JP5126616B2 - 磁性体セラミック、セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は磁性体セラミック、セラミック電子部品、及びセラミック電子部品の製造方法に関し、より詳しくはガーネット型フェライト系材料を主成分とした磁性体セラミック、該磁性体セラミックを使用した非可逆回路部品等のセラミック電子部品、及びその製造方法に関する。

携帯電話やミリ波レーダ等のマイクロ波領域の電磁波を利用した通信技術の進展に伴い、アイソレータ等の非可逆回路素子の研究・開発が盛んに行われている。

アイソレータは、一般に、信号の伝送方向には減衰がなく、逆方向には減衰が大きくなる機能を有しており、数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの極超短波帯やマイクロ波帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の送受信回路に搭載されている。

そして、この種の磁性体材料としては、従来より、イットリウム鉄ガーネットＹ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２（以下、「ＹＩＧ」という）に代表されるガーネット型フェライト系材料が広く使用されている。

例えば、特許文献１には、主成分が、一般式（Ｙ_3.0-ｘ-ｙＢｉ_ｘＣａ_ｙ）（Ｆｅ_5-α-β-γＩｎ_αＡｌ_βＶ_γ）０₁₂で表される組成を有し、ｘ、ｙの値が、０．４４＜ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２であり、α、β、γの値が、０≦α≦０．４、０≦β≦０．４５、０．２５≦γ≦０．６（ただし０．１≦α＋β≦０．７５）の範囲内にあって、副成分としてＣｕ及び／又はＺｒを含み、その含有量は、前記主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０重量％≦ＣｕＯ≦０．８重量％、ＺｒをＺｒＯ_２換算で、０重量％≦ＺｒＯ_２≦０．８重量％であり、ガーネット構造を有する相を主成分とし、８５０℃以上９８０℃未満の温度で焼結するようにした多結晶セラミック磁性体材料が開示されている。

この特許文献１では、Ｙの一部をＢｉで置換し、かつ副成分としてＣｕＯを含有させることにより、８５０℃以上９８０℃未満の低い温度での焼成を可能としている。さらに、特許文献１では、上述したように８５０℃以上９８０℃未満の低い温度での焼成が可能であることから、ＡｇやＣｕ等の低抵抗の金属材料との同時焼成が可能である旨が記載されている。

特開２００７−１４５７０５号公報（請求項１、段落番号〔００１５〕）

ところで、非可逆回路素子は磁気損失の小さいのが望ましいが、この磁気損失は強磁性共鳴半値幅ΔＨで評価することができる。

しかしながら、特許文献１は、主成分中にＢｉを含有させることにより、８５０℃以上９８０℃未満での低温焼成を可能としているが、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４４００〜８９００Ａ／ｍと大きく、所望の低磁気損失の非可逆回路素子を得ることができないという問題点があった。

また、生産性を向上させるためには、磁性体材料と低抵抗金属材料とを重ね合わせて同時焼成するのが望ましく、また、コスト面を考慮すると、金属材料としては低抵抗で安価なＣｕを使用するのが望ましい。

ところが、酸化物の平衡酸素分圧を示すエリンガム図（非特許文献１）によれば、８００℃以上の温度で焼成する場合、Ｃｕ金属とＦｅ_２Ｏ_３の共存する領域が存在しないことが分かっている。すなわち、８００℃以上の温度では、Ｆｅ_２Ｏ_３を生成するような高酸素分圧で焼成を行った場合、Ｃｕも酸化されてＣｕ_２Ｏとなる。一方、Ｃｕ金属の状態を維持するような低酸素分圧で焼成を行った場合は、Ｆｅ_２Ｏ_３が還元されてＦｅ_３Ｏ_４を生成する。

E.T.T.Ellingham著:J.Soc.Chem.Ind.、英国、63巻、1944年、ｐ．125

したがって、特許文献１には、８５０℃以上９８０℃未満の温度で、Ｆｅを含む磁性体材料とＣｕとを同時焼成させることができると記載されているものの、上記温度範囲ではＣｕの酸化が促進されてＣｕ_２Ｏが生成され易い。このためＣｕ金属が本来有する低抵抗な電極を得ることができず、Ｆｅを含む磁性体材料とＣｕとの同時焼成は実用上困難であった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、磁気損失が小さく、安価なＣｕと同時焼成することが可能な高周波用の磁性体セラミック、該磁性体セラミックを使用した非可逆回路部品等のセラミック電子部品、及び該セラミック電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記目的を達成するためにガーネット型フェライト系材料を使用して鋭意研究を行ったところ、フェライト材料中にビスマスを含まなくともＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有し、かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの還元雰囲気で焼成することにより、焼成温度は若干高くなるが、Ｃｕの融点よりも十分に低い温度で焼成することができ、かつ強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下の低磁気損失の磁性体セラミックを得ることができるという知見を得た。

本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る磁性体セラミックは、主成分が、ビスマスを含まないガーネット型フェライト系材料で形成されると共に、Ｃｕ酸化物が０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有され、かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気で焼成されてなることを特徴としている。

また、本発明の磁性体セラミックは、強磁性共鳴半値幅が４０００Ａ／ｍ以下であることを特徴としている。

さらに、本発明者が鋭意研究を重ねたところ、磁性体セラミックとなるべき成形体とＣｕ金属となるべき導電膜とを酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気で同時焼成しても、強磁性共鳴半値幅が４０００Ａ／ｍ以下の低磁気損失のセラミック電子部品を得ることができるということが分かった。

本発明に係るセラミック電子部品は、上記磁性体セラミックと、Ｃｕを主成分とした導電部とを有し、前記磁性体セラミックと前記導電部とが同時焼成されてなることを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品は、非可逆回路部品であることを特徴としている。

また、Ｆｅを含んだ磁性体材料とＣｕとを同時焼成して所望の特性を得るためには、焼成後にＦｅ_２Ｏ_３と金属としてのＣｕとを共存させる必要がある。

しかしながら、上述したように８００℃以上の焼成温度ではＦｅ_２Ｏ_３とＣｕとが共存する領域が存在しない。

そこで、本発明では、強磁性共鳴半値幅が４０００Ａ／ｍ以下となり、かつＣｕとの同時焼成が可能な酸素分圧でＦｅ_２Ｏ_３を生成し、その後、Ｆ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上であってかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下の酸素分圧に雰囲気調整して熱処理を行っている。そしてこれにより磁性体セラミックの特性を劣化させることなく、Ｃｕ_２ＯをＣｕに還元することができることから、磁性体材料とＣｕとを同時焼成しても、所望の低磁気損失を有するセラミック電子部品を得ることが可能となる。

