JPH11322417A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH11322417A JPH11322417A JP10140183A JP14018398A JPH11322417A JP H11322417 A JPH11322417 A JP H11322417A JP 10140183 A JP10140183 A JP 10140183A JP 14018398 A JP14018398 A JP 14018398A JP H11322417 A JPH11322417 A JP H11322417A
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- Japan
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- dielectric
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- dielectric ceramic
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型にして高性能、かつ製造が実用的な誘電
体共振素子を実現することができる誘電体磁器組成物を
提供する。 【解決手段】 一般式がw(CaO)−x(TiO2)
−y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al
2O3)で表され、モル比w、x、y1、y2、zが百分
比でそれぞれ、36.54≦w≦42.53、37.5
0≦x≦43.24、0≦y1≦12.50、0≦y2
≦ 9.52、7.47≦z≦12.50であって、か
つ、w+x+y1+y2+z=100、75.0≦w+
x≦85.06、0.9047≦w/x≦1.00、
7.47≦y1+y2≦12.5、で表される誘電体磁
器組成物に、Nb2O5、Ta2O5又はWO3からなる群
から選ばれた一の金属酸化物を、0.1wt部以上10
wt部以下添加する。
体共振素子を実現することができる誘電体磁器組成物を
提供する。 【解決手段】 一般式がw(CaO)−x(TiO2)
−y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al
2O3)で表され、モル比w、x、y1、y2、zが百分
比でそれぞれ、36.54≦w≦42.53、37.5
0≦x≦43.24、0≦y1≦12.50、0≦y2
≦ 9.52、7.47≦z≦12.50であって、か
つ、w+x+y1+y2+z=100、75.0≦w+
x≦85.06、0.9047≦w/x≦1.00、
7.47≦y1+y2≦12.5、で表される誘電体磁
器組成物に、Nb2O5、Ta2O5又はWO3からなる群
から選ばれた一の金属酸化物を、0.1wt部以上10
wt部以下添加する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、共振素子や誘電体
フィルタそれにセラミックコンデンサなどを作製するに
好適な誘電体磁器組成物に関する。
フィルタそれにセラミックコンデンサなどを作製するに
好適な誘電体磁器組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波やミリ波を取り扱う高周波回
路に使用される共振素子として誘電体磁器を用いた誘電
体共振素子がある。誘電体共振素子用の誘電体磁器に
は、一般に(1)比誘電率(εr)が適度であること、
(2)Q値が高いこと、(3)共振周波数の温度係数
(Tfo;共振周波数の温度変化の傾きΔF/ΔT)が
0付近で任意の値に設定でき、かつ共振周波数の温度変
化の直線性が良いこと、(4)高精度かつ安定な共振素
子が安価に作製できること等が要求される。さらに、近
年に至っては、通信又は放送技術の発達に伴い、例えば
BS用又はCS用のダウンコンバータ・オシレータ・ブ
ロックに使用される誘電体共振素子等として、より小型
にして高性能の素子が求められている。かかる要請に対
処するため、誘電体共振素子用の誘電体磁器には、上記
(3)、(4)の条件を満たし、かつεr≧40、Q≧
3000、|Tfo|≦20ppm/℃という諸条件を
全て満たすことが求められる。
路に使用される共振素子として誘電体磁器を用いた誘電
体共振素子がある。誘電体共振素子用の誘電体磁器に
は、一般に(1)比誘電率(εr)が適度であること、
(2)Q値が高いこと、(3)共振周波数の温度係数
(Tfo;共振周波数の温度変化の傾きΔF/ΔT)が
0付近で任意の値に設定でき、かつ共振周波数の温度変
化の直線性が良いこと、(4)高精度かつ安定な共振素
子が安価に作製できること等が要求される。さらに、近
年に至っては、通信又は放送技術の発達に伴い、例えば
BS用又はCS用のダウンコンバータ・オシレータ・ブ
ロックに使用される誘電体共振素子等として、より小型
にして高性能の素子が求められている。かかる要請に対
処するため、誘電体共振素子用の誘電体磁器には、上記
(3)、(4)の条件を満たし、かつεr≧40、Q≧
3000、|Tfo|≦20ppm/℃という諸条件を
全て満たすことが求められる。
