JPH10182222A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- JPH10182222A JPH10182222A JP8341702A JP34170296A JPH10182222A JP H10182222 A JPH10182222 A JP H10182222A JP 8341702 A JP8341702 A JP 8341702A JP 34170296 A JP34170296 A JP 34170296A JP H10182222 A JPH10182222 A JP H10182222A
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Abstract
よる特性変化が極めて小さい誘電体磁器組成物を得る。 【解決手段】金属元素として少なくともBa,Tiを含
有し、これらのモル比による組成式をBaO−xTiO
2 と表した時、前記xが3.9≦x≦4.1を満足する
誘電体磁器組成物であって、上記主成分100重量部に
対して、MgCO3 換算で0.01〜5.0重量部のM
gを含有する。
Description
波等の高周波領域において、高いQ値を有する誘電体磁
器組成物に関するものであり、例えば、マイクロ波やミ
リ波などの高周波領域において使用される種々の共振器
用材料やMIC用誘電体基板材料、誘電体導波路用材料
や積層型セラミックコンデンサ等に用いることができる
誘電体磁器組成物に関する。
高周波領域において、誘電体共振器、MIC用誘電体基
板や導波路等に広く利用されている。
例えば、特開昭57−69607号公報に開示されるよ
うなものが知られている。この公報に開示される誘電体
磁器は、BaO−xTiO2 において3.9≦x≦4.
1の組成物100重量部に対して、1〜26重量部のZ
nOを添加してなるものである。
0〜40で、測定周波数f=3.5GHzにおけるQ値
が4500程度となり、さらに共振周波数の温度係数τ
fを−25〜+25ppm/℃の範囲で制御することが
できる。
す使用周波数が高周波となり、しかも温度変化に対して
も高精度の制御が必要になっている。これに対し、上記
特開昭57−69607号公報に開示される誘電体磁器
ではQf値が15750GHz程度と未だ低く、また、
共振周波数の温度係数τfの曲がり、即ち温度ドリフト
の直線性が低いという問題があった。
や誘電体基板等では、高周波での損失が大きく、また温
度ドリフトの直線性が低いため温度変化に伴う特性変化
を高精度に制御することが困難であるという不都合があ
った。
点を解決すべく、鋭意検討した結果、Ba−Ti系誘電
体磁器組成物において、Mgおよび必要に応じてZnを
所定量添加含有することにより、比誘電率が34〜41
で、Qf値が25000GHz以上であり、共振周波数
の温度係数τfを−15〜15ppm/℃の範囲で、か
つ、共振周波数の温度係数τfの曲がり(温度ドリフ
ト)を−2〜2ppm/℃の範囲(−40〜85℃)で
制御できることを見出し、本発明に至った。
元素として少なくともBa、Tiを含有し、これらのモ
ル比による組成式を、BaO−xTiO2 と表した時、
前記xが3.9≦x≦4.1を満足する主成分100重
量部に対して、MgをMgCO3 換算で0.01〜5重
量部含有し、さらに必要に応じてZnをZnO換算で2
0重量部以下含有するものである。
で表されるBa−Ti系誘電体磁器組成物にMgを添加
することにより、Qf値を25000GHz以上と向上
することができる。
を大きくし、共振周波数の温度係数τfを−15〜15
ppm/℃の範囲で、かつ共振周波数の温度係数τfの
曲がり(温度ドリフト:Δτf)を−2〜2ppm/℃
の範囲に制御することが可能となる。
って共振周波数の温度係数τfをプラスからマイナス側
に移行させ、制御することができる。
a−Ti系誘電体磁器組成物において、Mgおよび必要
に応じてZnを所定量添加含有するものである。
2 と表した時、xが3.9≦x≦4.1の範囲内とした
のは、Qf値を向上することができるからである。xの
値が3.9より小さい場合は、Qf値向上の効果が小さ
く、xが4.1よりも大きくなると、Qf値が低下する
からである。さらに、Qfの値を低下させないためには
xの値は3.92〜4.08以下が望ましい。
MgCO3 換算で0.01〜5重量部含有させたのは、
Mgが0.01重量部より少ない場合や、5重量部より
も多い場合には共振周波数の温度係数τfの曲がりを表
すΔτfが−2〜2ppm/℃の範囲外となり、また、
5重量部より多い場合にはQfの値が低下し、τfが1
5ppm/℃よりも大きくなり、いずれの場合も実用的
でないからである。
制御し、かつΔτfをより0に近くし、またQf値を向
上させるという観点から、Mgの含有量は主成分100
重量部に対してMgCO3 換算で0.2〜3重量部の範
囲とすることが望ましい。
の含有量をZnO換算で20重量部以下としたのは、Z
nがZnO換算で20重量部よりも多い場合には、Qf
値が低下したり、共振周波数の温度係数τfが−15p
pm/℃より小さくなり、実用的でないからである。な
お、温度係数τfを0付近にするという観点からは、Z
nはZnO換算で主成分100重量部に対して1〜15
重量部の範囲で含有することが望ましい。
における最適な範囲は、BaO−xTiO2 の組成式に
おいて、3.92≦x≦4.08であり、この主成分1
00重量部に対して、MgをMgCO3 換算で0.1〜
3重量部、ZnをZnO換算で1〜15重量部含有させ
ることが望ましい。
以上、共振周波数の温度係数τfが−12〜12ppm
/℃の範囲、共振周波数の温度係数τfの曲がり(温度
ドリフト:Δτf)を−1.2〜1.2ppm/℃の範
囲内に制御することができる。
aTi4 O9 結晶相が主結晶相として存在し、Znを添
加した場合には磁器中にBa3 Ti12Zn7 O34結晶相
が均一に分散することが好ましく、その他の結晶が少々
析出していても良い。本発明ではBaTi4 O9 結晶相
を主結晶相とすることによって高いQf値を得ることが
でき、しかもZnの添加によってBa3 Ti12Zn7 O
34結晶相を析出させることにより、さらにQf値を向上
するとともに、温度係数τfをプラス側からマイナス側
に制御することができる。
分析することによって確認することができる。そして、
BaTi4 O9 結晶相を主結晶相とするとは、X線回折
による最大ピークがBaTi4 O9 結晶からなることを
意味し、Ba3 Ti12Zn7O34結晶相が均一に分散す
るとは、Ba3 Ti12Zn7 O34結晶のピークが存在す
ることを意味する。
