JPH1095663A - 誘電体磁器造成物 - Google Patents
誘電体磁器造成物Info
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- JPH1095663A JPH1095663A JP9021112A JP2111297A JPH1095663A JP H1095663 A JPH1095663 A JP H1095663A JP 9021112 A JP9021112 A JP 9021112A JP 2111297 A JP2111297 A JP 2111297A JP H1095663 A JPH1095663 A JP H1095663A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/10—Dielectric resonators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、誘電率を４０以上に大きいながら
も、誘電損失が少なく、共振周波数の温度係数を調節し
得る高周波用誘電体磁器造成物を提供しようとするもの
である。 【解決手段】 ｘの範囲が０．３≦ｘ≦０．５であり、
（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3−ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3
の式で表示される高周波用誘電体磁器造成物が提供さ
れていた。
も、誘電損失が少なく、共振周波数の温度係数を調節し
得る高周波用誘電体磁器造成物を提供しようとするもの
である。 【解決手段】 ｘの範囲が０．３≦ｘ≦０．５であり、
（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3−ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3
の式で表示される高周波用誘電体磁器造成物が提供さ
れていた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波誘電体磁器
造成物に係るもので、詳しくは、品質係数及び誘電率が
大きく、共振周波数の温度係数を調節して安定化を図り
得る高周波誘電体磁器造成物に関する。
造成物に係るもので、詳しくは、品質係数及び誘電率が
大きく、共振周波数の温度係数を調節して安定化を図り
得る高周波誘電体磁器造成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近来、無線電話機、自動車電話機等の移
動通信、衛星放送及び衛星通信等に、周波数の帯域が３
００MHz 〜３００GHz のマイクロ波を利用する通信シス
テムが顕著に発展している。かつ、このようなニューメ
ディアを実用化するため共振器、帯域通過（又は、阻
止）フィルタ及びマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）等に高
周波用誘電体セラミックスを盛んに応用している。この
ような、通信システムに用いる高周波用誘電体は、
（１）誘電体内でマイクロ波の波長が、誘電率の１／２
乗に反比例するため、部品を小型化するとき、誘電率が
高く、（２）誘電損失が、周波数に比例するためＱ値
（すなわち、誘電損失の逆数）が大きく、（３）誘電体
共振器の共振周波の温度係数は、小さくなるべきである
（ワーシング（W. Wersing）のElectronic Ceramics
(B.C.H. Steele編著）、67page、米国ニューヨーク州所
在 Elsevier Sci. Pub (1991) 参照）。また、通信シス
テムに使用する高周波用誘電体は経時変化が小さく、熱
伝導率が高く、機械的な強度が良好であるべきである。
動通信、衛星放送及び衛星通信等に、周波数の帯域が３
００MHz 〜３００GHz のマイクロ波を利用する通信シス
テムが顕著に発展している。かつ、このようなニューメ
ディアを実用化するため共振器、帯域通過（又は、阻
止）フィルタ及びマイクロ波集積回路（ＭＩＣ）等に高
周波用誘電体セラミックスを盛んに応用している。この
ような、通信システムに用いる高周波用誘電体は、
（１）誘電体内でマイクロ波の波長が、誘電率の１／２
乗に反比例するため、部品を小型化するとき、誘電率が
高く、（２）誘電損失が、周波数に比例するためＱ値
（すなわち、誘電損失の逆数）が大きく、（３）誘電体
共振器の共振周波の温度係数は、小さくなるべきである
（ワーシング（W. Wersing）のElectronic Ceramics
(B.C.H. Steele編著）、67page、米国ニューヨーク州所
在 Elsevier Sci. Pub (1991) 参照）。また、通信シス
テムに使用する高周波用誘電体は経時変化が小さく、熱
伝導率が高く、機械的な強度が良好であるべきである。
【０００３】そして、現在、用いる誘電体としては、Ｂ
ａ（Ｍ+2 1/3 Ｍ+5 2/3)Ｏ3(Ｍ+2＝Ｍｇ、Ｚｎ；Ｍ+5＝Ｔ
ａ、Ｎｂ）系、Ｂａ2 Ｔｉ9 Ｏ20系及び（Ｚｒ、Ｓｎ）
ＴｉＯ4 系を挙げることができるが、このような誘電体
は、誘電率が４０以下であるので、誘電損失が低い。そ
の他、ＢａＯ−Ｓｎ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、（Ｂａ、Ｐ
ｂ）Ｏ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系及び（Ｐｂ、Ｃａ）Ｚ
ｒＯ3 系を挙げることができるが、このような誘電体
は、誘電率が８０以上に高いが、誘電損失も高い（Ｑｘ
ｆｏ（GHz)＜１０，０００）（前記、ワーシング文献；
及びJ. Kato, JEE,Sep., 114-118 (1991)参照）。
ａ（Ｍ+2 1/3 Ｍ+5 2/3)Ｏ3(Ｍ+2＝Ｍｇ、Ｚｎ；Ｍ+5＝Ｔ
ａ、Ｎｂ）系、Ｂａ2 Ｔｉ9 Ｏ20系及び（Ｚｒ、Ｓｎ）
ＴｉＯ4 系を挙げることができるが、このような誘電体
は、誘電率が４０以下であるので、誘電損失が低い。そ
の他、ＢａＯ−Ｓｎ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系、（Ｂａ、Ｐ
ｂ）Ｏ−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系及び（Ｐｂ、Ｃａ）Ｚ
ｒＯ3 系を挙げることができるが、このような誘電体
は、誘電率が８０以上に高いが、誘電損失も高い（Ｑｘ
ｆｏ（GHz)＜１０，０００）（前記、ワーシング文献；
及びJ. Kato, JEE,Sep., 114-118 (1991)参照）。
【０００４】一般に、誘電率の高い材料は、誘電体内部
の双極子の欠陥により誘電損失及び共振周波数の温度係
数が高くなるが、高周波用の誘電体に応用するために
は、何よりも共振周波数の温度係数が安定しなければな
らない。ＣａＴｉｏ3 の場合、誘電率が１７０程度で極
めて高いが、共振周波の温度係数も＋８００ppm ／℃
に、高くなるという問題点がある（Jpn. J. Appl. Phy
s.,33, 5463-65 (1994) 参照）。
の双極子の欠陥により誘電損失及び共振周波数の温度係
数が高くなるが、高周波用の誘電体に応用するために
は、何よりも共振周波数の温度係数が安定しなければな
らない。ＣａＴｉｏ3 の場合、誘電率が１７０程度で極
めて高いが、共振周波の温度係数も＋８００ppm ／℃
に、高くなるという問題点がある（Jpn. J. Appl. Phy
s.,33, 5463-65 (1994) 参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、誘電率を４０以上に、高いながらも誘電損失の
少ない高周波誘電体磁器造成物を提供しようとするもの
である。また、本発明の他の目的は、共振周波数の温度
係数を調節し得る高周波用誘電体造成物を提供しようと
するものである。
目的は、誘電率を４０以上に、高いながらも誘電損失の
少ない高周波誘電体磁器造成物を提供しようとするもの
である。また、本発明の他の目的は、共振周波数の温度
係数を調節し得る高周波用誘電体造成物を提供しようと
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような、本発明の目
的は、（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 −ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ
1/2)Ｏ3 の式で表示される高周波用誘電体磁器造成物
（ただし、式中、ｘの範囲は０．３≦ｘ≦０．５であ
る）を提供することによって達成される。
的は、（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 −ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ
1/2)Ｏ3 の式で表示される高周波用誘電体磁器造成物
（ただし、式中、ｘの範囲は０．３≦ｘ≦０．５であ
る）を提供することによって達成される。
【０００７】すなわち、本発明は、次の造成式を有する
誘電体磁器造成物を提供している。 （１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 −ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ
3 （ただし、ｘの範囲は０．３≦ｘ≦０．５である）
誘電体磁器造成物を提供している。 （１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 −ｘＣａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ
3 （ただし、ｘの範囲は０．３≦ｘ≦０．５である）
【０００８】前記、誘電体造成物は、ＣａＴｉＯ3 とＣ
ａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 を主成分とするペロブスカイ
ト（Perovskite）型固溶体であって、その特性はＣａ
（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の量に応じて変化する。すなわ
ち、Ｃａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の含量が増加するに応
じて、誘電率は１７０〜２５の範囲に徐々に減少する
が、Ｑｘｆｏ（GHZ)は増加し、共振周波数の温度係数は
図１に示したように＋から−に漸次変化される。
ａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 を主成分とするペロブスカイ
ト（Perovskite）型固溶体であって、その特性はＣａ
（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の量に応じて変化する。すなわ
ち、Ｃａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の含量が増加するに応
じて、誘電率は１７０〜２５の範囲に徐々に減少する
が、Ｑｘｆｏ（GHZ)は増加し、共振周波数の温度係数は
図１に示したように＋から−に漸次変化される。
【０００９】特に、Ｃａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の含量
が０．４６モル比の付近で１５時間以上焼結すると、誘
電率は４６．５で、Ｑｘｆｏは２７，０００以上、共振
周波数の温度係数は０ppm ／℃の優れたマイクロ波用誘
電体磁器造成物を製造することができる。すなわち、Ｃ
ａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の含量がモル比０．４４〜
０．４８の範囲では共振周波数の温度係数（ＴＣＦ）が
−１０ppm ／℃〜＋１０ppm ／℃の優れたマイクロ波用
誘電体磁器造成物が得られる。
が０．４６モル比の付近で１５時間以上焼結すると、誘
電率は４６．５で、Ｑｘｆｏは２７，０００以上、共振
周波数の温度係数は０ppm ／℃の優れたマイクロ波用誘
電体磁器造成物を製造することができる。すなわち、Ｃ
ａ（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3 の含量がモル比０．４４〜
０．４８の範囲では共振周波数の温度係数（ＴＣＦ）が
−１０ppm ／℃〜＋１０ppm ／℃の優れたマイクロ波用
誘電体磁器造成物が得られる。
【００１０】かつ、前記誘電体磁器造成物は、出発物質
として、例えばＣａＣｏ3 、Ａｌ2Ｏ3 、ＴｉＯ2 及び
Ｔａ2 Ｏ3 を使用し通常のセラミックス製造工程を施し
て製造することができる。一層、詳しく説明すると、Ｃ
ａＣｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 及びＴａ2 Ｏ3 を使用
する前に、まず乾燥した後、これらの試料を所定の造成
比で混合し該混合粉末を大気中で焼結した後、粉砕し該
粉末を再か焼（Calcination)してペロブスカイト構造を
有した均一な固溶体を合成する。合成粉末をよく粉砕し
た後、成型添加剤としてＰＶＡ水溶液を添加し円柱型試
片に加圧成形して大気中で焼結した後、有機バインダー
を除去するため熱処理を施して製造することができる。
として、例えばＣａＣｏ3 、Ａｌ2Ｏ3 、ＴｉＯ2 及び
Ｔａ2 Ｏ3 を使用し通常のセラミックス製造工程を施し
て製造することができる。一層、詳しく説明すると、Ｃ
ａＣｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 及びＴａ2 Ｏ3 を使用
する前に、まず乾燥した後、これらの試料を所定の造成
比で混合し該混合粉末を大気中で焼結した後、粉砕し該
粉末を再か焼（Calcination)してペロブスカイト構造を
有した均一な固溶体を合成する。合成粉末をよく粉砕し
た後、成型添加剤としてＰＶＡ水溶液を添加し円柱型試
片に加圧成形して大気中で焼結した後、有機バインダー
を除去するため熱処理を施して製造することができる。
【００１１】焼結試片の誘電率Ｑ値及び共振周波数の温
度係数等の誘電特性は、公知の誘電体共振技法で測定す
ることができる。その測定を行った結果、本発明に係る
誘電体磁器造成物は、誘電率が４１．４〜６５．７で、
Ｑｘｆｏ（GHz)が１２，０００〜２７，３００、共振周
波数の温度係数（ＴＣＦ）の範囲が、−２０〜＋１１３
ppm ／℃であって、造成の変化により、温度係数を０pp
m ／℃に調節することができるので、高周波用の誘電体
のセラミックス部品に使用する材料として利用し得るこ
とがわかった。
度係数等の誘電特性は、公知の誘電体共振技法で測定す
ることができる。その測定を行った結果、本発明に係る
誘電体磁器造成物は、誘電率が４１．４〜６５．７で、
Ｑｘｆｏ（GHz)が１２，０００〜２７，３００、共振周
波数の温度係数（ＴＣＦ）の範囲が、−２０〜＋１１３
ppm ／℃であって、造成の変化により、温度係数を０pp
m ／℃に調節することができるので、高周波用の誘電体
のセラミックス部品に使用する材料として利用し得るこ
とがわかった。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例に対し詳し
く説明するが、本発明は特許請求の範囲を外れない限り
後述する実施例に限定されるものではない。
く説明するが、本発明は特許請求の範囲を外れない限り
後述する実施例に限定されるものではない。
【００１３】
【実施例】純度９９％のＣａＣｏ3 、Ｔａ2 Ｏ3 と９
９．９％のＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 とを使用する前に６０
０℃の温度で１０時間程度、乾燥した後、これら試料を
表１に示した造成比で混合し、混合粉末を大気中で１，
２００℃の温度に４時間ぐらいか焼した後、粉砕し、再
び、１，４５０℃の温度で３時間の間、再か焼してペロ
ブスカイト構造を有する固溶体を合成した。
９．９％のＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 とを使用する前に６０
０℃の温度で１０時間程度、乾燥した後、これら試料を
表１に示した造成比で混合し、混合粉末を大気中で１，
２００℃の温度に４時間ぐらいか焼した後、粉砕し、再
び、１，４５０℃の温度で３時間の間、再か焼してペロ
ブスカイト構造を有する固溶体を合成した。
【００１４】
【表１】
【００１５】合成粉末をよく粉砕した後 成形添加剤と
