JPS61183166A - 誘電体磁器 - Google Patents
誘電体磁器Info
- Publication number
- JPS61183166A JPS61183166A JP60021305A JP2130585A JPS61183166A JP S61183166 A JPS61183166 A JP S61183166A JP 60021305 A JP60021305 A JP 60021305A JP 2130585 A JP2130585 A JP 2130585A JP S61183166 A JPS61183166 A JP S61183166A
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- JP
- Japan
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- dielectric
- dielectric constant
- temperature
- dielectric ceramic
- oxide
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- Pending
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、主にマイクロ波領域において誘電体共振器と
して利用される誘電体磁器に関するものであり、さらに
詳細にはその組成の改良に関するものである。
して利用される誘電体磁器に関するものであり、さらに
詳細にはその組成の改良に関するものである。
誘電体磁器は、マイクロ波領域においても、マイクロ波
回路の誘電体共振器、インピーダンス整合用素子、マイ
クロ波集積回路（マイクロ波ＩＣ）の基板等に用いられ
ており、特に発振器の周波数安定化やフィルター等に利
用される誘電体共振器はマイクロ波回路の小型化に貢献
している。この誘電体共振器は、誘電体中では波長が１
／Ｆ７（ただし、＠は誘電率）に短縮されることを利用
したものであり、したがって誘電率が大きいほど小型化
には有利である。
回路の誘電体共振器、インピーダンス整合用素子、マイ
クロ波集積回路（マイクロ波ＩＣ）の基板等に用いられ
ており、特に発振器の周波数安定化やフィルター等に利
用される誘電体共振器はマイクロ波回路の小型化に貢献
している。この誘電体共振器は、誘電体中では波長が１
／Ｆ７（ただし、＠は誘電率）に短縮されることを利用
したものであり、したがって誘電率が大きいほど小型化
には有利である。
ところで、誘電体共振器の使用周波数領域の拡大に伴な
って、特に比較的波長の長いマイクロ波領域において使
用される誘電体共振器の小型化が要求されている０例え
ば、衛星放送受信器内の局部発信器の周波数の安定化を
目的とした誘電体共振器の開発が進められており、
（Ｚ ｒ ＠ Ｓ ｎ）Ｔ ｉ Ｏｄｅ Ｂ ａ （
Ｚ ｎ＋、ｓ（Ｎ ｂ ・Ｔ ａ ％、５） Ｏｘ等
、良好なマイクロ波特性を示す銹電体材料が開発されて
いるが、これら材料は誘電率が３０〜４０と小さく、１
０ＧＨｚ付近の周波数の共振器に使用する場合には直径
５〜６ｍｍ、高さ２〜３■程度の大きさで済むが、これ
より低い周波数１例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２
０鳳層以上にもなってしまい、大きくなりすぎる。
って、特に比較的波長の長いマイクロ波領域において使
用される誘電体共振器の小型化が要求されている０例え
ば、衛星放送受信器内の局部発信器の周波数の安定化を
目的とした誘電体共振器の開発が進められており、
（Ｚ ｒ ＠ Ｓ ｎ）Ｔ ｉ Ｏｄｅ Ｂ ａ （
Ｚ ｎ＋、ｓ（Ｎ ｂ ・Ｔ ａ ％、５） Ｏｘ等
、良好なマイクロ波特性を示す銹電体材料が開発されて
いるが、これら材料は誘電率が３０〜４０と小さく、１
０ＧＨｚ付近の周波数の共振器に使用する場合には直径
５〜６ｍｍ、高さ２〜３■程度の大きさで済むが、これ
より低い周波数１例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２
０鳳層以上にもなってしまい、大きくなりすぎる。
そこで従来、より高誘電率の誘電体材料の開発が進めら
