JPS6161561B2 - - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
Landscapes
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Description
この発明は磁器誘電体共振器を支持台を介して
基体に固定する構造の電子装置において、支持台
材料に特徴を有する電子装置に関する。
磁器誘電体共振器を用いた電子装置には、フイ
ルタ、分波器、発振器などがあるが、これらの電
子装置を構成する場合、ケースなどの基体に絶縁
性の支持台を介して磁器誘電体共振器を固定する
ことがある。
その具体的な一例をフイルタについて説明す
る。第1図はその概略一部断面図である。図にお
いて、1は基体となる金属ケースで、遮断導波管
となつている。2は磁器誘電体共振器、3は支持
台で、グレーズ(図示せず)により磁器誘電体共
振器2が固定されている。
このような構造において、グレーズを焼付けて
支持台3に磁器誘電体共振器2を固定している
が、このような固定方法としては、ペースト状と
したグレーズ材料を磁器誘電体共振器2と支持台
3の間に介在させておき、800℃程度の温度で熱
処理することによつてグレーズ材料中のガラス成
分を溶融させ、そののち冷却することによつて固
化させ、それと同時に両者を固定している。
このとき磁器誘電体共振器2と支持台3との熱
膨脹係数に差がありすぎると、その間に介在して
いるグレーズにヒビ割れが発生し、両者の固定が
行えなくなつていた。
従来は支持台としてフオルステライト2MgO・
SiO2が用いられていたがこのフオルステライト
の熱膨脹係数(a)は10ppm/℃であり、一方磁器
誘電体共振器は5〜9ppm/℃程度の熱膨脹系数
を持つものが多いため、両者を熱処理によりグレ
ーズで融着させて固定するには、冷却時の温度カ
ーブやグレーズの選択に特別な注意を払う必要が
あつた。
上記した点から明らかなように、この発明は磁
器誘電体共振器と熱膨脹係数をさらに近似させた
支持台を提供することを目的とする。
また、この発明は構成材料の組成成分比を変え
ることにより、熱膨脹係数を変化させることので
きる支持台を提供することを目的とする。
すなわち、この発明の要旨とするところは、磁
器誘電体共振器が支持台を介して基体に固定され
ており、前記支持台が、2MgO・SiO220〜99モル
%、ZrSiO480〜1モル%を主成分とし、これに
SiO2が20モル%以下添加されていることを特徴
とするものである。
この発明にかかる支持台は、2MgO・SiO2と
ZrSiO4が主成分で、SiO2が添加物として構成さ
れたものである。このうち2MgO・SiO2の熱膨脹
係数は10ppm/℃であり、一方ZrSiO4の熱膨脹
係数が4ppm/℃であることから、両者の比を変
えることによつて、ほぼ4〜10ppm/℃の範囲
で熱膨脹係数を変化させることができる。しかし
これらの主成分だけでは磁器化が困難であり、
SiO2をこれら主成分に添加することにより、磁
器化が促進できる。このようにSiO2は焼結剤の
役割を果たし、主成分だけでは焼結しにくい欠点
を解消することができる。
以下この発明を実施例に従つて詳述する。
まず、支持台を構成する磁器を準備した。この
磁器の準備は次のようにして行つた。
すなわち、磁器原料として、仮焼済みの
2MgO・SiO2およびZrSiO4、さらにSiO2を用意
し、これを第1表に示す割合の磁器が得られるよ
うに秤量し、湿式混合したのち乾燥し、これを
2000Kg/cm2の圧力で成形した。そののち成形体を
空気中、1300〜1400℃、2時間の条件で焼成し
て、大きさが10mmφ、高さ5mmの円柱状の磁器製
支持台を作成した。
得られた支持台につき、10GHzにおける誘電
率(εr)、Qおよび共振周波数の温度変化率
(ηf)を測定し、またαの測定結果も合わせて
第1表に示した。
なお、ηfとη〓には次式の関係がある。
ηf=−1/2η〓−α
ここで、η〓:誘電率の温度変化率
α:支持台の線膨脹率
The present invention relates to an electronic device having a structure in which a ceramic dielectric resonator is fixed to a base via a support, and the electronic device has characteristics in the material of the support. Electronic devices using porcelain dielectric resonators include filters, duplexers, oscillators, etc. When configuring these electronic devices, porcelain dielectric resonators are attached to a base such as a case via an insulating support. The resonator may be fixed. A specific example of this will be explained regarding a filter. FIG. 1 is a schematic partial sectional view thereof. In the figure, reference numeral 1 denotes a metal case serving as a base, which serves as a cut-off waveguide. 2 is a ceramic dielectric resonator, 3 is a support base, and the ceramic dielectric resonator 2 is fixed with a glaze (not shown). In such a structure, the ceramic dielectric resonator 2 is fixed to the support base 3 by baking a glaze. The glass component in the glaze material is melted by interposing it between the bases 3 and heat-treated at a temperature of about 800°C, and then solidified by cooling, and at the same time, both are fixed. There is. At this time, if there is too much difference in the coefficient of thermal expansion between the ceramic dielectric resonator 2 and the support base 3, cracks will occur in the glaze interposed therebetween, making it impossible to fix the two. Conventionally, forsterite 2MgO was used as a support base.
