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JP3225838B2 - 高周波用誘電体組成物 - Google Patents

高周波用誘電体組成物

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Publication number
JP3225838B2
JP3225838B2 JP10243196A JP10243196A JP3225838B2 JP 3225838 B2 JP3225838 B2 JP 3225838B2 JP 10243196 A JP10243196 A JP 10243196A JP 10243196 A JP10243196 A JP 10243196A JP 3225838 B2 JP3225838 B2 JP 3225838B2
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JP
Japan
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weight
dielectric composition
glass
main component
sio
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JP10243196A
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JPH09188563A (ja
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英一郎 広瀬
信智 酒井
義典 篠原
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Mitsubishi Materials Corp
Original Assignee
Mitsubishi Materials Corp
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Publication date
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Priority to TW085113434A priority patent/TW416063B/zh
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Priority to KR1019960053034A priority patent/KR100434004B1/ko
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  • Inorganic Insulating Materials (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波回路に使用
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。
【0002】
【従来の技術】高周波回路に使用されるフィルタ等の部
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。
【0003】従来、1000℃以下の焼成が可能な高周
波用誘電体として BaO−Al23 −B23 −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。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の材料では、
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−Al23 −B23 −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。
【0005】本発明は上記従来の問題点を解決し、高周
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。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の高周波用誘電体
組成物は、Sr(Ni1/3Nb2/3(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
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 −SiO 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% :15〜30重量% SiO :10〜25重量%
【0007】Sr(Ni1/3Nb2/3
対し0.1〜50重量%の特定組成のMgO−BaO−
−SiO 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。
【0008】なお、本発明において、誘電体組成物が窒
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。
【0009】また、本発明において、特に、本発明の高
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。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。
【0011】本発明の高周波用誘電体組成物は、Sr
(Ni1/3Nb2/3(ただし、x/y=
0.96〜1.06)を主成分とし、この主成分に対し
特定組成のMgO−BaO−B −SiO
ラスを0.1〜50重量%添加したものである。
【0012】本発明において、誘電体組成物を窒素雰囲
気中で焼成して用いる場合、主成分Srx (Ni1/3
2/3y3 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。
【0013】また、誘電体組成物を大気中で焼成して用
いる場合、主成分Srx (Ni1/3Nb2/3y3
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。
【0014】本発明において、主成分に対するガラスの
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 (Ni1/3Nb2/3y3 の含有
量が少なくなるために、誘電率及びQが低下する。
【0015】本発明においては、主成分に対するガラス
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。
【0016】なお、本発明において、ガラスとしては、
MgO−BaO−B−SiO系ガラスを用い
の組成割合は、下記の通りである。
【0017】MgO−BaO−B23 −SiO2 系ガ
ラス組成(重量%) MgO :20〜50 BaO : 5〜25 B23 :15〜30 SiO2 :10〜25 本発明の高周波用誘電体組成物は、Srx (Ni1/3
2/3y3 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Nb25を、S
x (Ni1/3 Nb2/3y3 組成比となるように混
合、仮焼して得られるSrx (Ni1/3 Nb2/3y
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。
【0018】なお、窒素雰囲気中で焼成する場合には、
焼成に先立ち、大気中、500〜600℃で脱バインダ
処理する。
【0019】Sr(Ni1/3Nb2/3
成分にMgO−BaO−B−SiO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Sr(Ni1/3Nb2/3
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。
【0020】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。
【0021】実施例1〜9,比較例1,2 SrCO3 ,NiO及びNb25 をSrx (Ni1/3
Nb2/3y3 (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。
【0022】得られたSr(Ni1/3 Nb2/3 )O3
MgO−BaO−B23 −SiO2 系ガラス(成分重
量比MgO:BaO:B23 :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。
【0023】得られた試料について比誘電率ε,Q及び
相対密度を測定し、結果を表1に示した。
【0024】なお、比誘電率はYHP社製「LFインピ
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。
【0025】
【表1】
【0026】表1より次のことが明らかである。
【0027】即ち、ガラス添加量が0.1重量%未満の
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。
【0028】これに対して、ガラスを0.1〜50重量
%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。
【0029】実施例10〜13,比較例3〜5 x/yの値が表2に示す値となるようにSrx (Ni
1/3 Nb2/3y3 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。
【0030】得られた試料について、実施例1と同様に
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。
【0031】なお、比誘電率の温度特性は、20℃及び
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。
【0032】
【数1】
【0033】
【表2】
【0034】表2より明らかなように、大気中で焼成す
る場合には、x/y=0.96〜1.01であることが
必要とされる。
【0035】実施例14〜19,比較例6〜7 x/yの値が表3に示す値となるようにSrx (Ni
1/3 Nb2/3y3 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。
【0036】得られた試料について、実施例10と同様
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。
【0037】
【表3】
【0038】表3より明らかなように、窒素雰囲気中で
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。
【0039】
【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の高周波用誘
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 義典 埼玉県秩父郡横瀬町大字横瀬2270番地 三菱マテリアル株式会社電子技術研究所 内 (56)参考文献 特開 平3−153571(JP,A) 特開 平1−123488(JP,A) 特開 昭63−112461(JP,A) 特開 昭63−112453(JP,A) 特開 平5−211006(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C04B 35/42 - 35/50 CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Sr(Ni1/3Nb2/3
    (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 −SiO 系ガラスであ
    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% :15〜30重量% SiO :10〜25重量%
  2. 【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。
  3. 【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。
  4. 【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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