すなわち、本発明に係るセラミック電子部品の製造方法は、Ｆｅ化合物を含む磁性体材料から成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記成形体を前記導電膜を挟持する形態で積層し、前記成形体と前記導電膜とを同時焼成する焼成工程とを含み、前記焼成工程は、酸素分圧を１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａに設定して前記同時焼成した後、Ｆ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上であってかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下の酸素分圧で熱処理することを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記焼成工程は、昇温過程、温度保持過程、及び降温過程を含む焼成プロファイルを有すると共に、前記熱処理は前記降温過程で行うことを特徴としている。

さらに、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記熱処理は、５００℃〜７００℃の温度で行うことを特徴としている。

また、本発明のセラミック電子部品の製造方法は、前記磁性体材料は、ビスマスを含まないガーネット型フェライト系材料を主成分とし、０．２５〜２．５０重量％のＣｕ酸化物を含むことを特徴としている。

本発明の磁性体セラミックによれば、主成分が、ビスマスを含まないガーネット型フェライト系材料で形成されると共に、Ｃｕ酸化物が０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有され、かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気で焼成されてなるので、Ｃｕとの同時焼成が可能な酸素分圧で焼成しても、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下の低磁気損失の磁性体セラミックを得ることができる。

本発明のセラミック電子部品によれば、上記磁性体セラミックと、Ｃｕを主成分とした導電部とを有し、前記磁性体セラミックと前記導電部とが同時焼成されてなるので、磁性体セラミックを形成した後、焼き付け処理等でＣｕ電極を形成しなくてもよく、非可逆回路部品等の高周波用途に適したフェライト系セラミック電子部品を高効率かつ安価に得ることができる。

本発明のセラミック電子部品の製造方法によれば、Ｆｅ化合物を含む磁性体材料から成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記成形体を前記導電膜を挟持する形態で積層し、前記成形体と前記導電膜とを同時焼成する焼成工程とを含み、前記焼成工程は、酸素分圧を１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａに設定して前記同時焼成した後、Ｆ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上であってかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下の酸素分圧で熱処理するので、一旦酸化したＣｕ酸化物を還元させてＣｕ金属の状態に戻すことができる。したがって、磁気損失の低減され、信頼性に優れた高品質のアイソレータを高効率かつ安価に製造することができる。

また、前記焼成工程は、昇温過程、温度保持過程、及び降温過程を含む焼成プロファイルを有すると共に、前記熱処理は前記降温過程で行うので、焼成工程中に熱処理を行うことができ、熱処理のための特別な処理炉は不要であり、焼成処理と熱処理とを連続的に効率良く行うことができる。

また、前記熱処理は、５００〜７００℃の温度で行うので、導電部となるべきＣｕを確実に金属の状態に保持できると共に、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下の非可逆回路部品等のセラミック電子部品を得ることができる。

本発明の磁性体セラミックを使用して製造されたセラミック電子部品としてのアイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す分解斜視図である。 図１の要部分解斜視図である。 上記アイソレータの等価回路を示す電気回路図である。 本発明の焼成プロファイルを示す図である。 Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏ反応系、及びＦｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４反応系のエリンガム図である。 実施例２で焼成温度又は熱処理温度と酸素分圧との関係を説明するためのエリンガム図である。 実施例２における各試料の結晶系のＸ線回折スペクトルである。

次に、本発明の実施の形態を詳説する。

本発明の一実施の形態としての磁性体セラミックは、主成分が、ＹＩＧからなるガーネット型フェライト系材料で形成されると共に、Ｃｕ酸化物が０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有され、かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの還元雰囲気で焼成されている。

これにより１０００〜１０５０℃の比較的低温で焼成しても、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下の磁気損失が低減された磁性体セラミックを得ることができる。

尚、ＹＩＧ中、Ｙ及びＦｅの一部は、必要に応じて各種元素で置換するのも好ましく、例えば、Ｙの一部をＣａで置換した（Ｙ，Ｃａ）_３Ｆｅ_５Ｏ₁₂や、Ｆｅの一部をＩｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｖのうちの少なくとも１種で置換したＹ_３（Ｆｅ，Ｉｎ）_５Ｏ₁₂、Ｙ_３（Ｆｅ，Ａｌ）_５Ｏ₁₂、Ｙ（Ｆｅ，Ｓｎ）_５Ｏ₁₂、Ｙ_３（Ｆｅ，Ｖ）_５Ｏ₁₂、Ｙ_３（Ｆｅ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｖ）_５Ｏ₁₂、Ｙ_３（Ｆｅ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｖ）_５Ｏ₁₂、或いはこれらの組み合わせを適宜使用することができる。

ただし、本発明のガーネット型フェライト系材料にはＢｉは含有されていない。これは、Ｂｉは焼成温度の低温化には寄与するものの、磁気損失の低減には寄与しないからである。

また、本実施の形態で、Ｃｕ酸化物の含有量を０．２５〜２．５０重量％としたのは以下の理由による。

Ｃｕ酸化物の含有量が０．２５重量％未満に低下すると、１０５０℃以下の低温での焼成が困難となる。一方、Ｃｕの含有量が２．５０重量％を超えると、１．０×１０^０〜１．０×１０^-3Ｐａの還元雰囲気で焼成を行っても、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超えてしまい、磁気損失が大きくなる。

そして、このようなＣｕ酸化物としては、ＣｕＯ及びＣｕ_２Ｏのいずれか１種又はこれらの組み合わせを使用することができる。

また、焼成雰囲気の酸素分圧を１．０×１０^０〜１．０×１０^-3Ｐａとしたのは以下の理由による。

焼成雰囲気が１．０×１０^０Ｐａを超えて大気雰囲気に近くなると、Ｃｕ酸化物の含有量を増加させた場合、含有量が２．５重量％以下であっても、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超えてしまって磁気損失の低下を招くおそれがある。一方、焼成雰囲気が１．０×１０^-3Ｐａ未満になると、過度の還元性雰囲気となり、この場合も強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超えてしまい、磁気損失の低下を招くおそれがある。

そこで、本実施の形態では、焼成雰囲気の酸素分圧を１．０×１０^０〜１．０×１０^-3Ｐａとしている。

次に、上記磁性体セラミックを使用した本発明のセラミック電子部品について詳説する。

図１は、本発明に係るセラミック電子部品としての２ポート型アイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す分解斜視図であって、本実施の形態では、集中定数型のアイソレータを示している。

