JPH08106814A - マイクロ波用誘電体セラミックス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比誘電率（ε_r ）が大きく共振周波数の温度
係数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃付近となる組成とした場合
でも無負荷Ｑ（Ｑｕ）が大きな値をするマイクロ波用誘
電体セラミックスを提供する。 【構成】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（Ｃ
ｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）より成り、主成分の
組成式が、 （ＢａＯ）ｘ・（ＣｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚ で表され、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれモル％で、５９．５≦
ｘ≦６１．８モル％、１９．１≦ｙ≦２０．６モル％、
１９．１≦ｚ≦２０．１モル％の範囲にあり、前記主成
分１モルに対して、副成分として、０．１モル以下（但
し、０モルを含まず）の二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）及び
０．００８モル以下（但し、０モルを含まず）の酸化マ
グネシウム（ＭｇＯ）を添加してなることを特徴とする
マイクロ波用誘電体セラミックス。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波用誘電体セ
ラミックスに係り、大きな比誘電率（ε_r ）を持ち、無
負荷Ｑ（Ｑｕ）が大きく、かつ、組成を変化させること
によって共振周波数の温度係数（τ_f ）を０ｐｐｍ／℃
を中心に任意の値に変化させることができるようにした
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、第２９回応用物理学関係連合講演会予稿集２ａ
−Ｉ−４Ｐ７６３（１９８２）等に記載されるものがあ
った。近年、マイクロ波用の誘電体共振器や誘電体フィ
ルタが、自動車電話、携帯電話、衛星放送の受信機に数
多く用いられている。

【０００３】このような用途に用いられる誘電体材料
は、比誘電率（ε_r ）及び無負荷Ｑ（Ｑｕ）が大きく、
かつ組成を変えることによって共振周波数の温度係数
（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃を中心に正または負の値に設定
できるものが望まれており、従来のこのようなセラミッ
クスには、ＢａＯ−ＴｉＯ₂ 系、ＺｒＯ₂ −ＳｎＯ−Ｔ
ｉＯ₂ 系があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のセラミックスでは、共振周波数の温度係数（τ_f ）が
０ｐｐｍ／℃付近の値を示すものでは、比誘電率
（ε_r ）の値は満足できるが、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、十
分大きいとはいえず、その結果、これらの材料を使用し
たデバイスを組み込んだ場合に、装置として十分満足で
きる特性を有しているとはいえなかった。

【０００５】また、共振周波数の温度係数（τ_f ）は、
任意の値とすることができず、他のデバイスの位相のず
れ等の関係上、０ｐｐｍ／℃以外の値（例えば、＋６ｐ
ｐｍ／℃で要求された場合でも、要求された値に変える
ことはできなかった。本発明は、これらを改善するため
になされたものであり、比誘電率（ε_r ）が大きく共振
周波数の温度係数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃付近となる組
成とした場合でも無負荷Ｑ（Ｑｕ）が大きな値をするマ
イクロ波用誘電体セラミックスを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のマイクロ波用誘電体セラミックスは、酸化
バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニ
オブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）より成り、主成分の組成式が、 （ＢａＯ）ｘ・（ＣｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚ で表され、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれモル％で、５９．５≦
ｘ≦６１．８モル％、１９．１≦ｙ≦２０．６モル％、
１９．１≦ｚ≦２０．１モル％（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
００モル％）の範囲にあり、 （１）前記主成分１モルに対して、副成分として、０．
１モル以下（但し、０モルを含まず）の二酸化チタン
（ＴｉＯ₂ ）及び０．００８モル以下（但し、０モルを
含まず）の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加してなる
ことを特徴とする。

【０００７】（２）前記主成分１モルに対して、副成分
として、０．１モル以下（但し、０モルを含まず）の二
酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）及び０．００８モル以下（但
し、０モルを含まず）の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）
を添加してなることを特徴とする。 （３）前記主成分１モルに対して、副成分として、０．
１モル以下（但し、０モルを含まず）の二酸化チタン
（ＴｉＯ₂ ）及び０．００８モル以下（但し、０モルを
含まず）の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加してなることを特
徴とする。

