(57)【要約】【課題】焼成温度が低温で、かつガラスを多量に含有していても高誘電率を実現できる誘電体磁器組成物、同一の原料を用いて誘電体磁器組成物の誘電率を調製することのできる誘電体磁器組成物の製造方法及び積層セラミック部品。【解決手段】組成式がaLiO１／２-bCaO-cRO３／２-dTiO２（Rは希土類元素であり、a,b,c,及びｄは、a+b+c+d=100mol%を満たすように、14.29≦ａ≦21.05mol%、9.52≦ｂ≦21.05mol%、14.29≦ｃ≦21.05mol%、47.37≦ｄ≦52.38mol%の範囲内から選択。）である誘電体成分A、組成式がxCaO-yMgO-zSiO（x,y及びｚは、x+y+z=100mol%を満たすように、0＜ｘ≦5mol%、38.2≦ｙ≦67.2mol%、28.8＜ｚ≦57.3mol%の範囲内から選択。）である誘電体成分B、並びに前記誘電体成分A及び前記誘電体成分Bを合計70〜80体積％に対して、20〜30体積％のBaO-B２O３-ZnO-SiO系ガラス成分を含有して成ることを特徴とする誘電体磁器組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
組成式（１）がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、１４．２９≦ａ≦２１．０５ｍｏｌ％、９．５２≦ｂ≦２１．０５ｍｏｌ％、１４．２９≦ｃ≦２１．０５ｍｏｌ％、４７．３７≦ｄ≦５２．３８ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、
組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂと、
前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合で含有されるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分とを含有して成ることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
組成式（２）がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつｅ及びｆは、ｅ＋ｆ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、２０≦ｅ≦４０ｍｏｌ％、６０≦ｆ≦８０ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、
組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂと、
並びに前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合で含有されるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分とを含有して成ることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項３】
前記誘電体成分Ａを示す組成式中のＲがランタンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
組成式（１）がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、１４．２９≦ａ≦２１．０５ｍｏｌ％、９．５２≦ｂ≦２１．０５ｍｏｌ％、１４．２９≦ｃ≦２１．０５ｍｏｌ％、４７．３７≦ｄ≦５２．３８ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂとを仮焼成する仮焼成工程、
並びに仮焼成した前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂと、この誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合であるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分との混合物を焼成する焼成工程を有することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項５】
組成式（２）がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつｅ及びｆは、ｅ＋ｆ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、２０≦ｅ≦４０ｍｏｌ％、６０≦ｆ≦８０ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂとを仮焼成する仮焼成工程と、
並びに仮焼成した前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂと、この誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％のＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分との混合物を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項６】
前記仮焼成工程が、１１００℃以上で行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項７】
