JP3372061B2 - High frequency dielectric material, resonator and method of manufacturing the same - Google Patents

High frequency dielectric material, resonator and method of manufacturing the same

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JP3372061B2
JP3372061B2 JP23139092A JP23139092A JP3372061B2 JP 3372061 B2 JP3372061 B2 JP 3372061B2 JP 23139092 A JP23139092 A JP 23139092A JP 23139092 A JP23139092 A JP 23139092A JP 3372061 B2 JP3372061 B2 JP 3372061B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、高周波用共振器に適し
た高周波誘電体材料と、共振器とその製造方法とに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high frequency dielectric material suitable for a high frequency resonator, a resonator and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気・電子機器の配線基板などに用いる
基板材料として、低温で焼成可能なものが開発されてお
り、これにより基板材料、導体、抵抗体等を例えば10
00℃以下の低温で同時一体焼成することが可能となっ
ている。このような低温焼成基板は、低周波領域例え
ば、周波数0.5GHz 程度以下で使用され、基板材料に
は、一般に、軟化点700〜900℃程度のガラスと、
Al23 骨材とを含む低温焼結材料が用いられいる。
2. Description of the Related Art Substrate materials that can be fired at low temperatures have been developed as substrate materials used for wiring boards of electric and electronic devices.
It is possible to perform simultaneous co-firing at a low temperature of 00 ° C or less. Such a low-temperature fired substrate is used in a low frequency region, for example, a frequency of about 0.5 GHz or less, and the substrate material is generally glass having a softening point of about 700 to 900 ° C.
A low temperature sintered material including Al 2 O 3 aggregate is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
低温焼結材料を用いて形成した誘電体層を積層し、この
誘電体層間にストリップ線路を形成してトリプレート回
路とし、高周波用共振器を試作した。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have laminated a dielectric layer formed by using the above-mentioned low temperature sintering material, and formed a strip line between the dielectric layers to form a triplate circuit. A prototype resonator was manufactured.

【0004】しかし、上記の低温焼結材料を用いて形成
した誘電体層の誘電率は、温度により変化し、例えば周
波数2GHz における誘電率の温度係数τεは、130pp
m /℃程度ある。このため、高周波領域、例えば周波数
0.5GHz 以上で使用すると、温度変化により共振周波
数が大幅に変化してしまい、実用化が困難であることが
判明した。
However, the dielectric constant of the dielectric layer formed by using the above-mentioned low-temperature sintered material changes depending on the temperature, and for example, the temperature coefficient τε of the dielectric constant at a frequency of 2 GHz is 130 pp.
There is about m / ℃. For this reason, when used in a high frequency region, for example, at a frequency of 0.5 GHz or more, it has been found that the resonance frequency changes significantly due to temperature changes, making it difficult to put into practical use.

