JP2802173B2 - 複合誘電体 - Google Patents
複合誘電体Info
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- JP2802173B2 JP2802173B2 JP2406287A JP40628790A JP2802173B2 JP 2802173 B2 JP2802173 B2 JP 2802173B2 JP 2406287 A JP2406287 A JP 2406287A JP 40628790 A JP40628790 A JP 40628790A JP 2802173 B2 JP2802173 B2 JP 2802173B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、複合誘電体に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、誘電体、例えば電子回路素子のひ
とつであるコンデンサ用の誘電体としてはセラミックス
および樹脂が用いられている。樹脂系の場合、中でも高
周波域での誘電損失(tanδ）が少ない樹脂、例えば、フ
ッ素樹脂やポリフェニレンオキサイド樹脂は昨今の高周
波化の要求に適したものとして注目されている。
とつであるコンデンサ用の誘電体としてはセラミックス
および樹脂が用いられている。樹脂系の場合、中でも高
周波域での誘電損失(tanδ）が少ない樹脂、例えば、フ
ッ素樹脂やポリフェニレンオキサイド樹脂は昨今の高周
波化の要求に適したものとして注目されている。
【０００３】これに対して、高周波域での誘電損失が少
ない樹脂は誘電率が余り高くないので、樹脂中に無機誘
電体粒子を分散させて誘電率を大きくした複合誘電体が
注目され、数多く出願されている（例えば特公昭49-251
59、特公昭54-18754など）。この複合誘電体は、大面積
化の容易性、後加工（切断、孔開、接着等）の良好性な
ど樹脂の利点が維持されている。
ない樹脂は誘電率が余り高くないので、樹脂中に無機誘
電体粒子を分散させて誘電率を大きくした複合誘電体が
注目され、数多く出願されている（例えば特公昭49-251
59、特公昭54-18754など）。この複合誘電体は、大面積
化の容易性、後加工（切断、孔開、接着等）の良好性な
ど樹脂の利点が維持されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機誘
電体粒子含有のこの複合誘電体には、無機誘電体粒子の
添加量に見合うほどには誘電率が向上してくれないとい
う問題がある。無機誘電体粒子の添加量を増やすには限
度があるし、新たな無機誘電体粒子用化合物の開発も容
易でない。
電体粒子含有のこの複合誘電体には、無機誘電体粒子の
添加量に見合うほどには誘電率が向上してくれないとい
う問題がある。無機誘電体粒子の添加量を増やすには限
度があるし、新たな無機誘電体粒子用化合物の開発も容
易でない。
【０００５】前記特公昭49-25159、特公昭54-18754記載
の発明では、分散させる粒子の粒径効果を検討してい
る。しかし、発明者らの研究結果からは、充てん量を同
じにして高い誘電率を確保する上では、単に粒径を大き
くするだけでは効果が小さいことが見出されている。一
方、無機誘電体粒子の粒径が大きいと沈降分離が起こり
易いので、誘電率の向上と同時に、複合化する時の作り
易さも、無機誘電体粒子含有のこの複合誘電体におけ
る、解決する必要のある間題である。
の発明では、分散させる粒子の粒径効果を検討してい
る。しかし、発明者らの研究結果からは、充てん量を同
じにして高い誘電率を確保する上では、単に粒径を大き
くするだけでは効果が小さいことが見出されている。一
方、無機誘電体粒子の粒径が大きいと沈降分離が起こり
易いので、誘電率の向上と同時に、複合化する時の作り
易さも、無機誘電体粒子含有のこの複合誘電体におけ
る、解決する必要のある間題である。
【０００６】この発明は、このような事情に鑑み、高比
誘電率の無機誘電体粒子が誘電率増大作用を効果的に発
揮する複合誘電体を提供することを課題とする。
誘電率の無機誘電体粒子が誘電率増大作用を効果的に発
揮する複合誘電体を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、この発明にかかる複合誘電体では、多孔質無機誘電
体粒子を樹脂中に分散させるようにしている。この多孔
質無機誘電体粒子は、表面に向けて開口する孔や割れ目
などからなる空隙が多数個ある粒子であって、この空隙
内に樹脂が入り込むことができるような状態となってい
る。その状態は、たとえば図１にみるようである。図１
において、球形状のものが多孔質無機誘電体粒子を表
し、黒地部分が樹脂を表す。多孔質無機誘電体粒子が樹
脂中に分散し、この樹脂の一部が粒子の空隙内に入り込
んでいる。
め、この発明にかかる複合誘電体では、多孔質無機誘電
体粒子を樹脂中に分散させるようにしている。この多孔
質無機誘電体粒子は、表面に向けて開口する孔や割れ目
などからなる空隙が多数個ある粒子であって、この空隙
内に樹脂が入り込むことができるような状態となってい
る。その状態は、たとえば図１にみるようである。図１
において、球形状のものが多孔質無機誘電体粒子を表
し、黒地部分が樹脂を表す。多孔質無機誘電体粒子が樹
脂中に分散し、この樹脂の一部が粒子の空隙内に入り込
んでいる。
【０００８】多孔質無機誘電体粒子としては、平均粒径
５〜１００μｍ、平均比表面積０．３〜７．０ m2 ／ｇ
ｒのものが好ましい。粒径が１００μｍを超えると、複
合誘電体の表面に粒子による凹凸が現れて平滑性が悪く
なったり、耐湿性（耐水性）が劣るようになったり、誘
導損失特性が悪くなったりするほか、製造時等に粒子が
割れ易くて誘電特性がばらついたりするという傾向がみ
られる。粒径が５μｍを下回ると、誘電率向上効果が十
分でなくなる傾向がみられる。
５〜１００μｍ、平均比表面積０．３〜７．０ m2 ／ｇ
