JPH10101416A - 誘電体磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法 - Google Patents
誘電体磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法Info
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- JPH10101416A JPH10101416A JP8258821A JP25882196A JPH10101416A JP H10101416 A JPH10101416 A JP H10101416A JP 8258821 A JP8258821 A JP 8258821A JP 25882196 A JP25882196 A JP 25882196A JP H10101416 A JPH10101416 A JP H10101416A
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- glass
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】８００〜１０００℃で焼成することが可能であ
り、３０ＧＨｚ以上の高周波領域において、高い比誘電
率と、低い誘電正接を有する磁器組成物、磁器およびそ
の製造方法を提供する。 【構成】ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、少な
くともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびアルカリ
金属酸化物を含むガラス０．０５〜１５重量％とからな
ることを組成物を所定形状に成形後、非酸化性雰囲気
中、８００℃〜１０００℃で焼成することによって、少
なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相１と、
Ｚｎ、Ｂ、Ｓｉを含む非晶質相２からなる磁器を得る。
かかる磁器は、ミリ波領域（３０〜６０ＧＨｚ）での誘
電率（εｒ）が１５〜３０、誘電損失が１５×１０-4以
下の特性を具備する。
り、３０ＧＨｚ以上の高周波領域において、高い比誘電
率と、低い誘電正接を有する磁器組成物、磁器およびそ
の製造方法を提供する。 【構成】ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、少な
くともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびアルカリ
金属酸化物を含むガラス０．０５〜１５重量％とからな
ることを組成物を所定形状に成形後、非酸化性雰囲気
中、８００℃〜１０００℃で焼成することによって、少
なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相１と、
Ｚｎ、Ｂ、Ｓｉを含む非晶質相２からなる磁器を得る。
かかる磁器は、ミリ波領域（３０〜６０ＧＨｚ）での誘
電率（εｒ）が１５〜３０、誘電損失が１５×１０-4以
下の特性を具備する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温での焼成が可
能な磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法に関す
るものであり、特に、銅を配線とする高周波で用いられ
るマイクロ波、ミリ波用の配線基板や、マイクロ波、ミ
リ波領域で用いられる誘電体共振器、誘電体導波路、誘
電体アンテナに用いられる磁器に関するものである。
能な磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法に関す
るものであり、特に、銅を配線とする高周波で用いられ
るマイクロ波、ミリ波用の配線基板や、マイクロ波、ミ
リ波領域で用いられる誘電体共振器、誘電体導波路、誘
電体アンテナに用いられる磁器に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、高度情報化時代を迎え、情報伝送は
より高速化・高周波化が進行する傾向にある。自動車電
話やパーソナル無線等の移動無線、衛星放送、衛星通信
やＣＡＴＶ等のニューメディアでは、機器のコンパクト
化が推し進められており、これに伴い誘電体共振器等の
マイクロ波用回路素子に対しても小型化が強く望まれて
いる。
より高速化・高周波化が進行する傾向にある。自動車電
話やパーソナル無線等の移動無線、衛星放送、衛星通信
やＣＡＴＶ等のニューメディアでは、機器のコンパクト
化が推し進められており、これに伴い誘電体共振器等の
