JP3085618B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波領域で使用する
電子回路基板や電子部品等に適用される誘電体磁器組成
物に関するものである。
電子回路基板や電子部品等に適用される誘電体磁器組成
物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より誘電体材料として各種誘電体セ
ラミックスが電子回路基板や電子部品等に広く使用され
ており、近年、携帯電話に代表される移動体通信等の高
周波機器の発展と普及に伴い、高周波領域で使用する電
子回路基板や電子部品として誘電体セラミックスが積極
的に利用されるようになってきた。
ラミックスが電子回路基板や電子部品等に広く使用され
ており、近年、携帯電話に代表される移動体通信等の高
周波機器の発展と普及に伴い、高周波領域で使用する電
子回路基板や電子部品として誘電体セラミックスが積極
的に利用されるようになってきた。
【０００３】前記誘電体セラミックスからなる電子回路
基板等と導体とを同時焼成するに際しては、基板上に印
刷された導体が誘電体セラミックスの焼成温度で溶融す
ることがないように、該導体には、アルミナ、ステアタ
イト、フォルステライト等の誘電体セラミックスの焼成
温度よりも高い融点を有する、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｗ、Ｍｏ等の金属が用いられていた。
基板等と導体とを同時焼成するに際しては、基板上に印
刷された導体が誘電体セラミックスの焼成温度で溶融す
ることがないように、該導体には、アルミナ、ステアタ
イト、フォルステライト等の誘電体セラミックスの焼成
温度よりも高い融点を有する、例えば、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｗ、Ｍｏ等の金属が用いられていた。
【０００４】しかしながら、前記金属は導通抵抗が大き
いことから、従来の電子回路基板では、共振回路やイン
ダクタンスのＱ値が小さくなってしまい、導体線路の伝
送損失が大きくなる等の問題があった。
いことから、従来の電子回路基板では、共振回路やイン
ダクタンスのＱ値が小さくなってしまい、導体線路の伝
送損失が大きくなる等の問題があった。
【０００５】従来、上記のような問題点を解消するため
に導通抵抗の小さいＡｇやＣｕ等の金属を導体に採用
し、低温で同時焼成できる磁器として、特開昭５９−１
０７５９６号公報に開示されるものが知られている。こ
の公報に開示される磁器は、ガラスと、セラミックフィ
ラーとしての石英ガラス等からなることが開示されてい
る。
に導通抵抗の小さいＡｇやＣｕ等の金属を導体に採用
し、低温で同時焼成できる磁器として、特開昭５９−１
０７５９６号公報に開示されるものが知られている。こ
の公報に開示される磁器は、ガラスと、セラミックフィ
ラーとしての石英ガラス等からなることが開示されてい
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この特
開昭５９−１０７５９６号公報に開示される磁器組成物
は多層配線回路基板に用いられるもので、電子回路の信
号伝達速度を高速とするため１ＭＨｚでの比誘電率εr
が５以下と非常に小さく、また誘電損失も大きいため、
高誘電率で高Ｑ値が要求される電子部品等の誘電体磁器
組成物としては全く適さなかった。
開昭５９−１０７５９６号公報に開示される磁器組成物
は多層配線回路基板に用いられるもので、電子回路の信
号伝達速度を高速とするため１ＭＨｚでの比誘電率εr
が５以下と非常に小さく、また誘電損失も大きいため、
高誘電率で高Ｑ値が要求される電子部品等の誘電体磁器
組成物としては全く適さなかった。
【０００７】本発明は上記課題に鑑みなされたもので、
ガラスとセラミックフィラーとからなる誘電体磁器組成
物であって、８５０〜９５０℃の比較的低温でＡｇやＣ
ｕ等の導体金属と同時に焼成でき、比誘電率εr および
Ｑ値が高く、かつ共振周波数の温度係数τf が比較的小
