JP3208884B2 - Relative dielectric constant type dielectric substrate - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、傾斜機能材料を応用す
ることにより構成された誘電体基板に関し、特に、比誘
電率が位置により変化する部分を備えた比誘電率傾斜型
誘電体基板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric substrate formed by applying a functionally graded material, and more particularly to a dielectric constant gradient type dielectric substrate having a portion whose relative dielectric constant changes depending on a position. .

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば高周波部品等において、比誘電率
が位置により変化する部分を備えた比誘電率傾斜型の機
能性セラミックス材料が提案されている。このような傾
斜機能性セラミックス材料を用いた誘電体基板では、材
料組成を変化させることにより、比誘電率が変化されて
いる。すなわち、比誘電率の異なる複数の組成層を貼り
合わせて焼成したり、あるいは組成が連続的に変化され
ている成形体を焼成したりすることにより、傾斜機能型
の誘電体基板が製造されている。2. Description of the Related Art For example, in a high-frequency component or the like, there has been proposed a functional ceramic material of a relative permittivity gradient type having a portion where a relative permittivity changes depending on a position. In a dielectric substrate using such a functionally graded ceramic material, the relative dielectric constant is changed by changing the material composition. That is, by bonding a plurality of composition layers having different relative dielectric constants and firing them, or firing a molded body whose composition is continuously changed, a functionally graded dielectric substrate is manufactured. I have.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の傾
斜機能型誘電体基板では、組成の異なる誘電体材料を共
焼結する必要があった。As described above, in the conventional functionally graded dielectric substrate, it is necessary to co-sinter dielectric materials having different compositions.

【０００４】他方、誘電体セラミックスの焼成条件は、
その組成によって異なる。従って、上記傾斜機能型誘電
体基板を得るにあたって、組成によっては共焼結できな
い場合があった。すなわち、ある組成に応じて焼成条件
を選択して焼成した場合、十分に焼成されない部分が生
じたり、あるいは割れ、欠けもしくは層間剥離等が生じ
たりすることがあった。特に、比誘電率ε_r ＜１７の比
誘電率範囲では、上記のような傾斜機能型誘電体基板を
得ることが非常に困難であった。On the other hand, firing conditions for dielectric ceramics are as follows:
It depends on its composition. Accordingly, in obtaining the functionally graded dielectric substrate, co-sintering may not be possible depending on the composition. That is, when the firing conditions are selected according to a certain composition and firing is performed, a portion that is not sufficiently fired may occur, or cracks, chips, delamination, or the like may occur. In particular, it is very difficult to obtain a functionally graded dielectric substrate as described above in the specific dielectric constant range of ε _r <17.

【０００５】本発明の目的は、共焼結できないために従
来実現不可能であると考えられていた比誘電率範囲にお
いても、比誘電率傾斜構造を実現し得る比誘電率傾斜型
誘電体基板を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gradient-relative dielectric substrate capable of realizing a gradient-relative structure even in a relative-dielectric-constant range which has conventionally been considered impossible because co-sintering is not possible. Is to provide.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、両主面と、厚
み方向に延びかつ両主面を結ぶ複数の端面とを有する誘
電体基板の少なくとも１の前記端面に、比誘電率が基板
の長さ方向に沿って連続的にまたは階段状に変化するよ
うに、該端面に直交する方向に陥没された空隙が形成さ
れており、前記空隙の深さが、誘電体基板の厚み方向に
沿って連続的にまたは階段状に変化されていることを特
徴とする、比誘電率傾斜型誘電体基板である。Means for Solving the Problems The present invention provides a both main surfaces, at least 1 of the end face of the dielectric substrate having a plurality of end surfaces connecting the extending and both main surfaces in the thickness direction, a relative dielectric constant of the substrate
It can change continuously or stepwise along the length of the
Thus, a gap depressed in a direction perpendicular to the end face is formed, and the depth of the gap is changed continuously or stepwise along the thickness direction of the dielectric substrate. A dielectric constant gradient type dielectric substrate.

