JPH11147775A - 誘電体磁器組成物の製造方法 - Google Patents

誘電体磁器組成物の製造方法

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JPH11147775A
JPH11147775A JP9331294A JP33129497A JPH11147775A JP H11147775 A JPH11147775 A JP H11147775A JP 9331294 A JP9331294 A JP 9331294A JP 33129497 A JP33129497 A JP 33129497A JP H11147775 A JPH11147775 A JP H11147775A
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JP
Japan
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composition
powder
producing
dielectric
dielectric porcelain
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Application number
JP9331294A
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English (en)
Inventor
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】 εr、Q×f値が大きく、かつ、εrのばらつ
きが小さく、並びにτfが零に近い特性を安定して得ら
れる誘電体磁器組成物の製造方法を提供すること。 【解決手段】 Bi23を含む成形体を、これと同組成
の粉末、あるいは、ZrO2の粉末で覆い、これらを下
板(アルミナセッター)と上蓋(アルミナこう鉢)で囲
った状態で焼結する。

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の
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、通信機器の進歩により、自動車電
話や携帯電話、PHS等の移動体通信システム、GPS
(Global Positioning Syste
m)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。古くは、このマイクロ波帯域で使用され
る回路には、空洞共振器、アンテナ等が用いられてい
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、自動車用電話機、携帯電話機、小
型GPS装置等に適用できるような小型化が不可能であ
った。
【0003】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
によって、回路部品の小型化が盛んに行われ、一般化し
つつある。このような誘電体共振器に用いられる誘電体
材料の要求特性は、使用周波数帯域における誘電率(以
下、εrと呼ぶ)が大きいこと、共振周波数の温度係数
(以下、τfと呼ぶ)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[以下、tanδ(=1/Q)
と呼ぶ]が小さいことがあげられる。なお、マイクロ波
帯域でのtanδの大小は、そのときの共振周波数をf
とすると、一般的にQ×fの形で表現される。そのた
め、以下、Q×fの表現を用いる。
【0004】また、従来から主にコイル、IC、水晶振
動子等に用いられてきた温度補償用コンデンサは、最近
になって移動体通信機のデジタル回路用バイパスコンデ
ンサ等としての需要が増加している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これまで、マイクロ波
用、ある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(Zn1/3Ta2/3)O3系、BaO−T
iO2系、ZrO2−SnO2−TiO2系、BaO−希土
類酸化物−TiO2系、(Pb、Ca)ZrO3等の材料
が知られている。しかしこれまでに開示されている材料
では、マイクロ波帯域において、εrが大きいほどQ×
fが小さいという傾向があった。その欠点を解決するた
めに、本発明者等は、十分大きな無負荷Qとεr>11
0と実用上、十分小さな絶対値τfを合わせ持つ材料と
して、特開平7−172912号により、BaO−La
23−Sm23−Bi23−TiO2等を提案した。
【0006】しかしながら、BaO−La23−Sm2
3−Bi23−TiO2等の材料のようにBi23を多
量に含む組成では、焼結工程において、焼結温度が高く
なるとBi23の蒸発が促進されるため、εr、Q×f
が劣化し、また、εrのばらつきが大きくなる欠点があ
った。
【0007】そこで、本発明の技術的課題は、Bi23
の蒸発が開始される温度付近で焼結を行っても、εr
Q×f値が大きく、かつ、εrのばらつきが小さく、並
びにτfが零に近い特性が安定して得られる誘電体磁器
組成物の製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに鋭意検討した結果、本発明者は、Bi23を含む誘
電体磁器組成物の成形体を、磁器と酸化物粉末でほぼ密
閉に近い状態に覆うことで、焼結温度をBi23の蒸発
が開始する温度付近としても、焼結空間内のBi23
蒸気圧が適度に制御されるため、組成ずれがなくなり、
εr、Q×f値が大きく、かつ、εrのばらつきが小さ
く、並びにτfが零に近い誘電体磁器組成物が得られる
