DE69212097T2

DE69212097T2 - Dielektrische keramische Zusammensetzung enthaltend Zinkoxid-Boroxid-Siliciumoxid Glass, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung als Resonator und Filter

Info

Publication number: DE69212097T2
Application number: DE69212097T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Abe; Tsutomu Nanataki; Shinsuke Yano
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1991-09-27
Filing date: 1992-09-28
Publication date: 1996-12-12
Anticipated expiration: 2012-09-29
Also published as: US5304521A; DE69212097D1; US5485132A; US5488019A; US5350721A; US5493262A; US5264403A; EP0534802A1; EP0534802B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine dielektrische Keramikzusammensetzung, die zum Brennen bei niedrigen Temperaturen geeignet ist, sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine dielektrische Keramikzusammensetzung für Mikrowellenanwendungen, die bei relativ niedriger Temperatur gebrannt werden kann und die geeigneterweise für einen dielektrischen Resonator mit Innenleiterschichten, beispielsweise einen Streifenleiterfilter, verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen dielektrischen Keramikzusammensetzung. Die vorliegende Erfindting betrifft auch einen dielektrischen Resonator, der unter Verwendung einer derartigen dielektrischen Keramikzusammensetzung erhalten wird, einen dielektrischen Filter, der eine Vielzahl derartiger dielektrischer Resonatoren umfaßt, sowie ein Verfahren zur Herstellung des dielektrischen Resonators oder dielektrischen Filters.
Bei einem moderen Mikrowellen-Telekommunikationssystem, wie einem Mobil- oder Autotelephonsystem, findet ein dielektrischer Filter vom Koaxialtyp weitverbreitet Verwendung, bei dem eine Keramikzusammensetzung mit einer hohen Dielektrizitätskonstante verwendet wird. Der koaxiale dielektrische Filter weist eine Vielzahl miteinander verbundener, koaxialer Resonatoren auf. Jeder Resonator ist ein zylindrischer dielektrischer Block, der Innen- und Außenleiter aufweist, die an inneren bzw. äußeren Umfangsflächen des Blocks ausgebildet sind. Diese Art von dielektrischem Filter unterliegt aufgrund ihrer Konstruktion Einschränkungen hinsichtlich ihrer Größe und Dicke. In Anbetracht dieser Tatsache wird ein Streifenleiterfilter mit einer Dreiplattenstruktur vorgeschlagen, der innerhalb eines dielektrischen Substrats innere Leiterschichten oder -streifen umfaßt. Bei diesem Streifenleiterfilter ist eine gemusterte Anordnung von Leitern in Form von Streifen einstückig in das dielektrische Substrat eingebettet, um eine Vielzahl von Resonatoren zu bilden. Der so konstruierte Streifenleiterfilter ist vergleichsweise kompakt und dünn.
Bei der Herstellung eines derartigen dielektrischen Filters vom Streifenleitertyp mit den inneren Leiterschichten oder -streifen, wie oben beschrieben, muß eine dielektrische Keramikzusammensetzung gemeinsam mit den Innenleiterschichten gebrannt werden. Da bekannte dielektrische Keramikzusammensetzungen eine ziemlich hohe Brenntemperatur aufweisen, gibt es Einschränkungen für leitende Materialien, die für die inneren Leiterschichten verwendet werden können, was es schwierig macht, ein Aghältiges Material mit relativ geringem Leiterwiderstand einzusetzen. Beispielsweise darf die Brenntemperatur der dielektrischen Keramikzusammensetzung 1.000ºC nicht übersteigen, wenn für die inneren Leiterschichten Ag-Pd- oder Ag-Pt-Legierungen verwendet werden, und muß insbesondere auf etwa 900ºC eingestellt werden, wenn die leitenden Schichten ausschließlich aus Ag gebildet sind, das einen geringen Leiterwiderstand aufweist. Um diesen Anforderungen zu entsprechen, ist es notwendig, eine dielektrische Keramikzusammensetzung bereitzustellen, die bei ausreichend niedriger Temperatur gebrannt werden kann und gleichzeitig hervorragende Mikrowelleneigenschaften gewährleistet.
Unter verschiedenen vorgeschlagenen dielektrischen Keramikzusammensetzungen ist von einer dielektrischen Keramikzusammensetzung, die Oxide von Ba, Ti, RE (Seltenerdmetallen) und Bi enthält, bekannt, daß sie eine hohe spezifische Dielektrizitätskonstante, eine hohe Güte Q im unbelasteten Zustand und einen niedrigen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz aufweist. Bei dieser Zusammensetzung besteht jedoch das Problem, daß ihre Brenntemperatur nicht weniger als 1.300-1.400ºC beträgt, und es sind verschiedene Versuche gemacht worden, die Brenntemperatur beispielsweise durch Zusatz von Pb-Oxiden zu verringern.
Ein Beispiel für eine derartige dielektrische Keramikzusammensetzung wird in US-PS- 3.811.937 geoffenbart, worin ein kalziniertes Gemisch von BaO, TiO&sub2; und einem Seltenerdoxid mit 8 bis 30 Gew.-% einer CdO, PbO und Bi&sub2;O&sub3; enthaltenden Glasformulierung vermischt wird. Die so hergestellte Zusammensetzung wird bei einer Temperatur zwischen etwa 982ºC und 1.150ºC gebrannt. Ein weiteres Beispiel für eine dielektrische Keramikzusammensetzung, wie in JP-A-59-2 1405 geoffenbart, enthält BaO, TiO&sub2; und Nd&sub2;O)) als Hauptkomponenten, die mit PbO-, Bi&sub2;O&sub3;-, SiO&sub2;- und ZnO- Pulvern vermischt werden. Diese Zusammensetzung wird bei einer Temperatur zwischen 1.050ºC und 1.100ºC gebrannt. Ein weiteres Beispiel für eine Zusammensetzung, wie in JP-B2-4-16884 geoffenbart, enthält BaTiO&sub3;, Nd&sub2;O&sub3;, TiO&sub2; und Bi&sub2;O&sub3; als Hauptkomponenten, denen Pb&sub3;O&sub4;, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und ZnO in jeweils geeigneter Menge zugesetzt werden. Diese Zusammensetzung wird bei einer Temperatur zwischen 1.000ºC und 1.050ºC gebrannt. Wieder ein anderes Beispiel für eine dielektrische Keramikzusammensetzung, wie in JP-A-2-44609 geoffenbart, enthält BaTiO&sub3;, Nd&sub2;O&sub3;, TiO&sub2;, Bi&sub2;O&sub3; und Pb&sub3;O&sub4; als Hauptkomponenten, denen 2CaO 3B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und ZnO zugesetzt werden. Diese Zusammensetzung wird bei einer Temperatur zwischen 1.000ºC und 1.050ºC gebrannt.
Die bekannten dielektrischen Keramikzusammensetzungen, wie oben beschrieben, die bei relativ niedrigen Temperaturen gebrannt werden können, weisen immer noch eine Brenntemperatur von etwa 1.000ºC oder darüber auf und können daher nicht für Innenleiter vervendet werden, die auschließlich aus Ag mit geringem Leiterwiderstand oder aus hauptsächlich aus Ag bestehenden Legierungen bestehen. Tatsächlich können diese Zusammensetzungen nur bei Innenleitern aus Ag-Pd-Legierungen verwendet werden, die einen relativ hohen Cehalt an Pd mit einem relativ hohen Leiterwiderstand enthalten. Bei den bekannten dielektrischen Keramikzusammensetzungen mit niedriger Brenntemperatur, die eine relativ große Menge an Pb-Oxiden enthalten, treten in Anbetracht der Toxizität der Pb-Oxide auch gewisse Probleme bei der Handhabung auf.
Obwohl einige bekannte Techniken zum Senken der Brenntemperatur einer dielektrischen Keramikzusammensetzung auf etwa 1.000ºC zur Verfügung stehen, sind keine Techniken bekannt, die das Brennen bei einer Temperatur unter dem Schmelzpunkt von Ag d.h. 962ºC, wünschenswerterweise bei 950ºC oder darunter, noch besser bei etwa 900ºC, ermöglichen.
EP-A-222303 beschreibt eine dielektrische Keramikzusammensetzung für Mikrowellenanwendungen, die eine Zusammensetzung der Formel:
umfaßt, worin:
x, y und z Moprozentsätze sind und gilt: 10≤x≤22, 58≤y≤80 und 8≤z≤22, 0≤n≤25 und x+y+z = 100;
M zumindest eines aus der aus Sr, Ca und Mg bestehenden Gruppe ist; und
R zumindest eines aus der aus Nd, Sm und La bestehenden Gruppe ist. Ein typisches Beispiel für diese Zusammensetzung ist
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben beschriebenen Stands der Technik entwickelt. Es ist daher ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung, eine dielektrische Keramikzusammensetzung bereitzustellen, die bei niedriger Temperatur gebrannt werden kann und dielektrische Keramikkörper mit einer relativ hohen spezifischen Dielektrizitätskonstante, einer relativ hohen Güte im unbelasteten Zustand und einem relativ niedrigen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz ergibt und bei einer Temperatur von nicht über 962ºC (dem Schmelzpunkt von Ag), vorzugsweise bei etwa 900ºC, gebrannt oder gesintert werden kann, ohne daß die Zugabe einer großen Menge an Pb-Oxiden erforderlich ist.
Ein zweites Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen Keramikzusammensetzung wie oben beschrieben bereitzustellen.
Ein drittes Ziel der Erfindung besteht darin, einen dielektrischen Resonator bereitzustellen, der unter Verwendung einer dielektrischen Keramikzusammensetzung wie oben beschrieben erhalten wird. Ein viertes Ziel der Erfindung besteht darin, einen dielektrischen Filter bereitzustellen, der derartige dielektrische Resonatoren umfaßt. Ein fünftes Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen dielektrischen Resonators oder dielektrischen Filters bereitzustellen.
