JP2000344572A - 磁器組成物 - Google Patents
磁器組成物Info
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- JP2000344572A JP2000344572A JP2000036368A JP2000036368A JP2000344572A JP 2000344572 A JP2000344572 A JP 2000344572A JP 2000036368 A JP2000036368 A JP 2000036368A JP 2000036368 A JP2000036368 A JP 2000036368A JP 2000344572 A JP2000344572 A JP 2000344572A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温燒結性をもち単独での内部導体との焼成
が可能であり、かつ、高い線膨張係数をもち他の磁器組
成物との同時焼成が可能な低誘電率の磁器組成物を提供
する。 【解決手段】 磁器組成物を、Ｂａ系ガラスとα石英と
を主成分とし、Ｂａ系ガラスの含有量が５５．０〜６
９．４重量％、α石英の含有量が１２．１〜４０．２重
量％の範囲内であり、Ａｌ2Ｏ3を２４．５重量％以下の
範囲で含有し、Ｂａ系ガラスの成分が、酸化物換算で、
ＢａＯを１９〜２９ｍｏｌ％、ＳｉＯ2を６２〜７２ｍ
ｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3を６〜１１ｍｏｌ％の範囲で含有し、
さらに、ＢａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の合計１００
ｍｏｌ当たりＢ2Ｏ3を３〜７ｍｏｌの範囲で含有するこ
とにより、ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主
成分とする合金の融点以下での焼成を可能とし、低誘電
率でありながら線膨張係数が高く、低温焼成可能な他の
誘電材料や磁性材料との同時焼成を可能なものとする。
が可能であり、かつ、高い線膨張係数をもち他の磁器組
成物との同時焼成が可能な低誘電率の磁器組成物を提供
する。 【解決手段】 磁器組成物を、Ｂａ系ガラスとα石英と
を主成分とし、Ｂａ系ガラスの含有量が５５．０〜６
９．４重量％、α石英の含有量が１２．１〜４０．２重
量％の範囲内であり、Ａｌ2Ｏ3を２４．５重量％以下の
範囲で含有し、Ｂａ系ガラスの成分が、酸化物換算で、
ＢａＯを１９〜２９ｍｏｌ％、ＳｉＯ2を６２〜７２ｍ
ｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3を６〜１１ｍｏｌ％の範囲で含有し、
さらに、ＢａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の合計１００
ｍｏｌ当たりＢ2Ｏ3を３〜７ｍｏｌの範囲で含有するこ
とにより、ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主
成分とする合金の融点以下での焼成を可能とし、低誘電
率でありながら線膨張係数が高く、低温焼成可能な他の
誘電材料や磁性材料との同時焼成を可能なものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁器組成物に係り、
特にＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分と
する合金を内部導体として使用できるような低温燒結性
をもつとともに誘電率が低く、かつ、高い線膨張係数を
有する誘電体磁器組成物に関する。
特にＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分と
する合金を内部導体として使用できるような低温燒結性
をもつとともに誘電率が低く、かつ、高い線膨張係数を
有する誘電体磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、印刷法やシート工法といった厚膜
形成法を用いてチップコンデンサーやチップインダクタ
ー、チップフィルター等のチップ部品が製造されてい
る。また、材料特性の異なる複数種の磁器組成物を同時
に焼成して形成された電子デバイスとしては、磁性体と
誘電体との組み合わせからなるＬＣフィルター、高誘電
率材料と低誘電率材料との組み合わせからなるコンデン
サーを内蔵した回路基板（素子）等が挙げられる。
形成法を用いてチップコンデンサーやチップインダクタ
ー、チップフィルター等のチップ部品が製造されてい
る。また、材料特性の異なる複数種の磁器組成物を同時
に焼成して形成された電子デバイスとしては、磁性体と
誘電体との組み合わせからなるＬＣフィルター、高誘電
率材料と低誘電率材料との組み合わせからなるコンデン
サーを内蔵した回路基板（素子）等が挙げられる。
【０００３】例えば、上記の高誘電率材料と低誘電率材
料とを同時焼成して形成されたコンデンサーは、高誘電
率材料のみからなるコンデンサーに比べて分布容量の低
減等が可能である。また、低誘電率材料のみからなるコ
ンデンサーに比べて大容量化が可能である。
料とを同時焼成して形成されたコンデンサーは、高誘電
率材料のみからなるコンデンサーに比べて分布容量の低
減等が可能である。また、低誘電率材料のみからなるコ
ンデンサーに比べて大容量化が可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の電子デバイスで
は、損失特性を向上させるために、導体電極として低抵
抗であるＡｇあるいはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成
分とする合金を用いることが望ましい。しかし、これら
の導体金属は融点が低いため、電子デバイスに使用する