マイクロ波用回路素子に対しても小型化が強く望まれて
いる。
【０００３】このようなマイクロ波用回路素子の大きさ
は、使用電磁波の波長が基準となる。比誘電率εｒの誘
電体中を伝播する電磁波の波長λは、真空中の伝播波長
をλ0 とするとλ＝λ0 ／（εｒ）1/2 となる。したが
って、回路素子は、使用される回路用基板の誘電率が大
きい程、小型になる。
は、使用電磁波の波長が基準となる。比誘電率εｒの誘
電体中を伝播する電磁波の波長λは、真空中の伝播波長
をλ0 とするとλ＝λ0 ／（εｒ）1/2 となる。したが
って、回路素子は、使用される回路用基板の誘電率が大
きい程、小型になる。
【０００４】よって、上述した高誘電率化等の要求を満
足するため、例えば、特開平６−１３２６２１号公報に
示すように、樹脂中に無機誘電体粒子を分散したもの
や、特開平６−２６００３５号公報に示されるように、
高誘電率フィラーとガラスとの複合材料からなるガラス
セラミック回路用基板等が提案されている。
足するため、例えば、特開平６−１３２６２１号公報に
示すように、樹脂中に無機誘電体粒子を分散したもの
や、特開平６−２６００３５号公報に示されるように、
高誘電率フィラーとガラスとの複合材料からなるガラス
セラミック回路用基板等が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
６−１３２６２１号公報に示された回路基板では、焼成
温度が４００℃程度であり銅等を配線導体として用いて
の多層化、微細な配線化ができないという問題があっ
た。
６−１３２６２１号公報に示された回路基板では、焼成
温度が４００℃程度であり銅等を配線導体として用いて
の多層化、微細な配線化ができないという問題があっ
た。
【０００６】また従来のガラスセラミック材料は、その
ほとんどが誘電率１０より低い低誘電率のものであり、
また誘電損失も１０ＧＨｚのマイクロ波領域においては
２０×１０-4以上と大きく、高周波用の機器の小型化の
ための高誘電率化、低誘電損失化の点では充分に検討さ
れていない。また、従来のガラスセラミックスは、１０
００℃以下での焼成が可能であることから金、銀、銅な
どと同時に焼成する利点を有するが、このような低温焼
成を可能とするためには、少なくともガラス成分を３０
重量％以上を必要とするために、得られる磁器の特性が
ガラスの性質に大きく依存してしまう結果、フィラ−成
分の優れた特性が発揮できないという問題があった。
ほとんどが誘電率１０より低い低誘電率のものであり、
また誘電損失も１０ＧＨｚのマイクロ波領域においては
２０×１０-4以上と大きく、高周波用の機器の小型化の
ための高誘電率化、低誘電損失化の点では充分に検討さ
れていない。また、従来のガラスセラミックスは、１０
００℃以下での焼成が可能であることから金、銀、銅な
どと同時に焼成する利点を有するが、このような低温焼
成を可能とするためには、少なくともガラス成分を３０
重量％以上を必要とするために、得られる磁器の特性が
ガラスの性質に大きく依存してしまう結果、フィラ−成
分の優れた特性が発揮できないという問題があった。
【０００７】従って、本発明は、８００〜１０００℃で
の焼成が可能であり、特に３０ＧＨｚ以上の高周波領域
において高い比誘電率と、低い誘電損失を有する誘電体
磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
の焼成が可能であり、特に３０ＧＨｚ以上の高周波領域
において高い比誘電率と、低い誘電損失を有する誘電体
磁器組成物、誘電体磁器およびその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を鋭意検討した結果、ＺｎＴｉＯ3 に対して、少なくと
もＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラスを添加することによ
り、少なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相
を主体とする結晶相を析出させることにより、高い比誘
電率と低い誘電損失を得ることができること、また、Ｚ
ｎＴｉＯ3 から生成するＺｎを主とする液相とガラスと
の活性な反応によって、少ないガラス量で１０００℃以
下での緻密化を可能とし、配線導体として金、銀及び銅
等を用いた多層化、微細配線化が可能であることを知見
し、本発明に至った。
を鋭意検討した結果、ＺｎＴｉＯ3 に対して、少なくと
もＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラスを添加することによ
り、少なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相
を主体とする結晶相を析出させることにより、高い比誘
電率と低い誘電損失を得ることができること、また、Ｚ
ｎＴｉＯ3 から生成するＺｎを主とする液相とガラスと
の活性な反応によって、少ないガラス量で１０００℃以
下での緻密化を可能とし、配線導体として金、銀及び銅
等を用いた多層化、微細配線化が可能であることを知見
し、本発明に至った。
【０００９】即ち、本発明の磁器組成物は、ＺｎＴｉＯ
3 ８５〜９９．９５重量％と、少なくともＳｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜１５重量％とからなるこ
とを特徴とするものである。
3 ８５〜９９．９５重量％と、少なくともＳｉＯ2 、Ｂ
2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜１５重量％とからなるこ
とを特徴とするものである。
【００１０】また、本発明の誘電体磁器は、金属元素と
して、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂを含む複合酸化物からな
り、ＺｎおよびＴｉをＺｎＯ換算およびＴｉＯ2 換算に
よる合計で全量中８５〜９９．９５重量％の割合で含有
するものであり、少なくともＺｎとＴｉを含むイルメナ
イト型結晶相を主体とする結晶相と、Ｚｎ、ＢおよびＳ
ｉを含む非晶質相とからなることを特徴とするものであ
り、特に、３０〜６０ＧＨｚでの誘電率（εｒ）が１５
〜３０、誘電損失が１５×１０-4以下であることを特徴
とするものである。
して、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂを含む複合酸化物からな
り、ＺｎおよびＴｉをＺｎＯ換算およびＴｉＯ2 換算に
よる合計で全量中８５〜９９．９５重量％の割合で含有
するものであり、少なくともＺｎとＴｉを含むイルメナ
イト型結晶相を主体とする結晶相と、Ｚｎ、ＢおよびＳ
ｉを含む非晶質相とからなることを特徴とするものであ
り、特に、３０〜６０ＧＨｚでの誘電率（εｒ）が１５
〜３０、誘電損失が１５×１０-4以下であることを特徴
とするものである。
【００１１】さらに、上記誘電体磁器を製造する方法と
して、ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、少なく
ともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜１５重
量％とからなる組成物を所定形状に成形後、非酸化性雰
囲気中、８００℃〜１０００℃で焼成することを特徴と
するものである。
して、ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、少なく
ともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜１５重
量％とからなる組成物を所定形状に成形後、非酸化性雰
囲気中、８００℃〜１０００℃で焼成することを特徴と
するものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の磁器組成物は、ＺｎＴｉ
Ｏ3 を８５〜９９．９５重量％と、少なくともＳｉ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびアルカリ金属酸化物
（Ｌｉ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏなど）を含むガラスを
０．０５〜１５重量％とから構成される。
Ｏ3 を８５〜９９．９５重量％と、少なくともＳｉ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 、Ａｌ2 Ｏ3 およびアルカリ金属酸化物
（Ｌｉ2 Ｏ、Ｎａ2 Ｏ、Ｋ2 Ｏなど）を含むガラスを
０．０５〜１５重量％とから構成される。
【００１３】ここで、組成を上記の範囲に限定したの
は、ガラスの量が０．０５重量％より少ないか、言い換
えれば、ＺｎＴｉＯ3 の量が９９．９５重量％より多い
と、８００〜１０００℃の温度で磁器が十分に緻密化す
ることができず、この組成物を用いて作製される磁器特
性において、磁器が緻密化しないため誘電率が低下し、
また誘電損失は増大し、ガラスの量が１５重量％より多
いか、言い換えればＺｎＴｉＯ3 の量が８５重量％より
少ないと、７００℃以下の低温で液相が流失し磁器の形
状を損ない製品形状を保てず、また磁器特性の点から誘
電率は１５より低くなり、同時に、３０〜６０ＧＨｚの
高周波領域における誘電正接が１５×１０-4以上と高く
なる。上記組成の望ましい範囲はＺｎＴｉＯ3 ９３〜９
９．９重量％、上記ガラス０．１〜７重量％である。
は、ガラスの量が０．０５重量％より少ないか、言い換
えれば、ＺｎＴｉＯ3 の量が９９．９５重量％より多い
と、８００〜１０００℃の温度で磁器が十分に緻密化す
ることができず、この組成物を用いて作製される磁器特
性において、磁器が緻密化しないため誘電率が低下し、
また誘電損失は増大し、ガラスの量が１５重量％より多
いか、言い換えればＺｎＴｉＯ3 の量が８５重量％より
少ないと、７００℃以下の低温で液相が流失し磁器の形
状を損ない製品形状を保てず、また磁器特性の点から誘
電率は１５より低くなり、同時に、３０〜６０ＧＨｚの
高周波領域における誘電正接が１５×１０-4以上と高く
なる。上記組成の望ましい範囲はＺｎＴｉＯ3 ９３〜９
９．９重量％、上記ガラス０．１〜７重量％である。
【００１４】また、この誘電体磁器組成物は、８００〜
１０００℃の温度範囲での焼成によって相対密度９５％
以上まで緻密化することができ、これによって形成され
る磁器は、図１の磁器組織の概略図に示すように、主と
してイルメナイト型結晶相１を主体とする結晶相と、Ｚ
ｎとＢを含有する非晶質の粒界相２とから構成されてい
る。イルメナイト型結晶とは、ＦｅＴｉＯ3 で代表され
る三方格子に属する結晶構造を呈し、本発明の磁器で
は、前記ＦｅがＺｎに置き換わったものと推定される。
磁器中の結晶相としては、上記イルメナイト型結晶相以
外に、ＴｉＯ2 結晶相（ルチル、アナターゼ）３やスピ
ネル型結晶相（例えば、Ｚｎ2 ＴｉＯ4 ）４等の副結晶
相が析出してもよい。また、非晶質の粒界相中には、少
なくともＺｎ、Ｂ、Ｓｉが含まれ、さらには添加したガ
ラスの成分も含有される場合がある。
１０００℃の温度範囲での焼成によって相対密度９５％
以上まで緻密化することができ、これによって形成され
る磁器は、図１の磁器組織の概略図に示すように、主と
してイルメナイト型結晶相１を主体とする結晶相と、Ｚ
ｎとＢを含有する非晶質の粒界相２とから構成されてい
る。イルメナイト型結晶とは、ＦｅＴｉＯ3 で代表され
る三方格子に属する結晶構造を呈し、本発明の磁器で
は、前記ＦｅがＺｎに置き換わったものと推定される。
磁器中の結晶相としては、上記イルメナイト型結晶相以
外に、ＴｉＯ2 結晶相（ルチル、アナターゼ）３やスピ
ネル型結晶相（例えば、Ｚｎ2 ＴｉＯ4 ）４等の副結晶
相が析出してもよい。また、非晶質の粒界相中には、少
なくともＺｎ、Ｂ、Ｓｉが含まれ、さらには添加したガ
ラスの成分も含有される場合がある。
【００１５】このように本発明によれば、磁器中に、少
なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相を主結
晶相として存在させることにより、比誘電率を１５〜３
０の間で調整できるとともに、高周波領域においても低
い誘電損失を得ることができるのである。
なくともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相を主結
晶相として存在させることにより、比誘電率を１５〜３
０の間で調整できるとともに、高周波領域においても低
い誘電損失を得ることができるのである。
【００１６】また、上記磁器を製造する方法としては、
出発原料として、ＺｎＴｉＯ3 粉末と、少なくともＳｉ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラスを前述した組成を満足する
ように混合する。ここで用いるガラスとしては、ＳｉＯ
2 を５〜８０重量％、Ｂ2 Ｏ3 を４〜５０重量％の割合
でそれぞれ含み、他の成分としてＡｌ2 Ｏ3 を３０重量
％以下、アルカリ金属酸化物を２０重量％以下の割合で
含むものが使用され、これらの酸化物成分を所定割合で
配合したものを溶融、冷却し、ガラス化したものが使用
される。
出発原料として、ＺｎＴｉＯ3 粉末と、少なくともＳｉ
Ｏ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラスを前述した組成を満足する
ように混合する。ここで用いるガラスとしては、ＳｉＯ
2 を５〜８０重量％、Ｂ2 Ｏ3 を４〜５０重量％の割合
でそれぞれ含み、他の成分としてＡｌ2 Ｏ3 を３０重量
％以下、アルカリ金属酸化物を２０重量％以下の割合で
含むものが使用され、これらの酸化物成分を所定割合で
配合したものを溶融、冷却し、ガラス化したものが使用
される。
【００１７】なお、調合組成において、ＺｎＴｉＯ3 粉
末は分散性を高め高い誘電率や低い誘電正接を得るため
に２．０μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微粉末である
ことが望ましい。
末は分散性を高め高い誘電率や低い誘電正接を得るため
に２．０μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微粉末である
ことが望ましい。
【００１８】上記のような割合で添加混合した混合粉末
に適宜バインダ−を添加した後、例えば、金型プレス、
冷間静水圧プレス、押し出し成形、ドクターブレード
法、圧延法等により任意の形状に成形後、Ｎ2 、Ａｒ等
の非酸化性雰囲気中において８００℃〜１０００℃、特
に９００〜１０００℃の温度で０．１〜５時間焼成する
ことにより相対密度９５％以上に緻密化することができ
る。この時の焼成温度が８００℃より低いと、磁器が十
分に緻密化せず、１０００℃を越えると緻密化は可能で
あるが、銅導体を用いることが出来なくなるためであ
る。
に適宜バインダ−を添加した後、例えば、金型プレス、
冷間静水圧プレス、押し出し成形、ドクターブレード
法、圧延法等により任意の形状に成形後、Ｎ2 、Ａｒ等
の非酸化性雰囲気中において８００℃〜１０００℃、特
に９００〜１０００℃の温度で０．１〜５時間焼成する
ことにより相対密度９５％以上に緻密化することができ
る。この時の焼成温度が８００℃より低いと、磁器が十
分に緻密化せず、１０００℃を越えると緻密化は可能で
あるが、銅導体を用いることが出来なくなるためであ
る。
【００１９】本発明の上記方法によれば、ＺｎＴｉＯ3
と特定ガラスを組み合わせることにより、ＺｎＴｉＯ3
から生成するＺｎを含む液相と前記特定ガラス成分との
反応によって活性な液相反応が生じる結果、１５重量％
以下のガラス量で磁器を緻密化することができる。その
ために、誘電損失を増大させる要因となる粒界の非晶質
相の量を最小限に押さえることができる。このため高周
波領域においてより低い誘電損失を得ることができるの
である。
と特定ガラスを組み合わせることにより、ＺｎＴｉＯ3
から生成するＺｎを含む液相と前記特定ガラス成分との
反応によって活性な液相反応が生じる結果、１５重量％
以下のガラス量で磁器を緻密化することができる。その
ために、誘電損失を増大させる要因となる粒界の非晶質
相の量を最小限に押さえることができる。このため高周
波領域においてより低い誘電損失を得ることができるの
である。
【００２０】本発明における磁器組成物は、８００〜１
０００℃で焼成可能であることから、特に金、銀、銅な
どを配線する配線基板の絶縁基板として用いることがで
きる。かかる磁器組成物を用いて配線基板を作製する場
合には、例えば、上記のようにして調合した混合粉末を
公知のテープ成形法、例えばドクターブレード法、圧延
法等に従い、絶縁層形成用のグリーンシートを作製した
後、そのシートの表面に配線回路層用として、金、銀お
よび銅のうちの少なくとも１種の金属、特に、銅粉末を
含む導体ペーストを用いて、グリーンシート表面に配線
パターンにスクリーン印刷法、グラビア印刷法等によっ
て回路パターン状に印刷し、場合によってはシートにス
ルーホールやビアホール形成後、上記導体ペーストを充
填する。
０００℃で焼成可能であることから、特に金、銀、銅な
どを配線する配線基板の絶縁基板として用いることがで
きる。かかる磁器組成物を用いて配線基板を作製する場
合には、例えば、上記のようにして調合した混合粉末を
公知のテープ成形法、例えばドクターブレード法、圧延
法等に従い、絶縁層形成用のグリーンシートを作製した
後、そのシートの表面に配線回路層用として、金、銀お
よび銅のうちの少なくとも１種の金属、特に、銅粉末を
含む導体ペーストを用いて、グリーンシート表面に配線
パターンにスクリーン印刷法、グラビア印刷法等によっ
て回路パターン状に印刷し、場合によってはシートにス
ルーホールやビアホール形成後、上記導体ペーストを充
填する。
【００２１】その後、複数のグリーンシートを積層圧着
した後、上述した条件で焼成することにより、配線層と
絶縁層とを同時に焼成することができる。
した後、上述した条件で焼成することにより、配線層と
絶縁層とを同時に焼成することができる。
【００２２】
【実施例】ガラスとして、表１の組成からなるガラスお
よび平均粒径が１μｍ以下のＺｎＴｉＯ3 を表２、３の
組成に従い混合した。
よび平均粒径が１μｍ以下のＺｎＴｉＯ3 を表２、３の
組成に従い混合した。
【００２３】
【表１】
【００２４】そして、この混合物に有機バインダー、可
塑剤、トルエンを添加し、ドクターブレード法により厚
さ３００μｍのグリーンシートを作製した。そして、こ
のグリーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。得られた積層
体を水蒸気含有／窒素雰囲気中で、７００℃で脱バイン
ダーした後、乾燥窒素中で表２、３の条件において焼成
して多層基板用磁器組成物の焼結体を得た。
塑剤、トルエンを添加し、ドクターブレード法により厚
さ３００μｍのグリーンシートを作製した。そして、こ
のグリーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００
ｋｇ／ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。得られた積層
体を水蒸気含有／窒素雰囲気中で、７００℃で脱バイン
ダーした後、乾燥窒素中で表２、３の条件において焼成
して多層基板用磁器組成物の焼結体を得た。
【００２５】得られた焼結体について誘電率、誘電正接
を以下の方法で評価した。測定は、直径１〜３０ｍｍ、
厚み２〜１５ｍｍの形状の試料を切り出し、１．０〜７
０ＧＨｚにてネットワークアナライザー、シンセサイズ
ドスイーパーを用いて誘電体円柱共振器法により測定し
た。測定では、ＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）で
誘電体共振器の励起を行い、ＴＥ０２１，ＴＥ０３１モ
ードの共振特性より、誘電率および誘電正接を算出し
た。測定の結果は表２、３に示した。また、Ｘ線回折測
定によって、検出される結晶相を同定し、その結果を表
２、３に示した。
を以下の方法で評価した。測定は、直径１〜３０ｍｍ、
厚み２〜１５ｍｍの形状の試料を切り出し、１．０〜７
０ＧＨｚにてネットワークアナライザー、シンセサイズ
ドスイーパーを用いて誘電体円柱共振器法により測定し
た。測定では、ＮＲＤガイド（非放射性誘電体線路）で
誘電体共振器の励起を行い、ＴＥ０２１，ＴＥ０３１モ
ードの共振特性より、誘電率および誘電正接を算出し
た。測定の結果は表２、３に示した。また、Ｘ線回折測
定によって、検出される結晶相を同定し、その結果を表
２、３に示した。
【００２６】なお、試料Ｎo.７のＸ線回折チャートを図
２に示した。また、比較例として、ＺｎＴｉＯ3 に代わ
り、ＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 を用いて同様に焼結体
を作製し評価した（試料Ｎo.３３〜３６）。
２に示した。また、比較例として、ＺｎＴｉＯ3 に代わ
り、ＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 を用いて同様に焼結体
を作製し評価した（試料Ｎo.３３〜３６）。
【００２７】
【表２】
【００２８】
【表３】
【００２９】表２、３の結果から明らかなように、結晶
相として、イルメナイト型結晶相（ＺｎＴｉＯ3 ）結晶
相が析出した本発明は、いずれも誘電率が１５〜３０、
１〜７０ＧＨｚでの誘電正接が１５×１０-4以下の優れ
た値を示した。
相として、イルメナイト型結晶相（ＺｎＴｉＯ3 ）結晶
相が析出した本発明は、いずれも誘電率が１５〜３０、
１〜７０ＧＨｚでの誘電正接が１５×１０-4以下の優れ
た値を示した。
【００３０】これに対して、ガラス量が０．０５重量％
より少ない試料Ｎo.１１、１９では、焼成温度を１３０
０℃まで高めないと緻密化することができなかった。一
方、ガラス量が１５重量％を越える試料Ｎo.１、１８は
液相量が多いため焼成温度が低いが、誘電率が１５、１
４と低く、また誘電損失が６０ＧＨｚで１００×１０-4
を越えるものであった。また、Ｂ2 Ｏ3 を含まないガラ
スＣ，Ｄを用いた試料Ｎo.２０〜２４では、いずれも１
２００℃まで高めないと緻密化することができず、本発
明の目的を満足するものではなかった。
より少ない試料Ｎo.１１、１９では、焼成温度を１３０
０℃まで高めないと緻密化することができなかった。一
方、ガラス量が１５重量％を越える試料Ｎo.１、１８は
液相量が多いため焼成温度が低いが、誘電率が１５、１
４と低く、また誘電損失が６０ＧＨｚで１００×１０-4
を越えるものであった。また、Ｂ2 Ｏ3 を含まないガラ
スＣ，Ｄを用いた試料Ｎo.２０〜２４では、いずれも１
２００℃まで高めないと緻密化することができず、本発
明の目的を満足するものではなかった。
【００３１】また、比較例として、ＣａＴｉＯ3 、Ｓｒ
ＴｉＯ3 を用いた試料Ｎo.３３〜３６では、いずれも６
０ＧＨｚで高く測定できなかった。
ＴｉＯ3 を用いた試料Ｎo.３３〜３６では、いずれも６
０ＧＨｚで高く測定できなかった。
【００３２】実施例２ 上記実施例中のＮo.７の組成を用いて、直径１〜３０ｍ
ｍ、厚み２〜１５ｍｍの円柱サンプルを作製した（図
中、）。また比較として汎用品のアルミナ系ガラスセ
ラミックス（アルミノ硼珪酸ガラス７５重量％、アルミ
ナ２５重量％）（図中、）、汎用の低純度アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ９５重量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 ５
重量％）（図中、）を用い同様にしてサンプルを作製
した。作製したサンプルを１ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、２０
ＧＨｚ、３０ＧＨｚ、６０ＧＨｚの高周波領域におい
て、誘電体円柱共振器法により誘電率と誘電正接を測定
した。結果を図２、３にそれぞれ示した。汎用品のアル
ミナ系ガラスセラミックスは、誘電率が５とかなり低
い、汎用の低純度アルミナは誘電率は９であった。一
方、本発明品は誘電率が２８と高い値であった。
ｍ、厚み２〜１５ｍｍの円柱サンプルを作製した（図
中、）。また比較として汎用品のアルミナ系ガラスセ
ラミックス（アルミノ硼珪酸ガラス７５重量％、アルミ
ナ２５重量％）（図中、）、汎用の低純度アルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ９５重量％、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 ５
重量％）（図中、）を用い同様にしてサンプルを作製
した。作製したサンプルを１ＧＨｚ、１０ＧＨｚ、２０
ＧＨｚ、３０ＧＨｚ、６０ＧＨｚの高周波領域におい
て、誘電体円柱共振器法により誘電率と誘電正接を測定
した。結果を図２、３にそれぞれ示した。汎用品のアル
ミナ系ガラスセラミックスは、誘電率が５とかなり低
い、汎用の低純度アルミナは誘電率は９であった。一
方、本発明品は誘電率が２８と高い値であった。
【００３３】汎用品のアルミナ系ガラスセラミックス
は低周波領域において誘電正接は１０×１０-4と低い
が、高周波領域になるに従い特性が劣化してしまい２０
ＧＨｚ以上では２０×１０-4以上になってしまう。ま
た、汎用の低純度アルミナは６０ＧＨｚで４０×１０
-4と高い。一方、本発明品であるは、高周波領域にお
いても誘電正接は１５×１０-4以下と優れたものであっ
た。
は低周波領域において誘電正接は１０×１０-4と低い
が、高周波領域になるに従い特性が劣化してしまい２０
ＧＨｚ以上では２０×１０-4以上になってしまう。ま
た、汎用の低純度アルミナは６０ＧＨｚで４０×１０
-4と高い。一方、本発明品であるは、高周波領域にお
いても誘電正接は１５×１０-4以下と優れたものであっ
た。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の誘電体磁器
組成物は、８００〜１０００℃の温度で緻密化できるこ
とから、金、銀、銅などの配線と同時に焼成することが
できる。しかも、上記組成物を焼成して得られる磁器
は、３０ＧＨｚ以上の高周波帯においても高い誘電率と
低い誘電正接を示すために、マイクロ波用回路素子等に
おいて小型化が可能となる。
組成物は、８００〜１０００℃の温度で緻密化できるこ
とから、金、銀、銅などの配線と同時に焼成することが
できる。しかも、上記組成物を焼成して得られる磁器
は、３０ＧＨｚ以上の高周波帯においても高い誘電率と
低い誘電正接を示すために、マイクロ波用回路素子等に
おいて小型化が可能となる。
【図１】本発明の磁器組成物の組織の概略図である。
【図２】本発明の磁器（試料Ｎo.７）のＸ線回折チャー
ト図である。
ト図である。
【図３】本発明品および従来品の誘電率の測定周波数と
の関係を示した図である。
の関係を示した図である。
【図４】本発明品および従来品の誘電損失の測定周波数
との関係を示した図である。
との関係を示した図である。
１ イルメナイト型結晶相 ２ ガラス相 ３ ＴｉＯ2 相 ４ Ｚｎ2 ＴｉＯ4 相
Claims (4)
- 【請求項１】ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、
少なくともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜
１５重量％とからなることを特徴とする誘電体磁器組成
物。 - 【請求項２】金属元素として、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｂを
含む複合酸化物からなり、ＺｎおよびＴｉをＺｎＯ換算
およびＴｉＯ2 換算による合計で全量中８５〜９９．９
５重量％の割合で含有する誘電体磁器であって、少なく
ともＺｎとＴｉを含むイルメナイト型結晶相を主体とす
