(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複合ペロブスカイト型結晶構造の酸化物を主結晶相として有する誘電体材料であって、該酸化物のモル比による組成式を
（１−ｘ）｛（１−ｙ）Ｂａα（ＭｇβＮｂγＳｂδ）Ｏ３−ｙＢａＳｎＯ３｝−ｘＫｐＮｂＯ３
として表した場合に、該ｘ、ｙ、α、β、γ、σ及びｐが、
０＜ｘ≦０．１、０≦ｙ≦０．５、０．９５＜α≦１．３、０．３≦β≦０．３５、０＜δ≦０．１２５、β＋γ＋δ＝１、１≦ｐ≦２
を満たす組成からなることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
前記ｘ、ｙ、α、β、γ、σ及びｐが、
０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ≦０．５、０．９５＜α≦１．３、０．３≦β≦０．３５、０＜δ≦０．１２５、β＋γ＋δ＝１、１≦ｐ≦２
を満たすことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、誘電体共振器等に好適な誘電体材料に関する。特には、高周波領域で使用する誘電体共振器等に好適な低損失誘電体材料に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高周波領域で使用することができる誘電体材料として、ＢａＯ−ＭｇＯ−Ｎｂ2O5系の材料（以下、ＢＭＮ系材料ともいう。）が知られている。高周波用途に適した例としては、特開昭６０−１２４３０５号公報や特公平２−６０６２８号公報等を挙げることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術に例示したＢＭＮ系材料は高価なＴａを含む。製造コストの低減の観点からは、Ｔａを含むことなく所望の高周波特性が得られるＢＭＮ系材料が望ましい。本発明の目的は、高価なＴａを含むことなく、▲１▼誘電率εが３０前後で、▲２▼無負荷品質係数であるＱ値が大きく、且つ、▲３▼共振周波数の温度係数であるτｆの絶対値が比較的小さいＢＭＮ系材料を基材とする誘電体磁器組成物提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴は、高価なＴａを含むことなく所望の高周波特性が得られるＢＭＮ系材料として、以下のような誘電体磁器組成物を用いることである。
【０００５】
（１）複合ペロブスカイト型結晶構造の酸化物を主結晶相として有する誘電体材料であって、該酸化物のモル比による組成式を
（１−ｘ）｛（１−ｙ）Ｂａα（ＭｇβＮｂγＳｂδ）Ｏ３−ｙＢａＳｎＯ３｝−ｘＫｐＮｂＯ３
として表した場合に、該ｘ、ｙ、α、β、γ、σ及びｐが、
０＜ｘ≦０．１、０≦ｙ≦０．５、０．９５＜α≦１．３、０．３≦β≦０．３５、０＜δ≦０．１２５、β＋γ＋δ＝１、１≦ｐ≦２
を満たす組成からなることを特徴とする誘電体磁器組成物。
（２）前記ｘ、ｙ、α、β、γ、σ及びｐが、
０＜ｘ≦０．１、０＜ｙ≦０．５、０．９５＜α≦１．３、０．３≦β≦０．３５、０＜δ≦０．１２５、β＋γ＋δ＝１、１≦ｐ≦２
を満たすことを特徴とすることを特徴とする（１）に記載の誘電体磁器組成物。
【０００８】
ここで上記の各組成式について注意すべき点を下に述べる。これら組成式に含有される酸素の割合は、α、β、γ、δ及びｐ等の変数により、当然に変化するものである。したがって、本発明の誘電体磁器組成物は、当然に酸素の割合がモル比で３であるものにのみ限定されることはない。本発明の誘電体磁器組成物で最も重要なことは、酸素のモル比が３であるか否かではなく、各種金属のモル比が所定の範囲に規定されているか否かだからである。よって、本発明の誘電体磁器組成物においては、各組成式における酸素のモル比を厳密に表現しようとして組成式を徒に複雑化するのは避ける趣旨から、便宜上酸素のモル比を３で表すこととした点に留意願いたい。
【０００９】
本発明の誘電体磁器組成物の特徴は、所定の金属を所定量固溶した特定のＢＭＮ系材料に対してＫpＮｂＯ３を特定割合で添加することで、高周波特性を劣化させることなく焼結性を向上できる点にある。
【００１０】
ＫpＮｂＯ３をまったく添加しないと、上記特定のＢＭＮ（ＢａＯ-ＭｇＯ-Ｎｂ2Ｏ5）系材料を焼結できない。また、ＫpＮｂＯ３の添加量ｘが０．１より多いと、Ｑ値が低下する。このようにＫpＮｂＯ３とベースとなるＢＭＮ（ＢａＯ-ＭｇＯ-Ｎｂ2Ｏ5）材との比率をｘを用いて規定することで、焼結性と誘電特性を両立することが可能となる。
【００１１】
また、ＫpＮｂＯ３の係数ｐが１より小さいと、上記特定のＢＭＮ系材料の焼結が困難となる。また、ＫpＮｂＯ３の係数ｐが２より大きいと、Ｑ値が低下する。
【００１２】
最終的に得られる複合ペロブスカイト化合物中のＢａサイトを占めるＢａの量を所定範囲に規定することで、より高いＱ値を得ることができる。具体的には、Ｂａの係数αが０．９５〜１．３の範囲にあるのがよい。Ｂａの係数αが１．３より多いと、ＢＭＮ系材料の焼結が困難となり、０．９５より少ないとＱ値が低下する。Ｂａの係数αは、好ましくは１．０〜１．２、特には、１．０〜１．０５の範囲がよい。Ｑ値のみならず、共振周波数の温度係数（τf）も併せて良好にすることができる。
【００１３】
Ｍｇの係数βとしては、０．３〜０．３５の範囲がよい。Ｍｇの係数βが０．３５より多いと、ＢＭＮ系材料の焼結が困難となり、Ｍｇの係数βが０．３より少ないと、Ｑ値が低下する。Ｍｇの係数βは、特には、０．３１〜０．３３の範囲がよい。Ｑ値のみならず、共振周波数の温度係数（τf）も併せて良好にすることができる。
【００１４】
本発明の誘電体磁器組成物におけるＮｂサイトを、Ｓｂで一部置換した材料（以下、ＢＭＮＳｂ材料ともいう。）とすることにより、さらに高いＱ値を得ることができる。Ｓｂの係数δとしては、０．１２５以下がよい。Ｓｂの係数δが０．１２５より多いと、焼結性が低下し特性の再現性も低下する。特には、０．０５〜０．０７５の範囲がよい。高いＱ値が安定して得られるからである。
【００１５】
ＢＭＮＳｂ系材料において、そのペロブスカイト結晶構造のＢサイトをＳｎで一部置換することにより、共振周波数の温度係数（τf）をさらに向上する（共振周波数の温度係数τfをより０に近づける）ことができる。Ｓｎの置換量ｙは、０．１５〜０．３の範囲がよい。温度係数τfを±１０以内に調整可能だからである。Ｓｎの置換量ｙを０．２２〜０．２３の範囲（特には０．２２５）とすることで、温度係数τfが殆ど０ｐｐｍ／Ｋ近傍の優れた値が得られる。
【００１６】
【実施例】
（１）誘電体磁器組成物の作製
市販のＢａＣＯ3、ＭｇＯ、Ｎｂ2Ｏ5、Ｓｂ2O3及びＫ2ＣＯ3のうちの所要の粉末を、それぞれ表１の組成式で表される量比（ｘ、ｙ、α、β、γ、σ及びｐそれぞれの係数で示す量比）となるように秤量して、エタノールを溶媒に用いて湿式混合する。溶媒を乾燥除去して得られた混合粉末を、大気雰囲気において１１００℃で２時間仮焼する。次いで、この仮焼物にワックス系バインダ、分散剤及びエタノールを加え、ボールミルにより粉砕、混合してスラリを得る。このスラリを乾燥させて造粒して、造粒粉末を得る。この造粒粉末を、１０〜２０ＭＰａの圧力で、直径１９ｍｍ、厚さ１２ｍｍの円柱状に成形する。次いで、この成形体を１５０ＭＰａの圧力でＣＩＰ（冷間静水圧プレス）処理する。このＣＩＰ処理後の成形体を、大気雰囲気において１５５０〜１６５０℃に４時間保持して焼成し、目的とする焼結体を得る。
【００１７】
（２）誘電特性の評価
（１）において得られた焼結体を（寸法は直径１４ｍｍ×高さ７ｍｍ）の円柱状型にする。その表面は平面研削盤により仕上げられている。これを用いて、公知の平行導体板型誘電体共振器法により、誘電率ε、Ｑ値と共振周波数ｆの積であるＱｆ及び共振周波数の温度係数τｆ（測定周波数；４〜６ＧＨｚ、温度範囲；２５〜８０℃）を測定する。結果を表２に示す。
【００１８】
【表１】
0004524411.tif 000002
【００１９】
【表２】
0004524411.tif 000003
【００２０】
結果より、本発明の誘電体磁器組成物は、誘電率εが３０前後で、Ｑｆの値が良好で、共振周波数の温度係数τfも±２５ｐｐｍ／Ｋと小さいことがわかる。尚、試料番号５２、５４、５５、５７、７０〜７２には吸水率以外のデータが示されていないが、これは、これらの試料は焼結不良のためデータ測定を行っていないことを示すものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明による特定の組成を有する誘電体材料は、高価なＴａを含むことなく、高周波数領域で使用可能な高いＱ値を有し、且つ、比誘電率が３０前後で、共振周波数の温度係数τfの絶対値を小さくすることができる。このように優れた高周波特性を有する誘電体材料を、特殊な粉末プロセスや焼結法を用いることなく得ることができる。