DE10210286A1 - Bei Niedrigtemperatur gebrannte Porzellangegenstände und elektronische Bauteile - Google Patents
Bei Niedrigtemperatur gebrannte Porzellangegenstände und elektronische BauteileInfo
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Abstract
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein bei Niedrigtemperatur gebranntes Porzellan zur Verfügung zu stellen, das eine optimale Brenntemperatur von nicht höher als 1000 DEG C, eine verminderte dielektrische Konstante epsilonr, einen verbesserten Qualitätskoeffizienten und ein geringes Auftreten von Rissen besitzt. DOLLAR A Die Erfindung stellt ein Niedrigtemperatur gebranntes Porzellan zur Verfügung, das folgendes umfasst: eine Bariumkomponente in einer berechneten Menge von 10 bis 64 Gew.-%, wenn als BaO berechnet, eine Siliciumkomponente in einer berechneten Menge von 20 bis 80 Gew.-% , wenn als SiO¶2¶ berechnet, eine Aluminiumkomponente in einer berechneten Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, wenn als Al¶2¶O¶3¶ berechnet, eine Borkomponente in einer berechneten Menge von 0,3 bis 1,0 Gew.-%, wenn als B¶2¶O¶3¶ berechnet, eine Zinkkomponente in einer berechneten Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, wenn als ZnO berechnet, und eine Busmuthkomponente in einer berechneten Menge von nicht höher als 20 Gew.-%, wenn als Bi¶2¶O¶3¶ berechnet.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein bei Niedrigtemperatur
gebranntes Porzellan mit einer niedrigen dielektrischen
Konstante und einem hohem Qualitätskoeffizienten Q, und auf
ein elektronisches Bauteil, das das Porzellan verwendet.
Ein dielektrischer Filter vom Laminattyp ist als ein
Hochfrequenzschaltungsfilter verwendet worden, wie etwa ein
Oberfilter, Zwischenstufenfilter zur Übertragung, lokales
Filter und Zwischenstufenfilter zum Empfang, in einem
Hochfrequenzschaltungsfunkinstrument, wie etwa einem
zellularen telefon. Beispiele für derartige dielektrische
Filter vom Laminattyp sind z. B. in JP 243810/1993A
(veröffentlichte Anmeldung) offenbart.
Die dielektrischen Filter vom Laminattyp können wie folgt
hergestellt werden. Keramisches Pulver zum Herstellen eines
dielektrischen Materials wird geformt, um eine Mehrzahl von
Grün-Blättern bereit zu stellen. In einen gegebenen
leitenden Paste ist auf jedem Grün-Blatt gedruckt, um eine
leitende Pastenschicht mit einem vorbestimmten
Elektrodenmuster auf jedem Grün-Blatt zu bilden. Die
erhaltenen Grün-Blätter werden dann laminiert, um einen
laminierten Körper zu bilden. Der laminierte Körper wird
dann erwärmt, so dass die Grün-Blätter und die leitenden
Pastenschichten gleichzeitig gesintert und verdichtet
werden, um Porzellanschichten und metallische Elektroden
darauf bereit zu stellen.
Die Elektrode wird allgemein aus einem metallischen Leiter
mit einem niedrigen Schmelzpunkt, wie etwa einem auf Silber
basierten Leiter, auf Kupfer basierten Leiter oder auf
Nickel basierten Leiter, hergestellt. Ein derartiger
metallischer Leiter besitzt einen niedrigen Schmelzpunkt,
z. B. nicht höher als 1100°C und manchmal so niedrig wie um
930°C. Es ist daher notwendig, den laminierten Körper bei
einer Brenntemperatur zu brennen, die niedriger ist, als
der Schmelzpunkt des das Elektrodenmuster zusammensetzenden
Metalls.
Es ist erwünscht worden, ein Porzellan mit einer niedrigen
optimalen Brenntemperatur (Niedrigtemperatur gebranntes
Porzellan) mit einer reduzierten dielektrischen Konstante
sr und verbessertem Qualitätskoeffizienten Q bereit zu
stellen. Derartiges Porzellan ist unerlässlich, um die
Streukapazität, Verzögerungszeit und Hochfrequenzverlust
eines Resonators und gehäusten Kondensators zu vermindern.
