JP2974823B2 - マイクロ波誘電体磁器組成物 - Google Patents
マイクロ波誘電体磁器組成物Info
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- JP2974823B2 JP2974823B2 JP3163605A JP16360591A JP2974823B2 JP 2974823 B2 JP2974823 B2 JP 2974823B2 JP 3163605 A JP3163605 A JP 3163605A JP 16360591 A JP16360591 A JP 16360591A JP 2974823 B2 JP2974823 B2 JP 2974823B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波誘電体磁器
組成物に関し、更に詳しく言えば、共振周波数の温度係
数（以下、τf という。）をゼロに近づけることがで
き、またＹ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加
量を加減することによって、τf をゼロを中心としてプ
ラス側とマイナス側に任意に制御し得ることができ、更
に、焼成温度を変えても安定した品質を有するマイクロ
波誘電体磁器組成物に関する。本発明はマイクロ波領域
において誘電体共振器、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利用される。
組成物に関し、更に詳しく言えば、共振周波数の温度係
数（以下、τf という。）をゼロに近づけることがで
き、またＹ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加
量を加減することによって、τf をゼロを中心としてプ
ラス側とマイナス側に任意に制御し得ることができ、更
に、焼成温度を変えても安定した品質を有するマイクロ
波誘電体磁器組成物に関する。本発明はマイクロ波領域
において誘電体共振器、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利用される。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロ波誘電体磁器組成物（以
下、単に誘電体磁器組成物という。）としては、ＢａＯ
−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系磁器組成物が知られている
（特開昭６３−７９７５３号公報）。
下、単に誘電体磁器組成物という。）としては、ＢａＯ
−Ｎｄ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 系磁器組成物が知られている
（特開昭６３−７９７５３号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記誘
電体磁器組成物では、εr が比較的高く、無負荷Ｑ（以
下、Ｑｕという。）が大きいが、τf が比較的、正に大
きいため温度安定性に欠けるという問題があった。ま
た、焼成温度を変えると、たとえ同組成であっても、各
特性（εr 、τf 及びＱｕ）が変動し、安定した品質の
ものを得ることが困難であるという問題もあった。
電体磁器組成物では、εr が比較的高く、無負荷Ｑ（以
下、Ｑｕという。）が大きいが、τf が比較的、正に大
きいため温度安定性に欠けるという問題があった。ま
た、焼成温度を変えると、たとえ同組成であっても、各
特性（εr 、τf 及びＱｕ）が変動し、安定した品質の
ものを得ることが困難であるという問題もあった。
【０００４】本発明は、上記欠点を克服するものであ
り、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加量を
加減することによって、τf をゼロに近づけ、またゼロ
を中心としてプラス側とマイナス側に任意に制御し得る
ことができ、更に焼成温度を変えても安定した品質を有
する誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。
り、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加量を
加減することによって、τf をゼロに近づけ、またゼロ
を中心としてプラス側とマイナス側に任意に制御し得る
ことができ、更に焼成温度を変えても安定した品質を有
する誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、種々の誘
電体磁器組成物について検討した結果、所定の主成分に
ＭｎＯ2 を添加することにより上記欠点が解消されるこ
とを見出して、本発明を完成するに至ったのである。即
ち、本発明の誘電体磁器組成物は、ｘＢａＯ・ｙＮｄ2
Ｏ3 ・ｚＴｉＯ2 〔但し、ｘは８．５≦ｘ≦２０、ｙは
５≦ｙ≦２３、ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ＋ｙ＋ｚ
＝１００（モル％）〕で表される組成物に対して、Ｙ2
Ｏ3 を１５重量％以下配合されているものを主成分と
し、該主成分に対してＭｎＯ2 を３重量％以下添加含有
させたことを特徴とする。
電体磁器組成物について検討した結果、所定の主成分に
ＭｎＯ2 を添加することにより上記欠点が解消されるこ
とを見出して、本発明を完成するに至ったのである。即
ち、本発明の誘電体磁器組成物は、ｘＢａＯ・ｙＮｄ2
Ｏ3 ・ｚＴｉＯ2 〔但し、ｘは８．５≦ｘ≦２０、ｙは
５≦ｙ≦２３、ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ＋ｙ＋ｚ
＝１００（モル％）〕で表される組成物に対して、Ｙ2
Ｏ3 を１５重量％以下配合されているものを主成分と
し、該主成分に対してＭｎＯ2 を３重量％以下添加含有
させたことを特徴とする。
【０００６】上記ｘＢａＯのｘが８．５未満の場合はε
r が低く、逆に２０を越えると誘電損失ｔａｎδが高く
なり、好ましくないからである。また、上記ｙＮｄ2 Ｏ
3 のｙが５未満の場合はτf が大きな正の値をとり、２
３を越えると誘電損失（以下、ｔａｎδという。）が高
くなり、好ましくない。更に、上記ｚＴｉＯ2 のｚが６
２未満の場合はｔａｎδが高くなり、８５を越えるとτ
f が大きな正の値をとり、好ましくない。上記Ｙ2 Ｏ3
の添加は、添加量を増大させることにより、εr を大き
く低下させることなく温度特性を安定させるものである
が、１５重量％を越える過剰の添加は、焼結が不安定と
なり、Ｑｕの低下及びτf が大きな負の値をとるため、
好ましくない。上記ＭｎＯ2 の添加は、焼成温度の変動
によるＱｕ、εr 、τf の変動を小さくして、焼結体品
質の安定を図るものであると共に前記τf を自由に制御
するものである。この添加量が３重量％を越えると、τ
f がマイナス側に大きくなり、且つεr が小さくなっ
て、特性が低下するので、好ましくない。
r が低く、逆に２０を越えると誘電損失ｔａｎδが高く
なり、好ましくないからである。また、上記ｙＮｄ2 Ｏ
3 のｙが５未満の場合はτf が大きな正の値をとり、２
３を越えると誘電損失（以下、ｔａｎδという。）が高
くなり、好ましくない。更に、上記ｚＴｉＯ2 のｚが６
２未満の場合はｔａｎδが高くなり、８５を越えるとτ
f が大きな正の値をとり、好ましくない。上記Ｙ2 Ｏ3
の添加は、添加量を増大させることにより、εr を大き
く低下させることなく温度特性を安定させるものである
が、１５重量％を越える過剰の添加は、焼結が不安定と
なり、Ｑｕの低下及びτf が大きな負の値をとるため、
好ましくない。上記ＭｎＯ2 の添加は、焼成温度の変動
によるＱｕ、εr 、τf の変動を小さくして、焼結体品
質の安定を図るものであると共に前記τf を自由に制御
するものである。この添加量が３重量％を越えると、τ
f がマイナス側に大きくなり、且つεr が小さくなっ
て、特性が低下するので、好ましくない。
【０００７】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。 実施例１ 本実施例は、主成分の適正な組成を検討したものであ
る。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ3 、Ｎｄ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 の粉末を出発原料とし、表
１〜表３に示す各組成に応じて所定量を秤量混合し、ミ
キサーで乾式による混合及び粉砕を施した後、大気雰囲
気中１１００℃の温度で４時間仮焼した。更に、この仮
焼物に適量の有機バインダーと水を加え、アルミナボー
ルで粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒され
た原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９
ｍｍφ×１４ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。
る。 実施例１ 本実施例は、主成分の適正な組成を検討したものであ
る。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ3 、Ｎｄ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 の粉末を出発原料とし、表
１〜表３に示す各組成に応じて所定量を秤量混合し、ミ
キサーで乾式による混合及び粉砕を施した後、大気雰囲
気中１１００℃の温度で４時間仮焼した。更に、この仮
焼物に適量の有機バインダーと水を加え、アルミナボー
ルで粉砕した後、噴霧乾燥により造粒し、この造粒され
た原料を用いて１０００ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９
ｍｍφ×１４ｍｍｔ（厚さ）の円板状に成形した。
【０００８】
【表１】
【０００９】
【表２】
【００１０】
【表３】
【００１１】次に、この成形体を大気中、１３００〜１
４５０℃の温度で、０．５〜４時間焼成し、最後に両端
面を約１６ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨
して、誘電体試料Ｎｏ．１〜３６とした。そして、各試
料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011
ＭＯＤＥ）により、εr 、Ｑｕ、ｔａｎδ及びτf を測
定した。共振周波数は２〜３ＧＨｚである。これらの結
果を表１〜表３に示す。尚、これらの表中の＊印は、性
能が優れない場合、即ち、本発明範囲に含まれない場合
（その場合の試料Ｎｏ．、各組成値及びその性能値）を
示す。また、表３に示される試料３２、３３、３５、３
６はＱｕが極端に小さくなるため、εr 及びτf の測定
は不可能であった。
４５０℃の温度で、０．５〜４時間焼成し、最後に両端
面を約１６ｍｍφ×１０ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨
して、誘電体試料Ｎｏ．１〜３６とした。そして、各試
料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011
ＭＯＤＥ）により、εr 、Ｑｕ、ｔａｎδ及びτf を測
定した。共振周波数は２〜３ＧＨｚである。これらの結
果を表１〜表３に示す。尚、これらの表中の＊印は、性
能が優れない場合、即ち、本発明範囲に含まれない場合
（その場合の試料Ｎｏ．、各組成値及びその性能値）を
示す。また、表３に示される試料３２、３３、３５、３
６はＱｕが極端に小さくなるため、εr 及びτf の測定
は不可能であった。
【００１２】これらの結果によれば、ｘＢａＯのｘが
５．１の場合（Ｎｏ．１）は、εr が４３．０と低い。
このｘが２０．６と大きい場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａ
ｎδが１．７１×１０-3、τf が＋１４３といずれも大
きくなり、好ましくない。また、ｙＮｄ2 Ｏ3 のｙが
３．５の場合（Ｎｏ．３）は、τf が＋２１３と大きな
正の値をとる。このｙが２３．５、２３．６と大きい場
合（Ｎｏ．１、２）は、ｔａｎδが１．０１×１０-3、
１．１２×１０-3とそれぞれ大きくなる。更に、ｚＴｉ
Ｏ2 のｚが６１．９の場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａｎδ
が１．７１× １０-3と高くなる。このｚが８７．４、
８５．９と大きい場合（Ｎｏ．３、４）は、τf が＋２
１３、＋１７９とそれぞれ大きな正の値をとる。Ｙ2 Ｏ
3 は、添加量を増大させるにつれて、εr を大きく低下
させることなく温度特性を安定させることができるが、
１７重量％（Ｎｏ．３１）のように主成分との合計量に
対して、１５重量％を越えて添加すると、焼結性が不安
定となり、Ｑｕの低下、τf も−７０と大きな負の値を
とる。
５．１の場合（Ｎｏ．１）は、εr が４３．０と低い。
このｘが２０．６と大きい場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａ
ｎδが１．７１×１０-3、τf が＋１４３といずれも大
きくなり、好ましくない。また、ｙＮｄ2 Ｏ3 のｙが
３．５の場合（Ｎｏ．３）は、τf が＋２１３と大きな
正の値をとる。このｙが２３．５、２３．６と大きい場
合（Ｎｏ．１、２）は、ｔａｎδが１．０１×１０-3、
１．１２×１０-3とそれぞれ大きくなる。更に、ｚＴｉ
Ｏ2 のｚが６１．９の場合（Ｎｏ．３４）は、ｔａｎδ
が１．７１× １０-3と高くなる。このｚが８７．４、
８５．９と大きい場合（Ｎｏ．３、４）は、τf が＋２
１３、＋１７９とそれぞれ大きな正の値をとる。Ｙ2 Ｏ
3 は、添加量を増大させるにつれて、εr を大きく低下
させることなく温度特性を安定させることができるが、
１７重量％（Ｎｏ．３１）のように主成分との合計量に
対して、１５重量％を越えて添加すると、焼結性が不安
定となり、Ｑｕの低下、τf も−７０と大きな負の値を
とる。
【００１３】実施例２ 本実施例は、ＭｎＯ2 の添加効果を検討したものであ
る。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ3 、Ｎｄ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 を出発原料とし、各成分割
合を０．１７ＢａＣＯ3 ・０．１２Ｎｄ2 Ｏ3 ・０．０
４Ｙ2 Ｏ3 ・０．６７ＴｉＯ2 とするもの（試料Ｎｏ．
３７）を比較例とし、更に、このＮｏ．３７の主成分組
成にＭｎＯ2 を０．５重量％（主成分全量に対する添加
量、試料Ｎｏ．３８）、１．０重量％（Ｎｏ．３９）、
２．０重量％（Ｎｏ．４０）及び３．０重量％（Ｎｏ．
４１）を各々添加した組成となるように、所定量を秤量
混合した。その後、ミキサーで乾式による混合及び粉砕
を施した後、大気雰囲気中１１００〜１２００℃の温度
で２時間仮焼した。更に、この仮焼物に適量の有機バイ
ンダーと水を加え、アルミナボールで粉砕した後、噴霧
乾燥により造粒し、この造粒された原料を用いて１００
０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９ｍｍφ×１２ｍｍｔ
（厚さ）の円板状に成形した。
る。まず、純度９９．９％の各ＢａＣＯ3 、Ｎｄ
2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 を出発原料とし、各成分割
合を０．１７ＢａＣＯ3 ・０．１２Ｎｄ2 Ｏ3 ・０．０
４Ｙ2 Ｏ3 ・０．６７ＴｉＯ2 とするもの（試料Ｎｏ．
３７）を比較例とし、更に、このＮｏ．３７の主成分組
成にＭｎＯ2 を０．５重量％（主成分全量に対する添加
量、試料Ｎｏ．３８）、１．０重量％（Ｎｏ．３９）、
２．０重量％（Ｎｏ．４０）及び３．０重量％（Ｎｏ．
４１）を各々添加した組成となるように、所定量を秤量
混合した。その後、ミキサーで乾式による混合及び粉砕
を施した後、大気雰囲気中１１００〜１２００℃の温度
で２時間仮焼した。更に、この仮焼物に適量の有機バイ
ンダーと水を加え、アルミナボールで粉砕した後、噴霧
乾燥により造粒し、この造粒された原料を用いて１００
０ｋｇ／ｃｍ2 のプレス圧で１９ｍｍφ×１２ｍｍｔ
（厚さ）の円板状に成形した。
【００１４】次に、この成形体を大気中、表４〜表７に
示す各焼成温度（１３２５℃から１３７５℃の範囲）
で、３．５時間焼成し、最後に両端面を１６ｍｍφ×８
ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料Ｎｏ．
３７、３８、３９、４０、４１とした。
示す各焼成温度（１３２５℃から１３７５℃の範囲）
で、３．５時間焼成し、最後に両端面を１６ｍｍφ×８
ｍｍｔ（厚さ）の円板状に研磨して、誘電体試料Ｎｏ．
３７、３８、３９、４０、４１とした。
【００１５】そして、この各試料につき、前記と同様に
して、εr 、Ｑｕ、ｔａｎδ及びτf を測定した。これ
らの焼成温度の変化における各特性を表４〜表７に示し
た。尚、共振周波数は２．７ＧＨｚである。
して、εr 、Ｑｕ、ｔａｎδ及びτf を測定した。これ
らの焼成温度の変化における各特性を表４〜表７に示し
た。尚、共振周波数は２．７ＧＨｚである。
【００１６】
【表４】
【００１７】
【表５】
【００１８】
【表６】
【００１９】
【表７】
【００２０】これらの結果によれば、特に図１に示すよ
うにＭｎＯ2 の添加量の増加に伴い、τf は正の値から
負の方向へ向かう。そして、それが２．０重量％から３
重量％になると、０に到りひいては０を越えてマイナス
の方向へ移行して行く。従って、このＭｎＯ2 の添加
は、τf をマイナス側に低下させ、０値に近づける効果
があるだけでなく、０値を中心としてプラス側若しくは
マイナス側にτf を自由に制御することができる効果も
ある。また、Ｑｕ値は、図２に示すように、比較例の場
合と比べて、ＭｎＯ2 を添加してもほとんど変わらな
い。尚、εr はその添加により低下する傾向にあるもの
の、十分に実用的な範囲にあるといえる。また、図３及
び図４に示すように、仮焼温度又は焼成温度を変えて
も、τf 等はほとんど一定である。従って、安定した性
能を有する焼結体を容易に製造でき、大変実用的であ
る。
うにＭｎＯ2 の添加量の増加に伴い、τf は正の値から
負の方向へ向かう。そして、それが２．０重量％から３
重量％になると、０に到りひいては０を越えてマイナス
の方向へ移行して行く。従って、このＭｎＯ2 の添加
は、τf をマイナス側に低下させ、０値に近づける効果
があるだけでなく、０値を中心としてプラス側若しくは
マイナス側にτf を自由に制御することができる効果も
ある。また、Ｑｕ値は、図２に示すように、比較例の場
合と比べて、ＭｎＯ2 を添加してもほとんど変わらな
い。尚、εr はその添加により低下する傾向にあるもの
の、十分に実用的な範囲にあるといえる。また、図３及
び図４に示すように、仮焼温度又は焼成温度を変えて
も、τf 等はほとんど一定である。従って、安定した性
能を有する焼結体を容易に製造でき、大変実用的であ
る。
【００２１】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料も前記ＢａＣ
Ｏ3 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用いる
こともできる。
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
前記仮焼温度等の仮焼条件、焼成温度等の焼成条件等は
種々選択できる。また、ＢａＯとなる原料も前記ＢａＣ
Ｏ3 以外にも、過酸化物、水酸化物、硝酸塩等を用いる
こともできる。
【００２２】
【発明の効果】以上のように、本発明の誘電体磁器組成
物は、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加量
を加減することにより、εr 、Ｑｕを実用的な特性範囲
に維持しつつ、τf をプラスの大きな値からマイナスの
方向に小さくしたものである。また、本誘電体磁器組成
物は、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2（特にＭｎＯ2 ）の添加量
を加減することによって、τf をゼロを中心としてプラ
ス側とマイナス側の所望の値に任意に制御されるもので
ある。従って、目的、用途に応じて、特にＭｎＯ2 の添
加割合を変えることができる。更に、本誘電体磁器組成
物は、仮焼温度又は焼成温度を変えて製造しても安定し
た品質を有するので、大変実用的である。
物は、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2 （特にＭｎＯ2 ）の添加量
を加減することにより、εr 、Ｑｕを実用的な特性範囲
に維持しつつ、τf をプラスの大きな値からマイナスの
方向に小さくしたものである。また、本誘電体磁器組成
物は、Ｙ2 Ｏ3 及びＭｎＯ2（特にＭｎＯ2 ）の添加量
を加減することによって、τf をゼロを中心としてプラ
ス側とマイナス側の所望の値に任意に制御されるもので
ある。従って、目的、用途に応じて、特にＭｎＯ2 の添
加割合を変えることができる。更に、本誘電体磁器組成
物は、仮焼温度又は焼成温度を変えて製造しても安定し
た品質を有するので、大変実用的である。
【図１】焼成温度を変えた場合のＭｎＯ2 添加量とτf
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図２】ＭｎＯ2 添加量とεr との関係及びＭｎＯ2添
加量とＱｕとの関係を示すグラフである。
加量とＱｕとの関係を示すグラフである。
【図３】ＭｎＯ2 添加量を変えた場合の焼成温度とτf
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図４】ＭｎＯ2 添加量を変えた場合の仮焼温度とτf
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 35/46
Claims (1)
- 【請求項１】 ｘＢａＯ・ｙＮｄ2 Ｏ3 ・ｚＴｉＯ
2（但し、ｘは８．５≦ｘ≦２０、ｙは５≦ｙ≦２３、
ｚは６２≦ｚ≦８５、ここでｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）で表
される組成物に対して、Ｙ2 Ｏ3 を１５重量％以下配合
されているものを主成分とし、該主成分に対してＭｎＯ
2 を３重量％以下添加含有させたことを特徴とするマイ
クロ波誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163605A JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3163605A JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04362061A JPH04362061A (ja) | 1992-12-15 |
| JP2974823B2 true JP2974823B2 (ja) | 1999-11-10 |
Family
ID=15777108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3163605A Expired - Fee Related JP2974823B2 (ja) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | マイクロ波誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2974823B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010050514A1 (ja) * | 2008-10-30 | 2010-05-06 | 京セラ株式会社 | 誘電体セラミックス、およびその誘電体セラミックスを用いた共振器 |
| JP5247561B2 (ja) * | 2009-03-30 | 2013-07-24 | 京セラ株式会社 | 誘電体セラミックスおよび誘電体共振器 |
-
1991
- 1991-06-07 JP JP3163605A patent/JP2974823B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04362061A (ja) | 1992-12-15 |
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