JPS63100058A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPS63100058A JPS63100058A JP61246325A JP24632586A JPS63100058A JP S63100058 A JPS63100058 A JP S63100058A JP 61246325 A JP61246325 A JP 61246325A JP 24632586 A JP24632586 A JP 24632586A JP S63100058 A JPS63100058 A JP S63100058A
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Landscapes
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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、誘電体磁器組成物に関し、より詳細にはマイ
クロ波領域の共振器や回路基板材料として適した誘電体
磁器組成物に関する。
クロ波領域の共振器や回路基板材料として適した誘電体
磁器組成物に関する。
（従来の技術）
近年、自動車電話・コードレステレホン・パーソナル無
線機・衛星放送受信機の実用化に伴うマイクロ波回路の
ＩＣ化への発展・ガン発振器の利用範囲の拡大、ガリウ
ムヒ素電界効果型トランジスタ（ＧａＡｓＦＥＴ）使用
の発振器への応用等マイクロ波領域で誘電体磁器が広（
使用されている。
線機・衛星放送受信機の実用化に伴うマイクロ波回路の
ＩＣ化への発展・ガン発振器の利用範囲の拡大、ガリウ
ムヒ素電界効果型トランジスタ（ＧａＡｓＦＥＴ）使用
の発振器への応用等マイクロ波領域で誘電体磁器が広（
使用されている。
この様な高周波用誘電体磁器は主に共振器に用いられる
が、そこに要求される特性として、（１）誘電体中では
電磁波の波長が１／ Ｊ’ｒ ＜但し、εｒは誘電率）
に短縮され、同じ共振周波数ならば誘電率が大きい程小
型化できるため、可能な限り誘電率が大であること、（
２）高周波での誘電損失が小なること、（３）共振周波
数の温度に対する変化が少ないこと、即ち誘電率の温度
依存性が小さくかつ安定であること、以上の３特性が挙
げられる。またマイクロ波領域でも自動車電話、パーソ
ナル無線、コードレステレホン等に用いられる比較的低
周波数帯域とされるＩＧＨｚ程度であれば、これに適用
する場合波長がかなり大となるため、小型化を図るには
誘電率がかなり高いものを必要とする。
が、そこに要求される特性として、（１）誘電体中では
電磁波の波長が１／ Ｊ’ｒ ＜但し、εｒは誘電率）
に短縮され、同じ共振周波数ならば誘電率が大きい程小
型化できるため、可能な限り誘電率が大であること、（
２）高周波での誘電損失が小なること、（３）共振周波
数の温度に対する変化が少ないこと、即ち誘電率の温度
依存性が小さくかつ安定であること、以上の３特性が挙
げられる。またマイクロ波領域でも自動車電話、パーソ
ナル無線、コードレステレホン等に用いられる比較的低
周波数帯域とされるＩＧＨｚ程度であれば、これに適用
する場合波長がかなり大となるため、小型化を図るには
誘電率がかなり高いものを必要とする。
従来、この種の誘電体磁器としては、例えば、Ｂａ０−
ＴｉＯｚ系材料、Ｂａ０−ＲＥＯ−ＴｉＯｚ （但し、
ＲＥＯは希土類元素の酸化物、以下同様）系材料及び（
ＢａＳｒＣａ） （ＺｒＴｉ）０３系材料などが知られ
ている。
ＴｉＯｚ系材料、Ｂａ０−ＲＥＯ−ＴｉＯｚ （但し、
ＲＥＯは希土類元素の酸化物、以下同様）系材料及び（
ＢａＳｒＣａ） （ＺｒＴｉ）０３系材料などが知られ
ている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかし乍ら、Ｂａｄ−Ｔｉｌｔ系材料及び（ＢａＳｒＣ
ａ） （ＺｒＴｉ）０．系材料は、４〜１０ＧＨｚの高
周波数帯域では非常に優れた低い誘電損失を有するもの
の、誘電率が２９〜４０と低く、特にＩＧＨｚ程度の周
波数帯では小型化するには実用上問題が生じる。また誘
電率を上げると共振周波数の温度特性或いは誘電損失が
掻端に劣化する傾向がある。
ａ） （ＺｒＴｉ）０．系材料は、４〜１０ＧＨｚの高
周波数帯域では非常に優れた低い誘電損失を有するもの
の、誘電率が２９〜４０と低く、特にＩＧＨｚ程度の周
波数帯では小型化するには実用上問題が生じる。また誘
電率を上げると共振周波数の温度特性或いは誘電損失が
掻端に劣化する傾向がある。
また、Ｂａ０−ＲＥＯ−ＴｉＯ□系材料については、系
統的実験の報告［Ｒ，Ｌ、Ｂｏｌｔｏｎ、 ”Ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｃｅｒ
ａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｙ
ｓｔｅｍ Ｂａｒｉａ−Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ ０ｘｉ
ｄｅ−Ｔｉｔａｎｉａ ” ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ、Ｕ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ １１１ｉｎｏｉｓ−Ｕｒｂ
ａｎａ、１９６８．及びり、Ｋｏｌｏｒ ｅｔａｌ、、
Ｂｅｒ Ｄｅｕｔｓｃｈ Ｋｅｒａｍ、Ｇｅｓ、、５５
．３４６〜３４８（１９７８）］があるが、これらはい
ずれもＩＭＨｚでの測定であり、ＩＧＨｚ程度の高周波
数帯域における応用は意図してなかった。これを誘電体
共振器として使用した場合、誘電率が７０〜８０と大き
く、また誘電損失も小さいが、誘電率の温度係数がＮ１
００〜ＮＮ１５０ｐｐ／’Ｃ（但しＮはネガティブ）と
Ｎ側に非常に大きく、共振周波数の温度係数τｆがＰ（
ポジティブ）側に大きくなってしまい、例えばパーソナ
ル無線機等のバンドパスフィルターに使用された場合に
は、送受信帯域が温度変化により指定された周波数域か
らはずれてしまうことになり、隣接する周波数域に入り
込んでしまい、送受信に困難が生じ、実用上問題があっ
た。またτｆをＮＰＯ（０方向）へ修正するため、例え
ばＮｄ２Ｏ３量を増加させたとしても、誘電率が低下し
たり、誘電損失が増加し、上記３特性を兼備した高周波
用誘電体磁器組成物は未だ開発されていないのが実状で
あった。
統的実験の報告［Ｒ，Ｌ、Ｂｏｌｔｏｎ、 ”Ｔｅｍ
ｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｃｅｒ
ａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｙ
ｓｔｅｍ Ｂａｒｉａ−Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ ０ｘｉ
ｄｅ−Ｔｉｔａｎｉａ ” ＰｈＤ Ｔｈｅｓｉｓ、Ｕ
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ １１１ｉｎｏｉｓ−Ｕｒｂ
ａｎａ、１９６８．及びり、Ｋｏｌｏｒ ｅｔａｌ、、
Ｂｅｒ Ｄｅｕｔｓｃｈ Ｋｅｒａｍ、Ｇｅｓ、、５５
．３４６〜３４８（１９７８）］があるが、これらはい
ずれもＩＭＨｚでの測定であり、ＩＧＨｚ程度の高周波
数帯域における応用は意図してなかった。これを誘電体
共振器として使用した場合、誘電率が７０〜８０と大き
く、また誘電損失も小さいが、誘電率の温度係数がＮ１
００〜ＮＮ１５０ｐｐ／’Ｃ（但しＮはネガティブ）と
Ｎ側に非常に大きく、共振周波数の温度係数τｆがＰ（
ポジティブ）側に大きくなってしまい、例えばパーソナ
ル無線機等のバンドパスフィルターに使用された場合に
は、送受信帯域が温度変化により指定された周波数域か
らはずれてしまうことになり、隣接する周波数域に入り
込んでしまい、送受信に困難が生じ、実用上問題があっ
た。またτｆをＮＰＯ（０方向）へ修正するため、例え
ばＮｄ２Ｏ３量を増加させたとしても、誘電率が低下し
たり、誘電損失が増加し、上記３特性を兼備した高周波
用誘電体磁器組成物は未だ開発されていないのが実状で
あった。
（発明の目的）
本発明は上記の欠点に鑑み案出されたもので、共振器の
小型化を可能とするため、誘電率が高く（７０以上）、
可能な限り誘電損失を低く誘電率の温度依存性が小さく
かつ安定で、誘電体共振器の共振周波数の温度依存性が
小さくかつ安定な高周波用誘電体磁器組成物を提供せん
とするものである。
小型化を可能とするため、誘電率が高く（７０以上）、
可能な限り誘電損失を低く誘電率の温度依存性が小さく
かつ安定で、誘電体共振器の共振周波数の温度依存性が
小さくかつ安定な高周波用誘電体磁器組成物を提供せん
とするものである。
（問題点を解決するための手段）
本発明者は上記問題点に対し、研究を重ねた結果、Ｂａ
ｄ、 Ｎｄ２Ｏ３＋ ＴｘＯｚ＋ Ｂｌ ｚＯｚから成
る系に対しＭｎを添加することによって高誘電率を有し
、誘電率の温度依存性、共振器における共振周波数の温
度依存性の小さい、高Ｑ値の誘電体磁器組成物が得られ
ることを知見し、本発明に至った。
ｄ、 Ｎｄ２Ｏ３＋ ＴｘＯｚ＋ Ｂｌ ｚＯｚから成
る系に対しＭｎを添加することによって高誘電率を有し
、誘電率の温度依存性、共振器における共振周波数の温
度依存性の小さい、高Ｑ値の誘電体磁器組成物が得られ
ることを知見し、本発明に至った。
即ち、本発明によれば、
組成式が
ｘ ＢａＯ・ｙ Ｎｄ２Ｏ３・ｚ ＴｉＯ２・ｗ Ｂｉ
ｚＯ：＋式中 ０．１１０ Ｓ ｘ≦０．１７００．１
２０≦ｙ≦０．１８５ ０．６３０≦ｚ≦０．７１０ ０．０２０≦−≦０．０９０ Ｘ ＋ｙ ＋ｚ ＋Ｈ＝１ で示される主成分に対し、Ｍｎを０．００３乃至０．３
重量％の範囲で含有させたことを特徴とする誘電体磁器
組成物が提供される。
ｚＯ：＋式中 ０．１１０ Ｓ ｘ≦０．１７００．１
２０≦ｙ≦０．１８５ ０．６３０≦ｚ≦０．７１０ ０．０２０≦−≦０．０９０ Ｘ ＋ｙ ＋ｚ ＋Ｈ＝１ で示される主成分に対し、Ｍｎを０．００３乃至０．３
重量％の範囲で含有させたことを特徴とする誘電体磁器
組成物が提供される。
以下、本発明を詳述する。
本発明者は先にＢａ０−ＲＥＯ−ＴｉＯｚ系材料におい
てＲＥＯとしてＮｄ２Ｏ３を選択し、その温度特性を改
質するため（誘電率の温度特性をＰ側に、すなわち誘電
体共振器として使用した場合、共振周波数の温度係数τ
ｆをＮ側に移行させる） 、Ｂｉｇ（ｈを添加すること
により高誘電率で、温度特性が改善されることを提案し
た。本発明はこの提案を基本とするものであり、ＢａＯ
，Ｔｉ０ｚ＋Ｎｄ、Ｏ，、ＢｉｚＯ３系を主体とする誘
電体に対し、マンガン（Ｍｎ）を添加することによりＱ
値を大幅に改善するとともに誘電率をもさらに向上させ
たものである。しかも、Ｍｎの添加によって実用上Ｔｉ
Ｏ２が許容される範囲を拡大することができるものであ
る。
てＲＥＯとしてＮｄ２Ｏ３を選択し、その温度特性を改
質するため（誘電率の温度特性をＰ側に、すなわち誘電
体共振器として使用した場合、共振周波数の温度係数τ
ｆをＮ側に移行させる） 、Ｂｉｇ（ｈを添加すること
により高誘電率で、温度特性が改善されることを提案し
た。本発明はこの提案を基本とするものであり、ＢａＯ
，Ｔｉ０ｚ＋Ｎｄ、Ｏ，、ＢｉｚＯ３系を主体とする誘
電体に対し、マンガン（Ｍｎ）を添加することによりＱ
値を大幅に改善するとともに誘電率をもさらに向上させ
たものである。しかも、Ｍｎの添加によって実用上Ｔｉ
Ｏ２が許容される範囲を拡大することができるものであ
る。
従って、本発明における誘電体磁器組成物は組成式
％式％
式中
０．１１０≦ Ｘ≦ ０．１７０
０．１２０≦ ｙ≦ ０．１８５
０．６３０≦ ２≦ ０．７１０
０．０２０≦ −≦ ０．０９０
）（＋ｙ ＋ｚ ＋ｗ ＝１
で示される主成分に対し、Ｍｎを０．００３乃至０．３
重量％、好ましくは０．００１乃至０．２重量％の量で
配合するものである。各成分を上記の数値範囲に限定し
た理由はｘ＞０．１７０の場合は共振周波数の温度係数
τｆがＰ側に大となり、Ｑ値が小となり、ｘ ＜０．１
１０の場合はＱ値が小さくなる。ｙ ＞０．１８５では
誘電率が小となり、ｙ ＜０．１２０ではＱ値が小とな
りτｆがＰ側に大となる。ｚ ＞０．７１０ではτｆが
Ｐ側に大となり、ｚ ＜０．６３０でもτｆがＰ側に大
となり、誘電率も小さくなる。−＞０．０９０の場合は
Ｑ値及び誘電率が小となり、Ｗ ＜０．０２０ではτｆ
がＰ側に大となる。一方ＭｎＯ量においては上記範囲外
ではＱ値が小さり、Ｍｎ添加によるＱ値向上の効果が認
められない。
重量％、好ましくは０．００１乃至０．２重量％の量で
配合するものである。各成分を上記の数値範囲に限定し
た理由はｘ＞０．１７０の場合は共振周波数の温度係数
τｆがＰ側に大となり、Ｑ値が小となり、ｘ ＜０．１
１０の場合はＱ値が小さくなる。ｙ ＞０．１８５では
誘電率が小となり、ｙ ＜０．１２０ではＱ値が小とな
りτｆがＰ側に大となる。ｚ ＞０．７１０ではτｆが