磁器組成物は、上記導体金属の融点以下の温度で焼成可
能である（低温燒結性を有する）ことが要求される。
は、損失特性を向上させるために、導体電極として低抵
抗であるＡｇあるいはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成
分とする合金を用いることが望ましい。しかし、これら
の導体金属は融点が低いため、電子デバイスに使用する
磁器組成物は、上記導体金属の融点以下の温度で焼成可
能である（低温燒結性を有する）ことが要求される。
【０００５】また、複数種の磁器組成物を同時焼成する
ためには、各磁器組成物の線膨張係数がある程度一致し
なければならず、この線膨張係数の差が大きいと、焼成
後の製品にクラックが生じてしまう。例えば、酸化チタ
ン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムといったペ
ロブスカイト構造、バリウム−レアアース−チタンの酸
化物といったタングステンブロンズ構造、ＮｉＣｕＺｎ
系フェライトといったスピネル構造等をもつ一般的な磁
器組成物は、その線膨張係数が約８０〜１３０×１０-7
／℃程度である。これらにガラス等を添加して上記の低
温燒結性を付与した磁器組成物であっても、その線膨張
係数は元の線膨張係数（約８０〜１３０×１０-7／℃程
度）ほとんど変わらない。しかし、従来のガラスを主体
とする低誘電率の磁器組成物は、その線膨張係数が約４
０〜８０×１０-7／℃程度のものが多く、上記のガラス
添加等により低温燒結性を付与した誘電材料や磁性材料
に比べて線膨張率が低く、これらを同時焼成した場合、
製品にクラックが生じるという問題があった。
ためには、各磁器組成物の線膨張係数がある程度一致し
なければならず、この線膨張係数の差が大きいと、焼成
後の製品にクラックが生じてしまう。例えば、酸化チタ
ン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウムといったペ
ロブスカイト構造、バリウム−レアアース−チタンの酸
化物といったタングステンブロンズ構造、ＮｉＣｕＺｎ
系フェライトといったスピネル構造等をもつ一般的な磁
器組成物は、その線膨張係数が約８０〜１３０×１０-7
／℃程度である。これらにガラス等を添加して上記の低
温燒結性を付与した磁器組成物であっても、その線膨張
係数は元の線膨張係数（約８０〜１３０×１０-7／℃程
度）ほとんど変わらない。しかし、従来のガラスを主体
とする低誘電率の磁器組成物は、その線膨張係数が約４
０〜８０×１０-7／℃程度のものが多く、上記のガラス
添加等により低温燒結性を付与した誘電材料や磁性材料
に比べて線膨張率が低く、これらを同時焼成した場合、
製品にクラックが生じるという問題があった。
【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、低温燒結性をもち単独での内部導体との
焼成が可能であり、かつ、高い線膨張係数をもち他の磁
器組成物との同時焼成も可能な低誘電率の磁器組成物を
提供することを目的とする。
たものであり、低温燒結性をもち単独での内部導体との
焼成が可能であり、かつ、高い線膨張係数をもち他の磁
器組成物との同時焼成も可能な低誘電率の磁器組成物を
提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、Ｂａ系ガラスとα石英とを主成分
とした磁器組成物において、前記Ｂａ系ガラスの含有量
が５５．０〜６９．４重量％、前記α石英の含有量が１
２．１〜４０．２重量％の範囲内にあり、Ａｌ 2Ｏ3を２
４．５重量％以下の範囲で含有し、前記Ｂａ系ガラスの
成分は、酸化物換算で、ＢａＯを１９〜２９ｍｏｌ％、
ＳｉＯ2を６２〜７２ｍｏｌ％、Ａｌ2Ｏ 3を６〜１１ｍ
ｏｌ％の範囲で含有し、さらに、ＢａＯ、ＳｉＯ2およ
びＡｌ2Ｏ3の合計１００ｍｏｌ当たりＢ2Ｏ3を３〜７ｍ
ｏｌの範囲で含有するような構成とした。
るために、本発明は、Ｂａ系ガラスとα石英とを主成分
とした磁器組成物において、前記Ｂａ系ガラスの含有量
が５５．０〜６９．４重量％、前記α石英の含有量が１
２．１〜４０．２重量％の範囲内にあり、Ａｌ 2Ｏ3を２
４．５重量％以下の範囲で含有し、前記Ｂａ系ガラスの
成分は、酸化物換算で、ＢａＯを１９〜２９ｍｏｌ％、
ＳｉＯ2を６２〜７２ｍｏｌ％、Ａｌ2Ｏ 3を６〜１１ｍ
ｏｌ％の範囲で含有し、さらに、ＢａＯ、ＳｉＯ2およ
びＡｌ2Ｏ3の合計１００ｍｏｌ当たりＢ2Ｏ3を３〜７ｍ
ｏｌの範囲で含有するような構成とした。
【０００８】また、本発明の磁器組成物は、線膨張係数
が８０×１０-7／℃〜１５０×１０ -7／℃の範囲内にあ
るような構成とした。
が８０×１０-7／℃〜１５０×１０ -7／℃の範囲内にあ
るような構成とした。
【０００９】さらに、本発明の磁器組成物は、α石英
と、４種の結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ
2Ｏ5］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ
2Ｏ3］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3］、［ＢａＳｉ
2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］の中の１種とを含むような構成とし
た。
と、４種の結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ
2Ｏ5］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ
2Ｏ3］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3］、［ＢａＳｉ
