专利名称：球状氧化物粉末的制造方法及球状粉末制造装置、复合电介质材料、基板及基板的制造方法
技术领域：
本发明涉及制造球状氧化物粉末的方法及球状粉末制造装置、以及适合于在高频领域的使用的复合电介质材料、基板及基板的制造方法。
背景技术：
微细的氧化物粉末可以通过将原料混合、干燥后并煅烧，然后用球磨机等粉碎装置粉碎来得到。
这些氧化物粉末在电介质材料、磁性材料的情况，可以作为粉末单体供于使用，但也可以作为与有机载体混合的浆料、与树脂材料复合化的复合材料使用。作为浆料、复合材料使用的氧化物粉末需要对于有机载体、树脂材料(以下总称为树脂材料)的分散性、填充性。这里，分散性是指氧化物粉末分散于树脂材料中的程度，优选更均匀地分散在树脂材料中。还有，填充性是指氧化物粉末填充到树脂材料中的量，优选更多地填充到树脂材料中。用于确保对于树脂材料的分散性、填充性的一个要素为粉末的粒径。例如，氧化物粉末除了上述方法外还可以用如沉淀法等由液相制造，但这些粉末粒径过于微细而无法确保对于树脂材料的分散性、填充性。还有，根据上述方法得到的氧化物粉末是通过粉碎得到的，因此粒子的形态不定形，无法确保对于树脂材料的分散性、填充性。即用于确保对于树脂材料的分散性、填充性的另一个要素为粒子的形态。本发明说明书中所谓的粉末是指粒子的集合，作为粒子的集合体判断称为粉末适当时叫做“粉末”，作为构成粉末的单位判断称为“粒子”适当时叫做粒子。但是，其基本单位是共通的，因此可以肯定，有时其实际状态上没有差异。从而，有时可以使用“粉末”及“粒子”的任意一种表达。
为了确保对于树脂材料的分散性、填充性，构成粉末的粒子优选为球状，更优选接近于圆球。进一步，优选粒径均匀，即粒度分布宽度窄。
目前已报道有各种各样的制造球状氧化物粉末的技术。例如，特开2000-107585号公报、特开平8-48560号公报、特开平5-105502号公报。
特开2000-107585号公报公开了在氧化物粉末中混炼适当的粘合剂做成浆液状，并将它滴落到高温加热体上的球状氧化物粉末的制造方法。
还有，特开平8-48560号公报公开了，将根据搅拌造粒法得到的氧化物粉末成形来制造氧化物微小成形球体时，由喷雾造粒法得到的氧化物粉末的颗粒作为核来使用的氧化物微小成形球体的制造方法。
进一步，特开平5-105502号公报公开了含有平均粒径为7μm以下的氧化物球状粉末和粘合剂树脂的注射成形材料。
但是，上述特开2000-107585号公报中的制造方法是，虽然所得粉末为球状，但其直径大为0.3～1.2mm(300～1200μm)，不适合于与树脂材料的复合化。
特开平8-48560号公报中公开的方法也是以得到0.02～0.4mm(20～400μm)的不适合于与树脂材料的复合化的尺寸的粉末为目的。
特开平5-105502号公报公开了含有平均粒径为7μm以下的氧化物球状粉末和粘合剂树脂的注射成形材料，但没有公开用于得到氧化物球状粉末的具体方法。
如上所述，现有技术难以得到具有适合于与树脂材料的复合化的粒径以及粒度分布的球状氧化物粉末。尤其还没有找出用于得到如复合氧化物等多组分系氧化物的方法。
得到球状氧化物粉末的方法可以考虑等离子体火焰法。但是，使用等离子体火焰的方法不仅要使用大量的昂贵的氩气作为载气，而且要消耗几百千瓦的电力，存在成本高的问题。因此，面向大量生产工艺的应用还存在距离。
所以本发明的一个目的是提供能够不用高成本地制造具有适合于与树脂材料的复合化的粒径，并且对于树脂的分散性、填充性优异的氧化物粉末的方法。本发明的另一个目的是提供适用于这种球状氧化物粉末制造方法的装置。本发明的又一个目的是通过使用这种球状氧化物粉末，提供具有高介电常数ε及低tanδ并适合于在GHz区的高频区域的使用的复合电介质材料以及使用其的基板。
发明内容
本发明者研究了通过使用燃烧火焰熔融原材料来得到球状的氧化物粉末。使用燃烧火焰的球状粉末的制造方法已在如特表平11-514963号公报、特开2001-97712号公报、特开2001-19425号公报公开。这些现有技术是以不规则形状的粉末，典型的是由粉碎得到的粉末作为原料。
但是，通过粉碎得到的不规则形状的粉末的缺点是，其粒度分布的宽度宽。将这样粒度分布的宽度宽的粉末即粒径大的粒子和粒径小的粒子混杂的粉末供给至燃烧火焰中时，会发生如下问题。即由于粒径大的粒子即使供给到燃烧火焰中也不会充分熔融，因此无法使其球状化。虽然容易考虑到为了熔融粒径大的粒子而提高燃烧火焰温度或者加长在燃烧火焰中的滞留时间，但此时会产生粒径小的粒子蒸发掉的这种不好的现象。
本发明推荐颗粒粉末作为供给至燃烧火焰的粉末的形态。即将由粉碎法、沉淀法等得到的微细粉末供于喷雾式干燥机为代表的喷雾造粒法来得到的粉末呈颗粒状，该颗粒粉末能够控制窄的粒度分布宽度。并且，通过调节喷雾造粒法的条件，可以几乎任意控制颗粒粉末的粒径。从而，如果将这样得到的颗粒粉末供于燃烧火焰，就能够使最终得到的粉末的粒度分布更均匀。
本发明是基于以上见解的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于，包括如下步骤由氧化物组合物构成的颗粒粉末与载气一起供给至燃烧火焰内的供给步骤，通过将供给的颗粒粉末在所述燃烧火焰内熔融来得到熔融处理物的熔融步骤，熔融处理物通过向燃烧火焰外移动而被凝固的凝固步骤。
本发明中，如果是最终要得到如钛酸钡(BaTiO3)粉末，颗粒粉末除了只由BaTiO3粒子构成以外，还可以由TiO2粒子和BaCO3粒子的混合物构成。即本发明中的颗粒粉末可以由与经过凝固步骤后的球状氧化物粉末相同的化合物构成，也可以由多种粒子构成。由多种粒子构成时，除了由多种化合物粒子构成外，还可以由化合物粒子和元素单体粒子构成。颗粒粉末包含被干燥的状态及与浆液的混合物的状态这两种状态。
本发明的具体对象是由复合氧化物构成的电介质材料。还有，本发明中得到的球状氧化物粉末优选平均粒径为1～10μm，球状度为0.9以上。更优选平均粒径为1～6μm，更优选球状度为0.95以上。
本发明中，如上所述，可以将由多个不同的粒子构成的颗粒粉末供给至燃烧火焰中。此时，颗粒粉末在燃烧火焰内熔融的同时，不同粒子、典型的是化合物粒子之间反应而形成最终想得到的氧化物粉末。该工艺是能够同时完成球状化的有效率的工艺。于是，本发明提供一种球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于通过加热反应制成能够构成最终想得到的氧化物粉末的两种以上粒子以接触状态集合的粉体，并将制成的所述粉体在燃烧火焰中只滞留预定时间。
