JPH04154003A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH04154003A JPH04154003A JP2277282A JP27728290A JPH04154003A JP H04154003 A JPH04154003 A JP H04154003A JP 2277282 A JP2277282 A JP 2277282A JP 27728290 A JP27728290 A JP 27728290A JP H04154003 A JPH04154003 A JP H04154003A
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- Japan
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- dielectric
- dielectric constant
- porcelain
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
- H05K1/0237—High frequency adaptations
- H05K1/024—Dielectric details, e.g. changing the dielectric material around a transmission line
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
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）
本発明はマイクロ波領域での共振器や回路基板材料とし
て適した新規な誘電体磁器組成物に関する。
て適した新規な誘電体磁器組成物に関する。
（従来技術）
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使用の発振器への応用な
どマイクロ波領域での誘電体磁器が広（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使用の発振器への応用な
どマイクロ波領域での誘電体磁器が広（使用されている
。
このようなマイクロ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小型化の要求に
対して比誘電率が大きいこと、高周波での誘電損失が小
さいこと、言い換えれば機械的品質係数Ｑ値が大きいこ
と、共振周波数の温度に対する変化が小さいこと等が主
として挙げられる。
られるが、そこに要求される特性として小型化の要求に
対して比誘電率が大きいこと、高周波での誘電損失が小
さいこと、言い換えれば機械的品質係数Ｑ値が大きいこ
と、共振周波数の温度に対する変化が小さいこと等が主
として挙げられる。
従来、この種の誘電体磁器としては、例えば、Ｂａｄ−
Ｔｉｎ□系材料、Ｂａ０−ＲＥＯ−Ｔ ｉＯｚ （但し
、ＲＥＯは希土類元素酸化物、以下同様）系材料及びＣ
ａＺｒＯ３系材料などが知られている。
Ｔｉｎ□系材料、Ｂａ０−ＲＥＯ−Ｔ ｉＯｚ （但し
、ＲＥＯは希土類元素酸化物、以下同様）系材料及びＣ
ａＺｒＯ３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、Ｂａｎ−Ｔｉ０□系材料では比誘電率εｒ
が３８〜４０と高く、また誘電損失ｔａｎδは２．０Ｘ
１０−’と小さいが、単一相では共振周波数の温度依存
性τｆがゼロのものが得難く、組成変化に対する比誘電
率及び比誘電率の温度依存性の変化も大きいため、高い
比誘電率、低い誘電損失を維持したまま共振周波数の温
度係数τｆを安定に小さく制御することが困難である。
が３８〜４０と高く、また誘電損失ｔａｎδは２．０Ｘ
１０−’と小さいが、単一相では共振周波数の温度依存
性τｆがゼロのものが得難く、組成変化に対する比誘電
率及び比誘電率の温度依存性の変化も大きいため、高い
比誘電率、低い誘電損失を維持したまま共振周波数の温
度係数τｆを安定に小さく制御することが困難である。
また、Ｂａ０−ＲＥＯ−ＴｉＯ□系材料系材−てはＢａ
ＯＮｄｚＯｚＴｉＯｚ系あるいはＢａＯ−５ａｉｚＯ：
＋−ＴｉＯｚ系等が知られているが、これらの系では誘