2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］の中の１種とを含むような構成とし
た。
【００１０】このような本発明では、磁器組成物の焼成
温度がＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分
とする合金の融点以下となり、低誘電率でありながら線
膨張係数が高いものとなり、低温焼成可能な他の誘電材
料や磁性材料との同時焼成が可能となる。
温度がＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分
とする合金の融点以下となり、低誘電率でありながら線
膨張係数が高いものとなり、低温焼成可能な他の誘電材
料や磁性材料との同時焼成が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
説明する。
説明する。
【００１２】本発明の磁器組成物は、Ｂａ系ガラスとα
石英とを主成分とするものである。このような本発明の
磁器組成物において、Ｂａ系ガラスの含有量は５５．０
〜６９．４重量％、好ましくは５７．３〜６６．５重量
％、更に好ましくは６１．１〜６６．５重量％、α石英
の含有量は１２．１〜４０．２重量％、好ましくは２
０．７〜３０．３重量％、更に好ましくは２１．０〜２
６．０重量％の範囲内であり、また、Ａｌ2Ｏ3を２４．
５重量％以下、好ましくは６．４〜１８．６重量％、更
に好ましくは９．０〜１２．９重量％の範囲で含有して
もよい。
石英とを主成分とするものである。このような本発明の
磁器組成物において、Ｂａ系ガラスの含有量は５５．０
〜６９．４重量％、好ましくは５７．３〜６６．５重量
％、更に好ましくは６１．１〜６６．５重量％、α石英
の含有量は１２．１〜４０．２重量％、好ましくは２
０．７〜３０．３重量％、更に好ましくは２１．０〜２
６．０重量％の範囲内であり、また、Ａｌ2Ｏ3を２４．
５重量％以下、好ましくは６．４〜１８．６重量％、更
に好ましくは９．０〜１２．９重量％の範囲で含有して
もよい。
【００１３】Ｂａ系ガラスの含有量が５５．０重量％未
満であると、磁器組成物の低温焼結性が低下し、緻密な
焼結体（９００℃での焼成後において相対密度が９２％
以上）が得られない。また、６９．４重量％ を超える
場合も、緻密な焼結体が得られない。一方、Ｂａ系ガラ
スの含有量が、その最も好ましい範囲である６１．１〜
６６．５重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼結
性をもち緻密な焼結体が得られることに加えて、９００
℃以下での低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタ
ン酸化物の高誘電率材料と一体化焼成したときの境界の
接合面に連続的な空間またはポアが発生することなく境
界反応性がより良好となる。
満であると、磁器組成物の低温焼結性が低下し、緻密な
焼結体（９００℃での焼成後において相対密度が９２％
以上）が得られない。また、６９．４重量％ を超える
場合も、緻密な焼結体が得られない。一方、Ｂａ系ガラ
スの含有量が、その最も好ましい範囲である６１．１〜
６６．５重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼結
性をもち緻密な焼結体が得られることに加えて、９００
℃以下での低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタ
ン酸化物の高誘電率材料と一体化焼成したときの境界の
接合面に連続的な空間またはポアが発生することなく境
界反応性がより良好となる。
【００１４】また、α石英の含有量が１２．１重量％未
満であると、磁器組成物の低温焼結性が低下し、緻密な
焼結体が得られず、４０．２重量％を超える場合も、緻
密な焼結体が得られない。これに対して、α石英の含有
量が、その最も好ましい範囲である２１．０〜２６．０
重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼結性をもち
緻密な焼結体が得られることに加えて、低温焼結可能な
バリウム−レアアース−チタン酸化物の高誘電率材料と
一体化焼成したときの境界の接合面に連続的な空間また
はポアが発生することなく境界反応性がより良好とな
る。
満であると、磁器組成物の低温焼結性が低下し、緻密な
焼結体が得られず、４０．２重量％を超える場合も、緻
密な焼結体が得られない。これに対して、α石英の含有
量が、その最も好ましい範囲である２１．０〜２６．０
重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼結性をもち
緻密な焼結体が得られることに加えて、低温焼結可能な
バリウム−レアアース−チタン酸化物の高誘電率材料と
一体化焼成したときの境界の接合面に連続的な空間また
はポアが発生することなく境界反応性がより良好とな
る。
【００１５】Ｂａ系ガラスとα石英とからなる主成分に
添加するＡｌ2Ｏ3は、磁器組成物の保形性を向上させる
効果をもつが、添加量が２４．５重量％を超えると低温
焼結性が低下し、緻密な焼結体が得られない。一方、Ａ
ｌ2Ｏ3の添加量が、その最も好ましい範囲である９．０
〜１２．９重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼
結性をもち緻密な焼結体が得られることに加えて、低温
焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化物の高誘
電率材料と一体化焼成したときの境界の接合面に連続的
な空間またはポアが発生することなく境界反応性がより
良好となる。
添加するＡｌ2Ｏ3は、磁器組成物の保形性を向上させる
効果をもつが、添加量が２４．５重量％を超えると低温
焼結性が低下し、緻密な焼結体が得られない。一方、Ａ
