铁素体陶瓷组合物、陶瓷电子部件以及陶瓷电子部件的制造方法技术

技术编号:8447727 阅读:159 留言:0更新日期:2013-03-20 23:56
本发明专利技术涉及一种铁素体陶瓷组合物、陶瓷电子部件及其制造方法。根据本发明专利技术即使与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧,也可实现能够确保绝缘性且能够得到良好的电特性的交替卷绕共模扼流线圈等陶瓷电子部件。其中,由第1线圈图案(4a)、(4b)形成的第1线圈导体、和由第2线圈图案(5a)、(5b)形成的第2线圈导体在磁性体片(3a)~(3i)内交替层叠。第1和第2线圈导体由Cu形成,磁性体部由Ni-Mn-Zn系铁素体形成,其CuO的摩尔含量为5mol%以下且将Fe2O3的摩尔含量x、Mn2O3的摩尔含量y用(x,y)表示时,(x,y)在A(25,1)、B(47,1)、C(47,7.5)、D(45,7.5)、E(45,10)、F(35,10)、G(35,7.5)以及H(25,7.5)的范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种,更详细而言,涉及一种能够与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧的铁素体陶瓷组合物、使用该铁素体陶瓷组合物的共模扼流线圈等陶瓷电子部件及其制造方法。
技术介绍
以往以来,为去除在各种电子设备的信号线、电源线和GND (地线)间产生的共模噪声,广泛使用共模扼流线圈。在该共模扼流线圈中,噪声成分以共模状态传送,信号成分以正常模式传送,因此利用它们的传送模式的不同,将信号和噪声分离,去除噪声。进而,例如在专利文献I中提出了如下的层叠型共模扼流线圈,S卩,如图7所示,具备将多个绝缘性材料层101、102和多个线圈导体103a 103d、104a 104d重叠而构成的层叠烧结体105,以及,与上述线圈导体103a 103d、104a 104d与电连接而构成的、相互磁耦合的至少两个以上的线圈106、107 ;其中,上述两个以上的线圈106、107沿层叠烧结体105的重叠方向配置,且使构成上述各线圈106、107的上述线圈导体相互间的间距d设为比邻接的上述线圈间的间距D小。在该专利文献I中,邻接的线圈的卷绕方向相互成反方向,因此邻近的线圈导体 103a 103d、104a 104d间不产生大的电位差,能够抑制邻接的两个线圈106、107间的杂散电容,由此能够得到高频区域中的噪声去除效果良好的层叠型共模扼流线圈。应予说明,对于该专利文献I的共模扼流线圈,由于卷绕方向不同的线圈106和线圈107具有线圈间的间距D且并列存在,因此一般称为并绕共模扼流线圈。另外,专利文献2中提出了一种共模扼流线圈,其将大致四方形的第I磁性体片和大致四方形的第2磁性体片交替层叠而得,上述第I磁性体片是通过形成具有始端和终端的大致I圈的环状的导体图案而构成第I线圈的磁性体片,上述第2磁性体片是通过形成具有始端和终端的实质上为I圈的环状的导体图案而构成第2线圈的磁性体片。在该专利文献2中,如图8所示,输入到第I线圈LI的A的信号被输出至B,产生磁通ct。而且,该信号在从第2线圈L2的C输入而向D输出时,由于第2线圈L2与第I线圈LI为同相卷绕,因此产生与上述磁通α反向的磁通β。另外,第I线圈LI和第2线圈 L2为相同卷数,并且在同一个磁芯上形成导体图案,因此由两线圈L1、L2产生的磁通α和磁通β为同密度,磁通α和磁通β在磁性体内相抵消。即,在正常模式中不发挥作为扼流线圈的作用,仅对共模噪声作为扼流线圈发挥作用。而且,该专利文献2的共模扼流线圈,由于第I磁性体片和第2磁性体片交替层叠,使第I线圈和第2线圈埋设在磁性体部,因此称为交替卷绕共模扼流线圈。专利文献I :日本专利第2958523号公报(权利要求1,段落编号[26]等)专利文献2 日本实公平7-45932号公报(权利要求1,第6栏第30行 同栏第42行等)
