JP2003128930A - 複合誘電体材料および基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いＱ値を維持しつつ、ＧＨｚ帯の高周波帯
域において９以上の高い誘電率εを有するとともに、成
形性及び加工性に優れ、小型機器への対応が容易な複合
誘電体材料およびこれを用いた基板を提供する。 【解決手段】 誘電体セラミクスが有機高分子樹脂中に
分散している複合誘電体材料において、誘電体セラミク
スの組成をｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂と表した
とき、６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ％），６．６
７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％），６１．６６＜ｚ＜７
６．６６（ｍｏｌ％），ｙ＞−２ｘ＋４０，とする。す
ると、高いＱ値を維持しつつ、２ＧＨｚという高周波帯
域において９以上の高い誘電率εを有することが可能と
なる。有機高分子樹脂としては、ポリビニルベンジルエ
ーテル化合物を用いることが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高周波領域での使
用に好適な複合誘電体材料および基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、通信情報の急増に伴い、通信機の
小型化、軽量化、高速化が強く望まれている。特に、自
動車電話、デジタル携帯電話等の携帯移動体通信、衛星
通信に使用される電波の周波数帯域はメガからギガＨｚ
帯（以下、「ＧＨｚ帯」という）の高周波帯域のものが
使用されている。使用される通信機器の急速な発展の中
で、匡体および基板、電子素子の小型高密度実装化が図
られているが、高周波帯域に対応した通信機器の小型
化、軽量化をより一層推進するためには、通信機器に使
用される基板等の材料はＧＨｚ帯において高周波伝送特
性が優れた（誘電損失が小さい）ものでなければならな
い。ここで、誘電損失は周波数と基板の誘電率εと誘電
正接（以下ｔａｎδと記載する）の積に比例する。よっ
て、誘電損失を小さくするためには基板のｔａｎδを小
さくしなければならない。また、基板中では電磁波の波
長が１／√εに短縮されるため、誘電率εが大きい程基
板の小型化が可能である。以上のことから高周波帯域で
使用される小型の通信機器、電子機器、情報機器に用い
る回路基板としては、誘電率εが高く、かつｔａｎδが
小さい材料特性が要求されている。

【０００３】このような回路基板の材料としては、無機
材料として誘電体セラミクス、有機材料としてフッ素樹
脂等が用いられている。さらに、有機材料と無機材料の
複合体として熱硬化性樹脂とチタン酸バリウム等の誘電
体セラミクスを混合してなる複合基板も用いられている
（例えば特開平１−２４５０５３号、特開平４−３０７
７８８号公報等参照）。ところが、上記誘電体セラミク
スからなる基板は、誘電率ε、ｔａｎδの特性は優れて
いるが寸法精度、加工性に難点があり、脆いため欠けや
割れが生じやすいという問題点があった。他方、樹脂等
の有機材料からなる基板は、成形性及び加工性に優れｔ
ａｎδも小さいという利点はあるが、誘電率εが小さい
という問題があった。このため、近年、両者の利点を有
する基板を得るため、チタン酸バリウム等の誘電体セラ
ミクスを有機高分子樹脂と混合した複合基板が提案され
ている。しかしながら、従来の複合基板は、誘電体セラ
ミクスに比べ寸法精度、加工精度が改善され、また有機
基板に比べ誘電率εが改善されているものの、ＧＨｚ帯
の高周波帯域において、誘電率εは３程度と低く、ｔａ
ｎδは５０×１０^-4程度と高く、いずれも不十分であっ
た。

【０００４】こうした問題を解決すべく、特開平８−６
９７１２号公報は、ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃ −ＴｉＯ₂−Ｂｉ
₂Ｏ₃−Ｍｎ系の誘電体セラミクスと有機高分子樹脂を混
合してなる樹脂−セラミクス複合材を提案している。こ
の特開平８−６９７１２号公報記載の樹脂−セラミクス
複合材によれば、低いｔａｎδ、つまり高いＱ値（ここ
で、Ｑはｔａｎδの逆数であり、Ｑ＝１／ｔａｎδ）を
得ることができるとともに、ＧＨｚ帯の高周波帯域にお
いて４以上の誘電率εを得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、今後も
使用周波数帯はどんどん高周波帯域へ移行していくこと
を考慮すると、ＧＨｚ帯の高周波帯域において、より高
い誘電率εを得ることができる複合誘電体材料が望まれ
る。そこで本発明は、高いＱ値を維持しつつ、ＧＨｚ帯
の高周波帯域において９以上の高い誘電率εを有すると
ともに、成形性及び加工性に優れ、小型機器への対応が
容易な複合誘電体材料およびこれを用いた基板を提供す
ることを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者は、複合誘電体
材料の高周波特性を改善すべく、誘電体セラミクスの組
成について様々な検討を行った。その結果、ｘＢａＯ−
ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂で表される誘電体セラミクスに
おいて、ｘ、ｙおよびｚの最適な範囲を知見した。すな
わち、本発明は、ｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂と
表したとき、６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ％），
６．６７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％），６１．６６＜
ｚ＜７６．６６（ｍｏｌ％），ｙ＞−２ｘ＋４０，とな
る誘電体セラミクスが、有機高分子樹脂中に分散してい
ることを特徴とする複合誘電体材料を提供する。本発明
による複合誘電体材料によれば、高いＱ値を維持しつ
つ、２ＧＨｚという高周波帯域において９以上の高い誘
電率εを有することが可能となる。本発明において、誘
電体セラミクスと有機高分子樹脂との合計を１００ｖｏ
ｌ％としたとき、誘電体セラミクスの含有量が２０ｖｏ
ｌ％以上７０ｖｏｌ％未満とすることが好ましい。

【０００７】本発明の誘電体セラミクスにおいて、Ｂａ
Ｏを他のアルカリ土類金属の酸化物の１種または２種以
上で５０ｍｏｌ％未満置換することができる。ここで、
他のアルカリ土類金属としては、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒが挙
げられる。これらの酸化物の１種または２種以上でＢａ
Ｏを置換することにより、誘電率εおよびＱ値を所望の
範囲に変動させることができる。他のアルカリ土類金
属、つまりＭｇ，Ｃａ，Ｓｒの中で特に好ましいのがＣ
ａであり、ＢａＯの一部をＣａＯで５〜４０ｍｏｌ％置
換した場合には、９．５以上の誘電率εおよび４００以
上のＱ値（Ｑ＝1/tanδ、tanδは誘電正接）を得ること
ができる。また、本発明において、有機高分子樹脂はポ
リビニルベンジルエーテル化合物であることが好まし
い。ポリビニルベンジルエーテル化合物は、他の有機高
分子樹脂と比較して、誘電率εが低く、Ｑ値が高いとい
う優れた電気特性を有する（ε＝２．５、Ｑ＝２６
０）。ポリビニルベンジルエーテル化合物は、こうした
電気特性を有するとともに、優れた耐熱性および耐薬品
性を有するとともに、吸水率が非常に低く、しかも各種
材料との接着性に優れるという特徴を有する。よって、
本発明における有機高分子樹脂としてポリビニルベンジ
ルエーテル化合物を用いることにより、吸水率が非常に
低く、耐熱性および耐薬品性に優れた基板を得ることが
できる。

