JPH04292460A - Dielectric ceramic composition - Google Patents
Dielectric ceramic compositionInfo
- Publication number
- JPH04292460A JPH04292460A JP3081572A JP8157291A JPH04292460A JP H04292460 A JPH04292460 A JP H04292460A JP 3081572 A JP3081572 A JP 3081572A JP 8157291 A JP8157291 A JP 8157291A JP H04292460 A JPH04292460 A JP H04292460A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tio2
- dielectric ceramic
- composition
- glass
- anorthite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 52
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 33
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 43
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 150000002910 rare earth metals Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052661 anorthite Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N dialuminum;calcium;disilicate Chemical compound [Al+3].[Al+3].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GWWPLLOVYSCJIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 18
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 10
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 5
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- WEUCVIBPSSMHJG-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Ca+2].[Ti+4] WEUCVIBPSSMHJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 3
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 description 3
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004291 O3.2SiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 238000010344 co-firing Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- -1 steatite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
【０００１】0001
【技術分野】本発明は、誘電体磁器組成物、特に高周波
集積回路（ＭＩＣ）用の配線基板等に適する高周波用誘
電体磁器組成物に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dielectric ceramic composition, and particularly to a high frequency dielectric ceramic composition suitable for wiring boards for high frequency integrated circuits (MIC).
【０００２】0002
【背景技術】近年における携帯電話等の高周波機器の発
展に伴い、それらに使用されるＭＩＣ（高周波集積回路
）にも小型で高性能なものが要求されるようになってき
ている。そして、そのようなＭＩＣ配線基板に用いられ
る誘電体磁器には、以下のような特性が要求されている
のである。即ち、先ず、（１）比誘電率（εｒ ）が高
いこと。この比誘電率が高いと、或る決まった周波数で
使用する場合において、共振回路やインダクタンスの小
型化が可能となるからである。また、（２）Ｑ値が高い
こと。磁器のＱ値が高いと、これを使用した共振回路や
インダクタンスのＱ値を高くすることができ、低損失に
することができるのである。更に、（３）誘電率や形成
した共振回路の温度係数（τｆ ）が小さいこと。温度
変化に対して特性の変動を極力少なくするためである。
そして、（４）導体との同時焼成が可能であって、導体
を内蔵した多層構造の配線板を簡易に作製できることが
、挙げられる。BACKGROUND ART With the development of high frequency devices such as mobile phones in recent years, the MICs (high frequency integrated circuits) used in these devices are also required to be small and high performance. The dielectric ceramic used in such a MIC wiring board is required to have the following characteristics. That is, first, (1) the relative dielectric constant (εr) is high. This is because when the dielectric constant is high, it is possible to downsize the resonant circuit and inductance when used at a certain fixed frequency. Also, (2) the Q value is high. If the Q value of the ceramic is high, the Q value of the resonant circuit or inductance using the ceramic can be increased, and the loss can be reduced. Furthermore, (3) the dielectric constant and the temperature coefficient (τf) of the formed resonant circuit are small. This is to minimize variations in characteristics due to temperature changes. And (4) simultaneous firing with a conductor is possible, and a multilayer wiring board with a built-in conductor can be easily produced.
【０００３】ところで、誘電体磁器からなる配線基板と
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、誘電体磁器の焼成温度において溶融することがな
いように、導体には、誘電体磁器の焼成温度よりも高い
融点を有する金属が選択される必要がある。而して、従
来から知られている各種の誘電体磁器組成物にあっては
、焼成温度がかなり高いところから、導体には、Ｐｔ、
Ｐｄ、Ｗ、Ｍｏ等の融点の高い金属が用いられているの
である。By the way, when simultaneously firing a wiring board made of dielectric porcelain and a conductor, in order to prevent the conductor printed on the board from melting at the firing temperature of the dielectric porcelain, the conductor is coated with a dielectric material. A metal must be selected that has a melting point higher than the firing temperature of the body porcelain. Therefore, since the firing temperature of various conventionally known dielectric ceramic compositions is quite high, Pt, Pt,
Metals with high melting points such as Pd, W, and Mo are used.
