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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Glaskeramikzusammensetzung,
einen durch Brennen der Glaskeramikzusammensetzung erzeugten gesinterten
Glaskeramikkörper sowie eine elektronische Komponente aus
monolithischer Keramik, die Glaskeramikschichten umfasst, die durch
Brennen der Glaskeramikzusammensatzung erzeugt wurden. Insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Verbesserung zum
Erhöhen des Q-Wertes eines gesinterten Glaskeramikkörpers.
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Stand der Technik
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Ein
Beispiel einer für die vorliegende Erfindung interessanten
Glaskeramikzusammensetzung ist eine Keramikzusammensetzung, die
in der ungeprüften
japanischen
Patentanmeldung Veröffentlichungsnr. 5-217426 (Patentschrift
1) beschrieben ist. Die Patentschrift 1 offenbart eine nichtreduzierende
dielektrische Glaskeramikzusammensetzung, bei der ein auf Li
2O-RO-B
2O
3-SiO
2 basierendes
Glas (wobei R zumindest ein Typ eines Elements ist, das aus Ba,
Ca und Sr ausgewählt ist) zu einer als Hauptkomponente
verwendeten (Ca, Sr) (Zr, Ti) O
3-MnO-SiO
2-Keramik hinzugegeben wird.
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Die
obige Glaskeramikzusammensetzung kann bei einer Temperatur von 1.000°C
oder weniger gebrannt werden. Infolge des Brennens kann ein gesinterter
Glaskeramikkörper erhalten werden, der eine hohe relative
Dielektrizitätskonstante, eine Charakteristik, dass die
Dielektrizitätskonstante bezüglich der Temperatur
stabil ist, und einen hohen Q-Wert aufweist. Demgemäß kann,
wenn die in der Patentschrift 1 beschriebene Glaskeramikzusammensetzung
verwendet wird, ein Metall, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit
aufweist, z. B. Gold, Silber oder Kupfer, bei Leiterstrukturen verwendet
werden, die in dem gesinterten Glaskeramikkörper gebildet
sind, und somit kann ein auf den Widerstand des Leiters zurückzuführender
Verlust in einem Hochfrequenzbereich verringert werden. Wenn beispielsweise
die Glaskeramikzusammensetzung als elektronische Komponente aus
monolithischer Keramik verwendet wird, die einen Resonator, ein
Filter, einen Kondensator oder dergleichen bildet, können
somit hervorragende Hochfrequenzcharakteristika verwirklicht werden.
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Obwohl
die in der Patentschrift 1 beschriebene Glaskeramikzusammensetzung
die oben beschriebenen hervorragenden Charakteristika aufweist,
besteht jedoch die Möglichkeit weiterer Verbesserungen.
Insbesondere ist bezüglich des Q-Werts ein Qf von etwa
5.000 GHz eine Grenze.
- Patentschrift 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldung Veröffentlichungsnr.
5-217426
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Offenbarung der Erfindung
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Durch die Erfindung zu lösende
Probleme
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Demgemäß besteht
ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Glaskeramikzusammensetzung
zu liefern, die eine Charakteristik, insbesondere den Q-Wert, der
in der Patentschrift 1 beschriebenen Glaskeramikzusammensetzung
weiter verbessern kann.
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Eine
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen durch
Brennen der obigen Glaskeramikzusammensetzung erzeugten gesinterten
Glaskeramikkörper und eine e lektronische Komponente aus monolithischer
Keramik, die durch ein Brennen der Glaskeramikzusammensetzung erzeugte
Glaskeramikschichten umfasst, zu liefern.
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Mittel zum Lösen
des Problems
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Um
die oben beschriebenen technischen Probleme zu lösen, enthält
eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung eine SrZrO3-Keramik und ein auf
Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierendes
Glas, wobei das auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierende
Glas 1 bis 12 Gewichtsprozent der Gesamtsumme ausmacht und Li2O in einer Menge im Bereich von 3,5 bis
15 Gewichtsprozent, MgO in einer Menge im Bereich von 20 bis 50
Gewichtsprozent, BaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent,
CaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 10 Gewichtsprozent, SrO
in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent, B2O3 in einer Menge
im Bereich von 16 bis 29 Gewichtsprozent, SiO2 in
einer Menge im Bereich von 11 bis 35 Gewichtsprozent, ZnO in einer
Menge im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent und Al2O3 in einer Menge im Bereich von 0 bis 15
Gewichtsprozent enthält, und die Glaskeramikzusammensetzung
ferner eine SrTiO3-Keramik in einer Menge
im Bereich von 0 bis 6 Gewichtsprozent der Gesamtsumme enthält.
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Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner eine BaZrO3-Keramik
in einer Menge im Bereich von 1 bis 84 Gewichtsprozent. Der Anteil
der BaZrO3-Keramik liegt stärker
bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 Gewichtsprozent.
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Außerdem
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise ferner Mg2SiO4 in einer Menge von 40 Gewichtsprozent oder
weniger.
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Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner TiO2 in einer
Menge im Bereich von 3 bis 10 Gewichtsprozent.
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Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner ZrO2 in einer
Menge von 6 Gewichtsprozent oder weniger.
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Außerdem
liefert die vorliegende Erfindung einen gesinterten Glaskeramikkörper,
der durch Brennen der oben beschriebenen Glaskeramikzusammensetzung
erzeugt wird.
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Die
vorliegende Erfindung liefert ferner eine elektronische Komponente
aus monolithischer Keramik, die eine erste Glaskeramikschicht umfasst,
die durch Brennen der oben beschriebenen Keramikzusammensetzung
erzeugt wird.
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Für
den Fall, dass die elektronische Komponente aus monolithischer Keramik
gemäß der vorliegenden Erfindung eine mit der
ersten Glaskeramikschicht laminierte zweite Glaskeramikschicht umfasst,
ist es vorzuziehen, dass die zweite Glaskeramikschicht durch Brennen
einer zweiten Glaskeramikzusammensetzung, die eine nachstehend beschriebene
Zusammensetzung aufweist, erhalten wird.
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Im
Einzelnen enthält die zweite Glaskeramikzusammensetzung
(1) ein erstes Keramikpulver, das Forsterit als Hauptkomponente
enthält, (2) ein zweites Keramikpulver, das aus zumindest
einem gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus einem Keramikpulver, das als Hauptkomponente Calciumtitanat enthält,
einem Keramikpulver, das als Hauptkomponente Strontiumtitanat enthält,
und einem Keramikpulver, das als Hauptkomponente Titanoxid enthält,
besteht, und (3) ein Borsilikatglaspulver, das Lithium in einer
Menge im Bereich von 3 bis 15 Gewichtsprozent in Form von Li2O, Magnesium in einer Menge im Bereich von
20 bis 50 Gewichtsprozent in Form von MgO, Bor in einer Menge im
Bereich von 15 bis 30 Gewichtsprozent in Form von B2O3, Sili zium in einer Menge im Bereich von
10 bis 45 Gewichtsprozent in Form von SiO2,
Zink in einer Menge im Bereich von 6 bis 20 Gewichtsprozent in Form
von ZnO sowie Aluminium in einer Menge im Bereich von 0 bis 15 Gewichtsprozent
in Form von Al2O3 enthält.
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Bei
der zweiten Glaskeramikzusammensetzung macht das Borsilikatglaspulver 3 Gewichtsprozent oder
mehr der zweiten Glaskeramikzusammensetzung aus.
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Außerdem
wird zu dem Borsilikatglaspulver zumindest ein Typ einer Zusatzkomponente
hinzugefügt, die aus der aus Calciumoxid, Bariumoxid und
Strontiumoxid bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
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Wenn
der Gehalt der Zusatzkomponente durch das Verhältnis der
Zusatzkomponente zu dem Borsilikatglaspulver dargestellt wird, beträgt
die Untergrenze des Gehalts der Zusatzkomponente in dem Fall, dass Calciumoxid,
Bariumoxid und Strontiumoxid in Form von CaO, BaO bzw. SrO vorliegen,
insgesamt 2 Gewichtsprozent, und die Obergrenze des Gehalts der
Zusatzkomponente beträgt in dem Fall, dass Calciumoxid
hinzugegeben wird, 15 Gewichtsprozent in Form von CaO, in dem Fall,
dass Bariumoxid hinzugegeben wird, 25 Gewichtsprozent in Form von
BaO, und in dem Fall, dass Strontiumoxid hinzugegeben wird, 25 Gewichtsprozent
in Form von SrO.
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Vorzugsweise
umfasst die elektronische Komponente aus monolithischer Keramik
gemäß der vorliegenden Erfindung ferner Leiterstrukturen,
die als Hauptkomponente Gold, Silber oder Kupfer enthalten, wobei die
Leiterstrukturen durch gleichzeitiges Brennen mit der Glaskeramikzusammensetzung
auf einer Oberfläche der und/oder in der elektronischen
Komponente aus monolithischer Keramik gebildet werden.
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Vorteile
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Gemäß der
Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden Erfindung weist ein
auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierendes
Glas mit einem spezifischen Zusammensetzungsverhältnis
eine sehr gute Benetzbarkeit bezüglich einer SrZrO3-Keramik auf. Durch Hinzufügen
des auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierenden
Glases sogar in einer geringen Menge kann demgemäß ein
Sintern bei geringer Temperatur unter Beibehaltung von Charakteristika
der SrZrO3-Keramik im Vergleich zu dem in
der Patentschrift 1 beschriebenen, auf Li2O-RO-B2O3-SiO2 basierenden
Glas auf zufrieden stellende Weise verwirklicht werden. Gemäß einem
durch Brennen dieser Glaskeramikzusammensetzung erhaltenen gesinterten
Glaskeramikkörper kann folglich eine hohe relative Dielektrizitätskonstante
der SrZrO3-Keramik aufrechterhalten werden.
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Außerdem
fällt die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Kristallphase von Mg3B2O6, Li2MgSi2O8 oder dergleichen
aus. Eine derartige Kristallphase weist einen hohen Q-Wert auf.
Deshalb kann gemäß der Glaskeramikzusammensetzung
der vorliegenden Erfindung ein hoher Q-Wert erhalten werden.
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Wenn
die Glaskeramikzusammensetzung ferner eine SrTiO3-Keramik
enthält, kann dadurch, dass der Gehalt der SrTiO3-Keramik dahin gehend gesteuert wird, 6
Gewichtsprozent oder weniger der Gesamtsumme auszumachen, der Q-Wert
weiter verbessert werden, ohne den Temperaturkoeffizienten der Dielektrizitätskonstante
in der negativen Richtung zu erhöhen.
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Gemäß einer
elektronischen Komponente aus monolithischer Keramik, die eine Glaskeramikschicht umfasst,
die durch Brennen der Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung erzeugt wurde, können somit gute Hochfrequenzcharakteristika
verwirklicht werden.
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Die
Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei einer geringen Temperatur von 1.000°C
oder weniger gesintert werden. Demgemäß können
auf einer Oberfläche der und/oder in der elektronischen
Komponenten aus monolithischer Keramik Leiterstrukturen vorgesehen
sein, die Gold, Silber oder Kupfer als Hauptkomponente aufweisen
und durch gleichzeitiges Brennen mit der Glaskeramikzusammensetzung
gebildet werden. Durch Bilden der Leiterstrukturen, die als Hauptkomponente
Gold, Silber oder Kupfer enthalten, kann ein auf den Widerstand
der Leiterstrukturen zurückzuführender Verlust
verringert werden.
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Wenn
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner eine BaZrO3-Keramik in
einer Menge im Bereich von 1 bis 84 Gewichtsprozent enthält,
kann eine Änderungsrate der Kapazität eines durch
Brennen der Glaskeramikzusammensetzung erzeugten gesinterten Glaskeramikkörpers
vor und nach einem Belastungstest verringert werden. Wenn der Gehalt
der BaZrO3-Keramik auf den Bereich von 1 bis
30 Gewichtsprozent beschränkt ist, kann die Kapazitätsänderungsrate
außerdem weiter verringert werden.
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Wenn
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner Mg2SiO4 in
einer Menge von 40 Gewichtsprozent oder weniger enthält,
kann der Q-Wert weiter verbessert werden.
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Wenn
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner TiO2 in einer Menge im
Bereich von 3 bis 10 Gewichtsprozent enthält, kann der
Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante stärker
stabilisiert werden.
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Wenn
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner ZrO2 in einer Menge von
6 Gewichtsprozent oder weniger enthält, kann ein höherer
Q-Wert erhalten werden.
