JP2009179560A - 高周波部品用低誘電率磁器基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸化物として表示される成分がモル%にて、Al2O3:40〜65%、B2O3:15〜35%、CaO:10〜20%、ZnO:0.1〜14%、MnO:0〜2%、およびR2O(RはLi、NaおよびKの一種以上):0〜2%、およびLn2O3(LnはY、La、およびNdの希土類元素の一種以上):0.1〜2%を含む原料を焼成して得られ、少なくともLnBO3結晶を有する、ことを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器基板である。
【選択図】なし
Description
Al2O3は磁器組成物の強度を保持するために必要である。40モル%未満では磁器組成物の抗折力が低下し、焼成時の形状維持も困難となる。しかし、65モル%を超える含有は、目的とする低温度での焼結ができなくなる。したがって40〜65モル%とするが、より好ましくは55〜60モル%である。
B2O3はガラスを形成し、磁器組成物の焼結温度低下に大きく寄与する。また高周波域でのQ値のすぐれた結晶相の形成にも必要である。B2O3が15モル%を下回るとき、1000℃以下の低温焼結が困難となり、35モル%を超えるときはQ値が低下してくる。より好ましいのは25〜30モル%である。
CaOは1000℃以下での焼成温度にてSiO2、B2O3およびAl2O3とともにガラスと結晶相を形成する。また、誘電率の温度依存性を小さくする効果がある。10モル%未満では1000℃以下での焼結が困難になり、20モル%を超える含有は誘電率の温度変化率が大きくなってしまう。より好ましいのは12.5〜17モル%の範囲である。
ZnOは焼結温度を低下させる作用があり、Q値を高める効果もある。このような効果を得るためには、0.1モル%以上の含有が必要である。しかし、多すぎる含有はかえってQを低下させてしまうので、14モル%までとする。より好ましいのは0.1〜5モル%である。
MnOは、含有させなくてもよいが、含有させるとZnOと同様焼結温度を低下させ、Q値を高める効果がある。その効果を得るためには、0.1モル%以上の含有が望ましいが、多すぎるとQ値を低下させるので、2モル%以下とするのがよい。
アルカリ金属元素Li、NaおよびKの酸化物R2Oは、ガラスを形成させる作用があり、焼結温度の低下に大きな効果がある。これらは含有させなくてもよいが、その効果を得るため含有させる場合は0.1モル%以上が好ましい。しかし、多すぎると大幅にQ値を低下させるので2モル%までとするが、望ましいのは0.5モル%以下である。
Ln2O3は高周波域でのQ値を向上させる効果があり、とくにQ値を向上させたいときに含有させるとよい。この効果を得るためには、0.1モル%以上の含有が好ましい。ただし、多く含有させすぎると低温での焼結困難、誘電率の温度変化率増大を来すので、2モル%以下とする。この希土類元素酸化物は、単独で添加すると低温焼成の場合その含有効果が十分発揮されないことがあるので、あらかじめLn2O3:45〜50モル%およびB2O3:50〜55モル%の混合物を焼結などにより合成しておき、これの粉末の形で添加するとよい。なお、このときに添加されるB2O3の量は、SiO2およびB2O3の合計量が15〜35モル%となる範囲内になければならない。
酸化物の形として表1および表2に示す組成となる、Al2O3、SiO2、B2O3、CaO、ZnO、MnO、R2O(RはLi、NaまたはKを示す)、Ln2O3(LnはY、LaまたはNdを示す)の原料を、水を加えてジルコニアボールを用いたボールミルにて20時間湿式混合した後乾燥し、750℃にて3時間仮焼した。なお、原料としてのCaO、およびR2Oは、いずれも炭酸塩の形で用いた。
表3に示す本発明で定める組成範囲の磁器組成物を、Al2O3を除く他の成分は1400℃にて溶融し水冷してガラス化した後、このガラス粉末とAl2O3を粉末とを10質量%のPVA水溶液バインダーを添加して混錬造粒した。この混錬物を実施例1と同様にして、円柱状試験片を作製し、焼成に必要な温度を調査し、焼結後誘電特性を測定した。
Claims (3)
- 酸化物として表示される成分がモル%にて、Al2O3:40〜65%、B2O3:15〜35%、CaO:10〜20%、ZnO:0.1〜14%、MnO:0〜2%、およびR2O(RはLi、NaおよびKの一種以上):0〜2%、およびLn2O3(LnはY、La、およびNdの希土類元素の一種以上):0.1〜2%を含む原料を焼成して得られ、少なくともLnBO3結晶を有する、ことを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器基板。
- Au、AgまたはCuからなる導電体を備える、ことを特徴とする請求項1に記載の高周波部品用低誘電率磁器基板。
- 請求項1に記載の高周波部品用低誘電率磁器基板を製造するに際し、あらかじめLn2O3およびB2O3の混合物を合成し、前記混合物を他の原料に添加する、ことを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器基板の製造方法。
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