JP3813918B2

JP3813918B2 - 誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品

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Publication number: JP3813918B2
Application number: JP2002318939A
Authority: JP
Inventors: 豊外山; 弘至片桐
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-10-31
Also published as: JP2004149383A

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する。更に詳しくは、新規な組成の誘電体磁器組成物であって、比誘電率、無負荷品質係数及び共振周波数の温度係数等の各種誘電特性をバランスよく備え、導体層との同時焼成によっても導体層を構成する成分の拡散（マイグレーション）を生じ難い誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品に関する。
【０００２】
本発明の誘電体磁器組成物は、マイクロ波帯域及びミリ波帯域において使用される各種電子部品として好適である。この各種電子部品とは、ＬＣデバイス、共振器、カプラ、デュプレクサ、ダイプレクサ、ダイオード及びセラミックコンデンサ等の個別部品類、汎用基板の他、各種機能部品が埋め込まれた機能基板（ＬＴＣＣ多層デバイス等）などの基板類、ＭＰＵ及びＳＡＷ等のパッケージ類、これら個別部品類、基板類及びパッケージ類の少なくともいずれかを備えるモジュール類等である。また、本発明の電子部品は、各種のマイクロ波帯域及び／又はミリ波帯域の電波を利用する移動体通信機器、移動体通信基地局機器、衛星通信機器、衛星通信基地局機器、衛星放送機器、無線ＬＡＮ機器、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）用機器等に利用することができる。
【０００３】
【従来の技術】
一般に、高周波帯域で使用される誘電体磁器は、比誘電率が大きく、誘電損失が小さく、且つ共振周波数の温度係数の絶対値が小さいことが求められる。加えて、銀、銀合金、銅及び銅合金等の融点が低い金属と不具合なく同時焼成できることが望まれている。このような誘電体磁器を構成する誘電体磁器組成物として下記特許文献１等が挙げられる。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８７７８３号公報
【特許文献２】
特開平７−２７７８２４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記特許文献１及び特許文献２に開示された優れた誘電特性を発揮する誘電体磁器組成物を得ている。特許文献１は、Ｂｉ（ＮｂＴａ）Ｏ_４系の組成にＶを含有する誘電体磁器組成物を開示するものであり、これにより誘電体磁器の共振周波数の温度係数を安定して所望の値にコントロールすることが困難であるという問題が解決され、優れた各種誘電特性を幅広く得ることが可能となった。また、特許文献２は、更にＭｎを含有する誘電体磁器組成物を開示するものであり、これにより更に優れた誘電特性の発揮が可能となった。
しかし、これらの誘電体磁器の表面や内部に導体層を設けるために、導体層とこの誘電体磁器となる未焼成成形体との同時焼成を行ったところ、導体層を構成する成分（特にＡｇ）が誘電体磁器内に拡散し、本来発揮できるはずの電気特性を十分に発揮できない場合があることが分かった。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するものであり、新規な組成であり、低温で焼成でき、高周波帯域における比誘電率、誘電損失及び共振周波数の温度係数の各誘電特性を実用的な範囲でバランスよく発揮でき、導体層との同時焼成により導体層を構成する成分の拡散（マイグレーション）を生じ難い誘電体磁器組成物及びこれを用いた電子部品を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を勘案し、検討を行った。