【0003】従来、誘電体共振素子用の誘電体磁器組成
物としては、例えば特開昭63−40212号公報に記
載されているBaTi4O9系、あるいは特開昭58−1
8808号公報に記載されている(Zn,Sn)TiO
4系などが用いられている。また、近年開発が盛んな材
料としては、例えば特開昭53−60541号公報に記
載されている(Ba,Sr)(Zn1/3Nb2/3)O3系
のほか、数多くのものが報告されている。
物としては、例えば特開昭63−40212号公報に記
載されているBaTi4O9系、あるいは特開昭58−1
8808号公報に記載されている(Zn,Sn)TiO
4系などが用いられている。また、近年開発が盛んな材
料としては、例えば特開昭53−60541号公報に記
載されている(Ba,Sr)(Zn1/3Nb2/3)O3系
のほか、数多くのものが報告されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】然るに、従来より知ら
れている誘電体共振素子用の誘電体磁器組成物のうち、
BaTi4O9系及び(Zn,Sn)TiO4系の材料
は、いずれも比誘電率εrが小さく、共振素子の小型化
及び高性能化に限界がある。一方、(Ba,Sr)(Z
n1/3Nb2/3)O3系の材料の中には、εr≧40の条
件を満たすもの、Q≧3000の条件を満たすもの、|
Tfo|≦20ppm/℃の条件を満たすものもある
が、これらは焼結時にZnが昇華しやすいために性能が
安定しなかったり、比誘電率εrを上げると材料Qが下
がったり|Tfo|が大きくなるという問題があり、上
記の条件を全て満足する誘電体磁器組成物は実現されて
いなかった。従って、小型にして高性能の誘電体共振素
子を実現するためにも、上記条件を全て満足する誘電体
磁器組成物の出現が嘱望されていた。
れている誘電体共振素子用の誘電体磁器組成物のうち、
BaTi4O9系及び(Zn,Sn)TiO4系の材料
は、いずれも比誘電率εrが小さく、共振素子の小型化
及び高性能化に限界がある。一方、(Ba,Sr)(Z
n1/3Nb2/3)O3系の材料の中には、εr≧40の条
件を満たすもの、Q≧3000の条件を満たすもの、|
Tfo|≦20ppm/℃の条件を満たすものもある
が、これらは焼結時にZnが昇華しやすいために性能が
安定しなかったり、比誘電率εrを上げると材料Qが下
がったり|Tfo|が大きくなるという問題があり、上
記の条件を全て満足する誘電体磁器組成物は実現されて
いなかった。従って、小型にして高性能の誘電体共振素
子を実現するためにも、上記条件を全て満足する誘電体
磁器組成物の出現が嘱望されていた。
【0005】本出願人らは特開平7−57537号公報
において、CaO−TiO2−La2O3−Sm2O3−A
l2O3系の材料を提案している。この誘電体磁器組成物
によれば、上記(3)、(4)の条件を満たし、かつε
r≧40、Q≧3000、|Tfo|≦20ppm/℃
(−50℃〜+70℃の範囲)という諸条件を全て満た
すことができる。しかし、この誘電体磁器組成物は、製
造工程において高温(1500℃〜1600℃)で長時
間(60時間)の熱処理を行う必要があり、製造の面で
実用的ではなく改善の余地があった。
において、CaO−TiO2−La2O3−Sm2O3−A
l2O3系の材料を提案している。この誘電体磁器組成物
によれば、上記(3)、(4)の条件を満たし、かつε
r≧40、Q≧3000、|Tfo|≦20ppm/℃
(−50℃〜+70℃の範囲)という諸条件を全て満た
すことができる。しかし、この誘電体磁器組成物は、製
造工程において高温(1500℃〜1600℃)で長時
間(60時間)の熱処理を行う必要があり、製造の面で
実用的ではなく改善の余地があった。
【0006】本発明は上記課題を解決し、小型にして高
性能、かつ製造が実用的な誘電体共振素子を実現するこ
とができる誘電体磁器組成物を提供することである。
性能、かつ製造が実用的な誘電体共振素子を実現するこ
とができる誘電体磁器組成物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第1の解決手段として、本発明の誘電体磁器組成物
は、一般式が、w(CaO)−x(TiO2)−y1
(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)で表
され、モル比w、x、y1、y2、zが百分比でそれぞ
れ、 36.54≦w≦42.53 37.50≦x≦43.24 0 ≦y1≦12.50 0 ≦y2≦ 9.52 7.47≦z≦12.50 であって、かつ w+x+y1+y2+z=100 75.0≦w+x≦85.06 0.9047≦w/x≦1.00 7.47≦y1+y2≦12.5 で表される誘電体磁器組成物に、Nb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を、
0.1wt部以上10wt部以下添加した構成とした。
の第1の解決手段として、本発明の誘電体磁器組成物
は、一般式が、w(CaO)−x(TiO2)−y1
(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)で表
