特許 6883142 ＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6883142

(24)【登録日】2021年5月11日

(45)【発行日】2021年6月9日

(54)【発明の名称】ＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/01 20060101AFI20210531BHJP

   C01G 41/00 20060101ALI20210531BHJP

   C04B 35/495 20060101ALI20210531BHJP

【ＦＩ】

   C04B35/01

   C01G41/00 A

   C04B35/495

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2020-503679(P2020-503679)

(86)(22)【出願日】2018年2月26日

(65)【公表番号】特表2020-512969(P2020-512969A)

(43)【公表日】2020年4月30日

(86)【国際出願番号】KR2018002315

(87)【国際公開番号】WO2018182180

(87)【国際公開日】20181004

【審査請求日】2019年11月12日

(31)【優先権主張番号】10-2017-0041421

(32)【優先日】2017年3月31日

(33)【優先権主張国】KR

(31)【優先権主張番号】10-2018-0020807

(32)【優先日】2018年2月21日

(33)【優先権主張国】KR

(73)【特許権者】

【識別番号】520057852

【氏名又は名称】オー，チャン ヨン

(74)【代理人】

【識別番号】100114904

【弁理士】

【氏名又は名称】小磯 貴子

(74)【代理人】

【識別番号】100134636

【弁理士】

【氏名又は名称】金高 寿裕

(72)【発明者】

【氏名】ユン・サンオク

(72)【発明者】

【氏名】キム・シン

(72)【発明者】

【氏名】ホン・チャンベ

【審査官】 田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−２３１２７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−１６９７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１８７８２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２０９１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０８７８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１８３６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５７０２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２３１２７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０４Ｂ ３５／４９５

Ｃ０４Ｂ ３５／０１

Ｈ０１Ｂ ３／１２

Ｈ０１Ｐ ７／１０

Ｃ０１Ｇ ４１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｍｃ_ｃＷ_０．５）Ｏ_３の組成中、Ｍａは、Ｎａであり、ＭｂはＳｒであり、ＭｃはＹであり、ａ及びｃが各々０．０１ないし０．１であり、ｂは０．０９ないし０．２５であることを特徴とするＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材。

【請求項2】

前記組成でＷの一部は＋５価の金属元素であるＭｅによってさらに置換されて、（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｍｃ_ｃＷ_{０．５−ｅ}Ｍｅ_ｅ）Ｏ_３の組成をなし、ＭｅはＮｂであり、ｅは０．０１ないし０．０５であることを特徴とする請求項１に記載のＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材。

【請求項3】

前記Ｍａ及びＭｂは高い品質係数を目的としてすべて添加されることを特徴とする請求項１に記載のＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材。

【請求項4】

前記Ｍｂ及びＭｅは共振周波数の温度特性を目的として単独またはすべて添加されることを特徴とする請求項２に記載のＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、無線通信システムで使用される共振器、フィルタ、発振器用誘電体セラミックス素材に関し、高周波帯域で適切な比誘電率を有しつつ品質係数が高いＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３系高周波誘電体セラミックス素材及びその製造方法を提供する。このため、本発明は高周波誘電特性に優れた素材としてＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３を選定した。この際、バリウム（Ｂａ）の位置にアルカリ金属またはアルカリ土類金属元素を一部置換し、これを補償するためにマグネシウム（Ｍｇ）の位置に＋３価金属元素を定量的に添加する。これにより、高い品質係数を有し温度特性が安定した高周波誘電体セラミックス素材組成物を製造した。必要に応じて、タングステン（Ｗ）の位置には＋５価金属元素を定量的にさらに添加することができる。

【背景技術】

【0002】

最近、無線通信産業の急激な発達に伴い、携帯電話、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ）、軍用レーダ（ｒａｄａｒ）システム、高度道路交通システム（ＩＴＳ，Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）などにマイクロ波誘電体セラミックスを積極的に適用しており、前記システムで使用される共振器、フィルタ、発振器用誘電体セラミックスは適切な比誘電率（ε_ｒ）、高い品質係数（Ｑ×ｆ）、０に近い温度係数（τ_ｆ）が要求される。