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Wenn
eine elektronische Komponente aus monolithischer Keramik gemäß der
vorliegenden Erfindung die oben erwähnte zweite Glaskeramikschicht
umfasst, die mit einer ersten Glaskeramikschicht laminiert ist, die
durch Brennen der Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
erhalten wurde, weist die zweite Glaskeramikschicht eine gute chemische
Stabilität, eine relativ niedrige relative Dielektrizitätskonstante, einen
hohen Q-Wert sowie einen stabilen Temperaturkoeffizienten (τf) der Resonanzfrequenz auf. Außerdem weist
die zweite Glaskeramikschicht eine gute Kompatibilität
mit der ersten Glaskeramikschicht auf. Demgemäß kann
eine elektronische Komponente aus monolithischer Keramik erhalten
werden, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
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Die
zweite Glaskeramikzusammensetzung, die zu der zweiten Glaskeramikschicht
gebildet werden soll, enthält vorzugsweise das erste Keramikpulver
in einer Menge von 55 Gewichtsprozent oder mehr, das zweite Keramikpulver
in einer Menge im Bereich von 6 bis 30 Gewichtsprozent und das Borsilikatglaspulver
in einer Menge im Bereich von 3 bis 20 Gewichtsprozent. Bei dieser
zweiten Glaskeramikzusammensetzung können die hervorragenden
Charakteristika sogar dann erhalten werden, wie oben beschrieben
wurde, wenn der Gehalt des Borsilikatglaspulvers gering ist, beispielsweise
20 Gewichtsprozent oder weniger. Folglich ist die zweite Glaskeramikzusammensetzung
bezüglich der Kosten vorteilhaft. Gemäß der
zweiten Glaskeramikzusammensetzung wird eine Reaktion zwischen dem
zweiten Keramikpulver und dem Glas ohne weiteres gesteuert, der
Temperaturkoeffizient (τf) der
Resonanzfrequenz wird durch Hinzufügen von Zusatzstoffen
ohne weiteres gesteuert, und es kann eine elektronische Komponente
aus monolithischer Keramik erhalten werden, die einen guten Plattierungswiderstand
aufweist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die das Erscheinungsbild eines LC-Filters 1 zeigt,
das ein Beispiel einer elektronischen Komponente aus monolithischer
Keramik ist, die durch eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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2 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm, das durch das in 1 gezeigte
LC-Filter 1 geliefert wird.
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3 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer grünen
laminierten Struktur 8, die ein Zwischenprodukt ist, das
beim Erzeugen des in 1 gezeigten Filters 1 einem
Brennschritt unterzogen werden soll.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Mehrschichtkeramiksubstrat 51 veranschaulicht,
das ein weiteres Beispiel einer elektronischen Komponente aus monolithischer
Keramik ist, die durch eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die eine grüne laminierte Struktur 57 veranschaulicht,
die ein Zwischenprodukt ist, das beim Erzeugen des in 4 gezeigten
Mehrschichtkeramiksubstrats 51 einem Brennschritt unterzogen
werden soll.
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6 ist
eine Querschnittsansicht, die ein Mehrschichtkeramiksubstrat 61 veranschaulicht,
das ein weiteres Beispiel einer elektronischen Komponente aus monolithischer
Keramik ist, die durch eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung gebildet wird.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, die eine grüne gebildete laminierte
Struktur 67 veranschaulicht, die ein Zwischenprodukt ist,
das beim Erzeugen des in 6 gezeigten Mehrschichtkeramiksubstrats 61 einem Brennschritt
unterzogen werden soll.
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Beste Modi zum Durchführen
der Erfindung
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1 bis 3 veranschaulichen
ein LC-Filter, das ein Beispiel einer elektronischen Komponente
aus monolithischer Keramik ist, die durch eine Glaskeramikzusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird.
Hier ist 1 eine perspektivische Ansicht,
die das Erscheinungsbild eines LC-Filters 1 zeigt, 2 ist
ein Ersatzschaltungsdiagramm, das durch das LC-Filter 1 geliefert
wird, und 3 ist eine auseinander gezogene
perspektivische Ansicht einer grünen laminierten Struktur 8,
die ein Zwi schenprodukt ist, das beim Erzeugen des LC-Filters 1 einem
Brennschritt unterzogen werden soll.
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Wie
in 1 gezeigt ist, umfasst das LC-Filter 1 einen
Komponentenkörper 3, der eine laminierte Struktur
ist, die eine Mehrzahl von laminierten Glaskeramikschichten umfasst.
Anschlusselektroden 4 und 5 sind auf Außenoberflächen
von Enden des Komponentenkörpers 3 vorgesehen,
und Anschlusselektroden 6 und 7 sind auf einem
Zwischenabschnitt von Seitenoberflächen derselben vorgesehen.
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Wie
in 2 gezeigt ist, bildet das LC-Filter 1 zwei
Induktanzelemente L1 und L2, die zwischen die Anschlusselektroden 4 und 5 in
Reihe geschaltet sind, und bildet ein Kapazitätselement
C zwischen einem Verbindungspunkt der Induktanzelemente L1 und L2
und den Anschlusselektroden 6 und 7.
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Unter
Bezugnahme auf 3 umfasst eine grüne
laminierte Struktur 8, die zu dem Komponentenkörper 3 gebildet
werden soll, eine Mehrzahl von grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20.
Die Anzahl an grünen Glaskeramikschichten ist nicht auf
die in der Figur gezeigte Anzahl beschränkt.
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Jede
der grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20 ist
aus einer Grünlage gebildet, die dadurch erhalten wird,
dass beispielsweise anhand eines Rakelverfahrens eine Aufschlämmung
gebildet wird, die eine Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden
Erfindung enthält, die eine nachstehend beschriebene Zusammensetzung
aufweist.
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Um
die Induktanzelemente L1 und L2 und das in 2 gezeigte
Kapazitätselement C zu liefern, sind außerdem
auf manchen der grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20 Leiterstrukturen
derart vorgesehen, dass sie die folgenden Formen aufweisen.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 11 sind eine Spulenstruktur 21,
die einen Bestandteil des Induktanzelements L1 bildet, und eine
Anschlussstruktur 22, die sich von einem Ende der Spulenstruktur 21 erstreckt,
vorgesehen. Ein Durchkontaktierungsleiter 23 ist an einem
anderen Ende der Spulenstruktur 21 vorgesehen.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 12 ist eine Spulenstruktur 24,
die einen Bestandteil des Induktanzelements L1 bildet, vorgesehen,
und an einem Ende der Spulenstruktur 24 ist ein Durchkontaktierungsleiter 25 vorgesehen.
Ein weiteres Ende der Spulenstruktur 24 ist mit dem Durchkontaktierungsleiter 23 verbunden.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 13 ist ein Durchkontaktierungsleiter 26 vorgesehen,
der mit dem Durchkontaktierungsleiter 25 verbunden ist.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 14 sind eine Kondensatorstruktur 27,
die einen Bestandteil des Kapazitätselements C bildet,
und Anschlussstrukturen 28 und 29, die sich von
der Kondensatorstruktur 27 erstrecken, vorgesehen. Ein
mit dem Durchkontaktierungsleiter 26 verbundener Durchkontaktierungsleiter 30 ist in
der grünen Glaskeramikschicht 14 vorgesehen.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 15 sind eine Kondensatorstruktur 31,
die einen Bestandteil des Kapazitätselements C bildet,
und ein mit der Kondensatorstruktur 31 verbundener Durchkontaktierungsleiter 32 vorgesehen.
Die Kondensatorstruktur 31 ist mit dem Durchkontaktierungsleiter 30 verbunden.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 16 sind eine Kondensatorstruktur 33,
die einen Bestandteil des Kapazitätselements C bildet,
und Anschlussstrukturen 34 und 35, die sich von
der Kondensatorstruktur 33 erstrecken, vorgesehen. In der
grünen Glaskeramikschicht 16 ist ein Durchkontaktie rungsleiter 36 vorgesehen, der
mit dem Durchkontaktierungsleiter 32 verbunden ist.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 17 ist ein mit
dem Durchkontaktierungsleiter 36 verbundener Durchkontaktierungsleiter 37 vorgesehen.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 18 ist eine Spulenstruktur 38 vorgesehen,
die einen Bestandteil des Induktanzelements L2 bildet, und an einem
Ende der Spulenstruktur 38 ist ein Durchkontaktierungsleiter 39 vorgesehen.
Ein anderes Ende der Spulenstruktur 38 ist mit dem Durchkontaktierungsleiter 37 verbunden.
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Auf
einer grünen Glaskeramikschicht 19 sind eine Spulenstruktur 40,
die einen Bestandteil des Induktanzelements L2 bildet, und eine
Anschlussstruktur 41, die sich von einem Ende der Spulenstruktur 40 erstreckt,
vorgesehen. Ein anderes Ende der Spulenstruktur 40 ist
mit dem Durchkontaktierungsleiter 39 verbunden.
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Beim
Bilden der Spulenstrukturen 21, 24, 38 und 40 werden
die Anschlussstrukturen 22, 28, 29, 34, 35 und 41,
die Durchkontaktierungsleiter 23, 25, 26, 30, 32, 36, 37 und 39 und
die Kondensatorstrukturen 27, 31 und 33,
vorzugsweise eine leitfähige Paste, die als leitfähige
Komponente ein Metallpulver enthält, das als Hauptkomponente
Gold, Silber oder Kupfer enthält, verwendet.
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Um
die Spulenstrukturen 21, 24, 38 und 40,
die Anschlussstrukturen 22, 28, 29, 34, 35 und 41 sowie die
Kondensatorstrukturen 27, 31 und 33 zu
bilden, wird ein Druckverfahren, beispielsweise Siebdrucken, verwendet.
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Um
die Durchkontaktierungsleiter 23, 25, 26, 30, 36, 37 und 39 zu
bilden, wird durch Stanzen oder dergleichen in jeder der Grünlagen,
die zu den damit in Beziehung stehenden grünen Glaskeramikschichten 11 bis 18 gebildet
werden sollen, ein Durchgangsloch gebildet, und das Durchgangsloch
wird mit einer leitfähigen Paste gefüllt.
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Um
die grüne laminierte Struktur 8 zu erhalten, wird
eine Mehrzahl von zu den grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20 zu
bildenden keramischen Grünlagen laminiert und in die Laminierungsrichtung
gepresst.
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Anschließend
wird die grüne laminierte Struktur 8 gebrannt.
Auf diese Weise wird durch Brennen der grünen laminierten
Struktur 8 der Komponentenkörper 3 erzeugt.
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Beim
Brennen der grünen laminierten Struktur 8 kann
vorab auf zumindest einer Hauptoberfläche der grünen
laminierten Struktur 8 eine Schrumpfungsunterdrückungsschicht
vorgesehen sein, die ein Pulver aus anorganischem Material wie z.
B. Aluminiumoxid-, Zirconiumoxid-, Mullit-, Spinell- oder Magnesiumoxid-Pulver enthält,
das bei einer Sintertemperatur des in den grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20 enthaltenen
Keramikmaterials nicht sintert, der Brennschritt kann in diesem
Zustand durchgeführt werden, und die Schrumpfungsunterdrückungsschicht
kann nach dem Brennschritt beseitigt werden. Gemäß diesem
Verfahren wird die Schrumpfung der Glaskeramikschichten 10 bis 20 in
der Richtung der Hauptoberfläche während des Brennschritts
unterdrückt, und somit kann die Abmessungsgenauigkeit des
hergestellten Komponentenkörpers 3 erhöht
werden.
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Als
Nächstes werden beispielsweise ein Schritt eines Aufbringens
einer leitfähigen Paste auf die Außenoberflächen
des Komponentenkörpers 3 und ein Härtungsschritt
durchgeführt, wodurch die Anschlusselektroden 4 bis 7 gebildet
werden. Bei Bedarf kann an den Anschlusselektroden 4 bis 7 ein
Plattierungsprozess durchgeführt werden.
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Die
oben erwähnte Anschlusselektrode 4 ist mit der
in 3 gezeigten Anschlussstruktur 22 elektrisch verbunden.
Die Anschlusselektrode 5 ist mit der Anschlussstruktur 41 e lektrisch
verbunden. Die Anschlusselektrode 6 ist mit den Anschlussstrukturen 28 und 34 elektrisch
verbunden. Die Anschlusselektrode 7 ist mit den Anschlussstrukturen 29 und 35 elektrisch
verbunden.