ｌ2Ｏ3の添加量が、その最も好ましい範囲である９．０
〜１２．９重量％の範囲であると、磁器組成物は低温焼
結性をもち緻密な焼結体が得られることに加えて、低温
焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化物の高誘
電率材料と一体化焼成したときの境界の接合面に連続的
な空間またはポアが発生することなく境界反応性がより
良好となる。
【００１６】本発明の磁器組成物におけるＢａ系ガラス
は、その成分が、酸化物換算で以下の範囲となるもので
ある。 ・ＢａＯ ： １９〜２９ｍｏｌ％、好ましくは２１〜２５ｍｏｌ％ ・ＳｉＯ2 ： ６２〜７２ｍｏｌ％、好ましくは６４〜７０ｍｏｌ％ ・Ａｌ2Ｏ3 ： ６〜１１ｍｏｌ％、好ましくは７〜１１ｍｏｌ％ ・ＢａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の ： ３〜７ｍｏｌ、好ましくは 合計１００ｍｏｌ当たりのＢ2Ｏ3量 ４〜６ｍｏｌ
は、その成分が、酸化物換算で以下の範囲となるもので
ある。 ・ＢａＯ ： １９〜２９ｍｏｌ％、好ましくは２１〜２５ｍｏｌ％ ・ＳｉＯ2 ： ６２〜７２ｍｏｌ％、好ましくは６４〜７０ｍｏｌ％ ・Ａｌ2Ｏ3 ： ６〜１１ｍｏｌ％、好ましくは７〜１１ｍｏｌ％ ・ＢａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の ： ３〜７ｍｏｌ、好ましくは 合計１００ｍｏｌ当たりのＢ2Ｏ3量 ４〜６ｍｏｌ
【００１７】Ｂａ系ガラスにおいて、ＢａＯ成分が１９
ｍｏｌ％未満であると、ガラス化が困難であり、２９ｍ
ｏｌ％を超えると緻密な焼結体が得られない。
ｍｏｌ％未満であると、ガラス化が困難であり、２９ｍ
ｏｌ％を超えると緻密な焼結体が得られない。
【００１８】また、ＳｉＯ2成分が６２ｍｏｌ％未満で
あると、緻密な焼結体が得られず、７２ｍｏｌ％を超え
るとガラス化が困難であり好ましくない。
あると、緻密な焼結体が得られず、７２ｍｏｌ％を超え
るとガラス化が困難であり好ましくない。
【００１９】さらに、Ａｌ2Ｏ3成分が６ｍｏｌ％未満、
あるいは、１１ｍｏｌ％を超えると、いずれも緻密な焼
結体が得られない。
あるいは、１１ｍｏｌ％を超えると、いずれも緻密な焼
結体が得られない。
【００２０】また、ＢａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の
合計１００ｍｏｌに対するＢ2Ｏ3成分が３ｍｏｌ未満で
あると、ガラス化が困難であり、７ｍｏｌを超えると、
緻密な焼結体が得られない。
合計１００ｍｏｌに対するＢ2Ｏ3成分が３ｍｏｌ未満で
あると、ガラス化が困難であり、７ｍｏｌを超えると、
緻密な焼結体が得られない。
【００２１】本発明の磁器組成物は、各構成成分を上記
の範囲内で適宜設定することにより、低温燒結性を有
し、かつ、線膨張係数が８０×１０-7／℃〜１５０×１
０-7／℃の範囲内にあるものとすることができる。した
がって、低抵抗であるＡｇあるいはＣｕ、または、Ａｇ
やＣｕを主成分とする合金の融点以下での焼成が可能な
従来の高誘電率材料や磁性材料等の異種の磁器組成物の
線膨張係数に合わせることが容易である。このため、異
種の材料との同時焼成を行っても、得られた焼成物にク
ラックを生じることはない。尚、本発明の磁器組成物で
は、線膨張係数が１５０×１０-7／℃を超えるものを得
ることは困難である。
の範囲内で適宜設定することにより、低温燒結性を有
し、かつ、線膨張係数が８０×１０-7／℃〜１５０×１
０-7／℃の範囲内にあるものとすることができる。した
がって、低抵抗であるＡｇあるいはＣｕ、または、Ａｇ
やＣｕを主成分とする合金の融点以下での焼成が可能な
従来の高誘電率材料や磁性材料等の異種の磁器組成物の
線膨張係数に合わせることが容易である。このため、異
種の材料との同時焼成を行っても、得られた焼成物にク
ラックを生じることはない。尚、本発明の磁器組成物で
は、線膨張係数が１５０×１０-7／℃を超えるものを得
ることは困難である。
【００２２】さらに、本発明の磁器組成物は、上記のよ
うな組成による線膨張係数の制御に加え、焼成温度、焼
成時間によっても線膨張係数を８０×１０-7／℃〜１５
０×１０-7／℃の範囲内で制御することができる。Ｂａ
系ガラスとα石英との焼成、あるいは、これらにＡｌ2
Ｏ3を添加したものの焼成において、ガラスの結晶化が
起こり、新たな結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8］や［ＢａＳ
ｉ2Ｏ5］が生成する。これらの結晶相はそれぞれ固有の
線膨張係数をもつので、焼成条件により結晶相の種類と
量を変化させることにより、線膨張係数を制御すること
ができる。
うな組成による線膨張係数の制御に加え、焼成温度、焼
成時間によっても線膨張係数を８０×１０-7／℃〜１５
０×１０-7／℃の範囲内で制御することができる。Ｂａ
系ガラスとα石英との焼成、あるいは、これらにＡｌ2
Ｏ3を添加したものの焼成において、ガラスの結晶化が
起こり、新たな結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8］や［ＢａＳ
ｉ2Ｏ5］が生成する。これらの結晶相はそれぞれ固有の
線膨張係数をもつので、焼成条件により結晶相の種類と
量を変化させることにより、線膨張係数を制御すること
ができる。
【００２３】このような本発明の磁器組成物は、α石英
と、４種の結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ
2Ｏ5］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ
2Ｏ3］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3］、［ＢａＳｉ
