(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機フィラーとしてＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相と、ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を含む誘電体磁器組成物であって、
前記誘電体磁器組成物は、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ａ、Ｔｉに加えて、添加元素としてＢを含み、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、その内の２０重量部から６０重量部が前記無機フィラーであって、
Ａｌ元素をＡｌ２Ｏ３換算で１１〜２５重量％、Ｓｉ元素をＳｉＯ２換算で２０〜３３重量％、Ａ元素をＡＯ換算で５〜３０重量％、Ｂ元素をＢ２Ｏ３換算で０．９〜５重量％含み、残部としてＴｉＯ２（不可避不純物を含む）を含み、
３ＧＨｚでの誘電率が１０以上、かつ４０〜６００℃の温度範囲における平均熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃未満であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
前記誘電体磁器組成物は前記Ａ元素としてＳｒのみが用いられ、誘電体磁器組成物全体中のＳｒ元素がＳｒＯ換算で５〜３０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項３】
前記誘電体磁器組成物は前記Ａ元素としてＳｒ及びＣａが用いられ、誘電体磁器組成物全体中のＳｒ元素がＳｒＯ換算で５〜１５重量％、且つ誘電体磁器組成物全体中のＳｒとＣａ元素の総和がＡＯ換算で５〜３０重量％であることを特徴とする、請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ｒ（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）、Ｍｇ、Ｚｎのうちの少なくとも１種を含むことができ、Ｒ２Ｏ３換算で０．０１〜２０重量％、ＭｇＯ換算で０〜１０重量％、ＺｎＯ換算で０〜５重量％含有することを特徴とする、請求項２又は３に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項５】
Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉのうちの少なくとも１種からなる元素を含み、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ｎａ元素をＮａ２Ｏ換算で０〜４重量％、Ｋ元素をＫ２Ｏ換算で０〜１重量％、Ｃｕ元素をＣｕＯ換算で０．１〜３重量％、Ｍｎ元素をＭｎ３Ｏ４換算で０．１〜３重量％、Ｂｉ元素をＢｉ２Ｏ３換算で１〜５重量％含有することを特徴とする、請求項２乃至４のいずれか一項に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項６】
−２０℃〜６０℃の温度範囲における共振周波数の温度係数τｆの絶対値が１２０ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項５に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項７】
誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ａｇを０．１〜３重量％含むことを特徴とする、請求項２乃至６のいずれか一項に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項８】
Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系（ＲはＮｄ、Ｓｍ、Ｌａのうち少なくとも１種からなる元素、ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも１種からなる元素）の相，或いはＡ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）の相が実質的に存在しないことを特徴とする、請求項４に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項９】
Ｒ２／３ＴｉＯ３（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）、及びＭ２ＴｉＯ４（ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも一種からなる元素）のうちの少なくとも一種の化合物相を含むことを特徴とする、請求項２乃至８のいずれか一項に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項１０】
導体を形成した複数の誘電体層が積層一体化された多層誘電体基板であって、前記複数の誘電体層のうち少なくとも一つの誘電体層が請求項１〜９のいずれかに記載の誘電体磁器組成物から構成され、その他の誘電体層がＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種からなる元素）及びＡｌ２Ｏ３相を有し、
前記その他の誘電体層は、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ａ’、Ｔｉをそれぞれ、その他の誘電体層全体を１００重量部として、Ａｌ２Ｏ３換算で１０〜６０重量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０重量％、Ａ’Ｏ換算で７．５〜５０重量％、ＴｉＯ２換算で２０重量％以下（０を含む）を含み、副成分であるＢｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をそれぞれ、その主成分１００重量部に対して、Ｂｉ２Ｏ３換算で０〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ換算で０〜５重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜５重量％、ＣｏＯ換算で０〜５重量％を含み、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種を、その主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０〜５重量％、ＭｎをＭｎ３Ｏ４換算で０〜５重量％、Ａｇを０〜５重量％で含有し、かつ実質的にＢ元素を含まない誘電体磁器組成物から構成されることを特徴とする、多層誘電体基板。
【請求項１１】
前記その他の誘電体層は、Ａｌ量がＡｌ２Ｏ３換算で２０．０〜４８．０重量％、Ｓｉ量がＳｉＯ２換算で２８．０〜４７．７重量％、Ａ‘量がＡ’Ｏ換算で１０．０〜２８．０重量％、Ｔｉ量がＴｉＯ２換算で２０重量％以下（０を含む）であることを特徴とする請求項１０に記載の多層誘電体基板。
【請求項１２】
請求項１０または請求項１１に記載の多層誘電体基板を用いたことを特徴とする電子部品。
【請求項１３】
Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｂをそれぞれ必須とし、必要によりＮａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ａｇのうち少なくとも一種を含む原料を用意して６００℃以上８５０℃以下で仮焼成することで低温焼結化成分を得る工程と、別途Ａ元素、Ｔｉをそれぞれ必須とし、必要によりＮｄ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｍｎのうち少なくとも一種を含む原料を用意して７００℃超１３００℃以下で仮焼成することで無機フィラー成分を得る工程と、前記低温焼結化成分と無機フィラー成分を混合した後に低温焼結化成分の仮焼成温度より高く無機フィラー成分の仮焼成温度より低い温度で焼成する工程を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項１４】
前記低温焼結化成分は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｂをそれぞれ含み、焼結した場合の組成が、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として、Ａｌ２Ｏ３換算で１８〜４０重量％、ＳｉＯ２換算で３５〜５８重量％、ＳｒＯ換算で１０〜４０重量％、Ｂ２Ｏ３換算で１．５〜５重量を含む組成となることを特徴とする、請求項１３に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項１５】
前記低温焼結化成分は、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉの群のうちの少なくとも１種からなる元素を含み、焼結した場合の組成が、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として、Ｎａ２Ｏ換算で０〜５重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜５重量％、ＣｕＯ換算で０．０１〜５重量％、Ｍｎ３Ｏ４換算で０．０１〜５重量％、Ｂｉ２Ｏ３換算で０．１〜５重量％含有する組成となることを特徴とする、請求項１４に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項１６】