その結果、上記特許文献２に示す組成からＶを除いただけでは十分に低温で焼成することが困難であるが、Ｍｎを含有し、Ｂｉ、Ｎｂ及びＴａの各元素が特定範囲で含有される場合に、低温焼成できる性能は保持しながら、高周波帯域においてバランスよく誘電特性を発揮できる誘電体磁器組成物を得ることができることを見出した。更に、この誘電体磁器組成物となる未焼成体と導体層とが同時焼成されて得られた電子部品においては、驚くほど効果的に上記拡散が抑制されていることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
本発明は、以下に示す通りである。
本発明の誘電体磁器組成物は、Ｂｉのモル比をｘ、Ｎｂのモル比をｙ、Ｔａのモル比をｚとした場合に０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．５００、且つｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすようにＢｉ、Ｎｂ及びＴａが含有され、更に、ＢｉをＢｉ_２Ｏ_３、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５、ＴａをＴａ_２Ｏ_５として各々換算したＢｉ、Ｎｂ及びＴａの合計含有量を１００質量部とした場合に、ＭｎがＭｎＯ_２に換算して５質量部以下含有され、Ｖが含有されないことを特徴とする。
本発明の電子部品は、本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器と、該誘電体磁器の表面及び内部のうちの少なくとも一方に形成された導体層とを備え、該導体層は該誘電体磁器と同時に焼成されたものであることを特徴とする。
【０００９】
【発明の効果】
本発明の誘電体磁器組成物によると、高周波帯域において比誘電率が大きく、誘電損失が小さく、且つ共振周波数の温度係数の絶対値が小さいという優れた各誘電特性をバランスよく備える。また、銀、銀合金、銅及び銅合金等のような低融点の金属を導体層として同時焼成することができるために電子部品の設計において自由度が高い。
更に、本発明の電子部品とよると、表面及び／又は内部に同時焼成により形成された導体層を備える場合であっても、導体層を構成する成分が誘電体磁器側へほとんど拡散することなく、優れた誘電特性を発揮することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の誘電体磁器組成物及び電子部品を詳細に説明する。
本発明の誘電体磁器組成物は、Ｂｉ、Ｎｂ、Ｔａ及びＭｎのうちのＮｂを除く３種の元素を少なくとも含有するものである。この誘電体磁器組成物は、通常、Ｂｉ（ＮｂＴａ）Ｏ_４、ＢｉＮｂＯ_４及びＢｉＴａＯ_４等の結晶相を含有し、なかでもＢｉ（ＮｂＴａ）Ｏ_４を主結晶相とする。
【００１１】
上記「Ｂｉ」は、Ｂｉ、Ｎｂ及びＴａ（但し、Ｎｂは含有されない場合がある）の３元素間におけるモル比上記「ｘ」が０．４４５≦ｘ≦０．５７０の範囲で含有される。このｘは、０．４５０≦ｘ≦０．５７０であることが好ましく、０．４５０≦ｘ≦０．５６０であることがより好ましく、０．４５０≦ｘ≦０．５５０であることが特に好ましい。ｘが０．４４５未満又は０．５７０を超えると無負荷品質係数（以下、単に「Ｑｕ」という）が小さくなる傾向（例えば、Ｑｕ＜３００となる）にある。また、比誘電率（以下、単に「ε_ｒ」という）も小さくなる傾向（例えば、ε_ｒ＜４０となる）が認められる。
【００１２】
上記「Ｎｂ」は、上記Ｂｉと同様に３元素間におけるモル比上記「ｙ」がｙ≦０．５００の範囲で含有されるか、又は、含有されない。このｙは、０．１００≦ｙ≦０．４９０であることが好ましく、０．２００≦ｙ≦０．４８０であることがより好ましく、０．３００≦ｙ≦０．４７０であることが特に好ましい。このＮｂの含有によりＱｕを向上させ、更には共振周波数の温度係数（以下、単に「τ_ｆ」という）の絶対値を小さくすることができる。しかし、ｙが０．５００を超えるとε_ｒが小さくなる傾向（例えば、ε_ｒ＜４０となる）にある。