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4 und 5 veranschaulichen
ein Mehrschichtkeramiksubstrat, das ein weiteres Beispiel einer durch
eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildete elektronische Komponente aus monolithischer
Keramik ist. Hier ist 4 eine Querschnittsansicht,
die ein Mehrschichtkeramiksubstrat 51 veranschaulicht,
und 5 ist eine Querschnittsansicht, die eine grüne
laminierte Struktur 57 veranschaulicht, die ein Zwischenprodukt
ist, das beim Erzeugen des in 4 gezeigten
Mehrschichtkeramiksubstrats 51 einem Brennschritt unterzogen
werden soll.
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Wie
in 4 gezeigt ist, umfasst das Mehrschichtkeramiksubstrat 51 eine
Mehrzahl von laminierten Glaskeramikschichten 53, und auf
manchen der Glaskeramikschichten 53 sind verschiedene Leiterstrukturen vorgesehen.
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Die
oben erwähnten Leiterstrukturen umfassen Außenleiterfilme 54,
die auf Endoberflächen der Laminierungsrichtung des Mehrschichtkeramiksubstrats 51 vorgesehen
sind, Innenleiterfilme 55, die entlang Schnittstellen zwischen
den Glaskeramikschichten 53 vorgesehen sind, sowie Durchkontaktierungsleiter 56, die
vorgesehen sind, um die Glaskeramikschichten 53 zu durchdringen.
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Die
Außenleiterfilme 54 werden zum Verbinden mit einer
(nicht gezeigten) elektronischen Komponente, die auf einer Außenoberfläche
des Mehrschichtkeramiksubstrats 51 angeordnet werden soll,
verwendet, oder zum Verbinden mit einer (nicht gezeigten) Schaltungsplatine,
an der das Mehrschichtkeramiksubstrat 51 angebracht ist,
verwendet.
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Die
Innenleiterfilme 55 und die Durchkontaktierungsleiter 56 arbeiten
so, dass passive Elemente wie z. B. ein Konden sator und ein Induktor
gebildet werden oder derartige Elemente miteinander verbunden werden.
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Das
in 4 gezeigte Mehrschichtkeramiksubstrat 51 wird
durch Brennen der in 5 gezeigten grünen
laminierten Struktur 57 erhalten.
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Die
grüne laminierte Struktur 57 umfasst eine Mehrzahl
von laminierten grünen Glaskeramikschichten 59,
die zu den Glaskeramikschichten 53 gebildet werden sollen,
die Außenleiterfilme 54, die Innenleiterfilme 55 und
die Durchkontaktierungsleiter 56, die oben erwähnt
wurden.
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Jede
der grünen Glaskeramikschichten 59 ist aus einer
Grünlage gebildet, die erhalten wird, indem beispielsweise
anhand eines Rakelverfahrens eine Aufschlämmung gebildet
wird, die eine Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
enthält, die eine nachstehend beschriebene Zusammensetzung aufweist.
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Die
Verfahren zum Bilden der Außenleiterfilme 54,
der Innenleiterfilme 55 und der Durchkontaktierungsleiter 56 sind
im Wesentlichen dieselben wie die oben beschriebenen Verfahren zum
Bilden der Spulenstrukturen 21 usw. und der Durchkontaktierungsleiter 23 usw.,
die in 3 gezeigt sind.
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Nachdem
die grüne laminierte Struktur 57 hergestellt wurde,
wird die grüne laminierte Struktur 57 im Wesentlichen
auf dieselbe Weise wie in dem Fall des unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschriebenen LC-Filters 1 gebrannt,
wodurch das gewünschte Mehrschichtkeramiksubstrat 51 erhalten
wird.
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Die
oben beschriebene Schrumpfungsunterdrückungsschicht kann
auch beim Brennen der grünen laminierten Struktur 57 vorgesehen
sein.
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Beim
Erzeugen des LC-Filters 1 oder des Mehrschichtkeramiksubstrats 51,
oben beschrieben, wird als die in den Glaskeramikschichten 10 bis 20 oder 59 enthaltene
Glaskeramikzusammensetzung eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet. Im Einzelnen enthält
die verwendete Glaskeramikzusammensetzung eine SrZrO3-Keramik
und ein auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierendes Glas,
wobei das auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierende
Glas 1 bis 12 Gewichtsprozent der Gesamtsumme ausmacht und Li2O in einer Menge im Bereich von 3,5 bis
15 Gewichtsprozent, MgO in einer Menge im Bereich von 20 bis 50
Gewichtsprozent, BaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent,
CaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 10 Gewichtsprozent, SrO
in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent, B2O3 in einer Menge
im Bereich von 16 bis 29 Gewichtsprozent, SiO2 in
einer Menge im Bereich von 11 bis 35 Gewichtsprozent, ZnO in einer
Menge im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent und Al2O3 in einer Menge im Bereich von 0 bis 15
Gewichtsprozent enthält, und wenn die Glaskeramikzusammensetzung
ferner eine SrTiO3-Keramik in einer Menge
im Bereich von 0 bis 6 Gewichtsprozent der Gesamtsumme enthält,
beträgt deren Gehalt 6 Gewichtsprozent oder weniger der
Gesamtsumme.
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Als
SrZrO3-Keramik wird hauptsächlich
eine Keramik verwendet, bei der das Verhältnis von Sr zu
Zr 1:1 (stöchiometrisches Verhältnis) ist. Alternativ
dazu kann die Keramik beispielsweise eine Keramik sein, die durch
SrZrxO1+2x (wobei
x = 0,95 bis 1,05) dargestellt wird. Alternativ kann ein Teil von
Sr oder Zr durch ein anderes Element ersetzt werden. Beispielsweise
kann ein Teil des Sr durch Ba oder Ca ersetzt werden, und ein Teil
des Zr kann durch Ti ersetzt werden.
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Außerdem
gilt dies auch für die SrPiO3-Keramik.
Hauptsächlich wird eine Keramik verwendet, bei der das
Verhältnis von Sr zu Ti 1:1 (stöchiometrisches
Verhältnis) beträgt. Alternativ dazu kann die
Keramik beispielsweise eine Kera mik sein, die durch SrTixO1+2x (wobei x =
0,95 bis 1,05) dargestellt wird. Alternativ dazu kann ein Teil des
Sr oder Ti durch ein anderes Element ersetzt werden. Beispielsweise
kann ein Teil des Sr durch Ba oder Ca ersetzt werden, oder ein Teil
des Ti kann durch Zr ersetzt werden.
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Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner eine BaZrO3-Keramik
in einer Menge im Bereich von 1 bis 84 Gewichtsprozent. Der Gehalt
der BaZrO3-Keramik liegt stärker
bevorzugt im Bereich von 1 bis 30 Gewichtsprozent.
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Außerdem
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung vorzugsweise ferner Mg2SiO4 in einer Menge von 40 Gewichtsprozent oder
weniger.
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Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner TiO2 in einer
Menge im Bereich von 3 bis 10 Gewichtsprozent.
-
Vorzugsweise
enthält die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der
vorliegenden Erfindung ferner ZrO2 in einer
Menge von 6 Gewichtsprozent oder weniger. Man nimmt an, das ZrO2 aus dem folgenden Grund zur Verwirklichung
eines höheren Q-Werts beiträgt. Das heißt,
SrZrO3 und BaZrO3 reagieren
mit hinzugefügtem Glas, und ein Teil des SrZrO3 und
BaZrO3 wird zersetzt. Folglich kann der
Q-Wert verringert werden. Infolge dieser Zersetzung werden ZrO2, SrO und BaO erzeugt. Jedoch erfolgt die
Zersetzungsreaktion nicht ohne weiteres, wenn ZrO2 vorab
zugegeben wird. Deshalb kann durch Hinzugeben von ZrO2 ein
ursprünglicher hoher Q-Wert aufrechterhalten werden.
-
Die
oben beschriebene Glaskeramikzusammensetzung wird als grüne
Glaskeramikschichten 10 bis 20 oder 59 verwendet.
In diesem Fall können die Glaskeramikschichten 10 bis 20 oder 59 beim
Brennen der grünen laminierten Struktur 8 oder 57 sogar
dann, wenn eine Komponente, die als Hauptkomponente Gold, Silber
oder Kupfer, das einen geringen spezifischen Widerstand aufweist,
enthält, als leitfähige Komponente verwendet wird,
die in den Leiterstrukturen 21 bis 41 oder 54 bis 56 enthalten
ist, gesintert werden, indem bei einer Temperatur gebrannt wird,
die niedriger ist als der Schmelzpunkt der leitfähigen
Komponente.
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Ferner
können der gesinterte Glaskeramikkörperabschnitt
des Komponentenkörpers 3 oder der gesinterte Glaskeramikkörper
der Glaskeramikschichten 53 des Mehrschichtkeramiksubstrats 51,
die durch Sintern der grünen Glaskeramikschichten 10 bis 20 oder 59 erhalten
werden, eine hohe relative Dielektrizitätskonstante, eine
gute Temperaturstabilität, einen hohen Q-Wert und eine
gute Isolierungszuverlässigkeit in einem Hochfrequenzbereich
aufweisen.
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6 und 7 veranschaulichen
ein Mehrschichtkeramiksubstrat, das ein weiteres Beispiel einer durch
eine Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung gebildeten elektronischen Komponente aus monolithischer
Keramik ist. Hier ist 6 eine Querschnittsansicht,
die ein Mehrschichtkeramiksubstrat 61 veranschaulicht,
und 7 ist eine Querschnittsansicht, die eine grüne
gebildete laminierte Struktur 67 veranschaulicht, die ein
Zwischenprodukt ist, das beim Erzeugen des in 6 gezeigten
Mehrschichtkeramiksubstrats 61 einem Brennschritt unterzogen
werden soll.
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Das
Mehrschichtkeramiksubstrat 61 umfasst eine Mehrzahl von
laminierten ersten Glaskeramikschichten 62 und eine Mehrzahl
von laminierten zweiten Glaskeramikschichten 63. Die zweiten
Glaskeramikschichten 63 sind so angeordnet, dass sie die
ersten Glaskeramikschichten 62 zwischen sich aufweisen.
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Die
ersten Glaskeramikschichten 62 sind aus einem gesinterten
Glaskeramikkörper gebildet, der durch Brennen einer Glaskeramikzusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird,
und sie weisen eine relativ hohe relative Dielektrizitätskonstante
von z. B. 15 oder mehr auf.
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Andererseits
sind die zweiten Glaskeramikschichten 63 aus einem gesinterten
Glaskeramikkörper gebildet, der durch Brennen einer nachstehend
beschriebenen zweiten Glaskeramikzusammensetzung erhalten wird,
und sie weisen eine relativ niedrige relative Dielektrizitätskonstante
von z. B. 10 oder weniger auf.
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Die
zweite Glaskeramikzusammensetzung enthält (1) ein erstes
Keramikpulver, das Forsterit als Hauptkomponente enthält,
(2) ein zweites Keramikpulver, das aus zumindest einem gebildet
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Keramikpulver,
das als Hauptkomponente Calciumtitanat enthält, einem Keramikpulver,
das als Hauptkomponente Strontiumtitanat enthält, und einem
Keramikpulver, das als Hauptkomponente Titanoxid enthält,
besteht, und (3) ein Borsilikatglaspulver, das Lithium in einer
Menge im Bereich von 3 bis 15 Gewichtsprozent in Form von Li2O, Magnesium in einer Menge im Bereich von
20 bis 50 Gewichtsprozent in Form von MgO, Bor in einer Menge im
Bereich von 15 bis 30 Gewichtsprozent in Form von B2O3, Silizium in einer Menge im Bereich von
10 bis 45 Gewichtsprozent in Form von SiO2,
Zink in einer Menge im Bereich von 6 bis 20 Gewichtsprozent in Form
von ZnO sowie Aluminium in einer Menge im Bereich von 0 bis 15 Gewichtsprozent
in Form von Al2O3 enthält.
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Bei
der zweiten Glaskeramikzusammensetzung macht das Borsilikatglaspulver 3 Gewichtsprozent oder
mehr der zweiten Glaskeramikzusammensetzung aus. Zu dem Borsilikatglaspulver
wird zumindest ein Typ einer Zusatzkomponente hinzugefügt,
die aus der aus Calciumoxid, Bariumoxid und Strontiumoxid bestehenden
Gruppe ausgewählt ist. Wenn der Gehalt der Zusatzkomponente
durch das Verhältnis der Zusatzkomponente zu dem Borsilikatglaspulver
dargestellt wird, beträgt die Untergrenze des Gehalts der
Zusatzkomponente in dem Fall, dass Calciumoxid, Bariumoxid und Strontiumoxid
in Form von CaO, BaO bzw. SrO vorliegen, insgesamt 2 Gewichtsprozent,
und die Obergrenze des Gehalts der Zusatzkomponente beträgt
in dem Fall, dass Calciumoxid hinzugegeben wird, 15 Gewichtsprozent
in Form von CaO, in dem Fall, dass Bariumoxid hinzugegeben wird,
25 Gewichtsprozent in Form von BaO, und in dem Fall, dass Strontiumoxid
hinzugegeben wird, 25 Gewichtsprozent in Form von SrO.
