JP2002211971A - ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材 - Google Patents
ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材Info
- Publication number
- JP2002211971A JP2002211971A JP2001320943A JP2001320943A JP2002211971A JP 2002211971 A JP2002211971 A JP 2002211971A JP 2001320943 A JP2001320943 A JP 2001320943A JP 2001320943 A JP2001320943 A JP 2001320943A JP 2002211971 A JP2002211971 A JP 2002211971A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- ceramic
- dielectric material
- sintered body
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
0.1GHz以上の高周波領域における誘電損失が低
く、かつ銀導体と同時焼成を行っても多層基板が変形し
ないガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイク
ロ波用回路部材を提供することである。 【構成】 本発明のガラスセラミックス誘電体材料は、
質量百分率で、結晶性ガラス粉末40〜100%、セラ
ミックス粉末0〜60%からなり、該結晶性ガラス粉末
がSiO2 35〜65%、CaO 10〜30%、M
gO 10〜20%、ZnO 0.5〜35%の組成を
有するとともに、主結晶としてディオプサイド(CaM
gSi2O6)が析出し、かつハーディストナイト(Ca
2ZnSiO7)及びウイレマイト(Zn2SiO4)から
選ばれる一種または二種の結晶を析出する性質を有する
ことを特徴とする。
Description
周波領域において低い誘電損失を有するガラスセラミッ
クス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材に関
するものである。
ミックス多層基板等の誘電体材料として、アルミナセラ
ミックスや、ガラス粉末とセラミックス粉末からなるガ
ラスセラミックスが知られている。特にガラスセラミッ
クスは、1000℃以下の温度で焼成することができる
ため、導体抵抗の低いAg、Cu等の低融点の金属材料
との同時焼成が可能であり、これらを内層導体として使
用することができるという長所がある。
される移動体通信機器、衛星放送、衛星通信、CATV
等の通信機器の分野においては、利用される周波数帯域
が0.1GHz以上の高周波となりつつある。このよう
な高周波帯域を利用する多層基板には、0.1GHz以
上の高周波領域における誘電損失が低いことが要求さ
れ、主結晶としてディオプサイドが析出するガラスセラ
ミックス誘電体材料が開発されている。
としてディオプサイドが析出するガラスセラミックス
は、高周波領域での誘電損失が10×10-4以下と低
く、1000℃以下の温度で焼成することができるが、
焼成する際、収縮開始温度が高く、銀導体と同時焼成す
ると収縮に差が生じるため多層基板が変形しやすいとい
う欠点があった。
焼成でき、しかも、0.1GHz以上の高周波領域にお
ける誘電損失が低く、かつ銀導体と同時焼成を行っても
多層基板が変形しないガラスセラミックス誘電体材料、
焼結体及びマイクロ波用回路部材を提供することであ
る。
を重ねた結果、SiO2、CaO、MgO及び、ZnO
を主成分として所定量含有する結晶性のガラス粉末を使
用することによって上記目的が達成できることを見いだ
し、本発明として提案するものである。
材料は、質量百分率で、結晶性ガラス粉末40〜100
%、セラミックス粉末0〜60%からなり、該結晶性ガ
ラス粉末がSiO2 35〜65%、CaO 10〜3
0%、MgO 10〜20%、ZnO 0.5〜35%
の組成を有するとともに、主結晶としてディオプサイド
(CaMgSi2O6)が析出し、かつハーディストナイ
ト(Ca2ZnSiO7)及びウイレマイト(Zn2Si
O4)から選ばれる一種または二種の結晶を析出する性
質を有することを特徴とする。
は、主結晶としてディオプサイド(CaMgSi2O6)
が存在し、かつハーディストナイト(Ca2ZnSi
O7)及びウイレマイト(Zn2SiO4)から選ばれる
一種または二種の結晶が存在することを特徴とする。
結晶としてディオプサイド(CaMgSi2O6)が存在
し、かつハーディストナイト(Ca2ZnSiO7)及び
ウイレマイト(Zn2SiO4)から選ばれる一種または
二種の結晶が存在するガラスセラミックス焼結体からな
ることを特徴とする。
を上記のように限定した理由を以下に述べる。
ーであるとともに、ディオプサイド、ハーディストナイ
ト、ウイレマイト結晶の構成成分となり、その含有量は
35〜65%である。好ましい範囲は37〜60%であ
り、より好ましくは37〜58%であり、更に好ましく
は40〜55%である。SiO2が35%より少ないと
ガラス化せず、65%より多いと1000℃以下で焼成
することができず、導体や電極としてAgやCuを用い
ることができない。
イト結晶の構成成分となり、その含有量は10〜30%
である。好ましい範囲は13〜28%であり、より好ま
しくは15〜28%であり、更に好ましくは18〜25
%である。CaOが10%より少ないとこれらの結晶が
析出し難くなって誘電損失が高くなり、30%より多い
とガラス化しなくなる。
なり、その含有量は10〜20%である。好ましい範囲
は11〜19%であり、より好ましくは11〜18%で
あり、更に好ましくは12〜17%である。MgOが1
0%より少ないと結晶が析出し難くなり、20%より多
いとガラス化しなくなる。
あるとともにハーディストナイト、ウイレマイトの構成
成分となる。その含有量は0.5〜35%である。好ま
しい範囲は1〜35%であり、より好ましくは5〜30
%であり、更に好ましくは15〜30%である。ZnO
が0.5%より少ないと収縮開始温度を低下させる効果
がなく、35%より多くなると焼結体の緻密性が損なわ
れる。
性を損なわない範囲でSrO、TiO2、ZrO2等の他
成分をそれぞれ5%まで添加してもよい。
は、上記組成を有する結晶性ガラス粉末のみで構成され
てもよいが、曲げ強度、靭性等の特性を改善する目的で
セラミックス粉末と混合してもよい。この場合、セラミ
ックス粉末の混合量は60質量%以下(好ましくは50
質量%以下)である。セラミックス粉末の割合をこのよ
うに限定した理由は、セラミックス粉末が60%より多
いと緻密化しなくなるためである。
GHzでの誘電損失が10×10-4以下であるセラミッ
クス粉末、例えばアルミナ、ムライト、クリストバライ
ト、フォルステライト、エンスタタイト、ガーナイト等
を使用することができる。なお0.1〜10GHzでの
誘電損失が10×10-4を越えるセラミックス粉末を使
用するとガラスセラミックスの誘電損失が高くなり易く
好ましくない。
クス誘電体材料は、焼成すると、0.1GHz以上の高
周波領域において誘電率が6〜9、誘電損失が10×1
0-4以下の焼結体となる。
以下に述べる。
ス粉末とセラミックス粉末の混合粉末に、所定量の結合
剤、可塑剤及び溶剤を添加してスラリーを調製する。結
合剤としては例えばポリビニルブチラール樹脂、メタア
クリル酸樹脂等、可塑剤としては例えばフタル酸ジブチ
ル等、溶剤としては例えばトルエン、メチルエチルケト
ン等を使用することができる。
ド法によってグリーンシートに成形する。その後、この
グリーンシートを乾燥させ、所定寸法に切断してから、
機械的加工を施してスルーホールを形成し、例えば、銀
導体や電極となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグ
リーンシート表面に印刷する。次いでこのようなグリー
ンシートの複数枚を積層し、熱圧着によって一体化す
る。
とによって焼結体を得る。
ートを用いる例を挙げたが、本発明はこれに限定される
ものではなく、一般にセラミックスの製造に用いられる
各種の方法を適用することが可能である。
上記の焼結体表面上にSi系やGaAs系の半導体素子
のチップを接続することで得ることができる。
は、ガラス中にZnOを含有しているために収縮開始温
度が低くなり、銀導体と同時焼成しても基板が変形しな
い。また、焼成することによりガラス中からディオプサ
イド(CaMgSi2O6)結晶の他に、ハーディストナ
イト(Ca2ZnSiO7)、ウイレマイト(Zn2Si
O4)のうち少なくとも1種類が析出する。これらの結
晶は低誘電損失であるため、得られるガラスセラミック
ス焼成体も0.1GHz以上の高周波領域で誘電損失が
低いという特性を示す。
料を実施例に基づいて説明する。
〜5)及び比較例(試料No.6)を示すものである。
を調合した後、白金坩堝に入れて1400〜1500℃
で3〜6時間溶融してから、水冷ローラーによって薄板
状に成形した。次いでこの成形体を粗砕した後、アルコ
ールを加えてボールミルにより湿式粉砕し、平均粒径が
1.5〜3μmの結晶性ガラス粉末とした。さらに試料
No.2〜6については、表に示したセラミックス粉末
(平均粒径2μm)を添加し、混合粉末とした。
成温度、収縮開始温度、析出結晶、誘電率、誘電損失及
び曲げ強度を測定した。また、銀導体と同時焼成した場
合の変形の有無を確認した。結果を表に示す。
は、850〜900℃の低温で焼成可能であり、焼成後
にディオプサイド結晶の他に、ハーディストナイト、ウ
イレマイトのうち少なくとも1種類以上の結晶が析出し
ていることが確認された。また2.4GHzの周波数で
誘電率が7.0〜8.5、誘電損失が3〜9×10-4で
あり、しかも曲げ強度が2000kgf/cm2以上と
高かった。一方、比較例である試料No.6は、ZnO
が含まれておらず、収縮開始温度が高いため、銀導体と
同時焼成した際に基板が変形した。
結体にインクを塗布した後に拭き取り、インクが残らな
い(=緻密に焼結した)試料のうち最低の温度で焼成し
たものの焼成温度を記載した。
MA測定装置にかけ、収縮曲線を測定し、収縮を開始す
る付近で低温側より接線を引き、曲線が接線より離れる
点を収縮開始温度として求めた。
した後、X線回折によって求めた。
い、空洞共振器(測定周波数2.4GHz)を使用して
25℃の温度での値を求めた。
1mmの板柱に成形し、3点荷重測定法によって測定し
た。
ペーストを塗布し、表に示す温度で焼成した後、基板の
変形の有無を目視で確認し、全く変形が認められなかっ
たものを◎とし、極わずかに変形が認められたものを○
とし、明らかに変形が認められたものを×とした。
ス誘電体材料は、1000℃以下の低温で焼成すること
が可能であり、収縮開始温度が銀導体の収縮開始温度に
近いため、同時焼成を行ったとき、基板の変形がない。
しかも0.1GHz以上の高周波領域において低い誘電
損失を有し、また機械的強度が高いため、マイクロ波用
回路部材として好適である。
Claims (4)
- 【請求項1】 質量百分率で、結晶性ガラス粉末40〜
100%、セラミックス粉末0〜60%からなり、該結
晶性ガラス粉末がSiO2 35〜65%、CaO 1
0〜30%、MgO 10〜20%、ZnO 0.5〜
35%の組成を有するとともに、主結晶としてディオプ
サイド(CaMgSi2O6)が析出し、かつハーディス
トナイト(Ca2ZnSiO7)及びウイレマイト(Zn
2SiO4)から選ばれる一種または二種の結晶を析出す
る性質を有することを特徴とするガラスセラミックス誘
電体材料。 - 【請求項2】 セラミックス粉末が、0.1〜10GH
zでの誘電損失が10×10-4以下のセラミックス粉末
であることを特徴とする請求項1のガラスセラミックス
誘電体材料。 - 【請求項3】 主結晶としてディオプサイド(CaMg
Si2O6)が存在し、かつハーディストナイト(Ca2
ZnSiO7)及びウイレマイト(Zn2SiO4)から
選ばれる一種または二種の結晶が存在することを特徴と
するガラスセラミックス焼結体。 - 【請求項4】 主結晶としてディオプサイド(CaMg
Si2O6)が存在し、かつハーディストナイト(Ca2
ZnSiO7)及びウイレマイト(Zn2SiO4)から
選ばれる一種または二種の結晶が存在するガラスセラミ
ックス焼結体からなることを特徴とするマイクロ波用回
路部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001320943A JP2002211971A (ja) | 2000-11-17 | 2001-10-18 | ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-351485 | 2000-11-17 | ||
JP2000351485 | 2000-11-17 | ||
JP2001320943A JP2002211971A (ja) | 2000-11-17 | 2001-10-18 | ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006102164A Division JP2006256956A (ja) | 2000-11-17 | 2006-04-03 | ガラスセラミックス焼結体及びマイクロ波用回路部材 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002211971A true JP2002211971A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=26604206
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001320943A Pending JP2002211971A (ja) | 2000-11-17 | 2001-10-18 | ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002211971A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1293017C (zh) * | 2004-10-28 | 2007-01-03 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 白硅钙石生物陶瓷的制备方法和用途 |
KR20150087264A (ko) * | 2012-11-20 | 2015-07-29 | 코닝 인코포레이티드 | 3차원 유리 세라믹 제품의 제조방법 |
JP2020037510A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | ガラス基板及びガラス基板の製造方法 |
WO2022064906A1 (ja) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスセラミック誘電体材料、焼結体及び高周波用回路部材 |
CN114477984A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 清华大学 | 微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
-
2001
- 2001-10-18 JP JP2001320943A patent/JP2002211971A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1293017C (zh) * | 2004-10-28 | 2007-01-03 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 白硅钙石生物陶瓷的制备方法和用途 |
KR20150087264A (ko) * | 2012-11-20 | 2015-07-29 | 코닝 인코포레이티드 | 3차원 유리 세라믹 제품의 제조방법 |
JP2015536297A (ja) * | 2012-11-20 | 2015-12-21 | コーニング インコーポレイテッド | 三次元のガラスセラミック物品の作製方法 |
KR102242509B1 (ko) | 2012-11-20 | 2021-04-21 | 코닝 인코포레이티드 | 3차원 유리 세라믹 제품의 제조방법 |
JP2020037510A (ja) * | 2018-09-03 | 2020-03-12 | 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. | ガラス基板及びガラス基板の製造方法 |
JP7460339B2 (ja) | 2018-09-03 | 2024-04-02 | 三星ディスプレイ株式會社 | 表示装置用のガラス基板及び表示装置用のガラス基板の製造方法 |
WO2022064906A1 (ja) * | 2020-09-23 | 2022-03-31 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスセラミック誘電体材料、焼結体及び高周波用回路部材 |
CN116057019A (zh) * | 2020-09-23 | 2023-05-02 | 日本电气硝子株式会社 | 玻璃陶瓷电介质材料、烧结体及高频用电路部件 |
TWI830048B (zh) * | 2020-09-23 | 2024-01-21 | 日商日本電氣硝子股份有限公司 | 玻璃陶瓷介電體材料、燒結體及高頻用電路構件 |
CN114477984A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-05-13 | 清华大学 | 微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3240271B2 (ja) | セラミック基板 | |
US7015160B2 (en) | Glass ceramic dielectric material suitable for production of a microwave circuit component | |
US6649550B2 (en) | Glass ceramics dielectric material and sintered glass ceramics | |
EP0960866B1 (en) | Ceramic substrate composition and ceramic circuit component | |
JP3943341B2 (ja) | ガラスセラミックス組成物 | |
JP4228344B2 (ja) | ガラス粉末、ガラスセラミック誘電体材料、焼結体及び高周波用回路部材 | |
JP3042441B2 (ja) | 低温焼成ガラスセラミックス基板とその製造方法 | |
JP3721570B2 (ja) | ガラスセラミック誘電体材料 | |
JP3678260B2 (ja) | ガラスセラミックス組成物 | |
JP2006256956A (ja) | ガラスセラミックス焼結体及びマイクロ波用回路部材 | |
JP2002211971A (ja) | ガラスセラミックス誘電体材料、焼結体及びマイクロ波用回路部材 | |
JP3890779B2 (ja) | ガラスセラミックス組成物 | |
JP4407199B2 (ja) | 結晶化無鉛ガラス、ガラスセラミックス組成物、グリーンシートおよび電子回路基板 | |
JP4288656B2 (ja) | ガラスセラミック誘電体材料 | |
JP2003095740A (ja) | ガラスセラミック誘電体材料および焼結体 | |
JP3494184B2 (ja) | ガラスセラミックス組成物 | |
JP4202117B2 (ja) | 高周波用低温焼成磁器組成物及びその製造方法 | |
JP2003095739A (ja) | ガラスセラミック誘電体材料および焼結体 | |
JPH0738214A (ja) | ガラスセラミック基板およびその製造方法 | |
JPH1160266A (ja) | ガラス及びガラスセラミック材料 | |
JP2606155B2 (ja) | 多層配線基板とその製造方法、及びそれに用いるシリカ焼結体の製造方法 | |
JP3359513B2 (ja) | ガラスセラミック焼結体およびその製造方法 | |
JP3236759B2 (ja) | 絶縁性磁器並びにそれを用いた多層配線基板 | |
JPH07277791A (ja) | 絶縁基板用セラミック組成物およびセラミック多層配線回路板 | |
JP3936164B2 (ja) | 高周波用低温焼結磁器組成物及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050726 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050906 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060214 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060403 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060515 |