本发明提供适用于以上球状氧化物粉末的制造方法的如下制造装置。即本发明中的球状粉末的制造装置的特征在于，具有发生燃烧火焰的燃烧器、向燃烧火焰供给被处理物的被处理物供给装置、具备由燃烧火焰加热处理的被处理物以浮游状态通过的被处理物通过区域的处理腔和加热被处理物通过区域的加热装置。本发明的制造装置的特点是，设置有防止滞留在燃烧火焰中预定时间的被处理物的温度急剧下降的加热装置。温度的急剧下降会引起如下问题点。本发明的加热装置是为了消除这些问题点而设置的。
(1)结晶无法生长得大，因此难以形成单晶粒子。
(2)形成的粒子的一部分残留有高温相。
(3)通过急速冷却而凝固时的纹理会留在粒子结构。
(4)具有核壳结构等复合构造的合成物粒子的制造中，由于急速冷却而无法充分进行粒子内的相分离或组成偏析，难以得到预期结构。
本发明中制造装置的加热装置可以具备多个加热部。此时，多个加热部设定成朝着被处理物的通过方向温度降低的各不相同的温度，则可以在被处理物通过区域慢慢冷却被处理物。还有，该加热装置优选具有控制被处理物通过区域的气体的流动的气流控制装置。进一步，加热装置如果具有控制被处理物通过区域的气体的流动的气流控制装置，则可以控制被处理物在被处理物通过区域的运动。气流控制装置是具有如能够向任意方向供给气体的气体供给口。
近年来随着通信情报的急剧增长，对通信设备小型化、轻质化、高速化的要求日益增高。尤其用于车载电话、数字手机等携带移动体通信、卫星通信的电波的频率区域是使用兆到千兆Hz区(以下叫做“GHz区”)的高频区域。
在使用的通信机器的急速发展中，都在力求机壳及基板、电子元件的小型高密度安装化，但想要进一步推进对应于高频区域的通信机器的小型化、轻质化，则用于通信机器的基板等材料需要在GHz区的高频传送特性优异(介电损耗小)。
这里，介电损耗是与频率和基板的介电常数ε和介质损耗角正切(以下记为tanδ)的乘积成比例。于是，如果要让介电损耗小，必须使基板的tanδ小。还有，基板中电磁波的波长缩短成 因此介电常数ε越大基板越容易实现小型化。
由于以上原因，在高频区域使用的用于小型通信设备、电子设备、信息设备的电路基板要求介电常数ε高并且tanδ小的材料特性。
这种电路基板材料作为无机材料使用电介质材料、作为有机材料使用氟树脂等。但是，由电介质材料构成的基板虽然介电常数ε、tanδ的特性优异，但尺寸精度、加工性方面存在困难，存在因脆而容易产生缺口或破裂的问题点。另一方面，由树脂等有机材料构成的基板虽然具有成形性及加工性优异且tanδ也小的优点，但存在介电常数ε小的问题。所以，近年来为了得到兼具两者优点的基板，已有报道，在作为有机材料和无机材料的复合体的树脂材料中混合电介质材料而构成的复合基板(如特许第2617639号公报)。
随着这种复合基板的登场，要求对于树脂材料的分散性、填充性优异的电介质材料。并且，如上所述，用于确保对于树脂材料的分散性、填充性的一个要素为粉末的粒径、粒子的形态。
上述特许第2617639号公报中报道，通过选择高介电常数的氧化钛粒子作为电介质材料，并将在该氧化钛粒子表面施有由无机氢氧化物和/或无机氧化物构成的无机涂层的粒子分散到树脂中，确保对于树脂材料的分散性。
但是，使用特许第2617639号公报中记载的复合电介质的基板具有在高频(尤其是100MHz以上)区域的tanδ大的问题。考虑到使用频率区今后还会继续向高频区域移动，需要在GHz区的高频区域也能够得到高介电常数ε及低tanδ，即高Q值(这里，Q为tanδ的倒数，Q＝1/tanδ)的复合电介质材料。
根据本发明者的研究，通过上述本发明球状氧化物粉末制造方法得到的球状电介质粉末对于树脂材料的分散性、填充性优异。其结果，由该球状电介质粉末和树脂材料构成的复合电介质材料具有优异的高频特性。即本发明提供一种复合电介质材料，其特征在于，包括树脂材料和、分散在树脂材料中并且粒子的球状度为0.82～1以及粉末的10％粒径和90％粒径之比在30以下的球状的电介质粉末。通过使粒子的球状度为0.82～1，制成接近真球的状态，电介质材料对于树脂材料的分散性、填充性得到显著提高。
本发明的电介质粉末优选为BaO-RO-TiO2系(R稀土元素，RO-稀土氧化物)。还有，本发明中，将树脂材料和电介质粉末总计为100vol％时，通过使电介质粉末的含量在30vol％以上70vol％以下，在GHz区域也可以得到高介电常数ε及良好的Q值。
如上所述，本发明的电介质粉末是，粉末的10％粒径和90％粒径之比在30以下，粉末的粒度分布窄。与此同时，通过将电介质粉末的平均粒径限定在0.5～10μm的范围，可以进一步提高电介质材料对于树脂材料的分散性、填充性。还有，本发明中的电介质粉末可以是实施了用于球状化该电介质粉末的加热处理的球状氧化物粉末。
本发明中的树脂材料优选聚乙烯基苄基醚化合物。聚乙烯基苄基醚化合物与其他树脂材料相比，具有介电常数ε低，Q值高这种优异的电气特性(ε＝2.5、Q＝260)。因此，使用聚乙烯基苄基醚化合物作为本发明的树脂材料时，能够得到介电特性良好的复合电介质材料。
还有，本发明的复合电介质材料在2GHz时的介电损耗也小，因此显示高Q值。具体来讲，在2GHz时还能够具有比树脂材料的Q值(Q＝1/tanδ，tanδ为介质损耗角正切)更高的Q值。
还有，本发明提供一种电介质粉末分散在树脂材料中的基板，其特征在于电介质粉末的10％粒径和90％粒径之比在30以下，并且粒子的球状度为0.82～1。这里，本发明中的基板是指用于承载电子部件的电路基板或多层基板、或者用于容纳半导体元件的半导体包装用基板等。本发明的复合电介质材料使用粒度分布窄并且球状度高的电介质粉末，因此其流动性高。所以，在形成于基板上的图案的周围(图案边缘)也能够密集地填充复合电介质材料，得到介电特性高并且强度高的基板。进一步，将树脂材料和电介质粉末总计为100vol％时，通过使电介质粉末的含量在30vol％以上70vol％以下，在2GHz的高频区域也可以得到具有8以上介电常数的基板。同时，也可以得到在2GHz具有300以上Q值的基板。
在本发明的基板中，树脂材料适合使用聚乙烯基苄基醚化合物。如上所述聚乙烯基苄基醚化合物具有优异的电气特性。并且，聚乙烯基苄基醚化合物在具有优异的耐热性和耐药品性的同时，吸水率非常低，而且具有与各种材料的粘接性优异的特点。从而，通过用聚乙烯基苄基醚化合物作为树脂材料，能够得到吸水率非常低，并且耐热性和耐药品性优异的基板。
还有，本发明基板的电介质粉末优选为BaO-RO-TiO2系(R稀土元素，RO稀土氧化物)。并且，电介质粉末可以是实施了用于球状化该电介质粉末的加热处理的球状氧化物粉末。
