JP4442077B2

JP4442077B2 - Porcelain composition for high frequency components

Info

Publication number: JP4442077B2
Application number: JP2002166892A
Authority: JP
Inventors: 隆裕高田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2022-06-07
Also published as: JP2004010437A

Description

【０００１】
本発明は、数GHzから数十GHzの高周波領域で使用する電子部品やモジュールに好適な誘電体の磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の高速大量伝達通信および移動体通信の発達にともない、基板上の集積回路あるいは基板に素子を内蔵したモジュールや電子部品においては、小型化、高密度化ばかりでなく、取り扱われる信号に数GHzさらにはそれ以上の帯域の周波数の利用が検討されている。これら基板あるいはモジュールや電子部品に使用される誘電体の磁器組成物に対しても、このような高周波帯域に適合した材料が要望されている。この磁器組成物に要求される性能は、十分な強度を有し、高周波帯域において比誘電率ε_ｒが低いこと、誘電損失tanδが小さいこと、さらには比誘電率の温度変化、もしくは共振周波数の温度変化が小さいことなどである。
【０００３】
一般に、基板や電子部品などの比誘電率は、低いほど回路中の信号伝搬速度は速くなるので、高周波帯域用の磁器組成物の比誘電率ε_ｒはできるだけ低いことが望ましい。そして信号伝達の上で損失は少なければ少ないほどよいので、誘電損失は小さく、すなわちＱ値はできるだけ高くする必要がある。また、誘電体としての機能はたとえばフィルタや共振器などに利用されるが、その際に温度変化に対して安定な作動をさせるためには、共振周波数の温度係数τ_ｆの絶対値はできるだけ小さいこと、すなわち温度依存性の少ないことも重要である。
【０００４】
従来、集積回路用の磁器組成物多層基板としては、耐熱性や絶縁特性にすぐれ、耐電圧が高く誘電率が小さいアルミナが多く用いられ、回路の高密度化に伴い、グリーンシートに導体ペーストを印刷し、これを積層し一括して焼成する方法が発達してきた。アルミナの焼結温度は1500〜1600℃と高いので、多層基板内部の回路形成用導電材料としては、この温度にて焼結できるタングステンやモリブデン等の高融点金属が使用されている。
【０００５】
しかしながら、回路に使用される周波数が高くなってくると、基板材料はアルミナよりも比誘電率の低いことが要望され、回路が微細化してくるにしたがい、用いられる導体も導電損失を小さくするため、より電気抵抗の低いものが必要となってくる。電気抵抗の低い金属導体にはＡｇ、ＡｕおよびＣｕがあるが、これらはいずれも融点が高くなく、同時焼成により多層基板を製造しようとすれば、磁器組成物はこれらの金属の融点より低い1000℃未満の温度で焼成できるものでなければならない。
【０００６】
このような基板に対し、融点の低いガラスにアルミナなどの酸化物系耐火物をフィラーとして混入させた、低温焼結型磁器組成物が種々開発されている。通常ガラスはアルミナなど酸化物系耐火物に比べて誘電率が低い。したがってガラスを積層して多層基板とすることも考えられるが、ガラスは一般に誘電損失が大きく、焼成時軟化による形状変化が大で回路の所要寸法精度を得ることが困難であり、強度的にも不十分である。
【０００７】
これに対し、ガラスにフィラーを混在させると、形状変化が小さく低い温度で緻密な組織と十分な強度のすぐれた磁器組成物が得られ、フィラーに誘電損失の小さいものを選べば、特性の良好な低温焼結型磁器組成物とすることができる。
【０００８】
たとえば特公平３−５３２６９号公報には、ＣａＯ−ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系のガラスにフィラーとしてＡｌ_２Ｏ_３を50〜35質量％混入した800〜1000℃で焼成する低温焼成磁器組成物基板の発明が開示されている。ただし、この発明では1MHzにおける損失しか示されておらず、数GHzを超える高周波域における特性は明らかでない。
【０００９】
また、米国特許No.６１４７０１９号には、50〜75質量％のＡｌ_２Ｏ_３耐火物と、モル％でＢ_２Ｏ_３：50〜67％、ＣａＯ：20〜50％、Ｌｎ_２Ｏ_３（Ｌｎは希土類元素）：2〜15％、Ｍ_２Ｏ（Ｍはアルカリ金属元素）：0〜6％、Ａｌ_２Ｏ_３：0〜10％のガラスとを混合した、内部導体にＡｇを同時焼成して使用することのできる磁器組成物の発明が開示されている。
【００１０】
しかしながら、基板あるいはモジュールや電子部品用の磁器組成物としては、採用される周波数帯域においてよりすぐれた性能のものが常に要求されており、とくに高周波帯域にて高性能の材料が要望されている。また、回路の精細化に伴い、基板としては平坦度がよく、高い寸法精度が要求され、これに対しては圧力を加えるか拘束しつつ焼成する方法が開発されているが、このような焼成方法にも適した磁器組成物であることが望ましい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ａｇなどの電気伝導度が高い導体を同時焼成できる低温焼結が可能な、比誘電率が低く高周波帯域での損失が小さく、かつ温度依存性の小さい低誘電率磁器組成物の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、焼成温度が1100℃以下で、できれば内部導体にＡｇを用いて同時焼成により多層基板が製造可能な、数GHzまたはそれ以上の高周波帯域で使用される、フィラーとガラスを混在させた低温焼結磁器組成物の性能を改善すべく種々検討をおこなった。
【００１３】
このような磁器組成物の内部組織は、断面で見るとフィラーの各粒子の間隙がガラス状物質で網目状に充填された形態となっている。フィラーに利用できる材料は限定されるので、より性能を向上させるには、ガラス状物質の特性を向上させる必要がある。そこでガラスとして用いる材料について、その組成変化による焼成に必要な温度、フィラーとの整合性、比誘電率、高周波における誘電損失および誘電率の温度依存性等を調査した。それらのうち誘電特性は、円柱状焼成試験片による両端短絡型誘電体共振器法（ハッキ・コールマン法）を用いて測定した。
【００１４】
誘電損失の大小は一般にＱ値の大小から判断され、このＱ値は共振の強さにより求められる。しかしＱ値は周波数依存性があり周波数に比例して低下する。一方、共振周波数は試験片の形状や組成により変化するので、磁器組成物の損失を共振周波数ｆ_０とＱの積ｆＱ値の大小により相対評価することにした。
【００１５】
種々のガラスの調査の中で、ランタノイド元素（Ｌｎとして表す）の酸化物Ｌｎ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３とを混合して得られる結晶を多く含むガラスが、とくに誘電損失の小さいことが見出された。このガラスには、その組成比によりＬｎＢＯ_３、ＬｎＢ_３Ｏ_６，Ｌｎ_３ＢＯ_３、Ｌｎ_４Ｂ_２Ｏ_９などの結晶が現れるが、ＬｎＢＯ_３がもっとも損失が小さく、Ｌｎ_ＸＢ_ＹＯ_Ｚとして示される組成のうちの50モル％以上であることが好ましい。
【００１６】
ガラスの組成は、Ｌｎ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３の他、通常のガラスの成分であるアルカリ土類金属元素の酸化物、ＳｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３などが含まれていてよいが、低損失であるためにはＬｎ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３とがモル比にて少なくとも半分以上でなければならないこともわかった。
【００１７】
しかし、Ｌｎ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３との二成分の混合のみからなるガラスにて、誘電損失の低い組成にしようとすると溶融温度が上昇し、焼結に必要な焼成温度が高くなってしまい、焼成温度を高くできる用途には十分活用できるが、Ａｇなど良電気伝導材を用いる磁器組成物には適用できなくなる。
