JPH11185529A - 高強度誘電体磁器およびその製造方法 - Google Patents
高強度誘電体磁器およびその製造方法Info
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- JPH11185529A JPH11185529A JP9354312A JP35431297A JPH11185529A JP H11185529 A JPH11185529 A JP H11185529A JP 9354312 A JP9354312 A JP 9354312A JP 35431297 A JP35431297 A JP 35431297A JP H11185529 A JPH11185529 A JP H11185529A
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- 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
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】優れた強度を有するとともに、高周波領域で低
誘電損失を兼ね備えた誘電体磁器とその製造方法を提供
する。 【解決手段】ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 との固溶体粉末と、平
均粒径が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末とを、全体モル比
組成がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足する
とともに、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜
７０重量％となるように秤量混合された混合物を所定形
状に成形後、１５００〜１７００℃で焼成することによ
って、ＭｇおよびＡｌを含有するスピネル型結晶からな
る主結晶相と、α−Ａｌ2 Ｏ3 からなる異方性形状の副
結晶相と含有する、抗折強度が２５０ＭＰａ以上、測定
周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１×１０-3以下の磁
器を得る。
誘電損失を兼ね備えた誘電体磁器とその製造方法を提供
する。 【解決手段】ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 との固溶体粉末と、平
均粒径が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末とを、全体モル比
組成がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足する
とともに、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜
７０重量％となるように秤量混合された混合物を所定形
状に成形後、１５００〜１７００℃で焼成することによ
って、ＭｇおよびＡｌを含有するスピネル型結晶からな
る主結晶相と、α−Ａｌ2 Ｏ3 からなる異方性形状の副
結晶相と含有する、抗折強度が２５０ＭＰａ以上、測定
周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１×１０-3以下の磁
器を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体共振器、共
振器支持台、マイクロ波導波路、マイクロ波コンデンサ
ー、マイクロ波ＩＣ基板、ＩＣ素子用パッケージ、誘電
体アンテナ等の電気通信分野、またはマイクロ波透過窓
等の核融合関係設備分野において好適に利用される高強
度の誘電体磁器およびその製造方法に関する。
振器支持台、マイクロ波導波路、マイクロ波コンデンサ
ー、マイクロ波ＩＣ基板、ＩＣ素子用パッケージ、誘電
体アンテナ等の電気通信分野、またはマイクロ波透過窓
等の核融合関係設備分野において好適に利用される高強
度の誘電体磁器およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】近年、通信網の急激な発展に伴って、通信
に使用する周波数域が拡大すると同時に、マイクロ波領
域やミリ波領域などの高周波領域にまで及びつつある。
一方、誘電体磁器は、コンデンサーなどの他に、誘電体
共振器や集積回路基板、誘電体アンテナ、各種高周波回
路のインピーダンス整合等に応用されており、これらに
ついてもマイクロ波やミリ波に対しても適応可能なもの
が望まれている。例えば、フィルターやガンまたはＦＥ
Ｔマイクロ波発振器の周波数安定化のために必要とな
り、その需要が増大している。