【０００８】

【作用】

（１）上記（１）記載の誘電体セラミックスによれば、 マイクロ波領域において比誘電率（ε_r ）及び無負
荷Ｑ（Ｑｕ）が大きく、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を正または、負の任意の値に容易に変化させることがで
きる。

【０００９】 更に、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を０ｐｐｍ／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷
Ｑ（Ｑｕ）が大きな値を有している。このためマイクロ
波帯の誘電体共振器、誘電体フィルタの小型化、低損失
化にとって有効である。 また、共振周波数の温度係数（τ_f ）を正または、
負の任意の値に容易に変化させることができるため、他
のデバイスの位相のずれなどの関係から、共振周波数の
温度係数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された
場合でも、ＴｉＯ₂ 及びＭｇＯの添加量を変えることに
より、共振周波数の温度係数（τ_f ）を負から正へと任
意の値とすることが可能である。

【００１０】（２）上記（２）記載の誘電体セラミック
スによれば、上記（１）の及びの効果に加えて、更
に、共振周波数の温度係数（τ_f ）を正または、負の任
意の値に容易に変化させることができるため、他のデバ
イスの位相のずれなどの関係から、共振周波数の温度係
数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された場合で
も、ＴｉＯ₂ 及びＺｒＯ₂ の添加量を変えることによ
り、共振周波数の温度係数（τ_f ）を負から正へと任意
の値とすることが可能である。

【００１１】（３）上記（３）記載の誘電体セラミック
スによれば、上記（１）の及びの効果に加えて、更
に、共振周波数の温度係数（τ_f ）を正または、負の任
意の値に容易に変化させることができるため、他のデバ
イスの位相のずれなどの関係から、共振周波数の温度係
数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された場合で
も、ＴｉＯ₂ 及びＺｎＯの添加量を変えることにより、
共振周波数の温度係数（τ_f ）を負から正へと任意の値
とすることが可能である。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。本発明の第１実施例について説明する。出発原料に
は、化学的に高純度の炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃ ）、酸
化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）、二
酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）
を使用し、表１に示すような組成になるように正確に評
量した。これをプラスチック製のポットミルとジルコニ
アボールを用い、純水と共に２０時間湿式混合した。こ
の混合物を脱水、乾燥後、マグネシア容器を用いて空気
中で１２００℃の温度で３時間仮焼した。この仮焼物を
混合工程と同様な方法で湿式粉砕した後、脱水、乾燥し
て微粒子の粉体を得た。この粉体にバインダを添加して
十分に粉体と混合して造粒粉を得た。この造粒粉を金型
と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３ｔ／ｃｍ² で直径
２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成形体を作製した。

【００１３】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、１５００℃の温度で５時間空気中
で焼成して、誘電体セラミックスを得た。このセラミッ
クスを所定の周波数になるように研磨した後、誘電特性
を次の方法で測定した。誘電体セラミックスの比誘電率
（ε_r ）及び無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ハッキ・コールマン
法により測定した。また、共振周波数の温度係数
（τ_f ）は、２０℃における共振周波数ｆ（２０）を基
準とし、−４０℃と８０℃の温度におけるそれぞれの共
振周波数ｆ（−４０）、ｆ（８０）と温度差△Ｔ（ここ
では、−４０℃と８０℃で△Ｔ＝１２０℃）から下記の
（１）式に従い求めた。なお、これらの測定における測
定周波数は、約５ＧＨｚであった。

【００１４】 τ_f ＝｛ｆ（８０）−ｆ（４０）｝／｛ｆ（２０）×１２０｝ …（１） 各組成の誘電特性の測定結果を表１に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】なお、表１において、＊印を付けた試料Ｎ
ｏ．は、本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試
料Ｎｏ．が本発明の実施例の範囲のものである。表１の
結果によれば、ＢａＯが５９．５モル％以下になると、
試料Ｎｏ．１、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が
小さくなり、６１．８モル％を超えると、試料Ｎｏ．７
のようにやはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり、不適当
である。

