JPH02275756A - 誘電体磁器組成物 - 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、誘電体共振器等の材料として好適な誘電体磁
器組成物に関する。

本発明の誘電体磁器組成物は、誘電体共振器材料の外に
、例えばマイクロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整捧等
にも適用される。

（従来技術及びその問題点］ 近年、マイクロ波回路の集積化に伴い、小型で高性能の
誘電体共振器が求められている。

このような誘導体共振器に使用される誘電体磁器組成物
には、比誘電率ε、が大きいこと、また、共振周波数の
温度係数τ、の安定度及び共振周波数の温度特性の直線
性が優れ、無負荷Ｑが大きいこと等の特性が要求されて
いる。このような誘電体磁器組成物として従来ＴｉＯ□
、　ＢａＯＴｉ０ｚ等を主成分とするものが知られてい
るが、温度係数が大きかったり、マイクロ波帯域での誘
電損失が大きかったりして実用化するには困難な面があ
る。

またＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２０１　　系の誘電体磁器
組成物についての提案（Ｂｅｒ、　Ｄｔ、　Ｋｅｒａｍ
、　Ｇｅｓ、　５５（１９７８）　Ｎｒ、７　Ｈ特開昭
６０−３５４０６号公報等）もあるが、Ｑが小さ（、比
誘電率についても改良すべき点が残されている。

また最近ではＢａ（Ｍｇ＋ｚ：＋　・Ｔａｚｙ３”）０
３やＢａ（Ｚｒｚｚ３・Ｔａｚ／３）０３、Ｂａ（Ｚｎ
＋／ｚ　・Ｎｂｚｙ：＋）０３系等のペロブスカイト型
構造を有する誘電体磁器組成物が提案されているが、比
誘電率が小さい（ε、＝２５〜４０程度）ために、例え
ば０．１〜４ＧＨｚ帯で使用される共振器としたときに
、共振器を十分に小型とすることができない難点がある
。

前記問題点を解決するものとして、特開昭６２−７２５
５８号公報にはＢａＯ−Ｔｉ１ｔ　−ＮｄｚＯｚ−Ｂｉ
Ｏ３７ｚ系の誘電体磁器組成物が提案されているが、誘
電体共振器材料としてさらに優れた特性を有する誘電体
磁器組成物の開発が望まれている。

本発明の目的は、誘電体共振器材料として好適な誘電体
磁器組成物を提供することにある。

更に本発明の目的は、高誘電率で、Ｑが太き（、τ、の
安定性がよ（、温度特性の直線性が良好な誘電体磁器組
成物を従供することにある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明の目的
は、組成式、 ｘＢａＯ−ｙＴｉｏｚ　・ｚ　（（ＮｄｚＯｚ）　＋、
・Ｍｅ　ｎ）　・ｔＢｉｚ０３（式中、Ｘは０．１〜０
．２、ｙは０．６〜０．８、Ｚは０．１〜０．２、Ｌは
０．００５〜０．０３でｘ＋ｙ＋ｚ＋ｔ−１であり、Ｍ
ｅは０ｙｚ０３または１／３　ＰｒｂＯＩ。

であり、ｎは０．０８０−０．５５０を示す）で表され
るバリウム、チタン、ネオジム、ディスプロシウムまた
はプラセオジム、ビスマス及び酸素からなる誘電体磁器
組成物によって達成される。

本発明はＢａＯ８ＴｉＯ□及びＮｄｚＯｚを主成分とし
、Ｂｉ、０３をＯ，ＯＯ５≦ｔ≦０．０３の範囲内で添
加することにより焼結性が促進され、共振周波数の温度
係数を小さくすることができる。ｔが過度に大きいと焼
結性が悪くなり、Ｑが小さくなり、過度に小さいとτ、
が高くなるので、ｔは上記範囲に設定される。

さらにＮｄ２Ｏ３の一部をＮｄ２Ｏ，１モルに対して０
゜０８０〜０．５５０モルの範囲でＤｙｚ（ｈまたは１
／３ＰｒａＯ＋　＋で置換することにより無負荷Ｑが大
幅に向上でき、本発明の前記目的達成が可能になる。Ｎ
ｄ２Ｏ３のＤｙｚ（ｈまたは１／３　Ｐｒ６０ｚによる
置換の割合は過度に大きくなるとＱ値が低下し、また過
度に小さい場合にもＱ値が小さくなるので、その置換の
割合は上記範囲に設定される。

本発明による誘電体磁器組成物は、大きな比誘電率ε、
を有するとともに、共振器を構成した時の無負荷Ｑの値
も大きくなる。更に、安定した共振周波数の温度特性を
有し、特に−４０°Ｃ〜６０°Ｃにおける温度特性が良
好な直線性を有する。

本発明による誘電体磁器組成物は、バリウム、チタン、
ネオジム、ビスマス、ディスプロシウム、プラセオジム
等の炭酸塩、酸化物等の出発原料を混合して仮焼した後
、成形、焼成して焼結させる方法で製造することができ
る。

まず、炭酸バリウム、酸化チタン、酸化ネオラム、酸化
ディスプロシウムまたは酸化プラセオジム、及び酸化ビ
スマスを各所定量ずつ水、アルコール等の溶媒と共に湿
式）昆合する。続いて、水、アルコール等を除去した後
、粉砕し、酸素含有ガス雰囲気（例えば空気雰囲気）下
に９００〜１１ｏｏ”ｃで約５時間程度仮焼する。これ
によって形成された仮焼物を粉砕した後、ポリビニルア
ルコールの如き有機バインダと共に混合して均質にし、
乾燥、粉砕して加圧成形（圧力１００〜１０００ｋｇ　
／　ｃｆ　）する。そして、この成形物を空気の如き酸
素含有ガス雰囲気下に１３００〜１４５０°Ｃで焼成す
れば、上記誘電体磁器組成物が得られる。

こうして得られた誘電体磁器組成物は、そのまま又は必
要に応じて適当な形状及びサイズに加工することで、誘
電体共振器、マイクロ波ＩＣ用誘電体基板、誘電体調整
捧等の材料として利用することができ、特に０．１〜４
ＧＨｚ帯で使用される誘電体共振器としてときにすぐれ
た効果が奏される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１ 炭酸バリウム粉末（ＢａＣＯｚ）　０．１３９モル、酸
化チタン粉末（ＴｉＯ□）０．６７９モル、酸化ネオジ
ム粉末（ＮｄｚＯｚ）　０．１５７モル、酸化ディスプ
ロシウム粉末（Ｄｙｚ（ｈ）　０．　Ｏ１５モル及び酸
化ビスマス粉末（Ｂｉｚ０３）　０．０１０モルをエタ
ノールと共にボールミルに入れ、１０時時間式混合した
。この混合物をボールミルから取り出して溶媒のエタノ
ールを蒸発させ、らい潰機で１時間粉砕した。粉砕物は
、空気雰囲気下に９５０°Ｃで仮焼した後、再びらい潰
機で１時間粉砕した。この粉砕物は適量のポリビニルア
ルコール溶液を加えて均一に混合した後、直径１５ｍｍ
φ、厚さ５．５　ｍｍのペレットに成形して空気雰囲気
下に１４００°Ｃで２時間焼成、焼結して本実施例の誘
電体磁器組成物（０，１３９ＢａＯ・０．６７９　Ｔｉ
Ｏ□・Ｏ，１５７Ｎｄ２０．・０．０１５　ＤＶｚＯ３
・０．０１０　ＢｉｚＯｌ）を得た。

こうして得られた実施例１の磁器組成物を直径９　ｍｍ
φ、厚さ３　ｍｍの大きさにカットした後、誘電共振法
によって測定し、共振周波数ｆ。（２〜６ＧＨｚ）にお
ける無負荷Ｑ及び比誘電率ε、を求めた。また、共振周
波数の温度依存性については＝４０〜５０°Ｃの範囲で
測定し温度係数τ、を求めた。その結果を第１表に示す
。

実施例２ 実施例１の酸化ディスプロシウム粉末０．０１５モルを
酸化プラセオジム粉末（Ｐｒ６０＋　＋）　Ｏ，ＯＯ５
モルにかえたほかは、実施例１と同様にして誘電体磁器
組成物を製造し、特性を測定した。その結果を第１表に
示す。

実施例３ 実施例１の酸化ビスマス粉末０．０１０モルを０゜０２
４モルにかえたほかは、実施例１と同様にして誘電体磁
器組成物を製造し、特性を測定した。

その結果を第１表に示す。

実施例４ 実施例３の酸化ディスプロシウム粉末０．０１５モルを
酸化プラセオジム粉末（Ｐｒ、Ｏ□）０．００５モルに
かえたほかは、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物
を製造し、特性を測定した。その結果を第１表に示す。

実施例５〜７ 実施例１の酸化ネオジム粉末と酸化ディスプロシウム粉
末とを第１表のようにかえたほかは、実施例１と同様に
して誘電体磁器組成物を製造し、特性を測定した。その
結果を第１表に示す。

実施例８ １Ｊｉ例２の酸化プラセオジム粉末（ＰｒＪ＋　＋）　
０．００５モルを０．０２９モルにかえたほかは、実施
例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造し、特性を測
定した。その結果を第１表に示す。

比較例１ 実施例３の酸化ネオジム粉末０．１５５モルを０゜１７
０モルにかえ、酸化ディスプロシウム粉末０゜０１５モ
ルを添加しなかったほかは、実施例１と同様にして誘電
体磁器組成物を製造し、特性を測定した。その結果を第
１表に示す。

比較例２〜７ 炭酸バリウム、酸化チタン、酸化ネオラム、酸化ディス
プロシウムまたは酸化プラセオジム、及び酸化ビスマス
の各粉末を第１表に示すようなモル比になるようにした
ほかは、実施例１と同様にして誘電体磁器組成物を製造
し、特性を測定した。

その結果を第１表に示す。

〔発明の効果］ 本発明の誘電体磁器組成物は、高誘電率でＱが大きく、
τ、の安定性がよく、温度特性の直線性が良好であり、
誘電体共振器材料、特に０．１〜４ＧＨｚ帯で使用され
る共振器材料として好適である。

特許出願人　　宇部興産株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　組成式、 ｘＢａＯ・ｙＴｉＯ＿２・ｚ〔（Ｎｄ＿２Ｏ＿３）＿１
   ＿−＿ｎ・Ｍｅ＿ｎ〕・ｔＢｉ＿２Ｏ＿３（式中、ｘは
   ０．１〜０．２、ｙは０．６〜０．８、ｚは０．１〜０
   ．２、ｔは０．００５〜０．０３でｘ＋ｙ＋ｚ＋ｔ＝１
   であり、ＭｅはＤｙ＿２Ｏ＿３または１／３Ｐｒ＿６Ｏ
   ＿１＿１であり、ｎは０．０８０〜０．５５０を示す）
   で表されるバリウム、チタン、ネオジム、ディスプロシ
   ウムまたはプラセオジム、ビスマス及び酸素からなる誘
   電体磁器組成物。