【００１３】
上記「Ｔａ」は、上記Ｂｉと同様に３元素間におけるモル比上記「ｚ」が０．０１０≦ｚ≦０．５００の範囲で含有される。このｚは、０．０１０≦ｚ≦０．４５０であることが好ましく、０．０２０≦ｚ≦０．４００であることがより好ましく、０．０２０≦ｚ≦０．３５０であることが特に好ましい。このＴａの含有によりε_ｒを向上させることができる。しかし、ｚが０．０１０未満ではＴａを含有させる効果が十分に発揮されず、また、τ_ｆを負の値へ制御できず、τ_ｆの値を幅広く得ることが困難となる場合がある。一方、ｚが０．５００を超えるとτ_ｆが過度に負側へ大きくなる傾向（例えば、τ_ｆ＜−５０ｐｐｍ／℃となる）にある。
【００１４】
上記「Ｍｎ」は、本発明の誘電体磁器組成物に含有されるＢｉをＢｉ_２Ｏ_３、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５（Ｎｂは含有されない場合がある）、ＴａをＴａ_２Ｏ_５として各々酸化物換算したＢｉ、Ｎｂ及びＴａの合計含有量を１００質量部とした場合に、ＭｎＯ_２に酸化物換算した含有量をα質量部とすると０＜α≦５．０である。αは、０．０２≦α≦４．０であることが好ましく、０．０２≦α≦３．０であることがより好ましく、０．０２≦α≦２．５であることが特に好ましい。
【００１５】
Ｍｎが含有されることにより、低温焼成が可能となり、更には、ε_ｒ、Ｑｕ及びτ_ｆのいずれの誘電特性も向上させることができる。各誘電特性においてＭｎ含有の効果はＢｉ、Ｎｂ及びＴａ等の他の元素との関係等によっても変化するが、通常、ε_ｒ及びτ_ｆに関しては０＜α≦５．０の間で確認でき、特にεｒでは１．０≦α≦４．０において、また、τ_ｆでは０．４≦α≦４．０において各々顕著である。また、Ｑｕに関しては０＜α≦０．５の間でＭｎ含有の効果が確認でき、０＜α≦４．５の間で実用的な特性を保持している。従って、αはいずれもの誘電特性がバランスよく得られ易い０＜α≦４．０であることが好ましく、０．１≦α≦３．０であることがより好ましく、０．１≦α≦２．０であることが特に好ましい。
更に、Ｍｎが含有されることにより、Ａｇの拡散領域（以下、単に「Ａｇ拡散域」という）の大きさに影響を与えることなく、誘電特性に対する焼成温度の影響を極めて効果的に抑制できる（図２参照）。従って、Ｍｎを含有することにより優れた誘電体磁器及び電子部品を安定して得ることができるようになる。
【００１６】
上記「Ｖ」は、本発明の誘電体磁器組成物には含有されない。但し、製造過程において不可避的に混入される場合があるが、通常、下記酸化物換算において０．０１質量部未満である。即ち、この酸化物換算とは、本発明の誘電体磁器組成物に含有されるＢｉをＢｉ_２Ｏ_３、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５（Ｎｂは含有されない場合がある）、ＴａをＴａ_２Ｏ_５として各々酸化物換算したＢｉ、Ｎｂ及びＴａの合計含有量を１００質量部とした場合に、ＶをＶ_２Ｏ_５に酸化物換算した含有量である。
【００１７】
本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器によると、共振周波数を４〜５ＧＨｚとして、後述する平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ_０１１モード）により測定した場合のε_ｒは４１〜５２とすることができ、更には４２〜５１とすることができ、特に４３〜５１とすることができる。同様に、Ｑｕは３５０〜８００とすることができ、更には４００〜７８０とすることができ、特に５００〜７６０とすることができる。更に、τ_ｆは−５０〜０ｐｐｍ／℃とすることができ、更には−４０〜−１ｐｐｍ／℃とすることができ、特に−３０〜−１ｐｐｍ／℃とすることができる。尚、これら各誘電特性の範囲は相互の組み合わせとすることができる。
また、Ａｇを７０質量％以上含有する導体層を本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器に同時焼成により形成した場合、得られる導体層を備える誘電体磁器における後述する方法により求めたＡｇ拡散域は、２４μｍ以下（通常１８μｍ以上）にすることができ、更に２３μｍ以下にすることができ、特に２２μｍ以下にすることができる。
【００１８】
更に、０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．５００、且つ、０＜α≦５．０であることにより、ε_ｒは４１〜５２、Ｑｕは３５０〜８００、τ_ｆは−５０〜０ｐｐｍ／℃、且つ、Ａｇ拡散域は２４μｍ以下（通常１８μｍ以上）とすることができる。また、０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０．１００≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．４００、且つ、０＜α≦３．０とすることにより、ε_ｒは４１〜５２、Ｑｕは３９０〜８００、τ_ｆは−４１〜０ｐｐｍ／℃、且つ、Ａｇ拡散域は２４μｍ以下とすることができる。更に、０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０．２００≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．３００、且つ、０＜α≦２．０とすることにより、ε_ｒは４１〜５２、Ｑｕは４５０〜８００、τ_ｆは−３８〜０ｐｐｍ／℃、且つ、Ａｇ拡散域は２３μｍ以下とすることができる。また、０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０．２５０≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．２５０、且つ、０＜α≦１．５とすることにより、ε_ｒは４１〜５２、Ｑｕは５００〜８００、τ_ｆは−２９〜０ｐｐｍ／℃、且つ、Ａｇ拡散域は２３μｍ以下とすることができる。
【００１９】
上記「電子部品」は、誘電体磁器の表面及び誘電体磁器の内部のうちの少なくとも一方に同時焼成された導体層を備える。この電子部品は、能動部品であってもよく、受動部品であってもよい。即ち、使用時には他の回路と接続されなければ単独では誘電特性を発揮できない場合であっても、その発揮に必要な他の回路を同時に備えるものも、備えないものも、本発明の電子部品に含まれる。例えば、他の回路を同時に備える電子部品としてはアンテナスイッチモジュール等を挙げることができ、その一部として設置され単独では誘電特性を発揮できないカプラ及びコンデンサ等も本発明にいう電子部品である。
上記「誘電体磁器」は本発明の誘電体磁器組成物からなる。但し、本発明の電子部品は、上記の誘電体磁器以外にも、本発明の誘電体磁器組成物とは異なる組成の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器を備えていてもよい。
【００２０】
また、上記「導体層」は、上記誘電体磁器の表面又は内部に形成されて導電性を発揮する層である。この導電性は特に限定されないが、通常、常温において３〜５μΩ・ｃｍ程度である。このような導体層を構成する成分も特に限定されないが、Ａｇ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＡｕ等のうちの１種又は２種以上から構成されるものを挙げることができる。これらの導体層のなかでも、特にＡｇのみからなる導体層、Ａｇを含む２種以上からなる導体層、Ｃｕのみからなる導体層及びＣｕを含む２種以上からなる導体層が好ましい。特に本発明では、導体層全体に対してＡｇを７０質量％以上（１００質量％を含む）含有する導体層を備える場合であっても、Ａｇが誘電体磁器側へ拡散することが防止される。
【００２１】
