JPH0524914A - マイクロ波誘電体磁器組成物 - Google Patents

マイクロ波誘電体磁器組成物

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JPH0524914A
JPH0524914A JP3204739A JP20473991A JPH0524914A JP H0524914 A JPH0524914 A JP H0524914A JP 3204739 A JP3204739 A JP 3204739A JP 20473991 A JP20473991 A JP 20473991A JP H0524914 A JPH0524914 A JP H0524914A
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catio
mgtio
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宗臣 加藤
Hirobumi Ozeki
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MgO、CaO及びTiO2 を含まず、しか
もCaTiO3 の混合割合を加減することによって、ε
r 及びQuを実用的な特性範囲に維持しつつ、τfをゼ
ロに近づける又はゼロを中心としてプラス側とマイナス
側の所望の値に任意に且つ安定して制御し得ることがで
きる誘電体磁器組成物を提供する。 【構成】 MgTiO3 及びCaTiO3 の混晶からな
り、MgO、CaO及びTiO2 は含有されず、上記M
gTiO3と上記CaTiO3 の混合割合は、(1−
x)MgTiO3・xCaTiO3 の式で表した場合、
xが0.03≦x0.07であることを特徴とするマイ
クロ波誘電体磁器組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波誘電体磁器
組成物に関し、更に詳しく言えば、無負荷Q(以下、単
にQuという。)を高い値で維持しつつ、共振周波数の
温度係数(以下、単にτfという。)をゼロに近づける
ことができ、更にCaTiO3 の混合割合を加減するこ
とによって、τfをゼロを中心としてプラス側とマイナ
ス側に任意に制御し得ることができるマイクロ波誘電体
磁器組成物に関するものである。本発明は、マイクロ波
領域において誘電体共振器、マイクロ波集積回路基板、
各種マイクロ波回路のインピーダンス整合等に利用され
る。
【0002】
【従来の技術】マイクロ波誘電体磁器組成物(以下、単
に誘電体磁器組成物という。)は、使用周波数が高周波
となるに従って誘電損失が大きくなる傾向にあるので、
マイクロ周波数領域でQuの大きな誘電体磁器組成物が
望まれている。従来の誘電体磁器材料としては、結晶構
造がペロブスカイト相とイルメナイト相との2相を含む
誘電体磁器組成物(特開平2−129065号公報)、
MgTiO3 とTiO2 に所定量のCaTiO3 を含有
した誘電体磁器組成物(特開昭52−118599号公
報)等が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の誘電体
磁器組成物ではZnO等の他成分が多く含まれる上、Q
uも必ずしも大きな値とは言えない。後者の誘電体磁器
組成物では、TiO2 を必須成分として含み、CaTi
3 の添加量が3〜10重量%の範囲においてはτfが
+87〜−100と大きく変化し、0付近の小さな値に
は調整が困難等の問題があった。
【0004】本発明は、上記問題点を解決するものであ
り、MgO、CaO及びTiO2 を含まず、しかもCa
TiO3 の混合割合を加減することによって、εr 及び
Quを実用的な特性範囲に維持しつつ、τfをゼロに近
づける又はゼロを中心としてプラス側とマイナス側の所
望の値に任意に且つ安定して制御し得ることができる誘
電体磁器組成物を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、誘電体磁器
組成物において、高いQuを維持しつつ、τfをゼロに
近づける組成について種々検討した結果、MgO、Ca
O及びTiO2 を含まず、しかもCaTiO3 の混合割
合を加減することによりこの欠点が解消されることを見
出して、本発明を完成するに至ったのである。即ち、本
第1発明の誘電体磁器組成物は、MgTiO3 及びCa
TiO3 の混晶からなり、MgO、CaO及びTiO2
は含有されず、上記MgTiO3 と上記CaTiO3
混合割合は、(1−x)MgTiO3 ・xCaTiO3
の式で表した場合、xが0.03≦x≦0.07である
ことを特徴とする。上記xが0.03より小さいとτf
が大きな負の値をとり、逆に0.07を超えるとτfが
大きな正の値をとり、好ましくないからである。また、
特に、上記xが0.04≦x≦0.07である場合は、
Quが5000〜7000、τfが−15〜+15(p
pm/℃)であり、更に一層、優れた性能を示すので、
好ましい。 尚、CaTiO3 の混合割合が、多くなる
ほど、τfは負の値から正の方向へ向かい、εr は大き
くなり、一方Quは小さくなる傾向にある。従って、C
aTiO3 の上記適正な添加量範囲において、これらの
性能のバランスのとれたものとなる。
【0006】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。純度99.9%のMgO粉末、CaCO3 粉末、T
iO2 粉末を出発原料として、組成式(1−x)MgT
iO3 ・xCaTiO3 のxが0.93、0.95、
