(57)【要約】 【課題】  Ｑｆ積のばらつきを抑え、かつ共振周波数の温度係数の調整を可能にするマイクロ波、ミリ波領域の誘電体磁器組成物の製造方法を提供すること。【解決手段】  ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、 ０．５５＜ｘ＜１．００、 ０．８５＜ｚ＜１．１５）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5をそれぞれ０〜１重量％(ＮｉＯについては０重量％を含まず）添加した誘電体磁器組成物の製造方法であり、焼成工程の後で１１５０〜１３５０℃の熱処理を行う。また、その熱処理は大気雰囲気中で行い、１１５０〜１３５０℃での保持時間は１〜１００時間である。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、 ０．５５＜ｘ＜１．００、 ０．８５＜ｚ＜１．１５）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5をそれぞれ０〜１重量％(ＮｉＯについては０重量％を含まず）だけ添加した誘電体磁器組成物の製造方法において、原料粉末の仮焼工程と、整粒工程と、加圧成形工程と、焼成工程と、焼成工程後に１１５０〜１３５０℃の温度で１〜１００時間保持する熱処理工程とを有することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。 
【請求項２】
前記熱処理工程は大気雰囲気中で行われることを特徴とする請求項１記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロ波およびミリ波領域の誘電体磁器組成物の製造方法に関し、特に携帯電話あるいは無線ＬＡＮで使用される誘電体フィルタ用に好適な誘電体磁器組成物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や無線ＬＡＮなどの進展にともない、マイクロ波、ミリ波領域を利用した機器の高性能化、小型化が要求されている。その高性能化、小型化をさらに進めるために、それに使用するフィルタ回路や発振回路の誘電体共振器に用いられる誘電体には下記に示す３つの特性が求められている。
【０００３】
１番目に、誘電体共振器の大きさは、誘電体材料が有する比誘電率εrの平方根の逆数に比例するために、誘電体共振器の小型化を進めるためには高い比誘電率を有する材料を開発することが求められている。
【０００４】
２番目に、誘電体共振器の実用化には、高周波領域で低損失である必要がある。誘電体の損失は誘電損失tanδで表され、この逆数である品質係数Ｑの高い材料が求められることになる。しかし、実用上、品質係数Ｑは共振周波数ｆが上がると減少する傾向があるために、品質係数Ｑの単独評価ではなく、共振周波数ｆとの積であるＱｆ積を大きくすることが求められている。
【０００５】
３番目に、共振周波数の温度係数の絶対値が数十ｐｐｍ／℃以下の特性を持つ誘電体材料の開発が求められている。
【０００６】
それに対して、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とした比誘電率εr≒３８の誘電体磁器組成物が使用されている。この誘電体磁器組成物において、添加物としてＬａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5を添加することによって、比誘電率、Ｑｆ積、温度係数のバランスがとれた優れた特性を得ることができる（特願２００３−１１９７２２号参照）。
【０００７】
また、特許文献１では、ＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を主成分とする誘電体磁器組成物にＭｎＯ2を添加して、無負荷Ｑおよび比誘電率εrを高い特性範囲に維持しながら、共振周波数の温度係数をゼロに近づける技術が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２１５６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記のような組成の誘電体磁器組成物を製造するにあたり、Ｑｆ積がばらつくという品質上の問題が生じている。また、共振周波数の温度係数の公差は±１ｐｐｍ／℃という厳しい再現性を要求されており、焼成後に規格外となる場合もあった。その場合、再度製造しなければならなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、Ｑｆ積のばらつきを抑え、かつ共振周波数の温度係数の調整を可能にするマイクロ波、ミリ波領域の誘電体磁器組成物の製造方法を提供することである。  
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の誘電体磁器組成物の製造方法は、ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、 ０．５５＜ｘ＜１．００、 ０．８５＜ｚ＜１．１５）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5をそれぞれ０〜１重量％(ＮｉＯについては０重量％を含まず）だけ添加した誘電体磁器組成物の製造方法において、原料粉末の仮焼工程と、整粒工程と、加圧成形工程と、焼成工程と、焼成工程後に１１５０〜１３５０℃の温度で１〜１００時間保持する熱処理工程とを有することを特徴とする。 
