JP2005029407A - 誘電体磁器組成物及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】εｒが比較的大きな新規な誘電体磁器組成物、特にε_ｒが比較的大きく且つＱ_ｕが大きい誘電体磁器組成物を提供する。
【解決手段】Ａ（Ｃａ及びＳｒ等のアルカリ土類金属元素）、Ｍ１（Ａｌ等の希土類金属元素を除く３価の金属元素）、Ｍ２（Ｎｂ及びＴａ等の５価の金属元素）及びＭ３（Ｔｉ等の４価の金属元素）を含み、組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相とＭ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物又はＭ２の酸化物からなる副相とを含有する誘電体磁器組成物。また、この主結晶相と主結晶相中に固溶されたＭ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物又はＭ２の酸化物とを含有する誘電体磁器組成物。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘電体磁器組成物に関し、更に詳しくは、所定の主結晶相と主結晶相に固溶された副組成物及び／又は副相として生成された副組成物とを含有し、比誘電率が比較的大きい新規な組成の誘電体磁器組成物に関する。更には、比誘電率が比較的大きく、且つ、無負荷品質係数が大きい誘電体磁器組成物に関する。
本発明の誘電体磁器組成物は、電子部品関連分野で広く利用される。例えば、高周波領域において使用される共振器、フィルタ、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利用される。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車電話、携帯電話、及び衛星放送など、マイクロ波領域の電磁波を利用した各種の通信システムが急速に発展しており、これに伴って多くの誘電体材料が開発されている。これらの誘電体材料には、▲１▼比誘電率（ε_ｒ）が高いこと、▲２▼無負荷品質係数（Ｑ_ｕ）が大きいこと、▲３▼共振周波数の温度係数（τ_ｆ）の絶対値が小さいことの３つの特性を満たすことが要求されている。
従来、上記のような用途で使用される誘電体材料として、下記特許文献１に開示されたＢａＯ−ＺｎＯ−Ｔａ_２Ｏ_５系材料（ε_ｒは２０〜３０）、及び、下記特許文献２に開示されたＢａＯ−ＲＥ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２（ＲＥ：希土類元素）系材料（ε_ｒは６０〜８０）が知られており、高周波用の共振器やフィルタの材料として実用化されている。
【０００３】
【特許文献１】
特公昭５９−４８４８４号公報
【特許文献２】
特公昭５９−３７５２６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比誘電率において上記ＢａＯ−ＺｎＯ−Ｔａ_２Ｏ_５系及びＢａＯ−ＲＥ_２Ｏ_３−ＴｉＯ_２系の中間的領域に位置するε_ｒを発現できる材料であって、且つ、高周波用誘電体材料に要求される上記▲１▼〜▲３▼の特性を十分に充足する有用な材料は得られていない。
本発明は上記観点に鑑みてなされたものであり、上記中間領域のε_ｒを発現できる新規な誘電体磁器組成物を提供し、特にε_ｒが４５以上と大きく且つＱ_ｕが大きい誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、各種の誘電体磁器組成物について検討を行ってきた。これまで、母組成に含まれない他元素を母組成中に固溶させること等により母組成よりも優れた誘電特性を得ようとする試みは多くされている。しかし、本発明者らは、母組成を構成する元素のみからなる複酸化物又は所定の酸化物が含有される場合に、母組成のみよりも優れた誘電特性及び焼結性が得られる組成を見出した。なかでも、組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］で表される主結晶相を有する組成は、目的とする中間領域のε_ｒを発現できることを見出した。また、この組成では、ε_ｒが４５以上と大きく且つＱ_ｕも大きい特性を発揮させることができ、更には、幅広くこれらの誘電特性を制御することができ、そのため優れた誘電特性がバランスよく得られ、種々目的に応じて誘電特性を選択できる組成であることが分かった。本発明はこれらの知見に基づき完成された。
【０００６】
本発明は以下に示すとおりである。
（１）アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、
組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、
Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又はＭ２の酸化物からなる副相と、を含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
（２）アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、
組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、
該主結晶相中に固溶された、Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又はＭ２の酸化物と、を含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
（３）上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＡとを含有し、且つ組成式［（１−α１）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α１Ａ_β１Ｍ２_{（１−β１）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α１≦０．５且つ０＜β１≦０．６である上記（１）又は（２）に記載の誘電体磁器組成物。
