JP3404220B2 - 誘電体磁器組成物 - Google Patents
誘電体磁器組成物Info
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- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/0306—Inorganic insulating substrates, e.g. ceramic, glass
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ波領域で
使用され、内部に導体パターンを有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、例えば、共振器、コンデンサ、フィルタ等またはそ
れらを内蔵した基板に用いられる誘電体磁器組成物に関
するものである。
使用され、内部に導体パターンを有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、例えば、共振器、コンデンサ、フィルタ等またはそ
れらを内蔵した基板に用いら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】そこで係る問題を解消するために導通抵抗
の小さいＡｇやＣｕ等の金属を導体として採用し、低温
で同時焼成できる誘電体セラミックスが種々提案されて
いる。更に、最近の高周波電子回路基板に対する小型化
と高性能化の要求に応えるために、特定の周波数領域で
比誘電率εｒを高くすることにより共振回路やインダク
タンスの小型化を可能とし、また、誘電体セラミックス
のＱ値を高くすることにより、共振回路やインダクタン
スのＱ値も高くすることができて低損失となることか
ら、各種の複合誘電体が提案されている。
の小さいＡｇやＣｕ等の金属を導体として採用し、低温
で同時焼成できる誘電体セラミックスが種々提案されて
いる。更に、最近の高周波電子回路基板に対する小型化
と高性能化の要求に応えるために、特定の周波数領域で
比誘電率εｒを高くすることにより共振回路やインダク
タンスの小型化を可能とし、また、誘電体セラミックス
のＱ値を高くすることにより、共振回路やインダクタン
スのＱ値も高くすることができて低損失となることか
ら、各種の複合誘電体が提案されている。
【０００６】従来、例えば、特開平４−２９２４６０号
公報に開示された誘電体磁器組成物は、アノーサイト−
チタン酸カルシウム系のガラスとＴｉＯ2 からなるもの
で、低温焼成できるため導体としてＡｇやＣｕ等の金属
と同時焼成できるものであった。
公報に開示された誘電体磁器組成物は、アノーサイト−
チタン酸カルシウム系のガラスとＴｉＯ2 からなるもの
で、低温焼成できるため導体としてＡｇやＣｕ等の金属
と同時焼成できるものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
４−２９２４６０号公報に開示された誘電体磁器組成物
では、比誘電率εｒが４〜６ＧＨｚの高周波領域の測定
では１６未満と低く、高周波電子回路基板の小型化には
限界があった。
４−２９２４６０号公報に開示された誘電体磁器組成物
では、比誘電率εｒが４〜６ＧＨｚの高周波領域の測定
では１６未満と低く、高周波電子回路基板の小型化には
限界があった。
【０００８】また、この誘電体磁器組成物は、６ＧＨｚ
の測定周波数でＱ値が３３０程度と低いため、共振回路
のＱ値が低いものであった。
の測定周波数でＱ値が３３０程度と低いため、共振回路
のＱ値が低いものであった。
【０００９】
【発明の目的】本発明は上記課題に鑑みなされたもの
で、最適焼成温度が９６０℃未満で、Ａｇとの同時焼成
ができ、誘電体セラミックスの比誘電率εｒやＱ値が高
く、高周波電子回路基板や電子部品の小型化と高性能化
を実現できる誘電体磁器組成物の提供を目的とするもの
である。
で、最適焼成温度が９６０℃未満で、Ａｇとの同時焼成
ができ、誘電体セラミックスの比誘電率εｒやＱ値が高
く、高周波電子回路基板や電子部品の小型化と高性能化
を実現できる誘電体磁器組成物の提供を目的とするもの
である。
【００１０】
【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、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａ，アルカリ金属，ＢおよびＯを
含有する誘電体磁器組成物であって、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｏか
ら成る第１結晶相とＭｇ，Ｔｉ，Ｂ，Ｏから成る第２結
晶相が存在するとともに、これらの第１結晶相と第２結
晶相の合量が全体の９５体積％以上を占め、かつ、第１
結晶相と第２結晶相の合量中、第１結晶相が２５〜９５
体積％、第２結晶相が５〜７５体積％の割合で存在する
ものである。
物は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａ，アルカリ金属，ＢおよびＯを
含有する誘電体磁器組成物であって、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｏか
ら成る第１結晶相とＭｇ，Ｔｉ，Ｂ，Ｏから成る第２結
晶相が存在するとともに、これらの第１結晶相と第２結
晶相の合量が全体の９５体積％以上を占め、かつ、第１
結晶相と第２結晶相の合量中、第１結晶相が２５〜９５
体積％、第２結晶相が５〜７５体積％の割合で存在する
ものである。
【００１１】また、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａ，アルカリ金属，
ＢおよびＯを含有する誘電体磁器組成物であって、結晶
相としてＭｇＴｉＯ3および（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）
Ｏの合量が全体の９５体積％以上存在するとともに、Ｘ
線回折におけるＭｇＴｉＯ3の主結晶相（１０４面）の
強度をＩ104、（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）Ｏの主結晶相
（２０１面）の強度をＩ201としたとき、０．２≦Ｉ104
／Ｉ201≦２．５を満足するものである。
ＢおよびＯを含有する誘電体磁器組成物であって、結晶
相としてＭｇＴｉＯ3および（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）
Ｏの合量が全体の９５体積％以上存在するとともに、Ｘ
線回折におけるＭｇＴｉＯ3の主結晶相（１０４面）の
強度をＩ104、（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）Ｏの主結晶相
（２０１面）の強度をＩ201としたとき、０．２≦Ｉ104
／Ｉ201≦２．５を満足するものである。
【００１２】
【作用】本発明の誘電体磁器組成物では、９６０℃未満
の比較的低温でＡｇとの同時焼成ができ、誘電体セラミ
ックスの比誘電率εｒやＱ値が高く、高周波用の電子部
品や回路基板の小型化と高性能化を実現できる。
の比較的低温でＡｇとの同時焼成ができ、誘電体セラミ
ックスの比誘電率εｒやＱ値が高く、高周波用の電子部
品や回路基板の小型化と高性能化を実現できる。
【００１３】そして、本発明の誘電体磁器組成物は、例
えば、ＭｇＴｉＯ3 、ＣａＴｉＯ3の各原料粉末を、組
成式が（１００−ｘ）ＭｇＴｉＯ3 −ｘＣａＴｉＯ
3 （但し、式中ｘは重量比を表し、１≦ｘ≦１５）とな
るように秤量し、仮焼したもの１００重量部に対して、
硼素含有化合物をＢ2 Ｏ3 換算で３〜３０重量部、アル
カリ金属含有化合物を該アルカリ金属炭酸塩換算で１〜
２０重量部添加し、焼成することにより作製される。
えば、ＭｇＴｉＯ3 、ＣａＴｉＯ3の各原料粉末を、組
成式が（１００−ｘ）ＭｇＴｉＯ3 −ｘＣａＴｉＯ
3 （但し、式中ｘは重量比を表し、１≦ｘ≦１５）とな
るように秤量し、仮焼したもの１００重量部に対して、
硼素含有化合物をＢ2 Ｏ3 換算で３〜３０重量部、アル
カリ金属含有化合物を該アルカリ金属炭酸塩換算で１〜
２０重量部添加し、焼成することにより作製される。
【００１４】本発明においては、硼素とアルカリ金属を
同時に含有することが望ましいが、これは、上記主成分
に対して硼素含有化合物のみを配合した場合には、その
配合量が少ないと焼成温度を十分に低下させることがで
きず、Ａｇの融点温度以下の温度で焼結させることがで
きない。
同時に含有することが望ましいが、これは、上記主成分
に対して硼素含有化合物のみを配合した場合には、その
配合量が少ないと焼成温度を十分に低下させることがで
きず、Ａｇの融点温度以下の温度で焼結させることがで
きない。
【００１５】また、配合量が多いと焼結温度は低下する
が、硼素含有化合物は、焼成時等の高温下で主成分のＭ
ｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系と反応するので、配合量が
多すぎた場合は、焼成後において未反応のＭｇＴｉＯ3