電率εｒが４０〜６０と非常に高く、また共振周波数の
温度係数τｆがゼロのものも得られているが誘電損失（
ｔａｎδ）は５×１０−４以上と大きい。
ＯＮｄｚＯｚＴｉＯｚ系あるいはＢａＯ−５ａｉｚＯ：
＋−ＴｉＯｚ系等が知られているが、これらの系では誘
電率εｒが４０〜６０と非常に高く、また共振周波数の
温度係数τｆがゼロのものも得られているが誘電損失（
ｔａｎδ）は５×１０−４以上と大きい。
さらに、ＣａＺｒ０．系ではそれ自体焼結性が悪いため
に各種の助剖を添加されるが、いずれの場合もｔａｎδ
は３〜４Ｘ１０−’程度と大きく、誘電率、温度特性も
不十分であった。
に各種の助剖を添加されるが、いずれの場合もｔａｎδ
は３〜４Ｘ１０−’程度と大きく、誘電率、温度特性も
不十分であった。
このように、上記の何れの材料においても高周波用誘電
体材料に要求される前記３特性を共に充分には満足して
いない。
体材料に要求される前記３特性を共に充分には満足して
いない。
（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（Ｓｒ）が高＜（２
５以上）、Ｑ値が高＜ （４５００以上）、且つ共振周
波数の温度特性（τｆ）が小さくかつ安定な高周波用誘
電体磁器組成物を提供することを目的とするものである
。
の小型化を可能とするため、誘電率（Ｓｒ）が高＜（２
５以上）、Ｑ値が高＜ （４５００以上）、且つ共振周
波数の温度特性（τｆ）が小さくかつ安定な高周波用誘
電体磁器組成物を提供することを目的とするものである
。
（問題点を解決するための手段）
本発明者等は、ＣａＺｒ０＋系の対して検討を加えた結
果、ＺｒをＴａによって置換することによって系の焼結
性が大幅に改善され結晶性のよい磁器が得られ、特性上
においても高誘電率、高Ｑ値、低τｆの優れた磁器が得
られることを知見した。
果、ＺｒをＴａによって置換することによって系の焼結
性が大幅に改善され結晶性のよい磁器が得られ、特性上
においても高誘電率、高Ｑ値、低τｆの優れた磁器が得
られることを知見した。
即ち、本発明の誘電体磁器組成物はＣａＯ、ＺｒＯ２お
よびＴａｚ０５を用いてこれらを組成式がモル比でｘ
ＣａＯ・ｙ Ｚｒ０ｚ ・ｚ ＴａＯ，ｙｚ式中、０．
９ ＜ ｘ／ｙ＋ｚ≦１．１０＜ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５ となるように調整したことを特徴とするものである。
よびＴａｚ０５を用いてこれらを組成式がモル比でｘ
ＣａＯ・ｙ Ｚｒ０ｚ ・ｚ ＴａＯ，ｙｚ式中、０．
９ ＜ ｘ／ｙ＋ｚ≦１．１０＜ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５ となるように調整したことを特徴とするものである。
本発明は、ＣａＺｒＯｓに対し、Ｚｒの一部をＴａで置
換することによって焼結性を改善しマイクロ波領域で誘
電率およびＱ値を高める作用をなし、ＣａＺｒ０＋系比
を調整することによって誘電率、Ｑ値は一定でτｆを制
御できるという知見に基づく。
換することによって焼結性を改善しマイクロ波領域で誘
電率およびＱ値を高める作用をなし、ＣａＺｒ０＋系比
を調整することによって誘電率、Ｑ値は一定でτｆを制
御できるという知見に基づく。
本発明の誘電体磁器組成物において、各酸化物のモル比
を上記の範囲に設定した理由は、（ｘ／ｙ＋ｚ＞比が０
．９以下ではＱ値が低く、１．１を越えると磁器の焼結
性が低下し、また、（ｚ ／’ ｙ ＋２）比が０．５
を越えるとＱ値が急激に低下し望ましくない。しかしな
がら、ＣａＺｒＯｓの時、全くＴａを添加しないと焼結
性が悪くＱ値が低くなる。
を上記の範囲に設定した理由は、（ｘ／ｙ＋ｚ＞比が０
．９以下ではＱ値が低く、１．１を越えると磁器の焼結
性が低下し、また、（ｚ ／’ ｙ ＋２）比が０．５
を越えるとＱ値が急激に低下し望ましくない。しかしな
がら、ＣａＺｒＯｓの時、全くＴａを添加しないと焼結
性が悪くＱ値が低くなる。
これらの範囲内でも１≦ｘ ／ ｙ ＋ ｚ≦１．１．
０〈Ｚ ／ ｙ ＋ ｚ≦０．５の範囲が望ましく、さ
らにＸ／ｙ＋ｚ−１，０゜ｌ≦ｚ ／ ｙ ＋ ｚ≦０
．４の範囲がより望ましい。
０〈Ｚ ／ ｙ ＋ ｚ≦０．５の範囲が望ましく、さ
らにＸ／ｙ＋ｚ−１，０゜ｌ≦ｚ ／ ｙ ＋ ｚ≦０
．４の範囲がより望ましい。
