JPH0737424A - Dielectric porcelain composition - Google Patents
Dielectric porcelain compositionInfo
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- JPH0737424A JPH0737424A JP5182629A JP18262993A JPH0737424A JP H0737424 A JPH0737424 A JP H0737424A JP 5182629 A JP5182629 A JP 5182629A JP 18262993 A JP18262993 A JP 18262993A JP H0737424 A JPH0737424 A JP H0737424A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は誘電体共振器材料として
好適なバリウム、チタン、サマリウム、ネオジム、プラ
セオジウムおよび酸素からなる誘電体磁器組成物に関す
るものである。本発明の誘電体磁器組成物は、誘電体共
振器材料のほかに、例えばマイクロ波IC用基板、誘電
体調整棒等にも利用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric ceramic composition composed of barium, titanium, samarium, neodymium, praseodymium and oxygen which is suitable as a dielectric resonator material. The dielectric ceramic composition of the present invention can be used not only as a dielectric resonator material but also as, for example, a microwave IC substrate, a dielectric adjusting rod, or the like.
【0002】[0002]
【従来技術及びその問題点】近年、マイクロ波回路の集
積化に伴い、小型で高性能の誘電体共振器が求められて
いる。このような誘電体共振器に使用される誘電体磁器
組成物には、比誘電率εr が大きいこと、また、共振周
波数の温度係数τf の安定度および共振周波数の温度特
性の直線性が優れ、無負荷Qが大きいこと等の特性が要
求されている。2. Description of the Related Art In recent years, with the integration of microwave circuits, a compact and high-performance dielectric resonator is required. The dielectric ceramic composition used for such a dielectric resonator has a large relative permittivity ε r , stability of the temperature coefficient τ f of the resonance frequency, and linearity of the temperature characteristic of the resonance frequency. Characteristics such as excellent and large no-load Q are required.
【0003】このような誘電体磁器組成物として従来、
TiO2 、BaO−TiO2 等を主成分とするものが知
られているが、温度係数が大きかったり、マイクロ波帯
域での誘電損失が大きかったりして実用化するには困難
な面がある。As such a dielectric ceramic composition,
It is known that TiO 2 , BaO—TiO 2 or the like is the main component, but it is difficult to put into practical use because of its large temperature coefficient and large dielectric loss in the microwave band.
【0004】また、BaO−TiO2 −Sm2 O3 系の
誘電体磁器組成物についての提案(特公昭59−375
26号公報)もあるが、十分に大きいQ値は得られてい
ない。A proposal for a BaO--TiO 2 --Sm 2 O 3 -based dielectric ceramic composition (Japanese Patent Publication No. 59-375).
No. 26), but a sufficiently large Q value has not been obtained.
【0005】さらに、Ba(Mg1/3 Ta2/3 )O
3 系、Ba(Zn1/3 Ta2/3 )O3 系、Ba(Zn
1/3 Nb2/3 )O3 系等のペロブスカイト型構造を有す
る誘電体磁器組成物も知られているが、これらは比誘電
率が小さいために、例えば0.1〜5GHz帯では共振
器が大きくなりすぎるという難点がある。Furthermore, Ba (Mg 1/3 Ta 2/3 ) O
3 system, Ba (Zn 1/3 Ta 2/3 ) O 3 system, Ba (Zn
Dielectric porcelain compositions having a perovskite structure such as 1/3 Nb 2/3 ) O 3 system are also known, but these have a low relative permittivity, so that they are resonators in the 0.1-5 GHz band, for example. Has the drawback of becoming too large.
【0006】[0006]
【発明の目的】本発明の目的は、誘電体共振器材料、特
に0.1〜5GHz帯で使用される誘電体共振器材料と
して好適な誘電体磁器組成物を提供することにある。ま
た、本発明の目的は、高誘電率で、Qが大きく、εr の
安定性がよい誘電体磁器組成物を提供することにある。An object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition suitable as a dielectric resonator material, particularly as a dielectric resonator material used in the 0.1 to 5 GHz band. Another object of the present invention is to provide a dielectric ceramic composition having a high dielectric constant, a large Q, and a good stability of ε r .
【0007】[0007]
【問題点を解決するための手段】本発明者らは、誘電体
磁器組成物に使用されている多数の成分元素の中で、バ
リウム、チタン、サマリウム、ネオジム、プラセオジウ
ムおよび酸素の組合せからなる特定の磁器組成物によっ
て前記目的を達成できることを知見した。Among the many constituent elements used in dielectric porcelain compositions, we have identified a combination of barium, titanium, samarium, neodymium, praseodymium and oxygen. It was found that the above object can be achieved by the porcelain composition of
【0008】本発明は、組成式xBaO・yTiO2 ・
z〔(1−m−n)Sm2 O3 ・mNd2 O3 ・nPr
2 O11/3〕(式中、0.15≦x≦0.25、0.72
5<y≦0.85、0<z<0.025、0≦m<1、
0≦n<1である。ただしmとnは同時に0でない。)
で表されるバリウム、チタン、サマリウム、ネオジム、
プラセオジウムおよび酸素からなる誘電体磁器組成物に
関するものである。[0008] The present invention is a composition formula xBaO · yTiO 2 ·
z [(1-m-n) Sm 2 O 3 · mNd 2 O 3 · nPr
2 O 11/3 ] (wherein 0.15 ≦ x ≦ 0.25, 0.72
5 <y ≦ 0.85, 0 <z <0.025, 0 ≦ m <1,
0 ≦ n <1. However, m and n are not 0 at the same time. )
Represented by barium, titanium, samarium, neodymium,
The present invention relates to a dielectric ceramic composition composed of praseodymium and oxygen.
【0009】本発明の誘電体磁器組成物は、比誘電率が
大きいために、共振器の小型化が図れ、無負荷Qも大き
くなる。さらに、共振周波数の温度係数τf が小さい。
本発明において、BaOのモル分率が0.25より大き
い、あるいはTiO2 のモル分率が0.725より小さ
いと共振周波数の温度係数τf が大きくなるので、Ba
O、TiO2 のモル分率は上記範囲に限定される。ま
た、Sm2 O3 、Nd2O3 およびPr2 O11/3のモル
分率を加えたものが0.025より大きいと無負荷Qが
小さくなるのでSm2 O3 、Nd2 O3 およびPr2 O
11/3のモル分率を加えたものは上記範囲に限定される。
また、Sm2 O3 が含有されないと共振周波数の温度係
数τf が大きくなるので、m、nは上記範囲に限定され
る。本発明によれば、酸化サマリウム、酸化ネオジムお
よび酸化プラセオジウムの含有量が少ないため、低コス
トで製造できる。Since the dielectric ceramic composition of the present invention has a large relative permittivity, the resonator can be downsized and the unloaded Q also becomes large. Further, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency is small.
In the present invention, when the molar fraction of BaO is larger than 0.25 or the molar fraction of TiO 2 is smaller than 0.725, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency becomes large.
The mole fraction of O and TiO 2 is limited to the above range. Further, if the sum of the mole fractions of Sm 2 O 3 , Nd 2 O 3 and Pr 2 O 11/3 is more than 0.025, the unloaded Q becomes small, so Sm 2 O 3 , Nd 2 O 3 and Pr 2 O
Addition of a mole fraction of 11/3 is limited to the above range.
If Sm 2 O 3 is not contained, the temperature coefficient τ f of the resonance frequency becomes large, so m and n are limited to the above range. According to the present invention, since the contents of samarium oxide, neodymium oxide and praseodymium oxide are small, it is possible to manufacture at low cost.
【0010】本発明の誘電体磁器組成物の好適な製造法
の一例を次に説明する。炭酸バリウム、酸化チタン、酸
化サマリウム、酸化ネオジム、酸化プラセオジウムの出
発原料を所定量ずつ、水、アルコール等の溶媒と共に湿
式混合する。続いて、水、アルコール等を除去した後、
粉砕し、酸素含有ガス雰囲気(例えば空気雰囲気)下に
900〜1100℃で約2時間程度仮焼する。これによ
って形成された仮焼物を粉砕し、ポリビニルアルコール
の如き有機バインダと共に混合して均質にし、乾燥、粉
砕して、加圧成形(圧力100〜1000Kg/c
m2 )する。そして、この成形物を空気の如き酸素含有
ガス雰囲気下に1200〜1400℃で焼成すれば、上
記組成式で表される誘電体磁器組成物が得られる。An example of a suitable method for producing the dielectric ceramic composition of the present invention will be described below. Starting materials of barium carbonate, titanium oxide, samarium oxide, neodymium oxide and praseodymium oxide are wet-mixed in predetermined amounts with a solvent such as water or alcohol. Then, after removing water, alcohol, etc.,
It is crushed and calcined in an oxygen-containing gas atmosphere (for example, an air atmosphere) at 900 to 1100 ° C. for about 2 hours. The calcined product thus formed is crushed, mixed with an organic binder such as polyvinyl alcohol to be homogenized, dried and crushed, and pressure-molded (pressure 100 to 1000 Kg / c).
m 2 ). Then, by firing this molded product at 1200 to 1400 ° C. in an oxygen-containing gas atmosphere such as air, the dielectric ceramic composition represented by the above composition formula is obtained.
【0011】こうして得られた誘電体磁器組成物は、そ
のまま、または必要に応じて、適当な形状およびサイズ
に加工することで、誘電体共振器、マイクロ波IC用誘
電体基板、誘電体調整棒等の材料として使用することが
でき、特に0.1〜5GHz帯で使用される誘電体共振
器としたときに優れた効果が奏される。The dielectric ceramic composition thus obtained is processed as it is, or if necessary, processed into an appropriate shape and size to obtain a dielectric resonator, a dielectric substrate for microwave IC, a dielectric adjusting rod. Etc., and particularly when used as a dielectric resonator used in the 0.1 to 5 GHz band, excellent effects are exhibited.
【0012】なお、バリウム、チタン、サマリウム、ネ
オジム、プラセオジウムの原料としては、BaCO3 、
TiO2 、Sm2 O3 、Nd2 O3 、Pr2 O11/3等の
他に、焼成時に酸化物となる炭酸塩、水酸化物等を使用
することができる。The raw materials for barium, titanium, samarium, neodymium and praseodymium are BaCO 3 ,
In addition to TiO 2 , Sm 2 O 3 , Nd 2 O 3 , Pr 2 O 11/3 and the like, it is possible to use carbonates and hydroxides which become oxides during firing.
【0013】[0013]
【実施例】以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的
に説明する。 実施例1 炭酸バリウム(BaCO3 )粉末0.200モル、酸化
チタン(TiO2 )粉末0.780モル、酸化サマリウ
ム(Sm2 O3 )粉末0.010モル、酸化ネオジム
(Nd2 O3 )粉末0.010モルをエタノールと共に
ボールミルに入れ、12時間湿式混合した。この混合物
をボールミルから取り出して溶媒のエタノールを蒸発さ
せ、らい潰機で1時間粉砕し、0.200BaO・0.
780TiO2 ・0.010Sm2 O3 ・0.010N
d2 O3 の組成からなる仮焼粉を得た。EXAMPLES The present invention will be described more concretely with reference to the following examples. Example 1 Barium carbonate (BaCO 3 ) powder 0.200 mol, titanium oxide (TiO 2 ) powder 0.780 mol, samarium oxide (Sm 2 O 3 ) powder 0.010 mol, neodymium oxide (Nd 2 O 3 ) powder 0.010 mol was put in a ball mill together with ethanol and wet-mixed for 12 hours. The mixture was taken out of the ball mill, the solvent ethanol was evaporated, and the mixture was ground with a muller for 1 hour to obtain 0.200 BaO.
780TiO 2 / 0.010Sm 2 O 3 / 0.010N
A calcined powder having a composition of d 2 O 3 was obtained.
【0014】次いで、この仮焼粉に適量のポリビニルア
ルコール溶液を加えて均一に混合した後、直径15mm
φ、厚さ5.5mmのペレットに成形して空気雰囲気下
に1250℃で2時間焼成、焼結して本発明の誘電体磁
器組成物を得た。こうして得られた磁器組成物を適当な
大きさにカットした後、誘電共振法によって測定し、共
振周波数f0 (2〜6GHz)における無負荷Qおよび
比誘電率εr を求めた。また、共振周波数の温度依存性
については、−40〜50℃の範囲で測定し、温度係数
τf を求めた。その結果を表2に示す。Then, an appropriate amount of polyvinyl alcohol solution was added to the calcined powder and mixed uniformly, and then the diameter was 15 mm.
A pellet having a diameter of φ and a thickness of 5.5 mm was formed, fired at 1250 ° C. for 2 hours in an air atmosphere, and sintered to obtain a dielectric ceramic composition of the present invention. The porcelain composition thus obtained was cut into an appropriate size and then measured by a dielectric resonance method to obtain an unloaded Q and a relative permittivity ε r at a resonance frequency f 0 (2 to 6 GHz). The temperature dependence of the resonance frequency was measured in the range of -40 to 50 ° C to obtain the temperature coefficient τ f . The results are shown in Table 2.
【0015】実施例2〜14 実施例1の炭酸バリウム、酸化チタン、酸化サマリウ
ム、酸化ネオジム、酸化プラセオジウムの混合割合を表
1記載のようにかえたほかは、実施例1と同様にして誘
電体磁器組成物を製造し、実施例1と同様に特性を測定
した。その結果を表2に示す。表において*印を付した
ものは、本発明の範囲外の比較例である。Examples 2 to 14 Dielectric materials were prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of barium carbonate, titanium oxide, samarium oxide, neodymium oxide and praseodymium oxide in Example 1 was changed as shown in Table 1. A porcelain composition was produced and the characteristics were measured as in Example 1. The results are shown in Table 2. Those marked with * in the table are comparative examples outside the scope of the present invention.
【0016】[0016]
【表1】 [Table 1]
【0017】[0017]
【表2】 [Table 2]
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明によれば、高誘電率で、Qが大き
く、τf の安定性がよい誘電体磁器組成物が得られる。According to the present invention, a dielectric ceramic composition having a high dielectric constant, a large Q, and a good stability of τ f can be obtained.
Claims (1)
m−n)Sm2 O3 ・mNd2 O3・nPr2 O11/3〕
(式中、0.15≦x≦0.25、0.725<y≦
0.85、0<z<0.025、0≦m<1、0≦n<
1である。ただしmとnは同時に0でない。)で表され
るバリウム、チタン、サマリウム、ネオジム、プラセオ
ジウムおよび酸素からなる誘電体磁器組成物。1. A composition formula xBaO.yTiO 2 .z [(1-
m-n) Sm 2 O 3 · mNd 2 O 3 · nPr 2 O 11/3 ]
(In the formula, 0.15 ≦ x ≦ 0.25, 0.725 <y ≦
0.85, 0 <z <0.025, 0 ≦ m <1, 0 ≦ n <
It is 1. However, m and n are not 0 at the same time. ) A dielectric ceramic composition composed of barium, titanium, samarium, neodymium, praseodymium, and oxygen.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182629A JPH0737424A (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Dielectric porcelain composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5182629A JPH0737424A (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Dielectric porcelain composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0737424A true JPH0737424A (en) | 1995-02-07 |
Family
ID=16121637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5182629A Pending JPH0737424A (en) | 1993-07-23 | 1993-07-23 | Dielectric porcelain composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0737424A (en) |
-
1993
- 1993-07-23 JP JP5182629A patent/JPH0737424A/en active Pending
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