(57)【要約】【課題】  比誘電率εｒが２００以上で、誘電率の温度特性τεが２００ｐｐｍ／Ｋ以下で、Ｑ特性にも優れた誘電体磁器組成物を実現する。【解決手段】  基本組成成分が、ａＢａＴｉＯ３−ｂＳｒＴｉＯ３−ｃＣａＴｉＯ３−ｄＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３−ｅＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３［ただし、ＲＥはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種を表し、ａ〜ｅは各成分の配合比率（モル％）を表す。］で表される誘電体磁器組成物である。各成分の組成は、０≦ａ≦５、０．０１≦ｂ≦１０、２０≦ｃ≦４５、２０≦ｄ≦６０、１０≦ｅ≦４０、２０≦ａ＋ｂ＋ｃ＜５０、０．５≦ｄ／ｅ≦１０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００である。また、０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．５であることが好ましい。【選択図】  図１
2006265062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基本組成成分が、ａＢａＴｉＯ３−ｂＳｒＴｉＯ３−ｃＣａＴｉＯ３−ｄＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３−ｅＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３［ただし、ＲＥはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種を表し、ａ〜ｅは各成分の配合比率（モル％）を表す。］で表され、
０≦ａ≦５
０．０１≦ｂ≦１０
２０≦ｃ≦４５
２０≦ｄ≦６０
１０≦ｅ≦４０
であり、かつ
２０≦ａ＋ｂ＋ｃ＜５０
０．５≦ｄ／ｅ≦１０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
前記配合比率が、
０≦ａ≦１
０．０１≦ｂ≦５
２５≦ｃ≦４０
３０≦ｄ≦５０
２０≦ｅ≦３０
であり、かつ
３０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦４０
１≦ｄ／ｅ≦５
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
であることを特徴とする請求項１記載の誘電体磁器組成物。
【請求項３】
０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．５であることを特徴とする請求項１または２記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
前記基本組成成分のうち、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３において、ＲＥがＮｄであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の誘電体磁器組成物。
【請求項５】
前記Ｎｄの一部がＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種により置換されていることを特徴とする請求項４記載の誘電体磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体磁器組成物に関するものであり、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３（ＲＥは希土類元素）等のチタン酸塩を固溶してなる誘電体磁器組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、情報通信分野においては、使用周波数帯域が高周波数に移行する傾向にあり、衛星放送や衛星通信、携帯電話や自動車電話等の移動体通信では、ギガヘルツ（ＧＨｚ）帯の高周波が使用されている。
【０００３】
前述のような高周波帯域で使用される機器に搭載される回路基板や電子部品等では、使用する誘電体材料は、回路基板や電子部品の高性能化や小型化を図るためには、使用周波数帯域において高比誘電率εｒを有する誘電体材料が必要である。これは、誘電体材料中の電磁波の波長が１／√εｒによって短縮されるという原理に基づくものであり、比誘電率εｒの大きい誘電体材料ほど回路基板や電子部品の小型化が可能である。さらに、Ｑが高く高周波領域での損失が低い材料であることが必要である。ここでＱは誘電正接ｔａｎδの逆数であり、Ｑが高いほど損失が少ない。また、周波数によりＱの値が変わるので，本明細書ではＱと共振周波数ｆの積、すなわちＱｆを用いて材料の損失特性を表す。Ｑｆは高周波誘電体の品質係数とも呼ばれ，Ｑｆが高いほど損失が低い。