【００１８】
そこで、上述の低い誘電損失が実現される範囲で、ガラス形成の温度を950℃以下に低下させるための手段をさらに検討した結果、二つの方法があることがわかった。一つは、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比を1.0未満としＬｎ_２Ｏ_３よりもＢ_２Ｏ_３を過剰にすることである。それによって、他のガラス成分がなくても焼成温度を950℃以下に下げることができる。これは、Ｂ_２Ｏ_３の融点が低いことによると考えられる。
【００１９】
もう一つはガラス形成成分を添加することである。これは、とくにＬｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が1.0以上のとき、ガラス形成の温度が高くなってしまうが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ（ＭはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａのうちの一種以上を示す）、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のガラス形成用成分のうちの二種以上を、このＬｎ_２Ｏ_３とＢ_２Ｏ_３とに加えれば、誘電損失に大きな影響を与えることなく溶融温度を低下できることがわかってきた。
【００２０】
また、このような組成の検討過程で、ＭｎＯの少量添加も焼成温度の低下に有効であることが見出された。これらガラス形成用成分の添加は、少なければガラスとしての焼成温度を低下させることはできないが、多すぎると誘電損失が増大してくる。
【００２１】
以上のようなガラスの組成検討結果に基づき、好ましいと考えられる組成の原料を溶解急冷してガラスフリットとし、これにフィラーとするアルミナなどの酸化物系耐火物の粉末を混ぜ、焼成して得られた磁器組成物について、その焼結に必要な温度、密度や強度などの焼結性、高周波における比誘電率、あるいは誘電損失等を種々調査した。
【００２２】
このようにして、基板またはモジュールや電子部品用として、低温焼結が可能な高周波特性とくに誘電損失の低い磁器組成物を得ることができた。この場合、フィラー粒子間のガラス部分はＬｎＢＯ_３を主とする結晶化ガラスを多く含む状態になっており、これが誘電損失を大きく低下させていると考えられる。
【００２３】
目的とする温度範囲の焼成にて、磁器組成物の性能として十分なものが得られたかどうかについては、誘電率が高くなく強度（抗析力）が十分で温度変化が小さいこと等もあるが、上述のように損失が低いことを最重要目標とし、10GHz近傍におけるｆＱ値（ｆ_０[GHz]×Ｑ）が15000を超えていることを判断基準とした。このようにしてさらに組成範囲の限界を明確にし、本発明を完成させた。本発明の要旨は次のとおりである。
【００２４】
(1) ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が40〜75質量％、残部ガラス部分の組成は、Ｌｎ_２Ｏ_３（Ｌｎはランタノイド元素）：20〜75モル％、Ｂ_２Ｏ_３：20〜75モル％およびＭｎＯ：0〜5モル％で、かつＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２５】
(2) ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が40〜75質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ_２Ｏ_３（Ｌｎはランタノイド元素）：20〜50モル％、Ｂ_２Ｏ_３：30モル％を超え75モル％以下およびＭｎＯ：0〜5モル％で、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が1.0未満、かつＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２６】
(3) ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が40〜75質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ_２Ｏ_３（Ｌｎはランタノイド元素）：30〜68モル％、Ｂ_２Ｏ_３：20〜45モル％、およびＭｎＯ：0〜5％で、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が1.0以上、かつＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60〜90モル％であり、他の10モル％を超え40モル％未満には、ガラス形成成分としてＭＯ（Ｍはアルカリ土類金属元素）、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のうちのいずれか二種以上が含有され、そのうちの一種はこれらガラス形成成分合計の70モル％を超えない範囲であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の磁器組成物は、ガラスにフィラーを混在させた形態のものであり、フィラーである耐火酸化物粒子が４０〜７５質量％で、これら粒子の間隙を埋めるガラスに相当する残部が２５質量％以上、６０質量％以下となっているものである。
【００２８】
フィラーとする耐火酸化物は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ_２、ＭｇＴｉＯ_３があるが、緻密な磁器組成物を得るためにはＡｌ_２Ｏ_３を用いるのが好ましい。なお原料として用いるこれら耐火酸化物には種々不純物が含まれるが、その含有量は、５質量％未満であれば本発明の効果には影響しない。
【００２９】
耐火酸化物の量は、40質量％未満では焼成後磁器組成物の抗折強度が不十分となり、焼成時の変形も大きくなるので、基板あるいはモジュールや電子部品としての使用は不適当である。また、75質量％を超えると1100℃以下の焼成温度では十分な焼結が困難で、好ましくない。
【００３０】
残部のガラスに相当する部分は、酸化物で表示される組成がモル％で、Ｌｎ_２Ｏ_３：20〜75％、Ｂ_２Ｏ_３：20〜75％およびＭｎＯ：0〜5％で、かつＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60モル％以上であることとする。
【００３１】
ここで、Ｌｎ_２Ｏ_３を20〜75モル％とするのは、20モル％未満ではガラス相当部分にＬｎＢＯ_３の結晶が十分形成されず、損失の低い磁器組成物が得られないからであり、75モル％を超えると、ガラスとしての溶融温度が高くなりすぎてしまい、1100℃以下の焼成温度では十分緻密な磁器組成物が得られなくなるからである。
【００３２】
Ｌｎは前述のようにランタノイド元素を示し、特定の元素に限定する必要はなく、一種でも二種以上が混合していてもよい。元素種により最適焼成温度と誘電率が多少異なってくるが、誘電損失はいずれの元素でも大きくは変わらない。しかし特定の元素を選定できるのであれば、ＬａまたはＮｄが他の元素よりも良好な結果を示す。
【００３３】
Ｂ_２Ｏ_３は20〜75モル％とする。Ｂ_２Ｏ_３は磁器組成物の焼結温度低下に大きく寄与するとともに、ＬｎＢＯ_３の結晶をガラス相当部分に中に形成させ、磁器組成物の高周波損失を低減させる効果がある。このためには20モル％以上の添加が必要であるが、多く含有しすぎると焼成中の変形が大きくなるので、多くても75モル％までとする。
【００３４】
なお、Ｌｎ_２Ｏ_３の量とＢ_２Ｏ_３の量とは、モル比にて1／3から3の範囲内にあることが望ましい。これは誘電損失をより低くすることができるからで、ＬｎＢＯ_３の結晶が多く生成されることによると考えられる。
【００３５】
ＭｎＯは添加しなくてもよいが、磁器組成物の焼成に要する温度を低下させる効果があり、必要により5モル％までの範囲で添加する。5モル％を超える添加は誘電損失の低下をきたす。添加する場合とくに好ましいのは1〜2モル％である。
【００３６】
ガラス相当部分の成分として、Ｌｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60モル％以上であることとするのは、この合計値が60モル％未満の場合、磁器組成物としたときの、高周波における損失が十分低下しないからである。
