JP4704836B2 - 低温焼成磁器組成物及びその製造方法並びにこれを用いた電子部品 - Google Patents

Description

本発明は、低温焼成磁器組成物及びこれを用いた電子部品に関する。更に詳しくは、ガラスの含有量が少なくとも低温焼成することができる低温焼成磁器組成物及びこれを用いた電子部品に関する。

近年、高周波帯域で使用される電子部品における誘電損失を抑えるため、導体材料としてＡｇ系金属及びＣｕ系金属等の抵抗が低く且つ低融点の金属が導体材料として用いられている。このため、セラミック材料には、低融点金属と同時焼成できる低温焼結性が求められる。即ち、低温焼成器組成物が求められている。
更に、高周波帯域においても高速且つ低損失で信号伝送する伝送線路を形成するため、特に比誘電率が低い特性も併せて求められている。この比誘電率が低いセラミック材料としては、従来から、無機フィラーとガラスとを主成分とする低温焼成磁器組成物が知られている。

従来の低温焼成磁器組成物では、ガラスとしてＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ系ガラスや、ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３系ガラス等を用い、無機フィラーを別途用いることなく、これらの特殊なガラスの焼成過程で温度を細かく制御しながら所望の無機フィラーを析出させて得られた低温焼成磁器組成物が最も一般的に用いられている（特許文献１）。
更に、ガラスとは別に、予め用意した無機フィラーを混合し、上記焼成コントロールをほとんど行うことなく無機フィラー（アルミナフィラー及びクオーツフィラー等）とガラスとの２相構造を得る低温焼成磁器が知られている（特許文献２）。

特開平１１−４９５３１号公報 特開昭６１−２２２９５７号公報

しかし、上記いずれの方法においても、１０００℃以下の低温焼結性を得るために、多量（低温焼成磁器組成物全体の４５体積％以上等）のガラスを要する。このため、誘電損失が低下しがちである。また、これらの特殊なガラスは非常に高価であり、その含有量に応じて電子部品も高価と成らざるを得なかった。
本発明は、上記問題を解決するものであり、優れた誘電特性を確保しつつ、より少量のガラスにより低温焼結できる低温焼成磁器組成物を提供することを目的とする。

即ち、本発明は以下の通りである。
（１）無機フィラー及びガラスを含有する低温焼成磁器組成物であって、
上記無機フィラーは、組成式［ｘＣａＯ・ｙＭ^１Ｏ・ｚＳｉＯ_２］（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％である。）で表した場合に下記条件（１）及び条件（２）を満たすアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とし、
且つ、上記ガラスは、少なくともＢａ、Ｚｎ、Ｂ及びＳｉの各元素を含有し、該各元素の酸化物換算合計量を１００質量％とした場合に、該ＢａをＢａＯ換算で２５〜５５質量％、該ＺｎをＺｎＯ換算で５〜３０質量％、該ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１５〜３５質量％、該ＳｉをＳｉＯ_２換算で５〜３０質量％、各々含有し、
上記アルカリ土類金属含有フィラーの上記無機フィラー中における含有量は、上記無機フィラー全体を１００質量％とした場合に５０質量％を超えることと、
上記無機フィラーと上記ガラスとの合計を１００体積％とした場合に、上記ガラスは３５体積％以下であることを特徴とする低温焼成磁器組成物。
条件（１）；上記組成式中の該Ｍ^１は、Ｍｇ及びＺｎのうちの少なくとも１種である。
条件（２）；上記組成式中の該ｘ、該ｙ及び該ｚは、各々の相関を三角図を用いて表した場合に対応する値が、図１における辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＤＡ（点Ａはｘ＝２５、ｙ＝０、ｚ＝７５、点Ｂはｘ＝０、ｙ＝３５、ｚ＝６５、点Ｃはｘ＝０、ｙ＝８０、ｚ＝２０及び点Ｄはｘ＝６５、ｙ＝０、ｚ＝３５である。）により囲まれた領域内のうち、辺ＡＢ及び辺ＣＤは含まれるが、辺ＤＡ及び辺ＢＣは含まれない領域にある。
（２）上記無機フィラーは、上記組成式で表した場合に上記条件（１）及び下記条件（３）を満たすアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする上記（１）に記載の低温焼成磁器組成物。
条件（３）；上記組成式中の該ｘ、該ｙ及び該ｚは、各々の相関を三角図を用いて表した場合に対応する値が、図２における辺ＢＯ、辺ＯＰ、辺ＰＣ及び辺ＣＢ（点Ｏはｘ＝１３、ｙ＝４０、ｚ＝４７、点Ｐはｘ＝１３、ｙ＝６４、ｚ＝２３である。）により囲まれた領域内のうち、辺ＢＯ、辺ＯＰ、及び辺ＰＣは含まれるが、辺ＣＢは含まれない領域にある。
（３）上記無機フィラーは、更に、アルミナからなるアルミナフィラーを含有し、
上記アルカリ土類金属元素含有フィラーと該アルミナフィラーとの合計を１００質量％とした場合に、上記アルミナフィラーは５０質量％以下である上記（１）又は（２）に記載の低温焼成磁器組成物。
（４）上記（１）乃至（３）のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物からなる誘電体磁器部と、該誘電体磁器部の表面及び／又は内部に配設され且つ該誘電体磁器部と同時焼成された導体部と、を備えることを特徴とする電子部品。

本発明によれば、少量のガラスにより低温で焼結でき、誘電特性にも優れた低温焼成磁器が得られる。また、ガラスの含有量が少なくコストを大幅に削減できる。
無機フィラーが、上記条件（１）及び上記条件（３）を満たすアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする場合は、特に誘電損失の小さい低温焼成磁器が得られる。
アルカリ土類金属元素含有フィラーが所定の結晶相を有する場合は、特に優れた低誘電損失の誘電体磁器を低コストで得ることができる。
ガラスが３５体積％以下であるので特に優れた低誘電損失の誘電体磁器を低コストで得ることができる。
無機フィラーが所定範囲のアルミナフィラーを含有する場合は、特に優れた低誘電損失の誘電体磁器を低コストで得ることができる。
本発明の電子部品によれば、Ａｇ系金属及びＣｕ系金属等の低抵抗低融点金属導体材料と同時焼結された電子部品を低コストで得ることができる。更に、高周波帯域においても高速且つ低損失で信号伝送する伝送線路を形成でき、特に比誘電率が低い特性も併せて得ることができる。

