(57)【要約】【課題】高周波帯域での損失が小さい低温焼結が可能な低誘電率磁器組成物の提供。【解決手段】フィラーとなる耐火酸化物が４０〜７５質量％で、残部のガラス相当部分の組成が、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜７５モル％、Ｂ２Ｏ３：２０〜７５モル％およびＭｎＯ：０〜５モル％で、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯが６０モル％以上である磁器組成物。とくに低温焼結を要する場合は、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比を１．０以下とするか、ガラス形成成分のＭＯ（Ｍはアルカリ土類金属元素）、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のうちのいずれか二種以上を合わせて含有させる。【選択図】なし。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％、残部ガラス部分の組成は、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜７５モル％、Ｂ２Ｏ３：２０〜７５モル％およびＭｎＯ：０〜５モル％で、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【請求項２】
ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜５０モル％、Ｂ２Ｏ３：３０モル％を超え７５モル％以下およびＭｎＯ：０〜５モル％で、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０未満、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【請求項３】
ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：３０〜６８モル％、Ｂ２Ｏ３：２０〜４５モル％、およびＭｎＯ：０〜５％で、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０以上、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０〜９０モル％であり、他の１０モル％を超え４０モル％未満にはガラス形成成分としてＭＯ（Ｍはアルカリ土類金属元素）、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のうちのいずれか二種以上が含有され、そのうちの一種はこれらガラス形成成分合計の７０モル％を超えない範囲であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、数ＧＨｚから数十ＧＨｚの高周波領域で使用する電子部品やモジュールに好適な誘電体の磁器組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報の高速大量伝達通信および移動体通信の発達にともない、基板上の集積回路あるいは基板に素子を内蔵したモジュールや電子部品においては、小型化、高密度化ばかりでなく、取り扱われる信号に数ＧＨｚさらにはそれ以上の帯域の周波数の利用が検討されている。これら基板あるいはモジュールや電子部品に使用される誘電体の磁器組成物に対しても、このような高周波帯域に適合した材料が要望されている。この磁器組成物に要求される性能は、十分な強度を有し、高周波帯域において比誘電率εｒが低いこと、誘電損失ｔａｎδが小さいこと、さらには比誘電率の温度変化、もしくは共振周波数の温度変化が小さいことなどである。
【０００３】
一般に、基板や電子部品などの比誘電率は、低いほど回路中の信号伝搬速度は速くなるので、高周波帯域用の磁器組成物の比誘電率εｒはできるだけ低いことが望ましい。そして信号伝達の上で損失は少なければ少ないほどよいので、誘電損失は小さく、すなわちＱ値はできるだけ高くする必要がある。また、誘電体としての機能はたとえばフィルタや共振器などに利用されるが、その際に温度変化に対して安定な作動をさせるためには、共振周波数の温度係数τｆの絶対値はできるだけ小さいこと、すなわち温度依存性の少ないことも重要である。
【０００４】
従来、集積回路用の磁器組成物多層基板としては、耐熱性や絶縁特性にすぐれ、耐電圧が高く誘電率が小さいアルミナが多く用いられ、回路の高密度化に伴い、グリーンシートに導体ペーストを印刷し、これを積層し一括して焼成する方法が発達してきた。アルミナの焼結温度は１５００〜１６００℃と高いので、多層基板内部の回路形成用導電材料としては、この温度にて焼結できるタングステンやモリブデン等の高融点金属が使用されている。
