电介质陶瓷及电介质谐振器制造技术

本发明专利技术提供一种即使反复施加应力其Ｑ值也不容易降低的电介质陶瓷及电介质谐振器。其中，所述电介质陶瓷具有：至少含有ＲＥ（ＲＥ为Ｌａ及Ｎｄ的一种以上）、Ａｌ、Ｃａ及Ｔｉ作为金属元素而成的钙钛矿型结构的第一氧化物和含有Ｃａ及Ｓｉ而成的第二氧化物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电介质陶瓷及使用了该电介质陶瓷的电介质谐振器。
技术介绍
电介质陶瓷在微波、毫米波等高频区域中，广泛用于电介质谐振器、MIC用电介质 基板、波导等。另外，在使用了电介质陶瓷的电介质谐振器中，要求在高频区域的介质损耗 小，即为高Q值。电介质谐振器例如作为移动通信用的基站的部件使用，要求Q值在长时间 内(谐振的尖锐度)不降低(例如参照下述专利文献1)。专利文献1 日本特开2003-95736号公报；然而，以往的电介质陶瓷，在反复施加机械应力及基于热循环的热应力等应力后， 有时会在电介质陶瓷上发生微小的微裂纹。因此，在将这样的电介质陶瓷用于电介质谐振 器的情况下，介质损耗变大且Q值降低。尤其是在移动通信的基站搭载的电介质谐振器，由 于长时间施加热循环，有随时间经过而Q值降低之虞。
技术实现思路
在此，本专利技术针对这样的问题，其目的在于提供一种即使应力反复施加而Q值也 不容易降低的电介质陶瓷及电介质谐振器。本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷，具有至少含有RE(RE为La及Nd的一种 以上)、Al、Ca及Ti作为金属元素而成的钙钛矿型结构的第一氧化物，和含有Ca及Si而成的第二氧化物。另外，本专利技术的一实施方式涉及的电介质谐振器，其特征在于，将上述电介质陶瓷 作为电介质材料使用。另外，本专利技术的一实施方式涉及的电介质谐振器，其特征在于，具有输入端子、输 出端子、和使用了上述电介质陶瓷的介质特性构件。根据本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷及电介质谐振器，即使反复施加应 力，Q值也不容易降低。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷的放大截面的剖视 图。图2是示意性地表示使用了本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷的电介质谐 振器的剖视图。图中2…第一氧化物，4a、4b…第二氧化物，6…电介质瓷器，8…支撑体，10…筐 体，12…输入端子，14…输出端子，20…电介质谐振器。具体实施例方式以下，对本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷进行说明。〈实施方式1>本专利技术的一实施方式的电介质陶瓷，具有至少含有RE(RE为La及Nd的一种以 上)、Al、Ca及Ti作为金属元素而成的钙钛矿型结构的第一氧化物，和含有Ca及Si而成的 第二氧化物。即使反复施加应力，该电介质陶瓷的Q值也不容易降低。RE包括La及Nd的一种以上，这是因为，和选择其他稀土元素的情况相比，能够提 供具有更高Q值的电介质陶瓷。钙钛矿型结构的第一氧化物含有REA103和CaTi03的固溶体。本专利技术的一实施方 式涉及的电介质陶瓷，以由钙钛矿型结构的第一氧化物形成的结晶为主晶，该钙钛矿型结 构的第一氧化物含有所述固溶体。由于该固溶体的介质损耗低，所以得到的电介质陶瓷具 有较高的Q值。认为含有Ca及Si而成的第二氧化物的技术上的意义如下。在应力反复施加于电 介质陶瓷的情况下，推定与第一氧化物邻接的第二氧化物抑制由第一氧化物形成的结晶的 微裂纹的发生、进展。其结果，能够提供即使在许多热循环反复施加后Q值也不容易降低、 具有较高的Q值的电介质陶瓷。另外，将Si以外的成分的组成式表示为aRE203 bAl203 cCaO dTi02时，优 选以 a、b、c、d 成为 0. 056 彡 a 彡 0. 214,0. 056 彡 b 彡 0. 214,0. 286 彡 c 彡 0. 500、 0. 230彡d彡0. 470、a+b+c+d = 1的方式设定组成。由此，能够提供在这些组成范围具有 较高的Q值的电介质陶瓷。<实施方式2>优选第二氧化物为从CaSi03、Ca2Si04、Ca3Si05、Ca3Si207、CaAl2Si06、CaAl2Si208、 Ca2Al2Si07选择的至少一种。