Der Anmelder hat eine japanische Patentveröffentlichung
JP 211,969/2000A eingereicht, und ein bei Niedrigtemperatur
gebranntes Porzellan offenbart, das eine niedrige
Brenntemperatur von nicht höher als 1000°C, eine
dielektrische Konstante von nicht mehr als 10 und einen
Qualitätskoeffizienten von nicht höher als 2500 aufweist.
In dem in JP 211,969/2000A (EP 1022264A) offenbarten
Porzellan, werden spezifizierte Mengen an Zinkoxid und
Boroxid zu einer Formulierung für ein bei Niedrigtemperatur
gebranntes Porzellan vom BaO-SiO2-Al2O3-System zugegeben.
Das resultierende Porzellan besitzt eine niedrige optimale
Brenntemperatur, eine dielektrische Konstante von nicht
mehr als 10 und einen Qualitätskoeffizienten von nicht mehr
als 2500. Die Erfinder haben intensive Forschungsarbeiten
durchgeführt, um den Qualitätskoeffizienten, unter
Beibehaltung der niedrigen optimalen Brenntemperatur und
der niedrigen dielektrischen Konstante zu verbessern. Die
Erfinder sind jedoch auf die folgenden Probleme gestoßen.
Bei dem zuvor beschriebenen Porzellan, wird glasartiges
Rohmaterial, das Boroxid enthält, zu der Formulierung für
das Porzellan als ein Rohmaterial zum Zuführen von Boroxid
gegeben. Es ist notwendig, die Menge an Boroxid in dem
glasartigen Rohmaterial zu erhöhen, um die optimale
Brenntemperatur des Porzellans zu vermindern. Wenn der
Gehalt an Boroxid in dem glasartigen Rohmaterial erhöht
wird, besteht jedoch eine Tendenz zur Qualitätminderung. Es
ist daher schwierig, den Qualitätskoeffizienten des
Porzellans über 2500 weiter zu verbessern. Andererseits
kann der Qualitätskoeffizient verbessert werden, in dem der
Gehalt an Boroxid vermindert wird. Wenn der Gehalt an
Boroxid vermindert wird, können das thermische Expansions-
und thermische Kontraktionsverhalten des Porzellans
verändert werden, so dass das Porzellan nicht auf
verschiedene Arten von elektronischen Bauteilen gemäss den
Ergebnissen der Erfinder anwendbar ist. Insbesondere, wenn
die z. B. aus Silber hergestellten metallischen Elektroden
zwischen den Porzellanschichten, wie zuvor beschrieben,
gebildet werden, können Risse in der Porzellanschicht
entlang der Grenzfläche zwischen der Porzellanschicht und
der Metallelektrode auftreten. Es können auch Leerräume
entlang der Grenzschicht der Porzellanschicht und der
Metallelektrode gebildet werden. Derartige Defekte können
zu ausserhalb der Spezifizierung liefernden Produkten führen
und daher die Produktionsausbeute vermindern.
Ein Ziel der Erfindung ist es, ein bei Niedrigtemperatur
gebranntes Porzellan mit einer optimalen Brenntemperatur
von nicht höher als 1000°C, einer verminderten
dielektrischen Konstante εr, einem verbesserten
Qualitätskoeffizienten und einem geringen Auftreten von
Rissen bereit zu stellen.
Die Erfindung stellt ein bei Niedrigtemperatur gebranntes
Porzellan bereit, das folgendes umfasst: eine
Bariumkomponente in einer berechneten Menge von 10 bis
64 Gew.-%, wenn als BaO berechnet, eine Siliciumkomponente in
einer berechneten Menge von 20 bis 80 Gew.-%, wenn als SiO2
berechnet, eine Aluminiumkomponente in einer berechneten
Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, wenn als Al2O3 berechnet, eine
Borkomponente in einer berechneten Menge von 0,3 bis
1,0 Gew.-%, wenn als B2O3 berechnet, eine Zinkkomponente in
einer berechneten Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, wenn als ZnO
berechnet, und eine Bismuthkomponente in einer berechneten
Menge von nicht mehr als 20 Gew.-%, wenn als Bi2O3
berechnet.
