JP6432323B2 - 伝送線路および電子部品 - Google Patents

Description

本発明は１０ＧＨｚ以下の周波数帯で共振器を構成するマイクロ波伝送線路および電子部品に関する。

近距離無線通信や移動体通信に、マイクロ波帯、特に１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯が多く利用されている。これらの通信に用いられる通信装置には、小型化、薄型化が強く求められ、その通信装置に用いられる電子部品にも小型化、薄型化が強く求められている。

一般的に、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯の高周波信号の伝送には、同軸線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレーナ線路等、導体と誘電体を組み合わせた構造の伝送線路が用いられている。

通信装置に用いられる電子部品には、バンドパスフィルタのように共振器を含むものがある。この共振器には、分布定数線路を用いたものや、インダクタとキャパシタを用いたものなどがあるが、いずれも伝送線路を含んでいる。共振器には、無負荷Ｑ値が大きいことが求められ、共振器の無負荷Ｑ値は、共振器における損失を小さくすることによって大きくすることができる。

伝送線路の損失には、誘電体損、導体損および放射損がある。信号の周波数が高くなるほど、表皮効果が顕著になって、導体損は顕著に増大する。共振器における損失は、ほとんど導体損に起因する。そのため、共振器の無負荷Ｑ値を大きくするためには、導体損を小さくすることが効果的である。導体損を小さくして共振器の無負荷Ｑ値を大きくする技術としては、特許文献１、２に記載された技術が知られている。

特許文献１には、対称型ストリップライン共振器において、一対の接地導体間に、互いに誘電体を介して隔てられた複数枚のストリップ導体電極を接地導体に平行に配置することによって、ストリップ導体電極の導体損を低減して、共振器の無負荷Ｑ値を大きくする技術が記載されている。

特許文献２には、ストリップライン電極を有する共振器において、ストリップライン電極を、誘電体層と導体層が交互に積層された多層部と導体とを有する多層電極とし、多層部を構成する各層の面が接地電極の面に対して垂直になるように配置することによって、ストリップライン電極の導体損を低減して、共振器の無負荷Ｑ値を大きくする技術が記載されている。

一方、５０ＧＨｚ程度のミリ波帯の電磁波を伝搬させる伝送線路としては、誘電体線路が知られている。例えば、特許文献３には、平行に配置された２つの平行導体板の間に高誘電率テープを配置し、２つの平行導体板と高誘電率テープの間に、低誘電率材料よりなる充填誘電体を配置して構成された伝送線路が記載されている。この伝送線路では、電磁波の電界は充填誘電体内に分布する。特許文献３には、実際に作製された伝送線路が、３０ＧＨｚ〜６０ＧＨｚの周波数帯で低分散な特性であることが記載されている。

特開平４−４３７０３号公報 特開平１０−１３１１２号公報 特開２００７−２３５６３０号公報

前述のように、従来の１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯用の伝送線路は、導体で作製された電極を用いた線路を用いる構造のものである。この伝送線路では、特許文献１、２に記載された技術のように導体電極の表面積を大きくする等の対策を行っても、導体損を大幅に小さくすることは困難である。そのため、この伝送線路を用いた共振器では、無負荷Ｑ値を大きくすることには限界がある。

一方、前述のように、５０ＧＨｚ程度のミリ波帯の電磁波を伝搬させる誘電体線路は知られているが、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯の電磁波を伝搬させる誘電体線路は知られていない。

電磁波の波長は、周波数に反比例する。１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯の電磁波の波長は、５０ＧＨｚ程度のミリ波帯の電磁波の波長の５倍から５０倍程度になる。一般的に、従来の誘電体線路の大きさは、伝搬させる電磁波の波長が長くなるほど大きくなる。そのため、仮に、従来の誘電体線路を用いて、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの周波数帯用の共振器等の電子部品を構成しようとしても、電子部品が大型化して、実用的な電子部品を実現することができない。

