JPS6155804A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

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） 本発明は高周波用の誘電体磁器組成物に関するものであ
る。

（従来の技術） 近年、自動車電話、パーソナル無ｆｉｉ機の実用化。

マイクロ波回路のＩＣ化への発展、ガン発振器への応用
等マイクロ波領域で誘電体磁器が広く利用されている。

この様な高周波用誘電体磁器は主に共振器に用いられる
が、そこに要求される特性としては、（１）誘電体中で
は波長が１／ｖ／７″に短縮されるので不整化の要求に
対して誘電率が大きい事、（２）高周波での誘電損失が
小さいこと、（３）共振周波数の温度に対する変化が少
ないこと、即ち誘電率の温度依存性が小さくかつ安定で
あること、以上の３４９ｉＩ性が挙げられる。

従来、この種の誘電体磁器としては、例えばＢａ０−Ｔ
ｌＯｚ系材料、　Ｒｅ０−Ｂａ０−ＴｉＯｚ系材料及び
（Ｂａ８ｒ）（ＺｒＴｉ）Ｏｘ系材料などが知られてい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらｓ　Ｂ　ａ　Ｏ−Ｔ　ｔ　Ｏ！基材料では
誘電率がｌｒｍ３Ｂ〜４０と高く、また誘電損失は−δ
＜２．００Ｘｉ（１”　と小さいが、単−相では共振周
波数の温度係数τｆ−０のものが得がたく、組成変化に
対する誘電率及び誘電率の温度依存性の変化も大きいた
め、高い誘電率、低い誘電損失を維持したまま共振周波
数の温度係数（τｆ）を安定に小さく制御することが困
難である。また、　Ｒｅ　Ｏ−Ｂ　ａ　Ｏ−Ｔ　ｉ０２
系では誘電率はεｒ＝４０〜６０と非常に高く、また共
振周波数の温度係数ｆｆ＝ｏ　　のものも得られるが、
誘電損失は−δ＞５．０Ｘ１０−４と大きい。さらに（
ＤａＳｒ）　（ＺｒＴｉ）Ｏｓ系では訪’；ｉ！損失は
ｔａｎδく２．０ＯＸ１０−’と小さく、共振周波数の
温度係数τｆ＝０のものも得られるが、誘電率がεｒ＝
２９〜３５と非常に小さい。尚、上記誘電損失（−δ〕
は半同軸共振器法によシ５００〜６００　ＭＨｚで測定
した。

このように、上記の倒れの材料においても高周波用誘電
体材料に要求される前記３特性を共に充分には満足して
いない。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者は上記の現状に鑑み鋭意研究の結果、酸化バリ
ウム（Ｂａｄ）　、酸化ネオジウム（ＮｄｘＯ婁）。

酸化ランタン（ＬａｚＯｓ）　ｅ酸化イツトリウム（Ｙ
２Ｏ２）及び酸化ニオブ（ＮｂｘＯｇ）からなる混合組
成で、組成式Ｂ　ａ　（Ｎ　ｄ　ｘ７２　Ｌａ　ｙ／！
　Ｙｚ／！　Ｎｂ　ｌ／ｚ　）　Ｏａ　（但し、ｘ＋ｙ
＋ｚ−１，０≦Ｘ≦１．　Ｏ≦ｙ≦１．０≦ｚく１〕で
表わされる組成からなり、且つペロプスカイトを結晶構
造を持った磁器組成物が、前記高周波用誘電体材料とし
て必要なる特性を充分に備えていることを知見した。

本発明によれば誘電率が比較的高くかつ低い誘電損失を
維持すると共に、誘電率の温度依存性が小さくかつ安定
であシ、従って本発明に依る磁器組成物を用いた誘電体
共振器の共振周波数の温度依存性が小さくかつ安定な高
周波用の誘電体磁器組成物が得られる。

（作用） 組成式Ｂ　ａ　（Ｎ　ｄｚｌＲＬａｙ／２　ｙ、／ｉ　
Ｎｂ　１／ｚ　）　０１　（但し、Ｘ　４　ｙ　４　ｚ
−１、Ｑ≦Ｘ≦１．０≦ｙ≦１及び０≦ｚく１〕で表わ
される磁器組成物の結晶構造はペロプスカイト型構造で
あシ、その誘電特性は高周波用誘電材料に要求される前
記３ＩＴｊ性を充分満足している。即ち、（１）誘電率
（εｒ）は約３５〜４２と比較的高＜　、　（２）誘゛
電損失（ｔａｎδ）は１．６７〜４．８８Ｘ１０　　　
と非常に小さく　、（３３組成式のＸ　＊　７　ＨＺの
値を変化させる事にょシ共振周波数の温度係数τｆ（ｐ
ｐｍ／ｌｌ；）を−１０４，１〜＋　１００　（ｐｐｍ
／℃）　’ｌで制御することができる。しかしながら、
Ｂａｄ。

ＮｄｔＯｓ＋　ＬａｚＯｓｍ　Ｙ！０１及びＮｂ！ｏＩ
Ｉの組成比が組成式Ｂ　Ｊｊ　（Ｎ　ｄ　ｚ７’４　Ｌ
ａ　ｙ／！　Ｙｚ／Ｉ　Ｎｂ　ｔ、７２　）　０１　（
但し、Ｘ＋　ｙ　＋　ｚ−１、Ｑ≦Ｘ≦ｌ、Ｏｓｙくλ
及び０≦ｚく１〕から逸脱すると、そのベロプスヵイ凰
の結晶構造はくずれ単−相でなくなシ、同時に上記に述
べたような優れた誘電特性は劣化する。なお、後掲の実
験例より　ｚ−１の場合は、共振周波数の温度係数が＋
側に１４４．４　（ｐｐｍ／ｌ）と大きく実用的でない
ことが判明している。

（実施例） 試料の作成方法；高純度の炭酸バリウム（ＢａＣＯｓ）
。

酸化ネオジウム（Ｎ４１０ｍ）−酸化ランタン（Ｌａｚ
Ｏｉ）。

酸化イツトリウム（ＹｚＯｓ　）及び酸化ニオブ（Ｎｂ
ｇＯＩりを用いｘ、ｙ、ｚが第１表の組成欄に示す割合
となるように秤量し、めのう玉石を用いて一昼夜湿式混
合した。この混合物を乾燥したのち１．３００℃で２時
間仮焼を行ない、さらに約１重量係のバインダーを加え
てから整粒し、得られた粉末を約８００１（ｇ／３　”
　（Ｄ　圧力テ成形し、それを１，４００ｔ！〜１．７
００℃の範囲の温度で２時間空気中において焼成した。

試料の各特性の測定方法；得られた試料については半同
軸共振器を用い５００〜６００　ＭＨｚにおいてＵ電車
、誘電損失および共振周波数の温度係数を測定した。こ
れらの結果を第１表に示す。

（以下余白） 第１表 注〕栗印の試料番号のものは、本発明の範囲外のものを
示す。

上記第１表の試料先１〜２２は、本発明の組成式Ｂａ　
（Ｎｄｚ／３　Ｌａｙ／！　Ｙｚ／３　Ｎｂ　１７□）
　Ｏｓ　（但し、Ｘ＋ｙ＋ｚ＝１ｊＯ≦Ｘ≦１，０≦ｙ
≦１．０≦ｚく１〕で表わされる組成物であり、共振周
波数の温度係数τｆ（ｐｐｍ／’ｅ）を制御した本発明
の範囲内のものである。一方、試料虱２３はｚ−１と本
発明の範囲を少許逸脱した一一例を示す。これら各試料
Ｎｅｔｌ〜２２は何れも誘電率（ｔｒ）が３４．８〜４
１．６と比較的高く、誘電損失（ｔａｎδ）は１．６７
〜４．８８Ｘ１０−’と非常に小さく、さらに組成式の
ｘ、ｙ、ｚを変化させる事によシ、共振周波数の温度係
数（τｆ）を−１０４，１〜＋　１００　（ｐｐｍ／℃
）まで容易に制御できることがわかる。又、χｒ　　ｙ
＋　　ｚ’ｉ適当にも可能である。尚、ｚ−１の場合は
試料凪２３の如く温度係数が＋１４４．４　（ｐｐｍ／
℃）と大きくなシすぎ実用的ではない。

また、第１図、第２図及び第３図は、夫々誘電率（εｒ
）ｓ誘電損失、（−δ］及び共振周波数の温度係数（τ
ｆ）を組成式中のＸｍ７ａＺに対応する実施例に基づき
三元図に表わしたものである。第３図においてＡＢＣＤ
Ａで囲まれた斜線部のうち。

線分ＡＡ’、線分Ｂｅ及び線分ＣＣ’を除いた領域は特
に共振周波数の温度係数が小さく良好であシ。

又Ｘｓ　ｙ、ｚを適当に選ぶ事によシ、誘電率あるいは
誘電損失を一定にしたまま、共振周波数の温度係数のみ
を変化させる事が可能であシ、本発明の範囲内において
特に適した高周波用誘電体磁器としての特性を有する領
域と云える。

（発明の効果） 上記の如く本発明によれば、一般式Ｂａ（Ｎｄｚ／！Ｌ
ａｙ／２ＹｚハＮｂｌ／りＯＪ〔但し、ｘ　＋　ｙ　４
ｐ　ｚ　＝　１゜Ｏ≦Ｘ≦１．０≦ｙ≦１．Ｏ≦ｚく１
〕で表わされる組成からなシ且つペロプスカイト滉結晶
朴！造を持ったものが高周波用誘電体磁器として要求さ
れる、（１）誘電率が比較的高く、（２）誘電損失が小
さく　、（３）共振周波数の温度依存性の制御が容易で
あるという３特性を全て満足した誘電体磁器組成物が得
られることが判明し友。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び＠３図は、夫々誘電率、誘電損失及
び共振周波数の温度係数を組成式中のＸ。 ｙ、ｚに対応する実施例に基づき三元図に表わしたもの
である。 一以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 組成式Ｂａ（Ｎｄ＿ｘ＿／＿２Ｌａ＿ｙ＿／＿２Ｙ＿２
   ＿／＿２Ｎｂ＿１＿／＿２）Ｏ＿２〔但し、ｚ＋ｙ＋ｚ
   ＝１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ＜１〕で表わさ
   れる組成からなり、且つペロブスカイト量結晶構造を持
   つた誘電体磁器組成物。