JP3372061B2 - 高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法 - Google Patents
高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法Info
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- JP3372061B2 JP3372061B2 JP23139092A JP23139092A JP3372061B2 JP 3372061 B2 JP3372061 B2 JP 3372061B2 JP 23139092 A JP23139092 A JP 23139092A JP 23139092 A JP23139092 A JP 23139092A JP 3372061 B2 JP3372061 B2 JP 3372061B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高周波用共振器に適し
た高周波誘電体材料と、共振器とその製造方法とに関す
る。
た高周波誘電体材料と、共振器とその製造方法とに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電気・電子機器の配線基板などに用いる
基板材料として、低温で焼成可能なものが開発されてお
り、これにより基板材料、導体、抵抗体等を例えば１０
００℃以下の低温で同時一体焼成することが可能となっ
ている。このような低温焼成基板は、低周波領域例え
ば、周波数０．５GHz 程度以下で使用され、基板材料に
は、一般に、軟化点７００〜９００℃程度のガラスと、
Ａｌ2 Ｏ3 骨材とを含む低温焼結材料が用いられいる。
基板材料として、低温で焼成可能なものが開発されてお
り、これにより基板材料、導体、抵抗体等を例えば１０
００℃以下の低温で同時一体焼成することが可能となっ
ている。このような低温焼成基板は、低周波領域例え
ば、周波数０．５GHz 程度以下で使用され、基板材料に
は、一般に、軟化点７００〜９００℃程度のガラスと、
Ａｌ2 Ｏ3 骨材とを含む低温焼結材料が用いられいる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
低温焼結材料を用いて形成した誘電体層を積層し、この
誘電体層間にストリップ線路を形成してトリプレート回
路とし、高周波用共振器を試作した。
低温焼結材料を用いて形成した誘電体層を積層し、この
誘電体層間にストリップ線路を形成してトリプレート回
路とし、高周波用共振器を試作した。
【０００４】しかし、上記の低温焼結材料を用いて形成
した誘電体層の誘電率は、温度により変化し、例えば周
波数２GHz における誘電率の温度係数τεは、１３０pp
m ／℃程度ある。このため、高周波領域、例えば周波数
０．５GHz 以上で使用すると、温度変化により共振周波
数が大幅に変化してしまい、実用化が困難であることが
判明した。
した誘電体層の誘電率は、温度により変化し、例えば周
波数２GHz における誘電率の温度係数τεは、１３０pp
m ／℃程度ある。このため、高周波領域、例えば周波数
０．５GHz 以上で使用すると、温度変化により共振周波
数が大幅に変化してしまい、実用化が困難であることが
判明した。
【０００５】本発明の目的は、高周波用共振器の共振周
波数の温度特性を改善した高周波誘電体材料と、このよ
うな高周波誘電体材料を用いた共振器とを提供すること
にある。
波数の温度特性を改善した高周波誘電体材料と、このよ
うな高周波誘電体材料を用いた共振器とを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（１２）の本発明により達成される。 （１） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸カルシウムの含有量が２０〜３０体積％であ
り、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘
電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２
９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０
-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対
する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積%である高周
波誘電体材料。 （２） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中のチ
タン酸カルシウムの含有量が２０〜３３体積％であり、
前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０%である高周波誘電体
材料。 （３） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨
材中のチタン酸ストロンチウムの含有量が１０〜１３体
積％であり、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃に
おける誘電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、
４０〜２９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．
５×１０-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス
全体に対する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％で
ある高周波誘電体材料。 （４） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸ストロンチウムの含有量が１０〜１５体積％
であり、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃におけ
る誘電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０
〜２９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×
１０-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体
に対する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％である
高周波誘電体材料。 （５） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
して酸化チタン、また前記τεが正の酸化物骨材として
チタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中の酸化チ
タンの含有量が３５〜４８体積％であり、前記ガラスの
２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率の温度係数τ
εが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０℃における平
均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6deg-1 であり、
前記酸化物骨材およびガラス全体に対する前記ガラスの
含有量が５０〜８０体積％である高周波誘電体材料。 （６） 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、または ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％である上記（１）ないし（５）のいずれかの高周
