JPS63110618A - 積層型マイクロ波用誘電体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発ｆ町は、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） 現在、マイクロ波回路用の誘電体共振器或いは温度補償
用磁器コンデンサ等に誘電体磁器組成物が用いられてい
る。これらの用途のため、誘電体磁器組成物は、その比
：Ａ電率ε「及び無負荷Ｑ（Ｑｕ）が大きく、かつ、共
振周波数の温度係数τｆ　（以下、単に温度係数でｆと
称することもある。）に関しては、０を中心にして正ま
たは負の任、αの温度係数が得られることが必要とされ
ている。

従来、このような特性を有する誘電体磁器組成物として
、例えば、特開昭８０−１２４０３３号公報に開示され
たものが知られている。この公知の組成物は、ＢａＯ−
ＴｉＯ２系の誘電体磁器組成物に酸化サマリウム（５１
１２０３）、酸化ガドリニウム（Ｇｄ２０３　）、酸化
ジスプロシウム（［］ｙ２０３）　、酸化ユーロピウム
（Ｅｕ２Ｏ３）等を添加、焼成して得ていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上述した従来の誘電体磁：ＡＭＩ成物を
得る技術では、得られる特性は夫々の特性の範囲内でし
か達成できないため、ある特性を得るためには、その都
度、材料の組成比を検討しなければならないという問題
があった。例えば、前述の公報に開示される誘電体磁器
組成物では、比誘電率ε、は６１〜７２、温度係数τｆ
は−２４〜＋３　ｔ　（ｐ　ｐｍ／’０）の範囲内でし
か制御することができなかった。しかも、比誘電率ε「
と温度係数τ°ｆは、温度係数で〔を制御しようとすれ
ば、材料の組成比の制約を受けて比誘電率ε「が決定さ
れてしまうため、両者を同時に制御することができない
という欠点があった。

この発明の目的は、上述した従来の欠点に鑑み、比誘電
率ε「と温度係数τ「とを広範囲に渡って制御でき、し
かも、設計の自由度の高い誘電体磁器組成物を提供する
ことにある。

（問題点を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この発明によれば、 共振周波数の温度係数が正の値であり、かつ或る比誘電
率を有する第一誘電体磁器組成物と、共振周波数の温度
係数が負のイめであり、かつ上述の比誘電率の値と等し
いか又は異なる比誘電率を有する第二誘電体磁器組成物
とを積層してなることを特徴とする。

尚、積層する層数、積層の順序等は、設計に応じて適宜
設定することができる。

（作用） この発明のマイクロ波用積層型誘電体磁器組成物（以下
、単に積層型誘電体磁器組成物と称する場合もある。）
は、第一誘電体磁器組成物と、第二誘電体磁器組成物と
を積層して或るものであって、一方の誘電体磁器組成物
の温度係数を正の値とし、他方の誘電体磁器組成物温度
係数を負の値とすると共に、それぞれの誘電体磁器組成
物の比誘電率が、互いに異なるか或いは等しい値としで
あるので両者を積層し、両者の体積比を調整することに
よって所望の比誘電率及び温度係数を得ることができる
。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の実施例につき説明す
る。尚、以下説明する実施例は、この発明の好適例であ
るにすぎず、従って、以下説明する数値的条件は何ら、
これに限定されるものではない。さらに、この実施例の
説明に当り、前述の第一誘電体磁器組成物をｂ材、第二
誘電体磁器組成物をａ材として説明する。

先ず、この発明の誘電体磁器組成物の理解を容易にする
ため、その製造方法について説明する。

出発原料には、化学的に高純度の炭酸バリウム（ＢａＣ
０３）、二酸化チタン（Ｔｉ０２）　、酸化サマリウム
（Ｓｍ７０３　）及び酸化ランタン（Ｌａ２Ｏ３）を使
用する。まず、これらの出発原料を、（Ｂａｎ）　（Ｔ
ｉ０２）ｘが８３．７モル％、Ｓ＋Ｂ　０３が１５．０
モル％、Ｌａ２０：＋が１．７モル％の組成になるよう
に秤硅し、これらの出発原料を純水と共にポットミルを
用いて２０時間に亙り攪拌混合した。その後、この混合
物を脱水し、空気中にて１１００℃の温度で２詩間に亙
って仮焼した。