【０００４】例えば、低価格の誘電体材料として知られ
るアルミナ、ステアタイト、フォルステライト等を配線
基板とする場合には、通常、導体として、Ｐｔ、Ｐｄ、
Ｗ、Ｍｏが使用されている。その他にも、高い誘電率を
有する組成物として、ＢａＯ−ＴｉＯ２ 系若しくはそ
の一部を他の元素で置換した組成物（特公昭５８−２０
９０５号公報）、Ｂａ（Ｍｇ１／３ Ｔａ２／３ ）Ｏ
３ などの複合ぺロブスカイト構造を持った組成物（特
公昭５９−２３０４８号公報）、ＴｉＯ２ −ＺｒＯ２
−ＳｎＯ２ 若しくはその一部を他の元素で置換した
組成物（特公昭５４−３５６７８号公報）、ＢａＯ−Ｔ
ｉＯ２ −ＲＥ２ Ｏ３系の組成物（特公昭５６−２６
３２１号公報，ＲＥ：希土類金属）等の各種のものが知
られているが、これらの誘電体磁器組成物についても、
焼成温度がかなり高いことから、導体としてＰｔやＰｄ
等が使用されているのである。For example, when a wiring board is made of alumina, steatite, forsterite, etc., which are known as low-cost dielectric materials, Pt, Pd,
W and Mo are used. In addition, as a composition having a high dielectric constant, BaO-TiO2 system or a composition in which a part of it is replaced with other elements (Japanese Patent Publication No. 58-20
905), Ba(Mg1/3 Ta2/3)O
Compositions having a composite perovskite structure such as 3 (Japanese Patent Publication No. 59-23048), TiO2-ZrO2
- Compositions in which SnO2 or a part thereof is replaced with other elements (Japanese Patent Publication No. 35678/1983), BaO-T
iO2 -RE2 O3-based composition
321 Publication, RE: rare earth metals) are known, but these dielectric ceramic compositions also have
Since the firing temperature is quite high, Pt or Pd is used as a conductor.
etc. are used.
【０００５】しかしながら、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｗ、Ｍｏ等の
金属は導通抵抗が大きいことから、そのような導体を使
用する従来の配線板では、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
くなる問題があった。このように、従来においては、導
通抵抗の小さなＡｇ系、Ｃｕ系等の金属を導体として採
用することは、それらの融点が誘電体磁器組成物の焼成
温度よりも低いことから、極めて困難であったのである
。However, since metals such as Pt, Pb, W, and Mo have high conduction resistance, in conventional wiring boards using such conductors, the Q value of the resonant circuit and inductance becomes small, and the conductor There was a problem that the transmission loss of the line became large. Thus, conventionally, it has been extremely difficult to use Ag-based, Cu-based, and other metals with low conduction resistance as conductors because their melting points are lower than the firing temperature of dielectric ceramic compositions. It was.
【０００６】[0006]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、Ａｇ系やＣｕ系等の低融点金属導体と同時焼成が可
能で、しかも比誘電率が高く、Ｑ値が高く、共振周波数
の温度係数が小さいといった、優れた誘電体磁器特性を
併せ有する誘電体磁器組成物を提供することにある。[Problem to be solved] Here, the present invention has been made against the background of the above circumstances, and its object is to be able to co-fire with a low melting point metal conductor such as Ag-based or Cu-based, Moreover, it is an object of the present invention to provide a dielectric ceramic composition having excellent dielectric ceramic properties such as a high dielectric constant, a high Q value, and a small temperature coefficient of resonance frequency.
【０００７】そして、本発明者らが、多くの組成につい
て種々検討した結果、低温焼成が可能なアノーサイト−
チタン酸カルシウム混合系結晶が析出するガラス粉末に
おいて、更に、ＴｉＯ２ やＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ （
ＲＥは希土類金属）の所定量を混合せしめることによっ
て、その焼成物の比誘電率やＱ値が効果的に高められて
、優れた誘電体磁器特性が得られることを見い出したの
である。[0007] As a result of various studies on many compositions, the present inventors found that anorthite, which can be fired at a low temperature,
In the glass powder in which calcium titanate mixed crystals are precipitated, TiO2 and RE2 Ti2 O7 (
They discovered that by mixing a predetermined amount of RE (rare earth metal), the relative dielectric constant and Q value of the fired product can be effectively increased and excellent dielectric ceramic properties can be obtained.
【０００８】[0008]
【解決手段】すなわち、本発明は、かかる知見に基づい
て完成されたものであり、その特徴とするところは、ア
ノーサイト−チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末に
、ＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ （ＲＥは希土類
金属）の粉末を混合せしめた混合粉末を焼成してなり、
生成したアノーサイト−チタン酸カルシウム結晶質母相
中に、前記ＴｉＯ２ 粒子とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ 粒
子とが分散して存在する誘電体磁器組成物にして、前記
ガラスとＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ とが、下
式：５０≦χ≦９５
０≦ｙ≦３０
０≦ｚ≦４０
５≦ｙ＋ｚ≦５０
（但し、χ：ガラスの重量％、ｙ：ＴｉＯ２ の重量％
、ｚ：ＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ の重量％）を満足する割
合において、用いられていることを特徴とする誘電体磁
器組成物にある。[Solution] That is, the present invention was completed based on such knowledge, and its feature is that TiO2 and RE2 Ti2 O7 (RE is It is made by firing a mixed powder made by mixing powders of rare earth metals,
A dielectric ceramic composition in which the TiO2 particles and the RE2 Ti2 O7 particles are dispersed in the anorthite-calcium titanate crystalline matrix formed is formed, and the glass, TiO2, and RE2 Ti2 O7 are present in the lower layer. Formula: 50≦χ≦95 0≦y≦30 0≦z≦40 5≦y+z≦50 (where χ: weight% of glass, y: weight% of TiO2
, z: weight % of RE2 Ti2 O7).
