JP2000272960A - マイクロ波用誘電体磁器組成物およびその製造方法ならびにマイクロ波用誘電体磁器組成物を用いたマイクロ波用電子部品 - Google Patents

マイクロ波用誘電体磁器組成物およびその製造方法ならびにマイクロ波用誘電体磁器組成物を用いたマイクロ波用電子部品

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JP2000272960A
JP2000272960A JP2000011412A JP2000011412A JP2000272960A JP 2000272960 A JP2000272960 A JP 2000272960A JP 2000011412 A JP2000011412 A JP 2000011412A JP 2000011412 A JP2000011412 A JP 2000011412A JP 2000272960 A JP2000272960 A JP 2000272960A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 Q値が高く、τfが小さく、しかも1000
℃以下の低温で焼成することができるマイクロ波用誘電
体磁器組成物を提供する。 【解決手段】 主成分がAl,Si,Srの酸化物で構
成され、Al,Si,SrをそれぞれAl、Si
、SrOに換算し合計100質量%としたとき、A
換算で10〜60質量%、SiO換算で25
〜60質量%、SrO換算で7.5〜50質量%のA
l,Si,Srを含有し、前記合計100質量%に対し
副成分として、Bi換算で0.1〜10質量%の
Biを含有していることを特徴とするマイクロ波用誘電
体磁器組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波領域で
使用される誘電体磁器組成物に関し、特に、Qが高く、
温度特性が安定しており、さらに銀や銅といった内部電
極材料との同時焼成が可能な低温焼結性を有する誘電体
磁器組成物およびその製造方法ならびにそれを用いたマ
イクロ波用電子部品に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車電話、携帯電話、衛星放送
など、マイクロ波領域の電磁波を利用する通信技術の進
展に伴い、機器の小型化が要求されている。このために
は、機器を構成する個々の部品が小型化される必要があ
る。
【0003】誘電体磁器組成物は、これらのマイクロ波
機器において、誘電体共振器、フィルタ、積層インダク
ター、または積層コンデンサ、および、これらを複合化
した高周波積層基板用の材料として用いられている。誘
電体共振器の大きさは同じ共振モードを利用する場合、
誘電体材料の持つ誘電率の平方根に逆比例する。このた
め、小型の誘電体共振器を作製するには、高い誘電率を
有する誘電体材料が必要となる。また、他にマイクロ波
用の誘電体材料として求められる特性としては、マイク
ロ波領域での誘電損失tanδ(=1/Q)が小さいこ
と、すなわちQ値が大きいこと、共振周波数の温度係数
τfができるだけ零に近いことなどが要求される。
【0004】さらに、マイクロ波領域で使用される誘電
体共振器、フィルタ、積層インダクター、又は積層コン
デンサの内部電極等は、マイクロ波帯における抵抗損失
の低い材料で構成される必要があり、従って、銀や銅・
金といった導電率の高い金属材料を用いて構成する必要
がある。また、これらマイクロ波用の電子部品において
は、小型化を図るために、セラミックスと内部電極との
積層構造体を同時焼成して得られる積層型電子部品とす
ることが試みられている。このため、銀(融点961
℃)や銅(融点1083℃)、金(融点1063℃)の
ような融点の低い電極材料を用いて、誘電体材料と同時
焼成する場合、誘電体材料として1000℃以下の温
度、好ましくは900℃以下の温度で焼結する材料であ
ることが必要である。
【0005】従来のマイクロ波帯で利用されてきた誘電
体材料の一例として、特開平8−325055号公報に
は、Al、Si、Pb、Na、K、Ca、Srの酸化物
から構成される磁器組成物で組成比は、重量%で、Al
40〜60%、SiO 25〜40%、Pb
O 5〜15%、NaO 0.1〜3%、KO1〜
3%、CaO 1〜6%、SrO 1〜6%から成る低
温焼成磁器組成物が開示されている。これによれば、9
00℃程度での低温焼成が可能である。
【0006】また、従来のマイクロ波帯で利用されてき
た誘電体材料の他の一例として、特公平6−74166
号公報には、SiO 25〜80重量%、BaO,S
rOのうち1種または2種が15〜70重量%およびB
1.5〜5重量%からなる主成分に、Cr
,CuO,NiO,CoおよびFeのい