ｒのものが好ましい。粒径が１００μｍを超えると、複
合誘電体の表面に粒子による凹凸が現れて平滑性が悪く
なったり、耐湿性（耐水性）が劣るようになったり、誘
導損失特性が悪くなったりするほか、製造時等に粒子が
割れ易くて誘電特性がばらついたりするという傾向がみ
られる。粒径が５μｍを下回ると、誘電率向上効果が十
分でなくなる傾向がみられる。
【０００９】比表面積が７．０ m2 ／ｇｒを超えると、
耐湿性（耐水性）が劣るようになり、誘電損失特性が悪
くなる傾向がみられる。比表面積が０．３ m2 ／ｇｒを
下回ると、誘電率向上効果が十分でなくなる傾向がみら
れる。多孔質無機誘電体粒子は、一次粒子が集合してで
きる二次粒子であってもよい。この二次粒子では、一次
粒子間に空隙があって多孔質になっている。この場合、
多孔質粒子を構成する一次粒子は、焼結により互いに物
理的・化学的に結合していることが好ましい。
耐湿性（耐水性）が劣るようになり、誘電損失特性が悪
くなる傾向がみられる。比表面積が０．３ m2 ／ｇｒを
下回ると、誘電率向上効果が十分でなくなる傾向がみら
れる。多孔質無機誘電体粒子は、一次粒子が集合してで
きる二次粒子であってもよい。この二次粒子では、一次
粒子間に空隙があって多孔質になっている。この場合、
多孔質粒子を構成する一次粒子は、焼結により互いに物
理的・化学的に結合していることが好ましい。
【００１０】この多孔質無機誘電体粒子は、ペロブスカ
イト型結晶構造を有する高誘電率組成の化合物からなる
ことが好ましい。以下に、この発明の複合誘電体を、よ
り具体的に説明する。この発明において、複合化用マト
リックス樹脂としては、必要に応じて適宜に選択された
樹脂が用いられるが、高周波域の用途では、高周波損失
の少ない（低tan δ）樹脂が好ましく、例えば、ＰＰＯ
（ポリフェニレンオキサイド）樹脂、フッ素樹脂（例え
ば、テフロン（デュポン社の商品名）のようなポリフッ
化エチレン系樹脂）、ポリカーボネート、ポリエチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リスチレンなどが挙げられる。これらの樹脂の比誘電率
εｒは、普通、２．０〜３．２程度である。その他の用
途の場合は、高周波損失の点で多少劣るが、ポリエステ
ル、エポキシ、あるいは、誘電率の大きなＰＶＤＦ（ポ
リフッ化ビニリデン）などの樹脂でもよい。
イト型結晶構造を有する高誘電率組成の化合物からなる
ことが好ましい。以下に、この発明の複合誘電体を、よ
り具体的に説明する。この発明において、複合化用マト
リックス樹脂としては、必要に応じて適宜に選択された
樹脂が用いられるが、高周波域の用途では、高周波損失
の少ない（低tan δ）樹脂が好ましく、例えば、ＰＰＯ
（ポリフェニレンオキサイド）樹脂、フッ素樹脂（例え
ば、テフロン（デュポン社の商品名）のようなポリフッ
化エチレン系樹脂）、ポリカーボネート、ポリエチレ
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポ
リスチレンなどが挙げられる。これらの樹脂の比誘電率
εｒは、普通、２．０〜３．２程度である。その他の用
途の場合は、高周波損失の点で多少劣るが、ポリエステ
ル、エポキシ、あるいは、誘電率の大きなＰＶＤＦ（ポ
リフッ化ビニリデン）などの樹脂でもよい。
【００１１】多孔質無機誘電体粒子としては、例えば、
ＢａＴｉＯ3 系、ＳｒＴｉＯ3 系、ＰｂＴｉ1/2 Ｚｒ
1/2 Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｍｇ2/3 Ｎｂ1/3 ）Ｏ3 系、Ｂａ
（ＳｎX ＭｇY ＴａZ ）Ｏ3 系、Ｂａ（ＺｒX ＺｎY Ｔ
ａZ ）Ｏ3 系などのペロブスカイト型結晶構造（あるい
は複合ペロブスカイト型結晶構造）を有するもの、その
他、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＳｎＯ2 の単独およびその複
合酸化物などの無機化合物等が具体的に挙げられる。多
孔質無機誘電体粒子は、球状、あるいは、様々な形のブ
ロック片的形状であってよく、その形状については特に
限定しない。
ＢａＴｉＯ3 系、ＳｒＴｉＯ3 系、ＰｂＴｉ1/2 Ｚｒ
1/2 Ｏ3 系、Ｐｂ（Ｍｇ2/3 Ｎｂ1/3 ）Ｏ3 系、Ｂａ
（ＳｎX ＭｇY ＴａZ ）Ｏ3 系、Ｂａ（ＺｒX ＺｎY Ｔ
ａZ ）Ｏ3 系などのペロブスカイト型結晶構造（あるい
は複合ペロブスカイト型結晶構造）を有するもの、その
他、ＴｉＯ2 、ＺｒＯ2 、ＳｎＯ2 の単独およびその複
合酸化物などの無機化合物等が具体的に挙げられる。多
孔質無機誘電体粒子は、球状、あるいは、様々な形のブ
ロック片的形状であってよく、その形状については特に
限定しない。
【００１２】この多孔質無機誘電体粒子は、例えば、
焼結密度が低く多孔質となるようにして得た無機誘電体
ブロックを粉砕したり、あるいは、無機粉末をバイン
ダー（例えば、ＰＶＡ＝ポリビニルアルコール水溶液）
中に分散し、乾燥雰囲気（例えば、１３０℃程度の温度
雰囲気）中にスプレーすることにより粒状物を得て、こ
れを１１００℃程度の温度で焼成するようにしたりし
て、得ることができる。後者の場合、無機粉末として
は種々の粒径のものを選ぶことができるが、焼成は、ス
プレーにより得られた粒状物において、個々の粒状物内
の粉末同士は焼結により物理的・化学的な結合が起こ
り、特に出発原料が微粒子の場合は粒成長が起こるが、
粒状物同士は簡単に離れる程度に行う。焼結粒子は、表
面に開口した孔や割れ目などがあって内部に空隙が生じ
ており、多孔質となっている。
焼結密度が低く多孔質となるようにして得た無機誘電体
ブロックを粉砕したり、あるいは、無機粉末をバイン
ダー（例えば、ＰＶＡ＝ポリビニルアルコール水溶液）
中に分散し、乾燥雰囲気（例えば、１３０℃程度の温度
雰囲気）中にスプレーすることにより粒状物を得て、こ
れを１１００℃程度の温度で焼成するようにしたりし
