JPH0625023B2 - 高周波用誘電体磁器組成物 - Google Patents
高周波用誘電体磁器組成物Info
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- JPH0625023B2 JPH0625023B2 JP1018096A JP1809689A JPH0625023B2 JP H0625023 B2 JPH0625023 B2 JP H0625023B2 JP 1018096 A JP1018096 A JP 1018096A JP 1809689 A JP1809689 A JP 1809689A JP H0625023 B2 JPH0625023 B2 JP H0625023B2
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- ceramic composition
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- H05K1/02—Details
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- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
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- 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
- C04B35/495—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 vanadium, niobium, tantalum, molybdenum or tungsten oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. vanadates, niobates, tantalates, molybdates or tungstates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
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- H—ELECTRICITY
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- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はＢａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ３系材料の一部をＢａＺ
ｒＯ３系材料で置換した高周波用誘電体磁器組成物に関
するものである。更に詳しく述べると、Ｂａ組成比を化
学量論よりも僅かに不足した状態にして、高いＱ値を維
持しつつ共振周波数の温度係数を再現性よく調整可能と
した誘電体磁器組成物である。
ｒＯ３系材料で置換した高周波用誘電体磁器組成物に関
するものである。更に詳しく述べると、Ｂａ組成比を化
学量論よりも僅かに不足した状態にして、高いＱ値を維
持しつつ共振周波数の温度係数を再現性よく調整可能と
した誘電体磁器組成物である。
この誘電体磁器組成物は、例えばマイクロ波やミリ波等
の高周波領域において、誘電体共振器やＭＩＣ用誘電体
基板等に利用できる。
の高周波領域において、誘電体共振器やＭＩＣ用誘電体
基板等に利用できる。
［従来の技術］ Ｂａ（Ｚｎ，Ｔａ，Ｚｒ）Ｏ３系の材料に関しては、既
にいくつかの研究がなされてきている。例えば一般式Ｂ
ａ（ＺｒｘＺｎｙＴａｚ）Ｏ7/2-x/2-3y/2と表したと
き、０．０２≦ｘ≦０．１３，０．２８≦ｙ≦０．３
３，０．５９≦ｚ≦０．６５（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
の範囲にある高周波用誘電体磁器組成物が知られてい
る。この組成物は、ｘの値を０．０２から０．１３まで
変化させると共振周波数の温度係数τf は−１から１６
ppm/℃の範囲内の値をとる。またこの組成物は０．０４
≦ｘ≦ｂ０．０９でＱ値が１００００を超える。
にいくつかの研究がなされてきている。例えば一般式Ｂ
ａ（ＺｒｘＺｎｙＴａｚ）Ｏ7/2-x/2-3y/2と表したと
き、０．０２≦ｘ≦０．１３，０．２８≦ｙ≦０．３
３，０．５９≦ｚ≦０．６５（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
の範囲にある高周波用誘電体磁器組成物が知られてい
る。この組成物は、ｘの値を０．０２から０．１３まで
変化させると共振周波数の温度係数τf は−１から１６
ppm/℃の範囲内の値をとる。またこの組成物は０．０４
≦ｘ≦ｂ０．０９でＱ値が１００００を超える。
その他、上記組成物においてＺｎの７０原子％以下をＮ
ｉ，Ｃｏで置換し、ランタニド系酸化物を０．１〜１
０．０モル％添加することによって、共振周波数の温度
計数が０ppm/℃を中心とする任意の値に設定できるとす
る技術も報告されている。
ｉ，Ｃｏで置換し、ランタニド系酸化物を０．１〜１
０．０モル％添加することによって、共振周波数の温度
計数が０ppm/℃を中心とする任意の値に設定できるとす
る技術も報告されている。
［発明が解決しようとする課題］ マイクロ波誘電体共振器で使用する材料としては、高い
Ｑ値を維持しつつ共振周波数の温度係数τf を再現性よ
く任意の値に設定できることが望まれる。また使用する
材料の種類が少ないこと、製造容易であることも大切で
ある。
Ｑ値を維持しつつ共振周波数の温度係数τf を再現性よ
く任意の値に設定できることが望まれる。また使用する
材料の種類が少ないこと、製造容易であることも大切で
ある。