ずれか1種が添加含有された磁器組成物であり、添加物
がCrまたはCuOの場合には0.2〜10重量
%の範囲で添加され、添加物がNiO,Coおよ
びFeの場合には、1〜10重量%の範囲で添加
される事を特徴とする低温焼成用磁器組成物が開示され
ている。これによれば、900℃程度での低温焼成が可
能である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この特開平8−325
055号に開示されている磁器組成物では、PbOが5
〜15重量%含有されている。このPbOは、低温で焼
成させるために、このような磁器組成物では一般に用い
られている。しかし、このPbOは有害物質であり、製
造工程中で生じる廃棄物等の処理に費用がかかり、又製
造工程中でのPbOの取り扱いにも注意が必要であっ
た。
【0008】また、この特公平6−74166号に開示
されている磁器組成物では、B が1.5〜5重量
%含有されている。このBは、低温で焼成させる
ために、このような磁器組成物では一般に用いられてい
る。しかし、このBを用いて焼成した場合には、
高周波での誘電損失が増大するため、Qの高い磁器を得
る事が困難であり、さらに、これを多用した場合、仮焼
中にホウ素が蒸発し炉材に損傷を与えたり、焼成時に電
極材料と反応したり、製造工程で水、アルコールに溶解
し、乾燥時に偏析したり、使用する有機バインダーと反
応しバインダーの性能を劣化させる等の課題を解決する
必要があり、高いQ値を有する磁器を得ようとする場
合、また、安定した製造工程を確立しようとする場合に
たくさんの課題を解決する必要があった。
【0009】本発明は、上記のことを鑑みてPbOを含
まず、かつ、ホウ素化合物をも含有しない磁器組成物で
あって、εが6〜8程度で、Q値が高く、τfが小さ
く、しかも1000℃以下の低温、さらに好ましくは、
900℃以下の低温で焼成することが可能なマイクロ波
用誘電体磁器組成物を提供すること、またその製造方法
を提供すること、またそれを用いたマイクロ波用電子部
品を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、主成分が
Al,Si,Srの酸化物で構成され、Al,Si,S
rをそれぞれAl、SiO、SrOに換算し合
計100質量%としたとき、Al換算で10〜6
0質量%、SiO換算で25〜60質量%、SrO換
算で7.5〜50質量%のAl,Si,Srを含有し、
前記合計100質量%に対し副成分として、Bi
換算で0.1〜10質量%のBiを含有したマイクロ波
用誘電体磁器組成物である。
【0011】第2の発明は、主成分がAl,Si,Sr
の酸化物で構成され、Al,Si,SrをそれぞれAl
、SiO、SrOに換算し合計100質量%と
したとき、Al換算で10〜60質量%、SiO
換算で25〜60質量%、SrO換算で7.5〜50
質量%のAl,Si,Srを含有し、前記合計100質
量%に対し副成分として、Bi換算で0.1〜1
0質量%のBiを含有し、更にNaO換算で0.1〜
5質量%のNa、KO換算で0.1〜5質量%のK、
CoO換算で0.1〜5質量%のCoうち少なくとも1
種以上を含有したマイクロ波用誘電体磁器組成物であ
る。
【0012】第3の発明は、主成分がAl,Si,Sr
の酸化物で構成され、Al,Si,SrをそれぞれAl
、SiO、SrOに換算し合計100質量%と
したとき、Al換算で10〜60質量%、SiO
換算で25〜60質量%、SrO換算で7.5〜50
質量%のAl,Si,Srを含有し、前記合計100質
量%に対し副成分として、Bi換算で0.1〜1
0質量%のBiを含有し、更にCuO換算で0.01〜
5質量%のCu、MnO換算で0.01〜5質量%の
Mn、0.01〜5質量%のAgのうち少なくとも1種
以上を含有したマイクロ波用誘電体磁器組成物である。
【0013】第4の発明は、主成分がAl,Si,Sr
の酸化物で構成され、Al,Si,SrをそれぞれAl
、SiO、SrOに換算し合計100質量%と
したとき、Al換算で10〜60質量%、SiO
換算で25〜60質量%、SrO換算で7.5〜50
質量%のAl,Si,Srを含有し、前記合計100質
量%に対し副成分として、Bi換算で0.1〜1
0質量%のBiを含有し、更にNaO換算で0.1〜
5質量%のNa、KO換算で0.1〜5質量%のK、
CoO換算で0.1〜5質量%のCoのうち少なくとも
1種以上を含有し、かつCuO換算で0.01〜5質量
%のCu、MnO換算で0.01〜5質量%のMn、
0.01〜5質量%のAgのうち少なくとも1種以上を
含有したマイクロ波用誘電体磁器組成物である。
【0014】第5の発明は、主成分がAl,Si,S
r,Tiの酸化物で構成され、Al,Si,Sr,Ti