て、得ることができる。後者の場合、無機粉末として
は種々の粒径のものを選ぶことができるが、焼成は、ス
プレーにより得られた粒状物において、個々の粒状物内
の粉末同士は焼結により物理的・化学的な結合が起こ
り、特に出発原料が微粒子の場合は粒成長が起こるが、
粒状物同士は簡単に離れる程度に行う。焼結粒子は、表
面に開口した孔や割れ目などがあって内部に空隙が生じ
ており、多孔質となっている。
【００１３】この焼結に際しては、必要に応じて焼結助
剤を用いても良い。焼結助剤としては、このような粉体
を焼結する際に通常使用される助剤であれば、何であっ
ても良いのであるが、強いて定義すれば、誘電体組成を
破壊せず、特性を損なわず、充分に補強効果を与えるも
のが好ましい。焼結助剤の使用量は、目的に応じて、ま
た、焼結助剤の種類に応じて適宜選択すれば良いが、通
常は、無機誘電体粒子に対して０．１〜５重量％が好ま
しい。焼結助剤の粒子径は、０．０１〜１００μｍの範
囲であれば、いずれも使用できるが、均一に分散させる
ために、０．１〜５０μｍ程度が好ましい。焼結助剤の
添加時期は、無機誘電体化合物の調製段階および焼成段
階の任意の時期でよい。例えば、無機粉末をバインダー
中に分散する際に同時に焼結助剤を分散させるようにす
るのである。
剤を用いても良い。焼結助剤としては、このような粉体
を焼結する際に通常使用される助剤であれば、何であっ
ても良いのであるが、強いて定義すれば、誘電体組成を
破壊せず、特性を損なわず、充分に補強効果を与えるも
のが好ましい。焼結助剤の使用量は、目的に応じて、ま
た、焼結助剤の種類に応じて適宜選択すれば良いが、通
常は、無機誘電体粒子に対して０．１〜５重量％が好ま
しい。焼結助剤の粒子径は、０．０１〜１００μｍの範
囲であれば、いずれも使用できるが、均一に分散させる
ために、０．１〜５０μｍ程度が好ましい。焼結助剤の
添加時期は、無機誘電体化合物の調製段階および焼成段
階の任意の時期でよい。例えば、無機粉末をバインダー
中に分散する際に同時に焼結助剤を分散させるようにす
るのである。
【００１４】焼結助剤を用いた場合には、不使用の場合
に較べて、焼結が容易になるという効果のみでなく、多
孔質粒子の強度が向上するために複合誘電体の作製時に
おける多孔質誘電体粒子の崩れが防止できるという付随
的効果や、比較的低温で焼結できるようになるため、よ
り空隙率の大きな多孔質粒子の形成を可能とし、複合誘
電体の誘電率を向上させうる等の付随的効果が表れる場
合がある。
に較べて、焼結が容易になるという効果のみでなく、多
孔質粒子の強度が向上するために複合誘電体の作製時に
おける多孔質誘電体粒子の崩れが防止できるという付随
的効果や、比較的低温で焼結できるようになるため、よ
り空隙率の大きな多孔質粒子の形成を可能とし、複合誘
電体の誘電率を向上させうる等の付随的効果が表れる場
合がある。
【００１５】焼結助剤の具体例としては以下のものがあ
る。すなわち、ＢａＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｎａ2 Ｏ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−ＧｅＯ2 、ＣｄＯ−
ＰｂＯ−ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2、Ｂ2 Ｏ3 −Ｂ
ｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −ＢａＯ、Ｎａ2 Ｏ−Ｐｂ
Ｏ−ＳｉＯ2ＰｂＯ−ＧｅＯ2 等のホウ酸系ガラス，鉛
系ガラス，ビスマス系ガラス，カドミウム系ガラス，リ
チウム系ガラスなど、ＣｕＯ、Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｂ
2 Ｏ3 、ＣｄＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＰｂＯ、ＷＯ3 、Ｐｂ5 Ｇ
ｅ3 Ｏ11、Ｌｉ2 ＳｉＯ3 等の酸化物、および、Ｌｉ
Ｆ、ＣｕＦ2 、ＺｎＦ2 、ＣａＦ2 等の弗化物である。
る。すなわち、ＢａＯ−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 、ＣａＯ
−ＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2 −Ｂ
2 Ｏ3 、Ｌｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｎａ2 Ｏ−
Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−ＧｅＯ2 、ＣｄＯ−
ＰｂＯ−ＳｉＯ2 、Ｌｉ2 Ｏ−ＳｉＯ2、Ｂ2 Ｏ3 −Ｂ
ｉ2 Ｏ3 、ＰｂＯ−ＳｉＯ2 −ＢａＯ、Ｎａ2 Ｏ−Ｐｂ
Ｏ−ＳｉＯ2ＰｂＯ−ＧｅＯ2 等のホウ酸系ガラス，鉛
系ガラス，ビスマス系ガラス，カドミウム系ガラス，リ
チウム系ガラスなど、ＣｕＯ、Ｂｉ2 Ｏ3 、Ｂ
2 Ｏ3 、ＣｄＯ、Ｌｉ2 Ｏ、ＰｂＯ、ＷＯ3 、Ｐｂ5 Ｇ
ｅ3 Ｏ11、Ｌｉ2 ＳｉＯ3 等の酸化物、および、Ｌｉ
Ｆ、ＣｕＦ2 、ＺｎＦ2 、ＣａＦ2 等の弗化物である。
【００１６】無機誘電体化合物粒子を焼結する際には、
一般に、添加物の作用によって粒子成長や焼結体の電気
特性を制御することが行われているが、この発明におい
ても、従来知られている種々の添加物を同様の目的で使
用することができる。多孔質無機誘電体粒子としては、
前述のように、平均粒径５〜１００μｍ、平均比表面積
０．３〜７．０ m2 ／ｇｒのものが好ましいのである
が、一次粒子を集合させて二次粒子にする場合には、一
次粒子としては、例えば、０．１〜５μｍ程度になる。
これは、粒子を球とした場合、ｄ（一次粒子の粒径）、
ρ（一次粒子の真比重）、Ｓｗ（二次粒子の比表面積）
の間に、ｄ≒６／（ρ×Ｓｗ）の関係があるからであ
る。したがって、例えば、チタン酸バリウムの場合、一
