JP3225838B2 - 高周波用誘電体組成物 - Google Patents
高周波用誘電体組成物Info
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Description
される素子を構成する誘電体として有効な高周波用誘電
体組成物に関する。
品の小型・高信頼化には、多層デバイスが有効である。
この場合、多層デバイス用材料は、ある程度高い誘電率
(ε=10以上)、高いQ(即ち、低い誘電損失)を示
し、CuやAg/Pd導体との同時焼成が必要であるこ
とから、1000℃以下での焼成が可能であること(即
ち、1000℃以下の焼成で十分に緻密化すること)が
必要とされる。
波用誘電体として BaO−Al2 O3 −B2 O3 −SiO2 又はBa
O−SrO−ZrO2−SiO2 系ガラス材料 Pb含有ペロブスカイト系材料 Bi含有系材料 セラミックス−ガラス複合系材料 が開発され、使用されている。
次のような問題点があった。即ち、Pb含有ペロブスカ
イト系やBi含有系材料では、焼成中の成分揮発による
組成のズレが発生し、安定な製造が困難である。また、
BaO−Al2 O3 −B2 O3 −SiO2 又はBaO−
SrO−ZrO2 −SiO2 系ガラス材料やセラミック
ス−ガラス複合系材料では、比誘電率が、それぞれε=
6,ε=15と低く、Qも1000程度(1MHz)と
比較的小さい。
波回路に使用される素子の小型・高信頼化に有効な多層
デバイス用材料として有用な、誘電率及びQが共に高
く、1000℃以下での焼成が可能な高周波用誘電体組
成物を提供することを目的とする。
組成物は、Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3(た
だし、x/y=0.96〜1.06)を主成分とし、該
主成分に対し0.1〜50重量%のガラスを添加した高
周波用誘電体組成物であって、該ガラスが下記組成のM
gO−BaO−B 2 O 3 −SiO 2 系ガラスであること
を特徴とする高周波用誘電体組成物。MgO :20〜50重量% BaO : 5〜25重量% B 2 O 3 :15〜30重量% SiO 2 :10〜25重量%
対し0.1〜50重量%の特定組成のMgO−BaO−
B 2 O 3 −SiO 2 系ガラスを添加すると、Q,εを低
下させることなく、1000℃以下での焼成が可能とな
る。
素雰囲気中で焼成される場合は、主成分のx/y比を
0.96〜1.06とし、誘電体組成物が大気中で焼成
される場合は、主成分のx/y比を0.96〜1.01
とするのが好ましい。
周波用誘電体組成物を多層デバイス用材料として用いる
場合は、前記主成分に対するガラス添加量を1〜40重
量%とすることが望ましい。
(Ni1/3Nb2/3)yO3(ただし、x/y=
0.96〜1.06)を主成分とし、この主成分に対し
て特定組成のMgO−BaO−B 2 O 3 −SiO 2 系ガ
ラスを0.1〜50重量%添加したものである。
気中で焼成して用いる場合、主成分Srx (Ni1/3 N
b2/3 )y O3 のx/y比は0.96〜1.06とす
る。この値が0.96未満でも1.06を超えても、得
られる誘電体のQが著しく低下する。ただし、1.06
を超える場合には、比誘電率の温度特性は上昇する。
いる場合、主成分Srx (Ni1/3Nb2/3 )y O3 の
x/y比は0.96〜1.01とする。この値が0.9
6未満でも1.01を超えても、得られる誘電体のQが
著しく低下する。ただし、1.01を超える場合には、
比誘電率の温度特性は上昇する。
添加量が0.1重量%未満では、1000℃以下の焼成
で十分に緻密化することができず、Qが低いものとな
る。主成分に対するガラスの添加量が50重量%を超え
ると相対的にSrx (Ni1/3Nb2/3 )y O3 の含有
量が少なくなるために、誘電率及びQが低下する。
添加量を1〜40重量%、特に2〜30重量%とした場
合、誘電率及びQが共に著しく高い高周波用誘電体組成
物を得ることができる。
MgO−BaO−B2O3−SiO2系ガラスを用い、
その組成割合は、下記の通りである。
ラス組成(重量%) MgO :20〜50 BaO : 5〜25 B2 O3 :15〜30 SiO2 :10〜25 本発明の高周波用誘電体組成物は、Srx (Ni1/3 N
b2/3 )y O3 を構成する金属元素の酸化物又は炭酸
塩、例えば、SrCO3 ,NiO及びNb2 O5を、S
rx (Ni1/3 Nb2/3 )y O3 組成比となるように混
合、仮焼して得られるSrx (Ni1/3 Nb2/3 )y O
3 主成分に対して、所定割合のガラスを添加混合するこ
とにより容易に調製することができ、このような発明の
高周波用誘電体組成物は、適当なバインダを添加して成
形し、窒素雰囲気中又は大気中で1000℃以下、例え
ば950〜980℃で焼成することにより、容易に使用
に供することができる。
焼成に先立ち、大気中、500〜600℃で脱バインダ
処理する。
成分にMgO−BaO−B2O3−SiO2系ガラスを
添加する場合、ガラス成分と同重量比の各酸化物又は相
当量の炭酸塩をSrx(Ni1/3Nb2/3)yO3
主成分に添加混合し、熱処理時にガラス化と焼成とを同
時に行っても良いが、予め製造したガラスフリットとし
て添加するのが望ましい。
説明する。
Nb2/3 )y O3 (x/y=1)の化学量論比となるよ
うに秤量し、2−プロパノールを分散媒として、24時
間ボールミルで粉砕・混合した後、乾燥し、その後、大
気中にて1350℃で4時間仮焼した。仮焼物を再度2
−プロパノールを分散媒として、24時間ボールミルで
粉砕・混合し、Sr(Ni1/3 Nb2/3 )O3 を合成し
た。
MgO−BaO−B2 O3 −SiO2 系ガラス(成分重
量比MgO:BaO:B2 O3 :SiO2 =45:1
5:25:15)フリットを表1に示す割合で添加混合
し、バインダ(5重量%ポリビニルアルコール水溶液)
を混合物に対して20〜30重量%加えて、直径15m
m、厚み1.5mmのペレットに成形し、大気中にて9
80℃で1時間焼成した。
相対密度を測定し、結果を表1に示した。
ーダンスアナライザモデル4192A」を用い、測定周
波数1MHZ 、測定電圧0.5Vrms、温度25℃に
て測定した。また、QはYHP社製「Qメーターモデル
4342A」を用い、測定周波数1MHZ 、温度25℃
にて測定した。
場合には(比較例1)、焼成温度980℃では緻密化せ
ず十分なQ値が得られない。また、ガラス添加量が50
重量%を超えると(比較例2)、Sr(Ni1/3 Nb
2/3 )O3 分率低下のために十分なQ,εが得られな
い。
%添加したもの(実施例1〜9)、特に、1〜40重量
%(実施例2〜8)、とりわけ2〜30重量%添加した
もの(実施例3〜7)では、980℃の焼成で十分に緻
密化し、Q,εが共に高いものとなっている。
1/3 Nb2/3 )y O3 を合成したこと以外は実施例5
(ただし、バインダ添加量20重量%)と同様にしてペ
レットを成形し、同様に、大気中にて980℃で焼成し
た。
して比誘電率ε及びQを測定すると共に、比誘電率の温
度特性を調べ、結果を表2に示した。
85℃でそれぞれ測定した容量値C20,C85から下記式
より算した。
る場合には、x/y=0.96〜1.01であることが
必要とされる。
1/3 Nb2/3 )y O3 を合成したこと以外は実施例5
(ただし、バインダ添加量20重量%)と同様にしてペ
レットを成形した。得られたペレットを大気中、600
℃で4時間脱バインダ処理を行った後、窒素雰囲気中、
980℃で1時間焼成した。
にして比誘電率ε、Q及び比誘電率の温度特性を調べ、
結果を表3に示した。
焼成する場合には、x/y=0.96〜1.06である
ことが必要とされる。
電体組成物は、Q,εが共に高く、1000℃以下での
焼成も可能である。このため、本発明によれば、高特性
多層デバイスを構成することにより、高周波回路に使用
される素子の小型・高信頼化を有効に達成することがで
きる。
Claims (4)
- 【請求項1】 Srx(Ni1/3Nb2/3)yO3
(ただし、x/y=0.96〜1.06)を主成分と
し、該主成分に対し0.1〜50重量%のガラスを添加
した高周波用誘電体組成物であって、該ガラスが下記組
成のMgO−BaO−B 2 O 3 −SiO 2 系ガラスであ
ることを特徴とする高周波用誘電体組成物。MgO :20〜50重量% BaO : 5〜25重量% B 2 O 3 :15〜30重量% SiO 2 :10〜25重量% - 【請求項2】 請求項1において、窒素雰囲気中で焼成
される誘電体組成物であって、主成分のx/y比が0.
96〜1.06であることを特徴とする高周波用誘電体
組成物。 - 【請求項3】 請求項1において、大気中で焼成される
誘電体組成物であって、主成分のx/y比が0.96〜
1.01であることを特徴とする高周波用誘電体組成
物。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか1項の組成
物において、前記ガラスを前記主成分に対して1〜40
重量%添加したことを特徴とする高周波用誘電体組成
物。
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US08/745,770 US5723396A (en) | 1995-11-10 | 1996-11-08 | Dielectric composition for high frequencies |
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1996
- 1996-04-24 JP JP10243196A patent/JP3225838B2/ja not_active Expired - Fee Related
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