特表 2022-521774 高Ｑ値を有するＬＴＣＣ誘電体組成物及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-04-12

(54)【発明の名称】高Ｑ値を有するＬＴＣＣ誘電体組成物及び装置

(51)【国際特許分類】

   C04B 35/46 20060101AFI20220405BHJP

   C04B 35/453 20060101ALI20220405BHJP

   C04B 35/14 20060101ALI20220405BHJP

   H01B 3/12 20060101ALI20220405BHJP

【ＦＩ】

C04B35/46

C04B35/453

C04B35/14

H01B3/12 304

H01B3/12 325

H01B3/12 331

H01B3/12 322

H01B3/12 323

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021549778

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(85)【翻訳文提出日】2021-10-20

(86)【国際出願番号】 US2020019832

(87)【国際公開番号】W WO2020176584

(87)【国際公開日】2020-09-03

(31)【優先権主張番号】62/811,079

(32)【優先日】2019-02-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】503468695

【氏名又は名称】フエロ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100092901

【弁理士】

【氏名又は名称】岩橋 祐司

(72)【発明者】

【氏名】マーリー，ピーター

【テーマコード（参考）】

5G303

【Ｆターム（参考）】

5G303AA10

5G303AB06

5G303AB08

5G303AB15

5G303BA12

5G303CA01

5G303CA02

5G303CA09

5G303CB02

5G303CB03

5G303CB06

5G303CB11

5G303CB12

5G303CB16

5G303CB18

5G303CB23

5G303CB30

5G303CB32

5G303CB35

5G303CB38

5G303CD06

5G303CD07

5G303CD11

5G303DA05

(57)【要約】

ＬＴＣＣ装置は、亜鉛－リチウム－チタン酸化物又はケイ素－ストロンチウム－銅酸化物ホストを有する誘電体材料を焼成時に形成する前駆体材料の混合物を含む誘電体組成物から製造される。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

（ａ） ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、
ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ_２、及び
ｖ）０～５ｗｔ％ＮｉＯ、を含み
ｖｉ）鉛を含まず、
ｖｉｉ）カドミウムを含まない、
８０～９９．６ｗｔ％のか焼ホスト材料、
に加えて、
（ｂ）０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、
（ｃ）０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｄ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、
（ｆ）０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、
（ｇ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、
（ｈ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ、並びに
（ｉ）０～３ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項2】

ＬｉＦが０．１～４ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
請求項１に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項3】

ＬｉＦが０．２～３．５ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．２～２．５ｗｔ％で含まれる、
請求項１に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項4】

（ａ） ｉ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、
ｉｉ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、及び
ｉｉｉ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、を含み、
ｉｖ）鉛を含まず、
ｖ）カドミウムを含まない、
８０～９９．９ｗｔ％のか焼ホスト材料、
に加えて、
（ｂ）０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、
（ｃ）０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｄ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、
（ｆ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、
（ｇ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ、並びに
（ｈ）０～３ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物、を含み、
鉛及びカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項5】

ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
請求項４に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項6】

Ｂ_２Ｏ_３が０．２～３．５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３で含まれ、
ＣｕＯが０．２～２．５ｗｔ％で含まれる、
請求項４に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項7】

前記ホスト材料が８０～９９．８ｗｔ％で含まれ、
ホウ酸亜鉛が０．１～８ｗｔ％で含まれる、
請求項４に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項8】

（ａ）３５～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、
（ｂ）２５～５５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｃ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｅ）０～７ｗｔ％のＳｉＯ_２、
（ｆ）０～６ｗｔ％ＢａＯ、
（ｇ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、及び
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項9】

ＴｉＯ_２が４７～５４ｗｔ％で含まれ、
ＺｎＯが３３～５１ｗｔ％で含まれ、
Ｌｉ_２Ｏが０．５～１０ｗｔ％で含まれ、
Ｂ_２Ｏ_３が０．１～３ｗｔ％で含まれ、
ＳｉＯ_２が０～０．３ｗｔ％で含まれ、
ＢａＯが０～０．６ｗｔ％で含まれ、
ＣａＯが０～０．４ｗｔ％で含まれ、
ＬｉＦが０．１～４ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
請求項８に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項10】

（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、
（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｅ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｇ）０～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、及び
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項11】

ＳｉＯ_２が５０～５６ｗｔ％で含まれ、
ＳｒＯが２２～２４ｗｔ％含まれ、
ＣｕＯが１７～１９ｗｔ％で含まれ、
Ｂ_２Ｏ_３が０．４～２．２ｗｔ％で含まれ、
ＣａＯが０～０．４ｗｔ％で含まれ、
ＺｎＯが０～６．５ｗｔ％で含まれ、
Ｌｉ_２Ｏが０．２～３ｗｔ％で含まれ、
ＬｉＦが０～５ｗｔ％で含まれる、
請求項１０に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項12】