次粒子の粒径は０．１４〜３．３μｍ程度となる。
一般に、添加物の作用によって粒子成長や焼結体の電気
特性を制御することが行われているが、この発明におい
ても、従来知られている種々の添加物を同様の目的で使
用することができる。多孔質無機誘電体粒子としては、
前述のように、平均粒径５〜１００μｍ、平均比表面積
０．３〜７．０ m2 ／ｇｒのものが好ましいのである
が、一次粒子を集合させて二次粒子にする場合には、一
次粒子としては、例えば、０．１〜５μｍ程度になる。
これは、粒子を球とした場合、ｄ（一次粒子の粒径）、
ρ（一次粒子の真比重）、Ｓｗ（二次粒子の比表面積）
の間に、ｄ≒６／（ρ×Ｓｗ）の関係があるからであ
る。したがって、例えば、チタン酸バリウムの場合、一
次粒子の粒径は０．１４〜３．３μｍ程度となる。
【００１７】この発明にかかる複合誘電体を製造する場
合には、例えば、多孔質無機誘電体粒子を分散させた樹
脂ワニスの乾燥硬化物を粉砕し、金型を使って加熱加圧
成形するようにすることができる。この発明において、
複合誘電体におけるマトリックス用樹脂と多孔質無機誘
電体粒子の配合割合は、通常、樹脂：２５〜９５ vol％
（体積％）、多孔質無機誘電体粒子：５〜７５ vol％程
度にする。
合には、例えば、多孔質無機誘電体粒子を分散させた樹
脂ワニスの乾燥硬化物を粉砕し、金型を使って加熱加圧
成形するようにすることができる。この発明において、
複合誘電体におけるマトリックス用樹脂と多孔質無機誘
電体粒子の配合割合は、通常、樹脂：２５〜９５ vol％
（体積％）、多孔質無機誘電体粒子：５〜７５ vol％程
度にする。
【００１８】この発明の範囲は、上記例示の化合物や数
値範囲あるいは処理方法に限られるものではない。その
用途もコンデンサに限らない。
値範囲あるいは処理方法に限られるものではない。その
用途もコンデンサに限らない。
【００１９】
【作用】この発明にかかる複合誘電体においては、無機
誘電体粒子が多孔質となっている。この多孔質粒子を分
散させた複合誘電体と、非多孔質粒子を分散させた複合
誘電体とで、粒子が複合誘電体中に占める重量割合が同
じである場合についてみると、両複合誘電体において
は、多孔質粒子も非多孔質粒子も真に占める体積割合は
同じであるが、前者（この発明の多孔質粒子を分散させ
た複合誘電体）では、多孔質無機誘電体粒子は空隙によ
り膨らんだ状態になって複合誘電体内に存在するため、
後者（非多孔質粒子を分散させた複合誘電体）に較べ
て、粒子の無機誘電体内に占める見掛け上の体積が大き
い。そして、この多孔質無機誘電体粒子の空隙部分も高
誘電率域として作用すると考えられるから、この発明の
複合誘電体では誘電率が効果的に向上するのである。
誘電体粒子が多孔質となっている。この多孔質粒子を分
散させた複合誘電体と、非多孔質粒子を分散させた複合
誘電体とで、粒子が複合誘電体中に占める重量割合が同
じである場合についてみると、両複合誘電体において
は、多孔質粒子も非多孔質粒子も真に占める体積割合は
同じであるが、前者（この発明の多孔質粒子を分散させ
た複合誘電体）では、多孔質無機誘電体粒子は空隙によ
り膨らんだ状態になって複合誘電体内に存在するため、
後者（非多孔質粒子を分散させた複合誘電体）に較べ
て、粒子の無機誘電体内に占める見掛け上の体積が大き
い。そして、この多孔質無機誘電体粒子の空隙部分も高
誘電率域として作用すると考えられるから、この発明の
複合誘電体では誘電率が効果的に向上するのである。
【００２０】さらに、多孔質無機誘電体粒子は、同じ大
きさの非多孔質無機誘電体粒子に比べて樹脂中で沈み難
く沈降分離が起こり難くなるため、複合誘電体の製造を
容易とさせる。
きさの非多孔質無機誘電体粒子に比べて樹脂中で沈み難
く沈降分離が起こり難くなるため、複合誘電体の製造を
容易とさせる。
【００２１】
【実施例】続いて、この発明の具体的実施例について説
明する。 −実施例１− 平均粒径２０μｍ、平均比表面積１．０ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉＯ3 粒子３０ vol％、ＰＰＯ樹脂７０ vol
％となるように両者を秤量し、容量で１．５倍のトリク
レン（東亜合成化学工業株式会社製トリクロロエチレ
ン）を添加して、かく拌することにより、ＰＰＯ樹脂を
完全に溶解させワニスを得た。ついで、このワニスの乾
燥硬化物を得、その後、粉砕して１６メッシュ以下に揃
えた。そして、この粉砕物を金型に入れ、温度２５０
℃、圧力３３kg／cm2 、１０分間の成形条件で加圧成形
して、厚み１mm、直径８mmの複合誘電体を得た。
明する。 −実施例１− 平均粒径２０μｍ、平均比表面積１．０ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉＯ3 粒子３０ vol％、ＰＰＯ樹脂７０ vol
％となるように両者を秤量し、容量で１．５倍のトリク
レン（東亜合成化学工業株式会社製トリクロロエチレ
ン）を添加して、かく拌することにより、ＰＰＯ樹脂を
完全に溶解させワニスを得た。ついで、このワニスの乾
燥硬化物を得、その後、粉砕して１６メッシュ以下に揃
えた。そして、この粉砕物を金型に入れ、温度２５０
℃、圧力３３kg／cm2 、１０分間の成形条件で加圧成形
して、厚み１mm、直径８mmの複合誘電体を得た。
【００２２】 −実施例２− 平均粒径１５μｍ、平均比表面積１．５ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例３− 平均粒径２５μｍ、平均比表面積２．５ m2 ／ｇｒの多
孔質Ｂａ0.8 Ｓｒ0.2ＴｉＯ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例３− 平均粒径２５μｍ、平均比表面積２．５ m2 ／ｇｒの多
孔質Ｂａ0.8 Ｓｒ0.2ＴｉＯ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