（４）上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＭ１とを含有し、且つ組成式［（１−α２）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α２Ｍ１_β２Ｍ２_{（１−β２）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α２≦０．２５且つ０＜β２≦０．５である上記（１）又は（２）に記載の誘電体磁器組成物。
（５）上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＭ３とを含有し、且つ組成式［（１−α３）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α３Ｍ３_β３Ｍ２_{（１−β３）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α３≦０．２５且つ０＜β３≦０．３３である上記（１）又は（２）に記載の誘電体磁器組成物。
（６）上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＡとＭ３とを含有し、且つ組成式［（１−α４）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α４Ａ_γ１Ｍ３_γ２Ｍ２_{（１−γ１−γ２）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α４≦０．８、０＜γ１≦０．３７５且つ０＜γ２≦０．３７５である上記（１）又は（２）に記載の誘電体磁器組成物。
（７）上記Ｍ２の酸化物を含有し、且つ組成式［（１−α５）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α５Ｍ２_２Ｏ_５］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５且つ０＜α５≦０．２５である上記（１）又は（２）に記載の誘電体磁器組成物。
（８）上記ＡがＣａ及び／又はＳｒであり、上記Ｍ１がＡｌ及び／又はＧａであり、上記Ｍ２がＮｂ及び／又はＴａであり、上記Ｍ３がＴｉである上記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
（９）全体を１００質量％とした場合に、ＭｎをＭｎＯ_２換算で５質量％以下含有する上記（１）乃至（７）のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
（１０）上記Ｍ２、上記Ａ、上記Ｍ１及び上記Ｍ３のうちの少なくとも該Ｍ２の量が、上記主結晶相を構成する量を超えるように、Ｍ２を含有するＭ２原料、Ａを含有するＡ原料、Ｍ１を含有するＭ１原料及びＭ３を含有するＭ３原料を配合して得た原料組成物を加熱して、上記（１）乃至（９）のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物を得ることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。
【０００７】
【発明の効果】
本発明の誘電体磁器組成物によれば、比誘電率が４５以上と大きい誘電体が得られる。
Ｍ２とＡとを含有する複酸化物を含有し、所定の条件を満たす場合は、ε_ｒ、Ｑ_ｕ及びτ_ｆのいずれの誘電特性も良好な範囲で幅広く制御することができる。また、特にＱ_ｕが大きい誘電特性を得易い。
Ｍ２とＭ１とを含有する複酸化物を含有し、所定の条件を満たす場合は、同様にε_ｒ、Ｑ_ｕ及びτ_ｆのいずれの誘電特性も良好な範囲で幅広く制御することができる。
Ｍ２とＭ３とを含有する複酸化物を含有し、所定の条件を満たす場合は、同様にε_ｒ、Ｑ_ｕ及びτ_ｆのいずれの誘電特性も良好な範囲で幅広く制御することができる。
Ｍ２とＡとＭ３とを含有する複酸化物を含有し、所定の条件を満たす場合は、バランスよく各種誘電特性を得ることができる。また、特にτ_ｆは０より大きい範囲において制御し易い。
Ｍ２の酸化物を含有し、所定の条件を満たす場合は、同様にバランスよく各種誘電特性を得ることができる。
ＡがＣａ及び／又はＳｒであり、Ｍ１がＡｌ及び／又はＧａであり、Ｍ２がＮｂ及び／又はＴａであり、Ｍ３がＴｉである場合は、各種誘電特性を幅広く制御でき、また、特に優れた誘電特性をバランスよく得ることができる。
ＭｎをＭｎＯ_２換算で５質量％以下含有する場合は、特に優れた誘電特性を得ることができる。
本発明の誘電体磁器組成物の製造方法によれば、本発明の誘電体磁器組成物を確実に得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
［１］誘電体磁器組成物
本発明の第１観点に係る誘電体磁器組成物は、アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又は、Ｍ２の酸化物、からなる副相と、を含有する。
【０００９】
また、本発明の第２観点に係る誘電体磁器組成物は、アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、主結晶相中に固溶された、Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又は、Ｍ２の酸化物と、を含有する。
【００１０】
即ち、上記第１観点に係る誘電体磁器組成物及び第２観点に係る誘電体磁器組成物（以下、総じて「本発明の誘電体磁器組成物」という）は、主結晶相を構成する金属元素からなる複酸化物及びＭ２の酸化物を含有する。また、この複酸化物及びＭ２の酸化物は、副相として含有されてもよく、主結晶相中に固溶されて含有されてもよく、更には、副相としても含有され且つ主結晶相中に固溶されて含有されていてもよい。
