誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品
【課題】低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品を提供する。
【解決手段】誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。
【解決手段】誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波領域で使用される電子部品に使用される誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、需要が増加している携帯電話等の移動体通信機器では、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度のいわゆる準マイクロ波と呼ばれる高周波帯域が使用されている。そのため、移動体通信機器に用いられるコンデンサ、フィルター、共振器、回路基板等の電子部品においても高周波帯域での使用に適した諸特性が要求されている。
【０００３】
高周波帯域で使用される電子部品の一つである回路基板は、電極や配線等の導体（以下、「導体材」という。）を備え、磁性体と誘電体とを組み合わせてなるＬＣフィルター、高誘電率材料と低誘電率材料とを組み合わせてなるコンデンサなどを内蔵し、ＬＣフィルターやコンデンサなどの回路を形成している。
【０００４】
回路基板では、その配線層での配線間容量に起因する信号遅延を低減するため、基板の比誘電率εｒを低くすることが必要となる。また、回路基板では、高周波信号を減衰させないため、基板のＱｆ値を大きくすること（即ち、誘電損失を小さくすること）が必要となる。従って、回路基板用の材料としては、使用周波数における比誘電率εｒが低く、且つＱｆ値が大きい誘電体材料が要求される。Ｑは、誘電体における現実の電流と電圧の位相差と、理想の電流と電圧の位相差９０度との差である損失角度δの正接ｔａｎδの逆数であり、ｆは共振周波数である。Ｑｆ値は、品質係数Ｑ＝１／ｔａｎδと共振周波数ｆとの積で表され、Ｑｆ値が大きくなると、誘電損失は小さくなる。
【０００５】
一般に誘電率の低い材料は誘電損失が小さいものが多く、マイクロ波領域のデバイスに使用されており、例えば、ＬＣフィルターは高誘電率材料と低誘電率材料とを同時焼成して形成される。ＬＣフィルターはそのＬ部を構成する部分のセラミック材料に自己共振周波数を高く取れるように高いＱ値を有する低誘電率材料を、Ｃ部に温度特性が良く誘電率の高い材料を用いることで温度特性の良い高Ｑ値を有するＬＣ素子を実現できる。
【０００６】
このような誘電体材料としては、例えば、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）を主成分とし、亜鉛酸化物、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物、銅化合物、及びリチウム化合物を副成分として含む誘電体磁器組成物（以下、「フォルステライト系組成物」という。）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。フォルステライト系組成物は、導体材である金属Ａｇ又はＡｇ系合金（以下、Ａｇ系金属という。）の融点より低い温度（低温）で焼成することが可能となり、基板としての強度を上昇させることができることから、回路基板用の誘電体材料に適している。
【０００７】
フォルステライト系組成物の焼結温度は約１０００℃以下であり、従来の誘電体磁器組成物の焼結温度より低いため、ＰｄやＰｔなどの従来から用いられてきた導体材に比べて融点が低く、低抵抗であり、且つ安価なＡｇ系金属を導体材として用いることができる。そのため、フォルステライト系組成物は、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で同時焼成することが可能である。そのため、フォルステライト系組成物を用いて回路基板を形成する際、フォルステライト系組成物はＡｇ系金属などの導体材と同時に焼成可能な低温焼成材料（ＬＴＣＣ）として用いられ、各層にＬＣフィルターやコンデンサなどの回路を形成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１３２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のフォルステライト系組成物は、本焼成した後、添加している亜鉛酸化物などの焼結助剤が未反応のまま残るため、得られる誘電体磁器の誘電損失が大きくなる、という問題がある。
【００１０】
また、焼結助剤の添加量を減らし、未反応物の焼結助剤を軽減した場合、フォルステライト系組成物を焼成して得られる焼成材料の焼結性を損ない、基板の誘電損失、強度を悪化させる、という問題がある。
【００１１】
そのため、フォルステライト系組成物を用いて低温で焼成した後に未反応の焼結助剤が残るのを抑制すると同時に、焼結助剤を完全に反応させて、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器が求められている。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らは誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品物について鋭意研究をした。その結果、Ｍｇ2ＳｉＯ4を主成分として含む誘電体磁器は、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4に対する未反応なまま存在する亜鉛酸化物のピーク強度比を抑えると共に、誘電体磁器の相対密度を大きくすることにより、誘電体磁器は焼結性を確保することができ、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有することができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【００１４】
本発明に係る誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上であることを特徴とする。
【００１５】
上記組成によれば、副成分として含まれるガラス成分が液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、誘電体磁器のＸ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、相対密度を９６％以上とする。この結果、誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。また、上記組成によれば、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。
【００１６】
尚、誘電体磁器組成物とは、誘電体磁器の原料組成物であり、誘電体磁器とは、誘電体磁器組成物を焼結させることによって得られる焼結体である。また、焼結とは、誘電体磁器組成物を加熱することで、誘電体磁器組成物が焼結体（誘電体磁器）となり、緻密な物体になる現象である。一般に、加熱前の誘電体磁器組成物に比べて、焼結体（誘電体磁器）の密度、機械的強度等は大きくなる。また、焼結温度とは、誘電体磁器組成物が焼結する際の誘電体磁器組成物の温度である。また、焼成とは、焼結を目的とした加熱処理を意味し、焼成温度とは、加熱処理の際に誘電体磁器組成物が曝される雰囲気の温度である。
【００１７】
本発明の好ましい態様として、前記ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むことが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器中に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。このため、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、誘電体磁器の抗折強度を更に安定させることができる。
【００１８】
本発明の好ましい態様として、前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下であることが好ましい。前記亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与するため、前記亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させ、誘電体磁器を得ることができる。
【００１９】
本発明に係る誘電体磁器の製造方法は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製し、前記Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程と、前記誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程とを含み、Ｘ線回折において、前記焼結体の主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上であることを特徴とする。
【００２０】
上記組成を有する誘電体磁器組成物は、酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成でき、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）でＡｇ系金属と同時焼成することができる。また、誘電体磁器組成物を低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）焼成する際、副成分として含まれる亜鉛酸化物及びガラス成分が液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進することができる。これにより、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、得られる誘電体磁器は、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、相対密度を９６％以上とする。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させ、誘電損失を小さくすることができる。また、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。このため、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成して得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様として、前記ガラス成分として、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むことが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。このため、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、誘電体磁器の抗折強度を更に安定させることができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様として、前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下であることが好ましい。前記亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与するため、前記亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させることができる。
【００２３】
本発明に係る電子部品は、上記何れか一つに記載の誘電体磁器からなる誘電体層を有することを特徴とする。誘電体層には、本発明に係る誘電体磁器が用いられるため、Ｑ値は大きく、誘電損失は小さくなるので、高周波帯域での使用に適した特性が得られ、信頼性の高い電子部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、本実施形態の電子部品をＬＣフィルターとした場合の一実施形態を模式的に示す概念断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例４及び比較例７のＸ線回折チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適に実施するための形態（以下、実施形態という。）につき、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２７】
＜誘電体磁器＞
本実施形態に係る誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、ＺｎＯ及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。
【００２８】
なお、本実施形態において、誘電体磁器組成物とは、誘電体磁器の原料組成物であり、誘電体磁器とは、誘電体磁器組成物を焼結させることによって得られる焼結体である。また、焼結とは、誘電体磁器組成物を加熱することで、誘電体磁器組成物が焼結体（誘電体磁器）となり、緻密な物体になる現象である。一般に、加熱前の誘電体磁器組成物に比べて、焼結体（誘電体磁器）の密度、機械的強度等は大きくなる。また、焼結温度とは、誘電体磁器組成物が焼結する際の誘電体磁器組成物の温度である。また、焼成とは、焼結を目的とした加熱処理を意味し、焼成温度とは、加熱処理の際に誘電体磁器組成物が曝される雰囲気の温度である。
【００２９】
誘電体磁器組成物を低温で焼成することが可能であるか否か（低温焼結性）の評価は、誘電体磁器組成物の焼成温度を徐々に下げて焼成し、本実施形態に係る誘電体磁器が所望の誘電体高周波特性が得られる程度に誘電体磁器組成物が焼結しているかどうかで判断することができる。また、本実施形態に係る誘電体磁器についての誘電特性は、Ｑｆ値、温度変化による共振周波数の変化（共振周波数の温度係数τｆ）、及び比誘電率εｒによって評価することができる。Ｑｆ値、比誘電率εｒは、日本工業規格「マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法」（ＪＩＳ Ｒ１６２７ １９９６年度）に従って測定することができる。
【００３０】
＜主成分＞
本実施形態に係る誘電体磁器には、Ｍｇ2ＳｉＯ4（フォルステライト）が主成分として含まれる。Ｍｇ2ＳｉＯ4は、単体でのＱｆ値が２０００００ＧＨｚ以上であり、誘電損失が小さいため、誘電体磁器の誘電損失を低下させる機能を有する。また、Ｍｇ2ＳｉＯ4は、その比誘電率εｒが６から７程度と低いため、誘電体磁器の比誘電率εｒを低下させる機能も有する。ここで、誘電損失は、高周波のエネルギの一部が熱となって放散する現象である。誘電損失の大きさは、上記の通り、現実の電流と電圧の位相差と理想の電流と電圧の位相差９０度との差である損失角度δの正接ｔａｎδの逆数Ｑ（Ｑ＝１／ｔａｎδ）で表わされる。誘電体磁器の誘電損失の評価は、このＱと共振周波数ｆの積であるＱｆ値を用いている。誘電損失が小さくなればＱｆ値は大きくなり、誘電損失が大きくなればＱｆ値は小さくなる。誘電損失は高周波デバイスの電力損失を意味するため、誘電体磁器のＱｆ値は大きいことが好ましい。本実施形態では、誘電損失の評価は、Ｑ値を用いる。
【００３１】
誘電体磁器の誘電損失を下げるという観点から、主成分に占めるＭｇ２ＳｉＯ４の割合が１００質量部であることが好ましいが、比誘電率εｒを調整するため、Ｍｇ２ＳｉＯ４以外の主成分をＭｇ2ＳｉＯ4と併用することができる。Ｍｇ2ＳｉＯ4以外の主成分としては、例えば比誘電率εｒが１７前後であるチタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）、及び比誘電率εｒが２００前後であるチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）等が挙げられる。
【００３２】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を構成するＭｇＯとＳｉＯ2とのモル比は、化学量論的にはＭｇＯ対ＳｉＯ2が２対１であるが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、本実施形態に係る誘電体磁器の効果を損なわない範囲内で化学量論比から外れてもよい。例えば、ＭｇＯ対ＳｉＯ2は、１．９対１．１から２．１対０．９の範囲内とすることができる。
【００３３】
本実施形態の誘電体磁器中のＭｇ2ＳｉＯ4の含有量は、誘電体磁器全体から後述する各副成分を除いた残部であることが好ましい。誘電体磁器がこのような条件で主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4を含むことで、誘電損失及び比誘電率εｒを低下する効果が確実に得られるようになる。なお、主成分として上記のようなＭｇ2ＳｉＯ4以外の成分を含む場合、主成分の合計は誘電体磁器全体から後述の各副成分を除いた残部となる。
【００３４】
＜副成分＞
本実施形態の誘電体磁器は、主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4に対する副成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む組成で構成されている。副成分は、誘電体磁器組成物を焼成する際に液相を形成する焼結助剤として用いられる。特に、副成分として含まれるガラス成分は液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤と主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進する。これにより、誘電体磁器組成物の焼成後に誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性が確保される。この結果、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。
【００３５】
また、亜鉛酸化物及びガラス成分を誘電体磁器組成物の焼成時に液相を形成する焼結助剤として添加し、副成分として誘電体磁器組成物に含有させることによって、誘電体磁器組成物の焼結温度が低下する。このため、誘電体磁器組成物を焼成し、誘電体磁器を作製する際、誘電体磁器組成物を低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）でＡｇ系金属と同時に焼成することが可能となり、低温焼成化を図ることができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。よって、誘電体磁器組成物の低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）焼成を可能としつつ、得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。
【００３６】
亜鉛酸化物としては、例えばＺｎＯ等が挙げられる。ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むものであることが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することを可能としつつ誘電体磁器の抗折強度を更に安定して確保することができる。
【００３７】
このようなガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物を１種類以上含む）系ガラスとＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの何れか一方又は両方を含んで構成されるものが好ましい。ガラス成分として、具体的には、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとしては、ＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスなどが挙げられる。Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとしては、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスが好ましい。
【００３８】
亜鉛酸化物の含有量は、亜鉛酸化物の質量をＺｎＯに換算した場合、主成分１００質量部に対して、８．０質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上１６質量部以下であることがより好ましく、１２．０質量部以上１６．０質量部以下であることが更に好ましい。亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与する。このため、亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させることが可能となる。
【００３９】
亜鉛酸化物の含有量が８．０質量部未満となると、低温焼結効果（即ち、より低い温度での誘電体磁器組成物の焼結を可能とする効果）が不充分となる傾向があり、誘電体磁器の焼結密度は小さくなり、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向があると共に、抗折強度を向上する効果が小さくなる傾向がある。また、亜鉛酸化物の含有量が２０質量部を超えると、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４０】
副成分の一種であるガラス成分の含有量は、ガラス成分の質量をＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスに換算した場合、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、２．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、２．０質量部以上７．０質量部以下であることがより好ましい。
【００４１】
ガラス成分の含有量が２．０質量部未満となると、低温焼結効果が不充分となり、焼結が不足し、本実施形態に係る誘電体磁器の焼結密度は小さくなり、品質係数Ｑは低下し、誘電損失が大きくなる傾向があると共に、抗折強度を向上する効果が小さくなる傾向がある。また、ガラス成分の含有量が１０．０質量部を超えると、品質係数Ｑは低下し、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、ガラス成分の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４２】
本実施形態に係る誘電体磁器においては、副成分に含まれる成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含むようにしてもよい。具体的なホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。
【００４３】
ホウ素酸化物の含有量は、ホウ素酸化物の質量をＢ2Ｏ3に換算した場合、主成分１００質量部に対して、３．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、４．０質量部以上８．０質量部以下であることがより好ましい。
【００４４】
ホウ素酸化物の含有量が３．０質量部未満となると、低温焼結効果が不十分となる傾向があり、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなる傾向がある。また、ホウ素酸化物の含有量が１０．０質量部を超えると、誘電体磁器の焼結密度が低くなり易く、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなると共に、抗折強度が向上する効果が小さくなる傾向がある。そこで、ホウ素酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４５】
アルカリ土類金属酸化物の含有量は、アルカリ土類金属酸化物の質量をＲＯ（Ｒはアルカリ土類金属元素を示す）に換算した場合、主成分１００質量部に対して、１．０質量部以上４．０質量部以下であることが好ましく、１．０質量部以上３．０質量部以下であることがより好ましい。アルカリ土類金属酸化物を誘電体磁器組成物に含有させることによって、誘電体磁器組成物の低温焼結効果が顕著となる。
【００４６】
アルカリ土類金属酸化物の含有量が１．０質量部未満となると、低温焼結効果が十分に得られなくなる傾向があり、本実施形態に係る誘電体磁器の焼結密度が低くなり易く、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなると共に、抗折強度が向上する効果が小さくなる傾向がある。また、アルカリ土類金属酸化物の含有量が４．０質量部を超えると、低温焼結効果は顕著となるものの、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、アルカリ土類金属酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４７】
アルカリ土類金属であるＲとしては、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの何れかが好ましく、これらの２種以上を混合して用いてもよい。具体的なアルカリ土類金属酸化物ＲＯとしては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等が挙げられる。
【００４８】
本実施形態に係る誘電体磁器では、Ｘ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAは１０％以下であり、好ましくは５％以下であり、更に好ましくは０％である。ピーク強度比ＩB／ＩAが１０％を越えると、誘電体磁器の焼結性は不十分となり、十分な強度が得られないからである。
【００４９】
Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4のＸ線回折ピーク強度ＩAは、２θが３６．０°から３７．０°の間に最大ピークが生じ、亜鉛酸化物のＸ線回折ピーク強度ＩBは、２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°の間に生じる。このＸ線回折ピーク強度ＩBから未反応なまま残存する亜鉛酸化物を確認することができ、Ｘ線回折ピーク強度ＩAと比較することで、主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物の割合を確認することができる。主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物は、誘電体磁器組成物を焼結した際の誘電体磁器の焼結性に影響し、誘電体磁器の焼結密度を低下させ、Ｑ値を低下させる。よって、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物の割合を小さくすることで、誘電体磁器の焼結性を確保し、誘電体磁器の焼結密度を良好とし、Ｑ値を上昇させることができる。
【００５０】
Ｘ線回折ピーク強度ＩAのＭｇ2ＳｉＯ4の２θの角度は、３６．０°から３７．０°の間の範囲内としているが、後述するように、誘電体磁器組成物を作製する際、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として亜鉛酸化物やガラス成分を添加しており、誘電体磁器に含まれる副成分の組成比に応じて若干変動することから、Ｍｇ2ＳｉＯ4の２θの角度は、３６．０°から３６．５°の間の範囲内が好ましく、３６．３°付近がより好ましい。
【００５１】
Ｘ線回折ピーク強度ＩBの未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度は、３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°の間の範囲内と各々しているが、上記と同様に、誘電体磁器に含まれる副成分の組成比に応じて若干変動することから、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度のうち３１．０°から３２．０°の値は、３１．５°から３２．０°の間の範囲内が好ましく、３１．８°付近がより好ましい。また、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度のうち３３．０°から３４．０°の角度は、３３．３°から３３．８°の間の範囲内が好ましく、３３．６°付近がより好ましい。
【００５２】
本実施形態に係る誘電体磁器では、相対密度が９６％以上であり、好ましくは９９％以上である。相対密度は誘電体磁器組成物を焼成した際の焼成性を示す。相対密度が９６％を下回ると、誘電体磁器の焼結性は不十分となり、誘電体磁器のＱ値の低下、強度の低下を引き起こすからである。誘電体磁器組成物の主成分をＭｇ２ＳｉＯ４とし、副成分をＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとした時、同一の組成の誘電体磁器組成物の焼成温度と時間とを変化させて焼結密度ρｓを測定した際、その焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3である。誘電体磁器の主成分と副成分との組成比によって誘電体磁器の焼結密度ρｓの値は若干変動するが、相対密度は、例えば、誘電体磁器の焼結密度ρｓの値が、３．３５ｇ／ｃｍ3の時を、相対密度１００％と規定して求めることができる。よって、本実施形態に係る誘電体磁器の相対密度を９６％以上とすることで、誘電体磁器の焼結性は確保できるので、得られる誘電体磁器の焼結密度を良好とし、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を低下させることができると共に、抗折強度を上昇させることができる。
【００５３】
Ｑ値の低下は電子部品の損失が大きくなることを意味し、Ｑ値が大きいほど、電子部品の損失は小さく抑えられる。本実施形態に係る誘電体磁器は、亜鉛酸化物及びガラス成分の含有量を誘電体磁器組成物と同様の範囲内とし、Ｘ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とする。これにより、本実施形態に係る誘電体磁器は、焼結性及び抗折強度を確保することができると共に、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を小さくすることが可能となる。このため、誘電体磁器組成物の低温焼結化を図りつつ、本実施形態に係る誘電体磁器のＱ値を、所定値（例えば、１０００）以上に維持することができる。よって、本実施形態に係る誘電体磁器は、Ａｇ系金属等の低融点の導体材を内部電極とする電子部品に用いられる低温焼成が可能な誘電体磁器を提供することができる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る誘電体磁器は、主成分としてＭｇ2ＳｉＯ4を含み、副成分として亜鉛酸化物及びガラス成分を含み、Ｘ線回折において、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とするものである。本実施形態に係る誘電体磁器に副成分として含まれるガラス成分は、誘電体磁器組成物を焼成する際、液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進させることができ、誘電体磁器組成物を低温で焼成しても未反応な焼結助剤をなくし、焼結助剤を完全に反応させ、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、本実施形態に係る誘電体磁器のピーク強度比ＩB／ＩAは１０％以下であると共に、相対密度は９６％以上である。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。また、上記組成によれば、Ａｇ系金属が溶融しない程度の低温で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる抗折強度の低下を抑制することができる。このため、低温で焼成して得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。従って、本実施形態に係る誘電体磁器は、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性が確保され、抗折強度を維持すると共に、誘電損失を低下させることが可能となる。
【００５５】
＜誘電体磁器の製造方法＞
本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、ＺｎＯ及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、以下の工程を含む。
（ａ） 酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製するＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）
（ｂ） Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）
（ｃ） 誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程（ステップＳ１３）
【００５６】
＜Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程：ステップＳ１１＞
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の原料粉末と酸化珪素（ＳｉＯ2）の原料粉末とを混合して仮焼きし、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）結晶粉末を作製する工程である。Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の原料となるＭｇＯの原料粉末とＳｉＯ2の原料粉末とをそれぞれ所定量秤量した後、混合する。これにより原料混合粉末を得る。なお、副成分の各原料の秤量は、完成後の誘電体磁器組成物において、各副成分の含有率が、誘電体磁器組成物全体に対して所望の上記比率（質量部）となるように行う。また、ＭｇＯの原料粉末及びＳｉＯ2の原料粉末との混合は、乾式混合又は湿式混合等の混合方式で行うことができ、例えば、ボールミルなどの混合分散機で純水、エタノール等の溶媒を用いて混合する。ボールミルの場合の混合時間は４時間から２４時間程度とする。
【００５７】
原料混合粉末を、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下で１２時間から３６時間程度乾燥させた後、熱処理（仮焼き）する。この仮焼きによって、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶が得られる。仮焼温度は、１１００℃以上１５００℃以下であることが好ましく、１１００℃以上１３５０℃以下であることが好ましい。また、仮焼時間は１時間から２４時間程度行うことが好ましい。
【００５８】
合成されたＭｇ２ＳｉＯ４結晶を、粉砕して粉末とした後、乾燥する。これにより、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が得られる。このＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が誘電体磁器の主成分粉末として用いられる。粉砕は乾式粉砕又は湿式粉砕等の粉砕方式で行なうことができ、例えば、ボールミルで純水、エタノール等の溶媒を用いて湿式粉砕する。粉砕時間は、特に限定されるものではなく、所望の平均粒子径の大きさのＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が得られればよく、粉砕時間は例えば４時間から２４時間程度とすればよい。Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末の乾燥は、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の乾燥温度で、１２時間から３６時間程度行なう。
【００５９】
なお、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶による効果を大きくするためには、Ｍｇ2ＳｉＯ4中に含まれる未反応のＭｇＯやＳｉＯ2の原料成分を少なくする必要があるため、ＭｇＯとＳｉＯ2とを混合した原料混合粉末を調製する際、マグネシウムのモル数が珪素のモル数の２倍となるように、ＭｇＯとＳｉＯ2とを混合することが好ましい。
【００６０】
Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末は、ＭｇＯの原料粉末及びＳｉＯ2の原料粉末からＭｇ2ＳｉＯ4結晶を合成する方法に限定されるものではなく、市販のＭｇ2ＳｉＯ4を用いてもよい。この場合、市販のＭｇ2ＳｉＯ4を、上述と同様の方法で粉砕し、乾燥してＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を得るようにしてもよい。
【００６１】
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を得た後、誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）に移行する。
【００６２】
＜誘電体磁器組成物の作製工程：ステップＳ１２＞
誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）は、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程である。
【００６３】
得られたＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と、誘電体磁器組成物の副成分の原料である亜鉛酸化物を所定量秤量した後、これらを混合して熱処理する。Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末と副成分原料粉末との熱処理後の粉に対し、ガラス成分を添加して粉砕処理して誘電体磁器組成物とする。本実施形態では、ガラス成分は、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と亜鉛酸化物とを混合した後、熱処理して得られる粉に添加するようにしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、ガラス成分は、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と亜鉛酸化物とを混合し熱処理する時に混合してもよい。亜鉛酸化物としては、上記のように、例えばＺｎＯが挙げられる。ガラス成分としては、上記のように、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むものであることが好ましい。ガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの何れか一方又は両方を含んで構成されるものが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応なまま存在する焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保でき、誘電体磁器のＱ値は更に上昇させ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、Ａｇ系金属が溶融しない程度の低温で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成しつつ抗折強度を更に安定して確保することができる。
【００６４】
副成分の原料として、後述する仮焼き等の熱処理で焼成することによって亜鉛酸化物及びＬｉ2Ｏを含むガラスとなる化合物を用いることもできる。誘電体磁器組成物の副成分の原料としては、亜鉛酸化物及びガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物、又は焼成（後述する仮焼き等の熱処理）することによってこれらの酸化物となる化合物を用いることができる。ホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。焼成により上記酸化物となる化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、水酸化物、硫化物、有機金属化合物等が例示される。ホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。
【００６５】
亜鉛酸化物及びガラス成分の各原料の秤量は、完成後の誘電体磁器において、亜鉛酸化物及びガラス成分の含有量が、主成分に対して所望の上記質量比率（質量部）となるように行う。即ち、亜鉛酸化物の含有量は、亜鉛酸化物の質量をＺｎＯに換算した場合、主成分１００質量部に対して、８．０質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、１２．０質量部以上１６．０質量部以下であることがより好ましい。ガラス成分の含有量は、ガラス成分の質量をＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスに換算した場合、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、２．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、２．０質量部以上７．０質量部以下であることがより好ましい。
【００６６】
副成分に含まれる成分として、亜鉛酸化物とガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含む場合、ホウ素酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の含有量についても、上記の通り、主成分に対して各々所望の上記質量比率（質量部）となるように行う。
【００６７】
混合は、乾式混合又は湿式混合等の混合方式で行うことができ、例えば、ボールミルなどの混合分散機で純水、エタノール等の溶媒を用いた混合方式により行うことができる。混合時間は、４時間から２４時間程度とすればよい。
【００６８】
原料混合粉末を、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の乾燥温度で、１２時間から３６時間程度乾燥する。
【００６９】
乾燥させた原料混合粉末は、例えば８００℃以上９５０℃以下で、１時間から１０時間程度、熱処理（仮焼き）する。このように仮焼を焼成温度以下の温度で行うことによって、原料混合粉末中のフォルステライトが融解することを抑制でき、誘電体磁器組成物中に、結晶の形でＭｇ2ＳｉＯ4を含有させることができる。
【００７０】
仮焼後の原料混合粉末に対してＬｉ2Ｏを含むガラスなどのＬｉ系ガラスを添加、混合粉砕した後、乾燥する。これにより、誘電体磁器組成物が得られる。粉砕は乾式粉砕又は湿式粉砕等の粉砕方式で行なうことができる。粉砕時間は４時間から２４時間程度とすればよい。粉砕後の原料混合粉末の乾燥は、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の処理温度で１２時間から３６時間程度行えばよい。
【００７１】
上述した誘電体粉末である原料混合粉末の作成方法により、誘電体磁器組成物の主成分と副成分とが均一に混合されて、材質が均一な誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００７２】
誘電体磁器組成物を得た後、誘電体磁器組成物を焼成する焼成工程（ステップＳ１３）に移行する。
【００７３】
＜焼成工程：ステップＳ１３＞
焼成工程（ステップＳ１３）では、得られた誘電体磁器組成物を焼成して、焼結体を得る。これにより、本実施形態に係る誘電体磁器が得られる。焼成は、例えば、空気中のような酸素雰囲気にて行うことが好ましい。また、焼成温度は、導体材として用いるＡｇ系金属の融点以下であることが好ましく、例えば、８００℃以上１０００℃以下であることが好ましく、８００℃以上９５０℃以下であることがより好ましく、８６０℃以上９５０℃以下であることが更に好ましく、８８０℃以上９４０℃以下であることが最も好ましい。
【００７４】
このように本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を用いて得られる誘電体磁器は、ピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。このため、焼成工程（ステップＳ１３）において８００℃以上１０００℃以下の低温で焼成しても誘電体磁器の相対密度を高くし、未反応なまま残存するＺｎＯの含有量を軽減している。よって、本実施形態に係る誘電体磁器は、焼成工程（ステップＳ１３）において低温で焼成して得ることができ、誘電体磁器の焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、誘電損失の優れた誘電体磁器となる。したがって、本実施形態に係る誘電体磁器は、フィルター、共振器、コンデンサ、回路基板等の電子部品の一部を構成する誘電体磁器として好適に用いることができる。
【００７５】
以上、本発明に係る誘電体磁器の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る誘電体磁器は、低温で焼成可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、誘電損失を低下させる効果を阻害しない範囲内で、他の化合物を含むようにしてもよい。
【００７６】
＜電子部品＞
本実施形態の誘電体磁器は、例えば、フィルター、コンデンサ、共振器、回路基板等の電子部品の一部を構成する誘電体層として好適に用いることができる。図２は、本実施形態の電子部品をＬＣフィルターとした場合の一実施形態を模式的に示す概念断面図である。図２に示すように、ＬＣフィルター１０は、複数の誘電体層１１と、コイル１２と、キャパシタパターン部１３−１から１３−３と、ビア（ビア導体）１４とを含む。誘電体層１１は、本実施形態の誘電体磁器が用いられている。コイル１２及びキャパシタパターン部１３−１から１３−３はＡｇ導体で形成されている。ビア１４は、コイル１２とキャパシタパターン部１３−１とを導通させるＡｇ導体が充填されたビアホール部分であり、ＬＣ共振回路が形成されている。キャパシタパターン部１３−１はビア１４によってコイル１２と接続されている。ＬＣフィルター１０のコンデンサー部は３層構造としているが、ＬＣフィルター１０は３層構造に限定されず、任意の多層構造とすることができる。ＬＣフィルター１０では、誘電体層１１に本実施形態に係る誘電体磁器を用いていることから誘電体層２１は抗折強度を確保すると共に、誘電損失の低下を抑制するため、ＬＣフィルター１０は、誘電体層１１の強度を維持することができると共に、高いＱ値を有し、誘電損失が小さくなるので、高周波帯域での使用に適した特性が得られる。よって、本実施形態の電子部品は、ＬＣフィルターとして好適に用いることができる。
【００７７】
このようにして製造されたＬＣフィルター１０は、はんだ付け等によってプリント基板上に実装され、各種電子機器に用いられる。
【００７８】
本実施形態に係る電子部品は、図２に示すＬＣフィルター１０のように、誘電体層１１とキャパシタパターン部１３−１から１３−３とが交互に積層される電子部品に限定されるものではなく、誘電体層を含む電子部品であれば好適に用いることができる。また、本実施形態に係る誘電体磁器は、外部に更に素子が個別に実装される電子部品であっても好適に用いることができる。本実施形態の他の電子部品としては、例えば、コンデンサ、共振器、回路基板、ロー・パス・フィルタ（Low-pass filter:ＬＰＦ)、バンド・パス・フィルタ（Band-pass filter:ＢＰＦ)、ダイプレクサ（ＤＰＸ)、カプラ(方向性結合器)、バルン(又はバラン;平衡不平衡インピーダンス変換器)等としても好適に用いることができる。
【００７９】
＜電子部品の製造方法＞
本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る電子部品の製造方法は、図１に示す誘電体磁器の製造方法により製造される誘電体磁器組成物を成型して複数積層し、焼成することにより製造されるものである。本実施形態に係る電子部品を製造するにあたり、以下の工程を含む。
（ａ） 酸化マグネシウムと二酸化珪素とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製するＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）
（ｂ） Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）
（ｃ） 誘電体磁器組成物の粉末を含むペーストを基板上に塗布し、成型体を作製する成型体作製工程（ステップＳ２３）
（ｄ） 成型体を形成して得られるグリーンシートを複数積層し、積層体を得る積層体作製工程（ステップＳ２４）
（ｅ） 積層体を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程（ステップＳ２５）
【００８０】
＜Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）＞
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）は、上述の誘電体磁器を製造する際の図１に示すＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）と同様であるため、説明は省略する。誘電体磁器組成物を得た後、成型体を作製する成型体作製工程（ステップＳ２３）に移行する。
【００８１】
＜成型体作製工程：ステップＳ２３＞
成型体作製工程（ステップＳ２３）は、誘電体磁器組成物の粉末を含むペーストを基板上に塗布し、成型体を作製する工程である。得られた誘電体磁器組成物の粉末を、ポリビニルアルコール系、アクリル系、又はエチルセルロース系等の有機バインダー等に添加した後、得られた混合物をシート状に成型してグリーンシートを得る。グリーンシートの成型方法としては、シート法や印刷法等の湿式成型法がある。成型体を作製した後、積層体を作製する積層体作製工程（ステップＳ２４）に移行する。
【００８２】
＜積層体作製工程：ステップＳ２４＞
積層体作製工程（ステップＳ２４）は、成型体を形成して得られるグリーンシートを複数積層し、積層体を得る工程である。積層体作製工程（ステップＳ２４）では、成型して得たグリーンシート上に、所定形状の内部電極が形成されるようにＡｇを含有する導電性ペーストを塗布する。導電性ペーストが塗布されたグリーンシートを必要に応じて複数作製し、積層してプレスし、積層体を得る。得られた積層体を所望のサイズに切断し、面取りを行った後、チップを焼成する焼成工程（ステップＳ２５）に移行する。
【００８３】
＜焼成工程：ステップＳ２５＞
焼成工程（ステップＳ２５）は、上述の誘電体磁器を製造する際の図１に示す焼成工程（ステップＳ１３）と同様であるため、説明は省略する。焼結体の冷却後、必要に応じて、得られた誘電体磁器に外部電極等を形成することで、誘電体磁器に外部電極等が形成された電子部品が完成する。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明を実施例及び比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
＜誘電体磁器の作製＞
［実施例１］
主成分としてＭｇ2ＳｉＯ4を含み、副成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分を含み、主成分１００質量部に対して、ＺｎＯの含有率が１６質量部であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が６．０質量部であり、ＣａＣＯ3の含有率が２．０質量部であり、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスの含有率が２．０質量部である誘電体磁器を、以下に示す手順で作製した。
【００８６】
まず、主成分の原料であるＭｇＯ及びＳｉＯ２を、マグネシウム原子のモル数がケイ素原子のモル数の２倍となるようにそれぞれ秤量した。秤量した原料に純水を加え、スラリー濃度が２５質量部であるスラリーを調製した。このスラリーを、ボールミルにて１６時間湿式混合した後、１２０℃程度で２４時間乾燥して、原料混合粉末を得た。この原料混合粉末を、空気中で、３時間、１２００℃程度で仮焼して、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶を得た。このＭｇ2ＳｉＯ4結晶に純水を加えて、スラリー濃度が２５％であるスラリーを調製した。このスラリーを、ボールミルにて１６時間粉砕した後、１２０℃で２４時間乾燥して、誘電体磁器組成物の主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製した。
【００８７】
次に、得られたＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に対して、誘電体磁器組成物の副成分の原料であるＺｎＯ、Ｂ2Ｏ３、ＣａＣＯ3、ガラス成分を各々配合して調整し、誘電体磁器組成物の粉末を得た。誘電体磁器組成物の各成分の配合量は、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末１００質量部に対して、ＺｎＯが１６質量部、Ｂ2Ｏ３が６．０質量部、ＣａＣＯ3が２．０質量部、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成物１００質量部に対して、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスが２．０質量部となるように調整した。
【００８８】
誘電体磁器組成物の粉末に有機バインダーなどを添加した後、これをドクターブレード法によってシート成型してシート成型体を複数作製した。複数のシート成型体を積層後プレスして基板状に成型し、シート積層成型体を作製した。このシート積層成型体を所望のサイズに切断後、チップの面取りを行い、これをＡｇが溶融しない焼成温度（９００℃）で２．５時間焼成して、誘電体磁器を作製した。作製した誘電体磁器の主成分として含まれるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分として含まれるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの各々の配合量を表１に示す。
【００８９】
［実施例２から１２、比較例１から１０］
誘電体磁器組成物全体に対するＬｉ２Ｏの含有率（質量％）を表１に示す値としたこと以外は、実施例１と同様の方法で、誘電体磁器組成物をそれぞれ作製した。そして、得られた誘電体磁器組成物をシート成型して得られるシート成型体を、複数積層後プレスして基板状に成型したシート積層成型体を作製した。このシート積層成型体を実施例１と同様の方法で、各誘電体磁器を得た。作製した誘電体磁器の主成分として含まれるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分として含まれるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとＬｉＯ2との各々の配合量を表１に示す。
【００９０】
＜評価＞
得られた誘電体磁器の焼結密度ρｓ、相対密度（焼結密度が３．３５ｇ／ｃｍ3の時を１００％とした）、Ｑ値、抗折強度、素地の変形及び焼結性、主相に対するＺｎＯの量を各々求めた。
【００９１】
［焼結密度ρｓの測定］
焼成後の試験片がＬＷＴ方向で４．５×３．２×０．８ｍｍ前後になるように切断加工し、各方向の寸法をマイクロメーターで測定し、電子天秤で質量を測定し、そこからの嵩密度を焼結密度ρｓ（単位：ｇ／ｃｍ3）とした。測定結果を表１に示す。尚、本実施例では、実施例４の誘電体磁器を作製する際に用いた誘電体磁器組成物の主成分であるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分であるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスと同一の組成の誘電体磁器組成物の焼成温度と時間とを変化させて焼結密度ρｓを測定した際、その焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3であった。そのため、実施例４での焼結密度の値３．３５ｇ／ｃｍ3を相対密度１００％と規定し、相対密度が９６％を下回る場合には焼結が不十分と評価した。
【００９２】
［Ｑ値］
（Ｘ線回折による未反応で残存するＺｎＯの量の特定）
焼成後の試料を瑪瑙乳鉢を用いて粉末状にすり潰してＸ線回折(X-Ray Diffraction spectroscopy；ＸＲＤ)法によりＸＲＤ測定を行ない、Ｘ線回折ピーク強度を測定した。ＸＲＤ測定は、Ｃｕ管球を使用しているＸ線回折装置(商品名：ＲＩＮＴ２０００／ＰＣ、リガク社製)を用いて行なった。測定試料には、実施例４、比較例７を用いた。測定条件は、以下に示す通りで行った。実施例４及び比較例７のＸ線回折チャートを図４に示す。
（測定条件）
・電圧：５０ｋＶ
・電流：３００ｍＡ
・スキャン速度：４°／ｍｉｎ
・範囲：２θ＝１０〜７０（ｄｅｇ）
【００９３】
図４に示すように、ＸＲＤ測定結果から、実施例４では、３６．５°付近にＸ線回折ピーク強度が確認され、比較例７では、３６．４°付近にＸ線回折ピーク強度ＩAが確認された。このＸ線回折ピーク強度ＩAは、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4に起因して見られるものである。比較例７では、３１．８°付近と３３．６°付近にＸ線回折ピーク強度ＩBが確認された。このＸ線回折ピーク強度ＩBは、未反応なまま存在するＺｎＯに起因して見られるものである。一方、実施例４では、３１．８°付近と３３．６°付近にはＸ線回折ピーク強度ＩBは確認されなかった。よって、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとを副成分として含む誘電体磁器では、Ｘ線回折ピーク強度ＩAに対するＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAは０％であった。一方、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＬｉ2Ｏとを副成分として含む誘電体磁器では、ピーク強度比ＩB／ＩAは１５％程度であった。よって、実施例４の誘電体磁器のように、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとを副成分として含む誘電体磁器では、亜鉛酸化物は未反応なまま存在せず、完全に反応しているといえる。
【００９４】
（Ｑ値の測定）
空洞共振器摂動法によりＱ値を測定した。空洞共振器内に大きさが０．８ｍｍ四方の試験片を挿入し、空洞共振器内のＱ値の変化を測定した。測定周波数は１．９ＧＨｚで行い、Ｑ値は、３回行なって得られたＱ値の平均値とした。測定結果を表１に示す。
【００９５】
［抗折強度の測定］
各誘電体磁器の試験片の厚みが０．４ｍｍ前後、幅が２．６ｍｍ前後になるように切断加工し、３点曲げ強度を測定した。測定器（商品名：５５４３、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製）を用いて３点曲げ強度を測定した。３点曲げ強度試験により測定して得られた結果から抗折強度を求めた。測定時に試験片を支える２点間の治具距離は１５ｍｍとし、測定速度は０．５ｍｍ／ｍｉｎとし、１０箇所で測定を行い、試験数１０個で測定して得られた値の平均値（単位：ＭＰａ）を測定値とした。測定結果を表１に示す。
【００９６】
［素地の変形及び焼結性］
素地の変形は、焼結密度ρｓの測定に用いた各試料を目視で判断した。焼結性は、焼結密度ρｓの測定に用いた各試料を破断し、その面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、商品名：ＪＳＭ‐６７００、日本電子データム社製)でＳＥＭ観察して相対密度１００％の試料に対してポア量の程度で焼結性が充分か否かを判断した。結果を表１に示す。
【００９７】
［主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量］
焼成後の主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、主相に含まれるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAと、未反応なまま存在するＺｎＯの２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBとを求め、Ｘ線回折ピーク強度ＩAに対するＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAから求めた。測定結果を表１に示す。このピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下が好適な範囲とした。
【００９８】
【表１】
【００９９】
表１に示すように、実施例１から１２では、焼結密度ρｓの値は３．３５ｇ／ｃｍ3から±０．０２ｇ／ｃｍ3の範囲内にあり、焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3を相対密度１００％と規定した時の相対密度の値は９９％以上であったことが確認された。このとき、実施例１から１２の各誘電体磁器は、Ｑ値が１０００以上であり、抗折強度も２８０ＭＰａ以上であり、何れも素地の変形は無く、焼結性も良好であったことが確認された。また、焼成後の主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、何れも０％であったことが確認された。よって、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスのようなＬｉ系ガラスを添加することで、未反応で残存するＺｎＯの量は抑制することができ、Ｑ値を１０００以上にすることできるといえる。
【０１００】
これに対し、比較例１と比較例３から６では、焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3より小さく、相対密度の値は９６％より小さかったことが確認された。特に、相対密度の値が９０％以上９６％未満の場合には、Ｑ値及び抗折強度は低くなり、素地の変形は生じない場合もあったが、何れも焼結不十分となったことが確認された（比較例３、４参照）。また、相対密度の値が９０％より小さい場合には、Ｑ値及び抗折強度は測定不能となり、焼結不十分となったことが確認された（比較例５、６参照）。このとき、主相に対するＺｎＯの量は、何れも０％であったことが確認された。これは、誘電体磁器組成物の焼結が不足し、誘電体磁器を得ることができなかったからであると考えられる。また、比較例２、７から１０では、相対密度の値は９６％以上であったが、Ｑ値が低く、主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、１５％以上であったことが確認された。これは、Ｌｉ2Ｏを添加すると、未反応なＺｎＯがある程度残り、Ｑ値を１０００以上にできないからであると考えられる。よって、焼結密度ρｓが良好であってもＱ値が低いと、誘電体磁器には、ＺｎＯが残存するといえる。
【０１０１】
従って、誘電体磁器組成物に含まれるＺｎＯを全て焼成し、誘電体磁器のピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とすることで、得られる誘電体磁器の焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を低下させることができることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品は、低温焼成化を可能としつつ、誘電特性を向上させることができるため、ＬＴＣＣとして用いられ、高周用回路基板などに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０ ＬＣフィルター
１１ 誘電体層
１２ コイル
１３−１〜２３−３ キャパシタパターン部
１４ ビア（ビア導体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波領域で使用される電子部品に使用される誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、需要が増加している携帯電話等の移動体通信機器では、数百ＭＨｚから数ＧＨｚ程度のいわゆる準マイクロ波と呼ばれる高周波帯域が使用されている。そのため、移動体通信機器に用いられるコンデンサ、フィルター、共振器、回路基板等の電子部品においても高周波帯域での使用に適した諸特性が要求されている。
【０００３】
高周波帯域で使用される電子部品の一つである回路基板は、電極や配線等の導体（以下、「導体材」という。）を備え、磁性体と誘電体とを組み合わせてなるＬＣフィルター、高誘電率材料と低誘電率材料とを組み合わせてなるコンデンサなどを内蔵し、ＬＣフィルターやコンデンサなどの回路を形成している。
【０００４】
回路基板では、その配線層での配線間容量に起因する信号遅延を低減するため、基板の比誘電率εｒを低くすることが必要となる。また、回路基板では、高周波信号を減衰させないため、基板のＱｆ値を大きくすること（即ち、誘電損失を小さくすること）が必要となる。従って、回路基板用の材料としては、使用周波数における比誘電率εｒが低く、且つＱｆ値が大きい誘電体材料が要求される。Ｑは、誘電体における現実の電流と電圧の位相差と、理想の電流と電圧の位相差９０度との差である損失角度δの正接ｔａｎδの逆数であり、ｆは共振周波数である。Ｑｆ値は、品質係数Ｑ＝１／ｔａｎδと共振周波数ｆとの積で表され、Ｑｆ値が大きくなると、誘電損失は小さくなる。
【０００５】
一般に誘電率の低い材料は誘電損失が小さいものが多く、マイクロ波領域のデバイスに使用されており、例えば、ＬＣフィルターは高誘電率材料と低誘電率材料とを同時焼成して形成される。ＬＣフィルターはそのＬ部を構成する部分のセラミック材料に自己共振周波数を高く取れるように高いＱ値を有する低誘電率材料を、Ｃ部に温度特性が良く誘電率の高い材料を用いることで温度特性の良い高Ｑ値を有するＬＣ素子を実現できる。
【０００６】
このような誘電体材料としては、例えば、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）を主成分とし、亜鉛酸化物、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物、銅化合物、及びリチウム化合物を副成分として含む誘電体磁器組成物（以下、「フォルステライト系組成物」という。）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。フォルステライト系組成物は、導体材である金属Ａｇ又はＡｇ系合金（以下、Ａｇ系金属という。）の融点より低い温度（低温）で焼成することが可能となり、基板としての強度を上昇させることができることから、回路基板用の誘電体材料に適している。
【０００７】
フォルステライト系組成物の焼結温度は約１０００℃以下であり、従来の誘電体磁器組成物の焼結温度より低いため、ＰｄやＰｔなどの従来から用いられてきた導体材に比べて融点が低く、低抵抗であり、且つ安価なＡｇ系金属を導体材として用いることができる。そのため、フォルステライト系組成物は、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で同時焼成することが可能である。そのため、フォルステライト系組成物を用いて回路基板を形成する際、フォルステライト系組成物はＡｇ系金属などの導体材と同時に焼成可能な低温焼成材料（ＬＴＣＣ）として用いられ、各層にＬＣフィルターやコンデンサなどの回路を形成することが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１３２５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来のフォルステライト系組成物は、本焼成した後、添加している亜鉛酸化物などの焼結助剤が未反応のまま残るため、得られる誘電体磁器の誘電損失が大きくなる、という問題がある。
【００１０】
また、焼結助剤の添加量を減らし、未反応物の焼結助剤を軽減した場合、フォルステライト系組成物を焼成して得られる焼成材料の焼結性を損ない、基板の誘電損失、強度を悪化させる、という問題がある。
【００１１】
そのため、フォルステライト系組成物を用いて低温で焼成した後に未反応の焼結助剤が残るのを抑制すると同時に、焼結助剤を完全に反応させて、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器が求められている。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明者らは誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品物について鋭意研究をした。その結果、Ｍｇ2ＳｉＯ4を主成分として含む誘電体磁器は、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4に対する未反応なまま存在する亜鉛酸化物のピーク強度比を抑えると共に、誘電体磁器の相対密度を大きくすることにより、誘電体磁器は焼結性を確保することができ、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有することができることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成されたものである。
【００１４】
本発明に係る誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上であることを特徴とする。
【００１５】
上記組成によれば、副成分として含まれるガラス成分が液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、誘電体磁器のＸ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、相対密度を９６％以上とする。この結果、誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。また、上記組成によれば、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。
【００１６】
尚、誘電体磁器組成物とは、誘電体磁器の原料組成物であり、誘電体磁器とは、誘電体磁器組成物を焼結させることによって得られる焼結体である。また、焼結とは、誘電体磁器組成物を加熱することで、誘電体磁器組成物が焼結体（誘電体磁器）となり、緻密な物体になる現象である。一般に、加熱前の誘電体磁器組成物に比べて、焼結体（誘電体磁器）の密度、機械的強度等は大きくなる。また、焼結温度とは、誘電体磁器組成物が焼結する際の誘電体磁器組成物の温度である。また、焼成とは、焼結を目的とした加熱処理を意味し、焼成温度とは、加熱処理の際に誘電体磁器組成物が曝される雰囲気の温度である。
【００１７】
本発明の好ましい態様として、前記ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むことが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器中に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。このため、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、誘電体磁器の抗折強度を更に安定させることができる。
【００１８】
本発明の好ましい態様として、前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下であることが好ましい。前記亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与するため、前記亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させ、誘電体磁器を得ることができる。
【００１９】
本発明に係る誘電体磁器の製造方法は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製し、前記Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程と、前記誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程とを含み、Ｘ線回折において、前記焼結体の主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上であることを特徴とする。
【００２０】
上記組成を有する誘電体磁器組成物は、酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成でき、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）でＡｇ系金属と同時焼成することができる。また、誘電体磁器組成物を低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）焼成する際、副成分として含まれる亜鉛酸化物及びガラス成分が液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進することができる。これにより、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、得られる誘電体磁器は、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、相対密度を９６％以上とする。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させ、誘電損失を小さくすることができる。また、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。このため、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成して得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。
【００２１】
本発明の好ましい態様として、前記ガラス成分として、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むことが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。このため、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、誘電体磁器の抗折強度を更に安定させることができる。
【００２２】
本発明の好ましい態様として、前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下であることが好ましい。前記亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与するため、前記亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させることができる。
【００２３】
本発明に係る電子部品は、上記何れか一つに記載の誘電体磁器からなる誘電体層を有することを特徴とする。誘電体層には、本発明に係る誘電体磁器が用いられるため、Ｑ値は大きく、誘電損失は小さくなるので、高周波帯域での使用に適した特性が得られ、信頼性の高い電子部品を提供することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、優れた誘電特性を有する誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を示すフローチャートである。
【図２】図２は、本実施形態の電子部品をＬＣフィルターとした場合の一実施形態を模式的に示す概念断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例４及び比較例７のＸ線回折チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明を好適に実施するための形態（以下、実施形態という。）につき、詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に記載した内容により限定されるものではない。また、以下に記載した実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下に記載した実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００２７】
＜誘電体磁器＞
本実施形態に係る誘電体磁器は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、ＺｎＯ及びガラス成分を含む副成分とを含み、Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。
【００２８】
なお、本実施形態において、誘電体磁器組成物とは、誘電体磁器の原料組成物であり、誘電体磁器とは、誘電体磁器組成物を焼結させることによって得られる焼結体である。また、焼結とは、誘電体磁器組成物を加熱することで、誘電体磁器組成物が焼結体（誘電体磁器）となり、緻密な物体になる現象である。一般に、加熱前の誘電体磁器組成物に比べて、焼結体（誘電体磁器）の密度、機械的強度等は大きくなる。また、焼結温度とは、誘電体磁器組成物が焼結する際の誘電体磁器組成物の温度である。また、焼成とは、焼結を目的とした加熱処理を意味し、焼成温度とは、加熱処理の際に誘電体磁器組成物が曝される雰囲気の温度である。
【００２９】
誘電体磁器組成物を低温で焼成することが可能であるか否か（低温焼結性）の評価は、誘電体磁器組成物の焼成温度を徐々に下げて焼成し、本実施形態に係る誘電体磁器が所望の誘電体高周波特性が得られる程度に誘電体磁器組成物が焼結しているかどうかで判断することができる。また、本実施形態に係る誘電体磁器についての誘電特性は、Ｑｆ値、温度変化による共振周波数の変化（共振周波数の温度係数τｆ）、及び比誘電率εｒによって評価することができる。Ｑｆ値、比誘電率εｒは、日本工業規格「マイクロ波用ファインセラミックスの誘電特性の試験方法」（ＪＩＳ Ｒ１６２７ １９９６年度）に従って測定することができる。
【００３０】
＜主成分＞
本実施形態に係る誘電体磁器には、Ｍｇ2ＳｉＯ4（フォルステライト）が主成分として含まれる。Ｍｇ2ＳｉＯ4は、単体でのＱｆ値が２０００００ＧＨｚ以上であり、誘電損失が小さいため、誘電体磁器の誘電損失を低下させる機能を有する。また、Ｍｇ2ＳｉＯ4は、その比誘電率εｒが６から７程度と低いため、誘電体磁器の比誘電率εｒを低下させる機能も有する。ここで、誘電損失は、高周波のエネルギの一部が熱となって放散する現象である。誘電損失の大きさは、上記の通り、現実の電流と電圧の位相差と理想の電流と電圧の位相差９０度との差である損失角度δの正接ｔａｎδの逆数Ｑ（Ｑ＝１／ｔａｎδ）で表わされる。誘電体磁器の誘電損失の評価は、このＱと共振周波数ｆの積であるＱｆ値を用いている。誘電損失が小さくなればＱｆ値は大きくなり、誘電損失が大きくなればＱｆ値は小さくなる。誘電損失は高周波デバイスの電力損失を意味するため、誘電体磁器のＱｆ値は大きいことが好ましい。本実施形態では、誘電損失の評価は、Ｑ値を用いる。
【００３１】
誘電体磁器の誘電損失を下げるという観点から、主成分に占めるＭｇ２ＳｉＯ４の割合が１００質量部であることが好ましいが、比誘電率εｒを調整するため、Ｍｇ２ＳｉＯ４以外の主成分をＭｇ2ＳｉＯ4と併用することができる。Ｍｇ2ＳｉＯ4以外の主成分としては、例えば比誘電率εｒが１７前後であるチタン酸マグネシウム（ＭｇＴｉＯ3）、及び比誘電率εｒが２００前後であるチタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ3）等が挙げられる。
【００３２】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を構成するＭｇＯとＳｉＯ2とのモル比は、化学量論的にはＭｇＯ対ＳｉＯ2が２対１であるが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、本実施形態に係る誘電体磁器の効果を損なわない範囲内で化学量論比から外れてもよい。例えば、ＭｇＯ対ＳｉＯ2は、１．９対１．１から２．１対０．９の範囲内とすることができる。
【００３３】
本実施形態の誘電体磁器中のＭｇ2ＳｉＯ4の含有量は、誘電体磁器全体から後述する各副成分を除いた残部であることが好ましい。誘電体磁器がこのような条件で主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4を含むことで、誘電損失及び比誘電率εｒを低下する効果が確実に得られるようになる。なお、主成分として上記のようなＭｇ2ＳｉＯ4以外の成分を含む場合、主成分の合計は誘電体磁器全体から後述の各副成分を除いた残部となる。
【００３４】
＜副成分＞
本実施形態の誘電体磁器は、主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4に対する副成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む組成で構成されている。副成分は、誘電体磁器組成物を焼成する際に液相を形成する焼結助剤として用いられる。特に、副成分として含まれるガラス成分は液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤と主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進する。これにより、誘電体磁器組成物の焼成後に誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を低減することができると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるため、誘電体磁器の焼結性が確保される。この結果、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。
【００３５】
また、亜鉛酸化物及びガラス成分を誘電体磁器組成物の焼成時に液相を形成する焼結助剤として添加し、副成分として誘電体磁器組成物に含有させることによって、誘電体磁器組成物の焼結温度が低下する。このため、誘電体磁器組成物を焼成し、誘電体磁器を作製する際、誘電体磁器組成物を低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）でＡｇ系金属と同時に焼成することが可能となり、低温焼成化を図ることができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる誘電体磁器の抗折強度の低下を抑制することができる。よって、誘電体磁器組成物の低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）焼成を可能としつつ、得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。
【００３６】
亜鉛酸化物としては、例えばＺｎＯ等が挙げられる。ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むものであることが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応な焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応性を促進し、誘電体磁器組成物の焼成後、誘電体磁器に未反応で残る焼結助剤を更に低減すると共に、焼結助剤を完全に反応させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保できる。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値は更に上昇させることができ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することを可能としつつ誘電体磁器の抗折強度を更に安定して確保することができる。
【００３７】
このようなガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ（ＲＯはアルカリ土類金属酸化物を１種類以上含む）系ガラスとＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの何れか一方又は両方を含んで構成されるものが好ましい。ガラス成分として、具体的には、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとしては、ＳｉＯ2−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、ＳｉＯ2−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスなどが挙げられる。Ｂ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとしては、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−ＳｒＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラス、Ｂ2Ｏ3−ＣａＯ−ＳｒＯ−ＢａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスが好ましい。
【００３８】
亜鉛酸化物の含有量は、亜鉛酸化物の質量をＺｎＯに換算した場合、主成分１００質量部に対して、８．０質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、１０質量部以上１６質量部以下であることがより好ましく、１２．０質量部以上１６．０質量部以下であることが更に好ましい。亜鉛酸化物（特に、ＺｎＯ）は、誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成する際に、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で焼成するのに寄与する。このため、亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることで、低温（Ａｇ系金属の融点より低い温度）で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と安定して同時焼成させることが可能となる。
【００３９】
亜鉛酸化物の含有量が８．０質量部未満となると、低温焼結効果（即ち、より低い温度での誘電体磁器組成物の焼結を可能とする効果）が不充分となる傾向があり、誘電体磁器の焼結密度は小さくなり、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向があると共に、抗折強度を向上する効果が小さくなる傾向がある。また、亜鉛酸化物の含有量が２０質量部を超えると、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、亜鉛酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４０】
副成分の一種であるガラス成分の含有量は、ガラス成分の質量をＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスに換算した場合、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、２．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、２．０質量部以上７．０質量部以下であることがより好ましい。
【００４１】
ガラス成分の含有量が２．０質量部未満となると、低温焼結効果が不充分となり、焼結が不足し、本実施形態に係る誘電体磁器の焼結密度は小さくなり、品質係数Ｑは低下し、誘電損失が大きくなる傾向があると共に、抗折強度を向上する効果が小さくなる傾向がある。また、ガラス成分の含有量が１０．０質量部を超えると、品質係数Ｑは低下し、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、ガラス成分の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４２】
本実施形態に係る誘電体磁器においては、副成分に含まれる成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含むようにしてもよい。具体的なホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。
【００４３】
ホウ素酸化物の含有量は、ホウ素酸化物の質量をＢ2Ｏ3に換算した場合、主成分１００質量部に対して、３．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、４．０質量部以上８．０質量部以下であることがより好ましい。
【００４４】
ホウ素酸化物の含有量が３．０質量部未満となると、低温焼結効果が不十分となる傾向があり、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなる傾向がある。また、ホウ素酸化物の含有量が１０．０質量部を超えると、誘電体磁器の焼結密度が低くなり易く、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなると共に、抗折強度が向上する効果が小さくなる傾向がある。そこで、ホウ素酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４５】
アルカリ土類金属酸化物の含有量は、アルカリ土類金属酸化物の質量をＲＯ（Ｒはアルカリ土類金属元素を示す）に換算した場合、主成分１００質量部に対して、１．０質量部以上４．０質量部以下であることが好ましく、１．０質量部以上３．０質量部以下であることがより好ましい。アルカリ土類金属酸化物を誘電体磁器組成物に含有させることによって、誘電体磁器組成物の低温焼結効果が顕著となる。
【００４６】
アルカリ土類金属酸化物の含有量が１．０質量部未満となると、低温焼結効果が十分に得られなくなる傾向があり、本実施形態に係る誘電体磁器の焼結密度が低くなり易く、品質係数Ｑが低下して誘電損失が大きくなると共に、抗折強度が向上する効果が小さくなる傾向がある。また、アルカリ土類金属酸化物の含有量が４．０質量部を超えると、低温焼結効果は顕著となるものの、品質係数Ｑが低下して、誘電損失が大きくなる傾向がある。そこで、アルカリ土類金属酸化物の含有量を上記範囲内とすることによって、これらの傾向を抑制できる。
【００４７】
アルカリ土類金属であるＲとしては、Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａの何れかが好ましく、これらの２種以上を混合して用いてもよい。具体的なアルカリ土類金属酸化物ＲＯとしては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ等が挙げられる。
【００４８】
本実施形態に係る誘電体磁器では、Ｘ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAは１０％以下であり、好ましくは５％以下であり、更に好ましくは０％である。ピーク強度比ＩB／ＩAが１０％を越えると、誘電体磁器の焼結性は不十分となり、十分な強度が得られないからである。
【００４９】
Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4のＸ線回折ピーク強度ＩAは、２θが３６．０°から３７．０°の間に最大ピークが生じ、亜鉛酸化物のＸ線回折ピーク強度ＩBは、２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°の間に生じる。このＸ線回折ピーク強度ＩBから未反応なまま残存する亜鉛酸化物を確認することができ、Ｘ線回折ピーク強度ＩAと比較することで、主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物の割合を確認することができる。主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物は、誘電体磁器組成物を焼結した際の誘電体磁器の焼結性に影響し、誘電体磁器の焼結密度を低下させ、Ｑ値を低下させる。よって、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とし、主成分中に未反応なまま残存する亜鉛酸化物の割合を小さくすることで、誘電体磁器の焼結性を確保し、誘電体磁器の焼結密度を良好とし、Ｑ値を上昇させることができる。
【００５０】
Ｘ線回折ピーク強度ＩAのＭｇ2ＳｉＯ4の２θの角度は、３６．０°から３７．０°の間の範囲内としているが、後述するように、誘電体磁器組成物を作製する際、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として亜鉛酸化物やガラス成分を添加しており、誘電体磁器に含まれる副成分の組成比に応じて若干変動することから、Ｍｇ2ＳｉＯ4の２θの角度は、３６．０°から３６．５°の間の範囲内が好ましく、３６．３°付近がより好ましい。
【００５１】
Ｘ線回折ピーク強度ＩBの未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度は、３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°の間の範囲内と各々しているが、上記と同様に、誘電体磁器に含まれる副成分の組成比に応じて若干変動することから、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度のうち３１．０°から３２．０°の値は、３１．５°から３２．０°の間の範囲内が好ましく、３１．８°付近がより好ましい。また、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θの角度のうち３３．０°から３４．０°の角度は、３３．３°から３３．８°の間の範囲内が好ましく、３３．６°付近がより好ましい。
【００５２】
本実施形態に係る誘電体磁器では、相対密度が９６％以上であり、好ましくは９９％以上である。相対密度は誘電体磁器組成物を焼成した際の焼成性を示す。相対密度が９６％を下回ると、誘電体磁器の焼結性は不十分となり、誘電体磁器のＱ値の低下、強度の低下を引き起こすからである。誘電体磁器組成物の主成分をＭｇ２ＳｉＯ４とし、副成分をＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとした時、同一の組成の誘電体磁器組成物の焼成温度と時間とを変化させて焼結密度ρｓを測定した際、その焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3である。誘電体磁器の主成分と副成分との組成比によって誘電体磁器の焼結密度ρｓの値は若干変動するが、相対密度は、例えば、誘電体磁器の焼結密度ρｓの値が、３．３５ｇ／ｃｍ3の時を、相対密度１００％と規定して求めることができる。よって、本実施形態に係る誘電体磁器の相対密度を９６％以上とすることで、誘電体磁器の焼結性は確保できるので、得られる誘電体磁器の焼結密度を良好とし、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を低下させることができると共に、抗折強度を上昇させることができる。
【００５３】
Ｑ値の低下は電子部品の損失が大きくなることを意味し、Ｑ値が大きいほど、電子部品の損失は小さく抑えられる。本実施形態に係る誘電体磁器は、亜鉛酸化物及びガラス成分の含有量を誘電体磁器組成物と同様の範囲内とし、Ｘ線回折におけるピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とする。これにより、本実施形態に係る誘電体磁器は、焼結性及び抗折強度を確保することができると共に、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を小さくすることが可能となる。このため、誘電体磁器組成物の低温焼結化を図りつつ、本実施形態に係る誘電体磁器のＱ値を、所定値（例えば、１０００）以上に維持することができる。よって、本実施形態に係る誘電体磁器は、Ａｇ系金属等の低融点の導体材を内部電極とする電子部品に用いられる低温焼成が可能な誘電体磁器を提供することができる。
【００５４】
このように、本実施形態に係る誘電体磁器は、主成分としてＭｇ2ＳｉＯ4を含み、副成分として亜鉛酸化物及びガラス成分を含み、Ｘ線回折において、ピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とするものである。本実施形態に係る誘電体磁器に副成分として含まれるガラス成分は、誘電体磁器組成物を焼成する際、液相としての役割を果たし、未反応で残る焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進させることができ、誘電体磁器組成物を低温で焼成しても未反応な焼結助剤をなくし、焼結助剤を完全に反応させ、誘電体磁器の焼結性を確保することができる。このとき、本実施形態に係る誘電体磁器のピーク強度比ＩB／ＩAは１０％以下であると共に、相対密度は９６％以上である。これにより、得られる誘電体磁器のＱ値を上昇させることができ、誘電損失を小さくすることができる。また、上記組成によれば、Ａｇ系金属が溶融しない程度の低温で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成することができると共に、誘電体磁器組成物の焼成温度の低下に伴い生じる抗折強度の低下を抑制することができる。このため、低温で焼成して得られる誘電体磁器の抗折強度を、従来のフォルステライト系組成物を焼成して得られる誘電体磁器よりも向上させることができる。従って、本実施形態に係る誘電体磁器は、低温で焼成して得ることを可能としつつ、焼結性が確保され、抗折強度を維持すると共に、誘電損失を低下させることが可能となる。
【００５５】
＜誘電体磁器の製造方法＞
本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を示すフローチャートである。図１に示すように、本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法は、Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、ＺｎＯ及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、以下の工程を含む。
（ａ） 酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製するＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）
（ｂ） Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）
（ｃ） 誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程（ステップＳ１３）
【００５６】
＜Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程：ステップＳ１１＞
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）の原料粉末と酸化珪素（ＳｉＯ2）の原料粉末とを混合して仮焼きし、フォルステライト（Ｍｇ2ＳｉＯ4）結晶粉末を作製する工程である。Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の原料となるＭｇＯの原料粉末とＳｉＯ2の原料粉末とをそれぞれ所定量秤量した後、混合する。これにより原料混合粉末を得る。なお、副成分の各原料の秤量は、完成後の誘電体磁器組成物において、各副成分の含有率が、誘電体磁器組成物全体に対して所望の上記比率（質量部）となるように行う。また、ＭｇＯの原料粉末及びＳｉＯ2の原料粉末との混合は、乾式混合又は湿式混合等の混合方式で行うことができ、例えば、ボールミルなどの混合分散機で純水、エタノール等の溶媒を用いて混合する。ボールミルの場合の混合時間は４時間から２４時間程度とする。
【００５７】
原料混合粉末を、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下で１２時間から３６時間程度乾燥させた後、熱処理（仮焼き）する。この仮焼きによって、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶が得られる。仮焼温度は、１１００℃以上１５００℃以下であることが好ましく、１１００℃以上１３５０℃以下であることが好ましい。また、仮焼時間は１時間から２４時間程度行うことが好ましい。
【００５８】
合成されたＭｇ２ＳｉＯ４結晶を、粉砕して粉末とした後、乾燥する。これにより、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が得られる。このＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が誘電体磁器の主成分粉末として用いられる。粉砕は乾式粉砕又は湿式粉砕等の粉砕方式で行なうことができ、例えば、ボールミルで純水、エタノール等の溶媒を用いて湿式粉砕する。粉砕時間は、特に限定されるものではなく、所望の平均粒子径の大きさのＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末が得られればよく、粉砕時間は例えば４時間から２４時間程度とすればよい。Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末の乾燥は、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の乾燥温度で、１２時間から３６時間程度行なう。
【００５９】
なお、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶による効果を大きくするためには、Ｍｇ2ＳｉＯ4中に含まれる未反応のＭｇＯやＳｉＯ2の原料成分を少なくする必要があるため、ＭｇＯとＳｉＯ2とを混合した原料混合粉末を調製する際、マグネシウムのモル数が珪素のモル数の２倍となるように、ＭｇＯとＳｉＯ2とを混合することが好ましい。
【００６０】
Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末は、ＭｇＯの原料粉末及びＳｉＯ2の原料粉末からＭｇ2ＳｉＯ4結晶を合成する方法に限定されるものではなく、市販のＭｇ2ＳｉＯ4を用いてもよい。この場合、市販のＭｇ2ＳｉＯ4を、上述と同様の方法で粉砕し、乾燥してＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を得るようにしてもよい。
【００６１】
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を得た後、誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）に移行する。
【００６２】
＜誘電体磁器組成物の作製工程：ステップＳ１２＞
誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）は、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程である。
【００６３】
得られたＭｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と、誘電体磁器組成物の副成分の原料である亜鉛酸化物を所定量秤量した後、これらを混合して熱処理する。Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末と副成分原料粉末との熱処理後の粉に対し、ガラス成分を添加して粉砕処理して誘電体磁器組成物とする。本実施形態では、ガラス成分は、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と亜鉛酸化物とを混合した後、熱処理して得られる粉に添加するようにしているが、本実施形態はこれに限定されるものではなく、ガラス成分は、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶粉末と亜鉛酸化物とを混合し熱処理する時に混合してもよい。亜鉛酸化物としては、上記のように、例えばＺｎＯが挙げられる。ガラス成分としては、上記のように、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含むものであることが好ましい。ガラス成分としては、例えば、ＳｉＯ2−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとＢ2Ｏ3−ＲＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの何れか一方又は両方を含んで構成されるものが好ましい。ガラス成分がＬｉ2Ｏを含むことで、更に未反応なまま存在する焼結助剤とＭｇ2ＳｉＯ4との反応を促進させることができるので、誘電体磁器の焼結性は更に安定して確保でき、誘電体磁器のＱ値は更に上昇させ、誘電損失を更に小さくすることができる。また、Ａｇ系金属が溶融しない程度の低温で誘電体磁器組成物をＡｇ系金属と同時焼成しつつ抗折強度を更に安定して確保することができる。
【００６４】
副成分の原料として、後述する仮焼き等の熱処理で焼成することによって亜鉛酸化物及びＬｉ2Ｏを含むガラスとなる化合物を用いることもできる。誘電体磁器組成物の副成分の原料としては、亜鉛酸化物及びガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物、又は焼成（後述する仮焼き等の熱処理）することによってこれらの酸化物となる化合物を用いることができる。ホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。焼成により上記酸化物となる化合物としては、例えば、炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、水酸化物、硫化物、有機金属化合物等が例示される。ホウ素酸化物としては、Ｂ2Ｏ3等が挙げられる。アルカリ土類金属酸化物としては、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ等が挙げられる。
【００６５】
亜鉛酸化物及びガラス成分の各原料の秤量は、完成後の誘電体磁器において、亜鉛酸化物及びガラス成分の含有量が、主成分に対して所望の上記質量比率（質量部）となるように行う。即ち、亜鉛酸化物の含有量は、亜鉛酸化物の質量をＺｎＯに換算した場合、主成分１００質量部に対して、８．０質量部以上２０質量部以下であることが好ましく、１２．０質量部以上１６．０質量部以下であることがより好ましい。ガラス成分の含有量は、ガラス成分の質量をＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスに換算した場合、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、２．０質量部以上１０．０質量部以下であることが好ましく、２．０質量部以上７．０質量部以下であることがより好ましい。
【００６６】
副成分に含まれる成分として、亜鉛酸化物とガラス成分以外に、例えば、ホウ素酸化物、アルカリ土類金属酸化物などを含む場合、ホウ素酸化物及びアルカリ土類金属酸化物の含有量についても、上記の通り、主成分に対して各々所望の上記質量比率（質量部）となるように行う。
【００６７】
混合は、乾式混合又は湿式混合等の混合方式で行うことができ、例えば、ボールミルなどの混合分散機で純水、エタノール等の溶媒を用いた混合方式により行うことができる。混合時間は、４時間から２４時間程度とすればよい。
【００６８】
原料混合粉末を、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の乾燥温度で、１２時間から３６時間程度乾燥する。
【００６９】
乾燥させた原料混合粉末は、例えば８００℃以上９５０℃以下で、１時間から１０時間程度、熱処理（仮焼き）する。このように仮焼を焼成温度以下の温度で行うことによって、原料混合粉末中のフォルステライトが融解することを抑制でき、誘電体磁器組成物中に、結晶の形でＭｇ2ＳｉＯ4を含有させることができる。
【００７０】
仮焼後の原料混合粉末に対してＬｉ2Ｏを含むガラスなどのＬｉ系ガラスを添加、混合粉砕した後、乾燥する。これにより、誘電体磁器組成物が得られる。粉砕は乾式粉砕又は湿式粉砕等の粉砕方式で行なうことができる。粉砕時間は４時間から２４時間程度とすればよい。粉砕後の原料混合粉末の乾燥は、好ましくは１００℃以上２００℃以下、より好ましくは１２０℃以上１４０℃以下の処理温度で１２時間から３６時間程度行えばよい。
【００７１】
上述した誘電体粉末である原料混合粉末の作成方法により、誘電体磁器組成物の主成分と副成分とが均一に混合されて、材質が均一な誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００７２】
誘電体磁器組成物を得た後、誘電体磁器組成物を焼成する焼成工程（ステップＳ１３）に移行する。
【００７３】
＜焼成工程：ステップＳ１３＞
焼成工程（ステップＳ１３）では、得られた誘電体磁器組成物を焼成して、焼結体を得る。これにより、本実施形態に係る誘電体磁器が得られる。焼成は、例えば、空気中のような酸素雰囲気にて行うことが好ましい。また、焼成温度は、導体材として用いるＡｇ系金属の融点以下であることが好ましく、例えば、８００℃以上１０００℃以下であることが好ましく、８００℃以上９５０℃以下であることがより好ましく、８６０℃以上９５０℃以下であることが更に好ましく、８８０℃以上９４０℃以下であることが最も好ましい。
【００７４】
このように本実施形態に係る誘電体磁器の製造方法を用いて得られる誘電体磁器は、ピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、相対密度が９６％以上である。このため、焼成工程（ステップＳ１３）において８００℃以上１０００℃以下の低温で焼成しても誘電体磁器の相対密度を高くし、未反応なまま残存するＺｎＯの含有量を軽減している。よって、本実施形態に係る誘電体磁器は、焼成工程（ステップＳ１３）において低温で焼成して得ることができ、誘電体磁器の焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、誘電損失の優れた誘電体磁器となる。したがって、本実施形態に係る誘電体磁器は、フィルター、共振器、コンデンサ、回路基板等の電子部品の一部を構成する誘電体磁器として好適に用いることができる。
【００７５】
以上、本発明に係る誘電体磁器の好適な実施形態について説明したが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る誘電体磁器は、低温で焼成可能としつつ、焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、誘電損失を低下させる効果を阻害しない範囲内で、他の化合物を含むようにしてもよい。
【００７６】
＜電子部品＞
本実施形態の誘電体磁器は、例えば、フィルター、コンデンサ、共振器、回路基板等の電子部品の一部を構成する誘電体層として好適に用いることができる。図２は、本実施形態の電子部品をＬＣフィルターとした場合の一実施形態を模式的に示す概念断面図である。図２に示すように、ＬＣフィルター１０は、複数の誘電体層１１と、コイル１２と、キャパシタパターン部１３−１から１３−３と、ビア（ビア導体）１４とを含む。誘電体層１１は、本実施形態の誘電体磁器が用いられている。コイル１２及びキャパシタパターン部１３−１から１３−３はＡｇ導体で形成されている。ビア１４は、コイル１２とキャパシタパターン部１３−１とを導通させるＡｇ導体が充填されたビアホール部分であり、ＬＣ共振回路が形成されている。キャパシタパターン部１３−１はビア１４によってコイル１２と接続されている。ＬＣフィルター１０のコンデンサー部は３層構造としているが、ＬＣフィルター１０は３層構造に限定されず、任意の多層構造とすることができる。ＬＣフィルター１０では、誘電体層１１に本実施形態に係る誘電体磁器を用いていることから誘電体層２１は抗折強度を確保すると共に、誘電損失の低下を抑制するため、ＬＣフィルター１０は、誘電体層１１の強度を維持することができると共に、高いＱ値を有し、誘電損失が小さくなるので、高周波帯域での使用に適した特性が得られる。よって、本実施形態の電子部品は、ＬＣフィルターとして好適に用いることができる。
【００７７】
このようにして製造されたＬＣフィルター１０は、はんだ付け等によってプリント基板上に実装され、各種電子機器に用いられる。
【００７８】
本実施形態に係る電子部品は、図２に示すＬＣフィルター１０のように、誘電体層１１とキャパシタパターン部１３−１から１３−３とが交互に積層される電子部品に限定されるものではなく、誘電体層を含む電子部品であれば好適に用いることができる。また、本実施形態に係る誘電体磁器は、外部に更に素子が個別に実装される電子部品であっても好適に用いることができる。本実施形態の他の電子部品としては、例えば、コンデンサ、共振器、回路基板、ロー・パス・フィルタ（Low-pass filter:ＬＰＦ)、バンド・パス・フィルタ（Band-pass filter:ＢＰＦ)、ダイプレクサ（ＤＰＸ)、カプラ(方向性結合器)、バルン(又はバラン;平衡不平衡インピーダンス変換器)等としても好適に用いることができる。
【００７９】
＜電子部品の製造方法＞
本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例について説明する。図３は、本実施形態に係る電子部品の製造方法の一例を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る電子部品の製造方法は、図１に示す誘電体磁器の製造方法により製造される誘電体磁器組成物を成型して複数積層し、焼成することにより製造されるものである。本実施形態に係る電子部品を製造するにあたり、以下の工程を含む。
（ａ） 酸化マグネシウムと二酸化珪素とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製するＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）
（ｂ） Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）
（ｃ） 誘電体磁器組成物の粉末を含むペーストを基板上に塗布し、成型体を作製する成型体作製工程（ステップＳ２３）
（ｄ） 成型体を形成して得られるグリーンシートを複数積層し、積層体を得る積層体作製工程（ステップＳ２４）
（ｅ） 積層体を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程（ステップＳ２５）
【００８０】
＜Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）＞
Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ２１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ２２）は、上述の誘電体磁器を製造する際の図１に示すＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末の作製工程（ステップＳ１１）及び誘電体磁器組成物の作製工程（ステップＳ１２）と同様であるため、説明は省略する。誘電体磁器組成物を得た後、成型体を作製する成型体作製工程（ステップＳ２３）に移行する。
【００８１】
＜成型体作製工程：ステップＳ２３＞
成型体作製工程（ステップＳ２３）は、誘電体磁器組成物の粉末を含むペーストを基板上に塗布し、成型体を作製する工程である。得られた誘電体磁器組成物の粉末を、ポリビニルアルコール系、アクリル系、又はエチルセルロース系等の有機バインダー等に添加した後、得られた混合物をシート状に成型してグリーンシートを得る。グリーンシートの成型方法としては、シート法や印刷法等の湿式成型法がある。成型体を作製した後、積層体を作製する積層体作製工程（ステップＳ２４）に移行する。
【００８２】
＜積層体作製工程：ステップＳ２４＞
積層体作製工程（ステップＳ２４）は、成型体を形成して得られるグリーンシートを複数積層し、積層体を得る工程である。積層体作製工程（ステップＳ２４）では、成型して得たグリーンシート上に、所定形状の内部電極が形成されるようにＡｇを含有する導電性ペーストを塗布する。導電性ペーストが塗布されたグリーンシートを必要に応じて複数作製し、積層してプレスし、積層体を得る。得られた積層体を所望のサイズに切断し、面取りを行った後、チップを焼成する焼成工程（ステップＳ２５）に移行する。
【００８３】
＜焼成工程：ステップＳ２５＞
焼成工程（ステップＳ２５）は、上述の誘電体磁器を製造する際の図１に示す焼成工程（ステップＳ１３）と同様であるため、説明は省略する。焼結体の冷却後、必要に応じて、得られた誘電体磁器に外部電極等を形成することで、誘電体磁器に外部電極等が形成された電子部品が完成する。
【実施例】
【００８４】
以下、本発明を実施例及び比較例を挙げてさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００８５】
＜誘電体磁器の作製＞
［実施例１］
主成分としてＭｇ2ＳｉＯ4を含み、副成分として、亜鉛酸化物及びガラス成分を含み、主成分１００質量部に対して、ＺｎＯの含有率が１６質量部であり、Ｂ2Ｏ3の含有率が６．０質量部であり、ＣａＣＯ3の含有率が２．０質量部であり、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成１００質量部に対して、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスの含有率が２．０質量部である誘電体磁器を、以下に示す手順で作製した。
【００８６】
まず、主成分の原料であるＭｇＯ及びＳｉＯ２を、マグネシウム原子のモル数がケイ素原子のモル数の２倍となるようにそれぞれ秤量した。秤量した原料に純水を加え、スラリー濃度が２５質量部であるスラリーを調製した。このスラリーを、ボールミルにて１６時間湿式混合した後、１２０℃程度で２４時間乾燥して、原料混合粉末を得た。この原料混合粉末を、空気中で、３時間、１２００℃程度で仮焼して、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶を得た。このＭｇ2ＳｉＯ4結晶に純水を加えて、スラリー濃度が２５％であるスラリーを調製した。このスラリーを、ボールミルにて１６時間粉砕した後、１２０℃で２４時間乾燥して、誘電体磁器組成物の主成分であるＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製した。
【００８７】
次に、得られたＭｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に対して、誘電体磁器組成物の副成分の原料であるＺｎＯ、Ｂ2Ｏ３、ＣａＣＯ3、ガラス成分を各々配合して調整し、誘電体磁器組成物の粉末を得た。誘電体磁器組成物の各成分の配合量は、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末１００質量部に対して、ＺｎＯが１６質量部、Ｂ2Ｏ３が６．０質量部、ＣａＣＯ3が２．０質量部、副成分からガラス成分を除いた誘電体組成物１００質量部に対して、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスが２．０質量部となるように調整した。
【００８８】
誘電体磁器組成物の粉末に有機バインダーなどを添加した後、これをドクターブレード法によってシート成型してシート成型体を複数作製した。複数のシート成型体を積層後プレスして基板状に成型し、シート積層成型体を作製した。このシート積層成型体を所望のサイズに切断後、チップの面取りを行い、これをＡｇが溶融しない焼成温度（９００℃）で２．５時間焼成して、誘電体磁器を作製した。作製した誘電体磁器の主成分として含まれるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分として含まれるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとの各々の配合量を表１に示す。
【００８９】
［実施例２から１２、比較例１から１０］
誘電体磁器組成物全体に対するＬｉ２Ｏの含有率（質量％）を表１に示す値としたこと以外は、実施例１と同様の方法で、誘電体磁器組成物をそれぞれ作製した。そして、得られた誘電体磁器組成物をシート成型して得られるシート成型体を、複数積層後プレスして基板状に成型したシート積層成型体を作製した。このシート積層成型体を実施例１と同様の方法で、各誘電体磁器を得た。作製した誘電体磁器の主成分として含まれるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分として含まれるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとＬｉＯ2との各々の配合量を表１に示す。
【００９０】
＜評価＞
得られた誘電体磁器の焼結密度ρｓ、相対密度（焼結密度が３．３５ｇ／ｃｍ3の時を１００％とした）、Ｑ値、抗折強度、素地の変形及び焼結性、主相に対するＺｎＯの量を各々求めた。
【００９１】
［焼結密度ρｓの測定］
焼成後の試験片がＬＷＴ方向で４．５×３．２×０．８ｍｍ前後になるように切断加工し、各方向の寸法をマイクロメーターで測定し、電子天秤で質量を測定し、そこからの嵩密度を焼結密度ρｓ（単位：ｇ／ｃｍ3）とした。測定結果を表１に示す。尚、本実施例では、実施例４の誘電体磁器を作製する際に用いた誘電体磁器組成物の主成分であるＭｇ２ＳｉＯ４と、副成分であるＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスと同一の組成の誘電体磁器組成物の焼成温度と時間とを変化させて焼結密度ρｓを測定した際、その焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3であった。そのため、実施例４での焼結密度の値３．３５ｇ／ｃｍ3を相対密度１００％と規定し、相対密度が９６％を下回る場合には焼結が不十分と評価した。
【００９２】
［Ｑ値］
（Ｘ線回折による未反応で残存するＺｎＯの量の特定）
焼成後の試料を瑪瑙乳鉢を用いて粉末状にすり潰してＸ線回折(X-Ray Diffraction spectroscopy；ＸＲＤ)法によりＸＲＤ測定を行ない、Ｘ線回折ピーク強度を測定した。ＸＲＤ測定は、Ｃｕ管球を使用しているＸ線回折装置(商品名：ＲＩＮＴ２０００／ＰＣ、リガク社製)を用いて行なった。測定試料には、実施例４、比較例７を用いた。測定条件は、以下に示す通りで行った。実施例４及び比較例７のＸ線回折チャートを図４に示す。
（測定条件）
・電圧：５０ｋＶ
・電流：３００ｍＡ
・スキャン速度：４°／ｍｉｎ
・範囲：２θ＝１０〜７０（ｄｅｇ）
【００９３】
図４に示すように、ＸＲＤ測定結果から、実施例４では、３６．５°付近にＸ線回折ピーク強度が確認され、比較例７では、３６．４°付近にＸ線回折ピーク強度ＩAが確認された。このＸ線回折ピーク強度ＩAは、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4に起因して見られるものである。比較例７では、３１．８°付近と３３．６°付近にＸ線回折ピーク強度ＩBが確認された。このＸ線回折ピーク強度ＩBは、未反応なまま存在するＺｎＯに起因して見られるものである。一方、実施例４では、３１．８°付近と３３．６°付近にはＸ線回折ピーク強度ＩBは確認されなかった。よって、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとを副成分として含む誘電体磁器では、Ｘ線回折ピーク強度ＩAに対するＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAは０％であった。一方、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＬｉ2Ｏとを副成分として含む誘電体磁器では、ピーク強度比ＩB／ＩAは１５％程度であった。よって、実施例４の誘電体磁器のように、Ｍｇ２ＳｉＯ４を主成分とし、ＺｎＯとＢ2Ｏ3とＣａＣＯ3とＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスとを副成分として含む誘電体磁器では、亜鉛酸化物は未反応なまま存在せず、完全に反応しているといえる。
【００９４】
（Ｑ値の測定）
空洞共振器摂動法によりＱ値を測定した。空洞共振器内に大きさが０．８ｍｍ四方の試験片を挿入し、空洞共振器内のＱ値の変化を測定した。測定周波数は１．９ＧＨｚで行い、Ｑ値は、３回行なって得られたＱ値の平均値とした。測定結果を表１に示す。
【００９５】
［抗折強度の測定］
各誘電体磁器の試験片の厚みが０．４ｍｍ前後、幅が２．６ｍｍ前後になるように切断加工し、３点曲げ強度を測定した。測定器（商品名：５５４３、Ｉｎｓｔｒｏｎ社製）を用いて３点曲げ強度を測定した。３点曲げ強度試験により測定して得られた結果から抗折強度を求めた。測定時に試験片を支える２点間の治具距離は１５ｍｍとし、測定速度は０．５ｍｍ／ｍｉｎとし、１０箇所で測定を行い、試験数１０個で測定して得られた値の平均値（単位：ＭＰａ）を測定値とした。測定結果を表１に示す。
【００９６】
［素地の変形及び焼結性］
素地の変形は、焼結密度ρｓの測定に用いた各試料を目視で判断した。焼結性は、焼結密度ρｓの測定に用いた各試料を破断し、その面を走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、商品名：ＪＳＭ‐６７００、日本電子データム社製)でＳＥＭ観察して相対密度１００％の試料に対してポア量の程度で焼結性が充分か否かを判断した。結果を表１に示す。
【００９７】
［主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量］
焼成後の主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、主相に含まれるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAと、未反応なまま存在するＺｎＯの２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBとを求め、Ｘ線回折ピーク強度ＩAに対するＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAから求めた。測定結果を表１に示す。このピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下が好適な範囲とした。
【００９８】
【表１】
【００９９】
表１に示すように、実施例１から１２では、焼結密度ρｓの値は３．３５ｇ／ｃｍ3から±０．０２ｇ／ｃｍ3の範囲内にあり、焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3を相対密度１００％と規定した時の相対密度の値は９９％以上であったことが確認された。このとき、実施例１から１２の各誘電体磁器は、Ｑ値が１０００以上であり、抗折強度も２８０ＭＰａ以上であり、何れも素地の変形は無く、焼結性も良好であったことが確認された。また、焼成後の主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、何れも０％であったことが確認された。よって、ＳｉＯ2−ＢａＯ−ＣａＯ−Ｌｉ2Ｏ系ガラスのようなＬｉ系ガラスを添加することで、未反応で残存するＺｎＯの量は抑制することができ、Ｑ値を１０００以上にすることできるといえる。
【０１００】
これに対し、比較例１と比較例３から６では、焼結密度ρｓの値が３．３５ｇ／ｃｍ3より小さく、相対密度の値は９６％より小さかったことが確認された。特に、相対密度の値が９０％以上９６％未満の場合には、Ｑ値及び抗折強度は低くなり、素地の変形は生じない場合もあったが、何れも焼結不十分となったことが確認された（比較例３、４参照）。また、相対密度の値が９０％より小さい場合には、Ｑ値及び抗折強度は測定不能となり、焼結不十分となったことが確認された（比較例５、６参照）。このとき、主相に対するＺｎＯの量は、何れも０％であったことが確認された。これは、誘電体磁器組成物の焼結が不足し、誘電体磁器を得ることができなかったからであると考えられる。また、比較例２、７から１０では、相対密度の値は９６％以上であったが、Ｑ値が低く、主相に対する未反応で残存するＺｎＯの量は、１５％以上であったことが確認された。これは、Ｌｉ2Ｏを添加すると、未反応なＺｎＯがある程度残り、Ｑ値を１０００以上にできないからであると考えられる。よって、焼結密度ρｓが良好であってもＱ値が低いと、誘電体磁器には、ＺｎＯが残存するといえる。
【０１０１】
従って、誘電体磁器組成物に含まれるＺｎＯを全て焼成し、誘電体磁器のピーク強度比ＩB／ＩAを１０％以下とすると共に、相対密度を９６％以上とすることで、得られる誘電体磁器の焼結性を確保し、抗折強度を維持すると共に、Ｑ値を上昇させ、誘電損失を低下させることができることが判明した。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
以上のように、本発明に係る誘電体磁器、誘電体磁器の製造方法及び電子部品は、低温焼成化を可能としつつ、誘電特性を向上させることができるため、ＬＴＣＣとして用いられ、高周用回路基板などに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１０ ＬＣフィルター
１１ 誘電体層
１２ コイル
１３−１〜２３−３ キャパシタパターン部
１４ ビア（ビア導体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、
Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、
相対密度が９６％以上であることを特徴とする誘電体磁器。
【請求項２】
前記ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ含む請求項１に記載の誘電体磁器。
【請求項３】
前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下である請求項１又は２に記載の誘電体磁器。
【請求項４】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、
酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製し、前記Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程と、
前記誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程とを含み、
Ｘ線回折において、前記焼結体の主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、
相対密度が９６％以上であることを特徴とする誘電体磁器の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス成分として、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含む請求項４に記載の誘電体磁器の製造方法。
【請求項６】
前記亜鉛酸化物の含有量を、１０質量部以上１６質量部以下とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の誘電体磁器からなる誘電体層を有することを特徴とする電子部品。
【請求項１】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含み、
Ｘ線回折において、主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、
相対密度が９６％以上であることを特徴とする誘電体磁器。
【請求項２】
前記ガラス成分は、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ含む請求項１に記載の誘電体磁器。
【請求項３】
前記亜鉛酸化物の含有量が、１０質量部以上１６質量部以下である請求項１又は２に記載の誘電体磁器。
【請求項４】
Ｍｇ2ＳｉＯ4を含む主成分と、亜鉛酸化物及びガラス成分を含む副成分とを含む誘電体磁器を製造するにあたり、
酸化マグネシウムの原料粉末と二酸化珪素の原料粉末とを混合して熱処理し、Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末を作製し、前記Ｍｇ2ＳｉＯ4結晶粉末に、副成分原料粉末として前記亜鉛酸化物及びガラス成分を添加し、誘電体磁器組成物を得る誘電体磁器組成物の作製工程と、
前記誘電体磁器組成物を酸素雰囲気下において８００℃以上１０００℃以下の温度で焼成して、焼結体を得る焼成工程とを含み、
Ｘ線回折において、前記焼結体の主相であるＭｇ2ＳｉＯ4の２θが３６．０°から３７．０°の間におけるＸ線回折ピーク強度ＩAに対する、未反応なまま存在する亜鉛酸化物の２θが３１．０°から３２．０°及び３３．０°から３４．０°におけるＸ線回折ピーク強度ＩBのピーク強度比ＩB／ＩAが１０％以下であると共に、
相対密度が９６％以上であることを特徴とする誘電体磁器の製造方法。
【請求項５】
前記ガラス成分として、Ｌｉ2Ｏを含むガラスを少なくとも１つ以上含む請求項４に記載の誘電体磁器の製造方法。
【請求項６】
前記亜鉛酸化物の含有量を、１０質量部以上１６質量部以下とする請求項４又は５に記載の誘電体磁器の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至３の何れか一つに記載の誘電体磁器からなる誘電体層を有することを特徴とする電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１２２５１（Ｐ２０１２−１２２５１Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１５０１２９（Ｐ２０１０−１５０１２９）
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月３０日（２０１０．６．３０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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