一般に誘電体磁器組成物の製造では、緻密で均一な焼成
品を得るために仮焼品の湿式微粉砕を必要とする。しか
し湿式微粉砕とそれに続く乾燥の工程では器具ロスによ
る組成ずれが生じるため、誘電特性が変動し再現性が悪
い。
品を得るために仮焼品の湿式微粉砕を必要とする。しか
し湿式微粉砕とそれに続く乾燥の工程では器具ロスによ
る組成ずれが生じるため、誘電特性が変動し再現性が悪
い。
本発明の目的は、上記のような技術的課題を解消し、１
３０００程度以上の高いＱ値を有し、３０程度の比誘電
率を呈し、且つ共振周波数の温度係数τf を８ppm/℃程
度以下の任意の値に再現性よく設定できる高周波用誘電
体磁器組成物を提供することにある。
３０００程度以上の高いＱ値を有し、３０程度の比誘電
率を呈し、且つ共振周波数の温度係数τf を８ppm/℃程
度以下の任意の値に再現性よく設定できる高周波用誘電
体磁器組成物を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物は一般式（１−
ｘ）Ｂａ1-y （Ｚｎ1/3,Ｔａ2/3 ）Ｏ３＋ｘＢａ1-y Ｚ
ｒＯ３で表される。この式においてｙの値は０．００４
≦ｙ≦０．０１３の範囲とする。Ｂａ1-y （Ｚｎ1/3，
Ｔａ2/3 ）Ｏ３に対するＢａ1-y ＺｒＯ３の置換量ｘは
０＜ｘ≦０．０６である。
ｘ）Ｂａ1-y （Ｚｎ1/3,Ｔａ2/3 ）Ｏ３＋ｘＢａ1-y Ｚ
ｒＯ３で表される。この式においてｙの値は０．００４
≦ｙ≦０．０１３の範囲とする。Ｂａ1-y （Ｚｎ1/3，
Ｔａ2/3 ）Ｏ３に対するＢａ1-y ＺｒＯ３の置換量ｘは
０＜ｘ≦０．０６である。
ｙの値が０．００４≦ｙ≦０．０１３ということは、Ｂ
ａの量を化学量論組成よりも若干少なくすることを意味
している。その理由は、Ｂａ量を減ずることによってペ
ロブスカイト構造におけるＢサイトイオンであるＺｎ，
Ｔａの規則配列が短時間で生じ、高温短時間の焼成工程
で十分な焼結を行わせることができることが判ったから
である。ここでｙの値を上記範囲に限定したのは、ｙが
０．００４より小さいと化学量論組成に近づき焼結し難
くなるし、逆にｙが０．０１３を超えると誘電特性、特
にＱ値が低下するためである。
ａの量を化学量論組成よりも若干少なくすることを意味
している。その理由は、Ｂａ量を減ずることによってペ
ロブスカイト構造におけるＢサイトイオンであるＺｎ，
Ｔａの規則配列が短時間で生じ、高温短時間の焼成工程
で十分な焼結を行わせることができることが判ったから
である。ここでｙの値を上記範囲に限定したのは、ｙが
０．００４より小さいと化学量論組成に近づき焼結し難
くなるし、逆にｙが０．０１３を超えると誘電特性、特
にＱ値が低下するためである。
Ｂａ1-y ＺｒＯ３による置換は、その量に応じて共振周
波数の温度係数τf をほぼ直線的に変化させ任意の値に
設定できるようにする。ｘの値を０＜ｘ≦０．０６とし
たのは、置換によってはじめて共振周波数の温度係数τ
f の調節が可能となること、０．０６を超えるとＱ値は
高いが共振周波数の温度係数τf が８ppm/℃よりも大き
くなり実用的とはいえなくなるためである。
波数の温度係数τf をほぼ直線的に変化させ任意の値に
設定できるようにする。ｘの値を０＜ｘ≦０．０６とし
たのは、置換によってはじめて共振周波数の温度係数τ
f の調節が可能となること、０．０６を超えるとＱ値は
高いが共振周波数の温度係数τf が８ppm/℃よりも大き
くなり実用的とはいえなくなるためである。
この種の誘電体磁器組成物は原料の混合→仮焼→粉砕→
成形→焼成という工程で製造される。仮焼品の粉砕は焼
成品の緻密性及び均一性に大きな影響を及ぼすため、一
般に長時間の湿式微粉砕を行ない、その後乾燥して造粒
する。しかし本発明に係る誘電体磁器組成物は、このよ
うな湿式微粉砕を必要としない。仮焼品は非常に軟らか
く、手で砕く程度の粗粉砕品を造粒、成形、焼成して
も、結晶粒径は十分に小さく、焼結性及び誘電特性共に
殆ど影響が生じないからである。逆に湿式工程を採らな
いことによって器具ロスによる組成ずれが生じず、原料
を秤量し配合した精度に応じて共振周波数の温度係数を
再現性よく所望の値に設定できるようになる。
成形→焼成という工程で製造される。仮焼品の粉砕は焼
成品の緻密性及び均一性に大きな影響を及ぼすため、一
般に長時間の湿式微粉砕を行ない、その後乾燥して造粒
する。しかし本発明に係る誘電体磁器組成物は、このよ
うな湿式微粉砕を必要としない。仮焼品は非常に軟らか
く、手で砕く程度の粗粉砕品を造粒、成形、焼成して
も、結晶粒径は十分に小さく、焼結性及び誘電特性共に
殆ど影響が生じないからである。逆に湿式工程を採らな
いことによって器具ロスによる組成ずれが生じず、原料
を秤量し配合した精度に応じて共振周波数の温度係数を
再現性よく所望の値に設定できるようになる。
本発明に係る誘電体磁器組成物は、１６００〜１６５０
℃で焼成する。１６００℃未満では焼結しないし、１６
５０℃を超えるとＺｎの蒸発が著しくなるからである。
また焼成時間は１０時間以内、より好ましくは１〜４時
間程度とする。
℃で焼成する。１６００℃未満では焼結しないし、１６
５０℃を超えるとＺｎの蒸発が著しくなるからである。
また焼成時間は１０時間以内、より好ましくは１〜４時
間程度とする。
［実施例］ 出発原料として高純度のＢａＣＯ３，ＺｎＯ，Ｔａ２Ｏ
５，ＺｒＯ２を用い、式（１−ｘ）Ｂａ0.994 （Ｚｎ
1/3,Ｔａ2/3 ）Ｏ３＋ｘＢａ0.994 ＺｒＯ３で表される
組成になるように、ｘの値を変えて数種類の試料を秤量
した。これをボールミルで純水と共に２０時間湿式混合
した後、取り出して乾燥し、１３００℃で１０時間の仮
焼きを行った。この仮焼品を乳鉢で軽く砕き、得られた
粉末にバインダーを加えて造粒した。これを３０００kg
/cm2の圧力で直径１４mm、厚さ６mmの円板に成形した。
次いでこの成形品を１６５０℃で４時間焼成し誘電体磁
器組成物を得た。その上下両面及び側面を削り取って測
定用の試料とした。
５，ＺｒＯ２を用い、式（１−ｘ）Ｂａ0.994 （Ｚｎ
1/3,Ｔａ2/3 ）Ｏ３＋ｘＢａ0.994 ＺｒＯ３で表される
組成になるように、ｘの値を変えて数種類の試料を秤量
した。これをボールミルで純水と共に２０時間湿式混合
した後、取り出して乾燥し、１３００℃で１０時間の仮
焼きを行った。この仮焼品を乳鉢で軽く砕き、得られた
粉末にバインダーを加えて造粒した。これを３０００kg
/cm2の圧力で直径１４mm、厚さ６mmの円板に成形した。
次いでこの成形品を１６５０℃で４時間焼成し誘電体磁
器組成物を得た。その上下両面及び側面を削り取って測
定用の試料とした。
この試料について、周波数７ＧHzにおける比誘電率εr
、Ｑ値、共振周波数の温度係数τf をポストレゾネー
タ法により測定した。
、Ｑ値、共振周波数の温度係数τf をポストレゾネー
タ法により測定した。
測定結果を第１図に示す。Ｂａ0.994ＺｒＯ３の置換量
ｘが増大するにつれて共振周波数の温度係数τf はほぼ
直線的に大きくなる。この間、Ｑ値は１３０００から上
昇して０．０３≦ｘ≦０．０５では１６６００程度に達
し、やがて徐々に下がる。このようにＱ値は非常に高い
水準を保つ。比誘電率εr は２９．９〜３０．８程度で
あった。
ｘが増大するにつれて共振周波数の温度係数τf はほぼ
直線的に大きくなる。この間、Ｑ値は１３０００から上
昇して０．０３≦ｘ≦０．０５では１６６００程度に達
し、やがて徐々に下がる。このようにＱ値は非常に高い
水準を保つ。比誘電率εr は２９．９〜３０．８程度で
あった。
［発明の効果］ 本発明は上記のように、Ｂａが化学量論組成よりも僅か
に少ないＢａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ３系材料の一部を、同様
にＢａが化学量論組成よりも僅かに少ないＢａＺｒＯ３
系材料で適量置換した高周波用誘電体磁器組成物である
から、１３０００程度以上の高いＱ値と、３０程度の高
い比誘電率が得られる。しかも共振周波数の温度係数の
制御に特別の添加物を必要とせず、基本原料の置換量の
みの調整で８ppm/℃程度以下の任意の値に自由に設定で
きる。
に少ないＢａ（Ｚｎ，Ｔａ）Ｏ３系材料の一部を、同様
にＢａが化学量論組成よりも僅かに少ないＢａＺｒＯ３
系材料で適量置換した高周波用誘電体磁器組成物である
から、１３０００程度以上の高いＱ値と、３０程度の高
い比誘電率が得られる。しかも共振周波数の温度係数の
制御に特別の添加物を必要とせず、基本原料の置換量の
みの調整で８ppm/℃程度以下の任意の値に自由に設定で
きる。
本発明では仮焼品の湿式微粉砕工程が要らず、それに伴
う乾燥工程も不要となるため、器具ロスによる秤量誤差
が生じ難くなること、また難焼結化を招く物質が出現し
ないことにより、工程が簡素化され焼成時間を短縮でき
る。
う乾燥工程も不要となるため、器具ロスによる秤量誤差
が生じ難くなること、また難焼結化を招く物質が出現し
ないことにより、工程が簡素化され焼成時間を短縮でき
る。
更に、基本原料の置換量の調整のみでよいことと、湿式
微粉砕・乾燥工程が不要となること等のため、共振周波
数の温度係数の設定を再現性よく行うことができる。
微粉砕・乾燥工程が不要となること等のため、共振周波
数の温度係数の設定を再現性よく行うことができる。
第１図は（１−ｘ）Ｂａ0.994 （Ｚｎ1/3,Ｔａ2/3 ）Ｏ
３＋ｘＢａ0.994 ＺｒＯ３組成物の置換量ｘに対する誘
電特性の関係を示すグラフである。
３＋ｘＢａ0.994 ＺｒＯ３組成物の置換量ｘに対する誘
電特性の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】一般式（１−ｘ）Ｂａ1-y （Ｚｎ1/3,Ｔａ
2/3 ）Ｏ３＋ｘＢａ1-y ＺｒＯ３で表され、０．００４
≦ｙ≦０．０１３の範囲内にあり、且つＢａ1-y ＺｒＯ
３の置換量ｘが０＜ｘ≦０．０６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 (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018096A JPH0625023B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| US07/447,929 US4968649A (en) | 1989-01-27 | 1989-12-08 | Dielectric ceramic composition for use in high-frequency range and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1018096A JPH0625023B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02199052A JPH02199052A (ja) | 1990-08-07 |
| JPH0625023B2 true JPH0625023B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=11962099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1018096A Expired - Lifetime JPH0625023B2 (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4968649A (ja) |
