積層型電子部品およびその製造方法
【課題】 本発明は、六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉを含む複合焼結体層と銀系導体層が積層されている積層型電子部品において複合焼結体層の絶縁性を向上させることを目的とする。
【解決手段】 Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％である積層型電子部品を用いる。
【解決手段】 Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％である積層型電子部品を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の高周波ノイズ対策用ＥＭＩフィルタ等に用いられる、磁性体の性質と誘電体の性質とを合わせ持つ磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器の高周波ノイズ対策用としては、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）フィルタが多く用いられている。近年では、携帯電話機、無線ＬＡＮ等の移動体通信機器の高周波化に伴い、ＥＭＩフィルタにも数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波数帯域でも使用可能なフィルタ特性が求められている。
【０００３】
一般的に、このような電子機器のノイズ対策用として使用されているＥＭＩフィルタは、コンデンサとインダクタとを個々に組み合わせて構成されているものが多い。しかし、近年では電子機器の小型化に伴い、磁性体により形成されるインダクタ層と、誘電体により形成されるコンデンサ層とを積層して両者を一体化した複合積層体の中に、銀電極などでコイルを形成したものが提案されてきている。しかし、このようなフィルタの場合、その積層構造の制約により、大きな面積が必要になり、電子機器の小型化への要求を十分に満足できなかった。
【０００４】
この問題点を解決するために、磁性体と誘電体とが混合焼成された複合焼結体の内部に、銀あるいは銀−パラジウム電極などでコイルを形成したノイズフィルタが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
このような複合焼結体に用いられる磁性体材料としては、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ帯領域で比透磁率が高いＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系等のスピネル型フェライトが多く用いられてきた。しかし、このスピネル型フェライトは、磁気異方性が低いために数百ＭＨｚの周波数で自然共鳴を起こしてしまい、透磁率の周波数限界（スネークの限界）を超えることができず、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域では十分な透磁率が得られないため、高い周波数帯域でのフィルタ材料には適用することができなかった。
【０００６】
そこで、最近では、スピネル型フェライトの周波数限界を超えた高い周波数領域まで比透磁率を維持する六方晶フェライトが、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域での磁性体材料として提案されている。
【０００７】
この六方晶フェライトは、ｃ軸に対して垂直な面内に磁化容易軸を持ち、フェロックスプレーナ型フェライトとも呼ばれる磁性体材料である。フェロックスプレーナ型の代表的なフェライトとしては、Ｃｏ置換系Ｚ型六方晶Ｂａフェライト（３ＢａＯ・２ＣｏＯ・１２Ｆｅ２Ｏ３）、Ｃｏ置換系Ｙ型六方晶Ｂａフェライト（２ＢａＯ・２ＣｏＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）、Ｃｏ置換系Ｗ型六方晶Ｂａフェライト（ＢａＯ・２ＣｏＯ・８Ｆｅ２Ｏ３）等が知られている。
【０００８】
これらのフェロックスプレーナ型フェライトの中でも、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト単相の合成温度（約１０５００℃）は、Ｚ型六方晶Ｂａフェライト単相（１３００℃）およびＷ型六方晶Ｂａフェライト単相（１２００℃）それぞれの合成温度に比べて低く、また、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは、比透磁率の周波数限界が３ＧＨｚ以上と高くなっているため、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域での磁性体材料として有望視されている。
【０００９】
例えば、Ｙ型またはＭ型六方晶フェライトを主相とする磁性体材料からなる高周波用磁性体材料が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。この高周波用磁性体材料は、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯域で使用でき、１０００℃以下の温度で焼成可能で、焼結体密度が９０％以上のものである。１０００℃以下の温度で焼成できる材料であれば、同時焼成する内部電極として、銀を用いることができ、パラジウムを含む電極に対して、低抵抗であることによる特性向上と低コスト化が見込める。
【００１０】
一方、複合焼結体に用いられる誘電体材料としては、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３やガラス等の常誘電体、ＢａＴｉＯ３等の強誘電体が挙げられ、例えば、誘電体材料として比誘電率が高いＢａＴｉＯ３を用い、高い比透磁率および比誘電率を両立した材料が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【００１１】
この特許文献３には、磁性体材料としてＮｉ―Ｚｎ系フェライトまたはＮｉ−Ｚｎ―Ｃｕ系フェライトから選択された１種を用い、誘電体材料として少なくともＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、または、リラクサー系材料から選択される１種を用い、ガラス材料としてＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＲＯまたはＲＯ２（ただし、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｉの群から選択された少なくとも１種）の３種の組成比が合計で１００重量％とされることが記載されている。
【特許文献１】特開平２−２４９２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６７３９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２６５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献３に記載された複合焼結体では、磁性体材料としてＮｉ―Ｚｎ系フェライトまたはＮｉ−Ｚｎ―Ｃｕ系フェライト、すなわち、スピネル型フェライトを用いているため、数百ＭＨｚ以上の高周波での比透磁率が低くなるという課題があった。
【００１３】
本発明の目的は、六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉを含む複合焼結体層と銀系導体層が積層されている積層型電子部品において複合焼結体層の絶縁性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の積層型電子部品は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることが好ましい。
【００１６】
本発明の積層型電子部品の製造方法は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の積層型電子部品によれば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることにより、Ｂｉの偏在による複合焼結体層の絶縁性の低下が抑制できる。
【００１９】
また、前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれている場合、前記複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くできるので、積層型電子部品の１００ＭＨｚでのフィルタ特性などの電気特性を高くすることができる。
【００２０】
本発明の積層型電子部品の製造方法によれは、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことにより、焼成工程でＢｉが導体の近傍に移動し、Ｂｉが偏在することが抑制できる。
【００２１】
また、前記導体材料として、前記金属粉末１００質量部に対する前記Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末が３〜１０質量部である導体材料を用いる場合、Ｂｉの偏在をより抑制できるとともに、前記銀系導体層の導体抵抗を低くすることができる。
【００２２】
さらに、前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いる場合、前記複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くできるので、積層型電子部品の１００ＭＨｚでのフィルタ特性などの電気特性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の積層型電子部品は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、（前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とするものである。
【００２４】
図１（ａ）は、本発明の積層型電子部品の一実施例であるＬＣ複合電子部品のＥＭＩフィルタの縦断面図ある。絶縁層である磁性体と誘電体との複合焼結体層１（以下で、複合焼結体層と呼ぶことがある）が複数積層され、複合焼結体層１の表面に銀系導体層２（以下で、導体層と呼ぶことがある）が形成されている。また、複合焼結体層１によって隔てられた銀系導体層２同士を電気的に接続する銀系ビアホール導体（以下で、ビアホール導体と呼ぶことがある）３が複合焼結体層１を貫通して形成されている。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の拡大図であり、一対の銀系導体層２に挟まれた複合焼結体層１を示している。図１（ａ）では、銀系導体層２と複合焼結体層１との界面の凹凸を省略してあるが、図１（ｂ）では、銀系導体層２と複合焼結体層１との界面の凹凸も示している。仮想線Ｌ１は、銀系導体層２と平行な直線で、仮想線Ｌ１の一方の側（図２の上側）の複合焼結体層１の面積と、仮想線Ｌ１の他方の側（図２の下側）の銀系導体層２の面積とが等しくなっている。仮想線Ｌ２は仮想線Ｌ１からの距離が３μｍの線であり、上述の複合焼結体層１と銀系導体層２との界面から３μｍ以内の複合焼結体層１とは、複合焼結体層１の仮想線Ｌ２より銀系導体層２に近い部分のことである。ただし、後述のＢｉの含有量分析をなどを行なう際には、分析を行なう領域に銀系導体層２が入ることにより、分析精度が悪くなる場合などには、仮想線Ｌ２の銀系導体層２側の矩形状の領域Ａを分析しても良い。領域Ａは幅１〜２μｍの領域で、長さは特に限定されないが１０〜１００μｍ程度の領域である。
【００２６】
また、上述の複合焼結体層１の積層方向中央部とは、典型的には図１（ｂ）の領域Ｂのように一対の銀系導体層２の積層方向の中心を含む領域のことである。すなわち、仮想線Ｌ１と同様な仮想線Ｌ３からの距離が同じ線を中央とする矩形状の領域である。実際に測定を行なう領域は、複合焼結体層１と銀系導体層２との界面から３μｍ以内の複合焼結体層１と略等しい大きさにすることが好ましい。すなわち領域Ｂの幅は、３μｍあるいは、領域Ａの幅と等しく、長さも１０〜１００μｍ程度の領域である。一対の銀系導体層２がない場合には、積層型電子部品の層構成から複合焼結体層１の厚さを測定し、仮想線Ｌ１から複合焼結体層１の厚さの半分の位置の含む領域、あるいは、銀系導体層２の影響の少ない領域として、仮想線Ｌ１から１０μｍの位置を含む領域を測定しても良い。
【００２７】
銀系導体層２は銀を主成分とするものであり、他の導電成分としてパラジウムや白金を含んでいても良い。上述の磁性体と誘電体との複合焼結体層１は、例えば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末を焼成して作製されるもので、Ｂｉにより低い焼成温度で焼成可能となるため、９００〜１０００℃の焼成温度で、銀、銀／パラジウム、銀／白金の導体と同時焼成することができる。さらに１２００℃程度までであれば、パラジウムの比率を増やした銀／パラジウム導体と同時焼成することができる。
【００２８】
しかし、上述の磁性体と誘電体との複合焼結体層１と銀系導体とを同時焼成すると、焼成過程で銀系導体層２近傍の複合焼結体層１中のＢｉの含有量が高くなる、つまり複合焼結体層１中でＢｉが偏在することがあった。Ｂｉと銀系導体とは、焼成の室温から９００度までの間で一旦結合し、その後分離すると考えられ、Ｂｉは銀系導体層２中にはあまり残らず、銀系導体層２近傍の複合焼結体層１中のＢｉの含有量が高くなる。
