高周波用磁性体磁器の製造方法、及び高周波用磁性体磁器、並びにセラミック電子部品
【課題】金属材料にＣｕを使用しても、電極特性やフェライト特性を損なうことなくＣｕと磁性体材料とを同時焼成することができるようにする。
【解決手段】 導電膜の形成された複数枚の磁性体シートを積層して積層体ブロックを作製し、該積層体ブロックを熱処理する。まず、脱バインダ処理２４では、焼成炉の炉内温度を昇温させ、温度Ｔ１で所定時間ｔ１、積層体ブロックを熱処理し、脱バインダし、続く残留炭素除去処理２５では、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度Ｔ２を５５０℃〜７００℃に設定して所定時間ｔ２熱処理を行い、その後の焼結処理２６では、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０-6Ｐａ、熱処理温度Ｔ３を１０００℃〜１０８０℃に設定して所定時間ｔ３熱処理を行う。
【解決手段】 導電膜の形成された複数枚の磁性体シートを積層して積層体ブロックを作製し、該積層体ブロックを熱処理する。まず、脱バインダ処理２４では、焼成炉の炉内温度を昇温させ、温度Ｔ１で所定時間ｔ１、積層体ブロックを熱処理し、脱バインダし、続く残留炭素除去処理２５では、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度Ｔ２を５５０℃〜７００℃に設定して所定時間ｔ２熱処理を行い、その後の焼結処理２６では、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０-6Ｐａ、熱処理温度Ｔ３を１０００℃〜１０８０℃に設定して所定時間ｔ３熱処理を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波用磁性体磁器の製造方法、及び高周波用磁性体磁器、並びにセラミック電子部品に関し、より詳しくはガーネット型フェライト系材料を主成分とした磁器本体を有する高周波用磁性体磁器の製造方法、及び該製造方法を使用して製造された高周波用磁性体磁器、並びに該高周波用磁性体磁器を使用した非可逆回路部品等のセラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やミリ波レーダ等のマイクロ波領域の電磁波を利用した通信技術の進展に伴い、アイソレータ等の非可逆回路素子の研究・開発が盛んに行われている。
【０００３】
アイソレータは、一般に、信号の伝送方向には減衰がなく、逆方向には減衰が大きくなる機能を有しており、数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの極超短波帯やマイクロ波帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の送受信回路に搭載されている。
【０００４】
そして、この種の磁性体材料としては、従来より、イットリウム鉄ガーネットＹ３Ｆｅ５Ｏ12（以下、「ＹＩＧ」という。）に代表されるガーネット型フェライト系材料が広く使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、主成分が、一般式（Ｙ3.0-ｘ-ｙＢｉｘＣａｙ）（Ｆｅ5-α-β-γＩｎαＡｌβＶγ）０12で表される組成を有し、ｘ、ｙの値が、０．４４＜ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２であり、α、β、γの値が、０≦α≦０．４、０≦β≦０．４５、０．２５≦γ≦０．６（ただし０．１≦α＋β≦０．７５）の範囲内にあって、副成分としてＣｕ及び／又はＺｒを含み、その含有量は、前記主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０重量％≦ＣｕＯ≦０．８重量％、ＺｒをＺｒＯ２換算で、０重量％≦ＺｒＯ２≦０．８重量％であり、ガーネット構造を有する相を主成分とし、８５０℃以上９８０℃未満の温度で焼結するようにした多結晶セラミック磁性体材料が開示されている。
【０００６】
この特許文献１では、Ｙの一部をＢｉで置換し、かつ副成分としてＣｕＯを含有させることにより、８５０℃以上９８０℃未満の低い温度での焼成を可能としている。そして、特許文献１の実施例では、金属材料にＡｇを使用し、Ａｇと磁性体シートとを同時焼成させ、これにより非可逆回路素子を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４５７０５号公報（請求項１、段落番号〔００３２〕〜〔００３８〕等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、磁性体材料とＡｇとを８５０℃以上９８０℃未満の焼成温度で同時焼成しているものの、Ａｇは一般にマイグレーションが生じやすく、耐湿信頼性に欠けるという問題点がある。
【０００９】
したがって、金属材料としては、耐湿信頼性が良好なＣｕ系材料を使用するのが望ましい。
【００１０】
一方、Ｃｕの融点は約１０８０℃であるため、Ｃｕと磁性体材料とを同時焼成するためには、１０８０℃以下の温度雰囲気で焼成する必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１では、Ａｇ以外にＣｕとの同時焼成も可能と記載されているものの、Ｃｕとフェライトの平衡酸素分圧の関係から、フェライト特性を損なうことなくＣｕと磁性体材料とを同時焼成するのが困難であり、このためＣｕ系の金属材料とガーネット型フェライトとを同時焼成した高周波用磁性体磁器を得られていない状況にある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、金属材料にＣｕを使用しても、電極特性やフェライト特性を損なうことなくＣｕと磁性体材料とを同時焼成することができる高周波用磁性体磁器の製造方法、及び高周波用磁性体磁器、並びにこの高周波用磁性体磁器を備えた非可逆回路部品等のセラミック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】
本発明者らは、金属材料にＣｕを使用し、磁性体材料にガーネット型フェライト系材料を使用して鋭意研究を行ったところ、焼結処理の前段階で、所定条件下熱処理を行ない、残留炭素を極力除去することにより、その後の焼結処理でフェライトの焼結を効果的に促進することができるという知見を得た。
【００１４】
そして、本発明者らの更なる鋭意研究の結果、残留炭素を上述のように極力除去した後、所定条件下、熱処理を行うことより、Ｃｕ系の金属材料と磁性体材料とを同時焼結させることができ、しかも電極特性とフェライト特性の両立が可能な高周波用磁性体磁器を得ることのできるという知見を得た。
【００１５】
また、残留炭素処理及び焼結処理を行うための所定条件、すなわち熱処理条件は、Ｃｕやフェライトの平衡酸素分圧から見出すことができる。
【００１６】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る高周波用磁性体磁器の製造方法は、主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残留炭素除去処理（以下、「残Ｃ除去処理」という。）と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記残Ｃ除去処理後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【００１８】
そして、本発明者らの更なる鋭意研究の結果、焼結後に残Ｃ除去処理と同様の条件で再度熱処理を行うことにより、電極を再還元し、磁器本体を再酸化することができ、これによりフェライト特性の更なる向上を図ることができる。
【００１９】
すなわち、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むことを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％含有させた場合に磁性体材料とＣｕ系材料とを同時焼成させることができ、特に、Ｃｕ酸化物が主成分中に０．５０〜２．５０重量％含有している場合は、より一層の特性向上を図ることができることが分かった。
【００２１】
すなわち、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る高周波用磁性体磁器は、上記いずれかに記載の製造方法を使用して製造されたことを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係るセラミック電子部品は、上記高周波用磁性体磁器を備えていることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明のセラミック電子部品は、非可逆回路部品であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法によれば、主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残Ｃ除去処理と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいるので、残Ｃ除去処理により焼結処理時のフェライトの焼結が促進され、磁性体材料からなる成形体とＣｕを主成分とする導電膜とを同時焼結させても、電極特性やフェライト特性を両立させることのできる高周波用磁性体磁器を製造することができる。
【００２７】
また、前記残Ｃ除去工程後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であるので、焼結処理時にフェライトが残留炭素で還元されるのを極力抑制することができる。
【００２８】
また、前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むので、焼結処理で酸化された電極が還元され、還元された磁器本体が酸化され、これによりフェライト特性をより一層向上させることができる。
【００２９】
また、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加するので、磁性体材料の焼結性が促進される。特に前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加した場合は、磁性体材料の焼結性のより一層の促進を図ることができ、フェライト特性を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の高周波用磁性体磁器によれば、上記いずれかに記載の製造方法を使用して製造されているので、Ｃｕを主成分とする導電膜と磁性体材料とを同時焼結しても、電極特性とフェライト特性とが両立した高周波用磁性体磁器を得ることができる。
【００３１】
また、本発明のセラミック電子部品は、上記高周波用磁性体磁器を備えているので、電極特性とフェライト特性とが両立した実用に供することのできる非可逆回路部品等のセラミック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の製造方法で製造された高周波用磁性体磁器の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】メインフェライト層の製造方法を示す斜視図である。
【図３】第１の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図４】第２の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図５】第３の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図６】第４の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図７】熱処理プロファイルの第１の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の製造方法で製造された高周波用磁性体磁器を使用したセラミック電子部品としてのアイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】上記アイソレータの等価回路を示す電気回路図である。
【図１０】熱処理プロファイルの第２の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００３４】
図１は、本発明の製造方法により製造された高周波用磁性体磁器（以下、単に、「磁性体磁器」という。）の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【００３５】
この磁性体磁器１は、略矩形状に形成されたメインフェライト層２の両主面に第１及び第２の絶縁体層３、４がそれぞれ配されると共に、これら第１及び第２の絶縁体層３、４の外主面には第３及び第４の絶縁体層５、６がそれぞれ配され、一体的に焼結されてなる。
【００３６】
メインフェライト層２は、第１のフェライト素体７の上下両面にビア電極８（８ａ〜８ｎ）が形成されている。
【００３７】
第１の絶縁体層３は、第２のフェライト素体９の一方の主面に第１のメインライン電極１０ａが形成されると共に、上下両面にはビア電極１１（１１ａ〜１１ｈ）が形成されている。また、前記第１のメインライン電極１０ａは、第２のフェライト素体９の一方の主面に沿うように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、一方の端部１０ａ−１はビア電極８ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１０ａ−２はビア電極８ｍと接続可能となるように垂設されている。
【００３８】
第２の絶縁体層４は、第３のフェライト素体１２の一方の主面に第２のメインライン電極１０ｂが形成されると共に、上下両面にはビア電極１３ａ〜１３ｈが形成されている。前記第２のメインライン電極１０ｂは、第２のフェライト素体９に形成された第１のメインライン電極１０ａと略対向状となるように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、一方の端部１０ｂ−１は前記ビア電極８ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１０ｂ−２はビア電極８ｎと接続可能となるように垂設されている。このようにメインフェライト層２は、これら第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂにより１ターン巻回されている。
【００３９】
また、第３の絶縁体層５は、第２のフェライト素体９と対向する第４のフェライト素体１４の主面の上下方向に平行状に第１の外側ライン電極群１５ａ（第１〜第４の外側ライン電極１６ａ〜１６ｄ）が形成されている。
【００４０】
さらに、第４の絶縁体層６は、第３のフェライト素体１２と対向する第５のフェライト素体１７の主面に対し斜め上方に傾斜状となるように第２の外側ライン電極群１５ｂ（第５〜第８の外側ライン電極群１８ａ〜１８ｄ）が平行状に形成されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、第１〜第５のフェライト素体７、９、１２、１４、１７は、主成分が、ＹＩＧからなるガーネット型フェライト系材料で形成され、これらで磁器本体を構成している。
【００４２】
尚、ＹＩＧ中のＹ及びＦｅの一部は、必要に応じて各種元素で置換するのも好ましく、例えば、Ｙの一部をＣａで置換した（Ｙ，Ｃａ）３Ｆｅ５Ｏ12や、Ｆｅの一部をＩｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｖのうちの少なくとも１種で置換したＹ３（Ｆｅ，Ｉｎ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ａｌ）５Ｏ12、Ｙ（Ｆｅ，Ｓｎ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｖ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｖ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｖ）５Ｏ12、或いはこれらの組み合わせを適宜使用することができる。
【００４３】
また、ビア電極８、１１、１３、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂはいずれもＣｕで形成され、これらで電極部を構成している。
【００４４】
そして、第８の外側ライン電極１８ｄの上端は、ビア電極１３ｄ、８ｅ、１１ｄを介して第４の外側ライン電極１６ｄの上端に電気的に接続されている。さらに、第４の外側ライン電極１６ｄの下端はビア電極１１ｈ、８ｌ、１３ｇを介して第７の外側ライン電極１８ｃの下端に電気的に接続されている。以下同様に、第７の外側ライン電極１８ｃの上端は、ビア電極１３ｃ、８ｄ、１１ｃを介して第３の外側ライン電極１６ｃの上端に電気的に接続され、第３の外側ライン電極１６ｃの下端はビア電極１１ｇ、８ｋ、１３ｆを介して第６の外側ライン電極１８ｂの下端に電気的に接続されている。また、第６の外側ライン電極１８ｂの上端は、ビア電極１３ｂ、８ｃ、１１ｂを介して第２の外側ライン電極１６ｂの上端に電気的に接続され、第２の外側ライン電極１６ｂの下端はビア電極１１ｆ、８ｊ、１３ｅを介して第５の外側ライン電極１８ａの下端に電気的に接続されている。さらに、第５の外側ライン電極１８ａの上端は、ビア電極１３ａ、８ｂ、１１ａを介して第１の外側ライン電極層１６ａの上端に電気的に接続されている。さらに、第１の外側ライン電極１６ａはビア電極８ｉに接続されると共に、第４の外側ライン電極１６ｄはビア電極８ｍに接続されている。尚、ビア電極８ｍは第１の外側ライン電極群１５ａ及び第２の外側ライン電極群１５ｂのそれぞれの端部の接続用電極として共用される。また、ビア電極８ｆ、８ｇ、８ｈはダミー電極である。
【００４５】
このように第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂは、第１及び第２の絶縁体層３、４により第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂとの電気的絶縁性を確保しながら、メインフェライト層２の周囲を螺旋状に４ターン巻回されている。そして、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂと第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂとはビア電極８ｌを介して電気的に接続されている。
【００４６】
尚、本実施の形態で、ターン数とは、第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂがメインフェライト層２を１回横断した状態を０．５ターンとして計算している。そして、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂと第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂとの交差角度は、必要に応じて所望角度に設定され、これにより入力インピーダンスや挿入損失が調整される。
【００４７】
次に、磁性体磁器１の製造方法を詳述する。
【００４８】
〔メインフェライト層、第１〜第４の絶縁体層の作製（成形体及び導電膜の作製工程）〕
Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を含む複数種のセラミック素原料を所定量秤量し、ＰＳＺボール等の玉石及び純水と共にボールミルで湿式混合した後、大気中で仮焼し、その後湿式粉砕して仮焼粉末を得る。次いで、この仮焼粉末と有機バインダとを有機溶剤中に分散させてセラミックスラリーを作製する。
【００４９】
次いで、このセラミックスラリーを、コータ法やドクターブレード法等の成形加工法を使用して成形し、図２に示すように、矩形状の第１の磁性体シート１９を作製する。
【００５０】
次いで、平均粒径１〜２μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズ、バインダ樹脂、分散剤等を用意し、これらの原料を三本ロールミル等を使用して混練・分散させ、ビア電極用Ｃｕペーストを作製する。
【００５１】
次いで、この第１の磁性体シート１９をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成する。そして、該凹部にビア電極用Ｃｕペーストを充填し、その後乾燥させ、これによりビア電極用導電膜８ａ′〜８ｎ′を有するメインフェライトシート２′を作製する。
【００５２】
次に、上述と同様の方法で、図３に示すように、第２の磁性体シート２０を作製し、該第２の磁性体シート２０をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成し、前記ビア電極用Ｃｕペーストを凹部にＣｕを充填する。
【００５３】
次いで、平均粒径１〜２μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズ、バインダ樹脂、有機溶剤等を用意し、これらの原料を三本ロールミル等を使用して混練・分散させ、ライン電極用Ｃｕペーストを作製する。
【００５４】
次いで、第２の磁性体シート２０の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、その後、乾燥させて第１のメインライン電極用導電膜１０ａ′及びビア電極用導電膜１１ａ′〜１１ｈ′を有する第１の絶縁体シート３′を形成する。
【００５５】
尚、本実施の形態では、ビア電極用導電膜１１ａ′〜１１ｈ′は凹部に充填して形成され、メインライン電極用導電膜１０ａ′はスクリーン印刷法等で形成している。すなわち、ビア電極用導電膜とライン電極用導電膜とでは形成方法が異なることから、これらの導電膜の形成に適合するように、ビア電極用Ｃｕペーストとライン電極用Ｃｕペーストとでは異なる成分組成に調製されている。
【００５６】
次いで、上述と同様の方法・手順で、図４に示すように、第３の磁性体シート２１を作製し、該３の磁性体シート２１をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成し、ビア電極用Ｃｕペーストを凹部にＣｕを充填し、さらに第３の磁性体シート２１の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、その後、乾燥させて第２のメインライン電極用導電膜１０ｂ′及びビア電極用導電膜１３ａ′〜１３ｈ′を有する第２の絶縁体シート４′を形成する。
【００５７】
さらに、上述と同様の方法で、図５に示すように、第４の磁性体シート２２を作製し、該第４の磁性体シート２２の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、乾燥させて第１〜第４の外側ライン電極用導電膜１６ａ′〜１６ｄ′を有する第３の絶縁体シート５′を作製する。
【００５８】
同様に、図６に示すように、第５の磁性体シート２３を作製し、該第５の磁性体シート２３の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、乾燥させて第５〜第８の外側ライン電極用導電膜１８ａ′〜１８ｄ′を有する第４の絶縁体シート６′を作製する。
【００５９】
〔熱処理工程〕
まず、メインフェライトシート２′を第１及び第２の絶縁体シート３′、４′で挟持し、さらに第１及び第２の絶縁体シート３′、４′を第３及び第４の絶縁体シート５′、６′で挟持して圧着し、積層体ブロックを作製し、この積層体ブロックを熱処理し、焼成する。
【００６０】
図７は、熱処理プロファイルの第１の実施の形態を示す図であって、本熱処理プロファイルは、脱バインダ処理２４、残Ｃ除去処理２５、及び焼結処理２６を有している。
【００６１】
〔脱バインダ処理２４〕
脱バインダ処理２４では、焼成炉の炉内温度を昇温させ、温度Ｔ１（例えば、３５０〜５００℃）で所定時間ｔ１（例えば、２時間）、積層体ブロックを熱処理し、該積層体ブロックに含まれているバインダを焼失させる。
【００６２】
〔残Ｃ除去処理２５〕
残Ｃ除去処理２５では、脱バインダ後の被処理物に残留している炭素を除去する。
【００６３】
すなわち、Ｃｕとフェライトとを同時焼成するためには、フェライトをＣｕの融点である１０８０℃以下の低温で焼結させる必要がある。
【００６４】
しかしながら、脱バインダ後の被処理物に大量の残留炭素が存在すると、後工程の焼結処理でフェライトの焼結が阻害され、焼結性が低下し、１０８０℃以下の低温での焼結が困難になるおそれがある。また、焼結処理時に残留炭素が大量に存在すると、フェライトが残留炭素によって還元され、その結果フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００６５】
したがって、焼結処理の前段階で残留炭素を極力低減させる必要がある。具体的には、残留炭素の含有量を２０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下に抑制するのが望ましい。
【００６６】
そのためにはＣｕの酸化とフェライトの還元が抑制されるような酸素分圧及び熱処理温度となるように残Ｃ除去条件を設定する必要がある。
【００６７】
すなわち、反応系が平衡状態にある場合、標準生成ギプスエネルギーΔＧ°は数式（１）で表される。
【００６８】
ΔＧ°＝２．３０３ＲＴlogＰＫＯ２…（１）
ここで、Ｒは気体定数（＝８．３１４×１０-3ｋＪ／Ｋ・mol）、Ｔは絶対温度（Ｋ）、ＰＫＯ２は平衡酸素分圧（Ｐａ）である。
【００６９】
そして、例えば、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも低い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕは酸化されず、Ｃｕ金属の状態を維持する。一方、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも高い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ２Ｏを生成する。
【００７０】
また、フェライトの場合は、Ｆｅ２Ｏ３の平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも低い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｆｅ２Ｏ３の還元が促進され、Ｆｅ３Ｏ４を生成する。一方、Ｆｅ２Ｏ３の平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも高い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｆｅ２Ｏ３の状態で焼結される。
【００７１】
そして、本実施の形態では、このようなＣｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａに設定し、熱処理温度Ｔ２を５５０℃〜７００℃の範囲に設定して所定時間ｔ２（例えば、４〜５時間）熱処理を行い、これにより残Ｃ除去を行なっている。
【００７２】
すなわち、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕが著しく酸化され、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００７３】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-13Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元され、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００７４】
また、熱処理温度が５５０℃未満になると、残留炭素が水性反応を起こし難くなり、このため残留炭素の含有量を２０００ｐｐｍ以下に抑制するのが困難となる。一方、熱処理温度が７００℃を超えると、フェライト及びＣｕの平衡酸素分圧から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａの範囲で熱処理を行うと、フェライトは還元されてフェライト特性の劣化を招くおそれがあり、また、Ｃｕは酸化されてＱ値の劣化を招くおそれがある。
【００７５】
〔焼結処理２６〕
残Ｃ除去処理２５後に行なう焼結処理２６では、第１〜第５の磁性体シート１９〜２３とライン電極用導電膜１０、１６、１８及びビア電極用導電膜８、１１、１３を同時に焼結させる。
【００７６】
この場合も、残Ｃ除去処理と同様、所望の電極特性及びフェライト特性を得るためには、Ｃｕの酸化とフェライトの還元が抑制されるような酸素分圧及び熱処理温度となるような熱処理条件を設定する必要がある。
【００７７】
本実施の形態では、Ｃｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−6Ｐａに設定し、熱処理温度Ｔ３を１０００℃〜１０８０℃の範囲に設定して所定時間ｔ３（例えば、４〜５時間）熱処理を行い、これにより焼結を行なっている。
【００７８】
すなわち、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-0Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕが著しく酸化し、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００７９】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０−6Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元されるため、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００８０】
また、酸素分圧が１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−6Ｐａの範囲で焼結処理を行った場合、焼結温度が１０００℃未満になるとフェライトが焼結不良となり、一方、焼結温度が１０８０℃を超えると、Ｃｕの融点を超えるため、電極の断線等を招くおそれがある。
【００８１】
そして以上のように酸素分圧及び熱処理温度を設定して残Ｃ除去処理２５及び焼結処理２６を行うことにより、Ｃｕとフェライト材料を同時焼成しても、電極特性やフェライト特性の良好な磁性体磁器１を得ることができる。
【００８２】
尚、酸素分圧及び熱処理温度は、上述した範囲内であれば、熱処理中に変動が生じても影響を与えることはなく、また、焼成炉内での昇温速度や降温速度も特に限定されるものではない。
【００８３】
図８は、上記磁性体磁器１を使用したセラミック電子部品としての２ポート型アイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す斜視図であって、本実施の形態では、集中定数型のアイソレータを示している。
【００８４】
このアイソレータは、回路基板２７上にアイソレータ本体２８が実装されると共に、平板状に形成されたヨーク２９が絶縁層３０を介して前記アイソレータ本体２８に載設されている。
【００８５】
回路基板２７は、導電膜が形成された複数のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されたセラミック多層基板からなり、整合用コンデンサや終端抵抗が内蔵されている。そして、回路基板２７の上面にはアイソレータ本体２８と電気的接続を行うための上面電極３１ａ〜３１ｃが形成されると共に、該回路基板２７の下面には外部接続用に複数の下面電極（不図示）が形成されている。
【００８６】
ヨーク２９は、電磁シールド機能を有し、アイソレータ本体２８からの磁気の漏れや高周波電磁界の漏れを抑制すると共に、外部からの磁気の影響を抑制する作用を有する。尚、ヨーク２９は、必ずしも接地されている必要はないが、はんだ付けや導電性接着剤などで接地してもよく、接地することにより、高周波シールドの向上に寄与することができる。
【００８７】
アイソレータ本体２８は、上記磁性体磁器１が熱硬化性系エポキシ樹脂等の接着剤３２ａ、３２ｂを介して一対の永久磁石３３ａ、３３ｂで挟着されている。
【００８８】
尚、永久磁石３３ａ、３３ｂとしては、特に限定されるものではないが、Ｓｒ系、Ｂａ系、或いはＬａ−Ｃｏ系のフェライト磁石を好んで使用することができる。
【００８９】
図９は上記アイソータの等価回路を示す電気回路図である。
【００９０】
すなわち、回路基板２７には整合用コンデンサＣ１及び終端抵抗Ｒが内蔵され、回路基板２７の下面に形成された下面電極（不図示）が入力ポートＰ１を形成している。そして、該下面電極は、回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ａ及びメインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｎを介してメインライン電極１０（第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂ）の一端に接続されている。
【００９１】
メインライン電極１０の他端及び外側ライン電極群１５（第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂ）の一端は、メインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｍ及び回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ｂを介して終端抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１、Ｃ２に接続され、かつ、回路基板２７の下面に形成された下面電極に接続され、出カポートＰ２を形成している。
【００９２】
また、外側ライン電極群１５の他端は、メインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｉ及び回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ｃを介してコンデンサＣ２及び回路基板２７の下面に形成された下面電極に接続され、該下面電極がグランドポートＰ３を形成している。
【００９３】
このように構成されたアイソレータは、磁性体磁器１がＣｕとフェライト材料が同時焼成されてなるので、生産性が良好で耐湿信頼性に優れ、かつ電極特性やフェライト特性の良好なものとなる。
【００９４】
また、上記第１の実施の形態では、熱処理工程が、脱バインダ処理２４、残Ｃ除去処理２５、及び焼結処理２６の３過程を有しているが、図１０に示すように、焼結処理２６の後に、残Ｃ除去処理２５の熱処理条件に戻し、再還元・再酸化処理３４を所定時間ｔ４（例えば、４〜５時間）行うのも好ましい。
【００９５】
すなわち、焼結処理では、Ｃｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、Ｃｕに対しては酸化性雰囲気で、フェライトに対しては還元雰囲気で焼結処理が行なわれることから、熱処理雰囲気を調整して再還元・再酸化処理を行なうことにより、電極の酸化を抑制しつつフェライト特性をより一層向上させることが可能となる。
【００９６】
ただし、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕに対し酸化性雰囲気となってＣｕが著しく酸化し、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００９７】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-13Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元され、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００９８】
また、熱処理温度が５５０℃未満になると、温度が低いためフェライトの再酸化を進行させるのが困難となる。
【００９９】
一方、熱処理温度が７００℃を超えると、フェライトの還元が促進されてフェライト特性が却って劣化するおそれがあり、またＣｕの酸化が促進されてＱ値が劣化するおそれもある。
【０１００】
したがって、再還元・再酸化処理３４は、残Ｃ除去条件と同様の熱処理条件、すなわち、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａに設定し、５５０℃〜７００℃の温度範囲で所定時間ｔ４（例えば、４〜５時間）熱処理を行うのが好ましい。
【０１０１】
また、本発明は、フェライト材料の主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％含有するのも好ましく、これにより磁性体シートのより低温での焼結が可能となる。特に、Ｃｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％含有することにより、フェライト特性のより一層の向上を図ることが可能となる。
【０１０２】
ただし、Ｃｕ酸化物の含有量が０．２５重量％未満になると、Ｃｕ酸化物の添加効果を発揮することが困難となり、一方、Ｃｕの含有量が２．５０重量％を超えると、却ってフェライト特性の劣化を招くおそれがあり、好ましくない。
【０１０３】
そして、このようなＣｕ酸化物としては、ＣｕＯ及びＣｕ２Ｏのいずれか１種又はこれらの組み合わせを使用することができる。
【０１０４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、セラミック電子部品についてもアイソレータを例示して説明したが、サーキュレータなど、他の通信用高周波回路等にも適用可能であるのはいうまでもない。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、金属材料にＣｕを使用しているが、特性を損なわない範囲でＣｕを主成分とするものであればよく、例えばＣｕ合金を使用してもよい。
【０１０６】
次に、本発明の実施例を具体例に説明する。
【実施例１】
【０１０７】
〔メインフェライトシートの作製〕
セラミック素原料として、ＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、及びＩｎ２Ｏ３を用意し、主成分組成が（Ｙ2.12Ｃａ0.89）（Ｆｅ4.05Ａｌ0.30Ｖ0.42Ｉｎ0.22）Ｏ12.00となるように、これらセラミック素原料を秤量した。
【０１０８】
次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、９５０℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。
【０１０９】
次に、副成分としてＣｕＯを用意し、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％となるようにＣｕＯを秤量して仮焼粉末に添加し、ポリビニルブチラール系バインダ、有機溶剤としてのエタノール、及びＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを得た。
【０１１０】
次に、得られたセラミックスラリーを、コータ装置を使用して厚さが１５０μｍとなるようにシート状に成形し、さらに上面及び下面をレーザ加工して所定個数の凹部を形成し、これにより第１の磁性体シートを得た。
【０１１１】
次に、平均粒径が約１．６μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズとしてのポリプロピレン樹脂（平均粒径：６．７μｍ、比重：０．８９）、バインダ樹脂としてのエトセル樹脂、及び分散剤として楠本化成社製ディスパロン２１５０を用意した。そして、Ｃｕ粉末、ポリプロピレン樹脂、エトセル樹脂、分散剤の含有比率が体積％で、３８：１０：５０：２となるようにそれぞれ秤量し、三本ロールミルを使用して混練・分散させ、これによりビア電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１２】
次いで、第１の磁性体シートに形成された凹部に上記ビア電極用Ｃｕペーストを充填し、乾燥させ、これによりメインフェライトシートを作製した（図２参照）。
【０１１３】
〔第１の絶縁体シートの作製〕
セラミック素原料として、ＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、及びＩｎ２Ｏ３を用意し、主成分組成が（Ｙ1.61Ｃａ1.40）（Ｆｅ3.76Ａｌ0.35Ｖ0.61Ｉｎ0.27）Ｏ12.00となるように、これらセラミック素原料を秤量した。次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、９５０℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。
【０１１４】
次に、副成分としてＣｕＯを用意し、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％となるようにＣｕＯを秤量して仮焼粉末に添加し、ポリビニルブチラール系バインダー、有機溶剤としてのエタノール、及びＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを得た。
【０１１５】
次に、得られたセラミックスラリーに対し、コータ装置を使用して厚さが３０μｍとなるようにシート状に成形し、さらに上面及び下面をレーザ加工して所定個数の凹部を形成し、これにより第２の磁性体シートを得た。
【０１１６】
次に、メインフェライトシートの作製時に使用したビア電極用Ｃｕペーストを用意し、さらに以下の方法・手順でライン電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１７】
すなわち、平均粒径が約１．６μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズとしてのアクリル樹脂（平均粒径：１．１μｍ、比重：１．２）、バインダ樹脂としてのエトセル樹脂、及び有機溶剤としてのジヒドロターピネオールを用意した。そして、Ｃｕ粉末、アクリル樹脂、エトセル樹脂、ジヒドロターピネオールの含有比率が体積％で、３３：９：５０：８となるようにそれぞれ秤量し、三本ロールミルを使用して混練・分散させ、これによりライン電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１８】
次いで、第１の磁性体シートに形成された凹部に上記ビア電極用Ｃｕペーストを充填させると共に、上記ライン電極用Ｃｕペーストを使用してスクリーン印刷を行い、メインライン電極用導電膜を形成し、その後乾燥させ、これにより試料番号１〜４１の第１の絶縁体シートを作製した（図３参照）。
【０１１９】
〔第２の絶縁体シートの作製〕
第１の絶縁体シートと略同様の方法・手順で、第２の絶縁体シートを作製した（図４参照）。
【０１２０】
〔第３の絶縁体シートの作製〕
第１の絶縁体シートと同様の方法・手順で、セラミックスラリーを作製した。次いで、上記セラミックスラリーを、コータ装置を使用して厚さが３０μｍとなるようにシート状に成形し第４の磁性体シートを得た。
【０１２１】
そして、ライン電極用Ｃｕペーストを使用してスクリーン印刷を行い、外側ライン電極用導電膜が形成された第３の絶縁体シートを作製した（図５参照）。
【０１２２】
〔第４の絶縁体シートの作製〕
第３の絶縁体シートと略同様の方法・手順で、第４の絶縁体シートを作製した（図６参照）。
【０１２３】
〔マザー積層体の作製〕
メインフェライトシートの両主面に第１の絶縁体シート及び第２の絶縁体シートを配し、さらに第１の絶縁体シートの外側に第３の絶縁体シート、第２の絶縁体シートの外側に第４の絶縁体シートをそれぞれ配し、積層して６０℃に加熱し、１００ＭＰａの圧力で６０秒間加圧し、圧着させ、試料番号１〜４１のマザー積層体を得た。
【０１２４】
〔熱処理工程〕
（脱バインダ処理）
試料番号１〜４１の各積層体ブロックを４００℃の温度で２時間保持して脱バインダを行ないバインダを焼失させた。
【０１２５】
（残Ｃ除去処理）
表１及び表２に示すような酸素分圧ＰＯ２及び熱処理温度で５時間、熱処理を行なった。
【０１２６】
尚、残Ｃ除去処理の終了後に、酸素気流中高周波加熱下における赤外吸収法によって、各試料の残留炭素量を測定した。
【０１２７】
（焼結処理）
残Ｃ除去処理の終了後に、表１及び表２に示すような酸素分圧ＰＯ２及び熱処理温度で５時間、熱処理を行なった。
【０１２８】
〔積層体ブッロクの作成〕
熱処理工程終了後に、マザー積層体を、縦１．５ｍｍ、横０．７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの大きさに切り出し、試料番号１〜４１の積層体ブロックを得た。
【０１２９】
〔試料の特性評価〕
試料番号１〜４１の各試料について、電極構造、電極特性、フェライト特性、アイソレータ特性を評価した。
【０１３０】
表１及び表２は各試料の焼成条件、及び評価結果を示しており、表１の試料番号１〜２９は、本発明の実施例試料、表２の試料番号３０〜４１は本発明範囲外の比較例試料を示している。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
【表２】
【０１３３】
ここで、電極構造は、各試料の電極断面を倍率２００倍の金属顕微鏡で観察し、電極内部に亀裂が認められなかったものを良（○）、亀裂が認められたものを不良（×）と判断した。
【０１３４】
電極特性は、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製ＨＰ４２９１Ａ）を使用し、測定周波数１．０ＧＨｚ、動作磁界１０００ガウスでＱ値を測定した。電極特性は、Ｑ値が３２００Ａ／Ｔ以上の試料を良（○）、３２００Ａ／Ｔ未満の試料を不良（×）と判断した。
【０１３５】
また、フェライト特性は、以下のようにして評価した。
【０１３６】
すなわち、各試料のメインフェライト層を (直径７．０〜８．０ｍｍ、厚み０．２０〜０．３０ｍｍ)の薄肉円板状に切り抜き、表１及び表２の熱処理条件で焼成し、次いでこれらの各焼成品について、両端開放のストリップライン形共振器を使用し、周波数１．０ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅ΔＨを測定した。そして、フェライト特性は、強磁性共鳴半値幅ΔＨが１６００Ａ／Ｔ未満の試料を優（◎）、１６００Ａ／Ｔ以上であって２４００Ａ／Ｔ未満の試料を良（○）、２４００Ａ／Ｔ以上の試料を不良（×）と判断した。
【０１３７】
また、アイソレーター特性は、以下のようにして評価した。
【０１３８】
すなわち、試料番号１〜４１の各試料に整合素子と終端抵抗を加えてアイソレーターを構成し、上述したネットワークアナライザを使用して挿入損失ＩＬを測定してアイソレータ特性を評価した。そして、挿入損失ＩＬが０．３５ｄＢ未満の試料を優（◎）、０．３５ｄＢ以上０．４０ｄＢ未満の試料を良（○）、０．４０ｄＢ以上の試料を不良（×）と判断した。
【０１３９】
次に、試料番号１〜４１の各試料の評価結果について述べる。
【０１４０】
試料番号３０、３１は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは、残Ｃ除去処理における熱処理温度が５００℃と低く、残留炭素が水性反応を起こしにくいためと思われる。すなわち、残留炭素が水性反応を起こしにくいため、残留炭素を十分に除去できずに残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍを超えてしまった。このため焼結処理でフェライトが残留炭素によって還元され、良好なフェライト特性及びアイソレータ特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４１】
試料番号３２、３３も、試料番号３０、３１と同様、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは残Ｃ除去処理における熱処理温度が７５０℃と高いため、フェライトに対して還元雰囲気となりフェライトが還元されてしまったためと思われる。
【０１４２】
試料番号３４、３５も、試料番号３０〜３３と同様、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは焼結処理の熱処理温度が９５０℃と低いため、フェライトを十分に焼結させることができず、フェライトが焼結不足となり、実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかった。
【０１４３】
試料番号３６、３７は、全ての評価が不良（×）となった。これは焼結処理の熱処理温度がＣｕの融点である１０８０℃よりも高いため、電極が溶解し、電極特性が不良となった。また、酸素分圧がフェライトに対し還元雰囲気となって該フェライトが還元されたため、フェライト特性も不良となり、実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４４】
試料番号３８は、電極構造、電極特性、アイソレータ特性が不良となった。これは残Ｃ除去処理の酸素分圧が１．０×０-6Ｐａと高いためＣｕが酸化され、その結果焼結処理で電極の構造破壊が起こり、このため実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかった。
【０１４５】
試料番号３９は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良となった。これは残Ｃ除去処理の酸素分圧が１．０×０-14Ｐａと過度に低く、フェライトが還元されてしまったためと思われる。
【０１４６】
試料番号４０は、電極構造、電極特性、アイソレータ特性が不良となった。これは焼結処理の酸素分圧が１０Ｐａと高く、Ｃｕが酸化されて電極の構造破壊が起こり、このため実用に供し得るアイソレータ特性を得ることができなかった。
【０１４７】
試料番号４１は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良となった。これは焼結処理の酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａと低く、フェライトが還元されたためフェライト特性が不良となり、実用に供し得るアイソレータ特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４８】
これに対し試料番号１〜２９は、残Ｃ除去処理が、酸素分圧：１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度：５５０℃〜７００℃で行なわれ、また、焼結処理が、酸素分圧：１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、熱処理温度：１０００℃〜１０８０℃で行なわれているので、電極構造、電極特性、フェライト特性、アイソレータ特性の全てにおいて良好な結果が得られた。
【実施例２】
【０１４９】
この実施例２では、焼結処理後に再還元・再酸化処理を行なった。
【０１５０】
すなわち、まず、実施例１と同様の方法・手順で、メインフェライトシート、第１〜第４の絶縁体シートを作製し、マザー積層体を作製した。
【０１５１】
次いで、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ、熱処理温度を５５０℃、又は酸素分圧を１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度を７００℃に設定して５時間熱処理を行ない、これにより残Ｃ除去処理を実施し、その後酸素分圧を１．０×１０0Ｐａ、熱処理温度を７００℃に設定して５時間熱処理を行い、これにより焼結処理を実施した。
【０１５２】
そしてこの後、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ、熱処理温度を５５０℃に設定して５時間熱処理を行い、Ｃｕ電極を再還元し、フェライトを再酸化し、所定寸法に切断して試料番号５１〜５４の試料を得た。
【０１５３】
次に、実施例１と同様の方法・手順で電極構造、電極特性、フェライト特性、及びアイソレータ特性を評価した。尚、これらの評価基準は実施例１と同様である。
【０１５４】
表３は、試料番号５１〜５４の各試料の焼成条件、及び評価結果を示している。
【０１５５】
【表３】
【０１５６】
この表３から明らかなように再還元・再酸化処理を行なうことにより、強磁性共鳴半値幅ΔＨは１６００Ａ／Ｔ未満となって、フェライト特性が向上することが分かった。
【０１５７】
これは焼結処理の酸素分圧及び熱処理温度がフェライトの平衡酸素分圧の関係から還元雰囲気で行なわれており、したがってフェライトに対し酸化性雰囲気に設定して再度熱処理を行なうことにより、Ｃｕの酸化を抑制しつつフェライトが酸化され、これによりフェライト特性がより一層向上したものと思われる。
【実施例３】
【０１５８】
この実施例３では、磁性体シートに含有されるＣｕＯの含有量を異ならせ、特性を評価した。
【０１５９】
すなわち、ＣｕＯの含有量を０．５０〜２．５０重量％の範囲で異ならせた以外は、実施例１と同様の方法でメインフェライト層及び第１〜第４の絶縁体層を作製し、試料番号６１〜６３のマザー積層体を作製した。
【０１６０】
次いで、試料番号６１〜６３の各積層体ブロックを４００℃の温度で２時間保持してバインダを焼失させ脱バインダを行なった。
【０１６１】
次いで、酸素分圧を１．０×１０-10Ｐａ、熱処理温度を６００℃に設定して５時間熱処理を行ない、これにより残Ｃ除去処理を実施し、その後酸素分圧を１．０×１０-2Ｐａ、熱処理温度を１０４０℃に設定して５時間熱処理を行い、これにより焼結処理を実施し、所定寸法に切断して試料番号６１〜６３の試料を得た。
【０１６２】
そして、実施例１と同様の方法・手順でフェライト特性、及びアイソレータ特性を評価した。尚、これらの評価基準は実施例１と同様である。
【０１６３】
表４は、試料番号６１〜６３の各試料の焼成条件、及び評価結果を示している。尚、試料番号６１〜６３の熱処理条件（残Ｃ除去処理及び焼結処理）は、実施例１の試料番号２と同様の条件で行なったものであり、比較のため試料番号２の評価結果を再掲している。
【０１６４】
【表４】
【０１６５】
この試料番号６１〜６３から明らかなように、ＣｕＯの含有量を０．５０〜２．５０重量％の範囲に設定することにより、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％の試料番号２よりもフェライト特性が向上することが分かった。これは融点の低いＣｕの含有量を増加させているため、フェライトの焼結がより促進され、その結果、フェライト特性が向上したものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
磁性体材料とＣｕとを同時焼成させても電極特性とフェライト特性とを両立させることができ、良好なアイソレータ特性を実現することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
７、９、１２、１４、１７ フェライト素体（磁器本体）
８ａ〜８ｎ、１１ａ〜１１ｈ、１３ａ〜１３ｈ ビア電極
８ａ′〜８ｎ′、１１ａ′〜１１ｈ′、１３ａ′〜１３ｈ′ ビア電極用導電膜
１０ａ、１０ｂ メインライン電極
１０ａ′、１０ｂ′ メインライン電極用導電膜
１６ａ〜１６ｄ、１８ａ′〜１８ｄ 外側ライン電極
１６ａ′〜１６ｄ′、１８ａ′〜１８ｄ′ 外側ライン電極用導電膜
１９〜２３ 磁性体シート（成形体）
２５ 残Ｃ除去処理
２６ 焼結処理
３４ 再還元・再酸化処理
【技術分野】
【０００１】
本発明は高周波用磁性体磁器の製造方法、及び高周波用磁性体磁器、並びにセラミック電子部品に関し、より詳しくはガーネット型フェライト系材料を主成分とした磁器本体を有する高周波用磁性体磁器の製造方法、及び該製造方法を使用して製造された高周波用磁性体磁器、並びに該高周波用磁性体磁器を使用した非可逆回路部品等のセラミック電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話やミリ波レーダ等のマイクロ波領域の電磁波を利用した通信技術の進展に伴い、アイソレータ等の非可逆回路素子の研究・開発が盛んに行われている。
【０００３】
アイソレータは、一般に、信号の伝送方向には減衰がなく、逆方向には減衰が大きくなる機能を有しており、数１００ＭＨｚ〜数ＧＨｚの極超短波帯やマイクロ波帯で使用される携帯電話、自動車電話等の移動体通信機器の送受信回路に搭載されている。
【０００４】
そして、この種の磁性体材料としては、従来より、イットリウム鉄ガーネットＹ３Ｆｅ５Ｏ12（以下、「ＹＩＧ」という。）に代表されるガーネット型フェライト系材料が広く使用されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、主成分が、一般式（Ｙ3.0-ｘ-ｙＢｉｘＣａｙ）（Ｆｅ5-α-β-γＩｎαＡｌβＶγ）０12で表される組成を有し、ｘ、ｙの値が、０．４４＜ｘ≦１．５、０．５≦ｙ≦１．２であり、α、β、γの値が、０≦α≦０．４、０≦β≦０．４５、０．２５≦γ≦０．６（ただし０．１≦α＋β≦０．７５）の範囲内にあって、副成分としてＣｕ及び／又はＺｒを含み、その含有量は、前記主成分１００重量部に対して、ＣｕをＣｕＯ換算で０重量％≦ＣｕＯ≦０．８重量％、ＺｒをＺｒＯ２換算で、０重量％≦ＺｒＯ２≦０．８重量％であり、ガーネット構造を有する相を主成分とし、８５０℃以上９８０℃未満の温度で焼結するようにした多結晶セラミック磁性体材料が開示されている。
【０００６】
この特許文献１では、Ｙの一部をＢｉで置換し、かつ副成分としてＣｕＯを含有させることにより、８５０℃以上９８０℃未満の低い温度での焼成を可能としている。そして、特許文献１の実施例では、金属材料にＡｇを使用し、Ａｇと磁性体シートとを同時焼成させ、これにより非可逆回路素子を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１４５７０５号公報（請求項１、段落番号〔００３２〕〜〔００３８〕等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、磁性体材料とＡｇとを８５０℃以上９８０℃未満の焼成温度で同時焼成しているものの、Ａｇは一般にマイグレーションが生じやすく、耐湿信頼性に欠けるという問題点がある。
【０００９】
したがって、金属材料としては、耐湿信頼性が良好なＣｕ系材料を使用するのが望ましい。
【００１０】
一方、Ｃｕの融点は約１０８０℃であるため、Ｃｕと磁性体材料とを同時焼成するためには、１０８０℃以下の温度雰囲気で焼成する必要がある。
【００１１】
しかしながら、上記特許文献１では、Ａｇ以外にＣｕとの同時焼成も可能と記載されているものの、Ｃｕとフェライトの平衡酸素分圧の関係から、フェライト特性を損なうことなくＣｕと磁性体材料とを同時焼成するのが困難であり、このためＣｕ系の金属材料とガーネット型フェライトとを同時焼成した高周波用磁性体磁器を得られていない状況にある。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、金属材料にＣｕを使用しても、電極特性やフェライト特性を損なうことなくＣｕと磁性体材料とを同時焼成することができる高周波用磁性体磁器の製造方法、及び高周波用磁性体磁器、並びにこの高周波用磁性体磁器を備えた非可逆回路部品等のセラミック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】
本発明者らは、金属材料にＣｕを使用し、磁性体材料にガーネット型フェライト系材料を使用して鋭意研究を行ったところ、焼結処理の前段階で、所定条件下熱処理を行ない、残留炭素を極力除去することにより、その後の焼結処理でフェライトの焼結を効果的に促進することができるという知見を得た。
【００１４】
そして、本発明者らの更なる鋭意研究の結果、残留炭素を上述のように極力除去した後、所定条件下、熱処理を行うことより、Ｃｕ系の金属材料と磁性体材料とを同時焼結させることができ、しかも電極特性とフェライト特性の両立が可能な高周波用磁性体磁器を得ることのできるという知見を得た。
【００１５】
また、残留炭素処理及び焼結処理を行うための所定条件、すなわち熱処理条件は、Ｃｕやフェライトの平衡酸素分圧から見出すことができる。
【００１６】
本発明はこのような知見に基づきなされたものであって、本発明に係る高周波用磁性体磁器の製造方法は、主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残留炭素除去処理（以下、「残Ｃ除去処理」という。）と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいることを特徴としている。
【００１７】
また、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記残Ｃ除去処理後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であることを特徴としている。
【００１８】
そして、本発明者らの更なる鋭意研究の結果、焼結後に残Ｃ除去処理と同様の条件で再度熱処理を行うことにより、電極を再還元し、磁器本体を再酸化することができ、これによりフェライト特性の更なる向上を図ることができる。
【００１９】
すなわち、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むことを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％含有させた場合に磁性体材料とＣｕ系材料とを同時焼成させることができ、特に、Ｃｕ酸化物が主成分中に０．５０〜２．５０重量％含有している場合は、より一層の特性向上を図ることができることが分かった。
【００２１】
すなわち、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加することを特徴としている。
【００２２】
また、本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法は、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加することを特徴としている。
【００２３】
また、本発明に係る高周波用磁性体磁器は、上記いずれかに記載の製造方法を使用して製造されたことを特徴としている。
【００２４】
また、本発明に係るセラミック電子部品は、上記高周波用磁性体磁器を備えていることを特徴としている。
【００２５】
また、本発明のセラミック電子部品は、非可逆回路部品であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の高周波用磁性体磁器の製造方法によれば、主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残Ｃ除去処理と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいるので、残Ｃ除去処理により焼結処理時のフェライトの焼結が促進され、磁性体材料からなる成形体とＣｕを主成分とする導電膜とを同時焼結させても、電極特性やフェライト特性を両立させることのできる高周波用磁性体磁器を製造することができる。
【００２７】
また、前記残Ｃ除去工程後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であるので、焼結処理時にフェライトが残留炭素で還元されるのを極力抑制することができる。
【００２８】
また、前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むので、焼結処理で酸化された電極が還元され、還元された磁器本体が酸化され、これによりフェライト特性をより一層向上させることができる。
【００２９】
また、前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加するので、磁性体材料の焼結性が促進される。特に前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加した場合は、磁性体材料の焼結性のより一層の促進を図ることができ、フェライト特性を向上させることができる。
【００３０】
また、本発明の高周波用磁性体磁器によれば、上記いずれかに記載の製造方法を使用して製造されているので、Ｃｕを主成分とする導電膜と磁性体材料とを同時焼結しても、電極特性とフェライト特性とが両立した高周波用磁性体磁器を得ることができる。
【００３１】
また、本発明のセラミック電子部品は、上記高周波用磁性体磁器を備えているので、電極特性とフェライト特性とが両立した実用に供することのできる非可逆回路部品等のセラミック電子部品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の製造方法で製造された高周波用磁性体磁器の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【図２】メインフェライト層の製造方法を示す斜視図である。
【図３】第１の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図４】第２の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図５】第３の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図６】第４の絶縁体層の製造方法を示す斜視図である。
【図７】熱処理プロファイルの第１の実施の形態を示す図である。
【図８】本発明の製造方法で製造された高周波用磁性体磁器を使用したセラミック電子部品としてのアイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す斜視図である。
【図９】上記アイソレータの等価回路を示す電気回路図である。
【図１０】熱処理プロファイルの第２の実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態を詳説する。
【００３４】
図１は、本発明の製造方法により製造された高周波用磁性体磁器（以下、単に、「磁性体磁器」という。）の一実施の形態を示す分解斜視図である。
【００３５】
この磁性体磁器１は、略矩形状に形成されたメインフェライト層２の両主面に第１及び第２の絶縁体層３、４がそれぞれ配されると共に、これら第１及び第２の絶縁体層３、４の外主面には第３及び第４の絶縁体層５、６がそれぞれ配され、一体的に焼結されてなる。
【００３６】
メインフェライト層２は、第１のフェライト素体７の上下両面にビア電極８（８ａ〜８ｎ）が形成されている。
【００３７】
第１の絶縁体層３は、第２のフェライト素体９の一方の主面に第１のメインライン電極１０ａが形成されると共に、上下両面にはビア電極１１（１１ａ〜１１ｈ）が形成されている。また、前記第１のメインライン電極１０ａは、第２のフェライト素体９の一方の主面に沿うように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、一方の端部１０ａ−１はビア電極８ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１０ａ−２はビア電極８ｍと接続可能となるように垂設されている。
【００３８】
第２の絶縁体層４は、第３のフェライト素体１２の一方の主面に第２のメインライン電極１０ｂが形成されると共に、上下両面にはビア電極１３ａ〜１３ｈが形成されている。前記第２のメインライン電極１０ｂは、第２のフェライト素体９に形成された第１のメインライン電極１０ａと略対向状となるように所定角度でもって傾斜状に形成されると共に、一方の端部１０ｂ−１は前記ビア電極８ａと接続可能となるように立設され、かつ他方の端部１０ｂ−２はビア電極８ｎと接続可能となるように垂設されている。このようにメインフェライト層２は、これら第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂにより１ターン巻回されている。
【００３９】
また、第３の絶縁体層５は、第２のフェライト素体９と対向する第４のフェライト素体１４の主面の上下方向に平行状に第１の外側ライン電極群１５ａ（第１〜第４の外側ライン電極１６ａ〜１６ｄ）が形成されている。
【００４０】
さらに、第４の絶縁体層６は、第３のフェライト素体１２と対向する第５のフェライト素体１７の主面に対し斜め上方に傾斜状となるように第２の外側ライン電極群１５ｂ（第５〜第８の外側ライン電極群１８ａ〜１８ｄ）が平行状に形成されている。
【００４１】
そして、本実施の形態では、第１〜第５のフェライト素体７、９、１２、１４、１７は、主成分が、ＹＩＧからなるガーネット型フェライト系材料で形成され、これらで磁器本体を構成している。
【００４２】
尚、ＹＩＧ中のＹ及びＦｅの一部は、必要に応じて各種元素で置換するのも好ましく、例えば、Ｙの一部をＣａで置換した（Ｙ，Ｃａ）３Ｆｅ５Ｏ12や、Ｆｅの一部をＩｎ、Ｓｎ、Ａｌ、Ｖのうちの少なくとも１種で置換したＹ３（Ｆｅ，Ｉｎ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ａｌ）５Ｏ12、Ｙ（Ｆｅ，Ｓｎ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｖ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｖ）５Ｏ12、Ｙ３（Ｆｅ，Ｓｎ，Ａｌ，Ｖ）５Ｏ12、或いはこれらの組み合わせを適宜使用することができる。
【００４３】
また、ビア電極８、１１、１３、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂ、第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂはいずれもＣｕで形成され、これらで電極部を構成している。
【００４４】
そして、第８の外側ライン電極１８ｄの上端は、ビア電極１３ｄ、８ｅ、１１ｄを介して第４の外側ライン電極１６ｄの上端に電気的に接続されている。さらに、第４の外側ライン電極１６ｄの下端はビア電極１１ｈ、８ｌ、１３ｇを介して第７の外側ライン電極１８ｃの下端に電気的に接続されている。以下同様に、第７の外側ライン電極１８ｃの上端は、ビア電極１３ｃ、８ｄ、１１ｃを介して第３の外側ライン電極１６ｃの上端に電気的に接続され、第３の外側ライン電極１６ｃの下端はビア電極１１ｇ、８ｋ、１３ｆを介して第６の外側ライン電極１８ｂの下端に電気的に接続されている。また、第６の外側ライン電極１８ｂの上端は、ビア電極１３ｂ、８ｃ、１１ｂを介して第２の外側ライン電極１６ｂの上端に電気的に接続され、第２の外側ライン電極１６ｂの下端はビア電極１１ｆ、８ｊ、１３ｅを介して第５の外側ライン電極１８ａの下端に電気的に接続されている。さらに、第５の外側ライン電極１８ａの上端は、ビア電極１３ａ、８ｂ、１１ａを介して第１の外側ライン電極層１６ａの上端に電気的に接続されている。さらに、第１の外側ライン電極１６ａはビア電極８ｉに接続されると共に、第４の外側ライン電極１６ｄはビア電極８ｍに接続されている。尚、ビア電極８ｍは第１の外側ライン電極群１５ａ及び第２の外側ライン電極群１５ｂのそれぞれの端部の接続用電極として共用される。また、ビア電極８ｆ、８ｇ、８ｈはダミー電極である。
【００４５】
このように第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂは、第１及び第２の絶縁体層３、４により第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂとの電気的絶縁性を確保しながら、メインフェライト層２の周囲を螺旋状に４ターン巻回されている。そして、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂと第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂとはビア電極８ｌを介して電気的に接続されている。
【００４６】
尚、本実施の形態で、ターン数とは、第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂがメインフェライト層２を１回横断した状態を０．５ターンとして計算している。そして、第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂと第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂとの交差角度は、必要に応じて所望角度に設定され、これにより入力インピーダンスや挿入損失が調整される。
【００４７】
次に、磁性体磁器１の製造方法を詳述する。
【００４８】
〔メインフェライト層、第１〜第４の絶縁体層の作製（成形体及び導電膜の作製工程）〕
Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３を含む複数種のセラミック素原料を所定量秤量し、ＰＳＺボール等の玉石及び純水と共にボールミルで湿式混合した後、大気中で仮焼し、その後湿式粉砕して仮焼粉末を得る。次いで、この仮焼粉末と有機バインダとを有機溶剤中に分散させてセラミックスラリーを作製する。
【００４９】
次いで、このセラミックスラリーを、コータ法やドクターブレード法等の成形加工法を使用して成形し、図２に示すように、矩形状の第１の磁性体シート１９を作製する。
【００５０】
次いで、平均粒径１〜２μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズ、バインダ樹脂、分散剤等を用意し、これらの原料を三本ロールミル等を使用して混練・分散させ、ビア電極用Ｃｕペーストを作製する。
【００５１】
次いで、この第１の磁性体シート１９をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成する。そして、該凹部にビア電極用Ｃｕペーストを充填し、その後乾燥させ、これによりビア電極用導電膜８ａ′〜８ｎ′を有するメインフェライトシート２′を作製する。
【００５２】
次に、上述と同様の方法で、図３に示すように、第２の磁性体シート２０を作製し、該第２の磁性体シート２０をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成し、前記ビア電極用Ｃｕペーストを凹部にＣｕを充填する。
【００５３】
次いで、平均粒径１〜２μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズ、バインダ樹脂、有機溶剤等を用意し、これらの原料を三本ロールミル等を使用して混練・分散させ、ライン電極用Ｃｕペーストを作製する。
【００５４】
次いで、第２の磁性体シート２０の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、その後、乾燥させて第１のメインライン電極用導電膜１０ａ′及びビア電極用導電膜１１ａ′〜１１ｈ′を有する第１の絶縁体シート３′を形成する。
【００５５】
尚、本実施の形態では、ビア電極用導電膜１１ａ′〜１１ｈ′は凹部に充填して形成され、メインライン電極用導電膜１０ａ′はスクリーン印刷法等で形成している。すなわち、ビア電極用導電膜とライン電極用導電膜とでは形成方法が異なることから、これらの導電膜の形成に適合するように、ビア電極用Ｃｕペーストとライン電極用Ｃｕペーストとでは異なる成分組成に調製されている。
【００５６】
次いで、上述と同様の方法・手順で、図４に示すように、第３の磁性体シート２１を作製し、該３の磁性体シート２１をレーザ加工して上下両面に所定数の凹部を形成し、ビア電極用Ｃｕペーストを凹部にＣｕを充填し、さらに第３の磁性体シート２１の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、その後、乾燥させて第２のメインライン電極用導電膜１０ｂ′及びビア電極用導電膜１３ａ′〜１３ｈ′を有する第２の絶縁体シート４′を形成する。
【００５７】
さらに、上述と同様の方法で、図５に示すように、第４の磁性体シート２２を作製し、該第４の磁性体シート２２の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、乾燥させて第１〜第４の外側ライン電極用導電膜１６ａ′〜１６ｄ′を有する第３の絶縁体シート５′を作製する。
【００５８】
同様に、図６に示すように、第５の磁性体シート２３を作製し、該第５の磁性体シート２３の一方の主面にライン電極用Ｃｕペーストをスクリーン印刷し、乾燥させて第５〜第８の外側ライン電極用導電膜１８ａ′〜１８ｄ′を有する第４の絶縁体シート６′を作製する。
【００５９】
〔熱処理工程〕
まず、メインフェライトシート２′を第１及び第２の絶縁体シート３′、４′で挟持し、さらに第１及び第２の絶縁体シート３′、４′を第３及び第４の絶縁体シート５′、６′で挟持して圧着し、積層体ブロックを作製し、この積層体ブロックを熱処理し、焼成する。
【００６０】
図７は、熱処理プロファイルの第１の実施の形態を示す図であって、本熱処理プロファイルは、脱バインダ処理２４、残Ｃ除去処理２５、及び焼結処理２６を有している。
【００６１】
〔脱バインダ処理２４〕
脱バインダ処理２４では、焼成炉の炉内温度を昇温させ、温度Ｔ１（例えば、３５０〜５００℃）で所定時間ｔ１（例えば、２時間）、積層体ブロックを熱処理し、該積層体ブロックに含まれているバインダを焼失させる。
【００６２】
〔残Ｃ除去処理２５〕
残Ｃ除去処理２５では、脱バインダ後の被処理物に残留している炭素を除去する。
【００６３】
すなわち、Ｃｕとフェライトとを同時焼成するためには、フェライトをＣｕの融点である１０８０℃以下の低温で焼結させる必要がある。
【００６４】
しかしながら、脱バインダ後の被処理物に大量の残留炭素が存在すると、後工程の焼結処理でフェライトの焼結が阻害され、焼結性が低下し、１０８０℃以下の低温での焼結が困難になるおそれがある。また、焼結処理時に残留炭素が大量に存在すると、フェライトが残留炭素によって還元され、その結果フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００６５】
したがって、焼結処理の前段階で残留炭素を極力低減させる必要がある。具体的には、残留炭素の含有量を２０００ｐｐｍ以下、好ましくは５００ｐｐｍ以下に抑制するのが望ましい。
【００６６】
そのためにはＣｕの酸化とフェライトの還元が抑制されるような酸素分圧及び熱処理温度となるように残Ｃ除去条件を設定する必要がある。
【００６７】
すなわち、反応系が平衡状態にある場合、標準生成ギプスエネルギーΔＧ°は数式（１）で表される。
【００６８】
ΔＧ°＝２．３０３ＲＴlogＰＫＯ２…（１）
ここで、Ｒは気体定数（＝８．３１４×１０-3ｋＪ／Ｋ・mol）、Ｔは絶対温度（Ｋ）、ＰＫＯ２は平衡酸素分圧（Ｐａ）である。
【００６９】
そして、例えば、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも低い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕは酸化されず、Ｃｕ金属の状態を維持する。一方、Ｃｕの平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも高い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｃｕの酸化が促進されてＣｕ２Ｏを生成する。
【００７０】
また、フェライトの場合は、Ｆｅ２Ｏ３の平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも低い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｆｅ２Ｏ３の還元が促進され、Ｆｅ３Ｏ４を生成する。一方、Ｆｅ２Ｏ３の平衡酸素分圧ＰＫＯ２よりも高い酸素分圧下で熱処理した場合は、Ｆｅ２Ｏ３の状態で焼結される。
【００７１】
そして、本実施の形態では、このようなＣｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａに設定し、熱処理温度Ｔ２を５５０℃〜７００℃の範囲に設定して所定時間ｔ２（例えば、４〜５時間）熱処理を行い、これにより残Ｃ除去を行なっている。
【００７２】
すなわち、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕが著しく酸化され、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００７３】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-13Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元され、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００７４】
また、熱処理温度が５５０℃未満になると、残留炭素が水性反応を起こし難くなり、このため残留炭素の含有量を２０００ｐｐｍ以下に抑制するのが困難となる。一方、熱処理温度が７００℃を超えると、フェライト及びＣｕの平衡酸素分圧から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａの範囲で熱処理を行うと、フェライトは還元されてフェライト特性の劣化を招くおそれがあり、また、Ｃｕは酸化されてＱ値の劣化を招くおそれがある。
【００７５】
〔焼結処理２６〕
残Ｃ除去処理２５後に行なう焼結処理２６では、第１〜第５の磁性体シート１９〜２３とライン電極用導電膜１０、１６、１８及びビア電極用導電膜８、１１、１３を同時に焼結させる。
【００７６】
この場合も、残Ｃ除去処理と同様、所望の電極特性及びフェライト特性を得るためには、Ｃｕの酸化とフェライトの還元が抑制されるような酸素分圧及び熱処理温度となるような熱処理条件を設定する必要がある。
【００７７】
本実施の形態では、Ｃｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−6Ｐａに設定し、熱処理温度Ｔ３を１０００℃〜１０８０℃の範囲に設定して所定時間ｔ３（例えば、４〜５時間）熱処理を行い、これにより焼結を行なっている。
【００７８】
すなわち、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-0Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕが著しく酸化し、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００７９】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０−6Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元されるため、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００８０】
また、酸素分圧が１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−6Ｐａの範囲で焼結処理を行った場合、焼結温度が１０００℃未満になるとフェライトが焼結不良となり、一方、焼結温度が１０８０℃を超えると、Ｃｕの融点を超えるため、電極の断線等を招くおそれがある。
【００８１】
そして以上のように酸素分圧及び熱処理温度を設定して残Ｃ除去処理２５及び焼結処理２６を行うことにより、Ｃｕとフェライト材料を同時焼成しても、電極特性やフェライト特性の良好な磁性体磁器１を得ることができる。
【００８２】
尚、酸素分圧及び熱処理温度は、上述した範囲内であれば、熱処理中に変動が生じても影響を与えることはなく、また、焼成炉内での昇温速度や降温速度も特に限定されるものではない。
【００８３】
図８は、上記磁性体磁器１を使用したセラミック電子部品としての２ポート型アイソレータ（非可逆回路部品）の一実施の形態を示す斜視図であって、本実施の形態では、集中定数型のアイソレータを示している。
【００８４】
このアイソレータは、回路基板２７上にアイソレータ本体２８が実装されると共に、平板状に形成されたヨーク２９が絶縁層３０を介して前記アイソレータ本体２８に載設されている。
【００８５】
回路基板２７は、導電膜が形成された複数のセラミックグリーンシートが積層され、焼成されたセラミック多層基板からなり、整合用コンデンサや終端抵抗が内蔵されている。そして、回路基板２７の上面にはアイソレータ本体２８と電気的接続を行うための上面電極３１ａ〜３１ｃが形成されると共に、該回路基板２７の下面には外部接続用に複数の下面電極（不図示）が形成されている。
【００８６】
ヨーク２９は、電磁シールド機能を有し、アイソレータ本体２８からの磁気の漏れや高周波電磁界の漏れを抑制すると共に、外部からの磁気の影響を抑制する作用を有する。尚、ヨーク２９は、必ずしも接地されている必要はないが、はんだ付けや導電性接着剤などで接地してもよく、接地することにより、高周波シールドの向上に寄与することができる。
【００８７】
アイソレータ本体２８は、上記磁性体磁器１が熱硬化性系エポキシ樹脂等の接着剤３２ａ、３２ｂを介して一対の永久磁石３３ａ、３３ｂで挟着されている。
【００８８】
尚、永久磁石３３ａ、３３ｂとしては、特に限定されるものではないが、Ｓｒ系、Ｂａ系、或いはＬａ−Ｃｏ系のフェライト磁石を好んで使用することができる。
【００８９】
図９は上記アイソータの等価回路を示す電気回路図である。
【００９０】
すなわち、回路基板２７には整合用コンデンサＣ１及び終端抵抗Ｒが内蔵され、回路基板２７の下面に形成された下面電極（不図示）が入力ポートＰ１を形成している。そして、該下面電極は、回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ａ及びメインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｎを介してメインライン電極１０（第１及び第２のメインライン電極１０ａ、１０ｂ）の一端に接続されている。
【００９１】
メインライン電極１０の他端及び外側ライン電極群１５（第１及び第２の外側ライン電極群１５ａ、１５ｂ）の一端は、メインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｍ及び回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ｂを介して終端抵抗Ｒ及びコンデンサＣ１、Ｃ２に接続され、かつ、回路基板２７の下面に形成された下面電極に接続され、出カポートＰ２を形成している。
【００９２】
また、外側ライン電極群１５の他端は、メインフェライト層２の下面に形成されたビア電極８ｉ及び回路基板２７の上面に形成された上面電極３１ｃを介してコンデンサＣ２及び回路基板２７の下面に形成された下面電極に接続され、該下面電極がグランドポートＰ３を形成している。
【００９３】
このように構成されたアイソレータは、磁性体磁器１がＣｕとフェライト材料が同時焼成されてなるので、生産性が良好で耐湿信頼性に優れ、かつ電極特性やフェライト特性の良好なものとなる。
【００９４】
また、上記第１の実施の形態では、熱処理工程が、脱バインダ処理２４、残Ｃ除去処理２５、及び焼結処理２６の３過程を有しているが、図１０に示すように、焼結処理２６の後に、残Ｃ除去処理２５の熱処理条件に戻し、再還元・再酸化処理３４を所定時間ｔ４（例えば、４〜５時間）行うのも好ましい。
【００９５】
すなわち、焼結処理では、Ｃｕ及びフェライトの平衡酸素分圧の関係から、Ｃｕに対しては酸化性雰囲気で、フェライトに対しては還元雰囲気で焼結処理が行なわれることから、熱処理雰囲気を調整して再還元・再酸化処理を行なうことにより、電極の酸化を抑制しつつフェライト特性をより一層向上させることが可能となる。
【００９６】
ただし、Ｃｕの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａを超えて高くなると、Ｃｕに対し酸化性雰囲気となってＣｕが著しく酸化し、Ｑ値の低下を招くおそれがある。
【００９７】
一方、フェライトの平衡酸素分圧の関係から、酸素分圧が１．０×１０-13Ｐａ未満に低くなると、フェライトが還元され、フェライト特性の劣化を招くおそれがある。
【００９８】
また、熱処理温度が５５０℃未満になると、温度が低いためフェライトの再酸化を進行させるのが困難となる。
【００９９】
一方、熱処理温度が７００℃を超えると、フェライトの還元が促進されてフェライト特性が却って劣化するおそれがあり、またＣｕの酸化が促進されてＱ値が劣化するおそれもある。
【０１００】
したがって、再還元・再酸化処理３４は、残Ｃ除去条件と同様の熱処理条件、すなわち、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａに設定し、５５０℃〜７００℃の温度範囲で所定時間ｔ４（例えば、４〜５時間）熱処理を行うのが好ましい。
【０１０１】
また、本発明は、フェライト材料の主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％含有するのも好ましく、これにより磁性体シートのより低温での焼結が可能となる。特に、Ｃｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％含有することにより、フェライト特性のより一層の向上を図ることが可能となる。
【０１０２】
ただし、Ｃｕ酸化物の含有量が０．２５重量％未満になると、Ｃｕ酸化物の添加効果を発揮することが困難となり、一方、Ｃｕの含有量が２．５０重量％を超えると、却ってフェライト特性の劣化を招くおそれがあり、好ましくない。
【０１０３】
そして、このようなＣｕ酸化物としては、ＣｕＯ及びＣｕ２Ｏのいずれか１種又はこれらの組み合わせを使用することができる。
【０１０４】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、セラミック電子部品についてもアイソレータを例示して説明したが、サーキュレータなど、他の通信用高周波回路等にも適用可能であるのはいうまでもない。
【０１０５】
また、上記実施の形態では、金属材料にＣｕを使用しているが、特性を損なわない範囲でＣｕを主成分とするものであればよく、例えばＣｕ合金を使用してもよい。
【０１０６】
次に、本発明の実施例を具体例に説明する。
【実施例１】
【０１０７】
〔メインフェライトシートの作製〕
セラミック素原料として、ＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、及びＩｎ２Ｏ３を用意し、主成分組成が（Ｙ2.12Ｃａ0.89）（Ｆｅ4.05Ａｌ0.30Ｖ0.42Ｉｎ0.22）Ｏ12.00となるように、これらセラミック素原料を秤量した。
【０１０８】
次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、９５０℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。
【０１０９】
次に、副成分としてＣｕＯを用意し、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％となるようにＣｕＯを秤量して仮焼粉末に添加し、ポリビニルブチラール系バインダ、有機溶剤としてのエタノール、及びＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを得た。
【０１１０】
次に、得られたセラミックスラリーを、コータ装置を使用して厚さが１５０μｍとなるようにシート状に成形し、さらに上面及び下面をレーザ加工して所定個数の凹部を形成し、これにより第１の磁性体シートを得た。
【０１１１】
次に、平均粒径が約１．６μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズとしてのポリプロピレン樹脂（平均粒径：６．７μｍ、比重：０．８９）、バインダ樹脂としてのエトセル樹脂、及び分散剤として楠本化成社製ディスパロン２１５０を用意した。そして、Ｃｕ粉末、ポリプロピレン樹脂、エトセル樹脂、分散剤の含有比率が体積％で、３８：１０：５０：２となるようにそれぞれ秤量し、三本ロールミルを使用して混練・分散させ、これによりビア電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１２】
次いで、第１の磁性体シートに形成された凹部に上記ビア電極用Ｃｕペーストを充填し、乾燥させ、これによりメインフェライトシートを作製した（図２参照）。
【０１１３】
〔第１の絶縁体シートの作製〕
セラミック素原料として、ＣａＣＯ３、Ｙ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、Ｖ２Ｏ５、及びＩｎ２Ｏ３を用意し、主成分組成が（Ｙ1.61Ｃａ1.40）（Ｆｅ3.76Ａｌ0.35Ｖ0.61Ｉｎ0.27）Ｏ12.00となるように、これらセラミック素原料を秤量した。次いで、これら秤量物を純水及びＰＳＺボールと共に塩化ビニル製のポットミルに入れ、湿式で十分に混合粉砕し、蒸発乾燥させた後、９５０℃の温度で仮焼し、仮焼粉末を得た。
【０１１４】
次に、副成分としてＣｕＯを用意し、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％となるようにＣｕＯを秤量して仮焼粉末に添加し、ポリビニルブチラール系バインダー、有機溶剤としてのエタノール、及びＰＳＺボールと共に、再び塩化ビニル製のポットミルに投入し、十分に混合粉砕し、セラミックスラリーを得た。
【０１１５】
次に、得られたセラミックスラリーに対し、コータ装置を使用して厚さが３０μｍとなるようにシート状に成形し、さらに上面及び下面をレーザ加工して所定個数の凹部を形成し、これにより第２の磁性体シートを得た。
【０１１６】
次に、メインフェライトシートの作製時に使用したビア電極用Ｃｕペーストを用意し、さらに以下の方法・手順でライン電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１７】
すなわち、平均粒径が約１．６μｍのＣｕ粉末、樹脂ビーズとしてのアクリル樹脂（平均粒径：１．１μｍ、比重：１．２）、バインダ樹脂としてのエトセル樹脂、及び有機溶剤としてのジヒドロターピネオールを用意した。そして、Ｃｕ粉末、アクリル樹脂、エトセル樹脂、ジヒドロターピネオールの含有比率が体積％で、３３：９：５０：８となるようにそれぞれ秤量し、三本ロールミルを使用して混練・分散させ、これによりライン電極用Ｃｕペーストを作製した。
【０１１８】
次いで、第１の磁性体シートに形成された凹部に上記ビア電極用Ｃｕペーストを充填させると共に、上記ライン電極用Ｃｕペーストを使用してスクリーン印刷を行い、メインライン電極用導電膜を形成し、その後乾燥させ、これにより試料番号１〜４１の第１の絶縁体シートを作製した（図３参照）。
【０１１９】
〔第２の絶縁体シートの作製〕
第１の絶縁体シートと略同様の方法・手順で、第２の絶縁体シートを作製した（図４参照）。
【０１２０】
〔第３の絶縁体シートの作製〕
第１の絶縁体シートと同様の方法・手順で、セラミックスラリーを作製した。次いで、上記セラミックスラリーを、コータ装置を使用して厚さが３０μｍとなるようにシート状に成形し第４の磁性体シートを得た。
【０１２１】
そして、ライン電極用Ｃｕペーストを使用してスクリーン印刷を行い、外側ライン電極用導電膜が形成された第３の絶縁体シートを作製した（図５参照）。
【０１２２】
〔第４の絶縁体シートの作製〕
第３の絶縁体シートと略同様の方法・手順で、第４の絶縁体シートを作製した（図６参照）。
【０１２３】
〔マザー積層体の作製〕
メインフェライトシートの両主面に第１の絶縁体シート及び第２の絶縁体シートを配し、さらに第１の絶縁体シートの外側に第３の絶縁体シート、第２の絶縁体シートの外側に第４の絶縁体シートをそれぞれ配し、積層して６０℃に加熱し、１００ＭＰａの圧力で６０秒間加圧し、圧着させ、試料番号１〜４１のマザー積層体を得た。
【０１２４】
〔熱処理工程〕
（脱バインダ処理）
試料番号１〜４１の各積層体ブロックを４００℃の温度で２時間保持して脱バインダを行ないバインダを焼失させた。
【０１２５】
（残Ｃ除去処理）
表１及び表２に示すような酸素分圧ＰＯ２及び熱処理温度で５時間、熱処理を行なった。
【０１２６】
尚、残Ｃ除去処理の終了後に、酸素気流中高周波加熱下における赤外吸収法によって、各試料の残留炭素量を測定した。
【０１２７】
（焼結処理）
残Ｃ除去処理の終了後に、表１及び表２に示すような酸素分圧ＰＯ２及び熱処理温度で５時間、熱処理を行なった。
【０１２８】
〔積層体ブッロクの作成〕
熱処理工程終了後に、マザー積層体を、縦１．５ｍｍ、横０．７ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの大きさに切り出し、試料番号１〜４１の積層体ブロックを得た。
【０１２９】
〔試料の特性評価〕
試料番号１〜４１の各試料について、電極構造、電極特性、フェライト特性、アイソレータ特性を評価した。
【０１３０】
表１及び表２は各試料の焼成条件、及び評価結果を示しており、表１の試料番号１〜２９は、本発明の実施例試料、表２の試料番号３０〜４１は本発明範囲外の比較例試料を示している。
【０１３１】
【表１】
【０１３２】
【表２】
【０１３３】
ここで、電極構造は、各試料の電極断面を倍率２００倍の金属顕微鏡で観察し、電極内部に亀裂が認められなかったものを良（○）、亀裂が認められたものを不良（×）と判断した。
【０１３４】
電極特性は、ネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製ＨＰ４２９１Ａ）を使用し、測定周波数１．０ＧＨｚ、動作磁界１０００ガウスでＱ値を測定した。電極特性は、Ｑ値が３２００Ａ／Ｔ以上の試料を良（○）、３２００Ａ／Ｔ未満の試料を不良（×）と判断した。
【０１３５】
また、フェライト特性は、以下のようにして評価した。
【０１３６】
すなわち、各試料のメインフェライト層を (直径７．０〜８．０ｍｍ、厚み０．２０〜０．３０ｍｍ)の薄肉円板状に切り抜き、表１及び表２の熱処理条件で焼成し、次いでこれらの各焼成品について、両端開放のストリップライン形共振器を使用し、周波数１．０ＧＨｚで強磁性共鳴半値幅ΔＨを測定した。そして、フェライト特性は、強磁性共鳴半値幅ΔＨが１６００Ａ／Ｔ未満の試料を優（◎）、１６００Ａ／Ｔ以上であって２４００Ａ／Ｔ未満の試料を良（○）、２４００Ａ／Ｔ以上の試料を不良（×）と判断した。
【０１３７】
また、アイソレーター特性は、以下のようにして評価した。
【０１３８】
すなわち、試料番号１〜４１の各試料に整合素子と終端抵抗を加えてアイソレーターを構成し、上述したネットワークアナライザを使用して挿入損失ＩＬを測定してアイソレータ特性を評価した。そして、挿入損失ＩＬが０．３５ｄＢ未満の試料を優（◎）、０．３５ｄＢ以上０．４０ｄＢ未満の試料を良（○）、０．４０ｄＢ以上の試料を不良（×）と判断した。
【０１３９】
次に、試料番号１〜４１の各試料の評価結果について述べる。
【０１４０】
試料番号３０、３１は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは、残Ｃ除去処理における熱処理温度が５００℃と低く、残留炭素が水性反応を起こしにくいためと思われる。すなわち、残留炭素が水性反応を起こしにくいため、残留炭素を十分に除去できずに残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍを超えてしまった。このため焼結処理でフェライトが残留炭素によって還元され、良好なフェライト特性及びアイソレータ特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４１】
試料番号３２、３３も、試料番号３０、３１と同様、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは残Ｃ除去処理における熱処理温度が７５０℃と高いため、フェライトに対して還元雰囲気となりフェライトが還元されてしまったためと思われる。
【０１４２】
試料番号３４、３５も、試料番号３０〜３３と同様、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良（×）となった。これは焼結処理の熱処理温度が９５０℃と低いため、フェライトを十分に焼結させることができず、フェライトが焼結不足となり、実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかった。
【０１４３】
試料番号３６、３７は、全ての評価が不良（×）となった。これは焼結処理の熱処理温度がＣｕの融点である１０８０℃よりも高いため、電極が溶解し、電極特性が不良となった。また、酸素分圧がフェライトに対し還元雰囲気となって該フェライトが還元されたため、フェライト特性も不良となり、実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４４】
試料番号３８は、電極構造、電極特性、アイソレータ特性が不良となった。これは残Ｃ除去処理の酸素分圧が１．０×０-6Ｐａと高いためＣｕが酸化され、その結果焼結処理で電極の構造破壊が起こり、このため実用に供し得るアイソレーター特性を得ることができなかった。
【０１４５】
試料番号３９は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良となった。これは残Ｃ除去処理の酸素分圧が１．０×０-14Ｐａと過度に低く、フェライトが還元されてしまったためと思われる。
【０１４６】
試料番号４０は、電極構造、電極特性、アイソレータ特性が不良となった。これは焼結処理の酸素分圧が１０Ｐａと高く、Ｃｕが酸化されて電極の構造破壊が起こり、このため実用に供し得るアイソレータ特性を得ることができなかった。
【０１４７】
試料番号４１は、フェライト特性及びアイソレータ特性が不良となった。これは焼結処理の酸素分圧が１．０×１０-7Ｐａと低く、フェライトが還元されたためフェライト特性が不良となり、実用に供し得るアイソレータ特性を得ることができなかったものと思われる。
【０１４８】
これに対し試料番号１〜２９は、残Ｃ除去処理が、酸素分圧：１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度：５５０℃〜７００℃で行なわれ、また、焼結処理が、酸素分圧：１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０−６Ｐａ、熱処理温度：１０００℃〜１０８０℃で行なわれているので、電極構造、電極特性、フェライト特性、アイソレータ特性の全てにおいて良好な結果が得られた。
【実施例２】
【０１４９】
この実施例２では、焼結処理後に再還元・再酸化処理を行なった。
【０１５０】
すなわち、まず、実施例１と同様の方法・手順で、メインフェライトシート、第１〜第４の絶縁体シートを作製し、マザー積層体を作製した。
【０１５１】
次いで、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ、熱処理温度を５５０℃、又は酸素分圧を１．０×１０−13Ｐａ、熱処理温度を７００℃に設定して５時間熱処理を行ない、これにより残Ｃ除去処理を実施し、その後酸素分圧を１．０×１０0Ｐａ、熱処理温度を７００℃に設定して５時間熱処理を行い、これにより焼結処理を実施した。
【０１５２】
そしてこの後、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ、熱処理温度を５５０℃に設定して５時間熱処理を行い、Ｃｕ電極を再還元し、フェライトを再酸化し、所定寸法に切断して試料番号５１〜５４の試料を得た。
【０１５３】
次に、実施例１と同様の方法・手順で電極構造、電極特性、フェライト特性、及びアイソレータ特性を評価した。尚、これらの評価基準は実施例１と同様である。
【０１５４】
表３は、試料番号５１〜５４の各試料の焼成条件、及び評価結果を示している。
【０１５５】
【表３】
【０１５６】
この表３から明らかなように再還元・再酸化処理を行なうことにより、強磁性共鳴半値幅ΔＨは１６００Ａ／Ｔ未満となって、フェライト特性が向上することが分かった。
【０１５７】
これは焼結処理の酸素分圧及び熱処理温度がフェライトの平衡酸素分圧の関係から還元雰囲気で行なわれており、したがってフェライトに対し酸化性雰囲気に設定して再度熱処理を行なうことにより、Ｃｕの酸化を抑制しつつフェライトが酸化され、これによりフェライト特性がより一層向上したものと思われる。
【実施例３】
【０１５８】
この実施例３では、磁性体シートに含有されるＣｕＯの含有量を異ならせ、特性を評価した。
【０１５９】
すなわち、ＣｕＯの含有量を０．５０〜２．５０重量％の範囲で異ならせた以外は、実施例１と同様の方法でメインフェライト層及び第１〜第４の絶縁体層を作製し、試料番号６１〜６３のマザー積層体を作製した。
【０１６０】
次いで、試料番号６１〜６３の各積層体ブロックを４００℃の温度で２時間保持してバインダを焼失させ脱バインダを行なった。
【０１６１】
次いで、酸素分圧を１．０×１０-10Ｐａ、熱処理温度を６００℃に設定して５時間熱処理を行ない、これにより残Ｃ除去処理を実施し、その後酸素分圧を１．０×１０-2Ｐａ、熱処理温度を１０４０℃に設定して５時間熱処理を行い、これにより焼結処理を実施し、所定寸法に切断して試料番号６１〜６３の試料を得た。
【０１６２】
そして、実施例１と同様の方法・手順でフェライト特性、及びアイソレータ特性を評価した。尚、これらの評価基準は実施例１と同様である。
【０１６３】
表４は、試料番号６１〜６３の各試料の焼成条件、及び評価結果を示している。尚、試料番号６１〜６３の熱処理条件（残Ｃ除去処理及び焼結処理）は、実施例１の試料番号２と同様の条件で行なったものであり、比較のため試料番号２の評価結果を再掲している。
【０１６４】
【表４】
【０１６５】
この試料番号６１〜６３から明らかなように、ＣｕＯの含有量を０．５０〜２．５０重量％の範囲に設定することにより、ＣｕＯの含有量が０．２５重量％の試料番号２よりもフェライト特性が向上することが分かった。これは融点の低いＣｕの含有量を増加させているため、フェライトの焼結がより促進され、その結果、フェライト特性が向上したものと思われる。
【産業上の利用可能性】
【０１６６】
磁性体材料とＣｕとを同時焼成させても電極特性とフェライト特性とを両立させることができ、良好なアイソレータ特性を実現することができる。
【符号の説明】
【０１６７】
７、９、１２、１４、１７ フェライト素体（磁器本体）
８ａ〜８ｎ、１１ａ〜１１ｈ、１３ａ〜１３ｈ ビア電極
８ａ′〜８ｎ′、１１ａ′〜１１ｈ′、１３ａ′〜１３ｈ′ ビア電極用導電膜
１０ａ、１０ｂ メインライン電極
１０ａ′、１０ｂ′ メインライン電極用導電膜
１６ａ〜１６ｄ、１８ａ′〜１８ｄ 外側ライン電極
１６ａ′〜１６ｄ′、１８ａ′〜１８ｄ′ 外側ライン電極用導電膜
１９〜２３ 磁性体シート（成形体）
２５ 残Ｃ除去処理
２６ 焼結処理
３４ 再還元・再酸化処理
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、
前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残留炭素除去処理と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０-6Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいることを特徴とする高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項２】
前記残留炭素除去処理後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項４】
前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項５】
前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加することを特徴とする請求項４記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を使用して製造されたことを特徴とする高周波用磁性体磁器。
【請求項７】
請求項６記載の高周波用磁性体磁器を有していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項８】
非可逆回路部品であることを特徴とする請求項７記載のセラミック電子部品。
【請求項１】
主成分がガーネット型フェライト系材料からなる磁性体材料を成形加工し、成形体を作製する成形体作製工程と、Ｃｕを主成分とする導電膜を前記成形体の表面に形成する導電膜形成工程と、前記導電膜の形成された前記成形体を熱処理する熱処理工程とを含み、
前記熱処理工程は、酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、残留炭素を除去する残留炭素除去処理と、酸素分圧を１．０×１００Ｐａ〜１．０×１０-6Ｐａ、温度を１０００℃〜１０８０℃に設定して熱処理を行い、前記成形体と前記導電膜とを同時に焼結させ、磁器本体と電極部とを備えた磁性体磁器を作製する焼結処理とを含んでいることを特徴とする高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項２】
前記残留炭素除去処理後は、残留炭素の含有量が２０００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項３】
前記熱処理工程は、前記焼結処理後に酸素分圧を１．０×１０-7Ｐａ〜１．０×１０−13Ｐａ、温度を５５０℃〜７００℃に設定して熱処理を行い、前記電極を再還元しかつ前記磁器本体を再酸化する再還元・再酸化処理を含むことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項４】
前記主成分中にＣｕ酸化物を０．２５〜２．５０重量％添加することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項５】
前記主成分中にＣｕ酸化物を０．５０〜２．５０重量％添加することを特徴とする請求項４記載の高周波用磁性体磁器の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製造方法を使用して製造されたことを特徴とする高周波用磁性体磁器。
【請求項７】
請求項６記載の高周波用磁性体磁器を有していることを特徴とするセラミック電子部品。
【請求項８】
非可逆回路部品であることを特徴とする請求項７記載のセラミック電子部品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−１０９４６１（Ｐ２０１１−１０９４６１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６２９６６（Ｐ２００９−２６２９６６）
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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