（ａ）２０～３１ｗｔ％ＴｉＯ_２、
（ｂ）１６～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｃ）９～１５ｗｔ％ＳｒＯ、
（ｄ）２２～３４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）６～１２ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｆ）２～４ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
（ｇ）０．７～２ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｈ）０．１～０．５ｗｔ％ＣａＯ、及び
（ｉ）０．２～１ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項13】

焼成後、前記誘電体材料が５ＧＨｚよりも高い周波数で測定されたときに少なくとも８００のＱ値を示す、請求項１２に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項14】

焼成後、前記誘電体材料が５～５０の誘電率Ｋを示す、請求項１２に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項15】

前記か焼ホスト材料が０．２～５．０ミクロンの範囲の粒子径Ｄ_５０を有する、請求項１に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【請求項16】

請求項１に記載の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物と、
ａ．６０～９０ｗｔ％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、
ｂ．１～１０ｗｔ％の、遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される添加物、
ｃ．０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに
ｄ．１０～４０ｗｔ％の有機部、
を含む導電性ペーストと、
を焼成前に含む電気又は電子部品。

【請求項17】

前記電気又は電子部品が、高Ｑ共振器、電磁干渉フィルタ、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、
請求項１６に記載の電気又は電子部品。

【請求項18】

（ａ１）請求項１に記載の組成物を基体に適用する工程、又は
（ａ２）請求項１に記載の組成物を含むテープを基体に適用する工程、又は
（ａ３）請求項１に記載の組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体を形成する工程、及び
（ｂ）前記組成物を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程、
を含む電子部品を形成する方法。

【請求項19】

焼成が約８００℃～約９１０℃の温度で行われる、請求項１８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、誘電体組成物（dielectric composition）に関し、より具体的には、ＧＨｚ周波数で非常に高いＱ値（Q factor）を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ；low temperature co-fired ceramic）用途において使用可能な、誘電率（dielectric constant）Ｋ＝５～５０を示す亜鉛－リチウム－チタン酸化物及びケイ素－ストロンチウム－銅酸化物系の誘電体組成物に関する。

【背景技術】

【0002】

ワイヤレス用途用のＬＴＣＣシステムにおいて使用される最先端の材料は、誘電率Ｋ＝４～５０の範囲であると共に、１ＭＨｚの測定周波数で約５００～１，０００のＱ値を有する誘電体を使用する。特定の用途及び装置の構造によって、必要な比誘電率及びＱ値が決定される。要求の厳しい高周波数用途には、高誘電率、高Ｑ値の材料が必要となる。これは一般に、特定の特性を得るために高ＫのＣａＴｉＯ_３と低Ｋ材料とを組み合わせることによって達成される。しかしながら、ＧＨｚ周波数におけるＣａＴｉＯ_３の低いＱ値は、一般に、前記セラミックのＱ値を低下させる望ましくない効果を有する。さらに、ＣａＴｉＯ_３の高い焼成温度はＬＴＣＣ技術においては使用することができない。

【発明の概要】

【0003】

本発明は、誘電体組成物に関し、より具体的には、ＧＨｚの高周波数で高いＱ値を有すると共に、貴金属の金属化を伴う低温同時焼成セラミック（ＬＴＣＣ）用途において使用可能な、誘電率Ｋ＝５～５０、例えば約５～約３０、を示す亜鉛－リチウム－チタン酸化物及びケイ素－ストロンチウム－銅酸化物系誘電体組成物に関する。Ｑ値＝１／Ｄｆ、ここでＤｆは誘電正接（dielectric loss tangent）である。Ｑｆ値は、通常ＧＨｚ範囲の周波数における、誘電体の質を表すために使用されるパラメータである。Ｑｆは、Ｑｆ＝Ｑ×ｆとして表すことができ、ここでは、測定周波数ｆ（ＧＨｚ）にその周波数でのＱ値を掛け合わせる。高周波数用途向けに、５ＧＨｚを超える周波数において１０００よりも高い非常に高いＱ値を有する高誘電体材料の需要が高まっている。

【0004】

概して、本発明のセラミック材料は、適量のＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、及びＴｉＯ_２、又はＳｉＯ_２、ＳｒＯ、及びＣｕＯを混合し、これらの材料を水性媒体中で約０．２～約５．０ミクロン（micron）の範囲の粒子径Ｄ_５０まで一緒に粉砕する（milling）ことによって作製されるホストを含む。このスラリーを乾燥し、約８００～１２００℃で約１～５時間か焼して（calcined）、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、及びＴｉＯ_２、又はＳｉＯ_２、ＳｒＯ、及びＣｕＯを含むホスト材料（host material）を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し（pulverized）、融剤（fluxing agent）と混合し、再度水性媒体中で約０．２～約５．０μｍの範囲の粒子径Ｄ_５０まで粉砕する。あるいは、粒子径Ｄ_５０は、約０．５～約１．０ミクロンの範囲にある。粉砕したセラミック粉末を乾燥、微粉化し、細かく分割した粉末を製造する。得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約７７５～約９２５℃の温度で焼成することができる。一実施形態において、ペレットは、約８００～約９１０℃の温度で焼成することができる。焼成が行われる時間は約１～約２００分である。

【0005】

本発明の実施形態は、鉛フリー（lead-free）かつカドミウムフリー（cadmium-free）であり、それ単体で、又は他の酸化物と組み合わせて、誘電体材料を形成することができる亜鉛－リチウム－チタン酸化物ホスト材料を焼成時に（焼成により）形成する前駆体材料（precursor material）の混合物を含む組成物である。

【0006】

本発明の実施形態は、鉛フリーかつカドミウムフリーであり、それ単体で、又は他の酸化物と組み合わせて、誘電体材料を形成することができるケイ素－ストロンチウム－銅酸化物ホスト材料を焼成時に（焼成により）形成する前駆体材料の混合物を含む組成物である。

【0007】

好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まない。代替的な好ましい実施形態において、ホスト材料はカドミウムを含まない。より好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まず、かつカドミウムを含まない。

【0008】

好ましい実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、及び（ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏを含む。

【0009】

別の実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、（ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ_２、及び（ｖ）０～５ｗｔ％ＮｉＯを含む。

【0010】

別の好ましい実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｉｉ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、及び（ｉｉｉ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯを含む。

【0011】

本発明の実施形態は、本明細書のいずれかに開示される２つ以上のホスト又はホストの選択を含むことができる。

【0012】

本発明の誘電体材料（dielectric material）は、括弧内に示された値を超えない量の以下のいずれか又はすべての融剤及びドーパント（dopants）と共に、本明細書に開示される８０～９９．６ｗｔ％の少なくとも１つのホスト材料のいずれかを含むことができる：ＳｉＯ_２（４ｗｔ％）；ＣａＣＯ_３（４ｗｔ％）；Ｂ_２Ｏ_３（４ｗｔ％）；Ｌｉ_２ＣＯ_３（４ｗｔ％）；ＬｉＦ（４ｗｔ％）；ＢａＣＯ_３（８ｗｔ％）；ホウ酸亜鉛（８ｗｔ％）；及びＣｕＯ（３ｗｔ％）。

【0013】

別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0014】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０．１～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0015】

また別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0016】

またさらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．１～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0017】

また別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0018】

本発明の誘電体材料は、いかなる形態の鉛を含ます、いかなる形態のカドミウムを含まない。

【0019】

本発明の実施形態は、（ａ）３５～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）２５～５５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～４ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０～３ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0020】

本発明の別の実施形態は、（ａ）３５～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）２５～５５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～７ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0021】

本発明のさらに別の実施形態は、（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～４ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０～４ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0022】

本発明のまたさらに別の実施形態は、（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0023】

本発明の他の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）４７～５４ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）３３～５１ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．５～１０ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．９１～１．８ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０．０４～０．２ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～０．６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～０．４ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０．１～４ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０．１～３ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0024】

本発明のまた他の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）５０～５６ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）２２～２４ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）１７～１９ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．４～２．２ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～０．４ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～６．５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０．１～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0025】

本発明のまたさらに他の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）２０～３１ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）１６～２５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）９～１５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｄ）２２～３４ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｅ）７．６～１１．５ｗｔ％ＣｕＯ、（ｆ）２．１～３．２ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）１～１．１ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｈ）０．１～０．３ｗｔ％ＣａＯ、（ｉ）０．５～０．９ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0026】

本発明のいずれかの実施形態について、ゼロで境界付けられた材料範囲は、下端で０．０１％又は０．１％で境界付けられた同様の範囲のサポートを提供するとみなされる。

【0027】

ゼロ重量パーセントで境界付けられた各組成範囲について、その範囲は、０．０１ｗｔ％又は０．１ｗｔ％の下限を有する範囲も示すとみなされる。６０～９０ｗｔ％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕなどの教示は、言及された成分のいずれか又はすべてが、規定された範囲で組成物中に存在できることを意味する。

【0028】

別の実施形態において、本発明は、本明細書のいずれかに開示されるいずれかのホスト材料を焼成前に含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体組成物に関する。

【0029】

別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体ペーストを、導電性ペーストと共に焼成前に含む電気又は電子部品に関し、導電性ペーストは、（ａ）６０～９０ｗｔ％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、（ｂ）遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される１～１０ｗｔ％の添加物、（ｃ）０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに（ｄ）１０～４０ｗｔ％の有機部（organic portion）を含む。電気又は電子部品は、高Ｑ共振器、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びこれらの組み合わせとすることができる。

【0030】

別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体ペーストを基体（基板）（substrate）に適用する（塗布する）（applying）工程；及び誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程を含む、電子部品を形成する方法に関する。

【0031】

別の実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの誘電体材料の粒子を基体に適用する工程、及び誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程を含む、電子部品を形成する方法に関する。

【0032】

別の実施形態において、本発明の方法は、
（ａ１）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を基体に適用する工程、又は
（ａ２）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物を含むテープを基体に適用する工程、又は
（ａ３）本明細書に開示されるいずれかの誘電体組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体（monolithic composite substrate）を形成する工程；及び
（ｂ）誘電体材料を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程；
を含む、電子部品を形成する工程を含む。

【0033】

本明細書の各数値（パーセンテージ、温度等）の前には「約」(about)が付いていると推定されることを理解されたい。本明細書のいずれかの実施形態において、誘電体材料は、異なる相、例えば結晶性及びアモルファス、をｍｏｌ％（モル％）又はｗｔ％（重量％）のいずれかで表される任意の比率、例えば１：９９～９９：１（結晶性：アモルファス）、で含むことができる。他の比率には、１０：９０、２０：８０、３０：７０、４０：６０、５０：５０、６０：４０、７０：３０、８０：２０、及び９０：１０、並びにその間のすべての値が含まれる。一実施形態において、誘電体ペーストは、１０～３０ｗｔ％の結晶性誘電体材料及び７０～９０ｗｔ％のアモルファス誘電体材料を含む。

【0034】

本発明の前述の特徴及び他の特徴は、以下においてより十分に説明され、特に特許請求の範囲において指摘され、以下の説明は、本発明の特定の例示的な実施形態を詳細に記載するが、これらは、本発明の原理を使用することができる様々な方法のうちのいくつかだけを表示するにすぎない。

【発明の詳細な説明】

【0035】

ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミック）は、比較的低い焼成温度（１０００℃未満）で、Ａｇ、Ａｕ、ＰｔもしくはＰｄ、又はこれらの組み合わせ等の低抵抗金属導電体と同時焼成（共焼成）される多層ガラスセラミック基体技術である。その主な組成がガラス及びアルミナ又は他のセラミックフィラーからなることがあるため、「ガラスセラミック」（Glass Ceramics）と呼ばれることもある。一部のＬＴＣＣ処方物は再結晶ガラスである。本明細書のガラスは、インシツ（in situ）で形成することができるか、又は組成物に添加することができるフリットの形態で提供することができる。状況によっては、ニッケル及びその合金等の卑金属が、理想的には、１０^－１２～１０^－８気圧の酸素分圧等の非酸化性雰囲気において、使用することができる。「卑金属」とは、金、銀、パラジウム、及び白金以外のいずれかの金属である。合金金属には、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、及びＡｌが含まれ得る。

【0036】

誘電体材料のスラリーから成型（cast）されたテープが切断され、ビア（via）として知られる孔を形成して層間の電気的接続を可能にする。ビアには導電性ペーストが充填される。次に、回路パターンが、必要に応じて同時焼成抵抗とともに印刷される。印刷基板の複数の層が積層される。スタックが加熱及び加圧され、複数の層が１つに結合される。次に、低温（＜１０００℃）焼成が行われる。焼成スタックは最終的な寸法に切断され、必要に応じて後焼成処理が完了される。

【0037】

自動車用途に有用な多層構造は、約５つのセラミック層、例えば、３～７のセラミック層又は４～６のセラミック層、を有することができる。ＲＦ用途において、構造は１０～２５のセラミック層を有することができる。配線基板として、５～８のセラミック層を使用することができる。

【0038】

原料の誘電体材料（Raw Dielectric Material）

【0039】

本発明のセラミック材料は、適量のＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、及びＴｉＯ_２、又はＳｉＯ_２、ＳｒＯ、及びＣｕＯを混合し、これらの材料を水性媒体中で約０．２～約５．０ミクロンの範囲の粒子径Ｄ_５０まで一緒に粉砕することによって作製されるホストを含む。このスラリーを乾燥し、約８００～１２００℃で約１～５時間か焼して、ＺｎＯ、Ｌｉ_２Ｏ、及びＴｉＯ_２、又はＳｉＯ_２、ＳｒＯ、及びＣｕＯを含むホスト材料を形成する。次に、得られたホスト材料を機械的に微粉化し、融剤と混合し、再度水性媒体中で約０．２～約５．０μｍの範囲の粒子径Ｄ_５０まで粉砕する。別の実施形態において、粒子径Ｄ_５０は、約０．５～約１．０ミクロンの範囲である。

【0040】

得られたホスト材料にか焼を施し、一部、ホスト材料中の揮発性不純物を除去して、後のプロセスにおける固相反応を促進することを可能にさせる。高温（約８００～１２００℃）でのか焼は、粒子間の凝集を引き起こすことがある。粉砕したセラミック粉末を乾燥・微粉化し、細かく分割した粉末を製造する。

【0041】

か焼及び微粉化後、ホスト材料は、融剤と混合することができる。得られた粉末は、円筒形のペレットにプレスされ、約７７５～約９２５℃の温度で焼成することができる。一例において、ペレットは、約８００～約９１０℃の温度で焼成することができる。焼成が行われる時間は約１～約２００分間である。

【0042】

本発明の実施形態は、鉛フリーかつカドミウムフリーであり、それ単体で、又は他の酸化物と組み合わせて、誘電体材料を形成することができる亜鉛－リチウム－チタン酸化物ホスト材料を焼成時に（焼成により）形成する前駆体材料の混合物を含む組成物である。

【0043】

本発明の実施形態は、鉛フリーかつカドミウムフリーであり、それ単体で、又は他の酸化物と組み合わせて、誘電体材料を形成することができるケイ素－ストロンチウム－銅酸化物ホスト材料を焼成時に（焼成により）形成する前駆体材料の混合物を含む組成物である。

【0044】

好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まない。代替的な好ましい実施形態において、ホスト材料はカドミウムを含まない。より好ましい実施形態において、ホスト材料は鉛を含まず、かつカドミウムを含まない。

【0045】

好ましい実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、及び（ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏを含む。

【0046】

別の実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、（ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ_２、及び（ｖ）０～５ｗｔ％ＮｉＯを含む。

【0047】

別の好ましい実施形態において、ホスト材料は、（ｉ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｉｉ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、及び（ｉｉｉ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯを含む。

【0048】

本発明の実施形態は、本明細書のいずれかに開示される２つ以上のホスト又はホストの選択を含むことができる。

【0049】

本発明の誘電体材料は、括弧内に示された値を超えない量の以下の融剤及びドーパントのいずれか又はすべてと共に、８０～９９．６ｗｔ％の、本明細書に開示される少なくとも１つのホスト材料のいずれかを含むことができる：ＳｉＯ_２（４ｗｔ％）；ＣａＣＯ_３（４ｗｔ％）；Ｂ_２Ｏ_３（４ｗｔ％）；Ｌｉ_２ＣＯ_３（４ｗｔ％）；ＬｉＦ（４ｗｔ％）；ＢａＣＯ_３（８ｗｔ％）；ホウ酸亜鉛（８ｗｔ％）；及びＣｕＯ（３ｗｔ％）。

【0050】

別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0051】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０．１～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0052】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０．２～３．５ｗｔ％ＬｉＦ、０．２～２．５ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0053】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0054】

また別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0055】

またさらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０．１～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0056】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0057】

さらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0058】

また別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．１～３ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0059】

またさらに別の実施形態において、融剤及びドーパントは、０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、０．２～３．５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、０～４ｗｔ％ＬｉＦ、０．２～２．５ｗｔ％ＣｕＯ、又は前述のいずれかの酸化物均等物を含むことができる。

【0060】

本発明の誘電体材料は、いかなる形態の鉛を含ます、いかなる形態のカドミウムを含まない。

【0061】

本発明の別の実施形態は、（ａ）３５～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）２５～５５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～７ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0062】

本発明のさらに別の実施形態は、（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～４ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０～４ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0063】

本発明のまたさらに別の実施形態は、（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０～５ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物である。

【0064】

本発明の別の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）４７～５４ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）３３～５１ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．５～１０ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．９１～１．８ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０．０４～０．２ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～０．６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～０．４ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０．１～４ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０．１～３ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0065】

本発明のまたさらに別の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）４７～５４ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）３３～５１ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）０．５～１０ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｄ）０．１～３ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～０．３ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｆ）０～０．６ｗｔ％ＢａＯ、（ｇ）０～０．４ｗｔ％ＣａＯ、（ｈ）０．１～４ｗｔ％ＬｉＦ、（ｉ）０．１～３ｗｔ％ＣｕＯを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0066】

本発明のまた別の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）５０～５６ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｂ）２２～２４ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）１７～１９ｗｔ％ＣｕＯ、（ｄ）０．４～２．２ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｅ）０～０．４ｗｔ％ＣａＯ、（ｆ）０～６．５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｇ）０．２～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0067】

本発明のまたさらに他の実施形態において、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物は、（ａ）２０～３１ｗｔ％ＴｉＯ_２、（ｂ）１６～２５ｗｔ％ＺｎＯ、（ｃ）９～１５ｗｔ％ＳｒＯ、（ｄ）２２～３４ｗｔ％ＳｉＯ_２、（ｅ）６～１２ｗｔ％ＣｕＯ、（ｆ）２～４ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、（ｇ）０．７～２ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、（ｈ）０．１～０．５ｗｔ％ＣａＯ、（ｉ）０．２～１ｗｔ％ＬｉＦを含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む。

【0068】

［誘電性ペースト］誘電体層を形成するためのペーストは、本明細書に開示されるように、有機ビヒクル（organic vehicle）を原料の誘電体材料と混合することによって得ることができる。また、上述のように、焼成時にそのような酸化物及び複合酸化物に変換する前駆体化合物（炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩）も有用である。誘電体材料は、これらの酸化物を含む化合物、又はこれらの酸化物の前駆体を選択し、それらを適切な比率で混合することによって得られる。原料の誘電体材料中のこのような化合物の比率は、焼成後に所望の誘電体層組成物が得られるように決定される。（本明細書のいずれかに開示されるように）原料の誘電体材料は、一般に、約０．１～約３ミクロン、より好ましくは約１ミクロン以下の平均粒子径（mean particle size）を有する粉末形態で使用される。

【0069】

［有機ビヒクル］本明細書のペーストは有機部（organic portion）を含む。有機部は、有機溶媒中のバインダ又は水中のバインダである有機ビヒクルであるか、又は有機ビヒクルを含む。本明細書において使用されるバインダの選択は重要ではない；エチルセルロース、ポリビニルブタノール、エチルセルロース、及びヒドロキシプロピルセルロース、並びにこれらの組み合わせ等の一般的なバインダが溶媒と合わせて適当である。有機溶媒も重要ではなく、ブチルカルビトール、アセトン、トルエン、エタノール、ジエチレングリコールブチルエーテル等の一般的な有機溶媒；２，２，４－トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート（テキサノール（Texanol）（登録商標））；α－テルピネオール；β－テルピネオール；γ－テルピネオール；トリデシルアルコール；ジエチレングリコールエチルエーテル（カルビトール（Carbitol）（登録商標））、ジエチレングリコールブチルエーテル（ブチルカルビトール（Butyl Carbitol）（登録商標））及びプロピレングリコール；並びにこれらの混合物から、特定の適用方法（すなわち、印刷又は被覆（sheeting））に従って選択することができる。テキサノール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、テネシー州キングズポート（Kingsport）にあるイーストマンケミカル社（Eastman Chemical Company）から入手することができる；ダウワノール（Dowanol）（登録商標）及びカルビトール（登録商標）の商品名で販売されている製品は、ミシガン州ミッドランド（Midland）にあるダウケミカル社（Dow Chemical Co.）から入手することができる。

【0070】

本発明の誘電体ペーストの有機部に何らかの限定は課されない。一実施形態において、本発明の誘電体ペーストは、約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％の有機ビヒクルを含む。別の実施形態においては、約１０ｗｔ％～約３０ｗｔ％の有機ビヒクルを含む。多くの場合、ペーストは約１～５ｗｔ％のバインダ及び約１０～５０ｗｔ％の有機溶媒を含み、残りは誘電体成分（すなわち、固体部としての誘電体材料）である。一実施形態において、本発明の誘電体ペーストは、約６０～約９０ｗｔ％の、いずれかに開示される固体部、及び本段落及び前の段落に記載の約１０ｗｔ％～約４０ｗｔ％の有機部を含む。必要に応じて、本発明のペーストは、分散剤、可塑剤、誘電性化合物、及び絶縁性化合物等の他の添加物を最大約１０ｗｔ％含むことができる。

【0071】

［フィラー］異なる誘電体組成物のテープ層間の膨張の不整合を最小限に抑えるために、コーディエライト、アルミナ、ジルコン、フューズドシリカ、アルミノケイ酸塩、及びこれらの組み合わせ等のフィラーを、本明細書の１つ又は複数の誘電体ペーストに１～３０ｗｔ％、好ましくは２～２０ｗｔ％、より好ましくは２～１５ｗｔ％の量で添加することができる。

【0072】

［焼成］次に、誘電体スタック（２つ以上の層）が、内部電極層形成ペースト中の導体の種類に従って決定される雰囲気中で焼成される。内部電極層がニッケル及びニッケル合金等の卑金属導体で形成される場合、焼成雰囲気は、約１０^－１２～約１０^－８ａｔｍの酸素分圧を有することができる。約１０^－１２ａｔｍ未満の分圧での焼成は避けるべきであり、このような低圧では、導体が異常に焼成され、誘電体層との分離が生じることがあるためである。約１０^－８ａｔｍを超える酸素分圧では、内部電極層が酸化されることがある。約１０^－１１～約１０^－９ａｔｍの酸素分圧が最も好ましい。本明細書に開示される誘電体組成物は周囲空気（ambient air）中で焼成することも可能である。しかしながら、還元性雰囲気（Ｈ_２、Ｎ_２、又はＨ_２／Ｎ_２）は、誘電体ペーストから金属ビスマスへとＢｉ_２Ｏ_３を還元してしまうことがあり望ましくない。

【0073】

本明細書に開示されるＬＴＣＣ組成物及び装置の用途には、バンドパスフィルタ、（ハイパス又はローパス）、セルラー用途を含むテレコミュニケーション（telecommunication）用の無線送信機及び受信機、電力増幅器モジュール（ＰＡＭ）、ＲＦフロントエンドモジュール（ＦＥＭ）、ＷｉＭＡＸ２モジュール、ＬＴＥ－ａｄｖａｎｃｅｄモジュール、トランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）、電子パワーステアリング（ＥＰＳ）、エンジンマネジメントシステム（ＥＭＳ）、種々のセンサーモジュール、レーダーモジュール、圧力センサー、カメラモジュール、スモールアウトラインチューナーモジュール、装置及び部品用薄型プロファイルモジュール、並びにＩＣテスターボードが含まれる。バンドパスフィルタには、２つの主要部、１つはコンデンサ、もう１つはインダクタ、が含まれる。低Ｋ材料はインダクタの設計には適しているが、十分な静電容量を生成するためにより多くのアクティブ領域を必要とするためコンデンサの設計には適していない。高Ｋ材料はその逆の結果となる。本発明者らは、低Ｋ（low K）（４～８）／中Ｋ（Mid K）（１０～１００）ＬＴＣＣ材料を同時焼成して単一の部品にすることができ、最適化された性能を有するように低Ｋ材料をインダクタ領域の設計に使用することができ、高Ｋ材料をコンデンサ領域の設計に使用することができることを発見した。

【実施例】

【0074】

以下の実施例は、本発明の好ましい態様を例示するために提供され、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。

【0075】

適量のＺｎＯ、Ｌｉ_２ＣＯ_３、及びＴｉＯ_２、又はＳｉＯ_２、ＳｒＣＯ_３、及びＣｕＯを混合し、これらの材料を水性媒体中で約０．２～５．０ミクロンの範囲の粒子径Ｄ_５０まで一緒に粉砕する。このスラリーを乾燥し、約８００～１２５０℃で約１～１０時間か焼して、ホスト材料を形成する。次に、か焼後、得られたホスト材料を機械的に微粉化し、本明細書に記載の処方物による融剤及びドーパントと混合し、再度水性媒体中で約０．２～約５．０μｍの範囲の粒子径Ｄ_５０まで粉砕する。あるいは、粒子径Ｄ_５０は、約０．５～約１．０ミクロンの範囲である。粉砕粒子を乾燥し、微粉化して、細かく分割した粉末を製造する。次に、この得られた粉末を円筒形のペレットにプレスし、約８００～約９１０℃の温度で焼成する。例えば、ペレットは、約８５０～９００℃の温度で約１５～６０分間焼成することができる。焼成された（焼結された）ペレットは、表１に挙げる組成を有する。

【0076】

表１ 焼成ペレットの組成（重量％）

【0077】

【表1】

【0078】

以下の表は、表１に記載の処方物の特性及び性能データを示す。

【0079】

表２ 焼成後の処方物１～１０のＫ、Ｑ及びＱｆデータ

【0080】

【表2】

【0081】

焼成後の処方物１～１０の誘電率（Ｋ）は、約５．１５～約２３．２８の範囲であることが分かった。誘電率（Ｋ）とＱ値は、共振空洞技術（resonant cavity technique）を使用して測定する。焼成後の処方物１～１０について測定されたＱ値は、約９ＧＨｚ以上で測定された場合、約８７３～約２７０６の範囲である。

【0082】

追加の利点及び変更は、当業者が容易に想到するであろう。したがって、そのより広い態様における本発明は、本明細書に示され、説明される特定の詳細なかつ例示的な例に限定されない。したがって、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって規定される全体的な発明の概念の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。

【0083】

本発明は、以下の項によってさらに規定される。

【0084】

項１：
（ａ） ｉ）４０～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、
ｉｉ）３０～６０ｗｔ％ＺｎＯ、
ｉｉｉ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
ｉｖ）０～５ｗｔ％ＭｎＯ_２、及び
ｖ）０～５ｗｔ％ＮｉＯ、を含み
ｖｉ）鉛を含まず、
ｖｉｉ）カドミウムを含まない、
８０～９９．６ｗｔ％のか焼ホスト材料、
に加えて、
（ｂ）０．３～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、
（ｃ）０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｄ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、
（ｆ）０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、
（ｇ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、
（ｈ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ及び
（ｉ）０～３ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0085】

項２：
ＬｉＦが０．１～４ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
項１の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0086】

項３：
ＬｉＦが０．２～３．５ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．２～２．５ｗｔ％で含まれる、
項１の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0087】

項４：
（ａ） ｉ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、
ｉｉ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、及び
ｉｉｉ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、を含み、
ｉｖ）鉛を含まず、
ｖ）カドミウムを含まない、
８０～９９．９ｗｔ％のか焼ホスト材料、
に加えて、
（ｂ）０～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、
（ｃ）０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｄ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、
（ｆ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、
（ｇ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ、及び
（ｈ）０～３ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0088】

項５：
ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
項４の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0089】

項６：
Ｂ_２Ｏ_３が０．２～３．５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３で含まれ、
ＣｕＯが０．２～２．５ｗｔ％で含まれる、
項４の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0090】

項７：
（ａ）８０～９９．８ｗｔ％の、項１及び４のいずれかのホスト材料のいずれかの組み合わせ、
に加えて、
（ｂ）０．１～８ｗｔ％ホウ酸亜鉛、
（ｃ）０．１～４ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｄ）０～４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）０～４ｗｔ％ＣａＣＯ_３、
（ｆ）０～４ｗｔ％ＢａＣＯ_３、
（ｇ）０～４ｗｔ％Ｌｉ_２ＣＯ_３、
（ｈ）０～４ｗｔ％ＬｉＦ、及び
（ｉ）０～３ｗｔ％ＣｕＯ、
又は前述のいずれかの酸化物均等物を含み、鉛を含まず、カドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0091】

項８：
（ａ）３５～６５ｗｔ％ＴｉＯ_２、
（ｂ）２５～５５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｃ）０．１～１５ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｅ）０～７ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｆ）０～６ｗｔ％ＢａＯ、
（ｇ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、及び
（ｉ）０～５ｗｔ％ＣｕＯ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0092】

項９：
ＴｉＯ_２が４７～５４ｗｔ％で含まれ、
ＺｎＯが３３～５１ｗｔ％で含まれ、
Ｌｉ_２Ｏが０．５～１０ｗｔ％で含まれ、
Ｂ_２Ｏ_３が０．１～３ｗｔ％で含まれ、
ＳｉＯ_２が０～０．３ｗｔ％で含まれ、
ＢａＯが０～０．６ｗｔ％で含まれ、
ＣａＯが０～０．４ｗｔ％で含まれ、
ＬｉＦが０．１～４ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが０．１～３ｗｔ％で含まれる、
項８の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0093】

項１０：
（ａ）４５～７５ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｂ）１５～３５ｗｔ％ＳｒＯ、
（ｃ）１０～３０ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｄ）０．１～５ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｅ）０～６ｗｔ％ＣａＯ、
（ｆ）０～８ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｇ）０～３ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、及び
（ｈ）０～５ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0094】

項１１：
ＳｉＯ_２が５０～５６ｗｔ％で含まれ、
ＳｒＯが２２～２４ｗｔ％で含まれ、
ＣｕＯが１７～１９ｗｔ％で含まれ、
Ｂ_２Ｏ_３が０．４～２．２ｗｔ％で含まれ、
ＣａＯが０～０．４ｗｔ％で含まれ、
ＺｎＯが０～６．５ｗｔ％で含まれ、
Ｌｉ_２Ｏが０．２～３ｗｔ％で含まれ、
ＬｉＦが０～５ｗｔ％で含まれる、
項１０の鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0095】

項１２：
（ａ）２０～３１ｗｔ％ＴｉＯ_２、
（ｂ）１６～２５ｗｔ％ＺｎＯ、
（ｃ）９～１５ｗｔ％ＳｒＯ、
（ｄ）２２～３４ｗｔ％ＳｉＯ_２、
（ｅ）６～１２ｗｔ％ＣｕＯ、
（ｆ）２～４ｗｔ％Ｌｉ_２Ｏ、
（ｇ）０．７～２ｗｔ％Ｂ_２Ｏ_３、
（ｈ）０．１～０．５ｗｔ％ＣａＯ、及び
（ｉ）０．２～１ｗｔ％ＬｉＦ、を含み、
鉛を含まず、かつカドミウムを含まない、
鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0096】

項１３：
項８～１２のいずれかの組み合わせを含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの誘電体材料を焼成時に形成する前駆体の混合物を含む、鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0097】

項１４：
焼成後、５ＧＨｚを超える周波数で測定されたときに誘電体材料が少なくとも８００のＱ値を示す、項１～１１のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0098】

項１５：
焼成後、誘電体材料が５～５０の誘電率Ｋを示す、項１～１３のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0099】

項１６：
か焼ホスト材料が０．２～５．０ミクロンの範囲の粒子径Ｄ_５０を有する、項１、４及び７のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物。

【0100】

項１７：
項１～１６のいずれかの鉛フリー及びカドミウムフリーの組成物と、
ａ．６０～９０ｗｔ％Ａｇ＋Ｐｄ＋Ｐｔ＋Ａｕ、
ｂ．１～１０ｗｔ％の、遷移金属のケイ化物、炭化物、窒化物、及びホウ化物からなる群から選択される添加物、
ｃ．０．５～１０ｗｔ％の少なくとも１つのガラスフリット、並びに
ｄ．１０～４０ｗｔ％の有機部、
を含む導電性ペーストと、
を焼成前に含む、電気又は電子部品。

【0101】

項１８：
電気又は電子部品が、高Ｑ共振器、電磁干渉フィルタ、バンドパスフィルタ、ワイヤレスパッケージングシステム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、
項１７の電気又は電子部品。

【0102】

項１９：
（ａ１）項１～１３のいずれかの組成物を基体に適用する工程、又は
（ａ２）項１～１３のいずれかの組成物を含むテープを基体に適用する工程、又は
（ａ３）項１～１３のいずれかの組成物の複数の粒子を成形して、モノリシック複合基体を形成する工程、及び
（ｂ）組成物を焼結するのに十分な温度で基体を焼成する工程、
を含む電子部品を形成する方法。

【0103】

項２０：
焼成が約８００℃～約９１０℃の温度で行われる、項１９の方法。

【国際調査報告】