【００２９】
この結果、例えば、一対の銀系導体層２に挟まれた複合焼結体層１では、複合焼結体層１の厚み方向の中央部分ではＢｉの含有量が低くなり、銀系導体層２の近傍ではＢｉの含有量が高くなる。これにより、Ｂｉ含有量の高くなった銀系導体層２の近傍の複合焼結体層１は、結晶粒子間の粒界層が厚くなり絶縁性が低くなるおそれがある。また、例えば、複合焼結体層１の厚さが１０〜３０μｍと薄い場合には、Ｂｉの含有量の低くなった複合焼結体層１の厚み方向の中央部分の焼結が悪くなるおそれがある。このような影響により、Ｂｉの含有量Ａ−Ｂの値が４％より大きくなるようなＢｉの偏在は、複合焼結体層１の絶縁抵抗を、複合焼結体層１を単独で焼成した場合と比較して１０分の１程度以下にまで低下させてしまうことがあるため、上述の差の値は０〜４％であることが重要である。なお、複合焼結体層１の中の磁性体の総量および誘電体の総量は、それぞれ大きく変動するわけではないので、フィルタ特性等の電気特性は大きく変動しない。
【００３０】
このＢｉの偏在を抑制するには銀系導体層２となる導体材料として、金属粉末以外にＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末を用いるのが重要である。Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末の添加量を金属粉末１００質量部に対して２質量部以上にすることにより、Ｂｉの偏在抑制効果が高くなる。
【００３１】
また、積層型電子部品の積層体の側面に端子電極が形成され、この端子電極が複合焼結体層１と銀系導体層２の積層体とは別に焼成され、銀系導体層２と接続される場合、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を３質量部以上にすることにより、積層体側面付近の端子電極が複合焼結体層１と銀系導体層２との間の界面の剥離が抑制できる。これは、複合焼結体層１、銀系導体層２および端子電極の３つの異なる材料が合わさっている部分において、端子電極の焼成過程で、複合焼結体層１と銀系導体層２との熱膨張差が少なくなることによると考えられる。
【００３２】
さらに、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を１０質量部以下にすることにより、銀系導体層２に線幅５０μｍといった細い配線を形成することが可能となる。
【００３３】
銀系導体層２となる導体材料にはＢｉを実質的に含まないことが重要である。ここで、Ｂｉを実質的に含まないとは、金属粉末１００質量部に対してＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で１質量部以下であるということである。Ｂｉが含まれると、焼成過程で銀系導体層２中のＢｉが複合焼結体層１のＢｉの初期の移動を助けるため、銀系導体層２中にＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末があっても、Ｂｉの偏在を抑制する効果が十分でなくなる。ＢｉはＢｉ２Ｏ３換算で０．１質量部以下であることが好ましく、不可避不純物レベルであることがより好ましい。
【００３４】
銀系導体層２となる導体材料にはＳｒＴｉＯ３粉末は金属粉末１００質量部に対して２質量部以下であることが好ましい。ＳｒＴｉＯ３粉末を添加しても、Ｂｉの偏在を抑制する効果は低い。詳細は不明であるが、これはＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末と異なり９００〜１２００℃程度の焼成ではＳｒＴｉＯ３は焼結する挙動を示さないことと関係があると考えられる。ＳｒＴｉＯ３粉末が多いと銀系導体層２の焼結が複合焼結体層１よりも高温になり、焼成挙動の差により銀系導体層２と複合焼結体層１の間に微細なボイドが生じることがある。このボイドは、積層型電子部品のフィルタ特性などの電気特性や、絶縁信頼性に影響を与えるものではないが、焼結体としては好ましいものではないため、上述のようにＳｒＴｉＯ３粉末は、２質量部以下、特に１質量部以下が好ましい。別の観点で言えば、銀系導体層２となる導体材料中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末に対するＳｒＴｉＯ３粉末の割合は、複合焼結体層１の原料中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末に対するＳｒＴｉＯ３粉末の割合よりも低いことが好ましい。
【００３５】
以上、銀系導体層２について詳述してきたが、銀系ビアホール導体３についても同様のことが言える。銀系導体層２が容量形成のため、形成するパターンの面積が大きくなることが多いのに対して、銀系ビアホール導体３は影響する範囲が狭い場合もあるため、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を用いることは、かならずしもの必要ではないが、銀系導体層２と同様の導体材料を用いるのが好ましいく、さらに体積収縮率や焼結挙動の調整のために、銀系導体層２と同様の導体材料にさらに他の無機材料を加えたものを用いてもよい
また、複合焼結体層１の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であり、複合焼結体層１にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれているものであると、複合焼結体層１の比透磁率および比誘電率が高くなり、積層型電子部品のフィルタ特性などの電気特性を向上させたり、同じ電気特性の積層型電子部をより小さくしたりできる。
【００３６】
なお、結晶の割合は、Ｘ線回折の結果をリートベルト解析したものである。リートベルト解析については後述する。
【００３７】
このような複合焼結体層１では、ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることにより、１０００℃以下の焼成温度でも焼成可能となり、複合焼結体１の吸水率を０．１％以下と低くできる。また、焼成による磁性体材料および誘電体材料の分解や副生成物の生成が少なくでき、複合焼結体層１の１００ＭＨｚにおける比透磁率および１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くできる。すなわち、ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７質量％未満では、複合焼結体層１の吸水率が大きくなってしまい、絶縁信頼性が低くなる層１おそれがある。ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で１２．０質量％より多いと、複合焼結体層１の１００ＭＨｚにおける比透磁率または１００ＭＨｚにおける比誘電率が低くなってしまう。より好ましい含有量は、Ｂｉ２Ｏ３換算のＢｉ量で９．４〜１０．７質量％である。
【００３８】
本発明における複合焼結体層は、例えば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末を混合し、焼成したものであり、上述のようにＢｉ２Ｏ３が含まれていることにより、焼成の過程でＢｉ２Ｏ３が融解し、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末の焼結を促進するので、１０００℃以下の低温でも焼成可能になる。そして、その過程でＭ型六方晶Ｂａフェライト、ＢａＴｉＯ３およびＢａ−Ｆｅ−Ｏ化合物が生成される。
【００３９】
ここでいうＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物とは、Ｘ線回折で２θ＝３１．５°および３１．６°にメインピークのあるＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物１と２８．０°にメインピークのあるＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２とを合わせたもののことである。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物１はＢｉＦｅＯ３である。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２は他のＢｉ、Ｆｅ、Ｏを含む結晶であると考えられる。ＢｉＦｅＯ３は比誘電率約８０で、比透磁率は約１．３（１００ＭＨｚ）、約２．０（１ＧＨｚ）の結晶であり、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２も比誘電率が高いものと推定される。これらの結晶は、焼成過程で、Ｂｉ２Ｏ３によりＹ型六方晶Ｂａフェライトが分解されて生成されるものである。また、これらの結晶は、透過型電子顕微鏡を用いて１００倍〜１０００倍で観察すると、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＳｒＴｉＯ３の結晶粒子の間の粒界に、ＢｉおよびＦｅを含む結晶として観察され、Ｘ線回折に上述のメインピークを含むそれぞれの結晶のピークがあることで存在が確認できる。
【００４０】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトが主結晶であることは、焼成後の複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶Ｂａフェライトの割合が５０質量％以上であることを指し、１００ＭＨｚにおける比透磁率の高いＹ型六方晶Ｂａフェライトの割合が多いことにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率が高くなる。複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くするためには、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの割合は、５５質量％以上であることが好ましい。
【００４１】
複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を４．７以上とすることができる。ただし、Ｙ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７６．８質量％より多くなると、誘電体材料の割合が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率が低くなってしまう。
【００４２】
複合焼結体層の結晶中のＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率を４０以上とすることができる。ただし、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２６．２質量％より多くなると、磁性体材料の割合が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率が低くなってしまう。
【００４３】
また、複合焼結体層の結晶中のＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の割合が、８．６質量％以下であることにより、１００ＭＨｚにおける誘電損失の大きいＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける誘電損失を１００×１０−４以下にすることができる。
【００４４】
なお、六方晶フェライトとは、六方晶系結晶構造を有しているとともに磁化容易軸を持っているもののことである。具体的には、六方晶フェライトは結晶方向により異なる異方性磁界を持つために回転磁化共鳴周波数（ｆｒ）が高くなるとともに、ｃ軸に垂直な結晶面（ｃ面）内のａ軸が磁界の方向に容易に磁化され、かつ外部磁界の方向の変化に容易に追従して磁化の向きが変化する。このため、高い周波数領域（数百Ｍ〜数ＧＨｚ）においても、比透磁率が高い状態を維持することが可能である。一方、スピネル型フェライトなどは、数ＭＨｚ程度では、数百といった高い比透磁率が得られるが、前記のような磁化容易軸を持たないため、１ＧＨｚ程度で比透磁率が急激に低下してしまう。
【００４５】
六方晶フェライトには、Ｍ型、Ｗ型、Ｙ型およびＺ型などがあるが、Ｙ型六方晶フェライトは数百Ｍ〜数ＧＨｚにおける比透磁率が高くできるために磁性体材料として好ましい。また、Ｂａを含む六方晶Ｂａフェライトは、酸化鉄や炭酸バリウム等の原料から仮焼合成する際の温度を低くすることができるので好ましい。
【００４６】
リートベルト解析とは、Ｘ線回折の結果から評価対象の試料中に含まれている結晶の種類およびその量を解析するものである。リートベルト法は、J.Am.Ceram.Soc.,81[11]2978-82(1998)に記載されている方法を用いる。具体的には、解析対象の試料をディフラクトメーター法で測定した２θ＝１０°以上８０°以下の範囲のＸ線回折パターンに対して、RIETAN-2000プログラムを使用することにより、評価対象の試料中に含まれている結晶の種類、および結晶の合計量に対するそれぞれの結晶の量（質量％）を評価した。