前記焼成工程が、１０００℃以下で行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電体磁器組成物を含有する誘電体層と、導電性を有する導体層とを積層して成ることを特徴とする積層セラミック部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘電体磁器組成物、誘電体磁器組成物の製造方法及び積層セラミック部品例えばＬＣフィルタに関し、特に詳しくは、ガラス成分を含有するにも拘わらず高い誘電率を有し、かつ焼成温度が低温である誘電体磁器組成物、前記誘電体磁器組成物の誘電率を調製することのできる誘電体磁器組成物の製造方法及び誘電体層と導体層とを積層した積層セラミック部品例えばＬＣフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、「組成式ｘ［ｙＭｇＴｉＯ３−（１−ｙ）ＣａＴｉＯ３］−（１−ｘ）（Ｎｄ２Ｏ３・２ＴｉＯ２）〔但し、０．８５≦ｘ≦０．９５、０．５５≦ｙ≦０．６５〕で示されることを特徴とするマイクロ波誘電体磁器組成物」（特許文献１の請求項１１参照。）が記載されている。また、この特許文献１には、１３５０〜１４７５℃の高温で焼成して誘電体磁器組成物を得ることができると記載されていた（特許文献１の段落番号００１６参照。）。
【０００３】
しかしながら、他の化合物、例えば銀（Ａｇ）電極と共に９００℃程度の低温で同時焼成を行う場合には、十分にマイクロ波誘電体磁器組成物の焼成を行うことができない場合がある。
【０００４】
特許文献２には、「ＣａＺｒＯ３状誘電体５０〜８５質量％、ＣａＴｉＯ３状誘電体５〜３０質量％、及びＬｉ２Ｏ−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３系ガラスフリット３〜２０質量％を含有する組成からなることを特徴とする、温度特性制御の可能なＬＴＣＣ用セラミック組成物」（特許文献２の請求項１参照。）が記載されている。更に、様々の誘電率を有するセラミック組成物を実施例として記載していた（特許文献１の実施例参照。）。
【０００５】
しかしながら、記載されたセラミック組成物は、その誘電率が高いので、例えばＬＣフィルタのインダクタンス部位に使用し難い。
【０００６】
よって、焼成温度が低温であり、かつガラス成分を多く含んでいても高誘電率を実現できる誘電体磁器組成物、同種の原料から得られる該誘電体磁器組成物の誘電率を調製することのできる誘電体磁器組成物の製造方法、及び誘電率を調製した誘電体磁器組成物を積層した積層セラミック部品例えばＬＣフィルタが望まれていた。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１４４９６５号公報
【特許文献２】特開２００５−２１３１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明が解決しようとする課題は、焼成温度が低温で、かつガラスを多量に含有していても高誘電率を実現できる誘電体磁器組成物、同種の原料を用いて誘電体磁器組成物の誘電率を調製することのできる誘電体磁器組成物の製造方法及び誘電率を調製した誘電体磁器組成物を積層して成るＬＣフィルタ等の積層セラミック部品を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、
請求項１は、組成式がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、１４．２９≦ａ≦２１．０５ｍｏｌ％、９．５２≦ｂ≦２１．０５ｍｏｌ％、１４．２９≦ｃ≦２１．０５ｍｏｌ％、４７．３７≦ｄ≦５２．３８ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、
組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂと、
前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合で含有されるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分とを含有して成ることを特徴とする誘電体磁器組成物であり、
請求項２は、
組成式がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつｅ及びｆは、ｅ＋ｆ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、２０≦ｅ≦４０ｍｏｌ％、６０≦ｆ≦８０ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、
組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂと、
並びに前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合で含有されるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分とを含有して成ることを特徴とする誘電体磁器組成物であり、
請求項３は、
前記誘電体成分Ａを示す組成式中のＲがランタンであることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体磁器組成物であり、
請求項４は、
組成式がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、１４．２９≦ａ≦２１．０５ｍｏｌ％、９．５２≦ｂ≦２１．０５ｍｏｌ％、１４．２９≦ｃ≦２１．０５ｍｏｌ％、４７．３７≦ｄ≦５２．３８ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂとを仮焼成する仮焼成工程、