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Das
Mehrschichtkeramiksubstrat 61 umfasst verschiedene Leiterstrukturen.
Die Leiterstrukturen umfassen üblicherweise Innenleiterfilme 64,
die entlang spezifischen Schnittstellen zwischen den Glaskeramikschichten 62,
zwischen den Glaskeramikschichten 63 und zwischen den Glaskeramikschichten 62 und 63 vorgesehen
sind; Durchkontaktierungsleiter 65, die sich dahin gehend
erstrecken, spezifische Glaskeramikschichten 62 und 63 zu
durchdringen; und Außenleiterfilme 66, die auf
Außenoberflächen des Mehrschichtkeramiksubstrats 61 vorgesehen
sind.
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Unter
den oben erwähnten Innenleiterfilmen 64 sind manche
der Innenleiterfilme 64, die dahin gehend vorgesehen sind,
in Kontakt mit den ersten Glaskeramikschichten 62 zu sein,
die eine relativ hohe relative Dielektrizitätskonstante
aufweisen, dahin gehend angeordnet, eine elektrostatische Kapazität
zu liefern, wodurch sie ein Kondensatorelement bilden. Die Außenleiterfilme 66 werden
zum Verbinden mit einer (nicht gezeigten) elektronischen Komponente
verwendet, die auf einer Außenoberfläche des Mehrschichtkeramiksubstrats 61 angeordnet
werden soll, oder werden zum Verbinden mit einer (nicht gezeigten)
Schaltungsplatine, auf der das Mehrschichtkeramiksubstrat 61 angebracht
ist, verwendet.
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Das
in 6 gezeigte Mehrschichtkeramiksubstrat 61 wird
erhalten, indem die in 7 gezeigte grüne gebildete
laminierte Struktur 67 gebrannt wird.
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Die
grüne gebildete laminierte Struktur 67 umfasst
eine Mehrzahl von laminierten ersten grünen Glaskeramikschichten 68,
die zu den ersten Glaskeramikschichten 62 gebildet werden
sollen, eine Mehrzahl von laminierten zweiten grünen Glaskeramikschichten 69,
die zu den zweiten Glaskeramikschichten 63 gebildet werden
sollen, die Außenleiterfilme 66, die Innenleiterfilme 64 und
die Durchkontaktierungsleiter 65.
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Jede
der ersten grünen Glaskeramikschichten 68 ist
aus einer Grünlage gebildet, die erhalten wird, indem beispielsweise
anhand eines Rakelverfahrens eine Aufschlämmung gebildet
wird, die eine Glaskeramikzusammensetzung der vorliegenden Erfindung
enthält. Andererseits ist jede der zweiten grünen
Glaskeramikschichten 69 aus einer Grünlage gebildet,
die erhalten wird, indem beispielsweise anhand eines Rakelverfahrens
eine Aufschlämmung gebildet wird, die die zweite Glaskeramikzusammensetzung
enthält.
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Die
Verfahren zum Bilden der Außenleiterfilme 66,
der Innenleiterfilme 64 und der Durchkontaktierungsleiter 65 sind
im Wesentlichen dieselben wie die oben beschriebenen Verfahren zum
Bilden der Spulenstrukturen 21 usw. und der Durchkontaktierungsleiter 23 usw.,
die in 3 gezeigt sind.
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Nachdem
die grüne gebildete laminierte Struktur 67 hergestellt
wurde, wird die grüne gebildete laminierte Struktur 67 auf
im Wesentlichen dieselbe Weise gebrannt wie in dem Fall des unter
Bezugnahme auf 1 bis 3 beschriebenen
LC-Filters 1, wodurch das gewünschte Mehrschichtkeramiksubstrat 61 erhalten
wird.
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Die
oben beschriebene Schrumpfungsunterdrückungsschicht kann
auch beim Brennen der grünen gebildeten laminierten Struktur 67 vorgesehen
sein.
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Als
Nächstes werden Beispiele eines Experiments beschrieben,
das durchgeführt wurde, um die Vorteile der vorliegenden
Erfindung zu überprüfen.
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(Experimentelles Beispiel 1)
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Zuerst
wurde sowohl Carbonat- als auch Oxidpulver gewogen, so dass die
in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse von
Li
2O, MgO, BaO, CaO, SrO, B
2O
3, SiO
2, ZnO und
Al
2O
3 erfüllt
waren. Die Pulver wurden ausreichend gemischt und dann bei einer
Temperatur im Bereich von 1.100°C bis 1.400°C
geschmolzen. Das entstehende Produkt wurde gequencht, indem es in
Wasser getaucht wurde. Das Produkt wurde anschließend anhand
eines Nassverfahrens gemahlen, um Glaspulver G1 bis G30 herzustellen. [Tabelle 1]
Glasprobe
Nr. | Li2O (Gew.-%) | MgO (Gew.-%) | BaO (Gew.-%) | CaO (Gew.-%) | SrO (Gew.-%) | B2O3 (Gew.-%) | SiO2 (Gew.-%) | ZnO (Gew.-%) | Al2O3 (Gew.-%) | Anmerkungen |
G1* | 2 | 33 | 3 | - | 2 | 25 | 27 | 8 | - | |
G2 | 3,5 | 33 | 2 | 1 | 2 | 25 | 25,5 | 8 | - | |
G3 | 15 | 23 | 2 | - | 7 | 20 | 23 | 10 | - | |
G4* | 16,5 | 25 | 7 | - | - | 20 | 21,5 | 10 | - | |
G5* | 6 | 18 | 5 | - | 5 | 26 | 28 | 8 | 4 | |
G6 | 6 | 20 | 2 | 2 | 3 | 26 | 29 | 8 | 4 | |
G7 | 5 | 50 | 4 | - | - | 19 | 16 | 6 | - | |
G8* | 5 | 52 | 4 | - | - | 18 | 15 | 6 | - | Entglast |
G9* | 8 | 34 | 3 | 1 | 6 | 14 | 25 | 7 | 2 | Entglast |
G10 | 8 | 34 | 3 | 2 | 3 | 16 | 25 | 7 | 2 | |
G11 | 6 | 24 | 3 | 1 | 6 | 29 | 21 | 10 | - | |
G12* | 6 | 23 | 3 | 1 | 6 | 31 | 20 | 10 | - | |
G13* | 10 | 33 | 3 | 2 | 5 | 23 | 9 | 10 | 5 | Entglast |
G14 | 10 | 38 | 3 | - | - | 23 | 11 | 10 | 5 | |
G15 | 5 | 25 | 5 | - | 7 | 18 | 35 | 5 | - | |
G16* | 6 | 33 | 4 | - | - | 15 | 36 | 6 | - | |
G17* | 6 | 25 | 3 | - | 3 | 28 | 31 | 4 | - | |
G18 | 6 | 25 | 3 | - | 5 | 24 | 31 | 6 | - | |
G19 | 6 | 29 | 2 | 5 | 1 | 19 | 18 | 20 | - | |
G20* | 6 | 30 | 5 | - | - | 19 | 18 | 22 | - | |
G21* | 6 | 30 | - | - | 5 | 20 | 15 | 8 | 16 | |
G22 | 6 | 27 | 3 | 1 | 4 | 20 | 16,5 | 8 | 14,5 | |
G23* | 5 | 25 | 27 | - | - | 17 | 19 | 7 | - | |
G24 | 5 | 23 | 25 | - | - | 18 | 23 | 6 | - | |
G25 | 4 | 33 | 16 | - | - | 17 | 23 | 7 | - | |
G26* | 6 | 28 | 1 | 16 | - | 18 | 24 | 7 | - | |
G27 | 6 | 35 | 1 | 10 | - | 19 | 23 | 6 | - | |
G28* | 6 | 22 | 1 | - | 27 | 16 | 22 | 6 | - | |
G29 | 6 | 22 | 1 | - | 25 | 18 | 20 | 8 | - | |
G30 | 6 | 32 | 1 | - | 12 | 19 | 23 | 7 | - | |
-
In
der Tabelle 1 stellten mit * markierte Glasprobennummern Glaspulver
dar, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung
liegen. Man beachte, dass bei „Anmerkungen" in Tabelle
1 der Begriff „entglast" bedeutet, dass die gemischte Zusammensetzung
nicht zu Glas gebildet werden konnte (nicht verglast werden konnte).
Im Einzelnen bezieht er sich auf einen Fall, bei dem das resultierende
Glas nicht amorph wurde, ein Teil des Glases kristallisierte und
das Glas nicht transparent war.
-
Als
Nächstes wurden ein SrZrO3-Pulver,
ein SrTiO3-Pulver und eines der Glaspulver
G1 bis G7, G10 bis G12 und G14 bis G30, von denen alle in Tabelle
1 nicht „entglast" waren, so gemischt, dass sie die in
Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse aufwiesen.
Geeignete Mengen an Vinylacetat und gereinigtem Wasser wurden zu
jedem der gemischten Pulver hinzugegeben und anhand eines Nassverfahrens
gemischt. Die resultierenden Gemische wurden granuliert, um Pulver
herzustellen, die für die Proben 1 bis 32 verwendet wurden.
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Als
Nächstes wurde jedes der resultierenden Pulver bei einem
Druck von 2 Tonnen/cm2 mit einer Trockenpressmaschine
gepresst, um scheibenförmige Presslinge herzustellen, die
einen Durchmesser von 20 mm und eine Dicke von 1 mm aufwiesen.
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Als
Nächstes ließ man die Presslinge zwei Stunden
bei einer Temperatur von 400°C in Luft stehen, um das als
Bindemittel verwendete Vinylacetat zu beseitigen. Anschließend
wurden die Presslinge zwei Stunden lang bei einer Temperatur von
980°C in einer reduzierenden Atmosphäre (Stickstoffatmosphäre)
gebrannt. Es wurden gesinterte Körper der Proben 1 bis
32 erhalten.
-
Als
Nächstes wurden, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, die relative
Dielektrizitätskonstante εr,
der Q-Wert und der Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante
(TCC) sowie die Isolierungszuverlässigkeit der gesinterten
Körper ausgewertet.
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Die
relative Dielektrizitätskonstante (εr),
der Q-Wert und der Temperaturkoeffizient der Dielektrizitätskonstante
(TCC) wurden bei einer Temperatur von 20°C unter den Bedingungen
von 1 MHz und 1 Vrms gemessen. Der Q-Wert wurde bei 1 GHz zu Qf
umgewandelt.
