誘電体磁器組成物、積層複合電子部品、積層コモンモードフィルタ、積層セラミックコイルおよび積層セラミックコンデンサ
【課題】ガラス成分の含有量を比較的に減らしつつ、低温（たとえば９５０℃以下）での焼結を可能とし、しかも良好な特性（比誘電率、ｆ・Ｑ値、絶縁抵抗）を示し、異材質同時焼成をも可能とする誘電体磁器組成物を提供すること。
【解決手段】主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％である誘電体磁器組成物。
【解決手段】主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％である誘電体磁器組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温焼結が可能であり、かつ低比誘電率である誘電体磁器組成物と、この誘電体磁器組成物を適用した積層複合電子部品、積層コモンモードフィルタ、積層セラミックコイルおよび積層セラミックコンデンサなどの積層型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの通信分野に使用される電子部品の小型化、高性能化、高周波化に伴い、高周波で高減衰特性を有するＬＣ複合電子部品、コモンモードフィルタなどの需要が急速に高まっている。
【０００３】
現在、ＬＣ複合電子部品におけるコイル部あるいはコモンモードフィルタのコイル部には、磁性体であるＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトまたは非磁性体であるＣｕ−Ｚｎ系フェライトを用いているが、比誘電率が約１５と比較的に高いため、浮遊容量の影響を受けやすい。そのため、高周波化に対応するには限界があり、さらに比誘電率の低い材料が求められている。また、さらなる高性能化のためには、ｆ・Ｑ値、絶縁抵抗の高い材料が求められている。
【０００４】
このようなＬＣ複合電子部品、コモンモードフィルタ、コモンモードを有する積層型ＬＣ複合部品などは、異材質（たとえば、コンデンサ部とコイル部）を同時焼成することにより形成される。そのため、異材質同士の線膨張係数をできるだけ一致させる必要がある。また、導電材のコスト削減や直流抵抗を低くするために、Ａｇを含む導電材を用いることが好ましく、Ａｇの融点以下の低温（たとえば９５０℃以下）での焼結が可能な材料であることも求められる。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、ＭｇＯ・ＳｉＯ２（ＭｇＯ／ＳｉＯ２：モル比＝１．０〜２．０）１００重量部に対して、低温焼成用添加物として、ＣｕＯを１〜３０重量部、Ｍｎ酸化物をＭｎＯ換算で０．６〜５重量部添加して母材とし、この母材１００重量部に対してガラスを５〜２００重量部添加した誘電体磁器材料が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、添加されているガラスは主としてＰｂＯ系ガラスであり、近年の環境負荷の問題からは、その使用は推奨されない傾向にある。
【０００７】
また、特許文献２〜４には、比誘電率が比較的に低く、比較的にＱ値が高い誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、特許文献２〜４において開示されている誘電体磁器組成物に含有されるガラス成分が多いため、信頼性に欠けるという問題があった。また、特許文献２〜４における具体的な実施例では、焼成温度が１０００℃以上となっている試料が多く、低温（たとえば９５０℃以下）での焼結を可能にするには不十分である。さらには、実施例の試料の線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃程度であり、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成ができないという問題があった。
【０００８】
特許文献５には、比誘電率が比較的に低く、焼成温度が比較的に低い誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、特許文献５において開示されている誘電体磁器組成物はガラス成分を３０質量％以上含有しているため、信頼性に欠けるという問題があった。また、実施例の試料の線膨張係数は開示されておらず、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成に対応可能であるか否かが不明であった。
【０００９】
特許文献６では、フォルステライトとチタン酸カルシウム等とに対して、ホウケイ酸ガラスを添加した誘電体磁器材料が開示されている。しかしながら、特許文献６では、実施例の試料の線膨張係数は開示されておらず、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成に対応可能であるか否かが不明であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０３０５５７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４７３５９号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８２６号公報
【特許文献４】特開２００２−２９８２７号公報
【特許文献５】特開２００３−９５７４６号公報
【特許文献６】国際公開第２００５／０８２８０６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ガラス成分の含有量を比較的に減らしつつ、低温（たとえば９５０℃以下）での焼結を可能とし、しかも良好な特性（比誘電率、ｆ・Ｑ値、絶縁抵抗）を示し、異材質同時焼成をも可能とする誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、この誘電体磁器組成物から構成されている非磁性層を有する積層コモンモードフィルタ、積層型フィルタなどの積層複合電子部品、積層セラミックコイル、積層セラミックコンデンサ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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る誘電体磁器組成物は、
主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、
副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物、Ｌｉの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、
前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、上記の主成分に対して、ガラス軟化点が７５０℃以下であって上記の組成を有するガラス成分を上記の範囲で含有させている。このようにすることで、低温での焼結を可能とし、しかも良好な特性（低比誘電率、高ｆ・Ｑ値、高絶縁抵抗）を実現できる誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、結晶相として、フォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を含むことを特徴とする。主成分を構成する酸化物がフォルステライト型結晶相（Ｍｇ２ＳｉＯ４）および／またはウィレマイト型結晶相（Ｚｎ２ＳｉＯ４）として存在しており、さらにＣｕがこれらの結晶相に固溶していることで、上述の効果をより向上させることができる。
【００１５】
好ましくは、前記主成分を、一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２で表したときに、ａが１．５〜２．４、ｃが０．１０〜０．９８、ｄが０．０２〜０．１８（ただし、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００）である。
【００１６】
上記の一般式中におけるａ、ｂ、ｃ、ｄを上記の範囲内とすることで、上述の効果をさらに向上することができる。特に、ａとｂとｃとの比を変化させることで、フォルステライト型結晶相とウィレマイト型結晶相とを生成させ、線膨張係数が約４０×１０−７／℃であるＺｎ２ＳｉＯ４と、線膨張係数が約１２０×１０−７／℃であるＭｇ２ＳｉＯ４との存在割合を変化させることができる。したがって、得られる誘電体磁器組成物の線膨張係数を、たとえば、４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、任意に変化させることができる。その結果、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成を可能とすることができる。
【００１７】
本発明に係る積層複合電子部品は、
コイル導体および非磁性体層で構成されるコイル部と、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００１８】
本発明に係る積層コモンモードフィルタは、
コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００１９】
本発明に係る積層複合電子部品は、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、
コイル導体および非磁性体層を有するコモンモードフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含み、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００２０】
本発明に係る積層セラミックコイルは、
コイル導体および非磁性体層が積層されて構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルであって、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００２１】
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、
内部電極層と、誘電体層と、が交互に積層してある素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記誘電体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、上記の主成分に対して、上記の酸化物を含むガラス成分の含有量を比較的に減らし、特定の範囲とすることで、信頼性を欠くことなく、良好な特性（比誘電率、損失Ｑ値、絶縁抵抗など）を示す誘電体磁器組成物を得ることができる。しかも、ガラス成分のガラス軟化点が７５０℃以下であるため、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能となる。
【００２３】
さらに、Ｍｇの酸化物とＺｎの酸化物との含有割合を制御することで、線膨張係数が約４０×１０−７／℃であるＺｎ２ＳｉＯ４と、線膨張係数が約１２０×１０−７／℃であるＭｇ２ＳｉＯ４との存在割合を変化させることができる。したがって、良好な特性を維持しつつ、誘電体磁器組成物の線膨張係数を、たとえば、４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、任意に変化させることができる。その結果、所望の線膨張係数を得ることができる。
【００２４】
このような誘電体磁器組成物を非磁性層や誘電体層などに適用することで、これらの層と対向する材料の線膨張係数にほぼ一致させることができる。したがって、上記の良好な特性を示しつつ、種々の線膨張係数を有する材料との同時焼成が可能となる。しかも、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能であるため、導電材として、直流抵抗の低いＡｇを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るＬＣ複合電子部品の斜視図である。
【図２】図２は図１に示すII−II線に沿うＬＣ複合電子部品の断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態に係るＬＣ複合電子部品の積層構造を示す分解斜視図である。
【図４】図４（Ａ）はＬ型の回路の回路図、図４（Ｂ）はπ型の回路の回路図、図４（Ｃ）はＴ型の回路の回路図である。
【図５】図５は本発明のその他の実施形態に係るコモンモードフィルタの斜視図である。
【図６】図６は本発明のその他の実施形態に係るコモンモードフィルタの積層構造を示す分解斜視図である。
【図７】図７は本発明のその他の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。
【図８】図８は本発明の実施例についてのＸ線回折チャートである。
【図９】図９はＭｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４についての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、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２７】
ＬＣ複合電子部品１
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層複合電子部品としてのＬＣ複合電子部品１は、本体積層部１１を主要部とし、図示上の左側面に外部電極２１、２２、２３、２４、図示上の右側面に外部電極２５、２６、２７、２８、図示上の手前側側面に外部電極２０、図示上の背面側側面に外部電極２９を有している。ＬＣ複合電子部品１の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、（０．８〜３．２ｍｍ）×（０．６〜１．６ｍｍ）×（０．３〜１．０ｍｍ）程度である。まず、本実施形態に係るＬＣ複合電子部品の構造について説明する。
【００２８】
図２は、図１に示すII−II線に沿うＬＣ複合電子部品１の断面図である。本実施形態に係るＬＣ複合電子部品１は、下層部にコンデンサ部３０（Ｃ）を有し、上層部にコイル部４０（Ｌ）を有する。コンデンサ部３０は、複数の内部電極３１の間に複数の誘電体層３２が形成されており、多層のコンデンサとなっている。一方、コイル部４０は、非磁性体層４２中に所定パターンを有するコイル導体４１が形成されている。
コンデンサ部３０を構成する誘電体層３２および／またはコイル部４０を構成する非磁性体層４２は、本発明に係る誘電体磁器組成物を含有する。ただし、好ましくは、非磁性体層４２が、本発明の誘電体磁器組成物で構成してあり、コンデンサ部３０を構成する誘電体層３２は、比較的誘電率が高い酸化チタン系の誘電体磁器組成物で構成してある。
【００２９】
本発明の誘電体磁器組成物は、主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、を含有している。
【００３０】