並びに仮焼成した前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂと、この誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％の割合であるＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分との混合物を焼成する焼成工程を有することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法であり、
請求項５は、
組成式がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつｅ及びｆは、ｅ＋ｆ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、２０≦ｅ≦４０ｍｏｌ％、６０≦ｆ≦８０ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂとを仮焼成する仮焼成工程と、
並びに仮焼成した前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂと、この誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの合計量に対して２０〜３０体積％のＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系ガラス成分との混合物を焼成する焼成工程とを有することを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法であり、
請求項６は、
前記仮焼成工程が、１１００℃以上で行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法であり、
請求項７は、
前記焼成工程が、１０００℃以下で行われることを特徴とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器組成物の製造方法であり、
請求項８は、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の誘電体磁器組成物を含有する誘電体層と、導電性を有する導体層とを積層して成ることを特徴とする積層セラミック部品である。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、ガラス成分を多く含有していても高誘電率を実現でき、かつ低い焼成温度で調製されることのできる誘電体磁器組成物を提供することができる。
【００１１】
また、この発明は、誘電体成分を２種類用いることにより、誘電体磁器組成物の誘電率を高誘電率から低誘電率までに調整できる誘電体磁器組成物の製造方法を提供することができる。
【００１２】
更に、この発明は、誘電率を調製して高い誘電率を有する前記誘電体磁器組成物をコンデンサ部位に含有し、かつ低い誘電率を有する前記誘電体磁器組成物をインダクタンス部位に含有するＬＣフィルタ等の積層セラミック部品を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の誘電体磁器組成物は、誘電体成分とガラス成分とを含有している。
【００１４】
一実施態様として挙げることのできる前記誘電体成分は、組成式（１）がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつａ、ｂ、ｃ及びｄは、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、１４．２９≦ａ≦２１．０５ｍｏｌ％、９．５２≦ｂ≦２１．０５ｍｏｌ％、１４．２９≦ｃ≦２１．０５ｍｏｌ％、４７．３７≦ｄ≦５２．３８ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ａと、組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２（但し、ｘ、ｙ及びｚは、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、０≦ｘ≦５ｍｏｌ％、３８．２≦ｙ≦６７．２ｍｏｌ％、２８．８＜ｚ≦５７．３ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）である誘電体成分Ｂとを含有している。
【００１５】
前記誘電体成分Ａに含まれる酸化リチウム（ＬｉＯ１／２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、希土類元素の酸化物（ＲＯ３／２）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）は、酸化物の状態で原料として用いてもよく、この発明の誘電体磁器組成物を製造して得られた際に酸化されていてもよい。
【００１６】
前記誘電体成分Ａを示す組成式（１）中のＲは、「無機化学命名法  ＩＵＰＡＣ  １９９０年勧告」（１９９３年３月２６日発行  訳・著者  山崎一雄）に記載の希土類元素から選択される少なくとも１種であり、好ましくは同書に記載のランタノイドから選択される少なくとも１種であり、特に好ましくはランタンである。前記組成式（１）中のＲがランタンであると、この発明の誘電体磁器組成物の焼結性を低下させることなく、また誘電率が高く保つことができるので好ましい。
