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JP3378685B2 - 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
JP3378685B2
JP3378685B2 JP00415895A JP415895A JP3378685B2 JP 3378685 B2 JP3378685 B2 JP 3378685B2 JP 00415895 A JP00415895 A JP 00415895A JP 415895 A JP415895 A JP 415895A JP 3378685 B2 JP3378685 B2 JP 3378685B2
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JP
Japan
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mol
composition
value
oxide
dielectric ceramic
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JP00415895A
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寿一 高橋
賢一 江崎
庸子 馬場
賢一 柴田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • 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】本発明は数GHz帯のマイクロ波
領域で用いる共振器材料に使用される誘電体磁器組成物
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年の情報の高密度化は、使用する信号
周波数を益々高周波化させるに至っている。とりわけ、
数100MHz〜数GHz帯のマイクロ波は、衛星通
信、移動体通信、放送、更には移動体識別装置等の種々
の情報伝達媒体で使用されている。
【0003】斯る媒体で必要不可欠なものとして、送信
・受信器用の共振器とフィルタとがある。これらは、そ
の高周波帯域における機能を十分担う誘電体磁器材料を
使用して製造される。
【0004】従来、この種の誘電体磁器材料としては、
高周波特性が比較的良好であるという理由で、BaO−Ti
2系、Ba{Zn1/3(Nb・Ta)2/3}O3系、あるいは(Zr
・Sn)TiO4系などが使用されている。
【0005】ところが、この誘電体磁器材料から成る共
振器等にあっては、この誘電体の誘電率をεとしたなら
ば誘電体中で伝搬する電磁波の波長は1/√εと短くな
ることから、誘電率εが大きな材料を使用するほど、そ
の共振器等の寸法を小さくすることができることとな
る。
【0006】しかしながら、前記誘電体磁器材料では、
その誘電率は通常20〜40と小さく、1〜3GHz領
域でのマイクロ波帯ではいきおい共振器の寸法が大きな
ものとなってしまう。
【0007】一方、この誘電率の大きな材料としては、
例えばSrTiO3(ε;約300),CaTiO3(ε;約18
0)等が挙げられるものの、その半面これら材料の共振
周波数の温度係数τfは夫々+1700ppm/℃,+
800ppm/℃と非常に大きく、安定した使用を期待
できない。そこで、通常はこの様な誘電体組成物の温度
係数τfをゼロに近づける方策には、誘電率が大きく、
且つ温度係数τfがマイナスの値を示す材料とを組み合
わせる方法が用いられる。
【0008】斯る方法によれば、適当な材料を選択する
ことにより、誘電率が大きく、且つその温度係数τfの
小さな磁器組成物が得られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、一般に、誘
電率εが大きなものほどその温度係数τfはプラスの側
に大きくなることから、誘電率が大きく、且つ温度係数
τfがマイナスの値を示す適当な材料を見出せず、加え
て、マイクロ波用誘電体磁器材料としてQ値を大きくす
ることは困難であった。
【0010】本発明は、上述した点に鑑み、誘電率及び
Q値が大きく、且つ共振周波数の温度係数τfがゼロに
近い誘電体磁器組成物を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明マイクロ波用誘電
体磁器組成物の特徴とするところは、組成式が、w・Li
2O−x・CaO−y・Eu23−z・TiO2 で表せるマイ
クロ波用誘電体磁器組成物に於いて、上記各w,x,
y,zを 0.0モル%<w≦25.0モル% 0.0モル%≦x≦50.0モル% 0.0モル%<y≦30.0モル% 0.0モル%<z≦80.0モル% w+x+y+z=100モル% の範囲とし、これに、Bi23、SnO2またはMnO2のいず
れかを10重量部以下含有せしめたことにあり、あるい
はNb25またはTa25のいずれかを10重量部以下含有
せしめたことにある。
【0012】
【作用】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物では、酸
化リチウム(Li2O)と酸化ユーロピウム(Eu23)と
酸化チタニウム(TiO2)と酸化カルシウム(CaO)と
の混合物に、Bi23、SnO2またはMnO2のいずれかある
いはNb25またはTa25のいずれかを10重量部以下含
有せしめることにより、比誘電率εr及びQ値が大き
く、且つ温度係数τfの小さなものが得られる。
【0013】
【実施例】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物を製造
するにあたっては、まず原材料となるLi2CO3,CaCO
3,Eu23,TiO2を用意する。そして、これらを所定の
組成となるように秤量し、配合する。
【0014】一例としては、Li2O,CaO、Eu23、そ
してTiO2の夫々の組成比が9mol%,16mol
%,12mol%そして63mol%となるように秤量
し、配合する。そして、この秤量物にBi23を3重量部
秤量し、配合する。
【0015】次に、これらを配合した後、ボールミル等
により5〜20時間、アルコールを用いて湿式混合を行
った後、700〜1000℃で1〜5時間仮焼する。引
き続いて、この仮焼したものを再びボールミル等により
2〜50時間粉砕する。
【0016】次いで、これにポリビニルアルコールなど
の有機結合剤を加えて造粒、分級し、2000〜300
0kg/cm2の圧力を加えて成形する。続いて、この
成形品を1200〜1400℃の温度で1〜5時間焼成
した後、その焼成品の厚みが直径の約2分の1になるよ
うに両面研摩して測定試料を完成させる。
【0017】このようにして完成した試料を、ハッキ・
コールマン法を用い測定周波数3GHz付近で誘電率
(ε)、Q値、及び共振周波数の温度係数(τf)を測
定した。その測定結果を表1及び表2に示す。なお、実
施例で説明に使用した試料としては、表1の試料番号3
がこれに相当する。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】これらが示すように、Bi23、SnO2また
はMnO2を含有せしめることで、比誘電率εrは僅かに
減少するものの、Q値が効果的に増加することが分か
る。とりわけ、Q値は、その含有量が3〜5重量部付近
で極大値を示す一方、10重量部以上では急速に低下し
てしまうことが分かる。
【0021】一方、温度係数にいたっては、その絶対値
は精々約30ppm/℃と小さく良好な磁器組成物が得
られることを示している。
【0022】尚、実施例では酸化マンガンとして二酸化
マンガンを使用したが、本願発明はこれに限るものでは
なく、一酸化マンガンまたは三二酸化マンガンなどの原
子価が異なるものを使用しても全く同様の効果を呈する
ものである。斯る事情は酸化ビスマスについても同様で
あり、具体的には、五酸化ビスマスを用いても本願発明
の効果を奏することを確認している。
【0023】次に、含有物として、Nb25とTa25を用
いた場合の特性を表3及び表4に示す。これら含有物に
ついても、前述した実施例と全く同様の方法で形成し
た。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】これらから分かるように、これら含有物に
関しても、その含有量に対する比誘電率εr及びQ値の
特性変化は、上述したMnO2等と同様である。即ち、同
表が示すように、これらを含有せしめることで、比誘電
率εrが僅かに減少するものの、Q値が増加することが
分かる。特に、Q値は、その含有量が3〜5重量部付近
で極大値を示す一方、10重量部以上では極端に低下し
てしまうことが分かる。また、温度係数についても、絶
対値が精々30ppm/℃と小さく良好であることが分
かる。
【0027】従って、本発明マイクロ波用誘電体磁器組
成物を例えば共振器に使用する場合にあっては、これら
含有物の量を変化させた場合の上述した傾向を考慮し
て、適宜選択して使用すればよいこととなる。
【0028】また、本願発明マイクロ波用誘電体磁器組
成物は、マイクロ波用として利用する際、特にQ値や上
記温度係数が設計上の重要なパラメータである場合にあ
っては、たとえ誘電率の値が小さくとも実用に耐えるも
のである。
【0029】本発明では、MnO2やBi23等を用いた
が、この他に酸化マグネシウム、酸化コバルト、酸化ニ
ッケル、酸化亜鉛、酸化錫、酸化セレニウム、酸化テル
ル、酸化タングステン、酸化レアアース類などがあり、
これらについても、実施例で説明したMnO2等と同様の
効果を呈するものである。
【0030】又、本願発明では、主成分の一部としてEu
23を使用したが、これに替えてPr 611やLa23を使
用した組成物についても、同様の効果を期待することが
できる。
【0031】
【発明の効果】本発明マイクロ波用誘電体磁器組成物に
よれば、マイクロ波領域において誘電率及びQ値が大き
く、且つ共振周波数の温度係数τfがゼロに近いものを
得ることができる従って、この組成物による共振器等に
あっては、その寸法を小型化し得ると共に、比較的温度
変化の大きな使用状況にあっても、高い信頼性の下で使
用することが可能となる。
フロントページの続き (72)発明者 柴田 賢一 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−283022(JP,A) 特開 平6−124607(JP,A) 特開 平6−119813(JP,A) 特開 平6−76633(JP,A) 特開 昭49−59298(JP,A) 米国特許5403796(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/50 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成式が、 w・Li2O−x・CaO−y・Eu23−z・TiO2 で表せるマイクロ波用誘電体磁器組成物に於いて、 上記各w,x,y,zを、 0.0モル%<w≦25.0モル% 0.0モル%≦x≦50.0モル% 0.0モル%<y≦30.0モル% 0.0モル%<z≦80.0モル% w+x+y+z=100モル% の範囲とし、これに、Bi23、SnO2またはMnO2のいず
    れかを10重量部以下含有せしめたことを特徴とするマ
    イクロ波用誘電体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 組成式が、 w・Li2O−x・CaO−y・Eu23−z・TiO2 で表せるマイクロ波用誘電体磁器組成物に於いて、 上記各w,x,y,zを、 0.0モル%<w≦25.0モル% 0.0モル%≦x≦50.0モル% 0.0モル%<y≦30.0モル% 0.0モル%<z≦80.0モル% w+x+y+z=100モル% の範囲とし、これに、Nb25またはTa25のいずれかを
    10重量部以下含有せしめたことを特徴とするマイクロ
    波用誘電体磁器組成物。
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JP2002145661A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Sumitomo Special Metals Co Ltd マイクロ波用誘電体磁器組成物
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WO2006013981A1 (ja) * 2004-08-06 2006-02-09 Nippon Tungsten Co., Ltd. 誘電体磁器組成物および誘電体磁器
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