SiO 2 was used, but the thermal expansion coefficient (a) of this forsterite is 10 ppm/°C, whereas many ceramic dielectric resonators have a thermal expansion coefficient of about 5 to 9 ppm/°C, so both were heat-treated. In order to fuse and fix the material with a glaze, it was necessary to pay special attention to the temperature curve during cooling and the selection of the glaze. As is clear from the above points, an object of the present invention is to provide a support base whose coefficient of thermal expansion is more similar to that of a ceramic dielectric resonator. Another object of the present invention is to provide a support whose coefficient of thermal expansion can be changed by changing the composition ratio of the constituent materials. That is, the gist of the present invention is that a ceramic dielectric resonator is fixed to a base via a support, and the support includes 20 to 99 mol% of 2MgO.SiO 2 and 80 to 1 mol of ZrSiO 4 . % as the main component, and this
It is characterized in that 20 mol% or less of SiO 2 is added. The support base according to this invention is made of 2MgO・SiO 2 and
The main component is ZrSiO 4 and SiO 2 is an additive. Among these, the thermal expansion coefficient of 2MgO・SiO 2 is 10 ppm/℃, while that of ZrSiO 4 is 4 ppm/℃, so by changing the ratio of the two, it is possible to adjust the thermal expansion coefficient in the range of approximately 4 to 10 ppm/℃. The coefficient of thermal expansion can be changed. However, it is difficult to make porcelain from these main components alone.
By adding SiO 2 to these main components, porcelain formation can be promoted. In this way, SiO 2 plays the role of a sintering agent and can overcome the drawback that sintering is difficult using only the main component. This invention will be described in detail below with reference to Examples. First, the porcelain that will form the support stand was prepared. This porcelain was prepared as follows. In other words, as raw materials for porcelain, calcined
2MgO・SiO 2 and ZrSiO 4 as well as SiO 2 were prepared, weighed to obtain porcelain in the proportions shown in Table 1, mixed wet, and then dried.
It was molded at a pressure of 2000Kg/cm 2 . Thereafter, the molded body was fired in air at 1300 to 1400°C for 2 hours to produce a cylindrical porcelain support having a size of 10 mmφ and a height of 5 mm. For the obtained support, the dielectric constant (εr), Q, and rate of temperature change of resonance frequency (ηf) at 10 GHz were measured, and the measurement results for α are also shown in Table 1. Note that η f and η 〓 have the following relationship. η f =−1/2η〓−α Where, η〓: Temperature change rate of permittivity α: Linear expansion coefficient of support base
【表】
第1表中、試料番号1、10、11および16はこの
発明範囲外のものであり、そのほかはすべてこの
発明範囲内のものである。
また、第2図は2MgO・SiO2とZrSiO4の比を変
えたとき、εr、Q、ηfおよびαの各特性に及
ぼす影響を測定したものである。つまり第2図a
はε、第2図bはQ、第2図cはηf、第2図d
はαについてである。なお、このときSiO2はす
べて4モル%であつた。
第1表、および第2図から明らかなように、
2MgO・SiO220〜99モル%、ZrSiO480〜1モル%
を主成分とし、添加物としてSiO2が20モル%以
下であることが好ましい範囲である。
このように限定した理由としては、2MgO・
SiO2が20モル%未満で、ZrSiO4が80モル%を越
えると、焼結が困難となり、またQ値が低下する
とともに、εrが大きくなりすぎるからである。
εrが大きくなることを限定理由の根拠としたの
は磁器誘電体共振器の電界が支持台を介して洩れ
るからである。一方、この発明の目的である熱膨
脹係数を変化させることから、2MgO・SiO2を99
モル%以下、ZrSiO4を1モル%以下からとし
た。またSiO2の量が20モル%を越えると、
MgO・SiO2(ステアタイト)やSiO2が析出し、
Q値が極端に低下する。
なお、上記した実施例において、添加物として
SiO2を用いたが、このほか粘土を加えてもよ
い。粘土を用いた場合、粘土がAl2O3、SiO2、
H2Oからなるが、このうちその成分のSiO2が20モ
ル%以下となるように含有させても同様のことで
ある。また低温焼結剤として、ZnO、H2BO3、
PbO、Bi2O3などを微量添加してもよい。さらに
不可避的な不純物の混入は許されるものである。
次に磁器誘電体共振器として、組成が
(Zr0.8Sn0.2)TiO4からなるものを用い、また支
持台として試料番号7からなるものを用い、それ
ぞれについて室温から800℃まで温度を変化させ
たとき、αの変化を測定し、その結果を第3図に
示した。図中、破線は支持台のもの、実線は磁器
誘電体共振器のものである。図から明らかなよう
に、両者のαはほぼ一致した変化を示している。
次に、(Zr0.8Sn0.2)TiO4からなる磁器誘電体
共振器と試料番号7の支持台の間にホウケイ酸亜
鉛系よりなるガラスフリツトのペーストを介在さ
せ、800℃で焼付けて両者を固定した。このとき
グレーズにはクラツクの発生が認められなかつ
た。
さらに、−50℃〜+500℃までの範囲で温度サイ
クル試験を繰り返えしたが、グレーズにクラツク
の発生が認められなかつた。
なお、グレーズ材料としては、ホウケイ酸亜鉛
系のもののほか、ホウ酸鉛系、ホウケイ酸鉛系、
ホウ亜鉛酸鉛系など、600〜850℃に溶融温度を持
つ材料を用いることができる。
また、磁器誘電体共振器としては、上記した
TiO2系のほか、BaO−TiO2系(α=8ppm/℃)
などがあり、それ自体の熱膨脹係数に合つた材料
のものを用いればよい。
さらに、実際に磁器誘電体共振器に組み込む例
としては、フイルタ、分波器、共振器などのほ
か、ストリツプ線路などにも組み込むことができ
る。
以上のようにこの発明による支持台は、誘電率
が小さいため磁力線、電気力線に影響を与えるこ
とが少なく、またQが高いため損失が少ない。さ
らには熱膨脹係数が小さく、その配合比を変化さ
せることによつて熱膨脹係数の大きさも変化させ
ることができ、両者を固定するグレーズにクラツ
クを発生させることがない。また温度の変化に対
してもグレーズにクラツクを生じさせないという
利点を有し、耐衝撃性、性熱性など外的環境に強
く、信頼性の高い電子装置を提供できる。[Table] In Table 1, sample numbers 1, 10, 11, and 16 are outside the scope of this invention, and all others are within the scope of this invention. Furthermore, FIG. 2 shows the measurement of the effect on the characteristics of εr, Q, ηf, and α when the ratio of 2MgO·SiO 2 and ZrSiO 4 was changed. In other words, Figure 2 a
is ε, Fig. 2 b is Q, Fig. 2 c is ηf, Fig. 2 d
is about α. In addition, at this time, SiO 2 was all 4 mol %. As is clear from Table 1 and Figure 2,
2MgO・SiO 2 20-99 mol%, ZrSiO 4 80-1 mol%
It is preferable that SiO 2 be the main component and SiO 2 as an additive be 20 mol % or less. The reason for this limitation is that 2MgO・
This is because if SiO 2 is less than 20 mol % and ZrSiO 4 is more than 80 mol %, sintering becomes difficult, the Q value decreases, and εr becomes too large.
The reason for the limitation is that εr becomes large because the electric field of the ceramic dielectric resonator leaks through the support base. On the other hand, since the purpose of this invention is to change the coefficient of thermal expansion, 2MgO・SiO 2 is
The content of ZrSiO 4 was 1 mol% or less. Moreover, when the amount of SiO 2 exceeds 20 mol%,
MgO・SiO 2 (steatite) and SiO 2 precipitate,
Q value decreases extremely. In addition, in the above-mentioned examples, as an additive
Although SiO 2 was used, clay may also be added. When clay is used, the clay may contain Al 2 O 3 , SiO 2 ,
Although it is composed of H 2 O, the same effect can be obtained even if the SiO 2 component is contained in an amount of 20 mol % or less. In addition, as low-temperature sintering agents, ZnO, H 2 BO 3 ,
A trace amount of PbO, Bi 2 O 3 , etc. may be added. Furthermore, the inclusion of unavoidable impurities is permitted. Next, we used a ceramic dielectric resonator with a composition of (Zr 0 . 8 Sn 0 . When changing .alpha., the change in .alpha. was measured, and the results are shown in FIG. In the figure, the broken line is that of the support base, and the solid line is that of the ceramic dielectric resonator. As is clear from the figure, both α show almost identical changes. Next, a glass frit paste made of zinc borosilicate was interposed between the ceramic dielectric resonator made of ( Zr0.8Sn0.2 ) TiO4 and the support of sample number 7 , and baked at 800 ℃ . Both were fixed. At this time, no cracks were observed in the glaze. Furthermore, the temperature cycle test was repeated in the range of -50°C to +500°C, but no cracks were observed in the glaze. In addition to zinc borosilicate-based glaze materials, lead borate-based, lead borosilicate-based,
Materials with a melting temperature of 600 to 850°C can be used, such as lead borozincate. In addition, as a magnetic dielectric resonator, the above-mentioned
In addition to TiO 2 system, BaO-TiO 2 system (α=8ppm/℃)
It is sufficient to use a material that matches the coefficient of thermal expansion of the material. Further, as examples of actually incorporating it into a ceramic dielectric resonator, it can be incorporated into a filter, a duplexer, a resonator, and a strip line. As described above, the support base according to the present invention has a small dielectric constant, so it has little effect on magnetic lines of force and electric lines of force, and has a high Q, so there is little loss. Furthermore, it has a small coefficient of thermal expansion, and by changing its blending ratio, the magnitude of the coefficient of thermal expansion can be changed, without causing cracks in the glaze that fixes the two. It also has the advantage of not causing cracks in the glaze due to temperature changes, and can provide highly reliable electronic devices that are resistant to external environments such as impact resistance and heat resistance.
第1図は電子装置のうちフイルタの概略一部断
面図、第2図は2MgO・SiO2とZrSiO4の比を変え
たときの各特性に及ぼす影響を示したもので、a
はεr、bはQ、cはηf、dはαである。第3
図は室温から800℃まで温度を変化させたとき、
磁器誘電体共振器と支持台のそれぞれのαの変化
を示した図である。
1…ケース、2…磁器誘電体共振器、3…支持
台。
Figure 1 is a schematic partial cross-sectional view of a filter in an electronic device, and Figure 2 shows the effect on each characteristic when the ratio of 2MgO SiO 2 and ZrSiO 4 is changed.
is εr, b is Q, c is ηf, and d is α. Third
The figure shows when the temperature is changed from room temperature to 800℃.
FIG. 6 is a diagram showing changes in α of the ceramic dielectric resonator and the support base. 1... Case, 2... Magnetic dielectric resonator, 3... Support stand.
Claims (1)
定されており、前記支持台が、2MgO・SiO220〜
99モル%、ZrSiO480〜1モル%を主成分とし、
これにSiO2が20モル%以下添加されている磁器
よりなることを特徴とする磁器誘電体共振器を使
用した電子装置。 2 磁器誘電体共振器はグレーズで支持台に固定
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の磁器誘電体共振器を使用した電子装置。 3 電子装置は、磁器誘電体共振器を用いたフイ
ルタ、磁器誘電体共振器を用いた分波器、磁器誘
電体共振器を用いた発振器のいずれか一種である
特許請求の範囲第1項記載の磁器誘電体共振器を
使用した電子装置。[Claims] 1. A ceramic dielectric resonator is fixed to a base via a support, and the support is made of 2MgO・SiO 2 20~
The main component is 99 mol%, ZrSiO 4 80-1 mol%,
An electronic device using a porcelain dielectric resonator, characterized in that it is made of porcelain to which 20 mol% or less of SiO 2 is added. 2. Claim 1, characterized in that the ceramic dielectric resonator is fixed to a support base with a glaze.
An electronic device using the magnetic dielectric resonator described in 1. 3. The electronic device is any one of a filter using a magnetic dielectric resonator, a duplexer using a magnetic dielectric resonator, and an oscillator using a magnetic dielectric resonator, as described in claim 1. An electronic device using a magnetic dielectric resonator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9667080A JPS5721101A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Electronic device using porcelain dielectric substance resonator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9667080A JPS5721101A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Electronic device using porcelain dielectric substance resonator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS5721101A JPS5721101A (en) | 1982-02-03 |
JPS6161561B2 true JPS6161561B2 (en) | 1986-12-26 |
Family
ID=14171235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9667080A Granted JPS5721101A (en) | 1980-07-14 | 1980-07-14 | Electronic device using porcelain dielectric substance resonator |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5721101A (en) |
Families Citing this family (5)
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---|---|---|---|---|
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JPH02150808U (en) * | 1989-05-22 | 1990-12-27 | ||
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US5585331A (en) * | 1993-12-03 | 1996-12-17 | Com Dev Ltd. | Miniaturized superconducting dielectric resonator filters and method of operation thereof |
-
1980
- 1980-07-14 JP JP9667080A patent/JPS5721101A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
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