JPH0237645B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0237645B2 JPH0237645B2 JP56172480A JP17248081A JPH0237645B2 JP H0237645 B2 JPH0237645 B2 JP H0237645B2 JP 56172480 A JP56172480 A JP 56172480A JP 17248081 A JP17248081 A JP 17248081A JP H0237645 B2 JPH0237645 B2 JP H0237645B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dielectric constant
- temperature
- present
- dielectric
- dielectric ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/018—Dielectrics
- H01G4/06—Solid dielectrics
- H01G4/08—Inorganic dielectrics
- H01G4/12—Ceramic dielectrics
- H01G4/1209—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material
- H01G4/1218—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates
- H01G4/1227—Ceramic dielectrics characterised by the ceramic dielectric material based on titanium oxides or titanates based on alkaline earth titanates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Ceramic Capacitors (AREA)
Description
本発明は高周波用誘電体磁器組成物に関し、特
に高周波用または温度補償用として好適な高周波
用誘電用磁器組成物に関する。 マイクロ波帯に使用されるコンデンサに好適な
誘電体磁器組成物としては、温度係数が比較的小
さく、かつ誘電率およびＱが高く、しかもこれら
の温度依存性が少ないと、つまり容量変化率の小
さいことが望まれる。そして更らにマイクロ波領
域における回路の小型化、低廉化を目的に各種誘
電体磁器材料の開発がすすめられてきた。例えば
TiO2、MgTiO3−CaTiO3−Sa2O3・2TiO2、
ZrO2SnO2−TiO2、CaZrO3、BaO・nTiO2（ｎ＝
４、4.5）などいくつかの組成が提案されている。
しかしこれらの従来の誘電体磁器組成物は常温で
の誘電率と温度係数の関係が誘電率が大きくなる
程温落係数の値も大きくなり、温度係数の値を小
さくすると必然的に誘電率も小さくなるという関
係にあるために、温度係数が小さくて誘電率の大
きいものが得られないという電気的特性、材料の
安定性、材料が安価であること等の面での要求を
すべて満足するにはいたつていなかつた。 また同じく温度補償用磁器コンデンサなどの誘
電体磁器組成物として温度係数が小さく誘電率お
よびＱが高く、誘電率が温度依存性をもたないこ
とが望まれてきた。従来はこのような誘電体磁器
組成物としてTiO2系のもの、例えばBaO−
nTiO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3・2TiO2系
等の磁器組成物を使用していた。しかしながらこ
れらの組成物で誘電体共振器やコンデンサを作つ
た場合、温度係数が小さく誘電率の高いものを得
ることが困難であつた。 したがつて本発明の目的は、このような問題点
を改善した、高誘電率で無負荷Ｑが高く、共振周
波数温度係数の値を0ppm／℃を中心に任意かつ
安定して得ることが可能なマイクロ波帯誘電体磁
器組成物を提供しようとするものである。 そしてこのような目的を達成するために、本発
明では、xMgO−yCaO−zTiO2−wLa2O3の４成
分系磁器組成物であつて、0.2≦ｘ≦0.32、0.002
≦ｙ≦0.035、0.57≦ｚ≦0.647、０＜ｗ≦0.21の
範囲内に重量比ｘ、ｙ、ｚ、ｗがあつてかつｘ＋
ｙ＋ｚ＋ｗ＝１となるような組成にしたことを特
徴としている。 そしてこのような組成範囲にすることにより、
本発明の目的とする高周波誘電体磁器組成物が得
られることが判明した。 すなわち、本発明ではMgO−CaO−TiO2系の
誘電体磁器組成物が高いＱを有するものの誘電率
が低く温度特性の直線性が悪いことを改善しよう
とするものであり、La2O3を添加することにより
