JP2005225719A - 誘電体磁器組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＧＨｚを超える高い周波数帯域において高比誘電率εｒでかつ高いＱｆが得られるとともに、比誘電率の温度係数τεｒも良好な誘電体磁器組成物を提供する。
【解決手段】 本発明の誘電体磁器組成物は、（Ｓｒ_１−ｘＣａ_ｘ）_ｍＴｉＯ_３で示される組成の誘電体酸化物を含む主成分と、第１副成分としてＣｒの酸化物を含み、主成分に含まれる式中の組成モル比を示す記号ｘ及びｍが、０．３２＜ｘ＜０．４２、０．９６５＜ｍ＜１．０３５であり、主成分１００モルに対して、第１副成分が１モル未満（０を含まず）含有する。この誘電体磁器組成物は、ＧＨｚ帯でのＴＥ_０１１モードに由来する共振周波数ｆにおいて、比誘電率εｒ≧２００、品質係数Ｑ（＝１／ｔａｎδ，ｔａｎδ：誘電正接）とｆの積Ｑｆ≧４０００（ＧＨｚ）、−４０〜８５℃における比誘電率の温度係数τεｒの絶対値｜τεｒ｜≦１０００（ｐｐｍ／℃）の特性を得ることができる。
【選択図】なし

Description

本発明は、誘電体磁器組成物に関し、特にＧＨｚ帯といった高周波帯域において高い比誘電率、高いＱｆを有し、しかも比誘電率の温度特性が良好な誘電体磁器組成物に関するものである。

近年、通信機の小型化、軽量化、高速化が強く望まれている。その中で、デジタル携帯電話等の携帯移動体通信、衛星通信に使用される電波の周波数帯域はメガからギガＨｚ帯（「ＧＨｚ帯」という）の高周波帯域のものが使用されている。使用される通信機器の急速な発展の中で、匡体及び基板、電子素子の小型高密度実装化が図られているが、高周波帯域に対応した通信機器の小型化、軽量化をより一層推進するためには、通信機器に使用される基板等の材料はＧＨｚ帯において高周波伝送特性が優れた（誘電損失が小さい）ものでなければならない。ここで、誘電損失は周波数と基板の比誘電率εｒと誘電正接（以下ｔａｎδと記載する）の積に比例する。よって、誘電損失を小さくするためには基板のｔａｎδを小さくしなければならない。また、基板中では電磁波の波長が１／（εｒ）^０．５に短縮されるため、比誘電率εｒが大きい程基板の小型化が可能である。以上のことから高周波帯域で使用される小型の通信機器、電子機器、情報機器に用いる回路基板としては、比誘電率εｒが高く、かつＱｆ（品質係数Ｑ＝１／ｔａｎδ、ｆ＝共振周波数）が大きいことが要求されている。また、デバイスが使用される環境下、特に温度の変化に対して比誘電率εｒの変動が小さいことが安定した特性を発揮するために重要である。

このような回路基板の材料としては、無機材料としての誘電体材料（焼結体）、有機材料としてフッ素樹脂等が用いられている。ところが、誘電体材料からなる基板は、寸法精度、加工性に難点があり、脆いため欠けや割れが生じやすいという問題点があった。他方、樹脂等の有機材料からなる基板は、成形性及び加工性に優れるという利点はあるが、比誘電率εｒが小さいという問題があった。このため、近年、両者の利点を有する基板を得るため、例えば特許文献１（特許第２６１７６３９号公報）において有機材料と無機材料の複合体として樹脂材料中に誘電体材料からなる粉末を混合してなる複合基板が提案されている。

一方で、誘電体材料の組成としては、例えば、特許文献２（特開２００１−２０２２９号公報）、特許文献３（特開２００２−２７４９３８号公報）等、これまで種々のものが開発されている。特許文献２及び特許文献３は、積層型セラミックコンデンサを構成することを前提としている。そのため、特許文献２、３は、焼成時の耐還元性に優れ、焼成後には優れた容量温度特性を有し、しかも絶縁抵抗の加速寿命を向上させることができる誘電体磁器組成物を提供することを課題としている。しかるに、積層型セラミックコンデンサは、ＭＨｚ帯での使用を前提としているため、特許文献２、３において、ＧＨｚ帯域における比誘電率εｒ、Ｑｆ、比誘電率の温度特性τεｒについて検討はなされていない。