即使在反复施加应力的情况下，该实施方式的电介质陶瓷的Q 值也不容易降低。认为其理由如下。在这些第二氧化物和第一氧化物邻接的情况下，在两 者的结晶界面，第二氧化物中含有的Ca、Si各金属元素容易和第一氧化物共有晶格。因此， 认为这是由于格子缺陷的生成被抑制。<实施方式3>在本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷中，尤其优选第二氧化物为Ca2Al2Si07。 即使在反复施加应力的情况下，第二氧化物为Ca2Al2Si07的电介质陶瓷的Q值尤其不容易 降低。认为其理由如下。在第二氧化物为Ca2Al2Si07，且Ca2Al2Si07与第一氧化物邻接的 情况下，在两者的结晶界面，第二氧化物中含有的Ca、A1及Si各金属元素容易和第一氧化 物共有晶格。因此，格子缺陷的生成被抑制。作为Ca2Al2Si07的晶体结构，有JCPDS(Joint Committee on Powder Diffraction Standards)No. 35_0755Gehleniteo<实施方式4>本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷，如示意性地示出在用显微镜将截面放大 视时的情况的图1所示，第二氧化物4a至少介于第一氧化物2的晶界之间。另外，优选第 二氧化物4b介于相互邻接的3个以上的结晶之间。在该情况下，如果用显微镜观察电介质 陶瓷的截面，则第二氧化物介于3个以上的第一氧化物2的晶粒所接近的部位。根据该电 介质陶瓷，认为格子缺陷的生成被进一步抑制。因此，即使反复施加应力，Q值也尤其不容4易降低。需要说明的是，以下如图1所示，在将截面放大视时，将相互邻接的三个结晶之间 (三个晶界重合的部位)称为“三重点”。<实施方式5>本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷，优选以Si02换算计含有0. 001质量％以 上且0.3质量％以下的Si。如果设为该范围，由于电介质陶瓷含有的第二氧化物中的Si元 素的大部分存在于晶界，所以如果将Si的含量设为该范围，则晶界的强度提高。其结果，即 使向电介质陶瓷反复施加较大的应力，Q值不容易降低。<实施方式6>特别优选本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷含有0. 006质量％以上且0. 4质 量％以下的第二氧化物。如果将第二氧化物的含量设为该范围，即使在反复施加较大应力 的情况下，Q值也尤其不容易降低。<实施方式7>本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷，优选以氧化物Mn02、W03及Mo03换算计含 有总计0.01质量％以上且1质量％以下的作为金属元素的Mn、W及Mo的一种以上。根据 这样的电介质陶瓷，在反复施加应力的前后，都能够保持较高的Q值。<实施方式8>进而，本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷，也可以将Zn、Ni、Sn、C0、Li、Rb、SC、 V、Cu、Mg、Cr、B、Ge、Sb、Ga、Fe及Na的各自的化合物至少添加一种而制作。它们根据其添 加成分而不同，但能够分别以 ZnO、NiO、Sn02、Co304、Li2C03、Rb2C03、Sc203、V205、CuO、MgC03、 Cr203、B203、Ge02、Sb205、Ga203、Fe203、Na20 换算计，在电介质陶瓷中以总计 0. 001 0. 5 质 量％的比例含有。由此，能够实现使￡1 及谐振频率的温度系数if的值合理化等。<测定方法>对上述本专利技术的一实施方式涉及的电介质陶瓷的各种测定方法进行说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电介质陶瓷，其特征在于，具有：至少含有ＲＥ、Ａｌ、Ｃａ及Ｔｉ作为金属元素而成的钙钛矿型结构的第一氧化物和含有Ｃａ及Ｓｉ而成的第二氧化物，其中，ＲＥ为Ｌａ及Ｎｄ的一种以上的金属元素。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大川善裕，
申请(专利权)人：京瓷株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]