JP7157867B2 - 高ｑ－ｌｔｃｃ誘電体組成物及び装置 - Google Patents
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Description
本発明は、誘電体組成物（dielectric composition）に関し、より具体的には、ＧＨｚ高周波数で非常に高いＱ値（Q factor）を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ；low temperature co-fired ceramic）用途において使用可能な、誘電率（dielectric constant）Ｋ＝４～１２又は代替的に約５０以下を示す亜鉛－マグネシウム－マンガン－ケイ素酸化物系の誘電体組成物に関する。
ワイヤレスアプリケーション用のＬＴＣＣシステムにおいて使用される最先端の材料は、誘電率Ｋ＝４～８であると共に、１ＭＨｚの測定周波数で約５００～１，０００のＱ値を有する誘電体を使用する。これは一般に、セラミックの低温緻密化（８７５℃以下）を可能にする高濃度のＢａＯ－ＣａＯ－Ｂ２Ｏ３低軟化温度ガラスと混合されたセラミック粉末を使用することによって達成される。このような大量のガラスは、前記セラミックのＱ値を低下させるという望ましくない効果を及ぼし得る。
本発明は、誘電体組成物に関し、より具体的には、ＧＨｚ高周波数で非常に高いＱ値を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）用途において使用可能な、誘電率Ｋ＝４～１２又は代替的に５０以下、例えば約４～約５０、を示す亜鉛－マグネシウム－マンガン－ケイ酸塩系誘電体組成物に関する。Ｑ値＝１／Ｄｆ、ここでＤｆは誘電正接（dielectric loss tangent）である。Ｑｆ値は、通常ＧＨｚ範囲の周波数における、誘電体の質を表すために使用されるパラメータである。Ｑｆは、Ｑｆ＝Ｑ×ｆとして表すことができ、ここでは、測定周波数ｆ（ＧＨｚ）にその周波数でのＱ値を乗じる。高周波数アプリケーション向けに、１０ＧＨｚを超える周波数で５００よりも高い非常に高いＱ値を有する誘電体材料の需要が高まっている。
概して、本発明のセラミック材料は、適量のＺｎＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、及びＳｉＯ２を混合し、これらの材料を水性媒体中で約０．２～５．０ミクロン（micron）の粒径Ｄ５０まで一緒に粉砕する（milling）ことによって作製されるホストを含む。このスラリーを乾燥し、約９００～１２５０℃で約１～５時間焼成して、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＭｎＯ、及びＳｉＯ２を含むホスト材料（host material）を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し（pulverized）、融剤（fluxing agent）と混合し、再度水性媒体中で約０．５～１．０μｍの粒径Ｄ５０まで粉砕する。粉砕したセラミック粉末を乾燥、微粉化し、細かく分割した粉末を生成する。得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約７７５～約９２５℃、好ましくは約８００～約９００℃、より好ましくは約８００～約８８０℃、より好ましくは約８２５～約８８０℃、あるいは約８４５～約８８５℃、さらにより好ましくは約８６０～約８８０℃又は８７０℃～８８０℃の温度で焼成することができる。最も好ましい単一の値は８５０℃又は８８０℃である。焼成が行われる時間は、約１～約２００分、好ましくは約５～約１００分、より好ましくは約１０～約５０分、さらにより好ましくは約２０～約４０分、最も好ましくは約３０分間である。
本発明の実施形態は、鉛フリー（lead-free）かつカドミウムフリー（cadmium-free）であり、それ単体で、又は他の酸化物と組み合わせて、誘電体材料を形成することができる亜鉛－マグネシウム－マンガン－ケイ素酸化物ホスト材料を焼成時に（焼成により）形成する前駆体材料（precursor material）の混合物を含む組成物である。
好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まない。代替的な好ましい実施形態において、ホスト材料はカドミウムを含まない。より好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まず、かつカドミウムを含まない。
一実施形態においては、ホスト材料は、（ｉ）５～４０ｗｔ％（重量％）、好ましくは１０～３０ｗｔ％、より好ましくは１５～２５ｗｔ％のＺｎＯ、（ｉｉ）０～２５ｗｔ％、好ましくは５～２０ｗｔ％、より好ましくは０～１０ｗｔ％のＭｇＯ、（ｉｉｉ）５０～９５ｗｔ％、好ましくは６０～９５ｗｔ％、より好ましくは６５～９５ｗｔ％、さらにより好ましくは６５～９０ｗｔ％、さらにより好ましくは７０～８５ｗｔ％のＳｉＯ２、及び（ｉｖ）０～５ｗｔ％、好ましくは０．１～３ｗｔ％、より好ましくは０．５～２．５ｗｔ％のＭｎＯを含む。
別の実施形態においては、ホスト材料は、（ｉ）５～４０ｗｔ％、好ましくは１０～３０ｗｔ％、より好ましくは１５～２５ｗｔ％のＭｇＯ、（ｉｉ）０～２５ｗｔ％、好ましくは５～２０ｗｔ％、より好ましくは０～１０ｗｔ％のＺｎＯ、（ｉｉｉ）５５～９５ｗｔ％、好ましくは６０～９５ｗｔ％、より好ましくは６５～９５ｗｔ％、さらにより好ましくは７０～９０ｗｔ％のＳｉＯ２、及び（ｉｖ）０～５ｗｔ％、好ましくは０．１～３ｗｔ％、より好ましくは０．５～２．５ｗｔ％のＭｎＯを含む。
別の実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）３５～８０ｗｔ％、好ましくは４０～７５ｗｔ％、より好ましくは４５～７０ｗｔ％のＭｇＯ、（ｉｉ）０～３０ｗｔ％、好ましくは０～２５ｗｔ％、より好ましくは５～２０ｗｔ％のＺｎＯ、（ｉｉｉ）２５～６５ｗｔ％、好ましくは３０～６０ｗｔ％のＳｉＯ２、及び（ｉｖ）０～５ｗｔ％、好ましくは０．１～３ｗｔ％、より好ましくは０．５～２．５ｗｔ％のＭｎＯを含む。
別の実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）１０～３５ｗｔ％、好ましくは１０～２５ｗｔ％のＭｇＯ、（ｉｉ）０～１０ｗｔ％、好ましくは０～５ｗｔ％のＺｎＯ、（ｉｉｉ）７０～８５ｗｔ％、好ましくは７７～８４ｗｔ％のＳｉＯ２、及び（ｉｖ）０～５ｗｔ％、好ましくは０～３ｗｔ％のＭｎＯを含む。
本発明の実施形態は、本明細書のいずれかに開示される２つ以上のホスト又はホストの選択を含むことができる。
本発明の誘電体材料（dielectric material）は、括弧内に示された値を超えない量で、以下のいずれか又はすべてとともに、本明細書に開示される８０～９９ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料を含むことができる：ＳｉＯ２（５ｗｔ％）；ＣａＣＯ３（５ｗｔ％）；Ｈ３ＢＯ３（８ｗｔ％）；Ｌｉ２ＣＯ３（５ｗｔ％）；ＬｉＦ（５ｗｔ％）；ＣａＦ２（５ｗｔ％）、ホウ酸亜鉛（１２ｗｔ％）及び０．１～５ｗｔ％のＣｕＯ。本発明の誘電体材料は、いかなる形態の鉛も、いかなる形態のカドミウムも含まない。