【００１１】
上記「Ａ」は、アルカリ土類金属元素を表す。このアルカリ土類金属元素の種類は特に限定されないが、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ等が挙げられる。なかでもＣａ及び／又はＳｒが好ましく、特にＣａを含有することが好ましい。これらのＡは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記「Ｍ１」は、希土類金属元素を除く３価の金属元素を表す。この３価の金属元素の種類は、希土類金属元素以外であれば特に限定されないが、通常、１３族（３Ｂ族）元素である。これらの元素としてはＡｌ、Ｇａ及びＩｎ等が挙げられる。なかでもＡｌ及び／又はＧａが好ましく、特にＡｌを含有することが好ましい。これらのＭ１は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記「Ｍ２」は、５価の金属元素を表す。この５価の金属元素の種類は特に限定されないが、通常、５族（５Ａ族）元素である。これらの元素としてはＮｂ、Ｔａ及びＶ等が挙げられる。なかでもＮｂ及び／又はＴａが好ましく、特にＮｂを含有することが好ましい。これらのＭ２は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
上記「Ｍ３」は、４価の金属元素を表す。この４価の金属元素の種類は特に限定されないが、通常、４族（４Ａ族）元素及び１４族（４Ｂ族）元素である。これらの元素としてはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｇｅ及びＳｎ等を挙げられる。なかでもＴｉが特に好ましい。これらのＭ３は１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
尚、上記Ａ、Ｍ１及びＭ２でいう「元素イ及び／又は元素ロ」とは、即ち、元素イ及び元素ロからなるグループから選択される少なくとも一方を意味する。
【００１２】
上記「主結晶相」は、組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される。この主結晶相は、Ｘ線回折測定により、その存在を確認できる。
上記「ｘ」は、主結晶相中におけるＭ１及びＭ２のモル比を表す。このモル比は、Ｍ１では１／２Ｍ１_２Ｏ_３換算により、Ｍ２では１／２Ｍ１_２Ｏ_５換算による。このｘは、０．１５≦ｘ≦０．３５とすることができ、０．２≦ｘ≦０．３５であることが好ましい。この範囲であれば、例えば、τ_ｆの絶対値を適正な範囲に保つことができる。
尚、この主結晶相は、上記のＡ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３及びＯのみからなってもよいが、通常、後述するＭｎ等の元素が固溶されて含有されている。
【００１３】
上記「副相」は、Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又は、Ｍ２の酸化物からなる。この副相は、結晶相（副結晶相等）であっても、非晶質相（粒界相等）であってもよいが、通常、結晶相として析出され、更には、副結晶相である。結晶相として析出されている場合は、Ｘ線回折測定により、上記主結晶相のものとは異なるピークを有することによりその存在を確認できる。
上記「固溶」は、上記複酸化物又はＭ２の酸化物が、上記主結晶相に含有されることである。この固溶を生じている誘電体磁器組成物は、Ｘ線回折測定を行った場合に、主結晶相のピークがブロード化又はシフトしている。ブロード化とは、主結晶相のみのピークよりも、ピークの立上り部が広がっていることを意味し、シフトとは主結晶相のみのピークがｘ軸に対して水平方向に移動していることを意味する。
【００１４】
上記「複酸化物」は、上記主結晶相を構成する金属元素から構成され、少なくともＭ２を含有する。即ち、例えば、Ａ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、Ｍ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、Ａ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、及び、Ｍ１−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物等が挙げられる。この複酸化物は、その種類により誘電体磁器組成物の焼結性及び誘電特性を調整できる。
これらの複酸化物のなかでも、Ａ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、Ｍ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物、及び、Ａ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物が好ましい。これらはその含有により特に誘電特性に優れるからである。
尚、ここでいう「〜系酸化物」とは、Ａ、Ｍ１、Ｍ２及びＭ３を含む複酸化物であるが、これらの各金属元素間のモル比が限定されないものであることを表す。
【００１５】
上記複酸化物のうち、Ａ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物であって、特に組成式［Ａ_β１Ｍ２_{（１−β１）}Ｏ_δ］で表される複酸化物が含有される場合は、ε_ｒ、Ｑ_ｕ及びτ_ｆのいずれにおいても幅広く制御でき、特に大きなＱ_ｕが得られる傾向にある。
