JPS6348132B2 - - Google Patents
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- JPS6348132B2 JPS6348132B2 JP58113084A JP11308483A JPS6348132B2 JP S6348132 B2 JPS6348132 B2 JP S6348132B2 JP 58113084 A JP58113084 A JP 58113084A JP 11308483 A JP11308483 A JP 11308483A JP S6348132 B2 JPS6348132 B2 JP S6348132B2
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- dielectric
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- oxide
- dielectric constant
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- Expired
Links
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は酸化バリウム（BaO）、酸化チタン
（TiO2）、酸化サマリウム（Sm2O3）および酸化
ジルコニウム（ZrO2）の成分で構成される高周
波用誘電体磁器組成物に関するものである。 従来例の構成とその問題点 近年、波長が数センチメートル以下のマイクロ
波やミリ波（以下、これらをマイクロ波と総称す
る）を取扱う高周波回路技術の進展にともないこ
の回路を小形化することが積極的に進められてい
る。これまでは、この高周波回路には空胴共振
器、アンテナなどが使用されてきたがこれらの大
きさはマイクロ波の波長と同程度になるため小形
化に対する障害となつていた。これを解決するた
めに誘電率の大きい誘電体磁器を使用することに
よつて波長そのものを短縮する方法がとられてき
た。このような用途に適する材料としてはTiO2
系のものがよく使用され、たとえばTiO2−ZrO2
−SnO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3−2TiO2
系、最近ではBa（Zn1/3Ta2/3）O3−Ba（Zn1/3
Nb2/3）O3系などの誘電体磁器が知られている。
しかしながら、これらの材料で誘電体共振器を作
つた場合には比誘電率が30程度と低いため、たと
えば共振周波数が約11GHzのＸ帯の誘電体共振器
ではεr＝30の材料を使用した場合には直径5.6mm、
厚さ2.2mm程度の小さなユニツトになるが、周波
数が下つて2GHz程度のUHF帯での使用となると
同じεr＝30の材料のときには直径30.7mm、厚さ
12.3mm程度と形状が著しく大きくなる。ここで使
用する材料の比誘電率が80程度に大きくできれば
その大きさは直径18.8mm、厚さ7.5mm程度と小形
化することができるが、従来の材料ではこのよう
な要求を満足させることはできなかつた。 発明の目的 本発明は上記の欠点を改善するためになされた
ものであり、比誘電率と無負荷Ｑの向上と共振周
波数の温度係数が安定した値をもち、用途に応じ
てこの温度係数を広範囲に変化させうる誘電体磁
器を提供することを目的とするものである。 発明の構成 発明者らは前記の要望をみたす材料について
種々検討した結果、xBaO−yTiO2−zSm2O3で
表わされる組成において、５≦ｘ≦23（モル％）、
57≦ｙ≦82.5（モル％）、2.5≦ｚ≦37.5（モル％）、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100（モル％）の範囲にある主成分に
対してZrO2が５重量％以下添加含有されている
組成の磁器がすぐれた高周波用誘電体磁器になる
ことを見出した。 実施例の説明 出発原料には化学的に高純度のBaCO3、TiO2、
Sm2O3およびZrO2を所定の組成になるよう秤量
しめのうボールを備えたゴム内張りのボールミル
で純水とともに湿式混合した。この混合物をボー
ルミルからとり出して乾燥したのち、空気中にお
いて900℃の温度で２時間仮焼した。仮焼物は純
水とともに前記のボールミル中で湿式粉砕した。
粉砕泥しようを脱水乾燥したのち、粉末にバイン
ダとして濃度３％のポリビニールアルコール溶液
を８重量％添加して均質とし、さらに32メツシユ
のふるいを通して整粒した。整粒粉体は金型と油
圧プレスを用いて成形圧力800Kg／cm2で直径20mm、
厚さ約８mmの円板に成形した。成形体は高純度の
アルミナさや鉢の中に入れ、組成に応じて空気中
において1220〜1550℃の範囲内の温度で２時間保
持して焼成し、表に示す配合組成の誘電体磁器を
得た。この磁器素子を使用して誘電体共振器法に
よる測定から共振周波数と無負荷Ｑと比誘電率を
求めた。共振周波数の温度依存性は−30℃から70
℃の範囲で測定し温度係数τを求めた。共振周波
数は２〜4GHzであつた。これらの得られた実験
結果を表に示す。なお、表において＊印した試料
は本発明の範囲外の比較例であり、これ以外の試
料が本発明の範囲内の実施例である。
（TiO2）、酸化サマリウム（Sm2O3）および酸化
ジルコニウム（ZrO2）の成分で構成される高周
波用誘電体磁器組成物に関するものである。 従来例の構成とその問題点 近年、波長が数センチメートル以下のマイクロ
波やミリ波（以下、これらをマイクロ波と総称す
る）を取扱う高周波回路技術の進展にともないこ
の回路を小形化することが積極的に進められてい
る。これまでは、この高周波回路には空胴共振
器、アンテナなどが使用されてきたがこれらの大
きさはマイクロ波の波長と同程度になるため小形
化に対する障害となつていた。これを解決するた
めに誘電率の大きい誘電体磁器を使用することに
よつて波長そのものを短縮する方法がとられてき
た。このような用途に適する材料としてはTiO2
系のものがよく使用され、たとえばTiO2−ZrO2
−SnO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3−2TiO2
系、最近ではBa（Zn1/3Ta2/3）O3−Ba（Zn1/3
Nb2/3）O3系などの誘電体磁器が知られている。
しかしながら、これらの材料で誘電体共振器を作
つた場合には比誘電率が30程度と低いため、たと
えば共振周波数が約11GHzのＸ帯の誘電体共振器
ではεr＝30の材料を使用した場合には直径5.6mm、
厚さ2.2mm程度の小さなユニツトになるが、周波
数が下つて2GHz程度のUHF帯での使用となると
同じεr＝30の材料のときには直径30.7mm、厚さ
12.3mm程度と形状が著しく大きくなる。ここで使
用する材料の比誘電率が80程度に大きくできれば
その大きさは直径18.8mm、厚さ7.5mm程度と小形
化することができるが、従来の材料ではこのよう
な要求を満足させることはできなかつた。 発明の目的 本発明は上記の欠点を改善するためになされた
ものであり、比誘電率と無負荷Ｑの向上と共振周
波数の温度係数が安定した値をもち、用途に応じ
てこの温度係数を広範囲に変化させうる誘電体磁
器を提供することを目的とするものである。 発明の構成 発明者らは前記の要望をみたす材料について
種々検討した結果、xBaO−yTiO2−zSm2O3で
表わされる組成において、５≦ｘ≦23（モル％）、
57≦ｙ≦82.5（モル％）、2.5≦ｚ≦37.5（モル％）、
ｘ＋ｙ＋ｚ＝100（モル％）の範囲にある主成分に
対してZrO2が５重量％以下添加含有されている
組成の磁器がすぐれた高周波用誘電体磁器になる
ことを見出した。 実施例の説明 出発原料には化学的に高純度のBaCO3、TiO2、
Sm2O3およびZrO2を所定の組成になるよう秤量
しめのうボールを備えたゴム内張りのボールミル
で純水とともに湿式混合した。この混合物をボー
ルミルからとり出して乾燥したのち、空気中にお
いて900℃の温度で２時間仮焼した。仮焼物は純
水とともに前記のボールミル中で湿式粉砕した。
粉砕泥しようを脱水乾燥したのち、粉末にバイン
ダとして濃度３％のポリビニールアルコール溶液
を８重量％添加して均質とし、さらに32メツシユ
のふるいを通して整粒した。整粒粉体は金型と油
圧プレスを用いて成形圧力800Kg／cm2で直径20mm、
厚さ約８mmの円板に成形した。成形体は高純度の
アルミナさや鉢の中に入れ、組成に応じて空気中
において1220〜1550℃の範囲内の温度で２時間保
持して焼成し、表に示す配合組成の誘電体磁器を
得た。この磁器素子を使用して誘電体共振器法に
よる測定から共振周波数と無負荷Ｑと比誘電率を
求めた。共振周波数の温度依存性は−30℃から70
℃の範囲で測定し温度係数τを求めた。共振周波
数は２〜4GHzであつた。これらの得られた実験
結果を表に示す。なお、表において＊印した試料
は本発明の範囲外の比較例であり、これ以外の試
料が本発明の範囲内の実施例である。
【表】
＊ 本発明範囲外の比較例
表から明らかなように、本発明の範囲内の誘電
体磁器は比誘電率を大きく保ちながら無負荷Ｑを
大きくすることができる。また、安定した共振周
波数の温度特性を示すので本発明の誘電体磁器は
発振器や共振器などの温度依存性を安定化するの
に有用であり、さらに比誘電率が大きいことから
UHF帯での使用に適し、小形で高性能の電子回
路部品を作ることができる。 主成分組成の範囲を限定した理由を説明する
と、BaO量（ｘ）が23モル％より多かつたりあ
るいはTiO2量（ｙ）が57モル％より少なかつた
りあるいはSm2O3量（ｚ）が2.5モル％より少な
かつたりすると磁器の焼結が困難となり、無負荷
Ｑが低下して測定不能となるために、本発明の範
囲から除かれる。また、ｘが５モル％より少なか
つたりあるいはｚが37.5モル％より多かつたりす
ると磁器の焼結が不安定となるとともに無負荷Ｑ
が低下して測定不能となり、また、ｙが82.5モル
％より多くなると、磁器の焼結が不安定となると
ともに温度特性の変化が著しく大きくなるため
に、本発明の範囲から除かれる。 また、副成分のZrO2の添加量については、添
加量の増加とともに磁器の焼結温度を低下するこ
とができるとともに無負荷Ｑを大きくすることが
でき、また温度特性を変化させることができる
が、５重量％を越えて添加すると比誘電率と無負
荷Ｑの低下が著しくなるために本発明の範囲から
除かれる。 発明の効果 本発明の誘電体磁器組成物はマイクロ波周波数
帯において比誘電率が大きく、無負荷Ｑが大き
く、さらに共振周波数の温度係数が安定した値を
示すので発振器や共振器などの温度依存性を安定
化するのに有用である。また、比誘電率が大きい
ことからUHF帯での使用に適し、小形で高性能
の電子回路部品を作ることができる。さらに、材
料の組成を変えることによつて所望の共振周波数
の温度係数を選らぶことができるので、誘電体共
振器を組立てたとき周囲の金属板による温度特性
におよぼす影響をなくする温度補償作用をもたせ
ることができる。また、本発明の誘電体磁器組成
物は誘電体共振器のみならず、マイクロ波用の基
板や誘電体調整棒などの用途にも有用な素材を提
供することができ、工業的に利用価直の大きいも
のである。
表から明らかなように、本発明の範囲内の誘電
体磁器は比誘電率を大きく保ちながら無負荷Ｑを
大きくすることができる。また、安定した共振周
波数の温度特性を示すので本発明の誘電体磁器は
発振器や共振器などの温度依存性を安定化するの
に有用であり、さらに比誘電率が大きいことから
