JPH05266713A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH05266713A
JPH05266713A JP4094747A JP9474792A JPH05266713A JP H05266713 A JPH05266713 A JP H05266713A JP 4094747 A JP4094747 A JP 4094747A JP 9474792 A JP9474792 A JP 9474792A JP H05266713 A JPH05266713 A JP H05266713A
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JP
Japan
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dielectric ceramic
ceramic composition
oxide
value
resonance frequency
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Pending
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JP4094747A
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English (en)
Inventor
Toshihiro Tomita
俊弘 富田
Hideyuki Suzuki
秀之 鈴木
Shinsuke Yano
信介 矢野
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NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘電体磁器特性を確保しつつ、共振周波数の
温度係数を負側に移行させて、その温度特性の制御が容
易な誘電体磁器組成物を提供することにあり、また加え
て、大きな無負荷Q値を有する誘電体磁器組成物を提供
する。 【構成】 一般式:Ba〔(Cox Niy Znz )
(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv〕O3 (但し、0<x<
1,0<y<1,0<z<1,0<v≦0.1,x+y
+z=1)にて表わされる複合ペロブスカイト型構造の
酸化物、又はこれに、酸化マンガンを含有せしめてなる
ものにて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は、高周波用として特に好適に用い
られる誘電体磁器組成物に関するものである。
【0002】
【背景技術】近年、マイクロ波やミリ波等の高周波領域
において、誘電体磁器は、誘電体共振器やMIC(高周
波集積回路)用誘電体基板等に広く利用されてきてい
る。ところで、この種の誘電体磁器には、a)比誘電率
(εr)が大きいこと、b)無負荷Qが大きいこと、
c)共振周波数の温度係数(τf)が小さいことが要請
され、このため、この全ての条件を満たす磁器組成とし
て、従来から、A(B1/3B’2/3 )O3 にて示される
複合ペロブスカイト型構造を有する酸化物が、広く検討
されている。
【0003】しかしながら、それら複合ペロブスカイト
型構造を有する従来の磁器材料のうち、高い無負荷Qを
有するものは、共振周波数の温度係数が正であるものが
多く、そのため更に精密な共振周波数の温度特性の制御
に際しては、従来から、温度係数が正の複合ペロブスカ
イト型構造を有する磁器材料と温度係数が負のものとの
固溶体を形成する方法が種々提案されており、例えば、
特開昭53−60541号公報においては、Sr(Zn
1/3 Nb2/3 )O3 −Ba(Zn1/3 Nb2/3)O3 系
材料が明らかにされ、また特開昭59−228310号
公報においては、Ba(Co1/3 Nb2/3 )O3 −Ba
(Zn1/3 Nb2/3 )O3 材料が明らかにされている。
【0004】このように、従来の複合ペロブスカイト型
構造を有する磁器材料にあっては、正の温度係数を有す
るものは数多く知られているのに対して、無負荷Q値が
高く、且つ負の温度係数を有するものは余り知られてお
らず、精密な共振周波数の温度特性の制御が困難であっ
たのである。
【0005】
【解決課題】そこで、本発明は、かかる事情を背景にし
て為されたものであって、その課題とするところは、充
分な誘電体磁器特性を確保しつつ、共振周波数の温度係
数を負側に移行させて、その温度特性の制御が容易な誘
電体磁器組成物を提供することにあり、また加えて、大
きな無負荷Q値を有する誘電体磁器組成物を提供するこ
とにある。
【0006】
【解決手段】そして、本発明は、かかる課題解決のため
に、次の一般式: Ba〔(Cox Niy Znz )(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 (但し、0<x<1,0<y<1,0<z<1,0<v
≦0.1,x+y+z=1)にて表わされる複合ペロブ
スカイト型構造の酸化物からなる誘電体磁器組成物を、
その要旨とするものである。
【0007】また、本発明は、次の一般式: Ba〔(Cox Niy Znz )(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 (但し、0<x<1,0<y<1,0<z<1,0<v
≦0.1,x+y+z=1)にて表わされる複合ペロブ
スカイト型構造の酸化物に、酸化マンガンを、MnO換
算で1.5モル%以下含有せしめてなる誘電体磁器組成
物をも、その要旨とするものである。
【0008】
【具体的構成】このように、本発明に従う誘電体磁器組
成物は、複合ペロブスカイト型構造のBa〔(Co,N
i,Zn)(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 (但し、
0<v≦0.1)を主成分とするものであって、Ba
〔(Co,Ni,Zn)1/3 Nb2/3 〕O3 にWを固溶
させたものであるが、それらのうちCo,Ni,Zn
(x,y,z)の割合は、それらの合計量が1モルとな
る(x+y+z=1)割合において、0〜1モルの範囲
内(但し、0モル及び1モルは含まない)において、任
意の値を採ることが出来るものである。また、vにあっ
ては、それが0.1モルよりも大きくなると(v>0.