【０００９】[0009]
【具体的構成・作用】ところで、かかる本発明に従う誘
電体磁器組成物を与える混合粉末は、アノーサイト−チ
タン酸カルシウム系組成のガラス粉末に対して、ＴｉＯ
２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ （ＲＥは希土類金属、以
下同じ）とを、前式を満足するような割合において配合
せしめる必要があり、その範囲から外れると、本発明の
目的を充分に達成することができなくなる。[Specific structure/effect] By the way, the mixed powder for providing the dielectric ceramic composition according to the present invention has TiO
2 and RE2 Ti2 O7 (RE is a rare earth metal, hereinafter the same) must be blended in a ratio that satisfies the above formula, and if it deviates from this range, the purpose of the present invention cannot be fully achieved. It disappears.
【００１０】すなわち、アノーサイト−チタン酸カルシ
ウム系組成のガラス粉末の割合が５０重量％よりも少な
くなったり、一方、ＴｉＯ２ 粉末の割合が３０重量％
を越えたり、ＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ 粉末の割合が４０
重量％を越えたり、或いはＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２
Ｏ７ の合計量が５０重量％を越えたりすると、１１
００℃以下の焼成温度で混合粉末を充分に緻密化するこ
とが困難となり、更には結晶化が困難となるのである。
換言すれば、前式を満足する割合において、ＴｉＯ２
及びＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ を添加することにより、低
抵抗のＡｇ系やＣｕ系等の導体と同時焼成を行なう場合
にも、導体が溶融するような不具合を招くことのない低
温焼成が可能となり、導体を内蔵化することができ、且
つ優れた誘電体磁器特性を引き出すことが可能となるの
である。That is, the proportion of glass powder having an anorthite-calcium titanate composition is less than 50% by weight, while the proportion of TiO2 powder is less than 30% by weight.
or the proportion of RE2 Ti2 O7 powder is 40
% by weight, or TiO2 and RE2 Ti2
If the total amount of O7 exceeds 50% by weight, 11
At a firing temperature of 00° C. or lower, it becomes difficult to sufficiently densify the mixed powder, and furthermore, crystallization becomes difficult. In other words, at a ratio that satisfies the previous equation, TiO2
By adding RE2 and RE2 Ti2 O7, it is possible to perform low-temperature firing without causing problems such as melting of the conductor, even when co-firing with low-resistance Ag-based or Cu-based conductors. It can be built-in and bring out excellent dielectric ceramic properties.
【００１１】そして、そのようなアノーサイト−チタン
酸カルシウム系組成のガラスの誘電体磁器特性を有効に
向上させるために、ＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７
とは、その合計量が５重量％以上となる割合で添加さ
れるのである。[0011] In order to effectively improve the dielectric ceramic properties of such anorthite-calcium titanate composition glass, TiO2 and RE2 Ti2 O7
is added in such a proportion that the total amount thereof is 5% by weight or more.
【００１２】この添加成分のうち、ＴｉＯ２ は、比誘
電率が約１００と大きいところから、その添加により、
得られる誘電体磁器組成物の比誘電率を大きくすること
ができるものであり、またＱ値も効果的に高め得るので
ある。更に、ＴｉＯ２ は、その添加量に応じて、誘電
体磁器組成物の共振周波数の温度係数（τｆ ）をプラ
ス側に変化させるものであって、τｆ がマイナス側に
ある場合には、ＴｉＯ２ を添加することによって、τ
ｆ を高めることができ、更にはプラス側に大きくする
ことができる。Among these additive components, TiO2 has a large dielectric constant of about 100, so by adding it,
The relative dielectric constant of the resulting dielectric ceramic composition can be increased, and the Q value can also be effectively increased. Furthermore, TiO2 changes the temperature coefficient (τf) of the resonant frequency of the dielectric ceramic composition to the positive side depending on the amount added, and when τf is on the negative side, TiO2 is added. By doing, τ
It is possible to increase f and even increase it to the plus side.