【0005】本発明の目的は、高周波用共振器の共振周
波数の温度特性を改善した高周波誘電体材料と、このよ
うな高周波誘電体材料を用いた共振器とを提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a high frequency dielectric material in which the temperature characteristic of the resonance frequency of the high frequency resonator is improved, and a resonator using such a high frequency dielectric material.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(12)の本発明により達成される。 (1) ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない)し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸カルシウムの含有量が20〜30体積%であ
り、前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘
電率の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜2
90℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10
-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対
する前記ガラスの含有量が50〜80体積%である高周
波誘電体材料。 (2) ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない)し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中のチ
タン酸カルシウムの含有量が20〜33体積%であり、
前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80%である高周波誘電体
材料。 (3) ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない)し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨
材中のチタン酸ストロンチウムの含有量が10〜13体
積%であり、前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃に
おける誘電率の温度係数τεが150〜170ppm/℃、
40〜290℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.
5×10-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス
全体に対する前記ガラスの含有量が50〜80体積%で
ある高周波誘電体材料。 (4) ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない)し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸ストロンチウムの含有量が10〜15体積%
であり、前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃におけ
る誘電率の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40
〜290℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×
10-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体
に対する前記ガラスの含有量が50〜80体積%である
高周波誘電体材料。 (5) ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない)し、前記τεが負の酸化物骨材と
して酸化チタン、また前記τεが正の酸化物骨材として
チタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中の酸化チ
タンの含有量が35〜48体積%であり、前記ガラスの
2GHz 、−40〜125℃における誘電率の温度係数τ
εが150〜170ppm/℃、40〜290℃における平
均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6deg-1 であり、
前記酸化物骨材およびガラス全体に対する前記ガラスの
含有量が50〜80体積%である高周波誘電体材料。 (6) 前記ガラスの組成が、 SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% B23 :10モル%以下およびアルカリ土類金属酸化
物の1種以上:25〜45モル%であるか、または SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% およびアルカリ土類金属酸化物の1種以上:25〜45
モル%である上記(1)ないし(5)のいずれかの高周
波誘電体材料。 (7) 前記ガラスの組成が、SiO2 :50〜70モ
ル%、Al23 :5〜20モル%、B23 :3〜1
0モル%およびアルカリ土類金属酸化物の1種以上:2
5〜45モル%である上記(6)の高周波誘電体材料。 (8) 誘電率の温度係数τεが、−40〜+20ppm/
℃である上記(1)ないし(7)のいずれかの高周波誘
電体材料。 (9) 前記ガラスの軟化点が700〜900℃である
上記(1)ないし(8)のいずれかの高周波誘電体材
料。 (10) 上記(1)ないし(9)のいずれかの高周波
誘電体材料を用いて形成した誘電体層を積層し、少なく
ともこの誘電体層間にストリップ線路を形成したことを
特徴とする共振器。 (11) 2GHz 、−40〜125℃における誘電率の
温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290℃
における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6deg
-1 のガラスと、酸化アルミニウム骨材と、酸化チタン
骨材とを用い、ガラス/(ガラス+骨材)量が50〜8
0体積%、酸化チタン/(酸化チタン+酸化アルミニウ
ム)量が40〜60体積%となるように混合して高周波
誘電体用材料を得、この高周波誘電体用材料を用いて誘
電体層の積層体を形成するとともに、この積層体中に導
体材料のストリップ線路を形成して焼成して共振器を
得、誘電率の温度係数τεが−40〜+20ppm/℃の誘
電体層として共振周波数の温度係数τfを低下させる共
振器の製造方法。 (12) 前記ガラスの組成が、 SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% B23 :10モル%以下およびアルカリ土類金属酸化
物の1種以上:25〜45モル%であるか、またはSi
2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モル%
およびアルカリ土類金属酸化物の1種以上:25〜45
モル%であり、その軟化点が700〜900℃である上
記(11)の共振器の製造方法。
The above objects are achieved by the present invention described in (1) to (12) below. (1) Containing glass, oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of permittivity, and oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of permittivity (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are contained. The content of calcium titanate in the oxide aggregate contains calcium titanate as the oxide aggregate having a negative τε, and magnesium titanate as the oxide aggregate having a positive τε. Is 20 to 30% by volume, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at 2 GHz and -40 to 125 ° C of the glass is 150 to 170 ppm / ° C, 40 to 2
Average thermal expansion coefficient at 90 ° C. is 5.5 to 6.5 × 10
-6 deg -1 , a high frequency dielectric material having a glass content of 50 to 80% by volume with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass. (2) Containing glass, oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of permittivity, and oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of permittivity (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are contained. However, the content of calcium titanate in the oxide aggregate includes calcium titanate as the oxide aggregate having a negative τε and aluminum oxide as the oxide aggregate having a positive τε. 20-33% by volume,
The temperature coefficient τε of the dielectric constant of the glass at 2 GHz and -40 to 125 ° C is 150 to 170 ppm / ° C, 40 to 290.
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
g -1 , and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80%, and the high frequency dielectric material. (3) Containing glass, oxide aggregate having a positive dielectric constant temperature coefficient τε, and oxide aggregate having a negative dielectric constant temperature coefficient τε (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are contained. The content of strontium titanate in the oxide aggregate contains strontium titanate as the oxide aggregate having a negative τε and magnesium titanate as the oxide aggregate having a positive τε. Is 10 to 13% by volume, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at 2 GHz and −40 to 125 ° C. of the glass is 150 to 170 ppm / ° C.,
The average coefficient of thermal expansion at 40 to 290 ° C is 5.5 to 6.
A high frequency dielectric material having a density of 5 × 10 −6 deg −1 and a content of the glass with respect to the entire amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80% by volume. (4) Containing glass, oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of permittivity, and oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of permittivity (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are contained. However, the τε contains strontium titanate as a negative oxide aggregate, and the τε contains aluminum oxide as a positive oxide aggregate, and the content of strontium titanate in the oxide aggregate is 10-15% by volume
And the temperature coefficient τε of the dielectric constant at −40 to 125 ° C. of 2 GHz of the glass is 150 to 170 ppm / ° C., 40
The average coefficient of thermal expansion at 290 ° C. is 5.5 to 6.5 ×
A high frequency dielectric material having a density of 10 −6 deg −1 and a glass content of 50 to 80% by volume with respect to the total amount of the oxide aggregate and glass. (5) Containing glass, oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of permittivity, and oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of permittivity (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are contained. However, it contains titanium oxide as an oxide aggregate having a negative τε and magnesium titanate as an oxide aggregate having a positive τε, and the content of titanium oxide in the oxide aggregate is 35%. ˜48% by volume, and the temperature coefficient τ of the dielectric constant of the above glass at 2 GHz and −40 to 125 ° C.
ε is 150 to 170 ppm / ° C., the average thermal expansion coefficient at 40 to 290 ° C. is 5.5 to 6.5 × 10 −6 deg −1 ,
A high frequency dielectric material, wherein the content of the glass with respect to the oxide aggregate and the entire glass is 50 to 80% by volume. (6) the composition of the glass, SiO 2: 50-70 mol%, Al 2 O 3: 5~20 mol% B 2 O 3: 10 mol% or less and one or more alkaline earth metal oxides: 25 ˜45 mol%, or SiO 2 : 50-70 mol%, Al 2 O 3 : 5-20 mol%, and one or more alkaline earth metal oxides: 25-45
The high frequency dielectric material according to any one of (1) to (5) above, which is in mol%. (7) the composition of the glass, SiO 2: 50-70 mol%, Al 2 O 3: 5~20 mol%, B 2 O 3: 3~1
0 mol% and one or more of alkaline earth metal oxides: 2
The high frequency dielectric material according to (6) above, which is 5 to 45 mol%. (8) Temperature coefficient τε of permittivity is -40 to + 20ppm /
The high frequency dielectric material according to any one of (1) to (7) above, wherein the high temperature dielectric material has a temperature of 0 ° C. (9) The high frequency dielectric material according to any one of (1) to (8), wherein the softening point of the glass is 700 to 900 ° C. (10) A resonator characterized in that a dielectric layer formed by using the high frequency dielectric material according to any one of (1) to (9) is laminated, and a strip line is formed at least between the dielectric layers. (11) Temperature coefficient τε of dielectric constant at -40 to 125 ° C at 2 GHz is 150 to 170 ppm / ° C, 40 to 290 ° C.
Average thermal expansion coefficient at 5.5 to 6.5 × 10 -6 deg
-1 glass, aluminum oxide aggregate, and titanium oxide aggregate, and the glass / (glass + aggregate) amount is 50 to 8
0% by volume and titanium oxide / (titanium oxide + aluminum oxide) amount of 40 to 60% by volume are mixed to obtain a high-frequency dielectric material, and a dielectric layer is laminated using the high-frequency dielectric material. A body is formed, and a strip line made of a conductor material is formed in the laminate and fired to obtain a resonator. The dielectric layer has a temperature coefficient τε of −40 to +20 ppm / ° C. A method for manufacturing a resonator for reducing the coefficient τf. (12) The composition of the glass is as follows: SiO 2 : 50 to 70 mol%, Al 2 O 3 : 5 to 20 mol% B 2 O 3 : 10 mol% or less, and one or more alkaline earth metal oxides: 25 ~ 45 mol% or Si
O 2: 50-70 mol%, Al 2 O 3: 5~20 mol%
And one or more alkaline earth metal oxides: 25 to 45
The method for producing a resonator according to (11) above, wherein the resonator has a softening point of 700 to 900 ° C. in mol%.

【0007】[0007]

【0008】[0008]

【0009】[0009]

【0010】[0010]

【0011】[0011]

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】[0015]

【0016】[0016]

【0017】[0017]

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【作用】本発明では、誘電率の温度係数τεが正の酸化
物骨材と、τεが負の酸化物骨材と、ガラスとを所定の
配合比に混合して高周波誘電体材料を構成し、高周波誘
電体材料のτεを零に近づける。このような高周波誘電
体材料を用いることにより共振器の共振周波数の温度係
数τfを零に近づけることができる。このため、高周波
領域、例えば周波数0.5GHz 以上で使用しても温度変
化による共振周波数の変動が小さい高周波用共振器が実
現する。
In the present invention, an oxide aggregate having a positive dielectric constant temperature coefficient τε, an oxide aggregate having a negative τε, and glass are mixed at a predetermined mixing ratio to form a high frequency dielectric material. , Τε of the high frequency dielectric material is brought close to zero. By using such a high frequency dielectric material, the temperature coefficient τf of the resonance frequency of the resonator can be brought close to zero. Therefore, a high-frequency resonator in which fluctuations in resonance frequency due to temperature changes are small even when used in a high-frequency region, for example, at a frequency of 0.5 GHz or higher, is realized.

【0020】[0020]

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
Specific Structure The specific structure of the present invention will be described in detail below.

【0021】本発明の高周波誘電体材料は、1000℃
程度以下、例えば800〜1000℃程度の低温で焼成
でき、周波数0.5GH以上、例えば0.5GHz 〜2GH
z の高周波領域で使用される共振器の基板材料であり、
ガラスと、酸化物骨材とを含有する。酸化物骨材として
は、誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材と、τεが
負の酸化物骨材とを用いる。
The high frequency dielectric material of the present invention is 1000 ° C.
Can be fired at a low temperature of about 800 to 1000 ° C., and a frequency of 0.5 GH or more, for example, 0.5 GHz to 2 GH
It is a substrate material of the resonator used in the high frequency region of z,
It contains glass and oxide aggregate. As the oxide aggregate, an oxide aggregate having a positive dielectric constant temperature coefficient τε and an oxide aggregate having a negative τε are used.

【0022】τεが正の酸化物骨材としては、例えばチ
タン酸マグネシウム(MgTiO3)、酸化アルミニウ
ム(Al23 )、R2 Ti27 (Rはランタノイド
元素の1種以上)、Ca2 Nb27 、SrZrO3
を挙げることができ、これらを単独で用いても、2種以
上併用してもよいが、このうち焼成の際ガラスと反応し
にくい等の点から、MgTiO3 、Al23 、R2
27 およびSrZrO3 の1種以上、特にMgTi
3 またはAl23 が好ましい。これらの2GHz での
−40〜125℃におけるτεは80〜300ppm /℃
程度であり、MgTiO3 のτεは+100ppm/℃程
度、Al23 のτεは120ppm /℃程度である。
Examples of oxide aggregates having a positive τε include magnesium titanate (MgTiO 3 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), R 2 Ti 2 O 7 (R is one or more lanthanoid elements), Ca 2 Nb 2 O 7 , SrZrO 3 and the like can be mentioned, and these may be used alone or in combination of two or more, but among them, MgTiO 3 is difficult to react with glass during firing. , Al 2 O 3 , R 2 T
One or more of i 2 O 7 and SrZrO 3 , especially MgTi
O 3 or Al 2 O 3 are preferred. Τε at -40 to 125 ℃ at these 2GHz is 80 to 300ppm / ℃
The τε of MgTiO 3 is about +100 ppm / ° C, and the τε of Al 2 O 3 is about 120 ppm / ° C.

【0023】また、これらの40〜290℃における平
均熱膨張係数αは6〜12×10-6deg-1 、特に6〜1
0×10-6deg-1 程度であり、MgTiO3 のαは9.
7×10-6deg-1 程度、Al23 のαは7.2×10
-6deg-1 程度である。
The average coefficient of thermal expansion α at 40 to 290 ° C. is 6 to 12 × 10 -6 deg -1 , especially 6 to 1
It is about 0 × 10 −6 deg −1 , and α of MgTiO 3 is 9.
About 7 × 10 −6 deg −1 , α of Al 2 O 3 is 7.2 × 10
It is about -6 deg -1 .

【0024】また、τεが負の酸化物骨材としては、例
えばチタン酸カルシウム(CaTiO3 )、チタン酸ス
トロンチウム(SrTiO3 )、酸化チタン(TiO
2 )、SnO2 ・TiO2 、ZrTiO4 、Ba2 Ti
920、Sr2 Nb27 、SrSnO3 等を挙げるこ
とができ、これらを単独で用いても2種以上併用しても
よいが、このうち焼成の際ガラスと反応しにくい等の点
からCaTiO3 、SrTiO3 およびTiO2 の1種
以上が好ましい。これらの2GHz でのτεは−30〜−
4000ppm /℃程度であり、CaTiO3 のτεは−
1600/℃程度、SrTiO3 のτεは−3400/
℃程度、TiO2 のτεは−920ppm /℃程度であ
る。
As the oxide aggregate having a negative τε, for example, calcium titanate (CaTiO 3 ), strontium titanate (SrTiO 3 ), titanium oxide (TiO 2).
2 ), SnO 2 · TiO 2 , ZrTiO 4 , Ba 2 Ti
9 O 20 , Sr 2 Nb 2 O 7 , SrSnO 3 and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more, but among them, it is difficult to react with glass during firing. Therefore, at least one of CaTiO 3 , SrTiO 3 and TiO 2 is preferable. Τε at these 2 GHz is -30 to-
It is about 4000 ppm / ° C., and τε of CaTiO 3 is −
1600 / ° C, τε of SrTiO 3 is -3400 /
° C. approximately, Tauipushiron of TiO 2 is approximately -920ppm / ℃.

【0025】また、これらの40〜290℃における平
均熱膨張係数αは6〜12×10-6deg-1 程度であり、
CaTiO3 のαは11.2×10-6deg-1 程度、Sr
TiO3 のαは9.4×10-6deg-1 程度、TiO2
αは7.1×10-6deg-1 程度である。
The average thermal expansion coefficient α at 40 to 290 ° C. is about 6 to 12 × 10 -6 deg -1 .
Α of CaTiO 3 is about 11.2 × 10 -6 deg -1 , Sr
The α of TiO 3 is about 9.4 × 10 −6 deg −1 , and the α of TiO 2 is about 7.1 × 10 −6 deg −1 .

【0026】これらの場合、用いる酸化物骨材は、化学
量論組成から多少偏倚した組成であってもよく、偏倚し
た組成のものとの混合物、あるいは偏倚した組成のもの
同志の混合物であってもよい。なお、この出願の先願で
ある特開平4−82297号にはAl23 とTiO2
との併用によって、共振周波数の温度係数τfを小さな
ものとする旨の提案がなされている。そこで、この出願
で請求する高周波誘電体材料からは、この併用組み合せ
を除く。ただし、この併用組み合せに関する特殊な使用
方法についての提案は行う。
In these cases, the oxide aggregate to be used may have a composition slightly deviated from the stoichiometric composition, or a mixture with a composition deviated from the stoichiometric composition or a mixture of compounds having a composition deviated from each other. Good. Incidentally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-82297, which is a prior application of this application, describes Al 2 O 3 and TiO 2
It has been proposed that the temperature coefficient τf of the resonance frequency be made small by the combined use with. Therefore, this combination is excluded from the high-frequency dielectric material claimed in this application. However, we will propose a special use method for this combination.

【0027】本発明において、τεが正の酸化物骨材
と、τεが負の酸化物骨材との混合比には特に制限がな
く、用いる酸化物骨材のτε、ガラスのτε、酸化物骨
材とガラスとの含有比等に応じ、高周波誘電体材料のτ
εが所定値に近づくように、すなわち共振器の共振周波
数の温度係数τf が零に近づくように適宜決定すればよ
い。
In the present invention, the mixing ratio of the oxide aggregate having a positive τε and the oxide aggregate having a negative τε is not particularly limited, and τε of the oxide aggregate to be used, τε of the glass, and the oxide are used. Depending on the content ratio of aggregate and glass, τ of high frequency dielectric material
It may be appropriately determined so that ε approaches a predetermined value, that is, the temperature coefficient τf of the resonance frequency of the resonator approaches zero.

【0028】酸化物骨材の平均粒径には特に制限はない
が、0.5〜3μm 程度が好ましい。前記範囲未満では
シート形成が困難となり、前記範囲を超えると共振器素
体の強度不足となってくる。
The average particle size of the oxide aggregate is not particularly limited, but is preferably about 0.5 to 3 μm. If it is less than the above range, it becomes difficult to form a sheet, and if it exceeds the above range, the strength of the resonator element body becomes insufficient.

【0029】本発明の高周波誘電体材料は、前記のとお
り1000℃以下で焼成されるため、ガラスには軟化点
が700〜900℃程度のガラスを用いることが好まし
い。軟化点が900℃を超えると1000℃以下の温度
での焼成が困難となり、軟化点が700℃未満では、シ
ート成形時のバインダーが抜けにくく、絶縁性に問題が
出てくる。
Since the high frequency dielectric material of the present invention is fired at 1000 ° C. or lower as described above, it is preferable to use glass having a softening point of about 700 to 900 ° C. If the softening point exceeds 900 ° C, firing at a temperature of 1000 ° C or less becomes difficult, and if the softening point is less than 700 ° C, the binder is hard to come off at the time of sheet molding, and the insulating property becomes a problem.

【0030】用いるガラスの組成には特に制限はない
が、1000℃以下の焼成温度で高強度の基板が得られ
る等の点から、下記の組成が好ましい。
The composition of the glass used is not particularly limited, but the following composition is preferable from the viewpoint of obtaining a high-strength substrate at a firing temperature of 1000 ° C. or lower.

【0031】 SiO2 :50〜70モル% Al23 :5〜20モル% アルカリ土類金属酸化物の1種以上:25〜45モル
%、 B23 :0〜10モル%、
SiO 2 : 50 to 70 mol% Al 2 O 3 : 5 to 20 mol% One or more alkaline earth metal oxides: 25 to 45 mol%, B 2 O 3 : 0 to 10 mol%,

【0032】この場合、記アルカリ土類金属酸化物とし
ては、SrO、CaOおよびMgOの1種以上、特に前
記3種を併用することが好ましく、3種を併用する場
合、SrOの含有量は15〜30モル%、CaOの含有
量は1〜8モル%、MgOの含有量は1〜7モル%が好
ましい。
In this case, as the alkaline earth metal oxide, it is preferable to use one or more kinds of SrO, CaO and MgO, especially the above-mentioned three kinds in combination, and when using three kinds in combination, the content of SrO is 15. The content of CaO is preferably 30 mol%, the content of CaO is 1 to 8 mol%, and the content of MgO is preferably 1 to 7 mol%.

【0033】このような組成のガラスの40〜290℃
における平均熱膨張係数αは、5.5〜6.5×10-6
deg-1 程度であり、周波数2GHz 、−40〜125℃に
おける誘電率の温度係数τεは、150〜170ppm/℃
程度である。そして、このようなガラスを用いたときの
誘電体材料ないし誘電体層のτεの低減のさせ方、およ
び共振器のτfの低下のさせ方については、前記公報に
示されていない。
The glass having such a composition has a temperature of 40 to 290 ° C.
The average coefficient of thermal expansion α is 5.5 to 6.5 × 10 −6
deg -1 and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at a frequency of 2 GHz and -40 to 125 ° C is 150 to 170 ppm / ° C.
It is a degree. The above publication does not disclose how to reduce τε of the dielectric material or the dielectric layer and how to reduce τf of the resonator when such glass is used.

【0034】軟化点や熱膨張係数αは、示差熱膨張計を
用いて測定すればよい。また、τεは、実際に誘電体共
振器を作製し、共振周波数の温度係数τfを求め、下記
式から算出して求める。 式 τε=−2(τf+α)
The softening point and the coefficient of thermal expansion α may be measured using a differential thermal dilatometer. Further, τε is obtained by actually manufacturing a dielectric resonator, obtaining the temperature coefficient τf of the resonance frequency, and calculating from the following formula. Formula τε = -2 (τf + α)

【0035】この場合、τfは、恒温槽を用い、−50
℃〜+50℃、10℃きざみで共振周波数を測定して求
める。この他、例えば、1.4mm角、60mm程度の所定
の形状のサンプルとしたのち、摂動法で誘電率を求め、
これからτεを算出してもよい。これらの場合、酸化物
骨材やガラスのαやτεは骨材単独の焼結体やガラスを
用いて測定すればよい。
In this case, τf is −50, using a constant temperature bath.
The resonance frequency is measured in steps of ℃ to +50 ℃ and 10 ℃. In addition to this, for example, a sample having a predetermined shape of about 1.4 mm square and about 60 mm is prepared, and then the dielectric constant is obtained by the perturbation method.
Τε may be calculated from this. In these cases, α and τε of the oxide aggregate or glass may be measured using a sintered body or glass of the aggregate alone.

【0036】ガラスの平均粒径には特に制限はないが、
通常成形性等を考慮して1〜2.5μm 程度のものを用
いる。
The average particle size of the glass is not particularly limited,
Usually, in consideration of moldability and the like, one having a size of about 1 to 2.5 μm is used.

【0037】酸化物骨材およびガラス全体に対するガラ
スの含有量は、50〜80体積%、特に65〜75体積
%が好ましい。少なすぎると、焼結性が悪化し、多すぎ
ると誘電体の抗析強度が低下してくる。
The content of glass with respect to the oxide aggregate and the whole glass is preferably 50 to 80% by volume, particularly preferably 65 to 75% by volume. If the amount is too small, the sinterability deteriorates, and if the amount is too large, the dielectric strength of the dielectric decreases.

【0038】また、前記組成のガラス(τε>0)を用
いる際、Al23 骨材(τε>0)と、TiO2 骨材
(τε<0)とを用いるときには、Al23 骨材およ
びTiO2 骨材全体に対するTiO2 骨材の含有量は4
0〜60体積%、特に45〜55体積%が好ましい。T
iO2 骨材の含有量が前記範囲を超えると、高周波誘電
体材料のτεが小さくなりすぎ、例えば−40ppm/℃未
満になり、TiO2 の含有量が前記範囲未満では、高周
波誘電体材料のτεが大きく成りすぎ、例えば20ppm/
℃を超えてしまう。
When glass (τε> 0) having the above composition is used, when Al 2 O 3 aggregate (τε> 0) and TiO 2 aggregate (τε <0) are used, Al 2 O 3 aggregate is used. The content of TiO 2 aggregate is 4 with respect to the total aggregate and TiO 2 aggregate.
0 to 60% by volume, particularly 45 to 55% by volume is preferable. T
When the content of iO 2 aggregate exceeds the above range, too small τε of the high-frequency dielectric materials, for example, less than -40 ppm / ° C., the content of TiO 2 is less than the above range, the high-frequency dielectric material τε becomes too large, for example, 20ppm /
It exceeds ℃.

【0039】また、MgTiO3 またはAl23 の骨
材(τε>0)と、CaTiO3 骨材(τε<0)とを
用いるが、このときには酸化物骨材中のCaTiO3
有量は、同様の理由で、MgTiO3 の場合が、20〜
30体積%、Al23 の場合が20〜33体積%であ
る。さらに、MgTiO3 またはAl23 の骨材(τ
ε>0)とSrTiO3 骨材(τε<0)とを用いる。
酸化物骨材中のSrTiO3 含有量は、同様の理由で、
MgTiO3 の場合が10〜13体積%、Al23
場合が10〜15体積%である。さらにはMgTiO3
骨材(τε>0)とTiO2 骨材(τε<0)との組み
合せも好ましいが、酸化物骨材中のTiO2 含有量は、
同様の理由で35〜48体積%である。
Further, an aggregate (τε> 0) of MgTiO 3 or Al 2 O 3 and a CaTiO 3 aggregate (τε <0) are used. At this time, the CaTiO 3 content in the oxide aggregate is For the same reason, in the case of MgTiO 3 ,
30% by volume, and in the case of Al 2 O 3 , it is 20 to 33% by volume. Furthermore, an aggregate of MgTiO 3 or Al 2 O 3
ε> 0) and SrTiO 3 aggregate (τε <0) are used.
For the same reason, the SrTiO 3 content in the oxide aggregate is
In the case of MgTiO 3 , it is 10 to 13 volume%, and in the case of Al 2 O 3 , it is 10 to 15 volume%. Furthermore, MgTiO 3
A combination of aggregate (τε> 0) and TiO 2 aggregate (τε <0) is also preferable, but the TiO 2 content in the oxide aggregate is
For the same reason, it is 35 to 48% by volume.

【0040】このように本発明では、ガラスのτεや
α、ガラスの含有量、τε>0の酸化物骨材のτεや
α、τε<0の酸化物骨材のτεやα等に応じて、τε
>0の酸化物骨材と、τε<0の酸化物骨材との体積比
を所定の値に調整することにより、高周波誘電体材料の
τεを所定値に近づけ、共振器のτfを小さなものとす
るのである。
As described above, according to the present invention, τε and α of glass, the content of glass, τε and α of oxide aggregates with τε> 0, and τε and α of oxide aggregates with τε <0. , Τε
By adjusting the volume ratio of the oxide aggregate of> 0 and the oxide aggregate of τε <0 to a predetermined value, τε of the high frequency dielectric material is brought close to a predetermined value, and τf of the resonator is small. And

【0041】この場合、高周波誘電体材料の周波数2GH
z 、−40〜125℃における誘電率の温度係数τεを
−40〜20ppm/℃、特に−25〜+5ppm/℃とするこ
とが好ましく、理想的には、τε=−2(τf+α)の
式に従ってτf=0になるτεが好ましい。例えば、誘
電体のαが6.0×10-6deg-1 程度の場合、τεは−
12ppm/℃程度が好ましい。なお、τfとしては−15
〜+15ppm/℃、特に−10〜+10ppm/℃、さらには
−5〜+5ppm/℃とすることができる。また、本発明の
高周波誘電体材料を焼結して得られる誘電体層ないし基
板の40〜290℃における平均熱膨張係数αは6.3
〜6.7×10-6deg-1 程度、比誘電率は8〜20、特
に8〜12、さらには10〜11程度である。
In this case, the frequency of the high frequency dielectric material is 2 GH.
z, the temperature coefficient τε of the dielectric constant at -40 to 125 ° C is preferably -40 to 20 ppm / ° C, particularly -25 to +5 ppm / ° C, and ideally, according to the equation of τε = -2 (τf + α) It is preferable that τε is such that τf = 0. For example, when the dielectric material α is about 6.0 × 10 −6 deg −1 , τε is −
About 12 ppm / ° C is preferable. Note that τf is -15
It can be up to +15 ppm / ° C, particularly -10 to +10 ppm / ° C, and further -5 to +5 ppm / ° C. Further, the average thermal expansion coefficient α at 40 to 290 ° C. of the dielectric layer or substrate obtained by sintering the high frequency dielectric material of the present invention is 6.3.
˜6.7 × 10 −6 deg −1 and a relative dielectric constant of 8 to 20, especially 8 to 12, and further 10 to 11.

【0042】このような高周波誘電体材料は、焼結前ビ
ヒクルを加えてスラリーとされる。ビヒクルとしては、
エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル
樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネ
オール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセ
テート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン
等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げ
られ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択
される。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスの合
計量100重量部に対し、65〜85重量%程度とする
ことが好ましい。
Such a high frequency dielectric material is made into a slurry by adding a vehicle before sintering. As a vehicle,
Ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, binder such as butyl methacrylate, terpineol, butyl carbitol, butyl carbitol acetate, acetate, toluene, alcohol, solvents such as xylene, other various dispersants, activators, plasticizers and the like. Any of these is selected as appropriate according to the purpose. The amount of the vehicle added is preferably about 65 to 85% by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the oxide aggregate and the glass.

【0043】次に、本発明の高周波誘電体材料を用いて
誘電体層を形成した共振器を有する電圧制御発振器(V
CO)について、図1に示される好適例に従って説明す
る。なお、図1は、電圧制御発振器の部分断面図であ
る。
Next, a voltage controlled oscillator (V having a resonator in which a dielectric layer is formed by using the high frequency dielectric material of the present invention (V
CO) will be described according to the preferred example shown in FIG. 1 is a partial sectional view of the voltage controlled oscillator.

【0044】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器1
は、周波数0.5GHz 以上、特に0.5〜2GHz で使用
されるものであり、図示されるように誘電体層21、2
3、25、27を積層一体化した積層体2を有し、少な
くともこの積層体2の誘電体層23、25間にストリッ
プ線路3を有する。ストリップ線路の形状、寸法、数等
には特に制限がなく、目的等に応じて適宜決定すればよ
い。
Voltage controlled oscillator 1 using the resonator of the present invention
Is used at a frequency of 0.5 GHz or more, particularly 0.5 to 2 GHz.
It has a laminated body 2 in which 3, 25 and 27 are laminated and integrated, and a strip line 3 is provided at least between the dielectric layers 23 and 25 of this laminated body 2. The shape, size, number, etc. of the strip lines are not particularly limited and may be appropriately determined according to the purpose and the like.

【0045】また、誘電体層23、25間には、必要に
応じて内部導体7が形成される。この場合内部導体7
は、例えば、コイルの導体、コンデンサの電極等種々の
目的や用途に応じて所望のパターンに形成される。
An internal conductor 7 is formed between the dielectric layers 23 and 25, if necessary. In this case, the inner conductor 7
Are formed into desired patterns according to various purposes and uses such as coil conductors and capacitor electrodes.

【0046】また、誘電体層23、21間および誘電体
層27上にはグランドプレーン4が形成されている。こ
の場合、グランドプレーン4、4間にストリップ線路3
を位置させる。
A ground plane 4 is formed between the dielectric layers 23 and 21 and on the dielectric layer 27. In this case, the strip line 3 is placed between the ground planes 4 and 4.
Position.

【0047】また、積層体2上には外部導体6が形成さ
れ、この外部導体6と、前記ストリップ線路3、グラン
ドプレーン4および内部導体7とがそれぞれスルホール
5内の導体を介して電気的に接続される。
An outer conductor 6 is formed on the laminate 2, and the outer conductor 6 and the strip line 3, the ground plane 4, and the inner conductor 7 are electrically connected to each other through the conductors in the through holes 5. Connected.

【0048】ストリップ線路3、グランドプレーン4、
内部導体7およびスルーホール5内の導体には、それぞ
れ、導電性が良いこと等を優先させる点からAgまたは
Cuを主体とする導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空
気中で焼成する場合にはAgを用いることが好ましい。
また、外部導体6には、耐マイグレーション性、半田喰
われ性、半田濡れ性等の点からAgまたはCuを主体と
する導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空気中で焼成す
る場合にはAgと、Pdおよび/またはPtとを含有す
る導体を用いることが好ましい。
Strip line 3, ground plane 4,
The internal conductor 7 and the conductor in the through hole 5 are made of Ag or Cu as a main component, particularly Ag in the case of firing in an oxygen-containing atmosphere, for example, air, in order to give priority to good conductivity and the like. Is preferably used.
In addition, the outer conductor 6 is a conductor mainly composed of Ag or Cu from the viewpoint of migration resistance, solder erosion resistance, solder wettability, etc., particularly Ag when firing in an oxygen-containing atmosphere, for example, air, It is preferable to use a conductor containing Pd and / or Pt.

【0049】このような共振器は、例えば以下のように
して製造する。まず、内部導体用ペーストおよび外部導
体用ペーストをそれぞれ作製する。これらのペースト
は、導電粒子と、導電粒子に対し、1〜5重量%程度の
ガラスフリットと、ビヒクルとを含有する。次いで、誘
電体層材料となるグリーンシートを作製する。この場
合、前述した本発明の高周波誘電体材料のスラリーを用
い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製す
る。
Such a resonator is manufactured, for example, as follows. First, an internal conductor paste and an external conductor paste are prepared. These pastes contain conductive particles, about 1 to 5% by weight of the glass frit with respect to the conductive particles, and a vehicle. Next, a green sheet to be a dielectric layer material is produced. In this case, the slurry of the high frequency dielectric material of the present invention described above is used to prepare a predetermined number of sheets by, for example, the doctor blade method.

【0050】次いで、グリーンシート上にパンチングマ
シーンや金型プレスを用いてスルーホール5を形成し、
その後、内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、
例えばスクリーン印刷法により印刷し、所定のパターン
の内部導体7、ストリップ線路3、グランドプレーン4
を形成するとともにスルーホール5内に充填する。
Then, through holes 5 are formed on the green sheet by using a punching machine or a die press,
After that, paste the internal conductor paste on each green sheet,
For example, the inner conductor 7, the strip line 3, and the ground plane 4 having a predetermined pattern are printed by screen printing.
And the inside of the through hole 5 is filled.

【0051】次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱
プレス(約40〜120℃、50〜1000Kgf/cm2)を
加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バ
インダー処理、切断用溝の形成等を行なう。
Then, the green sheets are superposed on each other, and hot press (about 40 to 120 ° C., 50 to 1000 Kgf / cm 2 ) is added to form a laminate of the green sheets. Forming etc.

【0052】次いで、グリーンシートの積層体を通常空
気中で、1000℃程度以下、特に800〜1000℃
程度の温度で10分間程度焼成、一体化し、誘電体層2
3、25間にストリップ線路3が形成された共振器を得
る。そして、外部導体用ペーストをスクリーン印刷法等
により印刷し、焼成して外部導体6を形成する。この場
合、好ましくは、これら外部導体6を誘電体層21、2
3、25、27と一体同時焼成して形成する。
Next, the laminate of green sheets is ordinarily in the air at about 1000 ° C. or less, particularly 800 to 1000 ° C.
Approximately 10 minutes at a temperature of about 10 minutes, and integrated to form the dielectric layer 2
A resonator in which the strip line 3 is formed between 3 and 25 is obtained. Then, the outer conductor paste is printed by a screen printing method or the like and fired to form the outer conductor 6. In this case, preferably, the outer conductors 6 are connected to the dielectric layers 21, 2
It is formed by co-firing with 3, 25, and 27.

【0053】その後、所定の表面実装部品8を外部導体
6に半田付けし、必要に応じ、絶縁被覆層を形成して図
2に示す電圧制御発振器(VCO)1が得られる。
After that, a predetermined surface mount component 8 is soldered to the outer conductor 6, and an insulating coating layer is formed if necessary, so that the voltage controlled oscillator (VCO) 1 shown in FIG. 2 is obtained.

【0054】上述した共振器は、本発明の1例であり、
少なくとも誘電体層間にTEM線路等のストリップ線路
を有し、周波数0.5GHz 以上で使用されるものであれ
ば特に制限がなく種々のものであってよい。この場合共
振周波数は通常0.5〜2GHz 程度とする。具体的に
は、本発明の共振器は、ハイパスフィルタ、ローパスフ
ィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーション
フィルタ等の各種フィルタ、これらのフィルタを組み合
わせた分波フィルタ、ディプレクサ、電圧制御発振器等
に応用が可能である。
The above-mentioned resonator is an example of the present invention,
There is no particular limitation as long as it has a strip line such as a TEM line between dielectric layers and is used at a frequency of 0.5 GHz or more, and various types may be used. In this case, the resonance frequency is usually about 0.5 to 2 GHz. Specifically, the resonator of the present invention can be applied to various filters such as a high-pass filter, a low-pass filter, a band-pass filter, and a band elimination filter, a demultiplexer combining these filters, a diplexer, a voltage-controlled oscillator, and the like. It is possible.

【0055】[0055]

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples of the present invention.

【0056】実施例1 平均粒径1.9μm のガラス粒子:70体積%、平均粒
径1.5μm のAl23 粒子:15体積%および平均
粒径1.0μm のTiO2 粒子:15体積%を有する本
発明の高周波誘電体材料No. 1を作製した。そしてこの
高周波誘電体材料100重量部に対し、ビヒクルを73
重量部添加し、ボールミルで混合してスラリー化し、ス
ラリーを得た。ビヒクルには、バインダとしてアクリル
系樹脂、溶剤としてエチルアルコールおよびトルエン、
可塑剤としてフタル酸エステルを用いた。また、ガラス
粒子の組成は、SiO2 :62モル%、Al23 :8
モル%、B23 :3モル%、SrO:20モル%、C
aO:4モル%、MgO:3モル%であり、軟化点は8
15℃であった。
Example 1 Glass particles having an average particle diameter of 1.9 μm: 70% by volume, Al 2 O 3 particles having an average particle diameter of 1.5 μm: 15% by volume, and TiO 2 particles having an average particle diameter of 1.0 μm: 15 volume % High frequency dielectric material No. 1 of the present invention was prepared. Then, a vehicle is added to the high frequency dielectric material 100 parts by weight.
Parts by weight were added, and mixed by a ball mill to form a slurry to obtain a slurry. The vehicle, acrylic resin as a binder, ethyl alcohol and toluene as a solvent,
Phthalates were used as plasticizers. The composition of the glass particles is SiO 2 : 62 mol%, Al 2 O 3 : 8.
Mol%, B 2 O 3 : 3 mol%, SrO: 20 mol%, C
aO: 4 mol%, MgO: 3 mol%, and a softening point of 8
It was 15 ° C.

【0057】なお、Al23 、TiO2 およびガラス
をそれぞれ単独で焼結し、αと2GHz での比誘電率ε
r 、τεを求めたところ、Al23 のαは7.2×1
-6deg-1 、τεは、+120ppm /℃、εr は9.
8、TiO2 のαは7.1×10-6deg-1 、τεは−9
20ppm /℃、εr は104、ガラスのαは6.0×1
-6deg-1 、τεは+160ppm /℃、εr は6.5で
あった。
It should be noted that Al 2 O 3 , TiO 2 and glass were separately sintered to obtain α and a relative dielectric constant ε at 2 GHz.
When r and τε were obtained, α of Al 2 O 3 was 7.2 × 1
0 -6 deg -1 , τε is +120 ppm / ° C, ε r is 9.
8, α of TiO 2 was 7.1 × 10 −6 deg −1 , and τε was −9.
20ppm / ℃, ε r is 104, α of glass is 6.0 × 1
0 -6 deg -1 , τε was +160 ppm / ° C, and ε r was 6.5.

【0058】この高周波誘電体材料のペーストを用い、
ドクターブレード法により厚さ0.25mmのグリーンシ
ートを作製した。
Using this high frequency dielectric material paste,
A green sheet having a thickness of 0.25 mm was produced by the doctor blade method.

【0059】次いで各グリーンシートにAg内部導体ペ
ーストをスクリーン印刷法により印刷し、ストリップ線
路、グランドプレーンを形成した後、熱プレスにより積
層してグリーンシート積層体を得た。そして、この積層
体を脱脂後、空気中で温度900℃で10分間同時焼成
した。
Next, each green sheet was printed with Ag internal conductor paste by a screen printing method to form a strip line and a ground plane, and then laminated by hot pressing to obtain a green sheet laminate. Then, after degreasing this laminated body, it was cofired in air at a temperature of 900 ° C. for 10 minutes.

【0060】次いで、グランドプレーン用Agペースト
をスクリーン印刷法により印刷し、空気中で温度850
℃で10分間焼成して共振周波数約2GHz の共振器サン
プルNo. 1を得た。サンプルNo. 1の寸法は10mm×1
0mm×2mmであった。
Then, a ground plane Ag paste is printed by a screen printing method, and the temperature is set to 850 in air.
The sample was fired at 10 ° C. for 10 minutes to obtain a resonator sample No. 1 having a resonance frequency of about 2 GHz. Sample No. 1 dimensions are 10 mm x 1
It was 0 mm x 2 mm.

【0061】また、比較用に、高周波誘電体材料No. 1
において、Al23 粒子:15体積%およびTiO2
粒子:15体積%の混合酸化物骨剤を、Al23
子:30体積%に換えた他は同様にして高周波誘電体材
料No. 2を得た。そして、共振器サンプルNo. 1におい
て、高周波誘電体材料No. 2を用いた他は同様にして、
共振周波数約2GHz の共振器サンプルNo. 2を作製し
た。サンプルNo. 2の寸法は10mm×10mm×2mmであ
った。
For comparison, high frequency dielectric material No. 1
In, Al 2 O 3 particles: 15% by volume and TiO 2
High frequency dielectric material No. 2 was obtained in the same manner except that the mixed oxide bone agent of particles: 15% by volume was replaced with Al 2 O 3 particles: 30% by volume. Then, in the resonator sample No. 1, except that the high frequency dielectric material No. 2 was used,
A resonator sample No. 2 having a resonance frequency of about 2 GHz was produced. The dimensions of Sample No. 2 were 10 mm x 10 mm x 2 mm.

【0062】得られた各サンプルの−40〜125℃に
おける共振周波数の温度係数τfを求めたところ表1に
示されるとおりであった。
The temperature coefficient .tau.f of the resonance frequency at -40 to 125.degree. C. of each of the obtained samples was obtained, and it was as shown in Table 1.

【0063】また、各高周波誘電体材料を焼結して得ら
れた誘電体層の熱膨張係数αを求め、下記式から誘電率
の温度係数τεを算出したところ−40〜125℃にお
けるτεおよび平均熱膨張係数αは表1に示されるとお
りであった。 式: τε=−2(τf+α)
Further, the coefficient of thermal expansion α of the dielectric layer obtained by sintering each high-frequency dielectric material was obtained, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant was calculated from the following equation. Τε at -40 to 125 ° C and The average thermal expansion coefficient α was as shown in Table 1. Formula: τε = -2 (τf + α)

【0064】また、各高周波誘電体材料の周波数2GHz
、25℃における比誘電率εr を摂動法により求めた
ところ表1に示されるとおりであった。
The frequency of each high frequency dielectric material is 2 GHz.
The relative permittivity ε r at 25 ° C. was calculated by the perturbation method and was as shown in Table 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
From the results shown in Table 1, the effect of the present invention is clear.

【0067】実施例2 実施例1のAl23 、TiO2 およびガラスの粒子に
加え、平均粒径2.0μm CaTiO3 (τε=−16
00ppm /℃、α=11.2×10-6deg-1 )、平均粒
径2.0μm のSrTiO3 (τε=−3400ppm /
℃、α=9.4×10-6deg-1 )、平均粒径2.0μm
のMgTiO3 (τε=+100ppm /℃、α=9.7
×10-6deg-1 )を用い、これを表2に示される混合比
で混合し、実施例1と同様にして共振器を得た。結果を
表2に示す。
Example 2 In addition to the Al 2 O 3 , TiO 2 and glass particles of Example 1, an average particle size of 2.0 μm CaTiO 3 (τε = −16).
00 ppm / ° C., α = 11.2 × 10 −6 deg −1 ), SrTiO 3 having an average particle size of 2.0 μm (τε = −3400 ppm /
℃, α = 9.4 × 10 -6 deg -1 ), average particle size 2.0 μm
MgTiO 3 (τε = + 100 ppm / ° C., α = 9.7
X 10 -6 deg -1 ) was used and mixed at the mixing ratio shown in Table 2, and a resonator was obtained in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

【0068】[0068]

【表2】 [Table 2]

【0069】表2に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
From the results shown in Table 2, the effect of the present invention is clear.

【0070】[0070]

【発明の効果】本発明の共振器は、温度変化による共振
周波数の変動が小さい。
According to the resonator of the present invention, the fluctuation of the resonance frequency due to the temperature change is small.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器が示さ
れる部分断面図である。
FIG. 1 is a partial sectional view showing a voltage controlled oscillator using a resonator of the present invention.

【図2】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器が示さ
れる斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a voltage controlled oscillator using the resonator of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電圧制御発振器 2 積層体 21、23、25、27 誘電体層 3 ストリップ線路 4 グランドプレーン 5 スルーホール 6 外部導体 7 内部導体 8 表面実装部品 1 Voltage controlled oscillator 2 laminate 21, 23, 25, 27 Dielectric layer 3 strip lines 4 ground plane 5 through holes 6 outer conductor 7 Inner conductor 8 Surface mount components

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 3/02 C04B 35/495 H01P 7/10 H01P 11/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01B 3/02 C04B 35/495 H01P 7/10 H01P 11/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない)し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸カルシウム、
また前記τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグネシ
ウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸カルシウムの含
有量が20〜30体積%であり、 前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80体積%である高周波誘
電体材料。
1. Containing glass, oxide aggregate having a positive dielectric constant temperature coefficient τε, and oxide aggregate having a negative dielectric constant temperature coefficient τε (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are used together). Calcium titanate as an oxide aggregate having a negative τε,
Further, the τε contains magnesium titanate as a positive oxide aggregate, the content of calcium titanate in the oxide aggregate is 20 to 30% by volume, and the glass at 2 GHz, at -40 to 125 ° C. Dielectric constant temperature coefficient τε is 150-170ppm / ℃, 40-290
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
The high frequency dielectric material is g −1 , and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80% by volume.
【請求項2】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない)し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸カルシウム、
また前記τεが正の酸化物骨材として酸化アルミニウム
を含有し、酸化物骨材中のチタン酸カルシウムの含有量
が20〜33体積%であり、 前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80%である高周波誘電体
材料。
2. Containing glass, oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of permittivity, and oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of permittivity (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are included). Calcium titanate as an oxide aggregate having a negative τε,
Further, the τε contains aluminum oxide as a positive oxide aggregate, the content of calcium titanate in the oxide aggregate is 20 to 33% by volume, and the dielectric constant of the glass at 2 GHz and -40 to 125 ° C. Coefficient of temperature τε is 150-170ppm / ℃, 40-290
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
g -1 , and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80%, and the high frequency dielectric material.
【請求項3】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない)し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸ストロンチウ
ム、また前記τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグ
ネシウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸ストロンチ
ウムの含有量が10〜13体積%であり、 前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80体積%である高周波誘
電体材料。
3. Containing glass, an oxide aggregate having a positive dielectric constant temperature coefficient τε, and an oxide aggregate having a negative dielectric constant temperature coefficient τε (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are included). Τε is a negative oxide aggregate, strontium titanate as a negative oxide aggregate, and τε contains magnesium titanate as a positive oxide aggregate, and strontium titanate in the oxide aggregate is contained. The content is 10 to 13% by volume, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at 2 GHz and -40 to 125 ° C of the glass is 150 to 170 ppm / ° C, 40 to 290.
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
g- 1 and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80% by volume.
【請求項4】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない)し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸ストロンチウ
ム、また前記τεが正の酸化物骨材として酸化アルミニ
ウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸ストロンチウム
の含有量が10〜15体積%であり、 前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80体積%である高周波誘
電体材料。
4. Containing glass, an oxide aggregate having a positive temperature coefficient τε of dielectric constant, and an oxide aggregate having a negative temperature coefficient τε of dielectric constant (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are used together). Strontium titanate as a negative oxide aggregate of τε, and aluminum oxide as a positive oxide aggregate of τε, and the inclusion of strontium titanate in the oxide aggregate. The amount is 10 to 15% by volume, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at 2 GHz and -40 to 125 ° C of the glass is 150 to 170 ppm / ° C, 40 to 290.
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
g- 1 and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80% by volume.
【請求項5】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有(ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない)し、 前記τεが負の酸化物骨材として酸化チタン、また前記
τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグネシウムを含
有し、酸化物骨材中の酸化チタンの含有量が35〜48
体積%であり、 前記ガラスの2GHz 、−40〜125℃における誘電率
の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜290
℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が50〜80体積%である高周波誘
電体材料。
5. Containing glass, an oxide aggregate having a positive temperature coefficient of permittivity τε, and an oxide aggregate having a negative temperature coefficient of permittivity τε (provided that both aluminum oxide and titanium oxide are used together). Content of titanium oxide in the oxide aggregate, wherein τε contains titanium oxide as a negative oxide aggregate, and τε contains magnesium titanate as a positive oxide aggregate. Is 35-48
% By volume, and the temperature coefficient τε of the dielectric constant at 2 GHz and -40 to 125 ° C of the glass is 150 to 170 ppm / ° C and 40 to 290.
Average thermal expansion coefficient at ℃ 5.5-6.5 × 10 -6 de
g- 1 and the content of the glass with respect to the total amount of the oxide aggregate and the glass is 50 to 80% by volume.
【請求項6】 前記ガラスの組成が、 SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% B23 :10モル%以下およびアルカリ土類金属酸化
物の1種以上:25〜45モル%であるか、または SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% およびアルカリ土類金属酸化物の1種以上:25〜45
モル%である請求項1ないし5のいずれかの高周波誘電
体材料。
6. The composition of the glass is SiO 2 : 50 to 70 mol%, Al 2 O 3 : 5 to 20 mol%, B 2 O 3 : 10 mol% or less, and one or more kinds of alkaline earth metal oxides. : 25 to 45 mol%, or SiO 2 : 50 to 70 mol%, Al 2 O 3 : 5 to 20 mol%, and one or more kinds of alkaline earth metal oxides: 25 to 45
The high frequency dielectric material according to claim 1, wherein the high frequency dielectric material is mol%.
【請求項7】 前記ガラスの組成が、SiO2 :50〜
70モル%、Al23 :5〜20モル%、B23
3〜10モル%およびアルカリ土類金属酸化物の1種以
上:25〜45モル%である請求項6の高周波誘電体材
料。
7. The composition of the glass is SiO 2 : 50-.
70 mol%, Al 2 O 3 : 5 to 20 mol%, B 2 O 3 :
7. The high frequency dielectric material according to claim 6, which is 3 to 10 mol% and one or more kinds of alkaline earth metal oxides: 25 to 45 mol%.
【請求項8】 誘電率の温度係数τεが、−40〜+2
0ppm/℃である請求項1ないし7のいずれかの高周波誘
電体材料。
8. The temperature coefficient τε of the dielectric constant is −40 to +2.
The high frequency dielectric material according to any one of claims 1 to 7, which has a concentration of 0 ppm / ° C.
【請求項9】 前記ガラスの軟化点が700〜900℃
である請求項1ないし8のいずれかの高周波誘電体材
料。
9. The softening point of the glass is 700 to 900 ° C.
9. The high frequency dielectric material according to any one of claims 1 to 8.
【請求項10】 請求項1ないし9のいずれかの高周波
誘電体材料を用いて形成した誘電体層を積層し、少なく
ともこの誘電体層間にストリップ線路を形成したことを
特徴とする共振器。
10. A resonator comprising a stack of dielectric layers formed by using the high frequency dielectric material according to claim 1, and a strip line formed at least between the dielectric layers.
【請求項11】 2GHz 、−40〜125℃における誘
電率の温度係数τεが150〜170ppm/℃、40〜2
90℃における平均熱膨張係数が5.5〜6.5×10
-6deg-1 のガラスと、酸化アルミニウム骨材と、酸化チ
タン骨材とを用い、 ガラス/(ガラス+骨材)量が50〜80体積%、酸化
チタン/(酸化チタン+酸化アルミニウム)量が40〜
60体積%となるように混合して高周波誘電体用材料を
得、 この高周波誘電体用材料を用いて誘電体層の積層体を形
成するとともに、この積層体中に導体材料のストリップ
線路を形成して焼成して共振器を得、 誘電率の温度係数τεが−40〜+20ppm/℃の誘電体
層として共振周波数の温度係数τfを低下させる共振器
の製造方法。
11. A temperature coefficient τε of a dielectric constant at 2 GHz, -40 to 125 ° C. is 150 to 170 ppm / ° C., 40 to 2
Average thermal expansion coefficient at 90 ° C. is 5.5 to 6.5 × 10
-6 deg -1 glass, aluminum oxide aggregate and titanium oxide aggregate, glass / (glass + aggregate) amount of 50-80% by volume, titanium oxide / (titanium oxide + aluminum oxide) amount Is 40-
A high frequency dielectric material is obtained by mixing so as to be 60% by volume, a dielectric layer laminate is formed using this high frequency dielectric material, and a strip line of a conductor material is formed in the laminate. A method of manufacturing a resonator in which the temperature coefficient τf of the dielectric constant is −40 to +20 ppm / ° C. and the temperature coefficient τf of the resonance frequency is lowered as a dielectric layer.
【請求項12】 前記ガラスの組成が、 SiO2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モ
ル% B23 :10モル%以下およびアルカリ土類金属酸化
物の1種以上:25〜45モル%であるか、またはSi
2 :50〜70モル%、Al23 :5〜20モル%
およびアルカリ土類金属酸化物の1種以上:25〜45
モル%であり、その軟化点が700〜900℃である請
求項11の共振器の製造方法。
12. The composition of the glass is SiO 2 : 50 to 70 mol%, Al 2 O 3 : 5 to 20 mol%, B 2 O 3 : 10 mol% or less, and one or more kinds of alkaline earth metal oxides. : 25-45 mol% or Si
O 2: 50-70 mol%, Al 2 O 3: 5~20 mol%
And one or more alkaline earth metal oxides: 25 to 45
The method for manufacturing a resonator according to claim 11, wherein the softening point is mol% and the softening point is 700 to 900 ° C.
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