【００４７】
複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であり、複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれている誘電体と磁性体との複合焼結体層は、例えば、あらかじめ仮焼などによりそれぞれ合成しておいた磁性体材料および誘電体材料と、Ｂｉ２Ｏ３とを混合した後、焼成することで作製することができる。
【００４８】
そして、本発明の誘電体と磁性体との複合焼結体層を作製するには、磁性体材料としてＹ型六方晶Ｂａフェライトを、誘電体材料としてＳｒＴｉＯ３を用いるのが好ましい。
【００４９】
上述のように、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは数百ＭＨｚ以上の高周波でも高い比透磁率を維持することができる。それに加えて、低温焼成化のためにＢｉ２Ｏ３と焼成した際に生じる主な副生成物がＭ型六方晶Ｂａフェライトであるため、この副生成物も数百ＭＨｚ以上の高周波における比透磁率を高くすることに寄与できる。
【００５０】
複合焼結体層の原料となる磁性体材料のＹ型六方晶Ｂａフェライトの典型的な組成比はＢａ２Ｍ２Ｆｅ１２Ｏ２２（ただし、ＭはＣｏ、ＣｕおよびＺｎから選ばれる１種以上の元素）であるが、磁性体材料としては、主な結晶としてＹ型六方晶Ｂａフェライトが生じる範囲でこの組成からずれたものでもよい。例えば、Ｂａ２．０５Ｚｎ１．４Ｃｕ０．５Ｃｏ０．０５Ｆｅ１２Ｏ２２は１００ＭＨｚにおける比透磁率が高く、かつ合成温度を低くすることができるため、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの好ましい組成である。複合焼結体層の原料作製時の仮焼合成などで生じるＹ型六方晶Ｂａフェライト以外の結晶としては、数百ＭＨｚ以上の高周波でも比透磁率を高く維持できるＭ型六方晶Ｂａフェライトが好ましい。
【００５１】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を作製するには、原料の主成分として、それぞれ酸化物換算でＦｅ２Ｏ３を５７〜６３モル％、ＭＯを１８〜２２モル％（ただし、ＭはＣｏ、ＣｕおよびＺｎから選ばれる１種以上の金属元素）、ＢａＯを残部となるように調合する。この際、各原料はこれに限定されず、焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても良い。なお、Ｍは単独の元素でも、２種以上の元素が混在した形態であってもよい。Ｍとして２種以上を混合して用いる場合には、混合した総計モル％を１８〜２２モル％とすればよい。
【００５２】
このような配合比率で混合した粉末を、大気中で９００〜１０５０℃の温度範囲で、１〜１０時間仮焼した後、粉砕することによってＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末を得ることができる。
【００５３】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは、８５０℃付近からＢａＦｅ１２Ｏ１９結晶およびＢａＦｅ２Ｏ４結晶の分解が始まり、生成されてくる。この分解、生成を十分に行なうためには、９００〜１０５０℃の温度範囲で、１〜５時間仮焼することが好ましい。そうすることにより、仮焼合成時にＹ型六方晶Ｂａフェライトを８０質量％以上生成することが可能となる。なお、仮焼温度が１０２５℃以下であれば、合成と同時に進行する粉と粉との焼結が抑制されるため、粉砕が容易となって細かい粉砕粉を得やすく、誘電体材料などと組み合わせて焼成する際の焼結性を向上させることができる。
【００５４】
粉砕に際しては振動ミル、回転ミル、バレルミル等を用いて、磁性体材料を鋼鉄ボール、セラミックボール等のメディアと、水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メタノール等の有機溶剤を用いて湿式で行なうことができる。
【００５５】
その際、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの素原料となる粉末は、平均粒子径が０．１〜５μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍであることが仮焼時の焼結性を高める点で望ましい。この粉末は、後述の銀系導体層となる導体材料として用いることができる。なお、「平均粒子径」とは、粉体の集団の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径ｄ５０を意味する。粉体の粒度分布は、例えばレーザ回折・散乱法によるマイクロトラック粒度分布測定装置Ｘ−１００（日機装株式会社製）を用いて測定できる。
【００５６】
かくして得られるＹ型六方晶Ｂａフェライトは、単独で焼結させれば、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚにおける比透磁率が６〜１７、数百ＭＨｚ〜２ＧＨｚにおける比透磁率が２〜１０と、高周波数帯域まで比透磁率が高い磁性体材料となる。
【００５７】
誘電体材料としては、１００ＭＨｚにおける比誘電率が比較的高く、１００ＭＨｚにおける誘電損失の小さいＳｒＴｉＯ３を用いるのが好ましい。ＳｒＴｉＯ３はＢａＴｉＯ３より、１００ＭＨｚにおける誘電損失が小さいために好ましい。また、ＳｒＴｉＯ３は、ＣａＴｉＯ３およびＭｇＴｉＯ３より、１００ＭＨｚにおける比誘電率が大きいために好ましい。
【００５８】
そして、誘電体材料としてはＳｒＴｉＯ３を主成分とするものが好ましく、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３およびＭｇＴｉＯ３が混合したものであってもよい。混合は、それぞれの粉末を混ぜたものでも、所望の組成比の素原料を仮焼などで合成して固溶体にしたものでもよい。誘電体材料中のＳｒＴｉＯ３の比率は、９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上であり、特に９９質量％以上（残部は不純物）が好ましい。
【００５９】
ＳｒＴｉＯ３粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とＢｉ２Ｏ３粉末とを混合して焼成すると、副生成物としてＢｉとＦｅを含む結晶、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物が生じる。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物は、主にはＢｉＦｅＯ３であり、条件によっては少量の他のＢｉ、Ｆｅを含む結晶が生じる。副生成物として生じたＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物は、比誘電率を高くするが、誘電損失も大きくするため、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の量は、複合焼結体層の結晶中の８．６質量％以下であることが好ましい。
【００６０】
ＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径は、誘電体と磁性体との複合焼結体層の透磁率、誘電率を高くするために、０．１〜３．０μｍ、さらには１．２〜２．２μｍであることが好ましい。この粉末は、後述の銀系導体層となる導体材料として用いることができる。
【００６１】
ＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径が細かすぎると、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末間の至るところにＳｒＴｉＯ３粉末が分散配置され、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの焼結を阻害し、所望の透磁率を得られないことになる。また、高い比透磁率を得るためには誘電体材料の量をそれほど多くできず、後述するように焼結性を向上させるためには添加するＢｉ２Ｏ３粉末の量もそれほど多くできないことから、焼結時にＳｒＴｉＯ３粉末を大幅に粒成長させることはあまり期待できない。そのような状態でも比誘電率を高くするため、ＳｒＴｉＯ３粉末は、ある程度平均粒子径が大きい方が好ましい。すなわち、原料の混合時のＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径は１．２〜２．２μｍが好ましい。
【００６２】
Ｂｉ２Ｏ３は、比較的低温で融解する酸化物であり、上述した磁性体材料および誘電体材料の焼結を助ける。複合焼結体層と同時焼成する導体として、パラジウムなどをほぼ含有しない銀を主体とする導体を用いる場合には、１０００℃以下でも焼結することが必要であり、そのためには、調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量は５．７５質量％以上であることが好ましい。４．５質量％以下では、複合焼結体層の吸水率が１％以上と焼結不足となる。
【００６３】
調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が増えると焼結性は向上するが、磁性体材料および誘電体材料の一部が分解するか、もしくは原料同士が反応して副生成物を生じる。調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が１２質量％程度までであれば、上述のように、磁性体材料であるＹ型六方晶Ｂａフェライトからは主にＭ型六方晶Ｂａフェライトが生じ、Ｂｉ２Ｏ３は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの一部と反応し、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を生じる。これらの副生成物により、わずかに比透磁率あるいは比誘電率が低下するものの、１００ＭＨｚにおける高い比透磁率および比誘電率を維持できる。調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が１３．７５質量％以上では、磁性体材料および誘電体材料の分解が進むため、１００ＭＨｚにおける比透磁率あるいは比誘電率が低くなるとともに、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物以外の副生成物の量も増えていく。調合時のＢｉ２Ｏ３量が１４．５質量％以上では、１００ＭＨｚにおける比透磁率および比誘電率が低くなるだけでなく、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物以外の副生成物が多くなり、１００ＭＨｚにおける誘電損失が増大する。
【００６４】
Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径は、焼結性を向上させるために、０．１〜５．０μｍ、さらには０．３〜１．０μｍであることが好ましい。Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径を０．１μｍ以上にすることにより、粉末の凝集が起こりにくくなり、Ｂｉ２Ｏ３粉末の分散が不均一となって、焼結状態にムラが生じることが抑制できる。Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径が５．０μｍ以下であることにより、Ｂｉ２Ｏ３粉末の融解が遅くなって反応が進まなくなることが抑制できる。
【００６５】
調合時の磁性体材料であるＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末の量としては、７５．５〜７８．０質量％であることが好ましい。７５．５質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くすることができる。７８．０質量％以下であることにより、原料組成に、焼結助剤のＢｉ２Ｏ３粉末および誘電体材料を十分に含めることができる。
【００６６】
調合時の誘電体材料であるＳｒＴｉＯ３粉末の量としては、１２．５〜１８．７５質量％であることが好ましい。１２．５質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くすることができる。１８．７５質量％以下であることにより、原料組成に、焼結助剤のＢｉ２Ｏ３粉末および磁性体材料を十分に含めることができる。
【００６７】
原料組成中にはＡｌを実質的に含まないことが好ましい。Ａｌは、磁性体材料や誘電体材料を作る際の仮焼合成後の粉砕などに、アルミナのメディアを用いることなどで、不純物として混じることがある。また、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの原料となる鉄の中に微量含まれていることもある。Ａｌが含まれると、複合焼結体層の焼成時にＡｌを含む複合酸化物結晶（例えば、ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶など）が生成され、その際にＹ型六方晶ＢａフェライトまたはＳｒＴｉＯ３が分解されることがある。Ａｌ量を少なくすることにより、この分解を抑制できるので、１００ＭＨｚにおける比透磁率あるいは１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くすることができる。そのため、原料組成中あるいは複合焼結体層中のＡｌの量はＡｌ２Ｏ３換算で０．０５質量％以下、特に０．０３質量％以下であることが好ましい。また、Ａｌ量を少なくすることにより、ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶などの誘電損失の大きい結晶の生成を抑制できるので、誘電損失を低くすることができる。
