JPS61259405A

JPS61259405A - 高周波用誘電体磁器組成物

Info

Publication number: JPS61259405A
Application number: JP10023085A
Authority: JP
Inventors: 之雄樋口; 勝部　正嘉
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-17
Also published as: JPH056762B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、マイクロ波やミリ波等の高周波領域におい
て高誘電率で高いＱ値を有する高周波用誘電体磁器組成
物に関する。

〔従来の技術〕

マイクロ波やミリ波等の高周波領域において、誘電体磁
器は誘電体共振器やＭＩＣ用誘電体基板等に広く利用さ
れている。

従来、この種の誘電体磁器として例えばＴｉＯ２−Ｚｒ
Ｏ２−３ｎｕｇ　−ＺｎＯ−ＮｉＯ系の材料が知られて
いる（特公昭５５−３４．５２６号公報）。

しかしながら上記材料のＱ値は、ＩＧＨｚで２５０００
．４ＧＨｚで１２０００．７ＧＨｚで７０００のレベル
であった。そのため、例えば低い周波数（例えば８００
ＭＨｚ）でハイパワーの回路の誘電体共振器等に使用し
ようとしても、発熱が大きくて温度不安定となって使用
することはできない。また、４ＧＨｚや１０ＧＨｚ近辺
の誘電体共振器としてもＱ値が低くて使用することがで
きない場合がある。

そこで、Ｔｉ０ｚ　　ＺｒＯ２５ｎＯｚ　　ＺｎＯ−Ｎ
ｉ０系材料のＺｎＯまたはＮｉＯの代わりにＴａｚＯｓ
を添加することによってＱ値の改善を図った高周波用誘
電体磁器組成物が、特開昭５８−５１４０６号公報及び
特開昭５８−２１７４６５号公報にそれぞれ提案されて
いる。前者における誘電体磁器組成物は、Ｔｉ０ｚ　２
２〜４３重量％、Ｚｒ０２３８〜５８重量％、５ｎｕ２
９〜２６重量％を主成分としてこれにＺｎＯを７重量％
以下゛、ＴａｚＯｓを５重量％以下添加したものであり
、後者のそれは、前者のＺｎＯの代わりにＮｉＯを１０
重量％以下添加したものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記公報開示の材料においては、Ｑ値は改善されるもの
のそれでも７ＧＨｚにおいて８０００程度止まりである
。また焼結性に更に改善の余地がある。

したがってこの発明は、更にＱ値及び焼結性の改善を図
った高周波用誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の高周波用誘電体磁器組成物は、Ｔｉ０２２２
〜３３重量％、Ｚｒ０ｚ　３８〜５８重量％、ＳｎＯ□
９〜２６重量％を主成分とし、これにＺｎＯを７重量％
以下、ＮｉＯを１０重量％以下、ＮｂｚＯｓを５重量％
以下添加含有してなるものである。

上記した組成範囲に限定した理由は次のとおりである。

即ち、Ｔ　ｉ　Ｏｔが２２重量％未満では誘電率（ε）
が低下し、４３重量％を越えると誘電率の温度係数（Ｔ
Ｃ）が＋側で大きくなり過ぎる。

またＺ　ｒ　Ｏ２が３８重量％未満になり、あるいは５
８重量％を越えると誘電率の温度係数（ＴＣ）が＋側で
大きくなり過ぎる。またＳ　ｎ　Ｏｚが９重量％朱満で
は誘電率の温度係数（ＴＣ）が＋側で大きくなり過ぎる
と共にＱが低下し、２６重量％を越えると誘電率の温度
係数（ＴＣ）が−側で大きくなり過ぎる。

次に添加物の内、ＺｎＯが７重量％を越えると誘電率及
びＱが低下し、ＮｉＯが１０重量％を越える、あるいは
Ｎｂｆｆ１０５が５重量％を越えるとＱが低下し、いず
れも実用に供さなくなる。

〔実施例〕

以下、この発明を実施例に従って詳述する。

原料として高純度のＴｉＯ２、ＺｒＯ２，５ｎＯｔ、Ｚ
ｎＯ１ＮｉＯ１Ｎｂ、０５を用い、第１表の組成比率の
磁器が得られるように秤量し、１６時時間式混合した。

次いで脱水、乾燥し、得られた混合原料を２５００　Ｋ
ｇ　／ｃｍ”の圧力で直径１２ｍｍ、厚み６ｍｍの円板
に成形した。引続き成形物を自然雰囲気中１３５０〜１
４５０℃の温度で４時間焼成して磁器試料を得た。