【００３７】
ガラス相当部分のＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯ以外の分に関する組成は、誘電損失の低減という目的に大きくは影響しないのでとくに限定はしないが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ（ＭはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａのうちの一種以上を示す）、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のガラス形成用成分が含まれていると、焼成温度を低下させる効果がある。
【００３８】
フィラーである耐火酸化物粒子が４０〜７５質量％で、これら粒子の間隙を埋めるガラスに相当する残部が２５〜６０質量％である上述の磁器組成物において、Ａｇを同時焼成により内部電極とするためには、９５０℃以下で焼成しなければならない。このような温度で焼成したいときは、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比を１．０未満とするか、ガラス形成成分を添加する。
【００３９】
Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比を1.0未満とする場合、ガラスに相当する部分の組成に対して、Ｌｎ_２Ｏ_３（Ｌｎはランタノイド元素）：20〜50モル％、Ｂ_２Ｏ_３：30モル％を超え75モル％以下およびＭｎＯ：0〜5モル％で、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が1.0未満、かつＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量が60モル％以上とするのがよい。
【００４０】
各成分の作用およびその含有量の効果は前述のとおりであるが、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比を1.0未満とするのは、Ｂ_２Ｏ_３の含有を増すことにより、焼結温度が低下するからである。またＢ_２Ｏ_３の下限値が30モル％を超えるのは、Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が1.0未満とするためである。
【００４１】
この場合も、ガラス相当部分のＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯ以外の分に関する組成は、誘電損失の低減という目的に大きくは影響しないのでとくに限定はしないが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のガラス形成用成分が多く含まれていると、さらに焼成温度を低下させる効果がある。
【００４２】
Ｌｎ_２Ｏ_３／Ｂ_２Ｏ_３のモル比が１．０以上の場合、９５０℃以下で焼成するには、Ｌｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯ以外にガラス形成成分を含有させるのがよい。すなわち、ガラスに相当する部分のＬｎ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３＋ＭｎＯの量を６０〜９０モル％以下とし、他の１０〜４０モル％にはガラス形成成分を含有させる。ガラス形成成分にはＭＯ、Ａｌ_２Ｏ_３およびＳｉＯ_２のうちの二種以上を合わせて含有させるのがよく、これらガラス形成成分全体を１００モル％とすると一種が７０モル％を超えないようにするのが好ましい。
【００４３】
ＭＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種または二種以上の混合を示し、いずれであっても目的とする効果が得られるが、焼成温度をより低くできる点でＣａＯを用いるのが望ましい。
【００４４】
ガラス形成成分は、磁器組成物のガラス相当部分の融点を低下させ焼結温度を低下させる効果があるが、一種のみではその効果が小さく、二種以上合わせて用いるのがよい。このようにガラス形成成分を含有させて焼結温度を950℃以下に確実に低下させるためには、少なくとも10モル％を超える量とすることが望ましい。
【００４５】
本発明の磁器組成物の焼成は、通常のガラスに耐火酸化物をフィラーとして混在させた低温焼結磁器組成物の製造方法に準じておこなえばよい。素材原料は必ずしも酸化物である必要はなく、たとえば炭酸塩やＢＮのように酸化物以外の化合物を用い、焼成後に酸化物の形になればよい。また各素材原料には不純物が含まれるが、その含有量は5質量％以下であれば、単一の化合物として取り扱っても効果は変わらない。
【００４６】
すなわち、フィラーとする耐火酸化物は、一般的に用いられる手法にて焼結をおこない、粉砕して磁器組成物の原料粉末とする。一方、ガラス相当部分とする原料は、その各素材を混合してガラスフリットの製造と同様、1000℃以上の高温に加熱溶融し急冷して粉末とする。ただし、目的とする導体の焼成温度にてガラスの形成が可能な組成範囲であるときは、あらかじめガラスフリットにしておく必要はない。
【００４７】
これらフィラー粉末とガラス相当部分の粉末とは、目的の磁器組成物構成となるようそれぞれ所要量秤量し、ジルコニアボールあるいはアルミナボールを用いたボールミルにより湿式混合し、混合物を乾燥後、たとえば800℃に加熱して仮焼をおこない粉砕して粉末とする。この粉末にバインダーなどを加え、混錬して所要形状に成形する。たとえば、積層基板の場合、グリーンシート形状とし導電体ペーストの回路を印刷後加圧積層して最終形状に成形後焼成をおこなう。
【００４８】
焼成温度は800〜1100℃とし、磁器組成物とする。焼成温度は800℃未満では焼結が十分おこなわれず、緻密性に欠け機械的強度が得られないことがある。内部導体にＣｕやＡｕを用いる場合、導体の流失や拡散消失を引き起こさない限界として焼成温度を1100℃までとするが、Ｃｕを用いるときは酸化のおそれがあるので、還元性雰囲気とする必要がある。Ａｇを用いる場合は、焼成温度を930℃までとするのが望ましい。
【００４９】
積層焼結体の面方向の収縮のない高精度の積層基板焼成方法として拘束焼成法がある。これはグリーンシートにより積層体を成形する際、さらにその上下面の一方または両方に、アルミナなど焼結温度のはるかに高い材料のグリーンシートを付加積層しておき、積層方向に加圧しながら焼成する方法である。本発明の磁器組成物では、上下面に付加したグリーンシートが焼結されない温度で焼成されるので、この方法を効果的に活用することができる。
【００５０】
【実施例】
フィラーとしてアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）粉末を用い、ガラス相当部分には表１に示すように組成を種々変え、1300℃に加熱して溶解し、急冷してガラスフリット（粉末）とした。アルミナ粉末とガラスフリットの比率を変え、バインダーとして10質量％のＰＶＡ水溶液を添加して混錬造粒し、金型を用い98MPaの圧力にて焼成後の寸法が直径15mm、高さ7,5mmの円柱状、または幅4mm、長さ36mm、厚さ3mmの短冊状となる試片を成形した。
【００５１】
これら成形品は大気中で焼成をおこなって特性測定用試片とした。各試料はこれら成形品の一部の試片を用い、あらかじめ800〜1200℃の温度範囲で試験的に焼成して、十分な緻密化に必要な温度を見出し、その温度を焼成温度として該当試料の全試片の焼成をおこなった。焼成時間はいずれも2時間である。
【００５２】
焼成後の円柱状焼結体は、底面を研磨し平滑にしてから両端短絡形誘電体共振器法により比誘電率ε_ｒおよびＱ（または誘電損失tanδ：Ｑ＝1／tanδ）を測定した。誘電損失は測定共振周波数ｆ_０により変化するので、周波数に影響されず被測定材で一定の値になるとされるｆ_０とＱとの積のｆＱ値で損失の大小を評価した。共振周波数の温度係数τ_ｆは、25℃における共振周波数ｆ_０を基準として、温度を変えたときの変化率から求めた。これらの測定結果を合わせて表１〜４に示す。
【００５３】
焼成後の短冊状試験片は、JIS−Ｒ−1601の試験法に準じて４点曲げをおこない抗折力を求めた。この測定結果も表１〜４に合わせて示す。
【００５４】
【表１】