【００１３】なお、このＴｉＯ２ 粉末は、通常非常に
微細なものであるところから、アノーサイト−チタン酸
カルシウム系組成のガラスの焼結性を妨げ易い。そのた
めに、ＴｉＯ２ を１５重量％以上添加する場合にあっ
ては、予め仮焼して、その粒径を或る程度大きくしてお
くことが望ましい。例えば、そのような仮焼によって、
ＢＥＴ比表面積が２ｍ２ ／ｇ程度以下となるような粒
子とするのである。[0013] Since this TiO2 powder is usually very fine, it tends to interfere with the sinterability of the glass having an anorthite-calcium titanate composition. For this reason, when adding 15% by weight or more of TiO2, it is desirable to calcinate it in advance to increase the particle size to some extent. For example, by such calcination,
The particles have a BET specific surface area of about 2 m2/g or less.
【００１４】一方、ＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ も、比誘電
率が約４０と大きいところから、その添加により、得ら
れる誘電体磁器組成物の比誘電率を大きくすることがで
き、またＱ値も効果的に高め得るのである。なお、ＲＥ
２ Ｔｉ２ Ｏ７ におけるＲＥとしては、Ｓｍ、Ｎｄ
、Ｌａ、Ｐｒ、Ｙ等の希土類金属の何れもが用いられ得
、またそれは、希土類金属のうちの少なくとも１種の酸
化物若しくはそれを与える化合物とＴｉＯ２ とを、所
定のモル比となるように混合し、仮焼合成せしめ、それ
を粉砕することによって、調製されることとなる。勿論
、複数の種類の希土類金属を同時に使用することも可能
である。On the other hand, since RE2 Ti2 O7 also has a high dielectric constant of about 40, its addition can increase the dielectric constant of the obtained dielectric ceramic composition and also effectively increase the Q value. It can be increased. In addition, RE
As RE in 2 Ti2 O7, Sm, Nd
, La, Pr, Y, etc. can be used, and at least one oxide of the rare earth metal or a compound providing it and TiO2 are mixed in a predetermined molar ratio. It is prepared by mixing, calcining, and pulverizing. Of course, it is also possible to use multiple types of rare earth metals at the same time.
【００１５】ところで、かかるＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７
は、前記ＴｉＯ２ とは反対に、誘電体磁器組成物の共
振周波数の温度係数（τｆ ）を、その添加量に応じて
マイナス側に変化させるものであり、τｆ がプラス側
にある場合には、ＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ を添加するこ
とによって、τｆ を低くすることができ、更にはマイ
ナス側に大きくすることができるのである。従って、こ
のＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ と前記ＴｉＯ２ との添加量
を適宜に調整することによって、得られる誘電体磁器組
成物の比誘電率及びＱ値を高めつつ、その温度係数を所
望の値に制御して、その値を小さくする（零とする）こ
とが可能となるのである。By the way, such RE2 Ti2 O7
In contrast to TiO2, the temperature coefficient (τf) of the resonant frequency of the dielectric ceramic composition changes to the negative side depending on the amount added, and when τf is on the positive side, By adding RE2 Ti2 O7, τf can be lowered and further increased to the negative side. Therefore, by appropriately adjusting the amounts of RE2 Ti2 O7 and the TiO2 added, it is possible to increase the dielectric constant and Q value of the obtained dielectric ceramic composition while controlling its temperature coefficient to a desired value. , it becomes possible to reduce the value (to zero).
【００１６】そして、本発明において、誘電体磁器組成
物の結晶質母相となるアノーサイト−チタン酸カルシウ
ム系組成のガラスは、焼成により析出する主結晶がアノ
ーサイト（ＣａＯ・Ａｌ２ Ｏ３ ・２ＳｉＯ２ ）と
チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ３ ）の混合系結晶と
なるガラス組成であれば、基本的には問題ない。なかで
も、好ましくは、その結晶を構成する成分たるＡｌ２
Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＣａＯ及びＴｉＯ２ を、それぞ
れ、２０〜４０重量％、２０〜４０重量％、５〜３０重
量％、２〜２０重量％程度の割合で用いる。In the present invention, the glass having an anorthite-calcium titanate composition which is the crystalline matrix of the dielectric ceramic composition has anorthite (CaO.Al2 O3.2SiO2) as the main crystal precipitated by firing. Basically, there is no problem as long as the glass composition is a mixed crystal of calcium titanate (CaTiO3) and calcium titanate (CaTiO3). Among these, Al2, which is a component constituting the crystal, is preferably
O3, SiO2, CaO, and TiO2 are used in proportions of about 20 to 40% by weight, 20 to 40% by weight, 5 to 30% by weight, and 2 to 20% by weight, respectively.
