[发明专利]用于高频的电介质陶瓷组合物及其制造方法、用于高频的电介质陶瓷及其制造方法以及使用该用于高频的电介质陶瓷的高频电路元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高频的电介质陶瓷组合物，特别地涉及一种相对介电常数ε_r是7.5～12.0、且Q_m×f_o值足够大、并且谐振频率f_o的温度系数τ_f的绝对值是30ppm/℃以下的用于高频的电介质陶瓷组合物。此外，本发明涉及以上这样的用于高频的电介质陶瓷组合物的制造方法。

并且，本发明涉及一种优选作为构成在微波及毫米波等高频带使用的高频电路元件的构件的用于高频的电介质陶瓷。作为这样的用于高频的电介质陶瓷的例子，例如可列举作为电介质谐振器、电介质波导(waveguide)及电介质天线等的构成部件的电介质块和电介质基板，进一步在各种高频电路元件中使用的基板及支持构件。高频电路元件例如构成高频带的通信设备等的电子装置。

背景技术

近年来，随着通信网络的急速发展，在通信中使用的频率逐步扩大到微波区域和毫米波区域的高频区域。作为制作这样的高频电路用的电子部件(用于高频的电子部件)所使用的电介质陶瓷组合物，要求材料的损失系数Q_m(也常简称为Q)的值大、并且谐振频率f_o的温度系数τ_f的绝对值小且能容易调整为所希望的值的材料。

关于用于高频的电介质陶瓷组合物的相对介电常数ε_r，此值越大、就越能减小构成微波电路和毫米波电路等高频电路的用于高频的电子部件的尺寸。但是，在微波及毫米波的高频区域中，如果在用于高频的电子部件中使用的电介质陶瓷组合物的相对介电常数ε_r过大，就会因为用于高频的电子部件的尺寸过小、加工精度变严，而使得生产性下降。为此，要求用于高频的电介质陶瓷组合物的相对介电常数ε_r大小适度。此外，由于用于高频的电子部件的尺寸随使用的频率变化，所以为了实现用于具备加工性向上和小型化双方的特长的微波电路及毫米波电路等高频电路的用于高频的电子部件，而优选用于高频的电子部件的材料是能容易得到(即，可调整的)所需要的相对介电常数ε_r的材料。

过去，作为用于高频的电介质陶瓷组合物，提出一种BaO-MgO-WO₃类材料(参照专利文献1)、MgTiO₃-CaTiO₃类材料(参照专利文献2)等。但是，这些用于高频的电介质陶瓷组合物，无论哪一个相对介电常数ε_r都是13以上，随着使用频率的高频化，要求具有更低的相对介电常数ε_r的用于高频的电介质陶瓷组合物。此外，在这些用于高频的电介质陶瓷组合物中，存在以下问题，即，在表示谐振频率的温度系数τ_f的绝对值为0ppm/℃附近的特性的组成区域中，只能在比较窄的范围内调整相对介电常数ε_r。

另一方面，氧化铝(Al₂O₃)、镁橄榄石(Mg₂SiO₄)、堇青石(Mg₂Al₄Si₅O₁₈)等具有优良的Q_m值，被用于电子电路基板等中。但是，由于谐振频率的温度系数τ_f是-30～-70ppm/℃，所以用途被限制。此外，如果这些材料混入杂质，就会存在给生成相(generated phase)及电气特性带来大的影响等问题。

并且，提出一种由镁橄榄石(Mg₂SiO₄)和钛酸钙(CaTiO₃)及尖晶石(spinel)构成的陶瓷组合物(参照专利文献3)。但是，在该专利文献3中，虽然公开有控制陶瓷组合物的相对介电常数ε_r的温度依赖性的内容，但关于相对介电常数ε_r的值、此控制或调整的可能性的内容却完全没有公开。

此外，提出一种在镁橄榄石(Mg₂SiO₄)中添加氧化钛(TiO₂)的电介质陶瓷组合物(参照非专利文献1)。但是，在此电介质陶瓷组合物中，虽然随着氧化钛(TiO₂)的添加，谐振频率的温度系数τ_f慢慢向正侧移动，但即便是添加30wt％的氧化钛，谐振频率的温度系数τ_f也只是-62ppm/℃这样比较大的负值，因此不实用。