【００２３】 −実施例４− 平均粒径５μｍ、平均比表面積５．２ m2 ／ｇｒの多孔
質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施例
１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例５− 平均粒径６０μｍ、平均比表面積１．８ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施例
１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例５− 平均粒径６０μｍ、平均比表面積１．８ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
【００２４】 −実施例６− 平均粒径１００μｍ、平均比表面積２．１ m2 ／ｇｒの
多孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実
施例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例７− 平均粒径２０μｍ、平均比表面積０．５ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
多孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実
施例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −実施例７− 平均粒径２０μｍ、平均比表面積０．５ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。
【００２５】 −実施例８− 平均粒径２３μｍ、平均比表面積６．８ m2 ／ｇｒの多
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −比較例１− 平均粒径１．０μｍ、平均比表面積１．８ m2 ／ｇｒの
非多孔質ＢａＴｉ0.7Ｚｒ0.3 Ｏ3 粉末を用いた他は、
実施例１と同様にして、複合誘電体を得た。
孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実施
例１と同様にして、複合誘電体を得た。 −比較例１− 平均粒径１．０μｍ、平均比表面積１．８ m2 ／ｇｒの
非多孔質ＢａＴｉ0.7Ｚｒ0.3 Ｏ3 粉末を用いた他は、
実施例１と同様にして、複合誘電体を得た。
【００２６】−比較例２− 平均粒径２０μｍ、平均比表面積０．２ m2 ／ｇｒの非
多孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実
施例１と同様にして、複合誘電体を得た。なお、各実施
例の多孔質無機誘電体粒子は、平均粒径０．１μｍの無
機粉末の仮焼物を出発原料として用いて前述の方法
（）で得た二次粒子である。ここでは、平均粒径０．
１μｍの原料仮焼物は１μｍの一次粒子に成長してい
る。
多孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粒子を用いた他は、実
施例１と同様にして、複合誘電体を得た。なお、各実施
例の多孔質無機誘電体粒子は、平均粒径０．１μｍの無
機粉末の仮焼物を出発原料として用いて前述の方法
（）で得た二次粒子である。ここでは、平均粒径０．
１μｍの原料仮焼物は１μｍの一次粒子に成長してい
る。
【００２７】実施例および比較例の各複合誘電体の表裏
面にアクリル系Ａｇペーストを塗布硬化させて電極を形
成し、インピーダンスアナライザを用いて誘電特性を測
定した。結果を、表１に示す。
面にアクリル系Ａｇペーストを塗布硬化させて電極を形
成し、インピーダンスアナライザを用いて誘電特性を測
定した。結果を、表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から分かるように、実施例１〜８の複
合誘電体は、いずれも、充分大きな比誘電率を有すると
ともに損失（tan δ）も十分に実用できる範囲内にあ
る。実施例と比較例１、２の間の比誘電率の値を比べれ
ば、この発明の複合誘電体では、誘電率が飛躍的に増加
していることがよく分かる。次に、焼結助剤を添加して
焼結することにより得られる多孔質無機誘電体粒子を使
用する例について記述する。
合誘電体は、いずれも、充分大きな比誘電率を有すると
ともに損失（tan δ）も十分に実用できる範囲内にあ
る。実施例と比較例１、２の間の比誘電率の値を比べれ
ば、この発明の複合誘電体では、誘電率が飛躍的に増加
していることがよく分かる。次に、焼結助剤を添加して
焼結することにより得られる多孔質無機誘電体粒子を使
用する例について記述する。
【００３０】−実施例９− 平均粒径０．１μｍのＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ3 粉体５
００ｇとホウケイ酸系ガラス（岩城硝子社製）２．５ｇ
と５ｗｔ％ポリビニルアルコール溶液５０ミリリットル
をイオン交換水１リットル中でよく湿式混合した後、噴
霧造粒した。次に、これを１０５０℃で２時間熱処理し
て、複数の一次粒子からなる多孔質無機誘電体粒子（二
次粒子）を得た。この多孔質無機誘電体粒子の粒子径、
比表面積および粒強度を測定した結果を表２に示す。な
お、粒強度測定には島津製作所製ＰＣＴ強度試験機を用
いた。
００ｇとホウケイ酸系ガラス（岩城硝子社製）２．５ｇ
と５ｗｔ％ポリビニルアルコール溶液５０ミリリットル
をイオン交換水１リットル中でよく湿式混合した後、噴
霧造粒した。次に、これを１０５０℃で２時間熱処理し
て、複数の一次粒子からなる多孔質無機誘電体粒子（二
次粒子）を得た。この多孔質無機誘電体粒子の粒子径、
比表面積および粒強度を測定した結果を表２に示す。な
お、粒強度測定には島津製作所製ＰＣＴ強度試験機を用
いた。
【００３１】次に、この多孔質ＢａＴｉ0.7 Ｚｒ0.3 Ｏ