本発明において磁器を製造する場合は、磁器を構成する
金属元素の酸化物、即ちＣａＯ、Ｚｒ０ｚ及びＴａｚ０
５、或いは焼成によって酸化物に変換される炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩等の化合物を出発原料として用い、これら
を秤量混合後、所望により１２００〜１５００°Ｃで仮
焼する。この混合物あるいは仮焼粉末を成形後、１４０
０〜１７００°Ｃの大気中で焼成することによって磁器
を得ることができる。
金属元素の酸化物、即ちＣａＯ、Ｚｒ０ｚ及びＴａｚ０
５、或いは焼成によって酸化物に変換される炭酸塩、硝
酸塩、硫酸塩等の化合物を出発原料として用い、これら
を秤量混合後、所望により１２００〜１５００°Ｃで仮
焼する。この混合物あるいは仮焼粉末を成形後、１４０
０〜１７００°Ｃの大気中で焼成することによって磁器
を得ることができる。
なお、本発明の誘電体は不純物量によりＱ値が大きく変
動する傾向にあり、用いる原料としても高純度であるこ
とが望ましく、具体的にはＣａ、 Ｚｒ、Ｔａと同族で
あるＢａ、、５ｒＳＨｆ、 Ｎｂを除＜ＡＩ、Ｓｔ、、
Ｆｅ等の不純物量を１重量％以下に抑えることが望まし
い。
動する傾向にあり、用いる原料としても高純度であるこ
とが望ましく、具体的にはＣａ、 Ｚｒ、Ｔａと同族で
あるＢａ、、５ｒＳＨｆ、 Ｎｂを除＜ＡＩ、Ｓｔ、、
Ｆｅ等の不純物量を１重量％以下に抑えることが望まし
い。
また、本発明によれば、上記の構成においてＣａ元素に
対してＢａ、 Ｓｒを、Ｚｒに対してＨｆを、Ｔａに対
してＮｂをそれぞれ５モル％以下の量で置換してもよい
。
対してＢａ、 Ｓｒを、Ｚｒに対してＨｆを、Ｔａに対
してＮｂをそれぞれ５モル％以下の量で置換してもよい
。
以下、本発明を次の例で説明する。
（実施例）
出発原料としてＢａ、 Ｓｒを除く不純物量０．１重量
％以下の高純度の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ＊） 、Ｈ
ｆを除く不純物量が０．１重量％以下の酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯｚ）、Ｎｂを除く不純物量が０．１重量％以
下の酸化タンタル（ＴａｚＯｓ）の各粉末を用いてそれ
らを前記式（１）中のｘ、ｙ、ｚ値が第１表の割合にな
るように秤量後、純水を加えめのう玉石を用いて一昼夜
湿式混合を行なった。この混合物を乾燥後、１３５０〜
１６００°Ｃで２時間仮焼し、さらに約１重量％のバイ
ンダーを加えてから整粒し得られた粉末を約１０００Ｋ
ｇ／ｃｍ”の圧力でプレス成形しφ約り０ｎ＋ｍ、高さ
約１０ＩｌｌＩｌのゆがみのない円柱状の成形体を作成
した。その後この成形体を４００°Ｃで４時間脱バイン
ダー処理し、さらに１５００〜１７００°Ｃの温度で２
時間空気中で焼成した。
％以下の高純度の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ＊） 、Ｈ
ｆを除く不純物量が０．１重量％以下の酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯｚ）、Ｎｂを除く不純物量が０．１重量％以
下の酸化タンタル（ＴａｚＯｓ）の各粉末を用いてそれ
らを前記式（１）中のｘ、ｙ、ｚ値が第１表の割合にな
るように秤量後、純水を加えめのう玉石を用いて一昼夜
湿式混合を行なった。この混合物を乾燥後、１３５０〜
１６００°Ｃで２時間仮焼し、さらに約１重量％のバイ
ンダーを加えてから整粒し得られた粉末を約１０００Ｋ
ｇ／ｃｍ”の圧力でプレス成形しφ約り０ｎ＋ｍ、高さ
約１０ＩｌｌＩｌのゆがみのない円柱状の成形体を作成
した。その後この成形体を４００°Ｃで４時間脱バイン
ダー処理し、さらに１５００〜１７００°Ｃの温度で２
時間空気中で焼成した。
得られた磁器を平面研磨及び円筒研削しサンプルを得た
。このサンプルを用いて誘電体円柱共振器法により、共
振周波数４〜６ ＧＨｚにて誘電率（εｒ）、Ｑ値（１
／ ｔａｎδ）、共振周波数の温度係数（ｒｆ）を測定
し、ｒｆは、−４０〜＋８５°Ｃについて測定した。
。このサンプルを用いて誘電体円柱共振器法により、共
振周波数４〜６ ＧＨｚにて誘電率（εｒ）、Ｑ値（１
／ ｔａｎδ）、共振周波数の温度係数（ｒｆ）を測定
