JP3443847B2 - 高周波用誘電体磁器組成物 - Google Patents
高周波用誘電体磁器組成物Info
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘電体磁器組成物に
関し、特に、マイクロ波領域などの高周波領域において
用いられる誘電体共振器や誘電体基板などの材料として
好ましい特性を有する高周波用誘電体磁器組成物に関す
る。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】高周波
用誘電体磁器組成物は、マイクロ波やミリ波などの高周
波領域用の誘電体共振器や誘電体基板の材料として広く
利用されている。そして、この種の高周波用誘電体磁器
組成物の一つであるＢａＯ−ＴｉＯ2系の高周波用誘電
体磁器組成物としては、例えば、特公平１−３７８０
７号公報に開示されている（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋Ｚｎ
Ｏ系の材料、特開昭６１−１０８０６号公報に開示さ
れている（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋ＺｎＯ＋Ｔａ2Ｏ5系材
料、特開昭６２−１６５８０６号公報に開示されてい
る（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋Ｂａ（Ｎｉ1/3Ｔａ2/3）Ｏ3系
材料などが知られている。 【０００３】しかし、近年では、限られた周波数帯域を
有効に利用するために、使用する周波数帯の狭帯域化が
強く望まれるようになり、上記従来の高周波用誘電体磁
器組成物をもってしても、Ｑ値や周波数の温度安定性な
どに関し、要求される特性を必ずしも満足することがで
きない場合が生じるに至っている。 【０００４】そのため、高周波用誘電体材料に関し、上
記従来の高周波用誘電体磁器組成物よりもさらに高いＱ
値を有し、かつ周波数の温度安定性に優れた材料が必要
とされるようになっている。 【０００５】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、高いＱ値を有し、かつ共振周波数の温度安定性に
優れた、誘電体共振器や誘電体基板などの材料として好
ましい特性を有する誘電体磁器を得ることが可能な高周
波用誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の高周波用誘電体磁器組成物は、 ＢａＯ−ｘＴｉＯ2 で表され、かつｘが、 ３．９≦ｘ≦４．１ の範囲にある組成物１００重量部に対して、ＭｎＣ
Ｏ3，Ｔａ2Ｏ5，ＺｎＯ，ＮｉＯをそれぞれ、 ＭｎＣＯ3 ： ０．５重量部以下 Ｔａ2Ｏ5 ： ２．０重量部以下 ＺｎＯ ：２５．０重量部以下 ＮｉＯ ： １．２重量部以下 の割合で添加したことを特徴とする。 【０００７】 【実施例】以下、この発明の実施例を比較例とともに示
して、発明の特徴をさらに詳しく説明する。 【０００８】まず、原料として、高純度のＢａＣＯ3，
ＴｉＯ2，ＭｎＣＯ3，Ｔａ2Ｏ5，ＺｎＯ，ＮｉＯを用意
し、これらの原料を、表１に示すような組成比になるよ
うに秤取する。 【０００９】 【表１】【００１０】なお、表１において、試料番号に＊印を付
したものは、この発明の範囲外の比較例を示し、その他
のものは、この発明の範囲内の実施例を示す。 【００１１】次に、秤取した原料を水とともにボールミ
ルに入れ、１６時間湿式混合して混合物を得る。それか
ら、この混合物を乾燥した後、１０００〜１２００℃で
３時間仮焼して仮焼体を得る。 【００１２】この仮焼体を、水及び有機バインダーとと
もにボールミルに入れて１６時間湿式混合して粉砕す
る。次に、得られた仮焼体粉砕物を乾燥し、５０メッシ
ュのふるいを通して粒度調整することにより、高周波用
誘電体磁器組成物の粉末（原料粉末）を得る。 【００１３】そして、この原料粉末を、約２５００ｋｇ
／cm2の圧力で、直径１２mm，厚さ５．５mmの円板状に
加圧成形した後、円板状の成形体を１２００〜１３００
℃で４時間焼成することにより高周波用誘電体磁器（試
料）を得た。 【００１４】このようにして得られた試料について、周
波数７ＧＨｚにおける比誘電率εr、Ｑ値、共振周波数
の温度係数τｆ（ppm／℃）、及び共振周波数の温度変
化率の２次微係数βを測定した。 【００１５】なお、β値は、共振周波数の温度変化率Δ
ｆ／ｆ0と測定温度から下記の式(1)により算出した値で
あり、Δｆ／ｆ0を温度に対してプロットしたときの二
次曲線の曲率を表している。 Δｆ／ｆ0＝α（Ｔ−２５）＋β（Ｔ−２５）2 (1) 但し、Ｔ ： 各測定温度 ｆ0 ： ２５℃における共振周波数 Δｆ ： 各測定温度における共振周波数と２５℃の共振
周波数の差 【００１６】なお、β値が小さいほど、共振周波数の温
度変化率が直線に近づき、温度安定性が向上しているこ
とを示す。 【００１７】比誘電率εr 、Ｑ値、共振周波数の温度係
数τｆ（ppm／℃）、及び共振周波数の温度変化率の２
次微係数βについての測定結果を表１に示す。 【００１８】表１より、この実施例の高周波用誘電体磁
器組成物は、７ＧＨｚという高周波領域で、比誘電率ε
r 、Ｑ値、共振周波数の温度係数τｆ（ppm／℃）、及
び共振周波数の温度変化率の２次微係数βの各特性につ
いて、概ね良好な結果が得られていることがわかる。 【００１９】なお、表１より、ＮｉＯの添加量が１．２
０重量部以下の範囲おいては、ＮｉＯの添加量が増える
と、高いＱ値を保ちながらβの絶対値が小さくなってい
ることがわかる。このように、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2１０
０重量部に対して１．２０重量部以下の範囲内でＮｉＯ
を添加することにより、共振周波数の温度変化率を直線
に近づける、すなわち、温度安定性を向上させることが
できる。 【００２０】次に、各成分の組成範囲を限定した理由に
ついて説明する。 【００２１】［ＢａＯとＴｉＯ2の割合］主成分である
ＢａＯとＴｉＯ2の割合については、式：ＢａＯ−ｘＴ
ｉＯ2におけるｘが３．９≦ｘ≦４．１の範囲から外れ
ると、表１のNo.７のように、Ｑ値が低下するため、Ｘ
の値は３．９≦ｘ≦４．１の範囲にあることが好まし
い。 【００２２】［ＮｉＯ］上述のように、ＮｉＯを添加す
ることにより、Ｑ値を高く保持しつつβの絶対値を小さ
くすることができるが、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2１００重量
部に対してＮｉＯの添加量が１．２０重量部を越えると
表１のNo.９，１０のように、Ｑ値が低下するため、Ｎ
ｉＯの添加量は、１．２０重量部以下であることが好ま
しい。 【００２３】［Ｔａ2Ｏ5及びＺｎＯ］Ｔａ2Ｏ5の添加量
が２．０重量部を越えると誘電率εｒ及びＱ値が低下す
る。また、ＺｎＯの添加量が２５．０重量部を越えた場
合にも誘電率εｒ及びＱ値が低下する。したがって、Ｔ
ａ2Ｏ5は２．０重量部以下、ＺｎＯは２５．０重量部以
下であることが好ましい。 【００２４】［ＭｎＣＯ3］ＭｎＣＯ3については、その
添加量が０．５重量部を越えるとＱ値が低下する傾向が
ある。したがって、ＭｎＣＯ3は、０．５重量部以下の
範囲で添加することが好ましい。 【００２５】 【発明の効果】上述のように、この発明の高周波用誘電
体磁器組成物は、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2で表され、かつｘ
が、３．９≦ｘ≦４．１の範囲にある組成物１００重量
部に対して、０．５重量部以下のＭｎＣＯ3と、２．０
重量部以下のＴａ2Ｏ5と、２５．０重量部以下のＺｎＯ
と、１．２重量部以下のＮｉＯを添加するようにしてい
るので、マイクロ波領域などの高周波帯域において高い
Ｑ値を有するとともに、共振周波数の温度安定性に優れ
た、誘電体共振器や誘電体基板などの材料として好まし
い特性を有する誘電体磁器を得ることが可能な高周波用
誘電体磁器組成物を得ることができる。
関し、特に、マイクロ波領域などの高周波領域において
用いられる誘電体共振器や誘電体基板などの材料として
好ましい特性を有する高周波用誘電体磁器組成物に関す
る。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】高周波
用誘電体磁器組成物は、マイクロ波やミリ波などの高周
波領域用の誘電体共振器や誘電体基板の材料として広く
利用されている。そして、この種の高周波用誘電体磁器
組成物の一つであるＢａＯ−ＴｉＯ2系の高周波用誘電
体磁器組成物としては、例えば、特公平１−３７８０
７号公報に開示されている（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋Ｚｎ
Ｏ系の材料、特開昭６１−１０８０６号公報に開示さ
れている（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋ＺｎＯ＋Ｔａ2Ｏ5系材
料、特開昭６２−１６５８０６号公報に開示されてい
る（ＢａＯ−ＴｉＯ2）＋Ｂａ（Ｎｉ1/3Ｔａ2/3）Ｏ3系
材料などが知られている。 【０００３】しかし、近年では、限られた周波数帯域を
有効に利用するために、使用する周波数帯の狭帯域化が
強く望まれるようになり、上記従来の高周波用誘電体磁
器組成物をもってしても、Ｑ値や周波数の温度安定性な
どに関し、要求される特性を必ずしも満足することがで
きない場合が生じるに至っている。 【０００４】そのため、高周波用誘電体材料に関し、上
記従来の高周波用誘電体磁器組成物よりもさらに高いＱ
値を有し、かつ周波数の温度安定性に優れた材料が必要
とされるようになっている。 【０００５】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、高いＱ値を有し、かつ共振周波数の温度安定性に
優れた、誘電体共振器や誘電体基板などの材料として好
ましい特性を有する誘電体磁器を得ることが可能な高周
波用誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の高周波用誘電体磁器組成物は、 ＢａＯ−ｘＴｉＯ2 で表され、かつｘが、 ３．９≦ｘ≦４．１ の範囲にある組成物１００重量部に対して、ＭｎＣ
Ｏ3，Ｔａ2Ｏ5，ＺｎＯ，ＮｉＯをそれぞれ、 ＭｎＣＯ3 ： ０．５重量部以下 Ｔａ2Ｏ5 ： ２．０重量部以下 ＺｎＯ ：２５．０重量部以下 ＮｉＯ ： １．２重量部以下 の割合で添加したことを特徴とする。 【０００７】 【実施例】以下、この発明の実施例を比較例とともに示
して、発明の特徴をさらに詳しく説明する。 【０００８】まず、原料として、高純度のＢａＣＯ3，
ＴｉＯ2，ＭｎＣＯ3，Ｔａ2Ｏ5，ＺｎＯ，ＮｉＯを用意
し、これらの原料を、表１に示すような組成比になるよ
うに秤取する。 【０００９】 【表１】【００１０】なお、表１において、試料番号に＊印を付
したものは、この発明の範囲外の比較例を示し、その他
のものは、この発明の範囲内の実施例を示す。 【００１１】次に、秤取した原料を水とともにボールミ
ルに入れ、１６時間湿式混合して混合物を得る。それか
ら、この混合物を乾燥した後、１０００〜１２００℃で
３時間仮焼して仮焼体を得る。 【００１２】この仮焼体を、水及び有機バインダーとと
もにボールミルに入れて１６時間湿式混合して粉砕す
る。次に、得られた仮焼体粉砕物を乾燥し、５０メッシ
ュのふるいを通して粒度調整することにより、高周波用
誘電体磁器組成物の粉末（原料粉末）を得る。 【００１３】そして、この原料粉末を、約２５００ｋｇ
／cm2の圧力で、直径１２mm，厚さ５．５mmの円板状に
加圧成形した後、円板状の成形体を１２００〜１３００
℃で４時間焼成することにより高周波用誘電体磁器（試
料）を得た。 【００１４】このようにして得られた試料について、周
波数７ＧＨｚにおける比誘電率εr、Ｑ値、共振周波数
の温度係数τｆ（ppm／℃）、及び共振周波数の温度変
化率の２次微係数βを測定した。 【００１５】なお、β値は、共振周波数の温度変化率Δ
ｆ／ｆ0と測定温度から下記の式(1)により算出した値で
あり、Δｆ／ｆ0を温度に対してプロットしたときの二
次曲線の曲率を表している。 Δｆ／ｆ0＝α（Ｔ−２５）＋β（Ｔ−２５）2 (1) 但し、Ｔ ： 各測定温度 ｆ0 ： ２５℃における共振周波数 Δｆ ： 各測定温度における共振周波数と２５℃の共振
周波数の差 【００１６】なお、β値が小さいほど、共振周波数の温
度変化率が直線に近づき、温度安定性が向上しているこ
とを示す。 【００１７】比誘電率εr 、Ｑ値、共振周波数の温度係
数τｆ（ppm／℃）、及び共振周波数の温度変化率の２
次微係数βについての測定結果を表１に示す。 【００１８】表１より、この実施例の高周波用誘電体磁
器組成物は、７ＧＨｚという高周波領域で、比誘電率ε
r 、Ｑ値、共振周波数の温度係数τｆ（ppm／℃）、及
び共振周波数の温度変化率の２次微係数βの各特性につ
いて、概ね良好な結果が得られていることがわかる。 【００１９】なお、表１より、ＮｉＯの添加量が１．２
０重量部以下の範囲おいては、ＮｉＯの添加量が増える
と、高いＱ値を保ちながらβの絶対値が小さくなってい
ることがわかる。このように、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2１０
０重量部に対して１．２０重量部以下の範囲内でＮｉＯ
を添加することにより、共振周波数の温度変化率を直線
に近づける、すなわち、温度安定性を向上させることが
できる。 【００２０】次に、各成分の組成範囲を限定した理由に
ついて説明する。 【００２１】［ＢａＯとＴｉＯ2の割合］主成分である
ＢａＯとＴｉＯ2の割合については、式：ＢａＯ−ｘＴ
ｉＯ2におけるｘが３．９≦ｘ≦４．１の範囲から外れ
ると、表１のNo.７のように、Ｑ値が低下するため、Ｘ
の値は３．９≦ｘ≦４．１の範囲にあることが好まし
い。 【００２２】［ＮｉＯ］上述のように、ＮｉＯを添加す