Nach Durchführung verschiedener Versuche und Analysen, um das erste Ziel zu erreichen, entdeckten die Erfinder des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes, daß eine dielektrische Keramikzusammensetzung, die BaO, TiO&sub2;, RE&sub2;O&sub3; und Bi&sub2;O&sub3; als Hauptkomponenten enthält, unter Gewährleistung hervorragender dielektrischer Eigenschaften bei einer deutlich niedrigeren Temperatur gebrannt werden kann, wenn den Hauptkomponenten eine relativ geringe Menge eines geeigneten Glases, das ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; enthält, zugesetzt wird.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine dielektrische Keramikzusammensetzung bereitgestellt, wie in Anspruch 1 dargelegt. Diese dielektrische Keramikzusammensetzung kann bei einer relativ niedrigen Temperatur gebrannt werden, wobei hervorragende Nikrowel leneigenschaffen gewährleistet werden.
Cemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gilt für die Zusammensetzung: c = 0, d = 0 und 0< e≤0,3. Vorzugsweise enthält in dieser Zusammensetzung die Hauptkeramikzusammensetzung nicht mehr als 2,5 Gewichtsteile Aluminiumoxid pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten. In diesem Fall kann die dielektrische Keramikzusammensetzung bei einer relativ niedrigen Temperatur gebrannt werden, was eine weiter verbesserte Güte im unbelasteten Zustand gewährleistet.
Bei einer anderen bevorzugten Form des obigen Aspekts der Erfindung enthält die Hauptkeramikzusammensetzung weiters nicht mehr als 3 Gewichtsteile Manganoxid pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten. In diesem Fall kann die dielektrische Keramikzusammensetzung gemeinsam mit einem Leitermaterial bei relativ niedriger Temperatur gebrannt werden, wodurch eine ausreichend hohe spezifische Dielektrizitätskonstante, eine weiter verbesserte Güte im unbelasteten Zustand und ein deutlich verringerter Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz gewährleistet werden.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Keramikzusammensetzung bereitgestellt, wie in Anspruch 15 dargelegt. Gemäß diesem Verfahren kann die Brenntemperatur der erhaltenen dielektrischen Keramikzusammensetzung beträchtlich gesenkt werden.
Vorzugsweise wird in diesem zweiten Aspekt der Erfindung das Gemisch der Ausgangsmaterial jen bei 1.050ºC oder darüber kalziniert, um ein kalziniertes Gemisch bereitzustellen. Weiters kann das kalzinierte Gemisch fein gepulvert werden, sodaß das kalzinierte Keramikpulver eine durchschnittliche Korngröße von nicht über 0,8 µm aufweist. In diesem Fall wird die Brenntemperatur der erhaltenen dielektrischen Keramikzusammensetzung beträchtlich gesenkt, während die spezifische Dielektrizitätskonstante und ihre Güte im unbelasteten Zsutand deutlich verbessert oder erhöht werden.
Bei den dielektrischen Keramikzusammensetzungen nach dem oben angeführten ersten Aspekt der Erfindung wird, wenn der Gehalt an BaO geringer als 10 Mol-% ist (x< 0,10), die spezifische Dielektrizitätskonstante der erhaltenen dielektrischen Keramik in unerwünschter Weise gesenkt. Wenn der BaO-Gehalt 20 Mol-% übersteigt (x> 0,20), leiden die dielektrischen Keramikkörper unter einem übermäßig hohen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz. Wenn der TiO&sub2;-Gehalt der dielektrischen Keramikzusammensetzungen geringer als 60 Mol-% ist (y< 0,60), wird es schwierig, die Keramikzusammensetzung zu sintern, um einen Keramiksinterkörper mit ausreichend hoher Dichte zu ergeben. Wenn der TiO&sub2;-Gehalt 75 Mol-% übersteigt (y> 0,75), wird der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz unerwünscht stark positiv.
Wenn der Gesamtgehalt an RE&sub2;O&sub3; und Bi&sub2;O&sub3;, d.h. der oben angeführte Term [(1-a)RE&sub2;O&sub3;aBi&sub2;O&sub3;], geringer als 10 Mol-% ist (z> 0,10), wird der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz unerwünscht stark positiv. Wenn der Gesamtgehalt an RE&sub2;O&sub3; und Bi&sub2;O&sub3; 25 Mol-% übersteigt (z> 0,25), wird die Sinterbarkeit der Zusammensetzung beeinträchtigt, was zu einer Reduktion der spezifischen Dielektrizitätskonstanten führt.
Gemäß einem weiteren Merkmal des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird das in RE&sub2;O&sub3; enthaltene RE (Seltenerdmetall) aus Nd, Sm, La, Ce, Pr und anderen Seltenerdmetallen ausgewählt. Vorzugsweise besteht RE aus Nd oder einer Kombination von Nd und Sm und/oder La. Wenn Nd in Kombination mit Sm und/oder La vewendet wird, kann der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz geeignet reguliert werden, während eine hohe spezifische Dielektrizitätskonstante und eine hohe Güte im unbelasteten Zustand gewährleistet werden. In diesem Fall ist es jedoch wünschenswert, daß das Verhältnis zwischen Sm und/oder La und dem gesamten RE gleich oder geringer als 20 Mol-% ist. Wenn es 20 Mol-% übersteigt, schwankt der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz stark in die positive oder in die negative Richtung. Andererseits wird die Menge an Ce oder Pr, die als RE in die Keramikzusammensetzung eingebracht wird, in Form von dreiwertigen Atomen bestimmt.
Wenn ein Teil von RE&sub2;O&sub3; durch Bi&sub2;O&sub3; ersetzt wird, kann die spezifische Dielektrizitätskonstante erhöht werden, während der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz verringert werden kann. Es ist besonders wünschenswert, zumindest 5 Mol-% (a≤0,05) von RE&sub2;O&sub3; zu substituieren, um aufgrund der Substitution durch Bi&sub2;O&sub3; zufriedenstellende Effekte zu erzielen. Da der Temperaturkoeffizient auf unerwünschte Weise zunimmt, wenn die substituierte Menge an Bi&sub2;O&sub3; 15-20 Mol-% oder mehr erreicht, und die Cüte im unbelasteten Zustand mit einer Zunahme der substituierten Menge an Bi&sub2;O&sub3; abnimmt, wird die substituierte Menge an Bi&sub2;O&sub3; in der Praxis geeigneterweise bei nicht mehr als 30 Mol-% (a≤0,30) gehalten.
Die dielektrischen Keramikzusammensetzungen gemäß dem obigen Aspekt der Erfindung bestehen im wesentlichen aus der Hauptkeramikzusammensetzung, die Bariumoxid, Titanoxid, Seltenerdoxid und Wismutoxid im oben angeführten Verhältnis enthält, sowie aus einer geeigneten Menge der Glaszusammensetzung, wie nachstehend beschrieben. Allerdings kann der Hauptkeramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, ein geeignetes Metalloxid, wie z.B. Äluminiumoxid, Eisenoxid, Manganoxid, Chromoxid, Zinkoxid, Zinn(II)-oxid (Zinnoxid) oder Zirkondioxid, zugegeben werden, um zu versuchen, die Güte im unbelasteten Zustand zu verbessern und den Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz geeignet zu regulieren. Insbesondere die Zugabe von Aluminiumoxid zur obigen Keramikzusammensetzung ist von beträchtlicher Wirksamkeit bei der weiteren Verbesserung der Güte im unbelasteten Zustand. Andererseits hat Manganoxid die Funktion, die Reduktion der Hauptkeramikzusammensetzung zu verhindern, und ermöglicht dadurch günstigerweise deren gemeinsames Brennen beispielsweise mit Kupferleitern in einer Stickstoffatmosphäre Der Zusatz des Manganoxids verbessert auch wirksam die Güte im unbelasteten Zustand, während eine ausreichend hohe Dielektrizitätskonstante beibehalten wird, und verringert den Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz. Das Aluminiumoxid und das Manganoxid werden der aus Bariumoxid, Titanoxid, Seltenerdoxid und Wismutoxid betehenden Hauptkeramikzusammensetzung jeweils in Mengen von bis zu 2,5 bzw. bis zu 3 Gewichtsteilen, vorzugsweise in Mengen von bis zu 2 Gewichtsteilen, pro 100 Gewichtsteile der obigen Hauptkeramikzusammensetzung zugegeben.
Die Glaszusammensetzung des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Systems in der vorliegenden dielektrischen Keramikzusammensetzung besteht aus 30-85 Gew.-% Zinkoxid (ZnO), 5- 50 Gew.-% Boroxid (B&sub2;O&sub3;) und 2-40 Gew.-% Siliziumoxid (SiO&sub2;). Genauer gesagt ist es, wenn der Cehalt an Zinkoxid, Boroxid und Siliziumoxid jeweils als k Gew.-%, m Gew.- % und n Gew.-% dargestellt werden, notwendig, die folgenden Formeln zu erfüllen: 30≤k≤ 85, 5≤m≤50, 2≤n≤40 und k+m+n = 100. Die Zugabe von ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; in Form eines Glases zur Hauptkeramikzusammensetzung senkt wirksam die Brenntemperatur der erhaltenen dielektrischen Keramikzusammensetzung. Von den Elementen, aus denen das Clas besteht, wird SiO&sub2; als besonders wichtig für die Glasbildung angesehen. Cenauer gesagt vereinfacht das SiO&sub2;-Element nicht nur die Verglasung der Zusammensetzung, sondern stabilisiert auch das erhaltene Glas.