2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］の中の１種とを含み、誘電率が低いに
もかかわらず、高い線膨張係数をもち、かつ、低温焼結
性を有するものである。
と、４種の結晶相［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ
2Ｏ5］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ
2Ｏ3］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3］、［ＢａＳｉ
2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］の中の１種とを含み、誘電率が低いに
もかかわらず、高い線膨張係数をもち、かつ、低温焼結
性を有するものである。
【００２４】次に、本発明の磁器組成物の製造方法につ
いて説明する。まず、Ｂａ系ガラス成分であるＢａＯ、
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を用意し、所定量を秤量し
て混合し、るつぼで溶融した後、溶融物を急冷し、これ
を粉砕することによりガラス粉末とする。尚、ガラス原
料としては、酸化物である必要はなく、例えば、炭酸
塩、水酸化物、硫酸塩等のように熱処理により酸化物と
なるものを使用しても、酸化物を使用した場合と同等の
ガラス粉末を得ることができる。
いて説明する。まず、Ｂａ系ガラス成分であるＢａＯ、
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を用意し、所定量を秤量し
て混合し、るつぼで溶融した後、溶融物を急冷し、これ
を粉砕することによりガラス粉末とする。尚、ガラス原
料としては、酸化物である必要はなく、例えば、炭酸
塩、水酸化物、硫酸塩等のように熱処理により酸化物と
なるものを使用しても、酸化物を使用した場合と同等の
ガラス粉末を得ることができる。
【００２５】上記のガラス原料の混合は、例えば、乾式
混合により行うことができ、溶融は１５００〜１６００
℃で０．５〜５時間程度とすることができる。溶融物の
粉砕は、ボールミル等を用いた湿式粉砕が望ましい。次
に、主成分であるα石英粉末と、上記のＢａ系ガラス粉
末、さらに、必要に応じてＡｌ2Ｏ3粉末を準備し、これ
らの所定量を秤量して混合する。得られた粉末に対して
ポリビニルアルコール系、アクリル系、エチルセルロー
ス系のような有機バインダーと、必要に応じて溶剤、可
塑剤等を混合してスラリーを調製する。
混合により行うことができ、溶融は１５００〜１６００
℃で０．５〜５時間程度とすることができる。溶融物の
粉砕は、ボールミル等を用いた湿式粉砕が望ましい。次
に、主成分であるα石英粉末と、上記のＢａ系ガラス粉
末、さらに、必要に応じてＡｌ2Ｏ3粉末を準備し、これ
らの所定量を秤量して混合する。得られた粉末に対して
ポリビニルアルコール系、アクリル系、エチルセルロー
ス系のような有機バインダーと、必要に応じて溶剤、可
塑剤等を混合してスラリーを調製する。
【００２６】次いで、このスラリーを所望の形状に成型
し、この成型物を焼成する。成型はシート法や印刷法等
の湿式成型の他、プレス成型等の乾式成型でもよく、所
望の形状に応じて成型方法を適宜選択することが可能で
ある。焼成温度は８５０〜９６０℃の範囲で設定するこ
とができ、焼成時間は０．１〜２４時間程度が好まし
い。したがって、ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣ
ｕを主成分とする合金の融点以下での低温焼成が可能と
なる。このため、低抵抗であるＡｇやＣｕのような融点
の低い金属を内部導体として電子部品を構成することが
可能となる。尚、同時焼成を行う内部導体に合わせて焼
成雰囲気を選択することが望ましく、例えば、Ａｇとの
同時焼成の場合は空気中のような酸素雰囲気とし、Ｃｕ
との同時焼成の場合は還元雰囲気とする。
し、この成型物を焼成する。成型はシート法や印刷法等
の湿式成型の他、プレス成型等の乾式成型でもよく、所
望の形状に応じて成型方法を適宜選択することが可能で
ある。焼成温度は８５０〜９６０℃の範囲で設定するこ
とができ、焼成時間は０．１〜２４時間程度が好まし
い。したがって、ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣ
ｕを主成分とする合金の融点以下での低温焼成が可能と
なる。このため、低抵抗であるＡｇやＣｕのような融点
の低い金属を内部導体として電子部品を構成することが
可能となる。尚、同時焼成を行う内部導体に合わせて焼
成雰囲気を選択することが望ましく、例えば、Ａｇとの
同時焼成の場合は空気中のような酸素雰囲気とし、Ｃｕ
との同時焼成の場合は還元雰囲気とする。
【００２７】
【実施例】次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。
明する。
【００２８】（実施例１）まず、Ｂａ系ガラス成分とし
て、ＢａＣＯ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を下記表１
乃至表３のガラス組成の欄に示す組成となるように秤量
し、シェイカーで乾式混合した後、この混合物をるつぼ
に入れて１５５０℃で１時間溶融した。その後、溶融物
を純水で急冷し、これをらいかい機で粗粉砕した後、ボ
ールミルで湿式粉砕してＢａ系ガラス粉末を得た。
て、ＢａＣＯ3、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3を下記表１
乃至表３のガラス組成の欄に示す組成となるように秤量
し、シェイカーで乾式混合した後、この混合物をるつぼ
に入れて１５５０℃で１時間溶融した。その後、溶融物
を純水で急冷し、これをらいかい機で粗粉砕した後、ボ
ールミルで湿式粉砕してＢａ系ガラス粉末を得た。