【0003】

また、無線通信の発達により情報量が急増し、通信周波数帯域が飽和することによって使用周波数帯域がさらに高くなっており、これに応える高品位な高周波送受信用部品が切実に要求されている実情である。従って、高い周波数帯域でも比誘電率（ε_ｒ）が低く、品質係数（Ｑ×ｆ）はさらに高い材料に対する必要性が増大している。

【0004】

一方、マイクロ波領域で使用される誘電体共振器として種々のセラミックス素材が開発されている。例えば、複合ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）であるＢａ（Ｍｇ_０．３３Ｔａ_０．６７）Ｏ_３（ＢＭＴ；ε_ｒ＝２４，Ｑ×ｆ＝２５０，０００ＧＨｚ）とＢａ（Ｚｎ_０．３３Ｔａ_０．６７）Ｏ_３（ＢＺＴ；ε_ｒ＝２９，Ｑ×ｆ＝１５０，０００ＧＨｚ）が既に商用化された。

【0005】

最近は、本発明の基本組成であるＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３（ＢＭＷ；ε_ｒ＝２１，Ｑ×ｆ＝１７０，０００ＧＨｚ）も多く研究されており、一部商用化されている。

【0006】

Ｂａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３（ＢＭＷ）は複合ペロブスカイト（ｐｅｒｏｖｓｋｉｔｅ）結晶構造を有し、ε_ｒ＝１６．７，Ｑ×ｆ＝４２，０００ＧＨｚ，τ_ｆ＝−２５ｐｐｍ／℃の物性を保有するが、Ｂａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３の高い品質係数（Ｑ×ｆ）はＢ−ｓｉｔｅの１：１規則化に起因し、一般的に組成の変形を通じて高周波誘電特性を改善している。

【0007】

このようなＢＭＷと関連する先行技術を考察すると、以下のとおりである。

【0008】

米国特許ＵＳ６，８３５，６８５Ｂ２号（２００４．１２．２８．）と日本特許特開２００２−０８７８８１号（２００２．０３．２７．）及び中国特許ＣＮ１２６４７７９Ｃ号（２００６．０７．１９．）はバリウム（Ｂａ）の位置にストロンチウム（Ｓｒ）を１〜１５ｍｏｌ％置換し、希土類酸化物（ＲＥ_２Ｏ_３）を１〜１０ｍｏｌ％添加して組み合わせることで誘電特性を向上させることを特徴とする。

【0009】

また、米国特許ＵＳ５，４３２，１３５号（１９９５．０７．１１．）では基本元素であるバリウム（Ｂａ）とマグネシウム（Ｍｇ）、そしてタングステン（Ｗ）の構成比を制御し、添加剤として酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化マンガン（ＭｎＯ_２）などを使用して誘電特性を向上させた高周波誘電体セラミックス素材を開示している。

【0010】

また、日本特許特開２０００−０４４３３８号（２０００．０２．１５．）はＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３高周波誘電体セラミックス素材でバリウム（Ｂａ）の位置にストロンチウム（Ｓｒ）を一部置換し、マグネシウム（Ｍｇ）の位置に亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）を一定量置換して誘電特性を変化させることを特徴とし、米国特許ＵＳ５，２６８，３４１号（１９９３．１２．０７．）はタングステン（Ｗ）の位置にタンタル（Ｔａ）元素を置換することで共振周波数の温度係数（τ_ｆ）を改善することを特徴としている。

【0011】

併せて、中国特許ＣＮ１０２７６５９３８Ｂ号（２０１４．０４．０２．）ではＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３高周波誘電体セラミックス素材でマグネシウム（Ｍｇ）の位置に酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）または一部希土類酸化物（ＲＥ_２Ｏ_３）、そして酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）を置換し、ここに酸化マンガン（ＭｎＯ_２）を１ｍｏｌ％添加して組み合わせることで誘電特性を向上させた高周波誘電体セラミックス素材を開示している。

【0012】

一方、韓国特許出願第１０−２０１７−００４１４２１号（２０１７．０３．３１）によれば、Ｂａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３高周波誘電体セラミックス素材でバリウム（Ｂａ）の位置にナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ類金属元素を一部置換し、これを補償するためにマグネシウム（Ｍｇ）の位置にイットリウム（Ｙ）などの＋３価金属元素を定量的に添加することで、高い品質係数を有する優れた高周波誘電体セラミックス素材組成物を開示している。

【0013】

しかし、このような先行技術で開示しているＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３系高周波誘電体セラミックス素材の誘電特性は各々の位置に置換させる元素や添加物に応じて変化することを示しているが、特に共振周波数の温度係数は他の元素の固溶による結晶構造（ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）の微細な変化に大きく影響され、このような問題を明確に解決できないという問題点がある。

【0014】

そのため、誘電体の共振周波数の温度係数を改善させるためには結晶構造と関連する置換元素の大きさや原子価を考慮して適切な添加剤を選定し、適正量を添加してこそ高い品質係数を有し、温度特性が安定した優れた高周波誘電体セラミックス素材を開発することができるところ、本発明に至った。

【0015】

また、今後５世代通信の本格的な導入に伴い数十ＧＨｚ周波数帯域で高品位な高周波送受信が必要であり、従って、比誘電率（ε_ｒ）は低く、品質係数（Ｑ×ｆ）はさらに高く、共振周波数の温度特性が安定した高周波誘電体セラミックス素材が要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

本発明は、前述の問題点を解決するために案出されたものであって、本発明はより適切な比誘電率を有し、例えば雑音を無くして効率的な送受信のために１００，０００ＧＨｚ以上好ましくは１５０，０００ＧＨｚ以上の高い品質係数が具現されるようにし、送受信周波数の温度安定性のために±１０ｐｐｍ／℃以内に改善された共振周波数の温度係数を保有することができる高周波誘電体セラミックス素材を提供することを目的とする。

【0017】

本発明では高周波誘電特性に優れたＢａ（Ｍｇ_０．５Ｗ_０．５）Ｏ_３に他の元素の固溶による格子欠陥（ｌａｔｔｉｃｅ ｄｅｆｅｃｔｓ）や第２相（２ｎｄ ｐｈａｓｅｓ）の形成を防ぐためにバリウム（Ｂａ）の位置にナトリウム（Ｎａ）などのアルカリ金属元素を一部置換し、これを補償するためにマグネシウム（Ｍｇ）の位置にイットリウム（Ｙ）などの＋３価金属元素を適正量添加することで高い品質係数を有するように組み合わせ、バリウム（Ｂａ）の位置にストロンチウム（Ｓｒ）などのアルカリ土類金属元素（２ａ族元素）を添加することで共振周波数の温度特性に優れた高周波誘電体セラミックス素材組成物を開発することができた。

【0018】

そして、タングステン（Ｗ）の位置にはタンタル（Ｔａ）などの＋５価金属元素を定量的に単独または追加して添加することで、このような優れた特性をさらに向上することができた。

【課題を解決するための手段】

【0019】

本発明は前述の目的を達成するために、（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｍｃ_ｃＷ_０．５）Ｏ_３の組成中、Ｍａ及びＭｂはアルカリ金属及びアルカリ土類金属であり、Ｍｃは＋３価金属であり、ａ及びｃが各々０．０１ないし０．１であり、ｂは０．０９ないし０．２５であることを特徴とするＢＭＷ系高周波誘電体セラミックス素材を提供する。

【0020】

前記組成でＷの一部は＋５価の金属元素であるＭｅによってさらに置換されて、（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｍｃ_ｃＷ_{０．５−ｅ}Ｍｅ_ｅ）Ｏ_３の組成をなし、ｅは０．０１ないし０．０５であることが好ましい。

【0021】

前記ＭａはＭａ_２Ｏで表される＋１価のアルカリ金属元素であって、Ｎａ、Ｋ及びＬｉの中から選択されるいずれか１つであることが好ましい。

【0022】

前記ＭｂはＭｂＯで表される＋２価のアルカリ土類金属元素であって、Ｓｒ及びＣａの中から選択されるいずれか１つであることが好ましい。

【0023】

前記ＭｃはＭｃ_２Ｏ_３で表される＋３価のランタン族金属元素であって、Ｓｃ、Ｙ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｄｙの中から選択されるいずれか１つまたはホウ素族金属元素であってＩｎであることが好ましい。

【0024】

前記ＭｅはＭｅ_２Ｏ_５で表される＋５価のバナジウム族金属元素であって、Ｎｂ及びＴａの中から選択されるいずれか１つであることが好ましい。

【0025】

前記Ｍａ及びＭｂは高い品質係数を目的としてすべて添加されることが好ましい。

【0026】

前記Ｍｂ及びＭｅは共振周波数の温度特性を目的として単独またはすべて添加されることが好ましい。

【発明の効果】

【0027】

以上のような本発明によれば、高周波誘電体セラミックス素材がより適切な比誘電率を有し、高い品質係数が具現される効果を期待することができる。

【0028】

また、本発明に係る高周波誘電体セラミックス素材は安定した範囲の温度係数（例えば±１０ｐｐｍ／℃以内）を有するので、良好な誘電特性の発現効果を期待することができる。

【0029】

そして、本発明に係る高周波誘電体セラミックス素材を使用して数十ＧＨｚ周波数帯域で高品位な高周波送受信が可能な効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は本発明の実施例による（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｙ_ｃＷ_{０．５−ｅ}Ｍｅ_ｅ）Ｏ_３系高周波誘電体セラミックス素材のＭｂ含量による共振周波数の温度係数の変化を示すグラフである。

【図2】図２は本発明の実施例による（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＭｂ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｙ_ｃＷ_{０．５−ｅ}Ｍｅ_ｅ）Ｏ_３系高周波誘電体セラミックス素材のＭｂ含量による品質係数の変化を示すグラフである。

【図3】図３は本発明の実施例による（Ｂａ_{１−ａ−ｂ}Ｍａ_ａＳｒ_ｂ）（Ｍｇ_{０．５−ｃ}Ｙ_ｃＷ_{０．５−ｅ}Ｍｅ_ｅ）Ｏ_３系高周波誘電体セラミックス素材のＭｅ含量による共振周波数の温度係数の変化を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明の好ましい実施例を添付の図面を参考にして詳細に説明することにする。また、本発明を説明するにあたり、関連する公知構成または機能に対する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧する可能性があると判断される場合には、その詳細な説明は省略する。

【0032】

本発明を説明するにあたり、定義される用語は本発明での機能を考慮して定義付けられたもので、これは当分野に従事する技術者の意図または慣例などによって変わり得るので、その定義は本明細書全般に亘る内容を土台に下されるべきである。

【0033】

本発明に関して詳細に説明するにあたり、優れたセラミックス誘電体は次のような特性が必要であることを周知しなければならない。即ち、優れたセラミックス誘電体共振器は適切な比誘電率と高い品質係数及び±１０ｐｐｍ／℃以内の共振周波数の温度係数特性が必要である。即ち、温度係数の場合、値が０に収束するほどよい。

【0034】

本発明のセラミックス素材は次のような製造方法によって製造した。

【0035】

出発物質として、日本堺化学工業（ＳＡＫＡＩ Ｃｈｅｍ．Ｉｎｄ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ）のＢａＣＯ_３（純度９９．５％）、サムジョン純薬工業（株）のＮａ_２ＣＯ_３（純度：９９．５％）、日本高純度化学研究所（Ｋｏｊｕｎｄｏ Ｃｈｅｍ．Ｌａｂ．Ｃｏ．，Ｌｔｄ）のＭｇＯ（純度：９９％）、Ｙ_２Ｏ_３（純度：９９．９％）、ＳｒＣＯ_３（純度９９．９％）、ＣａＣＯ_３（純度９９．５％）、Ｔａ_２Ｏ_５（純度：９９．９％）、Ｎｂ_２Ｏ_５（純度：９９．９％）及びＷＯ_３（純度：９９．９％）を使用した。

【0036】

これを後述する［表１］及び［表２］のような多様な実施例に従うように出発原料を秤量した後、ジルコニアボール及びエチルアルコールをポリエチレン容器に入れて２４時間混合した。