【００１７】また、ＣｏＯは、１９．１モル％以下にな
ると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さく
なり、２０．６モル％を超えると、試料Ｎｏ．１５のよ
うにやはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり不適当であ
る。更に、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１モル％以下になる
と、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくな
り、２０．１モル％を超えると、試料Ｎｏ．１のように
やはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり不適当である。

【００１８】従って、ＢａＯは、５９．５〜６１．８モ
ル％の範囲、ＣｏＯは、１９．１〜２０．６モル％の範
囲、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１〜２０．１モル％の範囲
が、それぞれ好適な範囲である。また、主成分に対する
副成分としてのＴｉＯ₂ については、試料Ｎｏ．８〜１
２に示すように、添加量が増していくと比誘電率
（ε_r ）は、増加傾向を示し、３０以上の十分に大きな
値である。

【００１９】更に、共振周波数の温度係数（τ_f ）は、
ＴｉＯ₂ 添加量０．００５モル（試料Ｎｏ．８）での−
１０．５ｐｐｍ／℃から、０．５モル（試料Ｎｏ．１
２）での５９．８ｐｐｍ／℃へとＴｉＯ₂ の添加量の増
加と共に大きくなる。更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、Ｔｉ
Ｏ₂ 添加量０．００５モル（試料Ｎｏ．８）での６２０
０から、０．１モル（試料Ｎｏ．１１）での３８００へ
と小さくなり、ＴｉＯ₂ 添加量が０．５モル（試料Ｎ
ｏ．１２）になると１６００と急激に小さくなり、本発
明の目的に合わなくなる。

【００２０】このように、ＴｉＯ₂ 添加量は、０．１モ
ルまでが適切である。また、主成分に対する副成分とし
てのＭｇＯは、試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．７に示すよう
に、添加量が増していくと、比誘電率（ε_r ）は、Ｍｇ
Ｏ添加量０．００１モル（試料Ｎｏ．２）の３２．７か
ら、ＭｇＯ添加量０．００８モル（試料Ｎｏ．６）の３
２．５へと僅かに小さくなるが、ＭｇＯ添加量０．００
１モル〜０．００８モルの範囲で３０以上の十分大きな
値である。また、共振周波数の温度係数（τ_f ）は、Ｍ
ｇＯ添加量０．００１モル（試料Ｎｏ．２）の−４．０
ｐｐｍ／℃から０．００８モル（試料Ｎｏ．６）の−
６．８ｐｐｍ／℃へと小さなマイナスの包配をもって変
化する。

【００２１】更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ＭｇＯ添加量
０．００１モル（試料Ｎｏ．２）の５７００から、０．
００８モル（試料Ｎｏ．６）の２５００へと小さくな
り、０．０１モル（試料Ｎｏ．７）になると５００と急
激に小さくなり、本発明の目的に合わなくなる。このよ
うに、ＭｇＯ添加量は、０．００３モルまでが適切であ
る。

【００２２】以上のように、この（ＢａＯ）ｘ・（Ｃｏ
Ｏ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚに、ＴｉＯ₂ とＭｇＯを添加
した誘電体セラミックスは、ｘ＝６０モル％、ｙ＝２０
モル％、ｚ＝２０モル％付近、特に、ＢａＯがやや過剰
のｘ＝６０．７モル％、ｙ＝１９．６モル％、ｚ＝１
９．６モル％に、ＴｉＯ₂ を０．００５モル、ＭｇＯを
０．００１モル添加した組成において、最も大きな無負
荷Ｑ（Ｑｕ）を得ることができる。また、ＴｉＯ₂ 及び
ＭｇＯの添加量を変えることにより、共振周波数の温度
係数（τ_f ）を負から正へと任意の値に変化させること
ができる。