【０００５】
しかしながら、回路に使用される周波数が高くなってくると、基板材料はアルミナよりも比誘電率の低いことが要望され、回路が微細化してくるにしたがい、用いられる導体も導電損失を小さくするため、より電気抵抗の低いものが必要となってくる。電気抵抗の低い金属導体にはＡｇ、ＡｕおよびＣｕがあるが、これらはいずれも融点が高くなく、同時焼成により多層基板を製造しようとすれば、磁器組成物はこれらの金属の融点より低い１０００℃未満の温度で焼成できるものでなければならない。
【０００６】
このような基板に対し、融点の低いガラスにアルミナなどの酸化物系耐火物をフィラーとして混入させた、低温焼結型磁器組成物が種々開発されている。通常ガラスはアルミナなど酸化物系耐火物に比べて誘電率が低い。したがってガラスを積層して多層基板とすることも考えられるが、ガラスは一般に誘電損失が大きく、焼成時軟化による形状変化が大で回路の所要寸法精度を得ることが困難であり、強度的にも不十分である。
【０００７】
これに対し、ガラスにフィラーを混在させると、形状変化が小さく低い温度で緻密な組織と十分な強度のすぐれた磁器組成物が得られ、フィラーに誘電損失の小さいものを選べば、特性の良好な低温焼結型磁器組成物とすることができる。
【０００８】
たとえば特公平３−５３２６９号公報には、ＣａＯ−ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３系のガラスにフィラーとしてＡｌ２Ｏ３を５０〜３５質量％混入した８００〜１０００℃で焼成する低温焼成磁器組成物基板の発明が開示されている。ただし、この発明では１ＭＨｚにおける損失しか示されておらず、数ＧＨｚを超える高周波域における特性は明らかでない。
【０００９】
また、米国特許Ｎｏ．６１４７０１９号には、５０〜７５質量％のＡｌ２Ｏ３耐火物と、モル％でＢ２Ｏ３：５０〜６７％、ＣａＯ：２０〜５０％、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎは希土類元素）：２〜１５％、Ｍ２Ｏ（Ｍはアルカリ金属元素）：０〜６％、Ａｌ２Ｏ３：０〜１０％のガラスとを混合した、内部導体にＡｇを同時焼成して使用することのできる磁器組成物の発明が開示されている。
【００１０】
しかしながら、基板あるいはモジュールや電子部品用の磁器組成物としては、採用される周波数帯域においてよりすぐれた性能のものが常に要求されており、とくに高周波帯域にて高性能の材料が要望されている。また、回路の精細化に伴い、基板としては平坦度がよく、高い寸法精度が要求され、これに対しては圧力を加えるか拘束しつつ焼成する方法が開発されているが、このような焼成方法にも適した磁器組成物であることが望ましい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、Ａｇなどの電気伝導度が高い導体を同時焼成できる低温焼結が可能な、比誘電率が低く高周波帯域での損失が小さく、かつ温度依存性の小さい低誘電率磁器組成物の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、焼成温度が１１００℃以下で、できれば内部導体にＡｇを用いて同時焼成により多層基板が製造可能な、数ＧＨｚまたはそれ以上の高周波帯域で使用される、フィラーとガラスを混在させた低温焼結磁器組成物の性能を改善すべく種々検討をおこなった。
【００１３】
このような磁器組成物の内部組織は、断面で見るとフィラーの各粒子の間隙がガラス状物質で網目状に充填された形態となっている。フィラーに利用できる材料は限定されるので、より性能を向上させるには、ガラス状物質の特性を向上させる必要がある。そこでガラスとして用いる材料について、その組成変化による焼成に必要な温度、フィラーとの整合性、比誘電率、高周波における誘電損失および誘電率の温度依存性等を調査した。それらのうち誘電特性は、円柱状焼成試験片による両端短絡型誘電体共振器法（ハッキ・コールマン法）を用いて測定した。
【００１４】
誘電損失の大小は一般にＱ値の大小から判断され、このＱ値は共振の強さにより求められる。しかしＱ値は周波数依存性があり周波数に比例して低下する。一方、共振周波数は試験片の形状や組成により変化するので、磁器組成物の損失を共振周波数ｆ０とＱの積ｆＱ値の大小により相対評価することにした。
【００１５】
種々のガラスの調査の中で、ランタノイド元素（Ｌｎとして表す）の酸化物Ｌｎ２Ｏ３とＢ２Ｏ３とを混合して得られる結晶を多く含むガラスが、とくに誘電損失の小さいことが見出された。このガラスには、その組成比によりＬｎＢＯ３、ＬｎＢ３Ｏ６，Ｌｎ３ＢＯ３、Ｌｎ４Ｂ２Ｏ９などの結晶が現れるが、ＬｎＢＯ３がもっとも損失が小さく、ＬｎＸＢＹＯＺとして示される組成のうちの５０モル％以上であることが好ましい。