誘電体磁器中にLa2O3・3TiO2の形で存在させる
ようにしたものである。 La2O3とTiO2の化合物としてはLa2O3・2TiO2
（La2Ti2O7）が強誘電体として公知である。しか
しこのLa2O3・2TiO2は強誘電体であり、キユー
リー温度は高いがマイクロ波領域においてはＱが
悪化するという性質がある。しかしながら、Ca
などのアルカリ土類金属が介在したり、特定の還
元雰囲気中ではLa2O3・3TiO2が生成されること
が知られている。 そこで本発明では添加したLa2O3を意識的に
La2O3・3TiO2の形で存在させる。しかも
La2O3・3TiO2がLa2O3・2TiO2に比較して共振
周波数温度係数がプラス側であるが、高いＱを有
しマイナスの共振周波数温度係数を有する
MgTiO2の成分が増えているのでＱの大幅な改善
が可能となり、しかも温度係数零（NP0）をＱ
の大きな、誘電率の高い状態で実現することがで
きる。 以下本発明を実施例にもとづき詳細に説明す
る。 まず市販を原料MgO、CaO、TiO2および
La2O3を表１に示す各組成に応じて秤量し、これ
らをボールミルで20時間湿式混合した。この混合
物を脱水、乾燥させ、0.5t／cm2の圧力でプレスし
て1150℃で２時間仮焼成した後、ボールミルで20
時間湿式粉砕した。これを脱水乾燥した後、バイ
ンダーで造粒し、直径15mm、高さ10mmの形状に成
型して1260℃〜1400℃で２時間本焼成した。この
ようにして得られた磁器を所定の寸法に加工し
て、表１の試料を作成し、25℃、8GHzにおける
誘電率ε、無負荷Ｑおよび共振周波数温度係数
（TCf）等の各特性を測定した。このときの測定
法としては誘電体円柱透過法を用いた。すなわち
前記の如くして得られた円柱状の試料を上下２枚
の金属板ではさむことにより共振器を構成し、そ
のTE01lモードから前記ε、Ｑ、TCfを求めた。
このようにして得られた測定結果を表１に示す。
なお表１においてTCfは−40℃から＋
に高周波用または温度補償用として好適な高周波
用誘電用磁器組成物に関する。 マイクロ波帯に使用されるコンデンサに好適な
誘電体磁器組成物としては、温度係数が比較的小
さく、かつ誘電率およびＱが高く、しかもこれら
の温度依存性が少ないと、つまり容量変化率の小
さいことが望まれる。そして更らにマイクロ波領
域における回路の小型化、低廉化を目的に各種誘
電体磁器材料の開発がすすめられてきた。例えば
TiO2、MgTiO3−CaTiO3−Sa2O3・2TiO2、
ZrO2SnO2−TiO2、CaZrO3、BaO・nTiO2（ｎ＝
４、4.5）などいくつかの組成が提案されている。
しかしこれらの従来の誘電体磁器組成物は常温で
の誘電率と温度係数の関係が誘電率が大きくなる
程温落係数の値も大きくなり、温度係数の値を小
さくすると必然的に誘電率も小さくなるという関
係にあるために、温度係数が小さくて誘電率の大
きいものが得られないという電気的特性、材料の
安定性、材料が安価であること等の面での要求を
すべて満足するにはいたつていなかつた。 また同じく温度補償用磁器コンデンサなどの誘
電体磁器組成物として温度係数が小さく誘電率お
よびＱが高く、誘電率が温度依存性をもたないこ
とが望まれてきた。従来はこのような誘電体磁器
組成物としてTiO2系のもの、例えばBaO−
nTiO2系、CaTiO3−MgTiO3−La2O3・2TiO2系
等の磁器組成物を使用していた。しかしながらこ
れらの組成物で誘電体共振器やコンデンサを作つ
た場合、温度係数が小さく誘電率の高いものを得
ることが困難であつた。 したがつて本発明の目的は、このような問題点
を改善した、高誘電率で無負荷Ｑが高く、共振周
波数温度係数の値を0ppm／℃を中心に任意かつ
安定して得ることが可能なマイクロ波帯誘電体磁
器組成物を提供しようとするものである。 そしてこのような目的を達成するために、本発
明では、xMgO−yCaO−zTiO2−wLa2O3の４成
分系磁器組成物であつて、0.2≦ｘ≦0.32、0.002
≦ｙ≦0.035、0.57≦ｚ≦0.647、０＜ｗ≦0.21の
範囲内に重量比ｘ、ｙ、ｚ、ｗがあつてかつｘ＋
ｙ＋ｚ＋ｗ＝１となるような組成にしたことを特
徴としている。 そしてこのような組成範囲にすることにより、
本発明の目的とする高周波誘電体磁器組成物が得
られることが判明した。 すなわち、本発明ではMgO−CaO−TiO2系の
誘電体磁器組成物が高いＱを有するものの誘電率
が低く温度特性の直線性が悪いことを改善しよう
とするものであり、La2O3を添加することにより
誘電体磁器中にLa2O3・3TiO2の形で存在させる
ようにしたものである。 La2O3とTiO2の化合物としてはLa2O3・2TiO2
（La2Ti2O7）が強誘電体として公知である。しか
しこのLa2O3・2TiO2は強誘電体であり、キユー
リー温度は高いがマイクロ波領域においてはＱが
