JPS6278154A - 高周波用誘電体磁器組成物 - 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、マイクロ周波数領域において応用されるもの
であって、この領域で高い誘電率と無負荷Ｑを呈し、か
つ安定した温度特性を有する誘電体磁器組成物に係る。

〈従来技術〉 近年通信網の発達に伴い、使用周波数領域が拡太し、マ
イクロ波に及ぶ、これと関連して誘電体磁器はマイクロ
間波数領域において、誘電体共振器やマイクロ波集積回
路基板、各種マイクロ波回路のインピーダンス整合等に
応用されている。特に最近ではフィルタやガンまたはＦ
ＥＴヤイクロ波発振器の周波数安定化のため多数個必要
となり、その需要は増大している。

ところでこのマイクロ波回路の大きさは、電磁波の波長
が基準となっており、誘電体を用いたマイクロ波立体回
路内を電磁波が伝搬するときの。

その波長は、真空中の波長を入０．比銹電率を（とする
と、入ｏ／＠となる。従って６が大きいほど小型の回路
素子が実現できることとなる。そこで低損失でかつ安定
した温度特性を有するとともに、マイクロ波回路の小型
化に対応するために高誘電率の誘電体磁器組成物の提供
が強く望まれている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 従来の一般的な高周波用誘電体磁器材料としては、　Ｚ
　ｒｏｚ　−５ｎｏｚ　−Ｔ　ｉ　Ｏｚ系磁５９．Ｂａ
０−ＴｉＯｚ系磁器、およびその一部を他の元素で置換
した磁器や、比誘電率温度係数が正の値をもっている誘
電体磁器やガラスと、負の値をもっているＴｉ０ｚとを
組合わて比誘電率の温度係数を調整したもの等がある。

ところがこれらの材料は比誘電率が小さかったり、無負
荷Ｑの値が小さかったり、または所望の温度係数のもの
が得られなかったりする等１種々問題がある。

本発明は、前記欠点のないマイクロ波領域に適応できる
高誘電率、低損失かつ安定した温度特性を有する高周波
用誘電体磁器組成物の提供を目的とするものである。

く問題点を解決するための手段〉 第一の発明は、酸化チタンと酸化ネオジウムと酸化バリ
ウムと酸化鉛と酸化ビスマスとからなる磁器組成物であ
って、その組成式を ｖＴｉ０２　＊ｗＮｄｚ　０３　＊ｘＢａＯ＊　ｙＰｂ
。

＊ｚＢｉ２Ｏ３ （ただしＶ＋、Ｗ＋Ｘ＋７＋Ｚ＝１００　）であられし
たとき。

各成分の組成範囲が ６０≦Ｖ≦７０ １０≦ｗ≦２３ ８≦ｘ≦１８ ０＜７≦１０ ０＜ｚ≦１．５ である高周波用誘電体磁器組成物である。

また第二の発明は、前記組成物を、１０ｏｚ酸素雰囲気
中で焼成して形成したものである。

〈実施例〉 本発明を以下の通り実施した。

・試料 ＴｉＯ２、ＮｄｚＯｚ　、ＢａＣ０ｚ　、ＰｂＯ。

Ｂ　ｉ　２Ｏ３を出発原料とし、各組成に応じて所定量
を秤量混合し、空気雰囲気中９００℃の温度で１時間以
上仮焼した。仮焼物は純水とともにボールミル中で湿式
粉砕し、粉砕泥しようを脱水乾燥した０次にその粉末に
有機バインダーを加え、成形圧力１０００Ｋｇ／ｃｍ″
で直径１９．４腸ｌ厚さ約１１層層の円板状に成形した
。さらに組成に応じて１３００−１４５０℃の範囲内の
温度で２時間焼成した。

・試験値 前記手段により試料を形成し、各試料の特性を調べた結
果、その配合組成に対応して次表のようになった。

なお、表の誘電率εとＱの値は誘電体共振器法により゛
測定したものである。また共振周波数温度係数τ（は、
−３０℃から＋８０℃の範囲の温度における値から、次
式に基づいて求めた。

τを＝−繕τ、−α ここで　τ、；誘電率の温度変化率 α：磁器試料の線膨張率 また共振周波数は２〜３ＧＨｚであった。

さらにまた、試料番号１３．１４及び３１のものにあっ
ては、酸素１００％雰囲気中での焼成を試みた。その試
料番号の特性中の括弧内の数値は酸素１００％雰囲気中
での数値を示す。

尚、次表において、丸で囲まれた試料番号のものは、本
発明の範囲外のものを示す。

・結果 前夫により明らかなように本発明の誘電体磁器材料はマ
イクロ波領域において無負荷Ｑ及び誘電率εが大きく、
しかも共振周波数温度係数τＦが小さいことが示された
。

また前記したように、酸素１００％雰囲気中での焼成を
試みた試料にあっては、空気中での焼成に比して、さら
に無負荷Ｑ及び誘電率εが大きくなり、共振周波数温度
係数で。が小さくなった。このことから、酸素１００％
雰囲気中で焼成すると特性が一層向上するのを確認でき
た。

さらにまた、組成を所定範囲内で適宜に選択することに
より温度係数を変化させることができることが解った。

このことから、本発明の誘電体磁器材料は、温度補償用
としても有効であることが確認できた。

く本発明の限定理由〉 次に本発明の組成範囲の限定理由を説明する。

すなわちＴｉ０ｚｆｆｉ（ｖ）がＢＯ以下の組成では磁
器の焼成が困難となり、かつ誘電率εも低くなり、Ｖが
７０を越える組成では共振周波数温度係数τイが＋側で
大きくなりすぎる。

Ｎｄ２Ｏ３量（Ｗ）が１０未満ではＱが小さく、Ｗが２
３を越える組成では焼結が不安定で、無負荷Ｑ及び誘電
率εがともに小さくなる。

ＢａＯ量（Ｘ）が８未満の組成の磁器では共振周波数温
度係数τりが＋側で大きくなりすぎ、Ｘが１８を越える
組成ではＱが著しく低下する。

ｐｂｏ量（ｙ）と、Ｂ　ｉ　２Ｏｚ量（Ｚ）はそれぞれ
その量が増大するにつれて誘電率を増大させることがで
き、また温度特性を一側へ移行させることができるが、
ｙがｌＯを越える組成、または２が１．５を越える組成
では、焼結が不安定となり、無負符Ｑが低下するために
本発明の範囲から除かれる。

〈発明の効果〉 第一発明にかかる誘電体磁器組成物は、前記実験例で明
らかにしたように、共振周波数温度係数の値で示される
ように温度依存性が低く、また高い誘電率を有し、さら
に無負荷Ｑも実用に適し得るものである、また第二の発
明は、前記第一発明にあって、さらに前記各特性が向上
されている。

このため１本発明はマイクロ周波数領域に適用する誘電
体磁器材料として最適である。また、組成を所定範囲内
で適宜に選択することにより、温度係数を変化させるこ
とができ、このことから発振器や共振器等の温度補償用
の誘電体磁器材料としても有効である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）酸化チタンと酸化ネオジウムと酸化バリウムと酸化
   鉛と酸化ビスマスとからなる磁器組成物であつて、その
   組成式を ｖＴｉＯ＿２・ｗＮｄ＿２Ｏ＿３・ｘＢａＯ・ｙＰｂＯ
   ・ｚＢｉ＿２Ｏ＿３ （ただしｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００） であらわしたとき、 各成分の組成範囲が ６０≦ｖ≦７０ １０≦ｗ≦２３ ８≦ｘ≦１８ ０＜ｙ≦１０ ０＜ｚ≦１．５ である高周波用誘電体磁器組成物。 ２）酸化チタンと酸化ネオジウムと酸化バリウムと酸化
   鉛と酸化ビスマスとからなる磁器組成物であつて、その
   組成式を ｖＴｉＯ＿２・ｗＮｄ＿２Ｏ＿３・ｘＢａＯ・ｙＰｂＯ
   ・ｚＢｉ＿２Ｏ＿３ （ただしｖ＋ｗ＋ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００） であらわしたとき、 各成分の組成範囲が ６０≦ｖ≦７０ １０≦ｗ≦２３ ８≦ｘ≦１８ ０＜ｙ≦１０ ０＜ｚ≦１．５ であり、しかも１００％酸素雰囲気中で焼成されてなる
   高周波用誘電体磁器組成物。