【００１６】
ガラスの組成は、Ｌｎ２Ｏ３とＢ２Ｏ３の他、通常のガラスの成分であるアルカリ土類金属元素の酸化物、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３などが含まれていてよいが、低損失であるためにはＬｎ２Ｏ３とＢ２Ｏ３とがモル比にて少なくとも半分以上でなければならないこともわかった。
【００１７】
しかし、Ｌｎ２Ｏ３とＢ２Ｏ３との二成分の混合のみからなるガラスにて、誘電損失の低い組成にしようとすると溶融温度が上昇し、焼結に必要な焼成温度が高くなってしまい、焼成温度を高くできる用途には十分活用できるが、Ａｇなど良電気伝導材を用いる磁器組成物には適用できなくなる。
【００１８】
そこで、上述の低い誘電損失が実現される範囲で、ガラス形成の温度を９５０℃以下に低下させるための手段をさらに検討した結果、二つの方法があることがわかった。一つは、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比を１．０未満としＬｎ２Ｏ３よりもＢ２Ｏ３を過剰にすることである。それによって、他のガラス成分がなくても焼成温度を９５０℃以下に下げることができる。これは、Ｂ２Ｏ３の融点が低いことによると考えられる。
【００１９】
もう一つはガラス形成成分を添加することである。これは、とくにＬｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０以上のとき、ガラス形成の温度が高くなってしまうが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ（ＭはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａのうちの一種以上を示す）、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のガラス形成用成分のうちの二種以上を、このＬｎ２Ｏ３とＢ２Ｏ３とに加えれば、誘電損失に大きな影響を与えることなく溶融温度を低下できることがわかってきた。
【００２０】
また、このような組成の検討過程で、ＭｎＯの少量添加も焼成温度の低下に有効であることが見出された。これらガラス形成用成分の添加は、少なければガラスとしての焼成温度を低下させることはできないが、多すぎると誘電損失が増大してくる。
【００２１】
以上のようなガラスの組成検討結果に基づき、好ましいと考えられる組成の原料を溶解急冷してガラスフリットとし、これにフィラーとするアルミナなどの酸化物系耐火物の粉末を混ぜ、焼成して得られた磁器組成物について、その焼結に必要な温度、密度や強度などの焼結性、高周波における比誘電率、あるいは誘電損失等を種々調査した。
【００２２】
このようにして、基板またはモジュールや電子部品用として、低温焼結が可能な高周波特性とくに誘電損失の低い磁器組成物を得ることができた。この場合、フィラー粒子間のガラス部分はＬｎＢＯ３を主とする結晶化ガラスを多く含む状態になっており、これが誘電損失を大きく低下させていると考えられる。
【００２３】
目的とする温度範囲の焼成にて、磁器組成物の性能として十分なものが得られたかどうかについては、誘電率が高くなく強度（抗析力）が十分で温度変化が小さいこと等もあるが、上述のように損失が低いことを最重要目標とし、１０ＧＨｚ近傍におけるｆＱ値（ｆ０［ＧＨｚ］×Ｑ）が１５０００を超えていることを判断基準とした。このようにしてさらに組成範囲の限界を明確にし、本発明を完成させた。本発明の要旨は次のとおりである。
【００２４】
（１）ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％、残部ガラス部分の組成は、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜７５モル％、Ｂ２Ｏ３：２０〜７５モル％およびＭｎＯ：０〜５モル％で、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２５】
（２）ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜５０モル％、Ｂ２Ｏ３：３０モル％を超え７５モル％以下およびＭｎＯ：０〜５モル％で、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０未満、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２６】