悪化するという性質がある。しかしながら、Ca
などのアルカリ土類金属が介在したり、特定の還
元雰囲気中ではLa2O3・3TiO2が生成されること
が知られている。 そこで本発明では添加したLa2O3を意識的に
La2O3・3TiO2の形で存在させる。しかも
La2O3・3TiO2がLa2O3・2TiO2に比較して共振
周波数温度係数がプラス側であるが、高いＱを有
しマイナスの共振周波数温度係数を有する
MgTiO2の成分が増えているのでＱの大幅な改善
が可能となり、しかも温度係数零（NP0）をＱ
の大きな、誘電率の高い状態で実現することがで
きる。 以下本発明を実施例にもとづき詳細に説明す
る。 まず市販を原料MgO、CaO、TiO2および
La2O3を表１に示す各組成に応じて秤量し、これ
らをボールミルで20時間湿式混合した。この混合
物を脱水、乾燥させ、0.5t／cm2の圧力でプレスし
て1150℃で２時間仮焼成した後、ボールミルで20
時間湿式粉砕した。これを脱水乾燥した後、バイ
ンダーで造粒し、直径15mm、高さ10mmの形状に成
型して1260℃〜1400℃で２時間本焼成した。この
ようにして得られた磁器を所定の寸法に加工し
て、表１の試料を作成し、25℃、8GHzにおける
誘電率ε、無負荷Ｑおよび共振周波数温度係数
（TCf）等の各特性を測定した。このときの測定
法としては誘電体円柱透過法を用いた。すなわち
前記の如くして得られた円柱状の試料を上下２枚
の金属板ではさむことにより共振器を構成し、そ
のTE01lモードから前記ε、Ｑ、TCfを求めた。
このようにして得られた測定結果を表１に示す。
なお表１においてTCfは−40℃から＋
【表】
【表】
80℃の120℃間における共振周波数の変化分を単
位温度で換算したものを示し、またMgO、CaO、
TiO2、La2O3の数字は重量％で示している。そ
してまたＸ線解析よりLa2O3・3TiO2の存在が確
認できた。 ここで表１の１は本発明の範囲内のものを示
し、表１の２は本発明の範囲外のものを示してい
る。 この表１より明らかな如く、誘電率がいずれも
20台であつて比較的大きく、Ｑも最低が3900であ
り良好な値を示している。そしてTCfも0ppm／
℃を中心に大体−20〜＋30の範囲を任意に選択す
ることができる。また温度特性の直線性が良好で
ある。例えば図に本発明の範囲内である表１の試
料No.10のものと本発明の範囲外である試料No.30の
ものについてそれぞれ共振周波数の温度特性が図
示されているが、その直線性のすぐれていること
がわかる。 ここでｙが0.002よりも小さいとLa2O3が
La2O3・3TiO2の形で存在することが困難となり
また0.035を超えると、試料No.36により明らかな
ように、Ｑが低下して実用的でない。（試料No.30
ではεが小さい欠点がある。）又ｗが0.21を超え
るとTCfが正になりすぎＱも劣化して実用的でな
い。 以上説明の如く、本発明によれば誘電率が比較
的大きく、Ｑが良好でTCfの値を0ppm／℃を中
心に任意かつ安定して得ることが可能でしかも直
線性が良好である高周波用誘電体磁器組成物を提
供できるので、誘電体フイルターやマイクロ波用
の回路素子等の基板として有用であるばかりでな
く、固体発振器の周波数安定化にも使用すること
ができる。
位温度で換算したものを示し、またMgO、CaO、
TiO2、La2O3の数字は重量％で示している。そ
してまたＸ線解析よりLa2O3・3TiO2の存在が確
認できた。 ここで表１の１は本発明の範囲内のものを示
し、表１の２は本発明の範囲外のものを示してい
る。 この表１より明らかな如く、誘電率がいずれも
20台であつて比較的大きく、Ｑも最低が3900であ
り良好な値を示している。そしてTCfも0ppm／
℃を中心に大体−20〜＋30の範囲を任意に選択す
ることができる。また温度特性の直線性が良好で
ある。例えば図に本発明の範囲内である表１の試
料No.10のものと本発明の範囲外である試料No.30の
ものについてそれぞれ共振周波数の温度特性が図
示されているが、その直線性のすぐれていること
がわかる。 ここでｙが0.002よりも小さいとLa2O3が
La2O3・3TiO2の形で存在することが困難となり
また0.035を超えると、試料No.36により明らかな
ように、Ｑが低下して実用的でない。（試料No.30
ではεが小さい欠点がある。）又ｗが0.21を超え
るとTCfが正になりすぎＱも劣化して実用的でな
い。 以上説明の如く、本発明によれば誘電率が比較
的大きく、Ｑが良好でTCfの値を0ppm／℃を中
心に任意かつ安定して得ることが可能でしかも直
線性が良好である高周波用誘電体磁器組成物を提
供できるので、誘電体フイルターやマイクロ波用
の回路素子等の基板として有用であるばかりでな
く、固体発振器の周波数安定化にも使用すること
ができる。
図は共振周波数の温度特性を示す。