【００１７】
前記組成式（１）で示される誘電体成分Ａは、酸化リチウム（ＬｉＯ１／２）を１４．２９〜２１．０５ｍｏｌ％を含有し、特に１５．００〜１８．７５ｍｏｌ％含有していることが好ましい。酸化リチウムの含有量が１４．２９ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物の焼結性が低下することがあり、２１．０５ｍｏｌ％を超えると、前記誘電体磁器組成物の誘電率が低下する場合がある。
【００１８】
前記組成式（１）で示される誘電体成分Ａは、酸化カルシウム（ＣａＯ）を９．５２〜２１．０５ｍｏｌ％含有し、特に１２．５〜２０．０ｍｏｌ％含有していることが好ましい。酸化カルシウムの含有量が９．５２ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物を製造する際に、高温で焼成しなければならないことがあり、２１．０５ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下する場合がある。
【００１９】
前記組成式（１）で示される誘電体成分Ａは、希土類元素の酸化物（ＲＯ３／２）を１４．２９〜２１．０５ｍｏｌ％含有し、特に１５．００〜１８．７５ｍｏｌ％含有していることが好ましい。希土類元素の酸化物の含有量が１４．２９ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物を製造する際に、高温で焼成しなければならないことがあり、２１．０５ｍｏｌ％を超えると、前記誘電体磁器組成物の誘電率が低下する場合がある。
【００２０】
前記組成式（１）で示される誘電体成分Ａは、酸化チタン（ＴｉＯ２）を４７．３７〜５２．３８ｍｏｌ％、特に４９〜５１ｍｏｌ％含有していることが好ましい。酸化チタンの含有量が４７．３７ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物を高温で焼成を行うこととなり、５２．３８ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下する場合がある。
【００２１】
なお、上述した酸化リチウム（ＬｉＯ１／２）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、希土類元素の酸化物（ＲＯ３／２）及び酸化チタン（ＴｉＯ２）の含有量は、これらの総和が１００ｍｏｌ％になるように、前記範囲から選択される。
【００２２】
この発明の誘電体磁器組成物に含まれる誘電体成分Ａにおいて、前記組成式（１）で示される誘電体成分の中でも、組成式（２）ｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３（但し、Ｒは希土類元素から選択される少なくとも１種であり、かつｅ及びｆは、ｅ＋ｆ＝１００ｍｏｌ％を満たすように、２０≦ｅ≦４０ｍｏｌ％、６０≦ｆ≦８０ｍｏｌ％の範囲内から選択される。）で示される誘電体成分Ａが、好ましい。
【００２３】
上述した組成式（１）で示される誘電体成分Ａは、前記組成式（２）で示される誘電体成分Ａを、概念として含んでいる。前記組成式（２）で示される誘電体成分Ａは、前記組成式（１）では示されるが前記組成式（２）では示されない誘電体成分Ａに比べて、より高い誘電率を有している。
【００２４】
この組成式（２）で示される誘電体成分Ａはカルシウムとチタンとの酸化物（ＣａＴｉＯ３）の含有量が、２０ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下して高温で焼成を行わねばならないこともあり、４０ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下することがある。また、前記組成式（２）のリチウムと希土類元素とチタンとの酸化物（（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３）の含有量が、６０ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下することがあり、８０ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下する場合がある。
【００２５】
また、この発明の誘電体磁器組成物には、前記誘電体成分Ａとは別に誘電体成分Ｂも含まれている。上述したように該誘電体成分Ｂは、その組成が前記誘電体成分Ａとは相違している。
【００２６】
前記誘電体成分Ｂは、酸化カルシウム（ＣａＯ）は５ｍｏｌ％以下で含有することができ、特に２．５〜４．５ｍｏｌ％で含有していてもよい。酸化カルシウムの含有量が５ｍｏｌ％を超えると、前記誘電体磁器組成物の焼結性が低下する場合がある。
【００２７】
前記誘電体成分Ｂは、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を３８．２〜６７．２ｍｏｌ％、特に５０〜６７ｍｏｌ％含有していることが好ましい。酸化マグネシウムの含有量が３８．２ｍｏｌ％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物の焼結性が低下することがあり、６７．２ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物を低温で焼成できなくなる場合がある。
【００２８】