波誘電体材料。 （７） 前記ガラスの組成が、ＳｉＯ2 ：５０〜７０モ
ル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３〜１
０モル％およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２
５〜４５モル％である上記（６）の高周波誘電体材料。 （８） 誘電率の温度係数τεが、−４０〜＋２０ppm/
℃である上記（１）ないし（７）のいずれかの高周波誘
電体材料。 （９） 前記ガラスの軟化点が７００〜９００℃である
上記（１）ないし（８）のいずれかの高周波誘電体材
料。 （１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかの高周波
誘電体材料を用いて形成した誘電体層を積層し、少なく
ともこの誘電体層間にストリップ線路を形成したことを
特徴とする共振器。 （１１） ２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率の
温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０℃
における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6deg
-1 のガラスと、酸化アルミニウム骨材と、酸化チタン
骨材とを用い、ガラス／（ガラス＋骨材）量が５０〜８
０体積％、酸化チタン／（酸化チタン＋酸化アルミニウ
ム）量が４０〜６０体積％となるように混合して高周波
誘電体用材料を得、この高周波誘電体用材料を用いて誘
電体層の積層体を形成するとともに、この積層体中に導
体材料のストリップ線路を形成して焼成して共振器を
得、誘電率の温度係数τεが−４０〜＋２０ppm/℃の誘
電体層として共振周波数の温度係数τｆを低下させる共
振器の製造方法。 （１２） 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、またはＳｉ
Ｏ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％
およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％であり、その軟化点が７００〜９００℃である上
記（１１）の共振器の製造方法。
（１）〜（１２）の本発明により達成される。 （１） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸カルシウムの含有量が２０〜３０体積％であ
り、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘
電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２
９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０
-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対
する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積%である高周
波誘電体材料。 （２） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸カルシウム、また前記τεが正の酸化物骨
材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中のチ
タン酸カルシウムの含有量が２０〜３３体積％であり、
前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０%である高周波誘電体
材料。 （３） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材としてチタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨
材中のチタン酸ストロンチウムの含有量が１０〜１３体
積％であり、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃に
おける誘電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、
４０〜２９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．
５×１０-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス
全体に対する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％で
ある高周波誘電体材料。 （４） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
してチタン酸ストロンチウム、また前記τεが正の酸化
物骨材として酸化アルミニウムを含有し、酸化物骨材中
のチタン酸ストロンチウムの含有量が１０〜１５体積％
であり、前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃におけ
る誘電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０
〜２９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×
１０-6deg-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体
に対する前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％である
高周波誘電体材料。 （５） ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の酸化物
骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材とを含
有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとをともに
含有することはない）し、前記τεが負の酸化物骨材と
して酸化チタン、また前記τεが正の酸化物骨材として
チタン酸マグネシウムを含有し、酸化物骨材中の酸化チ
タンの含有量が３５〜４８体積％であり、前記ガラスの
２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率の温度係数τ
εが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０℃における平
均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6deg-1 であり、
前記酸化物骨材およびガラス全体に対する前記ガラスの
含有量が５０〜８０体積％である高周波誘電体材料。 （６） 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、または ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％である上記（１）ないし（５）のいずれかの高周
波誘電体材料。 （７） 前記ガラスの組成が、ＳｉＯ2 ：５０〜７０モ
ル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３〜１
０モル％およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２
５〜４５モル％である上記（６）の高周波誘電体材料。 （８） 誘電率の温度係数τεが、−４０〜＋２０ppm/
℃である上記（１）ないし（７）のいずれかの高周波誘
電体材料。 （９） 前記ガラスの軟化点が７００〜９００℃である
上記（１）ないし（８）のいずれかの高周波誘電体材
料。 （１０） 上記（１）ないし（９）のいずれかの高周波
誘電体材料を用いて形成した誘電体層を積層し、少なく
ともこの誘電体層間にストリップ線路を形成したことを
特徴とする共振器。 （１１） ２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率の
温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０℃
における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6deg
-1 のガラスと、酸化アルミニウム骨材と、酸化チタン
骨材とを用い、ガラス／（ガラス＋骨材）量が５０〜８
０体積％、酸化チタン／（酸化チタン＋酸化アルミニウ
ム）量が４０〜６０体積％となるように混合して高周波
誘電体用材料を得、この高周波誘電体用材料を用いて誘
電体層の積層体を形成するとともに、この積層体中に導
体材料のストリップ線路を形成して焼成して共振器を
得、誘電率の温度係数τεが−４０〜＋２０ppm/℃の誘
電体層として共振周波数の温度係数τｆを低下させる共
振器の製造方法。 （１２） 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、またはＳｉ
Ｏ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％
およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％であり、その軟化点が７００〜９００℃である上
記（１１）の共振器の製造方法。
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【作用】本発明では、誘電率の温度係数τεが正の酸化
物骨材と、τεが負の酸化物骨材と、ガラスとを所定の
配合比に混合して高周波誘電体材料を構成し、高周波誘
電体材料のτεを零に近づける。このような高周波誘電
体材料を用いることにより共振器の共振周波数の温度係
数τｆを零に近づけることができる。このため、高周波
領域、例えば周波数０．５GHz 以上で使用しても温度変
化による共振周波数の変動が小さい高周波用共振器が実
現する。
物骨材と、τεが負の酸化物骨材と、ガラスとを所定の
配合比に混合して高周波誘電体材料を構成し、高周波誘
電体材料のτεを零に近づける。このような高周波誘電
体材料を用いることにより共振器の共振周波数の温度係
数τｆを零に近づけることができる。このため、高周波
領域、例えば周波数０．５GHz 以上で使用しても温度変
化による共振周波数の変動が小さい高周波用共振器が実
現する。
【００２０】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【００２１】本発明の高周波誘電体材料は、１０００℃
程度以下、例えば８００〜１０００℃程度の低温で焼成
でき、周波数０．５ＧＨ以上、例えば０．５GHz 〜２GH
z の高周波領域で使用される共振器の基板材料であり、
ガラスと、酸化物骨材とを含有する。酸化物骨材として
は、誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材と、τεが
負の酸化物骨材とを用いる。
程度以下、例えば８００〜１０００℃程度の低温で焼成
でき、周波数０．５ＧＨ以上、例えば０．５GHz 〜２GH
z の高周波領域で使用される共振器の基板材料であり、
ガラスと、酸化物骨材とを含有する。酸化物骨材として
は、誘電率の温度係数τεが正の酸化物骨材と、τεが
負の酸化物骨材とを用いる。
【００２２】τεが正の酸化物骨材としては、例えばチ
タン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、Ｒ2 Ｔｉ2 Ｏ7 （Ｒはランタノイド
元素の１種以上）、Ｃａ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＳｒＺｒＯ3 等
を挙げることができ、これらを単独で用いても、２種以
上併用してもよいが、このうち焼成の際ガラスと反応し
にくい等の点から、ＭｇＴｉＯ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｒ2 Ｔ
ｉ2 Ｏ7 およびＳｒＺｒＯ3 の１種以上、特にＭｇＴｉ
Ｏ3 またはＡｌ2 Ｏ3 が好ましい。これらの２GHz での
−４０〜１２５℃におけるτεは８０〜３００ppm ／℃
程度であり、ＭｇＴｉＯ3 のτεは＋１００ppm/℃程
度、Ａｌ2 Ｏ3 のτεは１２０ppm ／℃程度である。
タン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）、酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、Ｒ2 Ｔｉ2 Ｏ7 （Ｒはランタノイド
元素の１種以上）、Ｃａ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＳｒＺｒＯ3 等
を挙げることができ、これらを単独で用いても、２種以
上併用してもよいが、このうち焼成の際ガラスと反応し
にくい等の点から、ＭｇＴｉＯ3 、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｒ2 Ｔ
ｉ2 Ｏ7 およびＳｒＺｒＯ3 の１種以上、特にＭｇＴｉ
Ｏ3 またはＡｌ2 Ｏ3 が好ましい。これらの２GHz での
−４０〜１２５℃におけるτεは８０〜３００ppm ／℃
程度であり、ＭｇＴｉＯ3 のτεは＋１００ppm/℃程
度、Ａｌ2 Ｏ3 のτεは１２０ppm ／℃程度である。
【００２３】また、これらの４０〜２９０℃における平
均熱膨張係数αは６〜１２×１０-6deg-1 、特に６〜１
０×１０-6deg-1 程度であり、ＭｇＴｉＯ3 のαは９．
７×１０-6deg-1 程度、Ａｌ2 Ｏ3 のαは７．２×１０
-6deg-1 程度である。
均熱膨張係数αは６〜１２×１０-6deg-1 、特に６〜１
０×１０-6deg-1 程度であり、ＭｇＴｉＯ3 のαは９．
７×１０-6deg-1 程度、Ａｌ2 Ｏ3 のαは７．２×１０
-6deg-1 程度である。
【００２４】また、τεが負の酸化物骨材としては、例
えばチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3 ）、チタン酸ス
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ
2 ）、ＳｎＯ2 ・ＴｉＯ2 、ＺｒＴｉＯ4 、Ｂａ2 Ｔｉ
9 Ｏ20、Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＳｒＳｎＯ3 等を挙げるこ
とができ、これらを単独で用いても２種以上併用しても
よいが、このうち焼成の際ガラスと反応しにくい等の点
からＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 およびＴｉＯ2 の１種
以上が好ましい。これらの２GHz でのτεは−３０〜−
４０００ppm ／℃程度であり、ＣａＴｉＯ3 のτεは−
１６００／℃程度、ＳｒＴｉＯ3 のτεは−３４００／
℃程度、ＴｉＯ2 のτεは−９２０ppm ／℃程度であ
る。
えばチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3 ）、チタン酸ス
トロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）、酸化チタン（ＴｉＯ
2 ）、ＳｎＯ2 ・ＴｉＯ2 、ＺｒＴｉＯ4 、Ｂａ2 Ｔｉ
9 Ｏ20、Ｓｒ2 Ｎｂ2 Ｏ7 、ＳｒＳｎＯ3 等を挙げるこ
とができ、これらを単独で用いても２種以上併用しても
よいが、このうち焼成の際ガラスと反応しにくい等の点
からＣａＴｉＯ3 、ＳｒＴｉＯ3 およびＴｉＯ2 の１種
以上が好ましい。これらの２GHz でのτεは−３０〜−
４０００ppm ／℃程度であり、ＣａＴｉＯ3 のτεは−
１６００／℃程度、ＳｒＴｉＯ3 のτεは−３４００／
℃程度、ＴｉＯ2 のτεは−９２０ppm ／℃程度であ
る。
【００２５】また、これらの４０〜２９０℃における平
均熱膨張係数αは６〜１２×１０-6deg-1 程度であり、
ＣａＴｉＯ3 のαは１１．２×１０-6deg-1 程度、Ｓｒ
ＴｉＯ3 のαは９．４×１０-6deg-1 程度、ＴｉＯ2 の
αは７．１×１０-6deg-1 程度である。
均熱膨張係数αは６〜１２×１０-6deg-1 程度であり、
ＣａＴｉＯ3 のαは１１．２×１０-6deg-1 程度、Ｓｒ
ＴｉＯ3 のαは９．４×１０-6deg-1 程度、ＴｉＯ2 の
αは７．１×１０-6deg-1 程度である。
【００２６】これらの場合、用いる酸化物骨材は、化学
量論組成から多少偏倚した組成であってもよく、偏倚し
た組成のものとの混合物、あるいは偏倚した組成のもの
同志の混合物であってもよい。なお、この出願の先願で
ある特開平４−８２２９７号にはＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＯ2
との併用によって、共振周波数の温度係数τｆを小さな
ものとする旨の提案がなされている。そこで、この出願
で請求する高周波誘電体材料からは、この併用組み合せ
を除く。ただし、この併用組み合せに関する特殊な使用
方法についての提案は行う。
量論組成から多少偏倚した組成であってもよく、偏倚し
た組成のものとの混合物、あるいは偏倚した組成のもの
同志の混合物であってもよい。なお、この出願の先願で
ある特開平４−８２２９７号にはＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＯ2
との併用によって、共振周波数の温度係数τｆを小さな
ものとする旨の提案がなされている。そこで、この出願
で請求する高周波誘電体材料からは、この併用組み合せ
を除く。ただし、この併用組み合せに関する特殊な使用
方法についての提案は行う。
【００２７】本発明において、τεが正の酸化物骨材
と、τεが負の酸化物骨材との混合比には特に制限がな
く、用いる酸化物骨材のτε、ガラスのτε、酸化物骨
材とガラスとの含有比等に応じ、高周波誘電体材料のτ
εが所定値に近づくように、すなわち共振器の共振周波
数の温度係数τf が零に近づくように適宜決定すればよ
い。
と、τεが負の酸化物骨材との混合比には特に制限がな
く、用いる酸化物骨材のτε、ガラスのτε、酸化物骨
材とガラスとの含有比等に応じ、高周波誘電体材料のτ
εが所定値に近づくように、すなわち共振器の共振周波
数の温度係数τf が零に近づくように適宜決定すればよ
い。
【００２８】酸化物骨材の平均粒径には特に制限はない
が、０．５〜３μm 程度が好ましい。前記範囲未満では
シート形成が困難となり、前記範囲を超えると共振器素
体の強度不足となってくる。
が、０．５〜３μm 程度が好ましい。前記範囲未満では
シート形成が困難となり、前記範囲を超えると共振器素
体の強度不足となってくる。
【００２９】本発明の高周波誘電体材料は、前記のとお
り１０００℃以下で焼成されるため、ガラスには軟化点
が７００〜９００℃程度のガラスを用いることが好まし
い。軟化点が９００℃を超えると１０００℃以下の温度
での焼成が困難となり、軟化点が７００℃未満では、シ
ート成形時のバインダーが抜けにくく、絶縁性に問題が
出てくる。
り１０００℃以下で焼成されるため、ガラスには軟化点
が７００〜９００℃程度のガラスを用いることが好まし
い。軟化点が９００℃を超えると１０００℃以下の温度
での焼成が困難となり、軟化点が７００℃未満では、シ
ート成形時のバインダーが抜けにくく、絶縁性に問題が
出てくる。
【００３０】用いるガラスの組成には特に制限はない
が、１０００℃以下の焼成温度で高強度の基板が得られ
る等の点から、下記の組成が好ましい。
が、１０００℃以下の焼成温度で高強度の基板が得られ
る等の点から、下記の組成が好ましい。
【００３１】
ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％
Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％
アルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５モル
％、 Ｂ2 Ｏ3 ：０〜１０モル％、
％、 Ｂ2 Ｏ3 ：０〜１０モル％、
【００３２】この場合、記アルカリ土類金属酸化物とし
ては、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以上、特に前
記３種を併用することが好ましく、３種を併用する場
合、ＳｒＯの含有量は１５〜３０モル％、ＣａＯの含有
量は１〜８モル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モル％が好
ましい。
ては、ＳｒＯ、ＣａＯおよびＭｇＯの１種以上、特に前
記３種を併用することが好ましく、３種を併用する場
合、ＳｒＯの含有量は１５〜３０モル％、ＣａＯの含有
量は１〜８モル％、ＭｇＯの含有量は１〜７モル％が好
ましい。
【００３３】このような組成のガラスの４０〜２９０℃
における平均熱膨張係数αは、５．５〜６．５×１０-6
deg-1 程度であり、周波数２GHz 、−４０〜１２５℃に
おける誘電率の温度係数τεは、１５０〜１７０ppm/℃
程度である。そして、このようなガラスを用いたときの
誘電体材料ないし誘電体層のτεの低減のさせ方、およ
び共振器のτｆの低下のさせ方については、前記公報に
示されていない。
における平均熱膨張係数αは、５．５〜６．５×１０-6
deg-1 程度であり、周波数２GHz 、−４０〜１２５℃に
おける誘電率の温度係数τεは、１５０〜１７０ppm/℃
程度である。そして、このようなガラスを用いたときの
誘電体材料ないし誘電体層のτεの低減のさせ方、およ
び共振器のτｆの低下のさせ方については、前記公報に
示されていない。
【００３４】軟化点や熱膨張係数αは、示差熱膨張計を
用いて測定すればよい。また、τεは、実際に誘電体共
振器を作製し、共振周波数の温度係数τｆを求め、下記
式から算出して求める。 式 τε＝−２（τｆ＋α）
用いて測定すればよい。また、τεは、実際に誘電体共
振器を作製し、共振周波数の温度係数τｆを求め、下記
式から算出して求める。 式 τε＝−２（τｆ＋α）
【００３５】この場合、τｆは、恒温槽を用い、−５０
℃〜＋５０℃、１０℃きざみで共振周波数を測定して求
める。この他、例えば、１．４mm角、６０mm程度の所定
の形状のサンプルとしたのち、摂動法で誘電率を求め、
これからτεを算出してもよい。これらの場合、酸化物
骨材やガラスのαやτεは骨材単独の焼結体やガラスを
用いて測定すればよい。
℃〜＋５０℃、１０℃きざみで共振周波数を測定して求
める。この他、例えば、１．４mm角、６０mm程度の所定
の形状のサンプルとしたのち、摂動法で誘電率を求め、
これからτεを算出してもよい。これらの場合、酸化物
骨材やガラスのαやτεは骨材単独の焼結体やガラスを
用いて測定すればよい。
【００３６】ガラスの平均粒径には特に制限はないが、
通常成形性等を考慮して１〜２．５μm 程度のものを用
いる。
通常成形性等を考慮して１〜２．５μm 程度のものを用
いる。
【００３７】酸化物骨材およびガラス全体に対するガラ
スの含有量は、５０〜８０体積％、特に６５〜７５体積
％が好ましい。少なすぎると、焼結性が悪化し、多すぎ
ると誘電体の抗析強度が低下してくる。
スの含有量は、５０〜８０体積％、特に６５〜７５体積
％が好ましい。少なすぎると、焼結性が悪化し、多すぎ
ると誘電体の抗析強度が低下してくる。
【００３８】また、前記組成のガラス（τε＞０）を用
いる際、Ａｌ2 Ｏ3 骨材（τε＞０）と、ＴｉＯ2 骨材
（τε＜０）とを用いるときには、Ａｌ2 Ｏ3 骨材およ
びＴｉＯ2 骨材全体に対するＴｉＯ2 骨材の含有量は４
０〜６０体積％、特に４５〜５５体積％が好ましい。Ｔ
ｉＯ2 骨材の含有量が前記範囲を超えると、高周波誘電
体材料のτεが小さくなりすぎ、例えば−４０ppm/℃未
満になり、ＴｉＯ2 の含有量が前記範囲未満では、高周
波誘電体材料のτεが大きく成りすぎ、例えば２０ppm/
℃を超えてしまう。
いる際、Ａｌ2 Ｏ3 骨材（τε＞０）と、ＴｉＯ2 骨材
（τε＜０）とを用いるときには、Ａｌ2 Ｏ3 骨材およ
びＴｉＯ2 骨材全体に対するＴｉＯ2 骨材の含有量は４
０〜６０体積％、特に４５〜５５体積％が好ましい。Ｔ
ｉＯ2 骨材の含有量が前記範囲を超えると、高周波誘電
体材料のτεが小さくなりすぎ、例えば−４０ppm/℃未
満になり、ＴｉＯ2 の含有量が前記範囲未満では、高周
波誘電体材料のτεが大きく成りすぎ、例えば２０ppm/
℃を超えてしまう。
【００３９】また、ＭｇＴｉＯ3 またはＡｌ2 Ｏ3 の骨
材（τε＞０）と、ＣａＴｉＯ3 骨材（τε＜０）とを
用いるが、このときには酸化物骨材中のＣａＴｉＯ3 含
有量は、同様の理由で、ＭｇＴｉＯ3 の場合が、２０〜
３０体積％、Ａｌ2 Ｏ3 の場合が２０〜３３体積％であ
る。さらに、ＭｇＴｉＯ3 またはＡｌ2 Ｏ3 の骨材（τ
ε＞０）とＳｒＴｉＯ3 骨材（τε＜０）とを用いる。
酸化物骨材中のＳｒＴｉＯ3 含有量は、同様の理由で、
ＭｇＴｉＯ3 の場合が１０〜１３体積％、Ａｌ2 Ｏ3 の
場合が１０〜１５体積％である。さらにはＭｇＴｉＯ3
骨材（τε＞０）とＴｉＯ2 骨材（τε＜０）との組み
合せも好ましいが、酸化物骨材中のＴｉＯ2 含有量は、
同様の理由で３５〜４８体積％である。
材（τε＞０）と、ＣａＴｉＯ3 骨材（τε＜０）とを
用いるが、このときには酸化物骨材中のＣａＴｉＯ3 含
有量は、同様の理由で、ＭｇＴｉＯ3 の場合が、２０〜
３０体積％、Ａｌ2 Ｏ3 の場合が２０〜３３体積％であ
る。さらに、ＭｇＴｉＯ3 またはＡｌ2 Ｏ3 の骨材（τ
ε＞０）とＳｒＴｉＯ3 骨材（τε＜０）とを用いる。
酸化物骨材中のＳｒＴｉＯ3 含有量は、同様の理由で、
ＭｇＴｉＯ3 の場合が１０〜１３体積％、Ａｌ2 Ｏ3 の
場合が１０〜１５体積％である。さらにはＭｇＴｉＯ3
骨材（τε＞０）とＴｉＯ2 骨材（τε＜０）との組み
合せも好ましいが、酸化物骨材中のＴｉＯ2 含有量は、
同様の理由で３５〜４８体積％である。
【００４０】このように本発明では、ガラスのτεや
α、ガラスの含有量、τε＞０の酸化物骨材のτεや
α、τε＜０の酸化物骨材のτεやα等に応じて、τε
＞０の酸化物骨材と、τε＜０の酸化物骨材との体積比
を所定の値に調整することにより、高周波誘電体材料の
τεを所定値に近づけ、共振器のτｆを小さなものとす
るのである。
α、ガラスの含有量、τε＞０の酸化物骨材のτεや
α、τε＜０の酸化物骨材のτεやα等に応じて、τε
＞０の酸化物骨材と、τε＜０の酸化物骨材との体積比
を所定の値に調整することにより、高周波誘電体材料の
τεを所定値に近づけ、共振器のτｆを小さなものとす
るのである。
【００４１】この場合、高周波誘電体材料の周波数２GH
z 、−４０〜１２５℃における誘電率の温度係数τεを
−４０〜２０ppm/℃、特に−２５〜＋５ppm/℃とするこ
とが好ましく、理想的には、τε＝−２（τｆ＋α）の
式に従ってτｆ＝０になるτεが好ましい。例えば、誘
電体のαが６．０×１０-6deg-1 程度の場合、τεは−
１２ppm/℃程度が好ましい。なお、τｆとしては−１５
〜＋１５ppm/℃、特に−１０〜＋１０ppm/℃、さらには
−５〜＋５ppm/℃とすることができる。また、本発明の
高周波誘電体材料を焼結して得られる誘電体層ないし基
板の４０〜２９０℃における平均熱膨張係数αは６．３
〜６．７×１０-6deg-1 程度、比誘電率は８〜２０、特
に８〜１２、さらには１０〜１１程度である。
z 、−４０〜１２５℃における誘電率の温度係数τεを
−４０〜２０ppm/℃、特に−２５〜＋５ppm/℃とするこ
とが好ましく、理想的には、τε＝−２（τｆ＋α）の
式に従ってτｆ＝０になるτεが好ましい。例えば、誘
電体のαが６．０×１０-6deg-1 程度の場合、τεは−
１２ppm/℃程度が好ましい。なお、τｆとしては−１５
〜＋１５ppm/℃、特に−１０〜＋１０ppm/℃、さらには
−５〜＋５ppm/℃とすることができる。また、本発明の
高周波誘電体材料を焼結して得られる誘電体層ないし基
板の４０〜２９０℃における平均熱膨張係数αは６．３
〜６．７×１０-6deg-1 程度、比誘電率は８〜２０、特
に８〜１２、さらには１０〜１１程度である。
【００４２】このような高周波誘電体材料は、焼結前ビ
ヒクルを加えてスラリーとされる。ビヒクルとしては、
エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル
樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネ
オール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセ
テート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン
等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げ
られ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択
される。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスの合
計量１００重量部に対し、６５〜８５重量％程度とする
ことが好ましい。
ヒクルを加えてスラリーとされる。ビヒクルとしては、
エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル
樹脂、ブチルメタアクリレート等のバインダ、テルピネ
オール、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセ
テート、アセテート、トルエン、アルコール、キシレン
等の溶剤、その他各種分散剤、活性剤、可塑剤等が挙げ
られ、これらのうち任意のものが目的に応じて適宜選択
される。ビヒクルの添加量は、酸化物骨材とガラスの合
計量１００重量部に対し、６５〜８５重量％程度とする
ことが好ましい。
【００４３】次に、本発明の高周波誘電体材料を用いて
誘電体層を形成した共振器を有する電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）について、図１に示される好適例に従って説明す
る。なお、図１は、電圧制御発振器の部分断面図であ
る。
誘電体層を形成した共振器を有する電圧制御発振器（Ｖ
ＣＯ）について、図１に示される好適例に従って説明す
る。なお、図１は、電圧制御発振器の部分断面図であ
る。
【００４４】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器１
は、周波数０．５GHz 以上、特に０．５〜２GHz で使用
されるものであり、図示されるように誘電体層２１、２
３、２５、２７を積層一体化した積層体２を有し、少な
くともこの積層体２の誘電体層２３、２５間にストリッ
プ線路３を有する。ストリップ線路の形状、寸法、数等
には特に制限がなく、目的等に応じて適宜決定すればよ
い。
は、周波数０．５GHz 以上、特に０．５〜２GHz で使用
されるものであり、図示されるように誘電体層２１、２
３、２５、２７を積層一体化した積層体２を有し、少な
くともこの積層体２の誘電体層２３、２５間にストリッ
プ線路３を有する。ストリップ線路の形状、寸法、数等
には特に制限がなく、目的等に応じて適宜決定すればよ
い。
【００４５】また、誘電体層２３、２５間には、必要に
応じて内部導体７が形成される。この場合内部導体７
は、例えば、コイルの導体、コンデンサの電極等種々の
目的や用途に応じて所望のパターンに形成される。
応じて内部導体７が形成される。この場合内部導体７
は、例えば、コイルの導体、コンデンサの電極等種々の
目的や用途に応じて所望のパターンに形成される。
【００４６】また、誘電体層２３、２１間および誘電体
層２７上にはグランドプレーン４が形成されている。こ
の場合、グランドプレーン４、４間にストリップ線路３
を位置させる。
層２７上にはグランドプレーン４が形成されている。こ
の場合、グランドプレーン４、４間にストリップ線路３
を位置させる。
【００４７】また、積層体２上には外部導体６が形成さ
れ、この外部導体６と、前記ストリップ線路３、グラン
ドプレーン４および内部導体７とがそれぞれスルホール
５内の導体を介して電気的に接続される。
れ、この外部導体６と、前記ストリップ線路３、グラン
ドプレーン４および内部導体７とがそれぞれスルホール
５内の導体を介して電気的に接続される。
【００４８】ストリップ線路３、グランドプレーン４、
内部導体７およびスルーホール５内の導体には、それぞ
れ、導電性が良いこと等を優先させる点からＡｇまたは
Ｃｕを主体とする導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空
気中で焼成する場合にはＡｇを用いることが好ましい。
また、外部導体６には、耐マイグレーション性、半田喰
われ性、半田濡れ性等の点からＡｇまたはＣｕを主体と
する導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空気中で焼成す
る場合にはＡｇと、Ｐｄおよび／またはＰｔとを含有す
る導体を用いることが好ましい。
内部導体７およびスルーホール５内の導体には、それぞ
れ、導電性が良いこと等を優先させる点からＡｇまたは
Ｃｕを主体とする導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空
気中で焼成する場合にはＡｇを用いることが好ましい。
また、外部導体６には、耐マイグレーション性、半田喰
われ性、半田濡れ性等の点からＡｇまたはＣｕを主体と
する導体、特に酸素含有雰囲気、例えば空気中で焼成す
る場合にはＡｇと、Ｐｄおよび／またはＰｔとを含有す
る導体を用いることが好ましい。
【００４９】このような共振器は、例えば以下のように
して製造する。まず、内部導体用ペーストおよび外部導
体用ペーストをそれぞれ作製する。これらのペースト
は、導電粒子と、導電粒子に対し、１〜５重量％程度の
ガラスフリットと、ビヒクルとを含有する。次いで、誘
電体層材料となるグリーンシートを作製する。この場
合、前述した本発明の高周波誘電体材料のスラリーを用
い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製す
る。
して製造する。まず、内部導体用ペーストおよび外部導
体用ペーストをそれぞれ作製する。これらのペースト
は、導電粒子と、導電粒子に対し、１〜５重量％程度の
ガラスフリットと、ビヒクルとを含有する。次いで、誘
電体層材料となるグリーンシートを作製する。この場
合、前述した本発明の高周波誘電体材料のスラリーを用
い、例えばドクターブレード法により所定枚数作製す
る。
【００５０】次いで、グリーンシート上にパンチングマ
シーンや金型プレスを用いてスルーホール５を形成し、
その後、内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、
例えばスクリーン印刷法により印刷し、所定のパターン
の内部導体７、ストリップ線路３、グランドプレーン４
を形成するとともにスルーホール５内に充填する。
シーンや金型プレスを用いてスルーホール５を形成し、
その後、内部導体用ペーストを各グリーンシート上に、
例えばスクリーン印刷法により印刷し、所定のパターン
の内部導体７、ストリップ線路３、グランドプレーン４
を形成するとともにスルーホール５内に充填する。
【００５１】次いで、各グリーンシートを重ね合せ、熱
プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００Kgf/cm2)を
加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バ
インダー処理、切断用溝の形成等を行なう。
プレス（約４０〜１２０℃、５０〜１０００Kgf/cm2)を
加えてグリーンシートの積層体とし、必要に応じて脱バ
インダー処理、切断用溝の形成等を行なう。
【００５２】次いで、グリーンシートの積層体を通常空
気中で、１０００℃程度以下、特に８００〜１０００℃
程度の温度で１０分間程度焼成、一体化し、誘電体層２
３、２５間にストリップ線路３が形成された共振器を得
る。そして、外部導体用ペーストをスクリーン印刷法等
により印刷し、焼成して外部導体６を形成する。この場
合、好ましくは、これら外部導体６を誘電体層２１、２
３、２５、２７と一体同時焼成して形成する。
気中で、１０００℃程度以下、特に８００〜１０００℃
程度の温度で１０分間程度焼成、一体化し、誘電体層２
３、２５間にストリップ線路３が形成された共振器を得
る。そして、外部導体用ペーストをスクリーン印刷法等
により印刷し、焼成して外部導体６を形成する。この場
合、好ましくは、これら外部導体６を誘電体層２１、２
３、２５、２７と一体同時焼成して形成する。
【００５３】その後、所定の表面実装部品８を外部導体
６に半田付けし、必要に応じ、絶縁被覆層を形成して図
２に示す電圧制御発振器（ＶＣＯ）１が得られる。
６に半田付けし、必要に応じ、絶縁被覆層を形成して図
２に示す電圧制御発振器（ＶＣＯ）１が得られる。
【００５４】上述した共振器は、本発明の１例であり、
少なくとも誘電体層間にＴＥＭ線路等のストリップ線路
を有し、周波数０．５GHz 以上で使用されるものであれ
ば特に制限がなく種々のものであってよい。この場合共
振周波数は通常０．５〜２GHz 程度とする。具体的に
は、本発明の共振器は、ハイパスフィルタ、ローパスフ
ィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーション
フィルタ等の各種フィルタ、これらのフィルタを組み合
わせた分波フィルタ、ディプレクサ、電圧制御発振器等
に応用が可能である。
少なくとも誘電体層間にＴＥＭ線路等のストリップ線路
を有し、周波数０．５GHz 以上で使用されるものであれ
ば特に制限がなく種々のものであってよい。この場合共
振周波数は通常０．５〜２GHz 程度とする。具体的に
は、本発明の共振器は、ハイパスフィルタ、ローパスフ
ィルタ、バンドパスフィルタ、バンドエリミネーション
フィルタ等の各種フィルタ、これらのフィルタを組み合
わせた分波フィルタ、ディプレクサ、電圧制御発振器等
に応用が可能である。
【００５５】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を挙げ、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【００５６】実施例１
平均粒径１．９μm のガラス粒子：７０体積％、平均粒
径１．５μm のＡｌ2Ｏ3 粒子：１５体積％および平均
粒径１．０μm のＴｉＯ2 粒子：１５体積％を有する本
発明の高周波誘電体材料No. １を作製した。そしてこの
高周波誘電体材料１００重量部に対し、ビヒクルを７３
重量部添加し、ボールミルで混合してスラリー化し、ス
ラリーを得た。ビヒクルには、バインダとしてアクリル
系樹脂、溶剤としてエチルアルコールおよびトルエン、
可塑剤としてフタル酸エステルを用いた。また、ガラス
粒子の組成は、ＳｉＯ2 ：６２モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：８
モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３モル％、ＳｒＯ：２０モル％、Ｃ
ａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル％であり、軟化点は８
１５℃であった。
径１．５μm のＡｌ2Ｏ3 粒子：１５体積％および平均
粒径１．０μm のＴｉＯ2 粒子：１５体積％を有する本
発明の高周波誘電体材料No. １を作製した。そしてこの
高周波誘電体材料１００重量部に対し、ビヒクルを７３
重量部添加し、ボールミルで混合してスラリー化し、ス
ラリーを得た。ビヒクルには、バインダとしてアクリル
系樹脂、溶剤としてエチルアルコールおよびトルエン、
可塑剤としてフタル酸エステルを用いた。また、ガラス
粒子の組成は、ＳｉＯ2 ：６２モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：８
モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：３モル％、ＳｒＯ：２０モル％、Ｃ
ａＯ：４モル％、ＭｇＯ：３モル％であり、軟化点は８
１５℃であった。
【００５７】なお、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 およびガラス
をそれぞれ単独で焼結し、αと２GHz での比誘電率ε
r 、τεを求めたところ、Ａｌ2 Ｏ3 のαは７．２×１
０-6deg-1 、τεは、＋１２０ppm ／℃、εr は９．
８、ＴｉＯ2 のαは７．１×１０-6deg-1 、τεは−９
２０ppm ／℃、εr は１０４、ガラスのαは６．０×１
０-6deg-1 、τεは＋１６０ppm ／℃、εr は６．５で
あった。
をそれぞれ単独で焼結し、αと２GHz での比誘電率ε
r 、τεを求めたところ、Ａｌ2 Ｏ3 のαは７．２×１
０-6deg-1 、τεは、＋１２０ppm ／℃、εr は９．
８、ＴｉＯ2 のαは７．１×１０-6deg-1 、τεは−９
２０ppm ／℃、εr は１０４、ガラスのαは６．０×１
０-6deg-1 、τεは＋１６０ppm ／℃、εr は６．５で
あった。
【００５８】この高周波誘電体材料のペーストを用い、
ドクターブレード法により厚さ０．２５mmのグリーンシ
ートを作製した。
ドクターブレード法により厚さ０．２５mmのグリーンシ
ートを作製した。
【００５９】次いで各グリーンシートにＡｇ内部導体ペ
ーストをスクリーン印刷法により印刷し、ストリップ線
路、グランドプレーンを形成した後、熱プレスにより積
層してグリーンシート積層体を得た。そして、この積層
体を脱脂後、空気中で温度９００℃で１０分間同時焼成
した。
ーストをスクリーン印刷法により印刷し、ストリップ線
路、グランドプレーンを形成した後、熱プレスにより積
層してグリーンシート積層体を得た。そして、この積層
体を脱脂後、空気中で温度９００℃で１０分間同時焼成
した。
【００６０】次いで、グランドプレーン用Ａｇペースト
をスクリーン印刷法により印刷し、空気中で温度８５０
℃で１０分間焼成して共振周波数約２GHz の共振器サン
プルNo. １を得た。サンプルNo. １の寸法は１０mm×１
０mm×２mmであった。
をスクリーン印刷法により印刷し、空気中で温度８５０
℃で１０分間焼成して共振周波数約２GHz の共振器サン
プルNo. １を得た。サンプルNo. １の寸法は１０mm×１
０mm×２mmであった。
【００６１】また、比較用に、高周波誘電体材料No. １
において、Ａｌ2 Ｏ3 粒子：１５体積％およびＴｉＯ2
粒子：１５体積％の混合酸化物骨剤を、Ａｌ2 Ｏ3 粒
子：３０体積％に換えた他は同様にして高周波誘電体材
料No. ２を得た。そして、共振器サンプルNo. １におい
て、高周波誘電体材料No. ２を用いた他は同様にして、
共振周波数約２GHz の共振器サンプルNo. ２を作製し
た。サンプルNo. ２の寸法は１０mm×１０mm×２mmであ
った。
において、Ａｌ2 Ｏ3 粒子：１５体積％およびＴｉＯ2
粒子：１５体積％の混合酸化物骨剤を、Ａｌ2 Ｏ3 粒
子：３０体積％に換えた他は同様にして高周波誘電体材
料No. ２を得た。そして、共振器サンプルNo. １におい
て、高周波誘電体材料No. ２を用いた他は同様にして、
共振周波数約２GHz の共振器サンプルNo. ２を作製し
た。サンプルNo. ２の寸法は１０mm×１０mm×２mmであ
った。
【００６２】得られた各サンプルの−４０〜１２５℃に
おける共振周波数の温度係数τｆを求めたところ表１に
示されるとおりであった。
おける共振周波数の温度係数τｆを求めたところ表１に
示されるとおりであった。
【００６３】また、各高周波誘電体材料を焼結して得ら
れた誘電体層の熱膨張係数αを求め、下記式から誘電率
の温度係数τεを算出したところ−４０〜１２５℃にお
けるτεおよび平均熱膨張係数αは表１に示されるとお
りであった。 式： τε＝−２（τｆ＋α）
れた誘電体層の熱膨張係数αを求め、下記式から誘電率
の温度係数τεを算出したところ−４０〜１２５℃にお
けるτεおよび平均熱膨張係数αは表１に示されるとお
りであった。 式： τε＝−２（τｆ＋α）
【００６４】また、各高周波誘電体材料の周波数２GHz
、２５℃における比誘電率εr を摂動法により求めた
ところ表１に示されるとおりであった。
、２５℃における比誘電率εr を摂動法により求めた
ところ表１に示されるとおりであった。
【００６５】
【表１】
【００６６】表１に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
らかである。
【００６７】実施例２
実施例１のＡｌ2 Ｏ3 、ＴｉＯ2 およびガラスの粒子に
加え、平均粒径２．０μm ＣａＴｉＯ3 （τε＝−１６
００ppm ／℃、α＝１１．２×１０-6deg-1 ）、平均粒
径２．０μm のＳｒＴｉＯ3 （τε＝−３４００ppm ／
℃、α＝９．４×１０-6deg-1 ）、平均粒径２．０μm
のＭｇＴｉＯ3 （τε＝＋１００ppm ／℃、α＝９．７
×１０-6deg-1 ）を用い、これを表２に示される混合比
で混合し、実施例１と同様にして共振器を得た。結果を
表２に示す。
加え、平均粒径２．０μm ＣａＴｉＯ3 （τε＝−１６
００ppm ／℃、α＝１１．２×１０-6deg-1 ）、平均粒
径２．０μm のＳｒＴｉＯ3 （τε＝−３４００ppm ／
℃、α＝９．４×１０-6deg-1 ）、平均粒径２．０μm
のＭｇＴｉＯ3 （τε＝＋１００ppm ／℃、α＝９．７
×１０-6deg-1 ）を用い、これを表２に示される混合比
で混合し、実施例１と同様にして共振器を得た。結果を
表２に示す。
【００６８】
【表２】
【００６９】表２に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
らかである。
【００７０】
【発明の効果】本発明の共振器は、温度変化による共振
周波数の変動が小さい。
周波数の変動が小さい。
【図１】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器が示さ
れる部分断面図である。
れる部分断面図である。
【図２】本発明の共振器を用いた電圧制御発振器が示さ
れる斜視図である。
れる斜視図である。
１ 電圧制御発振器
２ 積層体
２１、２３、２５、２７ 誘電体層
３ ストリップ線路
４ グランドプレーン
５ スルーホール
６ 外部導体
７ 内部導体
８ 表面実装部品
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01B 3/02
C04B 35/495
H01P 7/10
H01P 11/00
Claims (12)
- 【請求項１】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない）し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸カルシウム、
また前記τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグネシ
ウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸カルシウムの含
有量が２０〜３０体積％であり、 前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０体積%である高周波誘
電体材料。 - 【請求項２】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない）し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸カルシウム、
また前記τεが正の酸化物骨材として酸化アルミニウム
を含有し、酸化物骨材中のチタン酸カルシウムの含有量
が２０〜３３体積％であり、 前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０%である高周波誘電体
材料。 - 【請求項３】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない）し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸ストロンチウ
ム、また前記τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグ
ネシウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸ストロンチ
ウムの含有量が１０〜１３体積％であり、 前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％である高周波誘
電体材料。 - 【請求項４】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない）し、 前記τεが負の酸化物骨材としてチタン酸ストロンチウ
ム、また前記τεが正の酸化物骨材として酸化アルミニ
ウムを含有し、酸化物骨材中のチタン酸ストロンチウム
の含有量が１０〜１５体積％であり、 前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％である高周波誘
電体材料。 - 【請求項５】 ガラスと、誘電率の温度係数τεが正の
酸化物骨材と、誘電率の温度係数τεが負の酸化物骨材
とを含有（ただし、酸化アルミニウムと酸化チタンとを
ともに含有することはない）し、 前記τεが負の酸化物骨材として酸化チタン、また前記
τεが正の酸化物骨材としてチタン酸マグネシウムを含
有し、酸化物骨材中の酸化チタンの含有量が３５〜４８
体積％であり、 前記ガラスの２GHz 、−４０〜１２５℃における誘電率
の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２９０
℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０-6de
g-1 であり、前記酸化物骨材およびガラス全体に対する
前記ガラスの含有量が５０〜８０体積％である高周波誘
電体材料。 - 【請求項６】 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、または ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％である請求項１ないし５のいずれかの高周波誘電
体材料。 - 【請求項７】 前記ガラスの組成が、ＳｉＯ2 ：５０〜
７０モル％、Ａｌ2Ｏ3 ：５〜２０モル％、Ｂ2 Ｏ3 ：
３〜１０モル％およびアルカリ土類金属酸化物の１種以
上：２５〜４５モル％である請求項６の高周波誘電体材
料。 - 【請求項８】 誘電率の温度係数τεが、−４０〜＋２
０ppm/℃である請求項１ないし７のいずれかの高周波誘
電体材料。 - 【請求項９】 前記ガラスの軟化点が７００〜９００℃
である請求項１ないし８のいずれかの高周波誘電体材
料。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかの高周波
誘電体材料を用いて形成した誘電体層を積層し、少なく
ともこの誘電体層間にストリップ線路を形成したことを
特徴とする共振器。 - 【請求項１１】 ２GHz 、−４０〜１２５℃における誘
電率の温度係数τεが１５０〜１７０ppm/℃、４０〜２
９０℃における平均熱膨張係数が５．５〜６．５×１０
-6deg-1 のガラスと、酸化アルミニウム骨材と、酸化チ
タン骨材とを用い、 ガラス／（ガラス＋骨材）量が５０〜８０体積％、酸化
チタン／（酸化チタン＋酸化アルミニウム）量が４０〜
６０体積％となるように混合して高周波誘電体用材料を
得、 この高周波誘電体用材料を用いて誘電体層の積層体を形
成するとともに、この積層体中に導体材料のストリップ
線路を形成して焼成して共振器を得、 誘電率の温度係数τεが−４０〜＋２０ppm/℃の誘電体
層として共振周波数の温度係数τｆを低下させる共振器
の製造方法。 - 【請求項１２】 前記ガラスの組成が、 ＳｉＯ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モ
ル％ Ｂ2 Ｏ3 ：１０モル％以下およびアルカリ土類金属酸化
物の１種以上：２５〜４５モル％であるか、またはＳｉ
Ｏ2 ：５０〜７０モル％、Ａｌ2 Ｏ3 ：５〜２０モル％
およびアルカリ土類金属酸化物の１種以上：２５〜４５
モル％であり、その軟化点が７００〜９００℃である請
求項１１の共振器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23139092A JP3372061B2 (ja) | 1991-08-09 | 1992-08-06 | 高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22497991 | 1991-08-09 | ||
| JP3-224979 | 1991-08-09 | ||
| JP23139092A JP3372061B2 (ja) | 1991-08-09 | 1992-08-06 | 高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05211006A JPH05211006A (ja) | 1993-08-20 |
| JP3372061B2 true JP3372061B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=26526358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23139092A Expired - Fee Related JP3372061B2 (ja) | 1991-08-09 | 1992-08-06 | 高周波誘電体材料ならびに共振器およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3372061B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3761289B2 (ja) * | 1996-09-26 | 2006-03-29 | 日本特殊陶業株式会社 | 誘電体材料及びその製造方法並びにそれを用いた回路基板及び多層回路基板 |
| JP4655715B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-03-23 | Ｔｄｋ株式会社 | 低温焼成基板材料及びそれを用いた多層配線基板 |
| KR100930852B1 (ko) | 2004-06-28 | 2009-12-10 | 티디케이가부시기가이샤 | 저온 소성 기판 재료 및 그것을 사용한 다층 배선 기판 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP23139092A patent/JP3372061B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH05211006A (ja) | 1993-08-20 |
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