なお、誘電体線路を伝搬する電磁波の波長は、誘電体の波長短縮効果により、真空中を伝搬する電磁波の波長よりも短くなる。しかし、従来の誘電体線路では、大幅な波長短縮効果は得られない。例えば、特許文献３には、充填誘電体の比誘電率は例えば４以下であることが記載されている。比誘電率を４とすると、波長短縮率は０．５である。そのため、従来の誘電体線路を用いても、誘電体の波長短縮効果による電子部品の大幅な小型化はできない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を効率よく伝搬させる伝送線路、およびそれを含む電子部品を提供することにある。

本発明の伝送線路は、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成され、第１の比誘電率をもつ線路部と、第２の比誘電率を有する第２の誘電体よりなる周囲誘電体部とを備えている。周囲誘電体部は、線路部における電磁波の伝搬方向に直交する断面において、線路部の周囲に存在する。前記第１の比誘電率は、６００以上である。前記第２の比誘電率は、前記第１の比誘電率よりも小さい。なお、本出願において、比誘電率とは、複素比誘電率の実部を言う。また、本発明における線路部は、電磁波を一方向に伝搬させるものに限らず、例えば進行波と反射波のように、互いに反対方向に進む２つの電磁波を伝搬させるものであってもよい。

前記第２の誘電体の比誘電率は、前記第１の比誘電率の１／１０以下であってもよい。

前記第１の誘電体の誘電体中に分散した導体フィラーの割合は、前記線路部全体の４〜７４体積％であってもよい。

前記第１の誘電体中に分散した導体フィラーの大きさは、５μｍ以下であってもよい。

また前記周囲誘電体部の少なくとも一部は、１．０２以上の比透磁率を有していてもよい。なお、本出願において、比透磁率とは、複素比透磁率の実部を言う。

本発明の電子部品は、本発明の伝送線路を含むものである。本発明の電子部品は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の共振周波数を有する共振器を備えていてもよい。この共振器は、本発明の伝送線路を用いて構成されている。

本発明の伝送線路および電子部品では、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーよりなる線路部の比誘電率が６００以上であり、周囲誘電体部を構成する第２の誘電体の比誘電率は第１の比誘電率よりも小さい。これにより、線路部が、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を、効率よく伝搬させることが可能になる。従って、本発明によれば、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を効率よく伝搬させる伝送線路、およびそれを含む電子部品を実現することが可能になるという効果を奏する。

本発明の実施の形態に係る伝送線路および電子部品を示す斜視図である。 図１におけるＡ方向から見た電子部品を示す側面図である。 図１に示した伝送線路の断面を示す断面図である。 図１に示した電子部品の回路構成を示す回路図である。

［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。始めに、図１ないし図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る伝送線路および電子部品の構造について説明する。図１は、本実施の形態に係る伝送線路および電子部品を示す斜視図である。図２は、図１におけるＡ方向から見た電子部品を示す側面図である。図３は、図１に示した伝送線路の断面を示す断面図である。

図１ないし図３に示したように、本実施の形態に係る電子部品１は、本実施の形態に係る伝送線路２を含んでいる。伝送線路２は、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成される第１の比誘電率をもつ線路部１０と、第２の比誘電率Ｅ２を有する第２の誘電体よりなる周囲誘電体部２０とを備えている。線路部１０は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を伝搬させる。周囲誘電体部２０は、線路部１０における電磁波の伝搬方向に直交する断面において、線路部１０の周囲に存在する。本実施の形態では、特に、上記断面において、周囲誘電体部２０は、線路部１０の外周全体に接している。線路部１０の第１の比誘電率Ｅ１は、６００以上である。第２の比誘電率Ｅ２は、第１の比誘電率Ｅ１よりも小さい。

本実施の形態では、線路部１０は円柱形状を有している。線路部１０における電磁波の伝搬方向は、円柱の中心軸方向である。周囲誘電体部２０は直方体形状を有している。線路部１０における電磁波の伝搬方向に直交する断面において、線路部１０の形状は円形であり、周囲誘電体部２０の形状は長方形である。ここで、図１に示したように、上記断面における周囲誘電体部２０の形状である長方形の長辺に平行な方向をＸ方向と定義し、この長方形の短辺に平行な方向をＹ方向と定義する。また、線路部１０における電磁波の伝搬方向、すなわち線路部１０の形状である円柱の中心軸方向をＺ方向と定義する。Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向は、互いに直交する。図３は、線路部１０における電磁波の伝搬方向すなわちＺ方向に直交する断面を示している。