本発明の誘電体材料は、以下のいずれか又はすべてとともに、本明細書に開示される２０～５０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料を含むことができる：４５～７０ｗｔ％ＳｉＯ２；０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３；０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３；０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３；０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ；０～５ｗｔ％ＬｉＦ；０～５ｗｔ％ＣａＦ２及び０～５ｗｔ％ホウ酸亜鉛。
本発明の誘電体材料は、以下のいずれか又はすべてとともに、本明細書に開示される４０～６０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料を含むことができる：３０～５０ｗｔ％ＣａＴｉＯ３；０～５ｗｔ％ＳｉＯ２；０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３；０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３；０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３；０～５ｗｔ％ＣｕＯ；０～５ｗｔ％ＬｉＦ；０～５ｗｔ％ＣａＦ２及び０～５ｗｔ％ホウ酸亜鉛；鉛を含ます、カドミウムを含まない。
本発明の実施形態は、以下を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である：（ａ）０～４０ｗｔ％ＺｎＯ、（ｂ）０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、（ｄ）５５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、（ｇ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、（ｈ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ；鉛を含まず、カドミウムを含まない。
本発明の実施形態は、以下を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である：（ａ）４５～８０ｗｔ％ＺｎＯ、（ｂ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、（ｄ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、（ｇ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、（ｈ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ；鉛を含まず、カドミウムを含まない。
本発明のいずれかの実施形態について、ゼロで境界付けられた材料範囲は、下端で０．０１％又は０．１％で境界付けられた同様の範囲のサポートを提供すると見なされる。
本発明の実施形態は、以下を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である：（ａ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｂ）４０～７０ｗｔ％ＭｇＯ、（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、（ｄ）１５～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、（ｆ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、（ｇ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、（ｈ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、（ｉ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、（ｊ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、（ｋ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、（ｌ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、又は前述の均等物；鉛を含まず、カドミウムを含まない。
本発明の種々の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されたいずれかのホスト材料を、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含むことができる。
一実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、１～３０ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、５５～７５ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
追加的実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～３ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、０～６ｗｔ％のホウ酸、２～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、０．２～３ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～３ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、２～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、０．２～３ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～３ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、８～３０ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、５５～７５ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉ２ＣＯ３、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、８～３０ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、５５～７５ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、０～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、８～３０ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、５５～７５ｗｔ％のＳｉＯ２、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＦ２、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