（３）ガラスに耐火酸化物のフィラーを混在させた形態の焼結磁器組成物であって、フィラーの耐火酸化物が４０〜７５質量％で、ガラス部分に相当する残部は、その組成がＬｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：３０〜６８モル％、Ｂ２Ｏ３：２０〜４５モル％、およびＭｎＯ：０〜５％で、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０以上、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０〜９０モル％であり、他の１０モル％を超え４０モル％未満には、ガラス形成成分としてＭＯ（Ｍはアルカリ土類金属元素）、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のうちのいずれか二種以上が含有され、そのうちの一種はこれらガラス形成成分合計の７０モル％を超えない範囲であることを特徴とする高周波部品用低誘電率磁器組成物。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の磁器組成物は、ガラスにフィラーを混在させた形態のものであり、フィラーである耐火酸化物粒子が４０〜７５質量％で、これら粒子の間隙を埋めるガラスに相当する残部が２５質量％を超え６０質量％未満となっているものである。
【００２８】
フィラーとする耐火酸化物は、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＭｇＴｉＯ３等があるが、緻密な磁器組成物を得るためにはＡｌ２Ｏ３を用いるのが好ましい。なお原料として用いるこれら耐火酸化物には種々不純物が含まれるが、その含有量は、５質量％未満であれば本発明の効果には影響しない。
【００２９】
耐火酸化物の量は、４０質量％未満では焼成後磁器組成物の抗折強度が不十分となり、焼成時の変形も大きくなるので、基板あるいはモジュールや電子部品としての使用は不適当である。また、７５質量％を超えると１１００℃以下の焼成温度では十分な焼結が困難で、好ましくない。
【００３０】
残部のガラスに相当する部分は、酸化物で表示される組成がモル％で、Ｌｎ２Ｏ３：２０〜７５％、Ｂ２Ｏ３：２０〜７５％およびＭｎＯ：０〜５％で、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることとする。
【００３１】
ここで、Ｌｎ２Ｏ３を２０〜７５モル％とするのは、２０モル％未満ではガラス相当部分にＬｎＢＯ３の結晶が十分形成されず、損失の低い磁器組成物が得られないからであり、７５モル％を超えると、ガラスとしての溶融温度が高くなりすぎてしまい、１１００℃以下の焼成温度では十分緻密な磁器組成物が得られなくなるからである。
【００３２】
Ｌｎは前述のようにランタノイド元素を示し、特定の元素に限定する必要はなく、一種でも二種以上が混合していてもよい。元素種により最適焼成温度と誘電率が多少異なってくるが、誘電損失はいずれの元素でも大きくは変わらない。しかし特定の元素を選定できるのであれば、ＬａまたはＮｄが他の元素よりも良好な結果を示す。
【００３３】
Ｂ２Ｏ３は２０〜７５モル％とする。Ｂ２Ｏ３は磁器組成物の焼結温度低下に大きく寄与するとともに、ＬｎＢＯ３の結晶をガラス相当部分に中に形成させ、磁器組成物の高周波損失を低減させる効果がある。このためには２０モル％以上の添加が必要であるが、多く含有しすぎると焼成中の変形が大きくなるので、多くても７５モル％までとする。
【００３４】
なお、Ｌｎ２Ｏ３の量とＢ２Ｏ３の量とは、モル比にて１／３から３の範囲内にあることが望ましい。これは誘電損失をより低くすることができるからで、ＬｎＢＯ３の結晶が多く生成されることによると考えられる。
【００３５】
ＭｎＯは添加しなくてもよいが、磁器組成物の焼成に要する温度を低下させる効果があり、必要により５モル％までの範囲で添加する。５モル％を超える添加は誘電損失の低下をきたす。添加する場合とくに好ましいのは１〜２モル％である。
【００３６】
ガラス相当部分の成分として、Ｌｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上であることとするのは、この合計値が６０モル％未満の場合、磁器組成物としたときの、高周波における損失が十分低下しないからである。
【００３７】
Ｌｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯ以外の４０モル％未満の分に関する組成は、誘電損失の低減という目的に大きくは影響しないのでとくに限定はしないが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ（ＭはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａのうちの一種以上を示す）、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のガラス形成用成分が含まれていると、焼成温度を低下させる効果がある。
【００３８】
フィラーである耐火酸化物粒子が４０〜７５質量％で、これら粒子の間隙を埋めるガラスに相当する残部が２５質量％を超え６０質量％未満である上述の磁器組成物において、Ａｇを同時焼成により内部電極とするためには、９５０℃以下で焼成しなければならない。このような温度で焼成したいときは、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比を１．０未満とするか、ガラス形成成分を添加する。
【００３９】
Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比を１．０未満とする場合、ガラスに相当する部分の組成に対して、Ｌｎ２Ｏ３（Ｌｎはランタノイド元素）：２０〜５０モル％、Ｂ２Ｏ３：３０モル％を超え７５モル％以下およびＭｎＯ：０〜５モル％で、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０未満、かつＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量が６０モル％以上とするのがよい。
【００４０】
各成分の作用およびその含有量の効果は前述のとおりであるが、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比を１．０未満とするのは、Ｂ２Ｏ３の含有を増すことにより、焼結温度が低下するからである。またＢ２Ｏ３の下限値が３０モル％を超えるのは、Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０未満とするためである。
【００４１】
この場合も、Ｌｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯ以外の４０モル％未満の分に関する組成は、誘電損失の低減という目的に大きくは影響しないのでとくに限定はしないが、アルカリ土類金属元素の酸化物ＭＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のガラス形成用成分が多く含まれていると、さらに焼成温度を低下させる効果がある。
【００４２】
Ｌｎ２Ｏ３／Ｂ２Ｏ３のモル比が１．０以上の場合、９５０℃以下で焼成するには、Ｌｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯ以外にガラス形成成分を含有させるのがよい。すなわち、ガラスに相当する部分のＬｎ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｎＯの量を６０〜９０モル％以下とし、他の１０モル％を超え４０モル％未満にはガラス形成成分を含有させる。ガラス形成成分にはＭＯ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２のうちの二種以上を合わせて含有させるのがよく、これらガラス形成成分全体を１００モル％とすると一種が７０モル％を超えないようにするのが好ましい。
【００４３】
ＭＯはＣａＯ、ＭｇＯ、ＳｒＯ、ＢａＯの一種または二種以上の混合を示し、いずれであっても目的とする効果が得られるが、焼成温度をより低くできる点でＣａＯを用いるのが望ましい。
【００４４】
ガラス形成成分は、磁器組成物のガラス相当部分の融点を低下させ焼結温度を低下させる効果があるが、一種のみではその効果が小さく、二種以上合わせて用いるのがよい。このようにガラス形成成分を含有させて焼結温度を９５０℃以下に確実に低下させるためには、少なくとも１０モル％を超える量とすることが望ましい。
【００４５】
本発明の磁器組成物の焼成は、通常のガラスに耐火酸化物をフィラーとして混在させた低温焼結磁器組成物の製造方法に準じておこなえばよい。素材原料は必ずしも酸化物である必要はなく、たとえば炭酸塩やＢＮのように酸化物以外の化合物を用い、焼成後に酸化物の形になればよい。また各素材原料には不純物が含まれるが、その含有量は５質量％以下であれば、単一の化合物として取り扱っても効果は変わらない。
【００４６】
すなわち、フィラーとする耐火酸化物は、一般的に用いられる手法にて焼結をおこない、粉砕して磁器組成物の原料粉末とする。一方、ガラス相当部分とする原料は、その各素材を混合してガラスフリットの製造と同様、１０００℃以上の高温に加熱溶融し急冷して粉末とする。ただし、目的とする導体の焼成温度にてガラスの形成が可能な組成範囲であるときは、あらかじめガラスフリットにしておく必要はない。
【００４７】
これらフィラー粉末とガラス相当部分の粉末とは、目的の磁器組成物構成となるようそれぞれ所要量秤量し、ジルコニアボールあるいはアルミナボールを用いたボールミルにより湿式混合し、混合物を乾燥後、たとえば８００℃に加熱して仮焼をおこない粉砕して粉末とする。この粉末にバインダーなどを加え、混錬して所要形状に成形する。たとえば、積層基板の場合、グリーンシート形状とし導電体ペーストの回路を印刷後加圧積層して最終形状に成形後焼成をおこなう。
【００４８】
焼成温度は８００〜１１００℃とし、磁器組成物とする。焼成温度は８００℃未満では焼結が十分おこなわれず、緻密性に欠け機械的強度が得られないことがある。内部導体にＣｕやＡｕを用いる場合、導体の流失や拡散消失を引き起こさない限界として焼成温度を１１００℃までとするが、Ｃｕを用いるときは酸化のおそれがあるので、還元性雰囲気とする必要がある。Ａｇを用いる場合は、焼成温度を９３０℃までとするのが望ましい。
【００４９】
積層焼結体の面方向の収縮のない高精度の積層基板焼成方法として拘束焼成法がある。これはグリーンシートにより積層体を成形する際、さらにその上下面の一方または両方に、アルミナなど焼結温度のはるかに高い材料のグリーンシートを付加積層しておき、積層方向に加圧しながら焼成する方法である。本発明の磁器組成物では、上下面に付加したグリーンシートが焼結されない温度で焼成されるので、この方法を効果的に活用することができる。
【００５０】
【実施例】
フィラーとしてアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）粉末を用い、ガラス相当部分には表１に示すように組成を種々変え、１３００℃に加熱して溶解し、急冷してガラスフリット（粉末）とした。アルミナ粉末とガラスフリットの比率を変え、バインダーとして１０質量％のＰＶＡ水溶液を添加して混錬造粒し、金型を用い９８ＭＰａの圧力にて焼成後の寸法が直径１５ｍｍ、高さ７，５ｍｍの円柱状、または幅４ｍｍ、長さ３６ｍｍ、厚さ３ｍｍの短冊状となる試片を成形した。
【００５１】
これら成形品は大気中で焼成をおこなって特性測定用試片とした。各試料はこれら成形品の一部の試片を用い、あらかじめ８００〜１２００℃の温度範囲で試験的に焼成して、十分な緻密化に必要な温度を見出し、その温度を焼成温度として該当試料の全試片の焼成をおこなった。焼成時間はいずれも２時間である。
【００５２】
焼成後の円柱状焼結体は、底面を研磨し平滑にしてから両端短絡形誘電体共振器法により比誘電率εｒおよびＱ（または誘電損失ｔａｎδ：Ｑ＝１／ｔａｎδ）を測定した。誘電損失は測定共振周波数ｆ０により変化するので、周波数に影響されず被測定材で一定の値になるとされるｆ０とＱとの積のｆＱ値で損失の大小を評価した。共振周波数の温度係数τｆは、２５℃における共振周波数ｆ０を基準として、温度を変えたときの変化率から求めた。これらの測定結果を合わせて表１〜４に示す。
【００５３】
焼成後の短冊状試験片は、ＪＩＳ−Ｒ−１６０１の試験法に準じて４点曲げをおこない抗折力を求めた。この測定結果も表１〜４に合わせて示す。
【００５４】
【表１】
2004010437.tif 000002
【００５５】
【表２】
2004010437.tif 000003
【００５６】
【表３】
2004010437.tif 000004
【００５７】
【表４】
2004010437.tif 000005
【００５８】
表１〜４に示す結果からわかるように、本発明で定める組成の磁器組成物はｆＱ値がいずれも１５０００（ＧＨｚ）以上あり、高周波用として損失の小さいものであることがわかる。これは、フィラーとともに用いるガラス相当部分のＬｎ２Ｏ３の含有の効果が大きく作用していると考えられる。Ｌｎ２Ｏ３の含有量は少ない場合、表１の試番８や表３の試番５８、または表４の試番８６に示されるようにｆＱ値が低い。またＭｎＯの含有量が多すぎると、表２の試番２６あるいは試番３０のようにやはりｆＱ値が高くない。しかし、Ｌｎ２Ｏ３の含有量を多くしすぎると、表１試番１３、表３試番６３、および表３試番７５に見られるように焼結温度が高くなってしまう。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の磁器組成物は、比誘電率が低く高周波帯域における損失が小さく、温度依存性が小さい。また低い焼成温度でその特性を得ることができ、内部導体や電極として比抵抗の低いＡｇを使用することができる。このように、すぐれた高周波性能と相俟って、電子回路の高周波化、小型化、高密度化のための基板用等の用途に好適である。