JP2003221277A - Glass powder for forming dielectric, glass-ceramics composition for forming dielectric and dielectric - Google Patents
Glass powder for forming dielectric, glass-ceramics composition for forming dielectric and dielectricInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、低温焼成が可能な
誘電体形成用ガラス粉末、および低温焼成によって製造
される誘電体等に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a glass powder for forming a dielectric material that can be fired at a low temperature, a dielectric material produced by the low temperature firing, and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】携帯電話、無線LAN等のアンテナ、共
振フィルタ等には比誘電率が15〜40である誘電体が
使用されている。アンテナ、共振フィルタ等には共振周
波数の温度変化が小さいことが求められる。したがって
前記誘電体にはその比誘電率の温度依存性が小さいこと
が求められる。従来、このような誘電体として、CaT
iO3−MgTiO3系セラミックスを1200℃以上
の高温で焼成したもの等が用いられている。2. Description of the Related Art Dielectric materials having a relative dielectric constant of 15 to 40 are used for mobile phones, antennas for wireless LANs, resonance filters and the like. An antenna, a resonance filter, and the like are required to have a small change in resonance frequency with temperature. Therefore, the dielectric material is required to have a small temperature dependence of its relative permittivity. Conventionally, as such a dielectric material, CaT
For example, one obtained by firing iO 3 —MgTiO 3 ceramics at a high temperature of 1200 ° C. or higher is used.
【0003】前記誘電体の焼成は、銀(融点:962
℃)を電極等として形成するために行われる銀ペースト
の焼成と同時に行うことが求められている。しかし、前
記銀ペーストの焼成は950℃以下で行われるのに対
し、CaTiO3−MgTiO3系セラミックスの焼成
は1200℃以上で行われなければならない。すなわ
ち、これらを同時には焼成できない問題があった。Firing of the above-mentioned dielectric is carried out by silver (melting point: 962
(.Degree. C.) is required to be performed at the same time as the firing of the silver paste, which is performed to form an electrode or the like. However, while the silver paste is fired at 950 ° C. or lower, the CaTiO 3 —MgTiO 3 -based ceramics must be fired at 1200 ° C. or higher. That is, there is a problem that these cannot be fired at the same time.
【0004】このような問題の解決を目的として、ラン
タノイド系酸化物を質量百分率表示で16〜33%含有
するSiO2−TiO2−RO系ガラス粉末(RO:ア
ルカリ土類金属酸化物)が開示されている(たとえば、
特許文献1参照。)。For the purpose of solving such a problem, a SiO 2 —TiO 2 —RO glass powder (RO: alkaline earth metal oxide) containing 16 to 33% by weight of a lanthanoid oxide is disclosed. Have been (for example,
See Patent Document 1. ).
【0005】[0005]
【特許文献1】特開平8−73239号公報(表1)[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-73239 (Table 1)
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】前記SiO2−TiO
2−RO系ガラス粉末はランタノイド系酸化物を比較的
高い割合で含有する。しかしランタノイド系酸化物には
工業原料としては一般に高価であるという問題があり、
その含有割合を低下させることが求められている。本発
明はこのような問題を解決できる誘電体形成用ガラス粉
末、誘電体形成用ガラスセラミックス組成物および誘電
体の提供を目的とする。The object of the invention is to be Solved by the SiO 2 -TiO
The 2- RO glass powder contains a lanthanoid oxide in a relatively high proportion. However, the lanthanoid oxide has a problem that it is generally expensive as an industrial raw material,
It is required to reduce the content ratio. An object of the present invention is to provide a glass powder for forming a dielectric, a glass-ceramic composition for forming a dielectric, and a dielectric that can solve such problems.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、下記酸化物基
準のモル%表示で、SiO2 1〜45%、TiO23
1〜50%、MgO+CaO+SrO+BaO 10〜
40%、Al2O30〜15%、から本質的になり、ラ
ンタノイド系酸化物を含有しない、または同酸化物を質
量百分率表示で5%未満の範囲で含有することを特徴と
する誘電体形成用ガラス粉末を提供する。Means for Solving the Problems The present invention provides SiO 2 of 1 to 45% and TiO 2 3 in terms of mol% based on the following oxides.
1-50%, MgO + CaO + SrO + BaO 10-
40%, Al 2 O 3 0 to 15%, and essentially no lanthanoid oxide, or the same oxide in a range of less than 5% in terms of mass percentage. A forming glass powder is provided.
【0008】また、モル%表示含有量が、SiO2 2
0〜43%、TiO2 25〜50%、CaO 0〜2
5%、SrO+BaO 12〜40%、かつTiO2/
SiO2が1以上である前記誘電体形成用ガラス粉末を
提供する。また、SrOの含有量が0〜7モル%であ
り、アルカリ金属酸化物を含有しない、または同酸化物
を合計で1モル%以下の範囲で含有することを特徴とす
る前記誘電体形成用ガラス粉末を提供する。Further, the content expressed in mol% is SiO 2 2
0-43%, TiO 2 25-50%, CaO 0-2
5%, SrO + BaO 12~40% , and TiO 2 /
Provided is the dielectric-forming glass powder having SiO 2 of 1 or more. Further, the content of SrO is 0 to 7 mol%, does not contain an alkali metal oxide, or contains the same oxide in a total amount of 1 mol% or less, the glass for forming a dielectric material. Provide a powder.