れテオリ、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０１−Ｔ ｉ Ｏ，−
ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９ｏのものが得
られるようになっている。しかしながら、この程度の誘
電率では共振器の小型化を充分に達成することはできず
、３ＧＨｚの共振器の大きさは直径が１２〜１３層腫前
後となってしまう、あるいは、誘電率が１００〜２３０
と非常に高いＳｒＴ ｉ Ｏ，−Ｃａ Ｔ ｉ Ｏ，−
Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ Ｏ，系の誘電体材料も開発され
ているが、この種の材料は誘電率の温度特性が−４５０
〜−１５００ｐｐ鳳／”Ｃとマイナス側に大きく（シた
がって、共振周波数の温度特性はプラス側に大きい）、
また誘電損失も大きいために誘電体共振器の材料として
は不適当である。
れテオリ、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０１−Ｔ ｉ Ｏ，−
ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９ｏのものが得
られるようになっている。しかしながら、この程度の誘
電率では共振器の小型化を充分に達成することはできず
、３ＧＨｚの共振器の大きさは直径が１２〜１３層腫前
後となってしまう、あるいは、誘電率が１００〜２３０
と非常に高いＳｒＴ ｉ Ｏ，−Ｃａ Ｔ ｉ Ｏ，−
Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ Ｏ，系の誘電体材料も開発され
ているが、この種の材料は誘電率の温度特性が−４５０
〜−１５００ｐｐ鳳／”Ｃとマイナス側に大きく（シた
がって、共振周波数の温度特性はプラス側に大きい）、
また誘電損失も大きいために誘電体共振器の材料として
は不適当である。
以上の様な状況から、特に比較的低い周波数のマイクロ
波領域でも誘電率が高く、なおかつ誘電率の温度変化や
誘電損失の小さい誘電体材料の開発が要望されている。
波領域でも誘電率が高く、なおかつ誘電率の温度変化や
誘電損失の小さい誘電体材料の開発が要望されている。
上述のように高い誘電率を有する誘電体共振器用材料が
得られない大きな理由としては、誘電率が高くなおかつ
誘電損失の小さい材料は全て誘電率の温度特性がマイナ
ス（共振周波数の温度特性がプラス）であることが挙げ
られる。したがって、誘電率の温度特性がプラスの誘電
体材料が見出されれば、これと従来の誘電体材料とを組
み合わせれば誘電率の温度変化の非常に小さい誘電体共
振器を作製することができるものと考えられる。
得られない大きな理由としては、誘電率が高くなおかつ
誘電損失の小さい材料は全て誘電率の温度特性がマイナ
ス（共振周波数の温度特性がプラス）であることが挙げ
られる。したがって、誘電率の温度特性がプラスの誘電
体材料が見出されれば、これと従来の誘電体材料とを組
み合わせれば誘電率の温度変化の非常に小さい誘電体共
振器を作製することができるものと考えられる。
そこで本発明は、誘電率が高く誘電損失が小さい、かつ
誘電率の温度特性がプラス（共振周波数の温度特性がマ
イナス）の誘電体材料からなる誘電体磁器を提供するこ
とを目的とする。
誘電率の温度特性がプラス（共振周波数の温度特性がマ
イナス）の誘電体材料からなる誘電体磁器を提供するこ
とを目的とする。
本発明者等は、前述の誘電特性に対する要求を満たす誘
電体磁器を開発せんものと鋭意研究の結果、酸化鉛、酸
化テルル、酸化ジルコニウムを所定の割合で混合し固相
反応により作製した誘電体磁器がこの目的に適合するこ
とを見出し本発明を完成するに至ったものである。
電体磁器を開発せんものと鋭意研究の結果、酸化鉛、酸
化テルル、酸化ジルコニウムを所定の割合で混合し固相
反応により作製した誘電体磁器がこの目的に適合するこ
とを見出し本発明を完成するに至ったものである。
すなわち、本発明に係る誘電体磁器は、酸化鉛、酸化テ
ルル及び酸化ジルコニウムとを焼結してなる誘電体磁器
であって、その組成式をｘＰｂＯ・ｙ Ｔ ｅ Ｏ，・
ｚ Ｚ ｒ Ｏｌで表わしたときに組成範囲がモル分率
で ３５．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦ＳＯ，Ｏ ）（＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とするものであり、誘電率の温度特性
がマイナスの材料からなる誘電体磁器と組み合わせるこ
とにより、誘電率の温度特性が非常に小さくかつ高い誘
電率の誘電体共振器を提供し、２〜４ＧＨｚのマイクロ
波領域でも小型で安定性の良い発振器やフィルタを提供
しようとするものである。
ルル及び酸化ジルコニウムとを焼結してなる誘電体磁器
であって、その組成式をｘＰｂＯ・ｙ Ｔ ｅ Ｏ，・
ｚ Ｚ ｒ Ｏｌで表わしたときに組成範囲がモル分率
で ３５．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦ＳＯ，Ｏ ）（＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とするものであり、誘電率の温度特性
がマイナスの材料からなる誘電体磁器と組み合わせるこ
とにより、誘電率の温度特性が非常に小さくかつ高い誘
電率の誘電体共振器を提供し、２〜４ＧＨｚのマイクロ
波領域でも小型で安定性の良い発振器やフィルタを提供
しようとするものである。
本発明においては、各成分の組成範囲が重要である。
すなわち、本発明者等の実験によれば、先ず、酸化鉛の
モル分率Ｘが３５．０モル％未満であると、得られる焼
結体にクラックが入り、誘電率等が測定不能になる。ま
た、上記モル分率Ｘが６５．０モル％を越えると、この
酸化鉛の蒸発量が多くなり良好な焼結体が得られなくな
ってしまう。
モル分率Ｘが３５．０モル％未満であると、得られる焼
結体にクラックが入り、誘電率等が測定不能になる。ま
た、上記モル分率Ｘが６５．０モル％を越えると、この
酸化鉛の蒸発量が多くなり良好な焼結体が得られなくな
ってしまう。
同様に、上記酸化ジルコニウムのモル分率２が３０．０
モル％未満であると、焼結不良の原因となり、逆に上記
モル分率２が６０．０モル％を越えると得ら・れる焼結
体にクラックが入り、誘電率等が測定不能になってしま
う。
モル％未満であると、焼結不良の原因となり、逆に上記
モル分率２が６０．０モル％を越えると得ら・れる焼結
体にクラックが入り、誘電率等が測定不能になってしま
う。
さらに、上記酸化テルルのモル分率ｙが０．２モル％未
満であると、焼結性が悪くなり、結果と。
満であると、焼結性が悪くなり、結果と。
して無負荷Ｑが小さくなって誘電損失が大きなものとな
る。また上記モル分率ｙが１０．０モル％を越えると、
誘電率と無負荷Ｑが小さくなり過ぎる。
る。また上記モル分率ｙが１０．０モル％を越えると、
誘電率と無負荷Ｑが小さくなり過ぎる。
本発明に係る誘電体磁器は、ＰｂＯ，Ｔｅ０ＪびＺｒＯ
，の各原料粉末を、上述のモル分率となるように所定量
混合し、焼成することによって作製することができるが
、通常は、これら原料粉末をあらかじめやや低めの温度
で仮焼成した後、これを粉砕し、再び混合処理して加圧
を型したものを本焼成することによって作製される。こ
こで特に、上記Ｐｂｏが逃散する虞れがあるので、上記
本焼成は、例えば圧力１００〜２５０Ｋｇ／ｃｍ”、温
度１２００〜１３００℃、４〜ｌＯ時間の条件でのホッ
トプレス焼成、あるいは温度１２００〜１３００℃、４
〜１０時間の条件でＰｂＯ雰囲気中での焼成等によるの
が好ましい、上記ＰｂＯが逃散してしまうと、得られる
誘電体磁器の組成が変ってしまい、所望の誘電特性を確
保することが難かしくなる。
，の各原料粉末を、上述のモル分率となるように所定量
混合し、焼成することによって作製することができるが
、通常は、これら原料粉末をあらかじめやや低めの温度
で仮焼成した後、これを粉砕し、再び混合処理して加圧
を型したものを本焼成することによって作製される。こ
こで特に、上記Ｐｂｏが逃散する虞れがあるので、上記
本焼成は、例えば圧力１００〜２５０Ｋｇ／ｃｍ”、温
度１２００〜１３００℃、４〜ｌＯ時間の条件でのホッ
トプレス焼成、あるいは温度１２００〜１３００℃、４
〜１０時間の条件でＰｂＯ雰囲気中での焼成等によるの
が好ましい、上記ＰｂＯが逃散してしまうと、得られる
誘電体磁器の組成が変ってしまい、所望の誘電特性を確
保することが難かしくなる。
以上述べたように、誘電体磁器の原料として醸化鉛、酸
化テルル、酸化ジルコニウムを選択し、これらの配合比
を所定の割合に設定することにより、誘電率が高く誘電
率の温度係数がプラス（共振周波数の温度係数がマイナ
ス）の誘電体磁器が作製される。
化テルル、酸化ジルコニウムを選択し、これらの配合比
を所定の割合に設定することにより、誘電率が高く誘電
率の温度係数がプラス（共振周波数の温度係数がマイナ
ス）の誘電体磁器が作製される。
以下、具体的な実施例により本発明を説明するが、本発
明がこれら実施例に限定されるものでないことは言うま
でもないことである゛。
明がこれら実施例に限定されるものでないことは言うま
でもないことである゛。
実施例。
出発原料に市販のＰｂｏ、ＺｒＯ，、Ｔ ｅ Ｏ，を用
い、これらを次表に示した組成となるようにそれぞれ秤
量し、純水と共にボールミルに入れ１６時時間式混合し
た。
い、これらを次表に示した組成となるようにそれぞれ秤
量し、純水と共にボールミルに入れ１６時時間式混合し
た。
得られた混合物をろ過、乾燥後、円板状に成形し空気中
で８５０℃、１時間仮焼成した。
で８５０℃、１時間仮焼成した。
次に、この仮焼成物を乳鉢を用いて砕いた後、純水とと
もにボールミルに入れ、１６時時間式粉砕した。得られ
た粉砕物をろ過乾燥後、少量の純水を加えて整粒し、油
圧プレスによって１’０００Ｋｇ／ｃｒｎ’の圧力で直
径２０層謙、厚さ１０ｍｍの円板状に成形した。
もにボールミルに入れ、１６時時間式粉砕した。得られ
た粉砕物をろ過乾燥後、少量の純水を加えて整粒し、油
圧プレスによって１’０００Ｋｇ／ｃｒｎ’の圧力で直
径２０層謙、厚さ１０ｍｍの円板状に成形した。
この成形体を温度１２００〜１２５０℃、圧力１００〜
２５０Ｋｇ／ｃｒｎ”テ４〜１０時間ホットプレス焼成
し、誘電体磁器サンプル（実施例１〜実施例１７及び比
較例１〜比較例５）を得た。
２５０Ｋｇ／ｃｒｎ”テ４〜１０時間ホットプレス焼成
し、誘電体磁器サンプル（実施例１〜実施例１７及び比
較例１〜比較例５）を得た。
得られた各誘電体磁器サンプルを共振周波数がおよそ３
ＧＨｚになるような形状に加工した後、その共振特性を
導波管中で測定し、各サンプルの誘電率（、無負荷Ｑ、
−２０〜＋６０℃の共振周波数の温度特性（を求めた。
ＧＨｚになるような形状に加工した後、その共振特性を
導波管中で測定し、各サンプルの誘電率（、無負荷Ｑ、
−２０〜＋６０℃の共振周波数の温度特性（を求めた。
結果を次表に示す。
なお、この表において、比較例２及び比較例３について
はＱが悪すぎたために、誘電率及び共振周波数の温度特
性はＩＭＨｚで測定した。
はＱが悪すぎたために、誘電率及び共振周波数の温度特
性はＩＭＨｚで測定した。
（以下余白）
（木は焼結不良のため測定不能）
この表より、本発明に係る各実施例にあっては、誘電率
、無負荷Ｑとも高く、共振周波数の温度特性がマイナス
（誘電率の温度特性がプラス）という特性を示すことが
分る。
、無負荷Ｑとも高く、共振周波数の温度特性がマイナス
（誘電率の温度特性がプラス）という特性を示すことが
分る。
これに対して、本発明の範囲を外れた各比較例は、焼結
不良を起こしたり、無負荷Ｑが下がり誘電損失が大きな
ものとなるなど、好ましいものではない。
不良を起こしたり、無負荷Ｑが下がり誘電損失が大きな
ものとなるなど、好ましいものではない。
応用例。
先の実施例で得られたサンプル実施例７を、直径８．１
■層、高さ２．８腸腸に加工し、これと直径８．１ｍｍ
、高さ１．３ｍｍに加工したＳ ｒ Ｔ ｔ Ｏｙ系の
誘電体磁器（誘電率ｅ＝２４０ 、無負荷Ｑ＝２２１０
、１ｍｍ １１７０ｐｐ＊／”Ｏ）とを貼り合わせて
、共振周波数３．１ＧＨｚで誘電率！＝１６６゜無負荷
Ｑ＝ １０８０ 、 τｐ＝８５９ｐｍ／’Ｃｊ （−
２０〜６０℃）の誘電体共振器を得た。
■層、高さ２．８腸腸に加工し、これと直径８．１ｍｍ
、高さ１．３ｍｍに加工したＳ ｒ Ｔ ｔ Ｏｙ系の
誘電体磁器（誘電率ｅ＝２４０ 、無負荷Ｑ＝２２１０
、１ｍｍ １１７０ｐｐ＊／”Ｏ）とを貼り合わせて
、共振周波数３．１ＧＨｚで誘電率！＝１６６゜無負荷
Ｑ＝ １０８０ 、 τｐ＝８５９ｐｍ／’Ｃｊ （−
２０〜６０℃）の誘電体共振器を得た。
これは従来最も誘電率が高いとされているＢａＯ−Ｔ
ｆ Ｏ，−Ｎ ｄ、Ｏｓ−Ｐ ｂ Ｏ系の誘電体材料と
比較しても約２倍の誘電率を有しており、誘電体共振器