このアイソレータは、回路基板１上にアイソレータ本体２が実装されると共に、平板状に形成されたヨーク３が絶縁層４を介して前記アイソレータ本体２に載設されている。

回路基板１は、導電膜が形成された複数のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されたセラミック多層基板からなり、整合用コンデンサや終端抵抗が内蔵されている。そして、回路基板１の上面にはアイソレータ本体２と電気的接続を行うための上面電極５ａ〜５ｃが形成されると共に、該回路基板１の下面には外部接続用に複数の下面電極（不図示）が形成されている。

ヨーク３は、電磁シールド機能を有し、アイソレータ本体２からの磁気の漏れや高周波電磁界の漏れを抑制すると共に、外部からの磁気の影響を抑制する作用を有する。尚、ヨーク３は、必ずしも接地されている必要はないが、はんだ付けや導電性接着剤などで接地してもよく、接地することにより、高周波シールドの向上に寄与することができる。

アイソレータ本体２は、フェライト６が熱硬化性系エポキシ樹脂等の接着剤７ａ、７ｂを介して一対の永久磁石８ａ、８ｂで挟着されている。

尚、永久磁石８ａ、８ｂとしては、特に限定されるものではないが、Ｓｒ系、Ｂａ系、或いはＬａ−Ｃｏ系のフェライト磁石を好んで使用することができる。

図２はフェライト６の分解斜視図である。

このフェライト６は、略直方体形状に形成された中心層９の両主面には第１の外側層１０ａ、１０ｂが配されると共に、該第１の外側層１０ａ、１０ｂの外主面には第２の外側層１１ａ、１１ｂが配されている。さらに、中心層９と第１の外側層１０ａ、１０ｂの間には中心電極層１２ａ、１２ｂが介装され、第１の外側層１０ａ、１０ｂと第２の外側層１１ａ、１１ｂとの間には外側電極層群１３ａ、１３ｂが介装されている。

そして、本実施の形態では、中心層９、第１の外側層１０ａ、１０ｂ、及び第２の外側層１１ａ、１１ｂが上記磁性体セラミックで形成され、中心電極層１２ａ、１２ｂ及び外側電極層群１３ａ、１３ｂはＣｕで形成されている。

中心層９の上下両面には複数の凹部が形成され、該凹部にはＣｕが充填されてビア導体１４ａ〜１４ｎが形成されている。

中心電極層１２ａは、中心層９の主面に沿うように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、該中心電極層１２ａの一方の端部１２ａ′はビア電極１４ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１２ａ″はビア電極１４ｍと接続可能となるように垂設されている。

また、中心電極層１２ｂは、前記中心電極層１２ａと略対向状となるように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、該中心電極層１２ｂの一方の端部１２ｂ′は前記ビア電極１４ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１２ｂ″はビア電極１４ｎと接続可能となるように垂設されている。このように中心層９は、これら中心電極層１２ａ、１２ｂにより１ターン巻回されている。

また、第１の外側層１０ａ、１０ｂの上下両面には複数の凹部が形成され、該凹部にはＣｕが充填されてビア導体１５ａ〜１５ｇ、１６ａ〜１６ｈが形成されている。

外側電極層群１３ａは、第１の外側層１０ａの主面に対し斜め上方に傾斜状となるように、４つの外側電極層（第１〜第４の外側電極層１７ａ〜１７ｄ）が平行状に形成されている。また、外側電極層群１３ｂは、第２の外側層１０ｂの主面に対し直交状となるように、４つの外側電極層（第１〜第４の外側電極層１８ａ〜１８ｄ）が平行状に形成されている。

そして、第１の外側電極層１７ａの上端は、ビア電極１５ｄ、１４ｅ、１６ｄを介して第１の外側電極層１８ａの上端に電気的に接続されている。さらに、第１の外側電極層１８ａの下端はビア電極１６ｈ、１４ｌ、１５ｇを介して第１の外側電極層１７ｂの下端に電気的に接続されている。以下同様に、第１の外側電極層１７ａの上端は、ビア電極１５ｃ、１４ｄ、１６ｃを介して第２の外側電極層１８ｂの上端に電気的に接続され、第２の外側電極層１８ｂの下端はビア電極１６ｇ、１４ｋ、１５ｆを介して第３の外側電極層１７ｃの下端に電気的に接続されている。また、第３の外側電極層１７ｃの上端は、ビア電極１５ｂ、１４ｃ、１６ｂを介して第３の外側電極層１８ｃの上端に電気的に接続され、第３の外側電極層１８ｃの下端はビア電極１６ｆ、１４ｊ、１５ｅを介して第４の外側電極層１７ｄの下端に電気的に接続されている。さらに、第４の外側電極層１７ｄの上端は、ビア電極１５ａ、１４ｂ、１６ａを介して第４の外側電極層１８ｄの上端に電気的に接続されている。さらに、第４の外部電極層１７ｄはビア電極１４ｉに接続されると共に、第１の外部電極層１８ａはビア電極１４ｍに接続されている。尚、ビア電極１４ｍは外側電極層群１３ａ及び外側電極層群１３ｂのそれぞれの端部の接続用電極として共用される。また、ビア電極１４ｆ、１４ｇ、１４ｈはダミー電極である。

このように外側電極層群１３ａ、１３ｂは、第１の外側層１０ａ、１０ｂにより中心電極層１２ａ、１２ｂとの電気的絶縁性を確保しながら、中心層９の周囲を螺旋状に４ターン巻回されている。そして、中心電極層１２ａ、１２ｂと外側電極層群１３ａ、１３ｂとはビア電極１４ｌを介して電気的に接続されている。

尚、本実施の形態で、ターン数とは、外側電極層群１３ａ、１３ｂが中心層９を１回横断した状態を０．５ターンとして計算している。そして、中心電極層１２ａ、１２ｂと外側電極層群１３ａ、１３ｂとの交差角度は、必要に応じて所望角度に設定され、これにより入力インピーダンスや挿入損失が調整される。

図３は上記アイソータの等価回路を示す電気回路図である。

すなわち、回路基板１には整合用コンデンサＣ１及び終端抵抗Ｒが内蔵され、回路基板１の下面に形成された下面電極（不図示）が入力ポートＰ１を形成している。そして、該下面電極は、回路基板１の上面に形成された上面電極５ａ及び中心層９の下面に形成されたビア電極１４ｎを介して中心電極層１２の一端に接続されている。

中心電極層１２の他端及び外側電極層群１３の一端は、中心層９の下面に形成されたビア電極１４ｍ及び回路基板１の上面に形成された上面電極５ｂを介して終端抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１、Ｃ２に接続され、かつ、回路基板１の下面に形成された下面電極に接続され、出カポートＰ２を形成している。

また、外側電極層群１３の他端は、中心層９の下面に形成されたビア電極１４ｉ及び回路基板１の上面に形成された上面電極５ｃを介してコンデンサＣ２及び回路基板１の下面に形成された下面電極に接続され、該下面電極がグランドポートＰ３を形成している。

次に、上記アイソレータの製造方法を詳述する。

まず、フェライト６は、以下のようにして製造することができる。

すなわち、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、及びＣｕＯ又は／及びＣｕ_２Ｏを含む複数種のセラミック素原料を所定量秤量し、ボールミルで湿式混合した後、大気中で仮焼し、その後湿式粉砕して仮焼粉末を得る。次いで、この仮焼粉末と有機バインダとを有機溶剤中に分散させてセラミックスラリーを作製する。

次いで、このセラミックスラリーを、ドクターブレード法等の成形加工法を使用して成形し、矩形状の磁性体シートを作製する。

次いで、この磁性体シートをレーザ加工して上下両面に多数の凹部を形成する。そして、該凹部にＣｕを主成分とするＣｕペーストを塗布し、ビア電極１４ａ〜１４ｎとなるべきＣｕが凹部に充填された中心層９用の第１の磁性体シートを作製する。

次に、別の矩形状磁性体シートを用意し、該矩形状磁性体シートをレーザ加工して上下両面に多数の凹部を形成し、該凹部に前記Ｃｕペーストを塗布し、ビア電極１５ａ〜１５ｇ、１６ａ〜１６ｈとなるべきＣｕが凹部に充填された第１の外側層１０ａ、１０ｂ用の２枚の第２の磁性体シートを作製する。次いで、この第２の磁性体シートの両主面にスクリーン印刷し、中心電極層１２ａ、１２ｂとなるべき導体膜を形成する。

次に、さらに別の矩形状磁性体シートを用意し、該矩形状磁性体シートの一方の主面にスクリーン印刷を行い、外側電極層群１３ａ、１３ｂとなるべき導体膜を形成し、２枚の第３の磁性体シートを得る。

そしてこの後、第１の磁性体シートを第２の磁性体シートで挟持し、さらに該第２の磁性体シートを第３の磁性体シートで挟持して圧着し、積層体ブロックを作製する。

次いで、１×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気に調整された焼成炉に前記積層体ブロックを投入し、１０００℃〜１０５０℃の焼成温度で所定時間（例えば、５時間）焼成し、その後、焼成炉が５００℃〜７００℃に低下した段階で、この５００℃〜７００℃の温度を所定時間（例えば、５時間）保持して熱処理を行う。そして、これにより磁性体シートと導体膜とが同時焼成され、フェライト６が作製される。

図３は本実施の形態で実行された焼成プロファイルの一例を示す図である。

この焼成プロファイルは、昇温過程２１と温度保持過程２２と降温過程２３とを有している。

昇温過程２１で焼成炉の炉内温度を昇温させ、最高焼成温度Ｔ１（例えば、１０００℃〜１０５０℃）に到達すると、温度保持過程２２に入り、前記最高焼成温度Ｔ１を所定時間ｔ１（例えば、５時間）保持し、焼成を行う。この場合、電極となるＣｕの酸化が過度に進行しないように、１．０×１０^０〜１．０×１０^-3Ｐａの雰囲気で焼成処理を行い、磁性体セラミック（中心層９、第１の外側層１０ａ、１０ｂ及び第２の外側層１１ａ、１１ｂ）となるべき磁性体シート、及び導電部（中心電極層１２ａ，１２ｂ、外側電極層群１３ａ、１３ｂ、ビア電極１４ａ〜１４ｎ、１５ａ〜１５ｇ、１６ａ〜１６ｈ）となるべき導体膜を同時焼成する。

次いで、焼成処理が終了した後、降温過程２３に入り、炉内温度を降温させる。そして、この炉内温度が所定温度Ｔ２（例えば、５００℃〜７００℃）に低下した段階で所定時間ｔ２（例えば、５時間）、熱処理を行い、その後、常温に降温させている。

このように焼成後に降温過程２３で熱処理を行った理由を、図５を使用して説明する。

図５は、エリンガム図（非特許文献１）からＣｕ−Ｃｕ_２Ｏ反応系、及びＦｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４反応系の線図のみを抜粋したものである。

図中、上横軸は摂氏温度（℃）、下横軸は絶対温度（Ｋ）、左縦軸は標準生成ギプスエネルギーΔＧ゜（ｋＪ／mol）を示している。また、右横軸は酸素分圧ＰＯ_２を示し、左上の×印で示す原点Ｏ（絶対温度０Ｋの点）から放射状に形成された直線と上記反応系線図との交点の延長上の酸素分圧ＰＯ_２が、前記交点の温度における平衡酸素分圧ＰＫＯ_２となる。

すなわち、このエリンガム図は、酸化物の安定性をその平衡酸素分圧ＰＫＯ_２と関連付けて示したものであり、例えば、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏ平衡の８００℃における酸素分圧ＰＯ_２は、左上の原点Ｏと８００℃における４Ｃｕ＋Ｏ_２＝２Ｃｕ_２Ｏの線の交点とを結び、その延長線上の右縦軸の目盛り上の点（≒１０^-５Ｐａ）で近似される。

そして、反応系が平衡状態にある場合、標準生成ギプスエネルギーΔＧ゜は数式（１）で表わされる。

ΔＧ゜＝２．３０３ＲＴlogＰＫＯ_２ …（１）
ここで、Ｒは気体定数（＝８．３１４×１０^-3ｋＪ／Ｋ・mol）、Ｔは絶対温度（Ｋ）である。

そして、例えば、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２よりも低い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕは酸化されず、Ｃｕ金属の状態を維持する。一方、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２よりも高い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ_２Ｏが生成され易くなる。

そして、磁性体シートはＦｅを主成分とするが、Ｃｕの融点は１０８３℃であるから、磁性体シートとＣｕとを同時焼成させるためには、磁性体シートの焼成温度を低下させてＣｕの融点以下の低温で焼成させる必要がある。

このため本実施の形態では、ＹＩＧに０．２５〜２．５重量％のＣｕ酸化物を含有させて１０００℃〜１０５０℃程度の低温での焼成を可能としている。

さらに、Ｆｅを主成分とする磁性体シートとＣｕを主成分とする金属とを同時焼成させて所望の磁性体セラミックを得るためには、焼結後においてＦｅ_２Ｏ_３とＣｕ金属とを共存させる必要がある。

しかしながら、８００℃以上の温度ではＦｅ_２Ｏ_３とＣｕとが共存する領域が存在しない。

すなわち、図５のエリンガム図より、８００℃におけるＦｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２は、大概１０^-4Ｐａであるから、Ｆｅ_２Ｏ_３を生成するためには、この平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以上の酸素分圧で焼成する必要がある。しかしながら、８００℃におけるＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２はＦｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２よりも低く、したがって、Ｆｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２を基準に焼成雰囲気の酸素分圧を設定すると、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ_２Ｏを生成する。