され、モル比w、x、y1、y2、zが百分比でそれぞ
れ、 36.54≦w≦42.53 37.50≦x≦43.24 0 ≦y1≦12.50 0 ≦y2≦ 9.52 7.47≦z≦12.50 であって、かつ w+x+y1+y2+z=100 75.0≦w+x≦85.06 0.9047≦w/x≦1.00 7.47≦y1+y2≦12.5 で表される誘電体磁器組成物に、Nb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を、
0.1wt部以上10wt部以下添加した構成とした。
【0008】これにより、前記一般式で表される誘電体
磁器組成物を用いて作製された誘電体磁器の比誘電率ε
r、材料Q、共振周波数の温度係数Tfoを誘電体共振
器法によって測定したところ、いずれも、εr≧40、
Q≧3000、|Tfo|≦20ppm/℃という諸条
件を満たすことがわかった。但し、比誘電率εr及び材
料Qの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE011
モード(約10GHz)を適用し、共振周波数の温度係
数Tfoの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE0
1δモード(約10GHz)を適用した。本発明の誘電
体磁器組成物は、従来より知られたCaTiO3セラミ
ックをベースにした材料に、La2O3やSm2O3などの
ランタン系材料とAl2O3などのアルミニウム系材料を
固溶させたもので、高い誘電率を保ちながら、安定性に
優れ、かつ共振周波数の温度変化の直線性が良好で共振
周波数の温度係数Tfoを任意の値に設定できる誘電体
磁器とすることができる。また、Nb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を添加
することにより、添加しないものと比べてεr及びQ
は、共に高くできる。この理由は完全には明らかではな
いが、添加されるNb2O5、Ta2O5又はWO3が、誘
電体磁器の焼結性を向上させるためと考えられる。ま
た、製造に当たって特別な工程を必要としないので、前
記諸特性を有する誘電体磁器組成物を安価に提供でき
る。
磁器組成物を用いて作製された誘電体磁器の比誘電率ε
r、材料Q、共振周波数の温度係数Tfoを誘電体共振
器法によって測定したところ、いずれも、εr≧40、
Q≧3000、|Tfo|≦20ppm/℃という諸条
件を満たすことがわかった。但し、比誘電率εr及び材
料Qの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE011
モード(約10GHz)を適用し、共振周波数の温度係
数Tfoの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE0
1δモード(約10GHz)を適用した。本発明の誘電
体磁器組成物は、従来より知られたCaTiO3セラミ
ックをベースにした材料に、La2O3やSm2O3などの
ランタン系材料とAl2O3などのアルミニウム系材料を
固溶させたもので、高い誘電率を保ちながら、安定性に
優れ、かつ共振周波数の温度変化の直線性が良好で共振
周波数の温度係数Tfoを任意の値に設定できる誘電体
磁器とすることができる。また、Nb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を添加
することにより、添加しないものと比べてεr及びQ
は、共に高くできる。この理由は完全には明らかではな
いが、添加されるNb2O5、Ta2O5又はWO3が、誘
電体磁器の焼結性を向上させるためと考えられる。ま
た、製造に当たって特別な工程を必要としないので、前
記諸特性を有する誘電体磁器組成物を安価に提供でき
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において、一般式が、w
(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2
(Sm2O3)−z(Al2O3)で表される誘電体磁器組
成物の、モル比w、x、y1、y2、zは、本出願人ら
が特開平7−57537号公報において提案した、3
6.54≦w≦42.53、37.50≦x≦43.2
4、0≦y1≦12.50、0≦y2≦9.52、7.
47≦z≦12.50、であって、かつ、w+x+y1
+y2+z=100、75.0≦w+x≦85.06、
0.9047≦w/x≦1.00、7.47≦y1+y
2≦12.5、で表される組成を適用した。そして、係
る材料をベースに、添加物としてNb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を用い
た。
(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2
(Sm2O3)−z(Al2O3)で表される誘電体磁器組
成物の、モル比w、x、y1、y2、zは、本出願人ら
が特開平7−57537号公報において提案した、3
6.54≦w≦42.53、37.50≦x≦43.2
4、0≦y1≦12.50、0≦y2≦9.52、7.