Ａｇを含み、焼結した場合の組成が、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として、０．５〜６重量％含む組成となることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項１７】
前記無機フィラー成分は、少なくともＡ（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）とＴｉをそれぞれ含み、焼結した場合の組成が、前記無機フィラー成分全体を１００重量部として、ＡＯ換算で１０〜６０重量％、ＴｉＯ２換算で３０〜６０重量％を含む組成となることを特徴とする、請求項１３乃至１６のいずれか一項に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項１８】
前記無機フィラー成分は、Ｒ（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）、Ｍｇ、Ｚｎのうちの少なくとも１種を含み、焼結した場合の組成が、前記無機フィラー成分全体を１００重量部として、Ｒ元素がＲ２Ｏ３換算で０．０１〜５０重量％、Ｍｇ元素がＭｇＯ換算で０〜１５重量％、Ｚｎ元素がＺｎＯ換算で０〜１０重量％含有する組成となることを特徴とする、請求項１７に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体磁器組成物、多層誘電体基板、電子部品、並びに誘電体磁器組成物の製造方法に関するものであって、特に、導体やその他の誘電体層との同時焼成が可能な低温焼成によって製造される多層誘電体基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車電話、携帯電話、衛星放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用する通信技術の進展に伴い、電子部品の小型化が要求されている。この実現のためには、電子部品を構成する個々の部品を小型化する必要がある。【０００３】
誘電体磁器組成物は、これらの電子部品において、誘電体共振器、フィルタ、積層インダクタ、積層コンデンサ、及びこれらを複合化した高周波部品用の材料として用いられている。例えば、誘電体共振器の大きさは、同じ共振モードを利用する場合、誘電体材料の持つ誘電率の平方根に逆比例する。このため、小型の誘電体共振器を作製するには、高い誘電率を有する誘電体材料が必要となる。また、マイクロ波用の誘電体材料の特性としては、マイクロ波領域での誘電損失ｔａｎδ（＝１／Ｑ）が小さいこと、すなわちＱ値が大きいこと、共振周波数の温度係数τｆができるだけ零に近いことなどが要求される。【０００４】
さらに、マイクロ波領域で使用される誘電体共振器、フィルタ、積層インダクタ、積層コンデンサ等の内部電極等は、銀、銅、金などのマイクロ波帯における抵抗損失の低い導体で構成される必要がある。また、これらマイクロ波用の電子部品の小型化のために、誘電体磁器組成物と内部電極との積層構造体を同時焼成して得られる積層型電子部品を用いる。この場合、銀（融点９６１℃）、銅（融点１０８３℃）、金（融点１０６３℃）のような融点の低い導体を用いて誘電体材料と同時焼成するため、１０００℃以下の温度、好ましくは９００℃以下の温度で焼結する誘電体材料が必要である。【０００５】
特許文献１にはマイクロ波用の電子部品の小型化を図るために、誘電体磁器組成物と銀、銅、金などの内部電極材料と同時焼成可能な材料について述べられている。【０００６】
さらに最近では積層型電子部品の内部に異なる特性を有する磁器層を多層にして介装させたコンデンサ内蔵基板が提案されている。異なる特性を有する磁器としては、高誘電率材料や磁性材料などがある。例えば容量素子の小型化を図るためには、高誘電率の材料を組み合わせた内蔵コンデンサが有効である。特許文献１には、内蔵した高誘電率の磁器絶縁層を用いて静電容量を引き出した多層配線基板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１６７２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ａ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種）及びＡｌ２Ｏ３相を有する従来の誘電体磁器組成物は、誘電特性や抗折強度に優れる誘電体材料であるが、熱膨張係数が５ｐｐｍ／℃程度と小さい。【０００９】
しかしながら、焼成における収縮の挙動や熱膨張係数が大きく異なる磁器層を内部に介装させると各磁器層界面での剥離、クラックの発生原因となる。この点、特許文献１記載の磁器組成物は熱膨張係数が７．０ｐｐｍ／℃以上と大きく、熱膨張係数５ｐｐｍの材料と同時焼成すると前記剥離、クラックなどが生じやすい。したがって、かかる誘電体磁器組成物の内部に介装させる材料として、特許文献１に開示された磁器組成物は適さなかった。また、一般的に高誘電率（ε）のＡＴｉＯは熱膨張係数が９〜１１ｐｐｍ／℃と大きいものである。
【００１０】
そこで本発明は、高誘電率を備えつつ、熱膨張係数も低く抑えた誘電体磁器組成物、これを用いた多層誘電体基板および電子部品、更には該誘電体磁器組成物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の誘電体磁器組成物は、ＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相とＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を含む誘電体磁器組成物であって、３ＧＨｚでの誘電率が１０以上、かつ４０〜６００℃の温度範囲における平均熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃未満であることを特徴とする。この構成によれば、高誘電率を有する誘電体磁器組成物を、組織中にＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種からなる元素）及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物の内部に介装させることができる。【００１２】
本発明の誘電体磁器組成物は、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ａ、Ｔｉに加えて、添加元素としてＢを含むことができ、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ａｌ元素をＡｌ２Ｏ３換算で１１〜２５重量％、Ｓｉ元素をＳｉＯ２換算で２０〜３３重量％、Ａ元素をＡＯ換算で５〜３０重量％、Ｂ元素をＢ２Ｏ３換算でＡｌ（Ａｌ２Ｏ３換算）の０．０６倍以上〜５重量％、残部としてＴｉＯ２（不可避不純物を含む）を含むものを用いることができる。【００１３】
前記Ａ元素がＳｒのみの場合は、誘電体磁器組成物全体中のＳｒ元素がＳｒＯ換算で５〜３０重量％であって、前記Ａ元素がＣａを含む場合は、誘電体磁器組成物全体中のＳｒ元素がＳｒＯ換算で５〜１５重量％、且つ誘電体磁器組成物全体中のＳｒとＣａ元素の総和がＡＯ換算で５〜３０重量％であることが好ましい。【００１４】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、Ｒ（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）、Ｍｇ、Ｚｎのうちの少なくとも１種を含むことができ、該誘電体磁気組成物全体を１００重量部として、Ｒ元素をＲ２Ｏ３換算で０．０１〜２０重量％、Ｍｇ元素をＭｇＯ換算で０〜１０重量％、Ｚｎ元素をＺｎＯ換算で０〜５重量％含有するものが好ましい。【００１５】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉのうちの少なくとも１種を含むことができ、該誘電体磁気組成物全体を１００重量部として、Ｎａ元素をＮａ２Ｏ換算で０〜４重量％、Ｋ元素をＫ２Ｏ換算で０〜１重量％、Ｃｕ元素をＣｕＯ換算で０．１〜３重量％、Ｍｎ元素をＭｎ３Ｏ４換算で０．１〜３重量％、Ｂｉ元素をＢｉ２Ｏ３換算で１〜５重量％含有するものが好ましい。
添加元素が上記の組成範囲を満たす事により−２０℃〜６０℃の温度範囲における共振周波数の温度係数τｆの絶対値が１２０ｐｐｍ／℃以下である誘電体磁器組成物を得ることができる。【００１６】
本発明の誘電体磁器組成物は、Ａｇを含むことができ、該誘電体磁気組成物全体を１００重量部として、Ａｇを０．１〜３重量％含むものが好ましい。【００１７】
本発明の誘電体磁器組成物は、上記組成範囲とすることで、Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系(ＲはＮｄ、Ｓｍ、Ｌａのうち少なくとも1種からなる元素、ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも1種からなる元素)の相、或いはＡ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）の相が実質的に存在しないものが得られる。【００１８】
本発明の誘電体磁器組成物は、ＡＴｉＯ３相だけでなく、Ｒ２／３ＴｉＯ３（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）及びＭ２ＴｉＯ４（ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも一種からなる元素）のうちの少なくとも一種の化合物相を含むものが得られる。【００１９】
導体を形成した複数の誘電体層が積層一体化された多層誘電体基板であって、前記複数の誘電体層のうち少なくとも一つの誘電体層が上記のいずれかに記載の誘電体磁器組成物を用いて構成され、その他の誘電体層がＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種からなる元素）及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物を用いて構成されているものが得られる。この誘電体磁器組成物は単斜晶と六方晶が存在し、焼成後は単斜晶になっている。【００２０】