に使用する周波数域が拡大すると同時に、マイクロ波領
域やミリ波領域などの高周波領域にまで及びつつある。
一方、誘電体磁器は、コンデンサーなどの他に、誘電体
共振器や集積回路基板、誘電体アンテナ、各種高周波回
路のインピーダンス整合等に応用されており、これらに
ついてもマイクロ波やミリ波に対しても適応可能なもの
が望まれている。例えば、フィルターやガンまたはＦＥ
Ｔマイクロ波発振器の周波数安定化のために必要とな
り、その需要が増大している。
【０００３】マイクロ波回路素子の大きさは、電磁波の
波長が基準となっており、誘電体を用いたマイクロ波立
体回路内を電磁波が伝搬するときの真空中の波長を
λ0 、誘電率をεとするとλ0 ／（ε）1/2 となるた
め、誘電率が高いほど小型化が可能である。しかし、あ
まり誘電率が高すぎるとマイクロ波領域以上の高周波領
域においては加工精度が低下するため適当な誘電率が必
要である。これに対して、現在一般に用いられている複
合ペロブスカイト型化合物を用いた誘電体磁器では、誘
電率が小さいもので約２０であるため、より低誘電率の
材料が求められていた。
波長が基準となっており、誘電体を用いたマイクロ波立
体回路内を電磁波が伝搬するときの真空中の波長を
λ0 、誘電率をεとするとλ0 ／（ε）1/2 となるた
め、誘電率が高いほど小型化が可能である。しかし、あ
まり誘電率が高すぎるとマイクロ波領域以上の高周波領
域においては加工精度が低下するため適当な誘電率が必
要である。これに対して、現在一般に用いられている複
合ペロブスカイト型化合物を用いた誘電体磁器では、誘
電率が小さいもので約２０であるため、より低誘電率の
材料が求められていた。
【０００４】また、一方では、セラミックス材料の中で
スピネル系セラミックスは、比誘電率が約８と低いこと
から高周波域用の誘電体磁器として期待されている。
スピネル系セラミックスは、比誘電率が約８と低いこと
から高周波域用の誘電体磁器として期待されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一方、昨今の移動体通
信の発達により、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の情報通
信端末が普及してきた。このため、それらの機器に搭載
される電子部品も、屋外での使用を前提として作製され
なければならない。携帯機器は屋外で持ち歩くため、落
下などの衝撃に対して高い信頼性を有していなければな
らず、機器を構成する電子部品にも信頼性の面から、優
れた強度が求められる。
信の発達により、携帯電話、ＰＨＳ、ＰＤＡ等の情報通
信端末が普及してきた。このため、それらの機器に搭載
される電子部品も、屋外での使用を前提として作製され
なければならない。携帯機器は屋外で持ち歩くため、落
下などの衝撃に対して高い信頼性を有していなければな
らず、機器を構成する電子部品にも信頼性の面から、優
れた強度が求められる。
【０００６】これらの状況に対して、現在一般に用いら
れている複合ペロブスカイト型化合物からなる誘電体磁
器では強度が１００ＭＰａ程度と低く、その向上が望ま
れていた。
れている複合ペロブスカイト型化合物からなる誘電体磁
器では強度が１００ＭＰａ程度と低く、その向上が望ま
れていた。
【０００７】また、スピネルを主成分とする磁器も強度
が劣るため、引張り応力や衝撃力が加わるような分野に
は使用できなかった。この問題に対してＹ2 Ｏ3 やＺｒ
Ｏ2を粒成長を抑制させるための焼結助剤として添加し
たり、焼結体中に微粒子としてＺｒＯ2 を分散させるこ
とにより強度の向上が図られているが、誘電体としての
特性、特に誘電損失が増加するという問題があった。
が劣るため、引張り応力や衝撃力が加わるような分野に
は使用できなかった。この問題に対してＹ2 Ｏ3 やＺｒ
Ｏ2を粒成長を抑制させるための焼結助剤として添加し
たり、焼結体中に微粒子としてＺｒＯ2 を分散させるこ
とにより強度の向上が図られているが、誘電体としての
特性、特に誘電損失が増加するという問題があった。
【０００８】従って、本発明は、優れた強度を有すると
ともに、高周波領域で低誘電損失を兼ね備えた誘電体磁
器とその製造方法を提供することを目的とする。
ともに、高周波領域で低誘電損失を兼ね備えた誘電体磁
器とその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
に対してスピネル系セラミックスに対する高強度化と、
高誘電特性化について検討を重ねた結果、ＭｇＯ・ｎＡ
ｌ2 Ｏ3 でで示されるスピネル系セラミックスにおける
Ａｌ2 Ｏ3 成分の一部を選択的に粒界部よりマトリック
ス中へ異方性形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 を析出させた磁器