47≦z≦12.50、であって、かつ、w+x+y1
+y2+z=100、75.0≦w+x≦85.06、
0.9047≦w/x≦1.00、7.47≦y1+y
2≦12.5、で表される組成を適用した。そして、係
る材料をベースに、添加物としてNb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を用い
た。
【0010】また、各誘電体磁器は、本出願人らが特開
平7−57537号公報において提案した作成方法と同
じく、(1)湿式混合→(2)仮焼成→(3)湿式粉砕
→(4)バインダ合わせ→(5)造粒→(6)プレス→
(7)本焼成という、この種の誘電体磁器を作製する際
の一般的な工程を経て作製した。(1)の湿式混合は、
遊星式ボールミル(モノボール)を備えたポリアミド製
ボールミル型粉砕容器を用いて行った。処理時間は1時
間である。(2)の仮焼成は、仮焼成プロファイルを用
いて行った。処理雰囲気は、大気中、O2雰囲気中、N2
雰囲気中のいずれにしても、同一の製品特性が得られ
た。また、処理温度及び時間は、(1000〜1200
℃)×(1〜10)時間の範囲で適宜調整した。(3)
の湿式粉砕は、湿式混合の時に用いたと同様のボールミ
ル型粉砕容器を用いて行った。処理時間は1.5時間で
ある。(4)のバインダ合わせは、湿式粉砕された組成
物基体にポリビニルアルコールを混練することで行っ
た。(5)の造粒は、50メッシュをパスする粒径に調
整した。(6)のプレスは、成形圧力1.5トン/cm
2で行い、直径が7mm、厚さが5mmの円板状成型物
を作製した。(7)の本焼成は、本焼成プロファイルを
用いて行った。処理雰囲気は、大気中、O2雰囲気中、
N2雰囲気中のいずれにしても、同一の製品特性が得ら
れた。また、処理温度及び時間は、本発明においては
(1400℃〜1500℃)×(1〜10)時間の範囲
で適宜調整した。さらに、昇温・昇圧速度は、300℃
/Hとした。
平7−57537号公報において提案した作成方法と同
じく、(1)湿式混合→(2)仮焼成→(3)湿式粉砕
→(4)バインダ合わせ→(5)造粒→(6)プレス→
(7)本焼成という、この種の誘電体磁器を作製する際
の一般的な工程を経て作製した。(1)の湿式混合は、
遊星式ボールミル(モノボール)を備えたポリアミド製
ボールミル型粉砕容器を用いて行った。処理時間は1時
間である。(2)の仮焼成は、仮焼成プロファイルを用
いて行った。処理雰囲気は、大気中、O2雰囲気中、N2
雰囲気中のいずれにしても、同一の製品特性が得られ
た。また、処理温度及び時間は、(1000〜1200
℃)×(1〜10)時間の範囲で適宜調整した。(3)
の湿式粉砕は、湿式混合の時に用いたと同様のボールミ
ル型粉砕容器を用いて行った。処理時間は1.5時間で
ある。(4)のバインダ合わせは、湿式粉砕された組成
物基体にポリビニルアルコールを混練することで行っ
た。(5)の造粒は、50メッシュをパスする粒径に調
整した。(6)のプレスは、成形圧力1.5トン/cm
2で行い、直径が7mm、厚さが5mmの円板状成型物
を作製した。(7)の本焼成は、本焼成プロファイルを
用いて行った。処理雰囲気は、大気中、O2雰囲気中、
N2雰囲気中のいずれにしても、同一の製品特性が得ら
れた。また、処理温度及び時間は、本発明においては
(1400℃〜1500℃)×(1〜10)時間の範囲
で適宜調整した。さらに、昇温・昇圧速度は、300℃
/Hとした。
【0011】また、比誘電率εr及び材料Qの評価は、
本出願人らが特開平7−57537号公報において提案
した作成方法と同じく、誘電体共振器法のTE011モ
ード(約10GHz)を適用し、共振周波数の温度係数
Tfoの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE01
δモード(約10GHz)を適用した。
本出願人らが特開平7−57537号公報において提案
した作成方法と同じく、誘電体共振器法のTE011モ
ード(約10GHz)を適用し、共振周波数の温度係数
Tfoの評価に当たっては、誘電体共振器法のTE01
δモード(約10GHz)を適用した。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の誘電体磁器組成物の実施例
について説明する。一般式が、w(CaO)−x(Ti
O2)−y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(A
l2O3)で表される誘電体磁器組成物について、組成が
異なる20種類の誘電体磁器を作製し、それらを用いて
作製した誘電体磁器について、夫々比誘電率εrと、材
料Qと、共振周波数の温度係数Tfoとを測定した。図
1には、試料20種の誘電体磁器組成物の組成と特性試
験結果とを示す。尚、本実施例の焼成は、1475℃、
5時間の条件で行った。
について説明する。一般式が、w(CaO)−x(Ti
O2)−y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(A
l2O3)で表される誘電体磁器組成物について、組成が