別の実施形態において、誘電体組成物は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を、２～５０ｗｔ％のＣａＴｉＯ３、０．３～４ｗｔ％のＣａＣＯ３、０．５～４ｗｔ％のＨ３ＢＯ３、０．１～４ｗｔ％のＬｉＦ、及び０．１～１ｗｔ％のＣｕＯ、又は前述の均等物とともに含む。
ゼロ重量パーセントで境界付けられた各組成範囲について、その範囲は、０．０１ｗｔ％又は０．１ｗｔ％の下限を有する範囲も示すと見なされる。６０～９０ｗｔ％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕなどの教示は、言及された成分のいずれか又はすべてが、規定された範囲で組成物中に存在できることを意味する。
別の実施形態において、本発明は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を焼成前に含む、鉛フリーかつカドミウムフリーの誘電体組成物に関する。
別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体ペーストを、導電性ペーストと共に焼成前に含む電気又は電子部品に関し、導電性ペーストは（ａ）６０～９０ｗｔ％のＡｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、（ｂ）遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される１～１０ｗｔ％の添加剤、（ｃ）０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、及び（ｄ）１０～４０ｗｔ％の有機部（organic portion）を含む。電気又は電子部品は、高Ｑ共振器、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びこれらの組み合わせとすることができる。
別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体ペーストを基体（基板）（substrate）に適用する（塗布する）（applying）工程；及び誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程を含む、電子部品を形成する方法に関する。
別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体材料の粒子を基体に適用する工程、及び誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程を含む、電子部品を形成する方法に関する。
別の実施形態において、本発明の方法は、
（ａ１）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を基体に適用する工程、又は
（ａ２）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程、又は
（ａ３）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体（monolithic composite substrate）を形成する工程；及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程；
を含む、電子部品を形成する工程を含む。
（ａ１）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を基体に適用する工程、又は
（ａ２）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程、又は
（ａ３）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体（monolithic composite substrate）を形成する工程；及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程；
を含む、電子部品を形成する工程を含む。
本発明による方法は、７よりも高い誘電率を有する本明細書に開示されるいずれかの誘電体材料の少なくとも１つの層を、７未満の誘電率を有するテープ又はペーストの少なくとも１つの互い違いとなる別個の層（alternating separate layer）と組み合わせて、同時焼成して、互い違いの層が異なる誘電率を有する多層基体（multi-layer substrate）を形成する方法である。
本明細書の各数値（パーセンテージ、温度等）の前には「約」(about)が付いていると推定されることを理解されたい。本明細書のいずれかの実施形態において、誘電体材料は、異なる相、例えば結晶性及びアモルファス、をモル％（mol%）又はｗｔ％のいずれかで表される任意の比率、例えば１：９９～９９：１（結晶性：アモルファス）、で含むことができる。他の比率には、１０：９０、２０：８０、３０：７０、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０、８０：２０、及び９０：１０、並びにその間のすべての値が含まれる。一実施形態において、誘電体ペーストは、１０～３０ｗｔ％の結晶性誘電体及び７０～９０ｗｔ％のアモルファス誘電体を含む。
本発明の前述の特徴及び他の特徴は、以下においてより十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘され、以下の説明は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に記載するが、これらは、本発明の原理を使用することができる様々な方法のうちのいくつかだけを表示するにすぎない。
ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）は、比較的低い焼成温度（１０００℃未満）で、Ａｇ、Ａｕ、ＰｔもしくはＰｄ、又はこれらの組み合わせ等の低抵抗金属導電体と同時焼成（共焼成）される多層ガラスセラミック基体技術である。主な組成がガラス及びアルミナ又は他のセラミックフィラーからなることがあるため、「ガラスセラミック」（Glass Ceramics）と呼ばれることもある。一部のＬＴＣＣ処方物は再結晶ガラスである。本明細書のガラスは、インシツ（in situ）で形成され得るか、又は組成物に添加され得るフリットの形態で提供することができる。状況によっては、ニッケル及びその合金等の卑金属が、理想的には、１０－１２～１０－８気圧の酸素分圧等の非酸化性雰囲気において、使用することができる。「卑金属」とは、金、銀、パラジウム、及び白金以外のいずれかの金属である。合金金属には、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、及びＡｌが含まれ得る。
誘電体材料のスラリーから成型（cast）されたテープが切断され、ビア（via）として知られる孔を形成して層間の電気的接続を可能にする。ビアには導電性ペーストが充填される。次に、回路パターンが、必要に応じて同時焼成抵抗とともに印刷される。印刷基板の複数の層が積層される。スタックが加熱及び加圧され、複数の層が１つに結合される。次に、低温（＜１０００℃）焼結が行われる。焼結スタックは最終的な寸法に切断され、必要に応じて後焼成処理が完了される。
自動車用途に有用な多層構造は、約５つのセラミック層、例えば、３～７又は４～６、を有することができる。ＲＦ用途において、構造は１０～２５のセラミック層を有することができる。配線基板として、５～８のセラミック層を使用することができる。
［誘電性ペースト］誘電体層を形成するためのペーストは、本明細書に開示されるように、有機ビヒクル（organic vehicle）を原料の誘電体材料と混合することによって得ることができる。また、上述のように、焼成時にそのような酸化物及び複合酸化物に変換する前駆体化合物（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩）も有用である。誘電体材料は、これらの酸化物、又はこれらの酸化物の前駆体を含む化合物を選択し、それらを適切な比率で混合することによって得られる。原料の誘電体材料中のこのような化合物の割合は、焼成後に所望の誘電体層組成が得られるように決定される。（本明細書のいずれかに開示されるように）原料の誘電体材料は、一般に、約０．１～約３ミクロン、より好ましくは約１ミクロン以下の平均粒子（mean particle size）を有する粉末形態で使用される。
［有機ビヒクル］本明細書のペーストは有機部を含む。有機部は、有機溶媒中のバインダ又は水中のバインダである有機ビヒクルであるか、又は有機ビヒクルを含む。本明細書において使用されるバインダの選択は重要ではない；エチルセルロース、ポリビニルブタノール、エチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロース、並びにこれらの組み合わせ等の一般的なバインダが溶媒と合わせて適当である。有機溶媒も重要ではなく、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、エタノール、ジエチレングリコールブチルエーテル等の一般的な有機溶媒；２，２，４－トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート（テキサノール（Texanol）（登録商標））；α－テルピネオール；β－テルピネオール；γ－テルピネオール；トリデシルアルコール；ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール（Carbitol）（登録商標））、ジエチレングリコールブチルエーテル（ブチルカルビトール（Butyl Carbitol）（登録商標））及びプロピレングリコール；並びにこれらの混合物から、特定の適用方法（すなわち、印刷又は被覆（sheeting））に従って選択することができる。テキサノール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、テネシー州キングズポート（Kingsport）にあるイーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）から入手することができる；ダウワノール（Dowanol）（登録商標）及びカルビトール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、ミシガン州ミッドランド（Midland）にあるダウケミカル社（Dow Chemical Co.）から入手することができる。
本発明の誘電体ペーストの有機部に何らかの限定は課されない。一実施形態において、本発明の誘電体ペーストは、約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％の有機ビヒクルを含む。別の実施形態においては、約１０ｗｔ％～約３０ｗｔ％の有機ビヒクルを含む。多くの場合、ペーストは約１～５ｗｔ％のバインダ及び約１０～５０ｗｔ％の有機溶媒を含み、残りは誘電体成分（固体部）である。一実施形態において、本発明の誘電体ペーストは、約６０～約９０ｗｔ％のいずれかに開示される固体部、及び本段落及び前の段落に記載の約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％の有機部を含む。必要に応じて、本発明のペーストは、分散剤、可塑剤、誘電性化合物、及び絶縁性化合物等の他の添加剤を最大約１０ｗｔ％含むことができる。
［フィラー］異なる誘電体組成物のテープ層間の膨張の不整合を最小限に抑えるために、コーディエライト、アルミナ、ジルコン、フューズドシリカ、アルミノケイ酸塩、及びこれらの組み合わせ等のフィラーを、本明細書の１つ又は複数の誘電体ペーストに１～３０ｗｔ％、好ましくは２～２０ｗｔ％、より好ましくは２～１５ｗｔ％の量で添加することができる。
［焼成］次に、誘電体スタック（２つ以上の層）が、内部電極層形成ペースト中の導体の種類に従って決定される雰囲気中で焼成される。内部電極層がニッケル及びニッケル合金等の卑金属導体で形成される場合、焼成雰囲気は、約１０－１２～約１０－８ａｔｍの酸素分圧を有することができる。約１０－１２ａｔｍ未満の分圧での焼結は避けるべきであり、このような低圧では、導体が異常に焼結され、誘電体層との分離が生じることがあるためである。約１０－８ａｔｍを超える酸素分圧では、内部電極層が酸化されることがある。約１０－１１～約１０－９ａｔｍの酸素分圧が最も良い。本明細書に開示される誘電体組成物は周囲空気（ambient air）中で焼成することも可能である。しかしながら、還元性雰囲気（Ｈ２、Ｎ２、又はＨ２／Ｎ２）は、誘電体ペーストから金属ビスマスへとＢｉ２Ｏ３を還元してしまうことがあり望ましくない。