3 粒子３０ vol％、ＰＰＯ樹脂７０vol％となるように
両者を秤量し、容量で１．５倍のトリクレンを添加し
て、かく拌することにより、ＰＰＯ樹脂を完全に溶解さ
せワニスを得た。ついで、このワニスの乾燥硬化物を
得、その後、粉砕して１６メッシュ以下に揃えた。そし
て、この粉砕物を金型に入れ、温度２５０℃、圧力３３
kg／cm2 、１０分間の成形条件で加圧成形して、厚み１
mm、直径８mmの複合誘電体を得た。
3 粒子３０ vol％、ＰＰＯ樹脂７０vol％となるように
両者を秤量し、容量で１．５倍のトリクレンを添加し
て、かく拌することにより、ＰＰＯ樹脂を完全に溶解さ
せワニスを得た。ついで、このワニスの乾燥硬化物を
得、その後、粉砕して１６メッシュ以下に揃えた。そし
て、この粉砕物を金型に入れ、温度２５０℃、圧力３３
kg／cm2 、１０分間の成形条件で加圧成形して、厚み１
mm、直径８mmの複合誘電体を得た。
【００３２】この複合誘電体の表裏面にアクリル系Ａｇ
ペーストを塗布硬化させて電極を形成し、インピーダン
スアナライザーを用いて誘電特性を測定した結果を表３
に示す。 −実施例10− 平均粒径０．１μｍのＢａ0.7 Ｓｒ0.3 ＴｉＯ3 粉末を
用いた他は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得
て、誘電特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を
表２に示し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
ペーストを塗布硬化させて電極を形成し、インピーダン
スアナライザーを用いて誘電特性を測定した結果を表３
に示す。 −実施例10− 平均粒径０．１μｍのＢａ0.7 Ｓｒ0.3 ＴｉＯ3 粉末を
用いた他は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得
て、誘電特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を
表２に示し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
【００３３】 −実施例11− ホウケイ酸系ガラスの量を５．０ｇにした他は、実施例
９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電特性を調べ
た。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示し、複合誘
電体の誘電特性を表３に示す。 −実施例12− ホウケイ酸系ガラスをホウ酸ビスマス系ガラスに代え、
また、熱処理温度を９５０℃とした他は、実施例９と同
様にして、複合誘電体を得て、誘電特性を調べた。多孔
質無機誘電体粒子の物性を表２に示し、複合誘電体の誘
電特性を表３に示す。
９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電特性を調べ
た。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示し、複合誘
電体の誘電特性を表３に示す。 −実施例12− ホウケイ酸系ガラスをホウ酸ビスマス系ガラスに代え、
また、熱処理温度を９５０℃とした他は、実施例９と同
様にして、複合誘電体を得て、誘電特性を調べた。多孔
質無機誘電体粒子の物性を表２に示し、複合誘電体の誘
電特性を表３に示す。
【００３４】−実施例13、14、15− 実施例９において、スラリー濃度、噴霧条件および熱処
理温度を変えることにより、物性の異なる３種類の多孔
質無機誘電体粒子を得た。これらの多孔質無機誘電体粒
子を用いて実施例９と同様の方法によって複合誘電体を
作製し、誘電特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物
性を表２に示し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
理温度を変えることにより、物性の異なる３種類の多孔
質無機誘電体粒子を得た。これらの多孔質無機誘電体粒
子を用いて実施例９と同様の方法によって複合誘電体を
作製し、誘電特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物
性を表２に示し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
【００３５】−実施例16− 実施例９において、市販のホウケイ酸系ガラスをＣｕＯ
１．７ｇに代え、また、熱処理温度を１０００℃にした
他は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電
特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示
し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
１．７ｇに代え、また、熱処理温度を１０００℃にした
他は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電
特性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示
し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
【００３６】−実施例17− 実施例９において、市販のホウケイ酸系ガラスをＬｉＦ
２．５ｇに代え、また、熱処理温度を８００℃にした他
は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電特
性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示
