JPS60153604A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPS60153604A
JPS60153604A JP59011489A JP1148984A JPS60153604A JP S60153604 A JPS60153604 A JP S60153604A JP 59011489 A JP59011489 A JP 59011489A JP 1148984 A JP1148984 A JP 1148984A JP S60153604 A JPS60153604 A JP S60153604A
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    • H01G4/002Details
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    • H01G4/1209Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
    • H01G4/1236Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on zirconium oxides or zirconates
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、誘電体共振器等の材料として使用される誘
電体磁器組成物に関する。
(発明の背景及び従来技術) 最近、いわゆるパーソナル無線器、自動車用電話器環、
数G、Hzの周波数帯域で使用される無線機器が広く普
及されるにようになってきた。
こうした無線機器に内蔵されている誘電体共振器用の誘
電磁器には、これまでMgO−Ca0−T i 02系
やBaO−TiO2系磁器が使用されている。これらの
磁器の比誘電率81.20〜40.岸面、粗さRm@x
は、3〜4μであり、これを用いて作られた共振器の共
振周波数の温度特性は、+ 100〜−100 pp+
n/ ’Cである。またこの無負荷のQは、 4000
〜7000程度であり、従ってこれら磁器自体の特性に
おいては、実用上殆ど問題を含んでいない。
しかしながら、上記従来の磁器においては。
挿入損が大きいという問題があっh□。これは。
磁器の表面に被着させる導体の表面抵抗Rsが。
表面の平滑な磁器に被着させた導体の表面抵抗R5Gに
比べて50〜60%も高いことによるものである。この
界面抵抗Rsを低くするには、磁器の表面粗さR++a
xを小さくすることが必要であり。
この点から従来の磁器に比べてより良好な表面状態の磁
器を得ることができる誘電体磁器組成物の開発が望まれ
ているところである。
〔発明の目的〕
この発明は上記従来の要望に鑑みてなされたもので、特
に9表面粗さRmaxが2μ以下という良好な表面状態
の磁器を得ることができ、また同磁器を用いて作られた
誘電体共振器において+25〜+85℃の温度範囲で−
30〜+30 (ppa+/℃)という共振周波数の温
度特性ηfが得られる誘電体磁器組成物を提供すること
を目的としたものである。
、〔発明の構成〕 以下この発明の詳細な説明すると、先ず第一の発明によ
る磁器組成物は、xZro・yCe02 ・zSiO2
・TiO2なる組成式において、x+y+z=lでr 
X、+ y+ 2が三元図においてそれぞれ次に示され
る多角形A、B、C。
Dで囲まれるモル比の範囲にあるものである。
x y z A O,9B・ 0.01 0.01 B O,600,390,01 CO,600,180,22 D O,770,010,22 また第二の発明による磁器組成物は、上記モル比の範囲