尚、これらの導体層が、製造時に誘電体磁器に対して同時焼成されているか否かは、同時焼成して得られた誘電体磁器と２次焼成を行って得られた誘電体磁器との間に下記▲１▼〜▲３▼の３つの差異を生じることを利用して判断することができる。即ち、同時焼成して得られたものは、▲１▼より大きく粒成長し、▲２▼電気抵抗が大きく、▲３▼導体層に磁器成分が多く拡散されている。また、誘電体磁器内に形成されている導体層は、通常、同時焼成されたものである。
【００２２】
本発明の誘電体磁器組成物を得る方法は特に限定されないが、例えば、以下のようにして得ることができる。
即ち、上記ｘ、上記ｙ、上記ｚ及び上記αの各々の関係を満たすように成分粉末を混合して混合粉末を得る混合粉末調製工程と、該混合粉末調製工程において得られた混合粉末を８５０℃以下で仮焼する仮焼工程と、該仮焼工程において得られた仮焼粉末を造粒して造粒粉末を得る造粒粉末調製工程と、該造粒粉末調製工程において得られた造粒粉末を成形し未焼成成形体を得る成形工程と、該未焼成成形体を、仮焼温度を超える温度であって且つ８５０〜１１００℃の範囲の温度で焼成する焼成工程とを、この順に備える方法により得ることができる。
【００２３】
上記成分粉末としては、Ｂｉ酸化物粉末及び加熱されてＢｉ酸化物になる化合物粉末のうちの少なくとも１種、Ｎｂ酸化物粉末及び加熱されてＮｂ酸化物になる化合物粉末のうちの少なくとも１種、Ｔａ酸化物粉末及び加熱されてＴａ酸化物になる化合物粉末のうちの少なくとも１種、Ｍｎ酸化物粉末及び加熱されてＭｎ酸化物になる化合物粉末のうちの少なくとも１種等を挙げることができる。各々の化合物粉末としては、例えば、上記各元素を含有する炭酸塩、硝酸塩及び水酸化物等を挙げることができる。
更に、その他にも、例えば、ＢｉＴａＯ_４系化合物粉末や、ＢｉＮｂＯ_４系化合物粉末や、予め上記のｘ、ｙ及びｚを満たすＢｉ（ＮｂＴａ）Ｏ_４系化合物粉末等の必要な成分を２種以上含有する粉末を使用することもできる。
【００２４】
また、上記仮焼工程においては、通常６００〜８５０（好ましくは７００〜８００℃）の仮焼温度で加熱を行う。仮焼温度が６００℃未満では、例えば、反応をある程度進行させて本焼成時の収縮を抑えて収縮率を制御し易くするという仮焼を行う目的を十分に達することができない場合がある。一方、８５０℃を超えると、仮焼粉末が硬くなり、仮焼物を粉砕し、更には造粒する工程において粒度を制御し難くなる場合がある。
【００２５】
上記造粒工程において造粒する造粒粉末の粒径は特に限定されないが、得られる造粒粉末の最大粒径が８μｍ以下であることが好ましい。造粒粉末の最大粒径が８μｍを超えると、焼成時の結晶相の均質な成長が妨げられる場合があり、十分な誘電特性が得られ難くなる場合がある。更に、この造粒粉末の平均粒径は０．８〜１．２μｍ（特に０．９〜１．１μｍ）であることが好ましい。
【００２６】
上記成形工程においては、加える圧力は特に限定されないが、１００ＭＰａ以上の圧力を加えることにより成形することが好ましい。１００ＭＰａ未満の加圧では得られる未焼成体の緻密化が不十分となり、焼成時にその形状を十分に保持することができない場合がある。
上記焼成工程においては、焼成温度は８５０〜１１００℃とすることが好ましく、更に８７０〜１０８０℃とすることができ、特に８９０〜１０６０℃とすることができ、とりわけ９００〜１０５０℃とすることができる。即ち、本発明の誘電体磁器組成物は低温における焼成で得ることができる。この焼成温度が８５０℃未満であると十分に焼結させることができない場合があり、焼成温度が１１００℃を超えると目的としない結晶相が成長し易くなり、十分な誘電特性が得られ難くなる場合があり好ましくない。
【００２７】
尚、上記の各工程以外にも必要な工程を備えることができる。即ち、例えば、脱脂工程等である。通常、未焼成成形体にはバインダが含有されるため、このバインダを脱脂するための脱脂工程を備えることができる。この脱脂工程は焼成工程を行う前に行い、そのまま焼成工程を引き続いて行うことができる。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
（１）誘電特性測定用の誘電体磁器の製造