【0009】また、前記誘電体形成用ガラス粉末を80
0〜950℃の範囲で焼成して得られる誘電体を提供す
る。また、共振周波数fの、温度Tが−25〜85℃に
おける温度変化率(df/dT)/fが−50〜50p
pm/℃である前記誘電体を提供する。Also, the glass powder for forming the dielectric is 80
Provided is a dielectric material obtained by firing in the range of 0 to 950 ° C. Further, the temperature change rate (df / dT) / f of the resonance frequency f at a temperature T of −25 to 85 ° C. is −50 to 50 p.
Providing the dielectric as pm / ° C.
【0010】また、前記誘電体形成用ガラス粉末とセラ
ミックス粉末を含有し、セラミックス粉末の質量百分率
表示含有量が30%以下である誘電体形成用ガラスセラ
ミックス組成物を提供する。また、前記誘電体形成用ガ
ラスセラミックス組成物を800〜950℃の範囲で焼
成して得られる誘電体を提供する。Also provided is a glass-ceramic composition for forming a dielectric containing the above-mentioned dielectric-forming glass powder and a ceramic powder, wherein the content of the ceramic powder is 30% or less. Further, there is provided a dielectric material obtained by firing the glass-ceramic composition for forming a dielectric material in a range of 800 to 950 ° C.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の誘電体形成用ガラス粉末
(以下、本発明のガラス粉末という。)または本発明の
誘電体形成用ガラスセラミック組成物(以下、本発明の
ガラスセラミック組成物という。)は、比誘電率が典型
的には15〜40である誘電体の製造に用いられる。す
なわち、本発明のガラス粉末または本発明のガラスセラ
ミック組成物は通常、950℃またはそれ以下の温度に
保持する焼成を行って焼成体とされる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The dielectric-forming glass powder of the present invention (hereinafter referred to as the glass powder of the present invention) or the dielectric-forming glass ceramic composition of the present invention (hereinafter referred to as the glass-ceramic composition of the present invention). .) Is used in the manufacture of dielectrics having a relative permittivity of typically 15-40. That is, the glass powder of the present invention or the glass ceramic composition of the present invention is usually fired at a temperature of 950 ° C. or lower to obtain a fired body.
【0012】前記焼成は、典型的には850〜950℃
に5〜120分間または5〜180分間、より典型的に
は900℃または860〜910℃に60分間保持して
行われる。本発明のガラス粉末または本発明のガラスセ
ラミック組成物を950℃またはそれ以下の温度に保持
する焼成を行って得られた焼成体を以下、本焼成体とい
う。前記温度が800℃以上の場合、本焼成体は本発明
の誘電体である。したがって以下で述べる本焼成体に関
する説明は本発明の誘電体にも適用される。[0012] The firing is typically 850 to 950 ° C.
For 5 to 120 minutes or 5 to 180 minutes, more typically 900 ° C or 860 to 910 ° C for 60 minutes. The fired body obtained by firing the glass powder of the present invention or the glass ceramic composition of the present invention at a temperature of 950 ° C. or lower is hereinafter referred to as main fired body. When the temperature is 800 ° C. or higher, the fired body is the dielectric material of the present invention. Therefore, the following description regarding the main fired body also applies to the dielectric body of the present invention.
【0013】本焼成体の25℃、50MHzにおける比
誘電率ε25は15〜40であることが好ましい。15
未満では、セラミック多層基板内部に取り込むキャパシ
タとして使用する場合、当該キャパシタを小さくできな
くなり、その結果、近年強く求められているセラミック
多層基板の小型モジュール化が困難になるおそれがあ
る。より好ましくは18以上、特に好ましくは20以上
である。The relative permittivity ε 25 at 25 ° C. and 50 MHz of the fired body is preferably 15-40. 15
If it is less than the above value, the capacitor cannot be made small when used as a capacitor to be incorporated into the ceramic multilayer substrate, and as a result, it may be difficult to make the ceramic multilayer substrate into a small module, which has been strongly demanded in recent years. It is more preferably 18 or more, and particularly preferably 20 or more.
【0014】ε25が40超では、アンテナ基板として
使用する場合その上に形成されるべきアンテナの配線パ
ターン(アンテナ回路パターン)が微細になりすぎ当該
パターンの形成が困難になるおそれがある。好ましくは
35以下である。When ε 25 exceeds 40, the wiring pattern (antenna circuit pattern) of the antenna to be formed on the antenna substrate when used as an antenna substrate may become too fine and it may be difficult to form the pattern. It is preferably 35 or less.