更に、前記誘電体成分Ｂは、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の含有量が２８．８ｍｏｌ％を超え、かつ５７．３ｍｏｌ％以下、特に３０〜４０ｍｏｌ％であることが好ましい。酸化ケイ素の含有量が２８．８ｍｏｌ％以下であると、この発明の誘電体磁器組成物の焼結性が低下することがあり、５７．３ｍｏｌ％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物を低温で焼成できなくなる場合がある。
【００２９】
なお、上述した酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の含有量は、これらの総和が１００ｍｏｌ％になるように、前記範囲から選択される。
【００３０】
この発明の誘電体磁器組成物は、誘電体成分として誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの２種類を含有している。前記誘電体成分Ａは誘電率を向上させることができ、かつ前記誘電体成分Ｂは誘電率を抑制することができる。すなわち、誘電率を向上させる成分と抑制する成分とを含有しているこの発明の誘電体磁器組成物は、前記誘電体成分Ａ及びＢの含有量によって高誘電率を有する態様から低誘電率を有する態様までを任意に決定して実現することができる。
【００３１】
前記誘電体成分と共に、この発明の誘電体磁器組成物に含まれている前記ガラス成分としては、ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系のガラス成分を挙げることができる。
【００３２】
詳述すると、前記ガラス成分は、主成分としてバリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、ホウ素（Ｂ）及びケイ素（Ｓｉ）の元素を含み、通常の場合バリウムを酸化物換算で２５〜５５質量％、特に２５〜４０質量％の割合で含有するのが好ましく、通常の場合亜鉛を酸化物換算で５〜３０質量％、特に１０〜２０質量％の割合で含有するのが好ましく、通常の場合ホウ素を酸化物換算で１５〜３５質量％、特に２０〜３０質量％の割合で含有するのが好ましく、通常の場合ケイ素を酸化物換算で５〜３０質量％、特に５〜２０質量％の割合で含有するように調製される。
【００３３】
この発明の誘電体磁器組成物に含まれるガラス成分は、原料としてバリウム、亜鉛、ホウ素及びケイ素の各酸化物を用いて焼成工程でガラス状態に形成されてもよく、また、原料としてバリウム、亜鉛、ホウ素及びケイ素の各非酸化物を用いて酸化雰囲気下での焼成工程においてガラス状態になった酸化物に形成されてもよい。なお、この発明の誘電体磁器組成物を製造する際に、前記ガラス成分が焼結を促進し、かつ焼成の温度を前記ガラス成分を加えない場合に比べて比較的低温に抑えることができる。
【００３４】
前記ガラス成分のバリウムの含有量が酸化物換算で２５質量％未満であると、この発明の誘電体磁器組成物の誘電率が低下することがあり、５５質量％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物の焼結温度が上昇し過ぎることがある。また、前記ガラス成分の亜鉛の含有量が酸化物換算で５質量％未満であると、焼結性が低下することがあり、３０質量％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物を製造する際に、原料を低温で焼成できなくなることがある。前記ガラス成分のホウ素の含有量が酸化物換算で１５質量％未満であると、低温で該ガラス成分が焼結しなくなることがあり、３５質量％を超えると、この発明の誘電体磁器組成物が低温で焼結し難くなる場合がある。更に、前記ガラス成分のケイ素の含有量が酸化物換算で５質量％未満であると、焼結性が低下する場合があり、３０質量％を超えると、ガラス成分のガラス転移温度が上昇し、低温での焼成が難しくなることがある。
【００３５】
この発明に係る誘電体磁器組成物は、前記組成式（１）で示される誘電体成分Ａ、特に組成式（２）で示される誘電体成分Ａと、前記誘電体成分Ｂと、前記ＢａＯ−Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＳｉＯ２系のガラス成分と前記ガラス成分とを含有することにより本発明の目的を達成することができ、特には、前記誘電体成分Ａと誘電体成分Ｂとの合計に対して前記ガラス成分を２０〜３０体積％の割合で含有するのが、好ましい。
【００３６】
前記ガラス成分の含有量が前記割合で含有されていると、本発明の目的をいっそう良く達成することができ、特に焼結性を低下させることなく、高い誘電率を備えた誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００３７】
この発明の誘電体磁器組成物に含まれる前記誘電体成分と前記ガラス成分との含有量を測定する方法としては、例えばこの発明の誘電体磁器組成物の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して誘電体成分及びガラス成分を特定し、誘電体成分及びガラス成分が占める面積の比率を定量化して体積％に換算する方法等を挙げることができる。
【００３８】
この発明の誘電体磁器組成物は、前記誘電体成分、前記ガラス成分及び適宜に添加される焼結助剤又はバインダ等の成分を用いて製造することができる。以下に、この発明の誘電体磁器組成物の製造方法を示す。
【００３９】