Wenn der Gehalt (k) an ZnO unter 30 Gew.-% liegt, ist es weniger wahrscheinlich, daß die Glaszusammensetzung zu einem gewünschten Glas verglast wird. Wenn der ZnO- Cehalt (k) 85 Gew.-% übersteigt, ist es schwierig, die Glaszusammensetzung zu verglasen, und die Brenntemperatur der hergestellten dielektrischen Keramikzusammensetzung wird auf unerwünschte Weise erhöht. Wenn der Gehalt (m) an B&sub2;O&sub3; unter 5 Gew.-% liegt. wird die Verglasung der Glaszusammensetzung schwierig, und die Brenntemperatur der dielektrischen Keramikzusammensetzung wird auf unerwünschte Weise erhöht. Wenn der B&sub2;O&sub3;-Gehalt (m) 50 Gew.-% übersteigt, erleidet der erhaltene dielektrische Keramikkörper eine Reduktion der Güte im unbelasteten Zustand. Wenn der SiO&sub2;-Gehalt (n) 40 Gew.-% übersteigt, ist es schwierig, die Glaszusammensetzung zu verglasen, und die Brenntemperatur der hergestellten dielektrischen Keramikzusammensetzung wird erhöht. Der Einbau von SiO&sub2; in die Glaszusammensetzung führt zu einer einfachen Verglasung der Zusammensetzung, während die im so gebildeten Glas enthaltende dielektrische Keramikzusammensetzung bei einer deutlich verringerten Temperatur gebrannt werden kann, was hervorragende Mikrowelleneigenschaften gewährleistet.
Der bevorzugte Zusammensetzungsbereich des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-G lases ist ein derartiger, daß der ZnO-Gehalt (k) im Bereich von 40-75 Gew.-% liegt, der B&sub2;O&sub3;-Gehalt (m) im Bereich von 10-40 Gew.-% liegt und der SiO&sub2;-Cehalt (n) im Bereich von 5-30 Gew.-% liegt. Obwohl zugelassen werden kann, daß die so hergestellte Glaszusammensetzung Verunreinigungen, wie z.B. verscniedene Metalloxide, enthält, versteht es sich jedoch allgemein, daß der Cehalt derartiger Verunreinigungen in den daszusammensetzungen nicht über 10 Gew.-% ansteigen darf. Weiters kann das für die vorliegende Erfindung verwendete ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glas nicht vollkommen gleichmäßig verglast sein. Genauer gesagt kann das ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glas von Abschnitt zu Abschnitt unterschiedliche Phasen aufweisen oder einen Abschnitt aus unverglasten Materialien umfassen, oder teilweise kristallisiert sein, solange sich das Glas im wesentlichen in einem verglasten Zustand befindet.
Das ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glas mit der oben beschriebenen Zusammensetzung ist als Sekundärkomponente in einer Menge von zumindest 0,1 Gewichtsteilen, aber nicht mehr als (18 - 62,5a) Gewichtsteilen (mit 0< a≤0,2) oder nicht mehr als 5,5 Gewichtsteilen (mit 0,2< a≤0,3) pro 100 Cewichtsteile der Hauptkeramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, in der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung enthalten, wodurch die Brenntemperatur der erhaltenen dielektrischen Keramikzusammensetzung auf 962ºC oder darunter, wünschenswerterweise 950ºC oder darunter, mehr erwünscht auf etwa 900ºC, gesenkt werden kann. Wenn der Gehalt des Glases geringer als 0,1 Gewichtsteile ist, ergibt die Zugabe der Glaskomponente keine zufriedenstellende Wirkung für die Senkung der Brenntemperatur. Wenn der Cehait des Glases (18 - 62,5a) Gewichtsteile (mit 0< a≤0,2) oder 5,5 Gewichtsteile (mit 0,2< a≤0,3) übersteigt, haben die erhaltenen dielektrischen Keramikkörper eine übermäßig verringerte Güte im unbelasteten Zustand und sind daher für die praktische Verwendung nicht geeignet.
Die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem die Hauptkeramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, mit der obigen ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glaszusammensetzung vermischt wird. Vor der Zugabe (dem Einmischen) des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glases wird ein Gemisch aus Ausgangsmaterial ien, welche die Hauptkeramikzusammensetzung ergeben, kalziniert und dann gepulvert. Wenn die Kalzinierungstemperatur 900ºC oder mehr beträgt, wird die Brenntemperatur der dielektrischen Keramikzusammensetzung verringert, während die spezifische Dielektrizitätskonstante und die Güte im unbelasteten Zustand aufgrund der relativ hohen Kalzinierungstemperatur erhöht werden. Vorzugsweise wird das Kalzinieren der Hauptkeramikzusammensetzung bei einer Temperatur von 1.050ºC oder darüber durchgeführt, um am wirksamsten für die obigen Effekte oder Vorteile zu sorgen. Wenn die Kalzinierungstemperatur jedoch 1.350ºC übersteigt, ist es wahrscheinlich, daß die kalzinierte Masse nach dem Kalzinierungsverfahren übermäßig stark härtet, wodurch gewisse Probleme bei ihrer Handhabung entstehen. Daher wird die Kalzinierungstemperatur vorzugsweise zwischen 1.100ºC und 1.300ºC gehalten.
Was die Pulverisierung der so kalzinierten Masse betrifft, ist die Brenntemperatur der erhatlenen dielektrischen Keramikzusammensetzung umso geringer, je geringer die durchschnittliche Korngröße eines als Ergebnis der Pulverisierung erhaltenen Keramikpulvers ist, was zu einer Erhöhung der spezifischen Dielektrizitätskonstante und der Güte im unbelasteten Zustand führt. Demgemäß wird die kalzinierte Masse gemäß vorliegender Erfindung gepulvert. um eine durchschnittliche Korngröße von nicht mehr als 0,8 µm zu erhalten. Wenn die durchschnittliche Korngröße des Keramikpulvers geringer als 0,1 µm ist, wird jedoch die Formbarkeit der dielektrischen Keramikzusammensetzung beeinträchtigt, was es schwierig macht, beispielsweise ein Band nach einer herkömmlichen Rakeltechnik auszubilden. Daher wird die durchschnittliche Korngröße des Keramikpulvers wünschenswerterweise so reguliert, daß sie in einem Bereich von etwa 0,1 - 0,8 µm liegt. Im allgemeinen wird eine derartig geringe Korngröße des Keramikpulvers nach einem Laserdiffraktions- und -streuungsverfahren gemessen.
Bei der Herstellung der dielektrischen Keramikzusammensetzungen gemäß dem obigen ersten Aspekt der Erfindung kann zumindest ein Teil des Wismutoxids als eine Hauptkomponente der Hauptkeramikzusammensetzung später gemeinsam mit der ZnO- B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Claskomponente der Hauptkeramikzusammensetzung zugegeben werden. Das heißt, zumindest ein Teil des Wismutoxids wird von den Ausgangsmaterialien, welche die Hauptkeramikzusammensetzung wie oben beschrieben ergeben, ausgenommen, und ein Cemisch der Ausgangsmaterialien wird kalziniert und gepulvert. Das so gepulverte, kaizinierte Gemisch wird gemeinsam mit der ZnO-B&sub2;O&sub3;- SiO&sub2;-Glaskomponente mit dem zuvor ausgenommenen Wismutoxid vermischt. Als Folge kann die Brenntemperatur der so erhaltenen dielektrischen Keramikzusammensetzung wirksam gesenkt werden, d.h. je höher der Anteil des später zugegebenen Bismutoxids, desto geringer ist die Brenntemperatur. In Hinblick darauf wird der Anteil des später zugegebenen Wismutoxids wünschenswerterweise auf maximal 50 Gew.-% beschränkt, da die Güte im unbelasteten Zustand abnimmt, wenn der Anteil 50 Gew.-% übersteigt. D.h., der Hauptkeramikzusammensetzung können bis zu 50 Gew.-% Wismutoxid später zugegeben werden.
Cemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 1 bereitgestellt, bei der gilt: c=0, d=0 und e=0.
Die Hauptkeramikzusammensetzung kann nach diesem Aspekt weiters nicht mehr als 2,5 Gewichtsteile Aluminiumoxid pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten enthalten. In diesem Fall kann die erhaltene dielektrische Keramikzusammensetzung bei einer relativ niedrigen Temperatur gebrannt werden, was eine deutlich verbesserte Güte im unbelasteten Zustand gewährleistet.
Alternativ dazu kann die Hauptkeramikzusammensetzung weiters nicht mehr als 3 Gew.-% Manganoxid pro 100 Cewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten enthalten. In diesem Fall kann die dielektrische Keramikzusammensetzung beispielsweise gemeinsam mit Kupferleitern in einer Stickstoffatmosphäre gebrannt werden, was eine weiter verbesserte Cüte im unbelasteten Zustand und einen deutlich verringerten Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz gewährleistet.
Bei der dielektrischen Keramikzusammensetzung, wie eben definiert, wird der Gehalt an BaO und TiO&sub2; aus den gleicnen Gründen wie oben, im Hinblick auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, angeführt, innerhalb der jeweils angegeben Bereiche gehalten.
Wenn der Gehalt an RE&sub2;O&sub3; in der obigen dielektrischen Keramikzusammensetzung geringer als 10 Mol-% ist (z> 0,10), wird der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz unerwünscht stark positiv. Wenn der Gehalt an RE&sub2;O&sub3; 25 Mol-% übersteigt (z> 0,25), wird die Sinterbarkeit der Zusammensetzung beeinträchtigt, was zu einer Reduktion der spezifischen Dielektrizitätskonstanten führt.
Weiters kann das in RE&sub2;O&sub3; enthaltene RE aus den oben angeführten Seltenerdmetallen ausgewählt werden, die zuvor bezogen auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung genannt wurden. Wenn Nd in Kombination mit Sm und/oder La verwendet wird, ist es wünschenswert, daß das Verhältnis von Sm und/oder La zum gesamten RE gleich oder geringer als 40 Mol-% ist. Wenn es 40 Mol- % übersteigt, schwankt der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz in starkem Ausmaß in die positive oder die negative Richtung.
Wie oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, kann der Hauptkeramikzusammensetzung im BaO-TiO&sub2;-RE&sub2;O&sub3;-System ein gqelgnetes Metalloxid, wie z.B. Aluminiumoxid, Eisenoxid, Manganoxid, Chromoxid, Zinkoxid, Zinn(II)-oxid (Zinnoxid) oder Zirkondioxid, für die gleichen Zwecke wie oben beschrieben in geeigneten Mengen zugegeben werden.
Bei der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung wird der Gehalt an ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; in der Glaszusammensetzung aus den gleichen Gründen wie oben bezogen auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem esten Aspekt der vorliegenden Erfindung angeführt in den jeweils angegebenen Bereichen gehalten.
Das ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glas mit der oben beschriebenen Zusammensetzung ist in der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung als Sekundärkomponente in einer Menge von etwa 0,1 bis 18 Cewichtsteilen pro 100 Cewichtsteile der Hauptkeramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, enthalten, wodurch die Brenntemperatur der erhaltenen dielektrischen Zusammensetzung auf 962ºC (dem Schmelzpunkt von Ag) oder darunter, wünschenswerterweise auf 950ºC oder darunter, mehr erwünscht auf etwa 900ºC, gesenkt werden kann. Wenn der Gehalt an Glas geringer als 0,1 Gewichtsteile ist, ergibt die Zugabe der Glaskomponente keine zufriedenstellende Wirkung, was die Senkung der Brenntemperatur betrifif Wenn der Cehalt an Glas 18 Gewichtsteile übersteigt, weisen die erhaltenen dielektrischen Keramikkörper eine übermäßig verringerte Güte im unbelasteten Zustand auf und sind daher nicht für die praktische Verwendung geeignet.
Bei der Herstellung der dielektrischen Keramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, wird die Hauptkeram ikzusammensetzung des BaO-TiO&sub2;-RE&sub2;O&sub3;-Systems vorzugsweise bei 1.050ºC oder darüber, mehr bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1.100ºC und 1.300ºC, kalziniert.
Die so kalzinierte Masse der Hauptkeramikzusammensetzung wird gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von nicht über 0,8 µm zu erreichen. Vorzugsweise wird die durchschnittliche Korngröße des Keramikpulvers so reguliert, daß sie im Bereich von ewa 0,1 - 0,8 µm liegt.
Bei der dielektrischen Keramikzusammensetzung, wie in Anspruch 1 definiert, gibt der Term "x[(1-c-d)BaO cSrO dCaO]" der Hauptkeramikzusammensetzung an, daß ein Teil von BaO als eine Hauptkomponente durch SrO und/oder CaO ersetzt ist. Wenn der Gesamtgehalt an BaO, SrO und CaO geringer als 10 Mol-% ist (x< 0,10), wird die spezifische Dielektrizitätskonstante der erhaltenen dielektrischen Keramikkörper unerwünscht verringert. Wenn der Cesamtgehalt 20 Mol-% übersteigt (x> 0,20), leidet die dielektrische Keramik unter einem übermäßig hohen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz.
Die teilweise Substitution von BaO wird unter Verwendung von zumindest einem von SrO und CaO durchgeführt. Wenn ein Teil von BaO beispielsweise durch SrO ersetzt wird, kann aufgrund der Substitution die Güte im unbelasteten Zustand verbessert und der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz verringert werden, während eine hohe spezifische Dielektrizitätskonstante beibehalten wird. Wenn der Anteil der Substitution durch SrO 0,40 übersteigt (c> 0,40), werden jedoch sowohl die Dielektrizitätskonstante, als auch die Güte im unbelasteten Zustand beeinträchtigt. Wenn ein Teil von BaO durch CaO ersetzt wird, kann der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz erhöht werden, während eine hohe spezifische Dielektrizitätskonstante und eine hohe Güte im unbelasteten Zustand beibehalten werden. Wenn der Anteil der Substitution durch CaO 0,20 übersteigt (d< 0,20), wird die Güte im unbelasteten Zustand jedoch rasch beeinträchtigt. Demgemäß kann der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz durch die Zugabe geeigneter Mengen an SrO und/oder CaO vorteilhaft reguliert werden.
Bei der dielektrischen Keramikzusammensetzung, wie in Anspruch 1 definiert, wird der Gehalt (in Mol-%) an TiO&sub2; aus dem gleichen Grund wie oben bezogen auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeführt im angeführten Bereich gehalten, d.h. 0,60≤y≤0,75.
Die Gesamtmenge an RE&sub2;O&sub3; und Bi&sub2;O&sub3;, d.h. der oben angeführte Term [(1-e)RE&sub2;O&sub3; und eBi&sub2;O&sub3;], wird aus dem gleichen Grund wie oben bezogen auf die Gesamtmenge an RE&sub2;O&sub3; und Bi&sub2;O&sub3; in der dielektrischen Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeführt ebenfalls im oben angeführten spezifischen Bereich gehalten, d.h. 0,10≤z≤0,25.
Weiters kann das in RE&sub2;O&sub3; enthaltene RE aus den unter Bezugnahme auf die dielektrischen Keramikzusammensetzungen gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeführten Seltenerdmetallen ausgewählt werden. Wenn Nd in Kombination mit Sm und/oder La verwnedet wird, ist es wünschenswert, daß das Verhältnis von Sm und/oder La zum gesamten RE gleich oder geringer als 20 Mol-% ist. Wenn es 20 Mol-% übersteigt, schwankt der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz stark in die positive oder die negative Richtung.
Die Substitution von RE&sub2;O&sub3; durch Bi&sub2;O&sub3; erfolgt so, daß die substituierte Menge an Bi&sub2;O&sub3; aus dem gleichen Grund wie oben unter Bezugnahme auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung angeführt im oben angeführten spezifischen Bereich gehalten wird, d.h. 0≤e≤0,30, vorzugsweise 0,05≤e≤0,30.
Wie oben unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt der Erfindung beschrieben, kann der obigen Hauptkeramikzusammensetzung im BaO-SrO-CaO-TiO&sub2;-RE&sub2;O&sub3;-Bi&sub2;O&sub3;-System ein geeignetes Metalloxid, wie z.B. Aluminiumoxid, Eisenoxid, Manganoxid, Chromoxid, Zinkoxid, Zinn(II)-oxid (Zinnoxid) oder Zirkonoxid zugegeben werden, um die Güte im unbelasteten Zustand zu verbessern und den Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz auf geeignete Weise einzustellen oder zu regulieren.
Bei der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung wird der Gehalt an ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; in der Glaszusammensetzung aus den gleichen Gründen wie oben unter Bezugnahme auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeführt im jeweils angeführten Bereich gehalten.
Wie oben beschrieben, ist der bevorzugte Zusammensetzungsbereich des ZnO-B&sub2;O&sub3;- SiO&sub2;-Glases ein derartiger, daß der ZnO-Gehalt (k) im Bereich von 40-75 Gew.-% liegt, der B&sub2;O&sub3;-Gehalt (m) im Bereich von 10-40 Gew.-% liegt und der SiO&sub2;-Gehalt (n) im Bereich von 5-30 Gew.-% liegt.
Der Gehalt des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glases mit der oben beschriebenen Zusammensetzung in der vorliegenden dielektrischen Keramikzusammensetzung wird aus den gleichen Gründen wie oben unter Bezugnahme auf die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung angeführt im oben angeführten, spezifischen Bereich gehalten. Vorzugsweise ist das ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glas in der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung in einer Menge von 1-3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Hauptkeramikzusammensetzung gehalten.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung wird die Hauptkeramikzusammensetzung, wie oben beschrieben, vorzugsweise bei 1.050ºC oder darüber, mehr bevorzugt bei einer Temperatur zwischen 1.100ºC und 1.300ºC, kalziniert.
Die so kalzinierte Masse der Hauptkeramikzusammensetzung wird gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von nicht über 0,8 µm zu erreichen. Vorzugsweise wird die durchschnittliche Korngröße des erhaltenen Keramikpulvers so reguliert, daß sie im Bereich von etwa 0,1 - 0,8 µm liegt.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen dielektrischen Keramikzusammensetzung kann zumindest ein Teil des Wismutoxids in der Hauptkeramikzusammensetzung dieser gemeinsam mit der ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Glaskomponente später zugegeben werden. Der Anteil des später zugegebenen Wismutoxids wird wünschenswerterweise bei maximal 50 Gew.-% gehalten.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein dielektrischer Resonator bereitgestellt, umfassend: einen dielektrischen Keramikkörper, der durch Brennen einer oben beschriebenen dielektrischen Keramikzusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung erhalten wird; sowie ein Leitermuster, das durch gemeinsames Brennen mit dem dielektrischen Keramikkörper gebildet wird, sodaß das Leitermuster in den dielektrischen Keramikkörper eingebettet ist.
Gemäß einem fünften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dielektrischer Filter bereitgestellt, der eine Vielzahl dielektrischer Resonatoren gemäß dem obigen vierten Aspekt der Erfindung umfaßt.
Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Resonators, der einen dielektrischen Keramikkörper und ein in diesem eigebettetes Leitermuster umfaßt, oder eines dielektrischen Filters, der den dielektrischen Resonator umfaßt, bereitgestellt, dadurch gekennzeichnet, daß die dielektrische Keramikzusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung, wie oben beschrieben, gemeinsam mit einer ausschließlich aus Ag oder aus einer Ag als Hauptkomponente enthaltenden Legierung bestehenden, leitenden Schicht gebrannt wird, sodaß der dielektrische Keramikkörper und das Leitermuster erhalten werden.

BEISPIELE

Um das Konzept der vorliegenden Erfindung klarer zu machen, werden einige Beispiele für die Erfindung beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Details der angeführten Beispiele beschränkt ist, sondern daß Ausführungsformen auch verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesserungen umfassen können, wie sie Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung vornehmen können.

BEISPIEL 1

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Lanthanoxid und Wismutoxid eingewogen, um den Proben Nr, 1 bis 33 entsprechende Hauptkeramikzusammensetzungen der Formel xBaO yTiO&sub2; z[(1-a)RE&sub2;O&sub3; aBi&sub2;O&sub3;] zu ergeben, worin x, y, z, Re und a wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben sind. Die so eingewogenen Materialien, mit Ausnahme eines später zuzusetzenden Anteils an Wismutoxid, wurden unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln mit etwas reinem Wasser in einer Polyethylen-Topfmühle naß vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde aus der Topfmühle entfernt, getrocknet, in einen Aluminiumoxid-Schmelztiegel (- Topf) eingebracht und an der Luft vier Stunden lang bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 900ºC und 1.270ºC kalziniert. Dann wurde das kalzinierte Gemisch grob zerkleinert, zusammen mit Zirkondioxidkugeln wiederum in die Polyethylen-Topfmühle gefüllt und zu einem Pulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 0,4 bis 1,0 µm, gemessen nach einem Laserdiffraktions- und -streuungsverfahren, gemahlen. Auf diese Weise wurden kalzinierte Keramikpulver bestimmter Zusammensetzung erhalten.
Andererseits wurden hochreines Zinkoxid, Boroxid und Siliziumoxid in Anteilen von 65 Gew.-% ZnO, 25 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 10 Gew.-% SiO&sub2; ein gewogen. Diese Verbindungen wurden zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Polyethylen- Topfmühle gefüllt und trockenvermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde in einem Schamotte-Schmelztiegel geschmolzen, in Wasser rasch abgekühlt und so verglast. Das erhaltene Glas wurde zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Aluminiumoxid- Topfmühle eingebracht und in Ethanol zu einem Pulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 4 µm gemahlen, um dadurch ein Glaspulver mit der Zusammensetzung (G), wie in TABELLE 3 angeführt, bereitzustellen.
Daraufhin wurde jedes der kalzinierten Keramikpulver der Testzusammensetzungen in reinem Wasser mit dem später zuzufügenden Wismutoxid und einer vorbestimmten Menge (wie in den Tabellen 1 und 2 angegeben) des Glases mit der Zusammensetzung (G) unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln in einer Polyethylen-Topfmühle naßvermischt. Gleichzeitig wurde 1 Gew.-% Polyvinylalkohol (PVA) als Bindemittel zugesetzt. Das so erhaltene Gemisch wurde dann getrocknet, durch ein Sieb mit 355 µm großen Öffnungen geschickt und so granuliert. Das in den Tabellen 1 und 2 angeführte, der Hauptkeramikzusammensetzung (dem kalzinierten Keramikpulver) später zuzusetzende Bi&sub2;O&sub3; ist als dessen Anteil bezogen auf die Gesamtmenge an eingesetztem Bi&sub2;O&sub3; zu verstehen, während die Menge an zugesetztem Glas in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge von kalziniertem Keramikpulver und später zugegebenem Bi&sub2;O&sub3; angegeben ist.
Aus dem so hergestellten Granulat jeder Zusammensetzung wurde mit einer Presse mit einem Oberflächendruck von 1 t/cm² eine kreisförmige Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 15 mm geformt. Die kreisfärmigen Scheiben mit den jeweiligen Zusammensetzungen wurden 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch jeweils die Proben Nr.1-33 dielektrischer Keramikkörper bereitzustellen. Diese Proben wurden zu kreisförmigen Scheiben geschliffen, die jeweils einen Durchmesser von 16 mm und eine Dicke von 8 mm aufwiesen, und die dielektrischen Eigenschaften jeder Probe wurden gemessen. Im speziellen wurden die spezifische Dielektrizitätskonstante (&epsi;r) und die Güte Q im unbelasteten Zustand nach dem Verfahren von Hakki und Coleman gemessen, während der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz (τf) über einen Bereich von -25ºC bis 75ºC gemessen wurde. Die Messung erfolgte bei einer Frequenz von 2-4 GHz. Die Ergebnisse der Messung sind ebenfalls in den Tabellen 1 und 2 angeführt. Tabelle 1 später zugegebenes Bi&sub2;O&sub3; (Gew.-%) Kalzinierungstemp. (ºC) durchschn. Korngröße (µm) Glas Zusamensetz. Gewichtsteile *: Vergleichsbeispiel ___: nicht meßbar Tabelle 2 später zugegebenes Bi&sub2;O&sub3; (Gew.-%) Kalzinierungstemp. (ºC) durchschn. Korngröße (µm) Glas Zusamensetz. Gewichtsteile

BEISPIEL 2

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Lanthanoxid und Wismutoxid eingewogen, um Hauptkeramikzusammensetzungen der oben angeführten Formel zu ergeben, worin x, y, z und a gleich 0,145, 0,675, 0,180 bzw. 0,20 sind und RE aus 0,90 Nd und 0,10 Sm besteht. Die eingewogenen Materialien, wobei 5 Gew.-% Wismutoxid ausgenommen wurden, wurden auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 bei 1.170ºC kalziniert und die kalzinierte Masse gepulvert, um ein kalziniertes Keramikpulver mit der durchschnittlichen Korngröße von 0,6 µm bereitzustellen.
Andererseits wurden hochreines Zinkoxid, Boroxid und Siliziumoxid in den in nachstehender TABELLE 3 angeführten jewei gen Gewichtsantei len eingewogen, auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 verglast und dann gepulvert, um Glaspulver der jeweiligen Zusammensetzungen bereitzustellen, die jeweils eine durchschnittliche Korngröße von 4 µm autwiesen.
Daraufhin wurde das so erhaltene Glaspulver jeder Zusammensetzung gemeinsam mit dem später zuzugebenen Wismutoxid (5 Gew.-%) zum obigen kalzinierten Keramikpulver zugegeben, das Gemisch auf die gleiche Weise wie in TABELLE 1 zu einer Testprobe gepreßt und 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt. Auf diese Weise wurden die Proben Nr. 34-52 dielektrischer Keramikkörper erhalten, wie in TABELLE 4 angeführt. In TABELLE 4 ist die Menge des Glaspulvers als Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge von kalziniertem Keramikpulver und später zugesetztem Wismutoxid angegeben. Tabelle 3 (Glaszusammensetzung Verunreinigung *
* Gew-% bezogen auf die Gesamtmenge der Hauptkomponenten (ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2;) der Glaszusammensetzung
Die dielektrischen Eigenschaften jeder der gebrannten Proben Nr.34-52 wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 gemessen; die Meßergebnisse sind in TABELLE 4 auch angeführt. Wie aus dieser Tabelle hervorgeht, weist jeder der in diesem Beispiel erhaltenen dietektrischen Keramikkörper (Sinterkörper) ungeachtet der relativ niedrigen Brenntemperatur, d.h. 900ºC, eine ausreichend hohe Dielektrizitätskonstante, eine hohe Güte Q im unbelasteten Zustand und einen ausreichend geringen Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz auf. Tabelle 4 Glas Zusammensetzung Gewichtsteile ___: nicht meßbar

BEISPIEL 3

Das bei der Herstellung von Probe Nr. 7 äus TABELLE 1 erhaltene, kalzinierte Keramikpulver wurde unter Verwendung von Zirkondioxidkugeln in einer Aluminiumoxid-Topfmühle mit dem später zuzugebenden Wismutoxid (25 Gew.-% setuer Gesamtmenge), dem Glaspulver des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Systems mit der Zusammensetzung (G) aus TABELLE 3, Polyvinylbutyral, einem Plastifikator und Peptisierungsmittel, in einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Isopropylalkohol naß vermischt.
Das so hergestellte Gemisch wurde entgast und mittels einer Rakeltechnik daraus grüne Bänder mit einer jeweiligen Dicke von 250 µm geformt. Dann wurde auf eines der so gebildeten grünen Bänder unter Verwendung einer zum Drucken geeigneten Ag-Paste ein Leitermuster tur einen 900 MHz 3-Resonator-Bandpaßfilter gedruckt. Daraufhin wurden 12 Lagen der grünen Bänder, einschließlich des einen oben angeführten Bandes mit aufgedrucktem Leitermuster als Zwischenschicht, bei 100 kp/cm² und 100ºC laminiert. Die laminierten grünen Bänder wurden in Segmente geschnitten und dann 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch Streifenleiterfilter bereitzustellen. Bei der Messung der Filtereigenschaften mittels eines Netzwerkanalyzers wiesen die so erhaltenen Streifenleiterfilter eine Mittelfrequenz von 930 MHz und einen Einfügungsverlust von 2,8 dB auf.

BEISPIEL 4

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid und Wismutoxid eingewogen, um eine Hauptkeramikzusammensetzung zu ergeben, wie durch die oben angeführte Formel dargestellt, worin x, y, z und a gleich 0,155, 0,670, 0,175 bzw. 0,05 waren. Ein Gemisch dieser Verbindungen wurde bei 1.270ºC kalziniert und anschließend gepulvert, um auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 ein kalziniertes Keramikpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,6 µm bereitzustellen.
Daraufhin wurde das nach BEISPIEL 2 hergestellte Glaspulver mit der Zusammensetzung (1) in verschiedenen Anteilen, wie in TABELLE 5 angeführt, pro 100 Gewichtsteile des so erhaltenen kalzinierten Keramikpulvers zugesetzt. Anschließend wurde das Gemisch aus Glaspulver und kalziniertem Keramikpulver auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 zu einer grünen Lage gepreßt und dann gebrannt.
Die dielektrischen Eigenschaften jeder der so erhaltenen, gebrannten Proben Nr.53 bis Nr.57 wurden auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in TABELLE 5 angeführt. TABELLE 5 Glas (Gewichtsteile) * Vergleichsbeispiel ---: nicht meßbar

BEISPIEL 5

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid und Wismutoxid so eingewogen, daß x, y, z und a in der oben angeführten Formel 0,155, 0,670, 0,175 bzw. 0,05 betrugen. Den so eingewogenen Komponenten wurde weiters Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) in verschiedenen Anteilen, wie in TABELLE 6 angeführt, pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der obigen Komponenten zugesetzt. Ein Gemisch dieser Komponenten und Aluminiumoxid wurde bei 1.270ºC kalziniert und dann gepulvert, um auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 ein kalziniertes Keramikpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,6 µm bereitzustellen.
Daraufhin wurde das nach BEISPIEL 2 hergestellte Glaspulver mit der Zusammensetzung (1) dem so erhaltenen kalzinierten Keramikpulver in einer Menge von 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Keramikpulvers zugesetzt. Dann wurde das Gemisch aus Glaspulver und kalziniertem Keramikpulver auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 zu einer grünen Lage gepreßt und anschließend gebrannt.
Die dielektrischen Eigenschaften jeder der so erhaltenen gebrannten Proben Nr.58-62 wurden auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 gemesen. Die Ergebnisse der Messung sind in TABELLE 6 angeführt. TABELLE 6 (Gewichtsteile)

BEISPIEL 6

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Lanthanoxid und Wismutoxid eingewogen, um die den Proben Nr. 62 bis 73 entsprechenden Testzusammensetzungen der oben angeführten Formel zu ergeben, worin x, y, z und a jeweils wie in TABELLE 7 angeführt gewählt wurden. Den so eingewogenen Komponenten wurde weiters Manganoxid (MnO) in verschiedenen Aneilen, wie in TABELLE 7 angeführt, pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der obigen Komponenten zugesetzt. Ein Gemisch aus diesen Komponenten und Manganoxid wurde bei 1.270ºC kalziniert und dann gepulvert, um auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 ein kalziniertes Keramikpulver mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0,6 µm bereitzustellen.
Die dielektrischen Eigenschaften jeder der so erhaltenen gebrannten Proben Nr.63-73 wurden auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 1 gemessen. Die Ergebnisse der Messung sind in TABELLE 7 angeführt. Tabelle 7 MnO (Gewichtsteile) Glas Zusamens. Gewichtsteile *: Vergleichsbeispiel ___: nicht meßbar

BEISPIEL 7

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Titanoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Lanthanoxid, Aluminiumoxid und Manganoxid eingewogen, um den Proben Nr.74-96 entsprechende Testzusammensetzungen zu ergeben, bei denen die jeweiligen Werte oder Mengen von x, y, z, RE, Al&sub2;O&sub3; und MnO die in TABELLE 8 angeführten sind. Die so eingewogenen Materialien wurden mit etwas reinem Wasser unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln in einer Polyethylen-Topfmühle naßvermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde aus der Topfmühle entfernt, getrocknet, in einen Aluminiumoxid- Schmelztiegel eingebracht und 4 Stunden lang bei 1.250ºC in Luft kalziniert. Dann wurde das kalzinierte Gemisch grob zerkleinert, zusammen mit Zirkondioxidkugeln wiederum in die Polyethylen-Topfmühle gefüllt und gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von 0,8 µm zu erreichen, wie nach einem Laserdiffraktions- und -streuungsverfahren gemessen wurde. Auf diese Weise wurden kalzinierte Keramikpulver mit den entsprechenden Zusammensetzungen erhalten.
Andererseits wurden hochreines Zinkoxid, Boroxid und Siliziumoxid eingewogen, um eine in TABELLE 3 angeführte Zusammensetzung (1) aus 63 Gew.-% ZnO, 29 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 8 Gew.-% SiO&sub2; oder eine in TABELLE 3 angeführte Zusammensetzung (G) aus 65 Gew.-% ZnO, 25 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 10 Gew.-% SiO&sub2; zu ergeben. Diese Verbindungen wurden zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Polyethylen- Topfmühle gefüllt und trocken vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde in einem Schamotte-Schmelztiegel geschmolzen, in Wasser rasch abgekühlt und so verglast. Das erhaltene Glas wurde zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Aluminiumoxid- Topfmühle gefüllt und in Ethanol gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von 4 µm zu erhalten und dadurch ein Glaspulver mit der Zusammensetzung (I) oder (G) bereitzustellen.
Daraufhin wurde jedes der kalzinierten Keramikpulver der Testzusammensetzungen in einer Polyethylen-Topfmühle unter Verwendung von Zirkondioxidkugeln in reinem Wasser mit einer vorbestimmten Menge (wie in TABELLE 8 angeführt) des Glases der Zusammensetzung (I) oder (G) naß vermischt. Gleichzeitig wurde 1 Gew.-% Polyvinylalkohol (PVA) als Bindemittel zugegeben. Das so erhaltene Gemisch wurde dann getrocknet, durch ein Sieb mit 355 µm großen Öffnungen geschickt und so granuliert. In TABELLE 8 ist die zugesetzte Menge an Glas in Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Menge des kalzinierten Keramikpulvers, d.h. der Hauptkeramikzusammensetzung, angegeben.
Das so hergestellte Granulat jeder Zusammensetzung wurde mit einer Presse bei einem Oberflächendruck von 1 t/cm² zu einer kreisförmigen Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 15 mm geformt. Die den jeweiligen Zusammensetzungen entsprechenden, kreisförmigen Scheiben wurde 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch die entsprechenden Proben Nr. 74-96 dielektrischer Keramikkörper bereitzustellen. Diese Proben wurden zu kreisförmigen Scheiben mit einem jeweiligen Durchmesser von 16 mm und einer Dicke von 8 mm geschliffen und die dielektrischen Eigenschaften jeder Probe gemessen. Im speziellen wurden die spezifische Dielektrizitätskonstante (&epsi;r) und die Güte Q im unbelasteten Zustand nach dem Verfahren von Hakki und Coleman gemessen, während der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz (τf) über einen Bereich von -25ºC bis 75ºC gemessen wurde. Die Messung erfolgte bei einer Frequenz von 2-4 GHz. Die Ergebnisse der Messung sind ebenfalls in TABELLE 8 angeführt. Tabelle 8 Al&sub2; O&sub3; (Gewichtsteile) MnO (Gewichtsteile) Glas Zusamens. Gewichtsteile *: Vergleichsbeispiel ___: nicht meßbar

