JPH10120436A - ガラスセラミック誘電体材料 - Google Patents
ガラスセラミック誘電体材料Info
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- JPH10120436A JPH10120436A JP29809896A JP29809896A JPH10120436A JP H10120436 A JPH10120436 A JP H10120436A JP 29809896 A JP29809896 A JP 29809896A JP 29809896 A JP29809896 A JP 29809896A JP H10120436 A JPH10120436 A JP H10120436A
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Abstract
を有し、しかも低温で焼成可能であるため、電極や導体
材料としてAgやCuが使用可能であり、マイクロ波用
回路部品材料として好適なガラスセラミック誘電体材料
を提供する。 【構成】 重量百分率で、結晶性ガラス粉末70〜10
0%、セラミック粉末0〜30%からなり、該結晶性ガ
ラス粉末がSiO2 40〜70%、CaO 20〜3
5%、MgO 11〜30%、Al2 O3 0.5〜1
0%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%、Ti
O2 0〜10%、Na2 O 0〜3%の組成を有する
とともに、主結晶としてディオプサイドを析出する性質
を有することを特徴とする。
Description
周波領域において低い誘電損失を有し、マイクロ波用回
路部品材料として好適なガラスセラミック誘電体材料に
関するものである。
ミック基板材料等の回路部品材料として、アルミナセラ
ミック材料や、ガラス粉末とフィラー粉末からなるガラ
スセラミック材料が知られている。特にガラスセラミッ
ク材料は、機械的強度はアルミナセラミック材料に比べ
て劣るものの、1000℃以下の温度で焼成することが
できるため、導体抵抗の低いAg、Cu等と同時焼成す
ることができるという長所がある。
やパーソナル無線に代表される移動体通信機器、衛星放
送、衛星通信、CATV等に代表されるニューメディア
機器に使用されるマイクロ波用回路部品材料には、0.
1GHz以上の高周波領域における誘電損失が低いこと
が要求される。しかしながら、従来より知られているガ
ラスセラミック材料は、高周波領域での誘電損失が20
〜50×10-4と高いという欠点があり、これを用いて
高性能な高周波回路基板や誘電体フィルター等を作製す
ることはできない。
焼成でき、しかもマイクロ波領域の周波数において誘電
損失が低いガラスセラミック誘電体材料を提供すること
である。
を重ねた結果、SiO2 、CaO、MgO及び、Al2
O3 を主成分として特定量含有する結晶性のガラス粉末
を使用することによって上記目的が達成できることを見
いだし、本発明として提案するものである。
料は、重量百分率で、結晶性ガラス粉末70〜100
%、セラミック粉末0〜30%からなり、該結晶性ガラ
ス粉末がSiO2 40〜70%、CaO 20〜35
%、MgO 11〜30%、Al2 O3 0.5〜10
%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%、TiO
2 0〜10%、Na2 O 0〜3%の組成を有すると
ともに、主結晶としてディオプサイドを析出する性質を
有することを特徴とする。
ック誘電体材料は、焼成すると、0.1GHz以上の高
周波領域において誘電率が6〜8、誘電損失が10×1
0-4以下の焼成体となる。
範囲を上記のように限定した理由を以下に述べる。
ーであるとともに、ディオプサイド結晶の構成成分とな
り、その含有量は40〜70%、好ましくは45〜65
%である。SiO2 が40%より少ないとガラス化せ
ず、70%より多いと1000℃以下で焼成することが
できず、導体や電極としてAgやCuを用いることがで
きない。
なり、その含有量は20〜35%、好ましくは25〜3
0%である。CaOが20%より少ないとディオプサイ
ド結晶が析出し難くなって誘電損失が高くなり、35%
より多いとガラス化しなくなる。
なり、その含有量は11〜30%、好ましくは12〜2
5%である。MgOが11%より少ないと結晶が析出し
難くなり、30%より多いとガラス化しなくなる。
り、その含有量は0.5〜10%、好ましくは1〜5%
である。Al2 O3 が0.5%より少ないと結晶性が強
くなり過ぎてガラス成形が困難になり、10%より多く
なるとディオプサイド結晶が析出しなくなる。
易にするために添加する成分であり、その含有量は各成