異なる20種類の誘電体磁器を作製し、それらを用いて
作製した誘電体磁器について、夫々比誘電率εrと、材
料Qと、共振周波数の温度係数Tfoとを測定した。図
1には、試料20種の誘電体磁器組成物の組成と特性試
験結果とを示す。尚、本実施例の焼成は、1475℃、
5時間の条件で行った。
【0013】20種の誘電体磁器組成物のうち、実施例
11〜16は、一般式w(CaO)−x(TiO2)−
y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)
において、w=41.18(mol%)、x=41.1
8(mol%)、y1=2.21(mol%)、y2=
6.62(mol%)、z=8.83(mol%)に固
定し、Nb2O5を実施例11では0.1wt部、実施例
12では0.5wt部、実施例13では1.0wt部、
実施例14では1.5wt部、実施例15では5.0w
t部、実施例16では10.0wt部、それぞれ添加し
たものである。また、比較例17は、一般式における
w、x、y1、y2、zは実施例11〜16と同じであ
るが、Nb2O5無添加としたものである。また、比較例
18は、比較例17と同じ組成(Nb2O5無添加)のも
ので、焼成条件を特開平7−57537号公報において
提案したものと同じ1600℃、60時間としたもので
ある。
11〜16は、一般式w(CaO)−x(TiO2)−
y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)
において、w=41.18(mol%)、x=41.1
8(mol%)、y1=2.21(mol%)、y2=
6.62(mol%)、z=8.83(mol%)に固
定し、Nb2O5を実施例11では0.1wt部、実施例
12では0.5wt部、実施例13では1.0wt部、
実施例14では1.5wt部、実施例15では5.0w
t部、実施例16では10.0wt部、それぞれ添加し
たものである。また、比較例17は、一般式における
w、x、y1、y2、zは実施例11〜16と同じであ
るが、Nb2O5無添加としたものである。また、比較例
18は、比較例17と同じ組成(Nb2O5無添加)のも
ので、焼成条件を特開平7−57537号公報において
提案したものと同じ1600℃、60時間としたもので
ある。
【0014】また、実施例21及び22は、一般式w
(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2
(Sm2O3)−z(Al2O3)において、実施例11〜
16とい同様に、w=41.18(mol%)、x=4
1.18(mol%)、y1=2.21(mol%)、
y2=6.62(mol%)、z=8.83(mol
%)に固定し、添加する酸化物を変更したものである。
即ち、実施例21は、WO3を0.5wt部添加したも
のであり、実施例22はTa2O5を1.0wt部添加し
たものである。
(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2
(Sm2O3)−z(Al2O3)において、実施例11〜
16とい同様に、w=41.18(mol%)、x=4
1.18(mol%)、y1=2.21(mol%)、
y2=6.62(mol%)、z=8.83(mol
%)に固定し、添加する酸化物を変更したものである。
即ち、実施例21は、WO3を0.5wt部添加したも
のであり、実施例22はTa2O5を1.0wt部添加し
たものである。
【0015】また、実施例31〜35は、一般式w(C
aO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2(S
m2O3)−z(Al2O3)において、w、x、y1、y
2、zを前述の範囲内で適宜変化させ、添加する酸化物
をNb2O5としたものである。この時、Nb2O5の添加
量は1.0wt部である。また、比較例41は、一般式
w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y
2(Sm2O3)−z(Al2O3)における、w、x、y
1、y2、zは実施例31と同じであるが、Nb2O5無
添加としたものである。同様に、比較例42は実施例3
2と、比較例43は実施例33と、比較例44は実施例
34と、比較例45は実施例35と、それぞれ同じ組成
で、Nb2O5無添加としたものである。
aO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y2(S
m2O3)−z(Al2O3)において、w、x、y1、y
2、zを前述の範囲内で適宜変化させ、添加する酸化物
をNb2O5としたものである。この時、Nb2O5の添加
量は1.0wt部である。また、比較例41は、一般式
w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)−y
2(Sm2O3)−z(Al2O3)における、w、x、y
1、y2、zは実施例31と同じであるが、Nb2O5無
添加としたものである。同様に、比較例42は実施例3