【００１２】
前記熱処理工程は大気雰囲気中で行われるとよい。
【発明の効果】
【００１３】
ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、 ０．５５＜ｘ＜１．００、 ０．８５＜ｚ＜１．１５）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5をそれぞれ０〜１重量％（ＮｉＯについては０重量％を含まず）添加した誘電体磁器組成物の製造方法において、焼結後、１１５０〜１３５０℃の熱処理を行うことによって、安定した高いＱｆ積を得ることができた。かつ、熱処理の温度を適切に選択することによって所望の温度係数を持つ誘電体磁器組成物が得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5を添加した誘電体磁器組成物は、主成分の組成が、ｘ≧１．００、または、ｘ≦０．５５の場合、Ｑｆ積が小さすぎるので望ましくない。さらに、ｚ≦０．８５、または、ｚ≧１．１５の場合、温度係数の絶対値が大きすぎるので望ましくない。よって、ｘ、ｚがそれぞれ、０．５５＜ｘ＜１．００、０．８５＜ｚ＜１．１５のとき、優れた特性を持つ誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００１５】
添加物においては、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯは焼結温度を下げる効果があり、特にＮｉＯにおいて顕著である。また、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5はＱｆ積を大きくする効果がある。さらに、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5のすべてにおいて、温度係数の絶対値を小さくする効果が認められた。しかし、添加物をそれぞれ１重量％よりも多く添加した場合、Ｑｆ積を小さくするので、望ましくない。よって、添加物として、Ｌａ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｔａ2Ｏ5を０〜１重量％（ＮｉＯについては０重量％を含まず）添加した場合、優れた特性を得ることができる。
【００１６】
ＺｒｘＳｎｙＴｉｚＯ4（ｘ＋ｙ＋ｚ＝２、０．５５＜ｘ＜１．００、０．８５＜ｚ＜１．１５）を主成分とし、添加物として、Ｌａ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｔａ２Ｏ５をそれぞれ０〜１重量％（ＮｉＯについては０重量％を含まず）添加した誘電体磁器組成物において、焼結後、１１５０〜１３５０℃、大気中で熱処理を行う。
【００１７】
１１５０℃よりも低い温度では、熱処理前後でＱｆ積の値に変化がなかった。１１５０℃〜１３５０℃で熱処理した場合、Ｑｆ積の上昇がみられ、安定して高いＱｆ積が得られた。また、熱処理温度が１１５０℃では温度係数の変化は見られなかったが、熱処理温度が高いほど、温度係数が大きく変化した。この結果から、熱処理温度を制御することによって、焼成後に温度係数を自由にコントロールすることができることが分かった。また、熱処理時間については、熱処理温度および製品のサイズによって変化し、１１５０℃〜１３５０℃に保持する時間が１〜１００時間の範囲で選択することができる。よって、焼成後に温度係数が規格外となった場合でも再度製造する必要がなく、工業上有用である。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。
【００１９】
酸化物原料としてＺｒＯ2、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2を表１に示す通り秤量し、さらにＬａ２Ｏ３、ＮｉＯ、Ｔａ２Ｏ５をそれぞれ０．２重量％、０．２重量％、０．３重量％加えて、２０時間の湿式混合を行った。脱水処理後、大気雰囲気中にて１０００〜１２００℃の温度条件にて仮焼を行い、得られた仮焼粉を粉砕、乾燥後、バインダと潤滑剤を加えて混合し、整粒した。この粉末を１０００ｋｇ／ｃｍ２の圧力で直径３６ｍｍ、高さ１４．４ｍｍの円盤状になるように加圧成形し、脱バインダ後に、大気雰囲気中にて１３５０〜１３８０℃、４時間の条件で焼成を行った。ここで得られた焼成体の両面を研磨して空洞共振器法を用いて、共振周波数２ＧＨｚにおける比誘電率εr、Ｑｆ積、２５〜７５℃における共振周波数の温度係数を求めた。その後、焼成体を１０５０〜１３５０℃で２０時間、大気中熱処理を行い、比誘電率、Ｑｆ積、２５〜７５℃における共振周波数の温度係数を求めた。これらの結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１の様に、焼成後のＱｆ積は１１〜４２ＴＨｚであるのに対して、１１５０〜１３５０℃で熱処理を行った場合、すべての組成においてＱｆ積は向上し、３５〜４４ＴＨｚという優れた特性が得られた。また、熱処理後の比誘電率の変化は少なく、製造時に支障のないレベルであった。
【００２２】
また、熱処理温度１１５０℃のとき、温度係数τｆは変化しないが、１２５０℃、１３５０℃で温度係数τｆが１〜４ｐｐｍ／℃変化することが分かった。この変化を利用することによって、焼成後、１１５０℃以上の熱処理で、温度係数の調整が可能となる。