次に、この仮焼物に純水を加え、ボットミルを用いて粉
砕し、脱水、乾燥した後、再度、純水を加えて造粒し、
３２メツシユのふるいを通して整粒した。これによって
得られた造粒粉体は、金型と油圧プレスを用い、成形圧
力１〜３ｔｏｎ／ｃｍ２で、直径１６ｍｍ、厚さ９ｍｍ
の円板状の成形体に成形された。さらに、この成形体を
高純度のアルミナ匣に入れ、１２６０〜１４５０℃の温
度で２時間に亙って焼成することにより、誘電体磁器組
成物を得た。

上述の方法によって得られた誘電体磁器組成物は、ハー
フキー・コールマン（Ｈａｋｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ）法
によって比誘電率ε７、無負荷Ｑ　（Ｑｕ　）を測定し
、温度係数τ「は２０℃における共振周波数を基準とし
て一３０℃〜＋７０℃の温度範囲で求めた。その結果は
。

ε、＝７５ Ｑｕ＝２０００ τｒ　＝　−１５（ｐ　ｐｍ／’０） であった、以下、こ０’）　Ｂａ０−Ｔ　ｉｏ？−８ａ
７０３−Ｌａ２０３系誘電体磁器組成物をａ材と称する
。

次に、他方の誘電体磁器組成物（以下、この誘電体磁器
組成物をｂ材と称する。）として、ＣａＯ−ＴｉＯ２系
の誘電体磁器組成物を用いた。このｂ材の組成がＣａ０
１５モル％、Ｔ１０２８５モル％となるように出発原料
の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）及び二酸化チタン（Ｔ
ｉ０２）を秤量し、上述同様の方法により、焼結した誘
電体磁器組成物を得た。

これによって得られたｂ材の諸特性は、ｒ２１２３ Ｑｕ＝３１９０ τｆ＝６５０　（Ｐ　ｐｍ／’Ｃ） と求められた。

次に、この発明の積層型誘電体磁器組成物の実施例を説
明する。

上述の方法によって得られたａ材及びｂ材を、夫々、直
径１６ｍｍ及び厚さｉｎｍの板状に切断して、積層に用
いるだめの板状誘電体磁器組成物とした。

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は、これらの板状誘電体磁器組成
物を種々の組み合わせによって積層して得た、積層型誘
電体磁器組成物の構造例を示す断面図である。尚、この
図中、１１はａ材、１３はｂ材、１５は積層型誘電体磁
器組成物を示し、さらにｂ材１３に関してはハツチング
を付すことにより示しである。以下、この図面を参照し
て、第１図（Ａ）〜（Ｅ）に示した積層様式を持つ積層
型誘電体磁器組成物各々について説明する。尚、この図
中及び以下の説明の中では、誘電体磁器組成物を積層し
た際に、その積層面を接している各部分が同一の特性を
有する誘電体である場合においても各層を区別して説明
しているが、これら各部分が一体であるとしても、この
発明の目的の範囲を越えるものではないことを理解され
たい。

まず、第１図（Ａ）は、ａ材１１を三層積み。

その上側にｂ材１３を一層積み、さらに、その−上側に
ａ材１１を二層積んだような構造となっており、ａ材１
１全体とｂ材１３全体との体積比を５＝１とした時の積
層状態を示している。但し、上述の通り、ｂ材１３の体
積の５倍の体積を持つａ材１１からなる誘電体磁器組成
物を一層として構成しても良く、以下、これに類する場
合には説明を省略するが、同様な取り扱いとして理解さ
れたい。この図に示すように積層した後、この積層型誘
電体磁器組成物１５の側面を約１ｍｍの幅でエポキシ樹
脂を用いて両端を固定（図示せず。）し、前述の方法に
よって諸特性を測定した。その結果、εｒ＝８３ Ｑυ＝２０３８ τｒ　＝　１０１　（ｐ　ｐｍ／”０）であった。

次に第１図ＣＢ）は、ａ材１１全体とｂ材１３全体との
体積比を２：１（４：２）とした場合を示している。こ
の場合、同様な′測定方法で得られた積層型誘電体磁器
組成物１５の諸特性は、ε、＝８９ Ｑｕ＝２４２１ ＴＴ　□　２１０　（Ｐ　ｐｍ／’０）であった。

