(57)【要約】【課題】近年、電子機器の軽薄短小化に伴って電子部品の寸法をさらに小さくする必要があり、そのためには比誘電率εｒをさらに大きくしなければならなかった。比誘電率εｒを大きくすると、無負荷Ｑが小さくなる傾向があり、無負荷Ｑが劣化することなく比誘電率εｒを大きくできる誘電体磁器組成物が求められている。【解決手段】ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を用いたｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３成分の固溶体からなる。ｘ、ｙ、ｚは、それぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）であり、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を用いたｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３成分の固溶体からなり、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）であることを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物。
【請求項２】
バリウム、チタン、ネオジウム、サマリウム、ビスマスの酸化物をそれぞれ（Ａ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３、（Ｂ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｓｍ２Ｏ３、（Ｃ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｂｉ２Ｏ３で表せる組成になる様に混合した後、これらを粉体状態のまま焼成してそれぞれ（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を形成する工程と、この（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を組成式：ｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２
（ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）になる様に混合し、焼成する工程を備えたことを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロ波、ミリ波などの高周波領域で使用される誘電体共振器や誘電体フィルタ等の電子部品に用いるのに適した高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報・通信分野ではマイクロ波、ミリ波といった高周波帯域を使用する電子機器が実用化されつつあり、この様な電子機器に用いられる電子部品もその使用される範囲が高周波領域に広がりつつある。また、マイクロ波回路の集積化に伴って、小型で高性能の誘電体共振器が求められている。この様な誘電体共振器に使用される誘電体磁器組成物には、比誘電率εｒが大きいこと、無負荷Ｑが大きいこと、共振周波数の温度係数τｆが安定していること等が要求されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の誘電体磁器組成物としては、ＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｎｄ２Ｏ３−Ｂｉ２Ｏ３系や、ＢａＯ−ＴｉＯ２−Ｓｍ２Ｏ３−Ｎｄ２Ｏ３系の材料が知られている。これらの誘電体磁器組成物は、比誘電率εｒが９０程度で、無負荷Ｑが５０００程度であった。近年、電子機器の軽薄短小化に伴って誘電体共振器や誘電体フィルタ等の寸法をさらに小さくする必要があり、そのためには比誘電率εｒをさらに大きくしなければならなかった。しかしながら、これらの誘電体磁器組成物は、比誘電率εｒを大きくすると、無負荷Ｑが小さくなる傾向があった。そこで、無負荷Ｑが劣化することなく比誘電率εｒを大きくできる誘電体磁器組成物が求められている。
また、従来の誘電体磁器組成物は、酸化物を混合して結晶化させる際、その過程において、高周波領域で使用される誘電体共振器の材料として用いた場合に特性の劣化を引き起こす不安定な結晶構造が生じることがあるという問題があった。
【０００４】
本発明は、無負荷Ｑを劣化させることなく比誘電率εｒを大きくできると共に、共振周波数の温度係数τｆの安定性のよい高周波用誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。また、本発明は、比誘電率εｒと無負荷Ｑが劣化することがなく、共振周波数の温度係数τｆが不安定になることのない高周波用誘電体磁器組成物の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料の混合の仕方を改善することにより、上記の課題を解決するものである。すなわち、本発明による高周波用誘電体磁器組成物は、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を用いたｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３成分の固溶体からなり、ｘ、ｙ、ｚをそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）にする。
また、本発明の高周波用誘電体磁器組成物の製造方法は、バリウム、チタン、ネオジウム、サマリウム、ビスマスの酸化物をそれぞれ（Ａ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３、（Ｂ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｓｍ２Ｏ３、（Ｃ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｂｉ２Ｏ３で表せる組成になる様に混合した後、これらを粉体状態のまま焼成してそれぞれ（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を形成する工程と、この（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を組成式：ｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２
（ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）になる様に混合し、焼成する工程を備える。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明に係る高周波用誘電体磁器組成物は、予め、原料の酸化物を結晶化させたＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３種類の結晶粉体を、ｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２
（ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）になる様に混合し、焼成するので、焼結する際に所定の結晶構造にスムーズに移行させることができ、従来の様に高周波領域で使用される誘電体共振器の材料として用いた場合に特性の劣化を引き起こす不安定な結晶構造が生じることがない。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。
まず、本発明による高周波用誘電体磁器組成物の製造方法について説明する。原料として炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末、酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ３）粉末をそれぞれＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３となる様に秤量（例えば、ＢａＣＯ３を１０モル、ＴｉＯ２を４０モル、Ｎｄ２Ｏ３を１０モル）し、ボールミル等で約１６時間湿式混合した後、混合物の水分を蒸発させて、メッシュを通過させて顆粒状にした。この顆粒状の粉体を空気雰囲気下において１３５０℃で焼結した後、焼結した粉体を乳鉢等で解砕してＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を得た。