【００２９】次に、上記のようにして得たＢａ系ガラス
粉末と、α石英粉末、Ａｌ2Ｏ3粉末をそれぞれ下記の表
１乃至表３中の材料組成の欄に示す割合となるように秤
量して混合し、この混合粉末１００重量部に対して、有
機バインダーとしてアクリル系樹脂を１５重量部、溶剤
としてトルエンを６０重量部、可塑剤としてｎ−ブチル
フタリルｎ−ブチルグリコラート（ＢＰＢＧ）を５重量
部加え、ボールミルで分散し、５７種の有機スラリーを
作製した。
粉末と、α石英粉末、Ａｌ2Ｏ3粉末をそれぞれ下記の表
１乃至表３中の材料組成の欄に示す割合となるように秤
量して混合し、この混合粉末１００重量部に対して、有
機バインダーとしてアクリル系樹脂を１５重量部、溶剤
としてトルエンを６０重量部、可塑剤としてｎ−ブチル
フタリルｎ−ブチルグリコラート（ＢＰＢＧ）を５重量
部加え、ボールミルで分散し、５７種の有機スラリーを
作製した。
【００３０】次いで、上記の有機スラリーを用いてドク
ターブレード法により５７種のグリーンシート（試料２
〜１０、１２〜５９）を作製した。その後、このグリー
ンシートを下記の各測定条件に合わせた所定の大きさに
形成し、９００℃、２時間の焼成を行った。
ターブレード法により５７種のグリーンシート（試料２
〜１０、１２〜５９）を作製した。その後、このグリー
ンシートを下記の各測定条件に合わせた所定の大きさに
形成し、９００℃、２時間の焼成を行った。
【００３１】次に、上記の各試料について、低温焼結性
（９００℃での焼成後において相対密度が９２％以上）
を評価し、比誘電率と線膨張係数を下記の測定方法によ
り測定し、含有する結晶相を下記方法にて測定して、結
果を下記の表１〜表３に示した。
（９００℃での焼成後において相対密度が９２％以上）
を評価し、比誘電率と線膨張係数を下記の測定方法によ
り測定し、含有する結晶相を下記方法にて測定して、結
果を下記の表１〜表３に示した。
【００３２】また、上記の試料８、２３、４１につい
て、低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化
物の高誘電率材料と一体化焼成し、その破断した境界面
を走査電子顕微鏡装置（日本電子データム（株）製 Ｊ
ＥＤ−２００１）により観察し、一体化焼成後の境界面
のｃｏｍｐｏ像（２０００倍）を撮影して図１乃至図３
に示した。
て、低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化
物の高誘電率材料と一体化焼成し、その破断した境界面
を走査電子顕微鏡装置（日本電子データム（株）製 Ｊ
ＥＤ−２００１）により観察し、一体化焼成後の境界面
のｃｏｍｐｏ像（２０００倍）を撮影して図１乃至図３
に示した。
【００３３】比誘電率の測定方法 約１ｍｍ角の棒状試料を作成し、比誘電率（２ＧＨｚ）
を空洞共振器摂動法により測定（ヒューレットパッカー
ド（株）製 ８３６２０Ａ，８７５７Ｃを使用）した。
を空洞共振器摂動法により測定（ヒューレットパッカー
ド（株）製 ８３６２０Ａ，８７５７Ｃを使用）した。
【００３４】線膨張係数の測定方法 約４×４×２８ｍｍの試料を作成し、線膨張係数（１０
０〜７００℃）を横型線膨張装置（真空理工（株）製
ＤＬ−７０００Ｙ−ＲＨ）により測定した。
０〜７００℃）を横型線膨張装置（真空理工（株）製
ＤＬ−７０００Ｙ−ＲＨ）により測定した。
【００３５】結晶相の測定方法 燒結体を乳鉢にて粉砕し、粉末Ｘ線回折法により測定
（マック・サイエンス（株）製 ＭＸＰ3システムを使
用）した。測定条件はターゲットをＣｕとし、４５ｋ
Ｖ、４０ｍＡ、１ｄｅｇ／分、２θ＝１０〜６０とし
た。ただし、下記の表１〜表３において、α、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの表示は、それぞれ以下の結晶相を表す。 α ： α石英 Ａ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5 Ｂ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3 Ｃ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3 Ｄ ： ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3
（マック・サイエンス（株）製 ＭＸＰ3システムを使
用）した。測定条件はターゲットをＣｕとし、４５ｋ
Ｖ、４０ｍＡ、１ｄｅｇ／分、２θ＝１０〜６０とし
た。ただし、下記の表１〜表３において、α、Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄの表示は、それぞれ以下の結晶相を表す。 α ： α石英 Ａ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5 Ｂ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3 Ｃ ： ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ2Ｏ3 Ｄ ： ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】 表１〜表３に示されるように、Ｂａ系ガラスとα石英と
を主成分とし、各構成成分が本発明の範囲内にある試料
（２〜９、１２、１３、１７〜２１、２３〜３４、３９
〜４７、５０〜５４）は、いずれも低温焼結性に優れ、
ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分とする
合金の融点以下での焼成が可能であるとともに、誘電率
が低く（７以下（２ＧＨｚ））、かつ、線膨張係数が８
０×１０ -7／℃〜１３０×１０-7／℃の範囲内となるも
のであった。
