JPS6166308A - 誘電体磁器 - Google Patents
誘電体磁器Info
- Publication number
- JPS6166308A JPS6166308A JP18710084A JP18710084A JPS6166308A JP S6166308 A JPS6166308 A JP S6166308A JP 18710084 A JP18710084 A JP 18710084A JP 18710084 A JP18710084 A JP 18710084A JP S6166308 A JPS6166308 A JP S6166308A
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- dielectric constant
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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。
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。
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／Ｒε（た
だし、ε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右利で
ある。
だし、ε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右利で
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６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 Ｏ，’ｅＢ ａ （Ｚ
ｎ＋、（Ｎ ｂ ＠Ｔ ａ）５．、） ０．等、良好
なマイクロ波特性を示す誘電体材料が開発されているが
、これら材料は：Ａ誘電率３０〜４０と小さく、１０Ｇ
Ｈｚ付近の周波数の共振器に使用する場合には直径５〜
６ｍａ＋、高さ２〜３■程度の大きさで済むが、これよ
り低い周波数、例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２０
ｓ厘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６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 Ｏ，’ｅＢ ａ （Ｚ
ｎ＋、（Ｎ ｂ ＠Ｔ ａ）５．、） ０．等、良好
なマイクロ波特性を示す誘電体材料が開発されているが
、これら材料は：Ａ誘電率３０〜４０と小さく、１０Ｇ
Ｈｚ付近の周波数の共振器に使用する場合には直径５〜
６ｍａ＋、高さ２〜３■程度の大きさで済むが、これよ
り低い周波数、例えば３ＧＨ２の共振器では直径が２０
ｓ厘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
れており、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０．− Ｔ ｉ Ｏ，
−ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９０のものが
得られるようになっている。しかしながら。
れており、Ｂ ａ Ｏ−Ｎ ｄ、０．− Ｔ ｉ Ｏ，
−ＰｂＯ系誘電体材料等では誘電率８０〜９０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
〜１３ｍ−前後となってしまう。あるいは、誘電率が１
００〜２３０と非常に高いＳｒＴ ｉ Ｏ３−Ｃａ Ｔ
ｉ Ｏ，−Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ ０３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〜−１５００ｐｐｍ／”Ｃとマイナス側に
大きく（したがって、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。
ことはできず、３ＧＨｚの共振器の大きさは直径が１２
〜１３ｍ−前後となってしまう。あるいは、誘電率が１
００〜２３０と非常に高いＳｒＴ ｉ Ｏ３−Ｃａ Ｔ
ｉ Ｏ，−Ｃａ Ｓ ｉ Ｔ ｉ ０３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〜−１５００ｐｐｍ／”Ｃとマイナス側に
大きく（したがって、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
波憤域でも：Ａ７ｍ率が高く、なおかつ：Ａ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。
波憤域でも：Ａ７ｍ率が高く、なおかつ：Ａ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
化セリウム、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
化セリウム、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、酸化セ
リウム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ＸＰ ｂ Ｏ＊ ｙ Ｃｅ
Ｏ，＊ ｚ Ｚ ｒ Ｏ，で表わしたときに組成範囲が
モル分率で ３６．３≦Ｘ≦６５．６ ０．１≦ｙ≦２４．３ ２４．３≦２≦５８．８ Ｘ＋ｙ十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、２〜４ＧＨ２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。
リウム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ＸＰ ｂ Ｏ＊ ｙ Ｃｅ
Ｏ，＊ ｚ Ｚ ｒ Ｏ，で表わしたときに組成範囲が
モル分率で ３６．３≦Ｘ≦６５．６ ０．１≦ｙ≦２４．３ ２４．３≦２≦５８．８ Ｘ＋ｙ十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、２〜４ＧＨ２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３６．３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゜６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３６．３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゜６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２４．３
モル％未満であると、得られる焼結体にクラックが入り
、逆に上記モル分率２が５８．８モル％を越えると焼結
不良の原因となる。
モル％未満であると、得られる焼結体にクラックが入り
、逆に上記モル分率２が５８．８モル％を越えると焼結
不良の原因となる。
さらに、上記酸化セリウムのモル分率ｙが０゜１モル％
未満であると、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２４．３モル％を越えると、誘電率が小さ
くなり過ぎる。
未満であると、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２４．３モル％を越えると、誘電率が小さ
くなり過ぎる。
本発明に係る誘電体磁器は、ＰｂＯ１Ｃｅ Ｏ，及びＺ
ｒＯ，の各原料粉末を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、これら原料扮末を
あらかし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成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＆散
する虞れがあるので、上記本焼成は、例えば圧力ｌＯＯ
〜２５０Ｋｇ／ｃｒｎ’、温度１２００〜１３００℃、
４〜１０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。
ｒＯ，の各原料粉末を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、これら原料扮末を
あらかし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成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＆散
する虞れがあるので、上記本焼成は、例えば圧力ｌＯＯ
〜２５０Ｋｇ／ｃｒｎ’、温度１２００〜１３００℃、
４〜１０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′＆赦してしまうと、得られる誘電体Ｉａ
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。
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酸化鉛、酸
化セリウム、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。
化セリウム、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，、ＣｅＯ，Ｌ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
。
、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対し、油
圧プレスによって１０００Ｋｇ／ｃｒｒｆの圧力で直径
２０ｍ５、厚さｉｏＩｌｍ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対し、油
圧プレスによって１０００Ｋｇ／ｃｒｒｆの圧力で直径
２０ｍ５、厚さｉｏＩｌｍの円板状に成形した。
この成形体を温度１２００〜１２５０℃、圧力１００〜
２５０Ｋｇ／ｃｍ’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ｚ３及び比較
例１〜比較例４）を得た。
２５０Ｋｇ／ｃｍ’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ｚ３及び比較
例１〜比較例４）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
Ｇ、Ｈ２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ε、無負荷Ｑ
、−２０〜＋ｓｏ’ｃの共振周波数の温度特性Ｓを求め
た。結果を次表に示す。
Ｇ、Ｈ２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ε、無負荷Ｑ
、−２０〜＋ｓｏ’ｃの共振周波数の温度特性Ｓを求め
た。結果を次表に示す。
なお、この表において、比較例１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。
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。
（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８．６
ｍｍ、高さ２．５４ｍ５に加工し、これと直径８．６ｍ
ａ＋、高さ１．１８ｍｍに加工した５ｒＴｉＯ７系の誘
電体磁器（Ｌ４電率ε＝２４５ 、無負荷Ｑ＝２３００
、τ４＝ １２６０ ｐｐｍ／”Ｃ）とを貼り合わせ
て、共振同波数３．０ＧＨｚで誘電率（＝１７０、無負
荷Ｑ＝ １１３０ 、 τｅ、＝ ８０ｐｐｍ＋／”Ｃ
（−２０〜６０℃）の誘電体共振器を得た。
ｍｍ、高さ２．５４ｍ５に加工し、これと直径８．６ｍ
ａ＋、高さ１．１８ｍｍに加工した５ｒＴｉＯ７系の誘
電体磁器（Ｌ４電率ε＝２４５ 、無負荷Ｑ＝２３００
、τ４＝ １２６０ ｐｐｍ／”Ｃ）とを貼り合わせ
て、共振同波数３．０ＧＨｚで誘電率（＝１７０、無負
荷Ｑ＝ １１３０ 、 τｅ、＝ ８０ｐｐｍ＋／”Ｃ
（−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
ｉ Ｏ２−Ｎ ｄ、ＬＯ，−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。
ｉ Ｏ２−Ｎ ｄ、ＬＯ，−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以下の低周波数領域
でも誘電損失が小さく、例えば実施例９はＩ Ｍ Ｈｚ
でｔａｎδが５×１０以下を示し、温度補償用コンデン
サとしても有用である。
でも誘電損失が小さく、例えば実施例９はＩ Ｍ Ｈｚ
でｔａｎδが５×１０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１本発明に係る誘電体
磁器は酸化鉛、酸化セリウム、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、酸化セリウム、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、酸化セリウム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
ＣｅＯ＿２・ｚＺｒＯ＿２で表わしたときに組成範囲が
モル分率で ３６．３≦ｘ≦６５．６ ０．１≦ｙ≦２４．３ ２４．３≦ｚ≦５８．８ 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 |
|---|---|---|---|
| JP18710084A JPS6166308A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 誘電体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18710084A JPS6166308A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 誘電体磁器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6166308A true JPS6166308A (ja) | 1986-04-05 |
Family
ID=16200101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18710084A Pending JPS6166308A (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | 誘電体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6166308A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP18710084A patent/JPS6166308A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0211371A2 (en) * | 1985-07-29 | 1987-02-25 | Sony Corporation | Dielectric porcelain |
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