| JP (1) | JPH0625023B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2674243B1 (fr) * | 1991-03-18 | 1994-02-25 | Tekelec Airtonic | Composition ceramique pour resonateur dielectrique et procede de fabrication de cette composition. |
| JP2974829B2 (ja) * | 1991-07-04 | 1999-11-10 | 日本特殊陶業株式会社 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
| US5356843A (en) * | 1992-09-10 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dielectric ceramic compositions and dielectric resonators |
| US5688732A (en) * | 1994-11-16 | 1997-11-18 | Electronics & Telecommunications Research Inst. | Dielectric ceramic compositions for microwave |
| EP0838446B1 (en) * | 1996-10-25 | 2007-08-15 | Ngk Spark Plug Co., Ltd | A dielectric material, a method for producing the same and a dielectric resonator device comprising same |
| WO2001056952A1 (fr) * | 2000-01-31 | 2001-08-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Composition dielectrique de porcelaine et resonateur dielectrique utilisant cette composition |
| JP3640342B2 (ja) | 2000-05-22 | 2005-04-20 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体組成物の設計方法 |
| US7056468B2 (en) * | 2000-06-15 | 2006-06-06 | Paratek Microwave, Inc. | Method for producing low-loss tunable ceramic composites with improved breakdown strengths |
| WO2001099224A1 (en) | 2000-06-16 | 2001-12-27 | Paratek Microwave, Inc. | Electronically tunable dielectric composite thick films |
| US7572748B1 (en) * | 2006-10-20 | 2009-08-11 | Skyworks Solutions, Inc. | Materials comprising barium zirconate and methods for manufacturing thereof |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2018237B (en) * | 1978-04-10 | 1982-06-23 | Tdk Electronics Co Ltd | Ceramic composition |
| JPS5532723A (en) * | 1978-08-23 | 1980-03-07 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Dielectric article ceramic material |
| JPS5951088B2 (ja) * | 1978-11-16 | 1984-12-12 | 松下電器産業株式会社 | 誘電体磁器材料 |
| JPS6054899B2 (ja) * | 1981-09-10 | 1985-12-02 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| JPS6054901B2 (ja) * | 1981-09-10 | 1985-12-02 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| JPS5945962A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-15 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
| JPH068209B2 (ja) * | 1988-05-11 | 1994-02-02 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1018096A patent/JPH0625023B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-08 US US07/447,929 patent/US4968649A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02199052A (ja) | 1990-08-07 |
| US4968649A (en) | 1990-11-06 |
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