JPH033628B2 - - Google Patents
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- JPH033628B2 JPH033628B2 JP61125275A JP12527586A JPH033628B2 JP H033628 B2 JPH033628 B2 JP H033628B2 JP 61125275 A JP61125275 A JP 61125275A JP 12527586 A JP12527586 A JP 12527586A JP H033628 B2 JPH033628 B2 JP H033628B2
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- titanate
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Landscapes
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- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明はマイクロ波用回路素子、マイクロ波回
路基盤などに用いられる誘電体材料に係り、金属
酸化物を焼成して得られる高誘電率で誘電損失が
小さく、誘電率の温度係数の小さい誘電体磁器組
成物に関する。 （従来の技術） 近年、マイクロ波回路技術の進歩に伴い、回路
の小型化が図られている。 従来から、このマイクロ波周波数帯（300MHz
〜30GHz）の回路には、空胴共振器、アンテナな
どが用いられて来たが、これらはマイクロ波の波
長と同程度の大きさになるため回路の小型化には
不向きであつた。これに対し、近年、マイクロ波
周波数帯で使用される誘電体共振器を用いたマイ
クロ波フイルタ、発振器の周波数安定化を計るた
めの小型誘電体共振器、マイクロ波IC用のコン
デンサや基盤等に用いられる誘電体磁器等、マイ
クロ波回路に誘電体磁器を用いて回路の小型化を
図る応用がなされている。これらの磁器に要求さ
れる特性は、マイクロ波周波数帯での誘電損失が
小さく、使用周波帯に適した高い誘電率をもち、
誘電率の温度係数が小さい事である。 従来からこれらの特性を満足する磁器材料とし
て、TiO2系のものがよく使用されており、特に
BaO−TiO2系磁器、およびその一部を他の元素
で置換した磁器、更に誘電率の温度係数を調整す
るために、負の温度係数をもつているTiO2と正
の温度係数をもつている誘電体磁器やガラスと組
合わせたものが多数考案され応用されて来た。 （発明が解決しようとする問題点） 従来のTiO2系、特にBaO−TiO2系磁器材料で
は誘電率が高くなかつたり、誘電損失が十分に小
さくなかつたり、所望の温度係数が得られないな
ど、すべての特性を満足する材料を安定に得る事
は困難であり、実用上で問題点が多かつた。 （問題点を解決するための手段） 発明者らは、これらの欠点を鑑み種々の組成系
について検討した結果、主成分組成が、チタン酸
カルシウム〔CaTiO3〕とチタン酸ランタン
〔La2Ti2O7〕とマグネシウムチタン酸ネオジウム
（Nd（Mg1/2Ti1/2）O3〕とチタン酸マグネシウ
ム酸化亜鉛の混合物（MgTiO3・1/2ZnO〕から
なり、その主成分組成をｘ〔CaTiO3〕・ｙ
〔La2Ti2O7〕・ｚ〔Nd（Mg1/2Ti1/2）O3〕＋ｗ
〔MgTiO3・1/2ZnO〕、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝100（た
だしｘ、ｙ、ｚ、ｗはモル比）と表わしたとき、
ｘ、ｙ、ｚ、ｗが10≦ｘ≦75、０＜ｙ≦25、15≦
ｚ≦75、５≦ｗ≦40であり、チタン酸鉛
〔PbTiO3〕がＯを含まない20wt％の範囲で添加
含有されている誘電体磁器組成物が、誘電体共振
器、マイクロ波用コンデンサ、基盤等に用いる誘
電体磁気として優れた特性をもち、実用に供する
に適した材料である事を見出した。 （実施例） 以下本発明を実施例に従つて説明する。 試料を作成するための出発原料は、99.9％以上
の高純度のMgO、CaCO3、TiO2、Nd2O3、
La2O3、ZnOおよびPbOの粉末を用い、CaTiO3
とLa2Ti2O7とNd（Mg1/2Ti1/2）O3とMgTiO3・
１／２ZnOとPbTiO3の各組成になる様に各々秤量
し、ボールミルに純水とともに投入し湿式混合を
行つた。この混合物を乾燥させた後、800〜1100
℃で４時間仮焼して得られた仮焼粉末を所定の各
組成になる様に調合して、再びボールミルに純水
とともに投入し、湿式粉砕を行なつた。この様に
して得られた粉砕物を乾燥させた後、バインダ水
溶液を添加混練して得た造粒粉末を1.5ton／cm2の
圧力を加えて得られた成形体を1200℃〜1500℃で
２時間空気中で焼成を行なつて焼成体を得た。そ
の後、得られた磁器を用いて誘電体共振器を構成
し、誘電体共振器の共振周波数と無負荷Ｑを測定
して誘電率を求めた。得られた誘電体共振器の共
振周波数は５〜8GHzであつた。共振周波数の温
度依存性は誘電体共振器の共振周波数の温度変化
を＋25℃〜＋85℃の間で測定して求めた。尚、共
振周波数の温度係数τfは、誘電率の温度係数τεと
近似的に次式によつて結ばれる。 τf＝−１／２τε−α ただし、 τf：共振周波数の温度係数 τε：誘電率の温度係数 α：磁器の熱膨張係数 得られた試料での測定結果を第１表に示す。こ
の表中で＊印を付した試料は本発明の範囲外の比
較例であり、これ以外の試料が本発明の範囲内の
実施例である。 第１表に示される様に本発明の誘電体磁器組成
物は比誘電率としては、34以上の値をもち、しか
も誘電率の温度係数は広い温度範囲にわたりおよ
そ±100ppm／℃の範囲におさえてなおかつ、誘
電体の損失を表わすＱ値は、マイクロ波帯の周波
数でおよそ2000以上の大きな値を得ることができ
る材料であることがわかる。 また、本発明において、成分範囲の限定理由
は、以下による。〔CaTiO3〕については、10モ
ルより少ないとＱが低くなり、75モルより多いと
温度係数が大きくなり、〔La2Ti2O7〕について
は、これを含まない場合τfがマイナス側に大き
く、25モルより多いとＱが低くなり、〔Nd（Mg1/
２Ti1/2）O3〕については、15モルより少ないと
温度係数が大きくなり、75モルより多いとＱが小
さくなり、〔MgTiO3・1/2ZnO〕については、５
モルより少ないと高い焼結温度が必要であり、40
モルより多いとεが低くなりかつ温度係数が大き
くなり、〔PbTiO3〕については、これを含まな
いとεrが小さく、20モルより大きいとＱが小さく
なりかつ温度係数が大きくなるからである。
路基盤などに用いられる誘電体材料に係り、金属
酸化物を焼成して得られる高誘電率で誘電損失が
小さく、誘電率の温度係数の小さい誘電体磁器組
成物に関する。 （従来の技術） 近年、マイクロ波回路技術の進歩に伴い、回路
の小型化が図られている。 従来から、このマイクロ波周波数帯（300MHz
〜30GHz）の回路には、空胴共振器、アンテナな
どが用いられて来たが、これらはマイクロ波の波
長と同程度の大きさになるため回路の小型化には
不向きであつた。これに対し、近年、マイクロ波
周波数帯で使用される誘電体共振器を用いたマイ
クロ波フイルタ、発振器の周波数安定化を計るた
めの小型誘電体共振器、マイクロ波IC用のコン
デンサや基盤等に用いられる誘電体磁器等、マイ
クロ波回路に誘電体磁器を用いて回路の小型化を
図る応用がなされている。これらの磁器に要求さ
れる特性は、マイクロ波周波数帯での誘電損失が
小さく、使用周波帯に適した高い誘電率をもち、
誘電率の温度係数が小さい事である。 従来からこれらの特性を満足する磁器材料とし
て、TiO2系のものがよく使用されており、特に
BaO−TiO2系磁器、およびその一部を他の元素
で置換した磁器、更に誘電率の温度係数を調整す
るために、負の温度係数をもつているTiO2と正
の温度係数をもつている誘電体磁器やガラスと組
合わせたものが多数考案され応用されて来た。 （発明が解決しようとする問題点） 従来のTiO2系、特にBaO−TiO2系磁器材料で
は誘電率が高くなかつたり、誘電損失が十分に小
さくなかつたり、所望の温度係数が得られないな
ど、すべての特性を満足する材料を安定に得る事
は困難であり、実用上で問題点が多かつた。 （問題点を解決するための手段） 発明者らは、これらの欠点を鑑み種々の組成系
について検討した結果、主成分組成が、チタン酸
カルシウム〔CaTiO3〕とチタン酸ランタン
〔La2Ti2O7〕とマグネシウムチタン酸ネオジウム
（Nd（Mg1/2Ti1/2）O3〕とチタン酸マグネシウ
ム酸化亜鉛の混合物（MgTiO3・1/2ZnO〕から
なり、その主成分組成をｘ〔CaTiO3〕・ｙ
〔La2Ti2O7〕・ｚ〔Nd（Mg1/2Ti1/2）O3〕＋ｗ
〔MgTiO3・1/2ZnO〕、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝100（た
だしｘ、ｙ、ｚ、ｗはモル比）と表わしたとき、
ｘ、ｙ、ｚ、ｗが10≦ｘ≦75、０＜ｙ≦25、15≦
ｚ≦75、５≦ｗ≦40であり、チタン酸鉛
〔PbTiO3〕がＯを含まない20wt％の範囲で添加
含有されている誘電体磁器組成物が、誘電体共振
器、マイクロ波用コンデンサ、基盤等に用いる誘
電体磁気として優れた特性をもち、実用に供する
に適した材料である事を見出した。 （実施例） 以下本発明を実施例に従つて説明する。 試料を作成するための出発原料は、99.9％以上
の高純度のMgO、CaCO3、TiO2、Nd2O3、
La2O3、ZnOおよびPbOの粉末を用い、CaTiO3
とLa2Ti2O7とNd（Mg1/2Ti1/2）O3とMgTiO3・
１／２ZnOとPbTiO3の各組成になる様に各々秤量
し、ボールミルに純水とともに投入し湿式混合を
行つた。この混合物を乾燥させた後、800〜1100
℃で４時間仮焼して得られた仮焼粉末を所定の各
組成になる様に調合して、再びボールミルに純水
とともに投入し、湿式粉砕を行なつた。この様に
して得られた粉砕物を乾燥させた後、バインダ水
溶液を添加混練して得た造粒粉末を1.5ton／cm2の
圧力を加えて得られた成形体を1200℃〜1500℃で
２時間空気中で焼成を行なつて焼成体を得た。そ
の後、得られた磁器を用いて誘電体共振器を構成
し、誘電体共振器の共振周波数と無負荷Ｑを測定
して誘電率を求めた。得られた誘電体共振器の共
振周波数は５〜8GHzであつた。共振周波数の温
度依存性は誘電体共振器の共振周波数の温度変化
を＋25℃〜＋85℃の間で測定して求めた。尚、共
振周波数の温度係数τfは、誘電率の温度係数τεと
近似的に次式によつて結ばれる。 τf＝−１／２τε−α ただし、 τf：共振周波数の温度係数 τε：誘電率の温度係数 α：磁器の熱膨張係数 得られた試料での測定結果を第１表に示す。こ
の表中で＊印を付した試料は本発明の範囲外の比
較例であり、これ以外の試料が本発明の範囲内の
実施例である。 第１表に示される様に本発明の誘電体磁器組成
物は比誘電率としては、34以上の値をもち、しか
も誘電率の温度係数は広い温度範囲にわたりおよ
そ±100ppm／℃の範囲におさえてなおかつ、誘
電体の損失を表わすＱ値は、マイクロ波帯の周波
数でおよそ2000以上の大きな値を得ることができ
る材料であることがわかる。 また、本発明において、成分範囲の限定理由
は、以下による。〔CaTiO3〕については、10モ
ルより少ないとＱが低くなり、75モルより多いと
温度係数が大きくなり、〔La2Ti2O7〕について
は、これを含まない場合τfがマイナス側に大き
く、25モルより多いとＱが低くなり、〔Nd（Mg1/
２Ti1/2）O3〕については、15モルより少ないと
温度係数が大きくなり、75モルより多いとＱが小
さくなり、〔MgTiO3・1/2ZnO〕については、５
モルより少ないと高い焼結温度が必要であり、40
モルより多いとεが低くなりかつ温度係数が大き
くなり、〔PbTiO3〕については、これを含まな
いとεrが小さく、20モルより大きいとＱが小さく
なりかつ温度係数が大きくなるからである。
【表】
（発明の効果）
以上のように、本発明にかかる誘電体磁器組成
物は、マイクロ波周波数において誘電率が50程度
と大きく、かつ誘電体損失が小さいと同時に、誘
電率の温度係数が小さい材料であることがわか
る。これらはマイクロ波周波数帯で使用される回
路素子、基盤として極めて有用な誘電体磁器材料
であることは明白である。なお本材料は低周波領
域でも誘電損失が小さく、Ｑ値の高いコンデンサ
材料としても優れた材料であることを確認した。
物は、マイクロ波周波数において誘電率が50程度
と大きく、かつ誘電体損失が小さいと同時に、誘
電率の温度係数が小さい材料であることがわか
る。これらはマイクロ波周波数帯で使用される回
路素子、基盤として極めて有用な誘電体磁器材料
であることは明白である。なお本材料は低周波領
域でも誘電損失が小さく、Ｑ値の高いコンデンサ
材料としても優れた材料であることを確認した。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 主成分組成がチタン酸カルシウム
〔CaTiO3〕とチタン酸ランタン〔La2Ti2O7〕と
マグネシウムチタン酸ネオジウム〔Nd（Mg1/2
Ti1/2O3〕とチタン酸マグネシウムと酸化亜鉛の
混合物〔MgTiO3・1/2ZnO〕からなり、その主
成分組成をｘ〔CaTiO3〕・ｙ〔La2Ti2O7〕・ｚ〔Nd
（Mg1/2Ti1/2）O3〕＋ｗ〔MgTiO3・1/2ZnO〕、
ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＝100（ただしｘ、ｙ、ｚ、ｗはモ
ル比）と表わしたとき、ｘ、ｙ、ｚ、ｗが10≦ｘ
≦75、０＜ｙ≦25、15≦ｚ≦75、５≦ｗ≦40であ
り、チタン酸鉛〔PbTiO3〕がＯを含まない20wt
％以下の範囲で添加含有されていることを特徴と
するマイクロ波用誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61125275A JPS62283863A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61125275A JPS62283863A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283863A JPS62283863A (ja) | 1987-12-09 |
| JPH033628B2 true JPH033628B2 (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=14906040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61125275A Granted JPS62283863A (ja) | 1986-05-29 | 1986-05-29 | マイクロ波用誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62283863A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2413127B (en) * | 2004-04-13 | 2008-04-02 | Filtronic Comtek | Microwave dielectric ceramic |
| CN107955963A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-24 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 一种浮区法生长掺杂不同浓度Ta的La2Ti2O7单晶的方法 |
-
1986
- 1986-05-29 JP JP61125275A patent/JPS62283863A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62283863A (ja) | 1987-12-09 |
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