が、優れた強度を有するとともに、高周波領域において
も誘電損失（ｔａｎδ）の小さい優れた誘電特性を有す
ることを見いだし、本発明に至った。
に対してスピネル系セラミックスに対する高強度化と、
高誘電特性化について検討を重ねた結果、ＭｇＯ・ｎＡ
ｌ2 Ｏ3 でで示されるスピネル系セラミックスにおける
Ａｌ2 Ｏ3 成分の一部を選択的に粒界部よりマトリック
ス中へ異方性形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 を析出させた磁器
が、優れた強度を有するとともに、高周波領域において
も誘電損失（ｔａｎδ）の小さい優れた誘電特性を有す
ることを見いだし、本発明に至った。
【００１０】即ち、本発明の高強度誘電体磁器は、金属
成分としてＡｌ、Ｍｇを含有し、それらの酸化物による
モル比がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足す
る複合酸化物からなり、ＭｇおよびＡｌを含有するスピ
ネル型結晶からなる主結晶相と、α−Ａｌ2 Ｏ3 からな
る異方性形状の副結晶相と含有する、抗折強度が２５０
ＭＰａ以上、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１
×１０-3以下であることを特徴とする。
成分としてＡｌ、Ｍｇを含有し、それらの酸化物による
モル比がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足す
る複合酸化物からなり、ＭｇおよびＡｌを含有するスピ
ネル型結晶からなる主結晶相と、α−Ａｌ2 Ｏ3 からな
る異方性形状の副結晶相と含有する、抗折強度が２５０
ＭＰａ以上、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１
×１０-3以下であることを特徴とする。
【００１１】また、本発明の高強度誘電体磁器の製造方
法は、ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 との固溶体粉末と、平均粒径
が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末とを、全体モル比組成が
ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足するととも
に、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜７０重
量％となるように秤量混合された混合物を所定形状に成
形後、１５００〜１７００℃で焼成することを特徴とす
るものである。
法は、ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 との固溶体粉末と、平均粒径
が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末とを、全体モル比組成が
ＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足するととも
に、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜７０重
量％となるように秤量混合された混合物を所定形状に成
形後、１５００〜１７００℃で焼成することを特徴とす
るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の誘電体磁器は、金属成分
としてＡｌ、Ｍｇを含有し、それらの酸化物によるモル
比がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足する複
合酸化物からなるものである。
としてＡｌ、Ｍｇを含有し、それらの酸化物によるモル
比がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足する複
合酸化物からなるものである。
【００１３】本発明の誘電体磁器は、図１の組織の概略
図に示すように、ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 を成分とするスピ
ネル型結晶相１を主相とするものであり、副結晶相とし
て、α−Ａｌ2 Ｏ3 からなる異方性結晶相２を含有する
ものである。かかる組織構造において、主結晶相は平均
粒径が１〜１０μｍの結晶粒子として、また、異方性結
晶相２は、短軸径が１〜５μｍであり、平均アスペクト
比が４〜９の大きさからなることが望ましい。
図に示すように、ＭｇＯ、Ａｌ2 Ｏ3 を成分とするスピ
ネル型結晶相１を主相とするものであり、副結晶相とし
て、α−Ａｌ2 Ｏ3 からなる異方性結晶相２を含有する
ものである。かかる組織構造において、主結晶相は平均