分とも0〜10%、好ましくは0〜5%である。これら
成分が各々10%より多くなると結晶性が弱くなり、デ
ィオプサイドの析出量が少なくなって誘電損失が大きく
なる。
めに3%まで含有させることができる。しかし3%を越
えると誘電損失が高くなる。
を損なわない範囲で他成分を添加してもよい。
上記組成を有する結晶性ガラス粉末のみで構成されても
よいが、曲げ強度、靱性等の特性を改善する目的でセラ
ミック粉末と混合してもよい。この場合、セラミック粉
末の混合量は30重量%以下である。セラミック粉末の
割合をこのように限定した理由は、セラミックス粉末が
30%より多いと緻密化しなくなるためである。
ナ、ムライト、ウイレマイト、及びガーナイト等が使用
可能である。
を用いた回路部品の製造方法を以下に述べる。
ス粉末とセラミック粉末の混合粉末に、所定量の結合
剤、可塑剤及び溶剤を添加してスラリーを調製する。結
合剤としては例えばポリビニルブチラール樹脂、メタア
クリル酸樹脂等、可塑剤としては例えばフタル酸ジブチ
ル等、溶剤としては例えばトルエン、メチルエチルケト
ン等を使用することができる。
ド法によってグリーンシートに成形する。その後、この
グリーンシートを乾燥させ、所定寸法に切断してから、
機械的加工を施してスルーホールを形成し、導体や電極
となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグリーンシー
ト表面に印刷する。次いでこのようなグリーンシートの
複数枚を積層し、熱圧着によって一体化する。
とによって回路部品を得る。
シートを用いる例を挙げたが、本発明はこれに限定され
るものではなく、一般にセラミックの製造に用いられる
各種の方法を適用することが可能である。
することによりガラス中からディオプサイド(MgO・
CaO・2SiO2 )結晶が析出する。この結晶は低誘
電損失であるため、得られるガラスセラミック焼成体も
0.1GHz以上の高周波領域で誘電損失が低いという
特性を示す。
を実施例に基づいて説明する。
5)及び比較例(試料No.6)を示すものである。
を調合した後、白金坩堝に入れて1400〜1500℃
で3〜6時間溶融してから、水冷ローラーによって薄板
状に成形した。次いでこの成形体を粗砕した後、水を加
えてボールミルにより湿式粉砕し、平均粒径が1.5〜
3μmの結晶性ガラス粉末とした。さらに試料No.2
〜6については、表に示したセラミック粉末(平均粒径
2μm)を添加し、混合粉末とした。
成温度、析出結晶、誘電率、誘電損失及び曲げ強度を測
定した。結果を表に示す。
は、850〜950℃の低温で焼成可能であり、焼成後
にディオプサイド結晶を析出していることが確認され
た。また2GHzの周波数で誘電率が7.3〜8.2、
誘電損失が3〜7×10-4であり、しかも曲げ強度が2
000kg/cm2 以上と高かった。一方、比較例であ
る試料No.6は、析出結晶としてディオプサイド以外
の結晶(アノーサイト)が析出したために、誘電損失が
30×10-4と高かった。
焼成した後、X線回折によって求めた。誘電率と誘電損
失は、焼成した試料を用い、空洞共振器(測定周波数2
GHz)を使用して25℃の温度での値を求めた。曲げ
強度は、焼成した試料を10×40×1mmの板柱に成
形し、3点荷重測定法によって測定した。
誘電体材料は、1000℃以下の低温で焼成することが
可能であり、導体や電極として導体抵抗の低いAgやC
uを使用することができる。しかも0.1GHz以上の
高周波領域において低い誘電損失を有し、また機械的強
度が高いため、マイクロ波用回路部品材料として好適で
ある。
Claims (2)
- 【請求項1】 重量百分率で、結晶性ガラス粉末70〜
100%、セラミック粉末0〜30%からなり、該結晶
性ガラス粉末がSiO2 40〜70%、CaO 20
〜35%、MgO 11〜30%、Al2 O3 0.5
〜10%、SrO 0〜10%、ZnO 0〜10%、
TiO2 0〜10%、Na2 O 0〜3%の組成を有
するとともに、主結晶としてディオプサイドを析出する
性質を有することを特徴とするガラスセラミック誘電体
材料。 - 【請求項2】 セラミック粉末が、アルミナ、ムライ
ト、ウイレマイト、及びガーナイトから選ばれる1種以
上であることを特徴とする請求項1のガラスセラミック
誘電体材料。
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-
1996
- 1996-10-22 JP JP29809896A patent/JP3721570B2/ja not_active Expired - Fee Related
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