にあるZrO,CeO2、S i、02及びTiO2を
主成分とし、これとAl2O3及びLa2O3の一種以
上のものを上記同主成分100重量部に対して0.05
〜1.0重量部含んだ成分とからなるものである。 ・ 別添の図面は、上記多角形A、 B、 C,D。
Eを示す三元図である。こ゛の三元図に示した符合を引
用ししつ〜各成分の組成比を上記のように限定した理由
について説明すると次の通りである。
(111側の領域では、共振周波数の温度特性ηfが一
例で上記目標値より大きくなる。
’(21J側の領域で□は、′基板の表面粗さR+wa
xが上記目標値より大きく′な□る。 ゛ (3)K側の領域では、共振周波数の温度特性ηfが+
側で上記目標値より大きくな葛。”(4)L側の′悄域
では、基板の表面粗さR111)IXが□上記目標値よ
り大きくなる。 ・ − (5)第二の発明において+ A I ’ 2 ′03
とl、a203の一種以上を含む成分は、基板の表面粗
さRe1axを小さくする作用を有するが、これがZr
O,Ce 02 、’ S f 02及びTiO2から
なる主成分100重量部に対して0.05重量部未満で
あるとその作用に乏しい。他方この成分が上記主成分1
00重量部に対して1.0重量部を越えると上記各特性
においてそれぞれの目標値を満足し得なくなる。即ちA
l2O3の組成比が増加すると共振周波数の温度特性η
fが一側で上記目標値より大きくなり、他方La2O3
の組成比が増加すると6表面粗さRmmxが上記目標値
より大きくなり、しかも誘電損失が増大する傾向がある
。(旨 〔実施例〕 次にこの発明の実施例について説明する。
(実施例1) この実施例では、第一の発明による磁器組成物から8種
類の試料を作製した。即ち、xZrC1yCe02 ・
zSiO2・Ti02−なる組成式において+ X* 
y+ 2がそれぞれ表1の1〜8欄に示すような組成比
になるよう純度99%のZ r O+ Ce 021 
S i O2及びT i 02を秤量し、これをアル−
コールと共にボールミルで20時間混合・した。この混
合物を乾燥し、 1100℃の温度で2時間仮焼きした
後、これを粉砕した。
次いでこれにバインダーとしてポリビニルアルコールを
加え、 3ton/cdの圧力で円板形に加圧成形した
後、それぞれの組成比に応じた適当な温度(1300〜
1380℃)で焼成し、直径8u、厚さ4+mの磁器(
試料1〜8)を得た。
そしてこれら試料を、直径2411−の真鍮に銅鍍金を
施して鏡面仕上げをした2枚の金属板で挟んで誘電体共
振器を構成し、これについてそれぞれ比誘電率ε、無負
荷のQ、共振周波数の温度特性ηf及び表面粗さRwa
xを測定し、この結果を表1に示した。
比誘電率εは、温度25℃における共振周波数r、を誘
電体共振法により測定しく共振周波数は、何れの試料も
8.20IIZ前後であった)、この測定値と、試料の
直径と厚さの実測値をもとにめた。無負荷のQは、温度
25℃における電力半値幅(f2 fl)及び挿入損ル
□ (dB)を誘電体共振法により測定し、この測定値
と上記共振周波数f、をもとに計算でめた。共振周波数
の温度特性ηfは、25〜85℃の温度範囲における共
振周波数を測定し、1℃当たりに換算してめた。表面粗
さRmaxについてはJIS B12O3に従い、試料
の表面を深針式表面粗さ1+で測定した。
−1またこれら実施例と比較のため9表1の■〜@欄に
示すよう←、この発明と異なる組成比を有する磁器組成
物から上記と同じ方法1条件でそれぞれ試料を作製し、
さらにこれから上記と同様の誘電体共振器を作り、これ
らについても上記と同じ方法及び条件で各特性を測定し
た。
なお、これら1〜8及び■〜@の試料の原料となった磁
器組成物の組成比について1図示の三元図において対応