以下、本発明を詳しく説明する。
［１］低温焼成磁器組成物
本発明の低温焼成磁器組成物は、所定の無機フィラーと、所定のガラスとを含有することを特徴とする。
上記「無機フィラー」は、アルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする。
上記「アルカリ土類金属元素含有フィラー」は、組成式［ｘＣａＯ・ｙＭ^１Ｏ・ｚＳｉＯ_２］（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％である。）で表した場合に下記条件（１）及び条件（２）を満たすフィラーである。
条件（１）；上記組成式中の該Ｍ^１は、Ｍｇ及びＺｎのうちの少なくとも１種である。
条件（２）；上記組成式中の該ｘ、該ｙ及び該ｚは、各々の相関を三角図を用いて表した場合に対応する値が、図１における辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＤＡ（点Ａはｘ＝２５、ｙ＝０、ｚ＝７５、点Ｂはｘ＝０、ｙ＝３５、ｚ＝６５、点Ｃはｘ＝０、ｙ＝８０、ｚ＝２０及び点Ｄはｘ＝６５、ｙ＝０、ｚ＝３５である。）により囲まれた領域内のうち、辺ＡＢ及び辺ＣＤは含まれるが、辺ＤＡ及び辺ＢＣは含まれない領域にある。

上記「ｘ」は、アルカリ土類金属元素含有フィラーに含有されるＣａＯとＭ^１ＯとＳｉＯ_２との合計を１００モル％とした場合のＣａＯの割合を表す。このｘは、０モル％よりも大きく６５モル％以下であり、６５モル％を超えると焼結性が低下する傾向にあり好ましくない。特にｙ＜４０である場合、ｘは５〜６５モル％が好ましく、１５〜６５モル％がより好ましく、２０〜６５モル％が更に好ましく、２５〜６５モル％が特に好ましい。また、ｙ＞４０である場合、ｘは０モル％よりも大きく１３モル％以下が好ましく、０モル％よりも大きく１０モル％以下がより好ましく、０モル％よりも大きく７モル％以下が特に好ましい。更に、ｙ＝４０である場合、ｘは０モル％よりも大きく１３モル％以下又は３０モル％以下が好ましい。

また、上記組成式において、ＣａＯの一部は、ＳｒＯ及び／又はＢａＯにより置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。置換されている場合は、この置換量は、通常、ＣａＯとＳｒＯとＢａＯとの合計を１００モル％とした場合に、ＳｒＯとＢａＯとの合計が２５モル％以下である。この範囲であれば、アルカリ土類金属元素含有フィラー中において結晶に固溶され、結晶量を増大させ、誘電損失を小さく保つことができる。これらのうち、ＳｒＯのみが含有される場合、ＣａＯとＳｒＯとの合計を１００モル％とした場合に、ＳｒＯは０モル％を超えて２５モル％以下が好ましく、０モル％を超えて２０モル％以下が好ましい。更に、ＢａＯのみが含有される場合、ＣａＯとＢａＯとの合計を１００モル％とした場合に、ＢａＯは０モル％を超えて２５モル％以下が好ましく、０モル％を超えて１５モル％以下が好ましい。

上記「ｙ」は、アルカリ土類金属元素含有フィラーに含有されるＣａＯとＭ^１ＯとＳｉＯ_２との合計を１００モル％とした場合のＭ^１Ｏの割合を表す。このｙは、０モル％よりも大きく８０モル％以下である。８０モル％を超えると焼結性が低下する傾向にあり好ましくない。このｙは、０モル％よりも大きく３５モル％以下（より好ましくは０モル％よりも大きく３２モル％以下、更に好ましくは０モル％よりも大きく２８モル％以下）、又は４０〜８０モル％（より好ましくは３５〜８０モル％、更に好ましくは４５〜７５モル％、特に好ましくは５５〜７５モル％）が好ましい。
上記「Ｍ^１」は、Ｍｇ及びＺｎのうちの少なくとも１種である。即ち、アルカリ土類金属元素含有フィラーにはＭｇＯのみが含有されてもよく、ＺｎＯのみが含有されてもよく、ＭｇＯ及びＺｎＯの両方が含有されてもよい。

上記「ｚ」は、アルカリ土類金属元素含有フィラーに含有されるＣａＯとＭ^１ＯとＳｉＯ_２との合計を１００モル％とした場合のＳｉＯ_２の割合を表す。このｚは、２０〜７５モル％であり、２０〜６０モル％が好ましく、２０〜５５モル％がより好ましい。２０モル％未満であると又は７５モル％を超えると焼結性が低下する傾向にあり好ましくない。特にｙ>４０である場合、ｚは２０〜６５モル％が好ましく、２５〜５５モル％がより好ましく、２５〜４５モル％が更に好ましい。

このＳｉＯ_２は、ＳｎＯ_２、ＴｉＯ_２及びＺｒＯ_２のうちの少なくとも１種により置換されていてもよく、置換されていてなくてもよい。置換されている場合は、ＳｉＯ_２とＳｎＯ_２とＴｉＯ_２とＺｒＯ_２との合計を１００モル％とした場合に、ＳｎＯ_２とＴｉＯ_２とＺｒＯ_２との合計は１０モル％以下である。この範囲であれば、誘電損失を十分に低く保つことができる。