技术实现思路
然而,共模扼流线圈的性能可用耦合系数(表示以磁力耦合的线圈间的磁耦合的程度的指标)评价。即,耦合系数的最大值为“1”,该耦合系数越大,正常模式的阻抗越小, 对信号的影响越小。而且,对于像专利文献I这样的并绕共模扼流线圈,线圈106、线圈107分离存在, 因此耦合系数至多为O. 2左右,较低,与此相对,对于交替卷绕共模扼流线圈,形成有第I线圈图案的第I磁性体片和形成有第2线圈图案的第2磁性体片交替层叠,因此能够得到O. 8 以上的高耦合系数。即,认为原理上交替卷绕共模扼流线圈与并绕共模扼流线圈相比,能够进行高性能的噪声去除。但是,通常,对在铁素体材料中广泛使用的Ni-Zn系材料在大气环境下进行煅烧, 从将线圈导体和磁性体材料同时煅烧的观点出发,使用Ag系材料作为线圈导体材料。但是,对于像专利文献2这样的交替卷绕共模扼流线圈的情况,产生电位差的第I 线圈和第2线圈的对置面积大,且Ag系材料容易发生迁移,因此如果在高湿度环境下长时间放置则可能产生异常,难以得到高的可靠性。因此,从防止这样的迁移发生的观点出发,考虑优选在线圈导体中使用Cu系材料。但是,从Cu-Cu2O的平衡氧分压和Fe2O3-Fe3O4的平衡氧分压的关系可知在800°C以上的高温下不存在Cu和Fe2O3共存的区域。S卩,在800°C以上的温度下,如果设定氧分压为能维持Fe2O3的状态的氧化性环境而进行煅烧,则Cu也被氧化而生成Cu20。另一方面,如果设定氧分压为能维持Cu金属的状态的还原性环境而进行煅烧,则Fe2O3被还原而生成Fe304。这样,由于不存在Cu和Fe2O3共存的区域,因此如果在Cu不发生氧化的还原性环境下进行煅烧,则Fe2O3被还原成Fe3O4,由此电阻率P降低,可能导致电特性的劣化。本专利技术是鉴于这样的情况而完成的,其目的在于,提供一种即使与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧,也能够确保绝缘性、能够得到良好的电特性的铁素体陶瓷组合物、 使用该铁素体陶瓷组合物的具有高可靠性的共模扼流线圈等陶瓷电子部件、以及陶瓷电子部件的制造方法。本专利技术人等在对由通式X2O3 .MeO (X为Fe、Mn,Me为Zn、Cu、Ni )表示的尖晶石型晶体结构的铁素体材料进行了深入研究,结果得到如下观点通过将CuO的摩尔含量设为 5mol%以下,并且使Fe2O3和Mn2O3的配合量为特定范围,从而即使将Cu系材料和铁素体材料同时煅烧,也能得到所希望的良好的绝缘性,由此能够得到具有良好的电特性的陶瓷电子部件。本专利技术是基于这样的观点而完成的,本专利技术所涉及的铁素体陶瓷组合物的特征在于,是至少含有Fe、Mn、Ni以及Zn的铁素体陶瓷组合物,Cu的摩尔含量换算成CuO为O 5mol%,并且将Fe换算成Fe2O3时的摩尔含量xmol%和Mn换算成Mn2O3时的摩尔含量ymol% 用(x,y)表示时,(x,y)在由 A (25,1)、B (47,1)、C (47,7. 5), D (45,7. 5),E (45,10),F (35,10)、G (35,7. 5)以及H (25,7. 5)包围的区域范围。另外,本专利技术人等进行进一步的深入研究的结果,发现从得到进一步良好的特性观点出发,优选铁素体陶瓷组合物磁中含有ZnO,但如果ZnO的含量超过33mol%则居里点 Tc降低,可能损害在高温下的工作保证,导致可靠性的降低。S卩,本专利技术的铁素体陶瓷组合物优选上述Zn的摩尔含量换算成ZnO为33mol%以下。并且,根据本专利技术人等的研究结果,发现如果考虑铁素体的导磁率μ,则优选ZnO 的含量为6mol%以上。S卩,本专利技术的铁素体陶瓷组合物优选上述Zn的摩尔含量换算成ZnO为6mol%以上。另外,本专利技术所涉及的陶瓷电子部件的特征在于,是在磁性体部埋设有第I线圈导体和第2线圈导体的陶瓷电子部件,上述第2线圈导体与该第I线圈导体形状大致相同、 且始端和终端相对于上述第I线圈导体具有一定的分离间距地被配置,其中,上述第I线圈导体和上述第2线圈导体由以Cu为主成分的导电性材料形成,并且上述磁性体部由上述铁素体陶瓷组合物形成。另外,本专利技术的陶瓷电子部件中,优选上述第I和第2线圈导体与上述磁性体部是同时煅烧而得的。另外,本专利技术的陶瓷电子部件优选在Cu-Cu2O的平衡氧分压以下的环境下进行煅烧而得。另外,本专利技术所涉及的陶瓷电子部件的制造方法的特征在于,包括如下工序预煅烧工序,以Cu的摩尔含量换本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种铁素体陶瓷组合物,其特征在于,是至少含有Fe、Mn、Ni以及Zn的铁素体陶瓷组合物,其中,Cu的摩尔含量换算成CuO为0~5mol%,并且将Fe换算成Fe2O3时的摩尔含量xmol%和Mn换算成Mn2O3时的摩尔含量ymol%用(x,y)表示时,(x,y)在由A(25,1)、B(47,1)、C(47,7.5)、D(45,7.5)、E(45,10)、F(35,10)、G(35,7.5)以及H(25,7.5)包围的区域范围。

【技术特征摘要】
2011.09.02 JP 2011-1920221.一种铁素体陶瓷组合物,其特征在于,是至少含有Fe、Mn、Ni以及Zn的铁素体陶瓷组合物,其中, Cu的摩尔含量换算成CuO为O 5mol%, 并且将Fe换算成Fe2O3时的摩尔含量xmol%和Mn换算成Mn2O3时的摩尔含量ymol%用(x,y)表示时,(x,y)在由 A (25,1)、B (47,1)、C (47,7. 5), D (45,7. 5),E (45,10),F(35,10)、G (35,7. 5)以及H (25,7. 5)包围的区域范围。2.根据权利要求I所述的铁素体陶瓷组合物,其特征在于,所述Zn的摩尔含量换算成ZnO 为 33mol% 以下。3.根据权利要求I或2所述的铁素体陶瓷组合物,其特征在于,所述Zn的摩尔含量换算成ZnO为6mol%以上。4.一种陶瓷电子部件,其特征在于,是在磁性体部埋设有第I线圈导体和第2线圈导体的陶瓷电子部件,所述第2线圈导体与该第I线圈导体形状大致相同、且始端和终端相对于所述第I线圈导体具有一定的分离间距地被配置,其中, 所述第I线圈导体和所述第2线圈导体由以Cu为主成分的导电性材料形成,并且所述磁性体部由权利要求I 3中任一项所述的铁素体陶瓷组合物形成。5.根据权利要求4所述的陶瓷电子部件,其特征在于,所述第I和第2线圈导体与所述磁性体部是同时煅烧而得的。6.根据权利要求4或5所述的陶瓷电子部件,其特征在于,是在Cu-Cu2O的平衡氧分压...

【专利技术属性】
技术研发人员:山本笃史中村彰宏河南亘
申请(专利权)人:株式会社村田制作所
类型:发明
国别省市:

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