【００５５】
【表２】

【００５６】
【表３】

【００５７】
【表４】

【００５８】
表１〜４に示す結果からわかるように、本発明で定める組成の磁器組成物はｆＱ値がいずれも15000（GHz）以上あり、高周波用として損失の小さいものであることがわかる。これは、フィラーとともに用いるガラス相当部分のＬｎ_２Ｏ_３の含有の効果が大きく作用していると考えられる。Ｌｎ_２Ｏ_３の含有量は少ない場合、表１の試番8や表３の試番58、または表４の試番86に示されるようにｆＱ値が低い。またＭｎＯの含有量が多すぎると、表２の試番26あるいは試番30のようにやはりｆＱ値が高くない。しかし、Ｌｎ_２Ｏ_３の含有量を多くしすぎると、表１試番13、表３試番63、および表３試番75に見られるように焼結温度が高くなってしまう。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の磁器組成物は、比誘電率が低く高周波帯域における損失が小さく、温度依存性が小さい。また低い焼成温度でその特性を得ることができ、内部導体や電極として比抵抗の低いＡｇを使用することができる。このように、すぐれた高周波性能と相俟って、電子回路の高周波化、小型化、高密度化のための基板用等の用途に好適である。[0001]
The present invention relates to a dielectric porcelain composition suitable for electronic parts and modules used in a high frequency range of several GHz to several tens of GHz.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the development of high-speed mass communication and mobile communication of information, not only miniaturization and high density, but also the signals handled in integrated circuits on boards or modules and electronic components with built-in elements on boards. The use of frequencies in the range of several GHz or more is being studied. A material suitable for such a high frequency band is also demanded for dielectric ceramic compositions used for these substrates or modules and electronic components. The performance required for this porcelain composition has sufficient strength, low dielectric constant ε _r in the high frequency band, low dielectric loss tan δ, temperature change of relative dielectric constant, or resonance frequency. For example, the temperature change is small.
[0003]
In general, the lower the relative permittivity of a substrate or electronic component, the faster the signal propagation speed in the circuit. Therefore, it is desirable that the relative permittivity ε _r of the high frequency band ceramic composition be as low as possible. The smaller the loss in signal transmission, the better. Therefore, the dielectric loss is small, that is, the Q value needs to be as high as possible. In addition, the function as a dielectric is used for, for example, a filter or a resonator. In this case, the absolute value of the temperature coefficient τ _f of the resonance frequency is as small as possible in order to perform a stable operation against a temperature change. It is also important that the temperature dependency is small.
[0004]
Conventionally, as a porcelain composition multilayer substrate for an integrated circuit, alumina having excellent heat resistance and insulating properties, high withstand voltage and low dielectric constant has been used, and with increasing circuit density, a conductive paste is applied to a green sheet. A method has been developed for printing, laminating them and firing them together. Since the sintering temperature of alumina is as high as 1500 to 1600 ° C., a refractory metal such as tungsten or molybdenum that can be sintered at this temperature is used as a conductive material for circuit formation inside the multilayer substrate.
[0005]
However, as the frequency used in the circuit increases, the substrate material is required to have a lower relative dielectric constant than alumina, and the conductor used also reduces the conductive loss as the circuit becomes finer. Something with lower electrical resistance is needed. Metal conductors with low electrical resistance include Ag, Au and Cu, but none of them has a high melting point. If an attempt is made to produce a multilayer substrate by co-firing, the porcelain composition has a lower melting point than those metals. It must be able to be fired at a temperature below ℃.
[0006]
Various low-temperature sintered porcelain compositions in which an oxide-based refractory such as alumina is mixed as filler in glass having a low melting point have been developed for such substrates. Usually, glass has a lower dielectric constant than oxide refractories such as alumina. Therefore, it is conceivable to make a multilayer substrate by laminating glass, but glass generally has a large dielectric loss, a large shape change due to softening during firing, and it is difficult to obtain the required dimensional accuracy of the circuit. It is insufficient.
[0007]
On the other hand, when a filler is mixed in glass, a porcelain composition having a fine structure and excellent strength can be obtained at a low temperature with a small change in shape. Good characteristics can be obtained by selecting a filler with a low dielectric loss. And a low-temperature sintered porcelain composition.
[0008]
For example, Japanese Examined Patent Publication No. 3-53269 discloses that CaO—SiO ₂ —Al ₂ O ₃ —B ₂ O ₃ glass is baked at 800 to 1000 ° C. in which 50 to 35 mass% of Al ₂ O ₃ is mixed as a filler. An invention of a low-temperature fired porcelain composition substrate is disclosed. However, in the present invention, only a loss at 1 MHz is shown, and characteristics in a high frequency region exceeding several GHz are not clear.
[0009]
In addition, US Pat. No. 6147019 discloses 50 to 75% by mass of an Al ₂ O ₃ refractory, B ₂ O ₃ : 50 to 67%, CaO: 20 to 50%, Ln ₂ O ₃ ( Ln is a rare earth element): 2 to 15%, M ₂ O (M is an alkali metal element): 0 to 6%, Al ₂ O ₃ : 0 to 10% glass mixed, Ag is co-fired on the inner conductor An invention of a porcelain composition that can be used as a method is disclosed.
[0010]
However, as a porcelain composition for a substrate or a module or an electronic component, a material having better performance in the adopted frequency band is always required, and in particular, a high-performance material is required in the high frequency band. In addition, along with the refinement of the circuit, the substrate has good flatness and high dimensional accuracy is required. For this, a method of firing while applying or restraining pressure has been developed. A porcelain composition suitable for the method is desirable.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is a low dielectric constant ceramic composition capable of low-temperature sintering capable of simultaneously firing conductors having high electrical conductivity such as Ag, low relative permittivity, low loss in a high frequency band, and low temperature dependence. It is in the provision of things.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present inventors have mixed a filler and glass used in a high frequency band of several GHz or more, where a firing temperature is 1100 ° C. or lower, and if possible, a multilayer substrate can be manufactured by simultaneous firing using Ag as an inner conductor. Various studies were conducted to improve the performance of the low-temperature sintered porcelain composition.