【０００７】[0007]

【作用】図１（ａ）及び（ｂ）を参照して、本発明の比
誘電率傾斜型誘電体基板の一例の作用を説明する。比誘
電率傾斜型誘電体基板１は、板状の誘電体２を備える。
誘電体２の端面２ａには、該端面２ａに直交するように
空隙３が形成されている。空隙３は、図示のように、主
面２ｂおよび２ｃから誘導体基板１の中央部に向かっ
て、その深さが階段状に変化するように構成されてい
る。なお、空隙３は、誘電体２の図１の紙面−紙背方向
に延びるように、形成されている。With reference to FIGS. 1A and 1B, the operation of an example of the dielectric constant gradient type dielectric substrate of the present invention will be described. The dielectric constant gradient type dielectric substrate 1 includes a plate-shaped dielectric 2.
A gap 3 is formed in the end face 2a of the dielectric 2 so as to be orthogonal to the end face 2a. As shown in the figure, the gap 3 is configured such that its depth changes stepwise from the main surfaces 2 b and 2 c toward the center of the derivative substrate 1. Note that the gap 3 is formed so as to extend in the direction of the paper 2 of FIG.

【０００８】比誘電率傾斜型誘電体基板１では、上記空
隙３が端面２ａ側に設けられているため、主面２ｂに沿
った長さ方向Ｌに沿って、図１（ｂ）に示すように、見
かけの比誘電率が階段状に変化される。なお、上記空隙
３の深さを誘電体２の厚み方向に沿って連続的に変化さ
せた場合には、見かけの比誘電率が長さＬ方向に沿って
連続的に変化される。In the dielectric constant gradient type dielectric substrate 1, since the gap 3 is provided on the end face 2a side, as shown in FIG. 1B, along the length direction L along the main face 2b. Then, the apparent relative permittivity is changed stepwise. When the depth of the gap 3 is continuously changed along the thickness direction of the dielectric 2, the apparent relative permittivity is continuously changed along the length L direction.

【０００９】すなわち、本発明の特徴は、誘電体の少な
くとも一の端面に空隙３のように該端面に直交する空隙
を形成し、それによって端面近傍の領域における見かけ
の比誘電率を変化させることにより、比誘電率傾斜構造
を実現していることにある。That is, a feature of the present invention is to form a gap perpendicular to the end face such as the gap 3 on at least one end face of the dielectric, thereby changing the apparent relative permittivity in a region near the end face. Thereby, a relative dielectric constant gradient structure is realized.

【００１０】[0010]

【実施例の説明】以下、本発明の実施例を説明すること
により、本発明を明らかにする。誘電体を構成する材料
として、ＭｇＴｉＯ₃ ／ＣａＴｉＯ₃ 混合材料を用い
た。ＭｇＴｉＯ₃ ／ＣａＴｉＯ₃ 混合体は、その混合比
率を変化させることにより、比誘電率ε_r ＝１７〜１７
０の範囲の比誘電率を実現することができる。また、上
記混合比率を変化させた場合でも、焼成条件が変化しな
いため、どのような混合比率の材料同士でも共焼結する
ことが可能である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be clarified by describing embodiments of the present invention. As a material constituting the dielectric, a mixed material of MgTiO ₃ / CaTiO ₃ was used. The MgTiO ₃ / CaTiO ₃ mixture has a relative dielectric constant ε _r = 17 to 17 by changing the mixture ratio.
A relative dielectric constant in the range of 0 can be realized. Further, even when the mixing ratio is changed, the firing conditions do not change, so that materials having any mixing ratio can be co-sintered.

【００１１】例えば、ε_r ＝１７〜３０の範囲の比誘電
率を有する誘電体は、ＭｇＴｉＯ₃及びＣａＴｉＯ₃ の
混合比率を下記の表１に示す通り（単位は重量部）とす
ることにより実現される。従って、下記の表１に示す４
種類の混合材料を用いることにより、ε_r ＝１７〜３０
の範囲で比誘電率が階段状に変化し得る比誘電率傾斜型
誘電体基板を得ることができる。For example, a dielectric material having a relative dielectric constant in the range of ε _r = 17 to 30 is realized by setting the mixing ratio of MgTiO ₃ and CaTiO ₃ to be as shown in Table 1 below (unit is parts by weight). Is done. Therefore, 4 shown in Table 1 below
By using different kinds of mixed materials, ε _r = 17 to 30
In this range, a dielectric constant gradient type dielectric substrate whose relative dielectric constant can change stepwise can be obtained.

