JPH0742165B2 - マイクロ波誘電体セラミックス - Google Patents

マイクロ波誘電体セラミックス

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JPH0742165B2
JPH0742165B2 JP1206566A JP20656689A JPH0742165B2 JP H0742165 B2 JPH0742165 B2 JP H0742165B2 JP 1206566 A JP1206566 A JP 1206566A JP 20656689 A JP20656689 A JP 20656689A JP H0742165 B2 JPH0742165 B2 JP H0742165B2
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microwave dielectric
dielectric ceramics
oxide
tio
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豊作 佐藤
一年 鮎沢
徹 荒井
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、マイクロ波誘電体セラミックス、特にその
比誘電率εおよび無負荷Qが大きくかつ組成を変化さ
せることにより零を中心にして正まはた負の任意の温度
係数τが得られるマイクロ波誘電体セラミックス組成
物に関するものである。
(従来の技術) 一般に、温度保償用セラミックス(磁器)コンデンサや
マイクロ波回路用の誘電体共振器等では誘電体セラミッ
クス(磁器)組成物として比誘電率εおよび無負荷Q:
Qu(=1/tanδ)が大きく、共振周波数の温度係数τ
としては、0を中心にして正または負の任意の温度係数
が得られることが必要とされている。従来、かかる誘電
体セラミックス組成物としてBaO・TiO2系、MgTiO3・CaO
系、ZrO2・SnO2・TiO2系、BaO・TiO2・Sm2O3・La2O3
などの組成物を使用していた(例えば特公昭61-14606号
公報参照)。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、これら従来の誘電体セラミックス組成物
を用いて誘電体共振器コンデンサを製造した場合、その
温度係数τが0(ppm/℃)付近では比誘電率εが60
〜80であり、このような比誘電率の値は、誘電体共振器
等の小形化を図る上で小さくて不十分であるという問題
点があった。
この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたもの
であって、従って、この発明の目的は、温度係数が0
(ppm/℃)付近においても比誘電率εおよび無負荷Q
が大きいマイクロ波誘電体セラミックスを提供するもの
である。
(課題を解決するための手段) この発明の達成を図るため、この発明のマイクロ波誘電
体セラミックスによれば、酸化バリウム(BaO)、二酸
化チタン(TiO2)、酸化サマリウム(Sm2O3)、酸化ラ
ンタン(La2O3)、酸化ネオジウム(Nd2O3)および酸化
ビスマス(Bi2O3)からなるセラミックス組成物で構成
し、その組成式を X BaO・Y TiO2 ・Z{(Sm2O3)1-W1-W2(La2O3)W1(Nd2O3)W2}・V Bi2O3と表
わし、成分組成X,Y,Z,Vをモル%で 11.5≦X≦21.0 60.0≦Y≦76.0 6.5≦Z≦26.0 0.1≦V≦5.0 X+Y+Z+V=100 (但し、W1,W2,(1−W1−W2)をモル比としたとき0
<W1<1,0<W2<1,0<(1−W1−W2)<1である。) の範囲としたことを特徴とする。
さらに、この発明のマイクロ波誘電体セラミックスによ
れば、上述したセラミックス組成物を構成するBaO、TiO
2、Sm2O3、La2O3、Nd2O3およびBi2O3からなる主成分に
対し、副成分として、MnO2を2重量%以下添加したこと
を特徴とする。
(作用) この発明の上述した構成によれば、マイクロ波誘電体セ
ラミックス組成物の各組成成分の組成範囲を上述した所
定範囲内に特定してあるので、後述する実験結果からも
明らかなように、上述した温度係数τが0(ppm/℃)
付近でも比誘電率εおよび無負荷Qが大きく、しか
も、組成を変化させることにより零を中心にして正また
は負の任意の温度係数τを得ることが出来る。
(実施例) 以下、この発明のマイクロ波誘電体セラミックスの実施
例につき説明する。
出発原料として化学的に高純度のBaCO3、TiO2、Sm2O3
La2O3、Nd2O3およびBi2O3を別表1および別表2に示す
組成比率にてポットミルを用いて純水とともに20〜24時
間混合した。この混合物を脱水および乾燥させた後、得
られた混合粉を高純度のアルミナ匣で1060℃で2時間仮
焼した。得られた仮焼物をポットミルで純水とともに粉
砕し、脱水乾燥後、バインダを添加して造粒した後、32
メッシュのふるいを通して整粒(分級)した。得られた
造粒粉体を、金型を用いて油圧プレスで、成形圧力1〜
3ton/cm2で、成形して直径16mm,厚さ9mmの円板状の成形
体を得た。次に、得られた成形体を高純度のアルミナ匣
に入れ、1250℃〜1450℃の温度範囲の適切な温度で2時
間焼成し、誘電体セラミックスを得た。
得られた誘電体セラミックスについてハッキ・コールマ
ン法により比誘電率εおよびQuを測定した。また、共
振周波数の温度係数τを、下記(1)式に従って20℃
の共振周波数を基準にして‐40℃〜+85℃の温度範囲に
おける値から求め、これらの実験結果を別表1に示し