【０００８】本発明における有機高分子樹脂には、補強
材を添加することができる。補強材は、機械的強度や寸
法安定性を向上させる上で有効であり、特に、本発明の
複合誘電体材料を用いて回路用基板を作製するにあたっ
ては、所定量の補強材を有機高分子樹脂に含有せしめる
ことが好ましい。また、本発明者は、誘電体セラミクス
の平均粒径と、誘電率εおよびＱ値は比例することを知
見した。誘電体セラミクスの平均粒径は０．５〜２０μ
ｍとすることが好ましく、平均粒径をこの範囲とするこ
とにより、高いＱ値を維持しつつ、２ＧＨｚで９以上の
誘電率εを得ることができる。

【０００９】さらに、本発明は、ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃−Ｔ
ｉＯ₂で表される誘電体セラミクス粉末と、有機高分子
樹脂との混合物を硬化して得られる基板であって、誘電
体セラミクス粉末と有機高分子樹脂との合計を１００ｖ
ｏｌ％としたとき、誘電体セラミクス粉末の含有量が２
０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％未満であり、２ＧＨｚで９
以上の誘電率を有することを特徴とする基板を提供す
る。ここで、本発明における基板とは、電子部品を搭載
するための回路基板や多層基板、あるいは半導体素子を
収納するための半導体パッケージ用基板等を意味する。
また、本発明における基板によれば、２ＧＨｚという高
周波帯域において、基板を構成する有機高分子樹脂のＱ
値（Ｑ＝1/tanδ、tanδは誘電正接）よりも高いＱ値を
有することができる。さらに、本発明の基板において、
誘電体セラミクス粉末の組成をｘＢａＯ―ｙＮｄ₂Ｏ₃
−ｚＴｉＯ₂と表したとき、６．６７＜ｘ＜２１．６７
（ｍｏｌ％），６．６７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ
％），６１．６６＜ｚ＜７６．６６（ｍｏｌ％），ｙ＞
−２ｘ＋４０，とすることが好ましい。また、誘電体セ
ラミクス粉末は、平均粒径が０．５〜２０μｍであるこ
とが好ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の複合誘電体材料は、誘電
体セラミクスが有機高分子樹脂中に分散しており、誘電
体セラミクスの組成がｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉ
Ｏ₂と表したとき、６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ
％），６．６７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％），６１．
６６＜ｚ＜７６．６６（ｍｏｌ％），ｙ＞−２ｘ＋４０
であることを特徴としている。次に、ｘ，ｙ，ｚの限定
理由について述べる。ｘが６．６７以下となると、誘電
率εが低下する。一方、ｘが２１．６７以上となると、
Ｑ値が低下してしまう。よって、６．６７＜ｘ＜２１．
６７（ｍｏｌ％）とする。また、ｙが６．６７以下の場
合、およびｙが２６．６７以上の場合には、誘電率εが
低下する。よって、６．６７＜ｙ＜２６．６７とする。
同様に、ｚが６１．６６以下の場合、およびｚが７６．
６６以上の場合には、やはり誘電率εが低下してしま
う。よって、６１．６６＜ｚ＜７６．６６とする。本発
明の誘電体セラミクスの組成をｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃
−ｚＴｉＯ₂と表したときに、ｘ，ｙ，ｚを上記の範囲
とすることによって、ＧＨｚ帯域においても良好なＱ値
を維持しつつ、２ＧＨｚで９以上の高い誘電率εを有す
る複合誘電体材料を得ることができる。本発明の基板は
粘着性に優れており、積層が容易である。ｘ，ｙ，ｚの
好ましい範囲は、１２≦ｘ≦２０、１２≦ｙ≦１７、６
４≦ｚ≦７５である。ｘ，ｙ，ｚの範囲をこの範囲とす
ることによって、９．５以上の誘電率ε（ａｔ ２ＧＨ
ｚ）および３００以上のＱ値を得ることもできる。

【００１１】本発明の複合誘電体材料において、誘電体
セラミクスと有機高分子樹脂との合計を１００ｖｏｌ％
としたとき、誘電体セラミクスの含有量は２０ｖｏｌ％
以上７０ｖｏｌ％未満とする。誘電体セラミクスの量が
２０ｖｏｌ％未満になる（有機高分子樹脂の量が８０ｖ
ｏｌ％以上になる）、基板としての寸法安定性を欠くと
ともに、誘電率εが低下してしまう。つまり、誘電体セ
ラミクスを含有する効果があまりみられない。一方、誘
電体セラミクスの量が７０ｖｏｌ％以上になる（有機高
分子樹脂の量が３０ｖｏｌ％未満になる）と、プレス成
形の際、流動性が非常に悪くなり、緻密な成形物が得ら
れなくなる。その結果、水等の侵入が容易になり電気特
性の劣化につながる。また、誘電体セラミクスを添加し
ない場合に比べて、Ｑ値が大きく低下することもある。
よって、誘電体セラミクスの含有量は２０ｖｏｌ％以上
７０ｖｏｌ％未満とする。望ましい誘電体セラミクスの
含有量は２５〜６５ｖｏｌ％、さらに望ましい誘電体セ
ラミクスの含有量は３０〜６０ｖｏｌ％である。

【００１２】前記誘電体セラミクスにおいて、ＢａＯの
一部を他のアルカリ土類金属の酸化物で置換することが
できる。ここで、他のアルカリ土類金属としては、Ｍ
ｇ，Ｃａ，Ｓｒのうち一種または二種以上とすることが
できる。ＢａＯの一部をＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯのうち
一種または二種以上によって置換することにより、Ｑ値
および誘電率εを変動させることができ、２ＧＨｚにお
いて９以上という高い誘電率εを維持しつつ、Ｑ値を向
上させることが可能となる。

【００１３】ＢａＯの一部をＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯの
うち一種または二種以上で置換する場合の望ましい置換
量は５０ｍｏｌ％未満であり、より望ましい置換量は、
５〜４５ｍｏｌ％、さらに望ましい置換量は１０〜３０
ｍｏｌ％である。置換量を５０ｍｏｌ％未満とすること
によって、上記の効果、すなわち、２ＧＨｚにおいて９
以上という高い誘電率εを維持しつつ、Ｑ値を向上させ
ることができる。ところが、置換量が５０ｍｏｌ％以上
になると、Ｑ値が著しく低下してしまう。よって、置換
量は５０ｍｏｌ％未満とすることが望ましい。より具体
的には、ＢａＯの一部をＭｇＯまたはＳｒＯで置換する
場合の望ましい置換量は３０ｍｏｌ％未満、より望まし
くは５〜２５ｍｏｌ％である。また、ＢａＯの一部をＣ
ａＯで置換する場合の望ましい置換量は５０ｍｏｌ％未
満、より望ましくは５〜４０ｍｏｌ％である。後述の実
施例に示す通り、ＢａＯの一部をＣａＯによって置換す
ることが特に好ましい。ＢａＯの一部を所定量のＣａＯ
で置換した場合には、２ＧＨｚという高周波帯域で９．
５以上の高い誘電率εおよび４００以上のＱ値を得るこ
とができる。

【００１４】誘電体セラミクスの平均粒径は、０．５〜
２０μｍとする。誘電体セラミクスの平均粒径が０．５
μｍ未満になると、高い誘電体特性、具体的にはＧＨｚ
帯域において９以上の誘電率εを得ることが困難であ
る。また、誘電体セラミクスの平均粒径が０．５μｍ未
満と小さい場合には、有機高分子樹脂との混練がしにく
いという不都合も生じ、誘電体セラミクスの粒子が凝集
して不均一な混合体となるなど、取り扱いが困難とな
る。一方、誘電体セラミクスの平均粒径が２０μｍを超
えると、誘電体特性は良好であるものの、基板の厚みよ
りも径が大きい粒子が存在することとなり、好ましくな
い。その上、粒径が２０μｍを超えると、有機高分子樹
脂との均一な分散・混合が困難となるとともに、基板の
表面に凸凹が生じやすい。よって、誘電体セラミクスの
平均粒径は、０．５〜２０μｍとする。誘電体セラミク
スの望ましい平均粒径は１〜１０μｍ、さらに望ましい
平均粒径は１．５〜６μｍである。誘電体セラミクスの
平均粒径を０．５〜２０μｍとすることによって、２Ｇ
Ｈｚという高い周波数帯域においても、９以上の誘電率
εおよび２９０以上のＱ値を得ることが可能となる。

【００１５】このような誘電体セラミクスは、公知の方
法により焼成して得られたものであり、その焼成条件に
も特に制限はないが、焼成温度としては１０００〜１４
００℃程度であることが好ましい。

【００１６】次に、本発明の複合誘電体材料における有
機高分子樹脂について説明する。有機高分子樹脂として
は、重量平均絶対分子量が１０００以上の１種または２
種以上の樹脂で構成される樹脂組成物であって、炭素原
子と水素原子の原子数の和が９９％以上からなり、かつ
樹脂分子間の一部またはすべてが相互に化学的結合して
いる耐熱性低誘電性高分子材料であることが好ましい。
このような構成を有する有機高分子樹脂を用いることに
よって、高周波数帯域において、高い誘電率εおよび高
いＱ値を有する複合誘電体材料を得ることができる。

【００１７】上記のように、重量平均絶対分子量が１０
００以上の樹脂組成物の耐熱性低誘電性高分子材料を用
いるのは、十分な強度、金属との密着性、および耐熱性
を得るためである。重量平均絶対分子量が１０００より
小さいと、機械的物性、耐熱性が不足してしまう。ま
た、炭素と水素の原子数の和を９９％以上とするのは、
存在する化学的結合を非極性結合とするためであり、こ
れにより高いＱ値が得られやすくなる。一方、炭素と水
素の原子数の和が９９％より少ない場合、特に酸素原子
や、窒素原子などの有極性分子を形成する原子数が１％
より多く含まれる場合には、Ｑ値が小さくなってしま
う。特に好ましい重量平均絶対分子量は３０００以上、
さらに好ましくは５０００以上である。このときの重量
平均絶対分子量の上限に特に制限はないが、通常１００
０万程度である。

【００１８】上記の有機高分子樹脂の具体例としては、
低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、超超低密
度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、低分子量ポリエ
チレン、超高分子量ポリエチレン、エチレン−プロピレ
ン共重合体、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ４−メ
チルペンテン等の非極性α−オレフィンの単独ないし共
重合体［以下、（共）重合体ともいう］、ブタジエン、
イソプレン、ペンタジエン、ヘキサジエン、ヘプタジエ
ン、オクタジエン、フェニルブタジエン、ジフェニルブ
タジエン等の共役ジエンの各単量体の（共）重合体、ス
チレン、核置換スチレン、例えばメチルスチレン、ジメ
チルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレ
ン、クロルスチレン、α−置換スチレン、例えばα−メ
チルスチレン、α−エチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、ビニルシクロヘキサン等の炭素環含有ビニルの各単
量体の（共）重合体等が挙げられる。

【００１９】本発明に用いる有機高分子樹脂として特に
好ましいのは、ポリビニルベンジルエーテル化合物であ
る。ポリビニルベンジルエーテル化合物としては、式
（１）で表されるものが好ましい。

【００２０】

【化１】

【００２１】式（１）中、Ｒ₁はメチル基またはエチル
基を表す。Ｒ₂は水素原子または炭素数１〜１０の炭化
水素基を表す。Ｒ₂で表される炭化水素基は、各々置換
基を有していてもよいアルキル基、アラルキル基、アリ
ール基、等である。アルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基等であり、アラルキル基と
してはベンジル基等であり、アリール基としてはフェニ
ル基等である。

【００２２】Ｒ₃は水素原子またはビニルベンジル基を
表し、水素原子は式（１）の化合物を合成する場合の出
発化合物に由来するものであり、水素原子とビニルベン
ジル基とのモル比は６０：４０〜０：１００が好まし
く、より好ましくは４０：６０〜０：１００である。ｎ
は２〜４の数である。

【００２３】なお、Ｒ₃の水素原子とビニルベンジル基
とのモル比を上記範囲とすることにより、誘電体を得る
際の硬化反応を十分に進行させることができ、また十分
な誘電特性を得ることができる。これに対し、Ｒ₃が水
素原子である未反応物が多くなると硬化反応が十分に進
行しなくなり、十分な誘電特性が得られなくなる。

【００２４】式（１）で表される化合物の具体例をＲ₁
等の組合せで以下に示すが、これらに限定されるもので
はない。

【００２５】

【化２】

【００２６】式（１）で表される化合物は、式（１）に
おいてＲ₃＝Ｈであるポリフェノールと、ビニルベンジ
ルハライドとを反応させることにより得られる。この詳
細については、特開平９−３１００６号公報の記載を参
照することができる。

【００２７】本発明のポリビニルベンジルエーテル化合
物は単独で使用しても２種類以上を併用してもよい。ま
た、本発明のポリビニルベンジルエーテル化合物は、そ
れのみを樹脂材料として重合して用いてもよく、他のモ
ノマーと共重合させて用いてもよく、さらには、他の樹
脂と組み合わせて使用することができる。共重合可能な
モノマーとしては、例えばスチレン、ビニルトルエン、
ジビニルベンゼン、ジビニルベンジルエーテル、アリル
フェノール、アリルオキシベンゼン、ジアリルフタレー
ト、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、ビニ
ルピロリドン等が挙げられる。これらのモノマーの配合
割合は、ポリビニルベンジルエーテル化合物に対して、
２〜５０質量％程度である。

【００２８】また、組み合わせて使用することが可能な
樹脂としては、例えばビニルエステル樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、マレイミド樹脂、ポリフェノールのポリ
シアネート樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ビニ
ルベンジル化合物等の熱硬化性樹脂や、例えばポリエー
テルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリアセタール、
ジシクロペンタジエン系樹脂等の熱可塑性樹脂がある。
その配合割合は、本発明のポリビニルベンジルエーテル
化合物に対して５〜９０質量％程度である。中でも好ま
しくは、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹
脂、マレイミド樹脂、ポリフェノールのポリシアネート
樹脂、エポキシ樹脂およびこれらの混合物からなる群か
ら選ばれる少なくとも１種である。

【００２９】本発明のポリビニルベンジルエーテル化合
物自体、あるいはこの化合物と他のモノマーまたは熱硬
化性樹脂とを含有してなる硬化性樹脂組成物の重合およ
び硬化は、公知の方法で行うことができる。硬化は、硬
化剤の存在下または不存在下のいずれでも可能である。
硬化剤としては、例えば過酸化ベンゾイル、メチルエチ
ルケトンパーオキシド、ジクミルパーオキシド、ｔ−ブ
チルパーベンゾエート等の公知のラジカル重合開始剤を
使用することができる。使用量は、ポリビニルベンジル
エーテル化合物１００質量部に対して０〜１０質量部で
ある。硬化温度は、硬化剤の使用の有無および硬化剤の
種類によっても異なるが、十分に硬化させるためには、
２０〜２５０℃、好ましくは５０〜２５０℃である。ま
た、硬化の調整のために、ハイドロキノン、ベンゾキノ
ン、銅塩等を配合してもよい。

【００３０】本発明における有機高分子樹脂には、補強
材を添加することができる。補強材は機械的強度や寸法
安定性を向上させる上で有効であり、回路用基板を作製
するにあたっては、通常、所定量の補強材が有機高分子
樹脂に添加される。補強材としては、繊維状または板状
あるいは粒状などの非繊維状の補強材を挙げることがで
きる。繊維状の補強材としては、ガラス繊維、アルミナ
繊維、硼酸アルミニウム繊維、セラミック繊維、炭化珪
素繊維、アスベスト繊維、石膏繊維、黄銅繊維、ステン
レス繊維、スチール繊維、金属繊維、ホウ酸マグネシウ
ムウィスカまたはその繊維、チタン酸カリウムウィスカ
またはその繊維、酸化亜鉛ウィスカ、ボロンウィスカ繊
維等の無機繊維および炭素繊維、芳香族ポリアミド繊
維、アラミド繊維、ポリイミド繊維などが挙げられる。
繊維状の補強材を用いる場合には、特開２００１−１８
７８３１号公報等に記載の、いわゆる含浸方法を採用す
ることができる。要するに、誘電体セラミクス粉末と有
機高分子樹脂とがスラリー状に調整された塗工槽に、シ
ート状に成形した繊維状の補強材を浸漬すればよい。ま
た、非繊維状の補強材としては、ワラステナイト、セリ
サイト、カオリン、マイカ、クレー、ベントナイト、ア
スベスト、タルク、アルミナシリケート、パイロフィラ
イト、モンモリロナイト等の珪酸塩、二硫化モリブデ
ン、アルミナ、塩化珪素、酸化ジルコニウム、酸化鉄、
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイトなどの
炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、
ポリリン酸カルシウム、グラファイト、ガラスビーズ、
ガラスマイクロバルーン、ガラスフレーク、窒化ホウ
素、炭化珪素およびシリカなどの針状、板状、あるいは
粒状の補強材などが挙げられ、これらは中空であっても
よい。非繊維状の補強材を用いる場合には、有機高分子
樹脂に添加すればよい。

【００３１】これらの補強材は、１種だけ用いてもよ
く、２種類以上併用することが可能であり、必要により
シラン系ならびにチタン系カップリング剤で予備処理し
て使用することができる。本発明に用いる特に好ましい
補強材は、ガラス繊維である。ガラス繊維の種類は、一
般に樹脂の強化用に用いられるものなら特に限定はな
く、例えば長繊維タイプや短繊維タイプのチョップドス
トランド、チョップドストランドマット、連続長繊維マ
ット、織物、編物等の布帛状ガラス、ミルドファイバー
などから選択して用いることができる。

【００３２】複合誘電体材料中の補強材の含有量は、１
０〜３０ｗｔ％の範囲であることが好ましい。より好ま
しくは１５〜２５ｗｔ％である。

【００３３】本発明の複合誘電体材料は以下のような製
造方法に従うことが好ましい。まず、誘電体セラミクス
粉末と有機高分子樹脂を所定量ずつ調合して混合する。
なお、混合は、例えば、乾式混合によっても行えるが、
ボールミル、攪拌機等でトルエン、キシレン等の有機溶
剤中で十分に混合でするのが望ましい。このスラリーを
９０〜１２０℃で乾燥し、誘電体セラミクス粉末と有機
高分子樹脂との固まりを得る。この固まりを粉砕して誘
電体セラミクスと有機高分子樹脂の混合粉末を得る。ス
ラリーから混合粉末にする方法は、スプレードライヤー
等の顆粒製造装置を用いてもよい。混合粉末の平均粒径
は５０〜１０００μｍ程度とすればよい。次に、この混
合粉末を１００〜１５０℃で所望の形状にプレス成形
し、この成形物を１００〜２００℃、３０〜１８０分硬
化させる。この硬化に際しては、前述の補強材を存在さ
せてもよい。

【００３４】本発明の複合誘電体材料は、上述のよう
に、誘電体セラミクス粉末を、ポリビニルベンジルエー
テル化合物等の有機高分子樹脂の重合ないし硬化前に混
合することが好ましいが、場合によっては、重合ないし
硬化後に混合してもよい。ただし、完全に硬化した後に
おける誘電体セラミクス粉末の混合は望ましくない。

【００３５】本発明の複合誘電体材料は、フィルムとし
て、あるいはバルク状や所定形状の成形体で、そしてフ
ィルム状のラミネーションとして、など種々の形態で用
いることができる。したがって高周波用の電子機器や電
子部品（共振器、フィルタ、コンデンサ、インダクタ、
アンテナ等）の各種基板、チップ部品としてのフィルタ
（例えば多層基板であるＣフィルタ）や共振器（例えば
トリプレート型共振器）、あるいは誘電体共振器等の支
持台、さらには各種基板ないし電子部品のハウジング
（例えばアンテナ棒ハウジング）、ケーシング、あるい
は電子部品やそのハウジングやケーシング等に用いるこ
とができる。基板としては従来のガラエポ基板の代替品
としての用途が期待され、具体的には部品搭載用オンボ
ード基板、Ｃｕ張り積層板およびメタルベース／メタル
コア基板等が挙げられる。さらには回路内蔵基板、アン
テナ基板（パッチアンテナ等）にも用いることができ
る。また、ＣＰＵ用オンボード基板にも用いることがで
きる。

【００３６】なお、電極の形成は、Ｃｕ等の金属箔で粉
末を挟んでプレスしながら硬化させて行うことや、完全
硬化する前の段階で片面もしくは両面にＣｕ箔等の金属
箔を張り付け、プレスしながら硬化させて行うことや、
プレスで金属箔をつけて仮硬化させた後、別に熱処理に
よって硬化を進めて行うことや、成形物を硬化させた
後、金属の蒸着やスパッタ、無電解めっきや（樹脂）電
極等の塗布により行うことができる。

【００３７】本発明の複合誘電体材料、誘電体セラミク
スおよびこれらを用いた基板は、ＧＨｚ帯域においても
好適に使用することができ、周波数帯域が２ＧＨｚの場
合において９以上の誘電率ε、および２６０以上のＱ値
を有することができる。

【００３８】

【実施例】次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に
詳細に説明する。 （実施例１）まず、誘電体セラミクス粉末（平均粒径
１．２μｍ）とポリビニルベンジルエーテル化合物（誘
電率ε＝２．５、Ｑ値＝２６１）を表１〜表３に示す組
成になるように調合し、ボールミルにて１６時間、トル
エンに希釈溶解させた。次いで、誘電体セラミクス粉末
とポリビニルベンジルエーテル化合物の混合物を１１０
℃で約１．５時間乾燥させた。乾燥後、これを粉砕し
て、誘電体セラミクスとポリビニルベンジルエーテル化
合物の混合粉末を得た。この混合粉末を、３５５μｍの
篩を通過させた後、金型に入れ、１５０℃で３０分成型
した。次いで、型から取り出した後、１８０℃で８時間
硬化させて、２３個の試料（試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．
１７、比較例１〜比較例６）を作製した。各試料は、厚
さ１．５ｍｍで１．５ｍｍ×１００ｍｍの基板である。

【００３９】表１に示すように、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎ
ｏ．７、比較例１、比較例２は、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量を１６．
６７ｍｏｌ％に固定し、ＢａＯ量およびＴｉＯ₂量を変
動させたものである。また表２に示すように、試料Ｎ
ｏ．８〜試料Ｎｏ．１２、比較例３、比較例４は、Ｔｉ
Ｏ₂量を６６．６６ｍｏｌ％に固定し、ＢａＯ量および
Ｎｄ₂Ｏ₃ 量を変動させたものである。さらに、表３に
示すように、試料Ｎｏ．１３〜試料Ｎｏ．１７、比較例
５、比較例６は、ＢａＯ量を１６．６７ｍｏｌ％に固定
し、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量およびＴｉＯ₂量を変動させたものであ
る。

【００４０】ポリビニルベンジルエーテル化合物は、式
（１）において、Ｒ₁がメチル基、Ｒ₂がベンジル基、Ｒ
₃の水素原子とビニルベンジル基とのモル比が、水素原
子：ビニルベンジル基＝０：１００、ｎ＝３のものであ
る。

【００４１】次に、作製した各試料について、誘電率ε
（２ＧＨｚ）を空洞共振器法（摂動法）により測定した
（ヒューレットパッカード（株）製８３２６０Ａ、８７
５７Ｃを使用）。さらには、ｔａｎδおよびＱ値を求め
た。その結果を併せて表１〜表３に示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【表２】

【００４４】

【表３】

【００４５】表１〜表３中の試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．
１７のように、ＢａＯ量、Ｎｄ₂Ｏ₃量、ＴｉＯ₂量をそ
れぞれ適切な範囲とすることによって、誘電率εを９以
上かつＱ値をポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ値
（２６１）よりも高い値とすることができる。一方、Ｂ
ａＯ量、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量、ＴｉＯ₂量のバランスが崩れる
と、比較例１〜比較例６のように誘電率εが９未満また
は／およびＱ値がポリビニルベンジルエーテル化合物の
Ｑ値（２６１）よりも低い値を示す。

【００４６】以下、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７およ
び比較例１〜比較例６を用いて、ＢａＯ量、Ｎｄ₂Ｏ₃
量、ＴｉＯ₂量の適切な範囲を検討する。図１は、試料
Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７の組成および比較例１〜比較
例６の組成をプロットしたものである。ここで、表１に
示した試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．７、比較例１、比較例
２のＢａＯ量、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量、ＴｉＯ₂量はそれぞれ直線
ａ上にプロットされる。同様に、表２に示した試料Ｎ
ｏ．８〜試料Ｎｏ．１２、比較例３、比較例４のＢａＯ
量、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量、ＴｉＯ₂量はそれぞれ直線ｂ上に、表
３に示した試料Ｎｏ．１３〜試料Ｎｏ．１７、比較例
５、比較例６のＢａＯ量、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量、ＴｉＯ₂量はそ
れぞれ直線ｃにプロットされる。

【００４７】はじめに、ＢａＯ量の上限値および下限値
について検討する。図１を見ると、ＢａＯ量が最も多い
のは、直線ａ上の比較例２および直線ｂ上の比較例３で
あり、ともにＢａＯ量は２１．６７ｍｏｌ％である。こ
こで、直線ａ上の比較例２（ＢａＯ量：２１．６７ｍｏ
ｌ％）および試料Ｎｏ．７（ＢａＯ量：２０．６７ｍｏ
ｌ％）に着目すると、表１に示したように、ＢａＯ量が
２０．６７ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．７は９．６９と良
好な誘電率εを示すとともに、２９９．８という、ポリ
ビニルベンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よりも
高いＱ値を示す。これに対し、ＢａＯ量が２１．６７ｍ
ｏｌ％である比較例２は、９．７４と良好な誘電率εを
示すものの、Ｑ値は２５６．３とポリビニルベンジルエ
ーテル化合物のＱ値（２６１）よりも低い値を示す。ま
た、表２に示したように、直線ｂ上の比較例３（ＢａＯ
量：２１．６７ｍｏｌ％）および試料Ｎｏ．８（ＢａＯ
量：２０．６７ｍｏｌ％）についても、直線ａ上の比較
例２（ＢａＯ量：２１．６７ｍｏｌ％）および試料Ｎ
ｏ．７（ＢａＯ量：２０．６７ｍｏｌ％）と同様の関係
が見られる。よって、ＢａＯ量が２１．６７ｍｏｌ％以
上になると、ポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ値
（２６１）よりも高いＱ値を得ることが困難であると推
測される。

【００４８】また、図１を見ると、ＢａＯ量が最も少な
いのは、直線ｂ上の比較例４であり、そのＢａＯ量は
６．６７ｍｏｌ％である。ここで、直線ｂ上の比較例４
（ＢａＯ量：６．６７ｍｏｌ％）および試料Ｎｏ．１２
（ＢａＯ量：７．６７ｍｏｌ％）に着目すると、表２に
示したように、ＢａＯ量が７．６７ｍｏｌ％である試料
Ｎｏ．１２は、９以上の誘電率εおよび３２１．０とい
う良好なＱ値を示す。一方、ＢａＯ量が６．６７ｍｏｌ
％である比較例４は、３１６．６という良好なＱ値を示
すものの、誘電率εは８．８７まで低下してしまう。よ
って、ＢａＯ量が６．６７ｍｏｌ％以下になると、９以
上の誘電率εを得ることが困難であると推測される。以
上の結果から、誘電率εを９以上かつＱ値をポリビニル
ベンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よりも高い値
とするためには、６．６７ｍｏｌ％＜ＢａＯ量＜２１．
６７ｍｏｌ％とすることが有効であることがわかった。

【００４９】次に、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量の上限値および下限値
について検討する。図１を見ると、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が最も
多いのは、直線ｂ上の比較例４であり、そのＮｄ₂Ｏ₃
量は２６．６７ｍｏｌ％である。ここで、直線ｂ上の比
較例４（Ｎｄ₂Ｏ₃ 量：２６．６７ｍｏｌ％）および試
料Ｎｏ．１２（Ｎｄ₂Ｏ₃ 量：２５．６７ｍｏｌ％）に
着目すると、表２に示したように、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が２
５．６７ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１２は９以上の誘電
率εを示すとともに、３２１．０という高いＱ値を示
す。これに対し、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が２６．６７ｍｏｌ％で
ある比較例４は、３１６．６という良好なＱ値を示すも
のの、誘電率εは８．８７まで低下してしまう。よっ
て、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が２６．６７ｍｏｌ％以上になると、
９以上の誘電率εを得ることが困難であると推測され
る。

【００５０】また、図１を見ると、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が最も
少ないのは、直線ｃ上の比較例６であり、そのＮｄ₂Ｏ₃
量は６．６７ｍｏｌ％である。ここで、直線ｃ上の比
較例６（Ｎｄ₂Ｏ₃ 量：６．６７ｍｏｌ％）および試料
Ｎｏ．１７（Ｎｄ₂Ｏ₃ 量：７．６７ｍｏｌ％）に着目
すると、表３に示したように、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が７．６７
ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．１７は、９以上の誘電率εお
よびポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ値（２６
１）よりも高いＱ値を示す。一方、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が６．
６７ｍｏｌ％である比較例６のＱ値は２９７．４と良好
であるものの、誘電率εは８．８８まで低下してしま
う。よって、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量が６．６７ｍｏｌ％以下にな
ると、９以上の誘電率εを得ることが困難であると推測
される。以上の結果から、誘電率εを９以上かつＱ値を
ポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よ
りも高い値とするためには、６．６７ｍｏｌ％＜Ｎｄ₂
Ｏ₃ 量＜２６．６７ｍｏｌ％とすることが有効であるこ
とがわかった。

【００５１】続いて、ＴｉＯ₂量の上限値および下限値
について検討する。図１を見ると、ＴｉＯ₂量が最も多
いのは、直線ｃ上の比較例６であり、そのＴｉＯ₂量は
７６．６６ｍｏｌ％である。ここで、直線ｃ上の比較例
６（ＴｉＯ₂量：７６．６６ｍｏｌ％）および試料Ｎ
ｏ．１７（ＴｉＯ₂量：７５．６６ｍｏｌ％）に着目す
ると、表３に示したように、ＴｉＯ₂量が７５．６６ｍ
ｏｌ％である試料Ｎｏ．１７は９以上の誘電率εおよび
２９８．８というビニルベンジルエーテル化合物のＱ値
よりも高いＱ値を得ている。これに対し、ＴｉＯ₂量が
７６．６６ｍｏｌ％である比較例６の誘電率εは８．８
８と、９以下の値を示す。よって、ＴｉＯ₂量が７６．
６６ｍｏｌ％以上になると、９以上の誘電率εを得るこ
とが困難であると推測される。

【００５２】また、図１を見ると、ＴｉＯ₂量が最も少
ないのは、直線ａ上の比較例２および直線ｃ上の比較例
５であり、ともにＴｉＯ₂量は６１．６６ｍｏｌ％であ
る。ここで、直線ａ上の比較例２（ＴｉＯ₂量：６１．
６６ｍｏｌ％）および試料Ｎｏ．７（ＴｉＯ₂量：６
２．６６ｍｏｌ％）に着目すると、表１に示したよう
に、ＴｉＯ₂量が６２．６６ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．
７は９．６９と良好な誘電率εを示すとともに、２９
９．８という、ポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ
値（２６１）よりも高いＱ値を示す。これに対し、Ｔｉ
Ｏ₂量が６１．６６ｍｏｌ％である比較例２は、９．７
４と良好な誘電率εを示すものの、Ｑ値は２５６．３と
ポリビニルベンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よ
りも低い値を示す。また、表３に示したように、直線ｃ
上の比較例５（ＴｉＯ₂量：６１．６６ｍｏｌ％）およ
び試料Ｎｏ．１３（ＴｉＯ₂量：６２．６６ｍｏｌ％）
についても、直線ａ上の比較例２（ＴｉＯ₂量：６１．
６６ｍｏｌ％）および試料Ｎｏ．７（ＴｉＯ₂量：６
２．６６ｍｏｌ％）と同様の関係が見られる。よって、
ＴｉＯ₂量が６１．６６ｍｏｌ％以下になると、ポリビ
ニルベンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よりも高
いＱ値を得ることが困難であると推測される。以上の結
果から、誘電率εを９以上かつＱ値をポリビニルベンジ
ルエーテル化合物のＱ値（２６１）よりも高い値とする
ためには、６１．６６ｍｏｌ％＜ＴｉＯ₂量＜７６．６
６ｍｏｌ％とすることが有効であることがわかった。

【００５３】また、図１を見ると、比較例１（ＢａＯ
量：１１．６７ｍｏｌ％、Ｎｄ₂Ｏ₃量：１６．６７ｍｏ
ｌ％、ＴｉＯ₂量：７１．６６ｍｏｌ％）、比較例４
（ＢａＯ量：６．６７ｍｏｌ％、Ｎｄ₂Ｏ₃ 量：２６．
６７ｍｏｌ％、ＴｉＯ₂量：６６．６６ｍｏｌ％）、比
較例６（ＢａＯ量：１６．６７ｍｏｌ％、Ｎｄ₂Ｏ₃
量：６．６７ｍｏｌ％、ＴｉＯ₂量：７６．６６ｍｏｌ
％）は同一直線上に位置していることがわかる。ここ
で、比較例１、比較例４、比較例６のＢａＯ量およびＮ
ｄ₂Ｏ₃ 量に基づき、この直線を求めると、ＢａＯの係
数ｘとＮｄ₂Ｏ₃ の係数ｙは、ｙ＝−２ｘ＋４０の関係
にあることが導き出せる。そして、この直線上に位置す
る比較例１、比較例４、比較例６は、上述の通り、誘電
率εが９未満またはＱ値がポリビニルベンジルエーテル
化合物のＱ値（２６１）よりも低い値を示す。よって、
本発明では、ＢａＯ量とＮｄ₂Ｏ₃ 量の関係は、ｙ＞−
２ｘ＋４０とする。

【００５４】以上の結果をまとめると、誘電体セラミク
スをｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂とで表したと
き、６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ％）、６．６７
＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％）、６１．６６＜ｚ＜７
６．６６（ｍｏｌ％）、ｙ＞−２ｘ＋４０の範囲とする
ことにより、誘電率εを９以上かつＱ値をポリビニルベ
ンジルエーテル化合物のＱ値（２６１）よりも高い値と
することができることがわかった。ここで、この範囲を
図１に示すと、ほぼホームベースのような形となり、試
料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７はいずれもこの範囲に含ま
れる。また、試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．６、試料Ｎｏ．
９、試料Ｎｏ．１５については、誘電率εが９．５以上
かつＱ値が３００以上という非常に良好な誘電体特性を
示していることが注目される。よって、ｘ、ｙ、ｚの好
ましい範囲は、１２≦ｘ≦２０、１２≦ｙ≦１７、６４
≦ｚ≦７５であるといえる。

【００５５】（実施例２）誘電体セラミック粉末の粒径
の変動に伴う誘電特性の変動を確認するために行った実
験を、実施例２として説明する。誘電体セラミクスの組
成を１６．６７ＢａＯ−１６．６７Ｎｄ₂Ｏ₃ −６６．
６６ＴｉＯ₂（ｍｏｌ％）とし、誘電体セラミクス粉末
の平均粒径（以下、適宜「誘電体粒子径」という）を表
４に示すような値とする以外は実施例１と同一の条件で
試料を作製した。誘電体セラミクス粉末とポリビニルベ
ンジルエーテル化合物の体積比は４０ｖｏｌ％：６０ｖ
ｏｌ％である。次に、作製した各試料について、誘電率
ε（２ＧＨｚ）を空洞共振器法（摂動法）により測定し
た（ヒューレットパッカード（株）製８３２６０Ａ、８
７５７Ｃを使用）。さらには、ｔａｎδおよびＱ値を求
めた。その結果を併せて表４に示す。また、誘電体粒子
径と誘電率εの関係を図２に示す。

【００５６】

【表４】

【００５７】表４および図２に示すように、誘電体粒子
径が大きくなるにつれて、誘電率εが増加する。具体的
には、誘電体粒子径が０．４μｍの場合（比較例７）の
誘電率εは８．８２であるのに対し、誘電体粒子径が
０．６μｍ（試料Ｎｏ．１８）になると、誘電率εは
９．００まで向上する。そして、誘電体粒子径が４．０
μｍ程度になると、１０以上の誘電率εを示す。また、
表４に示したように、Ｑ値についても誘電体粒子径と比
例関係にあり、誘電体粒子径が大きくなるに従って、Ｑ
値も増加する。すなわち、誘電体粒子径が０．４μｍの
場合（比較例７）のＱ値は２８３であるのに対し、誘電
体粒子径が０．６μｍ（試料Ｎｏ．１８）になるとＱ値
は２９５まで増加する。さらに誘電体粒子径が０．９μ
ｍ（試料Ｎｏ．１９）になると、３００以上のＱ値を示
す。以上の結果から、誘電体粒子径を０．５μｍ以上と
することによって、２ＧＨｚの周波数帯域において９以
上の誘電率εおよび２９０以上のＱ値を得ることができ
ることがわかった。また、誘電体粒子径が４．０μｍ以
上である試料Ｎｏ．２２〜試料Ｎｏ．２４については２
ＧＨｚの周波数帯域において１０以上の誘電率εおよび
３００以上のＱ値を得ていることが注目される。但し、
誘電体粒子径が２０μｍを超えると、有機高分子樹脂と
の均一な分散・混合が困難となるとともに、基板の表面
に凸凹が生じやすい。よって、誘電体セラミクスの平均
粒径は、０．５〜２０μｍとする。誘電体セラミクスの
望ましい平均粒径は１〜１０μｍ、さらに望ましい平均
粒径は１．５〜６μｍである。

【００５８】（実施例３）ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃ −ＴｉＯ₂
で示される誘電体セラミクスのＢａＯの一部を他のアル
カリ土類金属の酸化物で置換した場合の効果を確認する
ために行った実験を、実施例３として説明する。誘電体
セラミクスの組成を１６．６７ＢａＯ−１６．６７Ｎｄ
₂Ｏ₃ −６６．６６ＴｉＯ₂（ｍｏｌ％）とし、誘電体セ
ラミクス粉末とポリビニルベンジルエーテル化合物（誘
電率ε＝２．５、Ｑ値＝２６１）を表５〜表７に示す組
成になるように調合し、他の条件は実施例１と同一にし
て試料を作製した。表５はＢａＯをＳｒＯで置換した場
合（試料Ｎｏ．２６、比較例８、比較例９）、表６はＢ
ａＯをＣａＯで置換した場合（試料Ｎｏ．２７、試料Ｎ
ｏ．２８、比較例１０）、表７はＢａＯをＭｇＯで置換
した場合（試料Ｎｏ．２９、比較例１１、比較例１２）
の組成を示しているが、置換量はＳｒＯ置換、ＣａＯ置
換、ＭｇＯ置換のいずれの場合についても１０ｍｏｌ
％、３０ｍｏｌ％、５０ｍｏｌ％である。なお、誘電体
セラミクス粉末とポリビニルベンジルエーテル化合物と
の体積比は４０ｖｏｌ％：６０ｖｏｌ％である。

【００５９】次に、作製した各試料について、誘電率ε
（２ＧＨｚ）を空洞共振器法（摂動法）により測定した
（ヒューレットパッカード（株）製８３２６０Ａ、８７
５７Ｃを使用）。さらには、ｔａｎδおよびＱ値を求め
た。誘電率ε、ｔａｎδ、Ｑ値の測定結果を併せて表５
〜表７に示す。

【００６０】

【表５】

【００６１】

【表６】

【００６２】

【表７】

【００６３】表５を見ると、ＳｒＯ置換量の変動に伴
い、誘電率εおよびＱ値が変動することがわかる。Ｓｒ
Ｏ置換量が１０ｍｏｌ％である試料Ｎｏ．２６は、試料
Ｎｏ．２５（ＳｒＯ置換なし）よりも若干低い誘電率ε
を示すものの、依然として９以上の高い誘電率εを示
す。また、試料Ｎｏ．２６（ＳｒＯ置換量：１０ｍｏｌ
％）のＱ値は４１３であり、試料Ｎｏ．２５（ＳｒＯ置
換なし）のＱ値よりも５０以上高い値を示していること
が注目される。ところが、ＳｒＯ置換量が３０ｍｏｌ％
の場合（比較例８）のＱ値は３５０であり、試料Ｎｏ．
２５（ＳｒＯ置換なし）のＱ値よりも低い値を示す。さ
らに、ＳｒＯ置換量が５０ｍｏｌ％の場合（比較例９）
には、１０．１３という良好な誘電率εを示すものの、
Ｑ値が２３４まで低下した。以上の結果から、ＢａＯの
一部を所定量のＳｒＯで置換することによって、９以上
の高い誘電率εを維持しつつ、Ｑ値を向上させることが
できることがわかった。ＢａＯをＳｒＯで置換する場合
の好ましい置換量は、３０ｍｏｌ％未満、より好ましく
は５〜２５ｍｏｌ％程度、さらに好ましくは５〜１５ｍ
ｏｌ％程度であるといえる。置換量をこの範囲とするこ
とにより、９以上の誘電率εおよび４００以上のＱ値を
得ることも可能となる。

【００６４】次に、表６を見ると、試料Ｎｏ．２７（Ｃ
ａＯ置換量：１０ｍｏｌ％）および試料Ｎｏ．２８（Ｃ
ａＯ置換量：３０ｍｏｌ％）は、９以上の高い誘電率ε
を示しつつ、４００以上の高いＱ値を得ていることがわ
かる。ところが、ＣａＯ置換量が５０ｍｏｌ％（比較例
１０）になると、Ｑ値は２４２まで低下した。以上の結
果から、ＢａＯの一部を所定量のＣａＯで置換した場合
においても、９以上の高い誘電率εを維持しつつ、Ｑ値
を向上させることができることがわかった。ＢａＯをＣ
ａＯで置換する場合の好ましい置換量は、５０ｍｏｌ％
未満であるといえる。試料Ｎｏ．２７（ＣａＯ置換量：
１０ｍｏｌ％）は試料Ｎｏ．２５（ＣａＯ置換なし）の
Ｑ値よりも１００以上高い値を示していること、また試
料Ｎｏ．２８（ＣａＯ置換量：３０ｍｏｌ％）は、誘電
率εおよびＱ値がともに試料Ｎｏ．２５（ＣａＯ置換な
し）の値を上回っていることから、より好ましい置換量
は５〜４０ｍｏｌ％程度、さらに好ましくは５〜３０ｍ
ｏｌ％程度であるといえる。

【００６５】また、表７を見ると、ＢａＯの一部をＭｇ
Ｏにて置換した場合についても、上記と同様の傾向を示
すことがわかる。つまり、ＢａＯの一部を所定量のＭｇ
Ｏで置換することにより、９以上の高い誘電率εを維持
しつつ、Ｑ値を向上させることができる。ＢａＯをＭｇ
Ｏで置換する場合の好ましい置換量は、３０ｍｏｌ％未
満、より好ましくは５〜２５ｍｏｌ％程度、さらに好ま
しくは５〜１５ｍｏｌ％程度であるといえる。置換量を
この範囲とすることにより、９以上の誘電率εを維持し
つつ、ＭｇＯ置換前のＱ値よりも高いＱ値を得ることが
できる。

【００６６】本実施例によって、ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃ −
ＴｉＯ₂で示される誘電体セラミクスのＢａの一部を他
のアルカリ土類金属で置換することにより、誘電率εお
よびＱ値を所望の範囲に変動せしめることができること
が明らかとなった。

【００６７】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
高いＱ値を維持しつつ、ＧＨｚ帯の高周波帯域において
９以上の高い誘電率εを有するとともに、成形性及び加
工性に優れ、小型機器への対応が容易な複合誘電体材料
および基板を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 試料Ｎｏ．１〜試料Ｎｏ．１７および比較例
１〜比較例６の組成をプロットした状態を示す図であ
る。

【図２】 誘電体粒子径と誘電率εの関係を示す図であ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中島 重行 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 小澤 水緒 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 千葉 郁華 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 大川 博茂 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 岡本 重夫 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 曽我部 智浩 東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ ーディーケイ株式会社内 Ｆターム(参考） 4J002 BE041 DE046 DE066 DE096 DE136 GQ00 GQ02

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ｘＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂と表
   したとき、 ６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ％）， ６．６７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％）， ６１．６６＜ｚ＜７６．６６（ｍｏｌ％）， ｙ＞−２ｘ＋４０， となる誘電体セラミクスが、有機高分子樹脂中に分散し
   ていることを特徴とする複合誘電体材料。
2. 【請求項２】 前記誘電体セラミクスと前記有機高分子
   樹脂との合計を１００ｖｏｌ％としたとき、前記誘電体
   セラミクスの含有量が２０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％未
   満であることを特徴とする請求項１に記載の複合誘電体
   材料。
3. 【請求項３】 前記誘電体セラミクスにおいて、ＢａＯ
   を他のアルカリ土類金属の酸化物の１種または２種以上
   で５０ｍｏｌ％未満置換したことを特徴とする請求項１
   または２に記載の複合誘電体材料。
4. 【請求項４】 前記誘電体セラミクスにおいて、ＢａＯ
   の一部をＣａＯで５〜４０ｍｏｌ％置換したことを特徴
   とする請求項１〜３のいずれかに記載の複合誘電体材
   料。
5. 【請求項５】 前記有機高分子樹脂は、ポリビニルベン
   ジルエーテル化合物であることを特徴とする請求項１〜
   ４のいずれかに記載の複合誘電体材料。
6. 【請求項６】 前記有機高分子樹脂は補強材で強化され
   たものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の複合誘電体材料。
7. 【請求項７】 前記誘電体セラミクスは、平均粒径が
   ０．５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１〜６
   のいずれかに記載の複合誘電体材料。
8. 【請求項８】 ＢａＯ−Ｎｄ₂Ｏ₃−ＴｉＯ₂で表される
   誘電体セラミクス粉末と、有機高分子樹脂との混合物を
   硬化して得られる基板であって、 前記誘電体セラミクス粉末と前記有機高分子樹脂との合
   計を１００ｖｏｌ％としたとき、前記誘電体セラミクス
   粉末の含有量が２０ｖｏｌ％以上７０ｖｏｌ％未満であ
   り、 ２ＧＨｚで９以上の誘電率を有することを特徴とする基
   板。
9. 【請求項９】 ２ＧＨｚで、前記有機高分子樹脂のＱ値
   （Ｑ＝1/tanδ、tanδは誘電正接）よりも高いＱ値を有
   することを特徴とする請求項８に記載の基板。
10. 【請求項１０】 前記誘電体セラミクス粉末の組成をｘ
    ＢａＯ−ｙＮｄ₂Ｏ₃ −ｚＴｉＯ₂と表したとき、 ６．６７＜ｘ＜２１．６７（ｍｏｌ％）， ６．６７＜ｙ＜２６．６７（ｍｏｌ％）， ６１．６６＜ｚ＜７６．６６（ｍｏｌ％）， ｙ＞−２ｘ＋４０， であることを特徴とする請求項８または９に記載の基
    板。
11. 【請求項１１】 前記誘電体セラミクス粉末は、平均粒
    径が０．５〜２０μｍであることを特徴とする請求項８
    〜１０のいずれかに記載の基板。