【０００４】
ただし、一般的に、高周波誘電体は、比誘電率εｒが高いものほど比誘電率εｒの温度特性τεが悪くなる傾向にあり、Ｑｆ値が小さくなる傾向にある。したがって、比誘電率εｒが高く、比誘電率εｒの温度係数τεが小さく、しかもある程度のＱｆ値を有する誘電体磁器組成物を実現することは難しく、各方面でこれら特性を満たす誘電体磁器組成物の開発が進められている。
【０００５】
温度特性τεの小さな誘電体磁器組成物としては、例えばＢａ−希土類（ＲＥ）−Ｔｉ−Ｏ系誘電体磁器組成物、さらにはこれにＢｉやＰｂ等を含ませた誘電体磁器組成物が開発されている。ただし、これらの誘電体磁器組成物は、平坦な温度特性と比較的高いＱ値を持つものの、比誘電率εｒが８０〜１００程度と小さい。
【０００６】
そこで、比誘電率εｒを改善する目的で、ａＬｉ２Ｏ−ｂＢｉ２Ｏ３−ｃＴｉＯ２（但し、１４．２≦ａ≦１９．２モル％、１４．２≦ｂ≦１９．２モル％、６１．６≦ｃ≦７１．６モル％、ａ＋ｂ＋ｃ＝１００モル％）で表される組成物を２０ｗｔ％以上含む誘電体磁器組成物も提案されている（例えば、特許文献１等を参照）。特許文献１記載の誘電体磁器組成物は、高い比誘電率εｒ、高いＱ×ｆ値、及び低い温度係数τｆを有し、１０００℃程度の温度で焼成可能である。
【特許文献１】特開平１１−１８９４６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記特許文献１記載の誘電体磁器組成物においては、個々の誘電特性、例えば比誘電率εｒがある程度高い誘電体磁器組成物や、温度係数τｆの低い誘電体磁器組成物は散見されるものの、全ての特性においてバランス良く高い値を発揮する誘電体磁器組成物は実現されていない。前記特許文献１記載の誘電体材料に限らず、比誘電率εｒが２００を越え、誘電率の温度係数τεが±２００ｐｐｍ／Ｋ未満であり、しかも、ある程度高い無負荷品質係数Ｑｆ（例えば１０００ＧＨｚ以上）を持つ誘電体磁器組成物は、現状では見あたらないのが実情である。
【０００８】
本発明は、前述の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、本発明は、比誘電率εｒが高く、誘電率の温度特性τεが小さく、しかもある程度のＱｆ値を有する誘電体磁器組成物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】
【０００９】
本発明者らは、前述の課題を解決するために長期に亘り鋭意研究を行ってきた。そして、チタン酸塩において、いわゆるＡサイトにＬｉと希土類を同時に含有させることで正の温度特性τεを持たせることができることに着目し、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌｉ１／２Ｒ１／２ＴｉＯ３、Ｌｉ１／２Ｎｄ１／２ＴｉＯ３（ＲはＬａ、Ｃｅ、Ｐｒの内の一つまたは２つ以上の希土類元素）等のチタン酸塩を適正な割合で固溶させることで、基本的に単相のペロブスカイト構造を持つ酸化物誘電体からなり、比誘電率、Ｑ特性、温度特性の各特性について、バランス良く良好な値を示す誘電体磁器組成物を開発した。さらなる研究の結果、この系において希土類Ｒにイオン半径の最も大きいＬａを使った場合に最も特性が良いが、Ｌａの替りにイオン半径がＬａに近いＢｉを使った場合、さらに高い比誘電率εとＱ特性、温度特性の各特性を持つ材料が得られることに気付き、本発明を完成するに至った。
【００１０】
本発明は、このような研究開発の成果として完成されたものであり、基本組成成分が、ａＢａＴｉＯ３−ｂＳｒＴｉＯ３−ｃＣａＴｉＯ３−ｄＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３−ｅＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３［ただし、ＲＥはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種を表し、ａ〜ｅは各成分の配合比率（モル％）を表す。］で表され、
０≦ａ≦５
０．０１≦ｂ≦１０
２０≦ｃ≦４５
２０≦ｄ≦６０
１０≦ｅ≦４０  
であり、かつ
２０≦ａ＋ｂ＋ｃ＜５０
０．５≦ｄ／ｅ≦１０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
であることを特徴とする。
【００１１】
本発明の誘電体磁器組成物においては、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３が高い比誘電率εｒをもたらす。また、これら高い比誘電率εｒをもたらすＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３のうち、特に、ＣａＴｉＯ３は高いＱｆ値を持ち、ＢａＴｉＯ３やＳｒＴｉＯ３は、ＣａＴｉＯ３を越える高い比誘電率εｒを持つ。したがって、ＣａＴｉＯ３に対して、ＳｒＴｉＯ３やＢａＴｉＯ３を配合することで、高いＱｆ値と高い比誘電率εｒを兼ね備えた誘電体磁器組成物が実現される。
【００１２】
また、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３（ＲＥは希土類元素）を含有することで、比誘電率εｒの温度特性τεがフラットになる。特に、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３（ＲＥは希土類元素）に対してＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３の比率を高めることで、高い比誘電率εｒと平坦な温度特性τεが実現される。
【００１３】
したがって、これらのチタン酸塩の割合を本発明で規定する範囲内で調整し、ペロブスカイト構造を持つ単相の固溶体とすることで、比誘電率εｒやＱｆ値が高く、比誘電率εｒの温度特性τεが小さな誘電体磁器組成物が実現される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、２００を越える高い比誘電率εｒを安定に得ることができ、高Ｑｆ値を有するとともに、誘電率の温度特性τεも±２００ｐｐｍ／Ｋ未満と小さな誘電体磁器組成物を提供することが可能である。したがって、本発明の誘電体磁器組成物を用いることで、低温焼成セラミックス基板やデバイス部品の高性能化を図ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明に係る誘電体磁器組成物について詳細に説明する。
【００１６】
本発明の誘電体磁器組成物は、ＢａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３（ＲＥは希土類元素）等のチタン酸塩を所定の割合で固溶させたペロブスカイト構造を持つ酸化物誘電体である。そして、その基本組成成分は、ａＢａＴｉＯ３−ｂＳｒＴｉＯ３−ｃＣａＴｉＯ３−ｄＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３−ｅＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３［ただし、ＲＥはＬａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種を表し、ａ〜ｅは各成分の配合比率（モル％）を表す。］で表すことができ、各成分の組成は、
０≦ａ≦５
０．０１≦ｂ≦１０
２０≦ｃ≦４５
２０≦ｄ≦６０
１０≦ｅ≦４０
であり、かつ
２０≦ａ＋ｂ＋ｃ＜５０
０．５≦ｄ／ｅ≦１０
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
なる範囲に設定される。
【００１７】
前記組成範囲を図示したものが図１である。この図１は、（ＣａＴｉＯ３＋ＳｒＴｉＯ３＋ＢａＴｉＯ３）を１つの成分とする３元組成図である。図１において、六角形状の斜線領域として表されているのが、本発明の組成範囲である。
【００１８】
前記基本組成成分における、各成分の組成の限定理由について説明すると、先ず、ＢａＴｉＯ３については、比誘電率εｒを向上する効果を有するが、ＢａＴｉＯ３の配合比率ａが５モル％を越えると、Ｑ特性（Ｑｆ値）の低下が著しい。したがって、ＢａＴｉＯ３の配合比率ａは、５モル％以下とする。ＢａＴｉＯ３の配合比率ａは、場合によってはゼロであってもよい。
【００１９】
次に、ＳｒＴｉＯ３の配合比率ｂであるが、ＳｒＴｉＯ３も比誘電率εｒを向上する効果を有しており、本発明の誘電体磁器組成物の場合、必須の成分である。前記ＳｒＴｉＯ３の配合比率ｂが０．００１モル％未満であると、誘電率向上効果が不十分となり、高い比誘電率εｒを実現することが難しくなるおそれがある。また、温度特性τεについても、絶対値が大きくなるおそれがある。ただし、ＳｒＴｉＯ３の配合比率ｂが１０モル％を越えると、Ｑ特性の低下が著しくなることから、前記ＳｒＴｉＯ３の配合比率ｂは、０．００１モル％以上、１０モル％以下とする必要がある。
【００２０】
ＣａＴｉＯ３は、各単元材の中で最も高いＱｆ値（１３０００ＧＨｚ）と比較的に高い比誘電率εｒ（１７０）を持っているため、Ｑ特性の向上に効果があり、比誘電率εｒについても、ある程度高い値をもたらす効果を有する。ただし、ＣａＴｉＯ３が多すぎると、誘電率の温度特性τεが悪くなるおそれがある。したがって、これらの観点から、ＣａＴｉＯ３の配合比率ｃは、２０モル％以上、４５モル％以下とする。ＣａＴｉＯ３の配合比率ｃが４５モル％を越えると、温度特性τεが劣化するおそれがある。ＣａＴｉＯ３の配合比率ｃが２０モル％未満であると、比誘電率εｒやＱｆ値が低下するおそれがある。
【００２１】
また、これらアルカリ土類金属（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）のチタン酸塩に関しては、その総量（ａ＋ｂ＋ｃ）についても考慮する必要がある。Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａのチタン酸塩はすべてマイナスの誘電率温度特性τεを示すため、前記総量（ａ＋ｂ＋ｃ）が多すぎると、温度特性τεはマイナス方向での絶対値が大きくなる。逆に、前記総量（ａ＋ｂ＋ｃ）が少なすぎると、温度特性τεはプラス方向での絶対値が大きくなり、また、比誘電率εｒやＱ特性も低下する。したがって、前記総量（ａ＋ｂ＋ｃ）は、２０モル％以上、５０モル％以下とする。
【００２２】
さらに、前記アルカリ土類金属（Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ）のチタン酸塩については、前記ＢａＴｉＯ３の配合比率ａ、ＳｒＴｉＯ３の配合比率ｂ、及びＣａＴｉＯ３の配合比率ｃの関係を、０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．５とすることが好ましく、さらに望ましくは０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．２５とすることが好ましい。（ａ＋ｂ）／ｃが大きいほどεが高くなるが、Ｑｆ値が小さくなる傾向がある。（ａ＋ｂ）／ｃ＞０．５であると、比誘電率εｒは高くなるが、Ｑ特性が著しく低下するおそれがある。配合比を０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．５、望ましくは０＜（ａ＋ｂ）／ｃ≦０．２５の範囲にすることで、各特性のバランスが良い材料が得られる。
【００２３】
一方、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３は、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３よりも温度特性τεを制御する機能が強いが、Ｑ特性の低下もＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３よりは激しい。したがって、その配合比率ｄは、誘電体磁器組成物の温度特性τεを考慮して設定すればよいが、あまりその配合比率ｄが大きすぎるとＱ特性が悪くなり、小さすぎると比誘電率εｒが低くなることから、２０モル％以上、６０モル％以下とすることが好ましい。
【００２４】
Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３は、主に誘電体磁器組成物の温度特性τεの制御に寄与し、その配合比率ｅが大きすぎると、温度特性τεはプラス方向での絶対値が大きくなる。また、比誘電率εｒやＱ特性も低下する。前記配合比率ｅが小さすぎると、温度特性τεはマイナス方向での絶対値が大きくなる。したがって、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｅは、１０モル％以上、４０モル％以下とする必要がある。
【００２５】
さらに、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３は、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３よりも温度特性τεを制御する機能が強いが、Ｑ特性の低下もＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３よりは激しいため、本発明の誘電体磁器組成物においては、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３とＬｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３の比率（ｄ／ｅ）を適正に設定することが好ましい。Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｅがＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｄの１０倍量を越えると、すなわちｄ／ｅ＜０．１であると、比誘電率εｒを向上する効果が少なくなり、温度特性τεがマイナス側に大きくなるおそれがある。逆に、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｅがＬｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｄの０．１倍量未満であると、すなわちｄ／ｅ＞１０であると、Ｑ特性が著しく低下し、温度特性τεはプラス方向での絶対値が大きくなるおそれがある。したがって、前記配合比率ｄ／ｅは、０．１〜１０とすることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の誘電体磁器組成物においては、前記基本組成成分のうち、Ｌｉ１／２ＲＥ１／２ＴｉＯ３において、ＲＥとしてはＮｄであることが好ましく、さらにはその一部がランタニド族元素（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙから選択される少なくとも１種）によって置換されていてもよい。ＲＥをＮｄとすることで、比誘電率ε、Ｑ特性と温度特性の各特性のバランスが良いうえ、特性と材料コストのバランスも良好なものとなる。また、Ｎｄの一部を、Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ等、イオン半径がＮｄより大きな元素で置換することで、比誘電率εｒをより一層高くすることができる。Ｎｄの一部を、Ｓｍ，Ｙ，Ｙｂ，Ｄｙ等、イオン半径がＮｄよりも小さな元素で置換することで、Ｑｆ値を高くすることができる。
【００２７】
以上が本発明の誘電体磁器組成物を構成する各成分の組成についての限定理由であるが、本発明の誘電体磁器組成物においては、さらに、各配合比率ａ〜ｅを、
０≦ａ≦１
０．０１≦ｂ≦５
２５≦ｃ≦４０
３０≦ｄ≦５０
２０≦ｅ≦３０
であり、かつ
３０≦ａ＋ｂ＋ｃ≦４０
１≦ｄ／ｅ≦５
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１００
とすることがより好ましい。図１において、中央の平行四辺形で囲まれた領域が、より好ましい範囲を示す。係る配合比率に設定することにより、比誘電率εｒが２００以上で、Ｑｆ値が１０００ＧＨｚ以上、温度特性τεが±２００ｐｐｍ／Ｋの誘電体磁器組成物が実現されている。
【００２８】
前述の本発明の誘電体磁器組成物は、例えば図２に示す製造プロセスにしたがって作製することができる。図２に示す製造プロセスは、混合工程１、仮焼成工程２、粉砕工程３、造粒工程４、成形工程５、及び焼成工程６とから構成されるものである。
【００２９】
誘電体磁器組成物の製造に際しては、先ず、主成分の原料粉末を所定量秤量し、これらを混合する（混合工程１）。主成分の原料粉末としては、酸化物粉末の他、加熱により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、蓚酸塩、硝酸塩等の粉末を用いることができる。この場合、１種類の金属の酸化物（化合物）に限らず、例えば２種類以上の金属を含む複合酸化物の粉末を原料粉末としてもよい。各原料粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜３．０μｍの範囲内で適宜選択すればよい。
【００３０】
混合方法としては、例えばボールミルによる湿式混合等を採用することができ、混合の後、乾燥、粉砕、篩いかけをし、仮焼成工程２を行う。仮焼成工程２では、例えば電気炉等を用い、９００℃〜１３００℃の温度範囲で所定時間保持し、仮焼を行う。このときの雰囲気は、Ｏ２、Ｎ２または大気等の非還元性雰囲気とすればよい。また、仮焼における前記保持時間は、０．５〜５．０時間の範囲で適宜選択すればよい。
【００３１】
仮焼後、粉砕工程３において、仮焼体を例えば平均粒径０．５μｍ〜２．０μｍ程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、例えばボールミル等を用いることができる。
【００３２】
なお、各成分の原料粉末を添加するタイミングは、前記混合工程１のみに限定されるものではない。例えば、必要な原料粉末のうちの一部の成分の原料粉末のみを秤量、混合し、仮焼する。これを粉砕した後、他の成分の原料粉末を所定量添加し、混合するようにしてもよい。
【００３３】
粉砕工程３において粉砕した粉末は、後の成形工程５を円滑に実行するために、造粒工程４において、顆粒に造粒される。この際、粉砕粉末に適当なバインダ、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を少量添加することが望ましい。また、得られる顆粒の粒径は、８０μｍ〜２００μｍ程度とすることが望ましい。
【００３４】
造粒した顆粒は、成形工程４において、例えば２００ＭＰａ〜３００ＭＰａの圧力で加圧成形し、所望の形状の成形体を得る。次いで、成形時に添加したバインダを除去した後、焼成工程６において、１０００℃〜１４００℃の範囲内で所定時間成形体を加熱保持し、焼結体を得る。焼成工程６における焼成雰囲気は、例えばＯ２、Ｎ２または大気等の非還元性雰囲気とすればよい。加熱保持時間は、例えば２〜６時間の範囲で適宜選択すればよい。
【００３５】
焼成後、必要に応じて研磨等により表面仕上げを行い、焼結体（誘電体磁器組成物）を得る。この誘電体磁器組成物は、例えば３ＧＨｚにおける比誘電率εｒが１５０〜３００、Ｑｆが３００〜１００００ＧＨｚ、誘電率の温度特性τε（−４０℃〜８５℃）が絶対値で２００ｐｐｍ／Ｋ以下であり、優れた誘電特性を備える。したがって、本発明の誘電体磁器組成物は、高周波、特にマイクロ波用の共振器、フィルタ、積層コンデンサ等のデバイス部品や、低温焼成セラミックス基板の材料として好適である。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。
【００３７】
誘電体磁器組成物の作製
原料粉末として、ＬｉＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＳｒＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｂｉ２Ｏ３、Ｎｄ２Ｏ３、Ｌａ（ＯＨ）３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２を用意した。各原料粉末の平均粒径は、０．１μｍ〜１．０μｍである。
【００３８】
これら原料粉末を所定のモル比で所定の値となるように秤量し、ボールミルを用いて湿式混合を１６時間行った。得られたスラリーを十分に乾燥させた後、大気中、１２００℃で２時間保持する仮焼を行い、仮焼体を得た。仮焼体が平均粒径１．０μｍになるまでボールミルにより微粉砕した後、微粉砕粉末を乾燥させた。次いで、バインダとしてＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を適量加えて造粒し、成形を行った後、１１００℃〜１４００℃の温度範囲で４時間焼成を行い、焼結体を得た。この焼結体をバーティカル研磨後、ラップで鏡面に仕上げ、直径１０ｍｍ、厚さ５ｍｍのサンプルを得た。
【００３９】
以上の手順に従い、表１に示す組成を有する誘電体磁器組成物（実施例１〜２３）及び表２に示す誘電体磁器組成物（比較例１〜１０）を作製した。
【００４０】
評価
作製した各誘電体磁器組成物について、誘電特性（比誘電率εｒ、Ｑｆ値、温度特性τε）を測定した。なお、比誘電率εｒ、Ｑｆ値、共振周波数は、Ｈａｋｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ法により測定した。また、比誘電率εｒの測定の際には、ネットワークアナライザ（ヒューレットパッカード社製、８５１０Ｃ）の一方のプローブより高周波を発振して周波数特性を測定し、得られたＴＥ０１δモードの共振周波数ピークと試料の寸法より比誘電率εｒを求めた。温度特性τεは、共振法により、−４０℃〜８５℃の温度領域において測定し、測定時の共振周波数ｆ０は２．５ＧＨｚ〜３．５ＧＨｚとした。結果を表１及び表２に示す。なお、組成の違いにより、各サンプルの緻密化温度が若干違うため，同一作製条件での特性比較ができない。ここでは各サンプルにおいて最も高い焼成密度および電気特性が得られた条件でのデータを示す。
【００４１】
【表１】
2006265062.tif 000003
【００４２】
【表２】
2006265062.tif 000004
【００４３】
表１に示す本発明の組成範囲内にある各実施例の誘電体磁器組成物では、大部分の実施例において比誘電率εｒ２００以上が達成されている。温度特性τεも全ての実施例において２００ｐｐｍ／Ｋ以下であり、大部分の実施例において１５０ｐｐｍ／Ｋ以下である。さらに、Ｑ特性についても、全ての実施例においてＱｆ値が３００ＧＨｚ以上であり、大部分の実施例において１０００ＧＨｚ以上である。中でも、例えば実施例４，５の誘電体磁器組成物においては、比誘電率εｒが２００以上と非常に高く、Ｑｆ値が１０００ＧＨｚ以上、温度特性τεが±１００ｐｐｍ／Ｋ以下である。このように、本発明を適用することにより、非常に優れた誘電特性が達成されることがわかる。
【００４４】
これに対して、表２に示す各比較例では、誘電特性のいずれかにおいて、特性の劣化が認められる。例えば、Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３またはＳｒＴｉＯ３が含まれない比較例１，２では、比誘電率εｒが１６０を下回っている。アルカリ土類金属のチタン酸塩の総量（ａ＋ｂ＋ｃ）が５０モル％を越え、その結果Ｌｉ１／２Ｂｉ１／２ＴｉＯ３の配合比率ｄが２０モル％を下回っている比較例９，１０では、温度特性τεの値が大きくなり、いずれにおいても±２００ｐｐｍ／Ｋを大きく上回っている。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の誘電体磁器組成物の組成範囲を示す３元組成図である。
【図２】誘電体磁器組成物の製造プロセスの一例を示す図である。
【００４６】
１  混合工程、２  仮焼成工程、３  粉砕工程、４  造粒工程、５  成形工程、６  焼成工程
【図１】
2006265062.tif 000005
【図２】
2006265062.tif 000006