し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
２．５ｇに代え、また、熱処理温度を８００℃にした他
は、実施例９と同様にして、複合誘電体を得て、誘電特
性を調べた。多孔質無機誘電体粒子の物性を表２に示
し、複合誘電体の誘電特性を表３に示す。
【００３７】
【表２】
【００３８】
【表３】
【００３９】表２、３から分かるように、実施例９〜17
の複合誘電体は、いずれも、充分大きな比誘電率を示
し、また、tan δも十分に実用できる範囲内にある。こ
れらの実施例９〜17を、前述の実施例２と比較すること
により、この発明に用いた多孔質無機誘電体粒子は、複
合誘電体の比誘電率とtan δをほとんど変化させること
なく、粒強度を飛躍的に増大させていることが分かる。
の複合誘電体は、いずれも、充分大きな比誘電率を示
し、また、tan δも十分に実用できる範囲内にある。こ
れらの実施例９〜17を、前述の実施例２と比較すること
により、この発明に用いた多孔質無機誘電体粒子は、複
合誘電体の比誘電率とtan δをほとんど変化させること
なく、粒強度を飛躍的に増大させていることが分かる。
【００４０】
【発明の効果】以上に述べたことから分かるように、こ
の発明にかかる請求項１〜６の複合誘電体は、無機誘電
体粒子が多孔質であるため、同粒子による誘電率向上効
果が有効に発揮される。請求項２の複合誘電体では、多
孔質無機誘電体粒子の平均粒径が５〜１００μｍ、平均
比表面積０．３〜７．０m2／ｇｒのものであるため、誘
電率向上効果がより顕著に発揮される。
の発明にかかる請求項１〜６の複合誘電体は、無機誘電
体粒子が多孔質であるため、同粒子による誘電率向上効
果が有効に発揮される。請求項２の複合誘電体では、多
孔質無機誘電体粒子の平均粒径が５〜１００μｍ、平均
比表面積０．３〜７．０m2／ｇｒのものであるため、誘
電率向上効果がより顕著に発揮される。
【００４１】請求項３の複合誘電体では、多孔質無機誘
電体粒子が一次粒子が集合してなる二次粒子であって、
この多孔質粒子の作製が容易であるため、結果として複
合誘電体が製造し易いものとなっている。請求項４の複
合誘電体では、多孔質無機誘電体粒子における一次粒子
が焼結により互いに結合しているため、誘電率向上効果
がより顕著に発揮されるようになる。
電体粒子が一次粒子が集合してなる二次粒子であって、
この多孔質粒子の作製が容易であるため、結果として複
合誘電体が製造し易いものとなっている。請求項４の複
合誘電体では、多孔質無機誘電体粒子における一次粒子
が焼結により互いに結合しているため、誘電率向上効果
がより顕著に発揮されるようになる。
【００４２】請求項５の複合誘電体では、多孔質無機誘
電体粒子の強度が向上しているため、複合化工程で粒子
破壊が発生せず、安定した性能が期待でき、粒子の製造
が容易となる。請求項６の複合誘電体では、多孔質無機
誘電体粒子がペロブスカイト型結晶構造を有する化合物
からなるため、誘電率向上効果がより顕著に発揮され
る。
電体粒子の強度が向上しているため、複合化工程で粒子
破壊が発生せず、安定した性能が期待でき、粒子の製造
が容易となる。請求項６の複合誘電体では、多孔質無機
誘電体粒子がペロブスカイト型結晶構造を有する化合物
からなるため、誘電率向上効果がより顕著に発揮され
る。
【図１】この発明にかかる複合誘電体において樹脂中に
分散した多孔質無機誘電体粒子の粒子構造を示す倍率２
５００倍の走査型電子顕微鏡写真である。
分散した多孔質無機誘電体粒子の粒子構造を示す倍率２
５００倍の走査型電子顕微鏡写真である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野末 明義 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 古森 清孝 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 藤木 智之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (72)発明者 安倍 一允 大阪府堺市戎島町５丁１番地堺化学工業 株式会社内 (72)発明者 青木 昌史 大阪府堺市戎島町５丁１番地堺化学工業 株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−245059（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−205411（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−179777（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−17806（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−127515（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−25159（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭54−18754（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (3)
- 【請求項１】 樹脂中に、一次粒子が焼結により互いに
結合してなる二次粒子である平均粒径５〜１００μｍ、
平均比表面積０．３〜７．０ m 2 ／ｇｒの多孔質無機誘
電体粒子が分散されてなる複合誘電体。 - 【請求項２】 焼結が焼結助剤を添加してなされている
請求項１記載の複合誘電体。 - 【請求項３】 多孔質無機誘電体粒子が、ペロブスカイ
ト型結晶構造を有する化合物からなる請求項１または２
