JP3034073B2 - メッキ層を有する誘電体セラミックスおよびその製造方法 - Google Patents
メッキ層を有する誘電体セラミックスおよびその製造方法Info
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- JP3034073B2 JP3034073B2 JP3097744A JP9774491A JP3034073B2 JP 3034073 B2 JP3034073 B2 JP 3034073B2 JP 3097744 A JP3097744 A JP 3097744A JP 9774491 A JP9774491 A JP 9774491A JP 3034073 B2 JP3034073 B2 JP 3034073B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メッキ層を形成して成
るチタン酸マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電
体セラミックスとその製造方法に関するものである。
るチタン酸マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電
体セラミックスとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、誘電体セラミックスをマイクロ波
に応用したものとして、ディレイライン、フィルター回
路、マイクロ波回路、誘電体フィルター等のマイクロ波
回路（ＭＩＣ）に用いられる基板や、導波回路、導波線
路、アンテナの媒体用セラミック等があげられる。
に応用したものとして、ディレイライン、フィルター回
路、マイクロ波回路、誘電体フィルター等のマイクロ波
回路（ＭＩＣ）に用いられる基板や、導波回路、導波線
路、アンテナの媒体用セラミック等があげられる。
【０００３】その中で、回路形成時の膜付けは、Ａｇ−
Ｐｄ、Ｃｕでの厚膜や薄膜の手法がとられていた。しか
し、Ａｇペーストでは高周波数域での損失が大きく、通
常１ＧＨｚが限界であることや、小型化の傾向から、誘
電損失の小さいＣｕの膜付けが主流になりつつある。
Ｐｄ、Ｃｕでの厚膜や薄膜の手法がとられていた。しか
し、Ａｇペーストでは高周波数域での損失が大きく、通
常１ＧＨｚが限界であることや、小型化の傾向から、誘
電損失の小さいＣｕの膜付けが主流になりつつある。
【０００４】また、従来よりチタン酸マグネシウム（以
下ＭＴという）−チタン酸カルシウム（以下ＣＴとい
う）系誘電体セラミックスが広く用いられてきた。この
誘電体セラミックスを製造するには、ＭｇＯ／ＴｉＯ2
のモル比が１であるＭＴと、ＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比
が１であるＣＴとを混合し、噴霧乾燥後、仮焼し、さら
に所定の粒度になるように微粉砕した後、バインダーを
加えて噴霧乾燥し、得られた原料を所定の形状にプレス
成形して、焼成するようになっていた。さらに、上記Ｍ
ＴとＣＴとの混合比を変えることで、誘電率εr の値を
調整することができた。また、このようなＭＴ−ＣＴ系
の誘電体セラミックスにおいては、Ｃｕの厚膜を形成す
る際に還元雰囲気で処理をすると、抵抗値が急激に低下
するなどの問題があることから、Ｃｕメッキによる膜付
けが検討されている。
下ＭＴという）−チタン酸カルシウム（以下ＣＴとい
う）系誘電体セラミックスが広く用いられてきた。この
誘電体セラミックスを製造するには、ＭｇＯ／ＴｉＯ2
のモル比が１であるＭＴと、ＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比
が１であるＣＴとを混合し、噴霧乾燥後、仮焼し、さら
に所定の粒度になるように微粉砕した後、バインダーを
加えて噴霧乾燥し、得られた原料を所定の形状にプレス
成形して、焼成するようになっていた。さらに、上記Ｍ
ＴとＣＴとの混合比を変えることで、誘電率εr の値を
調整することができた。また、このようなＭＴ−ＣＴ系
の誘電体セラミックスにおいては、Ｃｕの厚膜を形成す
る際に還元雰囲気で処理をすると、抵抗値が急激に低下
するなどの問題があることから、Ｃｕメッキによる膜付
けが検討されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ＭＴ−ＣＴ
系誘電体セラミックスにＣｕメッキを施す場合、表面を
酸処理する工程でセラミックスが浸食されててしまい、
メッキしたＣｕが内部まで浸透して、絶縁抵抗値を低下
させてしまうという問題点があった。
系誘電体セラミックスにＣｕメッキを施す場合、表面を
酸処理する工程でセラミックスが浸食されててしまい、
メッキしたＣｕが内部まで浸透して、絶縁抵抗値を低下
させてしまうという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、Ｍｇ
Ｏ／ＴｉＯ2 のモル比が１より小さいチタン酸マグネシ
ウムとＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カ
ルシウムの粉末を混合するか、あるいはＭｇＯに対する
ＴｉＯ2 のモル量が過剰となるように、ＭｇＯ／ＴｉＯ
2 のモル比が１以上のチタン酸マグネシウムとＣａＯ／
ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウム及び酸
化チタンの粉末を混合したものを成形、焼成することに
より、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 の結晶構造を含まない、チタン酸
マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電体セラミッ