[0013]
The internal structure of such a porcelain composition has a form in which the gaps between the filler particles are filled with a glassy substance in a network shape when viewed in cross section. Since materials that can be used for the filler are limited, it is necessary to improve the properties of the glassy substance in order to further improve the performance. Therefore, the temperature required for firing due to the composition change, the compatibility with the filler, the relative dielectric constant, the dielectric loss at high frequencies, and the temperature dependence of the dielectric constant were investigated for the materials used as glass. Among them, the dielectric properties were measured using a double-end short-circuited dielectric resonator method (Hack-Coleman method) using a cylindrical fired test piece.
[0014]
The magnitude of the dielectric loss is generally judged from the magnitude of the Q value, and this Q value is determined by the strength of resonance. However, the Q value has frequency dependence and decreases in proportion to the frequency. On the other hand, the resonance frequency is so varied by the shape and composition of the specimen to be relatively evaluated by the magnitude of the product fQ value of the resonance frequency f ₀ and Q loss porcelain composition.
[0015]
Among various glass investigations, it has been found that a glass containing a large amount of crystals obtained by mixing Ln ₂ O ₃ and B ₂ O ₃ oxides of lanthanoid elements (denoted as Ln) has particularly low dielectric loss. It was issued. In this glass, crystals such as LnBO ₃ , LnB ₃ O ₆ , Ln ₃ BO ₃ , Ln ₄ B ₂ O ₉ appear depending on the composition ratio, but LnBO ₃ has the smallest loss, and Ln _X B _Y O _Z It is preferable that it is 50 mol% or more of the composition shown.
[0016]
The composition of the glass may include, in addition to Ln ₂ O ₃ and B ₂ O ₃ , an oxide of an alkaline earth metal element, SiO ₂ , Al ₂ O _3, etc., which are components of ordinary glass, but low It was also found that Ln ₂ O ₃ and B ₂ O ₃ must be at least half or more in molar ratio to be a loss.
[0017]
However, in a glass composed of only a mixture of two components of Ln ₂ O ₃ and B ₂ O ₃ , the melting temperature rises and the firing temperature necessary for sintering increases when trying to make a composition having a low dielectric loss. Therefore, it can be sufficiently used for applications where the firing temperature can be increased, but it cannot be applied to a porcelain composition using a good electrical conductive material such as Ag.
[0018]
Therefore, as a result of further examination of means for lowering the glass formation temperature to 950 ° C. or less within the range where the low dielectric loss described above is realized, it was found that there are two methods. One is to make the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ less than 1.0 and make B ₂ O ₃ in excess of Ln ₂ O ₃ . Thereby, even if there is no other glass component, the firing temperature can be lowered to 950 ° C. or lower. This is considered to be due to the low melting point of B ₂ O ₃ .
[0019]
Another is to add glass-forming components. In particular, when the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is 1.0 or more, the glass formation temperature becomes high, but the oxide MO (M is Mg, Ca, Sr) of the alkaline earth metal element. And two or more of the glass forming components of Al ₂ O ₃ and SiO ₂ are added to the Ln ₂ O ₃ and B ₂ O ₃ to increase the dielectric loss. It has been found that the melting temperature can be reduced without affecting it.
[0020]
Further, in the process of studying such a composition, it was found that addition of a small amount of MnO is also effective for lowering the firing temperature. If the addition of these glass forming components is small, the firing temperature as glass cannot be lowered, but if it is too large, the dielectric loss increases.
[0021]
Based on the results of the above glass composition examination, a raw material with a composition considered to be preferable is melted and quenched to obtain a glass frit, which is mixed with a powder of oxide refractory such as alumina as a filler, and fired. The obtained porcelain composition was subjected to various investigations such as temperature necessary for sintering, sinterability such as density and strength, relative permittivity at high frequency, dielectric loss, and the like.
[0022]
In this way, it was possible to obtain a porcelain composition having a high frequency characteristic capable of low-temperature sintering, particularly a low dielectric loss, for substrates, modules and electronic parts. In this case, the glass portion between the filler particles is in a state containing a large amount of crystallized glass mainly containing LnBO ₃ , which is considered to greatly reduce the dielectric loss.
[0023]
As to whether or not sufficient performance of the porcelain composition was obtained by firing in the target temperature range, the dielectric constant is not high and the strength (anti-segregation force) is sufficient and the temperature change is small. As described above, the most important target is that the loss is low, and the criterion was that the fQ value (f ₀ [GHz] × Q) in the vicinity of 10 GHz exceeds 15000. In this way, the limit of the composition range was further clarified, and the present invention was completed. The gist of the present invention is as follows.
[0024]
(1) A sintered porcelain composition in which a refractory oxide filler is mixed in glass, wherein the refractory oxide in the filler is 40 to 75 mass%, and the composition of the remaining glass portion is Ln ₂ O ₃ (Ln Is a lanthanoid element): 20 to 75 mol%, B ₂ O ₃ : 20 to 75 mol% and MnO: 0 to 5 mol%, and the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is 60 mol% or more. A low dielectric constant porcelain composition for high-frequency components.
[0025]
(2) A sintered porcelain composition in which a refractory oxide filler is mixed with glass, the filler having a refractory oxide content of 40 to 75% by mass, and the balance corresponding to the glass portion is Ln. ₂ O ₃ (Ln is a lanthanoid element): 20 to 50 mol%, B ₂ O ₃ : more than 30 mol% and 75 mol% or less, and MnO: 0 to 5 mol%, Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ A low dielectric constant ceramic composition for high-frequency components, wherein the molar ratio is less than 1.0, and the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is 60 mol% or more.
