JPH05266709A - High frequency dielectric ceramic composition and its manufacture - Google Patents
High frequency dielectric ceramic composition and its manufactureInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【技術分野】本発明は、誘電体磁器組成物、特に高周波
集積回路(MIC)の配線基板等に適する高周波用誘電
体磁器組成物とそれを製造する方法に関するものであ
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dielectric ceramic composition, particularly a high frequency dielectric ceramic composition suitable for a wiring board of a high frequency integrated circuit (MIC) and the like, and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【背景技術】近年における携帯電話等の高周波機器の発
展に伴い、それらに使用されるMIC(高周波集積回
路)にも、小型で高性能なものが要求されるようになっ
てきている。そして、そのようなMIC配線基板に用い
られる誘電体磁器には、以下のような特性が要求されて
いるのである。即ち、先ず、(1)比誘電率(εr)が
高いこと。この比誘電率が高いと、或る決まった周波数
で使用する場合において、共振回路やインダクタンスの
小型化が可能となるからである。また、(2)無負荷Q
の値が高いこと。磁器の無負荷Q値が高いと、これを使
用した共振回路やインダクタンスの無負荷Q値を高くす
ることが出来、低損失にすることが出来るのである。更
に、(3)誘電率や形成した共振回路の温度係数(τ
f)が小さいこと。温度変化に対して、特性の変動を極
力少なくするためである。更にまた、(4)導体の抵抗
が小さいこと。導体の抵抗が大きいと、共振回路やイン
ダクタンスの無負荷Q値が小さくなり、導体線路の伝送
損失が大きくなるからである。そして、(5)導体との
同時焼成が可能であって、共振回路やインダクタンスを
内蔵した多層構造の配線板を簡易に作製出来ることが、
挙げられる。2. Description of the Related Art With the recent development of high frequency devices such as mobile phones, MICs (high frequency integrated circuits) used therein are required to be small and have high performance. The following characteristics are required for the dielectric ceramics used for such an MIC wiring board. That is, first, (1) the relative dielectric constant (εr) is high. This is because when the relative permittivity is high, the resonant circuit and the inductance can be downsized when used at a certain fixed frequency. Also, (2) no-load Q
The value of is high. When the no-load Q value of the porcelain is high, the no-load Q value of the resonance circuit and the inductance using the same can be increased, and the loss can be reduced. Furthermore, (3) the dielectric constant and the temperature coefficient (τ
f) is small. This is to minimize fluctuations in characteristics with respect to temperature changes. Furthermore, (4) the resistance of the conductor is small. This is because when the resistance of the conductor is large, the unloaded Q value of the resonance circuit and the inductance is small, and the transmission loss of the conductor line is large. And (5) simultaneous firing with the conductor is possible, and it is possible to easily manufacture a wiring board having a multilayer structure with a built-in resonance circuit and inductance.
Can be mentioned.
【0003】ところで、誘電体磁器からなる配線基板と
導体を同時焼成するに際しては、基板上に印刷された導
体が、誘電体磁器の焼成温度において溶融することがな
いように、導体には、誘電体磁器の焼成温度よりも高い
融点を有する金属が選択される必要がある。而して、従
来から知られている各種の誘電体磁器組成物にあって
は、焼成温度がかなり高いところから、導体には、P
t,Pd,W,Mo等の、融点の高い金属が用いられて
いるのであるが、それらPt,Pd,W,Mo等の金属
は、導通抵抗が大きいことから、そのような導体を使用
する従来の配線板では、共振回路やインダクタンスの無
負荷Q値が小さくなってしまい、導体線路の伝送損失が
大きくなる問題があった。By the way, when simultaneously firing a wiring board made of a dielectric porcelain and a conductor, the conductor is printed with a dielectric so that the conductor printed on the board does not melt at the firing temperature of the dielectric porcelain. It is necessary to select a metal having a melting point higher than the firing temperature of the body porcelain. Therefore, in various conventionally known dielectric porcelain compositions, since the firing temperature is considerably high, P is used as the conductor.
Metals having a high melting point such as t, Pd, W and Mo are used. However, since metals such as Pt, Pd, W and Mo have a large conduction resistance, such a conductor is used. The conventional wiring board has a problem that the unloaded Q value of the resonance circuit and the inductance becomes small and the transmission loss of the conductor line becomes large.
【0004】このように、導通抵抗の小さなAu系、A
g系、Cu系等の金属を導体として採用することは、そ
れらの融点が誘電体磁器組成物の焼成温度よりも低いこ
とから、極めて困難とされており、また低温で焼成が可
能とされた従来の誘電体磁器組成物を用いた基板におい
ては、比誘電率が小さく、MIC配線基板に応用する
と、機器の小型化が図れない等の問題を内在していたの
である。As described above, the Au system, A, which has a small conduction resistance,
It has been considered extremely difficult to employ a g-based or Cu-based metal as a conductor because their melting points are lower than the firing temperature of the dielectric ceramic composition, and it is possible to perform firing at a low temperature. A substrate using a conventional dielectric ceramic composition has a small relative permittivity, and when applied to a MIC wiring substrate, there is an inherent problem that the device cannot be downsized.
【0005】このため、本願出願人は、先に、特願平3
−81572号として、アノーサイト・チタン酸カルシ
ウム系組成のガラス粉末に、TiO2 とRE2 Ti2 O
7 (但し、REは希土類金属を示す。以下同じ)の粉末
を混合せしめた混合粉末を焼成してなり、生成したアノ
ーサイト・チタン酸カルシウム結晶質母相中に、それら
TiO2 粒子とRE2 Ti2 O7 粒子とが分散して存在
する誘電体磁器組成物を、提案した。この誘電体磁器組
成物は、Au系、Ag系、Cu系等の導体の融点(11
00℃前後)よりも低い温度で焼成され得る特徴を有す
るところから、それらの低抵抗の導体を内蔵した多層基
板を有利に作製することが出来るものであり、加えて、
TiO2 及びRE2 Ti2 O7 の添加によって、比誘電
率や無負荷Q値が効果的に高められており、優れた誘電
体磁器特性を有する組成物として、極めて利用価値の高
いものである特徴を有している。For this reason, the applicant of the present invention previously filed Japanese Patent Application No.
-81572, glass powder of anorthite / calcium titanate-based composition, TiO 2 and RE 2 Ti 2 O
7 (however, RE represents a rare earth metal; the same applies hereinafter) is formed by firing a mixed powder, and the TiO 2 particles and RE 2 are mixed in the produced anorthite-calcium titanate crystalline matrix. A dielectric ceramic composition in which Ti 2 O 7 particles and dispersed particles are present has been proposed. This dielectric porcelain composition has a melting point (11) for conductors such as Au, Ag, and Cu.
Since it has a characteristic that it can be fired at a temperature lower than (about 00 ° C.), it is possible to advantageously manufacture a multi-layer substrate incorporating these low-resistance conductors.
The addition of TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 effectively enhances the relative dielectric constant and the unloaded Q value, and is extremely useful as a composition having excellent dielectric ceramic characteristics. It has features.
【0006】しかしながら、このような優れた特徴を有
する、本願出願人が先に提案した誘電体磁器組成物にお
いても、従来の所謂低温焼成基板と同様に、導体配線が
多層構造となった基板を得るべく、所定の導体材料と共
に同時焼成した際には、焼成物に反り等の変形が生じる
問題が内在しており、この点において、今一つ改良の余
地が残されていたのである。However, even in the dielectric porcelain composition previously proposed by the applicant of the present invention having such excellent characteristics, a substrate in which the conductor wiring has a multi-layer structure is formed as in the case of the conventional so-called low temperature firing substrate. In order to obtain, there is an inherent problem that the fired product is deformed such as warped when co-fired with a predetermined conductor material, and there is still room for improvement in this respect.
【0007】[0007]
【解決課題】ここにおいて、本発明は、かかる事情を背
景にして為されたものであって、その課題とするところ
は、誘電体磁器の無負荷Q値が大きく、且つ共振周波数
の温度係数が小さい、また導通抵抗の小さな導体を内蔵
せしめ得る、焼成時に反り等の変形が生じない、高周波
用誘電体磁器組成物並びにその製造手法を提供すること
にある。The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to provide a dielectric ceramic with a large unloaded Q value and a temperature coefficient of a resonance frequency. It is an object of the present invention to provide a dielectric ceramic composition for high frequency and a manufacturing method thereof, in which a conductor having a small size and a low conduction resistance can be built in, deformation such as warpage does not occur during firing.
【0008】[0008]
【解決手段】そして、本発明は、かくの如き課題を解決
するために、アノーサイト・チタン酸カルシウム系組成
のガラス粉末に対してTiO2 及びRE2 Ti2 O7 を
配合してなる混合粉末を焼成してなり、生成したアノー
サイト・チタン酸カルシウム結晶質母相中に、前記Ti
O2 及びRE2 Ti2 O7 が粒子として分散して存在す
る誘電体磁器組成物において、前記混合粉末中に、Zn
O−SiO2 −B2 O 3 系ガラスを、5〜20重量%の
割合において添加、含有せしめたことを特徴とする高周
波用誘電体磁器組成物を、その要旨とするものである。The present invention solves the above problems.
In order to achieve, anorthite / calcium titanate-based composition
Glass powder of TiO2And RE2Ti2O7To
Anod produced by firing mixed powder
In the site-calcium titanate crystalline matrix, the Ti
O2And RE2Ti2O7Exist as particles dispersed
In the dielectric ceramic composition according to
O-SiO2-B2O 3Based glass of 5 to 20% by weight
High frequency characterized by being added and contained in proportion
A dielectric ceramic composition for waves is the subject of the invention.