ることにより、Ｑ値を高く保持しつつβの絶対値を小さ
くすることができるが、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2１００重量
部に対してＮｉＯの添加量が１．２０重量部を越えると
表１のNo.９，１０のように、Ｑ値が低下するため、Ｎ
ｉＯの添加量は、１．２０重量部以下であることが好ま
しい。 【００２３】［Ｔａ2Ｏ5及びＺｎＯ］Ｔａ2Ｏ5の添加量
が２．０重量部を越えると誘電率εｒ及びＱ値が低下す
る。また、ＺｎＯの添加量が２５．０重量部を越えた場
合にも誘電率εｒ及びＱ値が低下する。したがって、Ｔ
ａ2Ｏ5は２．０重量部以下、ＺｎＯは２５．０重量部以
下であることが好ましい。 【００２４】［ＭｎＣＯ3］ＭｎＣＯ3については、その
添加量が０．５重量部を越えるとＱ値が低下する傾向が
ある。したがって、ＭｎＣＯ3は、０．５重量部以下の
範囲で添加することが好ましい。 【００２５】 【発明の効果】上述のように、この発明の高周波用誘電
体磁器組成物は、ＢａＯ−ｘＴｉＯ2で表され、かつｘ
が、３．９≦ｘ≦４．１の範囲にある組成物１００重量
部に対して、０．５重量部以下のＭｎＣＯ3と、２．０
重量部以下のＴａ2Ｏ5と、２５．０重量部以下のＺｎＯ
と、１．２重量部以下のＮｉＯを添加するようにしてい
るので、マイクロ波領域などの高周波帯域において高い
Ｑ値を有するとともに、共振周波数の温度安定性に優れ
た、誘電体共振器や誘電体基板などの材料として好まし
い特性を有する誘電体磁器を得ることが可能な高周波用
誘電体磁器組成物を得ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 3/12 303
C04B 35/46
H01P 7/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ＢａＯ−ｘＴｉＯ2 で表され、かつｘが、 ３．９≦ｘ≦４．１ の範囲にある組成物１００重量部に対して、ＭｎＣ
Ｏ3，Ｔａ2Ｏ5，ＺｎＯ，ＮｉＯをそれぞれ、 ＭｎＣＯ3 ： ０．５重量部以下 Ｔａ2Ｏ5 ： ２．０重量部以下 ＺｎＯ ：２５．０重量部以下 ＮｉＯ ： １．２重量部以下 の割合で添加したことを特徴とする高周波用誘電体磁器
組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25226692A JP3443847B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25226692A JP3443847B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0676630A JPH0676630A (ja) | 1994-03-18 |
| JP3443847B2 true JP3443847B2 (ja) | 2003-09-08 |
Family
ID=17234850
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25226692A Expired - Fee Related JP3443847B2 (ja) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | 高周波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3443847B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3840869B2 (ja) * | 1999-10-28 | 2006-11-01 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサおよび通信機装置 |
| JP4691876B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2011-06-01 | 株式会社村田製作所 | 高周波用誘電体磁器組成物、誘電体共振器、誘電体フィルタ、誘電体デュプレクサ、および通信機装置 |
-
1992
- 1992-08-26 JP JP25226692A patent/JP3443847B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0676630A (ja) | 1994-03-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030527 |
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