さい等の特徴を有し、基板や部品等の小型化と高性能化
を実現できる誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
ガラスとセラミックフィラーとからなる誘電体磁器組成
物であって、８５０〜９５０℃の比較的低温でＡｇやＣ
ｕ等の導体金属と同時に焼成でき、比誘電率εr および
Ｑ値が高く、かつ共振周波数の温度係数τf が比較的小
さい等の特徴を有し、基板や部品等の小型化と高性能化
を実現できる誘電体磁器組成物を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体磁器組成
物は、ＣａＺｒＯ3 を主成分とするセラミックフィラー
４０〜６０重量％と、硼珪酸ガラス６０〜４０重量％か
らなるものである。
物は、ＣａＺｒＯ3 を主成分とするセラミックフィラー
４０〜６０重量％と、硼珪酸ガラス６０〜４０重量％か
らなるものである。
【０００９】セラミックフィラーとしてＣａＺｒＯ3 を
主成分とするものを選択したのは、比誘電率εr が３０
程度と高く、６ＧＨｚでのＱ値が５０００以上であり、
共振周波数の温度係数τf が０に近いからであり、この
ＣａＺｒＯ3 を含有する焼結体は高比誘電率および高Ｑ
値を得ることができるからである。
主成分とするものを選択したのは、比誘電率εr が３０
程度と高く、６ＧＨｚでのＱ値が５０００以上であり、
共振周波数の温度係数τf が０に近いからであり、この
ＣａＺｒＯ3 を含有する焼結体は高比誘電率および高Ｑ
値を得ることができるからである。
【００１０】また、このセラミックフィラーを４０〜６
０重量％含有させたのは、セラミックフィラーを４０重
量％未満の場合、即ち、硼珪酸ガラスが６０重量％より
も多い場合には焼成温度が低くなりすぎ、Ａｇ等の導体
金属が焼結できず、また、比誘電率が低くなるととも
に、Ｑ値が低くなるからである。また、セラミックフィ
ラーが６０重量％よりも多い場合、即ち、硼珪酸ガラス
が４０重量％よりも少ない場合には、焼成温度が１００
０℃以上と高くなり、ＡｇやＣｕとの同時焼成が困難に
なるからである。また、ボイドが著しく多くなり、耐水
性や強度等の特性劣化が生じるからである。
０重量％含有させたのは、セラミックフィラーを４０重
量％未満の場合、即ち、硼珪酸ガラスが６０重量％より
も多い場合には焼成温度が低くなりすぎ、Ａｇ等の導体
金属が焼結できず、また、比誘電率が低くなるととも
に、Ｑ値が低くなるからである。また、セラミックフィ
ラーが６０重量％よりも多い場合、即ち、硼珪酸ガラス
が４０重量％よりも少ない場合には、焼成温度が１００
０℃以上と高くなり、ＡｇやＣｕとの同時焼成が困難に
なるからである。また、ボイドが著しく多くなり、耐水
性や強度等の特性劣化が生じるからである。
【００１１】ＣａＺｒＯ3 を主成分とするセラミックフ
ィラーとしては、例えば、金属成分として少なくともＣ
ａとＺｒとＮｂ或いはＴａを含有する化合物であって、
これらの金属元素のモル比による組成式をｘＣａＯ・ｙ
ＺｒＯ2 ・ｚ（ＮｂＯ5/2 或いはＴａＯ5/2 ）と表した
時、ｘ，ｙ，ｚが、０．９＜ｘ／ｙ＋ｚ≦１．１、０≦
ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５のものが好ましい。
ィラーとしては、例えば、金属成分として少なくともＣ
ａとＺｒとＮｂ或いはＴａを含有する化合物であって、
これらの金属元素のモル比による組成式をｘＣａＯ・ｙ
ＺｒＯ2 ・ｚ（ＮｂＯ5/2 或いはＴａＯ5/2 ）と表した
時、ｘ，ｙ，ｚが、０．９＜ｘ／ｙ＋ｚ≦１．１、０≦
ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５のものが好ましい。
【００１２】また、硼珪酸ガラスとしては、硼珪酸亜鉛
ガラスや硼珪酸鉛ガラス等一般に硼珪酸ガラスと呼ばれ
るものを含む。また、硼珪酸ガラスは、例えば、重量％
で、３０≦ＳｉＯ2 ≦８０、３≦Ｂ2 Ｏ3 ≦２０、５≦