また、原料として炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）粉末をそれぞれＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｓｍ２Ｏ３となる様に秤量（例えば、ＢａＣＯ３を１０モル、ＴｉＯ２を４０モル、Ｓｍ２Ｏ３を１０モル）し、ボールミル等で約１６時間湿式混合した後、混合物の水分を蒸発させて、メッシュを通過させて顆粒状にした。この顆粒状の粉体を空気雰囲気下において１３５０℃で焼結した後、焼結した粉体を乳鉢等で解砕してＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を得た。
さらに、原料として炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）粉末、酸化チタン（ＴｉＯ２）粉末、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）粉末をそれぞれＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｂｉ２Ｏ３となる様に秤量（例えば、ＢａＣＯ３を１０モル、ＴｉＯ２を４０モル、Ｂｉ２Ｏ３を１０モル）し、湿式混合した後、混合物の水分を蒸発させ、メッシュを通過させて顆粒状にした粉体を空気雰囲気下において１０５０℃で焼結し、焼結した粉体を乳鉢等で解砕してＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を得た。
次に、このＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３種類の結晶粉体を所定の組成となる様に秤量し、ボールミル等で約１６時間湿式混合した後、混合物の水分を蒸発させ、らいかい機で有機バインダーと共に混合均質化し、メッシュを通過させて顆粒状にした。この顆粒状の粉体を成形し、焼成して本発明による材料を得た。
【０００８】
本発明による高周波用誘電体磁器組成物の特性の測定は、この顆粒状の粉体を直径１１ｍｍ、高さ１０ｍｍの円板になる様に成形し、１２８０℃まで脱脂、焼成して評価サンプルを得て行った。この特性の測定は、誘電共振法によって測定し、比誘電率と２〜６ＧＨｚの共振周波数ｆ０における無負荷Ｑを求めた。また、２〜６ＧＨｚの共振周波数における温度依存性については−２５〜８５℃の範囲で測定し、温度係数τｆを求めた。
【０００９】
図１は、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体をｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２になる様に混合し、焼成したものについて、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｘ、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｙ、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｚを変えたときの特性をまとめた表であり、図２はこれを三元図に表示したものである。
本発明による高周波用誘電体磁器組成物は、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｘが０≦ｘ≦７０．９、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｙが０≦ｙ≦７０．９、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｚが２９．１≦ｚ≦３４．１の範囲（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）で、比誘電率εｒを１１１〜１２５にすることができた。また、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｘを３３．２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｙを３７．７、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体のモル比ｚを２９．１としたところ、比誘電率εｒが１２０、２〜６ＧＨｚの共振周波数ｆ０における無負荷Ｑが２１００、−２５℃の時の温度係数τｆが２９．２、８５℃の時の温度係数τｆが３５．４となった。さらに、ｘを１３．２、ｙを５５．２、ｚを３１．６としたところ、比誘電率εｒが１１８、ｆ０Ｑが２４００、−２５℃の時の温度係数τｆが１０．４、８５℃の時の温度係数τｆが１４．５となった。また、ｘを４３．２、ｙを２７．７、ｚを２９．１としたところ、比誘電率εｒが１１７、ｆ０Ｑが２４００、−２５℃の時の温度係数τｆが１９．７、８５℃の時の温度係数τｆが２７．１となった。またさらに、ｘを１３．２、ｙを５７．７、ｚを２９．１としたところ、比誘電率εｒが１１６、ｆ０Ｑが２６００、−２５℃の時の温度係数τｆが１．９、８５℃の時の温度係数τｆが１１．６となった。
【００１０】
【発明の効果】
本発明の高周波用誘電体磁器組成物は、ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２及び、ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を用いたｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の３成分の固溶体からなり、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）（ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）なので、無負荷Ｑを劣化させることなく比誘電率εｒを大きくできると共に、共振周波数の温度係数τｆの安定性を改善することができる。これによって、マイクロ波、ミリ波などの高周波領域で使用される誘電体共振器や誘電体フィルタ等の電子部品に用いるのに適した高周波用誘電体磁器組成物を得られる。
また、本発明の高周波用誘電体磁器組成物の製造方法は、バリウム、チタン、ネオジウム、サマリウム、ビスマスの酸化物をそれぞれ（Ａ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｎｄ２Ｏ３、（Ｂ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｓｍ２Ｏ３、（Ｃ）ＢａＯ・４ＴｉＯ２・Ｂｉ２Ｏ３で表せる組成になる様に混合した後、これらを粉体状態のまま焼成してそれぞれ（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を形成する工程と、この（ａ）ＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｂ）ＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２、（ｃ）ＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２の結晶粉体を組成式：ｘＢａＮｄ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｙＢａＳｍ２Ｔｉ４Ｏ１２・ｚＢａＢｉ２Ｔｉ４Ｏ１２
（ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ０≦ｘ≦７０．９、０≦ｙ≦７０．９、２９．１≦ｚ≦３４．１（モル％）、ただし、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００）になる様に混合し、焼成する工程を備えるので、比誘電率εｒと無負荷Ｑが劣化することがなく、かつ、共振周波数の温度係数τｆが不安定になるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の高周波用誘電体磁器組成物の特性を説明するための特性の表である。
【図２】本発明の高周波用誘電体磁器組成物の三元図である。
【図１】
2004010362.tif 000002
【図２】
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