本明細書に開示されるＬＴＣＣ組成物及び装置の用途には、バンドパスフィルタ、（ハイパス又はローパス）、セルラー用途を含むテレコミュニケーション（telecommunication）用の無線送信機及び受信機、電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）、ＲＦフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）、ＷｉＭＡＸ２モジュール、ＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄモジュール、トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）、電子パワーステアリング（ＥＰＳ）、エンジンマネジメントシステム（ＥＭＳ）、種々のセンサーモジュール、レーダーモジュール、圧力センサー、カメラモジュール、スモールアウトラインチューナーモジュール、装置及び部品用薄型プロファイルモジュール、並びにＩＣテスターボードが含まれる。バンドパスフィルタには、コンデンサとインダクタの２つの主要部が含まれる。低Ｋ材料はインダクタの設計には適しているが、十分な静電容量を生成するためにより多くのアクティブ領域を必要とするためコンデンサの設計には適していない。高Ｋ材料はその逆の結果となる。本発明者らは、低Ｋ（low K）（４～８）／中Ｋ（Mid K）（１０～１００）ＬＴＣＣ材料を同時焼成して単一の部品にすることができ、最適化された性能を有するように低Ｋ材料をインダクタ領域の設計に使用することができ、高Ｋ材料をコンデンサ領域の設計に使用することができることを発見した。
以下の実施例は、本発明の好ましい態様を例示するために提供され、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
以下の表に示すように、適量のＭｇ（ＯＨ）２、ＺｎＯ、ＭｎＯ、及びＳｉＯ２を混合し、次に、水性媒体中で、約０．２～１．５μｍの粒子径Ｄ５０まで合わせて粉砕する。このスラリーを乾燥し、約８００～１２５０℃で約１～１０時間か焼して（calcine）、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＭｎＯ、及びＳｉＯ２を含むホスト材料を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し、融剤及びドーパントと混合し、再び水性媒体中で約０．５～１．０μｍの粒子径Ｄ５０まで粉砕する。粉砕したセラミック粉末を乾燥及び微粉化して、細かく分割した粉末を製造する。得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約８８０℃の温度で約３０分間焼成する。組成は重量パーセントで示される。
重量％でのホスト組成物
重量％での誘電体調合物
以下の表は、表２に示される調合物の特性及び性能データを提示する。
本発明は、以下の項によってさらに規定される。
項１：
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ及びホストＩＶからなる群から選択される、８０～９９ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｅ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｉ）０～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ及びホストＩＶからなる群から選択される、８０～９９ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｅ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｉ）０～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
項２：
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ、及びホストＩＶからなる群から選択される、２０～５０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉＶ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて
（ｂ）４５～７０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｉ）０～５ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ、及びホストＩＶからなる群から選択される、２０～５０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉＶ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて
（ｂ）４５～７０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｉ）０～５ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
項３：
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ、及びホストＩＶからなる群から選択される、４０～６０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて
（ｂ）３０～５０ｗｔ％ＣａＴｉＯ３、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｅ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｊ）０～５ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
（ａ）ホストＩ、ホストＩＩ、ホストＩＩＩ、及びホストＩＶからなる群から選択される、４０～６０ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料：
１．ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
２．ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～１０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
３．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；並びに
４．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて
（ｂ）３０～５０ｗｔ％ＣａＴｉＯ３、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｅ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、並びに
（ｊ）０～５ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。
項４：誘電体材料が粉末形態である、項１～３のいずれかの誘電体材料。
項５：
（ａ）０～４０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）５５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、及び
