铁氧体陶瓷组合物、陶瓷电子部件及陶瓷电子部件的制造方法技术

技术编号:9994324 阅读:164 留言:0更新日期:2014-05-02 16:22
线圈导体(4)和与该线圈导体(4)分开配置的贯通电极(9)埋设在磁性体层(1)中。磁性体层(1)被一对非磁性体层(2)、(3)夹持。线圈导体(4)和贯通电极(9)由以Cu为主成分的导电性材料形成,磁性体层(1)由Ni-Mn-Zn系铁氧体形成,该Ni-Mn-Zn系铁氧体中,CuO的摩尔含量为5mol%以下,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)的范围内。由此即便与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧,也能够实现确保绝缘性且得到良好的电特性、具有高可靠性并能小型化的陶瓷多层基板等陶瓷电子部件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】线圈导体(4)和与该线圈导体(4)分开配置的贯通电极(9)埋设在磁性体层(1)中。磁性体层(1)被一对非磁性体层(2)、(3)夹持。线圈导体(4)和贯通电极(9)由以Cu为主成分的导电性材料形成,磁性体层(1)由Ni-Mn-Zn系铁氧体形成,该Ni-Mn-Zn系铁氧体中,CuO的摩尔含量为5mol%以下,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)的范围内。由此即便与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧,也能够实现确保绝缘性且得到良好的电特性、具有高可靠性并能小型化的陶瓷多层基板等陶瓷电子部件。【专利说明】
本专利技术涉及,更详细而言涉及能够与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧的铁氧体陶瓷组合物、使用了该铁氧体陶瓷组合物的陶瓷多层基板等陶瓷电子部件及其制造方法。
技术介绍
近年来,陶瓷电子部件在各方面广泛使用,内置有线圈导体的陶瓷多层基板也被广泛使用。例如,在专利文献I中提出了一种线圈内置基板,具备:一对绝缘基体、设置于该一对绝缘基体间的铁氧体磁性层、形成于该铁氧体磁性层内的平面螺旋线圈、设在该平面螺旋线圈的中心部且具有高于上述铁氧体磁性层的导磁率的高磁性体、以及设在上述平面螺旋线圈与上述高磁性体之间并具有低于上述铁氧体磁性层的导磁率的非磁性体。在该专利文献I中,记载了可使用Cu、Ag、Au、Pt、Ag_Pd合金以及Ag-Pt合金等作为用于线圈导体的金属材料。另外,在专利文献2中提出了一种层叠型陶瓷电子部件,具备:陶瓷层叠体和设在上述陶瓷层叠体的内部和/或外部的导体图案,上述陶瓷层叠体具有包含陶瓷基材层和陶瓷辅助层的层叠构造,上述陶瓷基材层中多晶相占几乎整体,上述陶瓷辅助层是与上述陶瓷基材层同时煅烧而得的,配置在上述陶瓷基材层的至少一个主表面上,且多晶相占几乎整体。在该专利文献2中,使用了 Ag形成导体图案。`现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4703459号公报(权利要求1、第〔0036〕段等)专利文献2:国际公开第2007/145189号(权利要求1、2等)
技术实现思路
然而,在专利文献I中记载了可使用Cu、Ag、Au、Pt、Ag-Pd合金以及Ag-Pt合金等作为用于线圈导体的金属材料,但作为贵金属材料的Au、Pt、Ag-Pd合金以及Ag-Pt合金的材料成本高价且生产率差。另外,Ag虽廉价,但容易发生迁移而导致耐湿性的劣化,因此难以使施加不同电位(異電位)的贯通线圈间的间隔变窄,陶瓷多层基板的小型化有限。特别是用于DC/DC转换器的陶瓷多层基板由于在内部的电极间施加直流偏置电压,所以抑制迁移成为重要的课题。而且,N1-Zn系铁氧体一般在大气气氛下煅烧,当在线圈导体、贯通电极中使用Cu时,如果在大气气氛下煅烧则Cu可能被氧化。另一方面,如果为避免Cu氧化而在还原性气氛下进行煅烧,则铁氧体材料中的Fe2O3被还原成Fe3O4,因此可能导致电阻率P降低。即,在800°C以上的温度下,在将氧分压设定成能维持Fe2O3的状态的这种氧化性气氛下进行煅烧处理时,Cu被氧化生成Cu20。另一方面,在将氧分压设定成能维持Cu金属的状态的这种还原性气氛下进行煅烧时,Fe2O3被还原生成Fe304。这样由Cu-Cu2O的平衡氧分压与Fe2O3-Fe3O4的平衡氧分压的关系可知,在800°C以上的高温不存在Cu和Fe2O3共存的区域。因此,在专利文献I中,即便在还原性气氛下将Cu与铁氧体材料同时煅烧,但也因不存在这些Cu和Fe2O3共存的区域,如果在Cu不氧化的这种还原性气氛下进行煅烧,则由于Fe2O3被还原成Fe3O4,所以电阻率P降低,因此阻抗特性等电特性可能劣化。 本专利技术是鉴于上述情况而进行的,其目的在于提供即便与以Cu为主成分的导电性材料同时煅烧也能够确保绝缘性且得到良好的电特性的铁氧体陶瓷组合物、使用该铁氧体陶瓷组合物的具有高可靠性且能小型化的陶瓷多层基板等陶瓷电子部件及陶瓷电子部件的制造方法。本专利技术的专利技术人等通过对由通式X2O3.MeO (X为Fe、Mn,Me为Zn、Cu、Ni)表示的尖晶石型晶体结构的铁氧体材料进行了深入研究,结果得到以下观点:通过将Cu的摩尔含量换算成CuO为5mol%以下,并且将Fe和Mn的摩尔含量以Fe2O3和Mn2O3换算计分别设为特定范围,从而即便同时煅烧Cu系材料和铁氧体材料,也能够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。本专利技术是基于上述观点而进行的,本专利技术涉及的铁氧体陶瓷组合物,其特征在于,至少含有Fe、Mn、Ni和Zn,Cu的摩尔含量换算成CuO为O~5mol%,将Fe换算成Fe2O3时的摩尔含量xmol%和将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)围起的区域。另外,本专利技术的专利技术人等经过进一步深入研究,结果得知从得到更良好的特性的观点考虑,优选使铁氧体陶瓷组合物磁中含有Zn氧化物,但如果Z的含量换算成ZnO超过33mol%则居里点Tc降低,可能损伤高温下的工作保证而导致可靠性降低。即,本专利技术的铁氧体陶瓷组合物优选上述Zn的摩尔含量换算成ZnO为33mol%以下。由此能够确保充分的居里点,能够得到保证了使用时的温度高的条件下的工作的陶瓷电子部件。此外,经过本专利技术的专利技术人等研究,结果得知如果考虑铁氧体的导磁率μ,则优选Zn的含量换算成ZnO为6mol%以上。即,本专利技术的铁氧体陶瓷组合物优选上述Zn的摩尔含量换算成ZnO为6mol%以上。由此能够确保良好的导磁率。另外,本专利技术涉及的陶瓷电子部件,其特征在于,是线圈导体和与该线圈导体分开配置的贯通电极埋设在磁性体层中的陶瓷电子部件,上述线圈导体和上述贯通电极由以Cu为主成分的导电性材料形成,并且上述磁性体层由上述铁氧体陶瓷组合物形成。由此即便对磁性体层、线圈导体和贯通电极进行同时煅烧来形成,也与Ag系材料不同,能够在不发生迁移的条件下得到所希望的良好的电特性、磁特性。因此,能够缩小施加不同电位的线圈导体与贯通电极的间隔,能够实现陶瓷电子部件的小型化。另外,如上所述由于能够极力抑制发生迁移,所以能够很好地用于在内部的电极间施加直流偏置电压的DC/DC转换器。另外,本专利技术的陶瓷电子部件优选上述磁性体层被一对非磁性体层夹持,并且形成于上述非磁性体层的主表面的外部电极间介由上述贯通电极电连接。由此能够缩小埋设在磁性体层中的线圈导体与贯通电极的间隔,从而能够使陶瓷电子部件小型化。此外,本专利技术的陶瓷电子部件优选上述非磁性体层至少含有Fe、Mn和Zn,不含Ni,Cu的摩尔含量换算成CuO为O~5mol%,且将Fe换算成Fe2O3时的摩尔含量xmol%和将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.本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

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

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