主成分として含有される上記の酸化物は、本実施形態では、一般式を用いて、ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２と表すことができる。この一般式中におけるａは、Ａサイト原子として表されるＭｇ、ＺｎおよびＣｕと、Ｂサイト原子として表されるＳｉと、のモル比Ａ／Ｂを示している。本実施形態では、ａは、好ましくは１．５〜２．４、より好ましくは１．６〜２．０である。ａが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。逆に、ａが大きすぎると、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００３１】
上記一般式中におけるｂ、ｃおよびｄは、Ａサイト原子の酸化物全体に対して、それぞれ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＣｕＯが占める割合（モル比）を示している。したがって、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００である。
【００３２】
本実施形態では、ｃは、好ましくは０．１０〜０．９２、より好ましくは０．１５〜０．９２である。また、ｄは、好ましくは０．０２〜０．１８、より好ましくは０．０４〜０．１４である。
なお、ｂは、１．００−ｃ−ｄの範囲内となる。したがって、ｂが０の場合、すなわち、ＭｇＯが含有されない場合もあり得るが、以下の理由により、ｂは０より大きいことが好ましい。
【００３３】
本実施形態の誘電体磁器組成物は、フォルステライト型結晶構造を有するＭｇ２ＳｉＯ４と、ウィレマイト型結晶構造を有するＺｎ２ＳｉＯ４とが、共存しているコンポジット構造を有している。
【００３４】
通常、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４は、どちらも融点が高く、低温（たとえば、９５０℃以下）では焼結しない。
【００３５】
しかしながら、本実施形態では、主成分として含有されるＣｕが、Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）およびＺｎ２ＳｉＯ４（ウィレマイト）の一方あるいは双方に固溶している。また、ＭｇおよびＺｎの含有量によっては、ＭｇがＺｎ２ＳｉＯ４に固溶している場合、あるいは、ＺｎがＭｇ２ＳｉＯ４に固溶している場合がある。
【００３６】
このように他の原子が固溶すると、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４の生成温度が低くなるため、ガラス成分の含有量を低減させた場合であっても、低温（たとえば、９５０℃以下）で焼結しやすくすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の誘電体磁器組成物は、上記一般式中におけるａ、ｂおよびｃを制御してフォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を生成させている。そのため、本実施形態の誘電体磁器組成物の線膨張係数は、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４の含有割合に比例した値となる。すなわち、ｂ（ＭｇＯ）およびｃ（ＺｎＯ）の含有割合により線膨張係数が決まる。なお、本実施形態の誘電体磁器組成物は、フォルステライト結晶相およびウィレマイト型結晶相以外の結晶相を含んでもよいが、たとえば、エンスタタイト型結晶相（Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）などは好ましくない。
【００３８】
したがって、ｂ（ＭｇＯ）およびｃ（ＺｎＯ）の含有割合を制御することで、ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２の線膨張係数を任意に変化させることができる。
【００３９】
ここで、Ｚｎ２ＳｉＯ４単独での線膨張係数は、Ｍｇ２ＳｉＯ４単独での線膨張係数より小さく、約１／３程度である。具体的には、Ｍｇ２ＳｉＯ４の線膨張係数は約１２０×１０−７／℃、Ｚｎ２ＳｉＯ４の線膨張係数は、約４０×１０−７／℃であるため、本実施形態の誘電体磁器組成物は、約４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、線膨張係数を任意に変化させることができる。
【００４０】
本実施形態では、ｃが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、ｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００４１】
また、本実施形態では、ｄが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。逆に、ｄが大きすぎると、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００４２】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、上記主成分以外に、副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含むガラス成分を含有する。このガラス成分は、ガラス軟化点が７５０℃以下の低融点ガラスである。なお、ガラス軟化点は、ＪＩＳ−Ｒ−３１０３により測定される。
【００４３】
本実施形態の誘電体磁器組成物は、ガラス軟化点が７５０℃以下である低融点ガラス成分を有しているため、たとえば、９５０℃以下での低温焼成が可能となり、内部電極３１を直流抵抗の低いＡｇで構成した電子部品に適用することができる。
【００４４】
このガラス成分としては、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であれば、特に制限されない。このようなガラス成分としては、たとえば、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＳｒＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌｉ２Ｏ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＳｒＯ系ガラスが好ましい。
【００４５】
ガラス成分の含有量は、主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％、好ましくは３〜５重量％である。
【００４６】
ガラス成分の含有量が少なすぎると、低温（たとえば、９５０℃以下）において十分な焼結性が得られない傾向にある。一方、多すぎると、ｆ・Ｑ積が低下する傾向にあり好ましくなく、電子部品としても信頼性に欠ける傾向にある。
【００４７】
誘電体層３２が、本発明の誘電体磁器組成物を含有しない場合には、誘電体層３２を構成する誘電体材料としては、９５０℃以下で焼成可能な酸化チタン系の誘電体磁器組成物が好ましい。酸化チタン系の誘電体磁器組成物としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ニッケル等を主成分とし、副成分としてＣｕの酸化物、Ｍｎの酸化物、Ｂの酸化物を含んだガラス軟化点７５０℃以下のガラス等を１種以上含んだ材料が挙げられる。
【００４８】
誘電体層３２を構成する焼結後の誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは１．５μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下である。平均結晶粒子径の下限については、特に限定されないが、通常０．５μｍ程度である。誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径が、大き過ぎると絶縁抵抗が劣化する傾向にある。
【００４９】
誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径は、たとえば、誘電体層３２を切断し、切断面をＳＥＭ観察して、所定数の誘電体結晶粒子の結晶粒子径を測定し、その測定結果を基に算出することができる。なお、各誘電体結晶粒子の結晶粒子径は、たとえば、各結晶粒子を球と仮定したコード法により求めることができる。また、平均結晶粒子径の算出の際に、結晶粒子径の測定を行う粒子の数は、通常１００個以上とする。
【００５０】
一対の内部電極３１に挟まれている部分における誘電体層３２の厚み（ｇ）は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。
【００５１】
内部電極３１の厚みは、特に限定されず、誘電体層３２の厚みに応じて適宜決定すればよい。
【００５２】
本実施形態では、非磁性体層４２は、本発明の誘電体磁器組成物を含有する。含有しない場合には、非磁性体層４２を構成する非磁性体材料としては、たとえば非磁性であるＣｕ−Ｚｎ系フェライト、ガラス材料などが挙げられる。
【００５３】
コンデンサ部３０を構成する内部電極３１またはコイル部４０を構成するコイル導体４１に含有される導電材は特に限定されないが、本発明の誘電体磁器組成物は、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能なので、本実施形態では、導電材として直流抵抗の低い銀を用いることができる。また、誘電体層３２を構成する誘電体材料と非磁性体層４２を構成する非磁性体材料とを混合し、その混合材料をコンデンサ部３０とコイル部４０との中間部として用いることができる。中間部の厚みは１０〜１００μｍである。中間部を設けることでコンデンサ部とコイル部との界面接合性を向上させることができる。
【００５４】
外部電極２０〜２９は特に限定されないが、銀を含む導電材が使用でき、この電極は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ａｇ等でめっきされていることが好ましい。
【００５５】
ＬＣ複合電子部品１の製造方法
本実施形態のＬＣ複合電子部品は、従来のＬＣ複合電子部品と同様に、非磁性体グリーンシートおよび誘電体グリーンシートを作製し、これらのグリーンシートを積層し、グリーン状態の本体積層部１１を形成し、これを焼成した後、外部電極２０〜２９を形成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。
【００５６】
非磁性体グリーンシートの製造
まず、非磁性体層４２を構成することとなる非磁性材料の原料を準備する。本実施形態では、非磁性体材料の原料として、本発明の誘電体磁器組成物の原料を用いる。
【００５７】
本発明の誘電体磁器組成物の主成分の原料としては、Ｍｇの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｃｕの酸化物およびＳｉの酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができる。また、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。
【００５８】
また、本発明の誘電体磁器組成物の副成分であるガラス成分の原料としては、上述のガラス成分を構成する酸化物やその混合物、複合酸化物、その他、焼成により該ガラス成分を構成する酸化物や複合酸化物となる各種化合物を用いることができる。
ガラス成分は、該ガラス成分を構成する酸化物等の原料を混合して、焼成し、その後急冷し、ガラス化させることで得られる。
【００５９】
本実施形態では、各主成分原料を混合する。また、必要に応じて、主成分原料にガラス成分以外の副成分原料を添加して混合してもよい。混合を行う方法としては、特に限定されないが、たとえば、原料粉末を粉体状態で乾式混合により行っても良いし、原料粉末に水や有機溶媒や分散剤などを添加し、ボールミル等を使用し、湿式混合により行っても良い。
【００６０】
次に、混合した粉体について予備焼成を行う。予備焼成は、保持温度を好ましくは８５０〜１１００℃、温度保持時間を好ましくは１〜１５時間とする。この予備焼成は、大気中で行っても良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行っても良い。
【００６１】
次に、予備焼成にて得られた粉体を粉砕し、これに副成分原料としてのガラス成分原料を加え、混合し、焼成前粉体を調製する。調製する方法としては、特に限定されないが、たとえば、予備焼成により得られた粉体に、水や有機溶媒や分散剤などを添加し、ボールミル等を使用し、湿式混合により行うことができる。そして、得られた焼成前粉体を塗料化して、非磁性体層用ペーストを調整する。
【００６２】
非磁性体層用ペーストは、焼成前粉体と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。
【００６３】
コイル導体用ペーストは、たとえば銀などの導電材と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
【００６４】
上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、焼成前粉体１００重量％に対して、バインダは５〜１５重量％程度、溶剤は５０〜１５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤等から選択される添加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ましい。
【００６５】
次に、非磁性体層用ペーストをドクターブレード法などによりシート化し、非磁性体グリーンシートを形成する。
【００６６】
次に、上記にて作製した非磁性体グリーンシート上に、コイル導体を形成する。コイル導体の形成は、コイル導体用ペーストをスクリーン印刷等の方法によって、非磁性体グリーンシート上に形成する。なお、コイル導体の形成パターンは、製造するＬＣ複合電子部品の回路構成等に応じて適宜選択すればよいが、本実施形態においては、後述する各パターンとする。
【００６７】
次に、非磁性体グリーンシート上のコイル導体にスルーホールを形成する。スルーホールの形成方法としては、特に限定されないが、たとえばレーザー加工などにより行うことができる。なお、スルーホールの形成位置は、コイル導体上であれば特に限定されないが、コイル導体の端部に形成することが好ましく、本実施形態においては、後述する各位置とする。
【００６８】
誘電体グリーンシートの製造
まず、誘電体層３２を構成することとなる誘電体材料の主成分原料を塗料化して、誘電体層用ペーストを調製する。誘電体層用ペーストは、上記の非磁性体層用ペーストと同様に調製すればよい。
【００６９】
主成分原料としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ニッケル等を用いることができる。また、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。また、誘電体材料の原料として、上記主成分以外にも必要に応じて副成分の出発原料を含有してもよい。