クスを形成し、次いで酸処理を施した後、メッキ層を形
成することにより、メッキ層を有するＭＴ−ＣＴ系誘電
体セラミックスを構成した。
Ｏ／ＴｉＯ2 のモル比が１より小さいチタン酸マグネシ
ウムとＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カ
ルシウムの粉末を混合するか、あるいはＭｇＯに対する
ＴｉＯ2 のモル量が過剰となるように、ＭｇＯ／ＴｉＯ
2 のモル比が１以上のチタン酸マグネシウムとＣａＯ／
ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウム及び酸
化チタンの粉末を混合したものを成形、焼成することに
より、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 の結晶構造を含まない、チタン酸
マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電体セラミッ
クスを形成し、次いで酸処理を施した後、メッキ層を形
成することにより、メッキ層を有するＭＴ−ＣＴ系誘電
体セラミックスを構成した。
【０００７】即ち、本発明者等が種々実験の結果、従来
のＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにはＭｇ2 ＴｉＯ4
が存在しており、このＭｇ2 ＴｉＯ4 が特に耐酸性が悪
いため、上記Ｃｕメッキ時の酸処理工程で腐食しやすい
ことを見出したのである。したがって、Ｍｇ2 ＴｉＯ4
を含まないＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスとすること
で、耐酸性を高め、Ｃｕメッキを好適に行うことができ
る。なお、本発明において、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 を含まない
とは、セラミックス表面をＸ線回折によって分析したと
きに、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 のピークが検出されないことを意
味する。
のＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにはＭｇ2 ＴｉＯ4
が存在しており、このＭｇ2 ＴｉＯ4 が特に耐酸性が悪
いため、上記Ｃｕメッキ時の酸処理工程で腐食しやすい
ことを見出したのである。したがって、Ｍｇ2 ＴｉＯ4
を含まないＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスとすること
で、耐酸性を高め、Ｃｕメッキを好適に行うことができ
る。なお、本発明において、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 を含まない
とは、セラミックス表面をＸ線回折によって分析したと
きに、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 のピークが検出されないことを意
味する。
【０００８】また、このようにＭｇ2 ＴｉＯ4 の存在し
ないＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスを製造するために
は、あらかじめ原料中において、ＭｇＯに対するＴｉＯ
2 のモル量を過剰としておけばよい。具体的には、ＣＴ
と、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１より小さいＭＴとを
混合し、この原料を用いて成形、焼成すればよい。ある
いは、ＣＴと、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１以上のＭ
Ｔとを混合した後、さらにＴｉＯ2 を添加してＴｉＯ2
量を過剰とし、この原料を用いて成形、焼成することも
できる。
ないＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスを製造するために
は、あらかじめ原料中において、ＭｇＯに対するＴｉＯ
2 のモル量を過剰としておけばよい。具体的には、ＣＴ
と、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１より小さいＭＴとを
混合し、この原料を用いて成形、焼成すればよい。ある
いは、ＣＴと、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１以上のＭ
Ｔとを混合した後、さらにＴｉＯ2 を添加してＴｉＯ2
量を過剰とし、この原料を用いて成形、焼成することも
できる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。
【００１０】ＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにおい
て、ＭＴ、ＣＴの組成比と誘電率εr との関係を調べた
ところ、図１のような結果であった。また、誘電率εr
の温度係数τf が０ｐｐｍ／℃となる組成はεr ＝２１
付近にあることが実験により得られた。そこで、以下ε
r ＝２１、２４、２７となる組成のものについて実験を
行った。
て、ＭＴ、ＣＴの組成比と誘電率εr との関係を調べた
ところ、図１のような結果であった。また、誘電率εr
の温度係数τf が０ｐｐｍ／℃となる組成はεr ＝２１
付近にあることが実験により得られた。そこで、以下ε
r ＝２１、２４、２７となる組成のものについて実験を
行った。
【００１１】実験例１ ＭＴ材として、表１に示すようにＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモ
ル比が異なる３種類の原料を用意した。また、ＣＴ材と
してＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１．００のものを用意
した。
ル比が異なる３種類の原料を用意した。また、ＣＴ材と
してＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１．００のものを用意
した。
【００１２】
【表１】
【００１３】これら３種類のＭＴ材と１種類のＣＴ材を
用いて、それぞれ、誘電率εr ＝２１、２４、２７とな
るような組成比とした。これらの原料粉末を樹脂ミル中
に入れ、ジルコニアボールで混合した後、噴霧乾燥し、
さらに所定の粒度になるように微粉砕した後、バインダ
ーを加えて噴霧乾燥し、得られた２次粒子を成形圧力１
ｔｏｎ／ｃｍ2 でプレス成形し、焼成して、直径１０ｍ
ｍで１ｃｍ3 の大きさのテストピース、直径２０ｍｍで
厚み５ｍｍのテストピース、および２×２インチで厚み
０．６ｍｍのテストピースを得た。これらのテストピー
スを用いて、Ｘ線回折によるＭｇ2 ＴｉＯ4 の存在の確
認、誘電率εr の測定、耐酸性評価、Ｃｕメッキ後の抵
抗値低下の有無を調べた。結果は表２に示す通りであ
る。
用いて、それぞれ、誘電率εr ＝２１、２４、２７とな
るような組成比とした。これらの原料粉末を樹脂ミル中
に入れ、ジルコニアボールで混合した後、噴霧乾燥し、
さらに所定の粒度になるように微粉砕した後、バインダ
ーを加えて噴霧乾燥し、得られた２次粒子を成形圧力１
ｔｏｎ／ｃｍ2 でプレス成形し、焼成して、直径１０ｍ
ｍで１ｃｍ3 の大きさのテストピース、直径２０ｍｍで
厚み５ｍｍのテストピース、および２×２インチで厚み
０．６ｍｍのテストピースを得た。これらのテストピー
スを用いて、Ｘ線回折によるＭｇ2 ＴｉＯ4 の存在の確
認、誘電率εr の測定、耐酸性評価、Ｃｕメッキ後の抵
抗値低下の有無を調べた。結果は表２に示す通りであ
る。
【００１４】表２中の、Ｎｏ．１、４、７に示したもの
は、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１以上の材料（ＭＴ−
Ａ）を用いた比較例である。これらの比較例は、いずれ
もＭｇ2 ＴｉＯ4 が存在し、耐酸性が０．３〜０．５ｍ
ｇ／ｃｍ・１０ｍｉｎと悪く、Ｃｕメッキ後の抵抗値低
下があった。
は、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１以上の材料（ＭＴ−
Ａ）を用いた比較例である。これらの比較例は、いずれ
もＭｇ2 ＴｉＯ4 が存在し、耐酸性が０．３〜０．５ｍ
ｇ／ｃｍ・１０ｍｉｎと悪く、Ｃｕメッキ後の抵抗値低
下があった。
【００１５】これに対し、Ｎｏ．２、３、５、６、８、
９に示したものは、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１より
小さい材料（ＭＴ−Ｂ、ＭＴ−Ｃ）を用いた本発明実施
例である。これらの実施例は、いずれもＭｇ2 ＴｉＯ4
が存在せず、耐酸性が０．０１ｍｇ／ｃｍ・１０ｍｉｎ
以下と優れており、Ｃｕメッキ後の抵抗値低下がなかっ
た。したがって、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 の存在をなくすこと
で、耐酸性を向上できることがわかる。
９に示したものは、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモル比が１より
小さい材料（ＭＴ−Ｂ、ＭＴ−Ｃ）を用いた本発明実施
例である。これらの実施例は、いずれもＭｇ2 ＴｉＯ4
が存在せず、耐酸性が０．０１ｍｇ／ｃｍ・１０ｍｉｎ
以下と優れており、Ｃｕメッキ後の抵抗値低下がなかっ
た。したがって、Ｍｇ2 ＴｉＯ4 の存在をなくすこと
で、耐酸性を向上できることがわかる。
【００１６】なお、比較例であるＮｏ．１と、本発明実
施例であるＮｏ．３について、Ｘ線回折を行ったときの
チャート図をそれぞれ図２、図３に示すように、比較例
では明確にＭｇ2 ＴｉＯ4 のピークが検出されるのに対
し、本発明実施例ではＭｇ2 ＴｉＯ4 のピークが全く検
出されなかった。
施例であるＮｏ．３について、Ｘ線回折を行ったときの
チャート図をそれぞれ図２、図３に示すように、比較例
では明確にＭｇ2 ＴｉＯ4 のピークが検出されるのに対
し、本発明実施例ではＭｇ2 ＴｉＯ4 のピークが全く検
出されなかった。
【００１７】
【表２】
【００１８】実験例２ 次に、上記表２中の比較例であるＮｏ．１に対し、Ｔｉ
Ｏ2 を添加して、同様の実験を行った。結果は表３に示
すように、ＴｉＯ2 を添加することによって、耐酸性を
向上できることがわかる。これは、もともとＴｉＯ2 量
の少なかったＭＴ材（ＭＴ−Ａ）に対し、ＴｉＯ2 を添
加することによって、結果的にＭｇＯに対するＴｉＯ2
のモル量を過剰にできたためであると考えられる。
Ｏ2 を添加して、同様の実験を行った。結果は表３に示
すように、ＴｉＯ2 を添加することによって、耐酸性を
向上できることがわかる。これは、もともとＴｉＯ2 量
の少なかったＭＴ材（ＭＴ−Ａ）に対し、ＴｉＯ2 を添
加することによって、結果的にＭｇＯに対するＴｉＯ2
のモル量を過剰にできたためであると考えられる。
【００１９】
【表３】
【００２０】
【発明の効果】このように、本発明によれば、メッキ層
を有するＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにおいて、Ｍ
ｇ2 ＴｉＯ4 の結晶構造を含まないようにしたことによ
って、耐酸性に優れ、Ｃｕメッキ等のメッキ層形成時に
酸処理を施しても腐食せず、抵抗値の劣化がないため、
良好にメッキ層を形成することができる。
を有するＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにおいて、Ｍ