このＡ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物（組成式［Ａ_β１Ｍ２_{（１−β１）}Ｏ_δ］で表される複酸化物）を含有する場合、本発明の誘電体磁器組成物は、組成式［（１−α１）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α１Ａ_β１Ｍ２_{（１−β１）}Ｏ_δ］で表される。この組成式におけるα１は、０＜α１≦０．５（より好ましくは０＜α１≦０．４）であることが好ましい。α１がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなく、また、τ_ｆの絶対値を過度に大きくすることなく、バランスのよい誘電特性を得ることができる。また、β１は０＜β１≦０．６（より好ましくは０＜β１≦０．５）であることが好ましい。β１がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。
【００１６】
上記複酸化物のうち、Ｍ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物であって、特に組成式［Ｍ１_β２Ｍ２_{（１−β２）}Ｏ_δ］で表される複酸化物が含有される場合は、同様にＱ_ｕを低下させることなく、また、τ_ｆの絶対値を過度に大きくすることなく、バランスのよい誘電特性を得ることができる。
このＭ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物（組成式［Ｍ１_β２Ｍ２_{（１−β２）}Ｏ_δ］で表される複酸化物）を含有する場合、本発明の誘電体磁器組成物は、組成式［（１−α２）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α２Ｍ１_β２Ｍ２_{（１−β２）}Ｏ_δ］で表される。この組成式におけるα２は、０＜α２≦０．２５（より好ましくは０＜α２≦０．２）であることが好ましい。α２がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなく、また、τ_ｆの絶対値を過度に大きくすることなく、バランスのよい誘電特性を得ることができる。また、β２は０＜β２≦０．５であることが好ましい。β２がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。
【００１７】
上記複酸化物のうち、Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物であって、特に組成式［Ｍ３_β３Ｍ２_{（１−β３）}Ｏ_δ］で表される複酸化物）が含有される場合は、各誘電特性がバランスよく得られる傾向にある。
このＭ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物（組成式［Ｍ３_β３Ｍ２_{（１−β３）}Ｏ_δ］で表される複酸化物）を含有する場合、本発明の誘電体磁器組成物は、組成式［（１−α３）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α３Ｍ３_β３Ｍ２_{（１−β３）}Ｏ_δ］で表される。この組成式におけるα３は、０＜α３≦０．２５（より好ましくは０＜α３≦０．２）であることが好ましい。α３がこの範囲であれば、Ｑ_ｕを低下させることなく、且つτ_ｆの絶対値を過度に大きくすることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。また、β３は０＜β３≦０．５であることが好ましい。β３がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。
【００１８】
上記複酸化物のうち、Ａ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物であって、特に組成式［Ａ_γ１Ｍ３_γ２Ｍ２_{（１−γ１−γ２）}Ｏ_δ］で表される複酸化物が含有される場合は、各誘電特性がバランスよく得られる傾向にある。
このＡ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物（組成式［Ａ_γ１Ｍ３_γ２Ｍ２_{（１−γ１−γ２）}Ｏ_δ］で表される複酸化物）を含有する場合、本発明の誘電体磁器組成物は、組成式［（１−α４）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α４Ａ_γ１Ｍ３_γ２Ｍ２_{（１−γ１−γ２）}Ｏ_δ］で表される。この組成式におけるα４は、０＜α４≦０．８（より好ましくは０＜α４≦０．７）であることが好ましい。α４がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。また、γ１は０＜γ１≦０．３７５であることが好ましい。γ１がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。更に、γ２は０＜γ２≦０．３７５であることが好ましい。γ２がこの範囲であればＱ_ｕを低下させることなくバランスのよい誘電特性を得ることができる。
【００１９】
上記「Ｍ２の酸化物」は、Ｍ２とＯのみからなる酸化物であり、通常、Ｍ２_２Ｏ_５である。副相又は固溶物がＭ２_２Ｏ_５である場合は、同様に各誘電特性がバランスよく得られる。
このＭ２の酸化物を含有する場合、本発明の誘電体磁器組成物は、組成式［（１−α５）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α５Ｍ２_２Ｏ_５］で表される。また、この組成式におけるα５は、０＜α５≦０．２５（より好ましくは０＜α５≦０．２）であることが好ましい。α５がこの範囲であれば各誘電特性をバランスよく得ることができる。
【００２０】
本発明の誘電体磁器組成物には、Ａ、Ｍ１、Ｍ２及びＭ３により構成される成分以外に、他の成分が含有されてもよい。他の成分としては、例えば、Ｍｎ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｈｆ及びＷ等の遷移金属元素の酸化物、並びに、Ｂ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ及びＢｉ等の酸化物等が挙げられる。これらの他の成分は、上記元素のうちの１種のみを含有する酸化物であってもよく、それらのうちの２種以上を含有する複酸化物であってもよい。これらの他の成分を含有することにより、Ｑｕを大きな値に保持することができるからである。この他の成分の中でも特にＭｎＯ_２が好ましい。
【００２１】
これらの他の成分の含有量は、特に限定されないが、誘電体磁器組成物全体に対して酸化物換算で５質量％以下（好ましくは１質量％以下、より好ましくは０．５質量％以下、通常０．１質量％以上）であることが好ましい。この範囲であればＱ_ｕを効果的に向上させることができる。尚、上記酸化物換算は、例えば、上記に例示した各元素については、ＭｎＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＮｉＯ、ＣｕＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ_２、ＭｏＯ_３、ＨｆＯ_２、ＷＯ_３、Ｂ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、Ｇａ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＢｉ_２Ｏ_３として換算するものとする。
【００２２】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは４５〜６０、より好ましくは４５〜５５）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が９５００ＧＨｚ以上（好ましくは１１０００ＧＨｚ以上、より好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、更に好ましくは１３０００ＧＨｚ以上）、及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋５５ｐｐｍ／℃（好ましくは−２０〜＋３０ｐｐｍ／℃、より好ましくは−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃、更に好ましくは−５〜＋５ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２３】
特にＡ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物が含有される誘電体磁器組成物では、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは４５〜６０、より好ましくは４５〜５５）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００ＧＨｚ以上（好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、より好ましくは１３０００ＧＨｚ以上）、及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋４０ｐｐｍ／℃（好ましくは−２０〜＋３０ｐｐｍ／℃、より好ましくは−１０〜＋１０ｐｐｍ／℃、更に好ましくは−５〜＋５ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２４】
また、Ｍ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物が含有される誘電体磁器組成物では、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは４５〜６０、より好ましくは５０〜６０）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００ＧＨｚ以上（好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、より好ましくは１３０００ＧＨｚ以上）、及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋３０ｐｐｍ／℃（好ましくは−１０〜＋２５ｐｐｍ／℃、より好ましくは−１０〜＋２０ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２５】
更に、Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物が含有される誘電体磁器組成物では、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは４７〜６５、より好ましくは４９〜６５）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００ＧＨｚ以上（好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、より好ましくは１３０００ＧＨｚ以上）、及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋５５ｐｐｍ／℃（好ましくは−１０〜＋２５ｐｐｍ／℃、より好ましくは−１０〜＋２０ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２６】
また、Ａ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物が含有される誘電体磁器組成物では、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは４５〜６０、より好ましくは５０〜６０）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００ＧＨｚ以上（好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、より好ましくは１３０００ＧＨｚ以上）、及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋３０ｐｐｍ／℃（好ましくは−１０〜＋２５ｐｐｍ／℃、より好ましくは−１０〜＋２０ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２７】
更に、Ｍ２−Ｏ系酸化物が含有される誘電体磁器組成物では、比誘電率ε_ｒが４５〜６５（好ましくは５０〜６５）、無負荷品質係数と共振周波数の積Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００ＧＨｚ以上（好ましくは１２０００ＧＨｚ以上、）及び、共振周波数の温度係数τ_ｆが−２５〜＋３５ｐｐｍ／℃（好ましくは−１０〜＋３０ｐｐｍ／℃）とすることができる。
【００２８】
［２］誘電体磁器組成物の製造方法
本発明の誘電体磁器組成物の製造方法は、本発明の誘電体磁器組成物を得る方法であって、Ｍ２、上記Ａ、上記Ｍ１及び上記Ｍ３のうちの少なくとも該Ｍ２の量が、上記主結晶相を構成する量を超えるように、Ｍ２を含有するＭ２原料、Ａを含有するＡ原料、Ｍ１を含有するＭ１原料及びＭ３を含有するＭ３原料を配合して得た原料組成物を熱処理して得るものである。
従って、前記本発明の誘電体磁器組成物は、本発明の製造方法により得られたことを特徴とする誘電体磁器組成物を含むものである。
【００２９】
上記「Ｍ２原料」、上記「Ａ原料」、上記「Ｍ１原料」、及び、上記「Ｍ３原料」は、各金属元素の酸化物又は熱処理されて酸化物となる化合物である。熱処理されて酸化物となる化合物の種類は特に限定されず、例えば、炭酸塩、水酸化物、炭酸水素塩、硝酸塩及び有機金属化合物等が挙げられる。これら（酸化物及び熱処理されて酸化物となる化合物）は１種のみを用いてもよく、２種以上を用いてもよい。また、各原料の形態も特に限定されず、粉末又は液状物等を用いることができる。
上記「原料組成物」は、Ｍ２原料、Ａ原料、Ｍ１原料及びＭ３原料を含有するものである。但し、この原料組成物がＭ２原料等を含有するとは、各原料を各々別々に含有する場合、及び、Ｍ２、Ａ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも２種以上を同時に含有する化合物（複酸化物等）を含有する場合を含む意味である。この原料組成物の性状は特に限定されないが、通常、粉末状である。
また、ＭｎＯ_２等の前記他の成分が含有される必要がある場合、この原料組成物には、前記各酸化物及び／又は熱処理により前記他の成分となる化合物を配合することができる。
【００３０】
上記「熱処理」は、誘電体磁器組成物が得られる条件であれば特に限定されない。即ち、例えば、熱処理は１段（焼成工程のみ）であってもよいが、通常、仮焼工程と焼成工程との２段で行うことが好ましい。
仮焼工程（第１熱処理工程）は、原料組成物を仮焼（熱処理）して仮焼物を得る工程である。原料組成物を混合し、成形して得た成形体を仮焼工程を経ずに直接焼成した場合、後の焼成工程においても十分に焼結させることができない場合がある。これに対して仮焼を行うと、上記の原料組成物が反応して目的の化合物が生成し、後の焼成工程における焼成温度を効果的に低下させることができる。
仮焼工程における仮焼温度は特に限定されないが６００〜１４００℃（より好ましくは８００〜１３００℃）とすることが好ましい。この温度範囲であれば、未反応の原料成分が残存し難く、また、焼結してしまい仮焼物の粉砕が困難となることもない。この仮焼における仮焼時間は特に限定されないが、通常、１時間以上（通常２０時間以下）である。
更に、仮焼時の仮焼雰囲気は特に限定されないが、大気雰囲気等の酸化性雰囲気が好ましい。
【００３１】
また、焼成工程（第２熱処理工程）は、焼成されて誘電体磁器組成物となる、仮焼粉末を含む成形体を焼成する工程である。焼成工程における焼成温度は特に限定されないが１１００〜１７００℃（より好ましくは１３００〜１６００℃）とすることが好ましい。この温度範囲であれば、成形体を十分に焼結できると共に緻密化することができる。また、焼成時間は特に限定されないが、通常、１時間以上（通常１００時間以下）である。
更に、焼成時の焼成雰囲気は特に限定されないが、大気雰囲気等の酸化性雰囲気が好ましい。また、成形体には、通常、バインダ等の有機物が含有されるが、この有機物を脱脂する必要がある。脱脂を行う脱脂工程は、通常、焼成工程を行う際の昇温過程で、有機物が分解される温度で一定時間保持することにより行うことができる。
【００３２】
本発明の製造方法では、上記加熱を行う加熱工程以外にも他の工程を備えることができる。他の工程としては、例えば、（１）仮焼物を粉砕して得られた仮焼粉末を造粒する造粒工程、及び、（２）上記（１）で得られた造粒粉末を成形して成形体を得る成形工程等が挙げられる。
上記造粒工程は、仮焼により得られた仮焼物を粉砕等して得られた仮焼粉末にバインダ、溶剤、可塑剤及び分散剤等を含有させて成形に適した粒子状態にする工程である。造粒方法は特に限定されず、スプレードライ法等を用いることができる。また、成形工程は、前記造粒工程で得られた造粒粉末を成形して成形体を得る工程である。この工程では、通常、造粒粉末等には、バインダ、溶剤、可塑剤及び分散剤等を含有させることで成形性を付与する。また、成形方法は、特に限定されず、一軸プレスや、冷間等方静水圧プレス（以下、単に「ＣＩＰ」という）等の種々の方法で行うことができる。
【００３３】
【実施例】
以下、実施例により、本発明を詳しく説明する。
（１）誘電体磁器組成物の作製
