玻璃粉末、电介质材料、烧结体以及高频用电路部件制造技术

本发明专利技术的玻璃粉末的特征在于，在包含碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末中，在玻璃组成中包含Li2O+Na2O+K2O 0.1～1.0摩尔％(其中不含1.0摩尔％)，摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.35～0.65，摩尔比Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.25～0.55，摩尔比K2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.025～0.20，且25℃、16GHz下的相对介电常数为3.5～4.0，25℃、16GHz下的介质损耗角正切为0.0020以下。以下。以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】玻璃粉末、电介质材料、烧结体以及高频用电路部件


[0001]本专利技术涉及在10GHz以上的高频区域内，具有低相对介电常数和介质损耗角正切的玻璃粉末、电介质材料、烧结体以及高频用电路部件。

技术介绍

[0002]氧化铝陶瓷作为布线基板、电路部件被广泛使用。但是，氧化铝陶瓷的相对介电常数为10而较高，有信号处理的速度慢的缺点。另外，氧化铝陶瓷使用高熔点金属的钨作为导体材料，因此还有导体损失变大的缺点。
[0003]为了弥补氧化铝陶瓷的缺点，以至于开发、使用含有玻璃粉末和陶瓷填料粉末的电介质材料。例如，包含含有碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末的电介质材料的相对介电常数为6～8，比氧化铝陶瓷的相对介电常数低。另外，该电介质材料能够在1000℃以下的温度下烧成，因此能够与导体损失低的Ag、Cu等低熔点金属同时烧成，有能够使用这些作为内层导体的优点(参照专利文献1、2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开平11
‑
116272号公报
[0007]专利文献2：日本特开平9
‑
241068号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的问题
[0009]现在，正在进行面向应对第五代移动通信系统(5G)的开发，正在研究为了系统的高速化、高传输容量化、低延迟化的技术。5G通信使用高频的电波。并且，对于5G通信的高频器件中使用的材料，为了传输信号的低损失化，要求低介电常数、低介质损耗角正切。/>[0010]但是，上述专利文献中公开的电介质材料由于高频区域内的介电特性不充分，因此存在信号处理的速度变慢的问题。
[0011]本专利技术的目的在于，提供能够在1000℃以下的温度下烧成，而且在高频区域内具有低相对介电常数和介质损耗角正切的玻璃粉末、电介质材料、烧结体以及高频用电路部件。
[0012]用于解决问题的手段
[0013]本专利技术人反复各种的实验的结果发现，在包含碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末中，若严格地限制碱金属氧化物的含量和含有比率，则相对介电常数和介质损耗角正切显著降低，从而作为本专利技术提出。即，本专利技术的玻璃粉末的特征在于，在包含碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末中，在玻璃组成中包含Li2O+Na2O+K2O0.1～1.0摩尔％(其中不含1.0摩尔％)，摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.35～0.65，摩尔比Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.25～0.55，摩尔比K2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.025～0.20，且25℃、16GHz下的相对介电常数为3.5～4.0，25℃、16GHz下的介质损耗角正切为0.0020以下。在此，“碱硼硅酸玻璃”是在玻璃组成中包含碱金属氧
化物、SiO2、B2O3的玻璃。“Li2O+Na2O+K2O”是指Li2O、Na2O和K2O的总量。“Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)”是指将Li2O的含量除以Li2O、Na2O和K2O的总量的值。“Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)”是指将Na2O的含量除以Li2O、Na2O和K2O的总量的值。“K2O/(Li2O+Na2O+K2O)”是指将K2O的含量除以Li2O、Na2O和K2O的总量的值。“25℃、16GHz下的相对介电常数”和“25℃、16GHz下的介质损耗角正切”是指依据两端短路型介质谐振器法(JIS R1627)测定的值。
[0014]本专利技术的玻璃粉末以硼硅酸盐玻璃为基本组成，包含Li2O+Na2O+K2O 0.1摩尔％以上，因此能够在1000℃以下的温度下烧成。另外，在碱硼硅酸玻璃中，碱金属氧化物成为使相对介电常数、介质损耗角正切上升的原因，但若将其含量限制在低于1摩尔％，则能够将高频区域内的相对介电常数、介质损耗角正切的上升限制在实用上没有问题的水平。此外，本专利技术的玻璃粉末中将碱金属氧化物的含有比率如上述限制，因此碱混合效果最优化，能够使介质损耗角正切大幅降低。
[0015]本专利技术的电介质材料是含有玻璃粉末50～100质量％、和陶瓷填料粉末0～50质量％的电介质材料，该玻璃粉末为上述的玻璃粉末，该陶瓷填料粉末优选为选自α
‑
石英、α
‑
方石英、β
‑
鳞石英、α
‑
氧化铝、莫来石、氧化锆、堇青石中的1种或2种以上。
[0016]本专利技术的烧结体是使电介质材料烧结而成的烧结体，该电介质材料优选为上述电介质材料。
[0017]另外，本专利技术的烧结体优选25℃、16GHz下的相对介电常数为3.5～6.0，25℃、16GHz下的介质损耗角正切为0.0030以下。
[0018]本专利技术的高频用电路部件是具有电介质层的高频用电路部件，该电介质层优选为上述烧结体。
[0019]专利技术效果
[0020]本专利技术的电介质材料能够在1000℃以下的温度下烧成，因此能够使用Ag、Cu等低熔点金属材料作为内层导体。此外，本专利技术的电介质材料在高频区域内具有低相对介电常数和介质损耗角正切。因此，本专利技术的电介质材料适合作为高频用电路部件。
附图说明
[0021]图1是用三角图示出摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)、摩尔比Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)、摩尔比K2O/(Li2O+Na2O+K2O)的范围的图。
具体实施方式
[0022]本专利技术的玻璃粉末在包含碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末中，在玻璃组成中包含Li2O+Na2O+K2O 0.1～1.0摩尔％(其中不含1.0摩尔％)，摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.35～0.65，摩尔比Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.25～0.55，摩尔比K2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.025～0.20。以下示出按照上述方式限定各成分的含量和含有比率的理由。需要说明的是，在玻璃组成的说明中，％的表示是指摩尔％。
[0023]碱硼硅酸玻璃期望是即使烧成也不析出结晶的非晶质的玻璃。这是由于，非晶质的玻璃与结晶性的玻璃相比，烧成时的软化流动性良好，容易得到致密的烧结体。
[0024]碱金属氧化物(Li2O、Na2O、K2O)是提高熔融性的成分，并且是使电介质材料的烧成温度降低的成分。若Li2O+Na2O+K2O的含量变多，则介质损耗角正切容易变大，传输信号的损
失容易变大。另一方面，若Li2O+Na2O+K2O的含量变少，则熔融性容易降低，并且电介质材料的低温烧成变得困难。因此，Li2O+Na2O+K2O的含量为0.1％以上且低于1.0％，优选为0.5～0.98％。需要说明的是，Li2O的含量优选0.05～0.55％、特别是0.2～0.5％，Na2O的含量优选0.05～0.5％、特别是0.1～0.4％，K2O的含量优选0.01～0.3％、特别是0.05～0.2％。
[0025]摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.35～0.65，优选0.4～本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种玻璃粉末，其特征在于，在包含碱硼硅酸玻璃的玻璃粉末中，玻璃组成中包含Li2O+Na2O+K2O 0.1摩尔％～1.0摩尔％且不含1.0摩尔％，摩尔比Li2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.35～0.65，摩尔比Na2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.25～0.55，摩尔比K2O/(Li2O+Na2O+K2O)为0.025～0.20，且25℃、16GHz下的相对介电常数为3.5～4.0，25℃、16GHz下的介质损耗角正切为0.0020以下。2.一种电介质材料，其特征在于，是含有玻璃粉末50质量％～100质量％、陶瓷填料粉末0质量％～50质量％的电介质材料，该玻璃粉末是权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马屋原芳夫，
申请(专利权)人：日本电气硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：