ＢａＯ≦３０、３≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦１０、３≦ＣａＯ≦１
５の割合で含有するものが使用される。
ガラスや硼珪酸鉛ガラス等一般に硼珪酸ガラスと呼ばれ
るものを含む。また、硼珪酸ガラスは、例えば、重量％
で、３０≦ＳｉＯ2 ≦８０、３≦Ｂ2 Ｏ3 ≦２０、５≦
ＢａＯ≦３０、３≦Ａｌ2 Ｏ3 ≦１０、３≦ＣａＯ≦１
５の割合で含有するものが使用される。
【００１３】本発明の誘電体磁器組成物は、例えば、そ
れ自体がコンデンサとなる電子部品や周知のガラスセラ
ミック基板内に内蔵される誘電体層として用いられる。
その場合ガラスセラミック基板と同時焼成も可能であ
る。
れ自体がコンデンサとなる電子部品や周知のガラスセラ
ミック基板内に内蔵される誘電体層として用いられる。
その場合ガラスセラミック基板と同時焼成も可能であ
る。
【００１４】本発明の誘電体磁器組成物は、高純度のＣ
ａＣＯ3 とＺｒＯ2 、必要に応じてＮｂ2 Ｏ5 やＴａ2
Ｏ5 を用いて、例えば、めのう玉石を用いて湿式混合
し、この混合物を乾燥後、１２００〜１６００℃で１〜
１２時間仮焼し、ＣａＺｒＯ3を主成分とするセラミッ
クフィラーとした。セラミックフィラー中には、Ｑ値向
上のため、例えば、Ｎｂ2 Ｏ5 やＴａ2 Ｏ5 等の希土類
元素が含有されていても良い。
ａＣＯ3 とＺｒＯ2 、必要に応じてＮｂ2 Ｏ5 やＴａ2
Ｏ5 を用いて、例えば、めのう玉石を用いて湿式混合
し、この混合物を乾燥後、１２００〜１６００℃で１〜
１２時間仮焼し、ＣａＺｒＯ3を主成分とするセラミッ
クフィラーとした。セラミックフィラー中には、Ｑ値向
上のため、例えば、Ｎｂ2 Ｏ5 やＴａ2 Ｏ5 等の希土類
元素が含有されていても良い。
【００１５】そして、セラミックフィラーと硼珪酸ガラ
スとを所定比率で秤量後、例えば、めのう玉石を用いて
湿式混合し、この混合物にバインダーを添加して整粒
し、得られた粉末を、例えばドクターブレードやプレス
成形により所定形状に成形し、３００〜５００℃で２〜
１２時間脱バインダー処理し、さらに８５０〜９５０℃
の温度で１０〜１２０分間、大気中或いは窒素雰囲気中
で焼成する。これにより、本発明の誘電体磁器組成物を
得ることができる。
スとを所定比率で秤量後、例えば、めのう玉石を用いて
湿式混合し、この混合物にバインダーを添加して整粒
し、得られた粉末を、例えばドクターブレードやプレス
成形により所定形状に成形し、３００〜５００℃で２〜
１２時間脱バインダー処理し、さらに８５０〜９５０℃
の温度で１０〜１２０分間、大気中或いは窒素雰囲気中
で焼成する。これにより、本発明の誘電体磁器組成物を
得ることができる。
【００１６】また、導体と同時に焼成する場合には上記
成形体表面にＡｇやＣｕの導体ペーストをスクリーン印
刷して所望により積層圧着した後、上記と同様な条件で
焼成すれば良い。Ｃｕの導体を同時焼成する場合には、
酸化を防止するため窒素雰囲気中で焼成する。
成形体表面にＡｇやＣｕの導体ペーストをスクリーン印
刷して所望により積層圧着した後、上記と同様な条件で
焼成すれば良い。Ｃｕの導体を同時焼成する場合には、
酸化を防止するため窒素雰囲気中で焼成する。
【００１７】
実施例１ 以下、本発明の誘電体磁器組成物を実施例に基づいて詳
細に説明する。先ず、出発原料としてＢａ，Ｓｒを除く
不純物量が０．１重量％以下の高純度のＣａＣＯ3 と、
Ｈｆを除く不純物量が０．１重量％以下のＺｒＯ2 と、
Ｔａを除く不純物量が０．１重量％以下のＮｂ2 Ｏ5 を
用いて、ＣａＺｒ0.95Ｎｂ0.05Ｏ3 の定比組成になるよ
うに秤量後、純水を加え、めのう玉石を用いて２４時間
湿式混合を行った。この混合物を乾燥後、１２００℃で
２時間仮焼した。さらに、純水とめのう玉石を用いて平
均結晶粒径が０．５〜５μｍの適度な粒径に調製し、こ
れをセラミックフィラーとした。
細に説明する。先ず、出発原料としてＢａ，Ｓｒを除く
不純物量が０．１重量％以下の高純度のＣａＣＯ3 と、
Ｈｆを除く不純物量が０．１重量％以下のＺｒＯ2 と、
