JP3311924B2 - 磁器組成物および磁器の製造方法 - Google Patents
磁器組成物および磁器の製造方法Info
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- JP3311924B2 JP3311924B2 JP04252496A JP4252496A JP3311924B2 JP 3311924 B2 JP3311924 B2 JP 3311924B2 JP 04252496 A JP04252496 A JP 04252496A JP 4252496 A JP4252496 A JP 4252496A JP 3311924 B2 JP3311924 B2 JP 3311924B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低温での焼成が可
能で、特に銅を配線とする多層基板に適した磁器組成物
に関するものであり、例えば高周波で用いられるマイク
ロ波、ミリ波用の配線基板や、マイクロ波、ミリ波領域
で用いられる誘電体共振器、誘電体導波路、誘電体アン
テナに用いられる磁器に関するものである。
能で、特に銅を配線とする多層基板に適した磁器組成物
に関するものであり、例えば高周波で用いられるマイク
ロ波、ミリ波用の配線基板や、マイクロ波、ミリ波領域
で用いられる誘電体共振器、誘電体導波路、誘電体アン
テナに用いられる磁器に関するものである。
【０００２】
【従来技術】近年、高度情報化時代を迎え、情報伝送は
より高速化・高周波化が進行する傾向にある。自動車電
話やパーソナル無線等の移動無線、衛星放送、衛星通信
やＣＡＴＶ等のニューメディアでは、機器のコンパクト
化が推し進められており、これに伴い誘電体共振器等の
マイクロ波用回路素子に対しても小型化が強く望まれて
いる。
より高速化・高周波化が進行する傾向にある。自動車電
話やパーソナル無線等の移動無線、衛星放送、衛星通信
やＣＡＴＶ等のニューメディアでは、機器のコンパクト
化が推し進められており、これに伴い誘電体共振器等の
マイクロ波用回路素子に対しても小型化が強く望まれて
いる。
【０００３】このようなマイクロ波用回路素子の大きさ
は、使用電磁波の波長が基準となる。比誘電率εｒの誘
電体中を伝播する電磁波の波長λは、真空中の伝播波長
をλ0 とするとλ＝λ0 ／（εｒ）1/2 となる。したが
って、回路素子は、使用される回路用基板の誘電率が大
きい程、小型になる。
は、使用電磁波の波長が基準となる。比誘電率εｒの誘
電体中を伝播する電磁波の波長λは、真空中の伝播波長
をλ0 とするとλ＝λ0 ／（εｒ）1/2 となる。したが
って、回路素子は、使用される回路用基板の誘電率が大
きい程、小型になる。
【０００４】さらに、多層回路基板に種々の電子部品や
入出力端子等を接続する工程上で基板に加わる応力から
基板が破壊したり、欠けを生じたりすることを防止する
為に材料の機械的強度が高いことも要求されている。
入出力端子等を接続する工程上で基板に加わる応力から
基板が破壊したり、欠けを生じたりすることを防止する
為に材料の機械的強度が高いことも要求されている。
【０００５】そこで、上述した高誘電率化および高強度
化等の要求を満足するため、例えば、特開平０６−１３
２６２１号公報には、樹脂中に無機誘電体粒子を分散
し、また高誘電率ガラス繊維で強化された回路用基板が
提案されている。この回路基板では比誘電率が高いため
機器の小型化を促進でき、また、高誘電率ガラス繊維で
強化されているため高強度である。
化等の要求を満足するため、例えば、特開平０６−１３
２６２１号公報には、樹脂中に無機誘電体粒子を分散
し、また高誘電率ガラス繊維で強化された回路用基板が
提案されている。この回路基板では比誘電率が高いため
機器の小型化を促進でき、また、高誘電率ガラス繊維で
強化されているため高強度である。
【０００６】また、銅を配線層とする回路基板に適した
絶縁材料として、８００〜１０００℃で焼成可能なガラ
スセラミックス材料が知られている。このガラスセラミ
ック材料は、硼珪酸ガラスなどのガラス粉末に、Ａｌ2
Ｏ3 、石英などのセラミックなどのフィラー粉末を添加
して焼成したものであり、銅配線との同時焼成による多
層化が可能である点で有利である。
絶縁材料として、８００〜１０００℃で焼成可能なガラ
スセラミックス材料が知られている。このガラスセラミ
ック材料は、硼珪酸ガラスなどのガラス粉末に、Ａｌ2
Ｏ3 、石英などのセラミックなどのフィラー粉末を添加
して焼成したものであり、銅配線との同時焼成による多
層化が可能である点で有利である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
０６−１３２６２１号公報に示された回路基板では、焼
成温度が４００℃程度であり銅等を配線導体として用い
ての多層化、微細な配線化ができないという問題があっ
た。
０６−１３２６２１号公報に示された回路基板では、焼
成温度が４００℃程度であり銅等を配線導体として用い
ての多層化、微細な配線化ができないという問題があっ
た。
【０００８】また、従来のガラスセラミック材料は、そ
の誘電率は、そのほとんどが誘電率１０より低い低誘電
率のものであり、高周波用の機器の小型化のための高誘
電率化の点では十分に検討されておらず、また、強度の
点でもせいぜい２０ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、さらなる
強度の向上が望まれている。
の誘電率は、そのほとんどが誘電率１０より低い低誘電
率のものであり、高周波用の機器の小型化のための高誘
電率化の点では十分に検討されておらず、また、強度の
点でもせいぜい２０ｋｇ／ｍｍ2 程度であり、さらなる
強度の向上が望まれている。
【０００９】従って、本発明は、８００〜１０００℃で
焼成することが可能であり、１ＧＨｚ以上の高周波領域
においても高い比誘電率と、低い誘電正接を有するとと
もに高強度の磁器組成物と、その製造方法を提供するこ
とを目的とする。
焼成することが可能であり、１ＧＨｚ以上の高周波領域
においても高い比誘電率と、低い誘電正接を有するとと
もに高強度の磁器組成物と、その製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記問題点
を鋭意検討した結果、ガラスの軟化流動を利用して８０
０〜１０００℃で焼成することにより、配線導体として
金、銀及び銅を用いた多層化、微細配線化が可能である
こと、また、高誘電率のＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ2Ｏ3 、お
よびこれと特定のガラスを組み合わせて、結晶相として
ＳｒＴｉＯ3 等のペロブスカイト型酸化物結晶相、Ｔｉ
Ｏ2 （ルチル型）結晶相と、Ａｌ2 Ｏ3結晶相を析出さ
せることにより、高い比誘電率を得ることができるこ
と、さらに結晶相として、スピネル型結晶相（ＺｎＯ・
Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）を析出させてガラス
相を完全に結晶化させることにより高強度化を達成する
ことができることを知見し、本発明に至った。
を鋭意検討した結果、ガラスの軟化流動を利用して８０
０〜１０００℃で焼成することにより、配線導体として
金、銀及び銅を用いた多層化、微細配線化が可能である
こと、また、高誘電率のＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ2Ｏ3 、お
よびこれと特定のガラスを組み合わせて、結晶相として
ＳｒＴｉＯ3 等のペロブスカイト型酸化物結晶相、Ｔｉ
Ｏ2 （ルチル型）結晶相と、Ａｌ2 Ｏ3結晶相を析出さ
せることにより、高い比誘電率を得ることができるこ
と、さらに結晶相として、スピネル型結晶相（ＺｎＯ・
Ａｌ2 Ｏ3 、ＭｇＯ・Ａｌ2 Ｏ3 ）を析出させてガラス
相を完全に結晶化させることにより高強度化を達成する
ことができることを知見し、本発明に至った。
【００１１】即ち、本発明の磁器組成物は、少なくとも
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＺｎＯを含むガ
ラスを１０〜４０重量％と、ＳｒＴｉＯ3 を５〜７０重
量％と、Ａｌ2 Ｏ3 を１〜７０重量％とからなることを
特徴とするもので、かかる組成物からなる混合粉末を成
形後、非酸化性雰囲気中、８００℃〜１０００℃で焼成
することによって、構成結晶相として、少なくともＳｒ
とＴｉを含むペロブスカイト型結晶相と、少なくともＺ
ｎおよびＡｌを含むスピネル型結晶相と、ルチル型結晶
相と、Ａｌ2 Ｏ3 結晶相を含み、誘電率が１０以上、抗
折強度が２０ｋｇ／ｍｍ2 以上の磁器を得ることを特徴
とするものである。
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＺｎＯを含むガ
ラスを１０〜４０重量％と、ＳｒＴｉＯ3 を５〜７０重
量％と、Ａｌ2 Ｏ3 を１〜７０重量％とからなることを
特徴とするもので、かかる組成物からなる混合粉末を成
形後、非酸化性雰囲気中、８００℃〜１０００℃で焼成
することによって、構成結晶相として、少なくともＳｒ
とＴｉを含むペロブスカイト型結晶相と、少なくともＺ
ｎおよびＡｌを含むスピネル型結晶相と、ルチル型結晶
相と、Ａｌ2 Ｏ3 結晶相を含み、誘電率が１０以上、抗
折強度が２０ｋｇ／ｍｍ2 以上の磁器を得ることを特徴
とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の磁器組成物は、少なくと
もＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＺｎＯを含む
ガラス成分を１０〜４０重量％と、フィラー成分とし
て、ＳｒＴｉＯ3 を５〜７０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 を１
〜７０重量％の割合で含むものである。
もＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 およびＺｎＯを含む
ガラス成分を１０〜４０重量％と、フィラー成分とし
て、ＳｒＴｉＯ3 を５〜７０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 を１
〜７０重量％の割合で含むものである。
【００１３】ここで、組成を上記の範囲に限定したの
は、少なくともＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 および
ＺｎＯを含むガラス成分量が１０重量％より少ないか、
言い換えればＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ2 Ｏ3 とからなるフィ
ラー成分量が９０重量％より多いと、８００〜１０００
℃の温度で磁器が十分に緻密化することができず、逆
に、上記ガラス量が４０重量％より多いか、言い換えれ
ば上記フィラー量が６０重量％より少ないと、７００℃
以下の低温で緻密化してしまい、銅等の配線導体と同時
に焼成することができないためである。上記ガラスの望
ましい範囲は１０〜３０重量％である。
は、少なくともＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 および
ＺｎＯを含むガラス成分量が１０重量％より少ないか、
言い換えればＳｒＴｉＯ3 、Ａｌ2 Ｏ3 とからなるフィ
ラー成分量が９０重量％より多いと、８００〜１０００
℃の温度で磁器が十分に緻密化することができず、逆
に、上記ガラス量が４０重量％より多いか、言い換えれ
ば上記フィラー量が６０重量％より少ないと、７００℃
以下の低温で緻密化してしまい、銅等の配線導体と同時
に焼成することができないためである。上記ガラスの望
ましい範囲は１０〜３０重量％である。
【００１４】一方、フィラー成分において、ＳｒＴｉＯ
3 の量が５重量％より少なく、またはＡｌ2 Ｏ3 量が７
０重量％より多いと、誘電率は１０より低くなり、Ｓｒ
ＴｉＯ3 が７０重量％より多いか、またはＡｌ2 Ｏ3 量
が１重量％より少ないと、誘電率が５０より大きくな
り、１０〜２０ＧＨｚ以上の高周波領域では導体損失が
５０ｄＢ／ｍ以上となり、信号の伝搬が困難となってし
まうためである。特に、ＳｒＴｉＯ3 は１０〜５０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 は２０〜５０重量％であることが望まし
い。
3 の量が５重量％より少なく、またはＡｌ2 Ｏ3 量が７
０重量％より多いと、誘電率は１０より低くなり、Ｓｒ
ＴｉＯ3 が７０重量％より多いか、またはＡｌ2 Ｏ3 量
が１重量％より少ないと、誘電率が５０より大きくな
り、１０〜２０ＧＨｚ以上の高周波領域では導体損失が
５０ｄＢ／ｍ以上となり、信号の伝搬が困難となってし
まうためである。特に、ＳｒＴｉＯ3 は１０〜５０重量
％、Ａｌ2 Ｏ3 は２０〜５０重量％であることが望まし
い。
【００１５】また、上記ガラス成分の具体的な組成とし
ては、Ｂ2 Ｏ3 ４２〜５０重量％、ＳｉＯ2 ８〜１５重
量％、Ａｌ2 Ｏ3 １．５〜３重量％、ＺｎＯ３２〜４０
重量％の割合で含み、他の成分としてＮａ2 Ｏ、Ｌｉ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏなどのアルカリ金属酸化物を５．５〜７．５
重量％の割合で含んでもよい。
ては、Ｂ2 Ｏ3 ４２〜５０重量％、ＳｉＯ2 ８〜１５重
量％、Ａｌ2 Ｏ3 １．５〜３重量％、ＺｎＯ３２〜４０
重量％の割合で含み、他の成分としてＮａ2 Ｏ、Ｌｉ2
Ｏ、Ｋ2 Ｏなどのアルカリ金属酸化物を５．５〜７．５
重量％の割合で含んでもよい。
【００１６】この磁器組成物は、８００〜１０００℃の
温度範囲での焼成によって相対密度９５％以上まで緻密
化することができる。具体的な磁器の製造方法として
は、上記の組成物を所望の成形手段、例えば、金型プレ
ス，冷間静水圧プレス，押出し成形、ドクターブレード
法、圧延法等により任意の形状に成形後、大気中やＮ２
やＡｒ等の非酸化性雰囲気中で８００〜１０００℃、特
に９００〜１０００℃の温度で焼成する。
温度範囲での焼成によって相対密度９５％以上まで緻密
化することができる。具体的な磁器の製造方法として
は、上記の組成物を所望の成形手段、例えば、金型プレ
ス，冷間静水圧プレス，押出し成形、ドクターブレード
法、圧延法等により任意の形状に成形後、大気中やＮ２
やＡｒ等の非酸化性雰囲気中で８００〜１０００℃、特
に９００〜１０００℃の温度で焼成する。
【００１７】この焼成によって得られる磁器は、構成結
晶相として、ＳｒおよびＴｉを含む、例えばＳｒＴｉＯ
３ 等のペロブスカイト型酸化物結晶相、ＺｎおよびＡ
ｌを含む、例えば、ＺｎＡｌ2 Ｏ4 （ガーナイト）等の
スピネル型結晶相と、ＴｉＯ2（ルチル型）結晶相と、
Ａｌ2 Ｏ3 結晶相を含むものである。
晶相として、ＳｒおよびＴｉを含む、例えばＳｒＴｉＯ
３ 等のペロブスカイト型酸化物結晶相、ＺｎおよびＡ
ｌを含む、例えば、ＺｎＡｌ2 Ｏ4 （ガーナイト）等の
スピネル型結晶相と、ＴｉＯ2（ルチル型）結晶相と、
Ａｌ2 Ｏ3 結晶相を含むものである。
【００１８】そこで、図１に焼成により得られた磁器の
組織の概略図を示した。図１に示すように、本発明にお
ける磁器は、ペロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）
結晶相１、スピネル型（ガーナイト：ＺｎＡｌ2 Ｏ4 ）
結晶相２と、ＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相３と、Ａｌ2
Ｏ3 結晶相４と、ガラス相５とから構成されている。
組織の概略図を示した。図１に示すように、本発明にお
ける磁器は、ペロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）
結晶相１、スピネル型（ガーナイト：ＺｎＡｌ2 Ｏ4 ）
結晶相２と、ＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相３と、Ａｌ2
Ｏ3 結晶相４と、ガラス相５とから構成されている。
【００１９】ペロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）
結晶相１は磁器中における主結晶相として存在する。な
お、スピネル型結晶相はＺｎＯ・Ａｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ・
Ａｌ2Ｏ3 の結晶相である。また、ガラスはほとんど結
晶化し、残ったガラス相５は三重点に存在するが、まれ
に確認できる程度である。
結晶相１は磁器中における主結晶相として存在する。な
お、スピネル型結晶相はＺｎＯ・Ａｌ2 Ｏ3 やＭｇＯ・
Ａｌ2Ｏ3 の結晶相である。また、ガラスはほとんど結
晶化し、残ったガラス相５は三重点に存在するが、まれ
に確認できる程度である。
【００２０】この組織においては、ペロブスカイト型酸
化物結晶、スピネル型結晶、Ａｌ2Ｏ3 結晶、ＴｉＯ2
（ルチル）結晶の順でその存在割合が少なくなるのが望
ましい。なお、ペロブスカイト型酸化物結晶相１は、平
均粒径０．１〜１μｍの粒子として、スピネル型結晶相
２は、平均粒径０．１〜１μｍの粒子として、ＴｉＯ2
（ルチル型）結晶相３は、平均粒径０．１〜１μｍの粒
子として、さらにＡｌ2 Ｏ3 結晶相４は平均粒径０．１
〜１μｍの粒子として存在することが望ましい。なお、
上記平均粒径はいずれも長径における平均値である。
化物結晶、スピネル型結晶、Ａｌ2Ｏ3 結晶、ＴｉＯ2
（ルチル）結晶の順でその存在割合が少なくなるのが望
ましい。なお、ペロブスカイト型酸化物結晶相１は、平
均粒径０．１〜１μｍの粒子として、スピネル型結晶相
２は、平均粒径０．１〜１μｍの粒子として、ＴｉＯ2
（ルチル型）結晶相３は、平均粒径０．１〜１μｍの粒
子として、さらにＡｌ2 Ｏ3 結晶相４は平均粒径０．１
〜１μｍの粒子として存在することが望ましい。なお、
上記平均粒径はいずれも長径における平均値である。
【００２１】このように本発明によれば、焼結体中にペ
ロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）結晶相を存在さ
せ、同時にＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相を存在させるこ
とにより比誘電率を向上することができる。また、焼成
温度を調整してガラスをほとんど反応させ、焼結体中に
スピネル型結晶相を析出させる。これらの結晶相は各結
晶相のネットワークを補強する形態で存在するため、機
械的強度の高い焼結体を得ることができる。
ロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）結晶相を存在さ
せ、同時にＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相を存在させるこ
とにより比誘電率を向上することができる。また、焼成
温度を調整してガラスをほとんど反応させ、焼結体中に
スピネル型結晶相を析出させる。これらの結晶相は各結
晶相のネットワークを補強する形態で存在するため、機
械的強度の高い焼結体を得ることができる。
【００２２】本発明における磁器組成物は、特に金、
銀、銅などを配線する絶縁基板として用いることができ
るが、具体的には、出発原料として、Ｂ2 Ｏ3 ーＳｉＯ
2 ーＡｌ2 Ｏ3 ーＺｎＯ系ガラス粉末、フィラー成分と
してＳｒＴｉＯ3 粉末、Ａｌ2Ｏ3 粉末を前述した組成
を満足するように混合する。
銀、銅などを配線する絶縁基板として用いることができ
るが、具体的には、出発原料として、Ｂ2 Ｏ3 ーＳｉＯ
2 ーＡｌ2 Ｏ3 ーＺｎＯ系ガラス粉末、フィラー成分と
してＳｒＴｉＯ3 粉末、Ａｌ2Ｏ3 粉末を前述した組成
を満足するように混合する。
【００２３】上記フィラー成分としては、各金属の酸化
物粉末のほかに、焼結過程で酸化物を形成し得る炭酸
塩、酢酸塩、硝酸塩等の形態でも添加できる。なお、調
合組成において、ＳｒＴｉＯ3 粉末は分散性を高め高い
誘電率や低い誘電正接を得るために１．５μｍ以下、特
に１．０μｍ以下の微粉末であることが望ましい。ま
た、Ａｌ2 Ｏ3 粉末も、分散性を高め高誘電率のＳｒＴ
ｉＯ3 との組み合わせにより安定して目的の誘電率を得
られるために１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微
粉末であることが望ましい。
物粉末のほかに、焼結過程で酸化物を形成し得る炭酸
塩、酢酸塩、硝酸塩等の形態でも添加できる。なお、調
合組成において、ＳｒＴｉＯ3 粉末は分散性を高め高い
誘電率や低い誘電正接を得るために１．５μｍ以下、特
に１．０μｍ以下の微粉末であることが望ましい。ま
た、Ａｌ2 Ｏ3 粉末も、分散性を高め高誘電率のＳｒＴ
ｉＯ3 との組み合わせにより安定して目的の誘電率を得
られるために１．５μｍ以下、特に１．０μｍ以下の微
粉末であることが望ましい。
【００２４】上記のような割合で添加混合した混合粉末
に適宜バインダ−を添加した後、所定形状に成形し、Ｎ
2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気、又は大気中において８０
０℃〜１０００℃で０．１〜５時間焼成することにより
得られるものである。この時の焼成温度が８００℃より
低いと、磁器が十分に緻密化せず、１０００℃を越える
と銅導体を用いることが出来なくなるためである。
に適宜バインダ−を添加した後、所定形状に成形し、Ｎ
2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気、又は大気中において８０
０℃〜１０００℃で０．１〜５時間焼成することにより
得られるものである。この時の焼成温度が８００℃より
低いと、磁器が十分に緻密化せず、１０００℃を越える
と銅導体を用いることが出来なくなるためである。
【００２５】また、かかる磁器組成物を用いて配線基板
を作製する場合には、例えば、上記のようにして調合し
た混合粉末を公知のテープ成形法、例えばドクターブレ
ード法、圧延法等に従い、絶縁層形成用のグリーンシー
トを作製した後、そのシートの表面に配線層用のメタラ
イズとして、銀、金、銅の粉末、特に望ましくは銅粉末
を含む金属ペーストを用いて、グリーンシート表面に配
線パターンにスクリーン印刷し、場合によってはシート
にスルーホールを形成してホール内に上記ペーストを充
填する。その後、複数のシートを積層圧着した後、
Ｎ2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気中で８００〜１０００℃
の温度で焼成することにより、配線層と絶縁層とを同時
に焼成することができる。
を作製する場合には、例えば、上記のようにして調合し
た混合粉末を公知のテープ成形法、例えばドクターブレ
ード法、圧延法等に従い、絶縁層形成用のグリーンシー
トを作製した後、そのシートの表面に配線層用のメタラ
イズとして、銀、金、銅の粉末、特に望ましくは銅粉末
を含む金属ペーストを用いて、グリーンシート表面に配
線パターンにスクリーン印刷し、場合によってはシート
にスルーホールを形成してホール内に上記ペーストを充
填する。その後、複数のシートを積層圧着した後、
Ｎ2 、Ａｒ等の非酸化性雰囲気中で８００〜１０００℃
の温度で焼成することにより、配線層と絶縁層とを同時
に焼成することができる。
【００２６】以下、本発明を次の例で説明する。
【００２７】
実施例１ ガラスとして表１の５種の組成のガラスを準備した。
【００２８】
【表１】
【００２９】また、フィラー成分として、平均粒径が１
μｍ以下のＳｒＴｉＯ3 、平均粒が０．３μｍ、１μｍ
および２μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表２の組成に従い混合
した。そして、この混合物に有機バインダー、可塑剤、
トルエンを添加し、ドクターブレード法により厚さ３０
０μｍのグリーンシートを作製した。そして、このグリ
ーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。得られた積層体を水
蒸気含有／窒素雰囲気中で、７００℃で脱バインダーし
た後、乾燥窒素中で表２の条件において焼成して多層基
板用磁器組成物の焼結体を得た。
μｍ以下のＳｒＴｉＯ3 、平均粒が０．３μｍ、１μｍ
および２μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を表２の組成に従い混合
した。そして、この混合物に有機バインダー、可塑剤、
トルエンを添加し、ドクターブレード法により厚さ３０
０μｍのグリーンシートを作製した。そして、このグリ
ーンシートを５枚積層し、５０℃の温度で１００ｋｇ／
ｃｍ2 の圧力を加えて熱圧着した。得られた積層体を水
蒸気含有／窒素雰囲気中で、７００℃で脱バインダーし
た後、乾燥窒素中で表２の条件において焼成して多層基
板用磁器組成物の焼結体を得た。
【００３０】得られた焼結体について誘電率、抗折強度
を以下の方法で評価した。誘電率は、試料形状 直径５
０ｍｍ、厚み１ｍｍの試料を切り出し、１０ＧＨｚにて
ネットワークアナライザー、シンセサイズドスイーパー
を用いて誘電体円柱共振器法により測定した。測定で
は、φ５０のＣｕ板治具の間に試料の誘電体基板を挟ん
で測定した。共振器のＴＥ011 モードの共振特性より、
誘電率を算出した。抗折強度は、試料形状長さ７０ｍ
ｍ，厚さ３ｍｍ，幅４ｍｍとし、ＪＩＳ−Ｃ−２１４１
の規定に準じて３点曲げ試験を行った。測定の結果は表
２に示した。
を以下の方法で評価した。誘電率は、試料形状 直径５
０ｍｍ、厚み１ｍｍの試料を切り出し、１０ＧＨｚにて
ネットワークアナライザー、シンセサイズドスイーパー
を用いて誘電体円柱共振器法により測定した。測定で
は、φ５０のＣｕ板治具の間に試料の誘電体基板を挟ん
で測定した。共振器のＴＥ011 モードの共振特性より、
誘電率を算出した。抗折強度は、試料形状長さ７０ｍ
ｍ，厚さ３ｍｍ，幅４ｍｍとし、ＪＩＳ−Ｃ−２１４１
の規定に準じて３点曲げ試験を行った。測定の結果は表
２に示した。
【００３１】また、比較例として、フィラー成分とし
て、ＳｒＴｉＯ3 に代わり、ＴｉＯ2を用いて同様に焼
結体を作製し評価した（試料Ｎo.２３、２４）。また、
試料Ｎo.１９〜２２は、ガラスＣ，Ｄを用いて、フィラ
ーとして平均粒径が１．０μｍのＳｒＴｉＯ3 粉末と平
均粒径が０．３μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を用いて同様に評
価した。
て、ＳｒＴｉＯ3 に代わり、ＴｉＯ2を用いて同様に焼
結体を作製し評価した（試料Ｎo.２３、２４）。また、
試料Ｎo.１９〜２２は、ガラスＣ，Ｄを用いて、フィラ
ーとして平均粒径が１．０μｍのＳｒＴｉＯ3 粉末と平
均粒径が０．３μｍのＡｌ2 Ｏ3 粉末を用いて同様に評
価した。
【００３２】
【表２】
【００３３】表２の結果から明らかなように、結晶相と
してペロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）結晶相、
スピネル型（ガーナイト：ＺｎＡｌ2 Ｏ4 ）結晶相と、
ＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相と、Ａｌ2 Ｏ3 相が析出し
た本発明は、いずれも誘電率が１０以上、１０ＧＨｚで
の誘電正接が１５×１０-4以下、強度が２０ｋｇ／ｍｍ
2 以上の高い値を示した。
してペロブスカイト型酸化物（ＳｒＴｉＯ3 ）結晶相、
スピネル型（ガーナイト：ＺｎＡｌ2 Ｏ4 ）結晶相と、
ＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相と、Ａｌ2 Ｏ3 相が析出し
た本発明は、いずれも誘電率が１０以上、１０ＧＨｚで
の誘電正接が１５×１０-4以下、強度が２０ｋｇ／ｍｍ
2 以上の高い値を示した。
【００３４】これに対して、ガラス量が１０重量％未満
である試料Ｎo.１では、焼成温度を１４００℃まで高め
ないと緻密化することができず、比誘電率は５０より高
く誘電正接が高いものであった。
である試料Ｎo.１では、焼成温度を１４００℃まで高め
ないと緻密化することができず、比誘電率は５０より高
く誘電正接が高いものであった。
【００３５】また、比較例として、フィラーとしてＴｉ
Ｏ2 を用いた試料Ｎo.２３、Ｎo.２４では、それぞれ誘
電正接が１００と１２０で、かなり高くなった。また、
結晶化ガラスＣおよびＤを用いた試料Ｎo.１９〜２２で
は、ガラスの軟化点が高いため８００℃〜１０００℃で
十分に緻密化できず、いずれも高誘電率、低誘電正接、
高強度の焼結体は得ることができなかった。
Ｏ2 を用いた試料Ｎo.２３、Ｎo.２４では、それぞれ誘
電正接が１００と１２０で、かなり高くなった。また、
結晶化ガラスＣおよびＤを用いた試料Ｎo.１９〜２２で
は、ガラスの軟化点が高いため８００℃〜１０００℃で
十分に緻密化できず、いずれも高誘電率、低誘電正接、
高強度の焼結体は得ることができなかった。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の低温焼成磁
器組成物は、１．０ＧＨｚ以上のの高周波帯において高
い誘電率と低い誘電正接を示し、かつ高強度を有するた
めに、マイクロ波用回路素子等において小型化が可能と
なり、さらに、基板材料の高強度化により入出力端子部
に施すリードの接合や実装における基板の信頼性を向上
できる。しかも、８００〜１０００℃で焼成できるた
め、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等による配線を同時焼成により形
成することができる。
器組成物は、１．０ＧＨｚ以上のの高周波帯において高
い誘電率と低い誘電正接を示し、かつ高強度を有するた
めに、マイクロ波用回路素子等において小型化が可能と
なり、さらに、基板材料の高強度化により入出力端子部
に施すリードの接合や実装における基板の信頼性を向上
できる。しかも、８００〜１０００℃で焼成できるた
め、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等による配線を同時焼成により形
成することができる。
【図１】本発明の磁器組成物の組織の概略図である。
１ ペロブスカイト型酸化物結晶相 ２ スピネル型結晶相 ３ ＴｉＯ2 （ルチル型）結晶相 ４ Ａｌ2 Ｏ3 結晶相 ５ ガラス相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｈ０１Ｌ 23/15 Ｈ０１Ｌ 23/14 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】少なくともＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 およびＺｎＯを含むガラス１０〜４０重量％と、Ｓｒ
ＴｉＯ3 ５〜７０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 １〜７０重量％
とからなることを特徴とする磁器組成物。 - 【請求項２】構成結晶相として、少なくともＳｒとＴｉ
を含むペロブスカイト型結晶相と、少なくともＺｎおよ
びＡｌを含むスピネル型結晶相と、ルチル型結晶相と、
Ａｌ2 Ｏ3 結晶相を含み、誘電率が１０以上、抗折強度
が２０ｋｇ／ｍｍ2 以上であることを特徴とする磁器組
成物。 - 【請求項３】少なくともＢ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ
3 およびＺｎＯを含むガラスを１０〜４０重量％と、Ｓ
ｒＴｉＯ3 を５〜７０重量％と、Ａｌ2 Ｏ3 を１〜７０
重量％の割合で含む混合粉末を成形後、非酸化性雰囲気
中、８００℃〜１０００℃で焼成することを特徴とする
磁器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04252496A JP3311924B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 磁器組成物および磁器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04252496A JP3311924B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 磁器組成物および磁器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09235160A JPH09235160A (ja) | 1997-09-09 |
| JP3311924B2 true JP3311924B2 (ja) | 2002-08-05 |
Family
ID=12638479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04252496A Expired - Fee Related JP3311924B2 (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | 磁器組成物および磁器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3311924B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3861582B2 (ja) * | 1999-10-12 | 2006-12-20 | 株式会社村田製作所 | 圧電セラミック、圧電セラミック電子部品、および圧電セラミックの製造方法 |
| GB2495639A (en) * | 2010-05-07 | 2013-04-17 | Murata Manufacturing Co | High-temperature structural material, structural body for soli electrolyte fuel cell, and solid electrolyte fuel cell |
| JP6976710B2 (ja) * | 2016-04-28 | 2021-12-08 | 京セラ株式会社 | 多孔質セラミック体、吸着用部材および多孔質セラミック体の製造方法 |
| US20210032167A1 (en) * | 2019-07-11 | 2021-02-04 | Skyworks Solutions, Inc. | Temperature-stable, low-dielectric constant material with an ultra-low loss tangent |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP04252496A patent/JP3311924B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09235160A (ja) | 1997-09-09 |
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