【００６８】
また、複合焼結体層をＸ線回折で測定した際に、複合焼結体層に含まれているＡｌを含む結晶のピーク強度が、複合焼結体層に含まれている結晶のうち最も高いピーク強度を有する結晶のピーク強度に対して１００分の１以下であるようにするのが好ましい。ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶以外のＡｌを含む結晶としては、不純物などとして含まれることがあるＳｉと反応して生じるＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８結晶が挙げられる。
【００６９】
このような複合焼結体を用いた積層型電子部品を製造するには、例えば、７５．５〜７８．０質量％のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末、１２．５〜１８．７５質量％のＳｒＴｉＯ３粉末および５．７５〜１２．０質量％のＢｉ２Ｏ３粉末を混合した原料に対して、適当な有機バインダ、分散剤、溶媒を添加、混合してスラリーを調製し、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法、あるいは圧延法、プレス成形法により、シート状に成形し、厚さ２５μｍのグリーンシートを作製する。
【００７０】
続いて、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末は有機バインダと水、アルコールあるいはトルエンなど溶媒と混合し、必要に応じて分散剤を加え、導体ペーストを作製する。
【００７１】
そして、前述のグリーンシートに所望によりスルーホールを形成した後、スルーホール内に、導体ペーストを充填する。
【００７２】
続いて、導体ペーストをスクリーン印刷で、前述のグリーンシートに塗布して、乾燥し、銀系導体層となる導体を形成する。なお、銀系導体層の厚さは焼成後２〜１５μｍ程度である。
【００７３】
複数の導体を形成されたグリーンシートを、所望の銀系導体層が形成されるように位置合わせして積層圧着し、積層体を作製する。酸化性雰囲気中、または低酸化性雰囲気中、２００〜５００℃で脱バインダ処理した後、酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気で９００〜１２００℃で焼成され、積層型電子部品となる。
【００７４】
この積層型電子部品にさらに、端子電極を形成してもよい。端子電極は、銀、銀／パラジウムあるいは銀／白金等の銀合金を主成分とする導電材料等から成り、かかる導電材料を用いて作製した導体ペーストを積層体の表面に従来周知のディップ法やスクリーン印刷等によって所定パターンに塗布し、これを高温で焼成することによって形成さる。この端子電極には、さらにニッケルメッキや金メッキ、すずメッキ、半田メッキ等のメッキ処理を施してもよい。
【００７５】
上述したような工程を経ることによって、前述したように複合焼結体層の絶縁性が高く、高い透磁率、および誘電率を有するとともに、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波数帯域でもノイズの減衰特性が高い、積層型電子部品を得ることができる。
【００７６】
このようにして作製した積層型電子部品であるＥＭＩフィルタ部品を、図１をもとに説明する。複数の複合焼結体層１が積層され、この複合焼結体層１の表面に導体層２が形成されている。また、複合焼結体層１によって隔てられた導体層２同士を電気的に接続するビアホール導体３が複合焼結体層１を貫通して形成されている。
【００７７】
さらに、これらの導体層２およびビアホール導体３により複数の複合焼結体層１からなる絶縁基体の内部には、回路的にインダクタ部４およびコンデンサ部５が形成され、フィルタ回路をなしている。
【００７８】
このインダクタ部４は、導体層２およびビアホール導体３により多層のコイル状に形成されているが、通常、回路のインダクタンスを増加させるためには、このコイルの巻き数を増加させる必要がある。しかし、本実施形態の複合磁性材料のような透磁率の高い磁性材料を用いた場合、コイルの巻き数を増やさずとも必要なインダクタンスを得ることが可能となる。これより、導体層２の積層数を減らすことができるため、電子部品の小型、低背化が可能になる。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００８０】
まず、Ｆｅ２Ｏ３粉末、ＣｏＯ粉末、ＣｕＯ粉末、ＺｎＯ粉末およびＢａＣＯ３粉末を出発原料とし、組成比がＢａ２．０５Ｚｎ１．４Ｃｕ０．５Ｃｏ０．０５Ｆｅ１２Ｏ２２となるように調合をした。調合した粉末に、有機溶媒としてＩＰＡ、メディアとして鋼鉄ボールを加えて湿式混合し、乾燥した後、大気中、９５０℃で仮焼し、さらに湿式で７２時間粉砕し、平均粒子径１μｍのＹ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とする磁性体材料（１００ＭＨｚにおける比誘電率：２５、１００ＭＨｚにおける比透磁率：１５）を得た。
【００８１】
次に、誘電体材料として、ＳｒＴｉＯ３粉末（平均粒子径０．９μｍ、１００ＭＨｚにおける比誘電率：１８０、１００ＭＨｚにおける比透磁率：１．０）を準備した。
【００８２】
市販の平均粒子径３．０μｍのＢｉ２Ｏ３粉末と上述のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末を表１に示す混合比となるように、有機溶媒にＩＰＡ、メディアに鋼鉄ボールを用いて湿式混合し、乾燥した後、比透磁率、比誘電率、誘電損失、嵩密度および吸水率を評価できるようにプレス成形し、大気中、９３０℃で２時間焼成し、複合焼結体単体評価用の複合焼結体を得た。
【００８３】
かくして得られた誘電体と磁性体との複合焼結体層について、比透磁率、比誘電率、誘電損失、嵩密度および吸水率を評価した。比透磁率、比誘電率、誘電損失については、１００ＭＨｚでの値を測定し評価した。ここで測定した比透磁率および比誘電率の値は、次に作製した積層電子部品評価のフィルタ特性の評価結果と整合した。
【００８４】
比透磁率は、同軸管を用いたＳパラメータ法により測定し、比誘電率はインピーダンスアナライザ（ヒューレットパッカード社製 ＨＰ４２９１Ａ）を用いた平行平板法により測定することができる。
【００８５】
また、市販の平均粒子径３．０μｍのＢｉ２Ｏ３粉末と上述のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末を表１に示す混合比となるように混合し有機バインダと純粋を混合してスラリーを作製し、ドクターブレード法で厚さ２５μｍのグリーンシートを作製した。このグリーンシートは焼成後２０μｍの複合焼結体層となる。
【００８６】
このグリーンシートに、表１に記載の導体ペースト中の無機組成比率で混合した導体材料に有機バインダと溶剤を加えて作製した導体ペーストをスクリーン印刷で塗布して乾燥し、導体を形成した。金属粉末は平均粒径０．３μｍのものを用いた。また、Ａｇ−Ｐｄとは、銀とパラジウムの質量比を８：２とした共沈法で作製した粉末である。Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末は上述の複合焼結体に用いたものと同じものを用いた。ガラスＡとしては、組成がＢａをＢａＯ換算で３４質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で２３質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で１６質量％、ＳｉをＳｉＯ２換算で１４質量％、ＣａをＣａＯ換算で１３質量％（ガラス転移点６６３℃）である平均粒径１．０μｍのガラスを用いた。なお、Ｂｉ２Ｏ３粉末を添加した導体材料以外の導体材料では、ＢｉのＢｉ２Ｏ３換算の含有量は０．１質量％以下であった。
【００８７】
導体の形成された複数のグリーンシートを積層し、大気中、９３０℃で２時間焼成し、積層電子部品評価の積層電子部品を得た。
【００８８】
積層電子部品では、Ｂｉの含有量、絶縁抵抗、導体界面のボイド発生率および含有結晶を評価した。さらに、積層電子部品にディップ法で銀／パラジウムの導体ペーストを塗布し８５０℃で焼成後、バレル電界めっき法でニッケル／すずメッキを施し、その後で端子電極形成後の隙間発生率を評価した。
【００８９】
Ｂｉの含有量は積層型電子部品の縦断面を出し、鏡面研磨した後、Ｂｉの含有量を評価した。測定部位は（複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層）として図１（ｂ）の領域Ａ、（複合焼結体層の積層方向中央部）として図１（ｂ）の領域Ｂとした。領域Ａは仮想線Ｌ１から３μｍの距離にある仮想線Ｌ２を一辺とし、そこから導体層側に向かって２μｍの矩形領域で長さは２０μｍとした。領域Ｂは厚さ２０μｍの複合焼結体層の積層中央部つまり、仮想線Ｌ１とＬ３の中心を中心とする幅２μｍ長さ２０μｍの矩形領域とした。
【００９０】
絶縁抵抗は、１０ｍｍ四方の２つの導体層のパターンに挟まれた厚さ２０μｍの複合絶縁体層の抵抗を、絶縁抵抗計で測定した。
【００９１】
導体界面のボイド発生率は、積層型電子部品の縦断面を出し、鏡面研磨した５０個について２０倍の実体顕微鏡で観察し、ボイドの観察されたものの割合を出した。端子電極形成後の隙間発生率は、同様の評価を端子電極形成後に行ない、積層型電子部品の端面で複合焼結体層と導体層との隙間の有無を評価した。なお、端子電極形成前にこの隙間が生じたものはなかった。
【００９２】
Ｘ線回折を行ない、その結果をリートベルト解析し、複合焼結体層に含まれている結晶の種類と含まれている結晶全体に対するそれらの割合を求めた。解析結果から、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の割合を表１に示した。なお、これらの合計が１００質量％になっていない試料は、これら以外の結晶が観測されたものである。
【００９３】
さらに、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分析を行ない、複合焼結体層に含まれているＢｉの量を測定し、Ｂｉ２Ｏ３の量に換算した。以上の結果を表１および表２に示した。
【００９４】
【表１】
【００９５】
【表２】
【００９６】
前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％である本発明の範囲内の試料Ｎｏ．１〜４、６〜１４および１８〜２９ではＢｉの偏在が少ないため、積層型電子部品の複合焼結体層の絶縁抵抗が２．２×１０６Ω以上となった。さらに、複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、複合焼結体層中のＢｉのＢｉ２Ｏ３換算量が５．７〜１２．０質量％である本発明の範囲内の試料Ｎｏ．３、４、６〜１４、１８、１９、２４および２５の複合焼結体層は、１００ＭＨｚにおける比透磁率が４．７以上、１００ＭＨｚにおける比誘電率が４０以上と、比透磁率および比誘電率が高いものとなった。
【００９７】
これに対して、上述のＢｉ含有量の差が６％以上である本発明の範囲外の試料Ｎｏ．５および１５〜１７は、積層型電子部品の複合焼結体層の絶縁抵抗が０．６×１０６Ω以下となった。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】（ａ）本発明の一実施例である積層型電子部品の縦断面図である。（ｂ）（ａ）の一部を拡大した縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１・・・磁性体と誘電体との複合焼結体層
２・・・銀系導体層
３・・・銀系ビアホール導体
４・・・インダクタ部
５・・・コンデンサ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の高周波ノイズ対策用ＥＭＩフィルタ等に用いられる、磁性体の性質と誘電体の性質とを合わせ持つ磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器の高周波ノイズ対策用としては、ＥＭＩ（Electro Magnetic Interference）フィルタが多く用いられている。近年では、携帯電話機、無線ＬＡＮ等の移動体通信機器の高周波化に伴い、ＥＭＩフィルタにも数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波数帯域でも使用可能なフィルタ特性が求められている。
【０００３】
一般的に、このような電子機器のノイズ対策用として使用されているＥＭＩフィルタは、コンデンサとインダクタとを個々に組み合わせて構成されているものが多い。しかし、近年では電子機器の小型化に伴い、磁性体により形成されるインダクタ層と、誘電体により形成されるコンデンサ層とを積層して両者を一体化した複合積層体の中に、銀電極などでコイルを形成したものが提案されてきている。しかし、このようなフィルタの場合、その積層構造の制約により、大きな面積が必要になり、電子機器の小型化への要求を十分に満足できなかった。
【０００４】
この問題点を解決するために、磁性体と誘電体とが混合焼成された複合焼結体の内部に、銀あるいは銀−パラジウム電極などでコイルを形成したノイズフィルタが提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
このような複合焼結体に用いられる磁性体材料としては、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚ帯領域で比透磁率が高いＭｎ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｚｎ系、Ｎｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系等のスピネル型フェライトが多く用いられてきた。しかし、このスピネル型フェライトは、磁気異方性が低いために数百ＭＨｚの周波数で自然共鳴を起こしてしまい、透磁率の周波数限界（スネークの限界）を超えることができず、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域では十分な透磁率が得られないため、高い周波数帯域でのフィルタ材料には適用することができなかった。
【０００６】
そこで、最近では、スピネル型フェライトの周波数限界を超えた高い周波数領域まで比透磁率を維持する六方晶フェライトが、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域での磁性体材料として提案されている。
【０００７】
この六方晶フェライトは、ｃ軸に対して垂直な面内に磁化容易軸を持ち、フェロックスプレーナ型フェライトとも呼ばれる磁性体材料である。フェロックスプレーナ型の代表的なフェライトとしては、Ｃｏ置換系Ｚ型六方晶Ｂａフェライト（３ＢａＯ・２ＣｏＯ・１２Ｆｅ２Ｏ３）、Ｃｏ置換系Ｙ型六方晶Ｂａフェライト（２ＢａＯ・２ＣｏＯ・６Ｆｅ２Ｏ３）、Ｃｏ置換系Ｗ型六方晶Ｂａフェライト（ＢａＯ・２ＣｏＯ・８Ｆｅ２Ｏ３）等が知られている。
【０００８】
これらのフェロックスプレーナ型フェライトの中でも、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト単相の合成温度（約１０５００℃）は、Ｚ型六方晶Ｂａフェライト単相（１３００℃）およびＷ型六方晶Ｂａフェライト単相（１２００℃）それぞれの合成温度に比べて低く、また、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは、比透磁率の周波数限界が３ＧＨｚ以上と高くなっているため、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯領域での磁性体材料として有望視されている。
【０００９】
例えば、Ｙ型またはＭ型六方晶フェライトを主相とする磁性体材料からなる高周波用磁性体材料が提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。この高周波用磁性体材料は、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚ帯域で使用でき、１０００℃以下の温度で焼成可能で、焼結体密度が９０％以上のものである。１０００℃以下の温度で焼成できる材料であれば、同時焼成する内部電極として、銀を用いることができ、パラジウムを含む電極に対して、低抵抗であることによる特性向上と低コスト化が見込める。
【００１０】
一方、複合焼結体に用いられる誘電体材料としては、ＣａＴｉＯ３、ＳｒＴｉＯ３やガラス等の常誘電体、ＢａＴｉＯ３等の強誘電体が挙げられ、例えば、誘電体材料として比誘電率が高いＢａＴｉＯ３を用い、高い比透磁率および比誘電率を両立した材料が提案されている（例えば、特許文献３を参照。）。
【００１１】
この特許文献３には、磁性体材料としてＮｉ―Ｚｎ系フェライトまたはＮｉ−Ｚｎ―Ｃｕ系フェライトから選択された１種を用い、誘電体材料として少なくともＢａＴｉＯ３、ＴｉＯ２、または、リラクサー系材料から選択される１種を用い、ガラス材料としてＳｉＯ２とＡｌ２Ｏ３とＲＯまたはＲＯ２（ただし、ＲはＣａ、Ｂａ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｔｉの群から選択された少なくとも１種）の３種の組成比が合計で１００重量％とされることが記載されている。
【特許文献１】特開平２−２４９２９４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４６７３９号公報
【特許文献３】特開２００３−２２６５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献３に記載された複合焼結体では、磁性体材料としてＮｉ―Ｚｎ系フェライトまたはＮｉ−Ｚｎ―Ｃｕ系フェライト、すなわち、スピネル型フェライトを用いているため、数百ＭＨｚ以上の高周波での比透磁率が低くなるという課題があった。
【００１３】
本発明の目的は、六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉを含む複合焼結体層と銀系導体層が積層されている積層型電子部品において複合焼結体層の絶縁性を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の積層型電子部品は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とする。
【００１５】
また、前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることが好ましい。
【００１６】
本発明の積層型電子部品の製造方法は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の積層型電子部品によれば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることにより、Ｂｉの偏在による複合焼結体層の絶縁性の低下が抑制できる。
【００１９】
また、前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれている場合、前記複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くできるので、積層型電子部品の１００ＭＨｚでのフィルタ特性などの電気特性を高くすることができる。
【００２０】
本発明の積層型電子部品の製造方法によれは、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことにより、焼成工程でＢｉが導体の近傍に移動し、Ｂｉが偏在することが抑制できる。
【００２１】
また、前記導体材料として、前記金属粉末１００質量部に対する前記Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末が３〜１０質量部である導体材料を用いる場合、Ｂｉの偏在をより抑制できるとともに、前記銀系導体層の導体抵抗を低くすることができる。
【００２２】
さらに、前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いる場合、前記複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くできるので、積層型電子部品の１００ＭＨｚでのフィルタ特性などの電気特性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の積層型電子部品は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、（前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とするものである。
【００２４】
図１（ａ）は、本発明の積層型電子部品の一実施例であるＬＣ複合電子部品のＥＭＩフィルタの縦断面図ある。絶縁層である磁性体と誘電体との複合焼結体層１（以下で、複合焼結体層と呼ぶことがある）が複数積層され、複合焼結体層１の表面に銀系導体層２（以下で、導体層と呼ぶことがある）が形成されている。また、複合焼結体層１によって隔てられた銀系導体層２同士を電気的に接続する銀系ビアホール導体（以下で、ビアホール導体と呼ぶことがある）３が複合焼結体層１を貫通して形成されている。
【００２５】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の拡大図であり、一対の銀系導体層２に挟まれた複合焼結体層１を示している。図１（ａ）では、銀系導体層２と複合焼結体層１との界面の凹凸を省略してあるが、図１（ｂ）では、銀系導体層２と複合焼結体層１との界面の凹凸も示している。仮想線Ｌ１は、銀系導体層２と平行な直線で、仮想線Ｌ１の一方の側（図２の上側）の複合焼結体層１の面積と、仮想線Ｌ１の他方の側（図２の下側）の銀系導体層２の面積とが等しくなっている。仮想線Ｌ２は仮想線Ｌ１からの距離が３μｍの線であり、上述の複合焼結体層１と銀系導体層２との界面から３μｍ以内の複合焼結体層１とは、複合焼結体層１の仮想線Ｌ２より銀系導体層２に近い部分のことである。ただし、後述のＢｉの含有量分析をなどを行なう際には、分析を行なう領域に銀系導体層２が入ることにより、分析精度が悪くなる場合などには、仮想線Ｌ２の銀系導体層２側の矩形状の領域Ａを分析しても良い。領域Ａは幅１〜２μｍの領域で、長さは特に限定されないが１０〜１００μｍ程度の領域である。
【００２６】
また、上述の複合焼結体層１の積層方向中央部とは、典型的には図１（ｂ）の領域Ｂのように一対の銀系導体層２の積層方向の中心を含む領域のことである。すなわち、仮想線Ｌ１と同様な仮想線Ｌ３からの距離が同じ線を中央とする矩形状の領域である。実際に測定を行なう領域は、複合焼結体層１と銀系導体層２との界面から３μｍ以内の複合焼結体層１と略等しい大きさにすることが好ましい。すなわち領域Ｂの幅は、３μｍあるいは、領域Ａの幅と等しく、長さも１０〜１００μｍ程度の領域である。一対の銀系導体層２がない場合には、積層型電子部品の層構成から複合焼結体層１の厚さを測定し、仮想線Ｌ１から複合焼結体層１の厚さの半分の位置の含む領域、あるいは、銀系導体層２の影響の少ない領域として、仮想線Ｌ１から１０μｍの位置を含む領域を測定しても良い。
【００２７】
銀系導体層２は銀を主成分とするものであり、他の導電成分としてパラジウムや白金を含んでいても良い。上述の磁性体と誘電体との複合焼結体層１は、例えば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末を焼成して作製されるもので、Ｂｉにより低い焼成温度で焼成可能となるため、９００〜１０００℃の焼成温度で、銀、銀／パラジウム、銀／白金の導体と同時焼成することができる。さらに１２００℃程度までであれば、パラジウムの比率を増やした銀／パラジウム導体と同時焼成することができる。
【００２８】
しかし、上述の磁性体と誘電体との複合焼結体層１と銀系導体とを同時焼成すると、焼成過程で銀系導体層２近傍の複合焼結体層１中のＢｉの含有量が高くなる、つまり複合焼結体層１中でＢｉが偏在することがあった。Ｂｉと銀系導体とは、焼成の室温から９００度までの間で一旦結合し、その後分離すると考えられ、Ｂｉは銀系導体層２中にはあまり残らず、銀系導体層２近傍の複合焼結体層１中のＢｉの含有量が高くなる。
【００２９】
この結果、例えば、一対の銀系導体層２に挟まれた複合焼結体層１では、複合焼結体層１の厚み方向の中央部分ではＢｉの含有量が低くなり、銀系導体層２の近傍ではＢｉの含有量が高くなる。これにより、Ｂｉ含有量の高くなった銀系導体層２の近傍の複合焼結体層１は、結晶粒子間の粒界層が厚くなり絶縁性が低くなるおそれがある。また、例えば、複合焼結体層１の厚さが１０〜３０μｍと薄い場合には、Ｂｉの含有量の低くなった複合焼結体層１の厚み方向の中央部分の焼結が悪くなるおそれがある。このような影響により、Ｂｉの含有量Ａ−Ｂの値が４％より大きくなるようなＢｉの偏在は、複合焼結体層１の絶縁抵抗を、複合焼結体層１を単独で焼成した場合と比較して１０分の１程度以下にまで低下させてしまうことがあるため、上述の差の値は０〜４％であることが重要である。なお、複合焼結体層１の中の磁性体の総量および誘電体の総量は、それぞれ大きく変動するわけではないので、フィルタ特性等の電気特性は大きく変動しない。
【００３０】
このＢｉの偏在を抑制するには銀系導体層２となる導体材料として、金属粉末以外にＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末を用いるのが重要である。Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末の添加量を金属粉末１００質量部に対して２質量部以上にすることにより、Ｂｉの偏在抑制効果が高くなる。
【００３１】
また、積層型電子部品の積層体の側面に端子電極が形成され、この端子電極が複合焼結体層１と銀系導体層２の積層体とは別に焼成され、銀系導体層２と接続される場合、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を３質量部以上にすることにより、積層体側面付近の端子電極が複合焼結体層１と銀系導体層２との間の界面の剥離が抑制できる。これは、複合焼結体層１、銀系導体層２および端子電極の３つの異なる材料が合わさっている部分において、端子電極の焼成過程で、複合焼結体層１と銀系導体層２との熱膨張差が少なくなることによると考えられる。