周囲誘電体部２０は、Ｚ方向の両端に位置する上面２０ａおよび下面２０ｂと、Ｘ方向の両端に位置する２つの側面２０ｃ，２０ｄと、Ｙ方向の両端に位置する２つの側面２０ｅ，２０ｆとを有している。

電子部品１は、更に、それぞれ周囲誘電体部２０の上面２０ａ、下面２０ｂ、側面２０ｅ，２０ｆに配置された導体層３，４，５，６を備えている。導体層３のＸ方向の長さは、上面２０ａのＸ方向の長さよりも小さい。導体層３のＹ方向の長さは、上面２０ａのＹ方向の長さと等しい。導体層３は、上面２０ａの一部のみを覆っている。導体層４のＸ方向の長さは、下面２０ｂのＸ方向の長さよりも小さい。導体層４のＹ方向の長さは、下面２０ｂのＹ方向の長さと等しい。導体層４は、下面２０ｂの一部のみを覆っている。導体層５は、側面２０ｅの全体を覆い、導体層３，４に電気的に接続されている。導体層６は、側面２０ｆの全体を覆い、導体層３，４に電気的に接続されている。導体層３，４，５，６は、グランドに接続される。

電子部品１は、更に、導体層４に対して所定の間隔をあけて対向するように周囲誘電体部２０の内部に配置された導体層７を備えている。導体層４と導体層７の間には、周囲誘電体部２０の一部が介在している。

線路部１０のＺ方向の一端は、導体層７に接続されている。導体層７は、周囲誘電体部２０の側面２０ｃに露出した端部７ａを有している。線路部１０のＺ方向の他端は、導体層３に接続されている。

次に、図４の回路図を参照して、本実施の形態に係る電子部品１の回路構成について説明する。本実施の形態に係る電子部品１は、並列に接続されたインダクタ３１とキャパシタ３２とを有する共振器３０と、入出力端子３３とを備えている。インダクタ３１の一端とキャパシタ３２の一端は、入出力端子３３に電気的に接続されている。インダクタ３１の他端とキャパシタ３２の他端は、グランドに電気的に接続されている。インダクタ３１とキャパシタ３２は、並列共振回路を構成している。共振器３０は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の共振周波数を有している。

共振器３０は、伝送線路２を用いて構成されている。より具体的に説明すると、共振器３０を構成するインダクタ３１が、伝送線路２の線路部１０によって構成されている。キャパシタ３２は、図１に示した導体層４，７と、その間の周囲誘電体部２０の一部によって構成されている。入出力端子３３は、図１に示した導体層７の端部７ａによって構成されている。なお、周囲誘電体部２０の側面２０ｃに、導体層７の端部７ａに接続された導体層を設け、この導体層を入出力端子３３としてもよい。

次に、本実施の形態に係る伝送線路２および電子部品１の作用について説明する。導体層７の端部７ａによって構成された入出力端子３３には、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の周波数を含む任意の周波数の電力が供給される。この電力に起因して、導体層７に接続された線路部１０に電磁波が励起される。線路部１０は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を伝搬させる。線路部１０が伝搬させる電磁波の１つ以上の周波数は、共振器３０の共振周波数を含む。共振器３０は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の共振周波数で共振する。入出力端子３３の電位は、入出力端子３３に供給される電力の周波数が共振周波数と一致するときに最大値になり、入出力端子３３に供給される電力の周波数が共振周波数から離れるに従って減少する。

本実施の形態において、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成された線路部１０における比誘電率Ｅ１は６００以上であり、周囲誘電体部２０を構成する第２の誘電体の第２の比誘電率Ｅ２は線路部１０の比誘電率Ｅ１よりも小さい。線路部１０において誘電体中に導体フィラーを分散させることにより、第１の誘電体の比誘電率に対し、比誘電率Ｅ１を高めることが可能となり、かつ伝送線路における損失を抑え、効率的よく電磁波を伝搬させることが可能となる。６００以上という線路部１０の比誘電率Ｅ１の値は、５０ＧＨｚ程度のミリ波帯の電磁波を伝搬させる従来の誘電体線路に用いられる誘電体の比誘電率に比べて、非常に大きい。線路部の比誘電率Ｅ１の値を、このような大きな値にすることにより、線路部１０は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を効率よく伝搬させることが可能になる。なお第１の誘電体の材質は必ずしも限定されるわけではないが、好ましい例としてはＳｒＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３およびこれらの２種以上の組み合わせを用いることができる。また線路部１０の比誘電率Ｅ１の上限は必ずしも限定されないが、Ｅ１が５０万以上になると伝送線路における損失抑制効果はほぼ一定となると予想されるため、比誘電率Ｅ１は５０万以下であることが好ましい。

前記線路部１０において誘電体中に導体フィラーを分散させることにより、第１の誘電体の比誘電率に対し、比誘電率Ｅ１が高まる原理は必ずしも定かではないが、導体フィラーが誘電体中に分散することにより実質的な誘電体の厚みが小さくなることや、導体フィラー中においては電子が電場により完全に分極することなどが要因として考えられる。なお導体フィラーの金属種については必ずしも限定されるわけではないが、好ましい例としてはＰｄ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｗおよびこれらの２種以上の組み合わせを用いることができる。

本実施の形態において、前記伝送線路２における第２の誘電体の比誘電率Ｅ２は、線路部１０の比誘電率Ｅ１の１／１０以下であることが好ましい。１／１０以下とすることにより伝送線路における損失を抑え、より効率的に電磁波を伝搬させることが可能になる。なおＥ２の下限は求められないが、実用上２以下の比誘電率の材料を用いることは困難であることから、比誘電率Ｅ２は２以上であることが好ましい。また第２の誘電体の材質については必ずしも限定されるわけではないが、好ましい例としてはＳｒＴｉＯ_３、ＣａＴｉＯ_３、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）およびこれらの２種以上の組み合わせを用いることができる。

本実施の形態において、前記線路部１０における第１の誘電体中に分散した導体フィラーの割合は、線路部１０の全体の４〜７４体積％であってもよい。４％以上とすることで線路部の比誘電率Ｅ１が大幅に向上するとともに、伝送線路２における損失を抑え、より効率的に電磁波を伝搬させることが可能になる。また同様に７４体積％以下とすることにより、伝送線路２における損失を抑え、より効率的に電磁波を伝搬させることが可能になる。なお導体フィラーの割合は、焼結後はアルキメデス法により測定される実際の比重と、誘電体部理論比重、金属部理論比重よりその体積％を算出することもできる。

本実施の形態において、前記線路部１０における第１の誘電体中に分散した導体フィラーの大きさは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下であってもよい。５μｍ以下とすることで表皮効果による損失の増大を最小限に抑制することができ、より効率的に電磁波を伝搬させることが可能になる。なお導体フィラーの大きさの下限は求められないが、実用上０．０１μｍ以下の導体フィラーを凝集させることなく均等に分散させることが困難であることから、導体フィラーの大きさは０．０１μｍ以上であることが好ましい。また導体フィラーの大きさは、線路部を平面状に内部まで研磨し、走査型電子顕微（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）により５０００倍１０視野を観察し、そのＳＥＭ像における導体部の平均面積径より求められる。また導体フィラーは球状、扁平状、針状、柱状等いずれの形状であっても差し支えない。

本実施の形態において、前記伝送線路２における周囲誘電体部２０の少なくとも一部は、磁性を有する誘電体すなわち磁性誘電体によって構成されていてもよい。言い換えると、周囲誘電体部２０の少なくとも一部は、１より大きい比透磁率を有していてもよい。この場合、周囲誘電体部２０の少なくとも一部（磁性誘電体）の比透磁率は、１．０２以上であることが好ましい。周囲誘電体部２０が１．０２以上の比透磁率をもつことで、より効率的に電磁波を伝搬させることが可能になる。なお、本出願において、比透磁率とは、複素比透磁率の実部を言う。
周囲誘電体部２０が磁性誘電体である場合における第２の誘電体を構成する誘電体材料としては、必ずしも限定されるわけではないが、ポリプロピレン、テフロン（登録商標）、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリシクロオレフィン樹脂、またはＣａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、Ｍｇ_２ＳｉＯ_４、Ａｌ_２Ｏ_３およびこれらの２種以上の組み合わせ等の磁性を有さない誘電体材料中にニッケル（Ｎｉ）、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）、鉄（Ｆｅ）およびそれらの合金よりなる金属磁性体粒子を分散させたものを用いることができる。

なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。また、本発明の電子部品は、本発明の伝送線路を用いて構成された共振器を備えたものに限らず、本発明の伝送線路を含むものであればよい。例えば、本発明の電子部品は、それぞれ本発明の伝送線路を用いて構成されたアンテナ、方向性結合器、整合回路、変成器等の、共振器以外の回路を備えたものであってもよい。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、伝送線路の材料作製について詳細に説明する。ただし以下の実施例に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

［実施例１］
ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＭｎＯ粉末をモル比で０．２５、０．７５、０．００２の割合で秤量し、純水と市販のアニオン系分散剤と共に、ボールミルで２４時間混合を行い、混合スラリーを得た。混合スラリーを１２０℃で加熱乾燥した後、瑪瑙乳鉢で解砕し、＃３００メッシュふるいを通過させ整粒し、アルミナ坩堝に入れ１２００〜１２４０℃の温度範囲内で２時間仮焼をし、第１の誘電体材料（０．２５ＢａＯ・０．７５ＳｒＯ）ＴｉＯ_２＋０．００２ＭｎＯを得た。

前記第１の誘電体材料を分取し、粒径１μｍのＰｄ金属粉末を、前記第１の誘電体材料とＰｄ金属粉末を合わせた体積の３０体積％となるように秤量し、エタノールと一緒にボールミルで２４時間混合を行った。混合スラリーを８０℃〜１２０℃で段階的に加熱乾燥した後、瑪瑙乳鉢で解砕し、＃３００メッシュふるいを通過させ整粒し、第１の誘電体材料と導体粉の混合品を得た。

前記の方法で得られた第１の誘電体材料と導体粉の混合粉に、市販のアクリル樹脂系ラッカー溶液を誘電体と金属の合計質量に対して樹脂固形分８質量％添加した後、瑪瑙乳鉢にて混練し、＃３００メッシュふるいを通過させ整粒し、造粒粉を得た。この造粒粉を金型に入れ、加圧成形し、円柱状の成形体試料を得た。この試料を空気中にて３５０℃で脱バインダー処理を施した後、１４００℃で一定時間熱処理をして、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成された線路部の焼結体を得た。

またＭｇＣＯ_３、ＳｉＯ_２粉末をモル比で２、１の割合で秤量し、純水と市販のアニオン系分散剤と共に、ボールミルで２４時間混合を行い、混合スラリーを得た。混合スラリーを１２０℃で加熱乾燥した後、瑪瑙乳鉢で解砕し、＃３００メッシュふるいを通過させ整粒し、アルミナ坩堝に入れ１２００〜１２４０℃の温度範囲内で２時間仮焼をし、第２の誘電体材料となるフォルステライトＭｇ_２ＳｉＯ_４を得た。

［実施例２］
ＣａＣＯ_３、ＴｉＯ_２粉末をモル比で１、１の割合で秤量し、第２の誘電体材料としてＣａＴｉＯ_３を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例３］
ＣａＣＯ_３、ＳｒＣＯ_３、ＴｉＯ_２粉末をモル比で０．９、０．１、１．０の割合で秤量し、第２の誘電体材料として（０．９ＣａＯ・０．１ＳｒＯ）ＴｉＯ_２を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例４−１４、比較例１］
粒径１μｍのＰｄ金属粉末を、第１の誘電体材料と混合する際に、表１に記したような体積割合で秤量・混合したこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例１５−１８］
第１の誘電体材料と混合させるＰｄ金属粉末の粒径について、表１に記したように変化させたこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例１９］
ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＭｎＯ粉末をモル比で０．４５、０．５５、０．００２の割合で秤量し、第１の誘電体材料として（０．４５ＢａＯ・０．５５ＳｒＯ）ＴｉＯ_２＋０．００２ＭｎＯを得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例２０］
ＢａＴｉＯ_３、ＳｒＴｉＯ_３、ＭｎＯ粉末をモル比で０．５５、０．４５、０．００２の割合で秤量し、第１の誘電体材料として（０．５５ＢａＯ・０．４５ＳｒＯ）ＴｉＯ_２＋０．００２ＭｎＯを得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例２１−２７］
第１の誘電体材料と混合させる金属粉末の金属元素種について、表１に記したように変化させた。第１の誘電体材料と金属粉末を混合する際に、適宜焼結助剤としてＬｉ_２Ｏを加え、線路部焼結体を得る際の熱処理温度を９００−１４００℃の間で調整したこと、また線路部焼結体を得る際の熱処理について、適宜、空気中または窒素と水素の混合ガス雰囲気で行ったこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。

［実施例２８］
第２の誘電体材料として以下に示すような作製法にて磁性誘電体を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。すなわち、まず、金属磁性粉末として、平均粒径０．３μｍのパーマロイの粉末を用意し、ポリシクロオレフィン樹脂を、樹脂ワニスとして、金属磁性粉末含有量が３体積％になる量を添加して、高速遊星攪拌機（公転速度２０００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍ）にて５分間混合し、第２の誘電体材料として磁性をもつものを作製した。

［実施例２９］
第２の誘電体材料として以下に示すような作製法にて磁性誘電体を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。
すなわち、まず、金属磁性粉末として、平均粒径０．３μｍのパーマロイの粉末を用意し、ポリシクロオレフィン樹脂を、樹脂ワニスとして、金属磁性粉末含有量が２０体積％になる量を添加して、高速遊星攪拌機（公転速度２０００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍ）にて５分間混合し、第２の誘電体材料として磁性をもつものを作製した。

［実施例３０］
第２の誘電体材料として以下に示すような作製法にて磁性誘電体を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。
すなわち、まず、金属磁性粉末として、平均粒径０．３μｍのパーマロイの粉末を用意し、ポリシクロオレフィン樹脂を、樹脂ワニスとして、金属磁性粉末含有量が４０体積％になる量を添加して、高速遊星攪拌機（公転速度２０００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍ）にて５分間混合し、第２の誘電体材料として磁性をもつものを作製した。

［実施例３１］
第２の誘電体材料として以下に示すような作製法にて磁性誘電体を得たこと以外は、実施例１と同様の方法で伝送線路の材料を作製した。
すなわち、ポリシクロオレフィン樹脂のみを高速遊星攪拌機（公転速度２０００ｒｐｍ、自転速度８００ｒｐｍ）にて５分間混合し、第２の誘電体材料を作製した。

＜評価＞
得られた第１、第２の誘電体、線路部焼結体の比誘電率、比透磁率について算出し、結果を表１に記した。また得られた伝送線路材料を用いて、図１に示したような伝送線路および電子部品形状を形成し、共振周波数と無負荷Ｑ値について、各々測定し、結果を表１に記した。

［誘電特性の測定］
本実施形態に係る誘電体についての誘電特性は、日本工業規格「マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法」（ＪＩＳ Ｒ１６２７ １９９６年度）に従って測定することができる。
誘電特性の評価として、両端短絡形誘電体共振器法により共振周波数ｆ_０を求めた。焼成体（焼結体）の寸法とｆ_０より、比誘電率を算出した。

［磁気特性の測定］
比透磁率の測定は、６ｍｍ×６ｍｍ×０．８ｍｍの板状に加工した試験片を使用し、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー（株）製、ＨＰ８７５３Ｄ）と超高周波帯域透磁率測定装置（凌和電子（株）製、ＰＭＦ−３０００）を用いて測定した。

［伝送線路および電子部品形状での共振周波数と無負荷Ｑ値］
図１に示したように、本実施の形態に係る電子部品１は、本実施の形態に係る伝送線路２を含んでいる。伝送線路２は、第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成され、第１の比誘電率をもつ線路部１０と、第２の比誘電率を有する第２の誘電体よりなる周囲誘電体部２０とを備えている。前記実施例において得られた伝送線路材料を用いて、この形状を形成し、共振周波数と無負荷Ｑ値を各々測定し、表１に記した。表１には、線路部１０に従来の伝送線路で使用されてきた金属Ａｇ単体の導体電極を使用した場合の無負荷Ｑ値：３００と比較し、良否の判定を行った結果も記載した。

表１の結果から、実施例１−２７はいずれも発明の範囲内にあるため、共振周波数が１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内となり、無負荷Ｑ値が、線路部に金属Ａｇ単体の導体電極を使用し、表皮効果の影響を大きく受けてしまう場合のＱ値３００より大きくなることがわかる。

比較例１の結果から、導体フィラーを混合させず、誘電体のみの線路部焼結体を使用した場合、線路部の比誘電率Ｅ１が５８０と低く、共振周波数が１２ＧＨｚと１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲外となってしまうことがわかる。また無負荷Ｑ値が２９０と、線路部に金属Ａｇ単体の導体電極を使用した場合のＱ値３００より低くなってしまうことがわかる。

実施例１、２、３の結果から、第２の誘電体の比誘電率が線路部の比誘電率の１／１０以下となったときに、無負荷Ｑ値がより大きくなっていることがわかる。

実施例１、４−１４の結果から、線路部の導体フィラーの体積割合を４％以上とすることで、線路部の比誘電率Ｅ１が第１の誘電体の比誘電率に対してより大きくなり、また無負荷Ｑ値も大きくなり、明確な効果が得られていることがわかる。
また線路部の導体フィラーの体積割合を７４％以下とすることで、無負荷Ｑ値がより大きくなっていることがわかる。

実施例１、１５−１８の結果から、線路部の導体フィラーの大きさを５μｍ以下とした場合に、表皮効果の影響を最小限に抑えることができ、無負荷Ｑ値がより大きくなっていることがわかる。

実施例１、１９、２０の結果から、第１の誘電体の材質を変更した場合でも、共振周波数が１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内となり、無負荷Ｑ値が線路部に金属Ａｇ単体の導体電極を使用した場合のＱ値３００より大きくなることがわかる。

実施例１、２１−２７の結果から、線路部の導体フィラーの金属元素種を変更した場合でも、共振周波数が１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内となり、無負荷Ｑ値が線路部に金属Ａｇ単体の導体電極を使用した場合のＱ値３００より大きくなることがわかる。

実施例２８、２９、３０、３１の結果から、第２の誘電体において磁性を持たせ、その比透磁率が１．０２以上となった場合に無負荷Ｑ値がより大きくなっていることがわかる。

［符号の説明］
１・・・電子部品
２・・・伝送線路
１０・・・線路部
２０・・・周囲誘電体

Claims (7)

1. 第１の誘電体とその誘電体中に分散した導体フィラーより構成され、
   第１の比誘電率をもつ線路部と、
   第２の比誘電率を有する第２の誘電体よりなる周囲誘電体部とを備えた伝送線路であって、
   前記周囲誘電体部は、前記線路部における電磁波の伝搬方向に直交する断面において、線路部の周囲に存在し、
   前記第１の比誘電率は６００以上であり、
   前記第２の比誘電率は、前記第１の比誘電率よりも小さく、
   前記導体フィラーの大きさが５μｍ以下であることを特徴とする伝送線路。
2. 前記第２の比誘電率は、前記第１の比誘電率の１／１０以下であることを特徴とする請求項１記載の伝送線路。
3. 前記線路部は、１ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の１つ以上の周波数の電磁波を伝搬させることを特徴とする請求項１または２に記載の伝送線路。
4. 前記第１の誘電体中に分散した導体フィラーの割合は、
   前記線路部全体の４〜７４体積％であることを特徴とする請求項１〜３いずれか一項に記載の伝送線路。
5. 前記周囲誘電体部は、１．０２以上の比透磁率を有することを特徴とする請求項１〜４いずれか一項に記載の誘電体線路。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の伝送線路を含むことを特徴とする電子部品。
7. １ＧＨｚ〜１０ＧＨｚの範囲内の共振周波数を有する共振器を備え、前記共振器は、請求項１〜５いずれか一項に記載の伝送線路を用いて構成されていることを特徴とする電子部品。
   

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