BEISPIEL 8

Das bei der Herstellung vdn Probe Nr. 86 aus TABELLE 8 erhaltene, kalzinierte Keramikpulver wurde unter Verwendung von Zirkondioxidkugeln in einer Aluminiumoxid-Topfmühle mit dem Glaspulver des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Systems der Zusammensetzung (G) aus TABELLE 3, Polyvinylbutyral (8 Gewichtsteile) und geeigneten Mengen eines Plastifikators und eines Peptisierungsmittels in einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Isopropylalkohol naß vermischt.
Das so hergestellte Gemisch wurde entgast und daraus mittels einer Rakeltechnik grüne Bänder mit einer jeweiligen Dicke von 250 µm geformt. Dann wurde unter Verwendung einer zum Drucken geeigneten Ag-Paste ein Leitermuster für einen 900 MHz-3- Resonator-Bandpaßfilter auf eines der so gebildeten grünen Bänder gedruckt. Daraufhin wurden 20 Lagen der grünen Bänder, einschließlich des einen oben angeführten Bandes, auf welches das Leitermuster gedruckt war, als Zwischenlage, bei 100 kp/cm² und 100ºC laminiert. Die laminierten grünen Bänder wurden in Segmente geschnitten und dann 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch Streifenleiterfilter bereitzustellen. Bei der Messung der Filtereigenschaften mittels eines Netzwerkanalzyers wiesen die so erhaltenen Streifenleiterfilter eine Mittelfrequenz von 930 MHz und einen Einfügungsverlust von 2,8 dB auf.

BEISPIEL 9

Die Hauptkeramikzusammensetzung (in Form von kalziniertem Keramikpulver), wie für für die Probe Nr.88 von TABELLE 8 verwendet, wurde gleichzeitig mit Glaspulvern der Zusammensetzungen (N), (O) (P), (Q), (R) und (S), wie in TABELLE 3 angeführt, hergestellt.
Dann wurde das hergestellte kalzinierte Keramikpulver in einer Polyethylen-Topfmühle unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln in reinem Wasser mit dem Glaspulver jeder Zusammensetzung naß vermischt. Das Glaspulver war in einer Menge von 5 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des kazinierten Keramikpulvers (Hauptkeramikzusammensetzung) enthalten. Das so erhaltene Gemisch wurde granuliert und das Granulat jeder Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 7 zu einer kreisförmigen Scheibe gepreßt. Die den jeweiligen Zusammensetzungen entsprechenden, kreisförmigen Scheiben wurden 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch die Proben Nr. 97 bis 102 dielektrischer Keramikkörper bereitzustellen, wie in TABELLE 9 angegeben. Die dielektrischen Eigenschaften dieser Proben wurden gemessen; die Ergebnisse der Messung sind in TABELLE 9 angeführt. TABELLE 9 Glas Zusammensetzung Gewichtsteile

BEISPIEL 10

Zunächst wurden hochreines Bariumkarbonat, Strontiumoxid, Kalziumoxid, Titanoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Lanthanoxid und Wismutoxid eingewogen, um den Proben Nr. 103 bis Nr. 117 entsprechende Hauptkeramikzusammensetzungen der Formel x[(1-c-d)BaO cSrO dCaO] yTiO&sub2; z[(1-e)RE&sub2;O&sub3; eBi&sub2;O&sub3;], worin x, y, z, RE, c, d und e wie in TABELLE 10 angegeben sind, zu ergeben. Die so eingewogenen Materialien wurden in einer Polyethylen-Topfmühle unter Verwendung von Zirkondioxidkugeln mit reinem Wasser naß vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde aus der Topfmühle entfernt, getrocknet, in einen Aluminiumoxid-Schmelztiegel gefüllt und 4 Stunden lang bei 1.250ºC in Luft kalziniert. Dann wurde das kalzinierte Gemisch grob zerkleinert, zusammen mit Zirkondioxidkugeln wiederum in die Polyethylen-Topfmühle gefüllt und gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von 0,8 µm zu erreichen, wie nach einem Laserdiffraktions- und -streuungsverfahren gemessen wurde. Auf diese Weise wurden kalzinierte Keramikpulver der entsprechenden Zusammensetzungen erhalten.
Andererseits wurden hochreines Zinkoxid, Boroxid und Siliziumoxid eingewogen, um die in TABELLE 3 angeführte Zusammensetzung (I) aus 63 Gew.-% ZnO, 29 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 8 Gew.-% SiO&sub2; oder die in TABELLE 3 angeführte Zusammensetzung (G) aus 65 Gew.-% ZnO, 25 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 10 Gew.-% SiO&sub2; zu ergeben. Diese Verbindungen wurden zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Polyethylen- Topfmühle gefüllt und trocken vermischt. Das so erhaltene Gemisch wurde in einem Schamotte-Schmelztiegel vermischt, rasch in Wasser abgekühlt und so verglast. Das erhaltene Glas wurde zusammen mit Aluminiumoxidkugeln in eine Aluminiumtopfmühle gefüllt und in Ethanol gepulvert, um eine durchschnittliche Korngröße von 4 µm zu erreichen und dadurch ein Glaspulver der Zusammensetzung (I) oder (G) bereitzustellen.
Daraufhin wurde jedes der kalzinierten Keramikpulver der Testzusammensetzungen in einer Polyethylen-Topfmühle unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln in reinem Wasser mit einer vorbestimmten Menge (wie in TABELLE 10 angegeben) des Glases der Zusammensetzung (I) oder (G) naß vermischt. Gleichzeitig wurde 1 Gew.-% Polyvinylalkohol (PVA) als Bindemittel zugegeben. Das so erhaltene Gemisch wurde anschließend getrocknet, durch ein Sieb mit 355 µm großen Öffnungen geschickt und so granuliert.
Das so hergestellte Granulat jeder Zusammensetzung wurde mit einer Presse bei einem Oberflächendruck von 1 t/cm² zu einer kreisförmigen Scheibe mit einem Durchmesser von 20 mm und einer Dicke von 15 mm geformt. Die den jeweiligen Zusammensetzungen entsprechenden, kreisförmigen Scheiben wurden 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch die entsprechenden Proben Nr. 103-117 dielektrischer Keramikkörper bereitzustellen. Diese Proben wurde zu kreisförmigen Scheiben mit einem jeweiligen Durchmesser von 16 mm und einer Dicke von 8 mm geschliffen und die dielektrischen Eigenschaften jeder Probe gemessen. Im speziellen wurde die spezifische Dielektrizitätskonstante (&epsi;r) und die Güte Q im unbelasteten Zustand nach dem Verfahren von Hakki und Coleman gemessen, während der Temperaturkoeffizient der Resonanzfrequenz (τf) über einen Bereich von -25ºC bis 75ºC gemessen wurde. Die Messung wurde bei einer Frequenz von 2-4 GHz durchgeführt. Die Ergebnisse der Messung sind ebenfalls in TABELLE 10 angeführt. Tabelle 10 Glas Zusammensetz. Gewichtsteile *: Vergleichsbeispiel ---: nicht meßbar

BEISPIEL 11

Das bei der Herstellung von Probe Nr. 109 aus TABELLE 10 erhaltene kalzinierte Keramikpulver wurde in einer Aluminiumoxid-Topfmühle unter Verwendung von Zirkondioxidkugeln mit dem Glaspulver des ZnO-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;-Systems mit der Zusammensetzung (G) aus TABELLE 3, Polyvinylbutyral (8 Gewichtsteile) und geeigneten Mengen eines Plastifikators und eines Peptisierungsmittels in einem Lösungsmittelgemisch aus Toluol und Isopropylalkohol naß vermischt.
Das so hergestellte Gemisch wurde entgast und nach einer Rakeltechnik daraus grüne Bänder mit einer jeweiligen Dicke von 250 µm gebildet. Dann wurde unter Verwendung einer zum Drucken geeigneten Ag-Paste ein Leitermuster für einen 900 MHz-3-Resonator-Bandpaßfilter auf eines der so gebildeten grünen Bänder gedruckt. Daraufhin wurden 12 Lagen der grünen Bänder, einschließlich des einen oben angeführten Bandes, auf welches das Leitermuster gedruckt war, als Zwischenlage, bei 100 kp/cm² und 100ºC laminiert. Die laminierten grünen Bänder wurden in Segmente geschnitten und dann 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch Streifenleiterfilter bereitzustellen. Bei der Messung der Filtereigenschaften mittels eines Netzwerkanalyzers wiesen die erhaltenen Streifenleiterfilter eine Mittelfrequenz von 930 MHz und einen Einfügungsverlust von 2,8 dB auf.