【００１７】さらに、上記の４成分だけでは、ガラス粉
末を焼結する際の結晶化の進行が早過ぎて、緻密化が不
充分となるところから、有利には、ガラス成分としてＢ
ａＯ成分、Ｂ２ Ｏ３ 成分が更に含有せしめられるこ
ととなる。このＢａＯ成分としては、ＢａＯ自体やＢａ
ＣＯ３ 等が添加され得るが、通常、ＢａＯとしての含
有量が０〜２０重量％となるようにされる。また、Ｂ２
Ｏ３ 成分としては、Ｂ２ Ｏ３ 自体やＨ２ ＢＯ
３ 等が添加され得るが、通常、Ｂ２ Ｏ３ としての
含有量が２重量％を越え、２０重量％以下の範囲となる
ようにされ、且つそれらＢａＯとＢ２ Ｏ３ の合計量
が５〜３０重量％となる割合で含有される。それによっ
て、緻密化と結晶化のバランスの良い誘電体磁器が得ら
れるのである。Furthermore, if the above four components are used alone, the crystallization progresses too quickly during sintering of the glass powder, resulting in insufficient densification. Therefore, it is advantageous to use B as the glass component.
The aO component and the B2 O3 component are further contained. This BaO component includes BaO itself and BaO.
Although CO3 and the like may be added, the content as BaO is usually 0 to 20% by weight. Also, B2
O3 components include B2 O3 itself and H2 BO.
3 may be added, but usually the content as B2O3 is in the range of more than 2% by weight and 20% by weight or less, and the total amount of BaO and B2O3 is 5 to 30% by weight. It is contained in a proportion of This makes it possible to obtain dielectric porcelain with a good balance of densification and crystallization.
【００１８】なお、このような組成のガラスは、公知の
各種のガラス化手法によって調製され得るものであり、
上記各原料成分を目的とするアノーサイト−チタン酸カ
ルシウム系組成を与える割合で配合してなる混合物を溶
融せしめ、その溶融物を急冷却してガラス化することに
よって得られる。そして、通常、かかるガラスを粉砕し
て、粉末化して用いることとなるが、このガラス粉末は
、その焼結性を高めるために、一般に２０μｍ以下、特
に１〜１０μｍ程度の粒度に整えられる。[0018] Glasses having such compositions can be prepared by various known vitrification techniques.
It is obtained by melting a mixture of the above-mentioned raw materials in proportions that give the desired anorthite-calcium titanate composition, and rapidly cooling the melt to vitrify it. Usually, such glass is crushed and used as a powder, and the glass powder is generally adjusted to a particle size of 20 μm or less, particularly about 1 to 10 μm, in order to improve its sinterability.
【００１９】かくして調製される、アノーサイト−チタ
ン酸カルシウム系組成のガラス粉末とＴｉＯ２ とＲＥ
２ Ｔｉ２ Ｏ７よりなる混合粉末には、更に必要に応
じて、得られる誘電体磁器組成物の機械的特性を向上さ
せるために、所定のフィラー粉末を配合せしめることが
可能である。そのようなフィラー粉末としては、アルミ
ナ、石英、ムライト、フォルステライト、石英ガラス等
があるが、例えば、アルミナは強度を高めることができ
、石英、ムライト、フォルステライトは、熱膨張係数を
調節することができる。なお、このようなフィラー粉末
の添加量が多くなると、１１００℃以下の温度で充分に
緻密化しなくなるため、通常、これらフィラー粉末の合
計量が、誘電体組成物の１００重量部に対して３０重量
部程度以下の割合となるように配合することとなる。Glass powder having an anorthite-calcium titanate composition, TiO2 and RE prepared in this way
If necessary, a predetermined filler powder can be added to the mixed powder of 2 Ti2 O7 in order to improve the mechanical properties of the resulting dielectric ceramic composition. Such filler powders include alumina, quartz, mullite, forsterite, quartz glass, etc. For example, alumina can increase strength, and quartz, mullite, forsterite can adjust the coefficient of thermal expansion. Can be done. Note that if the amount of such filler powder added is large, it will not be sufficiently densified at temperatures below 1100°C, so usually the total amount of these filler powders is 30 parts by weight per 100 parts by weight of the dielectric composition. They should be blended in such a way that the ratio is about 1.5 parts or less.