上記組成式［ｘＣａＯ・ｙＭ^１Ｏ・ｚＳｉＯ_２］におけるｘ、ｙ及びｚは、三角図で表した場合に、図１における辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＤＡ（点Ａはｘ＝２５、ｙ＝０、ｚ＝７５、点Ｂはｘ＝０、ｙ＝４０、ｚ＝６０、点Ｃはｘ＝０、ｙ＝８０、ｚ＝２０及び点Ｄはｘ＝６５、ｙ＝０、ｚ＝３５である）により囲まれた領域ＡＢＣＤ内のうち、辺ＡＢ及び辺ＣＤは含まれるが、辺ＤＡ及び辺ＢＣは含まれない領域にある。
この領域ＡＢＣＤのうち、更に辺ＡＥ、辺ＥＦ、辺ＦＤ及び辺ＤＡにより囲まれた下記領域ＡＥＦＤ（但し、辺ＡＥ、辺ＥＦ、及び辺ＦＤは領域内に含まれるが、辺ＤＡは領域に含まれない。図２参照）、又は、辺ＢＯ、辺ＯＰ、辺ＰＣ及び辺ＣＢにより囲まれた下記領域ＢＯＰＣのうち、辺ＢＯ、辺ＯＰ、及び辺ＰＣは含まれるが、辺ＣＢは含まれない領域にあることが好ましい（図２参照）。

上記領域ＡＥＦＤのなかでも、更に辺ＡＥ_２、辺Ｅ_２Ｆ_２、辺Ｆ_２Ｄ及び辺ＤＡにより囲まれた下記領域ＡＥ_２Ｆ_２Ｄ（但し、辺ＡＥ _２ 、辺Ｅ _２ Ｆ _２ 、及び辺Ｆ _２ Ｄは領域内に含まれるが、辺ＤＡは領域に含まれない。図３参照）に含まれることが好ましく、特に辺ＡＥ_３、辺Ｅ_３Ｆ_３、辺Ｆ_３Ｄ及び辺ＤＡにより囲まれた下記領域ＡＥ_３Ｆ_３Ｄ（但し、辺ＡＥ _３ 、辺Ｅ _３ Ｆ _３ 、及び辺Ｆ _３ Ｄは領域内に含まれるが、辺ＤＡは領域に含まれない。図３参照）に含まれることが好ましい。即ち、図３における各領域のうちより濃い色で表された領域が好ましい。
上記各領域に関する各点は以下の通りである。各点は（ｘ,ｙ,ｚ）を表している。
領域ＡＥＦＤ：
Ａ（25,0,75）、Ｅ（5,35,60）、Ｆ（30,40,30）、Ｄ（65,0,35）
領域ＡＥ_２Ｆ_２Ｄ：
Ａ（25,0,75）、Ｅ（15,35,50）、Ｆ（35,40,35）、Ｄ（65,0,35）
領域ＡＥ_３Ｆ_３Ｄ：
Ａ（25,0,75）、Ｅ（25,28,47）、Ｆ（37,28,35）、Ｄ（65,0,35）

一方、領域ＢＯＰＣのなかでも、辺ＢＯ_２、辺Ｏ_２Ｐ_２、辺Ｐ_２Ｃ及び辺ＣＢにより囲まれた領域ＢＯ_２Ｐ_２Ｃ（但し、辺ＢＯ _２ 、辺Ｏ _２ Ｐ _２ 、及び辺Ｐ _２ Ｃは含まれるが、辺ＣＢは含まれない。図４を参照）に含まれることがより好ましく、辺Ｂ_２Ｏ_３、辺Ｏ_３Ｐ_３、辺Ｐ_３Ｃ_２及び辺Ｃ_２Ｂ_２により囲まれた下記領域Ｂ_２Ｏ_３Ｐ_３Ｃ_２（但し、辺Ｂ _２ Ｏ _３ 、辺Ｏ _３ Ｐ _３ 、及び辺Ｐ _３ Ｃ _２ は含まれるが、辺Ｃ _２ Ｂ _２ は含まれない。図４参照）に含まれることが更に好ましく、辺Ｂ_２Ｏ_４、辺Ｏ_４Ｐ_４、辺Ｐ_４Ｃ_２及び辺Ｃ_２Ｂ_２により囲まれた領域Ｂ_２Ｏ_４Ｐ_４Ｃ_２（但し、辺Ｂ _２ Ｏ _４ 、辺Ｏ _４ Ｐ _４ 、及び辺Ｐ _４ Ｃ _２ は含まれるが、辺Ｃ _２ Ｂ _２ は含まれない。図４参照）に含まれることがより更に好ましく、辺Ｂ_３Ｏ_５、辺Ｏ_５Ｐ_４、辺Ｐ_４Ｃ_２及び辺Ｃ_２Ｂ_３により囲まれた領域Ｂ_３Ｏ_５Ｐ_４Ｃ_２（但し、辺Ｂ _３ Ｏ _５ 、辺Ｏ _５ Ｐ _４ 、及び辺Ｐ _４ Ｃ _２ は含まれるが、辺Ｃ _２ Ｂ _３ は含まれない。図４参照）に含まれることが特に好ましい。即ち、図４における各領域のうちより濃い色で表される領域が好ましい。
上記各領域に関する各点は以下の通りである。各点は（ｘ,ｙ,ｚ）を表している。
領域ＢＯＰＣ：
Ｂ（0,35,65）、Ｏ（13,40,47）、Ｐ（13,64,23）、Ｃ（0,80,20）
領域ＢＯ_２Ｐ_２Ｃ：
Ｂ（0,35,65）、Ｏ_２（10,40,50）、Ｐ_２（10,68,22）、Ｃ（0,80,20）
領域Ｂ_２Ｏ_３Ｐ_３Ｃ_２：
Ｂ_２（0,45,55）、Ｏ_３（10,45,45）、Ｐ_３（10,65,25）、Ｃ_２（0,75,25）
領域Ｂ_２Ｏ_４Ｐ_４Ｃ_２：
Ｂ_２（0,45,55）、Ｏ_４（7,45,48）、Ｐ_４（7,68,25）、Ｃ_２（0,75,25）
領域Ｂ_３Ｏ_５Ｐ_４Ｃ_２：
Ｂ_３（0,55,45）、Ｏ_５（7,55,38）、Ｐ_４（7,68,25）、Ｃ_２（0,75,25）
上記領域ＡＥＦＤ（図２参照）及び上記領域ＢＯＰＣ（図２参照）のうちでは、領域ＢＯＰＣに含まれることがより好ましい。