BEISPIEL 12

Die Hauptkeramikzusammensetzung (in Form von kalziniertem Keramikpulver), wie für Probe Nr. 109 aus TABELLE 10 verwendet, wurde gleichzeitig mit Glaspulvern der Zusammensetzungen (N), (0), (P), (Q), (R) und (S), wie in TABELLE 3 angeführt, hergestellt.
Dann wurde das hergestellte kalzinierte Keramikpulver in einer Polyethylen-Topfmühle unter Verwendung von Aluminiumoxidkugeln in reinem Wasser mit dem Glaspulver jeder Zusammensetzung naß vermischt. Das Glaspulver war in einer Menge von 2,5 Gewichtstei len pro 100 Gewichtsteile des kalzinierten Keramikpulvers (Hauptkeramikzusammensetzung) enthalten. Das so erhaltene Gemisch wurde granuliert und das Granulat jeder Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie in BEISPIEL 10 zu kreisförmigen Scheiben gepreßt. Die den jeweiligen Zusammensetzungen entsprechenden, kreisförmigen Scheiben wurden 2 Stunden lang bei 900ºC in Luft gebrannt, um dadurch die in TABELLE 11 angeführten Proben Nr.118 bis Nr. 123 dielektrischer Keramikkörper bereitzustellen. Die dielektrischen Eigenschaften dieser Proben wurden gemessen; die Ergebnisse der Messung sind in TABELLE 11 angegeben. TABELLE 11 Glas Zusammensetzung Gewichtsteile
Die in den obigen BEISPIELEN 1-12 hergestellten dielektrischen Keramikzusammensetzungen kännen bei 1.000ºC oder darunter, vorzugsweise bei etwa 900ºC, gebrannt oder gesintert werden. Die aus den erfindungsgemäßen dielektrischen Zusammensetzungen erhaltenen dielektrischen Keramikkörper werden vorteilhaft zur Herstellung eines dielektrischen Filters, wie eines Streifenleiterfilters, verwendet, der innere Leiterschichten umfaßt, die ausschließlich aus Ag mit einem relativ geringen Leiterwiderstand oder aus Ag als Hauptkomponente enthaltenden Legierungen bestehen. Weiters weisen die dielektrischen Keramikkörper eine ausreichend hohe Güte im unbelasteten Zustand und einen beträchlich verringerten Temperaturkoeffizienten der Resonanzfrequenz auf.

Claims

1. Dielektrische Keramikzusammensetzung, im wesentlichen bestehend aus: einer Hauptkeramikzusammensetzung, die Bariumoxid, Titanoxid und Seltenerdoxid sowie gegebenenfalls Wismutoxid, Strontiumoxid und Kalziumoxid als Hauptkomponenten enthält, welche Zusammensetzung durch x[(1-c-d)BaO cSrO dCaO] ytio&sub2; z[(1- e)RE&sub2;O&sub3; ebi&sub2;O&sub3;] dargestellt ist, worin RE für zumindest ein Seltenerdmetall steht und gilt, daß 0,10≤x≤0,20, 0,60≤y≤0,75, 0,10≤z≤0,25, x+y+z=1, 0≤c≤0,40, 0≤d≤0,20, 0≤e≤0,30 und 0< c+d ist; sowie einer aus ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; bestehenden Glaszusammensetzung, die durch k(Gew.-%)ZnO m(Gew.-%)B&sub2;O&sub3; n(Gew.-%)SiO&sub2; dargestellt ist, worin gilt, daß 30≤k≤85, 5≤m≤50, 2≤n≤40 und k+m+n=100 ist, wobei die Glaszusammensetzung in einer Menge von zumindest 0,1 Gewichtsteilen, aber nicht mehr als (18-62,5e) Gewichtsteilen (wenn 0< e≤0,2 ist) oder nicht mehr als 5,5 Gewichtsteilen (wenn 0,2< e≤0,3 ist) pro 100 Gewichtsteile der Hauptkeramikzusammensetzung enthalten ist.

2. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 1, worin c=0, d=0 und 0< e≤0,3 ist.

3. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 1, worin zumindest 5 Mol-% (e≤0,05) von RE&sub2;O&sub3; durch Bi&sub2;O&sub3; substituiert sind.

4. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 1, worin c--0, d=0 und e=0 ist.

5. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hauptkeramikzusammensetzung weiters nicht mehr als 2,5 Gewichtsteile Aluminiumoxid pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten enthält.

6. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 5, worin das Aluminiumoxid in der Hauptkeramikzusammensetzung in einer Menge von nicht über 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten vorhanden ist.

7. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hauptkeramikzusammensetzung weiters nicht mehr als 3 Gewichtsteile Manganoxid pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten enthält.

8. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 7, worin das Manganoxid in der Hauptkeramikzusammensetzung in einer Menge von nicht mehr als 2 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Hauptkomponenten vorhanden ist.

9. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Hauptkeramikzusammensetzung weiters ein Metalloxid enthält, das aus der aus Aluminiumoxid, Eisenoxid, Manganoxid, Chromoxid, Zinkoxid, Zinn-IV-oxid und Zirkonoxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

10. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Glaszusammensetzung in einer Menge von 1 bis 3 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile der Hauptkeramikzusammensetzung vorhanden ist.

11. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das zumindest eine durch RE dargestellte Seltenerdmetall aus Nd, Sm, La, Ce und Pr ausgewählt ist.

12. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 11, worin das zumindest eine Seltenerdmetall (RE) aus Nd besteht.

13. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach Anspruch 11, worin das zumindest eine Seltenerdmetall (RE) eine Kombination aus Nd und Sm und/oder La ist.

14. Dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, worin die Giaszusammensetzung aus 40-75 Gew.-% des ZnO (40≤k≤75), 10-40 Gew.- % des B&sub2;O&sub3; (10≤m≤40) und 5-30 Gew.-% des SiO&sub2; (5≤n≤30) besteht.

15. Verfahren zur Herstellung einer dielektrischen Keramikzusammensetzung nach Anspruch 2 oder 3, folgende Schritte umfassend:

das Bereitstellen eines Gemischs von Ausgangsmaterialien, welche die Hauptkeramikzusammensetzung ergeben, ohne zumindest einen Teil des Wismutoxids;

das Kalzinieren und Pulverisieren des Gemischs von Ausgangsmaterialien, um ein kalzin iertes Keramikpulver bereitzustellen; und

das Vermischen des kalzinierten Keramikpulvers mit dem vorher weggelassenen Wismutoxid und der aus ZnO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; bestehenden Glaszusammensetzung.

16. Verfahren nach Anspruch 15, worin das aus dem Gemisch von Ausgangsmaterialien weggelassene Wismutoxid nicht mehr als 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Wismutoxids in der Zusammensetzung, ausmacht.

17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, worin das Gemisch der Ausgangsmaterialien bei 1050ºC oder darüber kalziniert wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, worin das kalzinierte Gemisch fein pulverisiert wird, sodaß das kalzinierte Keramikpulver eine durchschnittliche Korngröße von nicht mehr als 0,8 µm aufweist.

19. Dielektrischer Resonator umfassend:

eine dielektrische Keramik, die durch Brennen einer dielektrischen Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erhalten wird; und

ein Leitermuster, das durch gemeinsames Brennen mit dem dielektrischen Keramikkörper gebildet wird, sodaß das Leitermuster in der dielektrischen Keramik eingebettet ist.

20. Dielektrischer Filter, umfassend eine Vielzahl dielektrischer Resonatoren nach Anspruch 19.

21. Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Resonators, umfassend eine dielektrische Keramik und ein in der dielektrischen Keramik eingebettetes Leitermuster, oder eines den dielektrischen Resonator umfassenden dielektrischen Filters, worin eine dielektrische Keramikzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 gemeinsam mit einer leitenden Schicht gebrannt wird, die ausschließlich aus Ag oder einer Ag als Hauptkomponente enthaltenden Legierung gebildet ist, um die dielektrische Keramik und das Leitermuster zu ergeben.