Ｔａを除く不純物量が０．１重量％以下のＮｂ2 Ｏ5 を
用いて、ＣａＺｒ0.95Ｎｂ0.05Ｏ3 の定比組成になるよ
うに秤量後、純水を加え、めのう玉石を用いて２４時間
湿式混合を行った。この混合物を乾燥後、１２００℃で
２時間仮焼した。さらに、純水とめのう玉石を用いて平
均結晶粒径が０．５〜５μｍの適度な粒径に調製し、こ
れをセラミックフィラーとした。
【００１８】また、ＳｉＯ2 を５０重量％、Ａｌ2 Ｏ3
を５重量％、ＣａＯを１２重量％、ＢａＯを２５重量
％、Ｂ2 Ｏ3 を１０重量％含有する硼珪酸ガラスを準備
し、前述したセラミックフィラーと硼珪酸ガラスを、そ
の比が表１になるように秤量後、純水を添加し、めのう
玉石を用いて２４時間湿式混合を行った。この混合物に
約１重量％のバインダーとしてポリビニルアルコールを
添加して整粒し、得られた粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧
力でプレス成形し、直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍの歪み
のない円柱状の成形体を作製した。この後、この成形体
を４００℃で４時間脱バインダー処理し、さらに表１に
示す温度で３０分間大気中で焼成した。
を５重量％、ＣａＯを１２重量％、ＢａＯを２５重量
％、Ｂ2 Ｏ3 を１０重量％含有する硼珪酸ガラスを準備
し、前述したセラミックフィラーと硼珪酸ガラスを、そ
の比が表１になるように秤量後、純水を添加し、めのう
玉石を用いて２４時間湿式混合を行った。この混合物に
約１重量％のバインダーとしてポリビニルアルコールを
添加して整粒し、得られた粉末を１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧
力でプレス成形し、直径２０ｍｍ、高さ１０ｍｍの歪み
のない円柱状の成形体を作製した。この後、この成形体
を４００℃で４時間脱バインダー処理し、さらに表１に
示す温度で３０分間大気中で焼成した。
【００１９】得られた磁器を平面研磨および円筒研削
し、試料を得た。この試料を用いて誘電体円柱共振器法
により共振周波数６ＧＨｚにて誘電率，Ｑ値を測定し、
また、−４０〜＋８５℃までの温度範囲における共振周
波数の温度変化を測定し共振周波数の温度係数（τｆ）
を計算した。これらの結果を表１に示した。
し、試料を得た。この試料を用いて誘電体円柱共振器法
により共振周波数６ＧＨｚにて誘電率，Ｑ値を測定し、
また、−４０〜＋８５℃までの温度範囲における共振周
波数の温度変化を測定し共振周波数の温度係数（τｆ）
を計算した。これらの結果を表１に示した。
【００２０】
【表１】
【００２１】この表１の結果から、本発明の誘電体磁器
組成物では、誘電率が１０以上、Ｑ値が３２０以上、温
度係数（τｆ）が±３０ｐｐｍ／℃以内であり、焼結体
自体のボイド状態も良好であった。
組成物では、誘電率が１０以上、Ｑ値が３２０以上、温
度係数（τｆ）が±３０ｐｐｍ／℃以内であり、焼結体
自体のボイド状態も良好であった。
【００２２】実施例２ 本発明者等は、上記実施例における表１の試料Ｎo.４に
おいて、セラミックフィラーのモル比による組成をｘＣ
ａＯ・ｙＺｒＯ2 ・ｚＮｂＯ5/2 と表した時、ｘ，ｙ，
ｚを表２に示すように変化させた実験を行った。尚、焼
成温度は９００℃である。この結果を表２に示した。
おいて、セラミックフィラーのモル比による組成をｘＣ
ａＯ・ｙＺｒＯ2 ・ｚＮｂＯ5/2 と表した時、ｘ，ｙ，
ｚを表２に示すように変化させた実験を行った。尚、焼
成温度は９００℃である。この結果を表２に示した。
【００２３】
【表２】
【００２４】この表２より、モル比による組成式をｘＣ
ａＯ・ｙＺｒＯ2 ・ｚ（ＮｂＯ5/2或いはＴａＯ5/2 ）
と表した時、ｘ，ｙ，ｚが０．９＜ｘ／ｙ＋ｚ≦１．
１、０≦ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５である場合には、Ｑ値およ