粒径が１〜１０μｍの結晶粒子として、また、異方性結
晶相２は、短軸径が１〜５μｍであり、平均アスペクト
比が４〜９の大きさからなることが望ましい。
【００１４】本発明によれば、図１に示すような組織構
造によって、磁器の強度を向上させることができる。こ
のα−Ａｌ2 Ｏ3 副結晶相は、焼結過程でスピネル型結
晶中に固溶していたＡｌ2 Ｏ3 をスピネル型結晶の粒界
に存在するＡｌ2 Ｏ3 結晶核からスピネル型結晶相から
なるマトリックスを横断するように析出、成長した組織
構造による異方性粒子結晶のプルアウトによる靭性向上
により磁器の強度が向上するものである。
造によって、磁器の強度を向上させることができる。こ
のα−Ａｌ2 Ｏ3 副結晶相は、焼結過程でスピネル型結
晶中に固溶していたＡｌ2 Ｏ3 をスピネル型結晶の粒界
に存在するＡｌ2 Ｏ3 結晶核からスピネル型結晶相から
なるマトリックスを横断するように析出、成長した組織
構造による異方性粒子結晶のプルアウトによる靭性向上
により磁器の強度が向上するものである。
【００１５】また、Ａｌ2 Ｏ3 がスピネル型結晶中に固
溶するとアルミニウムにより陽イオン格子欠陥を生成
し、磁器の誘電損失を増加させるが、このＡｌ2 Ｏ3 を
スピネル結晶から析出させることにより、スピネル中の
格子欠陥を減少させ、誘電損失を低減させることができ
る。
溶するとアルミニウムにより陽イオン格子欠陥を生成
し、磁器の誘電損失を増加させるが、このＡｌ2 Ｏ3 を
スピネル結晶から析出させることにより、スピネル中の
格子欠陥を減少させ、誘電損失を低減させることができ
る。
【００１６】ここで、ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 とのモル比を
上記の範囲に限定したのは、前記ｎ値がｎ＝１では、α
−Ａｌ2 Ｏ3 が析出せず、強度の改善がなされず、ｎ＞
４では、磁器の誘電率が増大するためである。なお、ｎ
値は、１．５≦ｎ≦２．５であることが望ましい。
上記の範囲に限定したのは、前記ｎ値がｎ＝１では、α
−Ａｌ2 Ｏ3 が析出せず、強度の改善がなされず、ｎ＞
４では、磁器の誘電率が増大するためである。なお、ｎ
値は、１．５≦ｎ≦２．５であることが望ましい。
【００１７】次に、上記誘電体磁器の製造方法について
説明すると、まず、原料粉末として、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 固溶体粉末と、平均粒径が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉
末とを準備する。そして、これらの粉末を用いて、Ｍｇ
ＯとＡｌ2 Ｏ3 との全体モル比組成がＭｇＯ・ｎＡｌ2
Ｏ3 （１＜ｎ≦４、特に１．５≦ｎ≦４）を満足すると
ともに、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜７
０重量％、特に０．１〜３０重量％となるように秤量混
合する。
説明すると、まず、原料粉末として、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ
3 固溶体粉末と、平均粒径が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉
末とを準備する。そして、これらの粉末を用いて、Ｍｇ
ＯとＡｌ2 Ｏ3 との全体モル比組成がＭｇＯ・ｎＡｌ2
Ｏ3 （１＜ｎ≦４、特に１．５≦ｎ≦４）を満足すると
ともに、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜７
０重量％、特に０．１〜３０重量％となるように秤量混
合する。
【００１８】その後、この混合物を所望の成形手段、例
えばドクターブレード法などのシート成形法、金型プレ
ス法、冷間静水圧プレス、押し出し成形法、圧延法等に
より任意の形状に成形する。
えばドクターブレード法などのシート成形法、金型プレ
ス法、冷間静水圧プレス、押し出し成形法、圧延法等に
より任意の形状に成形する。
【００１９】そして、この成形体を大気中などの酸化性
雰囲気中で１５００〜１７００℃の温度で焼成すること
により相対密度９８％以上に緻密化することができる。
雰囲気中で１５００〜１７００℃の温度で焼成すること
により相対密度９８％以上に緻密化することができる。
【００２０】この焼結過程で、添加したアルミナ粉末を
結晶核としてＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 固溶体からＡｌ2 Ｏ3
を容易に析出させて、異方性形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 に成
長させることができるとともに、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 固
溶体、言い換えれば、スピネル型結晶中の格子欠陥を減
少させ、磁器の誘電損失を低減させることができる。
結晶核としてＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 固溶体からＡｌ2 Ｏ3
を容易に析出させて、異方性形状のα−Ａｌ2 Ｏ3 に成
長させることができるとともに、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 固
溶体、言い換えれば、スピネル型結晶中の格子欠陥を減
少させ、磁器の誘電損失を低減させることができる。
【００２１】なお、上記製造方法において、添加するＡ
ｌ2 Ｏ3 粉末の添加量が全Ａｌ2 Ｏ3 中の０．１重量％
未満では、固溶した固溶体中のＡｌ2 Ｏ3 を析出させる
ための結晶核としての作用が不十分であり、α−Ａｌ2
Ｏ3 の析出が期待できず、同時に誘電損失の増大を招
く。望ましくは、０．５重量％以上がよい。
ｌ2 Ｏ3 粉末の添加量が全Ａｌ2 Ｏ3 中の０．１重量％
未満では、固溶した固溶体中のＡｌ2 Ｏ3 を析出させる
ための結晶核としての作用が不十分であり、α−Ａｌ2
Ｏ3 の析出が期待できず、同時に誘電損失の増大を招
く。望ましくは、０．５重量％以上がよい。
【００２２】また、添加するＡｌ2 Ｏ3 量が全Ａｌ2 Ｏ
3 中の７０重量％を越えると、磁器の強度が低下する。
3 中の７０重量％を越えると、磁器の強度が低下する。
【００２３】なお、添加するα−Ａｌ2 Ｏ3 粉末の平均
粒径が１μｍを越えると、析出するα−Ａｌ2 Ｏ3 副結
晶相の粒子径が大きくなりすぎて磁器の強度を低下させ
る原因となる。
粒径が１μｍを越えると、析出するα−Ａｌ2 Ｏ3 副結
晶相の粒子径が大きくなりすぎて磁器の強度を低下させ
る原因となる。
【００２４】本発明の製造方法によれば、焼成の降温
時、あるいは焼成後に１０００〜１２００℃において酸
化性雰囲気中でアニールすることによってα−Ａｌ2 Ｏ
3 の析出を促進することもできる。
時、あるいは焼成後に１０００〜１２００℃において酸
化性雰囲気中でアニールすることによってα−Ａｌ2 Ｏ
3 の析出を促進することもできる。
【００２５】本発明の誘電体磁器において、上記Ａｌ2
Ｏ3 、ＭｇＯ以外の成分として、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、
Ｇａ等の元素が原料中の不可避不純物、あるいは製造工
程中において混入する場合があるが、これらの成分、酸
化物換算で全量中０．２重量％以下であれば、とりわけ
本発明の効果に影響を及ぼすことはない。
Ｏ3 、ＭｇＯ以外の成分として、例えば、Ｓｉ、Ｆｅ、
Ｇａ等の元素が原料中の不可避不純物、あるいは製造工
程中において混入する場合があるが、これらの成分、酸
化物換算で全量中０．２重量％以下であれば、とりわけ
本発明の効果に影響を及ぼすことはない。
【００２６】
【実施例】純度９９．９％、平均粒径０．８μｍのＭｇ
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 と、α−Ａｌ2Ｏ3 粉末を用いて、Ｍ
ｇＯとＡｌ2 Ｏ3 の全体組成およびα−Ａｌ2 Ｏ3 粉末
の全Ａｌ2 Ｏ3 量に対する重量比率が表１、表２となる
ように配合混合した。混合後のスラリーを８０℃大気中
にて乾燥し８０メッシュの篩を通して評価粉末を得た。
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 と、α−Ａｌ2Ｏ3 粉末を用いて、Ｍ
ｇＯとＡｌ2 Ｏ3 の全体組成およびα−Ａｌ2 Ｏ3 粉末
の全Ａｌ2 Ｏ3 量に対する重量比率が表１、表２となる
ように配合混合した。混合後のスラリーを８０℃大気中
にて乾燥し８０メッシュの篩を通して評価粉末を得た。
【００２７】この粉末を金型プレスにて１０００Ｋｇ／
ｃｍ2 で直径６０ｍｍ、厚み２ｍｍと、５０ｍｍ×４ｍ
ｍ×３ｍｍの角柱に成形し、大気中１６５０℃の温度で
２時間保持して焼成し、相対密度９８％以上の焼結体を
得た。
ｃｍ2 で直径６０ｍｍ、厚み２ｍｍと、５０ｍｍ×４ｍ
ｍ×３ｍｍの角柱に成形し、大気中１６５０℃の温度で
２時間保持して焼成し、相対密度９８％以上の焼結体を
得た。
【００２８】得られた焼結体を直径５０ｍｍ、厚み１ｍ
ｍの円盤形状と、４５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍの角柱状に
加工研磨した。そして、測定周波数８ＧＨｚでの測定に
よって誘電率（εｒ）、誘電損失（ｔａｎδ）、及びＪ
ＩＳＲ１６０１に基づく４点曲げ抗折試験による抗折強
度の測定を行った。また、波長λ＝１．５４１８ÅのＣ
ｕＫα線によるＸ線回折により試料の結晶相を同定し