Ｐ側に大となり、ｚ ＜０．６３０でもτｆがＰ側に大
となり、誘電率も小さくなる。−＞０．０９０の場合は
Ｑ値及び誘電率が小となり、Ｗ ＜０．０２０ではτｆ
がＰ側に大となる。一方ＭｎＯ量においては上記範囲外
ではＱ値が小さり、Ｍｎ添加によるＱ値向上の効果が認
められない。
本発明におけるＭｎ添加は、特に化合物として添加する
ことが望ましく、例えばＭｎＣ０：＋＋ ＭｎＯ，Ｍｎ
ＣｚＯ４、ＭｎＣ１ｚ、Ｍｎ０ｚ、Ｍｎ（ＮＯ＋八Ｍへ
５Ｏｎの形で添加される。
ことが望ましく、例えばＭｎＣ０：＋＋ ＭｎＯ，Ｍｎ
ＣｚＯ４、ＭｎＣ１ｚ、Ｍｎ０ｚ、Ｍｎ（ＮＯ＋八Ｍへ
５Ｏｎの形で添加される。
なお、これら化合物として添加する場合の添加量はＭｎ
原子の量が前述した範囲内になるように添加すれば良い
。
原子の量が前述した範囲内になるように添加すれば良い
。
以下、本発明を次の例で説明する。
（１）誘電体磁器の調製
■高純度の炭酸バリウム（ＢａＣＯ：＋） 、酸化ネオ
ジウム（Ｎｄ！０３）、酸化チタン（Ｔｉ（ｈ）及び酸
化ビスマス（Ｂｉｚ０３）およびＭｎＣＯ３を夫々第１
表に示すｘ 、 ｙ 、 ｚ。
ジウム（Ｎｄ！０３）、酸化チタン（Ｔｉ（ｈ）及び酸
化ビスマス（Ｂｉｚ０３）およびＭｎＣＯ３を夫々第１
表に示すｘ 、 ｙ 、 ｚ。
Ｗ及びｔの比率で秤量した。
■上記出発原料をボールミルにて一昼夜湿式混合して乾
燥した。
燥した。
■上記混合物を９００℃で２時間仮焼した。この仮焼に
よって実質的にＢｉ ｔ（ｈは旧Ｔｉ３ｙ＜０３の形で
Ｂａ０−Ｎｄ２Ｏ２−ＴｉＯｔの系中に添加されたこと
になる。
よって実質的にＢｉ ｔ（ｈは旧Ｔｉ３ｙ＜０３の形で
Ｂａ０−Ｎｄ２Ｏ２−ＴｉＯｔの系中に添加されたこと
になる。
■仮焼された混合物をボールミルにて一昼夜湿式粉砕し
て乾燥した。
て乾燥した。
■上記乾燥粉末に約１重量％のバインダーを添加して整
粒した。
粒した。
■約８００Ｋｇ／ｃ１１＋”の圧力で成型し、１２００
〜１４５０℃で約２時間空気中にて焼成した。
〜１４５０℃で約２時間空気中にて焼成した。
（１１）特性の測定
得られた誘電体磁器を誘電体円柱共振器法（ポストレゾ
ネータ法）によって共振周波数２．５〜３゜０ＧＨｚに
て誘電率、誘！損失及び共振周波数の温度係数について
測定した。
ネータ法）によって共振周波数２．５〜３゜０ＧＨｚに
て誘電率、誘！損失及び共振周波数の温度係数について
測定した。
結果は第１表に示す。
第 １ 表
本 本発明のｍ外の試料である。
第１表から明らかなように１５と１１１ＩＩＬ６あるい
は１１ｈ７と隘８との比較からもわかるように誘電率、
共振周波数の温度特性τｆはほとんど変化ないがＭｎの
添加によってＱ値が掻めて高くなることが理解される。
は１１ｈ７と隘８との比較からもわかるように誘電率、
共振周波数の温度特性τｆはほとんど変化ないがＭｎの
添加によってＱ値が掻めて高くなることが理解される。
なお、Ｍｎが０．３重量％を超えるとＱ値開上の効果は
極端に低下する傾向にある。
極端に低下する傾向にある。
なお、胤１３〜隘２０に示したように、主成分組成にお
けるｘ、ｙ、ｚ、ｗが前述した範囲からはずれると、い
ずれも誘電損失が大きくなりＱ値が低下したり、あるい
は誘電率の低下、τｆの増大等が生じ、満足する結果が
得られない。
けるｘ、ｙ、ｚ、ｗが前述した範囲からはずれると、い
ずれも誘電損失が大きくなりＱ値が低下したり、あるい
は誘電率の低下、τｆの増大等が生じ、満足する結果が
得られない。
本発明の誘電体では特性の上で誘電率ε〉７０、Ｑ ＞
５００ 、τｆ〈３０が達成された。
５００ 、τｆ〈３０が達成された。
以上詳述したように、本発明によれば、ＢａＯ，Ｎｄ２
Ｏ３、ＴｉＯ２＋Ｂｉｚｏ＋を主成分とする組成に対し
所定の量でＭｎを加えることによりＱ値を改善するとと
もに高誘電率で共振周波数の温度依存性の小さい誘電体
が得られる。それによってＩＧＨｚ程度の共振器の小型
化が充分に可能となり、しかもＭｎ無添加の場合と比較
して満足するべき各成分の組成範囲において特にＴｉＯ
□の量においてその許容量を拡大できることから調合の
際の誤差に伴う製品としての特性の不安定さを解消する
ことができる。
Ｏ３、ＴｉＯ２＋Ｂｉｚｏ＋を主成分とする組成に対し
所定の量でＭｎを加えることによりＱ値を改善するとと
もに高誘電率で共振周波数の温度依存性の小さい誘電体
が得られる。それによってＩＧＨｚ程度の共振器の小型