する符合A−’Lをそれぞれ表1に示した。
同表に示された結果から明らかなように、この実施例、
即ち試料1〜8では、比誘電率8が38.2〜42.7
.無負荷のQが6400〜7400.共振周波数の温度
特性ηfが−19〜+28 (pp+n/l) 。
表面粗さRmaxが1.5〜2.0μであった。これに
対して図示の三元図において1にある試料[F]は。
共振周波数の温度特性ηfが−40(ppm/’e)で
あり、一方Kにある試料■は、同温度特性yfが−10
9(ppm7℃) トそJtぞh*4−J−スとプラス
側で前掲の目標値を上回った。またそれぞれJ、 K、
 Lにある試料[相]、同■、同Oは。
表面粗さRe1axが3.3μ+’4.1+u+4−O
uと何れも前掲の目標値を越えた。
(実施例2) この実施例は9表2において1〜9.11〜14及び1
6〜19の試料番号で示すように、第二の発明において
、ZrO,CeO2,5102及びTlO2からなる成
分100重量部に対して0.05〜1.0重量部のAl
2O3を含む磁器組成物から実施例1と同じ方法及び条
件でそれぞれ同形の試料を作製した。さらにこの試料か
ら実施例1と同形の誘電体共振器を作り、これらについ
て同様に特性試験を行った。またこれと比較のため、同
表において試料番号[相]、■、[相]で示すように、
この発明と異なる組成比を有する磁器組成物、即ち上記
主成分100重量部に対して2.0重量部のAl2O3
を含む磁器組成物からそれぞれ同形の試料を作製し、こ
れらについても同様に特性試験を行った。
各試料の組成比及び試験結果を表2にそれぞれ示した。
また上記各試料における主成分の組成比については1図
示の三元図において対応する符合A−Hを同表に示した
同表に示された結果から明らかな通り、この実施例(試
料1〜9.11−14及び16〜19)では。
比誘電率♂が35.0〜42.4.無負荷のQが600
0〜7100、共振周波数の温度特性ηfが−20〜+
26(pp+i/℃) 、表面粗さRmaxが1.−0
〜1.9μであった。これに対して上記主成分100重
量部に対して2.0重量部のAl2O3を含む試料[相
]。
同[相]、同[相]を使用した誘電体共振器では、共振
周波数の温度特性4fがそれぞれ−33,−36゜−3
7(ppw+/l)とマイナス側で前掲の目標値を上回
った。
(実施例3) この実施例は9表3において1〜9,11〜14及び1
6〜19の試料番号で示すように、第二の発明において
、ZrO,qe02.’ 5i02及びT i O2か
らなる成分100重量部に対して0.05〜1.0重量
部のLa2O3を含む磁器組成物から実施例1と同じ方
法及び条件でそれぞれ同形の試料を作製した。さらにこ
の試料から実施例1と同形の誘電体共振器を作り、これ
らについて同様に特性試験を行った。またこれと比較の
ため、同表において試料番号e、o、oで示すように、
この発明と異なる組成比を有する磁器組成物、即ち上記
主成分100重量部に対して2.0重量部のLa2O3
を含む磁器組成物からそれぞれ同形の試料を作製し、こ
れらについても同様に特性試験を行った。
各試料の組成比及び試験結果を表3にそれぞれ示した。
また上記各試料における主成分の組成比については9図
示の三元図において対応する符合A−Hを同表に示した
同表に示された結果から明らかな通り、この実施例(試
料1〜9.11〜’14及び16〜19)では。
比誘電率εが35.1〜42.6.無負荷のQが610
0〜7400、共振周波数の温度特性ηfが−19〜+
28(pp@/l) s表面粗さRemaxが1.Q〜
1.9μであった。これに対して上記主成分100重量
部に対して2.0重量部のLa2O3を含む試料[相]
■、oでは1表面粗さR+++axがそれぞれ4.1.