【００２０】そして、かかる混合粉末を用い、例えばド
クターブレード法等の公知の各種成形方法に従って成形
された成形体を、常法に従って焼成して緻密化せしめ、
更にアノーサイト−チタン酸カルシウム系組成のガラス
成分を結晶化させて、該結晶質母相を生成せしめること
により、かかるアノーサイト−チタン酸カルシウム系組
成の生成結晶質母相中にＴｉＯ２ 粒子やＲＥ２ Ｔｉ
２ Ｏ７ 粒子が分散して存在する誘電体磁器組成物を
得るのである。[0020] Then, a molded body is molded using the mixed powder according to various known molding methods such as the doctor blade method, and is sintered and densified according to a conventional method.
Furthermore, by crystallizing the glass component having an anorthite-calcium titanate based composition to generate the crystalline matrix, TiO2 particles and RE2 are added to the crystalline matrix having the anorthite-calcium titanate based composition. Ti
A dielectric ceramic composition containing dispersed 2 O7 particles is obtained.
【００２１】特に、本発明では、焼成操作に際しては、
焼成温度は１１００℃以下とされ、その下限は８００℃
程度とされ得る。また、ガラス成分の結晶化は、焼成温
度で保持することにより、焼成操作と同時に或いはそれ
に引き続いて行なうことができるが、通常、８５０℃〜
１１００℃程度の温度が採用される。それ故、かかる誘
電体磁器組成物にあっては、低抵抗のＡｇ系やＣｕ系等
の導体を内蔵化するに際して、それら導体の融点以下で
焼成及び結晶化を行なうことができ、導体が溶融するよ
うな不具合を招くことが良好に回避され得るのである。In particular, in the present invention, during the firing operation,
The firing temperature is set at 1100°C or lower, and the lower limit is 800°C.
It can be considered as a degree. Further, crystallization of the glass component can be carried out simultaneously with or subsequent to the firing operation by maintaining the temperature at the firing temperature, but usually from 850°C to
A temperature of about 1100°C is adopted. Therefore, when incorporating low-resistance conductors such as Ag-based or Cu-based in such dielectric ceramic compositions, firing and crystallization can be performed below the melting point of these conductors, so that the conductors melt. This can effectively avoid such problems.
【００２２】[0022]
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところである
。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上
記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限
りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、修
正、改良等を加え得るものであることが、理解されるべ
きである。[Examples] Below, some examples of the present invention will be shown to clarify the present invention more specifically, but the present invention is not limited in any way by the description of such examples. Needless to say, it is not something that can be accepted. In addition to the following examples and the above-mentioned specific description, the present invention includes various changes, modifications, and changes based on the knowledge of those skilled in the art, as long as they do not depart from the spirit of the present invention. It should be understood that improvements and the like may be made.
【００２３】先ず、原料として、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ２ Ｏ３）、酸化珪素（ＳｉＯ２ ）、炭酸カルシウ
ム（ＣａＣＯ３ ）、酸化チタン（ＴｉＯ２ ）、炭酸
バリウム（ＢａＣＯ３ ）、及びほう酸（Ｈ２ ＢＯ３
）を用いて、Ａｌ２Ｏ３ 、ＳｉＯ２ 、ＣａＯ、Ｔ
ｉＯ２ 、ＢａＯ、及びＢ２ Ｏ３ の割合が、それぞ
れ、下記表１に示されるガラス組成（Ｎｏ． １〜３）
になるように秤量した。
そして、その原料混合物を白金製坩堝に入れて、１６０
０℃で溶融した後、水中に投下して、急冷せしめること
により、アノーサイト−チタン酸カルシウム組成系ガラ
スを得た。そして、得られた各種のガラスを、アルミナ
製ポットの中にアルミナ玉石と共に投入して、純水を加
え、湿式粉砕して、ガラス粉末とした。First, aluminum oxide (A
l2O3), silicon oxide (SiO2), calcium carbonate (CaCO3), titanium oxide (TiO2), barium carbonate (BaCO3), and boric acid (H2BO3)
), Al2O3, SiO2, CaO, T
Glass compositions (No. 1 to 3) in which the proportions of iO2, BaO, and B2O3 are shown in Table 1 below, respectively.
It was weighed so that Then, put the raw material mixture into a platinum crucible and
After melting at 0° C., the glass was poured into water and rapidly cooled to obtain an anorthite-calcium titanate composition glass. Then, the obtained various glasses were placed in an alumina pot together with alumina cobbles, pure water was added, and the glass was wet-pulverized to obtain glass powder.