2と、比較例43は実施例33と、比較例44は実施例
34と、比較例45は実施例35と、それぞれ同じ組成
で、Nb2O5無添加としたものである。
【0016】(Nb2O5添加量と各種特性との関係)ま
ず、Nb2O5添加量だけを変化させた、実施例11〜1
6及び比較例17について説明する。図2に示したNb
2O5添加量と比誘電率εrとの関係を示すグラフ図から
明らかなように、Nb2O5を添加した実施例11〜16
は、Nb2O5添加量が増大するに従って、比誘電率εr
が大きくなっている。また、Nb2O5無添加の比較例1
7では、εr=36.6であり、優れた誘電体共振素子
用の誘電体磁器に求められるεr≧40の条件を満たし
ていないのに対し、実施例11〜16は、この条件を満
たしていることがわかる。但し、Nb2O5添加量が増え
ると、5.0wt部添加した実施例15をピークとし
て、εrの値は減少する傾向にあり、10.0wt部添
加した実施例16では、εr=40.9となる。このこ
とから、Nb2O5が10.0wt部を超えて添加される
と、εrが40を下回ることが予想され、εr≧40を
満たす最適なNb2O5添加量は10.0wt部以下であ
ると言える。
ず、Nb2O5添加量だけを変化させた、実施例11〜1
6及び比較例17について説明する。図2に示したNb
2O5添加量と比誘電率εrとの関係を示すグラフ図から
明らかなように、Nb2O5を添加した実施例11〜16
は、Nb2O5添加量が増大するに従って、比誘電率εr
が大きくなっている。また、Nb2O5無添加の比較例1
7では、εr=36.6であり、優れた誘電体共振素子
用の誘電体磁器に求められるεr≧40の条件を満たし
ていないのに対し、実施例11〜16は、この条件を満
たしていることがわかる。但し、Nb2O5添加量が増え
ると、5.0wt部添加した実施例15をピークとし
て、εrの値は減少する傾向にあり、10.0wt部添
加した実施例16では、εr=40.9となる。このこ
とから、Nb2O5が10.0wt部を超えて添加される
と、εrが40を下回ることが予想され、εr≧40を
満たす最適なNb2O5添加量は10.0wt部以下であ
ると言える。
【0017】また、同じく実施例11〜16及び比較例
17については、図3に示したNb2O5添加量とQ値と
の関係を示すグラフ図からわかるように、実施例11〜
16において、Nb2O5添加量が増大するに従って、Q
値は大きくなり、Nb2O5添加量がおよそ0.5〜1.
5wt部(実施例12〜14)付近で最大となった後、
徐々に減少している。しかしながら、いずれの試料にお
いても、優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求めら
れるQ≧3000の値を大きく超えていることがわか
る。尚、Nb2O5添加量が増えると、Q値はさらに減少
する傾向にあり、Nb2O5の過剰な添加はQ値上昇に寄
与しないことがわかる。
17については、図3に示したNb2O5添加量とQ値と
の関係を示すグラフ図からわかるように、実施例11〜
16において、Nb2O5添加量が増大するに従って、Q
値は大きくなり、Nb2O5添加量がおよそ0.5〜1.
5wt部(実施例12〜14)付近で最大となった後、
徐々に減少している。しかしながら、いずれの試料にお
いても、優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求めら
れるQ≧3000の値を大きく超えていることがわか
る。尚、Nb2O5添加量が増えると、Q値はさらに減少
する傾向にあり、Nb2O5の過剰な添加はQ値上昇に寄
与しないことがわかる。
【0018】また、同じく実施例11〜16及び比較例
17については、図4に示したNb2O5添加量と温度係
数Tfoとの関係を示すグラフ図からわかるように、い
ずれの試料も優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求
められる|Tfo|≦20ppm/℃の条件範囲内に収
まっている。
17については、図4に示したNb2O5添加量と温度係
数Tfoとの関係を示すグラフ図からわかるように、い
ずれの試料も優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求
められる|Tfo|≦20ppm/℃の条件範囲内に収
まっている。
【0019】以上のように、本出願人らが特開平7−5
7537号公報において提案した組成と同じ、Nb2O5
無添加の試料である比較例17は、1475℃、5時間
の焼成条件で作製すると、優れた誘電体共振素子用の誘
電体磁器に求められるQ≧3000、|Tfo|≦20
ppm/℃の条件は達成されるものの、比誘電率εr≧
40という条件は達成されない。但し比較例18に示し
たように、比較例17と同じ組成のものでも、特開平7
−57537号公報において提案した、より高温且つ長
時間の焼成条件である、1600℃、60時間で作製す
ることにより、εr、Q及び|Tfo|のいずれの値も
条件をクリアすることができる。一方、Nb2O5を0.
1〜5.0wt部添加した実施例11〜16では、14
75℃、5時間の焼成条件において、得られた誘電体磁
器は、いずれもεr≧40、Q≧3000、|Tfo|
≦20ppm/℃の条件もクリアする。このようにNb
2O5を添加した試料では、1475℃、5時間という、
低温且つ短時間の焼成で、優れた誘電体共振素子用の誘
電体磁器に求められる条件を満たしていることがわか
る。
7537号公報において提案した組成と同じ、Nb2O5
無添加の試料である比較例17は、1475℃、5時間
の焼成条件で作製すると、優れた誘電体共振素子用の誘
電体磁器に求められるQ≧3000、|Tfo|≦20
ppm/℃の条件は達成されるものの、比誘電率εr≧
40という条件は達成されない。但し比較例18に示し
たように、比較例17と同じ組成のものでも、特開平7
−57537号公報において提案した、より高温且つ長
時間の焼成条件である、1600℃、60時間で作製す
ることにより、εr、Q及び|Tfo|のいずれの値も
条件をクリアすることができる。一方、Nb2O5を0.
1〜5.0wt部添加した実施例11〜16では、14
75℃、5時間の焼成条件において、得られた誘電体磁
器は、いずれもεr≧40、Q≧3000、|Tfo|
≦20ppm/℃の条件もクリアする。このようにNb
2O5を添加した試料では、1475℃、5時間という、
低温且つ短時間の焼成で、優れた誘電体共振素子用の誘
電体磁器に求められる条件を満たしていることがわか
る。
【0020】(添加物と各種特性との関係)次に、添加
する酸化物を実施例11〜16に用いたNb2O5に代え
て、WO3及びTa2O5を用いた場合(実施例21及び
22)について説明する。図1に示したように、εr、
Q及び|Tfo|のいずれの値も、優れた誘電体共振素
子用の誘電体磁器に求められる、εr≧40、Q≧30
00、|Tfo|≦20ppm/℃の条件をクリアして
いる。このように、添加物を代えても、本出願人らが特
開平7−57537号公報において提案したものよりも
低温且つ短時間の焼成である、1475℃、5時間の焼
成条件で作製したものは、比誘電率εr、材料Q及び共
振周波数の温度係数Tfoについて、良い特性のものが
得られることがわかる。
する酸化物を実施例11〜16に用いたNb2O5に代え
て、WO3及びTa2O5を用いた場合(実施例21及び
22)について説明する。図1に示したように、εr、
Q及び|Tfo|のいずれの値も、優れた誘電体共振素
子用の誘電体磁器に求められる、εr≧40、Q≧30
00、|Tfo|≦20ppm/℃の条件をクリアして
いる。このように、添加物を代えても、本出願人らが特
開平7−57537号公報において提案したものよりも
低温且つ短時間の焼成である、1475℃、5時間の焼
成条件で作製したものは、比誘電率εr、材料Q及び共
振周波数の温度係数Tfoについて、良い特性のものが
得られることがわかる。
【0021】(組成及び添加物と各種特性との関係)次
に、一般式w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2
O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)において、
w、x、y1、y2、zを前述の範囲内で適宜変化さ
せ、Nb2O5を1.0wt部添加した場合(実施例31
〜35)と、Nb2O5無添加の場合(比較例41〜4
5)について説明する。Nb2O5を1.0wt部添加し
た実施例31〜35は、εr、Q及び|Tfo|のいず
れの値も、優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求め
られる、εr≧40、Q≧3000、|Tfo|≦20
ppm/℃の条件をクリアしている。しかしながら、N
b2O5無添加の比較例41〜45については、特に比誘
電率εrが全て40以下であり、誘電体磁器としての性
能が劣る。また、Q値に関しても、比較例42において
は、Q≧3000が達成されていない。このように、一
般式w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)
−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)における組成を変
えても、Nb2O5を添加することで、本出願人らが特開
平7−57537号公報において提案したものよりも低
温且つ短時間の焼成である、1475℃、5時間の焼成
条件で作製したものは、比誘電率εr、材料Q及び共振
周波数の温度係数Tfoについて、高い特性のものが得
られることがわかる。
に、一般式w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2
O3)−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)において、
w、x、y1、y2、zを前述の範囲内で適宜変化さ
せ、Nb2O5を1.0wt部添加した場合(実施例31
〜35)と、Nb2O5無添加の場合(比較例41〜4
5)について説明する。Nb2O5を1.0wt部添加し
た実施例31〜35は、εr、Q及び|Tfo|のいず
れの値も、優れた誘電体共振素子用の誘電体磁器に求め
られる、εr≧40、Q≧3000、|Tfo|≦20
ppm/℃の条件をクリアしている。しかしながら、N
b2O5無添加の比較例41〜45については、特に比誘
電率εrが全て40以下であり、誘電体磁器としての性
能が劣る。また、Q値に関しても、比較例42において
は、Q≧3000が達成されていない。このように、一
般式w(CaO)−x(TiO2)−y1(La2O3)
−y2(Sm2O3)−z(Al2O3)における組成を変
えても、Nb2O5を添加することで、本出願人らが特開
平7−57537号公報において提案したものよりも低
温且つ短時間の焼成である、1475℃、5時間の焼成
条件で作製したものは、比誘電率εr、材料Q及び共振
周波数の温度係数Tfoについて、高い特性のものが得
られることがわかる。
【0022】本実施例では、特に焼成条件が1475
℃、5時間の試料について例示したが、(1400〜1
500℃)×(1〜10時間)の範囲であれば、同様
に、比誘電率εr、材料Q及び共振周波数の温度係数T
foについて高い特性を有する磁性体磁器組成物が得ら
れる。
℃、5時間の試料について例示したが、(1400〜1
500℃)×(1〜10時間)の範囲であれば、同様
に、比誘電率εr、材料Q及び共振周波数の温度係数T
foについて高い特性を有する磁性体磁器組成物が得ら
れる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の誘電体磁
器組成物によれば、εr≧40、Q≧3000、|Tf
o|≦20ppm/℃という諸条件を満たし、かつ安価
にして温度特性が安定な誘電体磁器を作製できる。よっ
て、小型にして高性能の誘電体共振素子が実現できる。
この誘電体磁器に銅Cuや銀Ag等をメタライズするこ
とによって、移動体通信等で使用される高性能な誘電体
フィルタやセラミックコンデンサ等を実現できる。
器組成物によれば、εr≧40、Q≧3000、|Tf
o|≦20ppm/℃という諸条件を満たし、かつ安価
にして温度特性が安定な誘電体磁器を作製できる。よっ
て、小型にして高性能の誘電体共振素子が実現できる。
この誘電体磁器に銅Cuや銀Ag等をメタライズするこ
とによって、移動体通信等で使用される高性能な誘電体
フィルタやセラミックコンデンサ等を実現できる。
【0024】また、本発明の誘電体磁器組成物により得
られる誘電体磁器は、比較的低い温度(1400〜15
00℃)、かつ短い時間(1〜10時間)で作製できる
ため、その製造において、より実用的である。
られる誘電体磁器は、比較的低い温度(1400〜15
00℃)、かつ短い時間(1〜10時間)で作製できる
ため、その製造において、より実用的である。
【図1】実施例に係る誘電体磁器組成物の組成と特性試
験結果とを示す表図である。
験結果とを示す表図である。
【図2】Nb2O5添加量と比誘電率εrとの関係を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図3】Nb2O5添加量とQ値との関係を示すグラフ図
である。
である。
【図4】Nb2O5添加量と共振周波数の温度係数Tfo
との関係を示すグラフ図である。
との関係を示すグラフ図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 一般式が、w(CaO)−x(Ti
O2)−y1(La2O3)−y2(Sm2O3)−z(A
l2O3)で表され、モル比w、x、y1、y2、zが百
分比でそれぞれ、 36.54≦w≦42.53 37.50≦x≦43.24 0 ≦y1≦12.50 0 ≦y2≦ 9.52 7.47≦z≦12.50 であって、かつ w+x+y1+y2+z=100 75.0≦w+x≦85.06 0.9047≦w/x≦1.00 7.47≦y1+y2≦12.5 で表される誘電体磁器組成物に、Nb2O5、Ta2O5又
はWO3からなる群から選ばれた一の金属酸化物を、
0.1wt部以上10wt部以下添加したことを特徴と
する誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10140183A JPH11322417A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10140183A JPH11322417A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11322417A true JPH11322417A (ja) | 1999-11-24 |
Family
ID=15262842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10140183A Withdrawn JPH11322417A (ja) | 1998-05-21 | 1998-05-21 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11322417A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001114553A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
US7754634B2 (en) * | 2008-04-25 | 2010-07-13 | Zhejiang University | Low-loss microwave dielectric ceramic |
-
1998
- 1998-05-21 JP JP10140183A patent/JPH11322417A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001114553A (ja) * | 1999-10-18 | 2001-04-24 | Ngk Spark Plug Co Ltd | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
US7754634B2 (en) * | 2008-04-25 | 2010-07-13 | Zhejiang University | Low-loss microwave dielectric ceramic |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050523 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050614 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20050706 |