(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式ｘＣａＴｉＯ３−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ３〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、ＲＥがＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａである成分を主成分とし、該主成分を１００重量部とした場合に、Ｔａ２Ｏ５を０．３〜５重量部含有し、上記主成分と上記Ｔａ２Ｏ５との合計量を１００重量部とした場合に、更にＭｎＯ２を０．０１重量部以上０．５重量部以下含有することを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項２】
上記Ｌａ、上記Ｎｄ及び上記Ｓｍのモル比を、Ｌａ：Ｎｄ：Ｓｍ＝α：β：γとした場合に、０．４≦α≦１．０、０≦β≦０．２、０≦γ≦０．５、且つα＋β＋γ＝１．０である請求項１記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【請求項３】
共振周波数８００ＭＨｚにおける無負荷Ｑ値が３０００以上であり、且つ共振周波数の温度係数が−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃である請求項１又は２に記載のマイクロ波誘電体磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特定の結晶構造を有する成分からなる新規なマイクロ波誘電体磁器組成物（以下、「誘電体磁器組成物」という。）に関する。本発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波領域における誘電体共振器の他、マイクロ波集積回路基板、各種マイクロ波回路のインピーダンス整合部材等として利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
本発明者らは、特開平１１−１９９３２０号公報に開示されるように、ＣａＴｉＯ3系組成物を主成分とし、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物を含有する誘電体磁器材料において、Ｑｕが３５００〜４２００であり、且つτfが０〜＋８．０ｐｐｍ／℃である優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物を発明した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ＣａＴｉＯ3−ＲＥＡｌＯ3系組成物が優れた誘電特性を有することを見出し完成させた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
第１発明の誘電体磁器組成物は、組成式ｘＣａＴｉＯ３−（１−ｘ）ＲＥＡｌＯ３〔但し、０．５４≦ｘ≦０．８２である。〕で表され、ＲＥがＬａ、Ｎｄ及びＳｍのうちの少なくともＬａである成分を主成分とし、該主成分を１００重量部とした場合に、Ｔａ２Ｏ５を０．３〜５重量部含有し、上記主成分と上記Ｔａ２Ｏ５との合計量を１００重量部とした場合に、更にＭｎＯ２を０．０１重量部以上０．５重量部以下含有することを特徴とする。
【０００５】
上記「ｘ」が、０．５４未満の場合は、τfが負に大きくなり過ぎ、εrが小さくなり好ましくない。一方、ｘが０．８２を超える場合は、τfが正に大きくなり過ぎ好ましくない。このｘは、０．６〜０．８とすることがより好ましく、０．６５〜０．７とすることが特に好ましい。このような組成とすることにより、εrを３９以上（更には４２以上、特に４４以上、最大値は５０以上）、Ｑｕを３８５０以上（更には３９００以上、特に４０００以上、最大値は４２５０以上）、τfを−３０〜＋４５ｐｐｍ／℃（更には−３０〜＋３０ｐｐｍ／℃、特に−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【０００６】
また、第２発明のように、このＲＥとして含有されるＬａ、Ｎｄ及びＳｍのモル比を、Ｌａ：Ｎｄ：Ｓｍ＝α：β：γとした場合に、０．４≦α≦１．０、０≦β≦０．２、０≦γ≦０．５、且つα＋β＋γ＝１．０とすることができる。αを上記の範囲外にするとεrが低下し易く好ましくない。また、βを上記の範囲外にするとＱｕが低下し易く好ましくない。更に、γを上記の範囲外にするとεrが低下すると共に、τfが負に大きくなり易く好ましくない。
【０００７】
α、β、γを上記の範囲にすることにより、εrが、４３以上（更には４４以上、最大値は４４．５以上）、Ｑｕが、３９００以上（更には４０００以上、最大値は４１００以上）、τfが、−１．３〜−５．５ｐｐｍ／℃（更には−１．３〜−４．５ｐｐｍ／℃）である優れた誘電特性を有する誘電体磁器組成物を得ることができる。
【０００８】
第１発明では、更にＴａ２Ｏ５を０．３〜５重量部含有している。Ｔａ２Ｏ５を含有することにより、τｆを０付近の小さい値に安定させることができる。更に、Ｔａ２Ｏ５の含有量は、０．５〜４重量部とすることが好ましく、１〜３．５重量部とすることがより好ましい。これにより、εｒが４０以上（更には４３以上、特に４４以上、最大値は４８以上）であり、Ｑｕが３８００以上（更には３９００以上、特に４０００以上）であり、τｆが−９〜＋９ｐｐｍ／℃（更には、−８〜＋８ｐｐｍ／℃、特に、−７〜＋７ｐｐｍ／℃）である優れた誘電体磁器組成物とすることができる。この含有量が５重量部を超える場合は、εｒは４８以上と大きくすることができるが、Ｑｕは３７００を下回り好ましくない。