し、ｒｆは、−４０〜＋８５°Ｃについて測定した。
結果は第１表に示す。
第
■
表
＊印は本発明の範囲外の試料を示す。
第１表からも明らかなように、ＣａＺｒ０．である試料
Ｎα１はＱ値が低い。これに対してＴａを添加すること
により試料Ｎｏ、２〜５に示すようにＱ値は太き（向上
する。しかしＴａ量が本発明の範囲を越える試料距６で
はＱ値が大きく劣化しかつ温度特性が大きく望ましくな
い。
Ｎα１はＱ値が低い。これに対してＴａを添加すること
により試料Ｎｏ、２〜５に示すようにＱ値は太き（向上
する。しかしＴａ量が本発明の範囲を越える試料距６で
はＱ値が大きく劣化しかつ温度特性が大きく望ましくな
い。
また、Ｔａを添加した系でもｘ／ｙ＋ｚ ＝０．９の試
料Ｎｏ、１０のＱ値は低いものであった。
料Ｎｏ、１０のＱ値は低いものであった。
さらに、Ｚｒを全く含まない試料Ｎｏ、７では温度特性
が劣化した。
が劣化した。
本発明の範囲内の誘電体は、いずれも比誘電率２５以上
、Ｑ値４０００以上、ｒｆが±５０ （ｐｐｍ／”Ｃ）
以下の特性が得られ、特に、ｘ／ｙ＋ｚ ＝ ｌ、ｚ／
ｙ＋ｚが０．１〜０．４の試料隨３，４では誘電率２９
以上、Ｑ値７０００以上、温度特性±２５ （ｐ ｐｍ
／ ’Ｃ）以下が達成できた。
、Ｑ値４０００以上、ｒｆが±５０ （ｐｐｍ／”Ｃ）
以下の特性が得られ、特に、ｘ／ｙ＋ｚ ＝ ｌ、ｚ／
ｙ＋ｚが０．１〜０．４の試料隨３，４では誘電率２９
以上、Ｑ値７０００以上、温度特性±２５ （ｐ ｐｍ
／ ’Ｃ）以下が達成できた。
（発明の効果）
以上詳述した通り、本発明の誘電体磁器組成物はＣａＯ
、ＺｒＯ□、に対して特定の割合でＴａｚ０５を添加す
ることにより、磁器の焼結性を高めマイクロ波領域にお
いて高いＱ値を有するとともに誘電率、共振周波数の温
度特性にも優れた磁器を提供することができる。これに
より、共振器あるいは回路基板材料としての用途に対し
信顛性を高めると同時に小型化も可能とすることができ
る。
、ＺｒＯ□、に対して特定の割合でＴａｚ０５を添加す
ることにより、磁器の焼結性を高めマイクロ波領域にお
いて高いＱ値を有するとともに誘電率、共振周波数の温
度特性にも優れた磁器を提供することができる。これに
より、共振器あるいは回路基板材料としての用途に対し
信顛性を高めると同時に小型化も可能とすることができ
る。
特許出瀬人 京セラ株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 組成式が ｘＣａＯ・ｙＺｒＯ＿２・ｚＴａＯ＿５＿／＿２式中、
０．９＜ｘ／ｙ＋ｚ≦１．１ ０＜ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５ から成る誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277282A JP2881427B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2277282A JP2881427B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154003A true JPH04154003A (ja) | 1992-05-27 |
| JP2881427B2 JP2881427B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=17581359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2277282A Expired - Fee Related JP2881427B2 (ja) | 1990-10-15 | 1990-10-15 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2881427B2 (ja) |
-
1990
- 1990-10-15 JP JP2277282A patent/JP2881427B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2881427B2 (ja) | 1999-04-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |