマイクロ波が入
力され、マイクロ波は誘電体磁器4と自由空間との境界
の反射によって誘電体磁器4内に閉じこめられ、特定の
周波数で共振を起こす。この信号が出力端子3と電磁界
結合して出力される。
The dielectric porcelain composition of the present invention is most preferably used as a dielectric porcelain of a dielectric resonator. FIG. 1 shows a schematic diagram of a TE mode type dielectric resonator. The dielectric resonator shown in FIG. 1 is provided with an input terminal 2 and an output terminal 3 on opposite sides of an inner wall of a metal case 1, and a dielectric ceramic made of the above-described dielectric ceramic composition is provided between the input / output terminals 2 and 3. 4 are arranged. In such a TE mode type dielectric resonator, a microwave is input from the input terminal 2, and the microwave is confined in the dielectric porcelain 4 by reflection at a boundary between the dielectric porcelain 4 and free space, and a specific frequency Causes resonance. This signal is electromagnetically coupled to the output terminal 3 and output.

【0047】また、図示しないが、本発明の誘電体磁器
組成物を、TEMモードを用いた同軸型共振器やストリ
ップ線路共振器、TMモードの誘電体磁器共振器、その
他の共振器に適用して良いことは勿論である。更には、
入力端子2及び出力端子3を誘電体磁器4に直接設けて
も誘電体共振器を構成できる。
Although not shown, the dielectric porcelain composition of the present invention is applied to a coaxial resonator, a strip line resonator, a TM mode dielectric porcelain resonator using a TEM mode, and other resonators. Needless to say, Furthermore,
Even if the input terminal 2 and the output terminal 3 are provided directly on the dielectric ceramic 4, a dielectric resonator can be formed.

【0048】上記誘電体磁器4は、本発明の誘電体磁器
組成物からなる所定形状の共振媒体であるが、その形状
は直方体、立方体、板状体、円板、円柱、多角柱、その
他共振が可能な立体形状であればよい。また、入力され
る高周波信号の周波数は100MHz〜300GHz程
度であり、共振周波数としては200MHz〜100G
Hz程度が実用上好ましい。
The above-mentioned dielectric porcelain 4 is a resonance medium having a predetermined shape made of the dielectric porcelain composition of the present invention, and has a rectangular parallelepiped, cubic, plate-like, disk, cylindrical, polygonal, or other resonance medium. Any three-dimensional shape is possible. The frequency of the input high-frequency signal is about 100 MHz to 300 GHz, and the resonance frequency is 200 MHz to 100 GHz.
Hz is practically preferable.

【0049】かくして、本発明の誘電体共振器は、上記
誘電体磁器組成物を用いることにより、無負荷Q、共振
周波数の安定性、共振周波数の温度安定性を向上するこ
とができる。
Thus, the dielectric resonator of the present invention can improve the no-load Q, the stability of the resonance frequency, and the temperature stability of the resonance frequency by using the above-mentioned dielectric ceramic composition.

【0050】尚、本発明は上記実施形態に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変
更は何等差し支えない。
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.

【0051】[0051]

【実施例】(実施例1)前述した第2の製造方法に基づ
き、以下の工程(1)〜(7)で誘電体磁器を作製し
た。
EXAMPLES (Example 1) Based on the above-described second manufacturing method, a dielectric ceramic was manufactured through the following steps (1) to (7).

【0052】(1)出発原料として純度99%以上の希
土類元素(Ln)酸化物Ln2 x (3≦x≦4)、具
体的にはY2 3 、La2 3 、CeO2 、Pr
6 11、Sm2 3 、Eu2 3 、Gd2 3 、Dy2
3 、Er2 3 、Yb2 3 、Nd2 3 の各粉末
と、酸化アルミニウム(Al2 3 )の粉末を用い、そ
れらを表1のモル比の割合となるように秤量後、純水を
加え混合し、この混合原料の平均粒径が2.0μm以下
となるまで、ボ−ルミルにより約20時間湿式混合し、
粉砕を行った。
(1) As a starting material, a rare earth element (Ln) oxide Ln 2 O x (3 ≦ x ≦ 4) having a purity of 99% or more, specifically, Y 2 O 3 , La 2 O 3 , CeO 2 , Pr
6 O 11 , Sm 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Gd 2 O 3 , Dy 2
O 3 , Er 2 O 3 , Yb 2 O 3 , Nd 2 O 3 powders and aluminum oxide (Al 2 O 3 ) powders were weighed so as to have the molar ratio shown in Table 1. , Pure water and mixed, and wet-mixed with a ball mill for about 20 hours until the average particle size of the mixed raw material becomes 2.0 μm or less,
Grinding was performed.

【0053】(2)この混合物を乾燥後、1200℃で
2時間仮焼後、粉砕して、平均粒径が0.4〜1.5μ
mのLnAlO(x+3)/2 (3≦x≦4)を主結晶相とす
る仮焼粉末Aを得た。
(2) The mixture was dried, calcined at 1200 ° C. for 2 hours, and pulverized to an average particle size of 0.4 to 1.5 μm.
Thus, calcined powder A having m as main crystal phase of LnAlO (x + 3) / 2 (3 ≦ x ≦ 4) was obtained.

【0054】(3)同様に、炭酸カルシウム(CaCO
3 )、炭酸ストロンチウム(SrCO3 )、炭酸バリウ
ム(BaCO3 )、酸化チタン(TiO2 )の各粉末を
用い、それらを表1のモル比の割合となるように秤量
後、純水を加え混合し、この混合原料の平均粒径が2.
0μm以下となるまで、ボールミルにより約20時間湿
式混合し、粉砕を行った。
(3) Similarly, calcium carbonate (CaCO
3 ) Powders of strontium carbonate (SrCO 3 ), barium carbonate (BaCO 3 ), and titanium oxide (TiO 2 ) were weighed so as to have the molar ratio shown in Table 1, and pure water was added and mixed. The average particle size of the mixed raw material is 2.
The mixture was wet-mixed with a ball mill for about 20 hours until it became 0 μm or less, and pulverized.

【0055】(4)この混合物を乾燥後、1200℃で
2時間仮焼後、粉砕して、平均粒径が2.5〜10μm
のRTiO3 (Rは、少なくともSrを含有するアルカ
リ土類元素)を主結晶相とする仮焼粉末Bを得た。
(4) The mixture was dried, calcined at 1200 ° C. for 2 hours, and pulverized to an average particle size of 2.5 to 10 μm.
(The R, at least an alkaline earth element containing Sr) of RTiO 3 to give the calcined powder B to the main crystal phase.

【0056】(5)上記(2)の仮焼粉末Aと、上記
(4)の仮焼粉末Bとを混合物に純水を加え混合し、こ
の混合原料の平均粒径が2.0μm以下となるまで、ボ
ールミルにより約20時間湿式混合し、粉砕を行った。
(5) The calcined powder A of the above (2) and the calcined powder B of the above (4) are mixed with pure water by adding pure water, and the mixture is adjusted to have an average particle size of 2.0 μm or less. Until the mixture was wet-mixed for about 20 hours by a ball mill and pulverized.

【0057】(6)更に、得られたスラリーに5重量%
の成形用有機バインダを加え、スプレードライにより整
粒した。
(6) 5% by weight of the obtained slurry
Was added and the particles were sized by spray drying.

【0058】(7)得られた整粒粉体を約1ton/c
2 の圧力で円板状に成形し、1400〜1700℃の
温度で2時間大気中において焼成して誘電体磁器を作製
した。得られた磁器に対して、X線回折測定を行った結
果、いずれもLnAlO(x+3)/2 及びRTiO3 の固溶
体からなるペロブスカイト型結晶相を主結晶相とするも
のであった。
(7) The obtained sized powder is reduced to about 1 ton / c
It was molded into a disk at a pressure of m 2 and fired in the air at a temperature of 1400 to 1700 ° C. for 2 hours to produce a dielectric ceramic. An X-ray diffraction measurement was performed on the obtained porcelain. As a result, each of the porcelains had a perovskite-type crystal phase composed of a solid solution of LnAlO (x + 3) / 2 and RTiO 3 as a main crystal phase.

【0059】そして、得られた磁器の円板部(主面)を
平面研磨し、アセトン中で超音波洗浄し、150℃で1
時間乾燥した後、円柱共振器法により測定周波数3.5
〜4.5GHzで比誘電率εr 、Q値、共振周波数の温
度係数τfを各30個測定し平均値を計算した。Q値
は、マイクロ波誘電体において一般に成立する(Q値)
×(測定周波数f)=(一定)の関係から、1GHzで
のQ値に換算した。共振周波数の温度係数τfは、−4
0〜85℃の範囲で測定した。
Then, the disk portion (main surface) of the obtained porcelain is polished flat, and ultrasonically cleaned in acetone.
After drying for a time, the measurement frequency is 3.5 by the cylindrical resonator method.
The relative dielectric constant εr, the Q value, and the temperature coefficient τf of the resonance frequency were measured at 30 to 4.5 GHz, and the average value was calculated. The Q value is generally established in a microwave dielectric (Q value)
From the relationship of × (measurement frequency f) = (constant), it was converted to a Q value at 1 GHz. The temperature coefficient τf of the resonance frequency is −4
It measured in the range of 0-85 degreeC.