化が充分に可能となり、しかもＭｎ無添加の場合と比較
して満足するべき各成分の組成範囲において特にＴｉＯ
□の量においてその許容量を拡大できることから調合の
際の誤差に伴う製品としての特性の不安定さを解消する
ことができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 組成式が ｘＢａＯ・ｙＮｄ＿２Ｏ＿３・ｚＴｉＯ＿２・ｗＢｉ＿
２Ｏ＿３、式中０．１１０≦ｘ≦０．１７０ ０．１２０≦ｙ≦０．１８５ ０．６３０≦ｚ≦０．７１０ ０．０２０≦ｗ≦０．０９０ ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝１ で示される主成分に対し、Ｍｎを０．００３乃至０．３
重量％の範囲で含有させ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 |
|---|---|---|---|
| JP61246325A JPH0825794B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246325A JPH0825794B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100058A true JPS63100058A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH0825794B2 JPH0825794B2 (ja) | 1996-03-13 |
Family
ID=17146880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61246325A Expired - Lifetime JPH0825794B2 (ja) | 1986-10-16 | 1986-10-16 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0825794B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991001047A1 (fr) * | 1989-07-07 | 1991-01-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Filtre de microbandes d'hyperfrequences du type a compensation thermique |
| US5376603A (en) * | 1991-10-14 | 1994-12-27 | Kyocera Corporation | Dielectric ceramic for microwaves |
-
1986
- 1986-10-16 JP JP61246325A patent/JPH0825794B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991001047A1 (fr) * | 1989-07-07 | 1991-01-24 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Filtre de microbandes d'hyperfrequences du type a compensation thermique |
| US5235298A (en) * | 1989-07-07 | 1993-08-10 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Temperature compensated stripline filter for microwaves |
| US5376603A (en) * | 1991-10-14 | 1994-12-27 | Kyocera Corporation | Dielectric ceramic for microwaves |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0825794B2 (ja) | 1996-03-13 |
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