一方、８００℃以上の温度でＣｕ金属の状態を維持するように焼成するためには、大概１０^-5Ｐａ以下の酸素分圧で焼成する必要があり、したがって、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２を基準に焼成雰囲気の酸素分圧を設定すると、Ｆｅ_２Ｏ_３は還元されてＦｅ_３Ｏ_４が生成される。

しかも、図５から明らかなように、８００℃以上の温度領域では、温度が上昇するに伴い、Ｆｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２とＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２との差が広がる。したがって８００℃以上の温度領域では、Ｃｕ金属とＦｅ_２Ｏ_３の共存する領域が存在しないこととなる。

このため、従来では、電極材料としてＣｕを使用する場合は、例えば、焼結された中心層（磁性体セラミック）の両主面にＣｕを焼き付けて中心電極層を形成する等してフェライト６を作製することが多く、磁性体シートとＣｕとを同時焼成するのは実用上困難な状況にあった。

そこで、本実施の形態では、まず、過度の酸化性雰囲気とならないように、１．０×１０^０〜１．０×１０^-3Ｐａの雰囲気下、Ｆｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２に相当する温度よりも高い温度で焼成処理を行い、同時焼成を行っている。例えば、１０００℃におけるＦｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２は、エリンガム図より０．６〜０．８Ｐａであるから、この平衡酸素分圧ＰＫＯ_２に相当する温度よりも高い温度で同時焼成し、焼結させている。

一方、この焼成雰囲気は、Ｃｕに対しては酸化性雰囲気であるから、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ_２Ｏが生成するおそれがある。

そこで、焼成処理後の降温過程でＣｕ_２ＯをＣｕに還元している。すなわち、Ｆｅ_２Ｏ_３が還元されてＦｅ_３Ｏ_４となるのを回避する必要性から、Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以上でありかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以下の酸素分圧で熱処理を行っている。

具体的には、図５の斜線部に示すように、５００℃〜７００℃の温度で熱処理を行っている。すなわち、この５００℃〜７００℃の温度領域では、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧は常にＦｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧よりも大きい。したがって、Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の反応系に対しては常に酸化性雰囲気であり、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの反応系に対しては常に還元性雰囲気となるような酸素分圧の設定が可能である。

このように５００℃〜７００℃の温度領域で、Ｆｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以下でありかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以上となるような、酸素分圧ＰＯ_２を設定し、熱処理を行うことにより、Ｆｅ_２Ｏ_３が還元されることもなく、Ｃｕ_２Ｏのみが還元されてＣｕが生成される。

そしてその後は、接着剤７ａ、７ｂを使用し、フェライト６を永久磁石８ａ、８ｂで挟着してアイソレータ本体２を作製し、その後絶縁体層４を介してヨーク３を貼着し、最後に回路基板１に実装し、これによりアイソレータが作製される。

このように本実施の形態の磁性体セラミックは、主成分が、ビスマスを含まないＹＩＧフェライト系材料で形成されると共に、Ｃｕ酸化物が０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有され、かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気で焼成されてなるので、Ｃｕとの同時焼成が可能な酸素分圧で焼成しても、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下の低磁気損失の磁性体セラミックを得ることができる。

しかも、同時焼成した後、Ｆ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以上であってかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２以下の酸素分圧で熱処理するので、一旦酸化したＣｕ酸化物を還元させてＣｕ金属の状態に戻すことができる。したがって、磁気損失の低減された信頼性にも優れた高品質のアイソレータを高効率かつ安価に製造することができる。

また、熱処理は降温過程２３で行うので、焼成工程中に熱処理を行うことができる。したがって、熱処理のための特別な処理炉は不要であり、焼成処理と熱処理とを連続的に効率良く行うことができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、セラミック電子部品についてもアイソレータを例示して説明したが、サーキュレータなど、他の通信用高周波回路等にも適用可能であるのはいうまでもない。

次に、本発明の実施例を具体例に説明する。

セラミック素原料として、ＣａＣＯ_３、Ｙ_２Ｏ_３、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｉｎ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２及びＢｉ_２Ｏ_３を用意し、表１のような主成分組成となるように、これらセラミック素原料を秤量した。次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、８５０〜９５０℃の温度で仮焼し、それぞれの仮焼粉末を得た。

次に、副成分としてＣｕＯ及びＺｒＯ_２を用意した。そして、これら副成分が表１に示すような含有量となるように、これら副成分を秤量して仮焼粉末に添加し、ポリビニルブチラール系バインダー、有機溶剤としてのエタノール、及びＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを得た。

次に、得られた各セラミックスラリーに対し、ドクターブレード法を使用して厚さが５０μｍとなるようにシート状に成形し、これを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに打ち抜き、磁性体シートを得た。

次に、このようにして得られた磁性体シートを、厚さが総計で０．５ｍｍとなるように積層し、６０℃に加熱し、１００ＭＰａの圧力で６０秒間加圧し、圧着させ、その後、直径１０ｍｍの大きさの円板状に切り出し、これにより積層体ブロックを得た。

次に、前記積層体ブロックを十分脱脂した後、所定の酸素分圧（２．０×１０^４Ｐａ（大気雰囲気）、１Ｐａ、１０^-1Ｐａ、１０^-3Ｐａ、又は１０^-4Ｐａ）に調整された焼成炉に投入し、９２０℃又は１０４０℃で５時間焼成し、試料番号１〜２２の試料を得た。尚、１〜１０^-4Ｐａの酸素分圧は、Ｎ_２−Ｈ_２−Ｈ_２Ｏの混合ガスを炉内に供給することにより調整した。

次に、これら試料番号１〜２２の各試料について、短絡同軸線路法を使用し、強磁性共鳴半値幅ΔＨを測定した。

表１は、試料番号１〜２２の各試料の組成を示し、表２は焼成温度と各酸素分圧における強磁性共鳴半値幅ΔＨを示している。

試料番号１〜９は、主成分組成が（Ｙ_2.12Ｃａ_0.89）(Ｆｅ_4.05Ｉｎ_0.22Ａｌ_0.30Ｖ_0.42)Ｏ₁₂であり、試料中にＣｕＯを０〜３．００重量％含有させたものである。

試料番号１は、試料中にＣｕＯが含まれていないため、１０４０℃の低温では焼結させることができず、融点が１０８３℃のＣｕと同時焼成するのは困難であることが分かった。

試料番号９は、ＣｕＯが試料中に３．００重量％と過剰に含まれているため、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超え、磁気損失が劣化することが分かった。

これに対し試料番号２〜８は、１〜１０^-３Ｐａの範囲の酸素分圧で焼成することにより、ＣｕＯの含有量が０．２５〜２．５重量％の範囲で強磁性共鳴半値幅ΔＨを４０００Ａ／ｍ以下とすることができ、磁気損失を抑制できることが分かった。

尚、試料番号２〜８の場合であっても、酸素分圧を１０^-4Ｐａと過度に還元性雰囲気にしたときは、強磁性共鳴半値幅ΔＨが６０００Ａ／ｍを超え、磁気損失の劣化が顕著になることが分かった。

また、試料番号８の場合、２．０×１０^４Ｐａ（大気雰囲気）で焼成させたときは強磁性共鳴半値幅ΔＨが６０００Ａ／ｍを超え、磁気損失が劣化した。これはＣｕＯの含有量が２．５重量％であり、試料番号２〜７に比べ多いためと思われる。したがって、Ｃｕの含有量の自由度を広げる観点から、１〜１０^-３Ｐａの範囲の酸素分圧で行うのが望ましいことが分かった。

試料番号１０〜１８は、主成分組成が(Ｙ_2.12Ｃａ_0.89)(Ｆｅ_3.97Ｉｎ_0.30Ａｌ_0.30Ｖ_0.42)Ｏ₁₂であり、試料中にＣｕＯを０〜３．００重量％含有させたものである。

試料番号１０は、試料番号１と同様、試料中にＣｕＯが含まれていないため、１０４０℃の低温では焼結させることができず、融点が１０８３℃のＣｕと同時焼成するのは困難であることが分かった。

試料番号１８も、試料番号９と同様、ＣｕＯが試料中に３．００重量％と過剰に含まれているため、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超え、磁気損失が劣化することが分かった。

これに対し試料番号１１〜１７は、１〜１０^-3Ｐａの範囲の酸素分圧で焼成することにより、ＣｕＯの含有量が０．２５〜２．５重量％の範囲で強磁性共鳴半値幅ΔＨを４０００Ａ／ｍ以下とすることができ、磁気損失を抑制できることが分かった。

尚、試料番号１１〜１７の場合であっても、試料番号２〜８と同様、酸素分圧を１０^-4Ｐａと過度に還元雰囲気にした場合は、強磁性共鳴半値幅ΔＨが６０００Ａ／ｍを超え、磁気損失の劣化が顕著になることが分かった。

また、試料番号１７の場合、２．０×１０^４Ｐａ（大気雰囲気）で焼成させたときは、試料番号８と同様の理由から、強磁性共鳴半値幅ΔＨが６０００Ａ／ｍを超え、磁気損失が劣化した。

試料番号１９、２０は、主成分組成が(Ｙ_2.05Ｃａ_0.95)(Ｆｅ_3.97Ｓｎ_0.30Ａｌ_0.28Ｖ_0.45)Ｏ₁₂であり、試料中にＣｕＯを０．３５重量％又は０．５０重量％含有させたものである。

この試料番号１９、２０でも、酸素分圧を１０^-4Ｐａと過度に還元性雰囲気にした場合は、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍを超えたが、１〜１０^-３Ｐａの範囲の酸素分圧で焼成することにより、強磁性共鳴半値幅ΔＨが４０００Ａ／ｍ以下となり、磁気損失を抑制できることが分かった。

試料番号２１は、(Ｙ_1.55Ｃａ_0.90Ｂｉ_0.55)(Ｆｅ_3.97Ｉｎ_0.30Ａｌ_0.28Ｖ_0.45)Ｏ₁₂であり、Ｙの一部をＣａのみならずＢｉでも置換したものであり、ＣｕＯを０．３５重量％含有させている。

また、試料番号２２は、試料番号２１に加え、ＺｒＯ_２を０．１重量％含有させている。

この試料番号２１、２２では、主成分中にＢｉを含有させているため、９２０℃の低温での焼成が可能であるが、大気中で焼成しても強磁性共鳴半値幅ΔＨは４０００Ａ／ｍを超え、酸素分圧を１Ｐａに調整して焼成した場合は、強磁性共鳴半値幅ΔＨは８０００Ａ／ｍを超えた。すなわち、主成分中にＢｉを含有させることにより、より低温での焼成が可能となるが、強磁性共鳴半値幅ΔＨが大きくなり、磁気損失の劣化が顕著になることが確認された。

以上より磁気損失が小さく、しかもＣｕとの同時焼成を可能とするためには、磁性体セラミック中にＢｉを含まず、ＣｕＯの含有量は、０．２５〜２．５重量％、焼成雰囲気の酸素分圧が１〜１０^-3Ｐａで行う必要のあることが確認された。

また、試料番号２〜４、１１〜１３から明らかなように、主成分組成が（Ｙ，Ｃａ）（Ｆｅ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｖ）系で構成され、かつＣｕＯの含有量が０．２５〜０．７５重量％の場合は、酸素分圧が１〜１０^-3Ｐａの焼成雰囲気で焼成することにより、強磁性共鳴半値幅ΔＨを３０００Ａ／ｍ以下に抑制でき、より好ましいことが分かった。

この実施例２では、磁性体シートとＣｕとを同時焼成し、特性を評価した。

すなわち、三本ロールミルを使用し、Ｃｕの金属粉末を溶剤としてのターピネオールと有機バインダとしてのエチルセルロース中に分散させて混練し、Ｃｕペーストを作製した。

次いで、〔実施例１〕で作製した試料番号１２の磁性体シートを用意し、Ｃｕペーストを磁性体シートの表面にスクリーン印刷し、厚みが１０μｍの所定パターンの導電膜を形成した。

次いで、導電膜の形成されていない磁性体シートを積層し、上下両面を導電膜の形成された磁性体シートで狭持し、６０℃の加熱下、１００ＭＰａの圧力で６０秒間、圧着し、その後直径１０ｍｍに切り出して、厚みが０．５ｍｍの積層体ブロックを形成した。

このようにして得られた積層体ブロックを６００℃でＮ_２−Ｈ_２−Ｈ_２Ｏの混合ガスを供給して、残炭素が０．０２重量％以下となるように脱脂した。

このようにして得られた積層体ブロックを所定酸素分圧（２．０×１０^４Ｐａ（大気中）１、１０^-1、１０^-3、１０^-4、１０^-5、又は１０^-8Ｐａ）に調整された焼成炉に投入し、１０４０℃の温度で５時間焼成した。尚、１〜１０^-8Ｐａの焼成雰囲気は、〔実施例１〕と同様、Ｎ_２−Ｈ_２−Ｈ_２Ｏの混合ガスを供給して調整した。

次に、焼成後の各試料について、降温過程中の温度５００℃に低下した段階で、酸素分圧を１×１０^-11Ｐａに調整し、５００℃の温度で５時間保持して熱処理を行い、これにより試料番号３１〜３７の試料を得た。尚、焼成炉の酸素分圧は、Ｎ_２−Ｈ_２の混合ガスを供給して調整した。

次に、試料番号３１〜３７について、短絡同軸線路法により、強磁性共鳴半値幅ΔＨを測定した。

また、Ｘ線回折装置（ＸＲＤ）を使用し、電極（導電部）がＣｕＯかＣｕ金属かを調べた。

同様に、各試料について、熱処理を行わずにそのまま降温させ、熱処理前試料として強磁性共鳴半値幅ΔＨを測定し、電極の状態を調べた。

表３はその測定結果である。

試料番号３１及び試料番号３２は熱処理前試料ではＣｕは酸化され、Ｃｕ_２Ｏとなったが、熱処理後はＣｕに還元され、金属の状態に戻った
この反応について、図６を使用して説明する。

図６は、図５と同様、エリンガム図（前記非特許文献１）からＣｕ−Ｃｕ_２Ｏ反応系、及びＦｅ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４反応系のみを抜粋した図である。

この図６より、温度１０４０℃におけるＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧は０．１〜０．２Ｐａであり、酸素分圧がこれより大きい場合は酸化物となり、低い場合は金属の状態を維持して焼結される。

すなわち、熱処理前試料では、試料番号３１は酸素分圧が２．０×１０^４Ｐａ（大気）、試料番号３２は１Ｐａの酸素分圧で１０４０℃の温度で焼成している。そして、この１Ｐａという酸素分圧は、１０４０℃ではＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２（＝０．１〜０．２Ｐａ）より大きいので、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ_２Ｏとなる。

そして、降温過程中、温度５００℃で熱処理を行っているが、５００℃におけるＦ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧は１０^-12〜１０^-13Ｐａであり、Ｃｕ-Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧は約１０^-11Ｐａより若干大きい値を示している。一方、熱処理は温度５００℃、酸素分圧１０^-11Ｐａで行っており、したがってＦ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下で熱処理を行っている。

したがって、試料番号３１及び３２は、熱処理前は焼成によりＣｕ_２Ｏが生成されたが、降温過程での熱処理によりＣｕに還元され、金属の状態に戻ったものと思われる。

しかし、試料番号３１は、熱処理後においても、強磁性共鳴半値幅ΔＨは９０００Ａ／ｍを超え、磁気損失の劣化が顕著になった。これは、酸素分圧が１０^５Ｐａの強酸化性雰囲気で同時焼成したため、焼成時にＣｕが著しく酸化され、このため酸化したＣｕの一部が磁性体セラミック中に拡散し、その結果、強磁性共鳴半値幅ΔＨが劣化したものと思われる。

これに対し、試料番号３２は、１０４０℃での焼成処理を酸素分圧１Ｐａで行っているため、熱処理後においても強磁性共鳴半値幅ΔＨも３０００Ａ／ｍ以下の良好な結果を得た。

また、試料番号３３〜３７は、１０４０℃での焼成処理を酸素分圧１０^-1〜１０^-8Ｐａで行っており、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧ＰＫＯ_２（＝０．１〜０．２Ｐａ）より低く、このため焼成しても電極はＣｕ金属の状態を維持した。

しかしながら、試料番号３５は、強磁性共鳴半値幅ΔＨが、熱処理前の試料で８０００Ａ／ｍを超え、熱処理後は強磁性共鳴半値幅ΔＨは低下したものの、５０００Ａ／ｍを超えた。これは酸素分圧１０^-4Ｐａの還元性雰囲気で焼成を行っているため、その後に酸化性雰囲気で熱処理を行っても、Ｆｅ_３Ｏ_４は十分に酸化されず、所望の強磁性共鳴半値幅ΔＨを得ることはできなかったものと思われる。

また、試料３６、３７は、酸素分圧が１０^-5Ｐａ、１０^-8Ｐａの強還元性雰囲気で焼成しているため、強磁性共鳴半値幅ΔＨの測定ができない程度に低下し、降温時に熱処理しても改善することができなかった。

これに対し試料番号３３は、１０４０℃での焼成処理を酸素分圧が１０^-1Ｐａの適度な酸素分圧で行っているため、良好な強磁性共鳴半値幅ΔＨを得ることができた。

また、試料番号３４では、熱処理前の強磁性共鳴半値幅ΔＨは４０６０Ａ／ｍとなり、４０００Ａ／ｍを超えたが、熱処理後には３１８５Ａ／ｍとなって４０００Ａ／ｍ以下に低下した。これは焼成時には１０^-3Ｐａの還元性雰囲気で焼成しているため、Ｆｅ_２Ｏ_３の一部が還元されてＦｅ_３Ｏ_４を生成するが、５００℃における酸素分圧１０^-11Ｐａでの熱処理は、Ｆｅ_３Ｏ_４−Ｆｅ_２Ｏ_３反応系にとっては酸化性雰囲気となるため、Ｆｅ_３Ｏ_４が酸化されてＦｅ_２Ｏ_３となり、強磁性共鳴半値幅ΔＨが改善されたものと考えられる。

また、試料番号３１、及び３３〜３７の各試料ついて、Ｘ線回折装置を使用し、結晶系を同定した。

図７はその測定結果を示し、横軸が回折角２θ（°）、縦軸が計数値（ａ．ｕ．）である。

この図７から明らかなように、試料番号３６、３７と試料番号３１、３３〜３５とはＸ線回折スペクトルの波形が異なり、結晶構造自体が変化していることが分かる。これは試料番号３６、３７では、強還元性雰囲気で焼成したため、ＦｅＯが生成されたと思われる。したがって、このような強還元性雰囲気で焼成した場合は、降温過程で熱処理を行っても特性は改善されないことが分かった。

以上より酸素分圧を１〜１０^−３Ｐａに調整して焼成を行い、その後、降温過程でＦ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４平衡酸素分圧以上、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏ平衡酸素分圧以下の酸素分圧で熱処理を行うことで、焼成時の雰囲気にかかわらず、Ｃｕは安定して金属の状態に保つことができ、しかも強磁性共鳴半値幅ΔＨを４０００Ａ／ｍ以下と極めて小さい値にすることができることが分かった。特に、試料番号３２、３３から明らかなように、酸素分圧を１〜１０^−１Ｐａの範囲にして焼成することにより、強磁性共鳴半値幅ΔＨを３０００Ａ／ｍ以下に抑制でき、より好ましいことが確認された。