【0060】上記と同じ出発原料を用いて上記と同じ実
験を30回行ない、各ロットの比誘電率εr、Q値、共
振周波数の温度係数τfの平均値を用いて、30ロット
の比誘電率εr、Q値、共振周波数の温度係数τfのそ
れぞれの標準偏差σを,σ={Σ(w−y)2 /(n−
1)}1/2 によって計算した。
The same experiment as above was performed 30 times using the same starting materials as above, and the relative dielectric constant of 30 lots was determined using the average value of the relative dielectric constant εr, Q value, and the temperature coefficient τf of the resonance frequency of each lot. The standard deviation σ of each of εr, Q value, and temperature coefficient τf of the resonance frequency is expressed as σ = {Σ (wy) 2 / (n−
1) Calculated by} 1/2 .

【0061】ここで、wは各ロットの30個の試料のε
rの平均値、又はQfの平均値、又はτfの平均値、y
は各ロットのεrの平均値の合計を30で割った値、又
は各ロットのQfの平均値の合計を30で割った値、又
は各ロットのτfの平均値の合計を30で割った値であ
り、n=30とした。結果を表1〜表3に示す。
Here, w is ε of 30 samples of each lot.
The average value of r, the average value of Qf, or the average value of τf, y
Is the value obtained by dividing the total value of the average value of εr of each lot by 30, or the value obtained by dividing the total value of the average value of Qf of each lot by 30 or the value obtained by dividing the total value of the average value of τf of each lot by 30 And n = 30. The results are shown in Tables 1 to 3.

【0062】一方、比較例として、希土類元素酸化物L
2 x (3≦x≦4)、酸化アルミニウム(Al2
3 )、炭酸カルシウム(CaCO3 )、炭酸ストロンチ
ウム(SrCO3 )、炭酸バリウム(BaCO3 )、酸
化チタン(TiO2 )の各粉末を同時に混合し、粉砕、
乾燥、仮焼、整粒、焼成、研磨して、誘電体磁器を作製
し、得られた誘電体磁器についても同様の試験を行っ
た。結果は、表2の試料No.40〜55、表3の試料N
o.83〜87に示した。
On the other hand, as a comparative example, the rare earth element oxide L
n 2 O x (3 ≦ x ≦ 4), aluminum oxide (Al 2 O
3 ), powders of calcium carbonate (CaCO 3 ), strontium carbonate (SrCO 3 ), barium carbonate (BaCO 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ) are simultaneously mixed and pulverized.
A dielectric porcelain was prepared by drying, calcining, sizing, firing and polishing, and the same test was performed on the obtained dielectric porcelain. The results were as follows: Sample Nos. 40 to 55 in Table 2, Sample N in Table 3
o.83-87.

【0063】[0063]

【表1】 [Table 1]

【0064】[0064]

【表2】 [Table 2]

【0065】[0065]

【表3】 [Table 3]

【0066】また、上記の製造過程でX線回折測定の変
化を調べ、その一例として試料No.1、10について図
2〜図6に示した。まず、仮焼によって作製した仮焼粉
末Aと、仮焼粉末BのX線回折チャートを図2、図3に
示した。図2から明らかなように、仮焼粉末Aは、La
AlO3 を主結晶相とする粉末であり、図3から明らか
なように、仮焼粉末Bは、SrTiO3 を主結晶相とす
る粉末であることがわかる。
Further, changes in X-ray diffraction measurement during the above manufacturing process were examined, and as an example, FIGS. First, X-ray diffraction charts of calcined powder A and calcined powder B produced by calcining are shown in FIGS. As is clear from FIG. 2, the calcined powder A was La
It is a powder having AlO 3 as the main crystal phase. As is clear from FIG. 3, it is understood that the calcined powder B is a powder having SrTiO 3 as the main crystal phase.