市販のＣａＣＯ_３粉末、ＴｉＯ_２粉末、Ａｌ_２Ｏ_３粉末、Ｎｂ_２Ｏ_５粉末及びＭｎ_２Ｏ粉末を用い、「ｘ」、「α１」〜「α５」、「β１」〜「β３」、「γ１」、「γ２」の各値が表１〜表５の値となるように秤量した。次いで、これらの各粉末を、エタノールを溶媒として湿式混合し、得られた混合物を大気雰囲気において１０００〜１４００℃で１〜２０時間仮焼した。得られた仮焼物に分散剤、バインダ及びエタノールを加え、ボールミルにより粉砕してスラリーにした。次いで、このスラリーを造粒して得られた造粒粉末を、２０ＭＰａの圧力で一軸プレスを行い、円柱状に成形した。その後、１５０ＭＰａの圧力でＣＩＰ処理を行い、この成形体を大気雰囲気において１３００〜１７００℃で１〜１００時間保持して焼成し、実験例１〜２７を得た。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【表３】

【００３７】
【表４】

【００３８】
【表５】

【００３９】
（２）Ｘ線回折測定
上記（１）で得られた実験例１と実験例３との各誘電体磁器組成物をＸ線回折測定に供した。この結果を多重チャートにて図１に示した。図１中の上段は実験例３のチャートであり、下段は実験例１のチャートである。
この各チャートの同定を行ったところ、上段のチャート内の黒塗りの逆三角マークが施された各ピークはいずれも主結晶相のピークであることが分かった。また、上段のチャート内の黒丸マークが施された各ピークは析出された副結晶相によるものであることが分かった。
一方、下段のチャート内の黒塗りの逆三角マークが施された各ピークはいずれも、上段のチャート内に示された主結晶相のピークに極めて似ているとが、一部のピークの立上り部分にブロード化及びピーク位置のシフト等が認められた。更に、この実験例１では主結晶相のみを構成するのに必要量を超える量の原料を配合しているにも関わらず、主結晶相以外のピークが認められない。これらのことから、下段のチャートは余剰な成分が主結晶相中に固溶していることを示すものであることが分かる。
【００４０】
（３）誘電特性
上記（１）で得られた実験例１〜２７の各誘電体磁器組成物の表面を研磨した後、平行導体板型誘電体共振器法により、測定周波数３〜５ＧＨｚにおいて、ε_ｒ、Ｑ_ｕ及びτ_ｆを測定した。但し、τ_ｆの測定温度範囲は２５〜８０℃とした。得られた結果を表１〜５に併記した。尚、Ｑ_ｕは共振周波数ｆ_０との積で示した。
この結果、表１〜５より、本発明の誘電体磁器組成物は、ε_ｒがいずれも４５以上と大きく、良好な誘電特性が発現されていることが分かる。
【００４１】
また、特に表１において実験例３を除いた実験例１、２及び４〜１０は、Ａ−Ｍ２−Ｏ系複酸化物を含有し、α１が０＜α１≦０．５のものである。実験例３のα１が０．６と大きいため、誘電特性は得られるもののＱ_ｕ×ｆ_０が２６００ＧＨｚと小さめである。これに対して、実験例１、２及び４〜１０は、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１０５００〜１４３００ＧＨｚと大きく無負荷品質係数が優れていることが分かる。また、各特性はε_ｒが４５〜６８、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１０５００〜１４３００ＧＨｚ、τ_ｆが−２５〜＋４０ｐｐｍ／℃と幅広く制御可能であることが分かる。従って、種々目的に応じた誘電体を得ることができる。更に、実施例６、７及び９では１３０００〜１４３００ＧＨｚと特に大きい値が得られている。
【００４２】
また、表２において実験例１１〜１３を除いた実験例１４及び１５は、Ｍ１−Ｍ２−Ｏ系複酸化物を含有し、α２が０＜α２≦０．２５のものである。実験例１１〜１３は、α２が０．３〜０．５と大きいため、誘電特性は得られるもののＱ_ｕ×ｆ_０が２００〜３４００ＧＨｚと小さめである。これに対して、実験例１４及び１５は、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００〜１３２００ＧＨｚと大きく無負荷品質係数が優れていることが分かる。また、各特性はε_ｒが５１〜５５、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００〜１３２００ＧＨｚ、τ_ｆが＋１５〜＋１８ｐｐｍ／℃と、優れた誘電特性がバランスよく得られることが分かる。
【００４３】
更に、表３において実験例１７〜１９を除いた実験例１６及び２０は、Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物を含有し、α３が０＜α３≦０．２５のものである。実験例１７〜１９は、α３が０．３〜０．４と大きいため、誘電特性は得られるもののＱ_ｕ×ｆ_０が２００〜２７００ＧＨｚと小さめである。これに対して、実験例１６及び２０は、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００〜１３０００ＧＨｚと大きく無負荷品質係数が優れていることが分かる。また、各特性はε_ｒが５０〜６４、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１００００〜１３０００ＧＨｚ、τ_ｆが＋１５〜＋５５ｐｐｍ／℃と、優れた誘電特性がバランスよく得られることが分かる。特にε_ｒは５０以上と大きな値を得ることができる。
【００４４】
更に、表４において実験例２１〜２４は、Ａ−Ｍ３−Ｍ２−Ｏ系複酸化物を含有し、α４が０＜α４≦０．８のものである。実験例２１〜２４は、Ｑ_ｕ×ｆ_０が９９００〜１３６００ＧＨｚと大きく無負荷品質係数が優れていることが分かる。また、各特性はε_ｒが４８〜５８、Ｑ_ｕ×ｆ_０が９９００〜１３６００ＧＨｚ、τ_ｆが−９〜＋２６ｐｐｍ／℃と、優れた誘電特性がバランスよく得られることが分かる。特に実験例２１及び２２のように、τ_ｆが−９〜１ｐｐｍ／℃とその絶対値が小さい範囲で、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１３０００ＧＨｚ以上である優れた誘電特性を得ることができる。
【００４５】