この発明の誘電体磁器組成物に含まれるそれぞれの金属元素の酸化物又は加熱により酸化物となる化合物は、例えば、それぞれの元素の炭酸塩、硝酸塩、水酸化物等を原料として用いることができる。この原料には金属元素が１種のみ含有されていてもよく、２種以上の金属元素が複合して含有されていてもよい。原料の性状は特に限定されないが、通常、粉末であり、この原料粉末を所定の組成となるように混合してセラミック原料として用いることができる。
【００４０】
こうした前記誘電体成分Ａ，Ｂを形成することのできる金属化合物と前記ガラス成分を形成することのできる金属化合物とを混合して焼成することにより、この発明の誘電体磁器組成物を得ることができるが、この発明の誘電体磁器組成物を低温で焼成することができる限り、この発明の誘電体磁器組成物を得るための焼結を促進する焼結助剤又はバインダ等を適宜に加えることができる。採用可能な焼結助剤としては、例えば酸化アルミニウム、若しくは酸化鉛、又はこれらの混合物等を挙げることができる。また、採用可能なバインダとしては、例えばアクリル系の有機系バインダ等を用いることができる。
【００４１】
この発明の誘電体磁器組成物の製造方法は、誘電体成分Ａ，Ｂに仮焼成を行う仮焼成工程と、更にガラス成分を加えて焼成を行う焼成工程とを有する。ここで、誘電体成分に施す熱処理の後に再度焼成を施すので、この発明の誘電体磁器組成物を得る前処理として誘電体成分に施す熱処理を仮焼成と称することとする。
【００４２】
先ず、この発明の誘電体磁器組成物の製造方法では、誘電体成分を仮焼成する。該誘電体成分としては、誘電体成分の一実施態様として示したところの、組成式がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２で示される誘電体成分Ａと組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２で示される誘電体成分Ｂとを採用する場合、又は誘電体成分の組成式がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３で示される誘電体成分Ａと組成式がｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２で示される誘電体成分Ｂとを採用する場合を挙げることができる。仮焼成を行う前に、誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの原料を熱処理し易い状態に調製するのが好ましく、様々の調製をすることができるが、例えば、誘電体成分の種々の原料と溶媒とを湿式混合し、その後、乾燥して溶媒を除去する。その後、仮焼成を施すことにより前記誘電体成分が化学的に安定する。この仮焼成工程は、大気雰囲気下で、焼成温度として１１００℃以上、好ましくは１１００℃以上１３００℃以下、仮焼成時間として１〜５時間の条件で行うことが好ましい。
【００４３】
前記仮焼成工程では、誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂの仮焼成を別々に行うことが好ましい。前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂを別々に仮焼成を行うことで、それぞれの結晶構造が化学的に安定し、後述の焼成工程において、前記誘電体成分Ａと前記誘電体成分Ｂとが互いに反応するのを防ぐことができる。前記誘電体成分Ａと前記誘電体成分Ｂとを予め混合して仮焼成を行うと、誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂが固溶体を形成して、所望の誘電率を有するこの発明の誘電体磁器組成物を得ることができない場合がある。
【００４４】
次に、この発明の誘電体磁器組成物の製造方法では、仮焼成を行った前記誘電体成分Ａ及び前記誘電体成分Ｂと前記ガラス成分との混合物を焼成する。前記混合物は、例えば、仮焼成した誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂを粉砕し、かつ前記ガラス成分の原料と混合した後に、溶媒等を加えて調製することができる。その後、適宜に焼結助剤又はバインダ等の成分を加えて混合した後に、焼成を施すことで、この発明の誘電体磁器組成物を得ることができる。この焼成工程は、大気雰囲気下で、焼成温度として１０００℃以下、焼成時間として２０分〜５時間の条件で設定して行うことが好ましい。
【００４５】
前記混合物を調製する等で用いた溶媒としては、バインダを溶解させることのできる液状の溶媒が好ましく、乾燥等で容易に除去することのできる溶媒を挙げることができる。具体的にはメタノール、エタノール等の、常温で液体である低級アルコール、特に炭素数が１〜５の一価又は二価の飽和アルコール又は水等を挙げることができる。また、バインダの使用量は、バインダと原料とを混合して、その混合物の形状を保持することができる程度であればよく、原料の量等に応じて適宜に決定される。
【００４６】
この発明の誘電体磁器組成物の製造方法では、誘電率を向上させることのできる前記組成式（１）又は（２）で示される誘電体成分Ａと誘電率を抑制することのできる前記誘電体成分Ｂとの含有量を調製することにより、この発明の誘電率磁器組成物の誘電率を調製することができる。
【００４７】
この発明の誘電体磁器組成物は、誘電体成分Ａ及び誘電体成分Ｂとガラス成分とを混合して焼成する際に、１０００℃以下の低温で焼成することができるので、例えばこの発明の誘電体磁器組成物と、高温で焼結すると不都合が生じるような他の物質、例えば比較的低融点の金及び銀の金属等とを同時に焼成することができる。
【００４８】
上述したように、この発明の誘電体磁器組成物は前記誘電体成分Ａと前記誘電体成分Ｂとの含有量によって誘電率を任意に決定して実現することができるので、例えば高誘電率である該誘電体磁器組成物を用いて形成された誘電体層と、導体層と、低誘電率である該誘電体磁器組成物を用いて形成された誘電体層とを積層して同時に焼結させることにより、この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタを得ることができる。
【００４９】
この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタの形状については特に制限がなく、該ＬＣフィルタに要求される形状、例えばこの発明のＬＣフィルタが取り付けられる部材の形状等に応じて適宜に決定される。
【００５０】
この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタは、前記誘電体層及び前記導体層を積層してなるので、誘電体層と導体層との界面において、焼成する際に互いの成分が拡散及び反応して、該界面に反応層が形成されることにより誘電率及び導電率が低下する等の不都合を生じることがない。
【００５１】
また、この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタにおける導体層は、誘電体層を形成する成分、すなわち前記仮焼成を行った後の前記誘電体成分Ａと、前記誘電体成分Ｂと、ガラス成分とから成る誘電体磁器組成物の成形体に金属含有成分を塗布又は付着させて、同時焼成することにより形成される。この導体層に用いられる金属は特に限定されないが、抵抗が低く、導電性に優れ、かつ焼成温度より高い融点を有している金属であることが好ましい。このような金属としては、例えば、金及び銀、並びにこれらの合金が挙げられる。導体層に含まれる金属の特に好ましい具体例としては、導電性に優れ、かつ融点の低い銀を挙げることができる。導体層に銀が含まれていると、導電性の向上を図ることができるので、優れた性能を有する積層セラミック部品例えばＬＣフィルタを得ることができる。
【００５２】
ここで、この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタの一例を図１に示す。図１には、ＬＣフィルタ１が示されており、該ＬＣフィルタ１は、誘電体層２１、２２及び２３と導体層３１、３２及び３３とを積層して形成されている。図１では、誘電体層２１、２２及び２３の間に適当な形状を有する導体層３１、３２及び３３を挟み込んだ状態であり、該誘電体層２１、２２及び２３並びに該導体層３１、３２及び３３を積層して同時に焼成することにより、この発明のＬＣフィルタを得ることができる。
【００５３】
前記導体層の態様としては、例えば、通常の導通用配線、抵抗用配線、パッド形状等のコンデンサ用配線、インダクタンス用配線及びボンディングパッド等が挙げられる。
この発明に係る積層セラミック部品は、前記ＬＣフィルターのみならず、共振器、多層回路基板、及び各種マイクロ波回路のインピーダンス整合部材等にも好適に適用することができる。
【実施例】
【００５４】
以下にこの発明の誘電体磁器組成物の実施例を示す。
【００５５】
この発明の誘電体磁器組成物を作製し、比較例と共に誘電率を測定した。
【００５６】
誘電体成分Ａを形成するために、その原料として市販の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、及び炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、並びに水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）３）、酸化ネオジウム（Ｎｄ２Ｏ３）、酸化サマリウム（Ｓｍ２Ｏ３）又は酸化イッテルビウム（Ｙｂ２Ｏ３）の粉末を使用することとし、また、誘電体成分Ｂとしては、原料に市販の炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の粉末を使用することとし、種々の含有量と成るように秤量した。誘電体成分Ａの原料である前記複数種類の金属酸化物をエタノール溶媒中で湿式混合した後、乾燥することによりエタノールを除去した。得られた乾燥物を大気雰囲気下で１１００〜１２００℃、２時間仮焼成を行った。これにより、組成式ａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２で示される誘電体成分Ａが得られた。また、誘電体成分Ｂについても、前記金属酸化物を用いて前記誘電体成分Ａを調製するのと同様にして、組成式ｘＣａＯ−ｙＭｇＯ−ｚＳｉＯ２で示される誘電体成分Ｂを得た。
【００５７】
仮焼成を行った誘電体成分Ａと誘電体成分Ｂとを混合し、粉砕して粉末とし、得られた粉末とガラス成分と混合した。加えるガラス成分は２種類用意し、いずれか一方を加えることとした。
【００５８】
誘電体成分Ａと誘電体成分Ｂとガラス成分とを混合した混合物に、バインダとしてセルナＳＥ−６０４（中京油脂株式会社製）、分散剤としてセルナＥ−５０３（中京油脂株式会社製）、溶媒としてエタノールを加えて、ボールミルにより粉砕してスラリーを得た。次いで、該スラリーを乾燥させて造粒し、φ１９の金型を用いて成形機により、２０ＭＰａの圧力で直径１９ｍｍ及び高さ１２ｍｍの円柱形状体に成形した。更に、この円柱形状体に１５０ＭＰａの圧力で冷間等方静水圧プレス処理を行って成形体を得た後、該成形体を大気雰囲気下で８５０〜１０００℃、２時間焼成した。これにより、この発明の誘電体磁器組成物を得た。
【００５９】
また、比較例として組成中の酸化カルシウム、酸化リチウム、希土類元素の酸化物、酸化マグネシウム及び／又は酸化ケイ素等の含有量を変化させ、更に、ガラス成分の組成も変化させる等の試料も用意した。
【００６０】
誘電率の測定は、平行導体板型誘電体共振器法により、測定周波数２〜１２ＧＨｚにおいて、試料の誘電率を測定した。
【００６１】
表１に誘電体成分Ａの組成等を示し、表２に誘電体成分Ｂの組成等を示し、かつ表３にそれぞれの試料の組成及び測定した誘電率を示した。
【００６２】
なお、以下に示される表３において、ガラス成分「あ」は、市販の酸化バリウム（ＢａＯ）３１質量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）１４質量％、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）２４質量％及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）１２質量％を主原料にして形成されたガラス成分（Ｔｇ：４４４℃）を示し、ガラス成分「い」は、市販の酸化カルシウム（ＣａＯ）１５質量％、酸化亜鉛（ＺｎＯ）１２質量％、酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）２０質量％及び酸化ケイ素（ＳｉＯ２）２９質量％を主原料にして形成されたガラス成分（Ｔｇ：７２０℃）を示す。なお、ガラス「あ」の主原料以外の残りの原料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化リチウム（Ｌｉ２Ｏ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）等のアルカリ金属の酸化物及び酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）等を含有し、また、ガラス「い」の主原料以外の残りの原料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）等のアルカリ金属の酸化物を含有している。
【００６３】
【表１】
2009051706.tif 000002
＊：表中、試料９は比較例であることを示し、試料番号１及び６〜８は、組成式がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３で示される誘電体成分を使用しているので、含有量をｅ及びｆに換算している。
【００６４】
【表２】
2009051706.tif 000003
＊：表中、試料εは比較例であることを示す。
【００６５】
【表３】
2009051706.tif 000004
＊：表中、試料チ〜ナは比較例であることを示す。
【００６６】
以上の結果より、この発明の誘電体磁器組成物は、ガラス成分を２０〜３０体積％と多量に含有しているにも拘わらず、８０程度の高い誘電率を実現することができる。また、この発明の誘電体磁器組成物は、１０００℃以下の低温で焼成することもできる。
【００６７】
この発明の誘電体磁器組成物の製造方法は、誘電体成分Ａと誘電体成分Ｂとの配合割合によって誘電率を８〜８０の広い範囲で調整することができる。また、表３の結果より、試料カは、試料コ〜スよりも高い誘電率を有しているので、表１に示される試料１が試料２〜５よりも高い誘電率を有していることとなる。よって、組成式がｅＣａＴｉＯ３−ｆ（Ｌｉ１／２Ｒ１／２）ＴｉＯ３で示される誘電体成分Ａを含有している誘電体磁器組成物は、組成式がａＬｉＯ１／２−ｂＣａＯ−ｃＲＯ３／２−ｄＴｉＯ２で示される誘電体成分Ａを含有している誘電体磁器組成物よりも高い誘電率を有し、かつこの発明の誘電体磁器組成物の誘電率をより幅広い範囲で調整することができる。
【００６８】
更に、誘電率を調製した前記誘電体磁器組成物を使用することにより、誘電体層と導体層との両方に前記誘電体磁器組成物を含有している態様を採用することができ、該誘電体層と該導体層とを積層することで、両層が反応する等の不都合を生じることの無いＬＣフィルタを得ることもできる。
【００６９】
ここで、ＬＣフィルタにおける誘電体層と導体層との界面の一例を示す。図２に示す画像は、この発明の誘電体磁器組成物を含有する誘電体層と導電体層との界面を示し、図３に示す画像は、この発明の範囲外である誘電体磁器組成物を含有する誘電体層と導体層との界面を示す。図２に示すように、この発明の積層セラミック部品の一例であるＬＣフィルタの界面では誘電体層と導体層とは、相互の拡散及び反応等が生じておらず、焼成によっても反応層が形成されていない。図３に示すように、この発明の範囲外である誘電体磁器組成物を含有する誘電体層と導体層との界面ではそれぞれの成分が反応して反応層Ａが形成されている。図３に示されるような反応層Ａが存在すると、誘電率及び導電性が低下する一因となる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図１は、この発明の積層セラミック部品例えばＬＣフィルタの一実施態様を示す斜視説明図である。
【図２】図２は、この発明の積層セラミック部品の一例であるＬＣフィルタにおける誘電体層と導体層との界面を示す画像である。
【図３】図３は、この発明の範囲外であるＬＣフィルタの誘電体層と導電体層との界面を示す画像である。
【符号の説明】
【００７１】
１      ＬＣフィルタ
２１、２２、２３      誘電体層
３１、３２、３３      導体層
Ａ      反応層
【図１】
2009051706.tif 000005
【図２】
2009051706.tif 000006
【図３】
2009051706.tif 000007