更に、このアルカリ土類金属元素含有フィラーは、上記各元素以外にも他の金属元素を含有してもよく、含有しなくてもよい。他の金属元素を含有する場合、この金属元素としては、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ及びＣｏが挙げられる。これらは、１種のみを含有してもよく、２種以上を含有してもよい。

更に、このアルカリ土類金属元素含有フィラーは、通常、後述するＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラスの母相内に分散されて存在している。アルカリ土類金属元素含有フィラー自体は、通常、結晶相と非結晶相とを有する。このうち、結晶相として、フォルステライト｛（Ｆｏｒｓｔｅｒｉｔｅ）、組成例（Ｍｇ_２［ＳｉＯ_４］）｝、ディオプサイド｛（Ｄｉｏｐｓｉｄｅ）、組成例ＣａＭｇ［Ｓｉ_２Ｏ_６］｝、アケルマナイト｛（Ａｋｅｒｍａｎｉｔｅ）、組成例Ｃａ_２ＭｇＳｉ_２Ｏ_７｝、メルウィナイト｛（Ｍｅｒｗｉｎｉｔｅ）、組成例Ｃａ_３Ｍｇ（ＳｉＯ_４）_２｝｝、クリストバライト｛（Ｃｒｉｓｔｏｂａｌｉｔｅ）、組成例ＳｉＯ_２｝、ワラストナイト｛（Ｗｏｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ）、組成例（Ｃａ_３［Ｓｉ_３Ｏ_９］）｝、モンチセライト｛（Ｍｏｎｔｉｃｅｌｌｉｔｅ）、組成例（ＣａＭｇＳｉＯ_４）｝、エンスタタイト｛（ｅｎｓｔａｔｉｔｅ）、組成例（ＭｇＳｉＯ_３）｝、クオーツ｛（Ｑｕａｒｔｚ）、組成例ＳｉＯ_２｝及びトリジマイト｛（Ｔｒｙｄｉｍｉｔｅ）、組成例ＳｉＯ_２｝、ウィルマイト｛（Ｗｉｌｌｅｍｉｔｅ）、組成例（Ｚｎ_２ＳｉＯ_４）｝のうちの少なくとも１種を有することが好ましい。これらのなかでも、特にフォルステライト、ディオプサイド、ワラストナイト、アケルマナイト、エンスタタイト、ウィルマイト及びメルウィナイトのうちの少なくとも１種が好ましく、フォルステライト、ディオプサイド、ワラストナイト、アケルマナイト、ウィルマイト及びエンスタタイトのうちの少なくとも１種がより好ましい。
また、これらの結晶相は主結晶相であることが好ましい。即ち、例えば、これらの結晶相はアルカリ土類金属元素含有フィラー全体を１００質量％とした場合に、合計で５０質量％以上（より好ましくは６０質量％以上、１００質量％であってもよい）含有されることが好ましい。この範囲では低温焼結性が特に優れている。

また、これらの各結晶相は、予め得られたアルカリ土類金属元素含有フィラー中に析出されている結晶相であることが好ましい。即ち、後述するように、本低温焼成磁器組成物では、予め得られたアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする無機フィラーを、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ及びＳｉを含有する所定のガラスと混合して焼成して得ることができる。即ち、ＣａＯ・Ｍ^１Ｏ・ＳｉＯ_２系ガラスから焼成過程の温度を細かく制御しながら所定の結晶相を析出させる必要がなく、無機フィラー自体のコストを大幅に抑制できるものである。

本発明の低温焼成磁器組成物では、上記アルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする無機フィラーを含有することにより、少ないガラス含有量であっても、誘電損失が小さい低温焼成磁器組成物を得ることができる。更に、ガラスの含有量を少なく抑えつつも優れた誘電特性を発揮させることができるために、安価に優れた低温焼成磁器組成物を得ることができる。

また、上記ｘが１５〜６５モル％であり、上記ｙが０モル％よりも大きく３５モル％以下であり、且つ、上記ｚが３５〜７５モル％である場合には、１０ＧＨｚにおける比誘電率が５〜１０であり、特に誘電損失が小さい（即ち、例えば、５×１０^−４〜５０×１０^−４）低温焼成磁器組成物とすることができる。即ち、例えば、図３に示す前記領域ＡＥ_２Ｆ_２Ｄ内に上記ｘ、ｙ及びｚが含まれる場合である。特に上記特性は低温焼成磁器組成物全体（１００体積％）に対するガラスの含有量が５０体積％以下において得ることができる。

更に、上記ｘが０モル％よりも大きく１０モル％以下であり、上記ｙが３５〜８０モル％であり、且つ、上記ｚが２０〜６５モル％である場合には、１０ＧＨｚにおける比誘電率が５〜１０であり、とりわけ誘電損失が小さい（即ち、例えば、５×１０^−４〜２５×１０^−４）低温焼成磁器組成物とすることができる。即ち、例えば、図４に示す前記領域ＢＯ_２Ｐ_２Ｃ内に上記ｘ、ｙ及びｚが含まれる場合である。特に上記特性は低温焼成磁器組成物全体（１００体積％）に対するガラスの含有量が４０体積％以下において得ることができる。

また、アルカリ土類金属元素含有フィラーは、上記無機フィラー中に含有される主成分である。アルカリ土類金属元素含有フィラーの無機フィラー中における含有量は、無機フィラー全体を１００質量％とした場合に５０質量％を超える。この含有量は７０質量％以上であることが好ましく、８０質量％以上であることがより好ましく、９０質量％以上であることが特に好ましい。更に、無機フィラーは全てアルカリ土類金属元素含有フィラーであってもよい（即ち、アルカリ土類金属元素含有フィラーが１００質量％である。）。アルカリ土類金属元素含有フィラーが５０質量％以下であると、低温焼結性が低下する傾向にある。

本発明の低温焼成磁器組成物では、上記無機フィラーとして、上記アルカリ土類金属元素含有フィラー以外にも他の無機フィラーを含有してもよく、他の無機フィラーを含有しなくてもよい。他の無機フィラーとしては、アルミナからなるアルミナフィラー、チタン酸カルシウム、ムライト、コーディエライト、タルク等などからなる各種フィラーが挙げられる。これらは１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。これらのうちでも、アルミナフィラーが好ましい。これらの他の無機フィラーは、上記アルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする範囲（即ち、無機フィラー全体の５０質量％以下）で含有することができる。

上記「ガラス」（以下、単に「ＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラス」ともいう）は、少なくともＢａ、Ｚｎ、Ｂ及びＳｉの各元素を含有し、各元素の酸化物換算合計量を１００質量％とした場合に、ＢａをＢａＯ換算で２５〜５５質量％、ＺｎをＺｎＯ換算で５〜３０質量％、ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１５〜３５質量％、ＳｉをＳｉＯ_２換算で５〜３０質量％、各々含有する。
即ち、上記ガラスは、組成式［ｋＢａＯ・ｌＺｎＯ・ｍＢ_２Ｏ_３・ｎＳｉＯ_２］｛但し、ｋ、ｌ、ｍ及びｎは含有割合を表し、ｋ＋ｌ＋ｍ＋ｎ＝１００（質量％）である。｝で表した場合に、２５≦ｋ≦５５、５≦ｌ≦３０、１５≦ｍ≦３５、５≦ｎ≦３０である。

上記Ｂａは、ＢａＯ換算で２５〜５５質量％であり、好ましくは２５〜５０質量％、より好ましくは３０〜４５質量％である。２５質量％未満であると焼結温度が高くなる傾向にあり、５５質量％を超える場合はＱ値が低下する傾向にある。
上記Ｚｎは、ＺｎＯ換算で５〜３０質量％であり、好ましくは７〜２５質量％であり、より好ましくは１０〜２０質量％である。５質量％未満又は３０質量％を超える場合は焼結温度が高くなる傾向にある。
上記Ｂは、Ｂ_２Ｏ_３換算で１５〜３５質量％であり、好ましくは１７〜３３質量％、より好ましくは２０〜３０質量％である。１５質量％未満の場合は焼結温度が高くなる傾向にあり、３５質量％を超える場合はＱ値が低下する傾向になる。
上記Ｓｉは、ＳｉＯ_２換算で５〜３０質量％であり、好ましくは７〜２５質量％、より好ましくは１０〜２０質量％である。５質量％未満の場合は焼結温度が高くなる傾向にあり、３０質量％を超える場合は焼結温度が高くなる傾向にある。

また、このガラスは、ガラス全体を１００質量％とした場合、Ｂａ、Ｚｎ、Ｂ及びＳｉの酸化物換算による合計含有割合は、５０質量％以上（より好ましくは６０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、特に好ましくは９０質量％以上、１００質量％であってもよい）であることが好ましい。この範囲では、特に緻密な焼結体を低温焼成により得ることができる。
更に、ガラスには、上記各元素以外にも他の元素が含有されていてもよい。他の元素としては、アルカリ金属元素（Ｌｉ、Ｎａ及びＫ等）、Ｂａ以外のアルカリ土類金属元素（Ｍｇ、Ｃａ及びＳｒ等）、その他の金属元素（Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ及びＳｎ等）が挙げられる。但し、このガラスは、低温焼結性能を向上させるＰｂを含有することはできるが、環境保護の観点から含まれないことが好ましい。また、上記ｘが０モル％よりも大きく１３モル％以下、ｙが４０〜８０モル％且つｚが２０〜６０モル％である場合には、ガラス中に含有されるＣａ及びＳｒは合計で０．５質量％以下であることが好ましい。

また、このガラスの本低温焼成磁器組成物における含有量は特に限定されないが、５〜７０体積％が好ましく、５〜３５体積％がより好ましく、５〜２５体積％が特に好ましい。
５〜７０体積％であれば、低温（例えば、８００〜１０５０℃）で焼成でき、比誘電率誘５〜１０の特に小さい値を得ることができる。更に、５〜３５体積％では、１０ＧＨｚにおける比誘電率が５〜１０であり且つ誘電損失が５×１０^−４〜５０×１０^−４の特に優れた誘電特性を得ることができる。更に、５〜２０体積％では１０ＧＨｚにおける比誘電率が５〜１０であり且つ誘電損失が５×１０^−４〜３０×１０^−４の特に優れた誘電特性を得ることができる。

本発明の低温焼成磁器組成物では、上記所定の無機フィラーと上記所定のガラスとの両方の組成にアルカリ土類金属元素とＳｉとを含有する。このため、両者間の濡れ性がよく、焼結性に優れているために、ガラスの含有量が少なくとも低温焼結性が得られていると考えられる。更に、これらの各所定の無機フィラー及びガラスを用いていることにより、上記低温焼結性を得ながらも、誘電特性を十分に満足するものである。即ち、特に高周波領域における誘電損失が小さいという特性を発揮できる。更に、ガラスの含有量を少なく抑えつつも優れた誘電特性を発揮させることができるために、安価に優れた低温焼成磁器組成物を得ることができる。

本発明の低温焼成磁器組成物によると、１０ＧＨｚにおける比誘電率を１５以下とすることができる。更に、比誘電率を１２以下とすることができ、特に１０以下とすることができる。但し、比誘電率は、通常、５以上である。
また、１０ＧＨｚにおける誘電損失を１００×１０^−４以下（通常、５×１０^−４以上）とすることができる。更に、誘電損失を５０×１０^−４以下（通常、５×１０^−４以上）とすることができ、４５×１０^−４以下とすることができ、特に４０×１０^−４以下とすることができ、とりわけ３５×１０^−４以下とすることができる。

［２］低温焼成磁器組成物の製造方法
本発明の製造方法は、所定の無機フィラーと所定のガラスとを混合したのち、８００〜１０５０℃で焼成する焼成工程を備えることを特徴とする。
上記「無機フィラー」は、前記低温焼成磁器組成物における無機フィラーをそのまま適用できる。また、上記「ガラス」は、前記低温焼成磁器組成物におけるガラスをそのまま適用できる。
上記「混合」は、無機フィラーとガラスとを混合する工程である。この混合を行う際は、通常、上記無機フィラー及び上記ガラスは粉末状である。また、バインダ、可塑剤、分散剤溶剤及び／又はその他の添加剤などを更に混合することができる。

また、この無機フィラーのうち、アルカリ土類金属元素含有フィラーの製造方法は特に限定されないが、各金属元素の酸化物、炭酸塩及び／又は水酸化物を混合したのち１０００〜１３００℃で仮焼して仮焼物を得、次いで、この仮焼物を粉砕して得ることが好ましい。
即ち、「各金属元素」とは、無機フィラーに含有させる所定の全ての元素であり、Ｃａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｉ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｍｎ及びＣｏ等である。また、各元素は酸化物、炭酸塩及び／又は水酸化物以外の他の化合物（例えば、塩化物など）を用いてもよいが、通常、酸化物、炭酸塩及び／又は水酸化物を用いる。各元素の上記酸化物等が２種以上存在する場合は、このうちの１種のみを用いてもよく、２種以上を併用してもよい。また、各化合物には、上記元素のうちの１種のみが含有されてもよく、２種以上が含有されてもよい。

上記「仮焼」は、１０００〜１３００℃の仮焼温度で上記混合により得られた混合物を加熱することをいう。この仮焼温度は１１００〜１３００℃が好ましく、１１５０〜１２５０℃が特に好ましい。仮焼温度が１０００℃未満ではアルカリ土類金属元素含有フィラーの析出が十分に得られ難く、１３００℃を超えると得られる仮焼物の粉砕が困難となる傾向にある。また、仮焼時間は特に限定されないが、通常、１時間以上（好ましくは２〜５時間、通常、８時間以下）である。
更に、この仮焼により、アルカリ土類金属元素含有フィラーは、フォルステライト、ディオプサイド、アケルマナイト、メルウィナイト、クリストバライト、ワラストナイト、モンチセライト、エンスタタイト、ウィルマイト、クオーツ及びトリジマイトのうちの少なくとも１種の結晶相（特に主結晶相）を有するものとすることができる。これらのなかでも、特にフォルステライト、ディオプサイド、ワラストナイト、ウィルマイト、アケルマナイト、エンスタタイト及びメルウィナイトのうちの少なくとも１種が好ましく、フォルステライト、ディオプサイド、ワラストナイト、ウィルマイト、アケルマナイト及びエンスタタイトのうちの少なくとも１種がより好ましい。

アルカリ土類金属元素含有フィラーは、どのような方法により得られたものを用いてもよい。即ち、例えば、所定の元素を含有するガラスを加熱温度を細かく制御しながら、ガラスから結晶相としてアルカリ土類金属元素含有フィラーを析出させて得ることができる。この方法は、非常にコスト高である。これに対して、本組成のアルカリ土類金属元素含有フィラーは、上記仮焼により極めて簡便に得ることができ、低コストで所望のフィラーが得られる。また、得られたアルカリ土類金属元素含有フィラーはＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラスとの濡れ性に優れており、少ないＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラス量であっても低温で焼結できる。更に、得られたアルカリ土類金属元素含有フィラーは、ＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラスを伴った最終焼成においても主結晶相の結晶相を大きく変えることなく焼成できる。

上記「焼成工程」は、８００〜１０５０℃の焼成温度で、上記混合物を加熱する工程である。この焼成温度は８００〜９５０℃が好ましく、８５０〜９５０℃がより好ましい。８００℃未満では、低温焼成磁器組成物を十分に緻密に焼結することが困難となる場合がある。一方、１０５０℃を超える高温で焼成することもできるが、低融点導体との同時焼成は困難となる傾向にある。
更に、この焼成工程では、無機フィラーとＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラスとを含有する未焼成成形部と、この未焼成成形部の表面及び／又は内部に形成された未焼成導体層とを同時に焼成することができる。

［３］電子部品
本発明の電子部品は、本発明の低温焼成磁器組成物からなる誘電体磁器部と、この誘電体磁器部の表面及び／又は内部に配設され且つこの誘電体磁器部と同時焼成された導体部と、を備えることを特徴とする。
上記誘電体磁器部は、前記本発明の低温焼成磁器組成物からなること以外、特に限定されない。即ち、その形状は、例えば、ＬＣフィルタを目的とする場合には、板状に成形された誘電体磁器部（例えば、図５の１１１、１１２及び１１３）が一体的に焼成された直方体形状とすることができる。また、基板を目的とする場合には、様々な形の板状形状とすることができる。更に、アンテナを目的とする場合には板状、直方体など、様々な形の形状とすることができる。

上記「導体部」は、本電子部品の誘電体磁器部の表面及び／又は内部に配設され且つ同時焼成された導体である。この導体部を構成する導体金属は特に限定されず、電子部品において導電性を発揮できる金属及びその合金などを使用できる。このような導体金属としては、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ及びＡｕ等、並びに、これらの合金が挙げられる。即ち、例えば、導体部は導体部全体を１００質量％とした場合にＡｇを８０質量％以上（更には９０質量％以上、１００質量％であってもよい）含有するものとすることができる。
これらの金属は、１０５０℃を超える高温で焼成した場合には所望の配線形状を得ることが困難となる場合があるが、本発明の低温焼成誘電体磁器組成物は１０５０℃以下の低温で焼成できるため、これらの金属を導体金属として用いて同時焼成を行うことができる。

本発明の電子部品の用途は、特に限定されず、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利用することができる。この各種電子部品としては、フィルタ、デュプレクサ、共振器、ＬＣデバイス、カプラ、ダイプレクサ、ダイオード、誘電体アンテナ及びセラミックコンデンサ等の個別部品類などが挙げられる。更には、汎用基板、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が挙げられる。また、これらの電子部品は、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。
本電子部品は、低温焼成でき、高誘電率であり、高い無負荷Ｑ値を有するため、これらのなかでも、特にＬＣフィルタ及びアンテナ等として好適である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］低温焼成磁器組成物
（１）低温焼成磁器組成物の製造
市販の各ＣａＣＯ_３粉末（純度；９９％以上）、ＭｇＯ粉末（純度；９９．６％）、ＺｎＯ粉末（純度；９９％）及びＳｉＯ_２粉末（純度；９９％以上）を用い、前記「ｘ」、「ｙ」及び「ｚ」の各々が表１に示す値となるように、秤量した。その後、各粉末をエタノールを媒体として湿式混合した。次いで、得られた混合粉末を大気雰囲気において１２００℃で２時間仮焼した。その後、仮焼物に分散剤、バインダ及びエタノールを加え、ボールミルを用いて粉砕し無機フィラー含有スラリーを得た。
一方、酸化物換算合計量１００質量％に対して、ＢａＯを３１質量％、ＺｎＯを１４質量％、Ｂ_２Ｏ_３を２４質量％、及び、ＳｉＯ_２を１２質量％を含有するＢａＯ・ＺｎＯ・Ｂ_２Ｏ_３・ＳｉＯ_２系ガラス原料を仮焼物に加え、分散剤、バインダ及びエタノールを加え、ボールミルを用いて粉砕しガラス含有スラリーを得た。
得られた混合スラリーを乾燥させて造粒した。その後、φ１９ｍｍの金型を用いて、２０ＭＰａで一軸プレスにより円柱状に成形した。次いで、１５０ＭＰａの圧力でＣＩＰ（冷間等方静水圧プレス）処理を行い、得られた成形体を大気雰囲気下、８００〜１０５０℃で２時間焼成し、実験例１〜２２（実施例３〜９及び１９〜２０、参考例１，２、１５〜１８及び２１〜２２、比較例１０〜１４）の各磁器を得た。

表１中の「＊」は本発明の範囲外であることを表す。

（２）誘電特性の評価
上記（１）で得られた円柱状の各磁器の両端面を研磨した。その後、研磨した各磁器を用いて、ＪＩＳ Ｒ１６４１に準じ、平行導体板型誘電体共振器法により、測定周波数１０ＧＨｚにおける、比誘電率及び誘電損失を測定した。この結果を表１に併記した。尚、実験例１０〜１４については共振が微弱であり誘電特性が得られなかった。

（３）焼結性の評価
吸水率を測定した。この結果、吸水率が０．１％以下である磁器について、表１に「○」と示した。一方、吸水率が０．１％以上である磁器については表１に「×」と示した。

（４）Ｘ線回折測定
実験例１〜２２の各磁器を乳鉢で粉砕し、Ｘ線回折測定を行い、主結晶相の同定を行った。この結果を表１に併記した。

（５）実施例の効果
表１の結果によると、比較品である実験例１０〜１４は、１０５０℃においても十分に緻密に焼結することができなかった。また、誘電特性も十分に得られなかった。実験例１０ではガラスが含有されないために、実験例１１〜１３ではアルカリ土類金属元素含有フィラーを含有するものの適切な組成範囲から外れた組成であるために、実験例１４ではアルカリ土類金属元素含有フィラーを含有しないために、各々、十分に緻密に焼結することができないものと考えられる。

これに対して、実験例１〜９では、いずれも十分に緻密に（吸水率が０．１％以下）焼結することができた。また、実験例１〜９の磁器からはいずれも、１０ＧＨｚにおける比誘電率が１０以下の誘電特性が得られた。特に実験例１〜７ではガラスの含有量が３５体積％以下であり誘電損失が３７×１０^−４以下と小さい。更に、実験例１〜５では、ガラスの含有量が２０体積％以下であり誘電損失が２８×１０^−４以下と更に小さい。とりわけ、実験例３〜５では、ガラスの含有量が２０体積％であり比誘電率が７と小さく、且つ誘電損失は２０×１０^−４〜２８×１０^−４と小さく、バランスに優れた低誘電磁器材料が得られていることが分かる。また、ＸＲＤの結果から、フォルステライト、ディオプサイド、ワラストナイト、ウィルマイト、アケルマナイト及びエンスタタイト、のうちの少なくとも１種の結晶相が主結晶相として認められることが好ましいと考えられる。

更に、実験例１５〜２２では、ガラスの含有量が３５体積％以下であっても十分に緻密に（吸水率が０．１％以下）焼結することができ、特に実施例１５〜１７及び２２ではガラスの含有量が２０体積％以下であっても十分に緻密に（吸水率が０．１％以下）焼結できた。
また、実験例１５〜２２の磁器からは１０ＧＨｚにおける比誘電率が７の誘電特性が得られた。更に、実験例１５〜２２の磁器は誘電損失が２４×１０^−４以下と小さく、特に実験例１７〜１８の磁器は誘電損失が１６×１０^−４以下と小さい。また、実験例１５〜１７では、ガラスの含有量が２０体積％以下であり比誘電率が７と小さく、且つ誘電損失は１４×１０^−４〜２４×１０^−４と小さく、バランスに優れた低誘電磁器材料が得られていることが分かる。また、ＸＲＤの結果から、上記組成式におけるｘが１０以下の範囲ではフォルステライト（ＭｇＯを含む場合）又はウィルマイト（ＺｎＯを含む場合）が主結晶相として認められることが好ましいと考えられる。