を主成分とし、各構成成分が本発明の範囲内にある試料
（２〜９、１２、１３、１７〜２１、２３〜３４、３９
〜４７、５０〜５４）は、いずれも低温焼結性に優れ、
ＡｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分とする
合金の融点以下での焼成が可能であるとともに、誘電率
が低く（７以下（２ＧＨｚ））、かつ、線膨張係数が８
０×１０ -7／℃〜１３０×１０-7／℃の範囲内となるも
のであった。
【００３９】さらに、上記の試料８、２３、４１のう
ち、Ｂａ系ガラスの含有量が６１．１〜６６．５重量
％、α石英の含有量が２１．０〜２６．０重量％の範囲
内であり、Ａｌ2Ｏ3を９．０〜１２．９重量％の範囲で
含有している試料８と試料２３（図１および図２参照）
は、低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化
物の高誘電率材料との一体化焼成時の境界反応性が、試
料４１（図３参照）に比べて特に良好であった。
ち、Ｂａ系ガラスの含有量が６１．１〜６６．５重量
％、α石英の含有量が２１．０〜２６．０重量％の範囲
内であり、Ａｌ2Ｏ3を９．０〜１２．９重量％の範囲で
含有している試料８と試料２３（図１および図２参照）
は、低温焼結可能なバリウム−レアアース−チタン酸化
物の高誘電率材料との一体化焼成時の境界反応性が、試
料４１（図３参照）に比べて特に良好であった。
【００４０】これに対して、ガラス組成においてＢａＯ
成分が１９ｍｏｌ％未満である試料１、ＢａＯ、ＳｉＯ
2およびＡｌ2Ｏ3の合計１００ｍｏｌ当たりのＢ2Ｏ3成
分が３ｍｏｌ未満である試料１１、ＳｉＯ2成分が７２
ｍｏｌ％を超える試料１４では、ガラス化が困難であ
り、磁器組成物が得られなかった。また、構成成分の含
有量が本発明の範囲から外れる他の試料は、いずれも９
００℃における焼成で緻密化せず、相対密度は９２％未
満であった。
成分が１９ｍｏｌ％未満である試料１、ＢａＯ、ＳｉＯ
2およびＡｌ2Ｏ3の合計１００ｍｏｌ当たりのＢ2Ｏ3成
分が３ｍｏｌ未満である試料１１、ＳｉＯ2成分が７２
ｍｏｌ％を超える試料１４では、ガラス化が困難であ
り、磁器組成物が得られなかった。また、構成成分の含
有量が本発明の範囲から外れる他の試料は、いずれも９
００℃における焼成で緻密化せず、相対密度は９２％未
満であった。
【００４１】（実施例２）まず、実施例１における試料
３９〜４３と同じ組成の有機スラリーを実施例１と同様
にして作製した。
３９〜４３と同じ組成の有機スラリーを実施例１と同様
にして作製した。
【００４２】次いで、上記の有機スラリーを用いて実施
例１と同様にして５種のグリーンシート（試料Ａ〜Ｅ）
を作製し、その後、このグリーンシートを実施例１と同
じ所定の大きさに形成し、８８０℃、２時間と、９２０
℃、２時間の２種の条件で焼成した。
例１と同様にして５種のグリーンシート（試料Ａ〜Ｅ）
を作製し、その後、このグリーンシートを実施例１と同
じ所定の大きさに形成し、８８０℃、２時間と、９２０
℃、２時間の２種の条件で焼成した。
【００４３】次に、上記の各試料について、線膨張係数
を実施例１と同様に測定して、結果を下記の表４に示し
た。尚、表４には実施例１における試料３９〜４３（９
００℃、２時間の焼成）の測定結果も示した。
を実施例１と同様に測定して、結果を下記の表４に示し
た。尚、表４には実施例１における試料３９〜４３（９
００℃、２時間の焼成）の測定結果も示した。
【００４４】
【表４】 表４に示される測定結果では、本発明の磁器組成物は、
同一組成において焼成条件を変えることにより線膨張係
数を８０×１０-7／℃〜１３０×１０-7／℃の範囲内で
制御可能であることが明らかとなった。
同一組成において焼成条件を変えることにより線膨張係
数を８０×１０-7／℃〜１３０×１０-7／℃の範囲内で
制御可能であることが明らかとなった。
【００４５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればＡ
ｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分とする合
金の融点以下での焼成が可能であり、低誘電率でありな
がら線膨張係数が高いので、例えば、低温焼成可能な高
誘電率材料や磁性材料等の異種の磁器組成物との同時焼
成が可能であり、ＡｇやＣｕのような融点の低い金属を
内部導体として、小型のフィルターや共振器、回路基板
等の電子デバイスの製造に供することができる。
ｇもしくはＣｕ、または、ＡｇやＣｕを主成分とする合
金の融点以下での焼成が可能であり、低誘電率でありな
がら線膨張係数が高いので、例えば、低温焼成可能な高
誘電率材料や磁性材料等の異種の磁器組成物との同時焼
成が可能であり、ＡｇやＣｕのような融点の低い金属を
内部導体として、小型のフィルターや共振器、回路基板
等の電子デバイスの製造に供することができる。
【図１】図１は実施例１において、試料８を高誘電率材
料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代用
の走査電子顕微鏡写真である。
料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代用
の走査電子顕微鏡写真である。
【図２】図２は実施例１において、試料２３を高誘電率
材料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代
用の走査電子顕微鏡写真である。
材料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代
用の走査電子顕微鏡写真である。
【図３】図３は実施例１において、試料４１を高誘電率
材料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代
用の走査電子顕微鏡写真である。
材料と一体化焼成し、その破断した境界面を示す図面代
用の走査電子顕微鏡写真である。
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｂａ系ガラスとα石英とを主成分とする
磁器組成物において、 前記Ｂａ系ガラスの含有量が５５．０〜６９．４重量
％、前記α石英の含有量が１２．１〜４０．２重量％の
範囲内にあり、Ａｌ2Ｏ3を２４．５重量％以下の範囲で
含有し、 前記Ｂａ系ガラスの成分は、酸化物換算で、ＢａＯを１
９〜２９ｍｏｌ％、ＳｉＯ2を６２〜７２ｍｏｌ％、Ａ
ｌ2Ｏ3を６〜１１ｍｏｌ％の範囲で含有し、さらに、Ｂ
ａＯ、ＳｉＯ2およびＡｌ2Ｏ3の合計１００ｍｏｌ当た
りＢ2Ｏ3を３〜７ｍｏｌの範囲で含有することを特徴と
する磁器組成物。 - 【請求項２】 線膨張係数が８０×１０-7／℃〜１５０
×１０-7／℃の範囲内にあることを特徴とする請求項１
に記載の磁器組成物。 - 【請求項３】 α石英と、４種の結晶相［ＢａＡｌ2Ｓ
ｉＯ8＋ＢａＳｉ2Ｏ5］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋ＢａＳ
ｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］、［ＢａＡｌ2ＳｉＯ8＋Ａｌ
2Ｏ3］、［ＢａＳｉ2Ｏ5＋Ａｌ2Ｏ3］の中の１種とを含
むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の磁
器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000036368A JP3587753B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-02-15 | 磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-91941 | 1999-03-31 | ||
| JP9194199 | 1999-03-31 | ||
| JP2000036368A JP3587753B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-02-15 | 磁器組成物 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004175050A Division JP4050725B2 (ja) | 1999-03-31 | 2004-06-14 | 電子デバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000344572A true JP2000344572A (ja) | 2000-12-12 |
| JP3587753B2 JP3587753B2 (ja) | 2004-11-10 |
Family
ID=26433373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000036368A Expired - Lifetime JP3587753B2 (ja) | 1999-03-31 | 2000-02-15 | 磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3587753B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011126767A (ja) * | 2009-11-18 | 2011-06-30 | Ngk Insulators Ltd | セラミックス焼結体、その製造方法及びセラミックス構造体 |
| JP2012025623A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nippon Carbide Ind Co Inc | アルミナセラミックの製造法 |
| JP2016155746A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-09-01 | Tdk株式会社 | ガラスセラミックス組成物およびコイル電子部品 |
| JP6107999B1 (ja) * | 2016-04-08 | 2017-04-05 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物、誘電体磁器および積層複合電子部品 |
-
2000
- 2000-02-15 JP JP2000036368A patent/JP3587753B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2012025623A (ja) * | 2010-07-23 | 2012-02-09 | Nippon Carbide Ind Co Inc | アルミナセラミックの製造法 |
| JP2016155746A (ja) * | 2015-02-10 | 2016-09-01 | Tdk株式会社 | ガラスセラミックス組成物およびコイル電子部品 |
| JP6107999B1 (ja) * | 2016-04-08 | 2017-04-05 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物、誘電体磁器および積層複合電子部品 |
| JP2017186218A (ja) * | 2016-04-08 | 2017-10-12 | Tdk株式会社 | 誘電体組成物、誘電体磁器および積層複合電子部品 |
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| JP3587753B2 (ja) | 2004-11-10 |
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