UHF帯での使用に適し、小形で高性能の電子回
路部品を作ることができる。 主成分組成の範囲を限定した理由を説明する
と、BaO量（ｘ）が23モル％より多かつたりあ
るいはTiO2量（ｙ）が57モル％より少なかつた
りあるいはSm2O3量（ｚ）が2.5モル％より少な
かつたりすると磁器の焼結が困難となり、無負荷
Ｑが低下して測定不能となるために、本発明の範
囲から除かれる。また、ｘが５モル％より少なか
つたりあるいはｚが37.5モル％より多かつたりす
ると磁器の焼結が不安定となるとともに無負荷Ｑ
が低下して測定不能となり、また、ｙが82.5モル
％より多くなると、磁器の焼結が不安定となると
ともに温度特性の変化が著しく大きくなるため
に、本発明の範囲から除かれる。 また、副成分のZrO2の添加量については、添
加量の増加とともに磁器の焼結温度を低下するこ
とができるとともに無負荷Ｑを大きくすることが
でき、また温度特性を変化させることができる
が、５重量％を越えて添加すると比誘電率と無負
荷Ｑの低下が著しくなるために本発明の範囲から
除かれる。 発明の効果 本発明の誘電体磁器組成物はマイクロ波周波数
帯において比誘電率が大きく、無負荷Ｑが大き
く、さらに共振周波数の温度係数が安定した値を
示すので発振器や共振器などの温度依存性を安定
化するのに有用である。また、比誘電率が大きい
ことからUHF帯での使用に適し、小形で高性能
の電子回路部品を作ることができる。さらに、材
料の組成を変えることによつて所望の共振周波数
の温度係数を選らぶことができるので、誘電体共
振器を組立てたとき周囲の金属板による温度特性
におよぼす影響をなくする温度補償作用をもたせ
ることができる。また、本発明の誘電体磁器組成
物は誘電体共振器のみならず、マイクロ波用の基
板や誘電体調整棒などの用途にも有用な素材を提
供することができ、工業的に利用価直の大きいも
のである。
Claims (1)
- １ 酸化バリウムと酸化チタンと酸化サマリウム
と酸化すずからなる誘電体磁器で、その主成分組
成式をxBaO−yTiO2−zSm2O3と表わしたとき、
ｘ、ｙ、ｚが５≦ｘ≦23（モル％）、57≦ｙ≦82.5
（モル％）、2.5≦ｚ≦37.5（モル％）、ｘ＋ｙ＋ｚ
＝100（モル％）の範囲にあり、この主成分に対し
てZrO2が５重量％以下添加含有されていること
を特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11308483A JPS603801A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11308483A JPS603801A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS603801A JPS603801A (ja) | 1985-01-10 |
| JPS6348132B2 true JPS6348132B2 (ja) | 1988-09-27 |
Family
ID=14603072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11308483A Granted JPS603801A (ja) | 1983-06-22 | 1983-06-22 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS603801A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69217033T2 (de) * | 1991-08-09 | 1997-08-14 | Tdk Corp | Dielektrisches material für hochfrequenz und daraus hergestellter resonator und dessen herstellung |
| JP3840869B2 (ja) | 1999-10-28 | 2006-11-01 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54125499A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Nichicon Capacitor Ltd | Reduction type semiconductor porcelain composition |
| JPS5715309A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dielectric porcelain composition |
-
1983
- 1983-06-22 JP JP11308483A patent/JPS603801A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54125499A (en) * | 1978-03-23 | 1979-09-28 | Nichicon Capacitor Ltd | Reduction type semiconductor porcelain composition |
| JPS5715309A (en) * | 1980-07-01 | 1982-01-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dielectric porcelain composition |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS603801A (ja) | 1985-01-10 |
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