更に、表５において実験例２７を除いた実験例２５〜２６は、Ｍ２−Ｏ系酸化物を含有し、α５が０＜α５≦０．２５のものである。実験例２７ではα５が０．３と大きいため、誘電特性は得られるもののＱ_ｕ×ｆ_０が２００ＧＨｚと小さめである。これに対して、実験例２５〜２６は、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１０６００〜１２３００ＧＨｚと大きく無負荷品質係数が優れていることが分かる。また、各特性はε_ｒが５６〜６０、Ｑ_ｕ×ｆ_０が１０６００〜１２３００ＧＨｚ、τ_ｆが＋２６〜＋３２ｐｐｍ／℃と、優れた誘電特性がバランスよく得られることが分かる。
【００４６】
即ち、表１〜表５より、所定の複酸化物を所定の割合で含有する誘電体磁器組成物では、ε_ｒは４５〜６２と大きく、また、幅広く制御できることが分かる。更に、Ｑ_ｕ×ｆ_０は９９００（約１００００）〜１４３００ＧＨｚと大きい値を得ることができる。また、τ_ｆは−２５〜５５ｐｐｍ／℃（絶対値では５５ｐｐｍ／℃以下）と小さい値に制御できる。従って、これらの各誘電特性をバランスよく備え、また、その範囲内で幅広く制御した各種の誘電体を得ることができることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実験例１（下段チャート）及び実験例３（上段チャート）のＸ線回折測定により得られたチャートによる説明図である。

Claims (10)

1. アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、
   組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、
   Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又はＭ２の酸化物からなる副相と、を含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
2. アルカリ土類金属元素をＡ、希土類金属元素を除く３価の金属元素をＭ１、５価の金属元素をＭ２、４価の金属元素をＭ３とした場合に、
   組成式［Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３］（但し、０．１５＜ｘ＜０．３５）で表される主結晶相と、
   該主結晶相中に固溶された、Ｍ２を含有し且つＡ、Ｍ１及びＭ３のうちの少なくとも１種を含有する複酸化物、又はＭ２の酸化物と、を含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
3. 上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＡとを含有し、且つ組成式［（１−α１）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α１Ａ_β１Ｍ２_{（１−β１）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α１≦０．５且つ０＜β１≦０．６である請求項１又は２記載の誘電体磁器組成物。
4. 上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＭ１とを含有し、且つ組成式［（１−α２）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α２Ｍ１_β２Ｍ２_{（１−β２）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α２≦０．２５且つ０＜β２≦０．５である請求項１又は２記載の誘電体磁器組成物。
5. 上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＭ３とを含有し、且つ組成式［（１−α３）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α３Ｍ３_β３Ｍ２_{（１−β３）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α３≦０．２５且つ０＜β３≦０．３３である請求項１又は２記載の誘電体磁器組成物。
6. 上記複酸化物を含有し、該複酸化物はＭ２とＡとＭ３とを含有し、且つ組成式［（１−α４）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α４Ａ_γ１Ｍ３_γ２Ｍ２_{（１−γ１−γ２）}Ｏ_δ］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５、０＜α４≦０．８、０＜γ１≦０．３７５且つ０＜γ２≦０．３７５である請求項１又は２記載の誘電体磁器組成物。
7. 上記Ｍ２の酸化物を含有し、且つ組成式［（１−α５）Ａ（Ｍ１_ｘＭ２_ｘＭ３_{（１−２ｘ）}）Ｏ_３−α５Ｍ２_２Ｏ_５］で表した場合に、０．１５≦ｘ≦０．３５且つ０＜α５≦０．２５である請求項１又は２記載の誘電体磁器組成物。
8. 上記ＡがＣａ及び／又はＳｒであり、上記Ｍ１がＡｌ及び／又はＧａであり、上記Ｍ２がＮｂ及び／又はＴａであり、上記Ｍ３がＴｉである請求項１乃至７のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
9. 全体を１００質量％とした場合に、ＭｎをＭｎＯ_２換算で５質量％以下含有する請求項１乃至７のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
10. 上記Ｍ２、上記Ａ、上記Ｍ１及び上記Ｍ３のうちの少なくとも該Ｍ２の量が、上記主結晶相を構成する量を超えるように、Ｍ２を含有するＭ２原料、Ａを含有するＡ原料、Ｍ１を含有するＭ１原料及びＭ３を含有するＭ３原料を配合して得た原料組成物を熱処理して、請求項１乃至９のうちのいずれかに記載の誘電体磁器組成物を得ることを特徴とする誘電体磁器組成物の製造方法。

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