Die Erfinder haben eine extensive Forschung durchgeführt
und ein Glas mit einem niedrigen Schmelzpunkt, das B2O3
als eine der Rohmaterialien enthält, angewendet, um ein
Porzellan mit einer niedrigen optimalen Brenntemperatur
bereit zu stellen. Wenn der Gehalt an B2O3 in dem Glas
erhöht wird, tendiert der Qualitätskoeffizient Q des
resultierten Porzellans jedoch dazu, vermindert zu werden,
wie vorstehend beschrieben. Es war daher schwierig, ein
Porzellan mit einer niedrigeren optimalen Brenntemperatur
und einem höheren Qualitätskoeffizienten Q gleichzeitig zu
erhalten. Wenn der Gehalt B2O3 vermindert wird, kann der
Qualitätskoeffizient Q beträchtlich verbessert werden.
Jedoch kann die thermische Expansion und thermische
Kontraktion geändert werden, so dass das Porzellan im
allgemeinen nicht zur Verwendung in verschiedenen Arten von
elektronischen Teilen geeignet ist. Insbesondere kann in
dem Porzellan das Auftreten von Rissen entlang der
Grenzfläche zwischen der Porzellanschicht und der
Metallelektrode erhöht werden.
Die Erfinder haben, basierend auf den zuvor beschriebenen
Ergebnissen, Bi2O3 mit B2O3 in der Formulierung zum
Herstellen eines Porzellans angewendet. Gemäß der
Entdeckung der Erfinder kann die Kombination aus B2O3 und
Bi2O3 gleichzeitig zur Verbesserung des
Qualitätskoeffizienten Q eines Porzellans und zum
Verhindern von Rissen in dem Porzellan effektiv sein. Die
Erfindung basiert auf der Entdeckung.
In einer bevorzugten Ausführungsform, wird das
erfinderische Porzellan unter Verwendung eines B2O3
enthaltenden Glases und einer Bi2O3 enthaltenden Keramik
als dessen Rohmaterialien erhalten.
In dem bei Niedrigtemperatur gebrannten Porzellan gemäß der
Erfindung, kann der Gehalt der Siliciumkomponente nicht
geringer als 20 Gew.-%, wenn als SiO2 berechnet, sein, um
die dielektrische Konstante des Porzellans auf einen Wert
von nicht höher als 10 zu vermindern. Der Gehalt der
Siliciumkomponente, wenn als SiO2 berechnet, kann
vorzugsweise nicht geringer als 30 Gew.-% sein, um die
dielektrische Konstante weiter zu vermindern. Der Gehalt
der Siliciumkomponente, wenn als SiO2 berechnet, kann nicht
höher als 80 Gew.-% sein, um die optimale Brenntemperatur
des Porzellans zu vermindern. Der Gehalt kann weiter
bevorzugt nicht höher als 65 Gew.-% sein, um die optimale
Brenntemperatur weiter zu vermindern.
In dem bei Niedrigtemperatur gebrannten Porzellan gemäß der
Erfindung kann der Gehalt der Aluminiumkomponente
vorzugsweise nicht geringer als 0,1 Gew.-% sein, wenn als
Al2O3 berechnet, um den Gehalt an Celsian-Phase mit einer
hohen mechanischen Festigkeit in dem Porzellan zu erhöhen,
so dass die Festigkeit eines aus dem erfinderischen
Porzellan hergestellten Substrats auf einen Wert von nicht
geringer als 2000 kg/cm2 (gemessen gemäß JIS R 1601)
verbessert werden kann. Der Gehalt der Aluminiumkomponente,
wenn als Al2O3 berechnet, kann weiter bevorzugt nicht
geringer als 2,0 Gew.-% sein, um die Festigkeit weiter zu
verbessern. Der Gehalt der Aluminiumkomponente, wenn als
Al2O3 berechnet, kann vorzugsweise nicht höher als
20 Gew.-% sein, und weiter bevorzugt nicht höher als
15 Gew.-%, um die optimale Brenntemperatur des Porzellans
zu vermindern.
Bei dem bei Niedrigtemperatur gebrannten Porzellan gemäß
der Erfindung kann der Gehalt der Bariumkomponente
vorzugsweise nicht geringer als 10 Gew.-%, und weiter
bevorzugt nicht geringer als 30 Gew.-% sein, um den
Qualitätskoeffizienten Q des Porzellans weiter zu
verbessern. Der Gehalt der Bariumkomponente, wenn als BaO
berechnet, kann vorzugsweise nicht höher als 64 Gew.-%
sein, um die dielektrische Konstante εr nicht höher als 10
zu vermindern. Der Gehalt der Bariumkomponente, wenn als
BaO berechnet, kann vorzugsweise nicht höher als 60 Gew.-%
sein, um die dielektrische Konstante εr weiter zu
vermindern.
Der Gehalt der Zinkkomponente, wenn als ZnO berechnet, kann
vorzugsweise nicht geringer als 0,5 Gew.-% (weiter
bevorzugt nicht geringer als 2,0 Gew.-%) sein, um den
thermischen Expansionskoeffizienten des Porzellans zu
vermindern und die Sinterfähigkeit zu verbessern. Das
Porzellan kann hierdurch bei einer niedrigeren
Brenntemperatur gesintert werden. Der Gehalt der
Zinkkomponente, wenn als ZnO berechnet, kann vorzugsweise
nicht höher als 20 Gew.-% (weiter bevorzugt nicht höher als
15 Gew.-%) sein, um den Qualitätskoeffizienten Q des
Porzellans weiter zu verbessern.
Der Gehalt der Borkomponente, wenn als B2O3 berechnet,
kann vorzugsweise nicht höher als 1,0 Gew.-% sein, um den
Qualitätskoeffizienten Q des Porzellans auf einen Wert von
nicht geringer als 3500 zu verbessern. Der Gehalt der
Borkomponente, berechnet als B2O3, kann weiter bevorzugt
nicht höher als 0,9 Gew.-% sein, um den
Qualitätskoeffizienten Q des Porzellans weiter zu
verbessern. Der Gehalt der Borkomponente, berechnet als
B2O3, kann vorzugsweise nicht geringer als 0,3 Gew.-%
(weiter bevorzugt nicht geringer als 0,4 Gew.-%) sein, um
die optimale Brenntemperatur des Porzellans weiter zu
vermindern.
Es ist möglich, das Auftreten von Rissbildung in dem
Porzellan zu vermindern, indem die Bismuthkomponente zu der
Formulierung zur Herstellung des Porzellans gegeben wird.
Dieser Effekt ist in jedem der folgenden drei Fälle am
auffälligsten.
- a) Eine Metallelektrode wird auf dem Porzellan gemäß der Erfindung laminiert.
- b) Eine Metallelektrode wird auf einem zu brennenden Grün- Blatt, das für das erfinderische Porzellan gebrannt wird, kontaktiert und das Grün-Blatt wird gebrannt.
- c) Eine Metallelektrode wird innerhalb eines Grün-Blattes eingebettet, um das erfinderische Porzellan herzustellen und das grüne Blatt wird gebrannt.
Es ist notwendig, dass die Bismuthkomponente in dem
erfindungsgemäßen Porzellan vorhanden ist. Die untere
Grenze des Gehalts der Bismuthkomponente ist jedoch nicht
besonders begrenzt, so lange die Anwesenheit der
Bismuthkomponente mittels eines beliebigen
Nachweisverfahrens, einschließlich Fluoreszenz-Röntgen-
Analyse, bestätigt werden kann. Der Gehalt der
Bismuthkomponente, wenn als Bi2O3 berechnet, kann
vorzugsweise nicht geringer als 0,1 Gew.-%, weiter
bevorzugt nicht geringer als 0,5 Gew.-%, und insbesondere
nicht geringer als 1,0 Gew.-% sein.
Der Gehalt der Bismuthkomponente, wenn als Bi2O3
berechnet, kann vorzugsweise nicht höher als 20 Gew.-%,
weiter bevorzugt nicht höher als 15 Gew.-% und insbesondere
nicht höher als 10 Gew.-% sein, um den
Qualitätskoeffizienten Q weiter zu verbessern.