〔実施例１〕で作製した試料番号１０〜１８の試料を用意した。そしてこれらの各試料について、〔実施例２〕と同様の方法・手順で試料番号４１〜４９の積層体ブロックを作製した。

次いで、これら各積層体ブロックについて、酸素分圧が１０^−１Ｐａの焼成雰囲気で１０４０℃の温度で５時間焼成し、降温過程で５００℃になった時点で、酸素分圧を１０^−１１Ｐａの還元性雰囲気とし、５００℃の温度を５時間保持し、熱処理を行って試料番号４１〜４９の試料を作製した。

次いで、この熱処理後の各試料について、〔実施例２〕と同じ方法で、強磁性共鳴半値幅ΔＨ、及び電極の状態をＸ線回折法により分析し、評価した。

表４は試料番号４１〜４９における磁性体セラミック中のＣｕの含有量、及び電極状態、並びに強磁性共鳴半値幅ΔＨを示している。

試料番号４１は磁性体中にＣｕＯが含まれておらず、電極はＣｕ金属の状態で焼結したが、焼成温度が低いため磁性体シートを焼結させることができなかった。

試料番号４９は、ＣｕＯの含有量が３．０重量％と多いため、熱処理をしても強磁性共鳴半値幅ΔＨは６５００Ａ／ｍを超え、磁気損失が劣化することが確認された。

これに対し試料番号４２〜４８は、ＣｕＯの含有量は０．２５〜２．５重量％の範囲内であり、焼成後にＦ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上、Ｃｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下である１０^-11Ｐａの酸素分圧で熱処理しているので、磁性体シートと導電膜とを同時焼成しても、焼結後の電極はＣｕ金属の状態を維持し、しかも強磁性共鳴半値幅ΔＨは４０００Ａ／ｍ以下に抑制できることが確認された。

〔実施例１〕で作製した試料番号１２と同一組成の磁性体シートを使用し、〔発明を実施するための形態〕の項で説明したアイソレータ（図１、２参照）を作製し、特性を評価した。

すなわち、まず、実施例１と同様の方法・手順で試料番号１２と同一組成の磁性体シートを作製した。

次いで、この磁性体シートを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに切断し、レーザ加工して所定箇所に凹部を形成し、この凹部に導電性ペーストを塗布して充填し、中心層用磁性体シートを作製した。

次に、別の磁性体シートを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに切断し、レーザー加工して凹部又は切欠部を形成し、この凹部又は切欠部に導電性ペーストを塗布し、充填した。２枚の第１の外側層用磁性体シートを作製した。

次いで、これらの第１の外側層用磁性体シートの一方の主面に導電性ペーストを塗布し、中心電極となるべき導電パターンをスクリーン印刷して形成した。

次に、さらに別の磁性体シートを縦５０ｍｍ、横５０ｍｍの大きさに切断し、第２の外側層用磁性体シートを作製した。

そして、この第２の外側層用磁性体シートの表面にスクリーン印刷を行い、外側電極層群となるべき導電膜を形成した。

次いで、これら各磁性体シートを図２に示す分解斜視図に従って積層し、圧着し、所定寸法に切断して積層体ブロックを得た。

次に、この積層体ブロックを〔実施例２〕と同様の方法・手順で脱脂した後、酸素分圧が１０^-1Ｐａの雰囲気で、１０４０℃の温度で５時間焼成し、降温過程で５００℃になった時点で酸素分圧を１０^-11Ｐａに調整して５００℃で５時間熱処理を行い、アイソレータ本体を作製した。

そしてその後、アイソレータ本体を、熱硬化型エポキシ系接着剤を介して永久磁石で狭着し、ヨークを絶縁体を介して載設し、整合用コンデンサ及び終端抵抗が内蔵されたセラミック多層基板に実装し、アイソレータを作製した。

このアイソレータの挿入損失をネットワークアナライザーで測定したが、良好な結果が得られることが確認された。

従来、実用化されていなかった磁性体シートとＣｕとの同時焼成が可能となり、しかも強磁性共鳴半値幅ΔＨも４０００Ａ／ｍ以下と低く、磁気損失の低いアイソレータ等の非可逆回路部品を実現できる。

６ フェライト
９ 中心層（磁性体セラミック）
１０ａ、１０ｂ 第１の外側層（磁性体セラミック）
１１ａ、１１ｂ 第２の外側層（磁性体セラミック）
１２ａ、１２ｂ 中心電極層（導電部）
１３ａ、１３ｂ 外部電極層群（導電部）
１４ａ〜１４ｎ ビア電極（導電部）
１５ａ〜１５ｇ ビア電極（導電部）
１６ａ〜１６ｈ ビア電極（導電部）

Claims (8)

1. 主成分が、ビスマスを含まないガーネット型フェライト系材料で形成されると共に、Ｃｕ酸化物が０．２５〜２．５０重量％の範囲で含有され、
   かつ、酸素分圧が１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａの雰囲気で焼成されてなることを特徴とする磁性体セラミック。
2. 強磁性共鳴半値幅が４０００Ａ／ｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の磁性体セラミック。
3. 請求項１又は請求項２記載の磁性体セラミックと、Ｃｕを主成分とした導電部とを有し、
   前記磁性体セラミックと前記導電部とが同時焼成されてなることを特徴とするセラミック電子部品。
4. 非可逆回路部品であることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のセラミック電子部品。
5. Ｆｅ化合物を含む磁性体材料から成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記成形体を前記導電膜を挟持する形態で積層し、前記成形体と前記導電膜とを同時焼成する焼成工程とを含み、
   前記焼成工程は、酸素分圧を１．０×１０^０〜１．０×１０^−３Ｐａに設定して前記同時焼成した後、Ｆ_２Ｏ_３−Ｆｅ_３Ｏ_４の平衡酸素分圧以上であってかつＣｕ−Ｃｕ_２Ｏの平衡酸素分圧以下の酸素分圧で熱処理することを特徴とするセラミック電子部品の製造方法。
6. 前記焼成工程は、昇温過程、温度保持過程、及び降温過程を含む焼成プロファイルを有すると共に、前記熱処理は前記降温過程で行うことを特徴とする請求項５記載のセラミック電子部品の製造方法。
7. 前記熱処理は、５００℃〜７００℃の温度で行うことを特徴とする請求項５又は請求項６記載のセラミック電子部品の製造方法。
8. 前記磁性体材料は、ビスマスを含まないガーネット型フェライト系材料を主成分とし、０．２５〜２．５０重量％のＣｕ酸化物を含むことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかに記載のセラミック電子部品の製造方法。

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