【0037】

混合された原料を乾燥した後、混合粉末を直径２５ｍｍの金属材質モールドに入れて１軸加圧成形し、その後９００〜１１００℃で１０時間か焼した。か焼された成形体を前記混合方法で再びボールミーリング（ｂａｌｌ ｍｉｌｌｉｎｇ）した後、オーブン（ｏｖｅｎ）に入れて１１０〜１２０℃で２４〜４８時間乾燥した。

【0038】

その後、乾燥した粉末を直径１５ｍｍの金属材質モールドに入れて５０ＭＰａの圧力で１軸加圧成形し、その後焼結を遂行した。この際、焼結温度及び時間は１６００〜１７００℃及び１時間であり、昇温速度及び１２００℃までの冷却速度は５℃／ｍｉｎとした。

【0039】

このような方法によって製造された焼結体の線収縮率を測定し、焼結体を粉砕して得た粉末に対してＸ線回折分析（Ｄ／ＭＡＸ−２５００Ｖ／ＰＣ，Ｒｉｇａｋｕ，Ｊａｐａｎ）をした。また、高周波誘電特性のうち品質係数（Ｑ×ｆ）及び温度係数（τ_ｆ）はｃａｖｉｔｙ法により、比誘電率はＨａｋｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ法により各々Ｎｅｔｗｏｒｋ Ａｎａｌｙｓｅｒを使用して測定した。併せて、温度係数はモデル名Ｒ３７６７ＣＧ（Ａｄｖａｎｔｅｓｔ，Ｊａｐａｎ）を使用し、品質係数及び比誘電率はモデル名Ｅ５０７１Ｃ（Ｋｅｙｓｉｇｈｔ，Ｕ．Ｓ．Ａ．）を使用した。

【0040】

本発明でバリウム（Ｂａ）の位置にストロンチウム（Ｓｒ）などのアルカリ土類金属元素（２ａ族）を、そしてタングステン（Ｗ）の位置にはタンタル（Ｔａ）など＋５価金属元素を定量的に単独またはすべて添加することで共振周波数の温度特性の変化を調べた。［表１］ではバリウム（Ｂａ）の位置にストロンチウム（Ｓｒ）などのアルカリ土類金属元素（２ａ族）を添加したものを実験的に整理し、［表２］ではタングステン（Ｗ）の位置にはタンタル（Ｔａ）を定量的に添加したものを実験的に整理した。

【0041】

［表１］で示したように、韓国特許出願第１０−２０１７−００４１４２１号（２０１７．０３．３１．）に開示された結果を比較例として本発明の実施例と比較評価した。比較評価対象物性は焼結性及び誘電特性とした。比較例では特に−１０ｐｐｍ／℃よりもさらに低い温度係数が観察され、これは好ましくない結果である。仮に−１０ｐｐｍ／℃の範囲内で温度係数が記録されたとしても、比較例では品質係数が非常に低い値を示す場合が多かった。

【0042】

【表1】

【0043】

上の表１からわかるように、収縮率の面では実施例と比較例がともに２０％以上の充分な焼結収縮がなされて焼結特性には問題がなかった。一方、高周波誘電特性で比誘電率（ε_ｒ）は約１８ないし２０程度と大きな差はないが、共振周波数の温度係数は図１からわかるように、ストロンチウム（Ｓｒ）含量によって線形的に変化することがわかり、ナトリウム（Ｎａ）とイットリウム（Ｙ）の含量によっても連係して変化することがわかる。即ち、ストロンチウム（Ｓｒ）のみで単独置換するよりも、ここにナトリウム（Ｎａ）とイットリウム（Ｙ）をともに置換した方が共振周波数の温度係数を効率的に制御できることがわかった。一方、品質係数は図２からわかるように、ストロンチウム（Ｓｒ）含量によって徐々に減少して０．２５ｍｏｌ以上で急激に低くなることがわかり、ナトリウム（Ｎａ）とイットリウム（Ｙ）の含量によっても添加していない場合と比べて０．０１ｍｏｌで品質係数が大きく増加し、これ以上で再び徐々に減少することがわかる。従って、ナトリウム（Ｎａ）とイットリウム（Ｙ）は少なくとも０．０１モルは添加されなければならず、表には示さなかったが、最大０．１モルまで添加されることが好ましい。これはナトリウムとイットリウムでない他のアルカリ金属（Ｋ、Ｌｉなど）と＋３価金属元素（Ａｌ、Ｇａ、Ｇｄ、Ｓｍなど）でも同様である。従って、品質係数（Ｑ×ｆ）が高く、共振周波数の温度特性が安定した高周波誘電体セラミックス素材を開発するためには、ストロンチウム（Ｓｒ）のみで単独置換するよりは、ここにナトリウム（Ｎａ）とイットリウム（Ｙ）をともに置換した方が効率的な方案であることがわかる。ここで、０．０１モル未満の場合、共振周波数の温度係数（τ_ｆ）の変化が微々であり、０．１モル超過時は品質係数の低下が大きいので好ましくない。従って、上の範囲でその臨界的意義がある。Ｓｒの代わりにＣａを使用しても結果は類似する一方で、ストロンチウム（Ｓｒ）は０．０９ないし０．２５モル含まれることが好ましいが、上の範囲を逸脱すると品質係数と温度係数のうちいずれか１つは低い値を示して好ましくない。このような特性の変化は置換成分とともに置換量によって相互連係して表われることがわかり、これは置換元素のイオン半径と置換量による結晶構造の変化と連係した現象であると考えられる。

【0044】

【表2】

【0045】

表２は表１からわかるように、バリウム（Ｂａ）の位置をアルカリ土類金属元素のみで置換したものでなく、タングステン（Ｗ）の位置に＋５価のバナジウム族金属元素をともに置換して電荷を補償するためにイットリウム（Ｙ）などの＋３価金属元素（Ｓｃ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｄｙなど）を定量的に追加して添加したものだが、比較例はアルカリ金属のみで置換したものとして提示するもので、図３からわかるように、共振周波数の温度係数を効果的に制御できることがわかった。ここで、表示はされなかったが、イットリウム（Ｙ）の代わりに３価のランタン族金属元素であるＳｃ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｄｙなどまたはホウ素族金属元素であるＩｎを適用しても結果は類似する。

【0046】

即ち、共振周波数の温度係数がストロンチウム（Ｓｒ）とタンタル（Ｔａ）の増加量に符合して線形的に増加する傾向を示し、さらにストロンチウム（Ｓｒ）とタンタル（Ｔａ）をともに添加する場合は徐々に増加する。また、表２からわかるように、ストロンチウム（Ｓｒ）と＋５価のバナジウム族金属元素（例えば、Ｎｂ、Ｔａ）をともに添加する場合、品質係数の減少を最小化することができる長所がある。ここで、＋５価のバナジウム族金属元素は０．０１ないし０．０５モルの比率（１ないし５モル％）を維持することが好ましい。ここで０．０１モル未満の場合、共振周波数の温度係数（τ_ｆ）の変化が非常に少なく０．０５モル超過時は品質係数の低下が大きいので好ましくない。

【0047】

従って、共振周波数の温度係数は品質係数とともに部品設計において重要な因子であり、バリウム（Ｂａ）の位置にアルカリ金属またはアルカリ土類金属元素を一部置換し、これを補償するためにマグネシウム（Ｍｇ）の位置に＋３価金属元素を、そしてタングステン（Ｗ）の位置には＋５価金属元素をすべて連係して定量的に添加することが高い品質係数を有し、温度特性が安定した高周波誘電体セラミックス素材組成物を製造するにあたり非常に効率的な方案であることがわかる。このような特性の変化は置換元素のイオン半径と置換量に密接に関連して表われる結晶構造の変化と連係した現象であると考えられる。

【0048】

以上、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明したが、本発明は必ずしもこのような実施例に局限されるものでなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で多様に変形実施することができる。従って、本発明に開示された実施例は本発明の技術思想を限定するためのものではなく、説明するためものであり、このような実施例によって本発明の技術思想の範囲が安定されるものではない。本発明の保護範囲は下の請求の範囲によって解釈されなければならず、それと同等な範囲内にあるすべての技術思想は本発明の権利範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。

【図1】

【図2】

【図3】