の体積は約１／３に小型化される。
ｆ Ｏ，−Ｎ ｄ、Ｏｓ−Ｐ ｂ Ｏ系の誘電体材料と
比較しても約２倍の誘電率を有しており、誘電体共振器
の体積は約１／３に小型化される。
また、こ、の誘電体磁器は１０ＭＨｚ以下の低周波数債
域でも誘電損失が小さく、例えばサンプル実施例７はＩ
ＭＨｚでｔａｎδが５Ｘ１０以下を示し、温度補償用コ
ンデンサとしても有用である。
域でも誘電損失が小さく、例えばサンプル実施例７はＩ
ＭＨｚでｔａｎδが５Ｘ１０以下を示し、温度補償用コ
ンデンサとしても有用である。
上述の説明からも明らかなように、本発明に係る誘電体
磁器は酸化鉛、酸化テルル、酸化ジルコニウムとからな
り各成分を所定の割合で含有しているので、誘電率及び
無負荷Ｑともに向上することができ、同時に誘電率の温
度特性をプラス（共振周波数の温度特性をマイナス）に
することができる、したがって、本発明に係る誘電体磁
器を従来の誘電率の温度特性がマイナスの誘電体磁器と
組み合わせて使用することで、温度特性を自由に調節す
ることができる。
磁器は酸化鉛、酸化テルル、酸化ジルコニウムとからな
り各成分を所定の割合で含有しているので、誘電率及び
無負荷Ｑともに向上することができ、同時に誘電率の温
度特性をプラス（共振周波数の温度特性をマイナス）に
することができる、したがって、本発明に係る誘電体磁
器を従来の誘電率の温度特性がマイナスの誘電体磁器と
組み合わせて使用することで、温度特性を自由に調節す
ることができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 酸化鉛、酸化テルル及び酸化ジルコニウムとを焼結して
なる誘電体磁器であって、その組成式をｘＰｂＯ・ｙＴ
ｅＯ＿２・ｚＺｒＯ＿２で表わしたときに組成範囲がモ
ル分率で ３５．０≦ｘ≦６５．０ ０．２≦ｙ≦１０．０ ３０．０≦ｚ≦６０．０ ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ であることを特徴とする誘電体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021305A JPS61183166A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 誘電体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60021305A JPS61183166A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 誘電体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61183166A true JPS61183166A (ja) | 1986-08-15 |
Family
ID=12051435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60021305A Pending JPS61183166A (ja) | 1985-02-06 | 1985-02-06 | 誘電体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61183166A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
| US5219809A (en) * | 1990-07-03 | 1993-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator |
-
1985
- 1985-02-06 JP JP60021305A patent/JPS61183166A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
| US5219809A (en) * | 1990-07-03 | 1993-06-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition and dielectric resonator |
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