た。これらの測定結果は、表１、表２に示した。
ｍの円盤形状と、４５ｍｍ×３ｍｍ×２ｍｍの角柱状に
加工研磨した。そして、測定周波数８ＧＨｚでの測定に
よって誘電率（εｒ）、誘電損失（ｔａｎδ）、及びＪ
ＩＳＲ１６０１に基づく４点曲げ抗折試験による抗折強
度の測定を行った。また、波長λ＝１．５４１８ÅのＣ
ｕＫα線によるＸ線回折により試料の結晶相を同定し
た。これらの測定結果は、表１、表２に示した。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】表１、表２の結果から明らかな様に、Ｍｇ
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 のｎ＝１である試料Ｎo.１では、Ａｌ
2 Ｏ3 の析出が認められず、破壊靱性値および抗折強度
とも低い。ｎ＞４以上である試料Ｎo.１３、１４のとき
は誘電率が８を越え、機械的特性も劣化するものであっ
た。また、添加するＡｌ2 Ｏ3 量が０．１重量％未満の
試料Ｎo.１、１５、１６では、抗折強度が２５０ＭＰａ
未満となり、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１
×１０-3を越える。Ａｌ2 Ｏ3 量が７０重量％を越える
試料Ｎo.２９では、機械的特性が劣化した。また、添加
するアルミナ粉末の粒子径が１μｍを越える試料Ｎo.３
０、３１のときも、抗折強度が２５０ＭＰａ未満とな
る。
Ｏ・ｎＡｌ2 Ｏ3 のｎ＝１である試料Ｎo.１では、Ａｌ
2 Ｏ3 の析出が認められず、破壊靱性値および抗折強度
とも低い。ｎ＞４以上である試料Ｎo.１３、１４のとき
は誘電率が８を越え、機械的特性も劣化するものであっ
た。また、添加するＡｌ2 Ｏ3 量が０．１重量％未満の
試料Ｎo.１、１５、１６では、抗折強度が２５０ＭＰａ
未満となり、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１
×１０-3を越える。Ａｌ2 Ｏ3 量が７０重量％を越える
試料Ｎo.２９では、機械的特性が劣化した。また、添加
するアルミナ粉末の粒子径が１μｍを越える試料Ｎo.３
０、３１のときも、抗折強度が２５０ＭＰａ未満とな
る。
【００３２】これに対して、本発明に従い作製した試料
は、いずれも結晶相として異方性形状の平均アスペクト
比が４〜９のα−Ａｌ2 Ｏ3 が析出しており、誘電率８
以下、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１×１０
-3以下、抗折強度２５０ＭＰａ以上、破壊靱性３．５Ｍ
Ｐａ・ｍ1/2 以上の優れた特性を示した。
は、いずれも結晶相として異方性形状の平均アスペクト
比が４〜９のα−Ａｌ2 Ｏ3 が析出しており、誘電率８
以下、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が１×１０
-3以下、抗折強度２５０ＭＰａ以上、破壊靱性３．５Ｍ
Ｐａ・ｍ1/2 以上の優れた特性を示した。
【００３３】これらの中でも、ｎ値が１．５以上、Ａｌ
2 Ｏ3 の添加量を３０重量％以下とした試料は、誘電率
８、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が０．８×１
０-4以下、抗折強度５００ＭＰａ以上の優れた特性を示
した。
2 Ｏ3 の添加量を３０重量％以下とした試料は、誘電率
８、測定周波数８ＧＨｚにおける誘電損失が０．８×１
０-4以下、抗折強度５００ＭＰａ以上の優れた特性を示
した。
【００３４】尚、上記焼結体中には、ＩＣＰ発光分析結
果によれば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｇａなどの元素が酸化物換算
で０．２重量％含まれていた。
果によれば、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｇａなどの元素が酸化物換算
で０．２重量％含まれていた。
【００３５】
【発明の効果】以上詳述したとおり、本発明の誘電体磁
器は、スピネル型結晶相を主相とする磁器であって、マ
イクロ波領域での低誘電損失、低誘電率を実現でき、且
つ高い抗折強度を有するものであり、これにより、屋外
で使用する機器に搭載されるマイクロ波やミリ波に適応
した誘電体共振器、マイクロ波導波路、マイクロ波コン
デンサー、マイクロ波ＩＣ基板、ＩＣ素子用パッケー
ジ、誘電体アンテナ等のあらゆる分野への応用を拡大す
ることができる。
器は、スピネル型結晶相を主相とする磁器であって、マ
イクロ波領域での低誘電損失、低誘電率を実現でき、且
つ高い抗折強度を有するものであり、これにより、屋外
で使用する機器に搭載されるマイクロ波やミリ波に適応
した誘電体共振器、マイクロ波導波路、マイクロ波コン
デンサー、マイクロ波ＩＣ基板、ＩＣ素子用パッケー
ジ、誘電体アンテナ等のあらゆる分野への応用を拡大す
ることができる。
【図１】本発明の高強度誘電体磁器の組織構造を説明す
るための概略図である。
るための概略図である。
１ スピネル型結晶相 ２ α−Ａｌ2 Ｏ3 型結晶相
Claims (2)
- 【請求項１】金属成分としてＡｌおよびＭｇを含有し、
それらの酸化物によるモル比がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ
3 （１＜ｎ≦４）を満足する複合酸化物からなり、Ｍｇ
およびＡｌを含有するスピネル型結晶からなる主結晶相
と、α−Ａｌ2 Ｏ3からなる異方性形状の副結晶相と含
有し、抗折強度が２５０ＭＰａ以上、測定周波数８ＧＨ
ｚにおける誘電損失が１×１０-3以下であることを特徴
とする高強度誘電体磁器。 - 【請求項２】ＭｇＯとＡｌ2 Ｏ3 との固溶体粉末と、平
均粒径が１μｍ以下のＡｌ2 Ｏ3 粉末とを、全体モル比
組成がＭｇＯ・ｎＡｌ2 Ｏ3 （１＜ｎ≦４）を満足する
とともに、Ａｌ2 Ｏ3 粉末が全Ａｌ2 Ｏ3 量の０．１〜
７０重量％となるように秤量混合された混合物を所定形
状に成形後、１５００〜１７００℃で焼成することを特
徴とする高強度誘電体磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35431297A JP3439972B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 高強度誘電体磁器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35431297A JP3439972B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 高強度誘電体磁器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185529A true JPH11185529A (ja) | 1999-07-09 |
| JP3439972B2 JP3439972B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18436705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35431297A Expired - Fee Related JP3439972B2 (ja) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | 高強度誘電体磁器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3439972B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097854A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Asahi Glass Company, Limited | 強誘電体薄膜形成用液状組成物および強誘電体薄膜の製造方法 |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35431297A patent/JP3439972B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004097854A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2004-11-11 | Asahi Glass Company, Limited | 強誘電体薄膜形成用液状組成物および強誘電体薄膜の製造方法 |
| JPWO2004097854A1 (ja) * | 2003-04-30 | 2006-07-13 | 旭硝子株式会社 | 強誘電体薄膜形成用液状組成物および強誘電体薄膜の製造方法 |
| US7208324B2 (en) | 2003-04-30 | 2007-04-24 | Asahi Glass Company, Limited | Liquid composition for forming ferroelectric thin film and process for producing ferroelectric thin film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3439972B2 (ja) | 2003-08-25 |
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