さらに、第１図（Ｃ）の場合は、ａ材１１全体とｂ材１
３全体との体積比をｌ＋１（３：３）として積層型誘電
体Ｂｉ塁組成物１５を構成した状態を示しており、諸特
性は、 ε、＝９５ Ｑｕ＝２１５０ τｔ　　＝３８０　　（ｐｐｍ／’Ｃ）であった。

第１図（Ｄ）は、ａ材１１全体とｂ材１３全体との体積
比をｌ：２（２：４）とした場合であり、その場合の諸
特性は、 ｅ、＝ｔｏ６ Ｑυ＝２４２３ −ｒｒ　＝　４５０　（ｐｐｍ／”Ｃ）であった。

また、第１図（Ｅ）は、ａ材１１全体とｂ材１３全体と
の体積比が１：５の場合であり、諸特性は、ε、＝１１
２ Ｑｕ＝２４３０ τ（＝　５５０　（ｐ　ｐｍ／℃） であった。

以上、積層して得られた諸特性のうち、比誘電率ε「と
積層型１誘電体磁憲組成物１５の体積に対するｂ材１３
の体積百分率との関係を第２図（Ａ）に比１″Ａ電車の
特性曲線図として示す。この図において、縦軸は比誘電
率６ｒ、横軸は上述の体積百分率を取って示しである。

この図からも理解できるように、比誘電率ε、は、この
発明の積層型誘電体磁器組成物１５を構成するａ材１１
及びｂ材１３の体積組成比にほぼ比例している。

また、第２図（Ｂ）では、縦軸を温度係数τｆとし、横
軸を第２図（Ａ）同様、ｂ材の体積組成百分率で示しで
ある。この特性曲線からも理解できるように、やはり比
誘電率と同様、体積組成比と温度係数の関係がほぼ比例
することが理解できる。

以上説明した実施例では、ハラキー・コールマン（Ｈａ
ｋｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ）法等によッテ諸特性を測定す
るに当り、各構成成分である板状の誘電体磁器組成物を
固定するためにエポキシ樹脂を仮どめとして用いたが、
実際に製品とするには、従来性なわれているように、電
極等を配設した後、合成樹脂茅によって製品として形成
すれば良い。また、この実施例では、第１図（Ａ）〜（
Ｅ）に示した通りの配列の順序によって説明したが、こ
れらの配置関係を変更した場合、それぞれの体積比にお
ける特性に数％程度の変動（例えば、温度係数の場合で
は８〜１１　（ｐ　ｐｍ／’Ｏ）　）が見られたが、実
用上、これらの値は無視し得る範囲の値である。

さらに、ここで述べた実施例は、この発明の好ましい特
定の数値的条件５材料、その他の条件の下で説明したが
、これらは単なる一例にすぎず、この発明は、これらの
実施例にのみ限定されるものではない、従って、これら
の条件は、この発明の目的の範囲内で設計の変更等が回
部であること明らかである。

（発明の効果） １述した説明からも明らかなように、この発明の積層型
マイクロ波用誘電体磁器組成物は、温度係数が正の値を
持つ誘電体磁器組成物と温度係数が負のイ１を持つ誘電
体磁器組成物とにおいて、比誘電率が異なるか或いは等
しい両者を積層し、両者の体積組成比を調整することに
よって、所望の比誘電率及び温度係数を得ることができ
るので、製品の規格設計の自由度を大幅に向−ヒさせる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の詳細な説明に供す
る、積層型誘電体磁器組成物の断面図、 第２図（Ａ）及び（Ｂ）は、この発明の詳細な説明に供
する積層型誘電体磁器組成物の特性曲線図である。 １１・・・・ａ材 １３・・・・ｂ材 １５・・・・積層型誘電体磁器組成物。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 ０　　　２０　　　４０　　　１ｙＯｇＯ１０θｂ石−
縁Ｉす欅（ｖｏｌ靭 ｔ）８の坏＃ｂｈ牢（Ｖｏ／’り ごΦ不明の大ホ４Ｔ）のε茫β目ｆ：僕す３パＭＬめ乃
ｂ！第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）共振周波数の温度係数が正の値であって、かつ或
   る比誘電率を有する第一誘電体磁器組成物と、 共振周波数の温度係数が負の値であって、かつ前記比誘
   電率の値と等しいか又は異なる比誘電率を有する第二誘
   電体磁器組成物と を積層してなる ことを特徴とする積層型マイクロ波用誘電体磁器組成物
   。