前記単斜晶Ａ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体層は、主成分として、Ａｌ、Ｓｉ、Ａ’（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種からなる元素）、Ｔｉと、副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種と、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種とを含むものであって、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ａ’、Ｔｉをそれぞれ、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ａｌ２Ｏ３換算で１０〜６０重量％、ＳｉＯ２換算で２５〜６０重量％、Ａ’Ｏ換算で７．５〜５０重量％、ＴｉＯ２換算で２０重量％以下（０を含む）含み、副成分であるＢｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をそれぞれ、その主成分１００重量部に対して、Ｂｉ２Ｏ３換算で０〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ換算で０〜５重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜５重量％、ＣｏＯ換算で０〜５重量％含み、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種を、その主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０〜５重量％、ＭｎをＭｎＯ２換算で０〜５重量％、Ａｇを０〜５重量％で含有するものを用いることができる。【００２１】
この多層誘電体基板を用いて電子部品とすることができる。【００２２】
誘電体磁器組成物の製造方法として、特にこれに限定されるものではないが、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｔｉ、Ｂをそれぞれ必須とし、必要によりＮａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ａｇの少なくとも1種を含む原料を用意して６００℃以上８５０℃以下で仮焼成することで低温焼結化成分を得る工程と、別途Ａ元素、Ｔｉをそれぞれ必須とし、必要に応じ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｍｎのうち少なくとも一種からなる元素を含む原料を用意して７００℃超１３００℃以下で仮焼成することで無機フィラー成分を得る工程と、前記低温焼結化成分と無機フィラー成分を混合した後に低温焼結化成分の仮焼成温度より高く無機フィラー成分の仮焼成温度より低い温度で焼成する工程を有する製造方法を採用できる。【００２３】
前記低温焼結化成分は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｂをそれぞれ含み、焼結した場合に、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として、Ａｌ２Ｏ３換算で１８〜４０重量％、ＳｉＯ２換算で４０〜５８重量％、ＳｒＯ換算で１０〜４０重量％、Ｂ２Ｏ３換算で１．５〜５重量含む組成となるものが好ましい。【００２４】
前記低温焼結化成分は、焼結した場合に、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉの群のうちの少なくとも１種からなる元素を含み、Ｎａ２Ｏ換算で０〜５重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜５重量％、ＣｕＯ換算で０．０１〜５重量％、ＭｎＯ２換算で０．０１〜５重量％、Ｂｉ２Ｏ３換算で０．１〜５重量％含有する組成となるものが好ましい。【００２５】
前記低温焼結化成分は、Ａｇを、前記低温焼結化成分全体を１００重量部として０．５〜６重量％含むものが好ましい。【００２６】
前記無機フィラー成分は、少なくともＡ（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）とＴｉをそれぞれ含み、焼結した場合に、前記無機フィラー全体を１００重量部として、ＡＯ換算で１０〜６０重量％、ＴｉＯ２換算で３０〜６０重量％を含む組成となるものが好ましい。【００２７】
前記無機フィラー成分は、Ｒ（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）、Ｍｇ、Ｚｎのうちの少なくとも１種を含み、焼結した場合に、前記無機フィラー成分全体を１００重量部として、Ｒ２Ｏ３換算で０．０１〜５０重量％、ＭｇＯ換算で０〜１５重量％、ＺｎＯ換算で０〜１０重量％含有する組成となるものが好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、高誘電率を備えつつ、熱膨張係数も低く抑えた誘電体磁器組成物を提供できる。また、−２０〜６０℃における共振周波数の温度係数τｆも低く抑えた誘電体磁器組成物を提供できる。
さらにはこれを用いた多層誘電体基板および電子部品を提供することができる。
さらには上記誘電体磁器組成物を得るための好ましい製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】誘電体磁器組成物を構成する低温焼結化成分の組成を示す図である。
【図２】多層誘電体基板の構造を示す断面図である。
【図３】低温焼結化成分の焼結体のＸＲＤ分析結果である。
【図４】誘電体磁器組成物のＸＲＤ分析結果である。
【図５】Ａｌ２Ｏ３の添加量とＲＭＴｉＳｉＯ系の相の強度比との関係を示す図である。
【図６】Ａｌ２Ｏ３の添加量と誘電体磁器組成物の焼結収縮率、熱膨張係数の関係を示す図である。
【図７】Ａｌ２Ｏ３の添加量と誘電率、共振周波数の温度係数τｆとの関係を示す図である。
【図８】Ｂ２Ｏ３の添加量と誘電体磁器組成物の焼結収縮率、熱膨張係数の関係を示す図である。
【図９】多層誘電体基板の高誘電体層（誘電体磁器組成物の焼結体）とその他の誘電体層の焼結後の界面観察写真である。
【図１０】高誘電体層の観察写真である。
【図１１】高誘電体層とその他の誘電体層の界面でのライン分析結果である。
【図１２】高誘電体層とその他の誘電体層の界面でのライン分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明を実施例とともに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
本発明の誘電体磁器組成物は、主に低温焼結化成分と無機フィラー成分で構成される。低温焼結化成分としては焼成後の結晶相としてＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出することが可能なガラス成分である。焼成後の結晶相としてＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出することにより、高強度で、かつ１〜５ＧＨｚにおいて高い品質係数（Ｑ値）を有し、かつ４０〜６００℃において低い熱膨張係数を有する誘電体磁器組成物が提供可能である。本発明で用いた低温焼結化成分はＡ、Ａｌ、Ｓｉを主成分としてさらにＢを含み、必要によりＮａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉ、Ａｇの少なくとも1種からなる元素を含むものである。
一方、無機フィラーとしてはＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相を含むものとする。かかるＡＴｉＯ３相は高誘電率（ＣａＴｉＯ３がε＝２８０、ＳｒＴｉＯ３がε＝１７０）であるため、ＡＴｉＯ３相を含む本発明の誘電体磁器組成物の誘電率を１０以上とし、誘電率が低いものに対して容量素子を小型にすることが可能となる。本発明で用いた無機フィラー成分は、主組成としてＳｒやＣａの少なくとも一種からなるＡ元素と、Ｔｉを含み、必要により、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍの少なくとも一種からなる希土類やＭｇ、Ｚｎの元素を含むものである。
本発明の誘電体磁器組成物は、低温焼結化成分と無機フィラー成分を混合して用いることで、ＡＴｉＯ３相とＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を含有する誘電体磁器組成物であって、１０００℃以下の温度で焼成可能であるとともに、３ＧＨｚ、さらには１ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数範囲における誘電率が１０以上、かつ４０〜６００℃の温度範囲における熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃未満となるように誘電体磁器組成物を構成することができる。
【００３２】
本発明の誘電体磁器組成物は、低温焼結化成分として、焼成後にＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出可能なガラス成分を５０〜８０重量％用いることにより、Ａ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物と一体化した積層体を作製した際の成分拡散が抑えられ、本発明の誘電体磁器組成物の誘電特性の低下を抑えることができる。また、本発明の誘電体磁器組成物は、熱膨張係数も７ｐｐｍ／℃未満となるため、本発明に係る誘電体磁器組成物とＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物と一体化した積層体を作製した際、クラックの発生を抑制することができる。組織中にＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物は、１ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数範囲における誘電率が８程度であるため、本発明に係る誘電体磁器組成物の３ＧＨｚでの誘電率を１０以上にして、組織中にＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物の内部に介装させることで容量素子を小型にすることが可能となる。低温焼結化成分単体としては、誘電率が５以上、１〜５ＧＨｚにおける品質係数（ｆＱ値）が５００以上、−２０〜６０℃における共振周波数の温度係数τｆが２００ｐｐｍ／℃以下、４０〜６００℃における熱膨張係数が７．０ｐｐｍ／℃以下であることが望ましい。低温焼結化成分単体で仮焼成した場合には、ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相はほぼＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相となる。
【００３３】
低温焼結化成分はＳｒＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２の三成分の比率により特性が変化する。低温焼結化化成分は、図１におけるＳｉＯ２：５８重量％、ＳｒＯ：１０重量％、Ａｌ２Ｏ３：３２重量％の点、ＳｉＯ２：５８重量％、ＳｒＯ：２４重量％、Ａｌ２Ｏ３：１８重量％の点、ＳｉＯ２：４０重量％、ＳｒＯ：４０重量％、Ａｌ２Ｏ３：２０重量％の点およびＳｉＯ２：４０重量％、ＳｒＯ：２０重量％、Ａｌ２Ｏ３：４０重量％の点を結んで得られた線で囲まれた組成領域にある事が望ましい。かかる範囲の組成を有する組成物は、（Ｂ）の範囲の周囲にある組成物に比べて９００℃で２時間保持した際に高密度化しやすい。一方、（Ｄ）の範囲の周囲にある組成物はＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相が生成しにくい。また、（Ｃ）、（Ｄ）の範囲の周囲にある組成では、無機フィラーと反応しやすくなる。
また、Ｂは焼結性に効果を発揮する元素であり、１．５〜５重量％含むことが好ましい。
よって本発明に用いる低温焼結化成分の組成は、少なくともＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｂをそれぞれ、Ａｌ２Ｏ３換算で１８〜４０重量％、ＳｉＯ２換算で４０〜５８重量％、ＳｒＯ換算で１０〜４０重量％、Ｂ２Ｏ３換算で１．５〜５重量を含む組成であることが好ましい。特にＢは単体で低温焼成が可能とする有力な元素であって本発明では必須の元素である。
Ａｌ量はＡｌ２Ｏ３換算で２０〜３５重量％が好ましく、２２〜３３重量％がさらに好ましい。
Ｓｉ量はＳｉＯ２換算で４２〜５５重量％が好ましく、４３〜５０重量％がさらに好ましい。
Ｓｒ量はＳｒＯ換算で１２〜３５重量％が好ましく、１３〜３０重量％がさらに好ましい。
Ｂ量はＢ２Ｏ３換算で１．２〜４．５重量％が好ましく、１．３〜４．０重量％がさらに好ましい。
【００３４】
さらに焼結性を改善する点から、Ｎａ２Ｏを０〜５重量％、Ｋ２Ｏを０〜５重量％、ＣｕＯを０．０１〜５重量％、Ｍｎ３Ｏ４を０．０１〜５重量％、Ｂｉ２Ｏ３を０．１〜５．０重量％添加することが望ましい。Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉの添加量がそれぞれの範囲を下回ると実質的に焼結性改善の効果が発揮されない。また各元素の添加量がそれぞれの範囲を超えると誘電特性が低下するためである。Ｎａは単体で低温焼結化が可能な元素であり、単独添加する場合は重宝する元素である。また、ＣｕＯとＢｉ２Ｏ３を複合添加することは低温焼結化に著しく効果を発揮する。
さらにＮａ２Ｏを０．１〜４．５重量％、Ｋ２Ｏを０．１〜３重量％、ＣｕＯを０．１〜４重量％、Ｍｎ３Ｏ４を０．１〜３重量％、Ｂｉ２Ｏ３を０．１〜４．５重量％とすることが好ましく、さらにＮａ２Ｏを１〜４．０重量％、Ｋ２Ｏを０．２〜２重量％、ＣｕＯを０．２〜２重量％、Ｍｎ３Ｏ４を０．２〜２重量％、Ｂｉ２Ｏ３を１〜４．０重量％とすることが好ましい。
【００３５】
さらに、低温焼結化成分全体を１００重量部として、Ａｇを０．５〜６重量％含むことが好ましい。Ａｇが含まれることで、後述するその他の誘電体層との同時焼成を行なった場合にクラックの発生率が下がり、焼成時の歩留まりを改善することができる。また、低温焼結効果が得られる。
【００３６】
この低温焼結化成分は６００℃以上８５０℃以下で仮焼成することが好ましい。６００℃未満ではガラス化の度合いが不足し、８５０℃超では焼結密度が上がりすぎて細かく粉砕することが困難になり、その後の無機フィラー成分の仮焼成粉と混ぜて本焼成しても、所望の熱膨張係数を得ることが難しくなる。また、低温焼成が困難になる。
【００３７】
上記の組成から成る低温焼結化成分は、ＳｉＯ２相、ＳｒＳｉＯ３相が実質的に存在していない。焼結体の状態でＸＲＤ分析（Ｃｕ−Ｋα管使用、電圧４０ｍＶ、電流１００ｍＡ）を行なってもこれらの相は検出されず、Ｓｒ長石（ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相）の２８度付近での最大ピーク値に対して、２２度付近で見られるＳｉＯ２相のピーク値、３１度付近で見られるＳｒＳｉＯ３相のピーク値が１／１０以下の高さである。
【００３８】
無機フィラー成分は、ＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相を含む。この相を得るために、無機フィラー成分全体を１００重量％として、Ａ元素とＴｉをそれぞれ、ＡＯとＴｉＯ２に換算したときに、１０〜６０重量％のＡＯと３０〜６０重量％のＴｉＯ２を含む組成であることが望ましい。Ａ元素がＣａである場合には、ＣａはＣａＯ換算で１０〜４５重量％であることが好ましい。Ｃａ添加量を６０重量％以下とすることで、熱膨張係数の増加を抑えることができる。Ａ元素がＳｒである場合、１５〜６０重量％であることが望ましい。Ｓｒ量が６０重量％以下の添加量では共振周波数の温度係数τｆの増加を抑えることができる。
【００３９】
また、共振周波数の温度係数τｆを小さくするためには、希土類元素Ｒ（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍの１種以上からなる元素）を０．０１〜５０重量％添加することが好ましい。添加する希土類元素がＮｄの場合、Ｎｄ２Ｏ３は１〜３６重量％が好ましい。添加する希土類元素がＬａやＳｍであれば、Ｌａ２Ｏ３やＳｍ２Ｏ３は１〜４０重量％が好ましい。ＭｇＯは０〜１５重量％、ＺｎＯは０〜１０重量％の範囲で添加することが望ましい。これらの組成がこの範囲を超えない添加量であれば誘電率の低下は極力抑えられる。
【００４０】
誘電率１０以上を確保し、低温焼結化成分の仮焼成温度より高く無機フィラーの仮焼成温度より低い温度で本焼成を行い、高密度化（密度飽和）を達成するためには、上述のように、低温焼結化成分と無機フィラー成分を重量％で、４０〜８０：２０〜６０の割合で配合する事が望ましい。低温焼結化成分が４０重量％よりも少なく無機フィラー成分が６０重量％よりも多いと、銀やＡ’Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相（Ａ’はＣａ、Ｓｒ、Ｂａのうち少なくとも一種からなる元素）及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物と一度の焼成工程にて一体化しようとする温度領域において良好な緻密体が得にくい。また、低温焼結化成分が８０重量部よりも多く無機フィラー成分が２０重量％よりも少ない場合、焼結体としての誘電率を高めることが難しくなる。混合後の本焼成の温度は好ましくは７５０超１１００℃未満である。前記の焼結温度での保持時間は０．１〜１００時間、さらには０．５〜１０時間、さらには１〜５時間とすることが好ましい。焼結の保持時間が短いと低温焼結化成分と無機フィラー成分が十分に焼結しない。逆に保持時間が長いと無機フィラー側の添加元素が低温焼結化成分側に拡散してしまい、所望の誘電体特性を確保することができなくなる。
【００４１】
無機フィラー成分は原料を６００℃以上で仮焼成しておくことで、低温焼結化成分と混合した後の本焼成の温度を下げることができる。仮焼成の温度が６００℃未満であると、本焼成しても空孔を含むポアの焼成体に成りやすく、焼結性に難がある。６５０℃、さらには７００℃以上であることが好ましい。
さらに、無機フィラー成分は８５０℃超１３００℃以下で仮焼成することが好ましい。仮焼成の温度が８５０℃超であれば、本焼成の温度を１０００度以下、さらには９５０度以下にすることができる。仮焼成の温度が１３００℃超では仮焼成する際の容器との反応が大きくなり不純物元素の混入の原因ともなるし、細かく粉砕することが困難になるのでその後の低温焼結化成分の仮焼成粉と混ぜて本焼成しても、空孔を含むポアの焼成体に成りやすく、焼結性に難がある。仮焼成の温度は１２００℃以下がさらに好ましい。
【００４２】
上記のように低温焼結化成分と無機フィラー成分を混合して本発明の誘電体磁器組成物を得た後、基板状に成形される。詳細は後述する。
本焼成はその他の誘電体をもちいたセラミックグリーンシートと同時に焼成することができる。
この同時焼成（本焼成）の温度は低温焼結化成分の仮焼成温度より高く、無機フィラー成分の仮焼成温度より低い温度で行なう。低温焼結化成分の仮焼成温度より低ければ、同様の焼結温度を持つその他の誘電体層と結合せず積層一体化できない。他方、本焼成の温度が無機フィラー成分の仮焼成温度より高ければ、Ａｇ導体ペーストの融点以上の温度であるのでＡｇペーストが溶け流れ、積層体内に所望の素子、電極を形成することができない。
本焼成の好ましい温度は、その他の誘電体層の組成にも影響されるが、８５０℃超１０００℃未満である。
【００４３】
ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出させ、かつ３ＧＨｚの誘電率が１０以上、かつ４０〜６００℃の温度範囲における熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃未満とするには、低温焼結化成分と無機フィラー成分を併せた本発明の誘電体磁器組成物の組成は、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ａ、Ｔｉに加えて、添加元素であるＢを含み、Ａｌ元素をＡｌ２Ｏ３換算で１１〜２５重量％、Ｓｉ元素をＳｉＯ２換算で２０〜３３重量％、Ａ元素をＡＯ換算で５〜３０重量％、Ｂ元素をＢ２Ｏ３換算でＡｌ（Ａｌ２Ｏ３換算）の０．０６倍以上〜５重量％、残部としてＴｉＯ２（不可避不純物を含む）を含むことが好ましい。
ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出させるための誘電体磁器組成物にＢを添加すると、誘電率の低下を極力抑制しながら焼結性を向上させることができる。
更に好ましい組成は、Ａｌ２Ｏ３換算で１１．５〜２３重量％、ＳｉＯ２換算で２２〜３２重量％、Ａ元素がＡＯ換算で７〜２９重量％、Ｂ２Ｏ３換算で１．０〜２．５重量％、残部ＴｉＯ２（不可避不純物を含む）であり、更に好ましい組成は、Ａｌ２Ｏ３換算で１２．０〜２０重量％、ＳｉＯ２換算で２４〜３１重量％、Ａ元素がＡＯ換算で７〜２８重量％、Ｂ２Ｏ３換算で１．３〜２重量％、残部ＴｉＯ２（不可避不純物を含む）である。
Ａｌが少ないと誘電体磁器組成物中にＲ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相が発生して熱膨張係数が大きくなりやすい。またＡｌが多いと焼結性に影響が出て、クラックやデラミネーションが発生しやすい。
Ａ元素（Ｃａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）、特にＳｒが少ないと焼結過程でＳｒ長石が出ずに他の相が出現し、熱膨張係数が大きくなりやすい。また、Ａ元素が多いと共振周波数の温度係数τｆの絶対値を小さくすることができない。Ａ元素が多くてもＴｉが少なければ長石が析出するためτｆの上昇は必ずしもおきないが、Ｓｒ元素が１５重量％を超える場合はＳｒとＴｉの比をＳｒＯ／ＴｉＯ２換算で１．５以上とすることが好ましい。
【００４４】
また、前記Ａ元素はＳｒのみの場合は、Ｓｒ元素がＳｒＯ換算で５〜３０重量％が好ましい。共振周波数の温度係数τｆを改善するためには、誘電体磁器組成物全体として、ＳｒとＣａの両方を含むものが好ましい。この場合、ＳｒＯ換算で５〜１５重量％、ＳｒＯとＣａＯの総和が５〜３０重量％とすることがさらに好ましい。ＣａはＣａＯ換算で３〜１８重量％の範囲で含まれることが好ましい。
Ｓｒ量とＣａ量を上記の範囲とすることで、さらに高誘電率、低熱膨張係数、および高い焼結性を持つ誘電体磁器組成物が得やすくなる。
【００４５】
Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍを上記組成に添加することでＲＴｉＯ３（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種からなる元素）という相になる。また、Ｍｇ、Ｚｎを上記組成に添加することでＭ２ＴｉＯ４（ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも一種からなる元素）という相になる。これらを少なくとも一種を含むことにより、共振周波数の温度係数τｆの絶対値を小さくすることができる。例えば、本発明の誘電体磁器組成物の、−２０〜６０℃における共振周波数の温度係数τｆの絶対値を１００ｐｐｍ／℃以下にすることが可能となり、温度安定性が求められる電子部品に供することが可能となる。
Ｎｄの添加が最も温度係数τｆの低下を行ないやすい。誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ｚｎのうちの少なくとも１種を、Ｎｄ２Ｏ３換算で０．１〜２０重量％、Ｌａ２Ｏ３換算で０〜１２重量％、Ｓｍ２Ｏ３換算で０〜１２重量％、ＭｇＯ換算で０〜１０重量％、ＺｎＯ換算で０〜５重量％含有することが好ましい。さらに好ましいＮｄ量はＮｄ２Ｏ３換算で１〜１８重量％である。但し、希土類元素は恒常的に高価であるため、比較的価格変動があるＭｇ、Ｚｎを用いて温度係数τｆの低下を図ってもよいし、希土類とＭｇ、Ｚｎを複合して用いてもよい。
【００４６】
さらに、本発明の誘電体磁器組成物は、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ｎａ、Ｋ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｂｉのうちの少なくとも１種を、Ｎａ２Ｏ換算で０〜４重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜１重量％、ＣｕＯ換算で０．１〜３重量％、Ｍｎ３Ｏ４換算で０．１〜３重量％、Ｂｉ２Ｏ３換算で１〜５重量％含有するものが好ましい。これら副成分はこの誘電体磁器組成物をより低融点化させる効果を持つ。また、ＣｕＯ、Ｍｎ３Ｏ４はＳｒ長石結晶化を促進させる効果を持つ。
【００４７】
また、誘電体磁器組成物全体を１００重量部として、Ａｇを０．１〜３重量％含むことが好ましい。その他の誘電体層にＡｇが入っている場合には、その層との同時焼成でのクラック発生を抑制できる。また、誘電体磁器組成物を用いた誘電体層にＡｇ、又はＡｇ合金ペーストからなる導体を用いた場合にマイグレーションが抑えられる。
【００４８】
上記の組成から成る誘電体磁器組成物は、Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系(ＲはＮｄ、Ｓｍ，Ｌａのうち少なくとも1種からなる元素、ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも1種からなる元素)の相、或いはＡ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）の相が実質的に存在しないことが特徴である。Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相は例えばＭ2Ｒ4Ｔｉ3Ｓｉ4Ｏ22相に該当する。Ａ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相は例えばＣａＴｉＳｉＯ5相やSr2TiSi2O8相に該当する。Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相が残ると熱膨張係数が増大しやすく、Ａ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ相が残ると品質係数ｆＱが悪化しやすい。
焼結体の状態でＸＲＤ分析（Ｃｕ−Ｋα管使用、電圧４０ｍＶ、電流１００ｍＡ）を行なってもこの相は検出されず、Ｓｒ長石をはじめとする（ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相）の３３度付近での最大ピーク値に対して、３０度付近で見られるＲ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相のピーク値が１／１０以下の高さ（強度比１０％以下）である。
【００４９】
本発明に係る多層誘電体基板は、導体を形成した複数の誘電体層が積層一体化された多層誘電体基板である。複数の誘電体層のうち少なくとも一つの誘電体層が上記本発明に係る誘電体磁器組成物を用いて構成され（かかる誘電体層を高誘電率層ともいう）、その他の誘電体層が単斜晶ＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物を用いて構成される（かかる誘電体層を低誘電率層ともいう）。高誘電率層を挟んで電極を対向させることで多層誘電体基板に内蔵された容量素子を小型化できる。高誘電率層は一層でもよいし、複数層でもよい。すなわち、高誘電率層が一層の場合は、積層方向の略中央に配置し、高誘電率層が複数の場合は、積層方向中央の両側（上側、下側）に分けて配置することが好ましい。高誘電率層が複数の場合は、上面、下面から同順の位置に高誘電率層を配置することがより好ましい。
【００５０】
上記のＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有するその他の誘電体磁器組成物は、例えば、主成分であるＡｌ、Ｓｉ、Ｓｒ、ＴｉをそれぞれＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｒＯ、ＴｉＯ２に換算したときに、１０〜６０重量％のＡｌ２Ｏ３、２５〜６０重量％のＳｉＯ２、７．５〜５０重量％のＳｒＯ、２０重量％以下（０を含む）のＴｉＯ２を含むものであり、副成分として、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種を、その主成分１００重量部に対して、Ｂｉ２Ｏ３換算で０〜１０重量％、Ｎａ２Ｏ換算で０〜５重量％、Ｋ２Ｏ換算で０〜５重量％、ＣｏＯ換算で０〜５重量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種を、その主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０〜５重量％、ＭｎをＭｎ３Ｏ４換算で０〜５重量％、Ａｇを０〜５重量％で含有し、その他不可避不純物を含有している混合物を一旦７００℃〜８５０℃で仮焼成して、これを粉砕して平均粒径０．６〜２μｍの微粉砕粒子からなる誘電体磁器組成物を挙げることができる。その他の誘電体磁器組成物がＡｇを０．０１〜５重量％含有する場合は、本発明の誘電体磁器組成物もＡｇが添加されることが好ましい。
好ましい各元素それぞれの添加範囲は、Ｂｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｏの群のうちの少なくとも１種をＢｉ２Ｏ３換算で０．１〜８重量％、Ｎａ２Ｏ換算で０．１〜４重量％、Ｋ２Ｏ換算で０．１〜３重量％、ＣｏＯ換算で０．１〜３重量％含有し、更に、Ｃｕ、Ｍｎ、Ａｇの群のうちの少なくとも１種を、Ｃｕに関してはＣｕＯ換算で０．０１〜３重量％、Ｍｎに関してはＭｎＯ２換算で０．０１〜３重量％、Ａｇに関してはＡｇを０．０１〜３重量％含む。特にＢｉは低温焼成に効果を持つ。
【００５１】
（多層誘電体基板の製造）
多層誘電体基板を形成する工程では、まず、本発明の誘電体磁器組成物からなる高誘電率グリーンシートを複数生成する。例えば有機キャリアフィルム（例えばＰＥＴフィルム）上に、この誘電体磁器組成物の粉末、及び有機バインダ、可塑剤、溶剤の混合物からなるスラリーをドクターブレード法により所定厚の膜状に形成し、乾燥させる。誘電体磁器組成物スラリーの乾燥後の厚みは、その多層誘電体基板をコンデンサ内蔵基板とするのに好ましい厚みに適宜設計される。
また、その他の誘電体層からなる低誘電率グリーンシートも複数生成する。有機キャリアフィルム上に、その他の誘電体磁器組成物の粉末とガラス成分の粉末及び有機バインダ、可塑剤、溶剤の混合物からなるスラリーをドクターブレード法により所定厚の膜状に形成し、乾燥させる。その他の誘電体層スラリーの乾燥後の厚みは、その多層誘電体基板の厚さ、回路構成等によってそれぞれ異なるが、２０〜２００μｍとするのが一般的である。
【００５２】
なお、高誘電率グリーンシート、低誘電率グリーンシートの生成は、ここで述べたドクターブレード法に限定されず、例えば圧延（押し出し）法、印刷法、インクジェット式塗布法、転写法等によって生成してもよい。このとき高誘電率グリーンシート、低誘電率グリーンシートは、ＰＥＴフィルム等の薄いキャリアフィルム上に一体的に生成されたキャリアフィルム付きセラミックグリーンシートを成形する。そして、キャリアフィルムから剥離せず、そのまま裁断して複数のグリーンシートを得る。グリーンシートで取り扱うことは容易であるが、裁断しないでロール状に巻き取り／巻き出しを繰り返しながら後の印刷などの工程に供することも合理的な製造方法である。
【００５３】
そして各キャリアフィルム付きの高誘電率グリーンシート、低誘電率グリーンシートに、目的の回路に従ってレーザを用いてビア孔を形成する。その後、印刷スクリーンを介して各ビア孔に銀（Ａｇ）を主成分とする導体ペーストを配し、スキージでビア孔に導体ペーストを圧入し、かつ過剰な導体ペーストを剥ぎ取ることでビア電極５を作製する。このとき、全てのグリーンシートにおいて、当該グリーンシートが印刷スクリーン側、キャリアフィルムが支持台側となるよう印刷装置の支持台上に搭載してビア電極の印刷充填工程を行う。また、上表面の低誘電率グリーンシート２ａを含む各グリーンシートの表面には、銀（Ａｇ）等の導体ペーストを用いて、目的の回路に対応する電極パターン４を、５〜３５μｍ厚さに印刷して形成する。これらの電極パターン４によりインダクタ、伝送線路、コンデンサ、グランド電極等の内部配線を形成し、上記ビア電極によるビア配線により互いに接続して目的の回路配線を構成するものである。
【００５４】
次に、ビア電極及び／又は導体パターンを形成した高誘電率グリーンシート、低誘電率グリーンシートを適宜積層していく。高誘電率グリーンシート３ａ，３ｂ，３ｃ，及び３ｄはコンデンサを形成する層となることが多く、通常は多層誘電体基板の中腹部の層となることが多い。低誘電率グリーンシート２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄは比較的厚く形成され、最外層に配置されることが好ましい。プレスによってこの高誘電率グリーンシート、低誘電率グリーンシートを適宜重ねた多層グリーンシートを圧着し、キャリアフィルムを剥離する工程をセラミック基板層の数だけ繰り返して積層し、未焼結多層セラミック積層体（以下、簡略に、「未焼結多層誘電体基板」と呼ぶ）を生成する。
【００５５】
上記工程の一例を述べる。未焼結多層誘電体基板の最表面側に位置することとなる第１層のキャリアフィルム付き低誘電率グリーンシート２ａを、キャリアフィルム側を上になるように反転して固定用フィルム上にセットし、金型で所定の圧力、温度、時間でプレスして圧着する。例えば、圧力１〜５ＭＰａ（１０〜５１ｋｇｆ／ｃｍ２）、温度３０〜６０℃、時間３〜１５秒などとする。熱圧着上下の金型はヒーターを内蔵した単純な平板形状でよい。上記プレスによる圧着が終わると、低誘電率グリーンシート２ａからキャリアフィルムを剥離する。この時、低誘電率グリーンシート２ａは固定用フィルムに固定されており、キャリアフィルムの剥離に際して一緒に剥離されることはない。またビア孔を形成するレーザ波長を適切に選定してキャリアフィルムには連続的な貫通ビア孔が形成されないように小ビア孔にしておけば、キャリアフィルム剥離の際に低誘電率グリーンシート２ａのビア孔内に充填された導体ペーストが一緒に引き抜かれ難くなり、その結果ビア配線の未接続による導通不良の発生を防ぐことが可能となる。
【００５６】
次に、第２層目の高誘電率グリーンシート３ａを積層する。高誘電率グリーンシート３ａは、内部回路配線を構成する導体パターンが印刷されている。セラミックグリーンシート３ａの主面が第１層の低誘電率グリーンシート２ａに当接するようにセットし、第１層の低誘電率グリーンシートの場合と同様に、プレスし圧着する。その後、プレス温度を印刷ペースト内の粘着剤が軟化固着する温度とすれば、加圧力により印刷部が相手側のグリーンシート２ａと接合する。従って、グリーンシート同士は、印刷導体ペーストを介して結合される。また、電極が無くグリーンシート同士が直接接触するところも、電極を介する場合と同様に軟化して固着し結合する。このときの圧着温度は粘着剤の種類にもよるが、通常４０〜９０℃程度の低温でよく、接合強度は加圧力を変えることにより調整できる。圧着後、高誘電率グリーンシート３ａのキャリアフィルムを剥離する。第３層の高誘電率グリーンシート３ｂ以降、裏（底）面側の最表層に相当する低誘電率グリーンシートまで第２層目の高誘電率グリーンシートと同様の工程で積層する。なお、積層体を強力に一体化させるために、全体を積層した後、さらに圧着工程を行ってもよい。
【００５７】
さらに、圧着、剥離、積層の一連の工程の一部もしくはすべてを減圧した雰囲気下で行ってもよい。このようにすると、グリーンシート間の気泡を取り除きやすく、積層時の寸法精度を保ち、デラミネーションを減少させることができる。
【００５８】
本実施の形態では、このようにして得られた未焼結多層誘電体基板の底面（最表面のセラミック基板層表面と対向する反対面）に、Ａｇを主体とする導体ペーストを用いて、目的の回路に従って底面側の表層電極を印刷形成する。
【００５９】
さらに基板表面と底面の導体パターン周囲にはオーバーコート材を適宜形成してもよい。このオーバーコート材の材質としては、焼結収縮特性や熱膨張特性が未焼結多層誘電体基板の素材と近似していることが望ましい。例えば、セラミックグリーンシートと同材質のスラリーにコート部分の視認性を向上するような機能を付与するための添加成分を加えたものが挙げられる。表面導体パターンの周縁にオーバーコートを被覆して電極被覆領域を形成することにより、表面の導体パターンの機械的保護と、後の工程で導体パターンの上に設けた半田が流れ出して導電部と接するなどの短絡防止ができる。なお、基体表面の導体パターンとオーバーコート材は必ずしも未焼結多層誘電体基板の状態で設ける必要はなく、焼結後の多層セラミック基板に対して形成しても構わない。
【００６０】
本実施の形態では、こうして得た未焼結多層誘電体基板を、ＣＩＰ装置にて、１０〜４０ＭＰａ（１００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ２）、８５℃で熱圧着し、各層が一体化した未焼結多層誘電体基板となす。
【００６１】
次に、未焼結多層誘電体基板の表面にナイフカッター等の治具により切り込み溝を形成し、分割溝を形成する。この分割溝は、集合基板の大きさや製品基板のサイズによって異なる形状に形成される。分割溝は、回路を構成する導体パターンを傷つけるような悪影響がでないよう、十分な寸法の余裕をもって形成され、平面的にみて導体端部から概ね１００〜２５０μｍ程度の距離を置いて形成される。この分割溝は例えばＶ字型の溝で、深さは例えば分割溝を上下両面に入れる場合、両面の溝深さの総和が未焼結多層誘電体基板の厚さの３０％以下となるようにする。この深さは、未焼結多層誘電体基板の厚さによって異なるが、一般に０．０１〜０．２ｍｍ程度としておく。この深さが深すぎるとカッターの型離れが悪く変形を起こしやすくなり、焼結過程でクラックの起点となるためである。なお、分割溝は両面に形成する必要は必ずしもなく、上面か底面の何れか一方でも構わない。分割の方法は必ずしもＶ字型の溝に沿って割る方法だけではなく、溝を形成しないで後の焼成工程後にダイシングやスクライビングの方法を用いることでも構わない。
【００６２】
次に、未焼結多層誘電体基板を焼成炉内で、焼結温度である８００〜１０００℃で一体焼成を行う。その後、表層のビア電極へのエッチング処理、無電解めっきなどの金属めっき成膜処理などが必要により行なわれる。
【００６３】
［電子部品］
このような多層誘電体基板を用いるときには、金属めっき層３表面に、半田ボールを用いて表面実装部品を搭載して電子部品を構成する。この電子部品は、例えば携帯電話機などの電子機器に用いることができる。また、実装する電子部品はコンデンサ、インダクタ、抵抗等の受動素子のほか、半導体製品、さらには、複数の受動部品を集積したアレイなどを含んだモジュール部品等の能動素子が挙げられる。かかる電子部品は、例えば、誘電体共振器、フィルタ、積層コンデンサ、アンテナスイッチモジュール、フロントエンドモジュールなどである。
【００６４】
以下、本発明の誘電体磁器組成物の作製方法について記載する。低温焼結化成分は、目標の組成となるよう素原料を秤量、混合したものを乾燥し、得られた粉末を仮焼成する。仮焼成工程においては、仮焼成温度を適切に設定することによって、素原料の反応を進行させ、一部をガラス化させてもよい。このように仮焼成して得られた粉末を、ボールミル等の方法によって粉砕し、低温焼結化成分粉末を得る。無機フィラー成分は目標の組成となるように原料を秤量、混合したものを乾燥し、得られた粉末を仮焼成し、ＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相を含む仮焼成粉末を得る。この粉末を粉砕し、無機フィラー粉末を得る。このようにして得られた低温焼結化粉末と無機フィラー粉末を適切な比率で混合して得られた粉末を造粒し、成形し、焼成することによって、所望の焼結体が得られる。無機フィラー成分は必ずしも仮焼成を行う必要はない。すなわち、無機フィラー成分を仮焼成を行わないで低温焼結化成分粉末と混合し、造粒、成形を経て焼成することによって、焼結体を得てもよい。所望の結晶（ＡＴｉＯ３（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）相）が析出し、所望の特性が得られるのであれば、前述のように仮焼成を施した無機フィラー等を混合する方法でなく、低温焼結化成分の素原料と無機フィラー成分の素原料を混合したものを仮焼成し、粉砕する方法によってもよい。かかる方法が適用できる場合は、工程が簡略化されるため、より望ましい。
【００６５】
本発明において、焼結体密度は試料をマイクロメータで寸法測定し、電子天秤にて重量測定し、これらの値より計算で求めた。焼結収縮率は焼結前、焼結後の試料をそれぞれマイクロメータで測定して算出した。誘電特性はネットワークアナライザ（ＨＥＷＬＥＴＴ  ＰＡＣＫＡＲＤ製、８７２０Ｄ）を用いて、円柱共振器を用いた方法（ＪＩＳ  Ｒ１６２７に準拠）で求めた。誘電率は２５℃の試料を用いて測定を行なった。熱膨張係数はＪＩＳ  Ｒ１６１８に準ずる方法で行った。ＸＲＤ  （Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｘ線回折）分析は各焼結体については粉末化せず焼結体の状態でＣｕ−Ｋα管を用い、電圧４０ｍＶ、電流１００ｍＡの条件で測定した。
【実施例】
【００６６】
低温焼結化成分として、表１の組成となるように素原料を秤量、混合し、混合して得られた粉末を７５０℃で仮焼成し、これを粒径が１μｍ以下になるように粉砕して低温焼結化成分の粉末を作製した。なお、ＳｒＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの素原料としては、それぞれ、ＳｒＣＯ３、Ｎａ２ＣＯ３、Ｋ２ＣＯ３を用いた。無機フィラー成分として、表２の組成となるように秤量、混合した後、１１００℃で仮焼成し、これを粒径が１μｍ以下になるように粉砕して無機フィラー成分の粉末を得た。表２中、ＣＴＯはＣａＴｉＯ３相、相ＳＴＯはＳｒＴｉＯ３相、ＮＴＯはＮｄ２／３ＴｉＯ３相、ＬＴＯはＬａ２／３ＴｉＯ３相、ＳｍＴＯはＳｍ２／３ＴｉＯ３相、ＭＺＴＯは（Ｍｇ・Ｚｎ）２ＴｉＯ４相を指す。この後、前記低温焼結化成分と前記無機フィラー成分を表３の比率となるように秤量、混合した。具体的な成分は、表４に示す通りである。このようにして得られた粉末をアクリル性バインダ溶液を用いて造粒した後に、直径が１４ｍｍで高さが７．８ｍｍの円柱形に成形し、９００℃で焼成を行い、その後高さ５．８ｍｍに加工した。誘電特性の評価は得られた前記試料を用いて、誘電体共振器法（ＪＩＳ  Ｒ１６２７）で、誘電特性を評価した。熱膨張係数は直径３ｍｍで高さ８ｍｍの円柱状の試料を作製し、熱膨張係数（４０〜６００℃）をリガク製ＴＭＡ８１４０により測定した。焼結性の評価として同様の作製方法で得られた円柱形の成形試料を８５０℃から９５０℃で２時間保持、焼成した誘電体磁器組成物のうち、９００℃以下で密度飽和した誘電体磁器組成物を○、不飽和であった誘電体磁器組成物を×とした。これらの結果を表３に記載した。【００６７】
【表１】
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【００６８】
【表２】
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【００６９】
（低温焼結化成分＋無機フィラー成分の特性）
【表３】
0005645136.tif 000004
【００７０】
（低温焼結化成分＋無機フィラー成分の全組成）
【表４】
0005645136.tif 000005
【００７１】
表３、４中アスタリスクが付された試料は、本発明に係る誘電体磁器組成物の範囲外であることを示す。ＡＴｉＯ３相を含むＦ１〜Ｆ２２の無機フィラー成分と、焼成後の結晶相としてＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相を晶出可能なガラス成分を含有する低温化焼結成分Ｇ２、Ｇ６〜Ｇ８を用いて、１０００℃以下の温度で焼成可能であるとともに、１ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数範囲における誘電率が１０以上、かつ４０〜６００℃の温度範囲における熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃未満の誘電体磁器組成物が実現されている（Ｎｏ２、Ｎｏ６〜８、Ｎｏ１３〜３３）。具体的には、これらの試料では少なくとも９００℃の温度で焼結体密度が飽和しており、かかる温度での高密度化が可能となっている。一方、Ｇ１、Ｇ１１を用いたＮｏ１、Ｎｏ１１の試料ではフィラーと反応してしまい熱膨張係数が７ｐｐｍ／℃以上と大きくなった。また、Ａ（Ｓｒ）Ａｌ２Ｓｉ２Ｏ８相が生成しないＧ４を用いたＮｏ４の試料では、誘電特性を測定する事が出来なかった。無機フィラー成分と低温焼結化成分を適切に組み合わせることによって熱膨張係数を６ｐｐｍ／℃以下に制御することも可能になっている（Ｎｏ１５、Ｎｏ２１、Ｎｏ２２）。また、Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍを含有させることでＲＴｉＯ３（ＲはＮｄ、Ｌａ、Ｓｍのうち少なくとも一種）を含んだ試料並びにＭｇおよび／またはＺｎを含有させることでＭ２ＴｉＯ４（ＭはＭｇ、Ｚｎのうち少なくとも一種）を含んだ試料は、これらを含まない試料（Ｎｏ１２、Ｎｏ１９）に比べて、共振周波数の温度係数τｆの絶対値が小さくなることがわかる。これらの添加物等を制御することにより共振周波数の温度係数τｆの絶対値が１２０ｐｐｍ／℃以下の誘電体磁器組成物が実現されている。
なお、無機フィラー成分で出現した各相（ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、Ｎｄ２／３ＴｉＯ３、Ｌａ２／３ＴｉＯ３、Ｓｍ２／３ＴｉＯ３、（Ｍｇ・Ｚｎ）２ＴｉＯ４は、誘電体磁器組成物中にも残存している。【００７２】
次に、低温焼結化成分と無機フィラー成分の配合量について検討を行なった。
低温焼結化成分として表１に示すＧ６を用いた。無機フィラーは表２に示すＦ２を用いた。
表５は無機フィラー成分の含有量と誘電率、緻密化温度との関係を示すものである。誘電率は無機フィラー成分の混合量の増加により上昇し、４０ｗｔ％以上で高い誘電率を持つものが製造できる。また、混合量８０ｗｔ％以下とすることで、緻密化温度が下がり、ＬＴＣＣでの銀電極焼成温度とほぼ同じ温度とすることができる。混合比は低温焼結化成分：無機フィラーが４５〜７５：２５〜５５であることが好ましく、５０〜７０：３０〜５０であることがさらに好ましい。【００７３】
【表５】
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【００７４】
図３は表１の試料Ｎｏ．Ｇ１の低温焼結化成分の焼結体をＸＲＤ  （Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｘ線回折）により測定した結果である。焼結温度は７５０である。ＸＲＤの測定条件はＣｕ−Ｋα管を用い、電流密度を１００μＡ、電圧４０ｍＶとした。
ピーク角度からの分析よりＳｒ長石に加え、ＳｒＳｉＯ３、ＳｉＯ２が析出していることが確認された。これは、Ｓｒ長石（ＳｒＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８）を形成するためのＡｌ２Ｏ３が不足し、余剰のＳｒＯ、ＳｉＯ２がＳｒＳｉＯ３、ＳｉＯ２となって析出したものと考えられる。ＳｒＳｉＯ３の熱膨張係数は１０．３ｐｐｍ／℃であり、同成分の析出は熱膨張係数の増大要因となる。また、ＳｉＯ２は１００℃〜２００℃付近において相変化による１％程度の異常体積変化を示すことが知られており、熱膨張係数増加への寄与が考えられる。
一方、表１の試料Ｎｏ．Ｇ６における低温焼結化成分では、これらのＳｒＳｉＯ３、ＳｉＯ２が観察されない。低温焼結化成分中のＡｌ２Ｏ３を増やしＳｒ長石の析出を促進することで、ＳｒＳｉＯ３、ＳｉＯ２の抑制を行えている。【００７５】
高誘電率フィラーとの混合材を用い、低温焼結材へのＡｌ２Ｏ３量の増加の影響を確認した。
図４はＡｌ２Ｏ３量の低温焼結成分に、高誘電率フィラーを４０ｗｔ．％混合した誘電体組成物のＸＲＤパターンを示ものである。Ｓｒ長石メインピークが最も大きく、３２．８°の位置に出ている。なお、図中の□はＲ（Ｎｄ）−Ｍ（Ｍｇ）−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏメインピーク２θ＝３０．２°であり、高誘電率フィラー及び低温焼結成分を個別に焼成した場合には検出されないことから、両者の反応により生じた新規反応生成物であると考えられる。
図５はＳｒ長石メインピークに対するＲ(Ｎｄ)−Ｍ（Ｍｇ）−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏメインピークの強度比とＡｌ２Ｏ３量の関係を示すものである。なお、Ｒ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−ＯメインピークにＳｒ長石ピークと一部重複するため、変動がなくなったところを基準とした。この結果から、Ａｌ２Ｏ３量増加につれＲ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏピーク強度は低下する事が確認された。従って、低温焼結成分でのＡｌ２Ｏ３量増量は高誘電率フィラーと低温焼結成分の間の反応を低減する上でも有効であると推測できる。
Ｍｇ以外のＺｎ元素でも同様に、Ａｌ２Ｏ３量が少なければＲ−Ｍ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ系の相が出る。Ｎｄ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｚｎ量が本発明で規定する範囲を超えて含まれると、この相が出現しやすくなる。出現するメインピークの位置は、上記と同じ２θ＝３２．８°の位置である。
また、Ａ元素とＡｌ２Ｏ３量の関係も同様であり、Ａｌ２Ｏ３量が少なくＡ元素量が本発明で規定する範囲を超えて含まれるとＡ−Ｔｉ−Ｓｉ−Ｏ（ＡはＣａ、Ｓｒのうち少なくとも一種からなる元素）系の相が出現しやすくなる。出現するメインピークの位置は、２θ＝２９．６°の位置である。
図６は９００℃で焼成した混合材の焼結収縮率及び熱膨張係数とＡｌ２Ｏ３量の関係を示したものである。
図７は９００℃で焼成した混合材の誘電率、τｆの関係とＡｌ２Ｏ３量の関係を示したものである。
低温焼結成分のＡｌ２Ｏ３量増加により混合材の熱膨張係数は低下し、Ａｌ２Ｏ３量が１１．０ｗｔ％以上であれば７ｐｐｍ／℃以下とすることができる。【００７６】
焼結助剤となるＢ２Ｏ３量の増加による高誘電率化を検討した。図８は低温焼結成分中のＢ２Ｏ３量を変化させた混合材の熱特性を示すものである。Ｂ２Ｏ３量の増加に伴って焼結収縮率の増加と誘電率が上昇している。また、τｆ、熱膨張係数はＢ２Ｏ３量を添加しても変化していない。なお、Ｂ２Ｏ３の量が３ｗｔ％超ではバインダと架橋構造を作り成形性が悪化したため、３ｗｔ％以下とすることが好ましい。【００７７】
誘電体磁器組成物からなるセラミック層とその他の誘電体層を作成し、積層させた状態で同時焼成を行い、両者の間でクラック・デラミネーションの有無を確認した。
まず表６に示す組成の誘電体磁器組成物とその他の誘電体層を用いて評価を行なった。【００７８】
【表６】
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【００７９】
表３、４に示す試料Ｎｏ．１４の組成の誘電体磁器組成物をポリエチレン製ボールミルに投入し、１７時間湿式粉砕した後に乾燥し、平均粒径１μｍの微粉を得た。
また、その他の誘電体層の仮焼成粉は次のようにして得た。表６の組成の材料をポリエチレン製ボールミルに投入し、更に酸化ジルコニウム製のメディアボールと純水を投入して、２０時間湿式混合した。得られたスラリーを加熱乾燥した後、ライカイ機で解砕し、アルミナ製坩堝に入れて、８００℃で２時間仮焼成した。得られた仮焼成体を上記ボールミルに投入し、１７時間湿式粉砕した後に乾燥し、平均粒径１μｍの微粉を得た。
以降の工程は同様にして両者のセラミックグリーンシートが製造される。【００８０】
仮焼成体微粉１００重量部に、有機バインダとして１５重量部のポリビニルブチラール樹脂、可塑剤として７．５重量部のフタル酸ビス(２−エチルヘキシル)（ＤＯＰ）、及び溶媒としてエタノールを添加し、ボールミルで混合してスラリーを作製した。なお分散剤は添加しなかった。
スラリーを減圧下で脱泡するとともにエタノールを一部蒸発させ、約７Ｐａ・ｓの粘度に調整した。スラリーをドクターブレード法によりＰＥＴ製キャリアフィルム上にシート状に成形し、乾燥して、厚さ０．０４ｍｍの基板用グリーンシートを得た。基板用グリーンシートをキャリアフィルムごと１８０ｍｍ角に切断した。
基板用グリーンシートを十分に乾燥した後、Ａｇを主体とする導体ペーストで内部電極パターン及び外部電極パターン４を形成するとともに、該電極パターンを接続するビア電極５を適宜設けた。
このようにして準備した本発明の誘電体組成物を用いたグリーンシート３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、その他の誘電体層のグリーンシート２ａ，２ｂ，２ｃ及び２ｄを図２に示す形態で配置した。一枚重ねるたびに６０℃の温度及び３０ｋｇ／ｃｍ２（２．９ＭＰａ）の圧力で仮圧着し、全て積層した後に８５℃の温度及び１１０ｋｇ／ｃｍ２（１０．８ＭＰａ）の圧力で熱圧着した。該グリーンシートは、同様の作製方法を用いて得られた、焼結後にＡＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８相及びＡｌ２Ｏ３相を有する誘電体磁器組成物のグリーンシート２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄとともに、図２に示すように、積層、圧着して未焼結多層誘電体基板を得た。【００８１】
未焼結多層誘電体基板にナイフの刃を押し当てて、０．１５ｍｍの幅及び０．１ｍｍの深さの二等辺三角形の断面形状を有する分割溝５を１０ｍｍ×１５ｍｍの間隔に形成した。得られた未焼成多層セラミック基板は、バッチ炉を用い、大気中、５００℃に４時間保持して脱バインダを行った後、３℃／分の速度で９００℃まで昇温し、その温度に２時間保持することにより焼結し、炉内で自然冷却した。これにより本発明の多層誘電体基板が得られた。
このようにして得られた多層誘電体基板を研磨、観察を行いクラック・デラミネーションの有無を判断した。これらの結果を表３に記載した。なお表４に表３の全ての組成を示す。【００８２】
なお、その他の誘電体層については、表７に示す組成でも実験を行なった。いずれも本発明の誘電体磁器組成物を用いた高誘電体層との間のクラック・デラミネーションの発生は見られなかった。【００８３】
【表７】
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【００８４】
図９は本発明の多層誘電体基板の断面写真であって、写真上部の領域Ａは本発明の誘電体磁器組成物からなる層であり、領域Ｂはその他の誘電体層である。
本発明の誘電体磁器組成物は、表６に示す組成となるように各原料を混合したものである。また、その他の誘電体層に用いた原料の組成も併記する。
図１０は図９の領域Ａの四角で囲った部分の拡大図である。（１）部分は無機フィラー成分とほぼ同等の組成であり、（２）部分は低温焼結化成分とほぼ同等の組成である。
図１１は、領域Ａと領域Ｂの間の界面を界面垂直方向に向かって測定したＳｒ、Ａｌ、Ｓｉ各元素量のライン分析結果である。誘電体磁器組成物からなる領域Ａの層からその他の誘電体層の領域Ｂに向かうにつれ、境界付近でＡｌ量が急激に増えている。また、図１２は同様にして測定したＮｄ、Ｔｉ、Ｃａの量を示すものである。Ｎｄ、Ｃａはその他の誘電体層側には添加されていない元素である。誘電体磁器組成物の領域ではこれら元素の誘電体磁器組成物全体での平均量にほぼ等しい濃度で検出される。一方、そのほかの誘電体層側ではほぼ検出されなくなる。
この両者での元素が変動している部分が拡散層であり、この拡散層は境界部分において２０μｍ以下の厚みである。拡散層が２０μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下であることで無機フィラー成分と低温焼結化成分の特性を併せ持つ優れた多層誘電体基板を得ることができる。【００８５】
低温焼結化成分と無機フィラー成分を各々別の温度の仮焼成で製造せず、原料から直接本焼成して誘電体磁器組成物を製造した。
表３、４に示す試料Ｎｏ．２、７、１４、１５、２７の組成になるように原料を調整し、ポリエチレン製ボールミルに投入し、更に酸化ジルコニウム製のメディアボールと純水を投入して、２０時間湿式混合した。得られたスラリーを加熱乾燥した後、ライカイ機で解砕し、アルミナ製坩堝に入れて、８００℃で２時間仮焼成した。得られた仮焼成体を上記ボールミルに投入し、１７時間湿式粉砕した後に乾燥し、平均粒径１μｍの微粉を得た。
以降は、低温焼結化成分と無機フィラー成分を互いに仮焼成してから混合粉を得た誘電体磁器組成物と同様にして、焼結体の製造を行なった。
焼結体の誘電率、１ＧＨｚ〜５ＧＨｚの周波数範囲における誘電率、１〜５ＧＨｚにおける品質係数ｆＱ、−２０℃〜６０℃の温度範囲における共振周波数の温度係数τｆ、４０〜６００℃の温度範囲における熱膨張係数、焼結製、クラック・デラミネーションの有無（高誘電体層の組成は表３、４の試料Ｎｏ．１４）を調べた。表８に結果を示す。
品質係数ｆＱ以外は、低温焼結化成分と無機フィラー成分を各々別の温度で仮焼成したものと比較して、ほぼ同等の値が得られる。品質係数ｆＱは若干劣る傾向があるため、高い特性の誘電体磁器組成物、多層誘電体基板を得たければ、低温焼結化成分と無機フィラー成分を各々別の温度で仮焼成する製造方法を適用することが好ましい。【００８６】
【表８】
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【符号の説明】
【００８７】
１  （未焼結）多層誘電体基板
２ａ〜２ｄ  グリーンシート
３ａ〜３ｄ  グリーンシート
４  電極パターン
５  ビア電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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