【００３２】
さらに、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を１０質量部以下にすることにより、銀系導体層２に線幅５０μｍといった細い配線を形成することが可能となる。
【００３３】
銀系導体層２となる導体材料にはＢｉを実質的に含まないことが重要である。ここで、Ｂｉを実質的に含まないとは、金属粉末１００質量部に対してＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で１質量部以下であるということである。Ｂｉが含まれると、焼成過程で銀系導体層２中のＢｉが複合焼結体層１のＢｉの初期の移動を助けるため、銀系導体層２中にＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末があっても、Ｂｉの偏在を抑制する効果が十分でなくなる。ＢｉはＢｉ２Ｏ３換算で０．１質量部以下であることが好ましく、不可避不純物レベルであることがより好ましい。
【００３４】
銀系導体層２となる導体材料にはＳｒＴｉＯ３粉末は金属粉末１００質量部に対して２質量部以下であることが好ましい。ＳｒＴｉＯ３粉末を添加しても、Ｂｉの偏在を抑制する効果は低い。詳細は不明であるが、これはＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末と異なり９００〜１２００℃程度の焼成ではＳｒＴｉＯ３は焼結する挙動を示さないことと関係があると考えられる。ＳｒＴｉＯ３粉末が多いと銀系導体層２の焼結が複合焼結体層１よりも高温になり、焼成挙動の差により銀系導体層２と複合焼結体層１の間に微細なボイドが生じることがある。このボイドは、積層型電子部品のフィルタ特性などの電気特性や、絶縁信頼性に影響を与えるものではないが、焼結体としては好ましいものではないため、上述のようにＳｒＴｉＯ３粉末は、２質量部以下、特に１質量部以下が好ましい。別の観点で言えば、銀系導体層２となる導体材料中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末に対するＳｒＴｉＯ３粉末の割合は、複合焼結体層１の原料中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末に対するＳｒＴｉＯ３粉末の割合よりも低いことが好ましい。
【００３５】
以上、銀系導体層２について詳述してきたが、銀系ビアホール導体３についても同様のことが言える。銀系導体層２が容量形成のため、形成するパターンの面積が大きくなることが多いのに対して、銀系ビアホール導体３は影響する範囲が狭い場合もあるため、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を用いることは、かならずしもの必要ではないが、銀系導体層２と同様の導体材料を用いるのが好ましいく、さらに体積収縮率や焼結挙動の調整のために、銀系導体層２と同様の導体材料にさらに他の無機材料を加えたものを用いてもよい
また、複合焼結体層１の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であり、複合焼結体層１にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれているものであると、複合焼結体層１の比透磁率および比誘電率が高くなり、積層型電子部品のフィルタ特性などの電気特性を向上させたり、同じ電気特性の積層型電子部をより小さくしたりできる。
【００３６】
なお、結晶の割合は、Ｘ線回折の結果をリートベルト解析したものである。リートベルト解析については後述する。
【００３７】
このような複合焼結体層１では、ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることにより、１０００℃以下の焼成温度でも焼成可能となり、複合焼結体１の吸水率を０．１％以下と低くできる。また、焼成による磁性体材料および誘電体材料の分解や副生成物の生成が少なくでき、複合焼結体層１の１００ＭＨｚにおける比透磁率および１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くできる。すなわち、ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７質量％未満では、複合焼結体層１の吸水率が大きくなってしまい、絶縁信頼性が低くなる層１おそれがある。ＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で１２．０質量％より多いと、複合焼結体層１の１００ＭＨｚにおける比透磁率または１００ＭＨｚにおける比誘電率が低くなってしまう。より好ましい含有量は、Ｂｉ２Ｏ３換算のＢｉ量で９．４〜１０．７質量％である。
【００３８】
本発明における複合焼結体層は、例えば、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末を混合し、焼成したものであり、上述のようにＢｉ２Ｏ３が含まれていることにより、焼成の過程でＢｉ２Ｏ３が融解し、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末の焼結を促進するので、１０００℃以下の低温でも焼成可能になる。そして、その過程でＭ型六方晶Ｂａフェライト、ＢａＴｉＯ３およびＢａ−Ｆｅ−Ｏ化合物が生成される。
【００３９】
ここでいうＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物とは、Ｘ線回折で２θ＝３１．５°および３１．６°にメインピークのあるＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物１と２８．０°にメインピークのあるＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２とを合わせたもののことである。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物１はＢｉＦｅＯ３である。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２は他のＢｉ、Ｆｅ、Ｏを含む結晶であると考えられる。ＢｉＦｅＯ３は比誘電率約８０で、比透磁率は約１．３（１００ＭＨｚ）、約２．０（１ＧＨｚ）の結晶であり、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物２も比誘電率が高いものと推定される。これらの結晶は、焼成過程で、Ｂｉ２Ｏ３によりＹ型六方晶Ｂａフェライトが分解されて生成されるものである。また、これらの結晶は、透過型電子顕微鏡を用いて１００倍〜１０００倍で観察すると、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＳｒＴｉＯ３の結晶粒子の間の粒界に、ＢｉおよびＦｅを含む結晶として観察され、Ｘ線回折に上述のメインピークを含むそれぞれの結晶のピークがあることで存在が確認できる。
【００４０】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトが主結晶であることは、焼成後の複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶Ｂａフェライトの割合が５０質量％以上であることを指し、１００ＭＨｚにおける比透磁率の高いＹ型六方晶Ｂａフェライトの割合が多いことにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率が高くなる。複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くするためには、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの割合は、５５質量％以上であることが好ましい。
【００４１】
複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を４．７以上とすることができる。ただし、Ｙ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７６．８質量％より多くなると、誘電体材料の割合が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率が低くなってしまう。
【００４２】
複合焼結体層の結晶中のＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率を４０以上とすることができる。ただし、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２６．２質量％より多くなると、磁性体材料の割合が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率が低くなってしまう。
【００４３】
また、複合焼結体層の結晶中のＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の割合が、８．６質量％以下であることにより、１００ＭＨｚにおける誘電損失の大きいＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物が少ないため、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける誘電損失を１００×１０−４以下にすることができる。
【００４４】
なお、六方晶フェライトとは、六方晶系結晶構造を有しているとともに磁化容易軸を持っているもののことである。具体的には、六方晶フェライトは結晶方向により異なる異方性磁界を持つために回転磁化共鳴周波数（ｆｒ）が高くなるとともに、ｃ軸に垂直な結晶面（ｃ面）内のａ軸が磁界の方向に容易に磁化され、かつ外部磁界の方向の変化に容易に追従して磁化の向きが変化する。このため、高い周波数領域（数百Ｍ〜数ＧＨｚ）においても、比透磁率が高い状態を維持することが可能である。一方、スピネル型フェライトなどは、数ＭＨｚ程度では、数百といった高い比透磁率が得られるが、前記のような磁化容易軸を持たないため、１ＧＨｚ程度で比透磁率が急激に低下してしまう。
【００４５】
六方晶フェライトには、Ｍ型、Ｗ型、Ｙ型およびＺ型などがあるが、Ｙ型六方晶フェライトは数百Ｍ〜数ＧＨｚにおける比透磁率が高くできるために磁性体材料として好ましい。また、Ｂａを含む六方晶Ｂａフェライトは、酸化鉄や炭酸バリウム等の原料から仮焼合成する際の温度を低くすることができるので好ましい。
【００４６】
リートベルト解析とは、Ｘ線回折の結果から評価対象の試料中に含まれている結晶の種類およびその量を解析するものである。リートベルト法は、J.Am.Ceram.Soc.,81[11]2978-82(1998)に記載されている方法を用いる。具体的には、解析対象の試料をディフラクトメーター法で測定した２θ＝１０°以上８０°以下の範囲のＸ線回折パターンに対して、RIETAN-2000プログラムを使用することにより、評価対象の試料中に含まれている結晶の種類、および結晶の合計量に対するそれぞれの結晶の量（質量％）を評価した。
【００４７】
複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であり、複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれている誘電体と磁性体との複合焼結体層は、例えば、あらかじめ仮焼などによりそれぞれ合成しておいた磁性体材料および誘電体材料と、Ｂｉ２Ｏ３とを混合した後、焼成することで作製することができる。
【００４８】
そして、本発明の誘電体と磁性体との複合焼結体層を作製するには、磁性体材料としてＹ型六方晶Ｂａフェライトを、誘電体材料としてＳｒＴｉＯ３を用いるのが好ましい。
【００４９】
上述のように、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは数百ＭＨｚ以上の高周波でも高い比透磁率を維持することができる。それに加えて、低温焼成化のためにＢｉ２Ｏ３と焼成した際に生じる主な副生成物がＭ型六方晶Ｂａフェライトであるため、この副生成物も数百ＭＨｚ以上の高周波における比透磁率を高くすることに寄与できる。
【００５０】
複合焼結体層の原料となる磁性体材料のＹ型六方晶Ｂａフェライトの典型的な組成比はＢａ２Ｍ２Ｆｅ１２Ｏ２２（ただし、ＭはＣｏ、ＣｕおよびＺｎから選ばれる１種以上の元素）であるが、磁性体材料としては、主な結晶としてＹ型六方晶Ｂａフェライトが生じる範囲でこの組成からずれたものでもよい。例えば、Ｂａ２．０５Ｚｎ１．４Ｃｕ０．５Ｃｏ０．０５Ｆｅ１２Ｏ２２は１００ＭＨｚにおける比透磁率が高く、かつ合成温度を低くすることができるため、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの好ましい組成である。複合焼結体層の原料作製時の仮焼合成などで生じるＹ型六方晶Ｂａフェライト以外の結晶としては、数百ＭＨｚ以上の高周波でも比透磁率を高く維持できるＭ型六方晶Ｂａフェライトが好ましい。