−ＣａＴｉＯ3 の残存量が少なくなり、高いＱ値を維持
することができない。従って、硼素含有化合物のみを添
加した場合には、低い焼結温度と高周波領域における誘
電特性が共に優れた誘電体磁器組成物を得ることが困難
となるからである。
が、硼素含有化合物は、焼成時等の高温下で主成分のＭ
ｇＴｉＯ3 −ＣａＴｉＯ3 系と反応するので、配合量が
多すぎた場合は、焼成後において未反応のＭｇＴｉＯ3
−ＣａＴｉＯ3 の残存量が少なくなり、高いＱ値を維持
することができない。従って、硼素含有化合物のみを添
加した場合には、低い焼結温度と高周波領域における誘
電特性が共に優れた誘電体磁器組成物を得ることが困難
となるからである。
【００１６】この組成物の場合、硼素含有化合物の添加
による組成物の焼結温度低下効果と焼成後の磁器組成物
の誘電特性向上効果とは背反関係にあり、硼素含有化合
物のみを添加した組成物では、低い焼結温度と高いＱ値
等の優れた誘電特性とを共に備えた組成物を得ることが
困難である。
による組成物の焼結温度低下効果と焼成後の磁器組成物
の誘電特性向上効果とは背反関係にあり、硼素含有化合
物のみを添加した組成物では、低い焼結温度と高いＱ値
等の優れた誘電特性とを共に備えた組成物を得ることが
困難である。
【００１７】一方、主成分にＬｉ，Ｎａ等のアルカリ金
属含有化合物のみを添加した場合には、たとえ添加量を
増加させたとしても、組成物の焼結温度を低下させるこ
とが殆どできず、９６０℃未満で焼結できる組成物を得
ることができない。
属含有化合物のみを添加した場合には、たとえ添加量を
増加させたとしても、組成物の焼結温度を低下させるこ
とが殆どできず、９６０℃未満で焼結できる組成物を得
ることができない。
【００１８】これに対して、硼素含有化合物とアルカリ
金属含有化合物とを、各々特定量比で組み合わせ添加配
合した組成物では、硼素含有化合物とＭｇＴｉＯ3 −Ｃ
ａＴｉＯ3 系等との過度の反応が抑制され、かつ、硼素
含有化合物のみの添加の場合と比較してさらに焼結温度
を低下させることができると同時にＱ値の低下を抑制で
きる。
金属含有化合物とを、各々特定量比で組み合わせ添加配
合した組成物では、硼素含有化合物とＭｇＴｉＯ3 −Ｃ
ａＴｉＯ3 系等との過度の反応が抑制され、かつ、硼素
含有化合物のみの添加の場合と比較してさらに焼結温度
を低下させることができると同時にＱ値の低下を抑制で
きる。
【００１９】本発明は、従来困難とされていた誘電体磁
器組成物の焼結温度の低温度化と高Ｑ値化を同時に達成
したもので、Ａｇを主成分とする金属導体との同時焼成
が可能となる。
器組成物の焼結温度の低温度化と高Ｑ値化を同時に達成
したもので、Ａｇを主成分とする金属導体との同時焼成
が可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の第１の誘電体磁器組成物
は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｏから成る第１結晶相とＭｇ，Ｔｉ，
Ｂ，Ｏから成る第２結晶相が存在するとともに、これら
の第１結晶相と第２結晶相の合量が全体の９５体積％以
上を占め、かつ、第１結晶相と第２結晶相の合量中、第
１結晶相が２５〜９５体積％、第２結晶相が５〜７５体
積％の割合で存在するものである。このように第１結晶
相と第２結晶相とを存在させたのは、比誘電率εｒやＱ
値を高くすることができ、高周波用の電子回路基板の小
型化や高性能化を図ることができるからである。
は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｏから成る第１結晶相とＭｇ，Ｔｉ，
Ｂ，Ｏから成る第２結晶相が存在するとともに、これら
の第１結晶相と第２結晶相の合量が全体の９５体積％以
上を占め、かつ、第１結晶相と第２結晶相の合量中、第
１結晶相が２５〜９５体積％、第２結晶相が５〜７５体
積％の割合で存在するものである。このように第１結晶
相と第２結晶相とを存在させたのは、比誘電率εｒやＱ
値を高くすることができ、高周波用の電子回路基板の小
型化や高性能化を図ることができるからである。
【００２１】ここで、第１結晶相と第２結晶相の合量が
全体の９５体積％以上としたのは、９５体積％よりも少
ない場合には、Ａｇを主成分とする金属導体との同時焼
成ができなくなるからである。第１結晶相と第２結晶相
の合量は焼結性向上という観点から９８体積％以上であ
ることが望ましい。
全体の９５体積％以上としたのは、９５体積％よりも少