【0067】次に、上記の仮焼粉末Aと仮焼粉末Bを試
料No.1、No.10の組成で混合した混合粉末のX線回
折チャートを図4と図5にそれぞれ示した。そして、そ
の混合粉末を用いて焼成した後の誘電体磁器のX線回折
チャートを図6、図7に示した。図6、図7の結果から
明らかなように、LaAlO3 とSrTiO3 の各ピー
ク位置の中間に、両者の固溶体によるピークが検出さ
れ、(La,Sr)(Al、Ti)O3 のペロブスカイ
ト型結晶相による単一結晶相からなることがわかる。
Next, FIGS. 4 and 5 show X-ray diffraction charts of the mixed powder obtained by mixing the calcined powder A and the calcined powder B with the compositions of Samples No. 1 and No. 10, respectively. 6 and 7 show X-ray diffraction charts of the dielectric porcelain after firing using the mixed powder. As is clear from the results of FIGS. 6 and 7, a peak due to a solid solution of LaAlO 3 and SrTiO 3 is detected in the middle of each peak position, and the perovskite type of (La, Sr) (Al, Ti) O 3 is detected. It turns out that it consists of a single crystal phase due to the crystal phase.

【0068】表1〜表3の結果から明らかなように、各
成分の組成比が本発明の範囲内のもの(No.1〜28)
は、比誘電率εrが30以上、1GHzに換算した時の
Q値が20000以上、τfが±30(ppm/℃)以
内、かつεr、Qf及び共振周波数の温度係数τfの標
準偏差がそれぞれ0.3以内、3000以内、0.7p
pm/℃以内の優れた誘電特性が得られた。
As is evident from the results of Tables 1 to 3, the composition ratio of each component is within the range of the present invention (Nos. 1 to 28).
Means that the relative dielectric constant εr is 30 or more, the Q value when converted to 1 GHz is 20,000 or more, τf is within ± 30 (ppm / ° C.), and the standard deviations of εr, Qf and the temperature coefficient τf of the resonance frequency are 0, respectively. 0.3 or less, 3000 or less, 0.7p
Excellent dielectric properties within pm / ° C were obtained.

【0069】一方、本発明の組成範囲外の誘電体磁器組
成(No.29〜39、76〜82)は、εrが低いか又
はQ値が低いか、又はτfの絶対値が30を超えてい
た。
On the other hand, dielectric ceramic compositions outside the composition range of the present invention (Nos. 29 to 39 and 76 to 82) have a low εr or a low Q value, or an absolute value of τf exceeding 30. Was.

【0070】また、同時混合したNo.40〜55、83
〜87では、εr、Q値及びτfの平均値は上記本発明
品と同等であったが、εrの標準偏差σが1以上、τf
の標準偏差σが2ppm/℃以上とばらつきが大きく、
一部の比較例ではQfの標準偏差σが3000を越える
ものがあり、ばらつきが大きかった。
Nos. 40 to 55, 83 mixed simultaneously
~ 87, the average values of εr, Q value and τf were equivalent to those of the present invention, but the standard deviation σ of εr was 1 or more, and τf
Has a large variation with a standard deviation σ of 2 ppm / ° C. or more,
In some comparative examples, the standard deviation σ of Qf exceeded 3000, and the dispersion was large.

【0071】特に、本発明品の中でも、0.1061≦
a≦0.2162、0.1050≦b≦0.2086、
0.3040≦c≦0.4185、0.2747≦e≦
0.4373、0.75≦b/a≦1.25、0.75
≦e/c≦1.25の試料No.56〜75は、1GHz
に換算した時のQf値が40000以上の優れた誘電特
性が得られた。
In particular, among the products of the present invention, 0.1061 ≦
a ≦ 0.2162, 0.1050 ≦ b ≦ 0.2086,
0.3040 ≦ c ≦ 0.4185, 0.2747 ≦ e ≦
0.4373, 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25, 0.75
≤e / c≤1.25 sample Nos. 56 to 75 are 1 GHz
Excellent dielectric properties having a Qf value of 40,000 or more when converted to were obtained.

【0072】(実施例2)実施例1の表1、表2に示す
磁器組成物の仮焼粉末を表4に示す重量比率で混合した
後、実施例1と同様に成形、焼成、研磨し、30個の試
料の誘電特性の測定等を行い、実施例1と同様に実験を
30回行ない、誘電特性の標準偏差σを計算した。
(Example 2) The calcined powders of the porcelain compositions shown in Tables 1 and 2 of Example 1 were mixed at the weight ratio shown in Table 4, and then molded, fired and polished in the same manner as in Example 1. The dielectric properties of 30 samples were measured, and the experiment was performed 30 times in the same manner as in Example 1 to calculate the standard deviation σ of the dielectric properties.

【0073】[0073]

【表4】 [Table 4]

【0074】その結果、試料No.88〜99のいずれも
比誘電率εrが30以上、1GHzに換算した時のQ値
が20000以上が得られ、表4から明らかなように、
εr、Qf及びτfの標準偏差σが、それぞれ0.2以
内、1000以内、0.2ppm/℃以内と、実施例1
よりもさらにばらつきを小さくすることができた。
As a result, in all of the samples Nos. 88 to 99, the relative dielectric constant εr was 30 or more, and the Q value when converted to 1 GHz was 20,000 or more.
The standard deviation σ of εr, Qf, and τf was within 0.2, within 1,000, and within 0.2 ppm / ° C., respectively.
It was possible to further reduce the variation.

【0075】また、これによって得られた誘電体磁器の
X線回折測定を行ったところ、いずれもペロブスカイト
型結晶相による単一結晶相からなるものであった。
Further, when the X-ray diffraction measurement was performed on the obtained dielectric porcelain, it was found that each of them consisted of a single crystal phase of a perovskite type crystal phase.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、金
属元素として少なくとも希土類元素、Al、M(M:S
r単独、又はSr及びCa)、及びTiを特定の範囲で
含有するペロブスカイト型結晶相を主結晶相とすること
により、高周波領域において高い比誘電率εr及び高い
Q値を得ることができ、かつεr、Q値、τfのばらつ
きを小さくできる。これにより、マイクロ波やミリ波領
域において使用される共振器用材料やMIC用誘電体基
板材料、誘電体導波路、誘電体アンテナ、その他の各種
電子部品等に適用することができ、特に、誘電体共振器
として用いた場合に無負荷Q及び共振周波数の安定性の
向上することができ、信頼性を高めることができる。
As described above in detail, according to the present invention, at least a rare earth element, Al, M (M: S
r alone or Sr and Ca) and a perovskite-type crystal phase containing Ti in a specific range as a main crystal phase, a high relative permittivity εr and a high Q value can be obtained in a high frequency region, and Variations in εr, Q value, and τf can be reduced. As a result, it can be applied to resonator materials, MIC dielectric substrate materials, dielectric waveguides, dielectric antennas, and other various electronic components used in microwave and millimeter wave regions. When used as a resonator, the stability of the no-load Q and the resonance frequency can be improved, and the reliability can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の誘電体共振器を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a dielectric resonator of the present invention.

【図2】本発明の実施例におけるLaAlO3 仮焼粉末
のX線回折チャートである。
FIG. 2 is an X-ray diffraction chart of LaAlO 3 calcined powder in an example of the present invention.

【図3】本発明の実施例におけるSrTiO3 仮焼粉末
のX線回折チャートである。
FIG. 3 is an X-ray diffraction chart of SrTiO 3 calcined powder in an example of the present invention.

【図4】本発明の実施例(試料No.1)におけるLaA
lO3 仮焼粉末とSrTiO3仮焼粉末との混合粉末の
X線回折チャートである。
FIG. 4 shows LaA in an example (sample No. 1) of the present invention.
4 is an X-ray diffraction chart of a mixed powder of a lO 3 calcined powder and a SrTiO 3 calcined powder.

【図5】本発明の実施例(試料No.10)におけるLa
AlO3 仮焼粉末とSrTiO3 仮焼粉末との混合粉末
のX線回折チャートである。
FIG. 5 shows La in an example of the present invention (sample No. 10).
4 is an X-ray diffraction chart of a mixed powder of AlO 3 calcined powder and SrTiO 3 calcined powder.

【図6】本発明の実施例(試料No.1)における誘電体
磁器のX線回折チャートである。
FIG. 6 is an X-ray diffraction chart of a dielectric porcelain in an example (sample No. 1) of the present invention.