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
（ａ）０～４０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）５５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、及び
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
項６：
（ａ）３０～５０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）５～２５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）８～２８ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）１５～３５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
（ａ）３０～５０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～１０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）５～２５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）８～２８ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）１５～３５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
項７：
（ａ）４５～８０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
（ａ）４５～８０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
項８：
（ａ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）４０～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）１５～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
（ａ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）４０～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｄ）１５～５５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｅ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｇ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｈ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｉ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｊ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｋ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。
項９：焼成後に材料又は組成物が、１ＧＨｚよりも高い周波数で測定したとき、少なくとも５０００のＱｆ値を示す、項１～４のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料、又は項５～８のいずれかの誘電体組成物。
項１０：焼成後に材料又は組成物が３～５０の誘電率Ｋを示す、項１～４のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料、又は項５～８のいずれかの誘電体組成物。
項１１：
ａ．６０～９０ｗｔ％のＡｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、
ｂ．遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される１～１０ｗｔ％の添加剤、
ｃ．０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに
ｄ．１０～４０ｗｔ％の有機部、
を含む導電性ペーストと共に、項１～４のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料又は項５～８のいずれかの誘電体組成物を焼成前に含む、電気又は電子部品。
ａ．６０～９０ｗｔ％のＡｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、
ｂ．遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される１～１０ｗｔ％の添加剤、
ｃ．０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに
ｄ．１０～４０ｗｔ％の有機部、
を含む導電性ペーストと共に、項１～４のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料又は項５～８のいずれかの誘電体組成物を焼成前に含む、電気又は電子部品。
項１２：電気又は電子部品が、高Ｑ共振器、電磁干渉フィルタ、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、項１０の電気又は電子部品。
項１３：
（ａ１）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物を基体に適用する工程；又は
（ａ２）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程；又は
（ａ３）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体を形成する工程；及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程、
を含む、電子部品を形成する方法。
（ａ１）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物を基体に適用する工程；又は
（ａ２）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程；又は
（ａ３）項１～４のいずれかの誘電体材料もしくは項５～８のいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体を形成する工程；及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程、
を含む、電子部品を形成する方法。
項１４：焼成が約８００℃から約９００℃の温度で行われる、項１３の方法。
項１５：７未満の誘電率を有する、項１～４のいずれかの誘電体材料又は項５～８のいずれかの誘電体組成物の少なくとも１つの層を、７よりも高い誘電率を有するテープ又はペーストの少なくとも１つの互い違いとなる別個の層と組み合わせて同時焼成し、多層基体を形成する方法であり、
互い違いの層が異なる誘電率を有する方法。
互い違いの層が異なる誘電率を有する方法。
項１６：焼成が約８００℃から約９００℃の温度で行われる、項１５の方法。
追加の利点及び変更は、当業者が容易に想到するであろう。したがって、そのより広い態様における本発明は、本明細書に示され、説明される特定の詳細なかつ例示的な例に限定されない。したがって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって規定される一般的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
Claims (22)
- （ａ）８０～９９ｗｔ％のホストＩ：
ホストＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）６５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、及び
ｉｉｉ）０．１～５ｗｔ％ＭｎＯを含み；
加えて、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｃ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、並びに
（ｆ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２ 、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）８０～９９ｗｔ％のホストＩＩ：
ホストＩＩは：
ｉ）１０～３０ｗｔ％ＭｇＯ、及び
ｉｉ）７０～９０ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて、
（ｂ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ ３ 、
（ｃ）０．１～８ｗｔ％Ｈ ３ ＢＯ ３ 、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ ２ ＣＯ ３ 、並びに
（ｅ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）８０～９９ｗｔ％のホストＩＩＩ：
ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉ）０～２０ｗｔ％のＭｇＯ、及び
ｉｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて、
（ｂ）０．１～５ｗｔ％ＳｉＯ ２ 、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ ３ 、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｈ ３ ＢＯ ３ 、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ ２ ＣＯ ３ 、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、並びに
（ｇ）０．１～５ｗｔ％ＣａＦ ２ 、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）８０～９９ｗｔ％のホストＩＩＩ：
ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、及び
ｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて、
（ｂ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＬｉＦ、並びに
（ｄ）０．１～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）８０～９９ｗｔ％のホストＩＶ：
ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、
ｉｉ）０～２５ｗｔ％ＺｎＯ、及び
ｉｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＣａＣＯ ３ 、
（ｃ）０．１～８ｗｔ％Ｈ ３ ＢＯ ３ 、
（ｄ）０～５ｗｔ％Ｌｉ ２ ＣＯ ３ 、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｆ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、並びに
（ｇ）０～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）８０～９９ｗｔ％の、ホストＩＩＩ及びホストＩＶ：
１．ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、及び
ｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；並びに
２．ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、及び
ｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＳｉＯ ２ 、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＣａＣＯ ３ 、
（ｄ）０～８ｗｔ％Ｈ ３ ＢＯ ３ 、
（ｅ）０～５ｗｔ％Ｌｉ ２ ＣＯ ３ 、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ ２ 、並びに
（ｉ）０～１２ｗｔ％のホウ酸亜鉛、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）２０～５０ｗｔ％のホストＩＶ：
ホストＩＶは：
ｉ）４５～７０ｗｔ％ＭｇＯ、及び
ｉｉ）３０～５５ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて
（ｂ）４５～７０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３、並びに
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - （ａ）４０～６０ｗｔ％のホストＩＩＩ：
ホストＩＩＩは：
ｉ）５０～８５ｗｔ％ＺｎＯ、及び
ｉｉ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ ２ を含み；
加えて
（ｂ）３０～５０ｗｔ％ＣａＴｉＯ３、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＣＯ３、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｈ３ＢＯ３、並びに
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２ＣＯ３ 、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を焼成前に含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料。 - 前記誘電体材料が粉末形態である、請求項１～８のいずれかに記載の誘電体材料。
- （ａ）０．１～４０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ、
（ｃ）５５～９０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｄ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、及び
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２ 、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。 - （ａ）０．１～３０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｂ）５５～９０ｗｔ％ＳｉＯ ２ 、
（ｃ）０．１～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ ２ Ｏ ３ 、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ ２ Ｏ、及び
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。 - （ａ）３０～５０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）５～２５ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）８～２８ｗｔ％ＣａＯ、
（ｄ）１５～３５ｗｔ％ＴｉＯ２、
（ｅ）０．１～５ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、及び
（ｆ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。 - （ａ）４５～８０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ２、
（ｃ）０～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｄ）０．１～８ｗｔ％Ｂ２Ｏ３、
（ｅ）０～５ｗｔ％Ｌｉ２Ｏ、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｇ）０～５ｗｔ％ＣａＦ２、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。 - （ａ）４５～８０ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｂ）０．１～２０ｗｔ％ＭｇＯ、
（ｃ）１５～４０ｗｔ％ＳｉＯ ２ 、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％ＣａＯ、
（ｅ）０．１～８ｗｔ％Ｂ ２ Ｏ ３ 、
（ｆ）０．１～５ｗｔ％Ｌｉ ２ Ｏ、
（ｇ）０．１～５ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＣａＦ ２ 、
（ｉ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。 - 焼成後に前記材料又は組成物が、１ＧＨｚよりも高い周波数で測定したとき、少なくとも５０００のＱｆ値を示す、請求項１～９のいずれかに記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料、又は請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物。
- 焼成後に前記材料又は組成物が３～５０の誘電率Ｋを示す、請求項１～９のいずれかに記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料、又は請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物。
- （ａ）６０～９０ｗｔ％のＡｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、
（ｂ）遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される１～１０ｗｔ％の添加剤、
（ｃ）０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに
（ｄ）１０～４０ｗｔ％の有機部、
を含む導電性ペーストと共に、請求項１～９のいずれかに記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料又は請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物を焼成前に含む、電気又は電子部品。 - 前記電気又は電子部品が、高Ｑ共振器、電磁干渉フィルタ、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１７に記載の電気又は電子部品。
- （ａ１）請求項１～９のいずれかに記載の誘電体材料もしくは請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物を基体に適用する工程；又は
（ａ２）請求項１～９のいずれかに記載の誘電体材料もしくは請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程；又は
（ａ３）請求項１～９のいずれかに記載の誘電体材料もしくは請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体を形成する工程；及び
（ｂ）前記誘電体材料を焼結するのに十分な温度で前記基体を焼成する工程、
を含む、電子部品を形成する方法。 - 焼成が８００℃～９００℃の温度で行われる、請求項１９に記載の方法。
- ７未満の誘電率を有する、請求項１～９のいずれかに記載の誘電体材料又は請求項１０～１４のいずれかに記載の誘電体組成物の少なくとも１つの層を、７よりも高い誘電率を有するテープ又はペーストの少なくとも１つの互い違いとなる別個の層と組み合わせて同時焼成し、多層基体を形成する方法であり、
互い違いの層が異なる誘電率を有する方法。 - 焼成が８００℃～９００℃の温度で行われる、請求項２１に記載の方法。
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