JPH06283024A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

Info

Publication number
JPH06283024A
JPH06283024A JP5234514A JP23451493A JPH06283024A JP H06283024 A JPH06283024 A JP H06283024A JP 5234514 A JP5234514 A JP 5234514A JP 23451493 A JP23451493 A JP 23451493A JP H06283024 A JPH06283024 A JP H06283024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
composition
dielectric ceramic
dielectric
relative permittivity
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.)
Granted
Application number
JP5234514A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3040286B2 (ja
Inventor
Hiroshi Kagata
博司 加賀田
Tatsuya Inoue
竜也 井上
Junichi Kato
純一 加藤
Keiji Nishimoto
恵司 西本
Ichiro Kameyama
一郎 亀山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5234514A priority Critical patent/JP3040286B2/ja
Publication of JPH06283024A publication Critical patent/JPH06283024A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3040286B2 publication Critical patent/JP3040286B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、マイクロ波領域で使用する誘電体
磁器に関するもので、比誘電率と共振周波数の温度係数
を独立に制御することを目的としている。 【構成】 酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニオ
ブ、酸化タングステンおよび酸化チタンよりなる組成物
を、一般式 (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-yTiy
3+a、 あるいは、 (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-z(Fe
2/31/3z}O3+a で表される誘電体磁器組成物とする。また、Pbおよび
Caの一部をSr、Nbの一部あるいはすべてをTaで
置換した誘電体磁器組成物とする。