る結晶相と、Ｚｎ、ＢおよびＳｉを含む非晶質相とから
なることを特徴とする誘電体磁器。 - 【請求項３】３０〜６０ＧＨｚでの誘電率（εｒ）が１
５〜３０、誘電損失が１５×１０-4以下であることを特
徴とする請求項２記載の誘電体磁器。 - 【請求項４】ＺｎＴｉＯ3 ８５〜９９．９５重量％と、
少なくともＳｉＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 を含むガラス０．０５〜
１５重量％とからなる組成物を所定形状に成形後、非酸
化性雰囲気中、８００℃〜１０００℃で焼成することを
特徴とする誘電体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25882196A JP3406787B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 誘電体磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25882196A JP3406787B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 誘電体磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10101416A true JPH10101416A (ja) | 1998-04-21 |
| JP3406787B2 JP3406787B2 (ja) | 2003-05-12 |
Family
ID=17325515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25882196A Expired - Fee Related JP3406787B2 (ja) | 1996-09-30 | 1996-09-30 | 誘電体磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3406787B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004103929A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Ube Industries, Ltd. | 誘電体磁器組成物、並びにその製造方法、それを用いた誘電体磁器及び積層セラミック部品 |
| CN100378030C (zh) * | 2003-05-20 | 2008-04-02 | 宇部兴产株式会社 | 介质陶瓷组合物,其制造方法,采用该组合物的介质陶瓷和层压陶瓷部件 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1294103C (zh) * | 2005-05-25 | 2007-01-10 | 西北工业大学 | 一种可低温度烧结的钛酸锌高频介质陶瓷及其制备方法 |
-
1996
- 1996-09-30 JP JP25882196A patent/JP3406787B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004103929A1 (ja) * | 2003-05-20 | 2004-12-02 | Ube Industries, Ltd. | 誘電体磁器組成物、並びにその製造方法、それを用いた誘電体磁器及び積層セラミック部品 |
| US7276461B2 (en) | 2003-05-20 | 2007-10-02 | Ube Industries, Ltd. | Dielectric ceramic composition, method of manufacturing the same, and dielectric ceramics and laminated ceramic part using the same |
| CN100378030C (zh) * | 2003-05-20 | 2008-04-02 | 宇部兴产株式会社 | 介质陶瓷组合物,其制造方法,采用该组合物的介质陶瓷和层压陶瓷部件 |
| KR101137272B1 (ko) | 2003-05-20 | 2012-04-20 | 우베 고산 가부시키가이샤 | 유전체 세라믹 조성물, 그 제조방법 및 그 조성물을 이용한유전체 세라믹과 적층 세라믹 부품 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3406787B2 (ja) | 2003-05-12 |
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