ｇ2 ＴｉＯ4 の結晶構造を含まないようにしたことによ
って、耐酸性に優れ、Ｃｕメッキ等のメッキ層形成時に
酸処理を施しても腐食せず、抵抗値の劣化がないため、
良好にメッキ層を形成することができる。
【００２１】また、このようなメッキ層を有するＭＴ−
ＣＴ系誘電体セラミックスを製造するには、ＭｇＯ／Ｔ
ｉＯ2 のモル比が１より小さいチタン酸マグネシウムと
ＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウ
ムの粉末を混合するか、あるいはＭｇＯに対するＴｉＯ
2 のモル量が過剰となるように、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモ
ル比が１以上のチタン酸マグネシウムとＣａＯ／ＴｉＯ
2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウム及び酸化チタ
ンの粉末を混合したものを成形、焼成した後、酸処理を
施し、しかるのちメッキ層を形成すれば良く、特性劣化
のない高品質なメッキ層を有する誘電体セラミックスを
容易に得ることができる。
ＣＴ系誘電体セラミックスを製造するには、ＭｇＯ／Ｔ
ｉＯ2 のモル比が１より小さいチタン酸マグネシウムと
ＣａＯ／ＴｉＯ2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウ
ムの粉末を混合するか、あるいはＭｇＯに対するＴｉＯ
2 のモル量が過剰となるように、ＭｇＯ／ＴｉＯ2 のモ
ル比が１以上のチタン酸マグネシウムとＣａＯ／ＴｉＯ
2 のモル比がほぼ１のチタン酸カルシウム及び酸化チタ
ンの粉末を混合したものを成形、焼成した後、酸処理を
施し、しかるのちメッキ層を形成すれば良く、特性劣化
のない高品質なメッキ層を有する誘電体セラミックスを
容易に得ることができる。
【図１】ＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにおける組成
比と誘電率εr との関係を示すグラフである。
比と誘電率εr との関係を示すグラフである。
【図２】比較例のＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミックスにお
ける、Ｘ線回折チャート図である。
ける、Ｘ線回折チャート図である。
【図３】本発明実施例のＭＴ−ＣＴ系誘電体セラミック
スにおける、Ｘ線回折チャート図である。
スにおける、Ｘ線回折チャート図である。
Claims (2)
- 【請求項１】Ｍｇ2 ＴｉＯ4 の結晶構造を含まない、チ
タン酸マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電体セ
ラミックス上にメッキ層を具備して成るメッキ層を有す
る誘電体セラミックス。 - 【請求項２】ＭｇＯ／ＴｉＯ 2 のモル比が１より小さい
チタン酸マグネシウムとＣａＯ／ＴｉＯ 2 のモル比がほ
ぼ１のチタン酸カルシウムの粉末を混合するか、あるい
はＭｇＯに対するＴｉＯ2 のモル量が過剰となるよう
に、ＭｇＯ／ＴｉＯ 2 のモル比が１以上のチタン酸マグ
ネシウムとＣａＯ／ＴｉＯ 2 のモル比がほぼ１のチタン
酸カルシウム及び酸化チタンの粉末を混合した原料を成
形、焼成して、Ｍｇ 2 ＴｉＯ 4 の結晶構造を含まない、
チタン酸マグネシウム−チタン酸カルシウム系の誘電体
セラミックスを形成した後、酸処理を施し、しかる後メ
ッキ層を形成して成るメッキ層を有する誘電体セラミッ
クスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097744A JP3034073B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | メッキ層を有する誘電体セラミックスおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097744A JP3034073B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | メッキ層を有する誘電体セラミックスおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04325459A JPH04325459A (ja) | 1992-11-13 |
| JP3034073B2 true JP3034073B2 (ja) | 2000-04-17 |
Family
ID=14200399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097744A Expired - Lifetime JP3034073B2 (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | メッキ層を有する誘電体セラミックスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034073B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4569857B2 (ja) * | 2002-11-19 | 2010-10-27 | Ｔｄｋ株式会社 | 誘電体磁器組成物及び誘電体共振器 |
-
1991
- 1991-04-26 JP JP3097744A patent/JP3034073B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04325459A (ja) | 1992-11-13 |
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