Jede der zuvor beschriebenen Komponenten kann ein Metall
oder dessen Verbindung, wie etwa Oxid, sein. Das
erfindungsgemäße Porzellan kann im wesentlichen aus der
Bariumkomponente, Siliciumkomponente, Aluminiumkomponente,
Borkomponente, Zinkkomponente und Bismuthkomponente
zusammengesetzt sein. In diesem Fall kann das Porzellan
jedoch unvermeidliche Verunreinigungen enthalten, die von
jedem der Rohmaterialien zum Zuführen der vorstehenden
Metallkomponenten abgeleitet sind. Alternativ kann das
erfindungsgemäße Porzellan eines oder mehrere
Metallkomponenten, die sich von den zuvor beschriebenen
Komponenten unterscheiden, enthalten. Derartige zusätzliche
Metallkomponenten enthalten Metalloxide, wie etwa MgO, CaO,
SrO2, Y2O3, V2O5, MnO, Mn2O3, CoO, NiO, Nd2O3, Sm2O3, La2O3 und
Metalle, wie etwa Ag, Cu, Ni und Pd beinhalten.
Das Material für die Metallelektrode, die in dem
elektronischen Bauteil gemäß der Erfindung verwendet wird,
ist nicht besonders begrenzt. Ein derartiges Material kann
vorzugsweise Silber, Kupfer, Nickel oder die Legierungen
von diesen Metallen sein, weiter bevorzugt Silber oder die
Legierung von Silber sein, und insbesondere Silber sein.
Das bei Niedrigtemperatur gebrannte Porzellan gemäß der
Erfindung kann mit einem anderen bei Niedrigtemperatur
gebrannten Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht geringer als 10 und nicht höher als 150 in dem
elektronischen Bauteil gemäß der Erfindung integriert sein.
Das Porzellan gemäß der Erfindung kann eine erste
Schichtzusammensetzung, und das Porzellan mit einer höheren
elektrischen Konstante von 10 bis 150 kann eine zweite
Schicht, die mit der ersten Schicht verbunden und laminiert
ist, zusammensetzen.
Das andere bei Niedrigtemperatur gebrannte Porzellan, das
die zweite Schicht bildet, kann vorzugsweise eine der
folgenden Zusammensetzungen besitzen:
BaO-TiO2-ZnO-SiO2-B2O3
BaO-TiO2-Bi2O3-Nd2O3-ZnO-SiO2-B2O3
BaO-TiO2-Bi2O3-La2O3-Sm2O3-ZnO-SiO2-B2O3
MgO-CaO-TiO2-ZnO-Al2O3-SiO2-B2O3
BaO-TiO2-ZnO-SiO2-B2O3
BaO-TiO2-Bi2O3-Nd2O3-ZnO-SiO2-B2O3
BaO-TiO2-Bi2O3-La2O3-Sm2O3-ZnO-SiO2-B2O3
MgO-CaO-TiO2-ZnO-Al2O3-SiO2-B2O3
Elektronische Bauteile oder Vorrichtungen, die durch die
Erfindung angezielt werden, sind nicht besonders begrenzt
und beinhalten laminierte dielektrische Filter,
vielgeschichtete Schaltplatten, dielektrische Antennen,
dielektrische Koppler und dielektrische Kompositmodule. Das
Porzellan der Erfindung kann auch auf dielektrische
Substrate angewendet werden.
Das bei niedriger Temperatur gebrannte Porzellan gemäß der
Erfindung kann vorzugsweise wie folgt hergestellt werden.
Ausgangsrohmaterialien der Metallkomponenten werden in
einem gegebenen Verhältnis gemischt, um ein gemischtes
Pulver zu erhalten, welches dann bei einer Temperatur
zwischen 900 und 1100°C erhitzt wird, um einen kalcinierten
Körper zu erhalten. Der kalcinierte Körper wird zerpulvert,
um ein keramisches Pulver bereit zu stellen. Das keramische
Pulver wird geformt, vorzugsweise mit Glaspulver, das aus
SiO2, B2O3 und ZnO zusammen gesetzt ist, um ein Grünblatt
zu bilden, welches dann bei einer Temperatur von 850 bis
930°C gebrannt wird, um das erfindungsgemäße Porzellan zu
erhalten. Jedes der Ausgangsmaterialien für jede
Metallkomponente kann das Oxid, Nitrat, Carbonat oder
Sulfat von jedem Metallelement sein.
Pulver-Rohmaterialien aus Bariumcarbonat, Aluminiumoxid,
Siliciumoxid, Zinkoxid und Bismuthoxid werden in einem
gegebenen Verhältnis abgewogen und nass vermischt, um ein
gemischtes Pulver zu erhalten. Das gemischte Pulver wurde
dann bei 900°C bis 1100°C kalciniert, um einen kalcinierten
Körper zu erhalten, welcher dann zerpulvert wurde, um ein
kalciniertes Pulver zu erhalten. Das kalcinierte Pulver
wurde einer Röntgendiffraktionsanalyse unterworfen, um die
Kristallphasen und die Kristallinität zu messen. Das
kalcinierte Pulver wurde dann unter Verwendung einer
Kugelmühle in eine vorbestimmte Teilchengröße zermahlen, um
keramisches Pulver bereit zu stellen, welches getrocknet
wurde.
Pulvrige Rohmaterialien aus Zinkoxid, Boroxid und
Siliciumoxid wurden abgewogen und trocken vermischt, um
gemischtes Pulver zu erhalten, welches dann in einem
Platintiegel geschmolzen wurde, um eine Schmelze bereit zu
stellen. Die Schmelze wurde dann in Wasser zum schnellen
Kühlen gegossen, um ein massiges Glas bereit zu stellen.
Das Glas wurde nass zerpulvert, um Glaspulver mit einem
niedrigen Schmelzpunkt zu erhalten.
Das so erhaltene Keramikpulver und Glaspulver wurde nass in
einem Ionenaustauscher-Wasser mit einem organischen Binder
unter Verwendung eines Aluminiumoxidgefäßes und
Aluminiumoxidkugeln vermischt, wodurch eine Aufschlämmung
bereitgestellt wurde. Die Aufschlämmung wurde dann
getrocknet, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, welches
dann unter Verwendung einer Metallpresse in eine
vorbestimmte Gestalt geformt wurde, um einen geformten
Körper bereit zu stellen. Der geformte Körper wurde dann
bei einer Temperatur von 900 bis 930°C gebrannt, um einen
gesinterten Körper zu erhalten, welcher dann in eine
vorbestimmte Gestalt bearbeitet wurde. Die dielektrische
Konstante εr und der Qualitätskoeffizient Q bei 3 GHz wurde
gemessen.
Der gesinterte Körper wurde bearbeitet, um eine Probe zur
Messung mit Dimensionen von 30 mm × 4 mm × 1 mm bereit zu
stellen. Jede Probe wurde der Messung von
Substratfestigkeit gemäß "JIS R 1601" unterzogen.
Das Keramikpulver und das Glaspulver, die vorstehend
beschrieben wurden, wurden nass in einem organischen
Lösungsmittel mit einem Plastifizierungsmittel, einem
Dispergiermittel und einem organischen Binder unter
Verwendung eines Aluminiumoxidgefäßes und Aluminiumkugeln
vermischt, um eine Aufschlämmung zur Formung von
Grünblättern bereit zu stellen. Die Aufschlämmung wurde
unter Verwendung eines Streichklingenauftragungssystems
geformt, um Grünblätter bereit zu stellen, wobei jedes
Blatt eine Dicke von 0,03 bis 2 mm besaß.
Kondensatorelektrodenmuster oder Resonatorelektrodenmuster
wurden auf jedem Grün-Blatt unter Verwendung von Ag-Paste
siebgedruckt. Eine Mehrzahl der Grünblätter wurde dann
laminiert, um einen laminierten Körper zu erhalten, welcher
in Chips mit jeweils Dimensionen von 11 mm × 8 mm × 3 mm
unter Verwendung eines Substratzerteilers zerschnitten
wurde. Jeder Chip wurde dann bei einer Temperatur von 850
bis 930°C für 2 Stunden gebrannt, um jeweils einen
gebrannten Körper herzustellen. Jeder gebrannte Körper
wurde dann der Bewertung von Rissbildung unterzogen. Die
Rissbildung wurde basierend auf eine Bilddatensatz von
Ultraschallechoreflexion aus den Rissen mittels eines
Ultraschall durchdringenden Untersuchungssystems ("My
Scope", hergestellt durch Hitachi Construction Machinery)
bewertet.
In dem vorstehenden Experiment wurde der Gehalt der Metalle
verschiedentlich wie in Tabellen 1 bis 6 gezeigt, variiert.
Die vorstehenden Ergebnisse wurden für jede Testprobe
gemessen und werden in Tabellen 1 bis 6 gezeigt.
Wie aus Tabelle 1 entnommen werden kann, ist es möglich,
die Rissbildung in dem Porzellan zu vermindern, in dem
Bi2O3 und B2O3 gleichzeitig zugegeben werden, sogar wenn
der Qualitätskoeffizient Q verbessert wird, indem der
Gehalt an B2O3 vermindert wird. Insbesondere ist es
möglich, einen beträchtlich hohen Qualitätskoeffizienten Q,
eine geringe dielektrische Konstante und eine ausreichend
große Substratfestigkeit zu erhalten, während die
Rissbildung verhindert wird, wenn der Gehalt an Bi2O3
nicht höher als 20 Gew.-% beträgt.
Wie aus Tabelle 2 entnommen werden kann, ist es möglich,
indem der Gehalt an BaO auf einen Wert von nicht geringer
als 10 Gew.-% und nicht höher als 64 Gew.-% eingestellt
wird, ein Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht höher als 10, einem hohen Qualitätskoeffizienten Q
von nicht geringer als 3500 und einer hohen
Substratfestigkeit von nicht geringer als 2000 kg/cm2 zu
erhalten, während die Rissbildung verhindert wird.
Wie aus Tabelle 3 entnommen werden kann, ist es möglich,
indem der Gehalt an SiO2 von 20 bis 80 Gew.-% eingestellt
wird, ein Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht höher als 10, einem hohen Qualitätskoeffizienten Q
von nicht geringer als 3500 und einer hohen
Substratfestigkeit von nicht geringer als 2000 kg/cm2 zu
erhalten, während die Rissbildung verhindert wird.
Wie aus Tabelle 4 entnommen werden kann, ist es möglich,
indem der Gehalt an Al2O3 von 0,1 bis 20 Gew.-% eingestellt
wird, ein Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht höher als 10, einem hohen Qualitätskoeffizienten Q
von nicht geringer als 3500 und einer hohen
Substratfestigkeit von nicht geringer als 2000 kg/cm2 zu
erhalten, während die Rissbildung verhindert wird.
Wie aus Tabelle 5 entnommen werden kann, ist es möglich,
indem der Gehalt an ZnO von 0,5 bis 20 Gew.-% eingestellt
wird, ein Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht höher als 10, einem hohen Qualitätskoeffizienten Q
von nicht geringer als 3500 und einer hohen
Substratfestigkeit von nicht geringer als 2000 kg/cm2 zu
erhalten, während die Rissbildung verhindert wird.
Wie aus Tabelle 6 entnommen werden kann, ist es möglich,
indem der Gehalt an B2O3 von 0,3 bis 1,0 Gew.-% eingestellt
wird, ein Porzellan mit einer dielektrischen Konstante von
nicht höher als 10 und einem hohen Qualitätskoeffizienten Q
von nicht geringer als 3500 zu erhalten, während die
Rissbildung verhindert wird.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein bei Niedrigtemperatur
gebranntes Porzellan zur Verfügung gestellt werden, das
eine optimale Brenntemperatur von nicht höher als 1000°C,
eine verminderte dielektrische Konstante εr, einen
verbesserten Qualitätskoeffizienten Q und ein geringes
Vorkommen von Rissen gemäß der Erfindung aufweist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein bei
Niedrigtemperatur gebranntes Porzellan zur Verfügung zu
stellen, das eine optimale Brenntemperatur von nicht höher
als 1000°C, eine verminderte dielektrische Konstante εr,
ein verbesserten Qualitätskoeffizienten und ein geringes
Auftreten von Rissen besitzt.
Die Erfindung stellt ein bei Niedrigtemperatur gebranntes
Porzellan zur Verfügung, das folgendes umfasst: eine
Bariumkomponente in einer berechneten Menge von 10 bis
64 Gew.-%, wenn als BaO berechnet, eine Siliciumkomponente in
einer berechneten Menge von 20 bis 80 Gew.-%, wenn als SiO2
berechnet, eine Aluminiumkomponente in einer berechneten
Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, wenn als Al2O3 berechnet, eine
Borkomponente in einer berechneten Menge von 0,3 bis 1,0
Gew.-%, wenn als B2O3 berechnet, eine Zinkkomponente in
einer berechneten Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, wenn als ZnO
berechnet, und eine Bismuthkomponente in einer berechneten
Menge von nicht höher als 20 Gew.-%, wenn als Bi2O3
berechnet.
Claims (17)
1. Bei Niedrigtemperatur gebranntes Porzellan, das
folgendes umfasst: eine Bariumkomponente in einer
berechneten Menge von 10 bis 64 Gew.-%, wenn als BaO
berechnet, eine Siliciumkomponente in einer berechneten
Menge von 20 bis 80 Gew.-%, wenn als SiO2 berechnet, eine
Aluminiumkomponente in einer berechneten Menge von 0,1 bis
20 Gew.-%, wenn als Al2O3 berechnet, eine Borkomponente in
einer berechneten Menge von 0,3 bis 1,0 Gew.-%, wenn als
B2O3 berechnet, eine Zinkkomponente in einer berechneten
Menge von 0,5 bis 20 Gew.-%, wenn als ZnO berechnet, und
eine Bismuthkomponente in einer berechneten Menge von nicht
höher als 20 Gew.-%, wenn als Bi2O3 berechnet.
2. Porzellan gemäß Anspruch 1, das die Bismuthkomponente in
einer berechneten Menge von nicht geringer als 0,1 Gew.-%,
wenn als Bi2O3 berechnet, umfasst.
3. Porzellan gemäß Anspruch 1 oder 2, das die
Bariumkomponente in einer berechneten Menge von nicht höher
als 60 Gew.-%, wenn als BaO berechnet, umfasst.
4. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das die
Siliciumkomponente in einer berechneten Menge von 30 bis 65
Gew.-%, wenn als SiO2 berechnet, umfasst.
5. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, das die
Aluminiumkomponente in einer berechneten Menge von 2,0 bis
15 Gew.-%, wenn als Al2O3 berechnet, umfasst.
6. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das die
Borkomponente in einer berechneten Menge von 0,3 bis
0,9 Gew.-%, wenn als B2O3 berechnet, umfasst.
7. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, das im
wesentlichen aus der Bariumkomponente, der
Siliciumkomponente, der Aluminiumkomponente, der
Borkomponente, der Zinkkomponente und der Bismuthkomponente
zusammengesetzt ist.
8. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, das eine
dielektrische Konstante εr von nicht höher als 10 aufweist.
9. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, das einen
Qualitätskoeffizienten Q von nicht geringer als 3500
aufweist.
10. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, das eine
Festigkeit von nicht geringer als 2000 kg/cm2 aufweist.
11. Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, das unter
Verwendung eines B2O3-haltigen Glases und einer Bi2O3-
haltigen Keramik als Ausgangsmaterialien hergestellt wurde.
12. Porzellan gemäß Anspruch 11, wobei das Glas SiO2, B2O3
und ZnO enthält.
13. Elektronisches Bauteil, das das bei Niedrigtemperatur
gebrannte Porzellan gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12
umfasst.
14. Elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 13, das eine aus
einem Metall hergestellte Elektrode umfasst.
15. Elektronisches Bauteil gemäß Anspruch 13 oder 14, wobei
das Metall aus der aus Silber, Kupfer, Nickel, einer
silberhaltigen Legierung, einer kupferhaltigen Legierung
und einer nickelhaltigen Legierung bestehenden Gruppe
ausgewählt ist.
16. Elektronisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis
15, das folgendes umfasst:
eine erste Schicht, die aus dem bei Niedrigtemperatur gebranntem Porzellan hergestellt ist, und
eine zweite Schicht, die mit der ersten Schicht verbunden ist,
wobei die zweite Schicht aus einem bei Niedrigtemperatur gebrannten Porzellan mit einer dielektrischen Konstante εr von 10 bis 150 hergestellt ist.
eine erste Schicht, die aus dem bei Niedrigtemperatur gebranntem Porzellan hergestellt ist, und
eine zweite Schicht, die mit der ersten Schicht verbunden ist,
wobei die zweite Schicht aus einem bei Niedrigtemperatur gebrannten Porzellan mit einer dielektrischen Konstante εr von 10 bis 150 hergestellt ist.
17. Elektronisches Bauteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis
16, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem
laminierten dielektrischen Filter, einem vielschichten
Schaltbrett, einer dielektrischen Antenne, einem
dielektrischen Koppler und einem dielektrischen
Kompositmodul zusammengesetzt ist.
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