ない場合には、Ａｇを主成分とする金属導体との同時焼
成ができなくなるからである。第１結晶相と第２結晶相
の合量は焼結性向上という観点から９８体積％以上であ
ることが望ましい。
【００２２】また、第１結晶相を２５〜９５体積％、第
２結晶相が５〜７５体積％としたのは、第１結晶相が９
５体積％より多い場合や第２結晶相が５体積％よりも少
ない場合には焼結性が悪化し、Ａｇとの同時焼成ができ
なくなり、第１結晶相が２５体積％より少ない場合や第
２結晶相が７５体積％よりも多い場合には誘電特性が悪
化し、Ｑ値が１０００以下となってしまうからである。
Ａｇとの同時焼成が可能で、かつ高Ｑ値という観点から
第１結晶相の割合が４０〜９０体積％、第２結晶相の割
合は１０〜６０体積％であることが望ましい。
２結晶相が５〜７５体積％としたのは、第１結晶相が９
５体積％より多い場合や第２結晶相が５体積％よりも少
ない場合には焼結性が悪化し、Ａｇとの同時焼成ができ
なくなり、第１結晶相が２５体積％より少ない場合や第
２結晶相が７５体積％よりも多い場合には誘電特性が悪
化し、Ｑ値が１０００以下となってしまうからである。
Ａｇとの同時焼成が可能で、かつ高Ｑ値という観点から
第１結晶相の割合が４０〜９０体積％、第２結晶相の割
合は１０〜６０体積％であることが望ましい。
【００２３】第１結晶相と第２結晶相の割合は、仮焼温
度、仮焼時間、硼素含有化合物およびアルカリ金属含有
化合物量、並びに焼成温度、焼成時間、焼成温度までの
昇温速度を制御することにより、特に、焼成温度、焼成
時間、焼成温度までの昇温速度を制御することにより変
化させることができる。
度、仮焼時間、硼素含有化合物およびアルカリ金属含有
化合物量、並びに焼成温度、焼成時間、焼成温度までの
昇温速度を制御することにより、特に、焼成温度、焼成
時間、焼成温度までの昇温速度を制御することにより変
化させることができる。
【００２４】また、本発明の第２の誘電体磁器組成物
は、結晶相としてＭｇＴｉＯ3 および（Ｍｇ，Ｔｉ）2
（ＢＯ3 ）Ｏが存在するものである。ＭｇＴｉＯ3 から
なる結晶相は上記発明における第１結晶相に該当し、
（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏからなる結晶相は第２結
晶相に該当する。このように、ＭｇＴｉＯ3 および（Ｍ
ｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの結晶相を存在せしめたの
は、上記したように、比誘電率εｒやＱ値を高くするこ
とができ、高周波用の電子回路基板の小型化や高性能化
を図ることができるからである。
は、結晶相としてＭｇＴｉＯ3 および（Ｍｇ，Ｔｉ）2
（ＢＯ3 ）Ｏが存在するものである。ＭｇＴｉＯ3 から
なる結晶相は上記発明における第１結晶相に該当し、
（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏからなる結晶相は第２結
晶相に該当する。このように、ＭｇＴｉＯ3 および（Ｍ
ｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの結晶相を存在せしめたの
は、上記したように、比誘電率εｒやＱ値を高くするこ
とができ、高周波用の電子回路基板の小型化や高性能化
を図ることができるからである。
【００２５】本発明の第２の誘電体磁器組成物は、Ｘ線
回折におけるＭｇＴｉＯ3 の主結晶相（１０４面）の強
度をＩ104 、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの主結晶相
（２０１面）の強度をＩ201 としたとき、０．２≦Ｉ
104 ／Ｉ201 ≦２．５を満足するものである。
回折におけるＭｇＴｉＯ3 の主結晶相（１０４面）の強
度をＩ104 、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの主結晶相
（２０１面）の強度をＩ201 としたとき、０．２≦Ｉ
104 ／Ｉ201 ≦２．５を満足するものである。
【００２６】０．２≦Ｉ104 ／Ｉ201 ≦２．５を満足す
るようにしたのは、Ｉ104 ／Ｉ201が０．２より小さい
場合は焼結性が悪化し、Ａｇとの同時焼成ができなくな
る。
るようにしたのは、Ｉ104 ／Ｉ201が０．２より小さい
場合は焼結性が悪化し、Ａｇとの同時焼成ができなくな
る。
【００２７】また、２．５より大きい場合は誘電特性が
悪化し、Ｑ値が１０００以下となってしまうからであ
る。Ｉ104 ／Ｉ201 は、Ａｇとの同時焼成が可能で、か
つ高Ｑ値という理由から０．３≦Ｉ104 ／Ｉ201 ≦２．
０を満足することが望ましい。
悪化し、Ｑ値が１０００以下となってしまうからであ
る。Ｉ104 ／Ｉ201 は、Ａｇとの同時焼成が可能で、か
つ高Ｑ値という理由から０．３≦Ｉ104 ／Ｉ201 ≦２．
０を満足することが望ましい。
【００２８】このＩ104 ／Ｉ201 の比率は、仮焼温度、
仮焼時間、硼素含有化合物およびアルカリ金属含有化合
物量、並びに焼成温度、焼成時間を制御することによ
り、特に、原料粉末からＭｇＴｉＯ3 と（Ｍｇ，Ｔｉ）
2 （ＢＯ3 ）Ｏ 結晶相を反応合成する仮焼温度および
仮焼時間を制御することにより変化させることができ
る。Ｉ104 、Ｉ201 はそれぞれＸ線回折測定（ＸＲＤ）
により求めた結晶相ピークの積分強度である。
仮焼時間、硼素含有化合物およびアルカリ金属含有化合
物量、並びに焼成温度、焼成時間を制御することによ
り、特に、原料粉末からＭｇＴｉＯ3 と（Ｍｇ，Ｔｉ）
2 （ＢＯ3 ）Ｏ 結晶相を反応合成する仮焼温度および
仮焼時間を制御することにより変化させることができ
る。Ｉ104 、Ｉ201 はそれぞれＸ線回折測定（ＸＲＤ）
により求めた結晶相ピークの積分強度である。
【００２９】本発明の誘電体磁器組成物は、焼結性およ
び誘電特性に悪影響を及ぼさない範囲でＡｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｒ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐ等の酸化物を添加含有しても良い。
び誘電特性に悪影響を及ぼさない範囲でＡｌ、Ｓｉ、Ｚ
ｒ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｐ等の酸化物を添加含有しても良い。
【００３０】また、本発明の誘電体磁器組成物中には、
結晶相としてＭｇＴｉＯ3 と（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （Ｂ
Ｏ3 ）Ｏの他に、（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 、ＣａＴｉＯ
3 の結晶相が存在することもある。また、Ｂとアルカリ
金属については、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａの一部と反応しガラ
ス相を生成し、（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 粒子の間の粒界
に、あるいは（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 粒子，ＭｇＴｉＯ
3 粒子，ＣａＴｉＯ3 粒子の間の粒界に存在することに
なる。硼素Ｂについては焼結体をＸ線マイクロアナライ
ザー（ＸＭＡ）により観察することにより粒界に存在す
ることを確認した。
結晶相としてＭｇＴｉＯ3 と（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （Ｂ
Ｏ3 ）Ｏの他に、（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 、ＣａＴｉＯ
3 の結晶相が存在することもある。また、Ｂとアルカリ
金属については、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａの一部と反応しガラ
ス相を生成し、（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 粒子の間の粒界
に、あるいは（Ｍｇ，Ｃａ）ＴｉＯ3 粒子，ＭｇＴｉＯ
3 粒子，ＣａＴｉＯ3 粒子の間の粒界に存在することに
なる。硼素Ｂについては焼結体をＸ線マイクロアナライ
ザー（ＸＭＡ）により観察することにより粒界に存在す
ることを確認した。
【００３１】アルカリ金属、例えば、リチウムについて
は現在のところ確認されていない。しかし、リチウムを
全く添加しない場合、主成分中のＭｇ、Ｃａ、Ｔｉが粒
界中のＢの側に拡散し、ガラス相を形成していたが、リ
チウムを添加することによって、その拡散の割合が少な
くなった。この結果からアルカリ金属は硼素とともに粒
界中に存在していると推定している。
は現在のところ確認されていない。しかし、リチウムを
全く添加しない場合、主成分中のＭｇ、Ｃａ、Ｔｉが粒
界中のＢの側に拡散し、ガラス相を形成していたが、リ
チウムを添加することによって、その拡散の割合が少な
くなった。この結果からアルカリ金属は硼素とともに粒
界中に存在していると推定している。
【００３２】本発明の誘電体磁器組成物は、例えば、Ｍ
ｇＴｉＯ3 原料粉末（１−ｘ）ｇ、ＣａＴｉＯ2 原料粉
末ｘｇを０．０１≦ｘ≦０．１５の重量比となるように
秤量し、混合したのち、これを大気中等の酸化性雰囲気
において１１００〜１３００℃の温度で１〜３時間１次
仮焼する。得られた一次仮焼物を粉砕したのち、これに
硼素含有化合物およびアルカリ含有化合物、例えば、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3の各粉末をそれぞれ３０重量部、
２０重量部以内で秤量し、混合する。これを７５０〜８
５０℃の温度で０〜５時間、大気中等の酸化性雰囲気に
おいて２次仮焼する。これを粉砕し、プレス成形、ドク
ターブレード法等の周知の方法により成形した後、大気
中または窒素雰囲気中、９００〜９６０℃において０．
５〜２．０時間焼成することにより得られる。尚、出発
原料としてＭｇＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末、ＴｉＯ2
粉末を用いて作製することもできる。
ｇＴｉＯ3 原料粉末（１−ｘ）ｇ、ＣａＴｉＯ2 原料粉
末ｘｇを０．０１≦ｘ≦０．１５の重量比となるように
秤量し、混合したのち、これを大気中等の酸化性雰囲気
において１１００〜１３００℃の温度で１〜３時間１次
仮焼する。得られた一次仮焼物を粉砕したのち、これに
硼素含有化合物およびアルカリ含有化合物、例えば、Ｂ
2 Ｏ3 、Ｌｉ2 ＣＯ3の各粉末をそれぞれ３０重量部、
２０重量部以内で秤量し、混合する。これを７５０〜８
５０℃の温度で０〜５時間、大気中等の酸化性雰囲気に
おいて２次仮焼する。これを粉砕し、プレス成形、ドク
ターブレード法等の周知の方法により成形した後、大気
中または窒素雰囲気中、９００〜９６０℃において０．
５〜２．０時間焼成することにより得られる。尚、出発
原料としてＭｇＣＯ3 粉末、ＣａＣＯ3 粉末、ＴｉＯ2
粉末を用いて作製することもできる。
【００３３】アルカリ金属としては、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ等
があるが、低温焼成化および高Ｑ値という点からＬｉが
望ましい。
があるが、低温焼成化および高Ｑ値という点からＬｉが
望ましい。
【００３４】本発明においては、特に、主成分１００重
量部に対して、硼素含有化合物をＢ2 Ｏ3 換算で５〜２
５重量部、アルカリ金属含有化合物を該アルカリ金属炭
酸塩換算で３〜１５重量部、Ｂ2 Ｏ3 換算での硼素含有
化合物とアルカリ金属炭酸塩換算でのアルカリ金属含有
化合物の合量を１０重量部以上とすることにより、焼結
温度をより低下させることができ、Ａｇを主成分とする
内部導体と同時に焼成することができる。
量部に対して、硼素含有化合物をＢ2 Ｏ3 換算で５〜２
５重量部、アルカリ金属含有化合物を該アルカリ金属炭
酸塩換算で３〜１５重量部、Ｂ2 Ｏ3 換算での硼素含有
化合物とアルカリ金属炭酸塩換算でのアルカリ金属含有
化合物の合量を１０重量部以上とすることにより、焼結
温度をより低下させることができ、Ａｇを主成分とする
内部導体と同時に焼成することができる。
【００３５】また、本発明の誘電体磁器組成物は、誘電
体磁器と、該誘電体磁器の内部および／または表面に形
成された導体とを具備する電子部品や基板において、誘
電体磁器が、上述した誘電体磁器組成物からなり、導体
がＡｇを主成分とする電子部品や基板に応用できる。誘
電体磁器と、該誘電体磁器の内部および／または表面に
形成された導体とは同時焼成して形成することができ
る。電子部品としては、共振器、フィルタ、コンデン
サ、インダクタ等があり、基板としてこれらを内蔵した
ものがある。
体磁器と、該誘電体磁器の内部および／または表面に形
成された導体とを具備する電子部品や基板において、誘
電体磁器が、上述した誘電体磁器組成物からなり、導体
がＡｇを主成分とする電子部品や基板に応用できる。誘
電体磁器と、該誘電体磁器の内部および／または表面に
形成された導体とは同時焼成して形成することができ
る。電子部品としては、共振器、フィルタ、コンデン
サ、インダクタ等があり、基板としてこれらを内蔵した
ものがある。
【００３６】
実施例１
先ず、純度９９％以上のＭｇＴｉＯ3 およびＣａＴｉＯ
3 を表１に示す組成となるように秤量し、該原料粉末に
媒体として純水を加えて２４時間、ＺｒＯ2 ボールを用
いたボールミルにて混合した後、該混合物を乾燥し、次
いで該乾燥物を大気中において１１００℃の温度で１時
間１次仮焼した。
3 を表１に示す組成となるように秤量し、該原料粉末に
媒体として純水を加えて２４時間、ＺｒＯ2 ボールを用
いたボールミルにて混合した後、該混合物を乾燥し、次
いで該乾燥物を大気中において１１００℃の温度で１時
間１次仮焼した。
【００３７】得られた１次仮焼物１００重量部に対し
て、Ｂ2 Ｏ3 粉末とＬｉ2 ＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2
ＣＯ3 粉末を、それぞれ表１に示す量だけ秤量し、Ｚｒ
Ｏ2 ボールを用いたボールミルにて２４時間、混合し
た。その後、混合粉末をアルミナるつぼに入れ、大気中
において表２に示す温度で表２に示す時間２次仮焼し
た。
て、Ｂ2 Ｏ3 粉末とＬｉ2 ＣＯ3 、Ｎａ2 ＣＯ3 、Ｋ2
ＣＯ3 粉末を、それぞれ表１に示す量だけ秤量し、Ｚｒ
Ｏ2 ボールを用いたボールミルにて２４時間、混合し
た。その後、混合粉末をアルミナるつぼに入れ、大気中
において表２に示す温度で表２に示す時間２次仮焼し
た。
【００３８】粉砕後、バインダーとしてポリビニルアル
コールを１重量％加えてから造粒し、該造粒物を約１ｔ
／ｃｍ2 の加圧力でプレス成形して直径約１２ｍｍ、高
さ１０ｍｍの円柱状の成形体を成形した。
コールを１重量％加えてから造粒し、該造粒物を約１ｔ
／ｃｍ2 の加圧力でプレス成形して直径約１２ｍｍ、高
さ１０ｍｍの円柱状の成形体を成形した。
【００３９】その後、前記成形体を大気中、４００℃の
温度で４時間加熱して脱バインダー処理し、引き続いて
表２に示す各温度で２時間焼成した。かくして得られた
円柱体の両端面を平面研磨し、誘電体特性評価用試料を
作製した。
温度で４時間加熱して脱バインダー処理し、引き続いて
表２に示す各温度で２時間焼成した。かくして得られた
円柱体の両端面を平面研磨し、誘電体特性評価用試料を
作製した。
【００４０】誘電体特性の評価は、前記評価用試料を用
いて誘電体円柱共振器法により、共振周波数を６〜８Ｇ
Ｈｚに設定して各試料の比誘電率εｒと７ＧＨｚにおけ
る１／ｔａｎδ、即ちＱ値を測定した。また、試料のＸ
線回折測定を行い、ＭｇＴｉＯ3 の主結晶相（１０４
面）の強度Ｉ104 、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの主
結晶相（２０１面）の強度Ｉ201 との比Ｉ104 ／Ｉ201
を求めた。さらに、焼結体の１μｍのダイヤモンド含有
ペーストを用いて形成したラッピング面を、Ｘ線マイク
ロアナライザ（ＥＰＭＡ、波長分散型ＷＤＳ）を用いて
結晶相を判別し、その時の走査電子顕微鏡分析（ＳＥ
Ｍ）による写真（３０００倍）から面積比を求めること
により、ＭｇＴｉＯ3 からなる第１結晶相と（Ｍｇ，Ｔ
ｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏからなる第２結晶相の合量および割
合を求めた。これらの結果を表２に記載した。
いて誘電体円柱共振器法により、共振周波数を６〜８Ｇ
Ｈｚに設定して各試料の比誘電率εｒと７ＧＨｚにおけ
る１／ｔａｎδ、即ちＱ値を測定した。また、試料のＸ
線回折測定を行い、ＭｇＴｉＯ3 の主結晶相（１０４
面）の強度Ｉ104 、（Ｍｇ，Ｔｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏの主
結晶相（２０１面）の強度Ｉ201 との比Ｉ104 ／Ｉ201
を求めた。さらに、焼結体の１μｍのダイヤモンド含有
ペーストを用いて形成したラッピング面を、Ｘ線マイク
ロアナライザ（ＥＰＭＡ、波長分散型ＷＤＳ）を用いて
結晶相を判別し、その時の走査電子顕微鏡分析（ＳＥ
Ｍ）による写真（３０００倍）から面積比を求めること
により、ＭｇＴｉＯ3 からなる第１結晶相と（Ｍｇ，Ｔ
ｉ）2 （ＢＯ3 ）Ｏからなる第２結晶相の合量および割
合を求めた。これらの結果を表２に記載した。
【００４１】
【表１】
【００４２】
【表２】
【００４３】これらの表１，２によれば、本発明の誘電
体磁器組成物では、９６０℃未満の低温で焼成でき、さ
らに比誘電率εｒが１８．１以上、Ｑ値が１７３０以上
の優れた特性を有することが判る。図１に、表２の試料
Ｎo.５のＸ線回折結果を示す。
体磁器組成物では、９６０℃未満の低温で焼成でき、さ
らに比誘電率εｒが１８．１以上、Ｑ値が１７３０以上
の優れた特性を有することが判る。図１に、表２の試料
Ｎo.５のＸ線回折結果を示す。
【００４４】
【発明の効果】本発明の誘電体磁器組成物では、９６０
℃未満の低温でＡｇやＡｇを含有する合金と同時に焼成
でき、高周波領域において高い比誘電率を有するととも
に、Ｑ値も高く、かつ共振周波数の温度特性にも優れ、
高周波電子回路基板や電子部品のより一層の小型化と高
性能化が実現できる。
℃未満の低温でＡｇやＡｇを含有する合金と同時に焼成
でき、高周波領域において高い比誘電率を有するととも
に、Ｑ値も高く、かつ共振周波数の温度特性にも優れ、
高周波電子回路基板や電子部品のより一層の小型化と高
性能化が実現できる。
【図１】表２の試料Ｎo.５のＸ線回折結果を示す図であ
る。
る。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−315852（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−235157（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−268753（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−104565（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−315853（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C04B 35/42 - 35/50
ＣＡ（ＳＴＮ)
ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (2)
- 【請求項１】Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａ，アルカリ金属，Ｂおよ
びＯを含有する誘電体磁器組成物であって、Ｍｇ，Ｔ
ｉ，Ｏから成る第１結晶相とＭｇ，Ｔｉ，Ｂ，Ｏから成
る第２結晶相が存在するとともに、これらの第１結晶相
と第２結晶相の合量が全体の９５体積％以上を占め、か
つ、第１結晶相と第２結晶相の合量中、第１結晶相が２
５〜９５体積％、第２結晶相が５〜７５体積％の割合で
存在することを特徴とする誘電体磁器組成物。 - 【請求項２】Ｍｇ，Ｔｉ，Ｃａ，アルカリ金属，Ｂおよ
びＯを含有する誘電体磁器組成物であって、結晶相とし
てＭｇＴｉＯ3および（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）Ｏの合
量が全体の９５体積％以上存在するとともに、Ｘ線回折
におけるＭｇＴｉＯ3の主結晶相（１０４面）の強度を
Ｉ104、（Ｍｇ，Ｔｉ）2（ＢＯ3）Ｏの主結晶相（２０
１面）の強度をＩ201としたとき、０．２≦Ｉ104／Ｉ
201≦２．５を満足す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 |
|---|---|---|---|
| JP13517696A JP3404220B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13517696A JP3404220B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09315851A JPH09315851A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3404220B2 true JP3404220B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=15145619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13517696A Expired - Fee Related JP3404220B2 (ja) | 1996-05-29 | 1996-05-29 | 誘電体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404220B2 (ja) |
-
1996
- 1996-05-29 JP JP13517696A patent/JP3404220B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09315851A (ja) | 1997-12-09 |
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