[0026]
(3) A sintered porcelain composition in which a refractory oxide filler is mixed in glass, wherein the filler has a refractory oxide content of 40 to 75% by mass, and the balance corresponding to the glass portion is Ln. ₂ O ₃ (Ln is a lanthanoid element): 30 to 68 mol%, B ₂ O ₃ : 20 to 45 mol%, and MnO: 0 to 5%, and the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is 1.0 In addition, the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is 60 to 90 mol%, and other than 10 mol% and less than 40 mol%, MO (M is an alkaline earth metal element) as a glass forming component ), Any two or more of Al ₂ O ₃ and SiO ₂ , one of which is in a range not exceeding 70 mol% of the total of these glass-forming components, Porcelain composition.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The porcelain composition of the present invention is in a form in which a filler is mixed in glass, and the refractory oxide particles as a filler is 40 to 75% by mass, and the balance corresponding to the glass filling the gap between these particles is 25% by mass. % Or more and 60 mass% or less .
[0028]
The refractory oxide used as the filler includes Al ₂ O ₃ , TiO ₂ , and MgTiO _3, but Al ₂ O ₃ is preferably used in order to obtain a dense porcelain composition. These refractory oxides used as raw materials contain various impurities, but if the content is less than 5% by mass, the effect of the present invention is not affected.
[0029]
When the amount of the refractory oxide is less than 40% by mass, the bending strength of the porcelain composition after firing becomes insufficient, and deformation at the time of firing increases, so that it is unsuitable for use as a substrate, module or electronic component. On the other hand, if it exceeds 75% by mass, sufficient sintering is difficult at a firing temperature of 1100 ° C. or less, which is not preferable.
[0030]
The portion corresponding to the remaining glass is a mol% composition represented by an oxide, Ln ₂ O ₃ : 20 to 75%, B ₂ O ₃ : 20 to 75% and MnO: 0 to 5%, and The amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is 60 mol% or more.
[0031]
Here, the reason why Ln ₂ O ₃ is set to 20 to 75 mol% is that if it is less than 20 mol%, crystals of LnBO ₃ are not sufficiently formed in the glass-corresponding portion, and a porcelain composition with low loss cannot be obtained. If it exceeds 75 mol%, the melting temperature as glass becomes too high, and a sufficiently dense porcelain composition cannot be obtained at a firing temperature of 1100 ° C. or lower.
[0032]
Ln represents a lanthanoid element as described above, and need not be limited to a specific element, and one kind or two or more kinds may be mixed. The optimum firing temperature and dielectric constant differ somewhat depending on the element type, but the dielectric loss does not change greatly with any element. However, if a specific element can be selected, La or Nd shows better results than other elements.
[0033]
B ₂ O ₃ is a 20 to 75 mol%. B ₂ O ₃ greatly contributes to lowering the sintering temperature of the porcelain composition, and has the effect of reducing the high-frequency loss of the porcelain composition by forming LnBO ₃ crystals in the glass equivalent portion. For this purpose, addition of 20 mol% or more is necessary, but if it is contained too much, deformation during firing becomes large, so at most 75 mol%.
[0034]
The amount of Ln ₂ O _{3 and} the amount of B ₂ O ₃ are preferably in the range of 1/3 to 3 in terms of molar ratio. This is because the dielectric loss can be further reduced, and it is considered that a large amount of LnBO ₃ crystals are produced.
[0035]
MnO does not need to be added, but has the effect of lowering the temperature required for firing the porcelain composition, and is added in a range of up to 5 mol% if necessary. Addition exceeding 5 mol% causes a decrease in dielectric loss. When added, it is particularly preferably 1 to 2 mol%.
[0036]
As a component corresponding to the glass, the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is 60 mol% or more when the total value is less than 60 mol% when the porcelain composition is used. This is because the loss at high frequency does not sufficiently decrease.
[0037]
The composition regarding min than _{_{Ln 2 O 3 + B 2 O}} 3 + MnO in glass corresponding parts is not particularly limited because it significantly affects the purpose of reducing the dielectric loss, the oxide MO (M of an alkaline earth metal element If one or more of Mg, Ca, Sr and Ba are included), Al ₂ O ₃ and SiO ₂ glass-forming components are contained, there is an effect of lowering the firing temperature.
[0038]
Refractory oxide particles 40 to 75 wt% is filler, in the above-described ceramic composition balance which corresponds to the glass to fill the gap is 2 5-60 wt% of these particles, the internal electrode by co-firing the Ag In order to do so, it must be fired at 950 ° C. or lower. When firing at such a temperature, the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is set to less than 1.0 or a glass forming component is added.
[0039]
When the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is less than 1.0, Ln ₂ O ₃ (Ln is a lanthanoid element): 20 to 50 mol%, B ₂ O with respect to the composition of the portion corresponding to glass _3:30 mol% beyond 75 mol% or less and MnO: 0 to 5 _mole%, less than the molar ratio of _{_{_{Ln 2 O 3 / B 2 O}}} 3 is 1.0, and the amount of _{_{_{_{Ln 2 O 3 + B 2 O}}}} 3 + MnO It should be 60 mol% or more.
[0040]
The action of each component and the effect of its content are as described above, but the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is less than 1.0 by increasing the content of B ₂ O _3. This is because the sintering temperature is lowered. The lower limit of B ₂ O ₃ exceeds 30 mol% because the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is less than 1.0.
[0041]
Again, the composition relates min than _{_{Ln 2 O 3 + B 2 O}} 3 + MnO in glass corresponding parts is not particularly limited because it significantly affects the purpose of reducing the dielectric loss, oxide of an alkaline earth metal element When many glass forming components of MO, Al ₂ O ₃ and SiO ₂ are contained, there is an effect of further lowering the firing temperature.