4.5゜4.6μと何れも前掲の目標値を上回った。し
かもこれを使用した誘電体共振器の無負荷のQがそれぞ
れ300G、 2900.2100と上記実施例に比べ
て低い値であった。
(実施例4) この実施例は9表4で示すように、第二の発明において
、ZrO,CeO2,SiO2及びT i Ojからな
る成分100重量部に対してAl2O3とLa2O3か
らなる成分を合計0.2または1.0重量部含む磁器組
成物から実施例1と同じ方法及び条件でそれぞれ同形の
試料を一作製した。さらにこの試料塾ら実施例1と同形
の誘電体共振器を作り、これらについて同様に特性試験
を行った。各試料の組成比及び試験結果を表4にそれぞ
れ示した。また上記各試料における主成分の組成比につ
いては2図示の三元図において対応する符合A−Hを同
表に示した。
同表に示された結果から明らかな通り、上記各試料では
、比誘電率8が35.0〜42.5.無負荷のQが62
00〜7100.共振周波数の温度特性ηfが−19〜
+ 27 (ppm/ ’C) )表面粗さR111a
×が1.3〜1.9μであった。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、この発明による磁器組成物は、高周
波領域においても比誘電率εが35.0〜42.7と高
く、これを使用した誘電体、共振器において、無負荷の
Qが6000〜7400. +25〜+85℃の温度範
囲における共振周波数の温度特性ηfが−19〜+28
 (ppa+/ ”C)といったように優れた特性が得
られた。従うて9周囲の温度変化が大きい場合でも、共
振周波数の温度変化が少ないため、温度補償をする他の
部品が不要となり9機器の小型化を図ることができる。
またこのこの磁器組成物から誘電体共振器を構成する場
合に、その表面粗さRmaxが2μ以下という良好な表
面状態を得ることができるので、これに被着させる導体
の表面抵抗Rsを従来のものに比べて10〜30%程度
減少させることがで岩る。
なお、この発明は、誘電体共振器用の磁器組成物のみな
らず、高周波回路基板や誘電体調整棒用もものにも適用
することができる。
【図面の簡単な説明】
図面は、この発明による磁器組成物の組成比の範囲を示
す三元図である。 A−I)−−一組成範囲を示す多角形の頂点特許出願人
−太陽誘電株式会社 代理人 弁理士 北條和由 z7.roa 手続補正書 ” m坪12月部日 昭和59年特醪陣11489号 3、補正をする者 事件との随系 特許出願人 住凧 東京都台東区上野1丁目2番12号氏名(名称)
 太陽誘電株式会社 4、代理人 補正の内容 (1) 明細書の特許請求の範囲を次の通り補正します
。 2、特許請求の範囲 1、xZζαL−yce、02 ・zS io2・T 
i O2なる組成式にお1いて、x+y+z=1で、x
、y、zが三元図、においてそれぞれ次に示される多角
形A、 B、C,Dで囲まれるモル比の範囲にあること
を特徴とする誘電体磁器組成物。 x y A O,980,010,01 B O,600,390,01 CO,600,180,22 D 0.77 0.0I Q、22 2、xZr没上!yce02 ・zsio2 ・TiO
2なる組成式において、x+y+z=1で+ 1+ 3
’、Zが三元図においてそれぞれ次に示される多角形A
、 B、 C,Dで囲まれるモル比の範囲にある成分と
、Al2O3及びLa2O3の内一種以上を上記成分1
00重量部に対して0.05〜1.0重量部含む成分と
からなることを特徴とする誘電体磁器組成物。 λ 0.98 0.01 0.01 B O,600,390,01 C’ 0.60 0.18 0.22 D 0.77 0.01 0.22 (2) 明細書第4真上から7行目、同頁下から3行目
、第5頁下から3〜2行目、第6頁下から7〜6行目、
゛同−下から′33行目、第9下から9行目、第11頁
上から3行目及び第12真下から7行目にrzr6Jと
あるのを「ZrO2」と補正します。 以上 手続補正書 聞銅あα手1月10日 昭和59年特鰭梯11489号 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都台東区上野1丁目2番12号氏名(名称)
 太陽誘電株式会社 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、’ xZrO−yce02 ′−zsi02 ・T
    iO2なる組成式において、z+y+zzlで。 x、y、zが三元図においてそれぞれ次に示される多角
    形A、B、C,Dで囲まれるモル比の範囲にあることを
    特徴とする誘電体磁器組成物。 X y z A O,986,010,01 B O,600,390,01 CO,600,180,22 D 0.77 0.01 0.22 2、x□・ZrO・yC,e02 ・zSiO2・Tl
    O2なる組成式において+’x+y+z=1で。 x、y、zが三元図においてそれぞれ次に示される多角
    形A、B、C,Dで囲まれるモル比の範囲にある成分と
    、Al2O3及びL a’203の内一種以上を上記成
    分100重量部に対して0.05〜1.0重量部含む成
    分とからなることを特徴とする誘電体磁器組成物。 x y z A O,980,010,01 B O,600,390,01 CO,600,180,22 D 0.77 0.01 0.22
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