各磁器試料について２５℃、７ＧＨｚにおける誘電率（
ε）、Ｑ及び共振周波数の温度係数（ＴＣ）の各電気的
特性を測定し、その結果を第１表に表した。゛第１表中＊印はこの発明の範囲外のものであり、それ以
外は全てこの発明の範囲内のものである。

（以下余白）第１表の誘電率（ε）とＱの値は誘電体共振法により測
定したものである。またＴＣは共振周波数（［。）の温
度変化率を表したもので、測定は＋２５℃〜＋８５℃の
温度範囲で測定した。

共振周波数（ｆｏ）の温度変化率（’ｒｃ　（ｆ。

）〕は次式より求めたもので、誘電率（ｇ）の温度変化
率（ＴＣ（ε）〕と温度変化による磁器の線膨張率（α
）とからなっている。

ＴＣ（ｆ　ｏ　）　＝’ＡＴＣ（ε）−αまた、試料番
号１６について結晶粒径及び抗折強度を測定したところ
、結晶粒径５〜１０μｍ１抗折強度１２００　Ｋｇ　／
ｃｖａ”であり、Ｎ　ｂ　ｚ　Ｏｓを含有させることに
よって結晶粒径が小さく、強度の大きい磁器が得られて
いる。

尚、試料番号１４．２３については焼結が不可能であっ
たため、電気的特性の測定は行わなかった。

比較のために、この発明にかかる試料番号１６のものと
、従来例のＴｉ０ｚ　　ＺｒＯ２−３ｎＯｚ　−ＺｎＯ
−ＮｉＯ系のものについて、Ｑと周波数との関係を図面
に示した。

なお、Ｔ　ｉ　Ｏ２Ｚ　ｒ　Ｏｚ　　Ｓ　ｎ　Ｏｚ　　
Ｚ　ｎ　０−Ｎｉ０系の組成は次のものからなる。Ｔｉ
０ｚ：３８重量％、Ｚｒ０ｚ：４Ｂ重量％、ＳｎＯ，：
１４重量％からなる主成分に、ＺｎＯ：１．０重量％、
ＮｉＯ：０．５重量％加えたもの。

図から明らかなように、この発明によるものは低い周波
数になるほどＱの改善効果が大きい。

〔発明の効果〕

上述した実施例から明らかなようにこの発明においては
、添加物をＺｎ０−ＮｉＯ−ＮｂｚＯｓの３成分とする
ことにより、焼結性は安定し、かつ高Ｑのものが得られ
た。例えばＱ値は、７ＧＨｚ。

ＴＣ＃Ｏで８８００と、従来にない大きな値が得られた
。

つまりこの発明の材料においては、結晶粒子が従来のも
のに比べて小さくかつ大きさが均一になっており、上記
添加物系は結晶成長を均一に、かつ結晶内の格子不整の
生成を抑制する効果を持っている。

またこの発明の材料では、低い周波数になるほどＱの改
善効果が大きい。これは、低い周波数になるほどユニッ
トが大型になるが、上記添加物系によって焼結性が改善
されて大型ユニットも均一に焼結したためである。例え
ば、この発明の材料のＱ値は、ＩＧＨｚで３９０００．
４ＧＨｚで１６５００．７ＧＨｚで８８００となってお
り、これは上述した従来のＴｉ０ｔ　−Ｚｒ０２−３ｎ
Ｏ１−ＺｎＯ−ＮｉＯ系材料のＱ値に比べて、それぞれ
の周波数において５６％増、３８％増及び２６％増とな
っている。

それゆえこの発明によれば、例えば自動車電話の基地局
チャンネルフィルタ用誘電体共振器等の低周波数（例え
ば８００ＭＨｚ）で高パワーの分野への用途が拡大する
。また、４ＧＨｚ、ｌ０ＧＨｚの衛星放送用誘電体共振
器等の高い周波数領域においても、これまでの超高Ｑ材
に比べればＱは小さいものの、誘電率（ε）が約３８と
大きいため、これまで使用できなかった分野への用途の
拡大も期待できる。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の実施例にかかる材料（試料番号１６
）と、従来例のＴｉＯ２Ｚｒ０ｚ　　５ｎＯｚ−ＺｎＯ
−ＮｉＯ系材料のＱと周波数の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ＴｉＯ＿２２２〜４３重量％、ＺｒＯ＿２３８〜
５８重量％、ＳｎＯ＿２９〜２６重量％を主成分とし、
これにＺｎＯを７重量％以下、ＮｉＯを１０重量％以下
、Ｎｂ＿２Ｏ＿５を５重量％以下添加含有してなる高周
波用誘電体磁器組成物。