【図7】本発明の実施例(試料No.10)における誘電
体磁器のX線回折チャートである。
FIG. 7 is an X-ray diffraction chart of a dielectric porcelain in an example (sample No. 10) of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:金属ケース 2:入力端子 3:出力端子 4:誘電体磁器 1: Metal case 2: Input terminal 3: Output terminal 4: Dielectric porcelain

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属元素として少なくとも希土類元素(L
n)、Al、SrあるいはSrとCa、およびTiを含
有する複合酸化物からなり、前記金属元素によるモル比
による組成式を aLn2 x ・bAl2 3 ・cMO・dBaO・eT
iO2 (但し、Mは、Sr、あるいはSrとCa、3≦x≦
4)で表した時、前記a、b、c、d、eが、 0.056≦a≦0.450 0.056≦b≦0.450 0.100≦c≦0.500 0≦d≦0.100 0.100<e<0.470 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/(c+d)≦1.25 a+b+c+d+e=1 を満足するとともに、ペロブスカイト型結晶相を主結晶
相とすることを特徴とする誘電体磁器組成物。
(1) at least a rare earth element (L) as a metal element;
n), composed of Al, Sr or a composite oxide containing Sr and Ca, and Ti, wherein the composition formula based on the molar ratio of the metal element is aLn 2 O x .b Al 2 O 3 .cMO.dBaO.eT
iO 2 (where M is Sr or Sr and Ca, 3 ≦ x ≦
When represented by 4), the a, b, c, d, and e are 0.056 ≦ a ≦ 0.450 0.056 ≦ b ≦ 0.450 0.100 ≦ c ≦ 0.500 0 ≦ d ≦ 0.100 0.100 <e <0.470 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0.75 ≦ e / (c + d) ≦ 1.25 a + b + c + d + e = 1 and a perovskite type crystal phase is mainly used. A dielectric porcelain composition having a crystalline phase.
【請求項2】実質的にペロブスカイト型結晶相のみから
なることを特徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成
物。
2. The dielectric porcelain composition according to claim 1, wherein the dielectric porcelain composition comprises substantially only a perovskite-type crystal phase.
【請求項3】前記ペロブスカイト型結晶相が、少なくと
もLnAlO(x+3)/2(3≦x≦4)と、RTiO
3 (Rは、少なくともSrを含むアルカリ土類元素)と
の固溶体からなることを特徴とする請求項1記載の誘電
体磁器組成物。
3. The method according to claim 1, wherein the perovskite crystal phase comprises at least LnAlO.sub. (X + 3) / 2 (3.ltoreq.x.ltoreq.4) and RTiO.
3. The dielectric ceramic composition according to claim 1, comprising a solid solution with 3 (R is an alkaline earth element containing at least Sr).
【請求項4】金属元素として少なくともLa、Al、S
r及びTiを含有する複合酸化物からなり、モル比によ
る組成式を aLa2 3 ・bAl2 3 ・cSrO・eTiO2 で表した時、前記a、b、c、eが、 0.1061≦a≦0.2162 0.1050≦b≦0.2086 0.3040≦c≦0.4185 0.2747≦e≦0.4373 0.75≦b/a≦1.25 0.75≦e/c≦1.25 a+b+c+e=1 を満足する請求項1記載の誘電体磁器組成物。
4. At least La, Al, S as a metal element
made of a complex oxide containing r and Ti, when represented the formula by molar ratio aLa 2 O 3 · bAl 2 O 3 · cSrO · eTiO 2, wherein a, b, c, e is 0.1061 ≦ a ≦ 0.2162 0.1050 ≦ b ≦ 0.2086 0.3040 ≦ c ≦ 0.4185 0.2747 ≦ e ≦ 0.4373 0.75 ≦ b / a ≦ 1.25 0.75 ≦ e / 2. The dielectric ceramic composition according to claim 1, wherein c ≦ 1.25 a + b + c + e = 1 is satisfied.
【請求項5】LnAlO(x+3)/2 (Ln:希土類元素、
3≦x≦4)を主結晶相とする仮焼粉末と、RTiO3
(Rは、少なくともSrを含むアルカリ土類元素)を主
結晶相とする仮焼粉末とを混合し、成形した後、焼成す
ることを特徴とする誘電体磁器の製造方法。
5. LnAlO (x + 3) / 2 (Ln: rare earth element,
The calcined powder to a 3 ≦ x ≦ 4) as a main crystalline phase, RTiO 3
(R is an alkaline earth element containing at least Sr) mixed with a calcined powder having a main crystal phase, molded, and then fired.
【請求項6】一対の入出力端子間に誘電体磁器を配置し
てなり、電磁界結合により作動する誘電体共振器におい
て、前記誘電体磁器が、請求項1乃至請求項4のいずれ
か記載の誘電体磁器組成物からなることを特徴とする誘
電体共振器。
6. A dielectric resonator having a dielectric resonator arranged between a pair of input / output terminals and operated by electromagnetic field coupling, wherein the dielectric ceramic is any one of claims 1 to 4. A dielectric resonator comprising the dielectric ceramic composition of the above.
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