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領域で使用さ
れる誘電体磁器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車電話や可搬型電話、あるい
は衛星放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用する通
信の進展にともない、機器の小型化が要求されている。
このためには、機器を構成する個々の部品が小型化され
る必要がある。誘電体はこれらの機器において、フィル
タ素子や発振素子に誘電体共振器として組み込まれてい
る。誘電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用する
場合、誘電体材料の持つ比誘電率(εr)の平方根に逆
比例するため、小型の誘電体共振器を作製するには、高
い比誘電率を有する材料が必要である。加えて、誘電体
共振器として実用するためには、マイクロ波領域で低損
失であること、すなわちQ値が高いこと、さらに共振周
波数の温度係数(τf)が小さいことが必要である。
【0003】誘電体共振器用の磁器は今までに数多くの
ものが開発されているが、特に誘電率の高い磁器とし
て、BaO−TiO2−Sm23系が特開昭57−1530
9号公報に開示されている。この系は80程度の比誘電
率と、2〜4GHzで3000程度の高いQ値、および
小さい共振周波数の温度係数を有している。一方、さら
に高い比誘電率を持つ誘電体磁器も報告されている。な
かでも、(Pb1-xCax)1+a(Fe1/2Nb1/2)O3+a系の誘電体磁
器は特開平5−20925号に開示されており、この磁
器は90以上の高い比誘電率を持つときも、実用的なQ
値と温度特性を有する。さらに、その焼結温度は115
0℃程度と比較的低い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、(Pb1-xCax)
1+a(Fe1/2Nb1/2)O3+a系の誘電体磁器の場合、xを決め
ると、比誘電率と共振周波数の温度係数が決定されてし
まい、τf=0のときの比誘電率は変化させることがで
きず、実用的でなかった。図4に、(Pb1-xCax)1+a(Fe
1/2Nb1/2)O3+a系のxを変化させた際の、共振周波数の
温度係数に対する比誘電率の変化を示す。上記組成系の
場合、τf=0の時の比誘電率は90で、この値を低く
したり、あるいは高くしたりすることはできない。この
組成系を実用化するには、比誘電率とτfを独立に制御
する技術、すなわち図4の曲線を高誘電率側、あるいは
低誘電率側へシフトさせる技術が必要となってくる。加
えて、焼結温度はさらに低い方が、製造コストや特性の
ばらつきを考慮すると望ましい。
【0005】本発明は、従来の材料の比誘電率とτf
独立に制御すること、すなわちτf=0のときの比誘電
率を高くしたり、あるいは低くしたりすること、また焼
結温度を低下させることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、一般式を (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-yTiy
3+a、 あるいは、 (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-z(Fe
2/31/3z}O3+a で表される誘電体磁器組成物とする。また、Pbおよび
Caの一部をSr、Nbの一部あるいはすべてをTaで
置換した誘電体磁器組成物とする。
【0007】
【作用】図1に、BサイトのTiおよび(Fe
2/31/3)の置換効果を示す。Ti置換はτf=0の比
誘電率を低くし、(Fe2/31/3)置換はτf=0の比
誘電率を高める効果があることがわかる。よって、本発
明の誘電体磁器組成物によれば、比誘電率とτfを独立
に制御できることになる。また、SrおよびTaは焼結
温度の低下に効果がある。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0009】(実施例1)実施例1は請求項2記載の本
発明の一実施例に対応するものである。
【0010】出発原料には化学的に高純度であるPb
O、CaCO3、Fe23、Nb25、およびTiO2
用いた。原料の純度補正を行なったのち、組成を(Pb
1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-yTiy}O3+a
表したときのx、y、およびaが(表1)の組成の欄に
示した種々の値になるように秤量した。図2にxおよび
yの請求の範囲を斜線(境界部も含む)で示す。図2の
1〜29は(表1)の試料番号に対応している。
【0011】これらの粉体を、ポリエチレン製のボール
ミルに入れ、直径5mmの安定化ジルコニアの玉石と純
水を加え、17時間混合した。混合後、スラリーを乾燥
し、アルミナ製の坩堝にいれ、800から950℃で2
時間仮焼した。仮焼体を、ライカイ機で解砕した後、前
述したボールミルで17時間粉砕し、乾燥させ、原料粉
体とした。この粉体にバインダとしてポリビニルアルコ
ールの5%水溶液を6重量%加えて混合後、32メッシ
ュのふるいを通して造粒し、100MPaで直径13m
m、厚み約5mmの円柱状にプレス成形した。成形体を
600℃で2時間加熱してバインダを焼却後、PbOの
蒸発を防止するために、同一組成の仮焼粉とともにマグ
ネシア製の磁器容器に入れ、蓋をし、1000から12
00℃の種々の温度で2時間保持して焼成した。密度が
最高となる温度で焼成した焼結体についてマイクロ波で
の誘電特性を測定した。共振周波数とQ値は誘電体共振
器法により求めた。焼結体の寸法と共振周波数より誘電
率を算出した。共振周波数は、2〜5GHzであった。
また、−25℃、20℃及び85℃における共振周波数
を測定し、最小二乗法により、その温度係数(τf)を
算出した。結果を(表1)に示す。
【0012】
【表1】
【0013】(表1)に示したように、y=0では、τ
f=0のときの比誘電率はほぼ90(試料番号3#付近
の組成)であったのに対し、y=0.2では、τf=0
のときの比誘電率はほぼ75(試料番号25付近の組
成)であった。このように、Tiを導入することによ
り、τf=0の比誘電率を低下させることができるのが
わかる。また、y=0では、比誘電率90のときQ値は
1510(試料番号3#)であったが、y=0.1で
は、試料番号13に示したように、比誘電率が97と高
くなっているにもかかわらず、Q値は1830と高くな
った。Tiの導入は、Q値を高める効果もあるのがわか
る。請求の範囲に含まれる組成では、誘電率が70以
上、Q値が500以上、かつ共振周波数の温度係数の絶
対値が100ppm/℃以下の特性を示した。
【0014】請求の範囲外の組成では、図2の直線BC
よりxが大きくなると、比誘電率が70より低くなり、
直線CDよりyが大きくなると、y=0のときと同じ比
誘電率のときのQ値が低くなり、直線ADよりxが小さ
くなると、共振周波数の温度係数が+100ppm/℃以上
になった。また、aの値が0より小さくなったり、0.
8より大きくなったりすると、Q値が急激に低下した。
ゆえに、マイクロ波用の誘電体として実用的でないと判
断し請求の範囲より除外した。
【0015】(実施例2)実施例2は請求項3および4
記載の本発明の一実施例に対応するものである。
【0016】焼結体の作製法および特性の評価は実施例
1記載の方法と同様であるので省略する。検討した組成
は{(Pb0.43Ca0.571ーzSrz1.0{(Fe
1/2(Nb 1ーbTab1/20.9Ti0.1}O3である。S
rおよびTa成分の出発原料としては、SrCO3およ
びTa25をそれぞれ用いた。結果を(表2)に示す。
(表2)の焼結温度は密度が最高になる温度である。
【0017】
【表2】
【0018】(表2)より、請求の範囲内のSrの導入
により、焼結温度が低くなったのがわかる。また、比誘
電率およびQ値もわずかに改善された。zの値が0.4
より大きくなると、Q値が低下し、共振周波数の温度係
数も正に大きくなったので、請求の範囲外とした。
【0019】また、NbをTaで置換することにより、
焼結温度が低くなった。製造コストの低減および特性の
ばらつきの抑制につながるものと思われる。
【0020】(実施例3)実施例3は請求項5、6、お
よび7記載の本発明の一実施例に対応するものである。
【0021】焼結体の作製法および特性の評価は実施例
1記載の方法と同様であるので省略する。検討した組成
は(Pb1-x-yCaxSry)1+a{(Fe1/2(Ta1-mNbm)Nb1/2)1-z(Fe
2/3W1 /3)z}O3+aである。番号1から22は、Srを含ん
でいない(y=0)組成であり、請求項5および7に対
応する。番号23から45は、Srを含んでおり、請求
項6および7に対応する。Sr、Ta、およびW成分の
出発原料としては、SrCO3、Ta25、およびWO3
をそれぞれ用いた。結果を(表3)、(表4)に示す。
図3にxおよびyの請求の範囲を斜線(境界部も含む)
で示す。図3の23〜45は(表4)の試料番号に対応
している。
【0022】
【表3】
【0023】
【表4】
【0024】(表3)、(表4)から、(Fe2/3W1/3)を
導入することで、試料番号6のようにτf=0の比誘電
率を100程度まで高くすることができるのがわかる。
請求の範囲に含まれる組成では、比誘電率が50以上、
Q値が500以上、かつ共振周波数の温度係数の絶対値
が100ppm/℃以下の特性を示した。請求の範囲以上の
Wを加えると、Q値の低下が著しかったので、請求の範
囲から除外した。また、請求の範囲の組成物は、すべて
1100℃以下の低温で焼結した。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物によると、Tiおよび(Fe2/3W1/3)の導入により、従
来の材料では困難であった比誘電率とτfを独立に制御
することが可能となった。さらに、SrやTaの導入に
より焼結温度を低下させることができ、量産性を向上さ
せることができた。ゆえに、小型の同軸誘電体共振器用
の材料として利用できる。また、本発明の誘電体磁器
は、誘電体共振器のみならず、マイクロ波用の回路基
板、磁器積層コンデンサなどにも利用でき、工業的価値
が大きいものである。
【0026】なお、請求の範囲以外の元素、特にBa、
Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Si、Al、M
g、Bi、GeおよびSb等、からなる酸化物の含有も
誘電特性に悪い影響を与えない範囲であればかまわな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】(Pb1-xCax)1+a(Fe1/2Nb1/2)O3+a系の(Fe1/2Nb
1/2)をTiあるいは(Fe2/3W1/3)で置換した際の、共振周
波数の温度係数と比誘電率の関係の変化を示した図
【図2】請求項2および3記載のxおよびyの請求の範
囲を斜線部分(ただし、直線ABの境界部は含まない)
で示した図
【図3】請求項6記載のxおよびyの請求の範囲を斜線
部分(ただし、直線ADの境界部は含まない)で示した
【図4】(Pb1ーxCax)(Fe1/2Nb1/2)O3系のxを変化させた
ときの、共振周波数の温度係数と比誘電率の関係を示し
た図
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西本 恵司 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 亀山 一郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式をA1+aBO3+a(a≧0)と表わし
    たとき、Aは少なくともPbおよびCaを含み、Caは
    Aの20%以上であり、Bは少なくともFeおよびN
    b、さらにTiおよびWより選ばれる一種以上の元素を
    含むことを特徴とする誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニ
    オブおよび酸化チタンよりなる組成物を、組成式、 (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-yTiy
    3+a と表したとき、xおよびyが下記の四角形A、B、C、
    およびDに囲まれた領域内(ただし、y=0は含まな
    い)にあり、 A:(x,y)=(0.43,0.0) B:(x,y)=(0.63,0.0) C:(x,y)=(0.74,0.25) D:(x,y)=(0.57,0.25) かつaが、 0.0 ≦a≦0.08 の範囲にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
  3. 【請求項3】酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニ
    オブ、酸化チタン、および酸化ストロンチウムよりなる
    組成物を、組成式、 {(Pb1-xCax1ーzSrz1+a{(Fe1/2
    1/21-yTiy}O3+a と表したとき、xおよびyが下記の四角形A、B、C、
    およびDに囲まれた領域内(ただし、y=0は含まな
    い)にあり、 A:(x,y)=(0.43,0.0) B:(x,y)=(0.63,0.0) C:(x,y)=(0.74,0.25) D:(x,y)=(0.57,0.25) かつ、aおよびzが、 0.0 ≦a≦0.08 0.0 <z≦0.4 の範囲にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
  4. 【請求項4】Nbの一部あるいはすべてをTaで置換し
    たことを特徴とする請求項2あるいは3記載の誘電体磁
    器組成物。
  5. 【請求項5】酸化鉛、酸化カルシウム、酸化鉄、酸化ニ
    オブ、および酸化タングステンよりなる組成物を、組成
    式、 (Pb1-xCax1+a{(Fe1/2Nb1/21-z(Fe
    2/31/3z}O3+a と表したとき、x、z、およびaが、 0.43 <x≦0.63 0.0 <z≦0.5 0.0 ≦a≦0.08 の範囲にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。
  6. 【請求項6】酸化鉛、酸化カルシウム、酸化ストロンチ
    ウム、酸化鉄、酸化ニオブ、および酸化タングステンよ
    りなる組成物を、組成式、 (Pb1-x-yCaxSry)1+a{(Fe1/2Nb1/2)1-z(Fe2/3W1/3)z}O
    3+a と表したとき、zおよびaが、 0.0 <z≦0.7 0.0 ≦a≦0.08 の範囲にあり、xおよびyが下記の四角形A、B、C、
    およびDに囲まれた領域内(ただし、y=0は含まな
    い)にあることを特徴とする誘電体磁器組成物。 A:(x,y)=(0.43,0.0 ) B:(x,y)=(0.3 ,0.13) C:(x,y)=(0.3 ,0.4 ) D:(x,y)=(0.7 ,0.0 )
  7. 【請求項7】Nbの一部あるいはすべてをTaで置換し
    たことを特徴とする請求項5あるいは6記載の誘電体磁
    器組成物。
JP5234514A 1992-09-22 1993-09-21 誘電体磁器組成物 Expired - Fee Related JP3040286B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5234514A JP3040286B2 (ja) 1992-09-22 1993-09-21 誘電体磁器組成物

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25244992 1992-09-22
JP4-252449 1993-02-01
JP5-14463 1993-02-01
JP1446393 1993-02-01
JP5234514A JP3040286B2 (ja) 1992-09-22 1993-09-21 誘電体磁器組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06283024A true JPH06283024A (ja) 1994-10-07
JP3040286B2 JP3040286B2 (ja) 2000-05-15

Family

ID=27280650

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5234514A Expired - Fee Related JP3040286B2 (ja) 1992-09-22 1993-09-21 誘電体磁器組成物

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3040286B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087286A (en) * 1996-12-16 2000-07-11 Tdk Corporation Dielectric ceramic composition, dielectric ceramic material and its production method, dielectric device and its production method
KR100607900B1 (ko) * 2004-05-31 2006-08-03 요업기술원 저온 소결용 마이크로파 유전체 세라믹스 및 그 제조방법
CN110723965A (zh) * 2019-08-23 2020-01-24 电子科技大学 一种无助熔剂ltcc微波陶瓷材料及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6087286A (en) * 1996-12-16 2000-07-11 Tdk Corporation Dielectric ceramic composition, dielectric ceramic material and its production method, dielectric device and its production method
KR100607900B1 (ko) * 2004-05-31 2006-08-03 요업기술원 저온 소결용 마이크로파 유전체 세라믹스 및 그 제조방법
CN110723965A (zh) * 2019-08-23 2020-01-24 电子科技大学 一种无助熔剂ltcc微波陶瓷材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3040286B2 (ja) 2000-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5525562A (en) Dielectric ceramic compound
JPH04285046A (ja) 誘電体磁器組成物
US5459115A (en) Composition of dielectric ceramics
US5219809A (en) Dielectric ceramic composition and dielectric resonator
JP3040286B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH08295561A (ja) 誘電体磁器組成物
JP3278520B2 (ja) 誘電体磁器組成物
US5219808A (en) Dielectric ceramic composition
JP2002187771A (ja) 誘電体磁器およびこれを用いた誘電体共振器
JPH0850813A (ja) 誘電体磁器組成物
JPH06338221A (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JPH0520925A (ja) 誘電体磁器組成物
JP2992197B2 (ja) 誘電体磁器材料およびその製造方法
JPH10330165A (ja) 高周波用誘電体磁器
JP3340008B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JP3098763B2 (ja) 誘電体共振器
JPH05242728A (ja) 誘電体磁器組成物、その誘電体磁器組成物を用いた積層物の製造方法及び誘電体磁器組成物の積層物
JP2737395B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JP3469986B2 (ja) 高周波用誘電体磁器組成物
JPH05182522A (ja) 誘電体磁器組成物
JP2918077B2 (ja) 誘電体磁器組成物
JPH05139812A (ja) 誘電体磁器組成物
JPH08217535A (ja) 誘電体磁器組成物
JPH08167327A (ja) 誘電体磁器組成物
JPH0729416A (ja) 誘電体共振器用磁器組成物

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees