[发明专利]介质烧结体及其制造方法以及介质谐振器

说明书

相关申请的交叉引用

本国际申请要求2010年9月2日提交的日本专利申请No.2010-196853的优先权，在此并入其全部内容作为参考。

技术领域

本发明涉及一种应用于例如介质谐振器、介质滤波器、介质天线以及介质基底的介质烧结体。本发明还涉及制造上述介质烧结体的方法以及还涉及介质谐振器。

背景技术

已经对各种组分的介质烧结体进行研究以使其应用于诸如微波和毫波（milliwave）的高频范围。在这些介质烧结体中，基于BaZnCoNb（以下称为“BZCN”，参见专利文献1和2）的介质烧结体具有优良的稳定性，这是因为它们具有相对大的Q值（无负载情况下的品质因数）、适度地大的相对介电常数以及小谐振频率温度系数。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2003-201177

专利文献2：JP-A-2004-315330

发明内容

本发明解决的问题

然而，现有技术的BZCN基介质烧结体的Q值随烧结体不同而呈现很大变化，且这样的介质烧结体在工业生产中缺乏稳定性。

基于上述情况提出本发明，且本发明的目的是提供一种具有大Q值和小Q值变化的介质烧结体及其制造方法以及一种介质谐振器。

解决问题的手段

本发明的介质烧结体包含作为主要成分的Ba、Nb以及Zn和Co中的至少一种，以及作为次要成分的K和Ta，在X射线衍射测量中的（111）面峰值的峰值强度p2与（310）面峰值的峰值强度p1的比值A为0.9至1.5，所述（111）面峰值的半带宽C的范围是0.12至0.22°，所述（111）面峰值的d值D的范围是2.363至2.371，且介质烧结体具有钙钛矿结构。

在本发明的介质烧结体中，峰值强度比值A是0.9至1.5，因此Q值大且Q值变化小。

此外，在本发明的介质烧结体中，在X射线衍射测量中的所述（111）面峰值的半带宽C的范围是0.12至0.22°；因此发生结晶并且Q值提高。当半带宽超过0.22°时，换言之，当半带宽宽时，不发生结晶且Q值降低。另一方面，当半带宽小于0.12°时，换言之，当半带宽太窄时，结晶过度且晶粒边界面开始产生影响，并Q值降低。

此外，在本发明的介质烧结体中，在X射线衍射测量中的所述（111）面峰值的d值D的范围是2.363至2.371；因此晶格中的原子有序排列，并且Q值提高。当d值D小于2.363时，某些原子会脱离晶格，换言之，排列会变得不稳定，结果是产生晶格应变，并且Q值降低。另一方面，当d值D大于2.371时，排列变得不均匀，且不发生结晶，结果是发生松动，并且Q值降低。d值D的单位是

此外，因为本发明的介质烧结体包含K和Ta，因此Q值大于不包含K和Ta的介质烧结体的Q值。此外，即使在K和Ta的含量少时，本发明的介质烧结体的Q值也远大于不包含上述元素的介质烧结体的Q值。

此外，本发明的介质烧结体包含Zn和Co中的至少一种。Zn和Co含量的比例变化使得能在宽范围内选择Q值和τf的绝对值。特别地，通过增加Zn含量可大幅提高Q值。具体而言，当Zn和Co含量的比例变化时，Q值呈现出峰值，且以不同于相对介电常数εr和τf的绝对值的属性的方式不可预见地变化。此外，Zn含量的增加可同时提高Q值和εr，并降低τf的绝对值。

此外，因为本发明的介质烧结体具有钙钛矿结构，因此可获得高Q值。X射线衍射显示BaZnNb基组分、BaCoNb基组分或KTa基组分没有形成单独峰值，这归因于构成元素；取而代之的是出现单一固溶体峰值分布。该峰值分布类似于BaZnNb基组分的峰值分布，且可确定本发明的介质烧结体具有BaZnNb基组分的钙钛矿结构。

本发明的介质烧结体优选包含Ba₅Nb₄O₁₅结晶相。可通过X射线衍射测量确认是否存在Ba₅Nb₄O₁₅结晶相。可在2θ=29.5°附近确认Ba₅Nb₄O₁₅结晶相。Ba₅Nb₄O₁₅结晶相是在钙钛矿晶格顺序排列时观察到的一种亚结晶相。Ba₅Nb₄O₁₅结晶相的存在可用作确定钙钛矿结构是否顺序排列的判断依据。