た。尚、これらの測定における共振周波数は3〜4GHzで
あった。
但し、f(20℃)=20℃における共振周波数 f(85℃)=85℃における共振周波数 f(‐40℃)=‐40℃における共振周波数 ΔT:測定温度差、ここでは85−(‐40)=125℃ 別表1および別表2において*印を付した試料番号のも
のは、この発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試
料がこの発明の範囲内の実施例である。
別表1の実験結果によれば、BaOが11.5モル%未満並び
に21.0モル%越えるか、TiO2が60.0モル%未満ならびに
76.0モル%を越えると無負荷Q(Qu)が小さくなり温度
係数τも大きくなり不適当となる。また、希土類酸化
物(Sm2O3,La2O3,Nd2O3)の量Zが6.5モル%より小さ
いか、26.0モル%より大きくなると比誘電率εおよび
無負荷Q(Qu)が小さくなり温度係数τは大きくなり
負適当である。
また、BiO2O3量が増加するにつれて比誘電率εと無負
荷Q(Qu)は向上するがBiO2O3量が5モル%を越えると
無負荷Q(Qu)が低下し不適当となる。さらに、W1(La2
O3)またはW2(Nd2O3)または(1−W1−W2)(Sm2O3)の
モル比が零のときは、無負荷Q(Qu)が小さいか、温度
係数τが大きくなり不適当となる。従って、上述した
組成範囲はこの発明から除外する。
よって、この発明では、これらの組成範囲は実用的にみ
てモル%で 11.5≦X≦21.0 60.0≦Y≦76.0 6.5≦Z≦26.0 0.1≦V≦5.0 X+Y+Z+V=100 (但し、モル比を、それぞれ、0<W1<1,0<W2<1,0<
(1−W1−W2)<1とする。)の範囲とするのがマイク
ロ波誘電体セラミックスとして適当である。
次に、BaO,TiO2,Sm2O3,La2O3,Nd2O3およびBi2O3から
なる主成分に対しMnO2を副成分として含有する誘電体セ
ラミックスに対する測定結果を別表2に比較例とともに
示す。別表2において*印を付した試料番号のものは比
較例を示しそれ以外の試料番号のものが実施例である。
MnO2の添加量の増加につれ無負荷Q(Qu)を大きくする
ことができる。また共振周波数の温度係数τをコント
ロールすることができる。また、この誘電体セラミック
ス組成物の焼結性も向上した。
しかしながら、MnO2の添加量が2重量%を越えるとする
と無負荷Q(Qu)が低下し、しかも、誘電体セラミック
ス組成物の焼結性も悪くなり不適当である。
従って、2重量%を越えるMnO2の添加量はこの発明の範
囲から除外する。
従って、この発明ではMnO2の添加量を2重量%以下とす
るのが好適である。
(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、このマイクロ波領
域において比誘電率εおよび無負荷Q(Qu)が大き
く、さらに組成を変化させることによって広範囲に共振
周波数の温度係数τを変化させることができる。
従ってマイクロ波誘電体共振器あるいは温度保償用コン
デンサ等の誘電体セラミックス(磁器)として利用する
ことができる。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化バリウム(BaO)、二酸化チタン(TiO
    2)、酸化サマリウム(Sm2O3)、酸化ランタン(La
    2O3)、酸化ネオジウム(Nd2O3)および酸化ビスマス
    (Bi2O3)からなる誘電体セラミックス組成物であっ
    て、組成式を X BaO・Y TiO2 ・Z{(Sm2O3)1-W1-W2(La2O3)W1(Nd2O3)W2}・V Bi2O3と表
    わし、成分組成X,Y,Z,Vをモル%で 11.5≦X≦21.0 60.0≦Y≦76.0 6.5≦Z≦26.0 0.1≦V≦5.0 X+Y+Z+V=100 (但し、W1,W2および(1−W1−W2)はそれぞれモル比
    を表わし、かつ、0<W1<1,0<W2<1,0<(1−W1
    W2)<1である。) の範囲としたことを 特徴とするマイクロ波誘電体セラミックス。
  2. 【請求項2】副成分として、MnO2が2重量%以下添加さ
    れていることを 特徴とする請求項1に記載のマイクロ波誘電体セラミッ
    クス。
JP1206566A 1989-08-09 1989-08-09 マイクロ波誘電体セラミックス Expired - Lifetime JPH0742165B2 (ja)

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DE90114869T DE69004374T2 (de) 1989-08-09 1990-08-02 Dielektrische Keramik zur Anwendung im Bereich der Mikrowellen.
EP90114869A EP0412440B1 (en) 1989-08-09 1990-08-02 Dielectric ceramic for microwave applications
US07/563,556 US5077247A (en) 1989-08-09 1990-08-06 Dielectric ceramic for microwave applications

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JPH0369560A JPH0369560A (ja) 1991-03-25
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