【０００９】
更に、主成分とＴａ２Ｏ５の合計量を１００重量部とした場合に、ＭｎＯ２を０．０１重量部以上０．５重量部以下含有させる。ＭｎＯ２の含有量が０．５重量部を超えると、εｒは大きくなるものの、Ｑｕが３８００以下と小さくなり、τｆの絶対値が大きくなり易い。このＭｎＯ２の含有量は、０．０１〜０．４５重量部とすることがより好ましく、０．１〜０．４重量部とすることが特に好ましい。
【００１０】
また、本第１発明〜第２発明の誘電体磁器組成物は、共振周波数８００ＭＨｚにおけるＱｕが３０００以上であり、且つτｆが−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃である。即ち、このように低い周波数域において使用することができ、このような場合のＱｕは特に高い値を得ることができ、且つτｆは、０ｐｐｍ／℃に近く、非常に狭い範囲に保持することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）マイクロ波誘電体磁器組成物からなる試験片の作製
ＴｉＯ2粉末（純度；９９．９５％）と、ＣａＣＯ3粉末（純度；９９．９％）と、Ｌａ2Ｏ3粉末（純度；９９．９％）と、Ｎｄ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、Ｓｍ2Ｏ3粉末粉末（純度；９９．９％）と、Ａｌ2Ｏ3粉末（純度；９９．９５％）と、Ｔａ2Ｏ5粉末（純度；９９．２％）とを表１の割合となるように混合した。その後、ミキサーで乾式による混合（２０〜３０分）を行い、更に、一次粉砕を施した。その後、大気雰囲気、１１００〜１３００℃にて２時間仮焼した。その後、仮焼粉末に適量の有機バインダーと水を加え、直径１０ｍｍのジルコニアボールを用いて、９０ｒｐｍにて１０〜１５時間粉砕を行った。次いで、真空凍結乾燥（真空度約０．４Ｔｏｒｒ、凍結温度−２０〜−４０℃、乾燥温度４０〜５０℃、真空乾燥時間約２０時間）により造粒し、この造粒された原料を用いて１トン／ｃｍ2のプレス圧で直径１９ｍｍ、高さ１１ｍｍの円柱状に成形した。
【００１２】
次に、この成形体を大気雰囲気中、５００℃にて、４時間脱脂した。その後、１４００〜１７００℃で４時間焼成した。次いで、得られた焼結体の両端面を研磨し、直径１６ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状の試験片を得た。
尚、上記仮焼工程における昇温速度は２００℃／ｈ及び降温速度は−２００℃／ｈ、この脱脂工程における昇温速度は５０℃／ｈ、焼成工程における昇温速度は１００℃／ｈ及び降温速度は−１００℃／ｈであった。
【００１３】
（２）誘電特性の評価
上記各試料につき、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ011モード）により、Ｑｕ、εr及びτfを測定した。尚、共振周波数は３．０〜５．０ＧＨｚである。また、τfは２５〜８０℃の温度領域で測定し、τf＝（ｆ80−ｆ25）／（ｆ25×ΔＴ）、ΔＴ＝８０℃−２５℃＝５５℃にて算出した。これらの結果を表１に示す。
【００１４】
【表１】
0004699581.tif 000002
尚、表１において、Ｎｏ．２５−２７は実施例であり、Ｎｏ．１−２３、２８は参考例である。
【００１５】
表１の結果によれば、ＣａＴｉＯ3−ＲＥＡｌＯ3系の焼結体により、εrが３９〜５１、Ｑｕが３８００〜４２４０、τfが−３０〜＋４０ｐｐｍ／℃で制御が可能な誘電体磁器組成物を得ることができることが分かる。特に、Ｔａ2Ｏ5を含有することにより、εrを大きくすることができ、τfを正の小さな値で細かく制御することができることが分かる。また、ＲＥサイトに固溶するＮｄ及びＳｍを変化させることにより、τfを負の小さな値で細かく制御することができることが分かる。また、ＭｎＯ2を含有させることにより、τfを正の小さな値において細かく制御することができる。
【００１６】
尚、本発明においては、前記具体的実施例に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。例えば、原料粉末の混合にあたっては、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ランタン、酸化ネオジウム、酸化サマリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化マンガン等の各粉末以外にも、各金属の炭酸塩等の焼成によりＴｉＯ2、ＣａＯ、Ｌａ2Ｏ3、Ｎｄ2Ｏ3、Ｓｍ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3、Ｔａ2Ｏ3及びＭｎＯ2を生成するものを使用することができる。
【００１７】
【発明の効果】
第１発明によると、ＣａＴｉＯ３−ＲＥＡｌＯ３系の結晶構造により構成され、実用上十分なεｒを備えながら、Ｑｕ及びτｆを幅広く可変させることのできる誘電体磁器組成物を得ることができる。更に、第２発明によると、より細かくＱｕ及びτｆの値を制御することができる。