をそれぞれAl、SiO、SrO、TiO
換算し合計100質量%としたとき、Al換算で
10〜60質量%、SiO換算で25〜60質量%、
SrO換算で7.5〜50質量%、TiO換算で20
質量%以下のAl,Si,Sr,Tiを含有し、前記合
計100質量%に対し副成分として、Bi換算で
0.1〜10質量%のBiを含有したマイクロ波用誘電
体磁器組成物である。
【0015】第6の発明は、主成分がAl,Si,S
r,Tiの酸化物で構成され、Al,Si,Sr,Ti
をそれぞれAl、SiO、SrO、TiO
換算し合計100質量%としたとき、Al換算で
10〜60質量%、SiO換算で25〜60質量%、
SrO換算で7.5〜50質量%、TiO換算で20
質量%以下のAl,Si,Sr,Tiを含有し、前記合
計100質量%に対し副成分として、Bi換算で
0.1〜10質量%のBiを含有し、更にNaO換算
で0.1〜5質量%のNa、KO換算で0.1〜5質
量%のK、CoO換算で0.1〜5質量%のCoのうち
少なくとも1種以上を含有したマイクロ波用誘電体磁器
組成物である。
【0016】第7の発明は、主成分がAl,Si,S
r,Tiの酸化物で構成され、Al,Si,Sr,Ti
をそれぞれAl、SiO、SrO、TiO
換算し合計100質量%としたとき、Al換算で
10〜60質量%、SiO換算で25〜60質量%、
SrO換算で7.5〜50質量%、TiO換算で20
質量%以下のAl,Si,Sr,Tiを含有し、前記合
計100質量%に対し副成分として、Bi換算で
0.1〜10質量%のBiを含有し、更にCuO換算で
0.01〜5質量%のCu、MnO換算で0.01〜
5質量%のMn、0.01〜5質量%のAgのうち少な
くとも1種以上を含有したマイクロ波用誘電体磁器組成
物である。
【0017】第8の発明は、主成分がAl,Si,S
r,Tiの酸化物で構成され、Al,Si,Sr,Ti
をそれぞれAl、SiO、SrO、TiO
換算し合計100質量%としたとき、Al換算で
10〜60質量%、SiO換算で25〜60質量%、
SrO換算で7.5〜50質量%、TiO換算で20
質量%以下のAl,Si,Sr,Tiを含有し、前記合
計100質量%に対し副成分として、Bi換算で
0.1〜10質量%のBiを含有し、更にNaO換算
で0.1〜5質量%のNa、KO換算で0.1〜5質
量%のK、CoO換算で0.1〜5質量%のCoのうち
少なくとも1種以上を含有し、かつCuO換算で0.0
1〜5質量%のCu、MnO換算で0.01〜5質量
%のMn、0.01〜5質量%のAgのうち少なくとも
1種以上を含有したマイクロ波用誘電体磁器組成物であ
る。
【0018】第9の発明は、Al,Si,Sr又はA
l,Si,Sr,Tiの酸化物を主成分とし、副成分と
してBiを必須とするマイクロ波用誘電体磁器組成物で
あって、組織にAl結晶相と少なくともAl,S
i,Sr又はAl,Si,Sr,Tiを含む化合物結晶
相を備え、fQ値が5THz以上であるマイクロ波用誘
電体磁器組成物である。
【0019】また第10の発明は、第1の発明乃至第9
の発明のいずれかのマイクロ波用誘電体磁器組成物の製
造方法であって、Al以外の元素をガラス化する
第1の熱処理工程と、当該第1の熱処理工程のしかる後
に、組織にAlの他に少なくともAl,Si,S
r又はAl,Si,Sr,Tiを含む化合物相を形成す
るような、かつfQ値が5THz以上となるような第2
の熱処理工程を有することを特徴とするマイクロ波用誘
電体磁器組成物の製造方法である。このマイクロ波用誘
電体磁器組成物の製造方法において、第2の熱処理工程
を第1の熱処理工程の熱処理温度超、1000℃以下の
熱処理温度で行うことが好ましい。
【0020】また第11の発明は、第1の発明乃至第9
の発明のいずれかのマイクロ波用誘電体磁器組成物を用
いることを特徴とするマイクロ波用電子部品である。前
記マイクロ波用誘電体磁器組成物からなる誘電体層に電
極を形成し、当該誘電体層を複数積層してマイクロ波用
電子部品を構成してもよい。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明のマイクロ波用誘電体磁器
組成物は、例えば主成分がAl,Si,Sr又はAl,
Si,Sr,Tiの酸化物で構成され、それぞれAl
換算で10〜60質量%、SiO換算で25〜6
0質量%、SrO換算で10〜50質量%、TiO
算で20質量%以下からなり、前記主成分100質量%
に対し副成分として、Bi換算で0.1〜10質
量%のBiを含有し、1000℃以下又は900℃以下
の温度で焼成できるマイクロ波用誘電体磁器組成物であ
る。これにより、本発明の誘電体磁器組成物は、銀や
銅、金といった高い導電率を有する金属材料を内部電極
として用い、一体焼結を行うことができる。よって、本
発明の誘電体材料の有する高いQ値を用い、しかも電気
抵抗による損失を抑えた内部電極を用い、極めて損失の
小さいマイクロ波用電子部品を構成することができる。
これにより、誘電体共振器、フィルタ、積層インダクタ
ー又は積層コンデンサ、および、これらを複合化した高
周波積層基板等に応用して、優れたマイクロ波特性およ
び低損失な回路デバイスを実現することができる。
【0022】また本発明では、前記マイクロ波用誘電体
磁器組成物に更に副成分としてNa(NaO換算で
0.1〜5質量%)、K(KO換算で0.1〜5質量
%)、Co(CoO換算で0.1〜5質量%)のうち少
なくとも1種以上を含有させることが好ましい。これら
の副成分は、仮焼工程においてAl以外の成分が
ガラス化する際、このガラスの軟化点を低下させる効果
があり、より低温で収縮を開始する材料が得られる事、
および、焼成工程において、1000℃以下の焼成温度
でQの高い誘電特性を得る事を可能とするものであり、
含有させることが好ましい。
【0023】また本発明は、更に副成分としてCu(C
uO換算で0.01〜5質量%)、Mn(MnO換算
で0.01〜5質量%)、Ag:0.01〜5質量%の
うち少なくとも1種以上を含有させることが好ましい。
これらの副成分は、主に焼成工程において誘電体磁器組
成物の結晶化を促進する効果があり、低温焼結を達成す
るために添加されるものである。
【0024】本発明において、各成分範囲を特定した理
由は以下のとおりである。AlがAl換算で10
質量%より少ないと、1000℃以下の低温焼成では、
焼結密度が十分上昇しないために、磁器が多孔質とな
り、吸湿等により良好な特性が得られない。又、60質
量%より多いと、やはり1000℃以下の低温焼成で
は、焼結密度が十分上昇しないために、磁器が多孔質と
なり、吸湿等により良好な特性が得られない。
【0025】また、SiがSiO換算で25質量%よ
り少ないと、1000℃以下の低温焼成では、焼結密度
が十分上昇しないために、磁器が多孔質となり、吸湿等
により良好な特性が得られない。又、60質量%より多
いと、やはり1000℃以下の低温焼成では、焼結密度
が十分上昇しないために、磁器が多孔質となり、吸湿等
により良好な特性が得られない。
【0026】また、SrがSrO換算で10質量%より
少ないと、1000℃以下の低温焼成では、焼結密度が
十分上昇しないために、磁器が多孔質となり、吸湿等に
より良好な特性が得られない。又、50質量%より多い
と、やはり1000℃以下の低温焼成では、焼結密度が
十分上昇しないために、磁器が多孔質となり、吸湿等に
より良好な特性が得られない。
【0027】また、TiがTiO換算で20質量%よ
り多いと、1000℃以下の低温焼成では、焼結密度が
十分上昇しないために、磁器が多孔質となり、吸湿等に
より良好な特性が得られないと同時に、磁器の共振周波
数の温度係数が,Tiの含有量増加と共に大きくなり良
好な特性が得られない。Tiが含有してない場合の磁器
の共振周波数の温度係数τfは−20〜−40ppm/℃に
対し、Tiの配合量を多くしていくにつれて増加し、τ
fを0ppm/℃に調整する事も容易である。
【0028】また、本発明に係る誘電体磁器組成物は、
その製造工程中の仮焼工程において、誘電体磁器組成物
を構成する各成分のうちAlを除くSiO、S
rO、および副成分添加物がガラス化する事により、そ
の後の焼成工程において、生成されたガラス材料が焼結
促進剤として機能し、緻密化が達成されると同時に、A
を含む成分が結晶化してQの高い誘電特性を発
現するものと考えられる。
【0029】また、Biは、低温焼結を達成するために
添加される。つまり、このBiを添加することにより、
仮焼工程においてAl以外の成分がガラス化する
際、このガラスの軟化点を低下させる効果があり、より
低温で収縮を開始する材料が得られる事、および、焼成
工程において、1000℃以下の焼成温度でQの高い誘
電特性を得る事を可能とするものである。しかしなが
ら、Bi換算で10質量%より多いと、Q値が小
さくなる。このため、10質量%以下が望ましい。更に
好ましくは5質量%以下である。一方、0.1質量%よ
り少ないと添加効果が少なく、より低温での結晶化が困
難になるため、0.1質量%以上が好ましい。更に好ま
しくは0.2質量%以上である。
【0030】また、Naは、Biと同様に、NaO換
算で0.1質量%未満の場合、ガラスの軟化点が高くな
り低温での焼結が困難となる。このため、1000℃以
下の焼成では緻密な材料が得られない。また、5質量%
を超えると誘電損失が大きくなり過ぎ、実用性が無くな
る。このため、NaO換算で0.1〜5質量%が好ま
しい。
【0031】また、KもNaと同様にKO換算で0.
1質量%未満の場合、ガラスの軟化点が高くなり焼結が
困難となり緻密な材料が得られず、5質量%を超えると
誘電損失が大きくなり過ぎ、実用性がない。このため、
O換算で0.1〜5質量%が好ましい。
【0032】また、Coは、Naと同じく仮焼工程で生
成されるガラスの軟化点を低下させる効果があり、低温
焼結を達成するために添加されるが、CoO換算で0.
1質量%未満の場合、その添加効果は小さく、このた
め、900℃以下の焼成では緻密な材料を得る事が困難
となる。また、5質量%を超えると結晶化する温度が1
000℃以上となり、1000℃以下で誘電損失が大き
くなり過ぎ、実用性が無くなる。このため、CoO換算
で0.1〜5質量%が好ましい。
【0033】また、AgもNaと同様に添加する事によ
り、ガラスの軟化点を低下させると同時に、結晶化を促
進する効果があり、低温焼結を達成するために添加され
るが、5質量%を超えると誘電損失が大きくなり過ぎ、
実用性がない。このため、Agは5質量%以下の添加が
好ましい。さらに好ましくは2質量%以下である。
【0034】また、Cuは、焼成工程において誘電体磁
器組成物の結晶化を促進する効果があり、低温焼結を達
成するために添加されるが、CuO換算で0.01質量
%未満の場合、その添加効果は小さく、900℃以下で
の焼成ではQの高い材料を得る事が困難になる。また、
5質量%を超えると低温焼結性が損なわれるため、Cu
O換算で0.01〜5質量%が好ましい。
【0035】また、Mnは、Cuと同じく焼成工程にお
いて誘電体磁器組成物の結晶化を促進する効果があり、
低温焼結を達成するために添加されるが、MnO換算
で0.01質量%未満の場合、その添加効果は小さく、
900℃以下での焼成ではQの高い材料を得る事が困難
になる。また、5質量%を超えると低温焼結性が損なわ
れるため、MnO換算で0.01〜5質量%が好まし
い。
【0036】本発明では、上記の特定の成分組成によ
り、εが6〜8程度、τfの絶対値が小さく(50pp
m/℃以下)、fQ(fは共振周波数)値が5000G
Hz(5THz)以上で、しかも1000℃以下の温度
で焼結することができるマイクロ波用誘電体磁器組成物
を得ることができる。
【0037】このように1000℃以下又は900℃以
下の温度で焼成できるため、本発明の誘電体磁器組成物
は、銀や銅、金といった高い導電率を有する金属材料を
内部電極として用い、一体焼結を行うことができる。よ
って、本発明の誘電体材料の有する高いQ値と、内部電
極の電気抵抗による損失を抑えることにより、極めて損
失の小さいマイクロ波用電子部品を構成することができ
る。これにより、誘電体共振器、フィルタ、積層インダ
クター又は積層コンデンサ、および、これらを複合化し
た高周波積層基板等に応用して、優れたマイクロ波特性
および低損失な回路デバイスを実現することができる。
【0038】一方で、この銅を内部電極材料として用い
る場合は、焼成雰囲気の調整が必要となるが、銀を内部
電極材料として用いる場合は、焼成時の雰囲気を空気中
で行うことができ、工数の低減が可能である。本発明の
誘電体磁器組成物は、900℃での焼成も可能であり、
銀を用いて、空気中での一体焼結が可能であるという特
徴も有する。
【0039】
【実施例】以下、実施例について詳細に説明する。 (実施例1)出発原料として、純度99.9%、平均粒
径0.5μmのAl粉末、純度99.9%以上、
平均粒径0.5μm以下のSiO粉末、純度99.9
%、平均粒径0.5μmのSrO粉末、純度99.9
%、平均粒径0.5μmのTiO2粉末、純度99.9
%、平均粒径0.5〜5μmのBi粉末、Na
CO粉末、KCO粉末、CuO粉末、Ag粉末、
MnO2粉末、Co 粉末を用い、表1,表2,表
3に示す質量比率に従って秤量する。
【0040】
【表1】
【0041】
【表2】
【0042】
【表3】
【0043】これらの粉末をポリエチレン製のボールミ
ルに投入し更に酸化ジルコニウム製のボールと純水を投
入して20時間湿式混合を行う。混合スラリーを加熱乾
燥し水分を蒸発させた後ライカイ機で解砕し、アルミナ
製のるつぼに入れて、700〜850℃で2時間仮焼す
る。仮焼粉末は、前述のボールミルに投入し20〜40
時間湿式粉砕を行い、乾燥させ原料粉体とする。この粉
体にバインダとしてポリビニルアルコールの10%水溶
液を10〜20質量%添加し、乳鉢に混練後、32メッ
シュのふるいを通過させ整粒し、造粒粉末を得る。この
粉末を金型に投入し、2GPaの圧力で加圧成形し、円
柱形状の成形体試料を得た。
【0044】この試料を空気中にて、600℃まで10
0℃/hで昇温し、2時間持続後800〜900℃まで
200℃/hの速度で昇温し、さらに2時間持続後、2
00℃/hの速度で冷却して焼成を行い、得られた焼結
体の寸法と質量から焼結密度を算出した。また、誘電体
共振器法により、共振周波数fと無負荷Q値Qを求
めた。焼成体の寸法とf、Qより、比誘電率及び誘
電損失係数tanδの逆数とfの積よりf・Q値を算
出した。共振周波数は8〜14GHzであった。これら
の結果を表4、表5、表6に示す。焼成雰囲気は空気中
に限定されるものではなく、窒素などの非還元性雰囲気
下でも同じ誘電特性を示す。又、試料の結晶化状態は、
X線回折装置により、ガラス化、結晶化の状態を測定
し、確認した。尚、試料番号に*印のないものが本発明
の実施例であり、試料番号に*印のあるものは本発明の
範囲外の比較例である。
【0045】試料番号に*印を付した比較例によれば、
発明の実施の形態で述べた通り、本発明で規定した発明
の範囲外で作製した試料においては、1000℃以下の
低温の焼成温度においては緻密化していないために試料
が多孔質となったり、緻密化しても結晶化しないために
fQ値が低く誘電特性の測定が不能であることが明らか
である。一方、試料番号に*印のない実施例において
は、本発明で規定した組成の範囲内であるため、100
0℃以下、さらには900℃以下の焼成温度いおいても
緻密化し、誘電率が6〜9、fQ値が5THz以上の誘
電特性が得られ、さらにTiOの配合量により共振周
波数の温度係数を制御可能であり、0ppm/℃に近づ
けることが出来ることが明らかである。
【0046】また試料No.73の組成を有するマイク
ロ波用誘電体磁器組成物について、800℃で仮焼した
後のX線回折パターンを図2に、これを900℃で焼結
した後のX線回折パターンを図1に示す。800℃仮焼
のX線回折パターンでは、一部未反応の元素等の微小ピ
ークがあるものの、おおよそAl結晶以外の元素
がガラス化したハローなパターンであった。これを更に
900℃で焼結した後のX線回折パターンでは、ハロー
なパターンが減少し、新たにSrAlSiやN
aやKを含む長石族の固溶体と考えられる結晶相が析出
した。
【0047】
【表4】
【0048】
【表5】
【0049】
【表6】
【0050】(実施例2)以下本発明のマイクロ波用誘
電体磁器組成物を用いて構成したマイクロ波用電子部品
の一例として、積層型ローパスフィルタについて図3及
び図4にもとづいて説明する。図3は当該積層型ローパ
スフィルタの斜視図であり、図4はその内部構造を示し
た分解斜視図である。
【0051】実施例1で得られた粉砕粉を所定量のバイ
ンダー(例えばポリビニルブチラール)、可塑剤ととも
にポリエチレン製のボールミルに投入し更に酸化ジルコ
ニウム製のボールと溶媒(例えばエチルアルコールとブ
タノール)を投入して20時間湿式混合を行ったスラリ
ーを真空濃縮処理して粘度を調整した。次に、このスラ
リーをドクターブレード法によりフィルム上に塗布、乾
燥してグリーンシートを得た。このシートを所定の大き
さに切断し、部品回路上必要なスルーホール5,6を形
成するとともに、Ag電極ペーストを印刷塗布してイン
ダクタを構成する導体パターン1,2,3,4およびコ
ンデンサを構成する導体パターン7,8,9とアース電
極10,11を形成した。さらに各層12〜17を積層
圧着し、所定の寸法に切断した。得られたチップを、脱
脂焼成、バレル研磨を施した後、回路基板に電気結合さ
せるための外部電極20a〜20jを形成した。外部電
極が銀系の場合、はんだ食われが生じて電気部品として
の機械的、電気的信頼性に悪影響を及ぼす可能性がある
ので、Niめっきを被膜する。更に、はんだ濡れ性向上
のために、はんだめっきを形成する。このようにして2
つのインダクタと3つのコンデンサをπ型接続した積層
型ローパスフィルタ18を得た。この積層型ローパスフ
ィルタの電気的特性を測定したところ通過帯域での挿入
損失が0.2dB程度と優れた特性が得られた。また本
発明のマイクロ波用誘電体磁器組成物を用いて他のマイ
クロ波用電子部品を構成したが、同様に優れた電気的特
性が得られた。
【0052】このように、本発明の誘電体磁器組成物
は、種々の製造方法においても1000℃以下又は90
0℃以下の焼成温度で緻密な焼結体を得ることが出来,
かつ誘電率εが6〜9程度で、τfの絶対値が50pp
m/℃以下で、fQ値が5THz以上の値を得ることが
出来た。これにより、銀又は銅、金を内部電極用の材料
として用いることができ、各種マイクロ波部品用として
有用である。
【0053】
【発明の効果】本発明によれば、マイクロ波用誘電体磁
器組成物として、1000℃以下又は900℃以下で焼
結可能な材料であって、誘電率が約6〜9で、Q値の高
い誘電体材料を得ることができる。これにより、マイク
ロ波用の誘電体共振器、フィルタ、積層インダクター、
積層コンデンサなど、マイクロ波部品として優れたマイ
クロ波特性と低損失を得ることができる。特に、銀又は
銅などの電極材料と同時焼成して内部回路を構成する積
層型のマイクロ波部品用、および、これらを複合化した
高周波積層基板用として、優れた材料である。また、本
発明の材料は、マイクロ波より低い周波数においても、
同様に高性能な積層回路基板が形成出来る材料であり、
さらに、電極材料と同時焼成を行わない材料としても用
いる事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明マイクロ波用誘電体の焼結後のX線回
折パターン図。
【図2】 本発明マイクロ波用誘電体の焼結前のX線回
折パターン図。
【図3】 本発明の一実施例のマイクロ波用電子部品の
斜視図。
【図4】 本発明の一実施例のマイクロ波用電子部品の
分解斜視図。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H03H 7/075 H03H 7/075 A

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主成分がAl,Si,Srの酸化物で構
    成され、Al,Si,SrをそれぞれAl、Si
    、SrOに換算し合計100質量%としたとき、A
    換算で10〜60質量%、SiO換算で25
    〜60質量%、SrO換算で7.5〜50質量%のA
    l,Si,Srを含有し、前記合計100質量%に対し
    副成分として、Bi換算で0.1〜10質量%の
    Biを含有していることを特徴とするマイクロ波用誘電
    体磁器組成物。
  2. 【請求項2】 主成分がAl,Si,Srの酸化物で構
    成され、Al,Si,SrをそれぞれAl、Si
    、SrOに換算し合計100質量%としたとき、A
    換算で10〜60質量%、SiO換算で25
    〜60質量%、SrO換算で7.5〜50質量%のA
    l,Si,Srを含有し、前記合計100質量%に対し
    副成分として、Bi換算で0.1〜10質量%の
    Biを含有し、更にNaO換算で0.1〜5質量%の
    Na、KO換算で0.1〜5質量%のK、CoO換算
    で0.1〜5質量%のCoうち少なくとも1種以上を含
    有していることを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器組
    成物。
  3. 【請求項3】 主成分がAl,Si,Srの酸化物で構
    成され、Al,Si,SrをそれぞれAl、Si
    、SrOに換算し合計100質量%としたとき、A
    換算で10〜60質量%、SiO換算で25
    〜60質量%、SrO換算で7.5〜50質量%のA
    l,Si,Srを含有し、前記合計100質量%に対し
    副成分として、Bi換算で0.1〜10質量%の
    Biを含有し、更にCuO換算で0.01〜5質量%の
    Cu、MnO換算で0.01〜5質量%のMn、0.
    01〜5質量%のAgのうち少なくとも1種以上を含有
    していることを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器組成
    物。
  4. 【請求項4】 主成分がAl,Si,Srの酸化物で構
    成され、Al,Si,SrをそれぞれAl、Si
    、SrOに換算し合計100質量%としたとき、A
    換算で10〜60質量%、SiO換算で25
    〜60質量%、SrO換算で7.5〜50質量%のA
    l,Si,Srを含有し、前記合計100質量%に対し
    副成分として、Bi換算で0.1〜10質量%の
    Biを含有し、更にNaO換算で0.1〜5質量%の
    Na、KO換算で0.1〜5質量%のK、CoO換算
    で0.1〜5質量%のCoのうち少なくとも1種以上を
    含有し、かつCuO換算で0.01〜5質量%のCu、
    MnO換算で0.01〜5質量%のMn、0.01〜
    5質量%のAgのうち少なくとも1種以上を含有してい
    ることを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器組成物。
  5. 【請求項5】 主成分がAl,Si,Sr,Tiの酸化
    物で構成され、Al,Si,Sr,TiをそれぞれAl
    、SiO、SrO、TiOに換算し合計10
    0質量%としたとき、Al換算で10〜60質量
    %、SiO換算で25〜60質量%、SrO換算で
    7.5〜50質量%、TiO換算で20質量%以下の
    Al,Si,Sr,Tiを含有し、前記合計100質量
    %に対し副成分として、Bi換算で0.1〜10
    質量%のBiを含有していることを特徴とするマイクロ
    波用誘電体磁器組成物。
  6. 【請求項6】 主成分がAl,Si,Sr,Tiの酸化
    物で構成され、Al,Si,Sr,TiをそれぞれAl
    、SiO、SrO、TiOに換算し合計10
    0質量%としたとき、Al換算で10〜60質量
    %、SiO換算で25〜60質量%、SrO換算で
    7.5〜50質量%、TiO換算で20質量%以下の
    Al,Si,Sr,Tiを含有し、前記合計100質量
    %に対し副成分として、Bi換算で0.1〜10
    質量%のBiを含有し、更にNa O換算で0.1〜5
    質量%のNa、KO換算で0.1〜5質量%のK、C
    oO換算で0.1〜5質量%のCoのうち少なくとも1
    種以上を含有していることを特徴とするマイクロ波用誘
    電体磁器組成物。
  7. 【請求項7】 主成分がAl,Si,Sr,Tiの酸化
    物で構成され、Al,Si,Sr,TiをそれぞれAl
    、SiO、SrO、TiOに換算し合計10
    0質量%としたとき、Al換算で10〜60質量
    %、SiO換算で25〜60質量%、SrO換算で
    7.5〜50質量%、TiO換算で20質量%以下の
    Al,Si,Sr,Tiを含有し、前記合計100質量
    %に対し副成分として、Bi換算で0.1〜10
    質量%のBiを含有し、更にCuO換算で0.01〜5
    質量%のCu、MnO換算で0.01〜5質量%のM
    n、0.01〜5質量%のAgのうち少なくとも1種以
    上を含有していることを特徴とするマイクロ波用誘電体
    磁器組成物。
  8. 【請求項8】 主成分がAl,Si,Sr,Tiの酸化
    物で構成され、Al,Si,Sr,TiをそれぞれAl
    、SiO、SrO、TiOに換算し合計10
    0質量%としたとき、Al換算で10〜60質量
    %、SiO換算で25〜60質量%、SrO換算で
    7.5〜50質量%、TiO換算で20質量%以下の
    Al,Si,Sr,Tiを含有し、前記合計100質量
    %に対し副成分として、Bi換算で0.1〜10
    質量%のBiを含有し、更にNa O換算で0.1〜5
    質量%のNa、KO換算で0.1〜5質量%のK、C
    oO換算で0.1〜5質量%のCoのうち少なくとも1
    種以上を含有し、かつCuO換算で0.01〜5質量%
    のCu、MnO換算で0.01〜5質量%のMn、
    0.01〜5質量%のAgのうち少なくとも1種以上を
    含有していることを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器
    組成物。
  9. 【請求項9】 Al,Si,Sr又はAl,Si,S
    r,Tiの酸化物を主成分とし、副成分としてBiを必
    須とするマイクロ波用誘電体磁器組成物であって、組織
    にAl結晶相と少なくともAl,Si,Sr又は
    Al,Si,Sr,Tiを含む化合物結晶相を備え、f
    Q値が5THz以上であることを特徴とするマイクロ波
    用誘電体磁器組成物。
  10. 【請求項10】 請求項1乃至9のいずれかに記載のマ
    イクロ波用誘電体磁器組成物の製造方法であって、Al
    以外の元素をガラス化する第1の熱処理工程と、
    当該第1の熱処理工程のしかる後に、組織にAl
    の他に少なくともAl,Si,Sr又はAl,Si,S
    r,Tiを含む化合物結晶相を形成するような、かつf
    Q値が5THz以上となるような第2の熱処理工程を有
    することを特徴とするマイクロ波用誘電体磁器組成物の
    製造方法。
  11. 【請求項11】 前記第2の熱処理工程を第1の熱処理
    工程の熱処理温度超、1000℃以下の熱処理温度で行
    うことを特徴とする請求項10に記載のマイクロ波用誘
    電体磁器組成物の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項1乃至9のいずれかに記載のマ
    イクロ波用誘電体磁器組成物を用いることを特徴とする
    マイクロ波用電子部品。
  13. 【請求項13】 前記マイクロ波用誘電体磁器組成物か
    らなる誘電体層に電極を形成し、当該誘電体層を複数積
    層してなることを特徴とする請求項12に記載のマイク
    ロ波用電子部品。
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