【００７０】
なお、誘電体材料は、誘電体層用ペーストとする前に、誘電体材料を構成する各出発原料の混合粉体を予備焼成し、その後、粉体の粉砕を行ってもよい。
【００７１】
内部電極用ペーストは、導電材としての銀と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
【００７２】
そして、誘電体層用ペーストをドクターブレード法などによりシート化し、誘電体グリーンシートを形成する。また、必要に応じて、誘電体グリーンシート上に内部電極を形成する。内部電極は、内部電極用ペーストをスクリーン印刷等の方法によって、形成すればよい。
【００７３】
グリーンシートの積層
次に、上記にて作製した各非磁性体グリーンシートおよび誘電体グリーンシートを、順に積層し、グリーン状態の本体積層部１１を形成する。
【００７４】
本実施形態においては、グリーン状態の本体積層部１１は、図３に示すように、コンデンサ部を構成する内部電極が形成された誘電体グリーンシートを複数枚積層し、その上に、コイル部を構成するコイル導体が形成された非磁性体グリーンシートを複数枚積層して製造される。
【００７５】
以下、グリーンシートの積層工程を詳述する。
【００７６】
まず、最下層に内部電極を形成していない誘電体グリーンシート３２ｆを配置し、その上に誘電体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側および奥側の側部から、誘電体グリーンシートの端部に突出する一対の導出部２０ａおよび２９ａを有する内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層する。
【００７７】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａの上に、誘電体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側の側部から、誘電体層の端部に突出する導出部２５ａを有する内部電極３１ｂが形成された誘電体グリーンシート３２ｂを積層する。
【００７８】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、誘電体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側の側部から、誘電体層の端部に突出する導出部２６ａを有する内部電極３１ｃが形成された誘電体グリーンシート３２ｃを積層する。なお、導出部２６ａは、導出部２５ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置してある。
【００７９】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、導出部が２６ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置された導出部２７ａを有する内部電極３１ｄが形成された誘電体グリーンシート３２ｄを積層する。
【００８０】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、導出部が２７ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置された導出部２８ａを有する内部電極３１ｅが形成された誘電体グリーンシート３２ｅを積層する。
【００８１】
最後に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、それぞれの導出部が誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って異なる位置に形成されたグリーン状態の単層のコンデンサ３０ａ〜３０ｅが形成される。
【００８２】
次に、上記にて積層により形成されたグリーン状態のコンデンサ部の上に、コイル部を形成する。
【００８３】
まず、コンデンサ部の上に、コイル導体が形成されていない非磁性体グリーンシート４２ｇを積層し、その上に、一端が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側から端部に突出する導出部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂをそれぞれ有する４つのコイル導体４１ａが形成された非磁性体グリーンシート４２ａを積層する。
【００８４】
次に、その上に、略Ｕ字形の４つのコイル導体４１ｂが形成された非磁性体グリーンシート４２ｂを積層する。なお、略Ｕ字形のコイル導体４１ｂは、曲部が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｂには、図３に示すように、コイル導体４１ｂの一端にスルーホール５１ｂが形成されており、このスルーホール５１ｂを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ａとコイル導体４１ｂとを接合する。
【００８５】
次に、その上に、略Ｃ字形の４つのコイル導体４１ｃが形成された非磁性体グリーンシート４２ｃを積層する。なお、略Ｃ字形のコイル導体４１ｃは、曲部が非磁性体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｃには、図３に示すように、コイル導体４１ｃの一端にスルーホール５１ｃが形成されており、このスルーホール５１ｃを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｂとコイル導体４１ｃとを接合する。
【００８６】
次に、その上に、略Ｃ字形の４つのコイル導体４１ｄが形成された非磁性体グリーンシート４２ｄを積層する。なお、略Ｃ字形のコイル導体４１ｄは、曲部が非磁性体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｄには、図３に示すように、コイル導体４１ｄの一端にスルーホール５１ｄが形成されており、このスルーホール５１ｄを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｃとコイル導体４１ｄとを接合する。
【００８７】
次に、その上に、略Ｕ字形の４つのコイル導体４１ｅが形成された非磁性体グリーンシート４２ｅを積層する。なお、略Ｕ字形のコイル導体４１ｅは、曲部が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｅには、図３に示すように、コイル導体４１ｅの一端にスルーホール５１ｅが形成されており、このスルーホール５１ｅを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｄとコイル導体４１ｅとを接合する。
【００８８】
次に、その上に、一端が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの手前側から端部に突出する導出部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂをそれぞれ有する４つのコイル導体４１ｆが形成された非磁性体グリーンシート４２ｆを積層する。なお、コイル導体４１ｆの導出部の一端には、スルーホール５１ｆが形成されており、このスルーホール５１ｆを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｅとコイル導体４１ｆとを接合する。
【００８９】
最後に、コイル導体４１ｆが形成された非磁性体グリーンシート４２ｆの上に、コイル導体が形成されていない非磁性体グリーンシート４２ｈを積層する。
【００９０】
上記のように、各スルーホールを介して、各非磁性体グリーンシート上のコイル導体を接合することにより、コイルが形成される。
【００９１】
本体積層部の焼成および外部電極の形成
次に、誘電体グリーンシートおよび非磁性体グリーンシートを順次積層することにより作製したグリーン状態の本体積層部を焼成する。焼成条件としては、昇温速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、さらに好ましくは２００〜３００℃／時間、保持温度を好ましくは８４０〜９００℃、温度保持時間を好ましくは０．５〜８時間、さらに好ましくは１〜３時間、冷却速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、さらに好ましくは２００〜３００℃／時間とする。
【００９２】
次に、焼成を行った本体積層部に、たとえばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、本体積層部の両側面に外部電極用ペーストを塗布・乾燥した後、焼き付けする。外部電極用ペーストは、たとえば銀などの導電材と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製することができる。なお、このようにして形成した外部電極２０〜２９上には、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ａｇ等で電気めっきを行うことが好ましい。
【００９３】
外部電極を形成する際に、外部電極２１〜２４は、コイル部の各導出部２１ａ〜２４ａと接続し、入出力端子とする。外部電極２５〜２８は、コンデンサ部の各導出部２５ａ〜２８ａおよびコイル部の各導出部２５ｂ〜２８ｂに接続し、コンデンサ部とコイル部を接続する入出力端子とする。外部電極２０および２９は、それぞれコンデンサ部の各導出部２０ａおよび２９ａに接続し、接地端子とする。
【００９４】
上記のように、本体積層部１１に各外部電極２０〜２９を形成することにより、本実施形態のＬＣ複合電子部品は、図４（Ａ）に示すＬ型の回路が４つ形成されていることになる。
【００９５】
このようにして製造された本実施形態のＬＣ複合電子部品は、はんだ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。
【００９７】
たとえば、上述した実施形態では、Ｌ型の回路が４つ形成されたＬＣ複合電子部品を例示したが、他の集中定数回路が形成されたＬＣ複合電子部品とすることも可能である。たとえば、他の集中定数回路としては、図４（Ｂ）に示すπ型や、図４（Ｃ）に示すＴ型や、二つのπ型の回路により形成されるダブルπ型としても良い。
【００９８】
上述した実施形態では、本発明に係る積層複合電子部品としてＬＣ複合電子部品を例示したが、本発明に係る積層複合電子部品としては、積層型フィルタに限定されない。また、本発明の誘電体磁器組成物を、積層複合電子部品以外、たとえば、図５および６に示すような積層コモンモードフィルタ１００に適用することも可能である。すなわち、コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、磁性体層で構成される外層部と、を有する積層コモンモードフィルタ１００において、非磁性体層を、本発明の誘電体磁器組成物で構成することができる。このようにすることで、コイル導体を直流抵抗の低いＡｇで構成することができる。
【００９９】
本実施形態に係るコモンモードフィルタは、上述した実施形態と同様にして、非磁性体グリーンシートおよび磁性体グリーンシートを作製し、積層して製造すればよい。
【０１００】
コモンモードフィルタは、図５に示すように、本体積層部１０１に、外部電極１０２〜１０９が形成されている。この本体積層部１０１は、図６に示すように、構成されている。すなわち、まず、コイル導体１１１〜１１４が、フィルタ部の非磁性体層１２２〜１２５に、コイル導体１３１〜１３４が、フィルタ部の非磁性体層１４２〜１４５に巻回されて形成されている。そして、コイル導体１１１〜１１４が形成された非磁性体層１２２〜１２５と、コイル導体１３１〜１３４が形成された非磁性体層１４２〜１４５とが、中間層１４０、１４１を介して、磁性体層１２０、１２１と、磁性体層１４６〜１４８とに挟まれるように形成されている。
【０１０１】
コイル導体１１１および１１２は、スルーホール電極１１５を介して接合され、コイル１５１を形成している。また、コイル導体１１３および１１４は、スルーホール電極１１６を介して接合され、コイル１５２を形成している。そして、このコイル１５１と１５２とは互いに磁気結合している。
【０１０２】
同様に、コイル１６１および１６２は、図６に示すように、コイル導体１３１〜１３４およびスルーホール電極１３５、１３６により形成され、互いに磁気結合している。
【０１０３】
そして、上記のコイル導体の各導出部１１１ａ〜１１４ａおよび１３１ａ〜１３４ａは、それぞれ、外部電極１０２〜１０９に接続され、入出力端子を形成することとなる。
【０１０４】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、コイル導体および非磁性体層が積層して構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルにおける非磁性体層に適用してもよい。この場合には、コイル導体としてＡｇを導電体とすることが好ましい。さらには、図７に示すように、本発明に係る誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層２０２と、内部電極層２０３と、が交互に積層された素子本体２１０を有し、その両端部に外部電極２０４が形成された積層セラミックコンデンサ２０１としてもよい。この場合にも、内部電極層はＡｇを導電体とすることが好ましい。
【０１０５】
さらに、本発明の誘電体磁器組成物は、図６に示すコモンモードフィルタと、図7に示す積層セラミックコンデンサとが、複合化されて積層された積層複合電子部品の非磁性体層に適用してもよい。この場合には、コイル導体１１１〜１１４，１３１〜１３４または内部電極層２０３として、Ａｇを導電体とすることが好ましい。
【実施例】
【０１０６】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【０１０７】
実施例１
まず、本発明に係る誘電体磁器組成物原料を構成する主成分原料として、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｉＯ２を準備した。また、副成分原料として、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスを準備した。なお、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスとしては、市販のガラスを用いた。このガラスのガラス軟化点は、７００℃であった。
【０１０８】
そして、主成分の原料を、焼結後に一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２中のａ、ｂ、ｃ、ｄが表１に示す値となるように秤量配合し、ボールミルにより２４時間湿式混合した。湿式混合後、得られたスラリーを乾燥機にて乾燥させ、さらに、乾燥させた混合粉体をバッチ炉にて１０００℃で仮焼きして、仮焼き粉を得た。この仮焼き粉に対し、副成分の原料であるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスを添加し、ボールミルにより１６時間湿式混合し、得られたスラリーを乾燥機にて、乾燥させ、本発明に係る誘電体磁器組成物の原料とした。
【０１０９】
次いで、この誘電体磁器組成物原料に、溶剤で希釈したアクリル樹脂を有機バインダとして加え、顆粒とした後、加圧成形し、直径１２ｍｍ、厚み６ｍｍの円板状成形体を得た。この成形体を、空気中で９００℃−２ｈの条件で焼成して、焼結体を得た。
【０１１０】
得られた焼結体について、焼成後の焼結体の寸法および重量から、焼結体密度を算出し、理論密度に対する焼結体密度を相対密度として算出した。相対密度は９０％以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１１】
比誘電率εｒ
得られた焼結体に対し、ネットワークアナライザー（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製８５１０Ｃ）を使用して、共振法（ＪＩＳ Ｒ １６２７）により、比誘電率（単位なし）を算出した。評価基準は、７．５０以下を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１２】
ｆ・Ｑ値
比誘電率の測定条件と同条件下で、Ｑ値を算出し、これに共振周波数ｆｒを掛けて、ｆ・Ｑ値（ＧＨｚ）を求めた。ｆ・Ｑ値は、高い方が好ましい。評価基準は、１００００ＧＨｚ以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１３】
絶縁抵抗（ρ）
まず、電極を形成した焼結体に対し、絶縁抵抗計（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製４３２９Ａ）を使用して、２５℃においてＤＣ２５Ｖを３０秒間印加した後の抵抗値を測定した。そして、この測定値と、焼結体の電極面積および厚みとから、絶縁抵抗ρ（Ω・ｍ）を算出した。本実施例では、２０個の試料について測定を行い、その平均を求めることにより評価した。評価基準は、１．０×１０１０Ω・ｍ以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１４】
線膨張係数（α）
得られた焼結体に対し、熱膨張計（ＢＲＵＫＥＲ ＡＸＳ社製ＴＤ５０００ＳＡ）を使用して、室温から７００℃までの熱膨張を測定し、熱膨張係数α（１０−７／℃）を算出した。結果を表１に示す。
【０１１５】
Ｘ線回折
得られた焼結体に対し、Ｘ線回折装置（スペクトリス社製ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ−ＭＰＤ）を使用してＸ線回折を行った。Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線を用い、測定条件は、電圧４５ｋＶ、電流４０ｍＡで、２θ＝２０°〜６０°の範囲を、ステップ幅０．０３３°、計数時間０．２０ｓｅｃとした。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】
表１より、副成分としてのガラス成分の含有量が本発明の範囲よりも少ない場合には（試料１、２）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ガラス成分の含有量が本発明の範囲よりも多い場合には（試料９、１０）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対して、ガラス成分の含有量が本発明の範囲内である場合には（試料３〜８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１１８】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料１〜１０）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。また、ガラス成分は結晶相として確認できず、非結晶な粒界相を形成していると考えられる。
【０１１９】
実施例２
ガラス成分の組成および含有量を表２に示す組成または値とし、上記の一般式におけるａ、ｂ、ｃ、ｄを表２に示す値とした以外は、試料１と同様にして、誘電体磁器組成物を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。なお、各ガラス成分のガラス軟化点は表２に示す温度であった。
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
表２より、ガラス成分の組成が本発明の組成ではない、あるいはガラス軟化点が本発明の範囲外である場合には（試料２０、２１）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。
これに対し、ガラス成分の組成が本発明の組成であり、かつガラス軟化点が本発明の範囲内である場合には（試料１１〜１９）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１２２】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料１１〜２１）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１２３】
実施例３
上記の一般式中におけるａ、ｃ、ｄを表３〜５に示す値とした以外は、実施例１と同様にして、誘電体磁器組成物を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表３〜５に示す。
【０１２４】
【表３】
【０１２５】
【表４】
【０１２６】
【表５】
【０１２７】
表３より、上記の一般式中におけるａの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料２２、２３）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ａの値が、本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には（試料２９、３０）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対し、ａの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料２４〜２８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１２８】
なお、Ｘ線回折測定では、試料２２について、Ｚｎ２ＳｉＯ４結晶相およびＭｇ２Ｓｉ２Ｏ６結晶相が確認された。また、試料２３について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相、Ｚｎ２ＳｉＯ４結晶相およびＭｇ２Ｓｉ２Ｏ６結晶相が確認された。試料２４〜２８については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。さらに、試料２９および３０については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相に加え、ＺｎＯの残存が確認された。
【０１２９】
表４より、上記の一般式中におけるｃの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料３１〜３３）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。
これに対し、ｃの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料３４〜４０）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。また、表４においては、ｂ（ＭｇＯ量）とｃ（ＺｎＯ量）との比を変化させている。このようにすることで、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値の特性を良好に維持しつつ、線膨張係数を４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できることが確認できる。これは、以下のＸ線回折の結果からも説明される。
【０１３０】
図８に、試料３４、３７および４０のＸ線回折チャートを示す。また、図９に、Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）およびＺｎ２ＳｉＯ４（ウィレマイト）のＸ線回折チャートを示す。図８と図９とを比較することで、試料３４ではＭｇ２ＳｉＯ４結晶相のみが観察され、試料３７ではＭｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が観察され、試料４０ではＺｎ２ＳｉＯ４結晶相のみが観察されていることが確認できる。
【０１３１】
すなわち、試料３４、３７および４０では、９００℃という低温で焼結しているにもかかわらず、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相の一方あるいは双方が生成していることが確認できる。なお、試料３４のＸ線回折チャートより、試料３４では、ＺｎがＭｇ２ＳｉＯ４に固溶していることが確認できる。
【０１３２】
また、試料３１〜３３については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相のみが確認され、試料３５、３６、３８、３９については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１３３】
以上より、ｂ（ＭｇＯ量）とｃ（ＺｎＯ量）との比を変化させることにより、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相の存在割合を制御できる。その結果、誘電体磁器組成物としての線膨張係数を４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できる。
【０１３４】
表５より、上記の一般式中におけるｄの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料４１、４２）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ｄの値が、本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には（試料４９）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対し、ｄの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料４３〜４８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１３５】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料４１〜４９）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１３６】
以上説明してきたように、本発明によれば、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値のいずれもが良好である誘電体磁器組成物が得られる。さらに、９００℃での焼成であっても、十分に焼結させることができる。しかも、ＭｇＯ量とＺｎＯ量との比を変化させることで、フォルステライト結晶相およびウィレマイト結晶相の存在割合を制御できる。その結果、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値を良好に維持しつつ、線膨張係数を約４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できる。
【０１３７】
したがって、本発明に係る誘電体磁器組成物を、積層複合電子部品に適用した場合であっても、コンデンサ部を構成する誘電体層の線膨張係数に合わせることにより、誘電体層との同時焼成が可能となり、上記した良好な特性を示す非磁性体層を有する積層複合電子部品を提供することができる。しかも、本発明に係る誘電体磁器組成物は、９００℃でも十分な焼結性を示しているため、本発明に係る積層複合電子部品において、導電材としてＡｇを用いることができる。
【０１３８】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、導電材がＡｇで構成された、本発明に係る積層コモンモードフィルタ、積層セラミックコイル、積層セラミックコンデンサなどにも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１… ＬＣ複合電子部品
１１… 本体積層部
２０〜２９… 外部電極
３０… コンデンサ部
３１… 内部電極
３２… 誘電体層
４０… コイル部
４１… コイル導体
４２… 非磁性体層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温焼結が可能であり、かつ低比誘電率である誘電体磁器組成物と、この誘電体磁器組成物を適用した積層複合電子部品、積層コモンモードフィルタ、積層セラミックコイルおよび積層セラミックコンデンサなどの積層型電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの通信分野に使用される電子部品の小型化、高性能化、高周波化に伴い、高周波で高減衰特性を有するＬＣ複合電子部品、コモンモードフィルタなどの需要が急速に高まっている。
【０００３】
現在、ＬＣ複合電子部品におけるコイル部あるいはコモンモードフィルタのコイル部には、磁性体であるＮｉ−Ｃｕ−Ｚｎ系フェライトまたは非磁性体であるＣｕ−Ｚｎ系フェライトを用いているが、比誘電率が約１５と比較的に高いため、浮遊容量の影響を受けやすい。そのため、高周波化に対応するには限界があり、さらに比誘電率の低い材料が求められている。また、さらなる高性能化のためには、ｆ・Ｑ値、絶縁抵抗の高い材料が求められている。
【０００４】
このようなＬＣ複合電子部品、コモンモードフィルタ、コモンモードを有する積層型ＬＣ複合部品などは、異材質（たとえば、コンデンサ部とコイル部）を同時焼成することにより形成される。そのため、異材質同士の線膨張係数をできるだけ一致させる必要がある。また、導電材のコスト削減や直流抵抗を低くするために、Ａｇを含む導電材を用いることが好ましく、Ａｇの融点以下の低温（たとえば９５０℃以下）での焼結が可能な材料であることも求められる。
【０００５】
たとえば、特許文献１には、ＭｇＯ・ＳｉＯ２（ＭｇＯ／ＳｉＯ２：モル比＝１．０〜２．０）１００重量部に対して、低温焼成用添加物として、ＣｕＯを１〜３０重量部、Ｍｎ酸化物をＭｎＯ換算で０．６〜５重量部添加して母材とし、この母材１００重量部に対してガラスを５〜２００重量部添加した誘電体磁器材料が開示されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、添加されているガラスは主としてＰｂＯ系ガラスであり、近年の環境負荷の問題からは、その使用は推奨されない傾向にある。
【０００７】
また、特許文献２〜４には、比誘電率が比較的に低く、比較的にＱ値が高い誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、特許文献２〜４において開示されている誘電体磁器組成物に含有されるガラス成分が多いため、信頼性に欠けるという問題があった。また、特許文献２〜４における具体的な実施例では、焼成温度が１０００℃以上となっている試料が多く、低温（たとえば９５０℃以下）での焼結を可能にするには不十分である。さらには、実施例の試料の線膨張係数は１０ｐｐｍ／℃程度であり、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成ができないという問題があった。
【０００８】
特許文献５には、比誘電率が比較的に低く、焼成温度が比較的に低い誘電体磁器組成物が開示されている。しかしながら、特許文献５において開示されている誘電体磁器組成物はガラス成分を３０質量％以上含有しているため、信頼性に欠けるという問題があった。また、実施例の試料の線膨張係数は開示されておらず、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成に対応可能であるか否かが不明であった。
【０００９】
特許文献６では、フォルステライトとチタン酸カルシウム等とに対して、ホウケイ酸ガラスを添加した誘電体磁器材料が開示されている。しかしながら、特許文献６では、実施例の試料の線膨張係数は開示されておらず、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成に対応可能であるか否かが不明であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第３０３０５５７号公報
【特許文献２】特開２００１−２４７３５９号公報
【特許文献３】特開２００２−２９８２６号公報
【特許文献４】特開２００２−２９８２７号公報
【特許文献５】特開２００３−９５７４６号公報
【特許文献６】国際公開第２００５／０８２８０６号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、ガラス成分の含有量を比較的に減らしつつ、低温（たとえば９５０℃以下）での焼結を可能とし、しかも良好な特性（比誘電率、ｆ・Ｑ値、絶縁抵抗）を示し、異材質同時焼成をも可能とする誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。また、本発明の別の目的は、この誘電体磁器組成物から構成されている非磁性層を有する積層コモンモードフィルタ、積層型フィルタなどの積層複合電子部品、積層セラミックコイル、積層セラミックコンデンサ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】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る誘電体磁器組成物は、
主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、
副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物、Ｌｉの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、
前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％であることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、上記の主成分に対して、ガラス軟化点が７５０℃以下であって上記の組成を有するガラス成分を上記の範囲で含有させている。このようにすることで、低温での焼結を可能とし、しかも良好な特性（低比誘電率、高ｆ・Ｑ値、高絶縁抵抗）を実現できる誘電体磁器組成物を得ることができる。
【００１４】
好ましくは、結晶相として、フォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を含むことを特徴とする。主成分を構成する酸化物がフォルステライト型結晶相（Ｍｇ２ＳｉＯ４）および／またはウィレマイト型結晶相（Ｚｎ２ＳｉＯ４）として存在しており、さらにＣｕがこれらの結晶相に固溶していることで、上述の効果をより向上させることができる。
【００１５】
好ましくは、前記主成分を、一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２で表したときに、ａが１．５〜２．４、ｃが０．１０〜０．９８、ｄが０．０２〜０．１８（ただし、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００）である。
【００１６】
上記の一般式中におけるａ、ｂ、ｃ、ｄを上記の範囲内とすることで、上述の効果をさらに向上することができる。特に、ａとｂとｃとの比を変化させることで、フォルステライト型結晶相とウィレマイト型結晶相とを生成させ、線膨張係数が約４０×１０−７／℃であるＺｎ２ＳｉＯ４と、線膨張係数が約１２０×１０−７／℃であるＭｇ２ＳｉＯ４との存在割合を変化させることができる。したがって、得られる誘電体磁器組成物の線膨張係数を、たとえば、４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、任意に変化させることができる。その結果、種々の線膨張係数を有する材質との同時焼成を可能とすることができる。
【００１７】
本発明に係る積層複合電子部品は、
コイル導体および非磁性体層で構成されるコイル部と、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００１８】
本発明に係る積層コモンモードフィルタは、
コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００１９】
本発明に係る積層複合電子部品は、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、
コイル導体および非磁性体層を有するコモンモードフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含み、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００２０】
本発明に係る積層セラミックコイルは、
コイル導体および非磁性体層が積層されて構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルであって、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【００２１】
本発明に係る積層セラミックコンデンサは、
内部電極層と、誘電体層と、が交互に積層してある素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記誘電体層が、上記のいずれかの誘電体磁器組成物で構成されている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、上記の主成分に対して、上記の酸化物を含むガラス成分の含有量を比較的に減らし、特定の範囲とすることで、信頼性を欠くことなく、良好な特性（比誘電率、損失Ｑ値、絶縁抵抗など）を示す誘電体磁器組成物を得ることができる。しかも、ガラス成分のガラス軟化点が７５０℃以下であるため、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能となる。
【００２３】
さらに、Ｍｇの酸化物とＺｎの酸化物との含有割合を制御することで、線膨張係数が約４０×１０−７／℃であるＺｎ２ＳｉＯ４と、線膨張係数が約１２０×１０−７／℃であるＭｇ２ＳｉＯ４との存在割合を変化させることができる。したがって、良好な特性を維持しつつ、誘電体磁器組成物の線膨張係数を、たとえば、４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、任意に変化させることができる。その結果、所望の線膨張係数を得ることができる。
【００２４】
このような誘電体磁器組成物を非磁性層や誘電体層などに適用することで、これらの層と対向する材料の線膨張係数にほぼ一致させることができる。したがって、上記の良好な特性を示しつつ、種々の線膨張係数を有する材料との同時焼成が可能となる。しかも、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能であるため、導電材として、直流抵抗の低いＡｇを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るＬＣ複合電子部品の斜視図である。
【図２】図２は図１に示すII−II線に沿うＬＣ複合電子部品の断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態に係るＬＣ複合電子部品の積層構造を示す分解斜視図である。
【図４】図４（Ａ）はＬ型の回路の回路図、図４（Ｂ）はπ型の回路の回路図、図４（Ｃ）はＴ型の回路の回路図である。
【図５】図５は本発明のその他の実施形態に係るコモンモードフィルタの斜視図である。
【図６】図６は本発明のその他の実施形態に係るコモンモードフィルタの積層構造を示す分解斜視図である。
【図７】図７は本発明のその他の実施形態に係る積層セラミックコンデンサの断面図である。
【図８】図８は本発明の実施例についてのＸ線回折チャートである。
【図９】図９はＭｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４についての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、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００２７】
ＬＣ複合電子部品１
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層複合電子部品としてのＬＣ複合電子部品１は、本体積層部１１を主要部とし、図示上の左側面に外部電極２１、２２、２３、２４、図示上の右側面に外部電極２５、２６、２７、２８、図示上の手前側側面に外部電極２０、図示上の背面側側面に外部電極２９を有している。ＬＣ複合電子部品１の形状に特に制限はないが、通常、直方体状とされる。また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、通常、（０．８〜３．２ｍｍ）×（０．６〜１．６ｍｍ）×（０．３〜１．０ｍｍ）程度である。まず、本実施形態に係るＬＣ複合電子部品の構造について説明する。
【００２８】
図２は、図１に示すII−II線に沿うＬＣ複合電子部品１の断面図である。本実施形態に係るＬＣ複合電子部品１は、下層部にコンデンサ部３０（Ｃ）を有し、上層部にコイル部４０（Ｌ）を有する。コンデンサ部３０は、複数の内部電極３１の間に複数の誘電体層３２が形成されており、多層のコンデンサとなっている。一方、コイル部４０は、非磁性体層４２中に所定パターンを有するコイル導体４１が形成されている。
コンデンサ部３０を構成する誘電体層３２および／またはコイル部４０を構成する非磁性体層４２は、本発明に係る誘電体磁器組成物を含有する。ただし、好ましくは、非磁性体層４２が、本発明の誘電体磁器組成物で構成してあり、コンデンサ部３０を構成する誘電体層３２は、比較的誘電率が高い酸化チタン系の誘電体磁器組成物で構成してある。
【００２９】
本発明の誘電体磁器組成物は、主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、を含有している。
【００３０】
主成分として含有される上記の酸化物は、本実施形態では、一般式を用いて、ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２と表すことができる。この一般式中におけるａは、Ａサイト原子として表されるＭｇ、ＺｎおよびＣｕと、Ｂサイト原子として表されるＳｉと、のモル比Ａ／Ｂを示している。本実施形態では、ａは、好ましくは１．５〜２．４、より好ましくは１．６〜２．０である。ａが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。逆に、ａが大きすぎると、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００３１】
上記一般式中におけるｂ、ｃおよびｄは、Ａサイト原子の酸化物全体に対して、それぞれ、ＭｇＯ、ＺｎＯおよびＣｕＯが占める割合（モル比）を示している。したがって、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００である。
【００３２】
本実施形態では、ｃは、好ましくは０．１０〜０．９２、より好ましくは０．１５〜０．９２である。また、ｄは、好ましくは０．０２〜０．１８、より好ましくは０．０４〜０．１４である。
なお、ｂは、１．００−ｃ−ｄの範囲内となる。したがって、ｂが０の場合、すなわち、ＭｇＯが含有されない場合もあり得るが、以下の理由により、ｂは０より大きいことが好ましい。
【００３３】
本実施形態の誘電体磁器組成物は、フォルステライト型結晶構造を有するＭｇ２ＳｉＯ４と、ウィレマイト型結晶構造を有するＺｎ２ＳｉＯ４とが、共存しているコンポジット構造を有している。
【００３４】
通常、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４は、どちらも融点が高く、低温（たとえば、９５０℃以下）では焼結しない。
【００３５】
しかしながら、本実施形態では、主成分として含有されるＣｕが、Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）およびＺｎ２ＳｉＯ４（ウィレマイト）の一方あるいは双方に固溶している。また、ＭｇおよびＺｎの含有量によっては、ＭｇがＺｎ２ＳｉＯ４に固溶している場合、あるいは、ＺｎがＭｇ２ＳｉＯ４に固溶している場合がある。
【００３６】
このように他の原子が固溶すると、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４の生成温度が低くなるため、ガラス成分の含有量を低減させた場合であっても、低温（たとえば、９５０℃以下）で焼結しやすくすることができる。
【００３７】
また、本実施形態の誘電体磁器組成物は、上記一般式中におけるａ、ｂおよびｃを制御してフォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を生成させている。そのため、本実施形態の誘電体磁器組成物の線膨張係数は、Ｍｇ２ＳｉＯ４およびＺｎ２ＳｉＯ４の含有割合に比例した値となる。すなわち、ｂ（ＭｇＯ）およびｃ（ＺｎＯ）の含有割合により線膨張係数が決まる。なお、本実施形態の誘電体磁器組成物は、フォルステライト結晶相およびウィレマイト型結晶相以外の結晶相を含んでもよいが、たとえば、エンスタタイト型結晶相（Ｍｇ２Ｓｉ２Ｏ６）などは好ましくない。
【００３８】
したがって、ｂ（ＭｇＯ）およびｃ（ＺｎＯ）の含有割合を制御することで、ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２の線膨張係数を任意に変化させることができる。
【００３９】
ここで、Ｚｎ２ＳｉＯ４単独での線膨張係数は、Ｍｇ２ＳｉＯ４単独での線膨張係数より小さく、約１／３程度である。具体的には、Ｍｇ２ＳｉＯ４の線膨張係数は約１２０×１０−７／℃、Ｚｎ２ＳｉＯ４の線膨張係数は、約４０×１０−７／℃であるため、本実施形態の誘電体磁器組成物は、約４０〜１２０×１０−７／℃の範囲において、線膨張係数を任意に変化させることができる。
【００４０】
本実施形態では、ｃが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、ｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００４１】
また、本実施形態では、ｄが小さすぎると、低温での焼結が不十分となるとともに、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。逆に、ｄが大きすぎると、絶縁抵抗やｆ・Ｑ値が悪化する傾向にある。
【００４２】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、上記主成分以外に、副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含むガラス成分を含有する。このガラス成分は、ガラス軟化点が７５０℃以下の低融点ガラスである。なお、ガラス軟化点は、ＪＩＳ−Ｒ−３１０３により測定される。
【００４３】
本実施形態の誘電体磁器組成物は、ガラス軟化点が７５０℃以下である低融点ガラス成分を有しているため、たとえば、９５０℃以下での低温焼成が可能となり、内部電極３１を直流抵抗の低いＡｇで構成した電子部品に適用することができる。
【００４４】
このガラス成分としては、Ｓｉの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物およびＬｉの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であれば、特に制限されない。このようなガラス成分としては、たとえば、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＳｒＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−Ｌｉ２Ｏ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＺｎＯ−Ｌｉ２Ｏ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＢａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＺｎＯ−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスなどが挙げられる。これらの中でも、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラス、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＳｒＯ系ガラスが好ましい。
【００４５】
ガラス成分の含有量は、主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％、好ましくは３〜５重量％である。
【００４６】
ガラス成分の含有量が少なすぎると、低温（たとえば、９５０℃以下）において十分な焼結性が得られない傾向にある。一方、多すぎると、ｆ・Ｑ積が低下する傾向にあり好ましくなく、電子部品としても信頼性に欠ける傾向にある。
【００４７】
誘電体層３２が、本発明の誘電体磁器組成物を含有しない場合には、誘電体層３２を構成する誘電体材料としては、９５０℃以下で焼成可能な酸化チタン系の誘電体磁器組成物が好ましい。酸化チタン系の誘電体磁器組成物としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ニッケル等を主成分とし、副成分としてＣｕの酸化物、Ｍｎの酸化物、Ｂの酸化物を含んだガラス軟化点７５０℃以下のガラス等を１種以上含んだ材料が挙げられる。
【００４８】
誘電体層３２を構成する焼結後の誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径は、好ましくは１．５μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下である。平均結晶粒子径の下限については、特に限定されないが、通常０．５μｍ程度である。誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径が、大き過ぎると絶縁抵抗が劣化する傾向にある。
【００４９】
誘電体結晶粒子の平均結晶粒子径は、たとえば、誘電体層３２を切断し、切断面をＳＥＭ観察して、所定数の誘電体結晶粒子の結晶粒子径を測定し、その測定結果を基に算出することができる。なお、各誘電体結晶粒子の結晶粒子径は、たとえば、各結晶粒子を球と仮定したコード法により求めることができる。また、平均結晶粒子径の算出の際に、結晶粒子径の測定を行う粒子の数は、通常１００個以上とする。
【００５０】
一対の内部電極３１に挟まれている部分における誘電体層３２の厚み（ｇ）は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２０μｍ以下である。
【００５１】
内部電極３１の厚みは、特に限定されず、誘電体層３２の厚みに応じて適宜決定すればよい。
【００５２】
本実施形態では、非磁性体層４２は、本発明の誘電体磁器組成物を含有する。含有しない場合には、非磁性体層４２を構成する非磁性体材料としては、たとえば非磁性であるＣｕ−Ｚｎ系フェライト、ガラス材料などが挙げられる。
【００５３】
コンデンサ部３０を構成する内部電極３１またはコイル部４０を構成するコイル導体４１に含有される導電材は特に限定されないが、本発明の誘電体磁器組成物は、低温（たとえば、９５０℃以下）での焼成が可能なので、本実施形態では、導電材として直流抵抗の低い銀を用いることができる。また、誘電体層３２を構成する誘電体材料と非磁性体層４２を構成する非磁性体材料とを混合し、その混合材料をコンデンサ部３０とコイル部４０との中間部として用いることができる。中間部の厚みは１０〜１００μｍである。中間部を設けることでコンデンサ部とコイル部との界面接合性を向上させることができる。
【００５４】
外部電極２０〜２９は特に限定されないが、銀を含む導電材が使用でき、この電極は、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ａｇ等でめっきされていることが好ましい。
【００５５】
ＬＣ複合電子部品１の製造方法
本実施形態のＬＣ複合電子部品は、従来のＬＣ複合電子部品と同様に、非磁性体グリーンシートおよび誘電体グリーンシートを作製し、これらのグリーンシートを積層し、グリーン状態の本体積層部１１を形成し、これを焼成した後、外部電極２０〜２９を形成することにより製造される。以下、製造方法について具体的に説明する。
【００５６】
非磁性体グリーンシートの製造
まず、非磁性体層４２を構成することとなる非磁性材料の原料を準備する。本実施形態では、非磁性体材料の原料として、本発明の誘電体磁器組成物の原料を用いる。
【００５７】
本発明の誘電体磁器組成物の主成分の原料としては、Ｍｇの酸化物、Ｚｎの酸化物、Ｃｕの酸化物およびＳｉの酸化物やその混合物、複合酸化物を用いることができる。また、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。
【００５８】
また、本発明の誘電体磁器組成物の副成分であるガラス成分の原料としては、上述のガラス成分を構成する酸化物やその混合物、複合酸化物、その他、焼成により該ガラス成分を構成する酸化物や複合酸化物となる各種化合物を用いることができる。
ガラス成分は、該ガラス成分を構成する酸化物等の原料を混合して、焼成し、その後急冷し、ガラス化させることで得られる。
【００５９】
本実施形態では、各主成分原料を混合する。また、必要に応じて、主成分原料にガラス成分以外の副成分原料を添加して混合してもよい。混合を行う方法としては、特に限定されないが、たとえば、原料粉末を粉体状態で乾式混合により行っても良いし、原料粉末に水や有機溶媒や分散剤などを添加し、ボールミル等を使用し、湿式混合により行っても良い。
【００６０】
次に、混合した粉体について予備焼成を行う。予備焼成は、保持温度を好ましくは８５０〜１１００℃、温度保持時間を好ましくは１〜１５時間とする。この予備焼成は、大気中で行っても良く、また大気中よりも酸素分圧が高い雰囲気または純酸素雰囲気で行っても良い。
【００６１】
次に、予備焼成にて得られた粉体を粉砕し、これに副成分原料としてのガラス成分原料を加え、混合し、焼成前粉体を調製する。調製する方法としては、特に限定されないが、たとえば、予備焼成により得られた粉体に、水や有機溶媒や分散剤などを添加し、ボールミル等を使用し、湿式混合により行うことができる。そして、得られた焼成前粉体を塗料化して、非磁性体層用ペーストを調整する。
【００６２】
非磁性体層用ペーストは、焼成前粉体と有機ビヒクルとを混練した有機系の塗料であってもよく、水系の塗料であってもよい。
【００６３】
コイル導体用ペーストは、たとえば銀などの導電材と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
【００６４】
上記した各ペースト中の有機ビヒクルの含有量に特に制限はなく、通常の含有量、例えば、焼成前粉体１００重量％に対して、バインダは５〜１５重量％程度、溶剤は５０〜１５０重量％程度とすればよい。また、各ペースト中には、必要に応じて各種分散剤、可塑剤等から選択される添加物が含有されていてもよい。これらの総含有量は、１０重量％以下とすることが好ましい。
【００６５】
次に、非磁性体層用ペーストをドクターブレード法などによりシート化し、非磁性体グリーンシートを形成する。
【００６６】
次に、上記にて作製した非磁性体グリーンシート上に、コイル導体を形成する。コイル導体の形成は、コイル導体用ペーストをスクリーン印刷等の方法によって、非磁性体グリーンシート上に形成する。なお、コイル導体の形成パターンは、製造するＬＣ複合電子部品の回路構成等に応じて適宜選択すればよいが、本実施形態においては、後述する各パターンとする。
【００６７】
次に、非磁性体グリーンシート上のコイル導体にスルーホールを形成する。スルーホールの形成方法としては、特に限定されないが、たとえばレーザー加工などにより行うことができる。なお、スルーホールの形成位置は、コイル導体上であれば特に限定されないが、コイル導体の端部に形成することが好ましく、本実施形態においては、後述する各位置とする。
【００６８】
誘電体グリーンシートの製造
まず、誘電体層３２を構成することとなる誘電体材料の主成分原料を塗料化して、誘電体層用ペーストを調製する。誘電体層用ペーストは、上記の非磁性体層用ペーストと同様に調製すればよい。
【００６９】
主成分原料としては、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ニッケル等を用いることができる。また、焼成により上記した酸化物や複合酸化物となる各種化合物、例えば、炭酸塩、シュウ酸塩、硝酸塩、水酸化物、有機金属化合物等から適宜選択し、混合して用いることもできる。また、誘電体材料の原料として、上記主成分以外にも必要に応じて副成分の出発原料を含有してもよい。
【００７０】
なお、誘電体材料は、誘電体層用ペーストとする前に、誘電体材料を構成する各出発原料の混合粉体を予備焼成し、その後、粉体の粉砕を行ってもよい。
【００７１】
内部電極用ペーストは、導電材としての銀と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製する。
【００７２】
そして、誘電体層用ペーストをドクターブレード法などによりシート化し、誘電体グリーンシートを形成する。また、必要に応じて、誘電体グリーンシート上に内部電極を形成する。内部電極は、内部電極用ペーストをスクリーン印刷等の方法によって、形成すればよい。
【００７３】
グリーンシートの積層
次に、上記にて作製した各非磁性体グリーンシートおよび誘電体グリーンシートを、順に積層し、グリーン状態の本体積層部１１を形成する。
【００７４】
本実施形態においては、グリーン状態の本体積層部１１は、図３に示すように、コンデンサ部を構成する内部電極が形成された誘電体グリーンシートを複数枚積層し、その上に、コイル部を構成するコイル導体が形成された非磁性体グリーンシートを複数枚積層して製造される。
【００７５】
以下、グリーンシートの積層工程を詳述する。
【００７６】
まず、最下層に内部電極を形成していない誘電体グリーンシート３２ｆを配置し、その上に誘電体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側および奥側の側部から、誘電体グリーンシートの端部に突出する一対の導出部２０ａおよび２９ａを有する内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層する。
【００７７】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａの上に、誘電体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側の側部から、誘電体層の端部に突出する導出部２５ａを有する内部電極３１ｂが形成された誘電体グリーンシート３２ｂを積層する。
【００７８】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、誘電体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側の側部から、誘電体層の端部に突出する導出部２６ａを有する内部電極３１ｃが形成された誘電体グリーンシート３２ｃを積層する。なお、導出部２６ａは、導出部２５ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置してある。
【００７９】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、導出部が２６ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置された導出部２７ａを有する内部電極３１ｄが形成された誘電体グリーンシート３２ｄを積層する。