【0015】本焼成体の50MHzにおける比誘電率の
−25〜85℃における温度変化率τεは−100〜1
00ppmであることが好ましい。より好ましくは−3
0〜30ppmである。なお、本明細書においては比誘
電率をε、温度をTと表して(dε/dT)/ε25を
比誘電率の温度変化率という。The temperature change rate τ ε of the relative permittivity at 50 MHz of the fired body at −25 to 85 ° C. is −100 to 1
It is preferably 00 ppm. More preferably -3
It is 0 to 30 ppm. In the present specification, the relative permittivity is represented by ε and the temperature is represented by T, and (dε / dT) / ε 25 is referred to as a temperature change rate of the relative permittivity.
【0016】本焼成体の−25〜85℃における平均線
膨張係数αは典型的には8〜10ppm/℃である。The average linear expansion coefficient α of the fired product at −25 to 85 ° C. is typically 8 to 10 ppm / ° C.
【0017】本焼成体の共振周波数fの−25〜85℃
における温度変化率τf(=(df/dT)/f)は−
50〜50ppm/℃であることが好ましい。この範囲
外ではアンテナ、共振フィルタ等に使用することが困難
になるおそれがある。より好ましくは−25〜25pp
m/℃である。なお、τfは、前記τε(単位:ppm
/℃)および前記α(単位:ppm/℃)を用いて次式
により表される。
τf=−(τε/2)−α。Resonance frequency f of the fired body is −25 to 85 ° C.
The temperature change rate τ f (= (df / dT) / f) at −
It is preferably 50 to 50 ppm / ° C. Outside this range, it may be difficult to use it for an antenna, a resonance filter, or the like. More preferably -25 to 25 pp
m / ° C. Note that τ f is the above τ ε (unit: ppm
/ ° C.) and the above α (unit: ppm / ° C.). [tau] f =-([tau] [ epsilon] / 2)-[alpha].
【0018】次に、本発明のガラス粉末について説明す
る。本発明のガラス粉末の質量平均粒径D50は30μ
m以下であることが好ましい。30μm超では焼成時の
ガラス粉末の軟化流動がガラス粉末の粒子径に比べて小
さくなり、平らなまたは緻密な焼成体を得にくくなる。
より好ましくは20μm以下、さらに好ましくは10μ
m以下、特に好ましくは5μm以下、最も好ましくは
2.5μm以下である。また、D50は好ましくは0.
5μm以上、より好ましくは0.8μm以上である。Next, the glass powder of the present invention will be described. The mass average particle diameter D 50 of the glass powder of the present invention is 30 μm.
It is preferably m or less. If it exceeds 30 μm, the softening flow of the glass powder during firing becomes smaller than the particle size of the glass powder, and it becomes difficult to obtain a flat or dense fired body.
More preferably 20 μm or less, further preferably 10 μm
m or less, particularly preferably 5 μm or less, most preferably 2.5 μm or less. Further, D 50 is preferably 0.
It is 5 μm or more, more preferably 0.8 μm or more.
【0019】本発明のガラス粉末は焼成時に結晶が析出
するものであることが好ましい。焼成時に結晶が析出し
ないものであると本焼成体の強度が低下する等の問題が
起こるおそれがある。The glass powder of the present invention is preferably one in which crystals precipitate during firing. If the crystals do not precipitate during firing, problems such as reduction in strength of the main body may occur.
【0020】本焼成体のτεを小さくすることにより|
τf|を小さくしたい等の場合には、前記結晶は、フレ
スノ石(Ba2TiSi2O8結晶)、Sr2TiSi
2O 8結晶およびフレスノ石型結晶からなる群から選ば
れる1種以上の結晶(以下、フレスノ石型等結晶とい
う。)であることが好ましい。ここでフレスノ石型結晶
とは、Ba2TiSi2O8結晶、Sr2TiSi2O
8結晶およびCa2TiSi2O8結晶からなる群から
選ばれる2種以上の結晶を混合した組成に相当する組成
を有する結晶をいう。Τ of the main bodyεBy reducing |
τfIf you want to reduce |, the crystal should be
Snow stone (BaTwoTiSiTwoO8Crystal), SrTwoTiSi
TwoO 8Selected from the group consisting of crystals and fresnolite crystals
One or more types of crystals (hereinafter referred to as Fresnolite type crystals)
U ) Is preferable. Fresnoite crystal here
Is BaTwoTiSiTwoO8Crystal, SrTwoTiSiTwoO
8Crystal and CaTwoTiSiTwoO8From the group of crystals
A composition corresponding to a composition obtained by mixing two or more selected crystals
Refers to a crystal having
【0021】本焼成体のε25を大きくしたい等の場合
には、前記結晶は、CaTiO3結晶、SrTiO3結
晶、BaTiO3結晶およびペロブスカイト型結晶から
なる群から選ばれる1種以上の結晶(以下、ペロブスカ
イト型等結晶という。)であることが好ましい。When it is desired to increase ε 25 of the fired body, the crystal is one or more selected from the group consisting of CaTiO 3 crystal, SrTiO 3 crystal, BaTiO 3 crystal and perovskite type crystal (hereinafter , And perovskite type crystals).
【0022】次に、本発明のガラス粉末の組成について
モル%を単に%と記して説明する。なお、モル%表示組
成計算の基準とする酸化物は最も価数の小さいものとす
る。たとえば、Pr酸化物には3種類の酸化物Pr
O2、Pr2O3およびPr6O 11が存在するが、本
発明のガラス粉末がPrを含有する場合にはPrはPr
2O3の形で存在するものとしてモル%表示組成を計算
する。Next, the composition of the glass powder of the present invention
The mol% will be simply described as%. The mol% display group
The oxide used as the basis for calculation is the one with the lowest valence.
It For example, Pr oxide contains three types of oxides, Pr.
OTwo, PrTwoOThreeAnd Pr6O 11There is a book
When the glass powder of the invention contains Pr, Pr is Pr
TwoOThreeCalculate the mol% display composition as existing in the form of
To do.
【0023】SiO2はネットワークフォーマであり、
必須である。1%未満ではガラス化しない。好ましくは
12%以上である。フレスノ石型等結晶を焼成時に析出
させたい等の場合には20%以上であることが好まし
く、22%以上であることがより好ましい。SiO 2 is a network former,
Required. If it is less than 1%, it does not vitrify. It is preferably at least 12%. When it is desired to precipitate fresnolite type crystals during firing, the content is preferably 20% or more, more preferably 22% or more.
【0024】SiO2が45%超では、ガラスの軟化点
が高くなり950℃以下の温度で焼成したときに焼結性
が低下する、950℃以下の温度で焼成したときに結晶
が析出しにくくなる、または焼成体のε25が小さくな
りすぎる。好ましくは43%以下、より好ましくは40
%以下、特に好ましくは34%以下、最も好ましくは3
2%以下である。If the SiO 2 content exceeds 45%, the softening point of the glass will be high, and the sinterability will decrease when fired at a temperature of 950 ° C. or lower, and crystals will not easily precipitate when fired at a temperature of 950 ° C. or lower. Or the ε 25 of the fired body becomes too small. Preferably 43% or less, more preferably 40
% Or less, particularly preferably 34% or less, most preferably 3% or less.
It is 2% or less.
【0025】TiO2は、ガラスを安定化する、ε25
を大きくする、または前記τεの絶対値を小さくする効
果を有し、必須である。また、フレスノ石型等結晶の構
成成分でもあり、フレスノ石型等結晶を焼成時に析出さ
せたい場合には必須である。TiO2は好ましくは35
%以上である。また、50%超ではガラスがかえって不
安定になる。好ましくは45%以下である。TiO 2 stabilizes the glass, ε 25
Is increased or the absolute value of τ ε is decreased, which is essential. It is also a constituent component of crystals such as Fresnoite type crystals, and is essential when it is desired to precipitate Fresnosite type crystals during firing. TiO 2 is preferably 35
% Or more. Further, if it exceeds 50%, the glass becomes rather unstable. It is preferably 45% or less.
【0026】TiO2とSiO2のモル比TiO2/S
iO2は1以上であることが好ましい。1未満ではε
25が小さくなる、または、フレスノ石型等結晶を焼成
時に析出させたい場合においてその析出量が不足しτε
が大きくなるおそれがある。より好ましくは1.1以上
である。[0026] of TiO 2 and SiO 2 molar ratio of TiO 2 / S
It is preferable that iO 2 is 1 or more. Ε is less than 1
25 becomes small, or when it is desired to precipitate crystals such as Fresnoite type during firing, the precipitation amount becomes insufficient and τ ε
May increase. It is more preferably 1.1 or more.
【0027】MgO、CaO、SrOおよびBaOはガ
ラスを安定化する、またはτεの絶対値を小さくする効
果を有し、いずれか1種以上を含有しなければならな
い。MgO、CaO、SrOおよびBaOの含有量の合
計MgO+CaO+SrO+BaOが10%未満ではガ
ラスが不安定になる。好ましくは31%以上である。4
0%超ではガラスがかえって不安定になる。MgO, CaO, SrO and BaO have the effect of stabilizing the glass or reducing the absolute value of τ ε and must contain at least one of them. If the total content of MgO, CaO, SrO and BaO MgO + CaO + SrO + BaO is less than 10%, the glass becomes unstable. It is preferably at least 31%. Four
If it exceeds 0%, the glass becomes rather unstable.
【0028】フレスノ石型等結晶またはペロブスカイト
型等結晶を焼成時に析出させたい場合、ガラスを安定化
させたい場合等においてはCaO、SrOおよびBaO
のいずれか1種以上を含有することが好ましい。フレス
ノ石型等結晶およびペロブスカイト型等結晶の両者を焼
成時に析出させたい場合等においてはCaO、SrOお
よびBaOのいずれか2種以上を含有することが好まし
い。When it is desired to deposit fresnolite type crystals or perovskite type crystals during firing, or to stabilize glass, CaO, SrO and BaO are used.
It is preferable to contain any one or more of the above. When it is desired to precipitate both fresnolite type crystals and perovskite type crystals during firing, it is preferable to contain any two or more of CaO, SrO and BaO.
【0029】ε25を大きくしたい場合等においてはS
rOおよびBaOのいずれか一方を含有することが好ま
しく、このときのSrOおよびBaOの含有量の合計S
rO+BaOは12〜40%であることがより好まし
い。12%未満ではε25が小さいおそれがある。より
好ましくは14%以上、特に好ましくは15%以上であ
る。40%超ではガラスが不安定になるおそれがある。
より好ましくは29%以下である。When it is desired to increase ε 25 , S
It is preferable to contain either one of rO and BaO, and the total content S of SrO and BaO at this time S
It is more preferable that rO + BaO is 12 to 40%. If it is less than 12%, ε 25 may be small. It is more preferably 14% or more, and particularly preferably 15% or more. If it exceeds 40%, the glass may become unstable.
It is more preferably 29% or less.
【0030】SrOを含有する場合、その含有量は7%
以下であることが好ましい。7%超ではガラスが不安定
になるおそれがある。より好ましくは2%以下である。When SrO is contained, its content is 7%.
The following is preferable. If it exceeds 7%, the glass may become unstable. It is more preferably 2% or less.
【0031】ガラスを安定化させたい場合、CaTiO
3結晶を焼成時に析出させたい場合等においては、Ca
Oを25%までの範囲で含有することが好ましい。25
%超ではε25が小さい、またはフレスノ石型等結晶が
析出しにくくなるおそれがある。より好ましくは20%
以下である。CaOを含有する場合、その含有量は好ま
しくは1%以上、より好ましくは2%以上である。When it is desired to stabilize the glass, CaTiO
When it is desired to precipitate 3 crystals during firing, Ca
It is preferable to contain O in the range of up to 25%. 25
If it exceeds%, ε 25 tends to be small, or crystals such as Fresnoite type crystals may be hard to precipitate. More preferably 20%
It is the following. When CaO is contained, its content is preferably 1% or more, more preferably 2% or more.
【0032】Al2O3は必須ではないがガラスを安定
化する等のために15%まで含有してもよい。15%超
では軟化点が高くなる。好ましくは10%以下、より好
ましくは5%以下、特に好ましくは1%未満である。Al 2 O 3 is not essential, but may be contained up to 15% for stabilizing the glass or the like. If it exceeds 15%, the softening point tends to be high. It is preferably 10% or less, more preferably 5% or less, particularly preferably less than 1%.
【0033】本発明のガラスは本質的に上記成分からな
るが、結晶析出を促進する、ガラスを着色する等のため
にその他の成分を本発明の目的を損なわない範囲で含有
してもよい。該その他の成分の含有量は合計で10%以
下が好ましい。10%超ではガラスが不安定になるおそ
れがある。より好ましくは5%以下である。The glass of the present invention consists essentially of the above-mentioned components, but may contain other components for promoting the precipitation of crystals, coloring the glass, etc. within the range not impairing the object of the present invention. The total content of the other components is preferably 10% or less. If it exceeds 10%, the glass may become unstable. It is more preferably 5% or less.
【0034】前記その他の成分としては、B2O3、Z
nO、ZrO2、SnO、GeO2、TeO2、P2O
5、Y2O3、Ga2O3、In2O3、Ta2O5、
Nb 2O5、Mo2O3、WO2、FeO、Sb
2O3、Bi2O3、MnO、Cu 2O、CoO、V
O、Cr2O3が例示される。As the other components, BTwoOThree, Z
nO, ZrOTwo, SnO, GeOTwo, TeOTwo, PTwoO
5, YTwoOThree, GaTwoOThree, InTwoOThree, TaTwoO5,
Nb TwoO5, MoTwoOThree, WOTwo, FeO, Sb
TwoOThree, BiTwoOThree, MnO, Cu TwoO, CoO, V
O, CrTwoOThreeIs exemplified.
【0035】本発明のガラスはLi2O、Na2O、K
2O等のアルカリ金属酸化物を含有しない、またはアル
カリ金属酸化物を含有する場合でも同酸化物の含有量の
合計は5%以下であることが好ましい。5%超では電気
絶縁性が低下するおそれがある。より好ましくは3%以
下、特に好ましくは1%以下である。The glass of the present invention comprises Li 2 O, Na 2 O and K.
Even if the alkali metal oxide such as 2 O is not contained or the alkali metal oxide is contained, the total content of the oxides is preferably 5% or less. If it exceeds 5%, the electrical insulation may be deteriorated. It is more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less.
【0036】本発明のガラスはLa2O3、Ce2O、
Pr2O3、Nd2O3、Sm2O 3等のランタノイド
系酸化物を含有しない、またはランタノイド系酸化物を
含有する場合であっても同酸化物の含有量の合計は質量
百分率表示で5%以下である。好ましくは1%以下であ
る。The glass of the present invention is LaTwoOThree, CeTwoO,
PrTwoOThree, NdTwoOThree, SmTwoO ThreeLanthanoids, etc.
Containing no lanthanide oxide
Even if it is contained, the total content of the oxides is the mass.
The percentage is 5% or less. Preferably 1% or less
It
【0037】次に本発明のガラスセラミック組成物につ
いて、質量百分率表示を用いて説明する。本発明のガラ
ス粉末は必須成分である。その含有量は70%以上であ
ることが好ましい。70%未満では本焼成体の緻密性が
低下するおそれがある。Next, the glass-ceramic composition of the present invention will be described with reference to the percentage by mass. The glass powder of the present invention is an essential component. The content is preferably 70% or more. If it is less than 70%, the denseness of the fired product may be reduced.
【0038】セラミックス粉末は本焼成体の比誘電率を
大きくする等して調整する、等のための成分であり必須
である。30%超では本焼成体の緻密性が低下する。好
ましくは10%以下である。また、その含有量は典型的
には5%以上である。The ceramic powder is an essential component for adjusting the dielectric constant of the main body by, for example, increasing it. If it exceeds 30%, the denseness of the main fired product will decrease. It is preferably 10% or less. Moreover, the content is typically 5% or more.
【0039】セラミックス粉末としては、Al2O3結
晶、TiO2結晶、Ba2TiSi 2O8結晶、Sr2
TiSi2O8結晶、CaTiO3結晶、BaTiO3
結晶、BaTi4O9結晶等の粉末が例示される。As the ceramic powder, AlTwoOThreeConclusion
Crystal, TiOTwoCrystal, BaTwoTiSi TwoO8Crystal, SrTwo
TiSiTwoO8Crystal, CaTiOThreeCrystal, BaTiOThree
Crystal, BaTiFourO9Powders such as crystals are exemplified.
【0040】次に、本発明の誘電体について説明する。
本発明の誘電体は、そのτεを小さくしたい等の場合に
はフレスノ石型等結晶を含有することが好ましい。ま
た、そのε25を大きくしたい等の場合にはペロブスカ
イト型等結晶を含有することが好ましい。Next, the dielectric material of the present invention will be described.
The dielectric material of the present invention preferably contains a Fresnoite type crystal when it is desired to reduce τ ε . Further, when it is desired to increase ε 25 , it is preferable to contain a perovskite type crystal.
【0041】本発明の誘電体はたとえばグリーンシート
法によって製造される。すなわち、本発明のガラス粉末
または本発明のガラスセラミック組成物に、ポリビニル
ブチラールやアクリル樹脂等の樹脂、トルエン、キシレ
ン、ブタノール等の溶剤、さらに必要に応じてフタル酸
ジブチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ブチルベンジ
ル等の可塑剤を加えてスラリーとする。このスラリーを
ポリエチレンテレフタレート(PET)等のフィルム上
にドクターブレード法等の方法によってシート状に成形
し、これを乾燥して溶剤を除去しグリーンシートとす
る。このグリーンシートを800〜950℃に焼成し薄
い板状の誘電体を得る。The dielectric material of the present invention is manufactured, for example, by the green sheet method. That is, the glass powder of the present invention or the glass ceramic composition of the present invention, a resin such as polyvinyl butyral or an acrylic resin, a solvent such as toluene, xylene, butanol, and further dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, phthalic acid if necessary. Add a plasticizer such as butylbenzyl to make a slurry. This slurry is formed into a sheet on a film such as polyethylene terephthalate (PET) by a method such as a doctor blade method and dried to remove the solvent to obtain a green sheet. The green sheet is fired at 800 to 950 ° C. to obtain a thin plate-shaped dielectric.
【0042】[0042]
【実施例】表のSiO2〜ZrO2の欄にモル%表示で
示した組成となるように原料を調合、混合し、該混合さ
れた原料を白金ルツボに入れて1400℃で60分間溶
融後、溶融ガラスを流し出し冷却した。得られたガラス
をアルミナ製ボールミルで30時間粉砕しガラス粉末を
作製した。例1〜6は実施例、例7は比較例である。[Examples] Raw materials were mixed and mixed so that the composition shown in mol% in the column of SiO 2 to ZrO 2 in the table was mixed, and the mixed raw materials were put into a platinum crucible and melted at 1400 ° C. for 60 minutes. The molten glass was poured out and cooled. The obtained glass was crushed with an alumina ball mill for 30 hours to prepare glass powder. Examples 1 to 6 are examples and Example 7 is a comparative example.
【0043】レーザー回折式粒度測定器(島津製作所社
製SALD2100)を用いて測定したガラス粉末のD
50を表に示す(単位:μm)。D of glass powder measured by using a laser diffraction particle size analyzer (SALD2100 manufactured by Shimadzu Corporation)
50 is shown in the table (unit: μm).
【0044】例1〜7のガラス粉末の焼結性を次のよう
にして調べた。すなわち、ガラス粉末2gを直径12.
7mmの円柱状に加圧成形し、これを900℃に60分
保持して得られた焼成体を赤色の浸透液(マークテック
社製スーパーチェックUP−G3)に浸漬後水洗いし、
焼成体が赤色に着色しているか否かを観察した。その結
果、例1〜7のガラス粉末の焼成体はいずれも赤色に着
色しておらず焼結性は良好であった、すなわちこれら焼
成体の緻密性はいずれも良好であった。The sinterability of the glass powders of Examples 1 to 7 was examined as follows. That is, 2 g of glass powder was used for a diameter of 12.
It was pressure-molded into a column of 7 mm, and was held at 900 ° C. for 60 minutes, and the obtained fired body was immersed in a red penetrant (Super Check UP-G3 manufactured by Marktec Co., Ltd.) and washed with water.
It was observed whether or not the fired body was colored red. As a result, none of the fired bodies of the glass powders of Examples 1 to 7 was colored red and the sinterability was good, that is, the denseness of these fired bodies was good.
【0045】また、例1、2、7の各ガラス粉末40g
を60mm×60mmの金型に入れて加圧成形し、これ
を900℃に60分間保持して焼成した。得られた焼成
体の上下両面を研削・研磨して厚さが1.5mmのサン
プルを得た。このサンプルを、温度が25℃に設定され
た恒温槽に入れ、インピーダンスアナライザー(ヒュー
レットパカード社製HP4291A)を用いて15℃、
50MHzにおける比誘電率ε25を測定した。40 g of each glass powder of Examples 1, 2, and 7
Was placed in a mold of 60 mm × 60 mm and pressure-molded, and this was held at 900 ° C. for 60 minutes and baked. The upper and lower surfaces of the obtained fired body were ground and polished to obtain a sample having a thickness of 1.5 mm. This sample was placed in a constant temperature bath set at a temperature of 25 ° C., and an impedance analyzer (HP4291A manufactured by Hewlett-Packard Co.) was used at 15 ° C.
The relative dielectric constant ε 25 at 50 MHz was measured.
【0046】また、例1〜7のガラス粉末について、温
度を85℃から−25℃まで1℃/分の速度で下げなが
ら1分毎に比誘電率を測定した以外は先にε25を測定
したときと同様にして50MHzにおける比誘電率を測
定した。得られた比誘電率の温度変化データεT(T:
−25〜85℃)から1次回帰計算係数を求めこれをε
25で除してτε(単位:ppm/℃)を求めた。With respect to the glass powders of Examples 1 to 7, ε 25 was measured first except that the relative dielectric constant was measured every 1 minute while lowering the temperature from 85 ° C. to -25 ° C. at a rate of 1 ° C./min. The relative permittivity at 50 MHz was measured in the same manner as described above. The temperature change data ε T (T:
From -25 to 85 ° C) and obtain the linear regression calculation coefficient
It was divided by 25 to obtain τ ε (unit: ppm / ° C).
【0047】例1〜7のガラス粉末を900℃に60分
間保持して焼成して得られた焼成体を直径5mm、長さ
20mmの棒状に加工し−25〜85℃における平均線
膨張係数α(単位:ppm/℃)を測定した。結果を、
τεおよびαから算出したτ f(単位:ppm/℃)と
ともに表に示す。The glass powders of Examples 1 to 7 were heated to 900 ° C. for 60 minutes.
5mm diameter and length
Processed into a rod of 20 mm and the average line at -25 to 85 ° C
The expansion coefficient α (unit: ppm / ° C) was measured. The result
τεAnd τ calculated from α f(Unit: ppm / ° C)
Both are shown in the table.
【0048】参考のために、例2のガラス粉末と同じ組
成のガラスを例2の場合と同様にして溶融し、流し出し
て板状に成形した。得られた板状ガラスのε25、α、
τεはそれぞれ、14.25、8.7ppm/℃、+1
09ppm/℃であった。したがって、τfは−63.
2ppm/℃であった。For reference, a glass having the same composition as the glass powder of Example 2 was melted in the same manner as in Example 2, poured out and molded into a plate shape. Ε 25 , α of the obtained plate glass,
τ ε is 14.25, 8.7 ppm / ° C, +1 respectively
It was 09 ppm / ° C. Therefore, τ f is −63.
It was 2 ppm / ° C.
【0049】また、例1〜7の各ガラス粉末を900℃
に60分間保持して得られた焼成体について、CuKα
線を用いて2θが10〜60°の範囲で粉末X線回折法
により結晶析出の有無を確認した。その結果、いずれの
焼成体についてもフレスノイト型等結晶の回折ピークが
認められた。すなわち、例1、2、3、4、6ではBa
2TiSi2O8結晶の回折ピーク位置から少しずれて
はいるが概ねこれと一致する回折ピークが、例5ではB
a2TiSi2O8結晶の回折ピークが、例7ではSr
2TiSi2O8結晶の回折ピークがそれぞれ認められ
た。Further, each glass powder of Examples 1 to 7 was treated at 900 ° C.
CuKα for the fired body obtained by holding it for 60 minutes
The presence or absence of crystal precipitation was confirmed by a powder X-ray diffraction method in the range of 2θ of 10 to 60 ° using a line. As a result, diffraction peaks of Fresnoite type crystals were observed in all the fired bodies. That is, in Examples 1, 2, 3, 4, and 6, Ba
The diffraction peak, which is slightly shifted from the diffraction peak position of the 2 TiSi 2 O 8 crystal, but substantially coincides with it, is B in Example 5.
The diffraction peak of the a 2 TiSi 2 O 8 crystal was Sr in Example 7.
Diffraction peaks of the 2 TiSi 2 O 8 crystal were observed.
【0050】なお、回折ピークのうち強度の大きなもの
をその大きい順に並べると、回折ピーク波長をオングス
トローム単位で表示して、例1については、3.01、
3.04、3.23、例2については、3.01、3.
22、2.64、例7については、2.99、3.1
9、2.90であった。When the diffraction peaks having the highest intensity are arranged in descending order, the diffraction peak wavelengths are displayed in angstrom units.
3.04, 3.23, for Example 2, 3.01, 3.
22, 2.64, 2.99, 3.1 for Example 7.
It was 9, 2.90.
【0051】また、例1〜6においてはd=2.5〜
2.6オングストローム付近にペロブスカイト型等結晶
の回折ピークが認められた。In Examples 1 to 6, d = 2.5 to
Diffraction peaks of perovskite-type crystals were observed around 2.6 angstroms.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明によれば、εが大きく、また、ε
の温度依存性が小さい誘電体を950℃以下の焼成で得
られ、銀電極形成のための銀ペーストとの同時焼成も可
能になる。また、キャパシタを取り込んだセラミック多
層基板の当該キャパシタを小さくでき、その結果セラミ
ック多層基板の小型モジュール化が可能になる。また、
共振周波数の温度依存性が小さいアンテナ、共振フィル
タ等の作製が可能になる。According to the present invention, ε is large, and ε
It is possible to obtain a dielectric having a low temperature dependence of 950 ° C. by firing at 950 ° C. or less, and it is possible to perform firing at the same time with a silver paste for forming a silver electrode. Further, the capacitor of the ceramic multilayer substrate incorporating the capacitor can be made small, and as a result, the ceramic multilayer substrate can be miniaturized. Also,
It is possible to manufacture an antenna, a resonance filter, or the like in which the resonance frequency has a small temperature dependence.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 友幸 神奈川県横浜市神奈川区羽沢町1150番地 旭硝子株式会社内 Fターム(参考) 4G030 AA07 AA08 AA09 AA16 AA17 AA36 AA37 BA09 GA27 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 AA29 AA30 BA09 GA11 5G303 AA01 AA02 AB06 AB11 AB15 CA02 CA03 CB03 CB06 CB17 CB30 CB32 CB35 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Tomoyuki Kobayashi 1150 Hazawa-machi, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Asahi Glass Co., Ltd. F-term (reference) 4G030 AA07 AA08 AA09 AA16 AA17 AA36 AA37 BA09 GA27 4G031 AA03 AA04 AA05 AA06 AA11 AA29 AA30 BA09 GA11 5G303 AA01 AA02 AB06 AB11 AB15 CA02 CA03 CB03 CB06 CB17 CB30 CB32 CB35
Claims (7)
い、または同酸化物を質量百分率表示で5%未満の範囲
で含有することを特徴とする誘電体形成用ガラス粉末。1. In terms of mol% based on the following oxides, SiO 2 is 1 to 45%, TiO 2 is 31 to 50%, MgO + CaO + SrO + BaO is 10 to 40%, and Al 2 O 3 is 0 to 15%. A glass powder for forming a dielectric, which does not contain a lanthanoid oxide, or contains the oxide in a range of less than 5% in terms of mass percentage.
3%、TiO2 25〜50%、CaO 0〜25%、
SrO+BaO 12〜40%、かつTiO2/SiO
2が1以上である請求項1に記載の誘電体形成用ガラス
粉末。2. A mol% display content of SiO 2 20 to 4
3%, TiO 2 25~50%, CaO 0~25%,
SrO + BaO 12~40%, and TiO 2 / SiO
2. The dielectric-forming glass powder according to claim 1, wherein 2 is 1 or more.
ルカリ金属酸化物を含有しない、または同酸化物を合計
で1モル%以下の範囲で含有することを特徴とする請求
項1または2に記載の誘電体形成用ガラス粉末。3. The SrO content is 0 to 7 mol%, no alkali metal oxide is contained, or the same oxide is contained in a total amount of 1 mol% or less. Alternatively, the glass powder for forming a dielectric according to 2.
用ガラス粉末を800〜950℃の範囲で焼成して得ら
れる誘電体。4. A dielectric obtained by firing the glass powder for forming a dielectric according to claim 1, 2 or 3 at a temperature in the range of 800 to 950 ° C.
における温度変化率(df/dT)/fが−50〜50
ppm/℃である請求項4に記載の誘電体。5. A resonance frequency f at a temperature T of −25 to 85 ° C.
Temperature change rate (df / dT) / f at −50 to 50
The dielectric according to claim 4, which has a ppm / ° C.
用ガラス粉末とセラミックス粉末を含有し、セラミック
ス粉末の質量百分率表示含有量が30%以下である誘電
体形成用ガラスセラミックス組成物。6. A glass-ceramic composition for forming a dielectric material, which comprises the glass powder for forming a dielectric material according to claim 1, 2 or 3 and a ceramic powder, and the content of the ceramic powder is 30% or less. .
ミックス組成物を800〜950℃の範囲で焼成して得
られる誘電体。7. A dielectric obtained by firing the glass-ceramic composition for forming a dielectric according to claim 6 in the range of 800 to 950 ° C.
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