【0009】また、本発明にあっては、アノーサイト・
チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末に対してTiO
2 及びRE2 Ti2 O7 を配合してなる混合粉末を原料
とし、この原料に、ZnO−SiO2 −B2 O3 系ガラ
スを5〜20重量%の割合において添加、含有せしめた
後、焼成し、主結晶相としてアノーサイトとチタン酸カ
ルシウムの結晶を析出せしめ、更にその主結晶相中に前
記TiO2 及びRE2Ti2 O7 を粒子として分散、存
在せしめることを特徴とする高周波用誘電体磁器組成物
の製法をも、その要旨とするものである。Further, according to the present invention, anorthite
TiO2 for glass powder of calcium titanate composition
2 and RE 2 Ti 2 O 7 were mixed as a raw material, and ZnO—SiO 2 —B 2 O 3 based glass was added to this raw material in a proportion of 5 to 20% by weight, and then, Firing, for precipitating crystals of anorthite and calcium titanate as a main crystal phase, and further dispersing and existing TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 as particles in the main crystal phase. A method of manufacturing the dielectric ceramic composition is also the subject of the invention.
【0010】[0010]
【具体的構成・作用】ところで、かかる本発明における
誘電体磁器組成物を与える原料の主成分たる混合粉末
は、アノーサイト・チタン酸カルシウム系組成のガラス
粉末に対して、TiO2 とRE2 Ti2 O7 とを必要な
誘電特性に応じて適宜に配合せしめて調整されるもので
あるが、優れた誘電特性や低温焼成特性をより有利に確
保する上において、一般に、下式を満足するような割合
において配合せしめることが望ましい。[Specific Structure / Operation] By the way, the mixed powder which is the main component of the raw material for providing the dielectric ceramic composition in the present invention is composed of TiO 2 and RE 2 Ti in comparison with glass powder of anorthite / calcium titanate type composition. It is adjusted by appropriately blending 2 O 7 with the required dielectric property, but in order to more advantageously secure excellent dielectric property and low temperature firing property, the following formula should generally be satisfied. It is desirable to mix them in various proportions.
【0011】 50重量% ≦ ガラス粉末 ≦ 95重量% 0重量% ≦ TiO2 ≦ 30重量% 0重量% ≦ RE2 Ti2 O7 ≦ 40重量% 5重量% ≦ TiO2 +RE2 Ti2 O7 ≦ 50
重量%50% by weight ≤ glass powder ≤ 95% by weight 0% by weight ≤ TiO 2 ≤ 30% by weight 0% by weight ≤ RE 2 Ti 2 O 7 ≤ 40% by weight 5% by weight ≤ TiO 2 + RE 2 Ti 2 O 7 ≤ Fifty
weight%
【0012】特に、上式を満足する割合において、Ti
O2 及びRE2 Ti2 O7 を添加することにより、低抵
抗のAu系、Ag系、Cu系等の導体と同時焼成を行な
う場合にも、導体が溶融するような不具合を招くことの
ない低温焼成が可能となり、導体線路を有利に内蔵化す
ることが出来、且つ優れた誘電体磁器特性を引き出すこ
とが可能となるのである。なお、かかるアノーサイト・
チタン酸カルシウム系組成のガラスの誘電体磁器特性を
有効に向上させるためには、TiO2 とRE2Ti2 O
7 とは、その合計量が5重量%以上となる割合で添加さ
れることとなる。In particular, in the proportion satisfying the above equation, Ti
Addition of O 2 and RE 2 Ti 2 O 7 does not cause problems such as melting of the conductor even when co-firing with low resistance Au-based, Ag-based, Cu-based conductors, etc. Low-temperature firing becomes possible, the conductor line can be advantageously built in, and excellent dielectric ceramic characteristics can be brought out. In addition,
In order to effectively improve the dielectric ceramic characteristics of glass having a calcium titanate composition, TiO 2 and RE 2 Ti 2 O are used.
7 means that the total amount is 5% by weight or more.
【0013】また、このような添加成分のうち、TiO
2 は、比誘電率が約100と大きいところから、その添
加により、得られる誘電体磁器組成物の比誘電率を大き
くすることが出来るものであり、また無負荷Q値も効果
的に高め得るのである。更に、このTiO2 は、その添
加量に応じて、誘電体磁器組成物の共振周波数の温度係
数(τf)をプラス側に変化させるものであって、τf
がマイナス側にある場合には、TiO2 を添加すること
によって、τfを高めることが出来、更にはプラス側に
大きくすることが出来る。Among such additive components, TiO 2
No. 2 has a large relative permittivity of about 100, and therefore, by adding it, the relative permittivity of the obtained dielectric ceramic composition can be increased, and the unloaded Q value can also be effectively increased. Of. Further, this TiO 2 changes the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency of the dielectric ceramic composition to the plus side in accordance with the addition amount of TiO 2.
When is on the minus side, τf can be increased by adding TiO 2 and can be further increased on the plus side.
【0014】なお、このTiO2 粉末は、通常、非常に
微細なものであるところから、アノーサイト・チタン酸
カルシウム系組成のガラスの焼結性を妨げ易い。そのた
めに、TiO2 を15重量%以上添加する場合にあって
は、予め仮焼して、その粒径を或る程度大きくしておく
ことが望ましい。例えば、そのような仮焼によって、B
ET比表面積が2m2 /g程度以下となるような粒子と
するのである。Since this TiO 2 powder is usually very fine, it tends to interfere with the sinterability of the glass of anorthite / calcium titanate type composition. Therefore, when TiO 2 is added in an amount of 15% by weight or more, it is desirable to calcinate in advance to increase the particle size to some extent. For example, by such calcination, B
The particles have an ET specific surface area of about 2 m 2 / g or less.
【0015】一方、RE2 Ti2 O7 も、比誘電率が約
40と大きいところから、その添加により、得られる誘
電体磁器組成物の比誘電率を大きくすることが出来、ま
た無負荷Q値も効果的に高め得るのである。なお、RE
2 Ti2 O7 におけるREとしては、Sm,Nd,L
a,Pr,Y等の希土類金属の何れもが用いられ得、ま
たそれは、希土類金属のうちの少なくとも1種の酸化物
若しくはそれを与える化合物とTiO2 とを、所定のモ
ル比となるように混合し、仮焼・合成せしめ、それを粉
砕することによって、調製されることとなる。勿論、複
数の種類の希土類金属を同時に使用することも可能であ
る。On the other hand, since RE 2 Ti 2 O 7 also has a large relative permittivity of about 40, its addition makes it possible to increase the relative permittivity of the dielectric ceramic composition to be obtained, and also the unloaded Q value. The value can be effectively increased. In addition, RE
RE in 2 Ti 2 O 7 includes Sm, Nd, L
Any of the rare earth metals such as a, Pr, Y, etc. can be used, so that at least one oxide of the rare earth metals or the compound that gives it and TiO 2 are in a predetermined molar ratio. It is prepared by mixing, calcining and synthesizing, and crushing it. Of course, it is also possible to use plural kinds of rare earth metals at the same time.
【0016】ところで、このRE2 Ti2 O7 は、前記
TiO2 とは反対に、誘電体磁器組成物の共振周波数の
温度係数(τf)を、その添加量に応じてマイナス側に
変化させるものであり、τfがプラス側にある場合に
は、RE2 Ti2 O7 を添加することによって、τfを
低くすることが出来、更にはマイナス側に大きくするこ
とが出来るのである。従って、このRE2 Ti2 O7 と
前記TiO2 との添加量を適宜に調整することによっ
て、得られる誘電体磁器組成物の比誘電率及び無負荷Q
値を高めつつ、その温度係数を所望の値に制御して、そ
の値を小さくする(零とする)ことが可能となるのであ
る。By the way, this RE 2 Ti 2 O 7 changes the temperature coefficient (τf) of the resonance frequency of the dielectric ceramic composition to the negative side depending on the addition amount, contrary to the above-mentioned TiO 2. When τf is on the plus side, RE 2 Ti 2 O 7 can be added to reduce τf and further increase it on the minus side. Therefore, the relative dielectric constant and the unloaded Q of the dielectric ceramic composition obtained by appropriately adjusting the addition amount of this RE 2 Ti 2 O 7 and the TiO 2
While increasing the value, the temperature coefficient can be controlled to a desired value and the value can be reduced (set to zero).
【0017】そして、本発明において、誘電体磁器組成
物の結晶質母相となるアノーサイト・チタン酸カルシウ
ム系組成のガラスは、焼成により析出する主結晶がアノ
ーサイト(CaO・Al2 O3 ・2SiO2 )とチタン
酸カルシウム(CaTiO3)の混合系結晶となるガラ
ス組成であれば、基本的には問題ない。中でも、好まし
くは、この結晶を構成する成分たるAl2 O3 ,SiO
2 ,CaO,及びTiO2 を、それぞれ、20〜40重
量%、20〜40重量%、5〜30重量%、2〜20重
量%程度の割合で用いる。In the present invention, the glass of anorthite / calcium titanate composition, which is the crystalline mother phase of the dielectric porcelain composition, has the main crystals precipitated by firing as anorthite (CaO.Al 2 O 3 Basically, there is no problem if the glass composition is a mixed crystal of 2SiO 2 ) and calcium titanate (CaTiO 3 ). Above all, it is preferable that Al 2 O 3 and SiO, which are the constituents of the crystal, are used.
2 , CaO, and TiO 2 are used in proportions of about 20 to 40% by weight, 20 to 40% by weight, 5 to 30% by weight, and 2 to 20% by weight, respectively.
【0018】さらに、上記の4成分だけでは、ガラス粉
末を焼結する際の結晶化の進行が早過ぎて、緻密化が不
充分となるところから、有利には、ガラス成分として、
BaO成分、B2 O3 成分が、更に含有せしめられる。
このBaO成分としては、BaO自体やBaCO3 等が
添加され得るが、通常、BaOとしての含有量が0〜2
0重量%となるようにされる。また、B2 O3 成分とし
ては、B2 O3 自体やH2 BO3 等が添加され得るが、
通常、B2 O3 としての含有量が2重量%を越え、20
重量%以下の範囲となるようにされ、且つそれらBaO
とB2 O3 の合計量が5〜30重量%となる割合で含有
せしめられる。それによって、緻密化と結晶化のバラン
スの良い誘電体磁器が得られるのである。Furthermore, since the crystallization of the glass powder progresses too fast and the densification becomes insufficient with only the above-mentioned four components, the glass component is preferably used as the glass component.
A BaO component and a B 2 O 3 component are further contained.
As the BaO component, BaO itself or BaCO 3 may be added, but the content as BaO is usually 0 to 2
It is made to be 0% by weight. As the B 2 O 3 component, B 2 O 3 itself, H 2 BO 3 or the like may be added,
Usually, the content as B 2 O 3 exceeds 2% by weight, and
And the BaO content of the BaO
And B 2 O 3 are contained in a ratio of 5 to 30% by weight. As a result, a dielectric porcelain having a good balance between densification and crystallization can be obtained.
【0019】なお、このような組成のガラスは、公知の
各種のガラス化手法によって調製され得るものであり、
上記各原料成分を目的とするアノーサイト・チタン酸カ
ルシウム系組成を与える割合で配合してなる混合物を溶
融せしめ、その溶融物を急冷却して、ガラス化せしめる
ことによって得られる。そして、通常、この得られたガ
ラスを粉砕して、粉末化して用いることとなるが、この
ガラス粉末は、その焼結性を高めるために、一般に、2
0μm以下、特に1〜10μm程度の粒度に整えられ
る。The glass having such a composition can be prepared by various known vitrification techniques.
It can be obtained by melting a mixture obtained by mixing the above-mentioned respective raw material components in a ratio that gives the intended anorthite / calcium titanate composition, quenching the melt, and vitrifying. Usually, the obtained glass is crushed and powdered before use. However, this glass powder is generally used in order to improve its sinterability.
The particle size is adjusted to 0 μm or less, particularly about 1 to 10 μm.
【0020】また、かくして調整される、アノーサイト
・チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末とTiO2 と
RE2 Ti2 O7 とからなる混合粉末には、更に必要に
応じて、得られる誘電体磁器組成物の機械的特性を向上
させるために、所定のフィラー粉末を配合せしめること
が可能である。そのようなフィラー粉末としては、アル
ミナ、石英、ムライト、フォルステライト、石英ガラス
等があるが、それらの中でアルミナは強度を高めること
が出来、石英、ムライト、フォルステライトは熱膨張係
数を調節することが出来る。なお、このようなフィラー
粉末の添加量が多くなると、低温度下での緻密化が困難
となるため、通常、これらフィラー粉末の合計量が誘電
体組成物の100重量部に対して30重量部程度以下の
割合となるように配合されることとなる。Further, the thus prepared powder mixture of glass powder of anorthite / calcium titanate composition, TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 may further contain, if necessary, the dielectric ceramics obtained. It is possible to incorporate certain filler powders in order to improve the mechanical properties of the composition. Examples of such filler powder include alumina, quartz, mullite, forsterite, and quartz glass. Among them, alumina can enhance the strength, and quartz, mullite, and forsterite adjust the thermal expansion coefficient. You can When the amount of such filler powder added is large, it becomes difficult to densify at a low temperature. Therefore, the total amount of these filler powders is usually 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the dielectric composition. It will be blended so as to have a ratio of not more than about.
【0021】そして、本発明にあっては、上記の如く構
成される誘電体磁器組成物の焼成時の反り等の変形を抑
制するために、かかる誘電体磁器組成物を与えるアノー
サイト・チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末とTi
O2 とRE2 Ti2 O7 とを配合してなる混合粉末に対
して、更に、ZnO−SiO2 −B2 O3 系ガラスが、
添加、含有せしめられるのであるが、それは、混合粉末
中において5〜20重量%の割合となるように配合され
ることとなる。けだし、このZnO−SiO2−B2 O
3 系ガラスの添加量が5重量%よりも少なくなると、反
り等の変形が大きくなり、また20重量%よりも大きく
なると、焼結性が劣化するようになるからである。Further, in the present invention, an anorthite titanic acid which provides such a dielectric ceramic composition in order to suppress deformation such as warpage during firing of the dielectric ceramic composition configured as described above. Calcium-based glass powder and Ti
ZnO—SiO 2 —B 2 O 3 -based glass is further added to the mixed powder formed by blending O 2 and RE 2 Ti 2 O 7 .
Although it is added and contained, it will be compounded in a proportion of 5 to 20% by weight in the mixed powder. Capped, the ZnO-SiO 2 -B 2 O
This is because if the addition amount of the 3 type glass is less than 5% by weight, the deformation such as warpage becomes large, and if it is more than 20% by weight, the sinterability is deteriorated.
【0022】なお、この添加含有せしめられるZnO−
SiO2 −B2 O3 系ガラスとしては、公知の組成のも
のが適宜に選択使用され、例えば1975年、朝倉書店
発行の「ガラスハンドブック」第147頁に示される、
下記の如き組成のものが用いられることとなる。Incidentally, this ZnO-containing additive is added.
As the SiO 2 —B 2 O 3 based glass, one having a known composition is appropriately selected and used, and for example, it is shown in “Glass Handbook”, page 147, published by Asakura Shoten in 1975,
The following composition will be used.
【0023】 60重量% ≦ ZnO ≦ 70重量% 5重量% ≦ SiO2 ≦ 15重量% 20重量% ≦ B2 O3 ≦ 30重量% ZnO+SiO2 +B2 O3 = 100重量%60% by weight ≤ ZnO ≤ 70% by weight 5% by weight ≤ SiO 2 ≤ 15% by weight 20% by weight ≤ B 2 O 3 ≤ 30% by weight ZnO + SiO 2 + B 2 O 3 = 100% by weight
【0024】また、本発明に従う誘電体磁器組成物を製
造するに際しては、前記したアノーサイト・チタン酸カ
ルシウム系組成のガラス粉末とTiO2 とRE2 Ti2
O7とが配合されてなる混合粉末に対して、更に、Zn
O−SiO2 −B2 O3 系ガラスを添加、含有せしめた
原料粉末を用い、この原料粉末から、例えばドクターブ
レード法等の公知の各種の成形手法に従って形成された
成形体を、常法に従って焼成して、緻密化せしめ、更に
アノーサイト・チタン酸カルシウム系組成のガラス成分
を結晶化させて、主結晶相としてアノーサイトとチタン
酸カルシウムの結晶を析出せしめ、結晶質母相を生成せ
しめることにより、かかるアノーサイト・チタン酸カル
シウム系組成の生成結晶質母相(主結晶相)中に、Ti
O2 やRE2 Ti2 O7 を粒子として分散、存在させた
誘電体磁器組成物を得るものである。Further, when the dielectric ceramic composition according to the present invention is manufactured, the above-mentioned glass powder of anorthite / calcium titanate type composition, TiO 2 and RE 2 Ti 2 are used.
In addition to the mixed powder of O 7 and Zn,
A raw material powder to which O-SiO 2 -B 2 O 3 based glass was added and contained was used, and from this raw material powder, a molded body formed according to various known molding methods such as a doctor blade method was prepared according to a conventional method. Baking to densify and further crystallize the glass component of anorthite / calcium titanate composition, precipitating crystals of anorthite and calcium titanate as the main crystal phase to form a crystalline matrix phase. In the crystalline crystalline mother phase (main crystalline phase) of such anorthite / calcium titanate composition, Ti
It is intended to obtain a dielectric ceramic composition in which O 2 and RE 2 Ti 2 O 7 are dispersed and present as particles.
【0025】特に、本発明では、焼成操作に際して、焼
成温度が有利に1100℃以下とされ得、その下限は8
00℃程度とされ得るものである。また、ガラス成分の
結晶化は、焼成温度で保持することにより、焼成操作と
同時に或いはそれに引き続いて行なうことが出来るが、
通常、850℃〜1100℃程度の温度が採用される。
それ故、本発明に従う誘電体磁器組成物にあっては、低
抵抗のAu系、Ag系、Cu系等の導体を内蔵化するに
際して、それら導体の融点以下で焼成及び結晶化を行な
うことが出来、導体が溶融するような不具合を招くこと
が、良好に回避され得るのである。In particular, in the present invention, the firing temperature can be advantageously set to 1100 ° C. or lower in the firing operation, and the lower limit is 8
The temperature may be about 00 ° C. Further, the crystallization of the glass component can be performed at the same time as or subsequent to the firing operation by holding at the firing temperature.
Usually, a temperature of about 850 ° C. to 1100 ° C. is adopted.
Therefore, in the dielectric ceramic composition according to the present invention, when a low resistance conductor such as Au-based, Ag-based or Cu-based conductor is incorporated, firing and crystallization may be performed below the melting point of the conductor. It is possible to satisfactorily avoid the problem that the conductor is melted and the conductor is melted.
【0026】[0026]
【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変
更、修正、改良等を加え得るものであることが、理解さ
れるべきである。EXAMPLES Some examples of the present invention will be shown below to clarify the present invention in more detail. However, the present invention is not limited by the description of such examples. Needless to say, it is not something to receive. In addition to the following embodiments, the present invention is not limited to the above specific description, and various changes and modifications are made based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It is to be understood that improvements, etc. can be added.
【0027】先ず、原料として、酸化アルミニウム(A
l2 O3 )、酸化珪素(SiO2 )、炭酸カルシウム
(CaCO3 )、酸化チタン(TiO2 )、炭酸バリウ
ム(BaCO3 )、及びホウ酸(H2 BO3 )を用い
て、Al2 O3 ,SiO2 ,CaO,TiO2 ,Ba
O,及びB2 O3 の割合が、それぞれ、下記表1に示さ
れるガラス組成(イ〜ハ)になるように秤量した。そし
て、それぞれの原料混合物を白金製の坩堝に入れて、1
600℃で溶融した後、水中に投下して、急冷せしめる
ことにより、アノーサイト・チタン酸カルシウム組成系
ガラスを得た。そして、得られた各種のガラスを、アル
ミナ製ポットの中に、アルミナ玉石と共に投入して、純
水を加え、湿式粉砕して、ガラス粉末イ〜ハとした。First, aluminum oxide (A
l 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), barium carbonate (BaCO 3 ), and boric acid (H 2 BO 3 ), Al 2 O 3 , SiO 2 , CaO, TiO 2 , Ba
The proportions of O and B 2 O 3 were weighed so that the glass compositions (A to C) shown in Table 1 below were obtained. Then, put each raw material mixture into a platinum crucible and
After melting at 600 ° C., it was poured into water and rapidly cooled to obtain an anorthite / calcium titanate composition type glass. Then, the various kinds of glass thus obtained were put into an alumina pot together with alumina boulders, pure water was added, and wet pulverization was performed to obtain glass powders I to C.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】また、上記とは別に、下記表2に示される
組成のZnO−SiO2 −B2 O3系ガラス粉末A〜C
を用意した。Separately from the above, ZnO—SiO 2 —B 2 O 3 type glass powders A to C having the compositions shown in Table 2 below.
Prepared.
【0030】[0030]
【表2】 [Table 2]
【0031】かくして得られたアノーサイト・チタン酸
カルシウム組成系ガラス粉末イ〜ハとZnO−SiO2
−B2 O3 系ガラス粉末A〜Cを用いて、下記表3に示
される組成に従って、TiO2 及びRE2 Ti2 O
7 (REは、Nd,La,Sm,Prの何れかである)
をそれぞれ秤量し、更にアクリル系バインダ、可塑剤、
溶剤、分散剤等を加え、アルミナ製ポット及びアルミナ
玉石を用いて充分に混合し、スラリーとした。そして、
その得られたスラリーを、粘度調整した後、通常のドク
ターブレード法により、厚さ:0.4mmのグリーンテ
ープ状に成形した。The thus obtained anorthite / calcium titanate composition type glass powders a to c and ZnO-SiO 2
Using -B 2 O 3 based glass powder A through C, according to the composition shown in Table 3, TiO 2 and RE 2 Ti 2 O
7 (RE is Nd, La, Sm, or Pr)
Are weighed separately, and further, acrylic binder, plasticizer,
A solvent, a dispersant and the like were added, and the mixture was thoroughly mixed using an alumina pot and alumina cobblestone to form a slurry. And
After adjusting the viscosity of the obtained slurry, the slurry was molded into a green tape having a thickness of 0.4 mm by an ordinary doctor blade method.
【0032】[0032]
【表3】 [Table 3]
【0033】一方、Ag粉末、バインダ、テルピネオー
ル等の溶剤を用い、トリロールミルによりよく混練し
て、印刷用の導体ペーストを調製した。On the other hand, a solvent such as Ag powder, a binder and terpineol was used and well kneaded by a triroll mill to prepare a conductor paste for printing.
【0034】次いで、この得られた導体ペーストを用
い、上記で成形したグリーンテープ上に、スクリーン印
刷法により、各種パターンの導体線路を形成した。その
後、この印刷テープを用い、印刷されていないグリーン
テープと共に、所定の順序で重ね合わせ、温度:100
℃、圧力:100kgf/cm2 の条件で積層一体化せ
しめた。そして、かくして得られた積層物を切断して、
70mm×70mmの大きさで、2mmの厚さとした
後、空気中において900℃の温度で1時間焼成するこ
とにより、ストリップライン型共振器を内蔵した基板を
作製した。Then, using the obtained conductor paste, conductor patterns of various patterns were formed on the green tape molded above by the screen printing method. After that, using this printing tape, the green tape and the unprinted green tape were superposed in a predetermined order, and the temperature was 100.
° C., pressure: was allowed integrally laminated under conditions of 100 kgf / cm 2. Then, by cutting the laminate thus obtained,
A substrate with a built-in stripline resonator was produced by making it 70 mm × 70 mm in size and having a thickness of 2 mm, and then baking it in air at a temperature of 900 ° C. for 1 hour.
【0035】かくして得られた各種の焼成体について、
その反り(反りのない平坦な状態の高さと反った状態に
おける高さとの差)を測定して、その結果を、下記表4
に示した。また材料の誘電率及び無負荷Q値について
も、別途ペレットを作成し、平行導体板型誘電体共振器
法により測定し、その結果を、下記表4に併わせ示し
た。なお、無負荷Q値は、3GHzでの値に換算して示
した。Regarding the various fired bodies thus obtained,
The warpage (the difference between the height in a flat state without warpage and the height in a warped state) was measured, and the results are shown in Table 4 below.
It was shown to. Regarding the dielectric constant and the unloaded Q value of the material, pellets were separately prepared and measured by the parallel conductor plate type dielectric resonator method. The results are also shown in Table 4 below. The unloaded Q value was converted to a value at 3 GHz.
【0036】[0036]
【表4】 [Table 4]
【0037】かかる表4の結果より明らかなように、ア
ノーサイト・チタン酸カルシウム系組成のガラス粉末に
TiO2 及びRE2 Ti2 O7 を添加せしめてなる混合
粉末に対して、更に、本発明に従って、ZnO−SiO
2 −B2 O3 系ガラスの所定量を添加せしめたものから
得られる誘電体磁器にあっては、ワレ等の欠陥は何等認
められず、また反りは、表に示されるように、非常に小
さく、実用上問題のないレベルであることを認めた。こ
れに対して、No.19〜28の比較例に示されるよう
に、ZnO−SiO2 −B2 O3 系ガラスの添加量が少
ないものにあっては、得られた焼成体の反りは約3mm
前後を示し、非常に大きく変形したものとなり、またZ
nO−SiO2 −B2 O3 系ガラスの添加量が多いもの
にあっては、緻密化することが出来ず、そのために、目
的とする誘電体磁器を得ることが出来なかった。As is clear from the results shown in Table 4, the present invention was further applied to a mixed powder obtained by adding TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 to glass powder of anorthite / calcium titanate type composition. According to ZnO-SiO
No defects such as cracks were observed in the dielectric porcelain obtained by adding a predetermined amount of 2- B 2 O 3 -based glass, and the warpage was extremely high as shown in the table. It was recognized that it was small and had no problem in practical use. On the other hand, No. As shown in Comparative Examples 19 to 28, when the amount of ZnO—SiO 2 —B 2 O 3 based glass added was small, the warpage of the obtained fired body was about 3 mm.
It shows the front and back, it becomes a very deformed one, and Z
the apparatus having the added amount of nO-SiO 2 -B 2 O 3 based glass is large, can not be densified, for which, it was not possible to obtain a dielectric ceramic for the purpose.
【0038】[0038]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る誘電体磁器組成物は、Au系、Ag系、Cu系等
の導体の融点よりも低い温度で焼成され得る特徴を有
し、それらの低抵抗の導体を内蔵した多層基板を有利に
作製することが出来ることに加えて、そのように焼成し
て得られる多層基板の反り等の変形を、効果的に抑制す
ることが出来るものである。また、TiO2 やRE2 T
i2 O7 の添加によって、その比誘電率や無負荷Q値が
効果的に高められ、そのために、優れた誘電体磁器特性
を有する組成物として、有利に用いられ得る利点をも有
するものである。As is apparent from the above description, the dielectric ceramic composition according to the present invention has a feature that it can be fired at a temperature lower than the melting point of the conductor such as Au-based, Ag-based or Cu-based. In addition to being able to advantageously manufacture a multi-layered substrate incorporating these low-resistance conductors, it is possible to effectively suppress deformation such as warpage of the multi-layered substrate obtained by such firing. It is a thing. In addition, TiO 2 and RE 2 T
The addition of i 2 O 7 effectively increases the relative permittivity and unloaded Q value of the i 2 O 7 , and therefore has the advantage that it can be advantageously used as a composition having excellent dielectric ceramic characteristics. is there.
Claims (2)
成のガラス粉末に対してTiO2 及びRE2 Ti2 O7
(但し、REは希土類金属を示す)を配合してなる混合
粉末を焼成してなり、生成したアノーサイト・チタン酸
カルシウム結晶質母相中に、前記TiO2 及びRE2 T
i2 O7 が粒子として分散して存在する誘電体磁器組成
物において、前記混合粉末中に、ZnO−SiO2 −B
2 O3系ガラスを、5〜20重量%の割合において添
加、含有せしめたことを特徴とする高周波用誘電体磁器
組成物。1. TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 for glass powder of anorthite / calcium titanate composition.
(However, RE represents a rare earth metal) is mixed to form a powder of anorthite / calcium titanate crystalline matrix, and TiO 2 and RE 2 T
In a dielectric ceramic composition in which i 2 O 7 is dispersed and present as particles, ZnO—SiO 2 —B is contained in the mixed powder.
A dielectric ceramic composition for high frequency, wherein 2 O 3 glass is added and contained in a proportion of 5 to 20% by weight.
成のガラス粉末に対してTiO2 及びRE2 Ti2 O7
(但し、REは希土類金属を示す)を配合してなる混合
粉末を原料とし、この原料に、ZnO−SiO2 −B2
O3 系ガラスを5〜20重量%の割合において添加、含
有せしめた後、焼成し、主結晶相としてアノーサイトと
チタン酸カルシウムの結晶を析出せしめ、更にその主結
晶相中に前記TiO2 及びRE2 Ti2 O7 を粒子とし
て分散、存在せしめることを特徴とする高周波用誘電体
磁器組成物の製法。2. TiO 2 and RE 2 Ti 2 O 7 for glass powder of anorthite / calcium titanate composition.
(However, RE represents a rare earth metal) is used as a raw material, and ZnO—SiO 2 —B 2 is added to this raw material.
After adding and containing O 3 -based glass in a proportion of 5 to 20% by weight, firing is carried out to precipitate crystals of anorthite and calcium titanate as a main crystal phase, and further TiO 2 and TiO 2 are contained in the main crystal phase. A process for producing a dielectric ceramic composition for high frequencies, characterized in that RE 2 Ti 2 O 7 is dispersed and present as particles.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4092183A JPH05266709A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | High frequency dielectric ceramic composition and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP4092183A JPH05266709A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | High frequency dielectric ceramic composition and its manufacture |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05266709A true JPH05266709A (en) | 1993-10-15 |
Family
ID=14047327
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4092183A Pending JPH05266709A (en) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | High frequency dielectric ceramic composition and its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05266709A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997002221A1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-23 | Tdk Corporation | Dielectric porcelain, process for production thereof, and electronic parts produced therefrom |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP4092183A patent/JPH05266709A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997002221A1 (en) * | 1995-06-30 | 1997-01-23 | Tdk Corporation | Dielectric porcelain, process for production thereof, and electronic parts produced therefrom |
US5723395A (en) * | 1995-06-30 | 1998-03-03 | Tdk Corporation | Dielectric ceramic composition, its preparation method, multilayer chip capacitor, dielectric filter, and electronic parts |
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