JPH02271956A - 高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高周波領域において、高いＱ値を有する高周
波用誘電体磁器組成物、及び、その製造方法に関するも
のである。

誘電体磁器組成物はマイクロ波やミリ波など高周波領域
において誘電体共振器として、帯域阻止フィルタや局部
発振器などに組み込まれ、高周波蒙域における通信機器
の小型化や、発振周波数の温度安定化などに貢献してい
る。またマイクロ波回路基板としての応用にも使われて
いる。

従来の技術 一般に高周波帯において使用される誘電体材料に求めら
れる特性は、高い誘電率、高いＱ値をもち、しかも共振
周波数の温度係数の絶対値が小さいことが求められてい
る。従来、この種の材料としてはＢａＯ−ＴｉＯ２系、
ＺｒＯ２−９ｎ０２−Ｔｉｏ２系、Ｂａ（Ｚｎ、丁ａ）
０３−Ｈａ（Ｚｎ、Ｎｂ）０３系などがある。

これらの材料からなる誘電体磁器は１０　ＧＨｚのマイ
クロ波において、無負荷Ｑが３，０００〜ｓ、ｏｏｏ、
誘電率が２０〜８０程度であり、共振周波数の温度係数
の絶対値は±５　ｐｐｍ／”Ｃ以内に制御されている。

発明が解決しようとする課題 しかし、最近では通信において、使用する周波数がさら
に高周波へと移ってきており、これに対応し、さらに高
いＱ値をもつ材料が要求されている。この高いＱ値をも
つ材料としては、Ｂａ（Ｍｇ、Ｔａ）０３が知られてい
るが、この材料は通信機器の温度補償のための共振周波
数の温度係数を任意にコントロールできないという欠点
を有する。

課題を解決するための手段 そこで、本発明は、上記課題を解決するものとして、 （１）一般式〇ａ（Ｓ”ｘ）ＩｇｙＴａｚ）０７／２−
ｘ／２−３ｙ／２と表したとき、ｘ、ｙ、ｚが０．１≦
ｘ≦０．２　、０．２８≦ｙ≦０．３　、０．５３≦ｚ
≦０．６（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝　１）の範囲にあり、Ｐ
（リン）を０．ＯＱ５〜０．３　ｗｔ％含有してなる高
周波用誘電体磁器組成物。

（２）　Ｂａ、　Ｓｎ、　Ｍｇ、　Ｔａからなる化合物
を、組成が一般式Ｂａ　（Ｓｎ、Ｍｇ、〒ａｚ）０７／
２−ｉ／２−３７／２と表したとき、ｘ、　ｙ、　ｚが
０．１≦ｘ≦０．２　、０．２８≦ｙ≦０．３ｙ０．５
３≦ｚ≦０．６（ただしＸ＋Ｙ＋Ｚ＝１）となるように
配合し、仮焼により複合ペロブスカイト構造を有する酸
化物粉末とした後、リン酸水溶液で処理することにより
Ｐ（リン）を均一添加し、所定の形状に成形後、　１３
００℃〜１７００℃の温度範囲で焼成することにより、
誘電体磁器組成物を得ることを特徴とする高周波用誘電
体磁器組成物の製造方法。

を提供するものである。

作用 上記、高周波用誘電体磁器組成物によれば、ｘ、ｙ、２
の値を変えることにより、共振周波数の温度係数τｆを
任意にコントロールすることができ、ざらにＰ（リン）
を含有させることで高いＱ値を実現するものである。

ここでＢａ（Ｓｎ、Ｍｇ２Ｔａｚ）０７／２−ｘ／２−
３７／２において・ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ０．１≦ｘ≦
０．２．０．２８≦ｙ≦０．３ｙ０．５３≦ｚ≦０．６
の範囲に限定したのは次の理由による。

すなわちＸを０．１〜０．２の範囲にしたのは。

０．１未満であると焼結が困難となり、０．２を超える
とＱ値が低下するからであり、ｙを０．２６〜０．３の
範囲にしたのは０．２６未満ではＱ値が低下し、共振周
波数の温度係数τｆが正に大きくなりすぎるからであり
、０．３を超えると焼結が困難となるからである。さら
に、２を０．５３〜０．６の範囲とするのは、０．５３
未満、０．６を越えるとＱが低下するためである。

また、Ｂａ（ＳｌｘＭｇ７Ｔａｚ）０７／２−ｘ／２−
３！／２にＰ（す７）を添加するのはＱ値を高めること
にあるが、Ｐ（リン）を０．００５〜ＯＪ　ｗｔ％とし
たのは０．００５　ｗｔ％未満、０．３　ｗｔ％超を含
有させてもＱ値の向上に効果がないからである。

次に製造方法について説明する０本発明による高周波用
誘電体磁器組成物はＢａ、　Ｓｎ、　Ｍｇ、　Ｔａの炭
酸塩あるいは酸化物などの出発原料を混合して仮焼した
後粉砕、成形、１３００℃〜１７００℃の温度で焼成し
て得ることができる。

ここで、仮焼条件については特に限定しないが、温度が
低すぎると、未反応相などの他組成が残存し、また温度
が高すぎると、粒度が大きくなり、粉砕が難しくなる。

また焼成の温度範囲を１３００℃〜１７００℃と限定し
たのは、１３００℃未満だと焼結が困難となり、１７０
０℃超だと部分的に溶融が起きてしまうからである。

Ｐ（リン）は原料粉の段階で酸化物の形で添加するか、
あるいは混合粉、仮焼粉の段階で添加することができる
。特に、仮焼粉に対してリン酸水溶液の形で添加する方
法がＰ（リン）の−様な添加効果、かつ高Ｑ値の高周波
用誘電体磁器組成物を得るために有効である。

また、出発原料を共振法や、アルコキシド法など各種製
造方法により作り、それらを仮焼することにより目的と
する複合ペロブスカイト構造を有する酸化物粉体とした
後、リン酸水溶液を添加することでＰ（リン）を添加し
、最終的に目的とする高周波用誘電体磁器組成物を得る
ことも可能である。

リン酸水溶液を用いた本方法によるＰ（リン）の添加量
の制御については、最終的に得られた焼結体を粉砕し、
化学的に元素分析することにより、所望のＰ（リン）の
添加量が精度よく添加されていることを確認法であり、
その制御は容易である。

実施例 以下この発明を実施例にて詳細に説明する。

原料として高純度のＢａＣＯ３，５ｎ０２　、　ｘｇｃ
ｏ３、Ｔａ２０５の各炭酸塩、酸化物を用い、所定の組
成に秤量し、エタノールを媒体としてボールミルにて１
６時間、湿式混合した。乾燥後、　１２５０℃、４時間
の仮焼を行い複合ペロプスカイト酸化物の単一相とした
。

次に所定量のＰ（リン）をリン酸水溶液として用意し、
これに所定量の仮焼粉を加え、均一に超音波分散し、ロ
ータリーエバポレータにより乾燥した。

次にこの粉体にバインダーを添加し、２０００ｋｇｆ／
ｃｍ２の圧力で直径１０腸層、高さ５１１１１１に成形
した。この成形体を１６００℃で所定時間焼成し１本発
明の誘電体磁器組成の焼結体を得た。こうして得られた
焼結体を、ネットワークアナライザーを用い、誘電体円
柱共振器法により、Ｑ値（ａｔ　ｌ０Ｇ）Ｉｚ）、誘電
率、τｆを測定した。その結果を第１表に示す。

なお第１表中木印のものは比較のための不例である。

（以下余白） 第１表 第１表において試料番号ｌ、２．２２．２３はＸ。

ｙ、ｚが発明の範囲外であり、焼結が困難であるか特性
が良くケいものである。試料番号３，８．９．１４．１
５．２０はＰ（リン）の添加量が発明の範囲外であり添
加効果のないものである。

発明の効果 以上のように本発明により、高周波において、従来にな
い高いＱ値をもつ高周波用誘電体磁器組成物を得ること
ができる。そして組成によって共振周波数の温度係数を
任意にコントロールすることができる。

従って、この発明により、誘電体共振器、マイクロ波回
路基板などに適する高周波用誘電体磁器組成物を得るこ
とができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式Ｂａ（Ｓｎ＿ｘＭｇ＿ｙＴａ＿ｚ）Ｏ＿７
   ＿／＿２＿−＿ｘ＿／＿２＿−＿３＿ｙ＿／＿２と表し
   たとき、ｘ、ｙ、ｚが０．１≦ｘ≦０．２、０．２６≦
   ｙ≦０．３、０．５３≦ｚ≦０．６（ただしｘ＋ｙ＋ｚ
   ＝１）の範囲にあり、Ｐ（リン）を０．００５〜０．３
   ｗｔ％含有してなる高周波用誘電体磁器組成物。
2. （２）Ｂａ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔａからなる化合物を、組成
   が一般式Ｂａ（Ｓｎ＿ｘＭｇ＿ｙＴａ＿ｚ）Ｏ＿７＿／
   ＿２＿−＿ｘ＿／＿２＿−＿３＿ｙ＿／＿２と表したと
   き、ｘ，ｙ、ｚが０．１≦ｘ≦０．２、０．２８≦ｙ≦
   ０．３、０．５３≦ｚ≦０．６（ただしｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ）となるように配合し、仮焼により複合ペロブスカイト
   構造を有する酸化物粉末とした後、リン酸水溶液で処理
   することにより、Ｐ（リン）を均一添加し、所定の形状
   に成形後、１３００℃〜１７００℃の温度範囲で焼成す
   ることにより、誘電体磁器組成物を得ることを特徴とす
   る高周波用誘電体磁器組成物の製造方法。