に記載の複合誘電体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2406287A JP2802173B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-12-05 | 複合誘電体 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-26907 | 1990-02-06 | ||
| JP2690790 | 1990-02-06 | ||
| JP2406287A JP2802173B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-12-05 | 複合誘電体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0594717A JPH0594717A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2802173B2 true JP2802173B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=26364761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2406287A Expired - Fee Related JP2802173B2 (ja) | 1990-02-06 | 1990-12-05 | 複合誘電体 |
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|---|---|---|---|---|
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| US6562448B1 (en) * | 2000-04-06 | 2003-05-13 | 3M Innovative Properties Company | Low density dielectric having low microwave loss |
| JP4601552B2 (ja) | 2003-09-30 | 2010-12-22 | 株式会社日本触媒 | 複合誘電体用樹脂組成物および複合誘電体、該誘電体を使用した電気回路基板 |
| JP2005174711A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Tdk Corp | 誘電体セラミックス粉末、誘電体セラミックス粉末の製造方法及び複合誘電体材料 |
| US7430128B2 (en) * | 2004-10-18 | 2008-09-30 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Capacitive/resistive devices, organic dielectric laminates and printed wiring boards incorporating such devices, and methods of making thereof |
| JP5135937B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2013-02-06 | ダイキン工業株式会社 | 高誘電性フィルム |
| JP4952793B2 (ja) * | 2007-07-31 | 2012-06-13 | ダイキン工業株式会社 | 高誘電性フィルム |
| US8441775B2 (en) * | 2009-12-15 | 2013-05-14 | Empire Technology Development, Llc | Conformal deposition of dielectric composites by eletrophoresis |
| JP5337316B2 (ja) | 2012-01-30 | 2013-11-06 | モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 | 高誘電絶縁性樹脂組成物 |
| JP6047252B2 (ja) | 2015-04-07 | 2016-12-21 | 日本化学工業株式会社 | 誘電体セラミック材料、その製造方法及び複合誘電体材料 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4925159B1 (ja) * | 1970-05-08 | 1974-06-27 | ||
| US3855172A (en) * | 1972-04-07 | 1974-12-17 | Du Pont | Uniform oxide microspheres and a process for their manufacture |
| JPS5418754B2 (ja) * | 1972-09-25 | 1979-07-10 | ||
| JPH01179777A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-07-17 | Murata Mfg Co Ltd | 低誘電率セラミックスの製造方法 |
| JPH01205411A (ja) * | 1988-02-10 | 1989-08-17 | Matsushita Electric Works Ltd | コンデンサ |
| JPH01245059A (ja) * | 1988-03-27 | 1989-09-29 | Matsushita Electric Works Ltd | 賦形可能な高誘電性熱硬化性組成物 |
-
1990
- 1990-12-05 JP JP2406287A patent/JP2802173B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0594717A (ja) | 1993-04-16 |
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