【００５１】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末を作製するには、原料の主成分として、それぞれ酸化物換算でＦｅ２Ｏ３を５７〜６３モル％、ＭＯを１８〜２２モル％（ただし、ＭはＣｏ、ＣｕおよびＺｎから選ばれる１種以上の金属元素）、ＢａＯを残部となるように調合する。この際、各原料はこれに限定されず、焼成により酸化物を生成する炭酸塩、硝酸塩等の金属塩を用いても良い。なお、Ｍは単独の元素でも、２種以上の元素が混在した形態であってもよい。Ｍとして２種以上を混合して用いる場合には、混合した総計モル％を１８〜２２モル％とすればよい。
【００５２】
このような配合比率で混合した粉末を、大気中で９００〜１０５０℃の温度範囲で、１〜１０時間仮焼した後、粉砕することによってＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末を得ることができる。
【００５３】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトは、８５０℃付近からＢａＦｅ１２Ｏ１９結晶およびＢａＦｅ２Ｏ４結晶の分解が始まり、生成されてくる。この分解、生成を十分に行なうためには、９００〜１０５０℃の温度範囲で、１〜５時間仮焼することが好ましい。そうすることにより、仮焼合成時にＹ型六方晶Ｂａフェライトを８０質量％以上生成することが可能となる。なお、仮焼温度が１０２５℃以下であれば、合成と同時に進行する粉と粉との焼結が抑制されるため、粉砕が容易となって細かい粉砕粉を得やすく、誘電体材料などと組み合わせて焼成する際の焼結性を向上させることができる。
【００５４】
粉砕に際しては振動ミル、回転ミル、バレルミル等を用いて、磁性体材料を鋼鉄ボール、セラミックボール等のメディアと、水またはイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、メタノール等の有機溶剤を用いて湿式で行なうことができる。
【００５５】
その際、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの素原料となる粉末は、平均粒子径が０．１〜５μｍ、より好ましくは０．１〜１μｍであることが仮焼時の焼結性を高める点で望ましい。この粉末は、後述の銀系導体層となる導体材料として用いることができる。なお、「平均粒子径」とは、粉体の集団の全体積を１００％として累積カーブを求めたとき、その累積カーブが５０％となる点の粒径ｄ５０を意味する。粉体の粒度分布は、例えばレーザ回折・散乱法によるマイクロトラック粒度分布測定装置Ｘ−１００（日機装株式会社製）を用いて測定できる。
【００５６】
かくして得られるＹ型六方晶Ｂａフェライトは、単独で焼結させれば、数ＭＨｚ〜数百ＭＨｚにおける比透磁率が６〜１７、数百ＭＨｚ〜２ＧＨｚにおける比透磁率が２〜１０と、高周波数帯域まで比透磁率が高い磁性体材料となる。
【００５７】
誘電体材料としては、１００ＭＨｚにおける比誘電率が比較的高く、１００ＭＨｚにおける誘電損失の小さいＳｒＴｉＯ３を用いるのが好ましい。ＳｒＴｉＯ３はＢａＴｉＯ３より、１００ＭＨｚにおける誘電損失が小さいために好ましい。また、ＳｒＴｉＯ３は、ＣａＴｉＯ３およびＭｇＴｉＯ３より、１００ＭＨｚにおける比誘電率が大きいために好ましい。
【００５８】
そして、誘電体材料としてはＳｒＴｉＯ３を主成分とするものが好ましく、ＢａＴｉＯ３、ＣａＴｉＯ３およびＭｇＴｉＯ３が混合したものであってもよい。混合は、それぞれの粉末を混ぜたものでも、所望の組成比の素原料を仮焼などで合成して固溶体にしたものでもよい。誘電体材料中のＳｒＴｉＯ３の比率は、９０質量％以上、好ましくは９５質量％以上であり、特に９９質量％以上（残部は不純物）が好ましい。
【００５９】
ＳｒＴｉＯ３粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とＢｉ２Ｏ３粉末とを混合して焼成すると、副生成物としてＢｉとＦｅを含む結晶、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物が生じる。Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物は、主にはＢｉＦｅＯ３であり、条件によっては少量の他のＢｉ、Ｆｅを含む結晶が生じる。副生成物として生じたＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物は、比誘電率を高くするが、誘電損失も大きくするため、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の量は、複合焼結体層の結晶中の８．６質量％以下であることが好ましい。
【００６０】
ＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径は、誘電体と磁性体との複合焼結体層の透磁率、誘電率を高くするために、０．１〜３．０μｍ、さらには１．２〜２．２μｍであることが好ましい。この粉末は、後述の銀系導体層となる導体材料として用いることができる。
【００６１】
ＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径が細かすぎると、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末間の至るところにＳｒＴｉＯ３粉末が分散配置され、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの焼結を阻害し、所望の透磁率を得られないことになる。また、高い比透磁率を得るためには誘電体材料の量をそれほど多くできず、後述するように焼結性を向上させるためには添加するＢｉ２Ｏ３粉末の量もそれほど多くできないことから、焼結時にＳｒＴｉＯ３粉末を大幅に粒成長させることはあまり期待できない。そのような状態でも比誘電率を高くするため、ＳｒＴｉＯ３粉末は、ある程度平均粒子径が大きい方が好ましい。すなわち、原料の混合時のＳｒＴｉＯ３粉末の平均粒子径は１．２〜２．２μｍが好ましい。
【００６２】
Ｂｉ２Ｏ３は、比較的低温で融解する酸化物であり、上述した磁性体材料および誘電体材料の焼結を助ける。複合焼結体層と同時焼成する導体として、パラジウムなどをほぼ含有しない銀を主体とする導体を用いる場合には、１０００℃以下でも焼結することが必要であり、そのためには、調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量は５．７５質量％以上であることが好ましい。４．５質量％以下では、複合焼結体層の吸水率が１％以上と焼結不足となる。
【００６３】
調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が増えると焼結性は向上するが、磁性体材料および誘電体材料の一部が分解するか、もしくは原料同士が反応して副生成物を生じる。調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が１２質量％程度までであれば、上述のように、磁性体材料であるＹ型六方晶Ｂａフェライトからは主にＭ型六方晶Ｂａフェライトが生じ、Ｂｉ２Ｏ３は、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの一部と反応し、Ｂｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を生じる。これらの副生成物により、わずかに比透磁率あるいは比誘電率が低下するものの、１００ＭＨｚにおける高い比透磁率および比誘電率を維持できる。調合時のＢｉ２Ｏ３粉末の量が１３．７５質量％以上では、磁性体材料および誘電体材料の分解が進むため、１００ＭＨｚにおける比透磁率あるいは比誘電率が低くなるとともに、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物以外の副生成物の量も増えていく。調合時のＢｉ２Ｏ３量が１４．５質量％以上では、１００ＭＨｚにおける比透磁率および比誘電率が低くなるだけでなく、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物以外の副生成物が多くなり、１００ＭＨｚにおける誘電損失が増大する。
【００６４】
Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径は、焼結性を向上させるために、０．１〜５．０μｍ、さらには０．３〜１．０μｍであることが好ましい。Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径を０．１μｍ以上にすることにより、粉末の凝集が起こりにくくなり、Ｂｉ２Ｏ３粉末の分散が不均一となって、焼結状態にムラが生じることが抑制できる。Ｂｉ２Ｏ３粉末の平均粒子径が５．０μｍ以下であることにより、Ｂｉ２Ｏ３粉末の融解が遅くなって反応が進まなくなることが抑制できる。
【００６５】
調合時の磁性体材料であるＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末の量としては、７５．５〜７８．０質量％であることが好ましい。７５．５質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比透磁率を高くすることができる。７８．０質量％以下であることにより、原料組成に、焼結助剤のＢｉ２Ｏ３粉末および誘電体材料を十分に含めることができる。
【００６６】
調合時の誘電体材料であるＳｒＴｉＯ３粉末の量としては、１２．５〜１８．７５質量％であることが好ましい。１２．５質量％以上であることにより、複合焼結体層の１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くすることができる。１８．７５質量％以下であることにより、原料組成に、焼結助剤のＢｉ２Ｏ３粉末および磁性体材料を十分に含めることができる。
【００６７】
原料組成中にはＡｌを実質的に含まないことが好ましい。Ａｌは、磁性体材料や誘電体材料を作る際の仮焼合成後の粉砕などに、アルミナのメディアを用いることなどで、不純物として混じることがある。また、Ｙ型六方晶Ｂａフェライトの原料となる鉄の中に微量含まれていることもある。Ａｌが含まれると、複合焼結体層の焼成時にＡｌを含む複合酸化物結晶（例えば、ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶など）が生成され、その際にＹ型六方晶ＢａフェライトまたはＳｒＴｉＯ３が分解されることがある。Ａｌ量を少なくすることにより、この分解を抑制できるので、１００ＭＨｚにおける比透磁率あるいは１００ＭＨｚにおける比誘電率を高くすることができる。そのため、原料組成中あるいは複合焼結体層中のＡｌの量はＡｌ２Ｏ３換算で０．０５質量％以下、特に０．０３質量％以下であることが好ましい。また、Ａｌ量を少なくすることにより、ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶などの誘電損失の大きい結晶の生成を抑制できるので、誘電損失を低くすることができる。
【００６８】
また、複合焼結体層をＸ線回折で測定した際に、複合焼結体層に含まれているＡｌを含む結晶のピーク強度が、複合焼結体層に含まれている結晶のうち最も高いピーク強度を有する結晶のピーク強度に対して１００分の１以下であるようにするのが好ましい。ＺｎＡｌ２Ｏ４結晶以外のＡｌを含む結晶としては、不純物などとして含まれることがあるＳｉと反応して生じるＢａＡｌ２Ｓｉ２Ｏ８結晶が挙げられる。
【００６９】
このような複合焼結体を用いた積層型電子部品を製造するには、例えば、７５．５〜７８．０質量％のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末、１２．５〜１８．７５質量％のＳｒＴｉＯ３粉末および５．７５〜１２．０質量％のＢｉ２Ｏ３粉末を混合した原料に対して、適当な有機バインダ、分散剤、溶媒を添加、混合してスラリーを調製し、これを周知のドクターブレード法やカレンダーロール法、あるいは圧延法、プレス成形法により、シート状に成形し、厚さ２５μｍのグリーンシートを作製する。
【００７０】
続いて、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末は有機バインダと水、アルコールあるいはトルエンなど溶媒と混合し、必要に応じて分散剤を加え、導体ペーストを作製する。
【００７１】
そして、前述のグリーンシートに所望によりスルーホールを形成した後、スルーホール内に、導体ペーストを充填する。
【００７２】
続いて、導体ペーストをスクリーン印刷で、前述のグリーンシートに塗布して、乾燥し、銀系導体層となる導体を形成する。なお、銀系導体層の厚さは焼成後２〜１５μｍ程度である。
【００７３】
複数の導体を形成されたグリーンシートを、所望の銀系導体層が形成されるように位置合わせして積層圧着し、積層体を作製する。酸化性雰囲気中、または低酸化性雰囲気中、２００〜５００℃で脱バインダ処理した後、酸化性雰囲気または非酸化性雰囲気で９００〜１２００℃で焼成され、積層型電子部品となる。
【００７４】