び比誘電率が比較的高く、さらに温度係数も±３５ｐｐ
ｍ／℃以内であり、焼結体自体のボイド状態も良好であ
った。
ａＯ・ｙＺｒＯ2 ・ｚ（ＮｂＯ5/2或いはＴａＯ5/2 ）
と表した時、ｘ，ｙ，ｚが０．９＜ｘ／ｙ＋ｚ≦１．
１、０≦ｚ／ｙ＋ｚ≦０．５である場合には、Ｑ値およ
び比誘電率が比較的高く、さらに温度係数も±３５ｐｐ
ｍ／℃以内であり、焼結体自体のボイド状態も良好であ
った。
【００２５】実施例３ 本発明者等は、上記実施例２においてＮｂＯ5/2 の代わ
りにＴａＯ5/2 を用いて実験した結果、上記実施例２と
同様に優れた特性を有することを確認した。
りにＴａＯ5/2 を用いて実験した結果、上記実施例２と
同様に優れた特性を有することを確認した。
【００２６】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物は、ＣａＺｒ
Ｏ3 を主成分とするセラミックフィラー４０〜６０重量
％と、硼珪酸ガラス６０〜４０重量％からなるので、焼
成温度が９５０℃以下となり、ＡｇやＣｕ等の導体金属
と同時に焼成でき、比誘電率εr やＱ値が高く、かつ共
振周波数の温度係数τf が比較的小さい等の特徴を有
し、高周波電子回路基板の小型化と高性能化を実現でき
る。
Ｏ3 を主成分とするセラミックフィラー４０〜６０重量
％と、硼珪酸ガラス６０〜４０重量％からなるので、焼
成温度が９５０℃以下となり、ＡｇやＣｕ等の導体金属
と同時に焼成でき、比誘電率εr やＱ値が高く、かつ共
振周波数の温度係数τf が比較的小さい等の特徴を有
し、高周波電子回路基板の小型化と高性能化を実現でき
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−85820（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/00 C04B 35/14 C04B 35/48
Claims (1)
- 【請求項１】ＣａＺｒＯ3 を主成分とするセラミックフ
ィラー４０〜６０重量％と、硼珪酸ガラス６０〜４０重
量％からなることを特徴とする誘電体磁器組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05237743A JP3085618B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05237743A JP3085618B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0789763A JPH0789763A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3085618B2 true JP3085618B2 (ja) | 2000-09-11 |
Family
ID=17019818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05237743A Expired - Fee Related JP3085618B2 (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3085618B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6493117B2 (ja) * | 2015-09-24 | 2019-04-03 | 日本電気硝子株式会社 | ガラスセラミック焼結体形成用顆粒粉末並びにガラスセラミック仮焼結体及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP05237743A patent/JP3085618B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0789763A (ja) | 1995-04-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |