JP3624408B2 - Glass ceramic dielectric material - Google Patents

Glass ceramic dielectric material Download PDF

Info

Publication number
JP3624408B2
JP3624408B2 JP09438695A JP9438695A JP3624408B2 JP 3624408 B2 JP3624408 B2 JP 3624408B2 JP 09438695 A JP09438695 A JP 09438695A JP 9438695 A JP9438695 A JP 9438695A JP 3624408 B2 JP3624408 B2 JP 3624408B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
glass
tio
ceramic
glass ceramic
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP09438695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH08259265A (en
Inventor
広光 渡辺
芳夫 馬屋原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Glass Co Ltd filed Critical Nippon Electric Glass Co Ltd
Priority to JP09438695A priority Critical patent/JP3624408B2/en
Publication of JPH08259265A publication Critical patent/JPH08259265A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3624408B2 publication Critical patent/JP3624408B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Inorganic Insulating Materials (AREA)

Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、特にマイクロ波領域の周波数、具体的には、0.1GHz以上の周波数において高い比誘電率と低い誘電損失を有し、マイクロ波用回路部品材料として好適なガラスセラミックス誘電体材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
高度情報化時代を迎え、情報伝達は、より高速化、高周波化の傾向にある。自動車電話やパーソナル無線に代表される移動体通信機器、衛星放送、衛星通信、CATV等に代表されるニューメディア機器では、機器のコンパクト化が強く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】
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になる。比誘電率εの誘電体中を伝播する電磁波の波長λは、真空中の波長をλ とすると、
λ=λ /√ε
となる。回路素子は、εの平方根に反比例して小型化できるが、また素子の比誘電率が大きいと、電磁波エネルギーが素子内に集中するため、電磁波の漏れが少なくなるという利点もある。
【0004】
上記事情から近年では、回路部品材料として、マイクロ波領域の周波数において高い比誘電率を有するセラミックスが各種開発されている。
【0005】
また上記の周波数において高い比誘電率を有するガラス繊維によって樹脂を補強した材料も開発され、特開平4−322007号公報、特開平4−367537号公報において具体的に開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記したセラミックス材料として、例えばBaO−TiO 系セラミック、BaO−Ln −TiO 系セラミック、複合ペロブスカイト系セラミック、ZrO −TiO −SnO 系セラミック等が知られている。これらのセラミックス材料は、高誘電率、低誘電損失であり、しかも強度が高いものである。しかしながらこれらの材料をシート状に成形し、複数枚を積層した後、焼成して積層型の高周波デバイスや回路基板を作製する場合、1200℃以上の温度で焼成する必要があるため、電極や導体材料として銀や銅を使用することができず、より耐熱性に優れた高価な材料を使用する必要があり、材料コストが高くなるという欠点を有している。
【0007】
また上記したガラス繊維によって樹脂を補強した材料は、セラミックスに比べて切断、孔開け加工等の点で優れているが、0.1GHz以上の周波数で、10以上の比誘電率を得ようとすると、従来より回路基板に広く用いられてきたエポキシ樹脂に代えて、ポリフッ化ビニリデン(ε=13)やシアノ樹脂(ε=16〜20)のような比誘電率の高い樹脂を使用する必要がある。しかしながらこのような樹脂は、高周波(特に100MHz以上)での誘電損失(tanδ)が高く、マイクロ波用回路基板材料としては性能が良くない。しかもこのような樹脂を使用した回路基板は、基本的に耐熱性が低いという欠点もある。
【0008】
本発明の目的は、マイクロ波領域の周波数において高い比誘電率と低い誘電損失を有し、且つ、低温で焼成可能であるため、電極や導体材料として銀や銅が使用可能であり、しかも機械的強度が高く、耐熱性が良好であり、マイクロ波用回路部品材料として好適なガラスセラミックス誘電体材料を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は種々の実験を重ねた結果、SiO 、Ln 、TiO 、RO、ZnOを主成分とする結晶性のガラス粉末と、高誘電率、低誘電損失のセラミックス粉末とを組み合わせることにより、上記目的を達成できるガラスセラミックス材料が得られることを見いだし、本発明として提案するものである。
【0010】
即ち、本発明のガラスセラミックス誘電体材料は、重量百分率でガラス粉末40〜9%、セラミックス粉末60〜%からなり、該ガラス粉末がSiO10〜35%、Ln 5〜35%、TiO 15〜50%、RO 3〜45%、ZnO 0.1〜25%、PbO 0〜30%、Bi 0〜30%、ZrO 0〜25%からなることを特徴とする。
【0011】
本発明において、ガラス粉末とセラミックス粉末の割合を上記のように限定した理由は、ガラス粉末が40%より少ない(即ち、セラミックス粉末が60%より多い)と焼成時に緻密化し難いために、焼成体の強度が著しく低下したり焼成体内部に多数の気孔が生じて誘電率が低下する。一方、ガラス粉末が9%より多い(即ち、セラミックス粉末が%より少ない)とガラス成分が焼成体表面から浮き出し、表面に印刷される導体との接着強度が低下する。
【0012】
またガラス粉末の組成限定理由は以下の通りである。
【0013】
SiO はガラスのネットワークフォーマーであり、その含有量は10〜35%、好ましくは15〜30%である。SiO が10%より少ないとガラス化範囲より外れ、安定したガラスが得られなくなり、35%より多いとガラスの比誘電率が低くなる。
【0014】
Ln (La 、CeO 、Pr11、Nd 等のランタノイド系酸化物)は比誘電率を高める成分であるとともに析出結晶の構成成分となり、その含有量は合量で5〜35%、好ましくは10〜30%である。Lnの合量が5%より少ないと析出結晶量が少なくなり、比誘電率が低下するとともに焼成体の強度が低下し、35%より多いとガラス成形時に失透し易くなる。
【0015】
TiO も比誘電率を高める成分であるとともに析出結晶の構成成分となる。またSiO と同じくガラスのネットワークフォーマーとなり、その含有量は15〜50%、好ましくは20〜45%である。TiO が15%より少ないと析出結晶量が少なくなって比誘電率が低下するとともに焼成体の強度が低下し、50%より多いとガラス成形時に失透し易くなる。
【0016】
RO(BaO、CaO、SrO等のアルカリ土類金属酸化物)も比誘電率を高める成分であるとともに析出結晶の構成成分となり、その含有量は合量で3〜45%、好ましくは5〜35%である。ROが3%より少ないと析出結晶が少なくなって比誘電率が低下するとともに焼成体の強度が低下し、また溶解性が悪くなる。ROが45%より多いとガラス成形時に失透し易くなる。
【0017】
なおROの各成分は、BaO 3〜35%、CaO 0〜15%、SrO 0〜15%の範囲であることが好ましく、特にBaO 5〜30%、CaO 0〜10%、SrO 0〜10%であることが望ましい。
【0018】
ZnOは析出結晶量を増加させるとともに溶解性を向上させる成分であり、その含有量は0.1〜25%、好ましくは1〜20%である。ZnOが0.1%より少ないと結晶の析出量が不十分になるとともに溶解性が低下し、25%より多いとガラス成形時に失透し易くなる。
【0019】
PbOは比誘電率を高めるとともに溶解性を向上させる成分であり、その含有量は0〜30%、好ましくは0〜25%である。PbOが30%より多いと析出結晶量が少なくなって焼結体の強度が低下する。
【0020】
Bi もPbOと同様に比誘電率を高めるとともに溶解性を向上させる成分であり、その含有量は0〜30%、好ましくは0〜25%である。Biが30%より多いと析出結晶量が少なくなって焼結体の強度が低下する。
【0021】
ZrO はガラスの化学的耐久性を高める成分であり、その含有量は0〜25%、好ましくは0〜20%である。ZrO が25%より多いと溶解性が悪くなる。
【0022】
本発明において使用するセラミックス粉末としては、高い比誘電率、低い誘電損失の材料であれば種々のものが使用できる。特に1GHzにおける比誘電率が9以上、且つ、誘電損失が20×10−4以下のセラミックス材料を使用することが好ましい。
【0023】
このようなセラミックス材料の好適な例として、Al 、ZrO 、ZrSiO 、ZrTiO 、TiO 、BaTi やBa Ti20やCaTiO やSrTiO 等のRO−TiO 系セラミック、Nd Ti24やLa Ti24等のLn −TiO 系セラミック、及びBaNd Ti14やSrPr Ti10等のRO−Ln −TiO 系セラミックの群より選択された1種又は2種以上組み合わせて使用することができる。
【0024】
【作用】
本発明のガラスセラミックス誘電体材料は、焼成することによりガラス中からBa Ti20、CaTiO 、SrTiO 等のRO−TiO 系結晶や、La Ti24、Nd Ti24等のLn −TiO 系結晶や、SrPr Ti10、BaNd Ti14等のRO−Ln −TiO 系結晶が析出する。さらにこれらの系の結晶中にPbOやBi が含まれる場合もある。上記各結晶は、高い比誘電率、低い誘電損失及び高い機械的強度を有するため、これらの特性に優れた焼成体を得ることができる。
【0025】
【実施例】
以下、本発明のガラスセラミックス誘電体材料を実施例に基づき説明する。
【0026】
表1は、本実施例で使用するガラス粉末(試料A〜F)を示すものである。
【0027】
【表1】

Figure 0003624408
【0028】
表1のガラス試料は以下のように調製した。
【0029】
まず原料として、純珪粉、酸化ランタン、酸化セリウム、酸化プラセオジウム、酸化ネオジウム、酸化チタン、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化ジルコニウムを準備し、表中の各組成となるように原料を調合した後、白金坩堝に入れて1400〜1500℃で3〜6時間溶融してから、水冷ローラーによって薄板状に成形した。次いでこの成形体を粗砕した後、水を加えてボールミルにより湿式粉砕し、平均粒径が1.5〜3.0μmの粉末とした。
【0030】
こうして得られたガラス粉末は、1GHzの周波数で15.9〜18.6の比誘電率と13〜20×10−4の誘電損失を有していた。
【0031】
また表2は、本実施例で使用するセラミックス粉末(試料a〜g)を示すものである。
【0032】
【表2】
Figure 0003624408
【0033】
表2中、試料aのAl と試料bのZrO は市販品を使用した。またそれ以外のセラミックス粉末は、原料として酸化ジルコニウム、純珪粉、酸化チタン、炭酸バリウム、酸化ネオジウムを準備し、表2のセラミックスとなるように各原料を調合した後、水を加えてボールミルにより24時間湿式混合し、次いで乾燥させてから、表中の焼成条件で焼成し、この焼成物をボールミルで平均粒径が1.5〜3.0μmになるまで粉砕することによって作製した。
【0034】
こうして得られたセラミックス粉末は、1GHzの周波数で、9.0〜100.0の比誘電率と、0.5〜8.0×10−4の誘電損失を有していた。
【0035】
表3、4は、表1のガラス粉末と、表2のセラミックス粉末とを混合して作製したガラスセラミックス誘電体材料(試料No.1〜16)を示すものである。
【0036】
【表3】
Figure 0003624408
【0037】
【表4】
Figure 0003624408
【0038】
これらのガラスセラミック誘電体材料からなるグリーンシートを作製し、その複数枚を積層し焼結させる方法を以下に述べる。
【0039】
まずガラス粉末とセラミック粉末を表中の割合で混合した後、所定量の結合剤、可塑剤及び溶剤を添加してスラリーを調製する。結合剤としては、例えばポリビニルブチラール樹脂、メタアクリル酸樹脂等、可塑剤としては、例えばフタル酸ジブチル等、溶剤としては、例えばトルエン、メチルエチルケトン等を使用することができる。
【0040】
次いで上記のスラリーをポリエステルフィルム上にドクターブレード法によって塗布し、厚みが約0.2mmのグリーンシートを作製する。その後、このグリーンシートを乾燥させ、所定寸法に切断してから、機械的加工を施してスルーホールを形成し、導体や電極となる低抵抗金属材料をスルーホール及びグリーンシート表面に印刷する。次いでこのようなグリーンシートの複数枚を積層し、熱圧着によって一体化する。
【0041】
このようにして得た積層グリーンシートを、約3℃/分の速度で約500℃まで昇温し、この温度で約30分保持することによってグリーンシート中の有機物質を除去する。その後、約10℃/分の速度で表中の焼成温度まで昇温し、その温度で表中の焼成時間保持して焼結させる。
【0042】
表3、4から明らかなように、実施例の各試料は、900℃の低温で焼成可能であり、得られた焼成体は1GHzの周波数で20.4〜58.7の比誘電率と12〜20×10−4の誘電損失を有していた。しかも曲げ強度が1800kg/cm以上と高く、熱膨張係数が81〜90×10−7/℃であった。
【0043】
なお、表中の比誘電率と誘電損失は、インピーダンスアナライザーを使用し、25℃の温度での値を求めた。熱膨張係数は、石英押棒式のディラトメーターを使用して測定した。また軟化点は、周知のファイバー法によって測定した。さらに曲げ強度は、10×45×1mmの大きさとなるように作製した焼成体を3点荷重測定法によって測定した。
【0044】
また実施例では、本発明のガラスセラミックの製造方法として、グリーンシートの例を挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、一般にセラミックの製造に用いられる各種の方法を適用することが可能である。
【0045】
【発明の効果】
以上のように本発明のガラスセラミックス誘電体材料は、1000℃以下の低温で焼成することが可能であり、電極や導体材料として銀や銅を使用することができる。またマイクロ波領域の周波数において高い比誘電率と低い誘電損失を有し、しかも耐熱性と機械的強度が高いため、マイクロ波用回路部品材料として好適である。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a glass-ceramic dielectric material that has a high relative dielectric constant and a low dielectric loss, particularly at a frequency in the microwave region, specifically at a frequency of 0.1 GHz or higher, and is suitable as a circuit component material for microwaves. Is.
[0002]
[Prior art]
In the age of advanced information technology, information transmission tends to be faster and higher in frequency. In mobile communication devices such as automobile telephones and personal radio, new media devices such as satellite broadcasting, satellite communication, CATV, etc., there has been a strong push to make devices compact, and accordingly, dielectric resonators, etc. There is a strong demand for miniaturization of microwave circuit elements.
[0003]
The size of the microwave circuit element is based on the wavelength of the electromagnetic wave used. The wavelength λ of an electromagnetic wave propagating through a dielectric having a relative permittivity ε is λ 0 when the wavelength in vacuum is
λ = λ 0 / √ε
It becomes. The circuit element can be reduced in size in inverse proportion to the square root of ε. However, if the relative dielectric constant of the element is large, electromagnetic wave energy is concentrated in the element, and there is an advantage that leakage of electromagnetic waves is reduced.
[0004]
In recent years, various ceramics having a high relative dielectric constant at frequencies in the microwave region have been developed as circuit component materials due to the above circumstances.
[0005]
In addition, a material in which a resin is reinforced with glass fiber having a high relative dielectric constant at the above frequency has been developed and specifically disclosed in JP-A-4-322007 and JP-A-4-367537.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As the above-mentioned ceramic material, for example, BaO—TiO 2 ceramic, BaO—Ln 2 O 3 —TiO 2 ceramic, composite perovskite ceramic, ZrO 2 —TiO 2 —SnO 2 ceramic, and the like are known. These ceramic materials have high dielectric constant, low dielectric loss, and high strength. However, when these materials are formed into a sheet and laminated, and then fired to produce a multilayer high-frequency device or circuit board, it is necessary to fire at a temperature of 1200 ° C. or higher. Silver and copper cannot be used as a material, and it is necessary to use an expensive material with higher heat resistance, which has a disadvantage that the material cost is increased.
[0007]
In addition, the material in which the resin is reinforced with the glass fiber described above is superior in terms of cutting, drilling, and the like compared to ceramics, but when trying to obtain a relative dielectric constant of 10 or more at a frequency of 0.1 GHz or more. It is necessary to use a resin having a high relative dielectric constant such as polyvinylidene fluoride (ε = 13) or cyano resin (ε = 16 to 20) instead of the epoxy resin that has been widely used for circuit boards. . However, such a resin has a high dielectric loss (tan δ) at a high frequency (especially 100 MHz or more), and has poor performance as a circuit board material for microwaves. Moreover, a circuit board using such a resin also has a drawback that the heat resistance is basically low.
[0008]
An object of the present invention is to have a high dielectric constant and low dielectric loss at frequencies in the microwave region, and can be fired at a low temperature, so that silver or copper can be used as an electrode or a conductor material, and Another object of the present invention is to provide a glass-ceramic dielectric material that has high mechanical strength and good heat resistance and is suitable as a circuit component material for microwaves.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeating various experiments, the present inventors have found that a crystalline glass powder mainly composed of SiO 2 , Ln 2 O 3 , TiO 2 , RO, ZnO, a ceramic powder having a high dielectric constant and a low dielectric loss, It is found that a glass-ceramic material that can achieve the above-mentioned object can be obtained by combining the above and is proposed as the present invention.
[0010]
That is, a glass ceramic dielectric material of the present invention, the glass powder 40-9 5% by weight percent, consists ceramic powder 60 to 5%, the glass powder is SiO 2 10~35%, Ln 2 O 3 5~35 %, TiO 2 15-50%, RO 3-45%, ZnO 0.1-25%, PbO 0-30%, Bi 2 O 3 0-30%, ZrO 2 0-25% To do.
[0011]
In the present invention, the reason for limiting the ratio of the glass powder and the ceramic powder as described above is that the glass powder is less than 40% (that is, the ceramic powder is more than 60%) and is difficult to be densified during firing. As a result, the dielectric strength of the sintered body is significantly reduced or a large number of pores are formed inside the fired body. On the other hand, the glass powder is more than 95% (i.e., the ceramic powder is less than 5%) and the glass component raised from the fired body surface, the adhesion strength between the conductor printed on the surface is reduced.
[0012]
The reasons for limiting the composition of the glass powder are as follows.
[0013]
SiO 2 is a glass network former, and its content is 10 to 35%, preferably 15 to 30%. When SiO 2 is less than 10%, the glass is out of the vitrification range and stable glass cannot be obtained, and when it exceeds 35%, the relative dielectric constant of the glass is lowered.
[0014]
Ln 2 O 3 (lanthanoid oxides such as La 2 O 3 , CeO 2 , Pr 6 O 11 , and Nd 2 O 3 ) is a component that increases the relative dielectric constant and is a constituent component of the precipitated crystal, and its content is The total amount is 5 to 35%, preferably 10 to 30%. If the total amount of Ln 2 O 3 is less than 5%, the amount of precipitated crystals decreases, the relative permittivity decreases and the strength of the fired body decreases, and if it exceeds 35%, it tends to devitrify during glass molding.
[0015]
TiO 2 is a component that increases the relative dielectric constant and is a constituent component of the precipitated crystal. The same becomes a glass network former and SiO 2, the content of 15 to 50%, preferably 20 to 45%. If the amount of TiO 2 is less than 15%, the amount of precipitated crystals decreases, the relative permittivity decreases, and the strength of the fired body decreases. If it exceeds 50%, it tends to devitrify during glass forming.
[0016]
RO (alkaline earth metal oxides such as BaO, CaO, and SrO) is a component that increases the relative dielectric constant and is a constituent component of the precipitated crystal, and its content is 3 to 45% in total, preferably 5 to 35. %. When RO is less than 3%, the number of precipitated crystals decreases, the relative dielectric constant decreases, the strength of the fired body decreases, and the solubility deteriorates. When RO is more than 45%, devitrification tends to occur during glass forming.
[0017]
Each component of RO is preferably in the range of BaO 3 to 35%, CaO 0 to 15%, SrO 0 to 15%, particularly BaO 5 to 30%, CaO 0 to 10%, SrO 0 to 10%. It is desirable that
[0018]
ZnO is a component that increases the amount of precipitated crystals and improves solubility, and its content is 0.1 to 25%, preferably 1 to 20%. If the ZnO content is less than 0.1%, the amount of crystals deposited becomes insufficient and the solubility is lowered.
[0019]
PbO is a component that increases the dielectric constant and improves the solubility, and its content is 0 to 30%, preferably 0 to 25%. When PbO is more than 30%, the amount of precipitated crystals decreases and the strength of the sintered body decreases.
[0020]
Bi 2 O 3 is a component that increases the relative dielectric constant and improves the solubility in the same manner as PbO, and its content is 0 to 30%, preferably 0 to 25%. When Bi 2 O 3 is more than 30%, the amount of precipitated crystals decreases and the strength of the sintered body decreases.
[0021]
ZrO 2 is a component that enhances the chemical durability of the glass, and its content is 0 to 25%, preferably 0 to 20%. If the amount of ZrO 2 is more than 25%, the solubility becomes worse.
[0022]
As the ceramic powder used in the present invention, various materials can be used as long as they have a high dielectric constant and a low dielectric loss. In particular, it is preferable to use a ceramic material having a relative dielectric constant of 9 or more at 1 GHz and a dielectric loss of 20 × 10 −4 or less.
[0023]
Preferred examples of such ceramic materials, Al 2 O 3, ZrO 2 , ZrSiO 4, ZrTiO 4, TiO 2, BaTi 4 O 9 and Ba 2 Ti 9 RO-TiO such O 20 and CaTiO 3 and SrTiO 3 2 type ceramic, Ln 2 O 3 —TiO 2 type ceramic such as Nd 4 Ti 9 O 24 and La 4 Ti 9 O 24 , and RO-Ln 2 O such as BaNd 2 Ti 5 O 14 and SrPr 2 Ti 3 O 10 One or a combination of two or more selected from the group of 3- TiO 2 ceramics can be used.
[0024]
[Action]
The glass-ceramic dielectric material of the present invention is obtained by firing RO-TiO 2 crystals such as Ba 2 Ti 9 O 20 , CaTiO 3 , SrTiO 3 , La 4 Ti 9 O 24 , Nd 4 Ti 9 from the glass by firing. Ln 2 O 3 —TiO 2 based crystals such as O 24 and RO—Ln 2 O 3 —TiO 2 based crystals such as SrPr 2 Ti 3 O 10 and BaNd 2 Ti 5 O 14 are precipitated. Further, PbO and Bi 2 O 3 may be contained in the crystals of these systems. Since each of the above crystals has a high relative dielectric constant, a low dielectric loss, and a high mechanical strength, a fired body excellent in these characteristics can be obtained.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the glass ceramic dielectric material of the present invention will be described based on examples.
[0026]
Table 1 shows the glass powders (samples A to F) used in this example.
[0027]
[Table 1]
Figure 0003624408
[0028]
The glass samples in Table 1 were prepared as follows.
[0029]
First, pure silica powder, lanthanum oxide, cerium oxide, praseodymium oxide, neodymium oxide, titanium oxide, barium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, zinc oxide, lead oxide, bismuth oxide, zirconium oxide are prepared. After preparing the raw materials so as to have each composition, it was put in a platinum crucible and melted at 1400 to 1500 ° C. for 3 to 6 hours, and then formed into a thin plate shape by a water-cooled roller. Next, this compact was roughly crushed, then water was added and wet pulverized by a ball mill to obtain a powder having an average particle size of 1.5 to 3.0 μm.
[0030]
The glass powder thus obtained had a dielectric constant of 15.9 to 18.6 and a dielectric loss of 13 to 20 × 10 −4 at a frequency of 1 GHz.