ことを見出した。
【0009】即ち、本発明は、Bi23を含む誘電体磁
器組成物の成形体を磁器と酸化物粉末により覆って焼結
することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法であ
る。
【0010】また、本発明は、上記の誘電体磁器組成物
の製造方法において、前記酸化物粉末は、前記成形体と
同組成の粉末であることを特徴とする誘電体磁器組成物
の製造方法である。
【0011】また、本発明は、上記の誘電体磁器組成物
の製造方法において、前記酸化物粉末は、ZrO2であ
ることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法であ
る。
【0012】
【発明の実施の形態】Bi23を含む成形体を、これと
同組成の粉末、あるいは、ZrO2の粉末で覆い、これ
らを下板(アルミナセッター)と上蓋(アルミナこう
鉢)で囲った状態で焼結する。
【0013】
【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明の詳細を説
明する。
【0014】(実施例1)まず、BaCO3、SrO、
Sm23、Bi23、La23、TiO2の各粉末を各
組成に応じて秤量した後、純水を用い、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。次に、この混合物を乾燥させた後、大気中に
て1200℃の温度で約4時間仮焼し、仮焼物を得た。
次に、上記のボールミルで20時間湿式粉砕後、乾燥、
造粒し、直径15mm、厚さ約6mmの円盤状に成形し
た。次に、この成形体を、上記の仮焼物の20時間湿式
粉砕粉末で覆い、さらに、アルミナセッターとアルミナ
こう鉢とで囲った状態で、1250〜1350℃の温度
で焼結し、誘電体磁器を得た。
【0015】(実施例2)BaCO3、SrO、Sm2
3、Bi23、La23、TiO2の各粉末を各組成に応
じて秤量し、実施例1と同様の方法で、直径15mm、
厚さ約6mmの円盤を得た。次に、この成形体を、Zr
2粉末で覆い、さらに、アルミナセッターとアルミナ
こう鉢とで囲った状態で、1250〜1350℃の温度
で焼結し、誘電体磁器を得た。
【0016】(比較例1)実施例1で作製した成形体
を、この成形体とアルミナセッター、アルミナこう鉢と
の間に約5mmの隙間を設けた状態で、1250〜13
50℃の温度で焼結し、誘電体磁器を得た。
【0017】(比較例2)実施例2で作製した成形体を
比較例1と同様の方法で、1250〜1350℃の温度
で焼結し、誘電体磁器を得た。
【0018】次に、実施例1、2、比較例1、2の各組
成の誘電体磁器について、誘電体共振器法により、
εr、Q×f値、τfを測定し、εrのばらつき3σ/平
均を計算した(測定試料数100個)。τfは+20〜
+60℃の温度範囲でのfの差により次式によって求め
た。
【0019】 τf=[f(60)−f(20)]/[40×f(20)
【0020】それらの結果を表1に示す。なお組成は、
aBaO−bSrO−cSm23−dBi23−eLa
23−fTiO2(a+b+c+d+e+f=100モ
ル%)のように表した。また、fは、2.0〜3.3GH
zであった。
【0021】
【表1】
【0022】表1において、実施例1と比較例1、及び
実施例2と比較例2を比較すると明らかなように、実施
例1、2では、Bi23を含む誘電体磁器組成物の成形
体を、Bi23の蒸発が開始される温度付近で焼結して
も、アルミナセッター、アルミナこう鉢の間の空間を酸
化物粉末で覆った状態であるので、組成ずれが生じない
ため、εr、Q×f値が大きく、かつ、εrのばらつきが
小さく、並びにτfが零に近くなるのに対し、比較例
1、2では、アルミナセッターとアルミナこう鉢の間に
空間があるため、Bi23の蒸発による影響で異相が生
成され、εr、Q×f、τfが急激に劣化し、εrのばら
つきが大きくなる。
【0023】なお、以上の実施例では、BaO−SrO
−Sm23−Bi23−La23−TiO2の組成の例
について示したが、これに限定されない。例えば、Ba
O−Sm23−Bi23−La23−TiO2、BaO
−Sm23−Bi23−La23−TiO2−PbO、
BaO−Sm23−Bi23−La23−TiO2−P
bO−Gd23、BaO−Sm23−Bi23−La2
3−TiO2−Gd23の組成でもよい。
【0024】
【発明の効果】以上、説明した通り、本発明によれば、
εr、Q×f値が大きく、かつεrのばらつきが小さく、
並びにτfが零に近い誘電体磁器組成物の製造方法が得
られる。したがって、誘電体共振器等を製造する際、ε
rのばらつきは、fのばらつきにつながるため、目的の
fを安定して得るためには、本発明の製造方法は非常に
有効である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Bi23を含む誘電体磁器組成物の成形
    体を磁器と酸化物粉末により覆って焼結することを特徴
    とする誘電体磁器組成物の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の誘電体磁器組成物の製造
    方法において、前記酸化物粉末は、前記成形体と同組成
    の粉末であることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の誘電体磁器組成物の製造
    方法において、前記酸化物粉末は、ZrO2であること
    を特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
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