[0042]
When the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is 1.0 or more, a glass forming component is preferably contained in addition to Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO for firing at 950 ° C. or lower. That is, the amount of _{_{_{_{Ln 2 O 3 + B 2 O}}}} 3 + MnO of a portion corresponding to the glass and 60 to 90 mol%, the other 1 0-40 mol% is contained a glass forming component. Two or more of MO, Al ₂ O ₃ and SiO ₂ are preferably contained in the glass-forming component together. When the total amount of these glass-forming components is 100 mol%, one kind does not exceed 70 mol%. It is preferable to do this.
[0043]
MO represents one or a mixture of two or more of CaO, MgO, SrO, and BaO, and any of them can provide the intended effect, but it is desirable to use CaO because the firing temperature can be further lowered.
[0044]
The glass forming component has an effect of lowering the melting point of the glass-corresponding portion of the porcelain composition and lowering the sintering temperature, but the effect is small with only one kind, and two or more kinds are preferably used in combination. In order to contain the glass-forming component and reliably lower the sintering temperature to 950 ° C. or lower as described above, it is desirable that the amount exceeds at least 10 mol%.
[0045]
The firing of the porcelain composition of the present invention may be carried out in accordance with a method for producing a low-temperature sintered porcelain composition in which a refractory oxide is mixed as a filler in ordinary glass. The raw material is not necessarily an oxide. For example, a compound other than an oxide such as carbonate or BN may be used, and it may be in the form of an oxide after firing. Each raw material contains impurities, but if the content is 5% by mass or less, the effect is not changed even if it is handled as a single compound.
[0046]
That is, the refractory oxide used as a filler is sintered by a generally used technique and pulverized to obtain a raw material powder of the porcelain composition. On the other hand, the raw material corresponding to the glass is mixed with each raw material, heated and melted to a high temperature of 1000 ° C. or higher, and rapidly cooled to powder as in the production of the glass frit. However, when the composition range is such that glass can be formed at the firing temperature of the target conductor, it is not necessary to use a glass frit in advance.
[0047]
These filler powder and glass-corresponding part powder are weighed in a required amount so as to have the desired composition of the porcelain composition, wet-mixed by a ball mill using zirconia balls or alumina balls, and the mixture is dried, for example, at 800 ° C. Heat to calcine and pulverize into powder. A binder or the like is added to this powder and kneaded to form a desired shape. For example, in the case of a laminated substrate, a green sheet shape is formed, a circuit of a conductor paste is printed, and then pressure lamination is performed, and after forming into a final shape, firing is performed.
[0048]
The firing temperature is set to 800 to 1100 ° C. to form a porcelain composition. When the firing temperature is less than 800 ° C., sintering is not sufficiently performed, and the mechanical strength may not be obtained due to lack of denseness. When Cu or Au is used for the inner conductor, the firing temperature is limited to 1100 ° C. as a limit that does not cause the conductor to flow out or diffused, but when Cu is used, there is a risk of oxidation, so a reducing atmosphere is required. is there. When Ag is used, the firing temperature is desirably up to 930 ° C.
[0049]
There is a constrained firing method as a highly accurate laminated substrate firing method without shrinkage in the plane direction of the laminated sintered body. This is because when a laminate is formed with a green sheet, a green sheet of a material having a much higher sintering temperature such as alumina is additionally laminated on one or both of the upper and lower surfaces thereof, and fired while pressing in the laminating direction. Is the method. In the porcelain composition of the present invention, since the green sheets added to the upper and lower surfaces are fired at a temperature at which the green sheets are not sintered, this method can be effectively utilized.
[0050]
【Example】
Alumina (Al ₂ O ₃ ) powder was used as a filler, and the composition corresponding to the glass was variously changed as shown in Table 1, heated to 1300 ° C., melted, and rapidly cooled to obtain a glass frit (powder). Change the ratio of alumina powder and glass frit, add 10% by weight PVA aqueous solution as a binder, knead and granulate, use a mold at 98MPa pressure, the size after firing is 15mm in diameter and 7,5mm in height A specimen having a cylindrical shape or a strip shape having a width of 4 mm, a length of 36 mm, and a thickness of 3 mm was formed.
[0051]
These molded articles were fired in the atmosphere to obtain specimens for characteristic measurement. Each sample uses some of the specimens of these molded products, preliminarily baked experimentally in the temperature range of 800-1200 ° C, finds the temperature necessary for sufficient densification, and uses that temperature as the calcination temperature, the corresponding sample All specimens were fired. Both firing times are 2 hours.
[0052]
After firing, the cylindrical sintered body was polished and smoothed, and then the relative permittivity ε _r and Q (or dielectric loss tan δ: Q = 1 / tan δ) were measured by a double-end short-circuited dielectric resonator method. Since the dielectric loss varies depending on the measurement resonance frequency f ₀ , the magnitude of the loss was evaluated by the fQ value of the product of f ₀ and Q, which is assumed to be a constant value in the material to be measured without being influenced by the frequency. The temperature coefficient τ _f of the resonance frequency was obtained from the rate of change when the temperature was changed with the resonance frequency f ₀ at 25 ° C. as a reference. These measurement results are shown together in Tables 1 to 4.
[0053]
The strip-shaped test piece after firing was subjected to four-point bending according to the test method of JIS-R-1601, and the bending strength was determined. The measurement results are also shown in Tables 1 to 4.
[0054]
[Table 1]

[0055]
[Table 2]

[0056]
[Table 3]

[0057]
[Table 4]

[0058]
As can be seen from the results shown in Tables 1 to 4, it can be seen that the porcelain composition having the composition defined in the present invention has an fQ value of 15000 (GHz) or more, and has a small loss for high frequency use. This is considered to be due to the large effect of the inclusion of Ln ₂ O _{3 in} the glass equivalent part used together with the filler. When the content of Ln ₂ O ₃ is small, the fQ value is low as shown in trial number 8 in Table 1, trial number 58 in Table 3, or trial number 86 in Table 4. On the other hand, if the MnO content is too high, the fQ value is not high as shown in trial number 26 or trial number 30 in Table 2. However, if the content of Ln ₂ O ₃ is excessively increased, the sintering temperature becomes high as can be seen from Table 1 trial No. 13, Table 3 trial No. 63, and Table 3 trial No. 75.
[0059]
【The invention's effect】
The porcelain composition of the present invention has a low relative dielectric constant, a small loss in a high frequency band, and a small temperature dependency. Moreover, the characteristics can be obtained at a low firing temperature, and Ag having a low specific resistance can be used as an internal conductor or an electrode. Thus, combined with excellent high frequency performance, it is suitable for applications such as substrates for high frequency, miniaturization, and high density of electronic circuits.

Claims

A sintered porcelain composition in which glass is mixed with a refractory oxide filler containing any one of Al ₂ O ₃ , TiO _2, and MgTiO ₃ , wherein the filler has a refractory oxide content of 40 mass. % And 75% by mass or less, and the balance corresponding to the glass part is Ln ₂ O ₃ (Ln is a lanthanoid element): 20 mol% or more, 50 mol% or less, B ₂ O ₃ : 30 mol% More than 75 mol% and MnO: 0 mol% or more and 5 mol% or less, the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is less than 1.0, and the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO is A porcelain composition for high-frequency components, characterized by being 60 mol% or more.

A sintered porcelain composition in which glass is mixed with a refractory oxide filler containing any one of Al ₂ O ₃ , TiO _2, and MgTiO ₃ , wherein the filler has a refractory oxide content of 40 mass. % And 75% by mass or less, and the balance of the glass part is Ln ₂ O ₃ (Ln is a lanthanoid element): 30 mol% or more, 68 mol% or less, B ₂ O ₃ : 20 mol% or more 45 mol% or less, and MnO: 0 mol% or more and 5 mol% or less, the molar ratio of Ln ₂ O ₃ / B ₂ O ₃ is 1.0 or more, and the amount of Ln ₂ O ₃ + B ₂ O ₃ + MnO Is 60 mol% or more and 90 mol% or less, and any other two or more of MO (M is an alkaline earth metal element), Al ₂ O ₃ and SiO ₂ are contained as other glass forming components, Glass forming Min even high-frequency component ceramic composition which is a range that does not exceed 70 mole% of these glass-forming components total.