JPH107457A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

誘電体磁器組成物

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JPH107457A
JPH107457A JP8157831A JP15783196A JPH107457A JP H107457 A JPH107457 A JP H107457A JP 8157831 A JP8157831 A JP 8157831A JP 15783196 A JP15783196 A JP 15783196A JP H107457 A JPH107457 A JP H107457A
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JP
Japan
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dielectric
mol
present
tio
dielectric ceramic
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JP8157831A
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English (en)
Inventor
Okikuni Takahata
興邦 高畑
Akihiro Isomura
明宏 磯村
Kazuya Akiyama
和也 秋山
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 共振周波数の温度係数τf ができるだけ零に
近く,Q×f値が大きく,しかも誘電率εr が大きい誘
電体磁器組成物を提供することる。 【解決手段】 誘電体磁器組成物は,一般式a・CaO
−b・La2 3 −c・TiO2 (但し,a,b,cの
単位はモル%で示され,10.0≦a≦25.0,1
8.0≦b≦34.0,50.6≦c≦70.0,a+
b+c=100モル%)で示される化学組成を有し,図
1においてABCDEFに囲まれた斜線範囲内にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,主にマイクロ波帯
域用の通信や放送機器に使用される誘電体磁器組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】近年,通信技術の進歩により,自動車電
話や携帯電話,PHSなどの移動体通信システム,GP
S(Global Positioning System)が急速に普及してい
る。そのため通信に利用される周波数帯域が拡大し,マ
イクロ波帯域での利用が盛んになっている。
【0003】以前はこのマイクロ波帯域で使用される回
路には,空洞共振器,アンテナ等の使用が主流であっ
た。しかしこれら部品は,マイクロ波の波長と同程度の
大きさになるため,部品の小型化は不可能であった。
【0004】これに対し,近年マイクロ波フィルタや発
信器の周波数安定化回路に,誘電体共振器を用いること
による回路部品の小型化が一般的となっている。
【0005】このような誘電体共振器に用いられる誘電
体材料に要求される特性は,使用周波数帯域における誘
電体材料の誘電率εr が大きいこと,共振周波数の温度
係数τf ができるだけ零に近いこと,マイクロ波帯域で
の誘電損失tanδ(=1/Q)が小さいことが挙げら
れる。尚マイクロ波帯域での誘電損失tanδの大小
は,一般的にQ×fの形で表現される(fはそのときの
共振周波数)。そのため以下Q×fの表現を用いる。
【0006】これまで,マイクロ波用,或いは温度補償
用コンデンサの誘電体磁器組成物としては,Ba(Mg
1/3 Ta2/3 )O3 系,Ba(Zn1/3 Ta2/3 )O3
系,Ba2 Ti9 20系,ZrO2 −SnO2 −TiO
2 系,BaO−希土類−TiO2 系,(Pb,Ca)Z
rO3 系等の材料が知られている。
【0007】一方,移動体通信に用いられる周波数帯域
は年々高周波側に移行し,かつ細分化している。そのよ
うな移動体通信用に用いられる誘電体フィルタ用の誘電
体材料に要求される特性は,前述のように大きなεr
有することもさることながら,むしろ高いQ×fを有す
ることも重要となってくる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかし,これまでに開
示されている組成の材料では,マイクロ波帯域におい
て,Q×fが大きい程誘電率εr が小さく,εr が大き
いほどQ×fが小さいという傾向があった。例えば,B
2 Ti9 20系材料ではQ×f=40000〜600
00GHz(1GHz換算)であるがεr は35〜40
程度であり,BaO−希土類−TiO2 系材料ではεr
=75〜100であるもののQ×fは高々10000程
度である。このようにQ×fが20000GHzを越
え,かつεr が40を越える材料は存在しなかった。
【0009】しかし,一方では,前述のように移動体通
信に使用される周波数帯域の細分化にともない,更に高
Q×fを有し,かつ高いεr を備えた材料が望まれてい
る。
【0010】そこで,本発明の技術的課題は,共振周波
数の温度係数τf ができるだけ零に近く,Q×f値が大
きく,しかも誘電率εr が大きい誘電体磁器組成物を提
供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに,本発明者らは,CaO,La2 3 ,TiO2
適当量混合して誘電体磁器組成物を合成することによ
り,共振周波数の温度係数τf が零に近く,Q×f値が
大きく,しかも誘電率εr が比較的大きな誘電体磁器材
料が得られることを見出した。
【0012】即ち,本発明によれば,一般式a・CaO
−b・La2 3 −c・TiO2 (ただし,a,b,c
の単位はモル%で示され,10.0≦a≦25.0,1
8.0≦b≦34.0,50.6≦c≦70.0,a+
b+c=100モル%)で示される化学組成を有し,図
1におけるABCDEFに囲まれた斜線範囲内にあるこ
とを特徴とする誘電体磁器組成物が得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下,本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0014】図1は本発明の誘電体磁器組成物の範囲を
示す三角図である。
【0015】本発明の誘電体磁器組成物は,一般式がa
・CaO−b・La2 3 −c・TiO2 (ただし,
a,b,cの単位はモル%で示され,10.0≦a≦2
5.0,18.0≦b≦34.0,50.6≦c≦7
0.0,a+b+c=100モル%)で示される化学組
成を有する。
【0016】図1において,本発明の誘電体磁器組成物
は,ABCDEFに囲まれた斜線範囲内にある。ここで
各点を(a,b,c)の三角座標で示すと,A=(1
2.0,18.0,70.0),B=(25.0,1
8.0,57.0),C=(25.0,24.4,5
0.6),D=(15.4,34.0,50.6),E
=(10.0,34.0,56.0),F=(10.
0,20.0,70.0)である。
【0017】この範囲内の誘電体磁器組成物は,共振周
波数の温度係数τf が零に近く,Q×f=20000G
Hz以上であり,しかも,誘電率εr >40である。
【0018】次に,本発明の実施の形態による誘電体磁
器組成物の製造の具体例について説明する。
【0019】まず,CaCO3 ,La2 3 ,TiO2
の各粉末を各組成に応じて秤量した後,純水を用いてジ
ルコニアボールにて樹脂製のボールミルで20時間湿式
混合し,混合物を得た。この混合物を乾燥させた後,大
気中にて1200℃程度の温度で約4時間仮焼し,仮焼
物を得た。次に,仮焼物を上記ボールミルで湿式粉砕
(混合を兼ねる)した後,乾燥,造粒した。これを,直
径15mm,厚さ約6mmの円盤状に成形し,1300
〜1600℃の温度で約2時間焼結することによって下
記表1及び図2に示す組成の誘電体磁器を得た。なお下
記表1での組成は,a・CaO−b・La2 3 −c・
TiO2 (a+b+c=100モル%)のように表わし
た。
【0020】次に,各組成の誘電体磁器について,誘電
体共振器法により,誘電率εr ,Q×f値,共振周波数
の温度係数τf を測定した。共振周波数の温度係数τf
は+20〜+60℃の温度範囲での共振周波数fの差よ
り次数1式によって求めた。
【0021】
【数1】
【0022】それらの測定結果を表1に示した。なお,
共振周波数は3.0〜4.5GHzであった。
【0023】
【表1】
【0024】上記表1から明らかなように,本発明にお
けるCaO−La2 3 −TiO2組成範囲において,
τf <10ppm/℃,Q×f>15000GHzが得
られている。また,εr >40であり,既存の高Q材よ
り大きな値となっている(以上,試料1,3,5,6,
7,8,10,12,14)。
【0025】一般に高Qの材料としては,例えば移動体
通信基地局用フィルタとして使用される観点から,概ね
|τf |<10ppm/℃,Q×f>15000GHz
であることが要求される。しかし,CaOが25モル%
を超えるとτf <10ppm/℃となり(比較試料
2),またCaOが10モル%を下回ると実用上十分緻
密な焼結体が得られないため(比較試料11)本発明の
範囲から除外される。
【0026】また,La2 3 が34.0モル%を超え
るとQ×f<15000GHzとなり(比較試料1
3),La2 3 が18モル%を下回るとτf >10p
pm/℃,Q×f<15000GHzとなるため(比較
試料4)が本発明の範囲から除外される。
【0027】また,TiO2 が70モル%を超えるとQ
×f<15000GHzとなり(比較資料9),TiO
2 が50.6モル%を下回るとτf >10ppm/℃と
なるため(比較試料15)本発明の範囲から除外され
る。
【0028】尚,高Qの材料としてはQ×f>2000
0GHzであれば尚望ましいが,本発明における試料は
全てQ×f>20000GHzである。
【0029】
【発明の効果】以上に説明した通り,本発明によれば,
共振周波数の温度係数τf が零に近く,Q×f値が大き
く,しかも誘電率εr が比較的大きな誘電体磁器組成物
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の誘電体磁器組成物の組成範囲を示す三
角図であり,ABCDEFで囲まれた境界線を含む斜線
部が本発明の範囲である。
【図2】本発明の実施の形態による誘電体磁器組成物の
組成範囲を示す三角図である。
【符号の説明】
1,3,5,6,7,8,10,12,14 表1の
試料番号に対応した本発明の試料 2,4,9,11,13,15 表1の試料番号に対
応した比較試料

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式a・CaO−b・La2 3 −c
    ・TiO2 (但し,a,b,cの単位はモル%で示さ
    れ,10.0≦a≦25.0,18.0≦b≦34.
    0,50.6≦c≦70.0,a+b+c=100モル
    %)で示される化学組成を有し,図1においてABCD
    EFに囲まれた斜線範囲内にあることを特徴とする誘電
    体磁器組成物。
JP8157831A 1996-06-19 1996-06-19 誘電体磁器組成物 Withdrawn JPH107457A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002047059A (ja) * 2000-07-31 2002-02-12 Kyocera Corp ガラスセラミック焼結体およびそれを用いた配線基板
GB2402937B (en) * 2002-03-21 2006-06-28 Council Scient Ind Res Microwave dielectric ceramic composition,method of manufacture thereof and devices comprising the same

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