して５％ＰＶＡ水溶液を添加し直径１０mm、厚さ５〜６
mmの円柱型試片に加圧成形し、成形された試片は有機バ
インダーを除去するため、６００℃の温度で１時間程
度、熱処理を行った後、大気中で１，５００℃の温度に
３〜１５時間の間焼結した。焼結した後、試片は１０〜
１６％程度収縮された。
して５％ＰＶＡ水溶液を添加し直径１０mm、厚さ５〜６
mmの円柱型試片に加圧成形し、成形された試片は有機バ
インダーを除去するため、６００℃の温度で１時間程
度、熱処理を行った後、大気中で１，５００℃の温度に
３〜１５時間の間焼結した。焼結した後、試片は１０〜
１６％程度収縮された。
【００１６】焼結試片の両面を研磨紙（＃３００まで）
でよく研磨した後、導波管の内に入れ、誘電体共振技法
で誘電率、Ｑ値及び共振周波数の温度係数を測定した。
この時、測定周波数は５．５〜７．１GHz 、測定温度範
囲は−１５〜８５℃であった。各試片のマイクロ波誘電
特性は表１のようであった。
でよく研磨した後、導波管の内に入れ、誘電体共振技法
で誘電率、Ｑ値及び共振周波数の温度係数を測定した。
この時、測定周波数は５．５〜７．１GHz 、測定温度範
囲は−１５〜８５℃であった。各試片のマイクロ波誘電
特性は表１のようであった。
【００１７】
【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る高周
波用誘電体の磁器造成物においては、誘電率が高く、誘
電損失が小さく、共振周波数の温度係数を調節し得る安
定した高周波用誘電体磁器造成物を得ることができると
いう効果がある。
波用誘電体の磁器造成物においては、誘電率が高く、誘
電損失が小さく、共振周波数の温度係数を調節し得る安
定した高周波用誘電体磁器造成物を得ることができると
いう効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の係る誘電体の造成変化に従う共振周波
数の温度係数の変化を示したグラフである。
数の温度係数の変化を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 崔 志 遠 大韓民国ソウル特別市城東区弘益洞429− ２番地 (72)発明者 セルゲイ・イー・クッチェイコ ロシア国、モスコー 115492、ベリュレフ スカヤ ５−２−348
Claims (2)
- 【請求項１】 一般式（１−ｘ）ＣａＴｉＯ3 −ｘＣａ
（Ａｌ1/2 Ｔａ1/2)Ｏ3(式中、ｘは０．３≦ｘ≦０．５
である）で示される誘電体磁器造成物。 - 【請求項２】 ｘが０．４４≦ｘ≦０．４８である、請
求項１記載の誘電体磁器造成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR33310/1996 | 1996-08-10 | ||
| KR1019960033310A KR0173185B1 (ko) | 1996-08-10 | 1996-08-10 | 고주파용 유전체 자기 조성물 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1095663A true JPH1095663A (ja) | 1998-04-14 |
| JP3113829B2 JP3113829B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=19469285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09021112A Expired - Fee Related JP3113829B2 (ja) | 1996-08-10 | 1997-02-04 | 誘電体磁器造成物 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113829B2 (ja) |
| KR (1) | KR0173185B1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1172345A1 (en) * | 2000-07-12 | 2002-01-16 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic for high frequency, dielectric resonator, dielectric filter, dielectric duplexer and communication unit |
| JP2006103977A (ja) * | 2004-09-30 | 2006-04-20 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物及び電子部品 |
| JP2006117448A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品 |
| JP2006117447A (ja) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100415219B1 (ko) * | 2001-03-21 | 2004-01-16 | 한국과학기술연구원 | 마이크로파용 유전체 세라믹 조성물 |
-
1996
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1997
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