Claims (1)
- １ xMgO−yCaO−zTiO2−wLa2O3の４成分系
磁器組成物であつて、0.2≦ｘ≦0.32、0.002≦ｙ
≦0.035、0.57≦ｚ≦0.647、０＜ｗ≦0.21の範囲
内に重量比ｘ、ｙ、ｚ、ｗがありまたｘ＋ｙ＋ｚ
＋ｗ＝１となるような組成であることを特徴とす
る高周波用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56172480A JPS5873907A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| GB08229556A GB2111968B (en) | 1981-10-28 | 1982-10-15 | Dielectric ceramic composition |
| DE19823238545 DE3238545A1 (de) | 1981-10-28 | 1982-10-18 | Dielektrisches keramisches material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56172480A JPS5873907A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873907A JPS5873907A (ja) | 1983-05-04 |
| JPH0237645B2 true JPH0237645B2 (ja) | 1990-08-27 |
Family
ID=15942762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56172480A Granted JPS5873907A (ja) | 1981-10-28 | 1981-10-28 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873907A (ja) |
| DE (1) | DE3238545A1 (ja) |
| GB (1) | GB2111968B (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0687367B2 (ja) * | 1984-11-27 | 1994-11-02 | 京セラ株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPH07187772A (ja) * | 1993-12-24 | 1995-07-25 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | セラミック誘電体材料 |
| JPH08133834A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-05-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 誘電体磁器組成物及びその製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3431124A (en) * | 1964-06-10 | 1969-03-04 | Tdk Electronics Co Ltd | Ceramic dielectric |
| JPS6024070B2 (ja) * | 1978-04-19 | 1985-06-11 | 株式会社村田製作所 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
| JPS5654272A (en) * | 1979-10-05 | 1981-05-14 | Tdk Electronics Co Ltd | Dielectric ceramic composition for microwave |
-
1981
- 1981-10-28 JP JP56172480A patent/JPS5873907A/ja active Granted
-
1982
- 1982-10-15 GB GB08229556A patent/GB2111968B/en not_active Expired
- 1982-10-18 DE DE19823238545 patent/DE3238545A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2111968A (en) | 1983-07-13 |
| DE3238545A1 (de) | 1983-05-05 |
| JPS5873907A (ja) | 1983-05-04 |
| GB2111968B (en) | 1984-11-21 |
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