この積層型電子部品にさらに、端子電極を形成してもよい。端子電極は、銀、銀／パラジウムあるいは銀／白金等の銀合金を主成分とする導電材料等から成り、かかる導電材料を用いて作製した導体ペーストを積層体の表面に従来周知のディップ法やスクリーン印刷等によって所定パターンに塗布し、これを高温で焼成することによって形成さる。この端子電極には、さらにニッケルメッキや金メッキ、すずメッキ、半田メッキ等のメッキ処理を施してもよい。
【００７５】
上述したような工程を経ることによって、前述したように複合焼結体層の絶縁性が高く、高い透磁率、および誘電率を有するとともに、数百ＭＨｚ〜数ＧＨｚの高周波数帯域でもノイズの減衰特性が高い、積層型電子部品を得ることができる。
【００７６】
このようにして作製した積層型電子部品であるＥＭＩフィルタ部品を、図１をもとに説明する。複数の複合焼結体層１が積層され、この複合焼結体層１の表面に導体層２が形成されている。また、複合焼結体層１によって隔てられた導体層２同士を電気的に接続するビアホール導体３が複合焼結体層１を貫通して形成されている。
【００７７】
さらに、これらの導体層２およびビアホール導体３により複数の複合焼結体層１からなる絶縁基体の内部には、回路的にインダクタ部４およびコンデンサ部５が形成され、フィルタ回路をなしている。
【００７８】
このインダクタ部４は、導体層２およびビアホール導体３により多層のコイル状に形成されているが、通常、回路のインダクタンスを増加させるためには、このコイルの巻き数を増加させる必要がある。しかし、本実施形態の複合磁性材料のような透磁率の高い磁性材料を用いた場合、コイルの巻き数を増やさずとも必要なインダクタンスを得ることが可能となる。これより、導体層２の積層数を減らすことができるため、電子部品の小型、低背化が可能になる。
【実施例】
【００７９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００８０】
まず、Ｆｅ２Ｏ３粉末、ＣｏＯ粉末、ＣｕＯ粉末、ＺｎＯ粉末およびＢａＣＯ３粉末を出発原料とし、組成比がＢａ２．０５Ｚｎ１．４Ｃｕ０．５Ｃｏ０．０５Ｆｅ１２Ｏ２２となるように調合をした。調合した粉末に、有機溶媒としてＩＰＡ、メディアとして鋼鉄ボールを加えて湿式混合し、乾燥した後、大気中、９５０℃で仮焼し、さらに湿式で７２時間粉砕し、平均粒子径１μｍのＹ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とする磁性体材料（１００ＭＨｚにおける比誘電率：２５、１００ＭＨｚにおける比透磁率：１５）を得た。
【００８１】
次に、誘電体材料として、ＳｒＴｉＯ３粉末（平均粒子径０．９μｍ、１００ＭＨｚにおける比誘電率：１８０、１００ＭＨｚにおける比透磁率：１．０）を準備した。
【００８２】
市販の平均粒子径３．０μｍのＢｉ２Ｏ３粉末と上述のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末を表１に示す混合比となるように、有機溶媒にＩＰＡ、メディアに鋼鉄ボールを用いて湿式混合し、乾燥した後、比透磁率、比誘電率、誘電損失、嵩密度および吸水率を評価できるようにプレス成形し、大気中、９３０℃で２時間焼成し、複合焼結体単体評価用の複合焼結体を得た。
【００８３】
かくして得られた誘電体と磁性体との複合焼結体層について、比透磁率、比誘電率、誘電損失、嵩密度および吸水率を評価した。比透磁率、比誘電率、誘電損失については、１００ＭＨｚでの値を測定し評価した。ここで測定した比透磁率および比誘電率の値は、次に作製した積層電子部品評価のフィルタ特性の評価結果と整合した。
【００８４】
比透磁率は、同軸管を用いたＳパラメータ法により測定し、比誘電率はインピーダンスアナライザ（ヒューレットパッカード社製 ＨＰ４２９１Ａ）を用いた平行平板法により測定することができる。
【００８５】
また、市販の平均粒子径３．０μｍのＢｉ２Ｏ３粉末と上述のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末およびＳｒＴｉＯ３粉末を表１に示す混合比となるように混合し有機バインダと純粋を混合してスラリーを作製し、ドクターブレード法で厚さ２５μｍのグリーンシートを作製した。このグリーンシートは焼成後２０μｍの複合焼結体層となる。
【００８６】
このグリーンシートに、表１に記載の導体ペースト中の無機組成比率で混合した導体材料に有機バインダと溶剤を加えて作製した導体ペーストをスクリーン印刷で塗布して乾燥し、導体を形成した。金属粉末は平均粒径０．３μｍのものを用いた。また、Ａｇ−Ｐｄとは、銀とパラジウムの質量比を８：２とした共沈法で作製した粉末である。Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末は上述の複合焼結体に用いたものと同じものを用いた。ガラスＡとしては、組成がＢａをＢａＯ換算で３４質量％、ＡｌをＡｌ２Ｏ３換算で２３質量％、ＢをＢ２Ｏ３換算で１６質量％、ＳｉをＳｉＯ２換算で１４質量％、ＣａをＣａＯ換算で１３質量％（ガラス転移点６６３℃）である平均粒径１．０μｍのガラスを用いた。なお、Ｂｉ２Ｏ３粉末を添加した導体材料以外の導体材料では、ＢｉのＢｉ２Ｏ３換算の含有量は０．１質量％以下であった。
【００８７】
導体の形成された複数のグリーンシートを積層し、大気中、９３０℃で２時間焼成し、積層電子部品評価の積層電子部品を得た。
【００８８】
積層電子部品では、Ｂｉの含有量、絶縁抵抗、導体界面のボイド発生率および含有結晶を評価した。さらに、積層電子部品にディップ法で銀／パラジウムの導体ペーストを塗布し８５０℃で焼成後、バレル電界めっき法でニッケル／すずメッキを施し、その後で端子電極形成後の隙間発生率を評価した。
【００８９】
Ｂｉの含有量は積層型電子部品の縦断面を出し、鏡面研磨した後、Ｂｉの含有量を評価した。測定部位は（複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層）として図１（ｂ）の領域Ａ、（複合焼結体層の積層方向中央部）として図１（ｂ）の領域Ｂとした。領域Ａは仮想線Ｌ１から３μｍの距離にある仮想線Ｌ２を一辺とし、そこから導体層側に向かって２μｍの矩形領域で長さは２０μｍとした。領域Ｂは厚さ２０μｍの複合焼結体層の積層中央部つまり、仮想線Ｌ１とＬ３の中心を中心とする幅２μｍ長さ２０μｍの矩形領域とした。
【００９０】
絶縁抵抗は、１０ｍｍ四方の２つの導体層のパターンに挟まれた厚さ２０μｍの複合絶縁体層の抵抗を、絶縁抵抗計で測定した。
【００９１】
導体界面のボイド発生率は、積層型電子部品の縦断面を出し、鏡面研磨した５０個について２０倍の実体顕微鏡で観察し、ボイドの観察されたものの割合を出した。端子電極形成後の隙間発生率は、同様の評価を端子電極形成後に行ない、積層型電子部品の端面で複合焼結体層と導体層との隙間の有無を評価した。なお、端子電極形成前にこの隙間が生じたものはなかった。
【００９２】
Ｘ線回折を行ない、その結果をリートベルト解析し、複合焼結体層に含まれている結晶の種類と含まれている結晶全体に対するそれらの割合を求めた。解析結果から、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト、Ｍ型六方晶ＢａフェライトおよびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の割合を表１に示した。なお、これらの合計が１００質量％になっていない試料は、これら以外の結晶が観測されたものである。
【００９３】
さらに、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）発光分析を行ない、複合焼結体層に含まれているＢｉの量を測定し、Ｂｉ２Ｏ３の量に換算した。以上の結果を表１および表２に示した。
【００９４】
【表１】
【００９５】
【表２】
【００９６】
前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％である本発明の範囲内の試料Ｎｏ．１〜４、６〜１４および１８〜２９ではＢｉの偏在が少ないため、積層型電子部品の複合焼結体層の絶縁抵抗が２．２×１０６Ω以上となった。さらに、複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、複合焼結体層中のＢｉのＢｉ２Ｏ３換算量が５．７〜１２．０質量％である本発明の範囲内の試料Ｎｏ．３、４、６〜１４、１８、１９、２４および２５の複合焼結体層は、１００ＭＨｚにおける比透磁率が４．７以上、１００ＭＨｚにおける比誘電率が４０以上と、比透磁率および比誘電率が高いものとなった。
【００９７】
これに対して、上述のＢｉ含有量の差が６％以上である本発明の範囲外の試料Ｎｏ．５および１５〜１７は、積層型電子部品の複合焼結体層の絶縁抵抗が０．６×１０６Ω以下となった。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】（ａ）本発明の一実施例である積層型電子部品の縦断面図である。（ｂ）（ａ）の一部を拡大した縦断面図である。
【符号の説明】
【００９９】
１・・・磁性体と誘電体との複合焼結体層
２・・・銀系導体層
３・・・銀系ビアホール導体
４・・・インダクタ部
５・・・コンデンサ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とする積層型電子部品。
【請求項２】
前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品。
【請求項３】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記導体材料として、前記金属粉末１００質量部に対する前記Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末が３〜１０質量部である導体材料を用いることを特徴とする請求項３記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いることを特徴とする請求項３または４記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項１】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライトを主結晶とし、Ｍ型六方晶Ｂａフェライト、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物を他の結晶として含む磁性体と誘電体との複合焼結体層と銀系導体層とが積層された積層型電子部品であって、前記複合焼結体層と前記銀系導体層との界面から３μｍ以内の前記複合焼結体層のＢｉの含有量をＡ質量％とし、前記複合焼結体層の積層方向中央部のＢｉの含有量をＢ質量％としたとき、Ａ−Ｂが０〜４質量％であることを特徴とする積層型電子部品。
【請求項２】
前記複合焼結体層の結晶中のＹ型六方晶ＢａフェライトおよびＭ型六方晶Ｂａフェライトの合量の割合が７３．４〜７６．８質量％であり、ＳｒＴｉＯ３およびＢｉ−Ｆｅ−Ｏ化合物の合量の割合が２２．３〜２６．２質量％であるとともに、前記複合焼結体層にＢｉがＢｉ２Ｏ３換算で５．７〜１２．０質量％含まれていることを特徴とする請求項１記載の積層型電子部品。
【請求項３】
Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末、Ｂｉ２Ｏ３粉末および有機バインダを含むグリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートに、銀を主成分とする金属粉末とＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末とを含みＢｉを実質的に含まない導体材料からなる導体を形成する工程と、前記導体の形成された前記グリーンシートを複数積層して積層体を作製する工程と、前記積層体を焼成する工程とを含むことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。
【請求項４】
前記導体材料として、前記金属粉末１００質量部に対する前記Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末が３〜１０質量部である導体材料を用いることを特徴とする請求項３記載の積層型電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記グリーンシートとして、Ｙ型六方晶Ｂａフェライト粉末、ＳｒＴｉＯ３粉末およびＢｉ２Ｏ３粉末の合量１００質量部中のＹ型六方晶Ｂａフェライト粉末が７５．０〜７８．０質量部であり、ＳｒＴｉＯ３粉末が１２．５〜１８．７５質量部であり、Ｂｉ２Ｏ３粉末が５．７〜１２．０質量部であるグリーンシートを用いることを特徴とする請求項３または４記載の積層型電子部品の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−１０５８３８（Ｐ２０１０−１０５８３８Ａ）
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７８１１７（Ｐ２００８−２７８１１７）
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２９日（２００８．１０．２９）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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