【００２３】次に、本発明の第２実施例について詳細に
説明する。出発原料には、化学的に高純度の炭酸バリウ
ム（ＢａＣＯ₃ ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニオ
ブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）、二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化ジ
ルコニウム（ＺｒＯ₂ ）を使用し、表２に示したような
組成になるように正確に評量した。これをプラスチック
製のポットミルとジルコニアボールを用い、純水と共に
２０時間湿式混合した。この混合物を脱水、乾燥後、マ
グネシア容器を用いて空気中で１２００℃の温度で３時
間仮焼した。この仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式
粉砕した後、脱水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この
粉体にバインダを添加して十分に粉体と混合して造粒粉
を得た。この造粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧
力１〜３ｔ／ｃｍ² で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円
盤状の成形体を作製した。

【００２４】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、１５００℃の温度で５時間空気中
で焼成して、誘電体セラミックスを得た。このセラミッ
クスを所定の周波数になるように研磨した後、誘電特性
を次の方法で測定した。誘電体セラミックスの比誘電率
（ε_r ）及び無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ハッキ・コールマン
法により測定した。また、共振周波数の温度係数
（τ_f ）は、２０℃における共振周波数ｆ（２０）を基
準とし、−４０℃と８０℃の温度におけるそれぞれの共
振周波数ｆ（−４０）、ｆ（８０）と温度差△Ｔ（ここ
では、−４０℃と８０℃で△Ｔ＝１２０℃）から下記の
（２）式に従い求めた。なお、これらの測定における測
定周波数は、約５ＧＨｚであった。

【００２５】 τ_f ＝｛ｆ（８０）−ｆ（４０）｝／｛ｆ（２０）×１２０｝ …（２） 各組成の誘電特性の測定結果を表２に示す。

【００２６】

【表２】

【００２７】なお、表２において、＊印を付けた試料Ｎ
ｏ．は本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料
Ｎｏ．が本発明の実施例の範囲のものである。表２の結
果によれば、主成分の組成に関して、ＢａＯは５９．５
モル％以下になると（試料Ｎｏ．１０）、無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）が小さくなり、６１．８モル％を超えると（試料Ｎ
ｏ．２）やはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなるため、不
適当である。

【００２８】また、ＣｏＯは、１９．１モル％未満にな
ると（試料Ｎｏ．２）、無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくな
り、２０．６モル％を超えると（試料Ｎｏ．１０）、や
はり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり不適当である。更
に、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１モル未満になると（試料Ｎ
ｏ．２）、無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり、２０．１モ
ル％を超えると（試料Ｎｏ．９）、やはり無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）が小さくなり不適当である。

【００２９】従って、ＢａＯは、５９．５〜６１．８モ
ル％の範囲、ＣｏＯは、１９．１〜２０．６モル％の範
囲、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１〜２０．１モル％の範囲
が、それぞれ好適な範囲である。ここで、ＢａＯ、Ｃｏ
Ｃ、Ｎｂ₂ Ｏ₅ のモル％を合計すると１００モル％とな
る。また、主成分に対する副成分としてのＴｉＯ₂ につ
いては、試料Ｎｏ．１６〜１９に示すように、添加量が
増していくと、比誘電率（ε_r ）は、増加傾向を示し、
３０以上の十分に大きな値である。また、共振周波数の
温度係数（τ_f ）は、ＴｉＯ₂ 添加量０．００５モル
（試料Ｎｏ．１６）での−０．８ｐｐｍ／℃から、０．
５モル（試料Ｎｏ．１９）での４６．０ｐｐｍ／℃へと
ＴｉＯ₂ の添加量の増加と共に大きくなる。

【００３０】更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ＴｉＯ₂ 添加
量０．００５モル（試料Ｎｏ．１６）での６８００か
ら、０．１モル（試料Ｎｏ．１８）での３４００へと小
さくなり、ＴｉＯ₂ 添加量が０．５モル（試料Ｎｏ１
９）になると、２０００と急激に小さくなり、本発明の
目的に合わなくなる。このように、ＴｉＯ₂ 添加量は、
０．１モルまでが適切である。