进一步，本发明提供适合于在高频区域的使用的基板的制造方法。更详细的是，使用由氧化物组合物构成的颗粒粉末，得到10％粒径和90％粒径之比在30以下、平均粒径为0.5～10μm、且其粒子的球状度为0.82～1的球状氧化物粉末。然后，混合该球状氧化物粉末和树脂材料得到它们的混合物后，通过将该混合物加压成形来得到基板。这里，将树脂材料和球状氧化物粉末总计为100vol％时，球状氧化物粉末的含量优选在30vol％以上70vol％以下。还有，本发明的球状氧化物粉末优选电介质陶瓷粉末。
图1为球状粉末制造装置的一例断面示意图。
图2为使用图1中所示的制造装置处理粉末时，粉末温度变化的一例的图表。
图3为使用没有设置如本实施方案的制造装置的加热区域的制造装置来处理粉末时，粉末温度变化的一例的图表。
图4为实施例3制作的样品1、2的断面构造显微镜观察结果的示意图。
图5为实施例3制作的样品1、2断面构造显微镜观察结果的示意图。
图6为实施例4测定的样品2～5的介电常数ε及Q值的表。
图7为聚乙烯基苄基醚化合物的化学式示意图。
图8为图7中式(1)所示的化合物R1等的组合的具体例的示意图。
具体实施例方式
下面对本发明的实施方案进行说明。
本发明是以氧化物作为对象。本发明中的氧化物是包含复合氧化物的概念。本发明并不限定适用的氧化物，可以广泛适用于公知的电介质材料、磁性材料以及其他材料。
电介质材料可以列举出如钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、二氧化钛系的氧化物。磁性材料可以列举出如Mn-Zn系铁素体、Ni-Zn系铁素体、Mn-Mg-Zn系铁素体、Ni-Cu-Zn系铁素体等。还有，也可以适用于Fe2O3、Fe3O4等氧化铁。
本发明的特征在于使用颗粒粉末作为原料粉末。如上所述，这是为了在得到颗粒粉末的阶段能够将粒度分布宽度控制得窄。而且还能够控制其粒径。
得到颗粒粉末的典型方法有使用喷雾喷嘴的喷雾造粒法。喷雾造粒法中制作用于从喷雾喷嘴喷雾起始原料粉末的浆液。浆液可以通过将起始原料粉末适量添加到溶剂后用球磨机或者磨碎机等混合机混合来得到。可以使用水作为溶剂，但为了提高起始原料粉末的分散性，推荐添加如东亚合成(株)制造的A-30SL聚丙烯酸铵的分散剂。也可以添加为了物理地结合起始原料粉末之间的结合剂，如PVA(聚乙烯醇)。
将含有原料粉末的浆液通过喷雾喷嘴或旋转盘等喷雾形成液滴。这里，喷雾喷嘴是为了喷雾上述的浆液和压缩气体，可以使用双流体喷嘴或者四流体喷嘴。
与压缩气体一起从喷雾喷嘴吐出的浆液得以微粒化而形成喷雾。喷雾中的液滴的粒径可以通过调节浆液和压缩气体的比率来控制。通过控制液滴粒径，能够控制最终得到的颗粒粉末的粒径。通过在喷雾状态的浆液自由下落过程中赋予其用于干燥水分的热，可以得到干燥去除了液体成分的粉末。该热可以将由喷雾喷嘴吐出的气体作为加热气体或者通过向喷雾气氛供给加热气体来赋予。对干燥而言，使用100℃以上的加热气体即可。由喷雾喷嘴的喷雾及干燥步骤是在给定处理腔内进行。由使用喷雾喷嘴的喷雾造粒法得到的粉末通常为颗粒粉末。如上所述，该颗粒粉末的粒径可以通过浆液和压缩气体的比率来控制。也可以通过使液滴相互来制成更小的液滴。
将如上所述得到的颗粒粉末供给至燃烧火焰中。供给的颗粒粉末在燃烧火焰中只滞留预定时间。滞留过程中颗粒粉末被热处理。具体来讲，颗粒粉末熔融形成球状粒子。颗粒粉末由两种以上粒子构成时，通过在熔融时该粒子反应来构成最终想得到的氧化物。供给至燃烧火焰中的颗粒粉末可以以干式状态供给，也可以作为含有该颗粒粉末的浆液以湿式状态供给。
用于得到燃烧火焰的燃烧气体不做特别限制。可以使用LPG、氢、乙炔等公知的燃烧气体。本发明中为了处理氧化物需要控制燃烧火焰的氧化度。而控制氧化度则要求对燃烧气体供给适当量的氧。将LPG作为燃烧气体来使用时，需要供给为LPG供给量5倍的氧、将乙炔作为燃烧气体来使用时，需要供给为乙炔供给量2.5倍的氧、将氢作为燃烧气体来使用时，需要供给为氢供给量0.5倍的氧，就会成为等量。通过将这些值作为基准适当设定氧气供给量，可以控制燃烧火焰的氧化度。这些燃烧气体的流量可以根据燃烧器的大小适宜决定。
燃烧火焰的温度根据燃烧气体种类、量、与氧气的比率、颗粒粉末的供给量等而有所变动。燃烧气体使用LPG时可以得到高达约2100℃、使用乙炔时可以得到高达约2600℃的温度。
对于燃烧火焰的颗粒粉末的供给方法不做限制，只要颗粒粉末加入到火焰内就行。但是，优选从燃烧器沿着火焰轴供给。是为了颗粒粉末在火焰内的通过时间更长。于是，优选控制颗粒粉末在达到火焰下部之前不泄漏到火焰外。
颗粒粉末的供给使用氧气等载气进行。本发明使用流动性良好的颗粒粉末，因此，由载气的传送性优异。另外，如果想由载气传送粉碎粉，则因粉碎粉呈不规则形状而且粒度分布也大，所以流动性差、传送性不好。还有，肯定的是，为了增加供给颗粒粉，需要增加载气量，载气使用氧气时，需要减少作为助燃气体的氧气量，调整载气与助燃气体的混合比率。
图1是适用于球状氧化物粉末制造方法的制造装置的一例断面示意图。制造装置10具有燃烧器11、处理腔25、处理粉末回收装置40、气体排出装置50。
燃烧器11是水冷却的三重管结构，在各个区域连接有颗粒粉末供给管12、燃烧气体供给管13及氧气供给管14。
处理腔25是由如耐热性高的二氧化铝等形成，圆筒部26的上部配置有保持燃烧器11的水冷却套21，该水冷却套21可以防止因产生的燃烧火焰15的调节和燃烧火焰15的热导致的制造装置10的受损。圆筒部26的外周为了在圆筒部26内形成加热区域，由上到下依次设有第1加热部27a、第2加热部27b、第3加热部27c。加热部27a、27b、27c的加热可以采用电加热、靠气体燃烧热的加热以及高频加热等公知的方法。其中优选容易控制燃烧器内气氛的电加热。
进一步，圆筒部26的内壁上设有连接到气体供给管28的气体供给通道29。气体供给通道29具有朝向圆筒部26的内部供给气体的气体供给口30a、30b、30c。圆筒部26的下部为开口，连接有回收处理粉末的回收容器41。
气体排出装置50是，在回收容器41的侧面连接有旋风收尘器51、过滤器52、空气泵53、净化槽54、排出管55，以将从圆筒部26流出的气体变成安全的状态来排出。这里，本实施方案中由回收容器41及旋风收尘器51构成处理粉末回收装置40。在后面将更详细地说明，本实施方案中为了增加处理粉末20b在加热区域滞留的时间，形成旋转圆筒部26内的旋转气流w。由于该旋转气流w的影响，处理粉末20b的60～90％被旋风收尘器51回收。
使用制造装置10的球状粉末的具体制造方法是，首先从燃烧器11的燃烧气体供给管13向燃烧器供给LPG等燃烧气体以及从氧气供给管14向燃烧器供给氧气，并点火。这样燃烧火焰15朝下方生成。
接着，从颗粒粉末供给管12与载体气体一起供给颗粒粉末20a(未图示)。颗粒粉末20a朝向由燃烧器11形成的燃烧火焰15供给。
燃烧火焰15在其火焰的不同部位如中心部位和外周部位的温度不同。因此，根据颗粒粉末20a的种类和处理的种类，可以进行燃烧火焰15的大小等的调节，同时还可以适当调节颗粒粉末20a的供给位置。还有，通过用燃烧火焰15的热熔融颗粒粉末20a来得到球状处理粉末时，设定燃烧火焰15的温度在颗粒粉末20a的熔点以上的温度。
这样，在燃烧火焰15上滞留预定时间的颗粒粉末20a由燃烧火焰15的热来熔融，或者得到化学性和物理性的改性，沉落到处理腔25内。通过燃烧火焰15的颗粒粉末20a成为处理粉末20b。
处理腔25的外周是，从燃烧器11朝向回收容器41，即朝向被处理粉末的推进方向，由上到下依次设有第1加热部27a、第2加热部27b、第3加热部27c。通过第1～第3的加热部27a、27b、27c，处理腔25内形成加热区域。
在加热区域，第1加热部27a设定成比在燃烧火焰15中颗粒粉末20a通过之处的温度还要低的温度。进一步各自设定成，第2加热部27b比第1加热部27a更低的温度，第3加热部27c比第2加热部27b更低的温度。这样，圆筒部26内的温度是，从第1加热部27a至第3加热部27c逐渐降低。
通过了燃烧火焰15的处理粉末20b如果以在处理腔25的圆筒部26内浮游的状态落下，处理粉末20b在通过第1～第3的加热部27a、27b、27c的过程中依次成为对应于各自加热部27a、27b、27c的温度。这样，在燃烧火焰15滞留预定时间从而使高温熔融状态的颗粒粉末20a能够逐渐冷却而不是温度急速下降。
图2为使用本实施方案的制造装置10时表示粉末温度变化的一例的图表，图3为使用没有设置如制造装置10的加热区域的制造装置时粉末温度变化的一例的图表。图2中，由燃烧火焰15加热成高温的处理粉末20b在第1个加热部27a成温度T1、在第2个加热部27b成温度T2、在第3个加热部27c成温度T3，其温度逐渐下降。例如，处理钛酸钡粉末时，通过设置这样的第1加热部27a、第2加热部27b、第3加热部27c，可以将加热区域的温度保持在1200℃以上1800℃以下，优选1300℃以上1600℃以下，因此能够避免向燃烧火焰15外移动后的急速的温度下降。与此相对，如果不设置加热区域进行处理，则如图3所示，粉末向燃烧火焰15外移动的瞬间会产生1000℃以上的急速的温度下降(温度差T0)。
这样，尽量使与燃烧器11连续地设置朝处理粉末20b的进行方向温度逐渐降低的通过区域，防止不加热处理粉末20b而直接冷却产生的处理粉末20b的急速的温度变化。
还有，各加热部27a、27b、27c的加热温度的设定会因粉末的种类或处理目的而不同，但第1加热部27a的设定温度优选在颗粒粉末20a的熔点附近。还有，第1加热部27a和第2加热部27b的设定温度差、以及第2加热部27b和第3加热部27c的设定温度差优选各自为100～300℃程度。还有，作为加热区域的最后加热部的第3加热部27c优选设定成处理粉末20b不变质的温度。还有，由燃烧火焰15熔融颗粒粉末20a为目的时，第1加热部27a优选设定成颗粒粉末20a的熔点附近的温度。
还有，本实施方案中，为了防止粉末急速的温度下降，优选具有能将粉末在加热区域长时间滞留的装置。具体装置为，制造装置10上设置有向加热区域供给气体的装置。由气体供给管28供给的气体通过气体供给通道29从各个气体供给口30a、30b、30c向圆筒部26内喷出。通过这样喷出气体，防止处理粉末20b直线性地沉落到回收容器41，能够防止处理粉末20b急速冷却。
这里，通过如图1所示将气体的喷出方向靠向燃烧器11侧，能够由燃烧火焰15生成的气流和由气体供给口30a、30b、30c的气体的流动，形成在与处理粉末20b的沉落方向交叉的方向在圆筒部26内旋转的旋转气流w。处理粉末20b乘着旋转气流w一边在圆筒部26内旋转一边沉落到处理粉末回收装置40(回收容器41及旋风收尘器51)侧，因此，至沉落为止花费时间，处理粉末20b在加热区域滞留的时间增加。其结果，处理粉末20b在加热区域确实地冷却至加热部27a、27b、27c的温度并同时沉落，能够进一步确实地防止急速冷却。
通过这样地向圆筒部26内供给气体，在加热区域滞留处理粉末20b的时间因其温度或粉末的种类而异，但优选3～20分钟，进一步优选5～15左右分钟。还有，这里使用的气体可以考虑是否与被处理物反应等情况来适当选择，可以是如N2、O2、Ar及空气等。
如上所述，通过在燃烧火焰15滞留预定时间来加热至高温的处理粉末20b不会在脱离燃烧火焰15的瞬间被急速冷却，而是通过加热区域来逐步冷却。这样，沉落到圆筒部26内冷却的处理粉末20b容纳到处理粉末回收装置40内。
回收到处理粉末回收装置40内的处理粉末20c是由作为处理粉末20c的结晶性好的致密的粒子、或单晶粒子、球形粒子(球状度高的粒子)构成的粉末等，根据处理目的可以得到具有优异特性的粉末。
具体来讲，本实施方案中，经由将通过燃烧火焰15的粉末通过加热区域来逐步冷却，防止急速冷却，因此，即使不进行后处理(退火处理等)也能够容易得到单晶结构的粒子。
还有，在本实施方案中得到粉末的平均粒径能够得到0.1～50μm程度，尤其是1～10μm程度的粒子。
进一步，本实施方案中能够得到粒子的球状度为0.9～1的粉末，进一步能够得到球状度为0.95～1的粉末。球状度0.9以上时，处理粉末20c容易均匀地分散在其他材料中。这里“球状”除了表面平滑的完全的球状以外，还包含极其接近于真球的多面体。具体来讲，还包含具有由以Wulff模型表达的稳定的结晶面包围的各向同性的对称性，并且球状度接近于1的多面体粒子。还有，即使表面形成有微小凹凸的粒子，或具有椭圆形断面的粒子，只要球状度在0.9～1的范围，就属于本发明所说的球状。这里“球状度”是，Wadell的实用球状度，即相当于粒子的投射面积的圆的直径与外切于粒子的投影的最小圆的直径之比。
另外，本实施方案中，通过适当选择原料粉末，能够容易得到具有核壳结构等复合粒子结构的粒子等处理粉末。本实施方案中，处理粉末是被逐步冷却，因此可以实现粒子内的相分离。具有复合粒子结构的粒子可以举例有，如通过处理分散有二氧化硅粒子的硝酸银悬浮液来制成的核壳结构的Ag-SiO2复合粒子。
还有，通过将处理粉末20c与其他材料组合或混合使用，能够得到具有优异特性的制品或具有特殊结构或功能的材料或部件。具体来讲，能够得到如后述的适合于在高频区域使用的基板、高频过滤器等。
还有，如上所述图1所示制造装置10中，加热区域由第1～第3的加热部27a、27b、27c构成，但加热区域也可以只由第1加热部27a构成，此外，也可以由更多的加热部构成。设置的加热部的数量根据处理的粉末的种类、作为目的的处理的种类来适当调节。还有，加热区域只要是，朝处理粉末20b的沉落方向，即由燃烧器11侧向处理粉末回收装置40能够赋予温度下降的温度梯度的装置就行，则并不限定于图1所示加热部27a、27b、27c，可以采用如将加热气体向圆筒部26内吹入的装置等其他装置。还有，根据温度梯度也可以不使用第1～第3的加热部27a、27b、27c的积极性加热。进一步，通过调整旋风收尘器51的气流的条件，如通过调节将从圆筒部26及回收容器41的取出方向做成圆周方向等条件，能够在不由气体供给口30a、30b、30c的气体供给的条件下在圆筒部26内引起旋转气流w，防止处理粉末20b急速冷却。还有，根据球状粉的粒度分布，也可以用管道连接回收容器41和旋风收尘器51，集合沉落到回收容器41内或旋风收尘器51内的处理粉末c来回收。
接着，对选择电介质粉末作为原料粉末并将电介质粉末分散到树脂中来制作适合于在高频区域的使用的复合电介质材料及复合基板的情况进行说明。
如上所述，通过将粒子的形态制成球状来提高在树脂中的分散性及填充性，因此事先使用如图1所示制造装置10将电介质粉末制成球状。具体来讲，用如上所述的方法(喷雾造粒法)将电介质粉末制成颗粒状后投入到制造装置10。然后，调节颗粒粉末在燃烧火焰15中的滞留时间等以使得到最终粒子球状度为0.82～1的具有接近于真球的形状的电介质粉末。
电介质粉末可以使用钛酸钡系、钛酸铅系、钛酸锶系、二氧化钛系的氧化物等上述的粉末。其中，优选钛酸钡系的电介质粉末，尤其优选BaO-RO-TiO2系(R稀土元素，RO-稀土氧化物)并且显示钨青铜结构的常电介质粉末，因为它在高频表现出良好的介电特性。这里，稀土元素R是包括Y的稀土元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及Lu)中的一种或两种以上。其中，Nd资源丰富并且比较便宜，因此优选稀土元素R的主成分为Nd。
使用BaO-RO-TiO2系作为电介质粉末时，优选为BaO6.67～21.67mol％、RO6.67～26.67mol％、TiO261.66～76.66mol％的配合组成。还有，在BaO-RO-TiO2系组成中可以适当添加Bi、Mn、Zr、Cr、Co、Ta、Ge、Li、B、Mg等的氧化物。通过添加Bi能够改善温度特性，同时提高介电率。还有，通过添加Mn能够得到高Q值。进一步，Zr、Cr、Co、Ta、Ge、Li、B、Mg则能够有效改善温度特性。
混合电介质粉末和树脂得到复合电介质材料时，电介质粉末的平均粒径为0.5～10μm。电介质粉末的平均粒径如果不到0.5μm，难以得到高介电特性，具体来讲，难以在2GHz得到8以上的介电常数ε。还有，如果电介质粉末的平均粒径小到不足0.5μm，会有难以与树脂混炼的不好的情况，如电介质粉末粒子凝集而成为不均匀的混合体等，使用将变得困难。
另一方面，电介质粉末的平均粒径超过10μm时，虽然介电特性良好，但难以制作所需样式，存在不易得到厚度薄且平滑的基板的问题。因此，电介质粉末的平均粒径定为0.5～10μm。电介质粉末优选的平均粒径为1～6μm，更优选的平均粒径为3～5μm。通过将电介质粉末的平均粒径定为0.5～10μm，即使在2GHz的高频率区也能够得到8以上的介电常数ε及300以上的Q值。
为了将电介质粉末均匀地分散在树脂中，有效方法是使用粒度分布窄，粒径均匀的电介质粉末。电介质粉末的粒度分布及粒径的基准是10％粒径和90％粒径之比在30以下，更优选20以下，进一步优选15以下。
还有，通过使用如上所述方法及制造装置10，能够得到粒子的球状度为0.82～1的电介质粉末，进一步能够得到球状度为0.9～1的电介质粉末。使用球状度0.82以上的电介质粉末时，能够容易地在树脂材料中均匀地分散。
这里，“球状”的定义是如上所述。还有，本发明中，两个以上粒子熔合时，将各个粒子看作是一个粒子来计算球状度。对于粒子有突起的情况也是一样。
对于本发明的复合电介质材料，将电介质粉末和树脂总计为100vol％时，电介质粉末的含量在30vol％以上70vol％以下。电介质粉末的量不到30vol％(树脂量超过70vol％)时，基板的尺寸稳定性欠缺的同时介电常数ε降低。即几乎得不到含有电介质粉末的效果。另一方面，如果电介质粉末量超过70vol％(树脂量不到30vol％)，在挤压成形时流动性变得非常差，无法得到致密的成形物。其结果，水等的入侵变得容易，导致电气特性的劣化。还有，与不添加电介质粉末的情况相比，也有Q值大大降低的情况。因此，电介质粉末的含量优选在30vol％以上70vol％以下。更优选的电介质粉末的含量为40vol％～65vol％，进一步优选的电介质粉末的含量为45vol％～60vol％。其中，电介质粉末的最适合含量会因基板的形状而变动，当基板的形状比较微细时，优选的电介质粉末的含量为35vol％～45vol％左右。
如上所述，本发明的电介质粉末为球状，并且粒度分布窄，因此即使是电介质粉末的含量为40vol％以上，甚至是50vol％以上的情况，对树脂材料的分散性也良好，可以在无损于树脂材料的流动性的条件下填充。因此，将本发明的电介质粉末与树脂材料混合并使用该混合物制作基板时，与使用粉碎粉的情况相比，能够提高电介质粉末的填充量，其结果，能够得到具有高电常数ε的基板。
与此相对，不是球状的电介质粉末，例如使用以现有的方法制作的粉碎粉时，基板中的电介质粉末的含量只要达到40vol％左右，就会有损于树脂材料的流动性，想让基板中的电介质粉末的含量达到45vol％以上是非常困难的。即便能够填充到45vol％以上，在基板制作时电介质粉末也难以进入到图案边缘等，结果成为产生部分性空隙的强度弱的基板。
接着，对本发明复合电介质材料的树脂材料进行说明。树脂材料优选有机高分子树脂。有机高分子树脂优选由重量平均绝对分子量为1000以上的一种或两种以上的树脂构成的树脂组合物，其碳原子和氢原子的原子数之和为99％以上，并且树脂分子间的一部分或全部为相互以化学键结合的耐热性低介电性高分子材料。通过使用具有这种结构的有机高分子树脂，能够得到在高频率区也具有高介电常数ε及高Q值的复合电介质材料。
如上所述，使用重量平均绝对分子量为1000以上的树脂组合物的耐热性低介电性高分子材料是为了得到充分的强度、与金属的粘接性、及耐热性。如果重量平均绝对分子量小于1000，则机械物性、耐热性不足。
还有，使碳原子和氢原子的原子数之和为99％以上是为了使存在的化学键成为非极性键，由此能够容易得到高Q值。另一方面，如果原子和氢原子的原子数之和小于99％，尤其是所含氧原子、氮原子等形成极性分子的原子数多于1％时，Q值会变小。
尤其优选的重量平均绝对分子量为3000以上，进一步优选5000以上。此时重量平均绝对分子量的上限没有特别限制，但通常为1000刀左右。
上述有机高分子树脂的具体例子有，低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、超超低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低分子量聚乙烯、超高分子量聚乙烯、乙烯-丙烯共聚合物、聚丙烯、聚丁烯、聚4-甲基戊烯等非极性α-链烯烃的均聚合物或共聚合物(以下称之为(共)聚合物)、丁二烯、异戊二烯、戊二烯、己二烯、庚二烯、辛二烯、苯基丁二烯、二苯基丁二烯等共扼二烯的各单体的(共)聚合物、苯乙烯、核取代苯乙烯、如甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、氯苯乙烯、α-取代苯乙烯、如α-甲基苯乙烯、α-乙基苯乙烯、二乙烯基苯、乙烯基环己烷等含碳环的乙烯的各单体的(共)聚合物等。
用于本发明的树脂特别优选聚乙烯基苄基醚化合物。聚乙烯基苄基醚化合物优选图7中式(1)所示的化合物。
式(1)中R1表示甲基或乙基。R2表示氢原子或碳原子数为1～10的烃基。用R2表示的烃基可以是具有各种取代基的烷基、芳烷基、芳基等。烷基有甲基、乙基、丙基、丁基等，芳烷基有苄基等、芳基有苯基等。
R3表示氢原子或乙烯基苄基，氢原子来自合成式(1)中化合物时的起始化合物，氢原子和乙烯基苄基的摩尔比优选60∶40～0∶100，更优选40∶60～0∶100。
n为2～4的数。
还有，通过将R3的氢原子和乙烯基苄基的摩尔比定在上述范围，能够充分进行得到电介质时的固化反应，并能够得到充分的介电特性。与此相对，R3为氢原子的未反应物多时，固化反应不能充分进行，无法得到充分的介电特性。
将式(1)中所示化合物R1等的组合的具体例示于图8，但并不限定于此。
式(1)中所示化合物是通过使在式(1)中R3＝H的多酚和乙烯基苄基卤化物反应来得到。其详细情况可以参照特开平9-31006号公报中的记载。
本发明的聚乙烯基苄基醚化合物可以单独使用，也可以两种以上并用。还有，本发明的聚乙烯基苄基醚化合物可以只将其作为树脂材料聚合后使用，也可以与其他单体共聚来使用，进一步也可以与其他树脂组合使用。
可共聚的单体有如苯乙烯、乙烯基甲苯、二乙烯基苯、二乙烯基苄基醚、烯丙基苯酚、烯丙氧基苯、邻苯二甲酸二烯丙基酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基吡咯烷酮等。这些单体的混合比例相对于聚乙烯基苄基醚化合物为2～50重量％左右。
还有，作为可组合使用的树脂可以列举出如乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂、马来酸酐缩亚胺树脂、多酚的聚氰酸酯树脂、环氧树脂、酚树脂、乙烯基苄基化合物等热固性树脂、如聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚甲醛树脂、二环戊二烯系树脂等热塑性树脂。其混合比例相对于本发明的聚乙烯基苄基醚化合物为5～90重量％左右。其中最好是选自乙烯酯树脂、不饱和聚酯树脂、马来酸酐缩亚胺树脂、多酚的聚氰酸酯树脂、环氧树脂以及它们的混合物中的至少一种。
本发明的聚乙烯基苄基醚化合物自身、或者该化合物和其他单体或含有热固性树脂来构成的热固性树脂组合物的聚合及固化可以通过公知的方法进行。固化可以在固化剂的存在或不存在下的任意一种条件下进行。固化剂可以使用如过氧化苯甲酰、甲基乙基酮过氧化物、过氧化二异丙苯、过苯甲酸叔丁酯等公知的自由基聚合引发剂。使用量相对于100重量份聚乙烯基苄基醚化合物为0～10重量％。
固化温度因是否使用了固化剂及固化剂的种类而异，但为了充分固化应该是20～250℃，更优选50～250℃。
还有，为了调节固化，可以配合使用氢醌、苯醌、铜盐等。
在本发明的树脂中可以添加增强材料。增强材料可以有效提高机械强度或尺寸稳定性，在制作电路用基板时通常向树脂添加给定量的增强材料。
增强材料可列举出纤维状或者是片状或粒状等非纤维状的增强材料。纤维状增强材料可列举出玻璃纤维、二氧化铝纤维、硼酸铝纤维、陶瓷纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、石膏纤维、黄铜纤维、不锈钢纤维、钢纤维、金属纤维、硼酸镁晶须或其纤维、钛酸钾须或其纤维、氧化锌晶须、硼晶须纤维等无机纤维及碳纤维、芳香族聚酰胺纤维、aramid纤维、聚酰亚胺纤维等。使用纤维状增强材料时，可以采用特开2001-187831号公报等中记载的所谓浸渍方法。总之，在将电介质粉末和树脂调节成浆液状的涂漆槽内，浸渍成形为片材状的纤维状增强材料即可。
还有，非纤维状增强材料列举出硅石灰、绢云母、陶土、云母、粘土、膨润土、石棉、滑石、水合硅酸铝、叶蜡石、蒙脱石等硅酸盐、二硫化钼、氧化铝、氯化硅、氧化锆、氧化铁、碳酸钙、碳酸镁、白云石等碳酸盐、硫酸钙、硫酸钡等硫酸盐、多磷酸钙、石墨、玻璃珠、玻璃微球、玻璃薄片、氮化硼、碳化硅及二氧化硅等针状、片状、或粒状的增强材料等，这些也可以是中空的。使用非纤维状的增强材料时，可以添加到树脂中。
这些增强材料可以只使用一种，也可以两种以上并用，可以根据需要用硅烷类及钛系偶联剂进行预处理后使用。尤其优选的增强材料为玻璃纤维。玻璃纤维的种类不做特别限定，只要是通常的用于树脂增强的就行，可以选自如长纤维类型或短纤维类型的短切丝、短切丝毡、连续长纤维毡、织物、编织物等布帛状玻璃、磨散纤维等。
复合电介质材料中的增强材料的含量优选在10～30wt％的范围，更优选在15～25wt％。
本发明的复合电介质材料优选使用如下制造方法。
首先，按照上述方法得到粒子形状为球状的电介质粉末。然后将粒子形状为球状的电介质粉末和树脂各自按给定量调配并混合。其中，混合可以采用干式混合进行，但优选用球磨机、搅拌机等在甲苯、二甲苯等有机溶剂中充分混合。
将该浆液在90～120℃充分干燥，得到电介质粉末和树脂的团块。粉碎该团块，得到电介质粉末和树脂的混合粉末。由浆液变成混合粉末的方法优选使用喷雾式干燥机等颗粒制造装置。
混合粉末的平均粒径优选50～1000μm左右。
接着，在100～150℃将该混合粉末挤压成形为所希望的形状，并将该成形物在100～200℃固化30～480分钟。该固化时也可以有所述的增强材料存在。
本发明的复合电介质材料如上所述优选是将电介质粉末在聚乙烯基苄基醚化合物等树脂的聚合至固化前混合，但根据情况，也可以在聚合至固化后混合。只是，不在完全固化后混合电介质粉末。
本发明的复合电介质材料可以以薄膜、或块状或给定形状的成形体，以及薄膜状的层压体等各种各样形态使用。于是，可以用于高频用电器或电子部件(共振器、过滤器、电容器、感应器、天线等)的各种基板、作为芯片部件的过滤器(如多层基板的C过滤器)或共振器(如三片型共振器)、或电介质共振器等的支撑台、进一步可采用各种基板至电子部件的套(如天线杆套)、箱、或电子部件或其套或箱等。作为基板希望是用作现有玻璃环氧基板的代替品，具体举例有部件承载用板上基板、贴Cu层合板及金属基体/金属芯基板等。进一步也可以用于电路内藏基板、天线基板(片天线等)。还有，也可以用于CPU用板上基板。
还有，电极的形成可以用Cu等金属箔夹住粉末在加压条件下固化来进行，或者在完全固化之前阶段在单面或双面粘贴Cu箔等金属箔在加压条件下固化来进行。还有，加压粘附上金属箔初步固化后，再另根据热处理进行固化来进行，或者也可以在固化成形物后，通过金属的蒸镀或溅射、无电解电镀或(树脂)电极等涂敷来形成电极。
本发明的复合电介质材料及使用它的基板在GHz区域也能够很好地使用，在频率区域2GHz的情况也能够具有8以上的介电常数ε以及300以上的Q值。
接着，举具体的实施例更详细地说明本发明。
还有，10％粒径是指将被测定粉末的全体积作为100％来求出累计曲线时，其累计曲线在10％点的粒径。同样90％粒径是指所述累计曲线在90％点的粒径。进而说明10％粒径和90％粒径之差越小，粒度分布宽度越窄，而10％粒径和90％粒径之差越大，粒度分布宽度越宽。
使用图1的装置，从燃烧气体供给管13供给LPG、从氧气供给管14供给氧气生成燃烧火焰15，以氧气作为载气向该燃烧火焰15供给所述颗粒粉末。还有，用于生成燃烧火焰15的氧气流量为10.0l/min，LGP流量为2.0l/min。还有，作为载气的氧气流量为1.0l/min。所得粉末的平均粒径为6.6μm、10％粒径为1.36μm、90％粒径为10.2μm。进而10％粒径与90％粒径之比为7.5，其值在30以下。还有，堆积密度为2.9g/cm3，构成粉末的粒子的球状度达到0.98。
与实施例1相同，用图1的装置生成燃烧火焰15，以氧气作为载气向该燃烧火焰15供给所述颗粒粉末。还有，用于生成燃烧火焰15的氧气流量为12.0l/min，LGP流量为2.3l/min。还有，作为载气的氧气流量为1.0l/min。
所得粉末的平均粒径为8.6μm，根据SEM (扫描电子显微镜)观察，大半的粒子具有平滑表面，全体的球状度达0.95。还有，测定粒度分布的结果，10％粒径为1.1μm、90％粒径为11.3μm(该粉末的10％粒径与90％粒径之比为10.3)，堆积密度为2.8g/cm3。并且根据X射线衍射观察所得球状粉末的构成相的结果，确认以钛酸钡(BaTiO3)为主体相。比较例1将同样由沉淀法得到的平均粒径0.1μm的氧化钛(TiO2)粉末和平均粒径0.15μm的碳酸钡(BaCO3)粉末以摩尔比1.0∶1.0混合后，在1250℃煅烧4小时。通过粉碎所得煅烧粉末得到平均粒径7.2μm的钛酸钡(BaTiO3)。
对该粉末进行SEM观察的结果，确认由不规则形状的粒子构成。还有，测定该粉碎粉末的粒度分布的结果，10％粒径为0.88μm、90％粒径为22.4μm(粉末的10％粒径与90％粒径之比为25.5)。
与实施例1相同，用图1的装置生成燃烧火焰15，以氧气作为载气向该燃烧火焰15供给所述颗粒粉末。其中，用于生成燃烧火焰15的氧气流量为10.0l/min，LGP流量为2.0l/min。还有，作为载气的氧气流量为1.0l/min。
所得粉末的平均粒径为6.9μm，测定粒度分布的结果，10％粒径为0.81μm、90％粒径为18.4μm(粉末的10％粒径与90％粒径之比为22.7)。根据SEM观察，确认多数粒子具有平滑表面。但是，占全体约30％的粒子为10μm以上的粒子，残留有棱角等，确认没有完全成球状。所得粉末的球状度为0.87，堆积密度为2.3g/cm3。比较例2将平均粒径0.1μm的氧化钛(TiO2)粉末和平均粒径0.15μm的碳酸钡(BaCO3)粉末以摩尔比1.0∶1.0混合。将该混合粉末与实施例1相同，用图1的装置生成燃烧火焰15，以氧气作为载气向该燃烧火焰15供给所述颗粒粉末。其中，用于生成燃烧火焰15的氧气流量为12.0l/min，LGP流量为2.3l/min。还有，作为载气的氧气流量为1.0l/min。
所得粉末的平均粒径为0.9μm。根据SEM观察的结果，具有平滑表面，球状度达0.91。但是，用X射线衍射观察所得球状粉末构成相的结果，确认由TiO2、BaO、BaTiO3、Ba2TiO4、BaCO3等多个物质的化合物构成。
接着，使用图1的装置，从燃烧气体供给管13供给LPG、从氧气供给管14供给氧气生成燃烧火焰15，以氧气作为载气向该燃烧火焰15供给所述颗粒粉末。其中，用于生成燃烧火焰15的氧气流量、LGP流量、作为载气的氧气流量与实施例1相同。这样得到粉末的平均粒径为2.276μm、10％粒径为0.97μm、90％粒径为5.56μm。即粉末的10％粒径与90％粒径之比只有5.7。还有，堆积密度为5.76g/cm3，构成粉末的粒子的球状度达到0.93。
还有，作为比较例，将制作成组成为16.67mol％的Nd2O3、15.67mol％的BaO、67.66mol％的TiO2的上述电介质材料用球磨机粉碎得到平均粒径1.757μm的粉碎粉(电介质陶瓷粉末)。
接着，向球状粉、粉碎粉各自混合树脂，得到复合电介质材料。其中，复合电介质材料中的电介质陶瓷粉末的含量为，球状粉、粉碎粉都为40vol％，树脂使用如图7中式(1)所示聚乙烯基苄基醚化合物。
为了比较使用球状粉的复合电介质材料(以下叫做样品1)和使用粉碎粉的复合电介质材料(以下叫做样品2)的分散性，在玻璃环氧树脂上制作图案，将样品1、样品2各自涂敷在铜箔上得到的板夹到压机上，用以下所示条件加压成形，得到基板。这里，基板的图案边缘难以填充复合电介质材料。于是，将复合电介质材料填充到图案边缘附近的情况判断为流动性好，将复合电介质材料没有填充到图案边缘附近的情况判断为流动性差。加压成形条件压力40kgf/cm2温度从室温状态升温至150℃，保持30分钟。然后升温至195℃，保持3小时。
用显微镜观察用样品1制作的基板、用样品2制作的基板的断面。将其结果示于图4、图5。其中，图5是图4中所示断面的模式图。
如图4(a)、图5(a)所示，使用样品2制作的基板被确认在图案边缘附近有空隙。与此相对，如图4(b)、图5(b)所示，使用样品1即粒径均匀的球状粉制作的基板被确认能够将复合电介质材料致密地填充到图案边缘附近。从以上结果可以知道，使用球状粉的情况与使用粉碎粉的情况相比，复合电介质材料自身的流动性得以提高，能够在基板上没有间隙地填充复合电介质材料。
在式(1)所示的聚乙烯基苄基醚化合物中混合在实施例3中得到的电介质陶瓷粉末，得到样品3～5。样品3～5中球状粉的填充量分别为40vol％、45vol％、50vol％。使用样品3～5用与实施例3相同的方法制作基板，对于制作的各基板按照空腔谐振法(微扰法)测定介电常数ε和Q值(2GHz)(使用ヒユ-レットパッカ-ド(株)制造的83260A、8757C)。将其结果示于图6。还有，为了方便起见，将在实施例3制作的样品2的介电常数ε及Q值也在图6中一起表示出。
如图6所示，样品3～5中的任意一个也都显示出8以上的介电常数ε及300以上的Q值，可确认具有良好的介电特性。还有，如图6所示，随着电介质陶瓷粉末的含量增加而介电特性提高，电介质陶瓷粉末的含量达到45vol％时，注意到在2GHz的高频区域也维持350以上的高Q值的同时显示出10以上的介电常数ε。这里，比较电介质陶瓷粉末的含量同为40vol％的样品3(球状粉)和样品2(粉碎粉)的介电特性的结果，样品2虽然显示出良好的介电常数ε但Q值为329，显示出比样品3的Q值(349)低20的值。
还有，对于样品5用显微镜确认断面的结果，确认球状粒子都进入到了图案边缘附近。因此，认为使用粒径均匀的球状粉时，能够将复合电介质中的电介质陶瓷粉末的含量提高到60vol％以上70vol％以下的程度。
正如在上面详细说明，根据本发明，可以用颗粒粉末作为原料来得到粒度分布宽度窄的球状氧化物粉末。并且，根据本发明，可以用燃烧火焰得到球状氧化物粉末，因此与使用等离子体火焰得到球状氧化物粉末的情况相比，能够使成本降低。还有，根据本发明，能够得到具有高介电常数ε及低tanδ，适合于在GHz区的高频区域的使用的复合电介质材料及基板。
权利要求
1.一种球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于包括如下步骤由氧化物组合物构成的颗粒粉末与载气一起供给至燃烧火焰内的供给步骤；通过将供给的颗粒粉末在所述燃烧火焰内熔融来得到熔融处理物的熔融步骤；所述熔融处理物通过向所述燃烧火焰外移动而被凝固的凝固步骤。
2.如权利要求1记载的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于所述颗粒粉末与经过所述凝固步骤后的所述球状氧化物粉末由相同的氧化物构成。
3.如权利要求1记载的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于所述颗粒粉末是由多种化合物粒子构成。
4.如权利要求1记载的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于经过所述凝固步骤后得到的所述球状氧化物粉末是由复合氧化物构成的电介质材料构成。
5.如权利要求1记载的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于经过所述凝固步骤后得到的所述球状氧化物粉末的平均粒径为1～10μm，球状度为0.9以上。
6.一种球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于选择通过加热反应制成能够构成最终想得到的氧化物粉末的两种以上粒子制成由该两种以上的粒子以相互充分接触的状态聚集而成的颗粒，并将制成的所述颗粒在燃烧火焰中只滞留预定时间。
7.如权利要求6记载的球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于通过构成所述颗粒的两种以上粒子之间在所述燃烧火焰内反应来构成所述氧化物粉末。
8.一种球状粉末制造装置，其特征在于，具有发生燃烧火焰的燃烧器、向燃烧火焰供给被处理物的被处理物供给装置、具有由所述燃烧火焰加热处理的所述被处理物以浮游状态通过的被处理物通过区域的处理腔和加热所述被处理物通过区域的加热装置。
9.一种复合电介质材料，其特征在于，具有树脂材料，和分散在所述树脂材料且粒子的球状度为0.82～1以及粉末的10％粒径和90％粒径之比在30以下的球状的电介质粉末。
10.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于所述电介质粉末为BaO-RO-TiO2系(R稀土元素，RO稀土氧化物)。
11.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于将所述树脂材料和所述电介质粉末总计为100vol％时，所述电介质粉末的含量在30vol％以上70vol％以下。
12.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于所述电介质粉末的平均粒径为0.5～10μm。
13.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于所述电介质粉末是施加有以球状化为目的的加热处理的球状氧化物粉末。
14.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于所述树脂材料为聚乙烯基苄基醚化合物。
15.如权利要求9记载的复合电介质材料，其特征在于在2GHz，具有比所述树脂材料的Q值(Q＝1/tanδ，tanδ为介质损耗角正切)还高的Q值。
16.一种电介质粉末分散在树脂材料中的基板，其特征在于所述电介质粉末是，10％粒径和90％粒径之比在30以下，并且粒子的球状度为0.82～1。
17.一种基板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤使用由氧化物组合物构成的颗粒粉末，得到10％粒径和90％粒径之比在30以下、平均粒径为0.5～10μm、且其粒子的球状度为0.82～1的球状氧化物粉末的步骤、混合所述球状氧化物粉末和所述树脂材料，将所述树脂材料和所述球状氧化物粉末总计为100vol％时，所述球状氧化物粉末的含量在30vol％以上70vol％以下的得到混合物的步骤和、加压成形所述混合物来得到基板的步骤。
18.如权利要求17记载的基板的制造方法，其特征在于所述球状氧化物粉末为电介质陶瓷粉末。
全文摘要
提供一种球状氧化物粉末的制造方法，其特征在于包括如下步骤由氧化物组合物构成的颗粒粉末与载气一起供给至燃烧火焰内的供给步骤；将供给的颗粒粉末在燃烧火焰内熔融来得到熔融处理物的熔融步骤和熔融处理物通过向燃烧火焰外移动而凝固的凝固步骤。
文档编号H01B3/10GK1464863SQ02802406
公开日2003年12月31日 申请日期2002年7月26日 优先权日2001年7月27日
发明者车声雷, 千叶郁华, 冈本重夫, 曾我部智浩 申请人:Tdk株式会社