【００１２】[0012]

【表１】 [Table 1]

【００１３】以下の実施例においては、表１に示した４
種類の材料からなる基板に空隙を形成することにより、
比誘電率ε_r ＝１０〜３０の範囲で比誘電率傾斜構造が
実現された誘電体基板を説明する。In the following examples, 4 shown in Table 1 was used.
By forming voids in substrates made of different types of materials,
A description will be given of a dielectric substrate in which a relative permittivity gradient structure is realized in the range of a relative permittivity ε _r = 10 to 30.

【００１４】また、比較例として、アルミナ（Ａｌ₂ Ｏ
₃ ）−ＭｇＴｉＯ₃ −ＣａＴｉＯ₃混合体を用いて、実
施例と同様の比誘電率傾斜構造を有する誘電体基板の作
製を試みた。As a comparative example, alumina (Al ₂ O)
₃₎ -MgTiO ₃ with -CaTiO ₃ mixture was tried to prepare a dielectric substrate having a dielectric constant gradient structure similar to Example.

【００１５】まず、原料として、ＭｇＴｉＯ₃ 、ＣａＴ
ｉＯ₃ 及びＡｌ₂ Ｏ₃ の各粉末を用意し、下記の表２に
示す割合（重量部）でそれぞれを秤量し、湿式ボールミ
ルを用いて混合粉砕し、平均粒径１μｍ程度の混合粉末
Ｎｏ．１〜６を得た。なお、表２においては、Ｎｏ．１
〜６の各混合粉末を用いて得られる誘電体の比誘電率ε
_r を合わせて示す。First, as raw materials, MgTiO ₃ , CaT
Each powder of iO ₃ and Al ₂ O ₃ was prepared, weighed in proportions (parts by weight) shown in Table 2 below, mixed and pulverized using a wet ball mill, and mixed powder No. 1 having an average particle size of about 1 μm. 1-6 were obtained. In Table 2, No. 1
Dielectric constant ε of a dielectric material obtained by using each of the mixed powders Nos. 6 to 6
_r is also shown.

【００１６】[0016]

【表２】 [Table 2]

【００１７】Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の各混合粉末につき、
該混合粉末と、有機溶剤、バインダ、可塑剤及び分散剤
とを混合することによりスラリーを得た。使用した有機
溶剤は、エタノール及びトルエンを重量比で１：１で混
合してなるものであり、上記バインダとしては、ポリビ
ニルブチラール系樹脂からなるものを、可塑剤としては
ジオクチルフタレート系可塑剤を、分散剤としてはソル
ビタン脂肪酸エステル系分散剤を用いた。No. 1 to No. For each mixed powder of 6,
A slurry was obtained by mixing the mixed powder with an organic solvent, a binder, a plasticizer and a dispersant. The organic solvent used is a mixture of ethanol and toluene at a weight ratio of 1: 1. The binder is a polyvinyl butyral resin, and the plasticizer is a dioctyl phthalate plasticizer. As the dispersant, a sorbitan fatty acid ester-based dispersant was used.

【００１８】上記のようにして得た各スラリーを用い、
ドクターブレード法により厚み６０μｍのグリーンシー
トを成形した。上記Ｎｏ．１〜６の混合粉末を用いて得
られたＮｏ．１〜６のグリーンシートを積層し、厚み方
向に熱圧着することにより、図２に示す誘電体ブロック
１０及び図４に示す誘電体ブロック２０を得た。Using each of the slurries obtained as described above,
A green sheet having a thickness of 60 μm was formed by a doctor blade method. The above No. Nos. 1 to 6 obtained using the mixed powders. 2 to 6 were obtained by laminating green sheets 1 to 6 and thermocompression bonding in the thickness direction.

【００１９】誘電体ブロック１０は、多数のＮｏ．１の
グリーンシートを積層することにより得られた誘電体層
１０ａの上下に、誘電率が厚み方向に階段状に傾斜され
ている誘電体層１０ｂ，１０ｃを有する。誘電体ブロッ
ク１０は、全体として矩形形状を有し、幅Ｗ＝２０．０
ｍｍ、厚み１２ｍｍの大きさに形成されており、上記誘
電体層１０ａの厚みが１０．０ｍｍ、誘電体層１０ｂ，
１０ｃの厚みがそれぞれ１．０ｍｍとされている。The dielectric block 10 includes a number of Dielectric layers 10b and 10c whose dielectric constants are inclined stepwise in the thickness direction are provided above and below the dielectric layer 10a obtained by laminating one green sheet. The dielectric block 10 has a rectangular shape as a whole, and has a width W = 20.0.
mm, and a thickness of 12 mm, and the thickness of the dielectric layer 10a is 10.0 mm, and the thickness of the dielectric layer 10b,
The thickness of each of 10c is 1.0 mm.

【００２０】誘電体層１０ｂの詳細は、図３（ａ）に示
すように、誘電体層１０ａ上に、順に、Ｎｏ．２、Ｎ
ｏ．３及びＮｏ．４のグリーンシートをそれぞれ複数枚
積層することにより構成されている。このうち、Ｎｏ．
２及びＮｏ．３のグリーンシートを積層してなる層の厚
みはそれぞれ０．２ｍｍとされており、Ｎｏ．４のグリ
ーンシートを積層して形成されている誘電体層の厚みは
０．６ｍｍとされている。As shown in FIG. 3A, the details of the dielectric layer 10b are described in order on the dielectric layer 10a. 2, N
o. 3 and No. 3 4 are stacked by laminating a plurality of green sheets. Among them, No.
2 and No. The thickness of each layer formed by laminating the green sheets of No. 3 is 0.2 mm. The thickness of the dielectric layer formed by laminating the green sheets of No. 4 is 0.6 mm.

【００２１】同様に、誘電体層１０ｃの詳細は、図３
（ｂ）に示す通りである。すなわち、誘電体層１０ａの
下面に、上から順にＮｏ．２、Ｎｏ．３及びＮｏ．４の
グリーンシートがそれぞれ複数枚積層されており、Ｎ
ｏ．２のグリーンシートが積層されている層の厚みは
０．２ｍｍ、Ｎｏ．３のグリーンシートが積層されてい
る層の厚みは０．２ｍｍ、Ｎｏ．４のグリーンシートが
積層されている層の厚みは０．６ｍｍとされている。Similarly, details of the dielectric layer 10c are shown in FIG.
This is as shown in FIG. That is, No. 1 is sequentially arranged on the lower surface of the dielectric layer 10a from above. 2, No. 3 and No. 3 No. 4 green sheets are laminated on each other.
o. The thickness of the layer on which the green sheets of No. 2 are laminated is 0.2 mm. The thickness of the layer on which the green sheet of No. 3 is laminated is 0.2 mm. The thickness of the layer in which the green sheets of No. 4 are laminated is 0.6 mm.

【００２２】図４に示す誘電体ブロック２０も、同様に
矩形形状のブロック体として構成されており、該誘電体
ブロック２０は、幅Ｗ＝２０．０ｍｍ、厚み＝１２．０
ｍｍの寸法を有するように構成されている。誘電体ブロ
ック２０においても、中央にＮｏ．１のグリーンシート
を多数枚積層することにより誘電体層２０ａが配置され
ており、誘電体層２０ａの上下に比誘電率が厚み方向に
階段状に傾斜するように構成された誘電体層２０ｂ，２
０ｃが配置されている。誘電体層２０ａの厚みは１０．
０ｍｍとされている。また、誘電体層２０ｂ，２０ｃ
は、それぞれ、１．０ｍｍの厚みを有する。The dielectric block 20 shown in FIG. 4 is also configured as a rectangular block, and has a width W = 20.0 mm and a thickness = 12.0.
It is configured to have a dimension of mm. Also in the dielectric block 20, the No. The dielectric layer 20a is disposed by laminating a large number of green sheets of one, and the dielectric layers 20b and 20b are arranged so that the relative permittivity is inclined stepwise in the thickness direction above and below the dielectric layer 20a. 2
0c is arranged. The thickness of the dielectric layer 20a is 10.
0 mm. Also, the dielectric layers 20b, 20c
Have a thickness of 1.0 mm each.

【００２３】誘電体層２０ｂの詳細は、図５（ａ）に示
す通りである。すなわち、誘電体層２０ａ上に、下から
順に、Ｎｏ．２、Ｎｏ．３、Ｎｏ．４、Ｎｏ．５及びＮ
ｏ．６の各グリーンシートをそれぞれ複数枚積層して得
られる誘電体層が配置されている。このＮｏ．２〜６で
示す各誘電体層の厚みは、それぞれ、０．２ｍｍとされ
ている。The details of the dielectric layer 20b are as shown in FIG. That is, on the dielectric layer 20a, No. 2, No. 3, No. 4, no. 5 and N
o. A dielectric layer obtained by laminating a plurality of green sheets 6 is disposed. This No. The thickness of each dielectric layer indicated by 2 to 6 is 0.2 mm, respectively.

【００２４】同様に、下方の誘電体層２０ｃにおいて
も、上から順にＮｏ．２〜Ｎｏ．６の各グリーンシート
を積層して得られる各誘電体層が配置されており、各誘
電体層の厚みは０．２ｍｍとされている。Similarly, in the lower dielectric layer 20c, No. 2-No. The respective dielectric layers obtained by laminating the green sheets of No. 6 are arranged, and the thickness of each dielectric layer is 0.2 mm.

【００２５】上記のようにして得た２種類の誘電体ブロ
ック１０，２０をダイヤモンドカッターを用いて厚み方
向に沿って切断することにより、図６に示す矩形板状の
成形体３１を得た。The two types of dielectric blocks 10 and 20 obtained as described above were cut along the thickness direction using a diamond cutter to obtain a rectangular plate-shaped molded body 31 shown in FIG.

【００２６】成形体３１では、中央に長さＬ₁ ＝１０．
０ｍｍの誘電体部３２が配置されており、その両側に長
さＬ₂ ＝１．０ｍｍ及びＬ₃ ＝１．０ｍｍの各誘電体層
３３，３４が配置されている。誘電体層３３，３４は、
それぞれ、上述した誘電体ブロック１０，２０において
比誘電率が傾斜されている部分に相当する。また、成形
体３１の幅Ｗは２０．０ｍｍ、厚みｔは３．０ｍｍであ
る。In the molded body 31, the length L ₁ = 10.
A 0 mm dielectric portion 32 is disposed, and dielectric layers 33 and 34 having lengths L ₂ = 1.0 mm and L ₃ = 1.0 mm are disposed on both sides of the dielectric portion 32. The dielectric layers 33 and 34
Each of the dielectric blocks 10 and 20 corresponds to a portion where the relative permittivity is inclined. The width W of the molded body 31 is 20.0 mm, and the thickness t is 3.0 mm.

【００２７】次に、誘電体ブロック１０，２０から切り
出された２種類の成形体３１を、空気中、５００℃の温
度で有機成分を燃焼させた後、空気中において１３７０
℃の温度で２時間焼成した。Next, the two types of molded bodies 31 cut out from the dielectric blocks 10 and 20 are burned with organic components at a temperature of 500.degree.
Firing at a temperature of 2 ° C. for 2 hours.

【００２８】しかしながら、上記焼成において、比較例
の試料である誘電体ブロック２０から切り出された成形
体３１では、誘電体層３３，３４すなわち比誘電率が傾
斜されている誘電体層部分において大きな割れが発生
し、後述の実験に供し得る焼結体を得ることができなか
った。However, in the above-mentioned firing, in the molded body 31 cut out from the dielectric block 20 which is a sample of the comparative example, a large crack is generated in the dielectric layers 33 and 34, that is, in the dielectric layer portion where the dielectric constant is inclined. Occurred, and it was not possible to obtain a sintered body that could be used in the experiments described below.

【００２９】他方、誘電体ブロック１０から切り出され
た成形体３１については、焼結体を得ることができ、得
られた焼結体を、厚み１．２ｍｍに研磨した後、ダイヤ
モンドカッターで切断することにより、図７に示した誘
電体基板４１を得た。誘電体基板４１における各寸法は
以下の通りである。On the other hand, as for the molded body 31 cut out from the dielectric block 10, a sintered body can be obtained, and the obtained sintered body is polished to a thickness of 1.2 mm and then cut with a diamond cutter. Thus, the dielectric substrate 41 shown in FIG. 7 was obtained. The dimensions of the dielectric substrate 41 are as follows.

【００３０】すなわち、長さＬ₄ ＝９．６ｍｍ、幅Ｗ＝
６．０ｍｍ、厚みｔ₀ ＝１．２ｍｍ。また、誘電体基板
４１においては、中央に前述したグリーンシートＮｏ．
１を複数枚用いて構成された誘電体層Ｎｏ．１が配置さ
れている（使用したグリーンシートと同一の参照番号
を、誘電体層についても使用することにする。）。ま
た、誘電体層Ｎｏ．１の両側には、それぞれ、Ｎｏ．２
〜Ｎｏ．４のグリーンシートよりなる誘電体層Ｎｏ．２
〜Ｎｏ．４が配置されている。That is, length L ₄ = 9.6 mm, width W =
6.0 mm, thickness t ₀ = 1.2 mm. In the dielectric substrate 41, the green sheet No. described above is provided at the center.
No. 1 made of a dielectric layer No. 1 1 (the same reference numbers as the used green sheets are used for the dielectric layers). In addition, the dielectric layer No. No. 1 on both sides, respectively. 2
-No. No. 4 of the dielectric layer No. 2
-No. 4 are arranged.

【００３１】上記誘電体基板４１の端面４１ａ，４１ｂ
の端面４１ａ，４１ｂにダイヤモンドカッターを用いて
切断加工を施し、空隙を形成した。図８に示すように、
空隙４２は、端面４１ｃから端面４１ｄに向かって延び
るように形成されている。The end surfaces 41a and 41b of the dielectric substrate 41
Were cut using a diamond cutter on the end surfaces 41a and 41b of the first and second surfaces to form voids. As shown in FIG.
The gap 42 is formed to extend from the end face 41c toward the end face 41d.

【００３２】また、上記空隙４２の寸法を、図９を参照
して説明する。すなわち、空隙４２は、端面４１ａに開
いた第１の空隙部４２ａと、第１の空隙部４２ａの最奥
部からさらに内側に陥没された第２の空隙部４２ｂとを
有する。第１の空隙部４２ａ及び第２の空隙部４２ｂ
は、それぞれ、図９から明らかなように、端面４１ｃ側
から見て矩形形状を有するように形成されている。第１
の空隙部４２ａの寸法は、深さＤ₁ ＝０．１６ｍｍ、厚
みｔ₁ ＝３０μｍとされており、第２の空隙部４２ｂ
は、深さＤ₂ ＝０．１６ｍｍ、厚みｔ₂ ＝１５μｍとさ
れている。 上記のように、第一の空隙部４２ａ及び第
二の空隙部４２ｂの厚みｔ₁ ，ｔ₂ を０．２４ｍｍ及び
０．１２ｍｍとしたのは、混合対数則により計算した場
合に、空隙部４２ａ，４２ｂが形成されている部分の見
かけの比誘電率が１０及び１３となるようにするためで
ある。The dimensions of the space 42 will be described with reference to FIG. That is, the gap 42 has a first gap 42a opened to the end face 41a, and a second gap 42b depressed further inward from the innermost part of the first gap 42a. First gap 42a and second gap 42b
Are formed so as to have a rectangular shape when viewed from the end face 41c side, respectively, as is clear from FIG. First
The dimensions of the gap 42a are such that the depth D ₁ = 0.16 mm and the thickness t ₁ = 30 μm, and the second gap 42b
Has a depth D ₂ = 0.16 mm and a thickness t ₂ = 15 μm. As described above, the thicknesses t ₁ and t ₂ of the first gap portion 42a and the second gap portion 42b are set to 0.24 mm and 0.12 mm, respectively, when calculated according to the mixed logarithm rule. , 42b are formed so that the apparent relative dielectric constants of the portions where they are formed are 10 and 13.

【００３３】なお、他方の端面４１ｂ側にも空隙４２と
同一の空隙を形成した。次に、上記のように空隙４２が
形成された比誘電率傾斜型誘電体基板４１の上面に、図
１０に示すように、ストリップライン４３を形成した。
ストリップライン４３は、導電ペーストをスクリーン印
刷することにより形成し、ライン上における特性インピ
ーダンスが約５０Ωとなるように形成した。特性インピ
ーダンスを約５０Ωとなるように設定したのは、誘電体
基板４１の端面４１ａ側端部における比誘電率傾斜構造
がε_r ＝１０〜３０の範囲とされていることを考慮して
選択したものである。また、誘電体基板４１の下面に
は、導電ペーストをスクリーン印刷することにより、全
面電極を形成し、試料１とした。The same gap as the gap 42 was formed on the other end face 41b side. Next, as shown in FIG. 10, a strip line 43 was formed on the upper surface of the dielectric constant gradient type dielectric substrate 41 in which the voids 42 were formed as described above.
The strip line 43 was formed by screen-printing a conductive paste so that the characteristic impedance on the line was about 50Ω. The characteristic impedance was set to be about 50Ω in consideration of the fact that the relative permittivity gradient structure at the end face 41a side end of the dielectric substrate 41 was in the range of ε _r = 10 to 30. Things. A sample 1 was formed on the lower surface of the dielectric substrate 41 by screen printing a conductive paste to form electrodes on the entire surface.

【００３４】なお、図１０において、上記ストリップラ
イン４３の幅は０．３ｍｍとした。また、ストリップラ
イン４３の両端面、すなわち誘電率傾斜部４４，４５上
においては略三角形形状を有する上記Ａｇペーストをス
クリーン印刷した。端面４１ａ，４１ｂに至る部分で
は、上記ストリップライン４３の幅は１．０ｍｍとされ
ている。In FIG. 10, the width of the strip line 43 is 0.3 mm. The Ag paste having a substantially triangular shape was screen-printed on both end surfaces of the strip line 43, that is, on the dielectric inclination portions 44 and 45. In a portion reaching the end faces 41a and 41b, the width of the strip line 43 is 1.0 mm.

【００３５】比較のために、上記空隙４２が形成される
前の誘電体基板を用意し、上記と同様にストリップライ
ン４３及び裏面の全面電極を形成した試料を用意し、試
料２とした。試料１及び試料２の各誘電体基板につき、
入力端における信号の反射の大きさを表すパラメーター
Ｓ₁₁を測定することにより、ストリップライン４３の端
部の三角形形状の電極部におけるインピーダンス整合の
良否を評価した。結果は、下記の表３に示す通りであっ
た。For comparison, a dielectric substrate before the formation of the voids 42 was prepared, and a sample in which the strip line 43 and the whole surface electrode on the back surface were formed in the same manner as above was prepared as Sample 2. For each dielectric substrate of sample 1 and sample 2,
By measuring the parameters S ₁₁ representing the magnitude of the reflected signal at the input, to evaluate the quality of the impedance matching at the electrode portion of the triangular shape of the end of the strip line 43. The results were as shown in Table 3 below.

【００３６】[0036]

【表３】 [Table 3]

【００３７】なお、上記Ｓ₁₁は、[0037] It is to be noted that the S ₁₁ is,

【００３８】[0038]

【数１】 (Equation 1)

【００３９】で表される。Is represented by

【００４０】表３から明らかなように、試料１の誘電体
基板では、ライン幅の傾斜に応じて特性インピーダンス
が５０Ωとなるように、誘電体基板４１の端部における
比誘電率が１０〜３０の範囲の比誘電率傾斜構造が実現
されているため、インピーダンス整合が良好に行われて
いることがわかる。As apparent from Table 3, in the dielectric substrate of Sample 1, the relative dielectric constant at the end of the dielectric substrate 41 is 10 to 30 so that the characteristic impedance becomes 50 Ω according to the inclination of the line width. It can be seen that the impedance matching is favorably performed because the relative permittivity gradient structure in the range is realized.

【００４１】なお、上記実施例では、誘電体基板４１に
空隙４２をダイヤモンドカッターを用いて形成したが、
この空隙に、機械的強度を高めるために、合成樹脂等を
充填してもよい。In the above embodiment, the gap 42 was formed in the dielectric substrate 41 using a diamond cutter.
These voids may be filled with a synthetic resin or the like to increase the mechanical strength.

【００４２】また、上記空隙４２は、第１，第２の空隙
部４２ａ，４２ｂを有し、階段状に空隙４２の幅が変化
されていたが、断面Ｖ字状の空隙を形成し、誘電体の厚
み方向に沿って空隙の深さが連続的に変化するように構
成してもよい。The gap 42 has first and second gaps 42a and 42b, and the width of the gap 42 is changed stepwise. However, a gap having a V-shaped cross section is formed and the gap 42 is formed. The depth of the gap may be continuously changed along the thickness direction of the body.

【００４３】さらに、上記実施例では、一対の対向して
いる端面４１ａ，４１ｂに空隙４２を形成したが、空隙
は１の端面にのみ形成されてもよく、あるいは基板の構
造及び形状に応じて３以上の端面に形成されていてもよ
い。また、誘電体基板の平面形状についても、図示のよ
うな矩形のものに限らず、用途に応じて三角形等の他の
形状としてもよい。Further, in the above embodiment, the gap 42 is formed on the pair of opposed end faces 41a and 41b, but the gap may be formed only on one end face, or according to the structure and shape of the substrate. It may be formed on three or more end faces. Also, the planar shape of the dielectric substrate is not limited to a rectangular shape as shown, but may be another shape such as a triangle depending on the application.

【００４４】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、誘電体基板の端面に直
交する方向に陥没した空隙が該端部に形成されているた
め、空隙の形成されている部分における見かけの比誘電
率が空隙の存在により変化されている。従って、組成を
変化させるだけでは共焼結の問題等により従来実現する
ことが不可能であると考えられていた比誘電率範囲の比
誘電率傾斜構造を有する誘電体基板を、本発明により提
供することが可能となる。According to the present invention, since a gap depressed in the direction perpendicular to the end face of the dielectric substrate is formed at the end, the apparent relative permittivity at the portion where the gap is formed is reduced by the gap. Has been changed by the existence of. Therefore, the present invention provides a dielectric substrate having a relative permittivity gradient structure in a relative permittivity range, which was considered to be impossible to realize conventionally only by changing the composition due to a co-sintering problem or the like. It is possible to do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の作用を説明する
ための断面図及び比誘電率と誘電体基板の長さ方向との
関係を示す図。FIGS. 1A and 1B are a cross-sectional view for explaining the operation of the present invention and a diagram showing the relationship between the relative permittivity and the length direction of a dielectric substrate.

【図２】誘電体ブロックを示す斜視図。FIG. 2 is a perspective view showing a dielectric block.

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図２に示す誘
電体ブロックにおける比誘電率傾斜部の詳細を説明する
ための部分断面図。FIGS. 3A and 3B are partial cross-sectional views for explaining details of a relative permittivity inclined portion in the dielectric block shown in FIG. 2;

【図４】比較例として用意した誘電体ブロックを示す斜
視図。FIG. 4 is a perspective view showing a dielectric block prepared as a comparative example.

【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、図４に示す誘
電体ブロックにおける比誘電率傾斜部の詳細を説明する
ための部分断面図。5A and 5B are partial cross-sectional views for explaining details of a relative permittivity inclined portion in the dielectric block shown in FIG. 4;

【図６】誘電体ブロックから切り出された成形体を示す
斜視図。FIG. 6 is a perspective view showing a molded body cut out from a dielectric block.

【図７】実施例で用意された空隙を形成する前の誘電体
基板を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing a dielectric substrate before forming a gap prepared in the embodiment.

【図８】空隙を説明するための実施例の誘電体基板の部
分拡大斜視図。FIG. 8 is a partially enlarged perspective view of a dielectric substrate according to an embodiment for explaining a gap.

【図９】空隙の寸法を説明するための実施例の誘電体基
板の部分拡大斜視図。FIG. 9 is a partially enlarged perspective view of the dielectric substrate of the embodiment for explaining the dimensions of the gap.

【図１０】実施例の誘電体基板にストリップラインを形
成した状態を示す平面図。FIG. 10 is a plan view showing a state in which strip lines are formed on the dielectric substrate of the example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…比誘電率傾斜型誘電体基板 ２…誘電体 ２ａ…端面 ３…空隙 ４１…誘電体基板 ４１ａ…端面 ４２…空隙 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Dielectric substrate with relative permittivity inclination type 2 ... Dielectric 2a ... End surface 3 ... Void 41 ... Dielectric substrate 41a ... End surface 42 ... Void

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 両主面と、厚み方向に延びかつ前記両主
面を結ぶ複数の端面とを有する誘電体基板の少なくとも
１の前記端面に、比誘電率が基板の長さ方向に沿って連
続的にまたは階段状に変化するように、該端面に直交す
る方向に陥没された空隙が形成されており、前記空隙の
深さが、誘電体基板の厚み方向に沿って連続的にまたは
階段状に変化されていることを特徴とする、比誘電率傾
斜型誘電体基板。1. A dielectric substrate having a relative dielectric constant along a length direction of at least one end face of a dielectric substrate having both main faces and a plurality of end faces extending in a thickness direction and connecting the two main faces. Communicating
A gap depressed in a direction perpendicular to the end face is formed so as to change continuously or in a stepwise manner, and the depth of the gap is continuously or stepwise along the thickness direction of the dielectric substrate. A gradient dielectric constant type dielectric substrate characterized by being changed in a shape.