【００３１】また、主成分に対する副成分としてのＺｒ
Ｏ₂ は、試料Ｎｏ．１１〜試料Ｎｏ．１４に示すよう
に、比誘電率（ε_r ）に関しては、大きな値の変動はな
く、ＺｒＯ₂ 添加量０．００１モル〜０．０１モルの範
囲で３０以上の十分大きな値である。また、共振周波数
の温度係数（τ_f ）に関しては、ＺｒＯ₂ 添加量０．０
０１モル（試料Ｎｏ．１１）の０．５ｐｐｍ／℃から
０．００８モル（試料Ｎｏ．１４）の２．７ｐｐｍ／℃
へとＺｒＯ₂ の添加量の増加と共に大きくなる。

【００３２】更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ＺｒＯ₂ 添加
量０．００１モル（試料Ｎｏ．１１）の６５００から、
０．００８モル（試料Ｎｏ．１４）の４２００へと小さ
くなり、０．０１モル（試料Ｎｏ．１５）になると１０
００と急激に小さくなり、本発明の目的に合わなくな
る。このように、ＺｒＯ₂ 添加量は、０．００８モルま
でが適切である。

【００３３】以上のように、この（ＢａＯ）ｘ・（Ｃｏ
Ｏ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚにＴｉＯ ₂ とＺｒＯ₂ を添加
した誘電体セラミックスは、ｘ＝６０モル％、ｙ＝２０
モル％、ｚ＝２０モル％付近で、主成分１モルに対して
ＴｉＯ₂ を０．００５モル、ＺｒＯ₂ を０．００２モル
添加した組成において、最も大きな無負荷Ｑ（Ｑｕ）を
得ることができる。また、ＴｉＯ₂ 及びＺｒＯ₂ の添加
量を変えることにより、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を負から正へと任意の値に変化させることができる。

【００３４】なお、この実施例では、直径２０ｍｍ、厚
さ１２ｍｍの円盤上の成形体を用いて、特性を測定して
いるが、誘電体共振器や誘電体フィルタに適用する場合
に、直径、厚さの異なる円板状の成形体あるいは直方体
などの他の形状の成形体を用いても良い。また、加工、
研磨により形状を変えても良い。次に、本発明の第３実
施例について詳細に説明する。

【００３５】出発原料には、化学的に高純度の炭酸バリ
ウム（ＢａＣＯ₃ ）、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニ
オブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）、二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）を使用し、表３に示したような組成にな
るように正確に評量した。これをプラスチック製のポッ
トミルとジルコニアボールを用い、純水と共に２０時間
湿式混合した。この混合物を脱水、乾燥後、マグネシア
容器を用いて空気中で１２００℃の温度で３時間仮焼し
た。この仮焼物を混合工程と同様な方法で湿式粉砕した
後、脱水、乾燥して微粒子の粉体を得た。この粉体にバ
インダを添加して十分に粉体と混合して造粒粉を得た。
この造粒粉を金型と油圧プレスを用い、成形圧力１〜３
ｔ／ｃｍ² で直径２０ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円盤状の成
形体を作製した。

【００３６】このようにして得られた成形体をマグネシ
ア製の容器に入れて、１５００℃の温度で５時間空気中
で焼成して、誘電体セラミックスを得た。このセラミッ
クスを所定の周波数になるように研磨した後、誘電特性
を次の方法で測定した。誘電体セラミックスの比誘電率
（ε_r ）及び無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ハッキ・コールマン
法により測定した。また、共振周波数の温度係数
（τ_f ）は、２０℃における共振周波数ｆ（２０）を基
準とし、−４０℃と８０℃の温度におけるそれぞれの共
振周波数ｆ（−４０）、ｆ（８０）と温度差△Ｔ（ここ
では、−４０℃と８０℃で△Ｔ＝１２０℃）から下記の
（３）式に従い求めた。なお、これらの測定における測
定周波数は、約５ＧＨｚであった。

【００３７】 τ_f ＝｛ｆ（８０）−ｆ（４０）｝／｛ｆ（２０）×１２０｝ …（３） 各組成の誘電特性の測定結果を表３に示す。

【００３８】

【表３】

【００３９】なお、表３において、＊印を付けた試料Ｎ
ｏ．は本発明の範囲外の比較例であり、それ以外の試料
Ｎｏ．が本発明の実施例の範囲のものである。表３の結
果によれば、ＢａＯが５９．５モル％以下になると、試
料Ｎｏ．１、Ｎｏ．１５のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小
さくなり、６１．８モル％を超えると、試料Ｎｏ．７の
ようにやはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり、不適当で
ある。

【００４０】また、ＣｏＯは、１９．１モル％以下にな
ると、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さく
なり、２０．６モル％を超えると、試料Ｎｏ．１５のよ
うにやはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり不適当であ
る。更に、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１モル％以下になる
と、試料Ｎｏ．７のように無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくな
り、２０．１モル％を超えると、試料Ｎｏ．１のように
やはり無負荷Ｑ（Ｑｕ）が小さくなり不適当である。

【００４１】従って、ＢａＯは、５９．５〜６１．８モ
ル％の範囲、ＣｏＯは、１９．１〜２０．６モル％の範
囲、Ｎｂ₂ Ｏ₅ は、１９．１〜２０．１モル％の範囲
が、それぞれ好適な範囲である。また、主成分に対する
副成分としてのＴｉＯ₂ については、試料Ｎｏ．８〜Ｎ
ｏ．１２に示すように、添加量が増していくと、比誘電
率（ε_r ）は、増加傾向を示し、３０以上の十分に大き
な値である。また、共振周波数の温度係数（τ_f）は、
ＴｉＯ₂ 添加量０．００５モル（試料Ｎｏ．８）での−
９．４ｐｐｍ／℃から、０．５モル（試料Ｎｏ．１２）
での６０．５ｐｐｍ／℃へとＴｉＯ₂ の添加量の増加と
共に大きくなる。

【００４２】更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ＴｉＯ₂ 添加
量０．００５モル（試料Ｎｏ．８）での６８００から、
０．１モル（試料Ｎｏ．１１）での３８００へと小さく
なり、ＴｉＯ₂ 添加量が０．５モル（試料Ｎｏ．１２）
になると２０００と急激に小さくなり、本発明の目的に
合わなくなる。このように、ＴｉＯ₂ 添加量は、０．１
モルまでが適切である。

【００４３】また、主成分に対する副成分としてのＺｎ
Ｏは、試料Ｎｏ．２〜試料Ｎｏ．７に示すように、比誘
電率（ε_r ）に関しては大きな変化はなく、ＺｎＯ添加
量０．００１モル〜０．００８モルの範囲で３０以上の
十分大きな値である。また、共振周波数の温度係数（τ
_f ）に関しては、ＺｎＯ添加量０．００１モル（試料Ｎ
ｏ．２）の−２．２ｐｐｍ／℃から０．００８モル（試
料Ｎｏ．６）の−６．８ｐｐｍ／℃へと小さなマイナス
の包配をもって変化する。

【００４４】更に、無負荷Ｑ（Ｑｕ）は、ＺｎＯ添加量
０．００１モル（試料Ｎｏ．２）の５７００から、０．
００８モル（試料Ｎｏ．６）の３３００へと小さくな
り、０．０１モル（試料Ｎｏ．７）になると６００と急
激に小さくなり、本発明の目的に合わなくなる。このよ
うに、ＺｎＯ添加量は、０．００８モルまでが適切であ
る。

【００４５】上記したように、この（ＢａＯ）ｘ・（Ｃ
ｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚにＴｉＯ₂ とＺｎＯを添加
した誘電体セラミックスは、ｘ＝６０モル％、ｙ＝２０
モル％、ｚ＝２０モル％付近、特にＢａＯがやや過剰の
ｘ＝６０．７モル％、ｙ＝１９．６モル％、ｚ＝１９．
６モル％にＴｉＯ₂ を０．００５モル、ＺｎＯを０．０
０１モル添加した組成において最も大きな無負荷Ｑ（Ｑ
ｕ）を得ることができ、またＴｉＯ₂ 及びＺｎＯの添加
量を変えることにより、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を負から正へと任意の値に変化させることができる。

【００４６】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【００４７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。 （１）請求項１記載の発明によれば、 マイクロ波領域において比誘電率（ε_r ）及び無負
荷Ｑ（Ｑｕ）が大きく、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を正または、負の任意の値に容易に変化させることがで
きる。

【００４８】 更に、共振周波数の温度係数（τ_f ）
を０ｐｐｍ／℃付近となる組成とした場合でも、無負荷
Ｑ（Ｑｕ）が大きな値を有している。このためマイクロ
波帯の誘電体共振器、誘電体フィルタの小型化、低損失
化にとって有効である。 また、共振周波数の温度係数（τ_f ）を正または、
負の任意の値に容易に変化させることができるため、他
のデバイスの位相のずれなどの関係から、共振周波数の
温度係数（τ_f ）が０ｐｐｍ／℃以外の値を要求された
場合でも、ＴｉＯ₂ 及びＭｇＯの添加量を変えることに
より、共振周波数の温度係数（τ_f ）を負から正へと任
意の値とすることが可能である。

【００４９】（２）請求項２記載の発明によれば、上記
（１）の及びの効果に加えて、更に、共振周波数の
温度係数（τ_f ）を正または、負の任意の値に容易に変
化させることができるため、他のデバイスの位相のずれ
などの関係から、共振周波数の温度係数（τ_f ）が０ｐ
ｐｍ／℃以外の値を要求された場合でも、ＴｉＯ₂ 及び
ＺｒＯ₂ の添加量を変えることにより、共振周波数の温
度係数（τ_f ）を負から正へと任意の値とすることが可
能である。

【００５０】（３）請求項３記載の発明によれば、上記
（１）の及びの効果に加えて、更に、共振周波数の
温度係数（τ_f ）を正または、負の任意の値に容易に変
化させることができるため、他のデバイスの位相のずれ
などの関係から、共振周波数の温度係数（τ_f ）が０ｐ
ｐｍ／℃以外の値を要求された場合でも、ＴｉＯ₂ 及び
ＺｎＯの添加量を変えることにより、共振周波数の温度
係数（τ_f ）を負から正へと任意の値とすることが可能
である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野 英輝 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト
   （ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）より成り、主成
   分の組成式が、 （ＢａＯ）ｘ・（ＣｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚ で表され、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれモル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．１モル％（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００モル％）の範囲にあり、 前記主成分１モルに対して、副成分として、０．１モル
   以下（但し、０モルを含まず）の二酸化チタン（ＴｉＯ
   ₂ ）及び０．００８モル以下（但し、０モルを含まず）
   の酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を添加してなることを特
   徴とするマイクロ波用誘電体セラミックス。
2. 【請求項２】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト
   （ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）より成り、主成
   分の組成式が、 （ＢａＯ）ｘ・（ＣｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚ で表され、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれモル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．１モル％（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００モル％）の範囲にあり、 前記主成分１モルに対して、副成分として、０．１モル
   以下（但し、０モルを含まず）の二酸化チタン（ＴｉＯ
   ₂ ）及び０．００８モル以下（但し、０モルを含まず）
   の酸化ジルコニウム（ＺｒＯ₂ ）を添加してなることを
   特徴とするマイクロ波用誘電体セラミックス。
3. 【請求項３】 酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化コバルト
   （ＣｏＯ）、酸化ニオブ（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）より成り、主成
   分の組成式が、 （ＢａＯ）ｘ・（ＣｏＯ）ｙ・（Ｎｂ₂ Ｏ₅ ）ｚ で表され、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれモル％で、 ５９．５≦ｘ≦６１．８モル％、 １９．１≦ｙ≦２０．６モル％、 １９．１≦ｚ≦２０．１モル％（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１
   ００モル％）の範囲にあり、 前記主成分１モルに対して、副成分として、０．１モル
   以下（但し、０モルを含まず）の二酸化チタン（ＴｉＯ
   ₂ ）及び０．００８モル以下（但し、０モルを含まず）
   の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加してなることを特徴とする
   マイクロ波用誘電体セラミックス。