[0031]
Table 2 shows ceramic powders (samples a to g) used in this example.
[0032]
[Table 2]
Figure 0003624408
[0033]
In Table 2, commercially available products were used for Al 2 O 3 of sample a and ZrO 2 of sample b. For other ceramic powders, zirconium oxide, pure silica powder, titanium oxide, barium carbonate, and neodymium oxide are prepared as raw materials. After preparing each raw material to become the ceramics shown in Table 2, water is added and ball milling is performed. The mixture was wet-mixed for 24 hours and then dried, then fired under the firing conditions in the table, and the fired product was pulverized with a ball mill until the average particle size became 1.5 to 3.0 μm.
[0034]
The ceramic powder thus obtained had a dielectric constant of 9.0 to 100.0 and a dielectric loss of 0.5 to 8.0 × 10 −4 at a frequency of 1 GHz.
[0035]
Tables 3 and 4 show glass ceramic dielectric materials (sample Nos. 1 to 16) prepared by mixing the glass powder of Table 1 and the ceramic powder of Table 2.
[0036]
[Table 3]
Figure 0003624408
[0037]
[Table 4]
Figure 0003624408
[0038]
A method for producing a green sheet made of these glass ceramic dielectric materials and laminating and sintering the plurality of sheets will be described below.
[0039]
First, glass powder and ceramic powder are mixed at a ratio shown in the table, and then a predetermined amount of a binder, a plasticizer and a solvent are added to prepare a slurry. Examples of the binder include polyvinyl butyral resin and methacrylic acid resin, examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, and examples of the solvent include toluene and methyl ethyl ketone.
[0040]
Next, the above slurry is applied onto a polyester film by a doctor blade method to produce a green sheet having a thickness of about 0.2 mm. Thereafter, the green sheet is dried and cut to a predetermined size, and then mechanical processing is performed to form a through hole, and a low-resistance metal material that becomes a conductor or an electrode is printed on the surface of the through hole and the green sheet. Next, a plurality of such green sheets are laminated and integrated by thermocompression bonding.
[0041]
The laminated green sheet thus obtained is heated to about 500 ° C. at a rate of about 3 ° C./min, and held at this temperature for about 30 minutes to remove organic substances in the green sheet. Thereafter, the temperature is raised to the firing temperature in the table at a rate of about 10 ° C./minute, and the sintering time in the table is maintained at that temperature for sintering.
[0042]
As is apparent from Tables 3 and 4, each sample of the example can be fired at a low temperature of 900 ° C., and the fired body obtained has a relative permittivity of 20.4 to 58.7 at a frequency of 1 GHz and 12 It had a dielectric loss of ˜20 × 10 −4 . Moreover, the bending strength was as high as 1800 kg / cm 2 or more, and the thermal expansion coefficient was 81 to 90 × 10 −7 / ° C.
[0043]
In addition, the relative dielectric constant and dielectric loss in a table | surface calculated | required the value in the temperature of 25 degreeC using the impedance analyzer. The thermal expansion coefficient was measured using a quartz push rod type dilatometer. The softening point was measured by a well-known fiber method. Furthermore, the bending strength was measured by a three-point load measurement method for a fired body produced to have a size of 10 × 45 × 1 mm.
[0044]
In the examples, the example of the green sheet was given as the method for producing the glass ceramic of the present invention, but the present invention is not limited to this, and various methods generally used for the production of ceramics are applied. Is possible.
[0045]
【The invention's effect】
As described above, the glass ceramic dielectric material of the present invention can be fired at a low temperature of 1000 ° C. or lower, and silver or copper can be used as an electrode or a conductor material. Further, since it has a high relative dielectric constant and low dielectric loss at frequencies in the microwave region, and has high heat resistance and mechanical strength, it is suitable as a circuit component material for microwaves.

Claims (8)

重量百分率でガラス粉末40〜95%、セラミックス粉末60〜5%からなり、該ガラス粉末がSiO2 10〜35%、Ln23(ランタノイド系酸化物) 5〜35%、TiO2 15〜50%、RO(アルカリ土類金属酸化物) 3〜45%、ZnO 0.1〜25%、PbO 0〜30%、Bi23 0〜30%、ZrO2 0〜25%からなることを特徴とするガラスセラミックス誘電体材料。It consists of 40 to 95% glass powder and 60 to 5% ceramic powder by weight percentage, and the glass powder is 10 to 35% SiO 2, 5 to 35% Ln 2 O 3 (lanthanoid oxide), 15 to 50 TiO 2. %, RO (alkaline earth metal oxide) 3 to 45%, ZnO 0.1 to 25%, PbO 0 to 30%, Bi 2 O 3 0 to 30%, ZrO 2 0 to 25% Glass ceramic dielectric material. セラミックス粉末が、1GHzにおいて比誘電率9以上、且つ、誘電損失20×10-4以下のセラミックス材料からなることを特徴とする請求項1のガラスセラミックス誘電体材料。2. The glass ceramic dielectric material according to claim 1, wherein the ceramic powder is made of a ceramic material having a relative dielectric constant of 9 or more and a dielectric loss of 20 × 10 −4 or less at 1 GHz. 請求項1又は2のガラスセラミックス誘電体材料を含むことを特徴とするグリーンシート。A green sheet comprising the glass ceramic dielectric material according to claim 1. 請求項1又は2のガラスセラミックス誘電体材料を焼成してなることを特徴とするガラスセラミックス焼成体 A glass ceramic fired body obtained by firing the glass ceramic dielectric material according to claim 1 . 請求項3のグリーンシートを焼成してなることを特徴とするガラスセラミックス焼成体 A glass ceramic fired body obtained by firing the green sheet of claim 3 . RO−TiORO-TiO 22 系結晶、LnSystem crystal, Ln 22 O 3Three −TiO-TiO 22 系結晶及び/又はRO−LnCrystals and / or RO-Ln 22 O 3Three −TiO-TiO 22 系結晶が析出してなることを特徴とする請求項4又は5のガラスセラミックス焼成体。The glass ceramic fired body according to claim 4 or 5, wherein a system crystal is precipitated. 重量百分率でSiOSiO in weight percentage 22 10〜35%、Ln  10-35%, Ln 22 O 3Three (ランタノイド系酸化物) 5〜35%、TiO(Lantanoid oxide) 5-35%, TiO 22 15〜50%、RO(アルカリ土類金属酸化物) 3〜45%、ZnO 0.1〜25%、PbO 0〜30%、Bi  15-50%, RO (alkaline earth metal oxide) 3-45%, ZnO 0.1-25%, PbO 0-30%, Bi 22 O 3Three 0〜30%、ZrO  0-30%, ZrO 22 0〜25%含有するガラス粉末40〜95重量%と、セラミックス粉末60〜5重量%とを混合してガラスセラミックス誘電体材料を作製した後、焼成することにより、RO−TiO  A glass ceramic dielectric material was prepared by mixing 40 to 95% by weight of glass powder containing 0 to 25% and 60 to 5% by weight of ceramic powder, and then fired to produce RO-TiO. 22 系結晶、LnSystem crystal, Ln 22 O 3Three −TiO-TiO 22 系結晶及び/又はRO−LnCrystals and / or RO-Ln 22 O 3Three −TiO-TiO 22 系結晶を析出させることを特徴とするガラスセラミックス焼成体の製造方法。A method for producing a fired glass ceramic body, characterized in that a system crystal is precipitated. ガラスセラミックス誘電体材料を用いてグリーンシートを作製した後、焼成することを特徴とする請求項7のガラスセラミックス焼成体の製造方法。The method for producing a fired glass ceramic body according to claim 7, wherein a green sheet is produced using a glass ceramic dielectric material and then fired.
JP09438695A 1995-03-27 1995-03-27 Glass ceramic dielectric material Expired - Fee Related JP3624408B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09438695A JP3624408B2 (en) 1995-03-27 1995-03-27 Glass ceramic dielectric material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09438695A JP3624408B2 (en) 1995-03-27 1995-03-27 Glass ceramic dielectric material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08259265A JPH08259265A (en) 1996-10-08
JP3624408B2 true JP3624408B2 (en) 2005-03-02

Family

ID=14108855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09438695A Expired - Fee Related JP3624408B2 (en) 1995-03-27 1995-03-27 Glass ceramic dielectric material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3624408B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR0211576A (en) * 2001-08-02 2004-06-29 3M Innovative Properties Co Method for manufacturing an article from glass

Also Published As

Publication number Publication date
JPH08259265A (en) 1996-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3381332B2 (en) High dielectric constant glass ceramic
JP2613722B2 (en) Method for producing dielectric ceramic composition for low-temperature firing
WO2004094338A1 (en) Lead-free glass for forming dielectric, glass ceramics composition for forming dielectric, dielectric and method for producing laminated dielectric
US5332984A (en) Dielectric resonator or filter for microwave application, and method of producing the dielectric resonator or filter
JP3624405B2 (en) Glass ceramic dielectric material
JP4706228B2 (en) Lead-free glass, glass ceramic composition and dielectric
JP4482939B2 (en) Dielectric ceramic composition, dielectric ceramic, and multilayer ceramic component using the same
JP2000272960A (en) Dielectric ceramic composition for microwave use, its production and electronic part for microwave use produced by using the dielectric ceramic composition for microwave use
JP3838541B2 (en) Low-temperature fired porcelain and electronic components
JP3721570B2 (en) Glass ceramic dielectric material
JP3624406B2 (en) Glass ceramic dielectric material
JP2004339049A (en) Lead-free glass for forming dielectric, glass ceramic composition for forming dielectric, dielectric and method of producing laminated dielectric
JP3624408B2 (en) Glass ceramic dielectric material
JP3624407B2 (en) Glass ceramic dielectric material
KR20200081774A (en) Dielectric ceramics composition for high frequency device, ceramic substrate thereby and manufacturing method thereof
JP3002613B2 (en) Dielectric porcelain composition for producing dielectric resonator or filter for microwave, method for producing the same, dielectric resonator or filter for microwave obtained using the dielectric porcelain composition, and method for producing the same
JP2781503B2 (en) Dielectric porcelain composition for low-temperature firing, dielectric resonator or dielectric filter obtained using the same, and methods for producing them
JP2000211969A (en) Porcelain fired at lower temperature and electronic parts equipped therewith
KR100343523B1 (en) Method for Manufacturing Ceramic Electronic Device
JPH06211564A (en) Ceramic substrate
JP2781501B2 (en) Dielectric ceramic composition for low temperature firing
JP3375450B2 (en) Dielectric porcelain composition
JPH0855516A (en) Glass ceramic dielectric material
JP2781502B2 (en) Dielectric porcelain composition for low-temperature firing, dielectric resonator or dielectric filter obtained using the same, and methods for producing them
US6309993B1 (en) Low-fire microwave dielectric compositions

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132

Effective date: 20040823

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041007

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20041121

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081210

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091210

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101210

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111210

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121210

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131210

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees