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JPH0644405B2 - マイクロ波用誘電体磁器組成物 - Google Patents

マイクロ波用誘電体磁器組成物

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Publication number
JPH0644405B2
JPH0644405B2 JP60248054A JP24805485A JPH0644405B2 JP H0644405 B2 JPH0644405 B2 JP H0644405B2 JP 60248054 A JP60248054 A JP 60248054A JP 24805485 A JP24805485 A JP 24805485A JP H0644405 B2 JPH0644405 B2 JP H0644405B2
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JP
Japan
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dielectric
small
dielectric constant
microwave
composition
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進 西垣
信介 矢野
浩 加藤
徹 不破
寛治 村野
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Narumi China Corp
Sony Corp
Nippon Steel and Sumikin Electronics Devices Inc
Original Assignee
Narumi China Corp
Sumitomo Metal Ceramics Inc
Sony Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、通信および放送機器に使用されるマイクロ波
用誘電体磁器組成物に関するものである。
［従来の技術］ 近年、マイクロ波帯において誘電率が大きくて、誘電損
失が小さく、また共振周波数の温度係数（以下τｆとい
う）が小さな誘電体が共振器に用いられ、衛星放送受信
機や自動車電話などの通信および放送機器に応用され始
めている。従来このような用途には、ＢａＯ−ＴｉＯ２
系のものや、ＭｇＯ−ＣａＯ−ＴｉＯ２系のものが知ら
れている。
［発明が解決しようとする問題点］ 上記、従来知られているＢａＯ−ＴｉＯ２系やＭｇＯ−
ＣａＯ−ＴｉＯ２系のものの誘電率は20〜40であって、
1GHz付近の比較的周波数の低い領域で共振器として用い
る際には、誘電率が小さいために寸法が大きくなってし
まう欠点がある。自動車電話に代表されるように、1GHz
付近で使用される誘電体共振器の需要は高まりつつあ
り、このためには寸法の小型化を図るために、より大き
な比誘電率をもち、さらに低損失でτｆ（共振周波数の
温度係数）が小さい誘電体磁器が必要となる。また、自
動車電話用として使用される同軸型共振器の場合、誘電
体の誘電率の大きさが共振器の損失に大きな影響を与え
るため、つまり誘電率が大きくなると共振周波数を得る
のに必要な共振機器の高さが小さくなるので、小型化が
可能となる。高調波の影響を少くするためには共振器の
径を高さより小さくすることが望ましいが、共振器の径
を小さくすると共振器の損失は大になる。よって誘電体
磁器の損失やτｆが小さいことはもちろんであるが、共
振器に使用される誘電体は、設計上の必要なＱ値を保持
しながら可能な限り高い誘電率をもつことが必要であ
る。このような要求には、任意の誘電率で、低損失かつ
小さなτｆを得ることのできる材料系が対応できる。
従来、誘電率の大きな材料系としては、ＢａＯ−ＴｉＯ
２−Ｒ２Ｏ３系（Ｒ２Ｏ３：ランタニド酸化物）が知ら
れているが、τｆが充分に小さなものは、誘電損失tan
δの逆数Ｑ＝１／tanδで表わした場合、Ｑ＝2000〜300
0（at 3GHz）と小さく損失が大きかった。
例えば、代表的な材料系であるＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｓｍ
２Ｏ３系（特公昭59−37526号）の特性は、τｆが充分
に小さいものでは、誘電率が75〜92、Ｑは2.2〜2.3ＧＨ
ｚで2300〜2790であり（Ａ．Ｃ．Ｓ．87th、Annual Me
eting“Dielectric Properties at Microwave Freq
uencies of the Ceramics ＩｎＢａＯ−Ｓｍ２Ｏ３
−ＴｉＯ２ System、Ｓ．Kawashima他）、3GHz測定で
のＱは、3000以下の特性になってしまい、実用化には不
充分でＱ値の向上が要求されていた。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記欠点を改善し、広い範囲の任意の誘電率
で、大きなＱを持ち、τｆが小さく誘電体磁器を提供す
るためになされたもので、その第(1)発明は、 下記一般式： ただし、 10≦ｘ≦22 58≦ｙ≦80 ８≦ｚ≦22 ０＜ｎ≦25 ｘ＋ｙ＋ｚ＝100 Ｍ：Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上 Ｒ：Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａのうち少なくとも１種以上 で表わされるマイクロ波用誘電体磁器組成物である。
上記においてｘが22モル％を越えると、τｆが大きくな
り過ぎ、誘電率が小さくなる。またｘが10モル％より小
さいとτｆが大きくなり過ぎる。
ｙの割合が80モル％を越えると、τｆが大きくなり過
ぎ、また、ｙが58モル％より小さいと焼結が困難とな
り、またτｆも大きくなり過ぎ、Ｑも低下する。
ｚが22モル％を越えると、Ｑが低下し、τｆも大きくな
り、ｚが８モル％より小さいとτｆが大きくなり過ぎ
る。なお、ｘ，ｙ，ｚの最も望ましい範囲は、12≦ｘ≦
20，65≦ｙ≦75，10≦ｚ≦20である。
ＳｒＯ、ＣａＯのＢａＯに対する置換量は、Ｑを低下さ
せることなく、τｆを変えることができ、また誘電率も
変化する。よって広い範囲の任意の誘電率で、τｆが小
さく、Ｑの高い材料を得ることが可能になる。
ＭｇＯのＢａＯに対する置換は、その量が少なければ、
Ｑの向上に効果がある。ＢａＯに対するＳｒＯ、Ｃａ
Ｏ、ＭｇＯの置換割合ｎを25モル％以下に限定した理由
は、25モル％を越えるとτｆが大きくなり過ぎるもの
や、またＱが大きく低下したりするためである。
また、第(2)発明は、上記第(1)発明の組成に、Ａ：Ｃｒ
２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２で示
される酸化物を少なくとも一種以上、Ａ／ｘ＋ｙ＋ｚで
示した場合、０＜Ａ≦５含むものである。
Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２
を添加する理由は、これらを添加することにより、焼結
性が向上し、微量添加であればＱが向上する。また、添
加の割合を多くしてもＱがあまり低下せず、誘電率やτ
ｆが変化するため、広い範囲の任意の誘電率で、τｆが
小さく、Ｑの高い材料を得るのに役立つ。
以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明する。
［実施例］ 実施例１ 出発原料に高純度のＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ
３、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｓｍ
２Ｏ３を用いて、所定の組成比になるように秤量した
後、ポリエチレンポット、アルミナボール、純水と共に
湿式混合した。得られたスラリーを吸引濾過し乾燥し
た。これを空気中において、850〜1000℃で１〜６時間
仮焼した。得られた仮焼物を再びポリエチレンポット、
アルミナボール、純水とともに湿式混合し、吸引濾過
後、乾燥した。これにバインダーを添加後、70メッシュ
のふるいを通して造粒した。面圧1000kg／cm2で加圧成
形した後、ジルコニヤまたは白金セッター上で１〜６時
間、1300〜1550℃で空気中で焼成した。
得られた誘電体磁器について、周波数3GHzにおける誘電
率、誘電損失tanδの逆数Ｑ＝１／tanδ、および−25℃
〜＋75℃の共振周波数の温度係数τｆを求めた。
なお、出発原料は、酸化物に限定する必要はなく、化学
的に安定なものであれば、ＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３のよ
うな炭酸塩や、Ｍｇ（ＯＨ）２のよな水酸化物でも良
く、最終的に酸化物になるものなら使用できる。
表１に上記の製法により組成を変えて作成した誘電体磁
器の組成並びに特性を示す。
表１からわかるように、ＢａＯに対してＳｒＯ、Ｍｇ
Ｏ、ＣａＯを置換することによりＱを低下することな
く、τｆと誘電率が変化することがわかる。図にＳｒＯ
の置換割合とτｆとの関係を示した。図のグラフに付し
た番号１，２，３，４は表１の試験番号を示す。この結
果、誘電率が高く、τｆが小さく、高いＱをもつ誘電体
磁器をもつことがわかる。表１に示した特性値のＱは３
ＧＨｚでの測定値であり、実施例は3000以上のＱを有し
ていることを示している。このＱの値は１ＧＨｚでの測
定では約10,000以上に相当し、共振器として使用する場
合に充分な値となっている。
表１中の比較例１はＳｒＯの置換量が多いもので、Ｑが
小さ過ぎ、又比較例２はＢａＯ、ＴｉＯ２、Ｓｍ２Ｏ３
の３成分からなるτｆ＝０の誘電体磁器の特性を示して
おり、得られるＱは3GHzで3000であった。
実施例２ 出発原料に高純度のＢａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ
３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｃ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、
ＷＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２を用いて、実施例１と同様
の製法で、表２に示す組成のものを作成した。それらの
特性も表２に併記した。Ｃｒ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ
３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２を添加することにより、誘電率
が変化し、またτｆも少し変化することがわかる。得ら
れた磁器は高い誘電率をもち、τｆが小さく、高いＱを
もつことがわかる。なお、表２に示した添加物の割合は
ＢａＯ、ＭＯ、ＴｉＯ２、Ｒ２Ｏ３の合計モル量に対す
る添加モル％である。
発明の効果 以上述べたとおり、本発明の誘電体磁器組成物は、各成
分の割合を変えることにより広い範囲の任意の誘電率
で、大きなＱつまり充分な低損失が得られ、かつ共振周
波数の温度係数が充分に小さい特性をもっている。その
ため衛星放送受信機や自動車電話などの通信信および放
送機器等のマイクロ波用誘電体磁器として利用される。
また、本発明の誘電体磁器組成物は、低周波領域でも充
分な電気特性をもっており、温度補償用コンデンサとし
ても有用である。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例におけるＳｒＯの置換割合とτｆと
の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 不破 徹 愛知県小牧市大字小牧2131 (72)発明者 村野 寛治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】下記一般式： ただし、 10≦ｘ≦22 58≦ｙ≦80 ８≦ｚ≦22 ０＜ｎ≦25 ｘ＋ｙ＋ｚ＝100 Ｍ：Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上 Ｒ：Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａのうち少なくとも１種以上 で表わされるマイクロ波用誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項２】下記一般式： ただし、 10≦ｘ≦22 58≦ｙ≦80 ８≦ｚ≦22 ０＜ｎ≦25 ｘ＋ｙ＋ｚ＝100 Ｍ：Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇのうち少なくとも１種以上 Ｒ：Ｎｄ、Ｓｍ、Ｌａのうち少なくとも１種以上 で表わされる組成にＡ：Ｃｒ２Ｏ３、 Ｆｅ２Ｏ３、ＷＯ３、ＳｎＯ２、ＺｒＯ２で示される酸
    化物を少なくとも一種以上、Ａ／ｘ＋ｙ＋ｚで示した場
    合、０＜Ａ≦５含むマイクロ波用誘電体磁器組成物。
JP60248054A 1985-11-07 1985-11-07 マイクロ波用誘電体磁器組成物 Expired - Lifetime JPH0644405B2 (ja)

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