Ｂｉ_２Ｏ_３粉末（純度；９８．９％）、Ｎｂ_２Ｏ_５粉末（純度；９９．９％）、Ｔａ_２Ｏ_５粉末（純度；９９．９％）及びＭｎＯ_２粉末（純度；９６．０％）を成分粉末として、表１の実験例１〜３１に各々示すｘ、ｙ、ｚ及びαとなるように、所定量（いずれの実験例においても混合粉末の全量は２００ｇとした）を秤量後、混合して混合粉末を得た。
【００２９】
【表１】

表中「＊」は本発明の範囲外であることを示す。
【００３０】
その後、得られた混合粉末を振動ミル中に投入し、一次粉砕（３時間）を行った後、大気雰囲気において昇温速度２００℃／時間で８００℃まで昇温させて２時間仮焼を行い、降温速度２００℃／時間で降温させて仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末に有機バインダー（約５ｇ）と水（約２００ｇ）とを加え、ボールミルに投入し、直径２０ｍｍのアルミナボールを用いて、ミルの回転数９０ｒｐｍで二次粉砕（２４時間）を行った。その後、得られた二次粉砕粉末を、真空凍結乾燥（圧力；約５３Ｐａ、凍結温度；−４０〜−２０℃、乾燥温度；４０〜５０℃、時間；２０時間）により造粒して造粒粉末を得た。得られた造粒粉末を金型に投入し、１００ＭＰａで加圧して、直径１９ｍｍ、高さ１０ｍｍの円柱状の未焼成成形体を得た。
【００３１】
次いで、得られた未焼成成形体を大気雰囲気において昇温速度５０℃／時間で５００℃まで昇温させて３時間保持することで脱脂を行った。その後、引き続いて、昇温速度１００℃／時間で表１に示す各温度まで昇温させて２時間保持することで焼成を行い、次いで、降温速度１００℃／時間で降温させ、本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器及び比較例の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器を得た。
その後、得られた各誘電体磁器を直径１６ｍｍ、高さ８ｍｍの円柱状となるように研磨し、次いで、超音波洗浄を行い、その後、１００℃で４時間保持して乾燥させ、本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電特性測定用の誘電体磁器（実験例１〜９、１２〜１５及び１７〜３１）及び比較例の誘電体磁器組成物からなる誘電特性測定用の誘電体磁器（実験例１０、１１、１６及び２７〜３１）を得た。
【００３２】
（２）Ａｇ拡散域測定用の電子部品の製造
▲１▼実験例１〜３１
上記（１）と同様な成分粉末を用い、表１の実験例１〜３１に各々示すｘ、ｙ、ｚ及びαとなるように、所定量（いずれの実験例においても混合粉末の全量は２００ｇとした）を秤量後、混合して混合粉末を得た。この混合粉末を用いて上記（１）と同様な方法により仮焼粉末を得た。得られた仮焼粉末にトルエンと分散剤とを所定量加え、上記（１）と同様にして二次粉砕を行った。その後、トルエン中にアクリル系バインダと可塑剤であるジオクチルフタレートとを４時間以上撹拌して溶解させた樹脂溶液を、得られた二次粉砕粉末に加え、粉砕時間を４時間とした以外は上記二次粉砕と同様にして混合してスラリーを得た。得られたスラリーを２００メッシュのフィルタを通過させることで、スラリー中の異物等を除去した。その後、更にトルエンを加えて３Ｐａ・ｓとなるように粘度を調整し、次いで、脱泡を行った。このようにして得られたスラリーをドクターブレード方式のキャスティング装置に投入して、厚さ１００〜３００μｍのシート状に成形した。その後、縦６ｃｍ、横５ｃｍに切り出して未焼成成形体を得た。
【００３３】
得られたシート状の未焼成成形体３枚を圧着積層し、その表面の□２ｍｍの領域に、Ａｇをペースト全体の９０質量％含有する導電層用ペーストをスクリーン印刷した。その後、更に、印刷された導電層用ペーストを覆うように３枚のシート状の未焼成成形体を圧着積層した。次いで、得られた未焼成積層体を熱圧着機を用いて２０ＭＰａで加圧して圧着した。
その後、得られた未焼成積層体を上記（１）と同様にして、脱脂を行い、引き続いて焼成を行い、本発明の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器と同時焼成された導電層とを備える電子部品（実験例１〜９、１２〜１５及び１７〜２６）、及び、比較例の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器と同時焼成された導電層とを備える電子部品（実験例１０、１１、１６及び２７〜３１）を得た。尚、これらの電子部品は分かり易さのために上記（１）における実験例Ｎｏと同じ番号を用いて各表に表した。
【００３４】
▲２▼実験例３２（Ｖを含有する）
更に、実験例１（ｘ＝０．５０、ｙ＝０．４５、ｚ＝０．０５、α＝０．０３質量部）に対する比較例としてＶを含有する実験例３２の電子部品を製造した。Ｖの含有量は、Ｃｕ及びＭｎの含有量と同様な換算方法により、誘電体磁器組成物に含有されるＢｉをＢｉ_２Ｏ_３、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５、ＴａをＴａ_２Ｏ_５として各々酸化物換算したＢｉ、Ｎｂ及びＴａの合計含有量を１００質量部とした場合に、ＶのＶ_２Ｏ_５に酸化物換算した含有量βが０．０７質量部となるように含有させた。また、製造にあたっては、Ｖの原料としてＶ_２Ｏ_５粉末（純度；９９．５％）を用いた以外、上記実験例１〜３１の電子部品と同様にして行った。
【００３５】
（３）誘電特性及び焼結密度の測定
上記（１）で得られた誘電特性測定用の誘電体磁器を用い、平行導体板型誘電体円柱共振器法（ＴＥ_０１１モード）により表１に示す共振周波数ｆ_０におけるε_ｒ、Ｑｕ及びτ_ｆを測定した。この結果を表１に示す。尚、τ_ｆは２５〜８０℃の温度領域で測定し、下記式▲１▼に従って算出した。式▲１▼におけるｆ_２５は２５℃における共振周波数を表し、ｆ_８０は８０℃における共振周波数を表し、ΔＴは８０℃と２５℃との差である５５℃を表す。
τ_ｆ＝（ｆ_８０−ｆ_２５）／（ｆ_２５×ΔＴ）・・・・▲１▼
また、アルキメデス法により焼成後の密度を測定し、表１に焼結密度として併記した。
【００３６】
（４）Ａｇ拡散域の測定（図３参照）
上記（２）で得られた電子部品１（実験例１〜３２）を樹脂１１に封入し、誘電体磁器１２の内部に形成した導体層１３が表出するように積層方向に研磨を行った。その後、導体層１３が表出している面を積層方向にＸ線プローブマイクロアナライザ（以下、単に「ＥＰＭＡ」という。日本電子データダム社製、型式「ＪＸＡ−８８００Ｍ」）を用いてＡｇについて線分析を行った。この線分析においては、真空条件下で、波長分散型Ｘ線分光器（ＷＤＳ）を用い、照射電流を０．２５ｎＡとし、加速電圧を２０ｋＶとした。
【００３７】
この結果において、ＡｇのＸ線強度が９以上として測定された領域から導体層１３を除いた領域をＡｇの拡散が認められるＡｇ拡散域１４とした。この基準に従い導体層１３からＡｇ拡散域１４を通過して導体層１３から遠ざかる一方向へ観察したＡｇ拡散域１４の長さを測定し（図３における太い矢印１６のように）、「Ａｇ拡散域」として実験例１〜２２については表１に併記した。また、実験例３１｛ｘ＝０．５０、ｙ＝０．４５、ｚ＝０．０５、α＝０．０３質量部、β＝０．０７質量部（Ｖ含有量）｝のＡｇ拡散域は１８０μｍであった。
【００３８】
（５）評価
以下、上記（３）及び（４）で得られた測定結果に基づき説明する。
▲１▼ｘ、ｙ及びｚに関して、
表１において実験例１１〜１６は、Ｎｂのモル比とＴａのモル比との割合を一定に保ち、Ｍｎの含有量も一定に保ったまま、Ｂｉの含有量を変化させている。この結果から、Ｂｉは本発明の範囲外のｘ＝０．４０（実験例１１）及びｘ＝０．６０（実験例１６）では共に、ε_ｒが４０以下と小さく、Ｑｕが１９０以下と小さく、τ_ｆが−４９ｐｐｍ／℃以下と負側に大きいことがわかる。
【００３９】
表１において実験例１７〜２２は、Ｂｉのモル比を一定に保ち、Ｍｎの含有量も一定に保ったまま、Ｎｂのモル比とＴａのモル比とを変化させている。この結果から、Ｎｂが含有されない（実験例２２）場合であってもε_ｒは４９．５と大きく、Ｑｕは７１１と大きいことがわかる。また、τ_ｆも−４６．６ｐｐｍ／℃と−４７ｐｐｍ／℃以下であり十分に実用に供する範囲に収まっている。更に、Ｎｂの含有量を増やし、Ｔａの含有量が相対的に減少するに連れてτ_ｆが負側に大きな値から０ｐｐｍ／℃へ近づくことが分かる。また、同時にＱｕが大きくなることも確認できる。