［２］電子部品
（１）ＬＣフィルタの製造
上記［１］（１）における表１中の実験例４の造粒に用いたものと同じスラリーを、脱泡処理した後、ドクターブレード法を用いてグリーンシート（厚さ２５０μｍ）に成形した。次いで、得られたグリーンシートのうち３枚の各表面に、導体部形成用銀ペーストを用いて未焼成導体部を印刷形成した。
その後、得られた３枚の未焼成導体部が形成されたグリーンシートを、温度１００℃、圧力１００ｋｇｆ／ｃｍ^２の条件で加圧加熱積層した。次いで、得られた積層体を裁断し、その後、大気中９２５℃で２時間焼成して図５に分解斜視図として示すＬＣフィルタ１を得た。
ＬＣフィルタ１は、誘電体磁器部１１１、１１２及び１１３と、導体部１２１、１２２及び１２３とを備える。これらは一体的に同時焼成されている。即ち、図５は分解斜視図として示しているが、実際には図５中の誘電体磁器部１１１、１１２及び１１３及び導体部１２１、１２２及び１２３は同時焼成されて、直方体形状の一体物となっている。

本発明は、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利用することができる。この各種電子部品としては、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利用することができる。この各種電子部品としては、フィルタ（ＬＣフィルタ等）、デュプレクサ、共振器、ＬＣデバイス、カプラ、ダイプレクサ、ダイオード、誘電体アンテナ及びセラミックコンデンサ等の個別部品類などが挙げられる。更には、汎用基板、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が挙げられる。また、これらの電子部品は、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。

アルカリ土類金属元素含有フィラーに関する係数ｘ、ｙ及びｚの相関を示す三角図である。 アルカリ土類金属元素含有フィラーに関する係数ｘ、ｙ及びｚの相関の好ましい範囲を説明する三角図である。尚、点線範囲は図１と同じ範囲を表す。 図２に示す領域ＡＥＦＤの更に好ましい範囲を説明する三角図である。 図２に示す領域ＢＯＰＣの更に好ましい範囲を説明する三角図である。 本発明の電子部品の一例であるＬＣフィルタの分解斜視図である。

符号の説明

１；ＬＣフィルタ、１１１、１１２及び１１３；誘電体磁器部、１２１、１２２及び１２３；導体部。

Claims (4)

1. 無機フィラー及びガラスを含有する低温焼成磁器組成物であって、
   上記無機フィラーは、組成式［ｘＣａＯ・ｙＭ^１Ｏ・ｚＳｉＯ_２］（但し、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１００モル％である。）で表した場合に下記条件（１）及び条件（２）を満たすアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とし、
   且つ、上記ガラスは、少なくともＢａ、Ｚｎ、Ｂ及びＳｉの各元素を含有し、該各元素の酸化物換算合計量を１００質量％とした場合に、該ＢａをＢａＯ換算で２５〜５５質量％、該ＺｎをＺｎＯ換算で５〜３０質量％、該ＢをＢ_２Ｏ_３換算で１５〜３５質量％、該ＳｉをＳｉＯ_２換算で５〜３０質量％、各々含有し、
   上記アルカリ土類金属含有フィラーの上記無機フィラー中における含有量は、上記無機フィラー全体を１００質量％とした場合に５０質量％を超えることと、
   上記無機フィラーと上記ガラスとの合計を１００体積％とした場合に、上記ガラスは３５体積％以下であることを特徴とする低温焼成磁器組成物。
   条件（１）；上記組成式中の該Ｍ^１は、Ｍｇ及びＺｎのうちの少なくとも１種である。
   条件（２）；上記組成式中の該ｘ、該ｙ及び該ｚは、各々の相関を三角図を用いて表した場合に対応する値が、図１における辺ＡＢ、辺ＢＣ、辺ＣＤ及び辺ＤＡ（点Ａはｘ＝２５、ｙ＝０、ｚ＝７５、点Ｂはｘ＝０、ｙ＝３５、ｚ＝６５、点Ｃはｘ＝０、ｙ＝８０、ｚ＝２０及び点Ｄはｘ＝６５、ｙ＝０、ｚ＝３５である。）により囲まれた領域内のうち、辺ＡＢ及び辺ＣＤは含まれるが、辺ＤＡ及び辺ＢＣは含まれない領域にある。
2. 上記無機フィラーは、上記組成式で表した場合に上記条件（１）及び下記条件（３）を満たすアルカリ土類金属元素含有フィラーを主成分とする請求項１に記載の低温焼成磁器組成物。
   条件（３）；上記組成式中の該ｘ、該ｙ及び該ｚは、各々の相関を三角図を用いて表した場合に対応する値が、図２における辺ＢＯ、辺ＯＰ、辺ＰＣ及び辺ＣＢ（点Ｏはｘ＝１３、ｙ＝４０、ｚ＝４７、点Ｐはｘ＝１３、ｙ＝６４、ｚ＝２３である。）により囲まれた領域内のうち、辺ＢＯ、辺ＯＰ、及び辺ＰＣは含まれるが、辺ＣＢは含まれない領域にある。
3. 上記無機フィラーは、更に、アルミナからなるアルミナフィラーを含有し、
   上記アルカリ土類金属元素含有フィラーと該アルミナフィラーとの合計を１００質量％とした場合に、上記アルミナフィラーは５０質量％以下である請求項１又は２に記載の低温焼成磁器組成物。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれかに記載の低温焼成磁器組成物からなる誘電体磁器部と、該誘電体磁器部の表面及び／又は内部に配設され且つ該誘電体磁器部と同時焼成された導体部と、を備えることを特徴とする電子部品。