-
Bezüglich
der Isolierungszuverlässigkeit wurde der Isolierungswiderstand
gemessen, nachdem 1.000 Stunden lang kontinuierlich eine Gleichspannung
von 10 V unter den Bedingungen einer Temperatur von 85°C und
einer Feuchtigkeit von 85% relativer Feuchte angelegt wurde. Wenn
der Isolierungswiderstand 10
10 Ω oder mehr
betrug, wurde der Isolierungswiderstand als gut erachtet, und das
Ergebnis wurde als „O" bezeichnet. [Tabelle 2]
Probe
Nr. | SrZrO3-Gehalt (Gew.-%) | SrTiO3-Gehalt (Gew.-%) | Glasart | Glasgehalt (Gew.-%) | εr | Qf
(GHz) | TCC (ppm/°C) | Isolierungszuverlässigkeit |
1* | 89,0 | 3,0 | G1 | 8,0 | nicht gesintert |
2 | 89,0 | 3,0 | G2 | 8,0 | 28,0 | 19500 | 40 | O |
3 | 89,0 | 3,0 | G3 | 8,0 | 29,1 | 21500 | 35 | O |
4* | 89,0 | 3,0 | G4 | 8,0 | 30,0 | 25000 | 25 | x |
5* | 89,0 | 3,0 | G5 | 8,0 | 30,6 | 4300 | 50 | O |
6 | 89,0 | 3,0 | G6 | 8,0 | 29,4 | 9000 | 40 | O |
7 | 89,0 | 3,0 | G7 | 8,0 | 28,6 | 27000 | 22 | O |
8 | 89,0 | 3,0 | G10 | 8,0 | 29,8 | 19000 | 21 | O |
9 | 89,0 | 3,0 | G11 | 8,0 | 29,0 | 17000 | 25 | O |
10* | 89,0 | 3,0 | G12 | 8,0 | 31,2 | 25000 | 15 | x |
11 | 89,0 | 3,0 | G14 | 8,0 | 30,9 | 24000 | 17 | O |
12 | 89,0 | 3,0 | G15 | 8,0 | 28,3 | 20000 | 25 | O |
13* | 89,0 | 3,0 | G16 | 8,0 | nicht gesintert |
14* | 89,0 | 3,0 | G17 | 8,0 | 29,2 | 23000 | 27 | x |
15 | 89,0 | 3,0 | G18 | 8,0 | 29,3 | 28000 | 15 | O |
16 | 89,0 | 3,0 | G19 | 8,0 | 30,2 | 26000 | 20 | O |
17* | 89,0 | 3,0 | G20 | 8,0 | 30,3 | 25000 | 19 | x |
18* | 89,0 | 3,0 | G21 | 8,0 | nicht gesintert |
19 | 89,0 | 3,0 | G22 | 8,0 | 27,9 | 17000 | 28 | O |
20* | 89,0 | 3,0 | G23 | 8,0 | 30,6 | 1600 | 22 | O |
21 | 89,0 | 3,0 | G24 | 8,0 | 28,8 | 9000 | 18 | O |
22 | 89,0 | 3,0 | G25 | 8,0 | 28,7 | 17000 | 16 | O |
23* | 89,0 | 3,0 | G26 | 8,0 | 29,5 | 14000 | 12 | x |
24 | 89,0 | 3,0 | G27 | 8,0 | 29,4 | 16000 | 15 | O |
25* | 89,0 | 3,0 | G28 | 8,0 | 29,9 | 4500 | 18 | O |
26 | 89,0 | 3,0 | G29 | 8,0 | 29,4 | 11000 | 19 | O |
27 | 89,0 | 3,0 | G30 | 8,0 | 28,9 | 23000 | 16 | O |
28* | 96,5 | 3,0 | G15 | 0,5 | nicht gesintert |
29 | 96,0 | 3,0 | G15 | 1,0 | 31,7 | 31000 | 10 | O |
30 | 95,0 | 3,0 | G15 | 2,0 | 31,2 | 31000 | 14 | O |
31 | 85,0 | 3,0 | G15 | 12,0 | 24,0 | 20000 | 60 | O |
32* | 82,0 | 3,0 | G15 | 15,0 | 20,2 | 9000 | 16 | O |
33* | 90,0 | 8,0 | G15 | 2,0 | 36,0 | 24000 | –240 | O |
34 | 92,0 | 6,0 | G15 | 2,0 | 33,2 | 30000 | –120 | O |
35 | 98,0 | 0,0 | G15 | 2,0 | 28,5 | 30000 | 120 | O |
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In
der Tabelle 2 stellen Probennummern, die mit * markiert sind, Proben
dar, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung
liegen.
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Bei
den in Tabelle 2 gezeigten Zusammensetzungen trägt SrZrO3 zu einer Erhöhung der relativen
Dielektrizitätskonstante (εr)
bei, und SrTiO3 trägt zu einer
Erhöhung des Q-Werts bei. Andererseits trägt das
Glas zu der Verwirklichung eines Sinterns bei einer niedrigen Temperatur
von 1.050°C oder weniger bei und trägt zu einer
Erhöhung des Q-Werts durch Ausfällung der oben
erwähnten spezifischen Kristallphase bei. Außerdem
weisen Keramiken wie z. B. SrZrO3 und SrTiO3 einen Q-Wert auf, der höher ist
als der des Glases.
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Von
dem obigen Standpunkt aus betrachtet war bei der Probe 32 εr relativ niedrig, da der Glasgehalt hoch
war; 15,0 Gewichtsprozent, was 12 Gewichtsprozent überstieg.
Im Gegensatz dazu erfolgte bei der Probe 28 bei der oben erwähnten
Brenntemperatur von 980°C kein Sintern, da der Glasgehalt
niedrig war; 0,5 Gewichtsprozent, was weniger als 1 Gewichtsprozent
war.
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Bei
der Probe 33 betrug der SrTiO3-Gehalt 8,0
Gewichtsprozent, was 6 Gewichtsprozent überstieg. Der TCC
von SrTiO3 ist ein großer negativer
Wert. Demgemäß war der TCC der Probe 33 ein großer
negativer Wert.
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Als
Nächstes werden die Zusammensetzungen des Glases erörtert.
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Die
Probe 1 sinterte nicht. Die Probe 1 enthielt Glas G1. Wie in Tabelle
1 gezeigt ist, betrug der Li2O-Gehalt des
Glases G1 weniger als 3,5 Gewichtsprozent. Lithiumoxid (Li2O) hat eine Funktion des Verringerns des
Erweichungspunktes des Glases und des Ermöglichens, dass
die Zusammensetzung ohne weiteres sintert. Der Grund, warum kein
Sintern erfolgte, wie oben beschrieben, besteht darin, dass der
Li2O-Gehalt zu niedrig war.
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Die
Isolierungszuverlässigkeit der Probe 4 war niedrig. Die
Probe 4 enthielt Glas G4. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg
der Li2O-Gehalt des Glases G4 15 Gewichtsprozent.
Wenn der Li2O-Gehalt zu hoch war, wie in
diesem Fall, nahm die chemische Stabilität des Glases ab.
Folglich nahm die Isolierungszuverlässigkeit ab, wie oben
beschrieben wurde.
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Der
Qf der Probe 5 war gering. Die Probe 5 enthielt Glas G5. Wie in
Tabelle 1 gezeigt ist, betrug der MgO-Gehalt von Glas G5 weniger
als 20 Gewichtsprozent. Deshalb fiel eine Kristallphase, die beispielsweise aus
Mg3B2O6 gebildet
war, das einen hohen Q-Wert liefert, nicht aus. Folglich war der
Qf gering, wie oben beschrieben.
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Im
Gegensatz zum Glas G5 überstieg der MgO-Gehalt beim Glas
G8 50 Gewichtsprozent, wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Wenn der Anteil
an Alkalimetall oder Erdalkalimetall zunahm, wie in diesem Fall,
trat ohne weiteres eine Kristallisierung auf. Folglich trat eine „Entglasung"
auf, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
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Der
Qf der Probe 20 war gering. Die Probe 20 enthielt Glas G23. Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg der BaO-Gehalt von
Glas G23 25 Gewichtsprozent. Der Grund dafür, warum der
Qf gering war, wie oben beschrieben, besteht darin, dass ein Alkalimetall
oder ein Erdalkalimetall, das nicht kristallisierte, den Q-Wert
des Glases (genauer gesagt den Q-Wert einer Kristallphase nach dem
Brennen) reduzierte.
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Die
Isolierungszuverlässigkeit der Probe 23 war gering. Die
Probe 23 enthielt Glas G26. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg
der CaO-Gehalt von Glas G26 10 Gewichtsprozent. Der Grund dafür,
warum die Isolierungszuverlässigkeit abnahm, wie oben beschrieben,
besteht darin, dass der CaO-Gehalt zu hoch war und dass somit die
chemische Stabilität des Glases abnahm.
-
Der
Qf der Probe 25 war gering. Die Probe 25 enthielt Glas G28. Wie
in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg der SrO-Gehalt von
Glas G28 25 Gewichtsprozent. Der Grund dafür, warum der
Qf gering war, wie oben beschrieben, besteht darin, dass ein Alkalimetall
oder ein Erdalkalimetall, das nicht kristallisierte, den Q-Wert
des Glases (den Q-Wert einer Kristallphase nach dem Brennen) verringerte.
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Die
Isolierungszuverlässigkeit der Probe 10 war niedrig. Die
Probe 10 enthielt Glas G12. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg
der B2O3-Gehalt
von Glas G12 29 Gewichtsprozent. Der Grund dafür, warum
die Isolierungszuverlässigkeit abnahm, wie oben beschrieben,
besteht darin, dass der Gehalt an B2O3, das die Feuchtigkeitsbeständigkeit
verringert, zu hoch war.
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Im
Gegensatz zu Glas G12 betrug der B2O3-Gehalt bei Glas G9 weniger als 16 Gewichtsprozent,
wie in Tabelle 1 gezeigt ist. Wenn der Gehalt eines Glasnetzwerkbildungsoxids
wie z. B. B2O3 zu
niedrig war, wurde eine Verglasung schwierig. Folglich trat eine „Entglasung"
auf, wie in Tabelle 1 gezeigt ist.
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Die
Probe 13 sinterte nicht. Die Probe 13 enthielt Glas G16. Wie in
Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg der SiO2-Gehalt
von Glas G16 35 Gewichtsprozent. Der Grund dafür, warum
kein Sintern erfolgte, wie oben beschrieben, besteht darin, dass
der SiO2-Gehalt hoch war, wodurch der Erweichungspunkt
des Glases erhöht wurde.
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Im
Gegensatz zu Glas G16 betrug der SiO2-Gehalt
bei Glas G13 weniger als 11 Gewichtsprozent, wie in Tabelle 1 gezeigt
ist. Wenn der Gehalt eines Glasnetzwerkbildungsoxids wie z. B. SiO2 niedrig war, wurde eine Verglasung schwierig.
Folglich trat eine „Entglasung" auf, wie in Tabelle 1 gezeigt
ist.
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Die
Isolierungszuverlässigkeit der Probe 14 war niedrig. Die
Probe 14 enthielt Glas G17. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, betrug
der ZnO-Gehalt von Glas G17 weniger als 5 Gewichtsprozent. Der Grund
dafür, warum die Isolierungszuverlässigkeit abnahm,
wie oben beschrieben, besteht darin, dass Glas G17, dessen ZnO-Gehalt
zu niedrig war, verwendet wurde. Jedoch ist der genaue Grund hierfür
nicht bekannt.
-
Die
Isolierungszuverlässigkeit der Probe 17 war gering. Die
Probe 17 enthielt Glas G20. Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg
der ZnO-Gehalt von Glas G20 20 Gewichtsprozent. Der Grund dafür,
warum die Isolierungszuverlässigkeit abnahm, wie oben beschrieben,
besteht darin, dass der ZnO- Gehalt zu hoch war und somit die Feuchtigkeitsbeständigkeit
des Glases abnahm.
-
Die
Probe 18 sinterte nicht. Die Probe 18 enthielt Glas G21. Wie in
Tabelle 1 gezeigt ist, überstieg der Al2O3-Gehalt von Glas G21 15 Gewichtsprozent.
Wenn der Al2O3-Gehalt
hoch ist, steigt eine Temperatur, bei der ein Sintern erfolgt, tendenziell
an. Der Grund dafür, warum kein Sintern erfolgte, wie oben
beschrieben, besteht darin, dass der Al2O3-Gehalt zu hoch war.
-
Im
Gegensatz zu den obigen Proben konnten gemäß den
Proben 2, 3, 6 bis 9, 11, 12, 15, 16, 19, 21, 22, 24, 26, 27, 29
bis 31, 34 und 35, die in dem Bereich der vorliegenden Erfindung
liegen, ein εr von 24,0 oder mehr,
ein Qf von 9.000 GHz oder mehr und ein absoluter Wert des TCC von
150 ppm/°C oder weniger erzielt werden, und die Isolierungszuverlässigkeit
war gut.
-
(Experimentelles Beispiel 2)
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 2 wurden gemäß demselben
Prozess, der bei dem Experimentellen Beispiel 1 verwendet wurde,
unter Verwendung von Al2O3 oder
MgAl2O4 statt SrZrO3 scheibenförmige Presslinge hergestellt.
Anschließend wurden ein Entbindungsvorgang und ein Brennvorgang
durchgeführt, um gesinterte Körper zu erhalten.
-
Im
Einzelnen wurde bei dem Vergleichsbeispiel 1 als Glas das Glas G15
verwendet, und der Glasgehalt betrug 8 Gewichtsprozent. Als Keramiken
wurden Al2O3 und
SrTiO3 verwendet, der Al2O3-Gehalt betrug 89 Gewichtsprozent, und der
SrTiO3-Gehalt betrug 3,0 Gewichtsprozent.
Obwohl das Experiment durchgeführt wurde, um einen gesinterten
Körper zu erhalten, wie oben beschrieben, sinterte der
hergestellte Pressling nicht.
-
Bei
dem Vergleichsbeispiel 2 wurde als das Glas das Glas G15 verwendet,
und der Glasgehalt betrug 20 Gewichtsprozent. Als Keramiken wurden
Al2O3 und SrTiO3 verwendet, der Al2O3-Gehalt betrug 77 Gewichtsprozent, und der
SrTiO3-Gehalt betrug 3,0 Gewichtsprozent.