【００２４】[0024]
【表１】[Table 1]
【００２５】かくして得られた各ガラス粉末を用いて、
下記表２に示す組成に従って、ＴｉＯ２ 及びＲＥ２
Ｔｉ２ Ｏ７ （ＲＥは、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｐｒの何
れかである）をそれぞれ秤量し、湿式混合した後、乾燥
した。しかる後、バインダとしてＰＶＡを１重量％加え
て充分に混合し、次いで４０メッシュの篩を通すことに
より、造粒した。なお、ここで使用したＴｉＯ２ は、
市販のＴｉＯ２ 粉末を１３００℃で仮焼し、粉砕した
ものであり、またＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７は、市販のＲＥ
２ Ｏ３ とＴｉＯ２ を所定量秤量し、混合した後、
同様に１３００℃で仮焼し、粉砕したものである。[0025] Using each glass powder thus obtained,
TiO2 and RE2 according to the composition shown in Table 2 below.
Ti2O7 (RE is any one of Nd, La, Sm, and Pr) was weighed, wet mixed, and then dried. Thereafter, 1% by weight of PVA was added as a binder, thoroughly mixed, and then granulated by passing through a 40 mesh sieve. Note that the TiO2 used here is
RE2 Ti2 O7 is obtained by calcining and pulverizing commercially available TiO2 powder at 1300°C.
After weighing and mixing a predetermined amount of 2 O3 and TiO2,
It was similarly calcined at 1300°C and pulverized.
【００２６】そして、このようにして造粒された粉体を
用い、プレス成形機にて、面圧：１ｔｏｎ／ｃｍ２ に
て、２０ｍｍφ×１５ｍｍｔ のサイズの円板状のサン
プル（Ｎｏ． １〜１３）を成形した。しかる後、この
成形された各サンプルを、空気中において、９００℃の
温度で１時間焼成して、更に各サンプルを研磨して、１
６ｍｍφ×８ｍｍｔ の大きさに整えた。[0026] Using the powder thus granulated, a disc-shaped sample (No. 1 to 13 ) was molded. Thereafter, each molded sample was fired in air at a temperature of 900°C for 1 hour, and each sample was further polished to give a
It was adjusted to a size of 6mmφ x 8mmt.
【００２７】かくして得られた各サンプルについて、そ
の比誘電率と無負荷Ｑを、公知の平行導体板型誘電体共
振器法によって、それぞれ測定し、その結果を下記表２
に併せて示した。なお、測定周波数は８〜１２ＧＨｚで
あった。また、表２中において、Ｑは３ＧＨｚでの値に
換算してある。The relative dielectric constant and unloaded Q of each sample thus obtained were measured by the known parallel conductor plate type dielectric resonator method, and the results are shown in Table 2 below.
It is also shown in . Note that the measurement frequency was 8 to 12 GHz. Furthermore, in Table 2, Q is converted to a value at 3 GHz.
【００２８】[0028]
【表２】[Table 2]
【００２９】かかる表２の結果より明らかなように、ア
ノーサイト−チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末に
、本発明に従う割合でＴｉＯ２ 及びＲＥ２ Ｔｉ２
Ｏ７ を添加した誘電体磁器組成物は、９００℃の低温
で良好に焼成を行なうことができた。そして、焼成によ
り得られた誘電体磁器は、比誘電率及びＱ値が何れも高
く、優れた特性を有していることが認められるのである
。しかしながら、ＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７
の合計量が５０重量％を越えたサンプルＮｏ． １３で
は、焼成時に緻密化させることができなかった。As is clear from the results in Table 2, TiO2 and RE2 Ti2 were added to the glass powder having an anorthite-calcium titanate composition in the proportions according to the present invention.
The dielectric ceramic composition to which O7 was added could be fired satisfactorily at a low temperature of 900°C. The dielectric ceramic obtained by firing has both a high dielectric constant and a high Q value, and is recognized to have excellent properties. However, TiO2 and RE2 Ti2 O7
Sample No. in which the total amount of exceeds 50% by weight. In No. 13, densification could not be achieved during firing.
【００３０】[0030]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る誘電体磁器組成物は、Ａｇ系やＣｕ系等の導体の
融点（１１００℃前後）よりも低い温度で焼成され得る
特徴を有することから、それらの低抵抗の導体を内蔵し
た多層基板を有利に作製することができるものである。
加えて、ＴｉＯ２ 、ＲＥ２Ｔｉ２ Ｏ７ の添加によ
って、比誘電率やＱ値が効果的に高められており、優れ
た誘電体磁器特性を有する組成物として、極めて利用価
値の高いものである。Effects of the Invention As is clear from the above description, the dielectric ceramic composition according to the present invention has the characteristic that it can be fired at a temperature lower than the melting point (approximately 1100°C) of conductors such as Ag-based and Cu-based conductors. Therefore, it is possible to advantageously produce a multilayer substrate incorporating these low-resistance conductors. In addition, the addition of TiO2 and RE2Ti2O7 effectively increases the relative dielectric constant and Q value, making the composition extremely useful as a composition with excellent dielectric ceramic properties.
Claims (1)
組成のガラス粉末に、ＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ
７ （ＲＥは希土類金属を示す）とを配合してなる混合
粉末を焼成してなり、生成したアノーサイト−チタン酸
カルシウム結晶質母相中に、前記ＴｉＯ２ 粒子とＲＥ
２ Ｔｉ２ Ｏ７ 粒子とが分散して存在する誘電体磁
器組成物にして、前記ガラスとＴｉＯ２ とＲＥ２ Ｔ
ｉ２ Ｏ７ とが、下式：５０≦χ≦９５ ０≦ｙ≦３０ ０≦ｚ≦４０ ５≦ｙ＋ｚ≦５０ （但し、χ：ガラスの重量％、ｙ：ＴｉＯ２ の重量％
、ｚ：ＲＥ２ Ｔｉ２ Ｏ７ の重量％）を満足する割
合において、用いられていることを特徴とする誘電体磁
器組成物。Claim 1: Glass powder with anorthite-calcium titanate composition containing TiO2 and RE2Ti2O
7 (RE represents a rare earth metal) is fired, and the TiO2 particles and RE
2 Ti2 O7 particles are dispersed in the dielectric ceramic composition, and the glass, TiO2 and RE2 T
i2 O7 is the following formula: 50≦χ≦95 0≦y≦30 0≦z≦40 5≦y+z≦50 (where χ: weight% of glass, y: weight% of TiO2
, z: RE2 Ti2 O7 weight %) is used in a dielectric ceramic composition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081572A JPH04292460A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dielectric ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3081572A JPH04292460A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dielectric ceramic composition |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04292460A true JPH04292460A (en) | 1992-10-16 |
Family
ID=13750022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3081572A Pending JPH04292460A (en) | 1991-03-20 | 1991-03-20 | Dielectric ceramic composition |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04292460A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121174A (en) * | 1996-09-26 | 2000-09-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric material with low temperature coefficient and high quality |
-
1991
- 1991-03-20 JP JP3081572A patent/JPH04292460A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6121174A (en) * | 1996-09-26 | 2000-09-19 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Dielectric material with low temperature coefficient and high quality |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5485132A (en) | Dielectric ceramic composition containing ZnO-B2 O3 -SiO2 glass, method of preparing the same, and resonator and filter using the dielectric ceramic composition | |
| WO2001083395A1 (en) | Low temperature sinterable and low loss dielectric ceramic compositions and method thereof | |
| WO2009086724A1 (en) | Low temperature co-fired ceramic powder, special raw material and application thereof | |
| JP3737773B2 (en) | Dielectric ceramic composition | |
| JP3737774B2 (en) | Dielectric ceramic composition | |
| JP4645935B2 (en) | Low-temperature fired porcelain composition and method for producing the same | |
| JPH0643258B2 (en) | Dielectric material for circuit boards | |
| JP4808837B2 (en) | High frequency alumina sintered body | |
| JP7206156B2 (en) | Alumina sintered body and wiring board | |
| JPH04292460A (en) | Dielectric ceramic composition | |
| JPH0483737A (en) | Dielectric porcelain composition, production thereof and basal plate for distributing board using said composition | |
| JPH10188678A (en) | Dielectric porcelain composition and dielectric resonator | |
| JP4880022B2 (en) | Low dielectric constant ceramic dielectric composition and low dielectric constant ceramic dielectric for low temperature firing | |
| JP3587753B2 (en) | Porcelain composition | |
| JPH0952762A (en) | Aluminous ceramic composition | |
| JPH04275976A (en) | Dielectric porcelain composition | |
| JP2740689B2 (en) | Dielectric porcelain composition, method for producing the same, and wiring board using the same | |
| WO2023040035A1 (en) | Low-temperature co-fired ceramic powder, preparation method therefor and application thereof | |
| JP2003146744A (en) | Method of controlling dielectric constant of dielectric ceramic for low temperature firing, dielectric ceramic for low temperature firing, and electronic parts | |
| JP4047050B2 (en) | Low-temperature fired porcelain composition, low-temperature fired porcelain, and wiring board using the same | |
| EP1041051B1 (en) | Ceramics composition | |
| JP3074194B2 (en) | Dielectric porcelain composition | |
| JPS63236213A (en) | Dielectric ceramic | |
| JP2005239446A (en) | Porcelain composition and its manufacturing method | |
| JPH05266709A (en) | High frequency dielectric ceramic composition and its manufacture |