特許第２６１７６３９号公報 特開２００１−２２０２２９号公報 特開２００２−２７４９３８号公報

本発明は、以上の背景に基づいてなされたもので、ＧＨｚ帯といった高周波帯域において高い比誘電率εｒ、高いＱｆを有し、しかも比誘電率の温度特性τεｒが良好な誘電体磁器組成物を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の誘電体磁器組成物は、（Ｓｒ_１−ｘＣａ_ｘ）_ｍＴｉＯ_３で示される組成の誘電体酸化物を含む主成分と、第１副成分としてＣｒの酸化物を含み、主成分に含まれる式中の組成モル比を示す記号ｘ及びｍが、０．３２＜ｘ＜０．４２、０．９６５＜ｍ＜１．０３５であり、主成分１００モルに対して、第１副成分が、当該酸化物中のＣｒ換算で、１モル未満（０を含まず）含有することを特徴としている。ここで、第１副成分は、高周波帯における比誘電率εｒ及び比抵抗ρを向上し、焼成温度を低下させる効果を有している。また、第１副成分としてのＣｒの酸化物の一部をＭｎの酸化物で置換することができる。

本発明に係る誘電体磁器組成物は、さらに第２副成分として、Ｘ（ただし、ＸはＶ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ及びＭｏから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＸ換算で、２モル未満（０を含まず）含有することが好ましい。この第２副成分は、焼成温度を低下させるとともに、高周波帯における比誘電率εｒ及びＱｆを向上させる効果を有している。

本発明に係る誘電体磁器組成物は、さらに第３副成分として、Ｒ（ただし、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＲ換算で２モル未満（０を含まず）含有することが好ましい。この第３副成分は、高周波帯における比誘電率の温度特性τεｒを向上させる効果を有している。

また本発明に係る誘電体磁器組成物は、さらに第４副成分として、ＳｉＯ_２ 、ＭＯ（ただし、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｓｒ及びＭｇから選択される１種又は２種以上の元素）、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３及びＭＳｉＯ_３から選択される１種又は２種以上の化合物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物換算で、５モル未満（０を含まず）含有することが好ましい。この第４副成分は、焼結助剤として焼成温度を低下させるとともに、高周波帯における比誘電率εｒ、Ｑｆを向上させる効果を有している。

以上の本発明による誘電体磁器組成物は、ＧＨｚ帯でのＴＥ_０１１モードに由来する共振周波数ｆにおいて、比誘電率εｒ≧２００、品質係数Ｑ（＝１／ｔａｎδ，ｔａｎδ：誘電正接）とｆの積Ｑｆ≧４０００（ＧＨｚ）、−４０〜８５℃における比誘電率の温度特性τεｒの絶対値｜τεｒ｜≦１０００（ｐｐｍ／℃）の特性を得ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、第１副成分としてＣｒの酸化物を含み、かつ組成を最適化することにより、ＧＨｚを超える高い周波数帯域で高比誘電率、かつ高いＱｆが得られるとともに、比誘電率の温度特性τεｒも良好な誘電体磁器組成物が得られる。

以下本発明の誘電体磁器組成物をさらに詳細に説明する。
本発明の誘電体磁器組成物は、（Ｓｒ_１−ｘＣａ_ｘ）_ｍＴｉＯ_３で示される組成の誘電体酸化物を含む主成分と、第１副成分としてＣｒの酸化物を含み、主成分に含まれる式中の組成モル比を示す記号ｘ及びｍが、０．３２＜ｘ＜０．４２、０．９６５＜ｍ＜１．０３５であり、主成分１００モルに対する第１副成分が、当該酸化物中のＣｒ換算で、１モル未満（０を含まず）含有する。

本発明の誘電体磁器組成物は、上記組成式において、ｘを、０．３２＜ｘ＜０．４２とする。ｘはＣａ原子数を表し、ｘすなわちＳｒ／Ｃａ比を変えることで、結晶の相転移点を任意にシフトさせることが可能である。そのため比誘電率εｒ、Ｑｆ及び比誘電率の温度特性τεｒを制御することができる。ｘが０．３２以下になるとＱｆが４０００ＧＨｚを超えることができないとともに、−４０℃〜８５℃における比誘電率の温度特性の絶対値｜τεｒ｜を１０００ｐｐｍ／℃以下にすることが困難となる。また、ｘが０．４２以上になると比誘電率の温度特性τεｒが悪化してその絶対値｜τεｒ｜を１０００ｐｐｍ／℃以下とすることができなくなる。ｘの範囲は、好ましくは０．３４〜０．４０、さらに好ましくは０．３６〜０．３８である。

本発明の誘電体磁器組成物は、上記組成式において、ｍを０．９６５＜ｍ＜１．０３５とする。ｍが０．９６５以下になると４０００ＧＨｚ以上のＱｆを得ることができないとともに、比抵抗ρが大きく低下する。一方、ｍが１．０３５以上になると、焼成温度を高くしないと焼結が十分に進まないとともに、Ｑｆが３０００ＧＨｚ未満の値にとどまるためである。ｍの範囲は、好ましくは０．９７０〜１．０２０、さらに好ましくは０．９７０〜１．０１０である。

本発明の誘電体磁器組成物は、第１副成分としてＣｒの酸化物を含有する。第１副成分の比率は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＣｒ換算で１モル未満（０を含まず）とする。第１副成分の比率が１モル以上になると、Ｑｆ及び比抵抗ρが低下するからである。第１副成分の比率は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＣｒ換算で好ましくは０．１〜０．８モル、さらに好ましくは０．１〜０．５モルである。

本発明に係る誘電体磁器組成物は、さらに第２副成分として、Ｘ（ただし、ＸはＶ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ及びＭｏから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物を添加してあることが好ましい。この第２副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＸ換算で２モル未満（０を含まず）の範囲とすることが好ましい。第２副成分の添加量が２モル以上になるとＱｆが低下するとともに、比抵抗ρも低下するからである。第２副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＸ換算で、好ましくは０．１〜１．５モル、さらに好ましくは０．１〜１モルである。

本発明に係る誘電体磁器組成物は、さらに第３副成分として、Ｒの酸化物（ただし、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選択される１種又は２種以上の元素）を添加してあることが好ましい。第３副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＲ換算で、２モル未満（０を含まず）の範囲とする。第３副成分の添加量が２モル以上になると、Ｑｆ及び比抵抗ρが低下するとともに、比誘電率の温度特性τεｒが悪化するからである。第３副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＲ換算で、好ましくは０．０１〜１．５モル、さらに好ましくは０．１〜１モルである。

本発明に係る誘電体磁器組成物では、さらに第４副成分として、ＳｉＯ_２ 、ＭＯ（ただし、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｓｒ及びＭｇから選択される１種又は２種以上の元素）、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｂ_２ Ｏ_３及びＭＳｉＯ_３から選択される１種又は２種以上の化合物を含むことが好ましい。この第４副成分は、主として焼結助剤として作用するが、Ｑｆを向上する効果をも有している。
第４副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、当該酸化物換算で、５モル未満（０を含まず）とすることが好ましい。第４副成分の添加量が５モルを超えるとＱｆが低下するとともに、焼成温度を高くする必要がある。第４副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、好ましくは０．４〜３モル、さらに好ましくは１〜３モルである。

本発明の誘電体磁器組成物の原料には、前述した本発明に係る誘電体磁器組成物の組成に応じ、主成分を構成する原料と、第１〜第４副成分を構成する原料とが用いられる。主成分を構成する原料としては、Ｓｒ、Ｃａ、Ｔｉの酸化物及び／又は焼成により酸化物になる化合物が用いられる。第１副成分を構成する原料としては、Ｃｒの酸化物及び／又は焼成により酸化物になる化合物が用いられる。第２副成分を構成する原料としては、Ｘ（ただし、ＸはＶ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ及びＭｏから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物及び／又は焼成により酸化物になる化合物から選択される１種類以上の単一酸化物又は複合酸化物が用いられる。第３副成分を構成する原料としては、Ｒ（ただし、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物及び／又は焼成により酸化物になる化合物から選択される１種類以上の単一酸化物又は複合酸化物が用いられる。第４副成分を構成する原料としては、ＳｉＯ_２ 、ＭＯ（ただし、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｓｒ及びＭｇから選択される１種又は２種以上の元素）、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｂ_２ Ｏ_３及びＭＳｉＯ_３から選択される１種又は２種以上の化合物が用いられる。

なお、焼成により酸化物になる化合物としては、例えば炭酸塩、硝酸塩、シュウ酸塩、有機金属化合物等が挙げられる。これらの化合物と酸化物とを併用してもよい。誘電体原料中の各化合物の含有量は、焼成後に前述した誘電体磁器組成物の組成となるように決定すればよい。これらの原料粉末の平均粒径は０．０１〜５．０μｍ程度の範囲で適宜選択すればよい。

これらの主成分及び副成分の原料粉末を、前述した本発明に係る誘電体磁器組成物の組成に応じて秤量し、例えばボールミルにより湿式混合する。このスラリーを乾燥後、例えば９００〜１３５０℃の範囲で所定時間保持する仮焼を行う。このときの雰囲気はＮ_２中又は大気中とすればよい。仮焼の保持時間は０．５〜５．０時間の範囲で適宜選択すればよい。仮焼後、仮焼体を例えば平均粒径０．５〜２．０μｍ程度まで粉砕する。その粉砕には例えばボールミル等が使用される。

なお、第１〜第４副成分の原料粉末を添加するタイミングは上述したものに限定されるものではない。例えば、まず主成分の原料粉末のみを秤量、混合、仮焼及び粉砕し、この仮焼粉砕後に得られた主成分の粉末に、第１〜第４副成分の原料粉末を所定量添加し、混合するようにしてもよい。

前述の粉砕粉末は、後の成形工程を円滑に実行するために顆粒化される。この際、粉砕粉末に適当なバインダ、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を少量添加することが望ましい。得られる顆粒の粒径は８０〜２００μｍ程度とすることが望ましい。この造粒粉末を２００〜３００ＭＰａの圧力で加圧成形し、所望の形状の成形体を得ることができる。

成形時に添加したバインダを焼成前に加熱保持によって除去した後、例えば１２５０〜１５００℃の範囲内で所定時間成形体を加熱保持し、焼結体を得る。このときの雰囲気はＮ_２中又は大気中とすればよい。加熱時間は２〜６時間の範囲で適宜設定すればよい。本発明の誘電体磁器組成物の効果を充分に引き出すには、１３００〜１４００℃の範囲で焼成することが望ましい。

以上の工程を経ることで、本発明における誘電体磁器組成物を得ることができる。本発明における誘電体磁器組成物は、ＧＨｚ帯でのＴＥ_０１１モードに由来する共振周波数ｆにおける比誘電率εｒが２００以上、Ｑｆが４０００ＧＨｚ以上、−４０〜８５℃における比誘電率の温度特性τεｒの絶対値｜τεｒ｜が１０００ｐｐｍ／℃以下という特性を備える。こうした優れた特性を備える本発明による誘電体磁器組成物は、高周波用、特にマイクロ波の共振器、フィルタ、積層コンデンサ等の材料として好適である。

また、本発明の誘電体磁器組成物は、前述した複合基板中に含有される誘電体粉末に適用することができる。この粉末は、原料粉末を焼成した後に粉砕して作製することができる。例えば、最終組成になるように秤量された原料粉末を混合した後に仮焼を行い、仮焼組成物に対して添加物を添加して粉砕し、さらに粉砕粉末を焼成し、得られた焼成物を粉砕することにより得ることができる。仮焼、焼成は、常法にしたがって行えばよい。また、粉砕についても同様である。なお、主成分及び第１〜第４副成分に関する原料粉末は、前述したように、酸化物粉末を用いることもできるし、焼成後に酸化物となる化合物粉末を用いることもできる。

複合基板を得る場合、誘電体粉末と樹脂との合計を１００ｖｏｌ％としたとき、誘電体粉末の含有量は３０〜７０ｖｏｌ％とすることが好ましい。誘電体粉末の量が３０ｖｏｌ％未満になる（樹脂の量が７０ｖｏｌ％を超える）と、基板としての寸法安定性を欠くとともに、比誘電率εｒが低下してしまう。つまり、誘電体粉末を含有する効果があまりみられない。一方、誘電体粉末の量が７０ｖｏｌ％を超える（樹脂の量が３０ｖｏｌ％未満になる）と、プレス成形の際、流動性が非常に悪くなり、緻密な成形物が得られなくなる。その結果、強度の低下、水等の侵入が容易になり電気特性の劣化につながる。また、誘電体セラミックス粉末を添加しない場合に比べて、Ｑｆが大きく低下することもある。よって、誘電体粉末の含有量は３０〜７０ｖｏｌ％とする。望ましい誘電体粉末の含有量は３０〜５０ｖｏｌ％、さらに望ましい誘電体粉末の含有量は３５〜５０ｖｏｌ％である。

誘電体材料を作製するための出発原料として、それぞれ平均粒径０．１〜１μｍの主成分原料としてのＳｒＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＴｉＯ_２、及び第１〜第４副成分原料を用意した。副成分原料としては酸化物である第１副成分：Ｃｒ_２Ｏ_３、第２副成分：Ｖ_２Ｏ_５、第３副成分：Ｙ_２Ｏ_３、第４副成分：ＣａＳｉＯ_３をそれぞれ用いた。なお、第４副成分であるＣａＳｉＯ_３は、ＳｉＯ_２及びＣａＣＯ_３をボールミルにより１６時間湿式混合し、乾燥後、１３３０℃で空気中で焼成し、さらにボールミルで１００時間湿式粉砕して得られたものを用いた。

これらの原料を組成式（Ｓｒ_１−ｘＣａ_ｘ）_ｍＴｉＯ_３（主成分）＋Ｃｒ_２Ｏ_３（第１副成分）＋Ｖ_２Ｏ_５（第２副成分）＋Ｙ_２Ｏ_３（第３副成分）＋ＣａＳｉＯ_３（第４副成分）において、焼成後に表１〜表６に示す組成になるように秤量した後、これらをそれぞれボールミルにより約１６時間湿式混合した。このスラリーを充分乾燥した後、空気中、１２３０℃で仮焼成を行った。得られた仮焼成体を乳鉢で粗粉砕した後ボールミルにより約１６時間湿式粉砕し、これを乾燥することによって誘電体磁器組成物（誘電体材料）を得た。なお、表１〜表６の第１〜第４副成分のモル数は、主成分１００モルに対する比率である。

このようにして得られた乾燥後の誘電体材料にバインダとして適量のＰＶＡ（ポリビニルアルコール）を加えて造粒し、プレス成形により直径約１２ｍｍ、厚さ約６ｍｍのバルク成形体、及び直径約１２ｍｍ、厚さ約１ｍｍのディスク状成形体を作製した。これらの成形体を空気中、１３００〜１４００℃で焼成し、誘電体磁器組成物からなる試料を得た。バルク成形体については、焼成後、直径約１０ｍｍ、厚さ約５ｍｍに加工して、誘電体磁器組成物からなる試料を得た。

得られた誘電体磁器組成物を用いて、誘電特性（比誘電率εｒ、Ｑｆ、比誘電率の温度特性τεｒ）及び比抵抗ρを測定した。
誘電特性の測定はＨａｋｋｉ−Ｃｏｌｅｍａｎ法に基づき以下のように行った。
平行に配設された２枚の金属板にバルク試料を挟み、ネットワークアナライザー（ヒューレッドパッカード社製 ８５１０Ｃ）に接続されたプローブを試料の両側に固定した。一方のプローブより高周波を発振して周波数特性を測定し、得られたＴＥ_０１１モードの共振ピークと試料寸法より比誘電率εｒを求めた。また、標準試料を用いて前記金属板の表面比抵抗を求め、この値から金属板の誘電損失分を求めて全体の誘電損失値から前記金属板の誘電損失分を除き、試料のＱｆを得た。さらに、−４０℃及び８５℃における比誘電率εｒを前述の方法と同様に求め、その温度間における比誘電率の温度特性τεｒを算出した。その評価結果を表１〜表６に示す。

比抵抗ρの測定は以下のようにして行った。
焼成後のディスク状試料の両面に電極ペーストを塗布した。この試料に絶縁抵抗計（アドバンテスト社製 Ｒ８３４０Ａ）を用いて２５℃でＤＣ１００Ｖを６０秒間印加した後の絶縁抵抗ＩＲを測定した。この測定値とディスク状試料の電極面積及び厚みとから、比抵抗ρ（Ωｃｍ）を算出した。その評価結果を表１〜表６に示す。この表１〜表６において、比抵抗ρの欄の「ａＥ＋ｎ」は「ａ×１０^＋ｎ」を意味する。

なお、これらの試料は、主成分原料であるＳｒＣＯ_３、ＣａＣＯ_３、ＴｉＯ_２を先に湿式混合し、仮焼した後に第１〜第４副成分を添加して湿式混合し、焼成する方法でも同様の特性が得られた。

以上のようにして得られた試料は、原料やボールミルによる粉砕混合等から組成式に示した成分以外にＺｒＯ_２、ＢａＯ等が混入するが、本発明の特性に影響を与えない範囲であれば混入していても差し支えない。

表１に示すように、Ｃａ量を示すｘが０．３２ではＱｆが４０００未満であるとともに、比誘電率の温度特性τεｒも−１５００ｐｐｍ／℃程度である。また、ｘが０．４２では比誘電率の温度特性τεｒが−２０００ｐｐｍ／℃を下回ってしまう。以上の結果より、本発明ではｘを０．３２＜ｘ＜０．４２と規定した。好ましいｘは０．３４〜０．４０、さらに好ましいｘは０．３６〜０．３８である。

表２に示すように、主成分のモル比（Ｓｒ＋Ｃａ）／Ｔｉを表すｍが０．９６５の場合にはＱｆ及び比抵抗ρが低い。一方、ｍが１．０３５の場合には、焼成温度を１３９５℃と高くしないと焼結が十分に進まない。しかも、焼成温度を高くしてもＱｆが３０００未満の値に低下する。したがって本発明では、ｍを０．９６５＜ｍ＜１．０３５とする。好ましいｍは０．９７０〜１．０２０、さらに好ましいｍは０．９７０〜１．０１０である。

表３において、Ｃｒ_２Ｏ_３（第１副成分）を添加することにより、比誘電率εｒ及びＱｆが向上するとともに、比誘電率の温度特性τεｒも向上することがわかる。ただし、その添加量が、酸化物中のＣｒ換算で１．００モルになると、Ｑｆの低下が顕著になるとともに、比抵抗ρの低下も無視できなくなる。したがって本発明では、第１副成分は酸化物中のＣｒ換算で１モル未満（０を含まず）とする。第１副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、酸化物中のＣｒ換算で、好ましくは０．１〜０．８モル、さらに好ましくは０．１〜０．５モルである。

表４に示すように、Ｖ_２Ｏ_５（第２副成分）を添加することにより、焼成温度が低下し、Ｑｆが向上するとともに、比誘電率の温度特性τεｒも向上する傾向にある。ただし、その添加量が、酸化物中のＶ換算で２．００モルになると、Ｑｆの低下が顕著になるとともに、比抵抗ρの低下も無視できなくなる。したがって本発明では、第２副成分の添加量は酸化物中のＶ（Ｘ）換算で２モル未満（０を含まず）とする。第２副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、酸化物中のＶ（Ｘ）換算で、好ましくは０．１〜１．５モル、さらに好ましくは０．１〜１モルである。

表５に示すように、Ｙ_２Ｏ_３（第３副成分）を添加することにより、比誘電率の温度特性τεｒが向上する。ただし、その添加量が、酸化物中のＹ換算で２．００モルになると、Ｑｆの低下が顕著になるとともに、比誘電率の温度特性τεｒの悪化も無視できなくなる。また、焼成温度が高くなる。したがって本発明では、第３副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、酸化物中のＹ（Ｒ）換算で２モル未満（０を含まず）とする。第３副成分の添加量は、主成分１００モルに対して、酸化物中のＹ（Ｒ）換算で、好ましくは０．０１〜１．５モル、さらに好ましくは０．１〜１モルである。

表６に示すように、ＣａＳｉＯ_３（第４副成分）を添加することにより、Ｑｆを向上させることができる。また、焼成温度の低下にもＣａＳｉＯ_３（第４副成分）の添加は有効である。ただし、その添加量が５．００モルになるとＱｆが低下するとともに、焼成温度を高くする必要がある。したがって、本発明ではＣａＳｉＯ_３（第４副成分）の量を５モル未満（０を含まず）とする。第４副成分の量は、主成分１００モルに対して、好ましくは０．４〜３モル、さらに好ましくは１〜３モルである。

焼成後に表７に示す組成となるように原料粉末を秤量した以外は実施例１と同様に誘電体磁器組成物を作製し、やはり実施例１と同様にして比誘電率εｒ等の特性を測定した。その結果を表７に示す。なお、第１副成分の原料には、ＭｎＯの原料としてのＭｎＣＯ_３粉末及びＣｒ_２Ｏ_３粉末を用いた。

表７に示すように、第１副成分としてのＣｒ_２Ｏ_３の一部をＭｎＯで置換した場合も、Ｃｒ_２Ｏ_３単独で添加した場合と同等の特性が得られることが確認できた。

焼成後に表８に示す組成となるように原料粉末を秤量した以外は実施例１と同様に誘電体磁器組成物を作製し、やはり実施例１と同様にして比誘電率εｒ等の特性を測定した。その結果を表８に示す。なお、第２副成分の原料には、各元素の酸化物粉末を用いた。

表８に示すように、Ｖ以外の第２副成分を用いても、Ｖを用いた場合と同等の特性が得られることが確認された。

焼成後に表９に示す組成となるように原料粉末を秤量した以外は実施例１と同様に誘電体磁器組成物を作製し、やはり実施例１と同様にして比誘電率εｒ等の特性を測定した。その結果を表８に示す。なお、第３副成分の原料には、各元素の酸化物粉末を用いた。

表９に示すように、Ｙ以外の第３副成分を用いた場合であっても、Ｙと同等の効果が得られることが確認された。

焼成後に表１０に示す組成となるように原料粉末を秤量した以外は実施例１と同様に誘電体磁器組成物を作製し、やはり実施例１と同様にして比誘電率εｒ等の特性を測定した。その結果を表１０に示す。なお、（Ｂａ、Ｃａ）ＳｉＯ_３、（Ｓｒ、Ｃａ）ＳｉＯ_３および（Ｍｇ、Ｃａ）ＳｉＯ_３は、ＳｉＯ_２およびＭＣＯ_３（Ｍ＝Ｂａ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｍｇ）をボールミルにより１６時間湿式混合し、乾燥後、１３３０℃で空気中で焼成し、さらにボールミルで１００時間湿式粉砕して得られたものを用いた。

表１０に示すように、ＣａＳｉＯ_３以外の第４副成分を用いた場合にも、ＣａＳｉＯ_３と同等の特性が得られることが確認された。

Claims (6)

1. （Ｓｒ_１−ｘＣａ_ｘ）_ｍＴｉＯ_３で示される組成の誘電体酸化物を含む主成分と、第１副成分としてＣｒの酸化物を含み、
   前記主成分に含まれる式中の組成モル比を示す記号ｘ及びｍが、０．３２＜ｘ＜０．４２、０．９６５＜ｍ＜１．０３５であり、
   前記主成分１００モルに対して、前記第１副成分が、当該酸化物中のＣｒ換算で、１モル未満（０を含まず）含有することを特徴とする誘電体磁器組成物。
2. 第２副成分として、Ｘ（ただし、ＸはＶ、Ｎｂ、Ｗ、Ｔａ及びＭｏから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＸ換算で、２モル未満（０を含まず）含有する請求項１に記載の誘電体磁器組成物。
3. 第３副成分として、Ｒ（ただし、ＲはＳｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕから選択される１種又は２種以上の元素）の酸化物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物中のＲ換算で２モル未満（０を含まず）含有する請求項１又は２に記載の誘電体磁器組成物。
4. 第４副成分として、ＳｉＯ_２ 、ＭＯ（ただし、ＭはＢａ、Ｃａ、Ｓｒ及びＭｇから選択される１種又は２種以上の元素）、Ｌｉ_２ Ｏ、Ｂ_２Ｏ_３及びＭＳｉＯ_３から選択される１種又は２種以上の化合物を、主成分１００モルに対して、当該酸化物換算で、５モル未満（０を含まず）含有する請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
5. 前記第１副成分としてのＣｒの酸化物の一部がＭｎの酸化物で置換されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の誘電体磁器組成物。
6. ＧＨｚ帯でのＴＥ_０１１モードに由来する共振周波数ｆにおいて、比誘電率εｒ≧２００、品質係数Ｑ（＝１／ｔａｎδ，ｔａｎδ：誘電正接）とｆの積Ｑｆ≧４０００（ＧＨｚ）、−４０〜８５℃における比誘電率の温度特性τεｒの絶対値｜τεｒ｜≦１０００（ｐｐｍ／℃）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の誘電体磁器組成物。