JP2001130952A - 誘電体磁器および積層体 - Google Patents
誘電体磁器および積層体Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】焼成温度を従来よりもさらに低下させることが
でき、収縮開始温度を低くして、導体の収縮開始温度に
近づけることができ、ＡｇやＣｕを主成分とする導体と
同時焼成した場合でも反りや歪みを抑制できるととも
に、比誘電率の低い誘電体磁器および積層体を提供す
る。 【解決手段】フォルステライト結晶粒子、または該フォ
ルステライト結晶粒子と、金属元素として少なくともＭ
ｇとＴｉを含有する複合酸化物からなる結晶粒子とを含
むとともに、粒界に、元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土
類金属が存在する。
でき、収縮開始温度を低くして、導体の収縮開始温度に
近づけることができ、ＡｇやＣｕを主成分とする導体と
同時焼成した場合でも反りや歪みを抑制できるととも
に、比誘電率の低い誘電体磁器および積層体を提供す
る。 【解決手段】フォルステライト結晶粒子、または該フォ
ルステライト結晶粒子と、金属元素として少なくともＭ
ｇとＴｉを含有する複合酸化物からなる結晶粒子とを含
むとともに、粒界に、元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土
類金属が存在する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波、ミリ
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器に関するものであり、例えば、マイクロ波やミリ波な
どの高周波領域において使用される種々の共振器用磁器
やＭＩＣ用誘電体基板、誘電体導波路や積層型セラミッ
クコンデンサ等に用いることができる誘電体磁器および
積層体に関するものである。
波等の高周波領域において、高いＱ値を有する誘電体磁
器に関するものであり、例えば、マイクロ波やミリ波な
どの高周波領域において使用される種々の共振器用磁器
やＭＩＣ用誘電体基板、誘電体導波路や積層型セラミッ
クコンデンサ等に用いることができる誘電体磁器および
積層体に関するものである。
【０００２】
【従来技術】従来、誘電体磁器は、マイクロ波やミリ波
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。そして、近年
においては、携帯電話をはじめとする移動体通信等の発
達および普及に伴い、電子回路基板や電子部品の材料と
して誘電体セラミックスの需要が増大しつつある。
等の高周波領域において、誘電体共振器、ＭＩＣ用誘電
体基板や導波路等に広く利用されている。そして、近年
においては、携帯電話をはじめとする移動体通信等の発
達および普及に伴い、電子回路基板や電子部品の材料と
して誘電体セラミックスの需要が増大しつつある。
【０００３】電子回路基板や電子部品において、誘電体
セラミックスと内部導体を同時焼成するに際しては、従
来の誘電体セラミックスの焼成温度が１１００℃以上と
いう高温であったため、導体材料としては、比較的高融
点であるＰｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ等が使用されていた。こ
れら高融点の導体材料は導通抵抗が大きいため、従来の
電子回路基板において、共振回路やインダクタンスのＱ
値が小さくなってしまい、導体線路の伝送損失が大きく
なる等の問題があった。
セラミックスと内部導体を同時焼成するに際しては、従
来の誘電体セラミックスの焼成温度が１１００℃以上と
いう高温であったため、導体材料としては、比較的高融
点であるＰｔ、Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ等が使用されていた。こ
れら高融点の導体材料は導通抵抗が大きいため、従来の
電子回路基板において、共振回路やインダクタンスのＱ
値が小さくなってしまい、導体線路の伝送損失が大きく
なる等の問題があった。
【０００４】そこで、係る問題点を解決すべく、導通抵
抗の小さいＡｇ、Ｃｕ等と同時焼成可能な低温焼成の誘
電体セラミックスが提案されている。例えば、本出願人
が先に出願した特開平８−２０８３３０号公報に開示さ
れた誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 と
Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3 からなるものであり、９００〜
１０５０℃の比較的低温でＡｇ、Ｃｕ等の内部導体と同
時に焼成でき、誘電体磁器の比誘電率εｒが１８以上、
測定周波数７ＧＨｚでのＱ値が２０００以上の優れた特
性を有し、高周波電子部品の小型化と高性能化を実現で
きるものであった。
抗の小さいＡｇ、Ｃｕ等と同時焼成可能な低温焼成の誘
電体セラミックスが提案されている。例えば、本出願人
が先に出願した特開平８−２０８３３０号公報に開示さ
れた誘電体磁器組成物は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＴｉＯ2 と
Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3 からなるものであり、９００〜
１０５０℃の比較的低温でＡｇ、Ｃｕ等の内部導体と同
時に焼成でき、誘電体磁器の比誘電率εｒが１８以上、
測定周波数７ＧＨｚでのＱ値が２０００以上の優れた特
性を有し、高周波電子部品の小型化と高性能化を実現で
きるものであった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら特開平８
−２０８３３０号公報に開示された誘電体磁器組成物
は、焼結温度がまだ高く、さらに焼結における収縮開始
温度が８４５〜９６０℃と高温であるため、導体材料と
の収縮挙動のマッチングが悪く、焼成された基板や電子
部品が反る、歪む等の問題があった。
−２０８３３０号公報に開示された誘電体磁器組成物
は、焼結温度がまだ高く、さらに焼結における収縮開始
温度が８４５〜９６０℃と高温であるため、導体材料と
の収縮挙動のマッチングが悪く、焼成された基板や電子
部品が反る、歪む等の問題があった。
【０００６】即ち、導体としては、Ａｇおよび／または
Ｃｕを主成分とするもの、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、あるい
はＡｇ、Ｃｕに対してガラス成分やセラミック成分、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものがあるが、これらの導
体は、焼成時における収縮開始温度が高くとも６５０℃
程度であるため、上記誘電体磁器組成物の収縮開始温度
との差が大きく、これにより、基板等が変形する等の問
題があった。
Ｃｕを主成分とするもの、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、あるい
はＡｇ、Ｃｕに対してガラス成分やセラミック成分、Ｐ
ｔ、Ｐｄ等の金属を添加したものがあるが、これらの導
体は、焼成時における収縮開始温度が高くとも６５０℃
程度であるため、上記誘電体磁器組成物の収縮開始温度
との差が大きく、これにより、基板等が変形する等の問
題があった。
【０００７】また、上記公報に開示された誘電体磁器組
成物では、比誘電率εｒが１８以上と高いため、この誘
電体磁器組成物を用いて高周波用のモジュール基板を作
製すると、例えば、容量を必要としない配線間、線路
間、配線と線路間等に浮遊容量（寄生容量）が発生し、
高周波特性が劣化したり、回路上の制約が生じるという
問題があった。
成物では、比誘電率εｒが１８以上と高いため、この誘
電体磁器組成物を用いて高周波用のモジュール基板を作
製すると、例えば、容量を必要としない配線間、線路
間、配線と線路間等に浮遊容量（寄生容量）が発生し、
高周波特性が劣化したり、回路上の制約が生じるという
問題があった。
【０００８】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
焼成温度を従来よりもさらに低下させることができ、収
縮開始温度を低くして、導体の収縮開始温度に近づける
ことができ、ＡｇやＣｕを主成分とする導体と同時焼成
した場合でも反りや歪みを抑制できるとともに、比誘電
率の低い誘電体磁器および積層体を提供することを目的
とする。
焼成温度を従来よりもさらに低下させることができ、収
縮開始温度を低くして、導体の収縮開始温度に近づける
ことができ、ＡｇやＣｕを主成分とする導体と同時焼成
した場合でも反りや歪みを抑制できるとともに、比誘電
率の低い誘電体磁器および積層体を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器は、
フォルステライト結晶粒子、または該フォルステライト
結晶粒子と、金属元素として少なくともＭｇとＴｉを含
有する複合酸化物からなる結晶粒子とを含むとともに、
粒界に、元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土類金属が存在
するものである。
フォルステライト結晶粒子、または該フォルステライト
結晶粒子と、金属元素として少なくともＭｇとＴｉを含
有する複合酸化物からなる結晶粒子とを含むとともに、
粒界に、元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土類金属が存在
するものである。
【００１０】このような構成を採用することにより、フ
ォルステライト本来のＱ値をそれほど劣化させることな
く、９２０℃以下の低温焼成が可能となるとともに、フ
ォルステライト自体が低誘電率であるため、比誘電率を
大きく低下できる。
ォルステライト本来のＱ値をそれほど劣化させることな
く、９２０℃以下の低温焼成が可能となるとともに、フ
ォルステライト自体が低誘電率であるため、比誘電率を
大きく低下できる。
【００１１】ここで、誘電体磁器は、モル比による組成
式を、（１−ｘ）Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘが、０≦ｘ≦０．８を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算
で３〜２０重量部、ＬｉをＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０
重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０〜３０重量部、アルカ
リ土類金属を酸化物換算で１〜５重量部含有することが
望ましい。
式を、（１−ｘ）Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表
した時、前記ｘが、０≦ｘ≦０．８を満足する主成分
と、該主成分１００重量部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算
で３〜２０重量部、ＬｉをＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０
重量部、ＳｉをＳｉＯ2 換算で０〜３０重量部、アルカ
リ土類金属を酸化物換算で１〜５重量部含有することが
望ましい。
【００１２】このような構成を採用することにより、比
誘電率が６〜１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が
１０００以上であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０
℃、収縮開始温度を７６０〜８６０℃とすることが可能
となる。従って、基板や電子部品において、Ａｇ、Ｃｕ
を主成分とする導体と同時焼成した場合でも反りや歪み
等の発生を抑制することができる。
誘電率が６〜１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が
１０００以上であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０
℃、収縮開始温度を７６０〜８６０℃とすることが可能
となる。従って、基板や電子部品において、Ａｇ、Ｃｕ
を主成分とする導体と同時焼成した場合でも反りや歪み
等の発生を抑制することができる。
【００１３】また、主成分１００重量部に対して、さら
にＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含有すること
が望ましい。これにより、誘電体磁器の焼結性をさらに
向上できる。
にＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含有すること
が望ましい。これにより、誘電体磁器の焼結性をさらに
向上できる。
【００１４】本発明の積層体は、誘電体層を複数積層し
てなる誘電基板の内部および／または表面に、Ａｇおよ
び／またはＣｕを主成分とする導体を有する積層体であ
って、前記誘電体層のうち少なくとも一層が上記誘電体
磁器からなるものである。
てなる誘電基板の内部および／または表面に、Ａｇおよ
び／またはＣｕを主成分とする導体を有する積層体であ
って、前記誘電体層のうち少なくとも一層が上記誘電体
磁器からなるものである。
【００１５】このような構成を採用することにより、内
部導体としてＡｇおよび／またはＣｕを主成分とする導
体を使用しても積層体の変形がなく、高い高周波特性を
有するとともに、低温焼成ができ、さらに、誘電体層が
低誘電率であるため、容量を必要としない配線間、線路
間、配線と線路間等における浮遊容量の発生を抑制でき
る。
部導体としてＡｇおよび／またはＣｕを主成分とする導
体を使用しても積層体の変形がなく、高い高周波特性を
有するとともに、低温焼成ができ、さらに、誘電体層が
低誘電率であるため、容量を必要としない配線間、線路
間、配線と線路間等における浮遊容量の発生を抑制でき
る。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器は、フォルス
テライト結晶粒子、または該フォルステライト結晶粒子
と、金属元素として少なくともＭｇとＴｉを含有する複
合酸化物からなる結晶粒子とを含むとともに、粒界に、
元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土類金属が存在するもの
である。
テライト結晶粒子、または該フォルステライト結晶粒子
と、金属元素として少なくともＭｇとＴｉを含有する複
合酸化物からなる結晶粒子とを含むとともに、粒界に、
元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土類金属が存在するもの
である。
【００１７】そして、モル比による組成式を（１−ｘ）
Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表した時、ｘが、０
≦ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ2
換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物換算
で１〜５重量部含有するものである。
Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表した時、ｘが、０
≦ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ2
換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物換算
で１〜５重量部含有するものである。
【００１８】ここで、Ｍｇ2 ＳｉＯ4 とＭｇＴｉＯ3 の
モル比ｘを、０≦ｘ≦０．８としたのは、ｘが０．８を
越える場合には、高誘電率のＭｇＴｉＯ3 の割合が増加
するため、比誘電率が大きくなるからである。とりわけ
誘電体磁器の比誘電率を小さくするという点からｘは０
≦ｘ≦０．５が好ましい。さらに、例えば、本発明の誘
電体層とＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の誘電体層との
積層体を作製する場合には、焼成収縮挙動を近くすると
いう点からｘは０＜ｘ≦０．５が望ましい。
モル比ｘを、０≦ｘ≦０．８としたのは、ｘが０．８を
越える場合には、高誘電率のＭｇＴｉＯ3 の割合が増加
するため、比誘電率が大きくなるからである。とりわけ
誘電体磁器の比誘電率を小さくするという点からｘは０
≦ｘ≦０．５が好ましい。さらに、例えば、本発明の誘
電体層とＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の誘電体層との
積層体を作製する場合には、焼成収縮挙動を近くすると
いう点からｘは０＜ｘ≦０．５が望ましい。
【００１９】また、主成分１００重量部に対してＢをＢ
2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部含有したのは、Ｂ2 Ｏ3 換
算量が３重量部未満の場合には１１００℃でも焼結せ
ず、ＡｇまたはＣｕを主成分とする導体と同時焼成がで
きなくなり、逆に２０重量部を越える場合には、焼結体
中のガラス相の割合が増加して、Ｑ値が低下するからで
ある。よって、焼結性を維持し、高いＱ値を得るという
観点からＢはＢ2 Ｏ3 換算で５〜１５重量部含有するこ
とが望ましい。硼素含有化合物としては、金属硼素、Ｂ
2 Ｏ3 、コレマイト、ＣａＢ2 Ｏ4 、ホウケイ酸ガラ
ス、ホウケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸アルカリ土
類ガラス等がある。
2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部含有したのは、Ｂ2 Ｏ3 換
算量が３重量部未満の場合には１１００℃でも焼結せ
ず、ＡｇまたはＣｕを主成分とする導体と同時焼成がで
きなくなり、逆に２０重量部を越える場合には、焼結体
中のガラス相の割合が増加して、Ｑ値が低下するからで
ある。よって、焼結性を維持し、高いＱ値を得るという
観点からＢはＢ2 Ｏ3 換算で５〜１５重量部含有するこ
とが望ましい。硼素含有化合物としては、金属硼素、Ｂ
2 Ｏ3 、コレマイト、ＣａＢ2 Ｏ4 、ホウケイ酸ガラ
ス、ホウケイ酸アルカリガラス、ホウケイ酸アルカリ土
類ガラス等がある。
【００２０】またＬｉをＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重
量部含有したのは、Ｌｉ2 ＣＯ3 換算量が１重量部未満
の場合には１１００℃でも焼結せず、ＡｇまたはＣｕを
主成分とする導体と同時焼成ができなくなり、逆に１０
重量部を越える場合には、Ｑ値が低下するからである。
焼結性と誘電体磁器のＱ値の観点からＬｉのＬｉ2 ＣＯ
3 換算量は４〜９重量部が望ましい。
量部含有したのは、Ｌｉ2 ＣＯ3 換算量が１重量部未満
の場合には１１００℃でも焼結せず、ＡｇまたはＣｕを
主成分とする導体と同時焼成ができなくなり、逆に１０
重量部を越える場合には、Ｑ値が低下するからである。
焼結性と誘電体磁器のＱ値の観点からＬｉのＬｉ2 ＣＯ
3 換算量は４〜９重量部が望ましい。
【００２１】さらにＳｉをＳｉＯ2 換算で０〜３０重量
部添加したのは、ＳｉＯ2 換算量が３０重量部を越える
と、ガラス相の割合が減少してＱ値が低下するからであ
る。誘電体磁器のＱ値の観点からは、ＳｉのＳｉＯ2 換
算量は１０重量部以下含有することが望ましい。
部添加したのは、ＳｉＯ2 換算量が３０重量部を越える
と、ガラス相の割合が減少してＱ値が低下するからであ
る。誘電体磁器のＱ値の観点からは、ＳｉのＳｉＯ2 換
算量は１０重量部以下含有することが望ましい。
【００２２】また、主成分１００重量部に対して、アル
カリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）の少なくとも
一種を酸化物換算で１〜５重量部含有したのは、これら
が酸化物換算で１重量部未満の場合には、誘電体磁器の
焼結過程における収縮開始温度が約８７０℃と高く、添
加効果が得られない。一方、５重量部を越えると、誘電
体磁器のＱ値が低下する。とりわけ誘電体磁器の焼結性
とＱ値の観点からはアルカリ土類金属は酸化物（Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ）換算で合計１．５〜３．
５重量部含有することが好ましい。アルカリ土類金属は
Ｂａ、Ｃａが高Ｑ値となるという点から望ましい。
カリ土類金属（Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ）の少なくとも
一種を酸化物換算で１〜５重量部含有したのは、これら
が酸化物換算で１重量部未満の場合には、誘電体磁器の
焼結過程における収縮開始温度が約８７０℃と高く、添
加効果が得られない。一方、５重量部を越えると、誘電
体磁器のＱ値が低下する。とりわけ誘電体磁器の焼結性
とＱ値の観点からはアルカリ土類金属は酸化物（Ｍｇ
Ｏ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ）換算で合計１．５〜３．
５重量部含有することが好ましい。アルカリ土類金属は
Ｂａ、Ｃａが高Ｑ値となるという点から望ましい。
【００２３】さらに、本発明の誘電体磁器では、焼結性
を改善する点から、主成分１００重量部に対して、さら
にＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含有すること
が望ましい。ＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含
有せしめたのは、０．１重量部よりも少ない場合にはそ
の添加効果が小さく、さらに３重量部よりも多い場合に
は誘電特性が悪化するからである。ＭｎはＭｎＯ2 換算
で１．２〜１．８重量部含有することが望ましい。
を改善する点から、主成分１００重量部に対して、さら
にＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含有すること
が望ましい。ＭｎをＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含
有せしめたのは、０．１重量部よりも少ない場合にはそ
の添加効果が小さく、さらに３重量部よりも多い場合に
は誘電特性が悪化するからである。ＭｎはＭｎＯ2 換算
で１．２〜１．８重量部含有することが望ましい。
【００２４】本発明の誘電体磁器は、原料粉末として、
例えば、Ｍｇ2 ＳｉＯ4 粉末と、ＭｇＴｉＯ3 粉末と、
Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、アル
カリ土類酸化物粉末（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂａ
Ｏ）を準備し、これらを上記した組成比となるように秤
量し、ＺｒＯ2 ボールにより粉砕混合し、この混合粉末
を６５０〜８５０℃で仮焼した後、再度ＺｒＯ2 ボール
により粉砕粒径が２．５μｍ以下になるまで粉砕、混合
する。
例えば、Ｍｇ2 ＳｉＯ4 粉末と、ＭｇＴｉＯ3 粉末と、
Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、アル
カリ土類酸化物粉末（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，Ｂａ
Ｏ）を準備し、これらを上記した組成比となるように秤
量し、ＺｒＯ2 ボールにより粉砕混合し、この混合粉末
を６５０〜８５０℃で仮焼した後、再度ＺｒＯ2 ボール
により粉砕粒径が２．５μｍ以下になるまで粉砕、混合
する。
【００２５】この仮焼粉末をプレス成形やドクターブレ
ード法等の公知の方法により所定形状に成形し、大気
中、酸素雰囲気中または窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気
において８７０〜９２０℃で０．５〜２時間焼成するこ
とにより得られる。原料粉末は、焼成により酸化物を生
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ａｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｓｎ等が含まれることもある。
ード法等の公知の方法により所定形状に成形し、大気
中、酸素雰囲気中または窒素雰囲気等の非酸化性雰囲気
において８７０〜９２０℃で０．５〜２時間焼成するこ
とにより得られる。原料粉末は、焼成により酸化物を生
成する水酸化物、炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても
良い。本発明の誘電体磁器中には、不可避不純物とし
て、Ａｌ、Ｆｅ、Ｈｆ、Ｓｎ等が含まれることもある。
【００２６】アルカリ土類金属は、ガラスフリットとし
て添加することが焼結性向上の点から望ましい。例え
ば、Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、
アルカリ土類金属酸化物粉末を用いてガラスフリットを
作製して添加する。この際、Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ
3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、アルカリ土類酸化物粉末として
添加される量は、上記ガラスフリットで用いられた量を
差し引いた量であることは言うまでもない。
て添加することが焼結性向上の点から望ましい。例え
ば、Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、
アルカリ土類金属酸化物粉末を用いてガラスフリットを
作製して添加する。この際、Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ
3 粉末、ＳｉＯ2 粉末、アルカリ土類酸化物粉末として
添加される量は、上記ガラスフリットで用いられた量を
差し引いた量であることは言うまでもない。
【００２７】本発明の誘電体磁器では、フォルステライ
ト結晶粒子を主結晶粒子とし、これに必要に応じて金属
元素として少なくともＭｇとＴｉを含有する複合酸化物
からなる結晶粒子、主には（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）
Ｏが析出し、組成によってはＭｇＴｉＯ3 が析出する場
合もある。
ト結晶粒子を主結晶粒子とし、これに必要に応じて金属
元素として少なくともＭｇとＴｉを含有する複合酸化物
からなる結晶粒子、主には（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）
Ｏが析出し、組成によってはＭｇＴｉＯ3 が析出する場
合もある。
【００２８】尚、アルカリ土類金属は、ＭｇＴｉＯ3 の
Ａサイトに固溶したり、あるいはガラスとなって、焼結
性を向上させることになる。本発明の誘電体磁器では平
均結晶粒径が１〜５μｍのものである。
Ａサイトに固溶したり、あるいはガラスとなって、焼結
性を向上させることになる。本発明の誘電体磁器では平
均結晶粒径が１〜５μｍのものである。
【００２９】本発明の積層体は、誘電体層を複数積層し
てなる誘電基板の内部および／または表面に、Ａｇおよ
び／またはＣｕを主成分とする導体を有する積層体であ
って、誘電体層のうち少なくとも一層が上記誘電体磁器
からなるものであり、例えば、本発明の低誘電率の誘電
体層と高誘電率のＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の誘電
体層との積層体を作製すると、高誘電率が要求されるコ
ンデンサ、フィルタ等を高誘電率のＭｇＴｉＯ3 −Ｃａ
ＴｉＯ3 系の誘電体層で形成し、配線間等の浮遊容量を
発生させたくない配線等については、本発明の低誘電率
の誘電体層で形成することができる。
てなる誘電基板の内部および／または表面に、Ａｇおよ
び／またはＣｕを主成分とする導体を有する積層体であ
って、誘電体層のうち少なくとも一層が上記誘電体磁器
からなるものであり、例えば、本発明の低誘電率の誘電
体層と高誘電率のＭｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系の誘電
体層との積層体を作製すると、高誘電率が要求されるコ
ンデンサ、フィルタ等を高誘電率のＭｇＴｉＯ3 −Ｃａ
ＴｉＯ3 系の誘電体層で形成し、配線間等の浮遊容量を
発生させたくない配線等については、本発明の低誘電率
の誘電体層で形成することができる。
【００３０】このような積層体では、内部導体としてＡ
ｇおよび／またはＣｕを主成分とする導体を使用しても
積層体の変形がなく、高い高周波特性を有するととも
に、低温焼成ができ、さらに、誘電体層のうち少なくと
も一層が本発明の低誘電率の誘電体磁器からなるため、
この誘電体層を利用して電極、線路等を形成することに
より、容量を必要としない配線間、線路間、配線と線路
間等における浮遊容量の発生を抑制できる。
ｇおよび／またはＣｕを主成分とする導体を使用しても
積層体の変形がなく、高い高周波特性を有するととも
に、低温焼成ができ、さらに、誘電体層のうち少なくと
も一層が本発明の低誘電率の誘電体磁器からなるため、
この誘電体層を利用して電極、線路等を形成することに
より、容量を必要としない配線間、線路間、配線と線路
間等における浮遊容量の発生を抑制できる。
【００３１】
【実施例】Ｂ2 Ｏ3 粉末、Ｌｉ2 ＣＯ3 粉末、ＳｉＯ2
粉末、アルカリ土類酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，
ＢａＯ）粉末を表１に示すような組成で添加し、これを
用いて作製されたガラスフリットと、原料として純度９
９％以上のＭｇ2 ＳｉＯ4、ＭｇＴｉＯ3 粉末を表１に
示す割合となるように秤量し、純水を媒体とし、ＺｒＯ
2 ボールを用いたボールミルにて２０時間湿式混合し
た。
粉末、アルカリ土類酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，
ＢａＯ）粉末を表１に示すような組成で添加し、これを
用いて作製されたガラスフリットと、原料として純度９
９％以上のＭｇ2 ＳｉＯ4、ＭｇＴｉＯ3 粉末を表１に
示す割合となるように秤量し、純水を媒体とし、ＺｒＯ
2 ボールを用いたボールミルにて２０時間湿式混合し
た。
【００３２】次にこの混合物を乾燥（脱水）し、８００
℃で１時間仮焼した。この仮焼物を、粉砕粒径が１．４
μｍ以下になるように粉砕し、誘電特性評価用の試料と
して直径０．０１ｍ、高さ０．００８ｍの円柱状に１０
０００ｔｏｎ／ｍ2 の圧力でプレス成形し、これを９０
０℃で２時間焼成し、直径０．００８ｍ、高さ０．００
６ｍの円柱状の試料を得た。
℃で１時間仮焼した。この仮焼物を、粉砕粒径が１．４
μｍ以下になるように粉砕し、誘電特性評価用の試料と
して直径０．０１ｍ、高さ０．００８ｍの円柱状に１０
０００ｔｏｎ／ｍ2 の圧力でプレス成形し、これを９０
０℃で２時間焼成し、直径０．００８ｍ、高さ０．００
６ｍの円柱状の試料を得た。
【００３３】尚、本発明者等は、Ｘ線回折測定およびＸ
線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、本発明の
試料では主結晶粒子がフォルステライト結晶粒子であ
り、場合によって、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏで表
される結晶粒子が存在し、粒界に、元素としてＢ、Ｌ
ｉ、アルカリ土類金属が存在することを確認した。
線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により、本発明の
試料では主結晶粒子がフォルステライト結晶粒子であ
り、場合によって、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏで表
される結晶粒子が存在し、粒界に、元素としてＢ、Ｌ
ｉ、アルカリ土類金属が存在することを確認した。
【００３４】誘電特性の評価は、前記試料を用いて誘電
体円柱共振器法にて周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率
とＱ値を測定した。
体円柱共振器法にて周波数１０ＧＨｚにおける比誘電率
とＱ値を測定した。
【００３５】
【表１】
【００３６】この表１から、本発明の誘電体磁器では、
比誘電率が６〜１４、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が
５００以上の誘電特性を有するとともに、焼成温度を９
２０℃以下とすることができ、焼成収縮開始温度を８６
０℃以下とできる。
比誘電率が６〜１４、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が
５００以上の誘電特性を有するとともに、焼成温度を９
２０℃以下とすることができ、焼成収縮開始温度を８６
０℃以下とできる。
【００３７】特に、モル比による組成式（１−ｘ）Ｍｇ
2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 においてｘが、０≦ｘ≦
０．８を満足し、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、
ＬｉをＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉ
Ｏ2 換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物
換算で１〜５重量部含有する場合には、比誘電率が６〜
１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以上
であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０℃、収縮開始
温度を７６０〜８６０℃とできることが判る。これによ
り、基板や電子部品において、Ａｇ、Ｃｕを主成分とす
る導体と同時焼成した場合でも反りや歪み等の発生を抑
制することができる。
2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 においてｘが、０≦ｘ≦
０．８を満足し、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、
ＬｉをＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉ
Ｏ2 換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物
換算で１〜５重量部含有する場合には、比誘電率が６〜
１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以上
であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０℃、収縮開始
温度を７６０〜８６０℃とできることが判る。これによ
り、基板や電子部品において、Ａｇ、Ｃｕを主成分とす
る導体と同時焼成した場合でも反りや歪み等の発生を抑
制することができる。
【００３８】一方、Ｌｉを含有しない場合には、試料Ｎ
o.７に示すように、焼成温度が１１５０℃、収縮開始温
度が１０５０℃と高くなり、Ａｇ、Ｃｕを主成分とする
導体と同時焼成できないことが判る。
o.７に示すように、焼成温度が１１５０℃、収縮開始温
度が１０５０℃と高くなり、Ａｇ、Ｃｕを主成分とする
導体と同時焼成できないことが判る。
【００３９】さらに、アルカリ土類金属を含有しない場
合には、試料Ｎo.１１に示すように、焼成温度が９５０
℃、収縮開始温度が８７０℃と高くなることが判る。
合には、試料Ｎo.１１に示すように、焼成温度が９５０
℃、収縮開始温度が８７０℃と高くなることが判る。
【００４０】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、フ
ォルステライト本来のＱ値をそれほど劣化させることな
く、９２０℃以下の低温焼成が可能となるとともに、フ
ォルステライト自体が低誘電率であるため、比誘電率を
１４以下と低下できる。
ォルステライト本来のＱ値をそれほど劣化させることな
く、９２０℃以下の低温焼成が可能となるとともに、フ
ォルステライト自体が低誘電率であるため、比誘電率を
１４以下と低下できる。
【００４１】特に、モル比による組成式を、（１−ｘ）
Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表した時、ｘが、０
≦ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ2
換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物換算
で１〜５重量部含有する誘電体磁器では、比誘電率が６
〜１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以
上であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０℃、収縮開
始温度を７６０〜８６０℃とすることができ、基板や電
子部品において、Ａｇ、Ｃｕを主成分とする導体と同時
焼成した場合でも反りや歪み等の発生を抑制することが
できる。
Ｍｇ2 ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表した時、ｘが、０
≦ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１００重量
部に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、Ｌｉ
をＬｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、ＳｉをＳｉＯ2
換算で０〜３０重量部、アルカリ土類金属を酸化物換算
で１〜５重量部含有する誘電体磁器では、比誘電率が６
〜１２で、測定周波数１０ＧＨｚでのＱ値が１０００以
上であり、かつ、焼成温度を８７０〜９２０℃、収縮開
始温度を７６０〜８６０℃とすることができ、基板や電
子部品において、Ａｇ、Ｃｕを主成分とする導体と同時
焼成した場合でも反りや歪み等の発生を抑制することが
できる。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 4G030 AA02 AA07 AA16 AA25 AA35 BA09 CA01 CA04 CA05 4G031 AA01 AA03 AA11 AA19 AA28 BA09 CA01 CA04 CA05 5G303 AA01 AA02 AA05 AB08 AB10 BA06 BA09 CA01 CA11 CB17 CB30 CB35 DA05 5J006 HC07
Claims (5)
- 【請求項１】フォルステライト結晶粒子、または該フォ
ルステライト結晶粒子と、金属元素として少なくともＭ
ｇとＴｉを含有する複合酸化物からなる結晶粒子とを含
むとともに、粒界に、元素としてＢ、Ｌｉ、アルカリ土
類金属が存在することを特徴とする誘電体磁器。 - 【請求項２】モル比による組成式を、（１−ｘ）Ｍｇ2
ＳｉＯ4 ・ｘＭｇＴｉＯ3 と表した時、前記ｘが、０≦
ｘ≦０．８を満足する主成分と、該主成分１００重量部
に対して、ＢをＢ2 Ｏ3 換算で３〜２０重量部、Ｌｉを
Ｌｉ2 ＣＯ3 換算で１〜１０重量部、アルカリ土類金属
を酸化物換算で１〜５重量部含有することを特徴とする
請求項１記載の誘電体磁器。 - 【請求項３】主成分１００重量部に対して、さらにＳｉ
をＳｉＯ2 換算で０〜３０重量部含有することを特徴と
する請求項１または２記載の誘電体磁器。 - 【請求項４】主成分１００重量部に対して、さらにＭｎ
をＭｎＯ2 換算で０．１〜３重量部含有することを特徴
とする請求項１乃至３のうちいずれかに記載の誘電体磁
器。 - 【請求項５】誘電体層を複数積層してなる誘電基板の内
部および／または表面に、Ａｇおよび／またはＣｕを主
成分とする導体を有する積層体であって、前記誘電体層
のうち少なくとも一層が、請求項１乃至４のうちいずれ
かに記載の誘電体磁器からなることを特徴とする積層
体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30836399A JP3860687B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 誘電体磁器および積層体 |
| EP00123551A EP1096674B1 (en) | 1999-10-29 | 2000-10-27 | Circuit substrate |
| US09/699,666 US6417461B1 (en) | 1999-10-29 | 2000-10-30 | Circuit substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30836399A JP3860687B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 誘電体磁器および積層体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001130952A true JP2001130952A (ja) | 2001-05-15 |
| JP3860687B2 JP3860687B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=17980172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30836399A Expired - Lifetime JP3860687B2 (ja) | 1999-10-29 | 1999-10-29 | 誘電体磁器および積層体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3860687B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002104870A (ja) * | 2000-09-28 | 2002-04-10 | Kyocera Corp | 誘電体磁器および積層体 |
| JP2002193662A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Kyocera Corp | 誘電体磁器及びその製造方法 |
| JP2003095736A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Kyocera Corp | 誘電体磁器とその製造方法及びこれを用いた誘電体共振器 |
| US7208434B2 (en) * | 2003-12-12 | 2007-04-24 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Dielectric ceramic composition of forsterite system for microwave and millimeter-wave application and method for forming the same |
| US7368407B2 (en) * | 2003-05-30 | 2008-05-06 | Yasufuku Ceramics Co., Ltd. | High-frequency porcelain composition, process for producing the same and planar high-frequency circuit |
| JP2008230948A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物 |
| WO2010061842A1 (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 宇部興産株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法、高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| JP2011162418A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Ube Industries Ltd | 高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| JP2018083746A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 京セラ株式会社 | セラミック磁器、配線基板および電子部品 |
| CN112979304A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-06-18 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 一种微波介质陶瓷及其制备方法与微波器件 |
-
1999
- 1999-10-29 JP JP30836399A patent/JP3860687B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
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| JP2008230948A (ja) * | 2007-02-22 | 2008-10-02 | Tdk Corp | 誘電体磁器組成物 |
| WO2010061842A1 (ja) * | 2008-11-25 | 2010-06-03 | 宇部興産株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法、高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| JPWO2010061842A1 (ja) * | 2008-11-25 | 2012-04-26 | 宇部興産株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法、高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| US8765621B2 (en) | 2008-11-25 | 2014-07-01 | Ube Industries, Ltd. | Dielectric ceramic composition for high-frequency use and method for producing the same, as well as dielectric ceramic for high-frequency use and method for producing the same and high-frequency circuit element using the same |
| JP5582406B2 (ja) * | 2008-11-25 | 2014-09-03 | 宇部興産株式会社 | 高周波用誘電体磁器組成物及びその製造方法、高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| JP2011162418A (ja) * | 2010-02-15 | 2011-08-25 | Ube Industries Ltd | 高周波用誘電体磁器並びにその製造方法およびそれを用いた高周波回路素子 |
| JP2018083746A (ja) * | 2016-11-25 | 2018-05-31 | 京セラ株式会社 | セラミック磁器、配線基板および電子部品 |
| CN112979304A (zh) * | 2021-04-25 | 2021-06-18 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 一种微波介质陶瓷及其制备方法与微波器件 |
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