1)、無負荷Qや比誘電率の値が低下すると共に、共振
周波数の温度係数も負側に移行し過ぎるようになって、
実用的でなくなる。
【0009】また、本発明にあっては、このような主成
分組成の酸化物に対して、酸化マンガンが、MnO換算
で1.5モル%以下含有せしめられることとなるが、こ
の酸化マンガンの含有は、ベースとなる上記一般式にて
示される主成分組成の複合ペロブスカイト構造の酸化物
にて達成される、比誘電率や共振周波数の温度特性に実
質的に悪影響をもたらすことなく、無負荷Qの値を著し
く増大せしめ得るのである。なお、この酸化マンガンの
添加による無負荷Q値の増大には限度があり、MnO換
算で1.5モル%を越えるようになると反って無負荷Q
の値が低下するようになるところから、過度の酸化マン
ガンの含有は避けなければならない。
【0010】なお、かくの如き本発明における、上記の
一般式:Ba〔(Cox Niy Zn z )(1+v)/3 Nb
2(1-2v)/3 Wv 〕O3 にて表わされる複合ペロブスカイ
ト型構造の酸化物は、公知の如く、Ba,Co,Ni,
Zn,Nb及びWの各酸化物、或いはそれらの酸化物を
与える化合物を原料として、それら成分を固溶せしめる
ことによって、複合ペロブスカイト型構造の酸化物とさ
れるものであり、また酸化マンガンは、製造プロセスの
各段階において適宜に添加・含有せしめられることとな
る。
【0011】また、かかる本発明に従う誘電体磁器組成
物の製造に際しては、従来から公知の手法が適宜に採用
され、例えば粉末成形法によれば、上記の各原料成分の
混合物を仮焼して得られる仮焼粉体に、必要に応じて有
機結合剤を加えて、造粒し、そして所定形状に加圧成形
してから、焼成することによって、目的とする誘電体磁
器を得ることが出来る。
【0012】
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって何等の制約をも受
けるものでないことは、言うまでもないところである。
また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記
の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限り
において、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。
【0013】実施例 1 先ず、市販の炭酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、
酸化コバルト、五酸化ニオブ、三酸化タングステンの各
粉末を準備し、最終製品である誘電体磁器の組成が下記
表1に示されるような組成となるように、それぞれ秤量
した後、それらの原料成分を、ポリエチレン製ポット中
に、ジルコニア玉石及び純水と共に投入して、16時間
の湿式混合操作を施し、9種類の原料組成物を得た。そ
して、各原料組成物を乾燥させた後、アルミナ坩堝中で
1100℃×4時間の仮焼を行ない、更にその仮焼物
を、ポリエチレン製ポット中で、ジルコニア玉石及び純
水と共に、16時間湿式粉砕せしめ、更に40メッシュ
の篩を通過させることにより、造粒を行なった。
【0014】次いで、かかる造粒された各粉体を、プレ
ス成形機を用いて、面圧:1ton/cm2 にて、直
径:12mm、厚さ:約6mmの円板形状に成形し、更
にその得られた成形物を、1450℃の温度で10時間
焼成した。
【0015】かくして得られた円板状の各焼成体につい
て、その比誘電率(εr)、無負荷Q値、共振周波数の
温度係数(τf)を測定し、その結果を下記表1に併せ
て示した。なお、比誘電率(εr)と無負荷Qの値は、
それぞれ公知の平行導体板型誘電体共振器法により測定
し、そのうちQ値は、表1において3GHzでの値に換
算してある。また、共振周波数の温度係数(τf)は、
−25〜+75℃の温度範囲における共振周波数の温度
変化から計算により求め、温度特性として、表1に示し
た。
【0016】
【表1】
【0017】かかる表1の結果より明らかなように、所
定の割合(0<v≦0.1)のタングステンを含有せし
めた場合(試料No.2〜4及び7〜8)にあっては、
優れた比誘電率及び無負荷Qを具備しつつ、温度係数
(τf)が負側へ移行せしめられており、以て温度特性
の制御を容易と為し得ている。尤も、タングステンの含
有割合が所定の割合を越えると(0.1<v)(試料N
o.5及び9)、無負荷Q値が低下せしめられることが
認められる。
【0018】実施例 2 先ず、市販の炭酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ニッケル、
酸化コバルト、五酸化ニオブ、三酸化タングステン、炭
酸マンガンの各粉末を準備し、最終製品である誘電体磁
器の組成が下記表2に示されるような組成となるよう
に、それぞれ秤量した後、それらの原料成分を、ポリエ
チレン製ポット中に、ジルコニア玉石及び純水と共に投
入して、16時間の湿式混合操作を施し、5種類の原料
組成物を得た。そして、各原料組成物を乾燥させた後、
アルミナ坩堝中で1100℃×4時間の仮焼を行ない、
更にその仮焼物を、ポリエチレン製ポット中で、ジルコ
ニア玉石及び純水と共に、16時間湿式粉砕せしめ、更
に40メッシュの篩を通過させることにより、造粒を行
なった。
【0019】次いで、かかる造粒された各粉体を、プレ
ス成形機を用いて、面圧:1ton/cm2 にて、直
径:12mm、厚さ:約6mmの円板形状に成形し、更
にその得られた成形物を、1450℃の温度で10時間
焼成した。
【0020】かくして得られた円板状の各焼成体につい
て、その比誘電率(εr)、無負荷Q値、共振周波数の
温度係数(τf)を測定し、その結果を下記表2に併せ
て示した。なお、比誘電率(εr)と無負荷Qの値は、
それぞれ公知の平行導体板型誘電体共振器法により測定
し、そのうちQ値は、表2において3GHzでの値に換
算してある。また、共振周波数の温度係数(τf)は、
−25〜+75℃の温度範囲における共振周波数の温度
変化から計算により求め、温度特性として、表2に示し
た。
【0021】
【表2】
【0022】かかる表2の結果より明らかなように、酸
化マンガンの無添加のもの(試料No.10)に比べ
て、1.5モル%までのMnOを含有せしめた場合(試
料No.11〜13)にあっては、優れた比誘電率及び
温度特性を具備しつつ、その無負荷Q値が著しく向上せ
しめられている。尤も、酸化マンガンの添加量が多くな
り過ぎると(試料No.14)、無負荷Q値が反って低
下せしめられることが認められる。
【0023】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に従って、所定のBa〔(Co,Ni,Zn)(1+v)/3
Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 系の複合ペロブスカイト型構
造の酸化物を用いることにより、共振周波数の温度係数
を有利に負側に移行せしめ得て、その温度特性を容易に
制御することが出来ることとなったのであり、更に、酸
化マンガンの所定量を含有せしめることにより、比誘電
率や共振周波数の温度特性における優れた特徴を有利に
保持しつつ、複雑なプロセスを用いることなく、充分に
無負荷Q値の大きな、実用的な誘電体磁器を製造し得る
こととなったのである。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式: Ba〔(Cox Niy Znz )(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 (但し、0<x<1,0<y<1,0<z<1,0<v
    ≦0.1,x+y+z=1)にて表わされる複合ペロブ
    スカイト型構造の酸化物からなる誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 一般式: Ba〔(Cox Niy Znz )(1+v)/3 Nb2(1-2v)/3 Wv 〕O3 (但し、0<x<1,0<y<1,0<z<1,0<v
    ≦0.1,x+y+z=1)にて表わされる複合ペロブ
    スカイト型構造の酸化物に、酸化マンガンを、MnO換
    算で1.5モル%以下含有せしめてなる誘電体磁器組成
    物。
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