回折で分析した際のチャート図を図1に示すように、B
aTi4 O9 結晶のピークAが最大ピークとなり、しか
もBa3 Ti12Zn7 O34結晶のピークBが存在するこ
とがわかる。
法を説明する。
して、BaCO3 、TiO2 、ZnO、MgCO3 粉末
を準備し、これらを上記した組成比となるように秤量
し、ZrO2 ボールにより粉砕混合し、この混合粉末を
仮焼した後、再度ZrO2 ボールにより粉砕混合し、こ
の仮焼粉末を公知の方法により所定形状に成形し、大気
中または酸素雰囲気中において1150〜1300℃で
0.1〜10時間焼成することにより得られる。
する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても良
く、またMgCO3 は仮焼後に添加しても良い。さら
に、本発明の誘電体磁器中には、製造工程における不可
避不純物として、Al,Si,Ca,Mg,Fe,H
f,Sn等が各元素当たり0.5重量%以下含まれるこ
ともある。
Znを添加した場合、BaTi4 O9 結晶相中にBa3
Ti12Zn7 O34結晶相を均一に分散させるためには、
特に上記原料粉末を1050〜1200℃の温度で0.
1時間以上仮焼することが必要である。その理由は、1
050℃よりも低温で0.1時間未満の仮焼では、Ba
3 Ti12Zn7 O34結晶相が形成され難いからである。
iO2 、ZnO、MgCO3 の粉末を用いて、上記した
組成式のx、Mg含有量(MgCO3 換算)およびZn
含有量(ZnO換算)が表1に示す割合となるように秤
量し、純水を媒体とし、ZrO2 ボールを用いたボ−ル
ミルにて20時間湿式混合した。次にこの混合物を乾燥
(脱水)し、1150℃で2時間仮焼した。
た後、誘電特性評価用の試料として直径12mm高さ
6.3mmの円柱状に1ton/cm2 の圧力でプレス
成形し、これを酸化雰囲気中において1150〜127
0℃で2時間焼成し、直径およそ10mm、高さ5.3
mmの円柱状の試料を得た。
体円柱共振器法にて周波数6〜7GHzにおける比誘電
率とQ値を測定し、Q値と測定周波数fとの積で表され
るQf値を表1に記載した。
共振周波数を測定し、25℃での共振周波数を基準にし
て共振周波数の温度係数τfを算出して、これらの結果
を表1に記載した。尚、表1におけるτf1 は−40℃
における共振周波数の温度係数であり、τf2 は85℃
における共振周波数の温度係数である。さらに、共振周
波数の温度係数の曲がりΔτfをΔτf=τf1 −τf
2 の式から求め、結果を表1に記載した。
範囲外であるもの(No.14、15)はQf値が低
く、またMg含有量が本発明の範囲外であるもの(N
o.16)は共振周波数の温度係数τf及び温度係数の
曲がりΔτfが大きいものであった。さらにZn含有量
が20重量部を超えるもの(No.17)では共振周波
数の温度係数τfが大きかった。
(No.1〜13)では、比誘電率が34以上、Qf値
が25000GHz以上、共振周波数の温度係数τfが
−15〜15ppm/℃の範囲内で、かつ共振周波数の
温度係数τfの曲がりΔτfが−2〜2〔ppm/℃〕
の優れた特性を有することが確認された。
a−Ti系誘電体磁器組成物においてMgおよびZnを
所定量添加含有することにより、比誘電率が34〜41
で、Qfが25000GHz以上であり、共振周波数の
温度係数τfを−15〜15ppm/℃の範囲内で、か
つ、共振周波数の温度係数τfの曲がりを−2〜2pp
m/℃の範囲内とすることができる。
は、高周波領域における損失が小さく、温度変化に伴う
よる特性の制御を極めて高精度に行うことができ、マイ
クロ波やミリ波などの周波数領域において使用される種
々の共振器用材料やMIC用誘電体基板材料、誘電体導
波路用材料として好適に使用することができる。
示すチャート図である。
Claims (2)
- 【請求項1】金属元素として少なくともBa,Tiを含
有し、これらのモル比による組成式を、 BaO−xTiO2 と表した時、前記xが、 3.9≦x≦4.1 を満足する主成分100重量部に対して、MgCO3 換
算で0.01〜5.0重量部のMgを含有することを特
徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項2】上記主成分100重量部に対して、さらに
ZnO換算で20重量部以下のZnを含有することを特
徴とする請求項1記載の誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34170296A JP3754780B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34170296A JP3754780B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182222A true JPH10182222A (ja) | 1998-07-07 |
| JP3754780B2 JP3754780B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=18348123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34170296A Expired - Lifetime JP3754780B2 (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3754780B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002137964A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-14 | Kyocera Corp | 誘電体磁器およびこれを用いた誘電体共振器 |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34170296A patent/JP3754780B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002137964A (ja) * | 2000-10-30 | 2002-05-14 | Kyocera Corp | 誘電体磁器およびこれを用いた誘電体共振器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3754780B2 (ja) | 2006-03-15 |
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