更に、実験例１１〜２２ではいずれにおいてもＡｇ拡散域が２１〜２３μｍと極めて小さく、拡散は実使用上なんら問題無い範囲に抑えられていることが分かる。
【００４０】
▲２▼αに関して
表１において実験例１〜１０は、Ｂｉ、Ｎｂ及びＴａの各モル比を一定に保ったまま、Ｍｎの含有量を変化させている。このＭｎの含有量に伴う各誘電特性の変化を図１に示した。これらの結果から、Ｍｎの含有量には各々の誘電特性で異なるＭｎ含量において極大が存在することが分かる。即ち、例えば、表１に示すようにｘ＝０．５、ｙ＝０．４５及びｚ＝０．０５に保たれた誘電体磁器組成物では、ε_ｒはα＝２．０で極大値５０．９を示し、Ｑｕはα＝０．２０で極大値７４７を示し、τ_ｆはα＝１．００で極大値−２．８０ｐｐｍ／℃を示している。従って、ｘ、ｙ及びｚのバランスに加えて、αにより各誘電特性を幅広く制御できることが分かる。但し、本発明の範囲外であるα＝６．００ではＱｕが１４９と３００を大きく下回っていることが分かる。
更に、実験例１〜１０ではいずれにおいてもＡｇ拡散域が２１〜２２μｍと極めて小さく、拡散は実使用上なんら問題無い範囲に抑えられていることが分かる。
【００４１】
また、表１において実験例４及び２３〜２６は、Ｍｎを含有するものであり、焼成温度を９５０〜１０５０℃の間で変化させたものである。一方、表１において実施例２７〜３１は、Ｍｎを含有しないものであり、焼成温度を９５０〜１０５０℃の間で変化させたものである。これら実験例４及び２３〜２６並びに実験例２７〜３１について焼成温度と各誘電特性（ε_ｒ、Ｑｕ及びτ_ｆ）との相関を図２に示した。この結果から、図２中で「○」で表される本発明品（Ｍｎを含有する）に対して、「●」で表される比較品（Ｍｎを含有しない）は、焼成温度により誘電特性が変化していることが分かる。即ち、ε_ｒは最大値と最小値との間で約９％の差を生じており、Ｑｕは最大値と最小値との間に約１９％の差を生じており、τ_ｆは最大値と最小値との間に約５５％の差を生じている。これに対して、本発明品では焼成温度の影響を受け難く、得られる誘電特性が極めて安定していることが分かる。即ち、ε_ｒでは約１％、Ｑｕでは約２％、τ_ｆでは約１０％の差に各々抑えられていることが分かる。
【００４２】
▲３▼Ａｇ拡散域に関して
本発明品である実験例１と比較例である実験例３２とを比べると、実験例３２ではＡｇ拡散域が１８０μｍであるのに対して、実験例１では２２μｍと実使用上なんら問題無い程度にまで抑制されている。即ち、Ｖを含有しないことによりＡｇ拡散域は約８８％縮小されており、極めて効果的にＡｇの拡散が抑制されていることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｍｎの配合量と各誘電特性との相関を示すグラフである。
【図２】焼成温度と各誘電特性との相関を示すグラフである。
【図３】Ａｇ拡散域の測定に関する説明図である。
【符号の説明】
１；電子部品、１１；樹脂、１２；誘電体磁器組成物（誘電体磁器）、１３；導体層、１４；Ａｇ拡散域、１６；走査方向を示す矢印。

Claims

Ｂｉのモル比をｘ、Ｎｂのモル比をｙ、Ｔａのモル比をｚとした場合に０．４４５≦ｘ≦０．５７０、０≦ｙ≦０．５００、０．０１０≦ｚ≦０．５００、且つｘ＋ｙ＋ｚ＝１を満たすようにＢｉ、Ｎｂ及びＴａが含有され、更に、ＢｉをＢｉ_２Ｏ_３、ＮｂをＮｂ_２Ｏ_５、ＴａをＴａ_２Ｏ_５として各々換算したＢｉ、Ｎｂ及びＴａの合計含有量を１００質量部とした場合に、ＭｎがＭｎＯ_２に換算して５．０質量部以下含有され、Ｖが含有されないことを特徴とする誘電体磁器組成物。
請求項１記載の誘電体磁器組成物からなる誘電体磁器と、該誘電体磁器の表面及び内部のうちの少なくとも一方に形成された導体層とを備え、該導体層は該誘電体磁器と同時に焼成されたものであることを特徴とする電子部品。