0.97の各組成になるように、所定量を秤量、混合し
た。その後、ミキサーで乾式による混合及び一次粉砕を
施した後、大気雰囲気中に1100℃の温度で2時間仮
焼した。次いで、この仮焼粉末に適量の有機バインダー
と水を加え、20mmφのアルミナボールで粉砕した
後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒された原料を用い
て1000kg/cm2 のプレス圧で19mmφ×8m
mt(厚さ)の円板状に成形した。
【0007】次に、この成形体を大気中、表1及び表2
に示す1325〜 1425℃の範囲の各温度で、4時
間焼成し、最後に両端面を約16mmφ×6mmt(厚
さ)の円板状に研磨して、誘電体試料No.1〜18と
した。そして、各試料につき、平行導体板型誘電体円柱
共振器法(TE011 MODE)等により、εr (比誘電
率)、Qu及びτf、更に、焼結密度を測定した。尚、
共振周波数は4.5GHzである。これらの結果を表
1、図1〜図3に示す。また、一例として、0.95M
gTiO3 ・0.05CaTiO3 の場合のX線回折の
結果を図4に示す。
【0008】
【表1】
【0009】これらの結果によれば、(1−x)MgT
iO3 ・xCaTiO3 のxが大きいとQu値は小さく
なる傾向にあるが、逆にτfとεr はプラス側に大きく
なる傾向がある。尚、焼結密度はあまり変化がなく、い
ずれも3以上である。この傾向は焼成温度がいずれの場
合も同様である。焼成温度が1350〜1425℃にお
いて、xが0.03〜0.07の範囲では、τfは+1
4〜−37、εr は17〜21、Quは3430〜70
70と実用的な特性範囲を示すため好ましい。特にxが
0.04〜0.07の範囲の場合は、例えば焼成温度が
1375℃の場合をとると、図1〜3に示すように、τ
fが−15.4〜+14.1、εr が19.2〜21.
2、Quが5000〜6350であり、特に優れた性能
バランスを示す。更に、τfに関して言えば、変化率が
低いためより0近似の小さな値を調節し得やすい。一
方、CaTiO3 を含まない場合は、Qu値が大きいも
のの、εr が小さく、しかもτfが−25〜−44とマ
イナス側に著しく小さいものとなり、好ましくない。ま
た、一例を示す図4に示すように、本発明品の構造は、
X線回折ピークの有無による分析方法によれば、MgT
iO3 とCaTiO3 からなり、他の成分(MgO、C
aO、TiO2 )を含んでいないことを示している。
【0010】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。
【0011】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物は、高いQu及びεr を実用的な特性範囲に維持しつ
つ、CaTiO3 の混合割合を加減することによって、
τfをゼロに近づける又はゼロを中心としてプラス側と
マイナス側の所望の値に任意に制御し得ることができる
とともに、τfを0付近に安定して調節できる。従っ
て、目的に応じて、CaTiO3 の混合割合を変えるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼成温度とMgTiO3 とCaTiO3 の混合
割合の変化におけるτfの関係を示すグラフである。
【図2】焼成温度とMgTiO3 とCaTiO3 の混合
割合の変化におけるεr の関係を示すグラフである。
【図3】焼成温度とMgTiO3 とCaTiO3 の混合
割合の変化におけるQuの関係を示すグラフである。
【図4】0.95MgTiO3 ・0.05CaTiO3
の場合のX線回折結果を示すグラフである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MgTiO3 及びCaTiO3 の混晶か
    らなり、MgO、CaO及びTiO2 は含有されず、 上記MgTiO3 と上記CaTiO3 の混合割合は、
    (1−x)MgTiO3 ・xCaTiO3 の式で表した
    場合、xが0.03≦x≦0.07であることを特徴と
    するマイクロ波誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 上記xが0.03≦x≦0.07であ
    り、4.5GHzでの無負荷Q(Qu)が5000〜7
    000、共振周波数の温度係数(τf)が−15〜+1
    5(ppm/℃)である請求項1記載のマイクロ波誘電
    体磁器組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0582274A1 (en) * 1992-08-03 1994-02-09 Ngk Spark Plug Co., Ltd Microwave dielectric ceramic composition
CN111004030A (zh) * 2019-12-24 2020-04-14 苏州同拓光电科技有限公司 一种MgTiO3基微波介质陶瓷及其制备方法
CN111848153A (zh) * 2020-08-06 2020-10-30 深圳市兆普莱科技有限公司 一种微波介质陶瓷、微波介质陶瓷的制备方法及通信器件
CN111908897A (zh) * 2020-06-28 2020-11-10 杭州电子科技大学 MgO基微波陶瓷介质材料及其制备方法

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