【００８０】
次に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、その上に、導出部が２７ａより誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って奥側に配置された導出部２８ａを有する内部電極３１ｅが形成された誘電体グリーンシート３２ｅを積層する。
【００８１】
最後に、内部電極３１ａが形成された誘電体グリーンシート３２ａを積層し、それぞれの導出部が誘電体グリーンシートの長手方向Ｙに沿って異なる位置に形成されたグリーン状態の単層のコンデンサ３０ａ〜３０ｅが形成される。
【００８２】
次に、上記にて積層により形成されたグリーン状態のコンデンサ部の上に、コイル部を形成する。
【００８３】
まず、コンデンサ部の上に、コイル導体が形成されていない非磁性体グリーンシート４２ｇを積層し、その上に、一端が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側から端部に突出する導出部２５ｂ、２６ｂ、２７ｂ、２８ｂをそれぞれ有する４つのコイル導体４１ａが形成された非磁性体グリーンシート４２ａを積層する。
【００８４】
次に、その上に、略Ｕ字形の４つのコイル導体４１ｂが形成された非磁性体グリーンシート４２ｂを積層する。なお、略Ｕ字形のコイル導体４１ｂは、曲部が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｂには、図３に示すように、コイル導体４１ｂの一端にスルーホール５１ｂが形成されており、このスルーホール５１ｂを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ａとコイル導体４１ｂとを接合する。
【００８５】
次に、その上に、略Ｃ字形の４つのコイル導体４１ｃが形成された非磁性体グリーンシート４２ｃを積層する。なお、略Ｃ字形のコイル導体４１ｃは、曲部が非磁性体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｃには、図３に示すように、コイル導体４１ｃの一端にスルーホール５１ｃが形成されており、このスルーホール５１ｃを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｂとコイル導体４１ｃとを接合する。
【００８６】
次に、その上に、略Ｃ字形の４つのコイル導体４１ｄが形成された非磁性体グリーンシート４２ｄを積層する。なお、略Ｃ字形のコイル導体４１ｄは、曲部が非磁性体グリーンシートの長手方向Ｙの手前側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｄには、図３に示すように、コイル導体４１ｄの一端にスルーホール５１ｄが形成されており、このスルーホール５１ｄを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｃとコイル導体４１ｄとを接合する。
【００８７】
次に、その上に、略Ｕ字形の４つのコイル導体４１ｅが形成された非磁性体グリーンシート４２ｅを積層する。なお、略Ｕ字形のコイル導体４１ｅは、曲部が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの奥側となるように配置されている。なお、コイル導体４１ｅには、図３に示すように、コイル導体４１ｅの一端にスルーホール５１ｅが形成されており、このスルーホール５１ｅを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｄとコイル導体４１ｅとを接合する。
【００８８】
次に、その上に、一端が非磁性体グリーンシートの短手方向Ｘの手前側から端部に突出する導出部２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂをそれぞれ有する４つのコイル導体４１ｆが形成された非磁性体グリーンシート４２ｆを積層する。なお、コイル導体４１ｆの導出部の一端には、スルーホール５１ｆが形成されており、このスルーホール５１ｆを介して、導体ペーストを使用し、コイル導体４１ｅとコイル導体４１ｆとを接合する。
【００８９】
最後に、コイル導体４１ｆが形成された非磁性体グリーンシート４２ｆの上に、コイル導体が形成されていない非磁性体グリーンシート４２ｈを積層する。
【００９０】
上記のように、各スルーホールを介して、各非磁性体グリーンシート上のコイル導体を接合することにより、コイルが形成される。
【００９１】
本体積層部の焼成および外部電極の形成
次に、誘電体グリーンシートおよび非磁性体グリーンシートを順次積層することにより作製したグリーン状態の本体積層部を焼成する。焼成条件としては、昇温速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、さらに好ましくは２００〜３００℃／時間、保持温度を好ましくは８４０〜９００℃、温度保持時間を好ましくは０．５〜８時間、さらに好ましくは１〜３時間、冷却速度を好ましくは５０〜５００℃／時間、さらに好ましくは２００〜３００℃／時間とする。
【００９２】
次に、焼成を行った本体積層部に、たとえばバレル研磨やサンドブラストなどにより端面研磨を施し、本体積層部の両側面に外部電極用ペーストを塗布・乾燥した後、焼き付けする。外部電極用ペーストは、たとえば銀などの導電材と、上記した有機ビヒクルとを混練して調製することができる。なお、このようにして形成した外部電極２０〜２９上には、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ｓｎ、Ｎｉ−Ａｕ、Ｎｉ−Ａｇ等で電気めっきを行うことが好ましい。
【００９３】
外部電極を形成する際に、外部電極２１〜２４は、コイル部の各導出部２１ａ〜２４ａと接続し、入出力端子とする。外部電極２５〜２８は、コンデンサ部の各導出部２５ａ〜２８ａおよびコイル部の各導出部２５ｂ〜２８ｂに接続し、コンデンサ部とコイル部を接続する入出力端子とする。外部電極２０および２９は、それぞれコンデンサ部の各導出部２０ａおよび２９ａに接続し、接地端子とする。
【００９４】
上記のように、本体積層部１１に各外部電極２０〜２９を形成することにより、本実施形態のＬＣ複合電子部品は、図４（Ａ）に示すＬ型の回路が４つ形成されていることになる。
【００９５】
このようにして製造された本実施形態のＬＣ複合電子部品は、はんだ付等によりプリント基板上などに実装され、各種電子機器等に使用される。
【００９６】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は、上述した実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々に改変することができる。
【００９７】
たとえば、上述した実施形態では、Ｌ型の回路が４つ形成されたＬＣ複合電子部品を例示したが、他の集中定数回路が形成されたＬＣ複合電子部品とすることも可能である。たとえば、他の集中定数回路としては、図４（Ｂ）に示すπ型や、図４（Ｃ）に示すＴ型や、二つのπ型の回路により形成されるダブルπ型としても良い。
【００９８】
上述した実施形態では、本発明に係る積層複合電子部品としてＬＣ複合電子部品を例示したが、本発明に係る積層複合電子部品としては、積層型フィルタに限定されない。また、本発明の誘電体磁器組成物を、積層複合電子部品以外、たとえば、図５および６に示すような積層コモンモードフィルタ１００に適用することも可能である。すなわち、コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、磁性体層で構成される外層部と、を有する積層コモンモードフィルタ１００において、非磁性体層を、本発明の誘電体磁器組成物で構成することができる。このようにすることで、コイル導体を直流抵抗の低いＡｇで構成することができる。
【００９９】
本実施形態に係るコモンモードフィルタは、上述した実施形態と同様にして、非磁性体グリーンシートおよび磁性体グリーンシートを作製し、積層して製造すればよい。
【０１００】
コモンモードフィルタは、図５に示すように、本体積層部１０１に、外部電極１０２〜１０９が形成されている。この本体積層部１０１は、図６に示すように、構成されている。すなわち、まず、コイル導体１１１〜１１４が、フィルタ部の非磁性体層１２２〜１２５に、コイル導体１３１〜１３４が、フィルタ部の非磁性体層１４２〜１４５に巻回されて形成されている。そして、コイル導体１１１〜１１４が形成された非磁性体層１２２〜１２５と、コイル導体１３１〜１３４が形成された非磁性体層１４２〜１４５とが、中間層１４０、１４１を介して、磁性体層１２０、１２１と、磁性体層１４６〜１４８とに挟まれるように形成されている。
【０１０１】
コイル導体１１１および１１２は、スルーホール電極１１５を介して接合され、コイル１５１を形成している。また、コイル導体１１３および１１４は、スルーホール電極１１６を介して接合され、コイル１５２を形成している。そして、このコイル１５１と１５２とは互いに磁気結合している。
【０１０２】
同様に、コイル１６１および１６２は、図６に示すように、コイル導体１３１〜１３４およびスルーホール電極１３５、１３６により形成され、互いに磁気結合している。
【０１０３】
そして、上記のコイル導体の各導出部１１１ａ〜１１４ａおよび１３１ａ〜１３４ａは、それぞれ、外部電極１０２〜１０９に接続され、入出力端子を形成することとなる。
【０１０４】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、コイル導体および非磁性体層が積層して構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルにおける非磁性体層に適用してもよい。この場合には、コイル導体としてＡｇを導電体とすることが好ましい。さらには、図７に示すように、本発明に係る誘電体磁器組成物で構成してある誘電体層２０２と、内部電極層２０３と、が交互に積層された素子本体２１０を有し、その両端部に外部電極２０４が形成された積層セラミックコンデンサ２０１としてもよい。この場合にも、内部電極層はＡｇを導電体とすることが好ましい。
【０１０５】
さらに、本発明の誘電体磁器組成物は、図６に示すコモンモードフィルタと、図7に示す積層セラミックコンデンサとが、複合化されて積層された積層複合電子部品の非磁性体層に適用してもよい。この場合には、コイル導体１１１〜１１４，１３１〜１３４または内部電極層２０３として、Ａｇを導電体とすることが好ましい。
【実施例】
【０１０６】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【０１０７】
実施例１
まず、本発明に係る誘電体磁器組成物原料を構成する主成分原料として、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｉＯ２を準備した。また、副成分原料として、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスを準備した。なお、Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスとしては、市販のガラスを用いた。このガラスのガラス軟化点は、７００℃であった。
【０１０８】
そして、主成分の原料を、焼結後に一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２中のａ、ｂ、ｃ、ｄが表１に示す値となるように秤量配合し、ボールミルにより２４時間湿式混合した。湿式混合後、得られたスラリーを乾燥機にて乾燥させ、さらに、乾燥させた混合粉体をバッチ炉にて１０００℃で仮焼きして、仮焼き粉を得た。この仮焼き粉に対し、副成分の原料であるＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２−ＢａＯ−ＣａＯ系ガラスを添加し、ボールミルにより１６時間湿式混合し、得られたスラリーを乾燥機にて、乾燥させ、本発明に係る誘電体磁器組成物の原料とした。
【０１０９】
次いで、この誘電体磁器組成物原料に、溶剤で希釈したアクリル樹脂を有機バインダとして加え、顆粒とした後、加圧成形し、直径１２ｍｍ、厚み６ｍｍの円板状成形体を得た。この成形体を、空気中で９００℃−２ｈの条件で焼成して、焼結体を得た。
【０１１０】
得られた焼結体について、焼成後の焼結体の寸法および重量から、焼結体密度を算出し、理論密度に対する焼結体密度を相対密度として算出した。相対密度は９０％以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１１】
比誘電率εｒ
得られた焼結体に対し、ネットワークアナライザー（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製８５１０Ｃ）を使用して、共振法（ＪＩＳ Ｒ １６２７）により、比誘電率（単位なし）を算出した。評価基準は、７．５０以下を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１２】
ｆ・Ｑ値
比誘電率の測定条件と同条件下で、Ｑ値を算出し、これに共振周波数ｆｒを掛けて、ｆ・Ｑ値（ＧＨｚ）を求めた。ｆ・Ｑ値は、高い方が好ましい。評価基準は、１００００ＧＨｚ以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１３】
絶縁抵抗（ρ）
まず、電極を形成した焼結体に対し、絶縁抵抗計（ＨＥＷＬＥＴＴ ＰＡＣＫＡＲＤ社製４３２９Ａ）を使用して、２５℃においてＤＣ２５Ｖを３０秒間印加した後の抵抗値を測定した。そして、この測定値と、焼結体の電極面積および厚みとから、絶縁抵抗ρ（Ω・ｍ）を算出した。本実施例では、２０個の試料について測定を行い、その平均を求めることにより評価した。評価基準は、１．０×１０１０Ω・ｍ以上を良好とした。結果を表１に示す。
【０１１４】
線膨張係数（α）
得られた焼結体に対し、熱膨張計（ＢＲＵＫＥＲ ＡＸＳ社製ＴＤ５０００ＳＡ）を使用して、室温から７００℃までの熱膨張を測定し、熱膨張係数α（１０−７／℃）を算出した。結果を表１に示す。
【０１１５】
Ｘ線回折
得られた焼結体に対し、Ｘ線回折装置（スペクトリス社製ＰＡＮａｌｙｔｉｃａｌ−ＭＰＤ）を使用してＸ線回折を行った。Ｘ線源としてＣｕ−Ｋα線を用い、測定条件は、電圧４５ｋＶ、電流４０ｍＡで、２θ＝２０°〜６０°の範囲を、ステップ幅０．０３３°、計数時間０．２０ｓｅｃとした。
【０１１６】
【表１】
【０１１７】
表１より、副成分としてのガラス成分の含有量が本発明の範囲よりも少ない場合には（試料１、２）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ガラス成分の含有量が本発明の範囲よりも多い場合には（試料９、１０）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対して、ガラス成分の含有量が本発明の範囲内である場合には（試料３〜８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１１８】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料１〜１０）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。また、ガラス成分は結晶相として確認できず、非結晶な粒界相を形成していると考えられる。
【０１１９】
実施例２
ガラス成分の組成および含有量を表２に示す組成または値とし、上記の一般式におけるａ、ｂ、ｃ、ｄを表２に示す値とした以外は、試料１と同様にして、誘電体磁器組成物を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。なお、各ガラス成分のガラス軟化点は表２に示す温度であった。
【０１２０】
【表２】
【０１２１】
表２より、ガラス成分の組成が本発明の組成ではない、あるいはガラス軟化点が本発明の範囲外である場合には（試料２０、２１）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。
これに対し、ガラス成分の組成が本発明の組成であり、かつガラス軟化点が本発明の範囲内である場合には（試料１１〜１９）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１２２】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料１１〜２１）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１２３】
実施例３
上記の一般式中におけるａ、ｃ、ｄを表３〜５に示す値とした以外は、実施例１と同様にして、誘電体磁器組成物を作製し、実施例１と同様の評価を行った。結果を表３〜５に示す。
【０１２４】
【表３】
【０１２５】
【表４】
【０１２６】
【表５】
【０１２７】
表３より、上記の一般式中におけるａの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料２２、２３）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ａの値が、本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には（試料２９、３０）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対し、ａの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料２４〜２８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１２８】
なお、Ｘ線回折測定では、試料２２について、Ｚｎ２ＳｉＯ４結晶相およびＭｇ２Ｓｉ２Ｏ６結晶相が確認された。また、試料２３について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相、Ｚｎ２ＳｉＯ４結晶相およびＭｇ２Ｓｉ２Ｏ６結晶相が確認された。試料２４〜２８については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。さらに、試料２９および３０については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相に加え、ＺｎＯの残存が確認された。
【０１２９】
表４より、上記の一般式中におけるｃの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料３１〜３３）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。
これに対し、ｃの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料３４〜４０）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。また、表４においては、ｂ（ＭｇＯ量）とｃ（ＺｎＯ量）との比を変化させている。このようにすることで、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値の特性を良好に維持しつつ、線膨張係数を４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できることが確認できる。これは、以下のＸ線回折の結果からも説明される。
【０１３０】
図８に、試料３４、３７および４０のＸ線回折チャートを示す。また、図９に、Ｍｇ２ＳｉＯ４（フォルステライト）およびＺｎ２ＳｉＯ４（ウィレマイト）のＸ線回折チャートを示す。図８と図９とを比較することで、試料３４ではＭｇ２ＳｉＯ４結晶相のみが観察され、試料３７ではＭｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が観察され、試料４０ではＺｎ２ＳｉＯ４結晶相のみが観察されていることが確認できる。
【０１３１】
すなわち、試料３４、３７および４０では、９００℃という低温で焼結しているにもかかわらず、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相の一方あるいは双方が生成していることが確認できる。なお、試料３４のＸ線回折チャートより、試料３４では、ＺｎがＭｇ２ＳｉＯ４に固溶していることが確認できる。
【０１３２】
また、試料３１〜３３については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相のみが確認され、試料３５、３６、３８、３９については、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１３３】
以上より、ｂ（ＭｇＯ量）とｃ（ＺｎＯ量）との比を変化させることにより、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相の存在割合を制御できる。その結果、誘電体磁器組成物としての線膨張係数を４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できる。
【０１３４】
表５より、上記の一般式中におけるｄの値が、本発明の好ましい範囲よりも小さい場合には（試料４１、４２）、９００℃における焼結が不十分となり、その結果、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値について所望の特性が得られないことが確認できる。また、ｄの値が、本発明の好ましい範囲よりも大きい場合には（試料４９）、焼結性は良好であるものの、ｆ・Ｑ値が悪化していることが確認できる。
これに対し、ｄの値が本発明の好ましい範囲内である場合には（試料４３〜４８）、十分に焼結し、かつ、良好な特性を示していることが確認できる。
【０１３５】
なお、Ｘ線回折測定では、全ての試料（試料４１〜４９）について、Ｍｇ２ＳｉＯ４結晶相およびＺｎ２ＳｉＯ４結晶相が確認された。
【０１３６】
以上説明してきたように、本発明によれば、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値のいずれもが良好である誘電体磁器組成物が得られる。さらに、９００℃での焼成であっても、十分に焼結させることができる。しかも、ＭｇＯ量とＺｎＯ量との比を変化させることで、フォルステライト結晶相およびウィレマイト結晶相の存在割合を制御できる。その結果、比誘電率、絶縁抵抗およびｆ・Ｑ値を良好に維持しつつ、線膨張係数を約４０〜１２０×１０−７／℃の範囲で任意に設定できる。
【０１３７】
したがって、本発明に係る誘電体磁器組成物を、積層複合電子部品に適用した場合であっても、コンデンサ部を構成する誘電体層の線膨張係数に合わせることにより、誘電体層との同時焼成が可能となり、上記した良好な特性を示す非磁性体層を有する積層複合電子部品を提供することができる。しかも、本発明に係る誘電体磁器組成物は、９００℃でも十分な焼結性を示しているため、本発明に係る積層複合電子部品において、導電材としてＡｇを用いることができる。
【０１３８】
また、本発明の誘電体磁器組成物は、導電材がＡｇで構成された、本発明に係る積層コモンモードフィルタ、積層セラミックコイル、積層セラミックコンデンサなどにも好適に用いることができる。
【符号の説明】
【０１３９】
１… ＬＣ複合電子部品
１１… 本体積層部
２０〜２９… 外部電極
３０… コンデンサ部
３１… 内部電極
３２… 誘電体層
４０… コイル部
４１… コイル導体
４２… 非磁性体層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、
副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物 Ｌｉの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、
前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
結晶相として、フォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項３】
前記主成分を、一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２で表したときに、ａが１．５〜２．４、ｃが０．１０〜０．９８、ｄが０．０２〜０．１８（ただし、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００）であることを特徴とする請求項１または２に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
コイル導体および非磁性体層で構成されるコイル部と、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層複合電子部品。
【請求項５】
コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層コモンモードフィルタ。
【請求項６】
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、
コイル導体および非磁性体層を有するコモンモードフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含み、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層複合電子部品。
【請求項７】
コイル導体および非磁性体層が積層されて構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルであって、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層セラミックコイル。
【請求項８】
内部電極層と、誘電体層と、が交互に積層してある素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記誘電体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層セラミックコンデンサ。
【請求項１】
主成分として、Ｚｎの酸化物単独ならびにＭｇの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる１つと、Ｃｕの酸化物と、Ｓｉの酸化物と、
副成分として、Ｓｉの酸化物、Ｂａの酸化物、Ｃａの酸化物、Ｓｒの酸化物 Ｌｉの酸化物およびＺｎの酸化物から選ばれる少なくとも１つと、Ｂの酸化物と、を含み、ガラス軟化点が７５０℃以下であるガラス成分と、を含有し、
前記ガラス成分の含有量が、前記主成分１００重量％に対して、１．５〜１５重量％であることを特徴とする誘電体磁器組成物。
【請求項２】
結晶相として、フォルステライト型結晶相および／またはウィレマイト型結晶相を含むことを特徴とする請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項３】
前記主成分を、一般式ａ（ｂＭｇＯ・ｃＺｎＯ・ｄＣｕＯ）・ＳｉＯ２で表したときに、ａが１．５〜２．４、ｃが０．１０〜０．９８、ｄが０．０２〜０．１８（ただし、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１．００）であることを特徴とする請求項１または２に記載の誘電体磁器組成物。
【請求項４】
コイル導体および非磁性体層で構成されるコイル部と、
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層複合電子部品。
【請求項５】
コイル導体および非磁性体層で構成されるフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層コモンモードフィルタ。
【請求項６】
内部電極層および誘電体層で構成されるコンデンサ部と、
コイル導体および非磁性体層を有するコモンモードフィルタ部と、
磁性体層で構成される外層部と、を有し、
前記コイル導体および／または前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含み、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層複合電子部品。
【請求項７】
コイル導体および非磁性体層が積層されて構成されるコイル部を有する積層セラミックコイルであって、
前記コイル導体が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記非磁性体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層セラミックコイル。
【請求項８】
内部電極層と、誘電体層と、が交互に積層してある素子本体を有する積層セラミックコンデンサであって、
前記内部電極層が、導電材としてＡｇを含んでおり、
前記誘電体層が、請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物で構成されている積層セラミックコンデンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９８６８４（Ｐ２００９−２９８６８４Ａ）
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０２３１５（Ｐ２００９−１０２３１５）
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月２４日（２００９．１２．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２０日（２００９．４．２０）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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