Obwohl das Experiment durchgeführt wurde, um einen gesinterten
Körper zu erhalten, wie oben beschrieben, sinterte der
hergestellte Pressling nicht. Man beachte, dass kein Sintern erfolgte,
obwohl der Glasgehalt hoch war; 20 Gewichtsprozent bei dem Vergleichsbeispiel
2.
-
Bei
dem Vergleichsbeispiel 3 wurde als das Glas das Glas G15 verwendet,
und der Glasgehalt betrug 8 Gewichtsprozent. Als Keramiken wurden
MgAl2O4 und SrTiO3 verwendet, der MgAl2O4-Gehalt betrug 89 Gewichtsprozent, und der
SrTiO3-Gehalt betrug 3,0 Gewichtsprozent.
Obwohl das Experiment durchgeführt wurde, um einen gesinterten
Körper zu erhalten, wie oben beschrieben, sinterte der
hergestellte Pressling nicht.
-
Bei
dem Vergleichsbeispiel 4 wurde als das Glas das Glas G15 verwendet,
und der Glasgehalt betrug 20 Gewichtsprozent. Als Keramiken wurden
MgAl2O4 und SrTiO3 verwendet, der MgAl2O4-Gehalt betrug 77 Gewichtsprozent, und der
SrTiO3-Gehalt betrug 3,0 Gewichtsprozent.
Obwohl das Experiment durchgeführt wurde, um einen gesinterten
Körper zu erhalten, wie oben beschrieben, sinterte der
hergestellte Pressling nicht. Man beachte, dass kein Sintern erfolgte,
obwohl der Glasgehalt hoch war; 20 Gewichtsprozent bei dem Vergleichsbeispiel
4.
-
(Experimentelles Beispiel 3)
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 3 wurden Experimente zum Überprüfen
von Auswirkungen eines weiteren Integrierens von BaZrO3 und
Mg2SiO4 in die Glaskeramikzusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt.
-
Zusätzlich
zu einem SrZrO3-Pulver und einem SrTiO3-Pulver wurden ein BaZrO3-Pulver
und ein Mg2SiO4-Pulver
hergestellt. Als Nächstes wurden das SrZrO3-Pulver,
das BaZrO3-Pulver, das SrTiO3-Pulver, das
Mg2SiO4-Pulver und
eines der Glaspulver G1 bis G7, G10 bis G12 und G14 bis G30, die
in der obigen Tabelle 1 gezeigt sind, so gemischt, dass sie die
in den Tabellen 3 und 4 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse
aufwiesen. Geeignete Mengen an Vinylacetat und gereinigtem Wasser
wurden zu jedem der gemischten Pulver hinzugegeben und anhand eines
Nassverfahrens gemischt. Die resultierenden Gemische wurden granuliert,
um Pulver herzustellen, die für die Proben 101 bis 144
verwendet wurden.
-
Man
beachte, dass der Glastyp und der Glasgehalt der Proben 101 bis
127, 129 bis 135 und 137, die in den Tabellen 3 und 4 gezeigt sind,
jeweils derselbe war wie der der Beispiele 1 bis 35, die in der
Tabelle 2 gezeigt sind, außer dass ein Teil von SrZrO3 durch BaZrO3 ersetzt
wurde.
-
Außerdem
zeigt Tabelle 4 erneut die in der Tabelle 2 gezeigten Proben 3,
11 und 22. Der Grund hierfür besteht darin, dass eine „Kapazitätsänderungsrate",
die bei dem Experimentellen Beispiel 1 nicht ausgewertet wurde,
zwischen diesen Proben und anderen Proben verglichen wird.
-
Danach
wurde dieselbe Vorgehensweise wie in dem Fall des Experimentellen
Beispiels 1 durchgeführt, um gesinterte Körper
der Proben 101 bis 144 herzustellen. Wie in den Tabellen 3 und 4
gezeigt ist, wurden die relative Dielektrizitätskonstante εr, der Q-Wert und der Temperaturkoeffizient
der Dielektrizitätskonstante (TCC) sowie die Isolierungszuverlässigkeit
jedes der gesinterten Körper anhand derselben Verfahren
wie den bei dem Experimentellen Beispiel 1 verwendeten ausgewertet.
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 3 wurde für die Proben 101
bis 144 und die Proben 3, 11 und 21, die bei dem Experimen tellen
Beispiel 1 erhalten wurden, die Kapazitätsänderungsrate
weiter ausgewertet. Ein beschleunigter Test von monolithischen Kondensatoren,
die zur Auswertung der Isolierungszuverlässigkeit hergestellt
wurden, wurde durchgeführt, indem 100 Stunden lang eine
Gleichspannung von 200 V bei einer Temperatur von 150°C
angelegt wurde. Die Kapazitätsänderungsrate wurde
anhand der folgenden Formel bestimmt: Kapazitätsänderungsrate
[%] = {(C1 – C0)/C0} × 100, wobei C0 die
Kapazität vor dem Test darstellt und C1 die
Kapazität nach dem Test darstellt.
-
-
-
In
den Tabellen 3 und 4 stellen Probennummern, die mit * markiert sind,
Proben dar, die außerhalb des Bereichs der vorliegenden
Erfindung liegen.
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Wie
oben beschrieben wurde, entsprechen die in den Tabellen 3 und 4
gezeigten Proben 101 bis 127, 129 bis 135 und 137 insofern jeweils
den Proben 1 bis 35, die in Tabelle 2 gezeigt sind, als der Glastyp
und der Glasgehalt derselbe sind, außer dass ein Teil von
SrZrO3 durch BaZrO3 ersetzt
ist. Demgemäß wurden zwischen den Proben 101 bis
127, 129 bis 135 und 137 sowie den Proben 1 bis 32 sehr ähnliche
Tendenzen beobachtet.
-
Zunächst
war εr bei der Probe 133, die der
Probe 32 entspricht, relativ gering, da der Glasgehalt hoch war;
15,0 Gewichtsprozent, was 12 Gewichtsprozent überstieg.
Im Gegensatz dazu erfolgte bei der Probe 129, die der Probe 28 entspricht,
bei der oben erwähnten Brenntemperatur von 980°C
kein Sintern, da der Glasgehalt niedrig war; 0,5 Gewichtsprozent,
was weniger war als 1 Gewichtsprozent.
-
Bei
der Probe 134, die der Probe 33 entspricht, war der TCC ein großer
negativer Wert, da der SrTiO3-Gehalt 8,0
Gewichtsprozent betrug, was 6 Gewichtsprozent überstieg.
-
Als
Nächstes werden die Zusammensetzungen des Glases erörtert.
-
Die
Probe 101, die der Probe 1 entspricht, sinterte nicht. Der Grund
hierfür liegt darin, dass die Probe 101 Glas G1 enthält,
das Li2O in einer Menge von weniger als
3,5 Gewichtsprozent enthält. Im Gegensatz dazu war bei
der Probe 104, die der Probe 4 entspricht, die Isolierungszuverlässigkeit
gering. Dies liegt daran, dass die Probe 104 Glas G4 enthält,
das Li2O in einer Menge von mehr als 15
Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
der Probe 105, die der Probe 5 entspricht, war der Qf gering. Dies
liegt daran, dass die Probe 105 Glas G5 enthält, das MgO
in einer Menge von weniger als 20 Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
der Probe 120, die der Probe 20 entspricht, war der Qf gering. Dies
liegt daran, dass die Probe 120 Glas G23 enthält, das BaO
in einer Menge von mehr als 25 Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
der Probe 123, die der Probe 23 entspricht, war die Isolierungszuverlässigkeit
gering. Dies liegt daran, dass die Probe 123 Glas G26 enthält,
das CaO in einer Menge von mehr als 10 Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
der Probe 125, die der Probe 25 entspricht, war der Qf gering. Dies
liegt daran, dass die Probe 125 Glas G28 enthält, das SrO
in einer Menge von mehr als 25 Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
der Probe 110, die der Probe 10 entspricht, war die Isolierungszuverlässigkeit
gering. Dies liegt daran, dass die Probe 110 Glas G12 enthält,
das B2O3 in einer
Menge von mehr als 29 Gewichtsprozent enthält.
-
Die
Probe 113, die der Probe 13 entspricht, sinterte nicht. Dies liegt
daran, dass die Probe 113 Glas G16 enthält, das SiO2 in einer Menge von mehr als 35 Gewichtsprozent
enthält.
-
Bei
der Probe 114, die der Probe 14 entspricht, war die Isolierungszuverlässigkeit
gering. Dies liegt daran, dass die Probe 114 Glas G17 enthält,
das ZnO in einer Menge von weniger als 5 Gewichtsprozent enthält.
Andererseits war die Isolierungszuverlässigkeit bei der
Probe 117, die der Probe 17 entspricht, gering. Dies liegt daran,
dass die Probe 117 Glas G20 enthält, das ZnO in einer Menge
von mehr als 20 Gewichtsprozent enthält.
-
Die
Probe 118, die der Probe 18 entspricht, sinterte nicht. Dies liegt
daran, dass die Probe 118 Glas G21 enthält, das Al2O3 in einer Menge
von mehr als 15 Gewichtsprozent enthält.
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Im
Gegensatz zu den obigen Proben konnten gemäß den
Proben 102, 103, 106 bis 109, 111, 112, 115, 116, 119, 121, 122,
124, 126, 127, 130 bis 132, 135 und 137, die jeweils den Proben
1 bis 35 entsprechen, ein εr von
24,0 oder mehr, ein Qf von 9.000 GHz oder mehr und ein absoluter
Wert des TCC von 150 ppm/°C oder weniger erzielt werden,
und die Isolierungszuverlässigkeit war gut.
-
Vom
Standpunkt der Kapazitätsänderungsrate aus betrachtet,
wie sie aus dem Vergleich zwischen den Proben 3, 11 und 22, die
kein BaZrO3 enthalten, in Tabelle 4 gezeigt,
und den Proben 102, 103, 106 bis 109, 111, 112, 115, 116, 119, 121,
122, 124, 126, 127, 130 bis 132, 135 und 137, die in dem Bereich
der vorliegenden Erfindung liegen, insbesondere entsprechende Proben
103, 111 und 122, hervorgeht, konnte die Kapazitätsänderungsrate
durch ein Integrieren von BaZrO3 verringert
werden.
-
Insbesondere
konnte die Kapazitätsänderungsrate gemäß den
Proben 103, 106, 108, 111, 112, 122, 127, 131 und 135, die alle
BaZrO3 in einer Menge von 30 Gewichtsprozent
oder weniger enthalten, weiter verringert werden.
-
Das
Ergebnis der Probe 128 zeigt, dass die Obergrenze des BaZrO3-Gehalts vorzugsweise 84 Gewichtsprozent
beträgt. Im Einzelnen war der Qf bei der Probe 128, die
BaZrO3 in einer Menge von mehr als 84 Gewichtsprozent
enthält, gering; 8.000, und der absolute Wert des TCC überstieg
50 ppm/°C.
-
Bei
den in der Tabelle 4 gezeigten Beispielen 134 bis 137 wurde der
SrTiO3-Gehalt variiert. SrTiO3 ist ein
Material, das eine hohe Dielektrizitätskonstante, einen
großen nega tiven TCC und einen hohen Q-Wert aufweist. Wie
aus dem Vergleich zwischen der Probe 137, die kein SrTiO3 enthält, mit dem Proben 134 bis
136, die SrTiO3 enthalten, indem sie SrTiO3 aufnehmen, hervorgeht, kann die relative
Dielektrizitätskonstante ε3 verbessert
werden, ohne den Qf zu verringern, und der TCC kann in der negativen
Richtung verändert werden. Man beachte dass, wie bei der
Probe 134, ein SrTiO3-Gehalt von mehr als
6 Gewichtsprozent nicht vorzuziehen ist, da der TCC in der negativen
Richtung zu groß wird.
-
Bei
den in der Tabelle 4 gezeigten Proben 138 bis 144 war Mg2SiO4 enthalten,
und der Gehalt desselben wurde variiert. Da die Proben 138 bis 144
Mg2SiO4 enthielten,
konnte der Qf weiter verbessert werden. Jedoch war die relative
Dielektrizitätskonstante εr bei
den Proben 140 und 143, die Mg2SiO4 in einer Menge von mehr als 40 Gewichtsprozent
enthalten, niedrig. Demgemäß ist es vorzuziehen,
dass Mg2SiO4 in
einer Menge von 40 Gewichtsprozent oder weniger enthalten sei.
-
Man
beachte, dass von den Proben 138 bis 144 die Proben 138 bis 140
kein SrTiO3 enthalten, und dagegen die Proben
141 bis 143 kein BaZrO3 enthalten. Demgemäß zeigen
diese Ergebnisse, dass der Effekt des Aufnehmens von Mg2SiO4 ungeachtet des Aufnehmens von BaZrO3 oder des Aufnehmens von SrTiO3 erzielt
wird.
-
(Experimentelles Beispiel 4)
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 4 wurden Experimente zum Überprüfen
einer Auswirkung eines weiteren Aufnehmens von TiO2 in
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt.
-
Zusätzlich
zu einem SrZrO3-Pulver, einem BaZrO3-Pulver, einem SrTiO3-Pulver
und einem Mg2SiO4-Pulver
wurde ein TiO2- Pulver hergestellt. Als Nächstes
wurden das SrZrO3-Pulver, das BaZrO3-Pulver, das SrTiO3-Pulver,
das Mg2SiO4-Pulver,
das TiO2-Pulver und eines der Glaspulver
G1 bis G4 und G15, die in der obigen Tabelle 1 gezeigt sind, so
gemischt, dass sie die in der Tabelle 5 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse
aufwiesen. Geeignete Mengen an Vinylacetat und gereinigtem Wasser
wurden zu dem der gemischten Pulver hinzugegeben und anhand eines
Nassverfahrens gemischt. Die resultierenden Gemische wurden granuliert,
um Pulver herzustellen, die für die Proben 201 bis 218
verwendet wurden.
-
Man
beachte, dass von den in der Tabelle 5 gezeigten Proben 201 bis
218 die Probe 202 dieselbe ist wie die in der Tabelle 3 gezeigte
Probe 102, die Probe 207 dieselbe ist wie die in Tabelle 2 gezeigte
Probe 2, die Probe 209 dieselbe ist wie die in der Tabelle 2 gezeigte
Probe 35 und die Probe 211 dieselbe ist wie die in der Tabelle 3
gezeigte Probe 3.
-
Danach
wurde dieselbe Vorgehensweise wie in dem Fall des Experimentellen
Beispiels 1 durchgeführt, um gesinterte Körper
der Proben 201 bis 218 herzustellen. Wie in Tabelle 5 gezeigt ist,
wurden die relative Dielektrizitätskonstante εr, der Q-Wert und der Temperaturkoeffizient
der Dielektrizitätskonstante (TCC) sowie die Isolierungszuverlässigkeit
jedes der gesinterten Körper anhand derselben Verfahren
wie den bei dem Experimentellen Beispiel 1 verwendeten ausgewertet.
-
-
Die
Probe 201 sinterte nicht. Dies liegt daran, dass die Probe 201 Glas
G1 enthält, das Li2O in einer Menge
von weniger als 3,5 Gewichtsprozent enthält. Im Gegensatz
dazu war die Isolierungszuverlässigkeit bei der Probe 218
gering. Dies liegt daran, dass die Probe 218 Glas G4 enthält,
das Li2O in einer Menge von mehr als 15
Gewichtsprozent enthält.
-
Bei
den Proben 202 bis 206 wurde ein Teil des SrZrO3 durch
TiO2 ersetzt, und das Ausmaß des
Ersatzes durch TiO2 wurde variiert. Wenn
die Proben 202 bis 206 verglichen werden, zeigen die Ergebnisse,
dass die Aufnahme von TiO2 und der Gehalt
desselben den TCC beeinflussen.
-
Wenn
die Probe 207 mit der Probe 208 verglichen wird, die Probe 209 mit
der Probe 210, die Probe 211 mit der Probe 212, die Probe 213 mit
der Probe 214 und die Probe 215 mit der Probe 216, zeigen die Ergebnisse
desgleichen, dass die Aufnahme von TiO2 und
die Menge desselben den TCC beeinflussen, wie oben beschrieben wurde.
-
Ferner
war bei einem Vergleich der Proben 202 bis 206 der absolute Wert
des TCC der Probe 204, die TiO2 in einer
Menge von 3,0 Gewichtsprozent enthielt, geringer als der der Probe
203, die TiO2 in einer Menge von 1,0 Gewichtsprozent
enthielt, und der der Probe 202, die kein TiO2 enthielt.
Außerdem war der absolute Wert des TCC der Probe 205, die
TiO2 in einer Menge von 10,0 Gewichtsprozent
enthielt, geringer als der der Probe 206, die TiO2 in
einer Menge von 15,0 Gewichtsprozent enthielt. Gemäß diesen
Ergebnissen kann der TCC weiter stabilisiert werden, indem TiO2 in einer Menge im Bereich von 3 bis 10
Gewichtsprozent aufgenommen wird.
-
Das
Obige gilt auch für die Proben 210, 213 und 214 bis 217,
die TiO2 in einer Menge im Bereich von 3
bis 10 Gewichtsprozent enthalten.
-
(Experimentelles Beispiel 5)
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 5 wurden Experimente zum Überprüfen
einer Auswirkung eines weiteren Aufnehmens von ZrO2 in
die Glaskeramikzusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt.
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Zusätzlich
zu einem SrZrO3-Pulver, einem BaZrO3-Pulver, einem SrTiO3-Pulver,
einem Mg2SiO4-Pulver
und einem TiO2-Pulver wurde ein ZrO2-Pulver hergestellt. Als Nächstes
wurden das SrZrO3-Pulver, das BaZrO3-Pulver, das SrTiO3-Pulver,
das Mg2SiO4-Pulver,
das TiO2-Pulver, das ZrO2-Pulver
und eines der Glaspulver G1 bis G4, die in der obigen Tabelle 1
gezeigt sind, so gemischt, dass sie die in der Tabelle 6 gezeigten Zusammensetzungsverhältnisse
aufwiesen. Geeignete Mengen an Vinylacetat und gereinigtem Wasser
wurden zu jedem der gemischten Pulver hinzugegeben und anhand eines
Nassverfahrens gemischt. Die resultierenden Gemische wurden granuliert,
um Pulver herzustellen, die für die Proben 301 bis 314
verwendet wurden.
-
Man
beachte, dass von den in der Tabelle 6 gezeigten Proben 301 bis
314 die Probe 302 dieselbe ist wie die in der Tabelle 3 gezeigte
Probe 102 und die Probe 307 dieselbe ist wie die in der Tabelle
3 gezeigte Probe 3.
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Danach
wurde dieselbe Vorgehensweise wie in dem Fall des Experimentellen
Beispiels 1 durchgeführt, um gesinterte Körper
der Proben 301 bis 314 herzustellen. Wie in der Tabelle 6 gezeigt
ist, wurden die relative Dielektrizitätskonstante εr, der Q-Wert und der Temperaturkoeffizient
der Dielektrizitätskonstante (TCC) sowie die Isolierungszuverlässigkeit
jedes der gesinterten Körper anhand derselben Verfahren
wie den bei dem Experimentellen Beispiel 1 verwendeten ausgewertet.
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Die
Probe 301 sinterte nicht. Dies liegt daran, dass die Probe 301 Glas
G1 enthält, das Li2O in einer Menge
von weniger als 3,5 Gewichtsprozent enthält. Im Gegensatz
dazu war bei der Probe 314 die Isolierungszuverlässigkeit
derselben gering. Dies liegt daran, dass die Probe 314 Glas G4 enthält,
das Li2O in einer Menge von mehr als 15
Gewichtsprozent enthält.
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Bei
den Proben 302 bis 306 wurde ein Teil des SrZrO3 durch
ZrO2 ersetzt, und das Ausmaß des
Ersatzes durch ZrO2 wurde variiert. Beim
Vergleich der Proben 302 bis 306 zeigen die Ergebnisse, dass die
Aufnahme von ZrO2 und der Gehalt desselben
den Qf beeinflussen.
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Im
Einzelnen war bei einem Vergleich der Proben 303 bis 306, die ZrO2 enthielten, der Qf jeder der Proben 303
bis 305, die ZrO2 in einer Menge von 6 Gewichtsprozent
oder weniger enthielten, höher als der Qf der Probe 302,
die kein ZrO2 enthielt. Jedoch sinterte
die Probe 306, die ZrO2 in einer Menge von
mehr als 6 Gewichtsprozent enthielt, nicht. Diese Ergebnisse zeigen,
dass der ZrO2-Gehalt vorzugsweise 6 Gewichtsprozent
oder weniger beträgt.
-
Desgleichen,
beim Vergleich der Probe 307 mit der Probe 308, verbesserte die
Aufnahme von ZrO2 den Qf, wie oben beschrieben.
Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass der Qf jeder der Proben
309 bis 313, die ZrO2 enthielten, im Vergleich
zu der Probe 302, die kein ZrO2 enthielt,
ebenfalls verbessert war.
-
(Experimentelles Beispiel 6)
-
Bei
dem Experimentellen Beispiel 6 wurden erste Glaskeramikschichten,
die eine relativ hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen,
wobei die ersten Glaskeramikschichten aus einer bei dem Experimentellen
Beispiel 3 hergestellten ersten Glaskeramikzusammensetzung erhalten
wurden, und zweite Glaskeramikschichten, die eine relativ niedrige
Dielektrizitätskonstante aufweisen, wobei die zweiten Glaskeramikschichten
aus einer gemäß der nachfolgenden Beschreibung
hergestellten zweiten Glaskeramikzusammensetzung erhalten wurden,
laminiert und anschließend gebrannt, um elektronische Komponenten
aus monolithischer Keramik herzustellen, die jeweils die ersten
Glaskeramikschichten und die zweiten Glaskeramikschichten, die unterschiedliche
relative Dielektrizitätskonstanten aufweisen, umfassten.
-
Als
Erstes wurden Borsilikatglaspulver, die in der zweiten Glaskeramikzusammensetzung
enthalten waren, Glasproben G3, G5, G10, G12, G18 und G31 bis G38,
die die in der Tabelle 7 gezeigten Zusammensetzungen aufwiesen,
hergestellt und gemahlen, bis der durchschnittliche Partikeldurchmesser
der Glasproben im Bereich von 1 bis 2 μm lag. Man beachte,
dass die in der Tabelle 7 gezeigten Glasproben G3, G5, G10, G12
und G18 dieselben sind wie die in der obigen Tabelle 1 gezeigten
Glasproben G3, G5, G10, G12 und G18. [Tabelle 7]
Glas probe Nr. | Li2O (Gew.-%) | MgO (Gew.-%) | BaO (Gew.-%) | CaO (Gew.-%) | SrO (Gew.-%) | B2O3 (Gew.-%) | SiO2 (Gew.-%) | ZnO (Gew.-%) | Al2O3 (Gew.-%) |
G3 | 15 | 23 | 2 | - | 7 | 20 | 23 | 10 | - |
G5* | 6 | 18 | 5 | - | 5 | 26 | 28 | 8 | 4 |
G10 | 8 | 34 | 3 | 2 | 3 | 16 | 25 | 7 | 2 |
G12* | 6 | 23 | 3 | 1 | 6 | 31 | 20 | 10 | - |
G31 | 5 | 33 | 5 | - | 8 | 18 | 25 | 6 | - |
G32* | 6 | 23 | 4 | - | - | 15 | 46 | 6 | - |
G18 | 6 | 25 | 3 | - | 5 | 24 | 31 | 6 | - |
G33 | 3 | 21 | - | - | 25 | 15 | 11 | 20 | 5 |
G34 | 5 | 20 | 25 | - | - | 15 | 10 | 16 | 9 |
G35 | 4 | 50 | - | 15 | - | 15 | 10 | 6 | - |
G36 | 5 | 25 | 10 | - | - | 30 | 15 | 15 | - |
G37 | 5 | 25 | - | 4 | - | 15 | 45 | 6 | - |
G38 | 5 | 30 | 19 | - | - | 15 | 10 | 6 | 15 |
-
In
der Tabelle 7 stellen mit * markierte „Glasprobe Nrn."
Glasproben dar, die außerhalb des Bereichs der Zusammensetzung
des in Anspruch 9 spezifizierten „Borsilikatglases" liegen.
-
Unterdessen
wurde als in der zweiten Glaskeramikzusammensetzung enthaltenes
erstes Keramikpulver ein Mg2SiO4-Pulver
hergestellt, das einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser (mittleren
Partikeldurchmesser D50) von 0,8 μm aufwies, und ein CaTiO3-Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von
1,5 μm, ein SrTiO3-Pulver mit einem
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 1,5 μm und ein
TiO2-Pulver mit einem durchschnittlichen
Partikeldurchmesser von 1,0 μm wurden als in der zweiten
Glaskeramikzusammensetzung enthaltene zweite Keramikpulver hergestellt.
-
Um
die für die in der Tabelle 8 gezeigten Proben verwendeten
zweiten Glaskeramikzusammensetzungen zu erhalten, wurden als Nächstes
das obige erste Keramikpulver, eines der Borsilikatglaspulver und
eines oder mehrere der zweiten Keramikpulver gemischt. [Tabelle 8]
Probe Nr. | Erste Keramik (Gew.-%) | Borsilikatglas | Zweite Keramik | Isolierungszuverlässigkeit |
Typ | Gehalt (Gew.-%) | Typ | Gehalt (Gew.-%) |
401 | 85,0 | G3 | 3,0 | CT | 12,0 | O |
402* | 77,0 | G5 | 15,0 | ST | 8,0 | O |
403 | 75,0 | G10 | 15,0 | ST | 10,0 | O |
404* | 78,0 | G12 | 15,0 | CT | 7,0 | x |
405* | 74,0 | G32 | 18,0 | CT | 8,0 | Nicht
gesintert |
406 | 75,0 | G18 | 15,0 | CT | 10,0 | O |
407 | 83,5 | G31 | 9,0 | ST/T | 6,5/1,0 | O |
408 | 80,5 | G31 | 9,0 | ST/T | 7,0/5,5 | O |
409 | 80,0 | G33 | 10,0 | CT | 10,0 | O |
410 | 82,0 | G34 | 8,0 | ST | 10,0 | O |
411 | 75,0 | G35 | 15,0 | CT | 10,0 | O |
412 | 76,0 | G36 | 14,0 | ST | 10,0 | O |
413 | 83,0 | G37 | 7,0 | CT | 10,0 | O |
414 | 81,0 | G38 | 9,0 | ST | 10,0 | O |
-
In
der Tabelle 8 stellen mit * markierte Probennummern Proben dar,
die außerhalb des Bereichs der im Anspruch 9 spezifizierten „zweiten
Glaskeramikzusammensetzung" liegen.
-
Die
Spalte des „erster Keramikgehalt" in der Tabelle 8 zeigt
die Menge an Mg2SiO4-Pulver,
das als erstes Keramikpulver hinzugegeben wurde.
-
Die
Spalte „Typ" bei „Borsilikatglas" zeigt „Glasprobe
Nr." in der Tabelle 7, und die Spalte „Gehalt" dort zeigt
die Menge an hinzugegebenem Borsilikatglaspulver.
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Die
Spalte „Typ" bei „zweite Keramik" zeigt, welches
von CaTiO3 (= CT), SrTiO3 (=
ST) oder TiO2 (= T) als zweites Keramikpulver
verwendet wurde, und die Spalte „Gehalt" bei „zweite
Keramik" zeigt die Menge an hinzugegebenem zweitem Keramikpulver.
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Als
Nächstes wurde für die zweiten Glaskeramikzusammensetzungen,
die für die in der Tabelle 8 gezeigten Proben verwendet
wurden, die Isolierungszuverlässigkeit anhand desselben
Verfahrens ausgewertet, das bei dem Experimentellen Beispiel 1 verwendet
wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 gezeigt.
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Wie
in der Tabelle 8 gezeigt ist, enthält die Probe 404 als
Borsilikatglas Glas G12. Wie in der Tabelle 7 gezeigt ist, enthält
Glas G12 B2O3 in
einer Menge von mehr als 30 Gewichtsprozent. Deshalb wies die Probe 404
eine schlechte Isolierungszuverlässigkeit auf.
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Wie
in der Tabelle 8 gezeigt ist, enthält die Probe 405 als
Borsilikatglas Glas G32. Wie in der Tabelle 7 gezeigt ist, enthält
Glas G32 SiO2 in einer Menge von mehr als
45 Gewichtsprozent. Deshalb sinterte die Probe 405 bei einer Temperatur
von 1.000°C oder darunter nicht.
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Als
Nächstes wurden ein Bindemittel und ein organisches Lösungsmittel
zu der ersten Glaskeramikzusammensetzung hinzugegeben, die für
jede der in der obigen Tabelle 3 oder 4 gezeigten Proben 102, 104, 106,
112, 115, 116, 119, 120, 122, 127, 131, 135, 137 und 140 verwendet
wurden, wie in der Spalte „Probe Nummer in Tabelle 3 oder
4 der ersten Glaskeramikzusammensetzung" in der Tabelle 9 gezeigt
ist, um Aufschlämmungen herzustellen. Erste Glaskeramikgrünlagen
wurden anhand eines Rakelverfahrens unter Verwendung jeder der Aufschlämmungen
hergestellt.
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Unterdessen
wurden ein Bindemittel und ein organisches Lösungsmittel
zu der zweiten Glaskeramikzusammensetzung hinzugegeben, die für
jede der in der Tabelle 8 gezeigten Proben 401 bis 414 verwendet wurde,
wie in der Spalte „Probe Nummer in Tabelle 8 der zweiten
Glaskeramikzusammensetzung" in der Tabelle 9 gezeigt ist, um Aufschlämmungen
herzustellen. Zweite Glaskeramikgrünlagen wurden anhand
eines Rakelverfahrens unter Verwendung jeder der Aufschlämmungen
hergestellt.
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Als
Nächstes wurden die ersten Glaskeramikgrünlagen
und zweiten Glaskeramikgrünlagen, auf die eine leitfähige
Paste zum Bilden einer Innenelektrode aufgedruckt worden war, in
einer vorbestimmten Reihenfolge laminiert und unter Druck gebondet.
Anschließend wurde das resultierende Laminat gebrannt,
wodurch die erste Glaskeramikzusammensetzung und die zweite Glaskeramikzusammensetzung
gleichzeitig gesintert wurden. Demgemäß wurden
monolithische Kondensatoren erhalten, die als Proben verwendet wurden,
die einen gleichzeitig gesinterten Körper umfassten, der
aus den ers ten Glaskeramikschichten und den zweiten Glaskeramikschichten
gebildet war. Die als Proben verwendeten monolithischen Kondensatoren
wiesen eine Struktur auf, bei der Messanschlüsse (Außenelektroden)
derart vorgesehen waren, dass elektrische Charakteristika an der
ersten Keramikschichtseite und der zweiten Keramikschichtseite separat
gemessen werden konnten.
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Als
Nächstes wurde, wie in der Tabelle 9 gezeigt ist, für
jede der Proben ein Querschnitt des gleichzeitig gesinterten Körpers
betrachtet, um das Vorliegen oder das Fehlen von Defekten (Poren)
an dem Querschnitt auszuwerten. Sowohl für die erste Seite
der Glaskeramikschicht als auch für die zweite Seite der
Glaskeramikschicht wurde die Isolierungszuverlässigkeit
anhand desselben Verfahrens ausgewertet, das bei dem Experimentellen
Beispiel 1 verwendet wurde. Ferner wurde die Kapazitätsänderungsrate
anhand desselben Verfahrens ausgewertet, das bei dem Experimentellen
Beispiel 3 verwendet wurde. Die Kapazitätsänderungsrate
wurde lediglich bei Proben ausgewertet, bei denen keine Defekte
an dem Querschnitt des gleichzeitig gesinterten Körpers
beobachtet wurden.
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Von
den in der Tabelle 9 gezeigten Proben wurden bei den Proben 501,
504 und 508 bis 516 zufrieden stellende Ergebnisse in Bezug auf
die Defekte an dem Querschnitt, die Isolierungszuverlässigkeit
und die Kapazitätsänderungsrate erhalten. Die
Proben 501, 504 und 508 bis 516, den Proben 102, 112, 115, 119,
122, 127, 131, 135, 137 und 140, die die hierin verwendete „erste
Glaskeramikzusammensetzung" sind, liegen in dem Bereich der vorliegenden
Erfindung, und die Proben 401, 403 und 406 bis 414, die die „zweite
Glaskeramikzusammensetzung" sind, liegen in dem im Patentanspruch
9 beschriebenen Bereich.
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Andererseits
liegen bei den Proben 502 und 507 die Proben 104 und 120, die jeweils
die dort verwendete „erste Glaskeramikzusammensetzung"
sind, außerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung.
Bei den Proben 503, 505 und 506 liegen die Proben 402, 404 und 405,
die die dort verwendete „zweite Glaskeramikzusammensetzung"
sind, außerhalb des im Patentanspruch 9 beschriebenen Bereichs.
Demgemäß wurden an dem Querschnitt Defekte erzeugt,
und die Isolierungszuverlässigkeit war schlecht.
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Die
Probe 120, die als „erste Glaskeramikzusammensetzung" verwendet
wurde, wies dann, wenn sie alleine verwendet wurde, eine zufrieden
stellende Isolierungszuverlässigkeit auf, wie in Tabelle
3 gezeigt ist. Bei der Probe 507 jedoch, bei der die Probe 120 mit
der „zweiten Glaskeramikzusammensetzung" kombiniert wurde,
war die Isolierungszuverlässigkeit schlecht, wie oben beschrieben.
Außerdem wies die Probe 402, die als „zweite Glaskeramikzusammensetzung"
verwendet wurde, dann, wenn sie alleine verwendet wurde, eine zufrieden
stellende Isolierungszuverlässigkeit auf, wie in Tabelle
8 gezeigt ist. Bei der Probe 503 jedoch, bei der die Probe 402 mit
der „ersten Glaskeramikzusammensetzung" kombiniert wurde,
war die Isolierungszuverlässigkeit schlecht, wie oben beschrieben.
Man nimmt an, dass der Grund für diese Ergebnisse folgender
ist: In dem Fall, dass entweder die „erste Glaskeramikzusammensetzung"
oder die „zweite Glaskeramikzusammensetzung" oder beide
eine Li-Komponente oder B-Komponente in einer zu großen
Menge enthalten oder Al enthalten, erfolgt zwischen den zwei Materialien
während des Sinterns ohne weiteres eine Zwischendiffusion, und
bei beiden Materialien tritt eine Reaktion auf, wodurch Poren erzeugt
werden. Folglich nimmt die isolierende Eigenschaft bei beiden Materialien
ab.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Es
ist eine Glaskeramikzusammensetzung vorgesehen, die durch Brennen
zu einem gesinterten Körper gebildet werden kann, der eine
relativ hohe relative Dielektrizitätskonstante und einen
relativ hohen Q-Wert aufweist.
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Die
Glaskeramikzusammensetzung enthält eine SrZrO3-Keramik
und ein auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierendes
Glas, wobei das auf Li2O-MgO-ZnO-B2O3-SiO2 basierende
Glas 1 bis 12 Gewichtsprozent der Gesamtsumme ausmacht und Li2O in einer Menge im Bereich von 3,5 bis
15 Gewichtsprozent, MgO in einer Menge im Bereich von 20 bis 50
Gewichtsprozent, BaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent,
CaO in einer Menge im Bereich von 0 bis 10 Gewichtsprozent, SrO
in einer Menge im Bereich von 0 bis 25 Gewichtsprozent, B2O3 in einer Menge
im Bereich von 16 bis 29 Gewichtsprozent, SiO2 in
einer Menge im Bereich von 11 bis 35 Gewichtsprozent, ZnO in einer
Menge im Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent und Al2O3 in einer Menge im Bereich von 0 bis 15
Gewichtsprozent enthält, und die Glaskeramikzusammensetzung
ferner eine SrTiO3-Keramik in einer Menge
im Bereich von 0 bis 6 Gewichtsprozent der Gesamtsumme enthält.
Diese Zusammensetzung wird für grüne Glaskeramikschichten
(10 bis 20) verwendet, die eine grüne
laminierte Struktur (8) bilden, die beispielsweise zu einem
Komponentenkörper eines LC-Filters gebildet werden soll.
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- 1
- LC-Filter
- 3
- Komponentenkörper
- 8
und 57
- grüne
laminierte Struktur
- 10
bis 20 und 59
- grüne
Glaskeramikschicht
- 21,
24, 38 und 40
- Spulenstruktur
- 22,
28, 29, 34, 35 und 41
- Anschlussstruktur
- 23,
25, 26, 30, 32, 36, 37, 39, 56 und 65
- Durchkontaktierungsleiter
- 27,
31 und 33
- Kondensatorstruktur
- 53,
62 und 63
- Glaskeramikschicht
- 54
und 66
- Außenleiterfilm
- 55
und 64
- enleiterfilm
- 51
und 61
- Mehrschichtkeramiksubstrat
- 67
- grüne
gebildete laminierte Struktur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 5-217426 [0002, 0004]